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Die
Erfindung betrifft ein Diagnoseverfahren für eine Anzahl N von Verbrauchern
eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1 sowie eine
Diagnosevorrichtung zur Durchführung
des Diagnoseverfahrens.
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Stand der Technik
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Aus
der
DE 10301317 A1 sind
ein elektronisches Übertragungssystem
und ein Verfahren zum Übertragen
von Datensignalen über
eine Stromversorgungsleitung unter anderem für eine Anwendung in Kraftfahrzeugen
bekannt. Eine derartige Datenübertragung
wird auch als Power-Line-Communication (PLC) bezeichnet. Diese zeichnet
sich in erster Linie dadurch aus, dass die Stromversorgungsleitung neben
der Übertragung
von elektrischer Leistung von einer Leistungsquelle an einen oder
mehrere Verbraucher auch zur Übertragung
der Datensignale zwischen zwei Datengeräten, beispielsweise zwischen
den Verbrauchern, dient.
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Weiterhin
ist in der
DE 19540943
A1 eine On-Board-Diagnose-Vorrichtung gezeigt zur Überprüfung von
Teilsystemen eines Kraftfahrzeugs durch im Betrieb des Kraftfahrzeugs
unter vorbestimmten Startbedingungen ausgelösten Testfunktionen. Dabei wird
die Diagnose von einem externen Testgerät über eine Schnittstelle mit
einem Fahrzeugsteuergerät durchgeführt.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Diagnoseverfahren für eine Anzahl
N von Verbrauchern eines Kraftfahrzeugs bietet gegenüber dem
Stand der Technik unter Berücksichtung
der Tatsache, dass die Verbraucher über zumindest eine Energieversorgungsleitung
mit einem fahrzeugeigenen Steuergerät zum Zwecke der Energieversorung
und des Datenaustauschs verbunden sind, den Vorteil, dass für die Diagnose
der Verbraucher keine zusätliche
Signal- oder Datenleitung erforderlich ist und eine erfindungsgemäße Diagnosevorrichtung
somit ohne großen
Aufwand und mit geringen Kosten in ein beliebiges Kraftfahrzeug nachgerüstet werden
kann. Dazu senden die Verbraucher in einer festgelegten Reihenfolge
jeweils eine Statusmeldung über
die Energieversorgungsleitung an das Steuergerät. In einer vorteilhafter Ausgestaltung
weisen die Verbraucher und das Steuergerät diesbezüglich Kommunikationmittel zum
Datenaustausch über
die Energieverorgungsleitung auf.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen
Merkmale sowie aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung.
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So
wird jedem der N Verbraucher eine von N unterschiedlichen Kennzahlen
zugewiesen, um eine eindeutige Zuordnung der Statusmeldung zum jeweiligen
Verbraucher zu gewährleisten.
Dabei sendet das Steuergerät
eine Statusabfrage an die Verbraucher, um das Diagnoseverfahren
einzuleiten. In einer alternativen Ausgestaltung kann das Steuergerät zur Einleitung
des Diagnoseverfahrens aber auch eine Statusabfrage an den Verbraucher
mit der niedrigsten oder höchsten
Kennzahl senden.
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In
vorteilhafter Weise wird die Statusabfrage durch das Steuergerät bei einem
Startvorgang des Kraftfahrzeugs abgesendet, so dass keine Notwendigkeit
für eine
gesonderte Einleitung des Diagnoseverfahrens durch den Fahrzeugnutzer
besteht. Im Anschluss an die Statusabfrage senden die Verbraucher
in Abhängigkeit
der ihnen zugewiesenen Kennzahlen nacheinander in aufsteigender
oder abfallender Reihenfolge die Statusmeldungen an das Steuergerät. Zu diesem
Zweck umfassen die Kommunikationsmittel der Verbraucher und des
Steuergeräts
jeweils Sende-Empfangseinrichtungen,
die die Power-Line-Communication ermöglichen. Die genaue Ausgestaltung
der Sende-Emfpangseinrichtungen ist dem Fachmann bekannt und bedarf
daher keiner weiteren Erläuterung.
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Die
PLC erfolgt derart, dass die Statusmeldungen der ersten N-1 Verbraucher
zumindest jeweils die entsprechende Kennzahl sowie den Zustand des
Verbrauchers enthalten und durch das Absenden der Statusmeldung
durch den aktuellen Verbraucher der jeweils nachfolgende Verbraucher
zum Absenden seiner Statusmeldung aufgefordert wird. Die Statusmeldung
des N-ten Verbrauchers enthält ebenfalls
zumindest die entsprechende Kennzahl und den Zustand des Verbrauchers,
jedoch wird nun durch das Absenden der Statusmeldung des letzten Verbrauchers
das Diagnoseverfahren beendet. Als mögliche Zustände der Verbraucher kommen
entweder ein Defekt oder ein ordnungsgemäßer Betrieb bzw. eine Betriebsbereitschaft
in Frage.
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Um
die Sicherheit sowie die Zuverlässigkeit des
Diagnoseverfahrens bzw. der Diagnosevorrichtung gegenüber Störungen (beispielsweise
infolge von Spannungsschwankungen des Bordnetzes) oder äußeren Zugriffen
zu erhöhen,
erfolgt eine Kodierung der Statusmeldungen und/oder der Statusabfrage. Die
zahlreichen Kodierverfahren sind dem Fachmann bekannt und bedürften daher
keiner detaillierten Erläuterung.
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Wird
während
des Diagnoseverfahrens ein Defekt eines der Verbraucher erkannt,
so wird durch das Steuergerät
eine entsprechende optische und/oder akustische Meldung an den Fahrzeugnutzer
abgegeben. Dieser ist dann in der Lage, den defekten Verbraucher
unverzüglich
selbst auszutauschen oder zu reparieren oder das Kraftfahrzeug in eine
Fachwerkstatt zu bringen. In besonders vorteilhafter Weise handelt
es sich bei den Verbrauchern um Leuchtmittel, insbesondere Scheinwerfer,
Blinker, Rückleuchten
oder dergleichen, des Kraftfahrzeugs. Die Erfindung kann jedoch
ohne Einschränkung
auch auf andere Verbraucher eines Kraftfahrzeugs, deren Überprüfung beim
Startvorgang oder zu anderen definierten Zeitpunkten sinvoll ist,
angewendet werden.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der einzigen Figur beispielhaft
erläutert.
Die Beschreibung der Figur sowie die Ansprüche enthalten Merkmale in Kombination.
Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu
weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen. Insbesondere wird
ein Fachmann auch die Merkmale aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen
zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigt
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1:
ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens.
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In
der einzigen Figur ist das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung 10 für ein nicht
gezeigtes Kraftfahrzeug dargestellt. Die Diagnosevorrichtung 10 umfasst
ein fahrzeugeigenes Steuergerät 12 sowie
eine Anzahl N von Verbrauchern 14, die über eine Energieversorgungsleitung 16 miteinander
und mit einer Versorgungsspannung UB einer
nicht gezeigten Energiequelle, beispielsweise einer Kraftfahrzeug-Batterie,
verbunden sind. Die Art der Verbindung kann dabei sowohl durch eine
Ring- als auch durch eine Stichleitung realisiert sein. Dies hängt von
den jeweiligen Gegebenheiten des Kraftfahrzeugs ab. Weiterhin sind
die Verbraucher 14 und das fahrzeugeigene Steuergerät 12 jeweils
mit einer elektrischen Masse (GND) 18 verbunden. Im nachfolgenden
Ausführungsbeispiel
wird davon ausgegangen, dass die Verbraucher 14 Leuchtmittel 20 des
Kraftfahrzeugs, wie Scheinwerfer, Blinker, Rückleuchten oder dergleichen,
sind. Ohne Einschränkung
kann die Erfindung aber auch auf andere Verbraucher, deren Überprüfung beim Startvorgang
oder zu definierten Zeitpunkten sinvoll ist, angewendet werden.
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Um
die Energieversorgungsleitung 16 auch für einen Datenaustausch zwischen
dem Steuergerät 12 und
den Verbrauchern 14 bzw. zwischen den Verbrauchern 14 untereinander
nutzen zu können,
verfügen
diese jeweils über
entsprechend ausgelegte Kommunikationsmittel 22, die ihrerseits
Sende-Empfangseinrichtungen 24 umfassen. Da die Ausgestaltung
der Sende-Empfangseinrichtungen 24 zum Zwecke einer Power-Line-Communication dem Fachmann
bekannt ist und darüber
hinaus infolge der unterschiedlichen einsetzbaren Modulations-,
Kodierungs- und Verschlüsselungsverfahren
vielfältigste Sende-Emfänger-Strukturen
zum Einsatz kommen können,
soll auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet werden.
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Das
erfindungsgemäße Diagnoseverfahren wird
nun beispielsweise unmittelbar nach dem Startvorgang des Kraftfahrzeugs,
d.h. nach Verbringen des Zündschlosses
von der Ausgangsposition (Off oder 0) in die Position zur Energieversorgung
der elektrischen Verbraucher (ACC oder I), gestartet. Alternativ
kann aber auch ein Starten zu bestimmten Zeitpunkten, beispielsweise
auf Wunsch des Fahrzeugnutzers, zyklisch oder in Abhängigkeit
von der gefahrenen Kilometerleistung, während des Betriebs des Kraftfahrzeugs
vorgesehen werden.
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Zur
Einleitung des Diagnoseverfahrens sendet das fahrzeugeigene Steuergerät 12 eine
Statusabfrage A an die Verbraucher 14, die ihrerseits mit
einer entsprechenden Statusmeldung M antworten. In vorteilhafter
Weise sind die Statusabfrage A und die Statusmeldungen M kodiert
und/oder verschlüsselt. Damit
die Statusmeldungen M den einzelnen Verbrauchern 14 zuordenbar
sind, wird jedem Verbraucher 14 eine von N unterschiedlichen
Kennzahlen 26 zugewiesen und in einem Speicher 28 hinterlegt.
Die Zuordnung der Kennzahlen 26 erfolgt dabei sinnvollerweise
bereits mit Einbau der Verbraucher 14 in das Kraftfahrzeug.
Dabei können
die Kennzahlen 26, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, Werte
zwischen 1 und N einnehmen, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre. Zudem
ist es möglich,
eine automatische Adressierung vorzusehen, die unabhängig von dem
eigentlichen Diagnoseverfahren stattfindet, beispielsweise nach
Einbau eines neuen Verbrauchers in das Kraftfahrzeug. In diesem
Fall müssen
die Sende-Empfangseinrichtungen 24 und die Speicher 28 entsprechend
ausgelegt werden. So kann es in Verbindung mit einer automatischen
Adressierung durchaus vorteilhaft sein, einen elektrisch löschbaren Speicher 28 zu
verwenden.
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Das
Steuergerät 12 ist
zur Identifizierung mit einer Kennzahl 26 „0" versehen, die in
seinem Speicher 30 abgelegt ist. Es sendet die vorzugsweise
kodierte Statusabfrage A an den Verbraucher 14 mit der niedrigsten
oder höchsten
Kennzahl 26. Diesbezüglich
ist beispielsweise eine Statusabfrage A in der Form „Steuergerät in Betrieb;
warte auf Statusmeldung des elektrischen Verbrauchers mit der Kennzahl
1" denkbar. Alternativ
ist es aber auch möglich, dass
das Steuergerät 12 die
Statusabfrage A an alle Verbraucher 14 sendet. Im Anschluss
an die Statusabfrage A senden die Verbraucher 14 in Abhängigkeit der
ihnen zugewiesenen Kennzahlen 26 über die Energieversorgungsleitung 16 nacheinander
in aufsteigender oder abfallender Reihenfolge die vorzugsweise kodierten
Statusmeldungen M an das Steuergerät 12 ab. Diese entalten
zumindest jeweils die entsprechende Kennzahl 26 sowie den
Zustand des Verbrauchers 14, d.h. eine Information darüber, ob
der Verbraucher 14 mit der Kennzahl 26 defekt
oder betriebsbereit bzw. im Betrieb ist. Weiterhin erfolgt durch
das Absenden der jeweiligen Statusmeldung M der N-1 ersten Verbraucher 14 eine
Aufforderung an den jeweils nachfolgenden Verbraucher 14 zum
Absenden seiner Statusmeldung M. Der erste Verbraucher 14 mit
der Kennzahl 26 „1" sendet also eine
Statusmeldung M an das Steuergerät 12 und
an den zweiten Verbraucher 14 mit der Kennzahl 26 „2" mit folgendem Inhalt: „Verbraucher 1 in
Ordnung (oder defekt); warte auf Statusmeldung des elektrischen Verbrauchers
mit der Kennzahl 2".
Dieser Vorgang wiederholt sich bis zum letzten Verbraucher 14 mit der
höchsten
bzw. niedrigsten Kennzahl. Die Statusmeldung M des letzten Verbrauchers 14 mit
der Kennzahl 26 „N" beendet schließlich das
Diagnoseverfahren. Sie könnte
demzufolge lauten: „Verbraucher
N in Ordnung (oder defekt); Diagnoseverfahren beenden".
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Nach
Abschluss des Diagnoseverfahrens informiert das Steuergerät 12 den
Fahrzeugnutzer über
den Zustand der einzelnen Verbraucher 14 mit Hilfe einer
optischen und/oder akustischen Einrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeugs.
Die Anzeigeoptionen sind dabei vielfältigster Art. So kann zum Beispiel
auf einem Bildschirm der defekte oder nicht betriebsbereite Verbraucher 14 durch
ein blinkendes Symbol angezeigt werden. Weiterhin ist es denkbar, diese
Anzeige durch einen Signal- oder
Warnton akustisch hervorzuheben. Selbstverständlich ist auch eine rein akustische
oder optische Anzeige möglich.
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Es
sei abschließend
noch darauf hingewiesen, dass das gezeigte Ausführungsbeispiel weder auf die 1 noch
auf die geschilderte Form der Statusabfrage A bzw. der Statusmeldungen
M beschränkt
ist. Weiterhin kann ohne Einschränkung
der Erfindung auch auf die Kennzahl 26 für das Steuergerät 12 verzichtet
werden. Es versteht sich von selbst, dass das hier beschriebene
Steuergerät 12 Bestandteil
eines bereits bestehenden Diagnosesystems sein kann, oder dass es
neben der Diagnosefunktion auch weitere Funktionen im Kraftfahrzeug, beispielsweise
als Bordcomputer oder dergleichen, ausführen kann. Der Begriff Steuergerät umfasst demzufolge
auch einen Microcomputer, einen Rechner, einen ASIC, einen DSP oder
eine sonstige integrierte oder diskrete Schaltung, die diese Funktion übernehmen
kann.