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Die Erfindung betrifft eine Diagnoseeinrichtung zur Diagnose wenigstens eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs.
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Moderne Kraftfahrzeuge sind mit einer Vielzahl von elektrischen Komponenten ausgestattet, welche über ein Bussystem, typischerweise einen LIN- oder CAN-Bus, miteinander kommunizieren können. Hierzu verfügen besagte Komponenten zumeist über ein an den Feldbus angeschlossenes Steuergerät, so dass zwischen den Steuergeräten Daten ausgetauscht werden können.
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Die den verschiedenen Fahrzeugkomponenten zugeordneten Steuergeräte erzeugen auch die Komponenten betreffende Diagnosedaten und stellen diese auf dem Feldbus bereit. Somit stehen die Diagnosedaten auch zur Auswertung in einer externen Diagnoseeinrichtung zur Verfügung, wenn diese mit dem Bussystem des Fahrzeugs in Kommunikationsverbindung gesetzt wird. Eine solche herkömmliche Diagnoseeinrichtung, die als klassisches „Mainboard” in Form eines herkömmlichen Computers ausgebildet sein kann, umfasst oftmals eine Kommunikationseinheit zur drahtlosen Datenübertragung, welches eine Fernbedienung der Diagnoseeinrichtung ermöglicht. Dies gestattet es insbesondere, den zumeist komplexen Diagnosevorgang von einem geschulten Fachmann durchführen zu lassen, ohne dass dieser am zu diagnostizierenden Fahrzeug vor Ort sein muss. Dies wiederum erleichtert die Erkennung eines spontan in einer Komponente des Kraftfahrzeugs aufgetretenen Fehlerzustands erheblich. Eine solche ”Remote”-Steuerung eines Elektrokraftfahrzeugs ist im Zusammenhang mit dem ferngesteuerten Aufladen der Batterie des Fahrzeugs an einer elektrischen Ladestation in der
DE 10 2009 019 753 A1 beschrieben.
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Als nachteilig bei einer derartigen ferngesteuerten Fahrzeugdiagnose erweist sich jedoch, dass sich der elektrische Anschluss der Diagnoseeinrichtung an das Fahrzeug-Bussystem für eine nicht-fachkundige Person als relativ aufwändig gestaltet. Denn das elektrische Verbinden der Diagnoseeinrichtung mit dem Bussystem erfordert in der Regel nicht nur die Herstellung einer Datenverbindung über entsprechende Datenleitungen, sondern auch die Bereitstellung einer externen elektrischen Versorgungsspannung. Diese ist notwendig, um die von der Fahrzeugbatterie intern im Fahrzeug bereitgestellte Versorgungsspannung zu stützen oder – etwa bei vollständig entladener Fahrzeugbatterie – zu ersetzen, um die Funktionalität des Bussystems einschließlich der über dieses kommunizierenden Steuergeräte für den Diagnoseprozess sicherzustellen. Gerade das korrekte Verbinden verschiedener elektrischer Anschlüsse, selbst wenn diese als herkömmliche Stecker-Buchse-Verbindung realisiert sind, stellt Personen ohne Fachkenntnis jedoch regelmäßig vor erhebliche Probleme, was den Start des ferngesteuerten Diagnosevorgangs verzögern oder gar verhindern kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Ausführungsform einer Diagnoseeinrichtung zu schaffen, welche insbesondere auf besonders einfache Weise, insbesondere durch eine nicht-fachkundige Person, elektrisch mit dem Kraftfahrzeug verbunden werden kann, so dass mit Hilfe der Diagnoseeinrichtung der eigentliche Diagnosevorgang ferngesteuert durch einen nicht unmittelbar am zu diagnostizierenden Kraftfahrzeug anwesenden Fachmann erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Grundgedanke der Erfindung ist demnach, eine fernsteuerbare Diagnoseeinrichtung zur Diagnose der in einem Kraftfahrzeug verbauten Steuergeräte mit einem Kommunikationsanschluss auszustatten, der derart an einen am Kraftfahrzeug vorgesehenen komplementären elektrischen Anschluss angeschlossen werden kann, dass eine Datenverbindung zwischen der Diagnoseeinrichtung und dem Fahrzeug-Bussystem erzeugt wird. Erfindungswesentlich ist dabei die zusätzliche Integration eines elektrischen Versorgungsanschlusses in den Kommunikationsanschluss, in welchem eine elektrische Versorgungsspannung bereitgestellt wird. Beim Verbinden des Kommunikationsanschlusses mit dem Fahrzeug-Bussystem des Kraftfahrzeugs wird dem Bordnetz des Fahrzeugs somit neben der zur Diagnose erforderlichen Datenverbindung gleichzeitig eine elektrische Versorgungsspannung – im Folgenden als ”erste elektrische Versorgungsspannung” bezeichnet – zur Verfügung gestellt. Auf diese Weise werden das Fahrzeug-Bussystem sowie die über dieses kommunizierenden Steuergeräte über die Diagnoseeinrichtung mit elektrischer Energie versorgt, wenn die Fahrzeugbatterie des Kraftfahrzeugs teilweise oder gar vollständig entladen sein sollte – ein in der Praxis häufig auftretender Fall.
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Die erfindungsgemäße Integration des Versorgungsanschlusses in den Kommunikationsanschluss lässt ein aus dem Stand der Technik bekanntes, separates Anschließen der Versorgungsspannung an das Kraftfahrzeug über separate Anschlüsse überflüssig werden. Dies erleichtert und beschleunigt das Anschließen der Diagnoseeinrichtung an das Bussystem des Kraftfahrzeugs erheblich, insbesondere wenn dies durch eine nicht-fachkundige Person, etwa den Fahrer des Fahrzeugs geschehen soll, etwa wenn das Kraftfahrzeug aufgrund einer Fehlfunktion in einer Fahrzeugkomponente liegengeblieben ist. Die eigentliche Diagnose nach Herstellung der Datenverbindung zwischen dem Fahrzeug-Bussystem und der Diagnoseeinrichtung kann dann durch einen Fachmann durch eine Fernsteuerung der Diagnoseeinrichtung durchgeführt werden. Ein solches Fernsteuern der Diagnoseeinrichtung ist mit Hilfe einer Kommunikationseinheit möglich, die in der erfindungsgemäßen Diagnoseeinrichtung verbaut ist und eine drahtlose Kommunikationsverbindung der Diagnoseeinrichtung mit dem Internet erlaubt. Prinzipiell gestattet dies eine ferngesteuerte Diagnose des Kraftfahrzeugs von jedem mit dem Internet verbundenen Computer, auf welchem geeignete Software zur Steuerung der Diagnoseeinrichtung installiert ist.
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Im Ergebnis ermöglicht die hier vorgestellte Diagnoseeinrichtung somit eine einfache und effektive ferngesteuerte Durchführung eines Diagnosevorgangs an einem Kraftfahrzeug.
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Eine erfindungsgemäße Diagnoseeinrichtung umfasst eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Diagnose sowie einen Kommunikationsanschluss, mittels welchem die Steuerungseinrichtung mit einem Bussystem des Kraftfahrzeugs verbindbar ist. In den Kommunikationsanschluss ist ein elektrischer Versorgungsanschluss integriert, an welchem eine erste elektrische Versorgungsspannung zum Versorgen des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie aus der Diagnoseeinrichtung bereitgestellt wird. Typischerweise entspricht der Wert der ersten Versorgungsspannung einer Betriebsspannung des Fahrzeug-Bordnetzes, in der Regel also 12 V. Wird der erfindungswesentliche Kommunikationsanschluss an das Fahrzeug-Bussystem angeschlossen, so wird automatisch auch der elektrische Versorgungsanschluss mit dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs verbunden. Auf diese Weise kann die am Versorgungsanschluss bereitgestellte elektrische Versorgungsspannung automatisch im Zuge des Aufbaus einer Datenverbindung der Diagnoseeinrichtung mit dem Bussystem dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Dadurch lässt sich sicherstellen, dass die elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs – zu diesen zählen insbesondere das Bussystem selbst sowie die über dieses miteinander kommunizierenden Steuergeräte – auch bei teilweise oder vollständig entladener Fahrzeugbatterie vom Bordnetz mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgt werden können.
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Um die besagte erste elektrische Versorgungsspannung am elektrischen Versorgungsanschluss bereitzustellen, verfügt die Diagnoseeinrichtung über einen elektrischen Spannungsversorgungsanschluss, welcher elektrisch mit einer externen Energiequelle verbindbar ist, die eine zweite elektrische Versorgungsspannung liefert. Dabei handelt es sich typischerweise um ein öffentliches Stromnetz, so dass der Wert der zweiten elektrischen Versorgungsspannung zumeist 230 V beträgt. Diese kann zum Betrieb eines in die Diagnoseeinrichtung integrierten Netzteils verwendet werden, welches dann die gewünschte erste elektrische Versorgungsspannung erzeugt und an dem in den Kommunikationsanschluss integrierten elektrischen Versorgungsanschluss bereitstellt.
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Für die Fernbedienung der Diagnoseeinrichtung zur Durchführung der Fahrzeugdiagnose, nachdem diese mit dem Fahrzeug-Bussystem verbunden werden, besitzt die Diagnoseeinrichtung erfindungsgemäß auch eine mit der Steuerungseinrichtung der Diagnoseeinrichtung zusammenwirkenden Kommunikationseinheit, welche zum Bereitstellen einer drahtlosen Internet-Verbindung an die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist. Dies erlaubt es einem Benutzer der Diagnoseeinrichtung, die Fahrzeugdiagnose an einem Computer durchzuführen, der ebenfalls mit dem Internet in Kommunikationsverbindung steht, dessen Standort jedoch von jenem des Kraftfahrzeugs verschieden ist.
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Besonders zweckmäßig kann die Datenverbindung zwischen der Diagnoseeinrichtung und dem Fahrzeug-Bussystem in Form eines herkömmlichen Stecker-Buchse-Systems realisiert sein. In diesem Fall empfiehlt es sich, den Kommunikationsanschluss und den Versorgungsanschluss in einen gemeinsamen Anschlussstecker bzw. in eine gemeinsame Anschlussbuchse zu integrieren.
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Für den praxisrelevanten Fall, dass die erste und zweite elektrische Versorgungsspannung unterschiedliche Werte aufweisen – in der Praxis besonders häufig wird dabei der Fall auftreten, dass die von der externen Energiequelle bereitgestellte zweite Versorgungsspannung einen größeren Wert auf weist als die dem Fahrzeug-Bussystem und dessen Steuergeräten zugeordnete erste elektrische Versorgungsspannung – erweist es sich als vorteilhaft, die Diagnoseeinrichtung mit einer elektrischen Gleichspannungsquelle, insbesondere einem Netzteil, auszustatten. Diese kann, wie bereits erläutert, derart ausgebildet sein, dass die erste elektrische Versorgungsspannung in einem an die externe Energiequelle angeschlossenen Zustand der Diagnoseeinrichtung am integrierten Versorgungsanschluss bereitgestellt wird. Besagte Gleichspannung dient also dazu, das Bordnetz des Kraftfahrzeugs als Ersatz für eine teilweise oder vollständig entladene Batterie mit elektrischer Energie zu versorgen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die erste elektrische Versorgungsspannung 12 V betragen. Alternativ oder zusätzlich kann der Spannungsversorgungsanschluss zum Anschließen an ein 230 V-Wechselspannungsnetz eingerichtet sein. Bei der ersten elektrische Versorgungsspannung kann es sich vorzugsweise um eine Gleichspannung handeln, wie sie im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs typischerweise zum Einsatz kommt.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann die Diagnoseeinrichtung als tragbarer Computer ausgebildet sein. Die Kommunikationseinheit der Diagnoseeinrichtung kann dann als herkömmliches GSM-Modul ausgebildet und in den Computer integriert sein.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die einzige 1 illustriert ein Bespiel einer erfindungsgemäßen Diagnoseeinrichtung 1 zur Diagnose von Steuergeräten 11 eines Kraftfahrzeugs 10, bei welchem es sich insbesondere um ein Elektrokraftfahrzeug handeln kann. Die Diagnoseeinrichtung 1 umfasst eine Steuerungseinrichtung (ECU) 2, welche beispielsweise als herkömmliches Mainboard mit Zentralprozessor 3, Arbeitsspeicher 4, einer Festplatte 5 und einem USB-Anschluss 6 sowie zahlreichen weiteren, in 1 nicht näher dargestellten Komponenten aufweisen kann.
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Zur Durchführung einer Diagnose der Steuergeräte 11 des Kraftfahrzeugs 10, welche über ein Fahrzeug-Bussystem 12 miteinander kommunizieren und ihrerseits zur Steuerung einer jeweiligen Fahrzeugkomponente (nicht näher gezeigt) dienen, wird die Steuerungseinrichtung 2 der Diagnoseeinrichtung 1 über ein Verbindungskabel 13 mit dem Fahrzeug-Bussystem 12 verbunden. Die Steuergeräte 11 beziehen über ein fahrzeugeigenes Bordnetz 20, welches elektrisch mit einer im Fahrzeug 10 verbauten Batterie 17 verbunden ist, aus der Batterie 17 elektrische Energie.
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An einem Gehäuse 9 der Diagnoseeinrichtung 1 ist ein erfindungswesentlicher Kommunikationsanschluss 15 vorgesehen, über welchen ein erstes Ende 14a des Verbindungskabels 13 elektrisch an die Diagnoseeinrichtung 1 angeschlossen werden kann. Entsprechend kann ein dem ersten Ende 14a gegenüberliegendes zweites Ende 14b des Kabels 13 an einen außen am Kraftfahrzeug 10 vorhanden elektrischen Anschluss 19 angeschlossen werden.
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Der Kommunikationsanschluss 15 der Diagnoseeinrichtung 1 kann beispielsweise als herkömmliche Buchse 21 ausgebildet sein, in welche ein am ersten Ende 14a des Verbindungskabels 13 vorgesehener, zur Buchse 21 komplementärer Stecker 22 eingesteckt werden kann. Entsprechendes gilt für den am Fahrzeug vorhandenen Anschluss 19 und das zweite Ende 14b des Verbindungskabels 13 (nicht näher gezeigt).
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In den Kommunikationsanschluss 15 ist ein elektrischer Versorgungsanschluss 16 integriert, über welchen dem Bordnetz 20 und somit den Steuergeräten 11 elektrische Energie aus der Diagnoseeinrichtung 1 zur Verfügung gestellt wird. Dies kann erforderlich sein, wenn die Batterie 17 des Kraftfahrzeugs weitgehend oder vollständig entladen wurde und somit nicht mehr hinreichend elektrische Energie zum Betrieb der Steuergeräte 11 liefern kann. In diesem Fall wird elektrische Energie von der Diagnoseeinrichtung 1 über das Verbindungskabel 13 und den am Fahrzeug 10 vorgesehenen elektrischen Anschluss 19 an das Bordnetz 20 übertragen, so dass das Fahrzeug-Bussystem 12 und die Steuergeräte 11 zur Durchführung der Fahrzeugdiagnose auch im Falle einer entladenen Batterie 17 diagnosebereit sind.
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Für die Bereitstellung der ersten elektrischen Versorgungsspannung V, im Kommunikationsanschluss 15 kann die Diagnoseeinrichtung 1 mit einer elektrischen Gleichspannungsquelle, beispielsweise in Form eines Netzteils 8 ausgestattet sein, welches zum Betrieb eine zweite elektrische Versorgungsspannung V2 benötigt, die typischerweise größer ist als die zu erzeugende erste elektrische Versorgungsspannung V1. Die mit der zweiten elektrischen Versorgungsspannung V2 einhergehende elektrische Energie kann das in die Diagnoseeinrichtung 1 integrierte Netzteil 8 aus einer externen Energiequelle 28, beispielsweise einem öffentlichen Stromnetz, beziehen. Diese kann beispielsweise eine standardisierte 230 V-Wechselspannung liefern. Hierzu umfasst die Diagnoseeinrichtung 1 einen elektrisch mit dem Netzteil 8 verbundenen Spannungsversorgungsanschluss 18, welcher mit der externen elektrischen Energiequelle 28 verbunden werden kann, so dass von dieser am Spannungsversorgungsanschluss 18 eine zweite elektrische Versorgungsspannung V2 bereitgestellt wird. Der Wert der zweiten elektrischen Versorgungsspannung V2 kann dabei verschieden zu dem Wert der ersten Versorgungsspannung V1 sein. Typischerweise ist der Wert der zweiten elektrischen Versorgungsspannung größer als jener der ersten elektrischen Versorgungsspannung V1. Beispielsweise kann die zweite elektrische Versorgungsspannung V2 eine 230 V-Wechselspannung und die erste elektrische Versorgungsspannung V1 eine 12 V-Gleichspannung sein. Der elektrische Spannungsversorgungsanschluss 18 kann dabei analog zum Kommunikationsanschluss 15 als Buchse 23 oder Stecker (nicht gezeigt) ausgebildet sein, der am außen am Gehäuse 9 der Diagnoseeinrichtung 1 vorgesehen ist.
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Für die Fernbedienung der Diagnoseeinrichtung 1 zur Durchführung des Diagnosevorgangs im Kraftfahrzeug 1 besitzt die Diagnoseeinrichtung 1 eine mit der Steuerungseinrichtung 2 zusammenwirkende Kommunikationseinheit 7, mittels welcher die Steuerungseinrichtung 2 drahtlos mit dem Internet 24 – in 1 graphisch durch einen Globus illustriert – verbunden werden kann. Eine solche drahtlose Kommunikationsverbindung 25 erlaubt eine Fernbedienung der Diagnoseeinrichtung 1, nachdem diese über den Kommunikationsanschluss 15 mit dem Fahrzeug-Bussystem 12 verbunden wurde. Aufgrund des einfachen Aufbaus des Kommunikationsanschlusses 15 mit integriertem elektrischen Versorgungsanschluss 16 kann die elektrische Verbindung zwischen dem Bordnetz 20 des Kraftfahrzeugs 1 und dem Netzteil 8 der Diagnoseeinrichtung auch durch eine nicht-fachkundige Person wie etwa dem Fahrer bzw. Halter des Kraftfahrzeugs 10 problemlos hergestellt werden. Die eigentliche Diagnose kann somit mittels Fernsteuerung der Diagnoseeinrichtung 1 durch einen Fachmann erfolgen. Eine solche Ferndiagnose mag durch einen mit dem Internet in Kommunikationsverbindung stehenden Computer 26 gesteuert werden, d. h. ein solcher Computer 26, auf welchem idealerweise eine geeignete Steuerungssoftware zur Steuerung der Diagnoseeinrichtung 1 installiert wird, ist über eine eigene Kommunikationsverbindung 27 mit dem Internet 24 und über dieses – mittels der Kommunikationsverbindung 25 – mit der Diagnoseeinrichtung 1 verbunden.
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Besonders zweckmäßig kann die Diagnoseeinrichtung 1 als tragbarer Computer ausgebildet sein, in welchem die Kommunikationseinheit 7 als sogenanntes GSM-Modul ausgebildet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009019753 A1 [0003]
