-
Diagnosen an technischen Anlagen, wie z. B. an Kraftfahrzeugen und auch an Anlagen der Gebäudetechnik erfolgen hauptsächlich durch Störungsmeldungen bei Maximalwertüberschreitungen, Minimalwertunterschreitungen oder Stromkreisunterbrechungen.
-
Bei Kraftfahrzeugen können fehlerhafte Sensoren, beispielsweise durch Änderung des ohmschen Widerstandes oder einer anderen elektrischen Größe, Motorstörungen verursachen, ohne das Maximalwertüberschreitungen oder Minimalwertunterschreitungen vom OBD erfasst und signalisiert werden. Der Kfz-Techniker muss eine sehr zeitaufwändige Fehlersuche durch Einzelmessungen durchführen.
-
Dieses spezielle Diagnoseproblem ist durch einen zusätzlichen Prozessrechner lösbar, der die Spannungssignale der einzelnen Sensoren kontrolliert.
-
Alle Spannungssignale sind voneinander abhängige Größen, zumeist im Bereich von Null bis fünf Volt. Beispielsweise ist die Kurbelwellendrehzahl von der Anlasserdrehzahl, der Leerlaufdrehzahl, der Stellung des Gaspedalpotentiometers, der Stellung des Luftklappenpotentiometers abhängig, deren Spannungssignale durch den Prozessrechner geprüft und konkrete Fehlermeldungen signalisiert werden.
-
Allerdings führen die Ergebnisse der Anzeige eines Diagnosegerätes oder die Informationen aus der Abgasmessung nur sehr selten zur Auffindung des defekten Bauteils in dem Netzwerk aus analogen, digitalen, elektrischen, elektromechanischen, mechanischen usw. Bauteilen. Deshalb müssen defekte Bauteile durch aufwändige Einzelmessungen an den Anschlussklemmen der Bauteile, die die Knotenpunkte des Netzwerkes bilden, ermittelt werden. Der manuelle Aufwand ist sehr hoch, wobei Fehldiagnosen nicht auszuschließen sind, und auch mit allen elektronischen Hilfsmitteln ist ein sehr hohes Maß an Fachkenntnissen erforderlich.
-
In der Schrift
DE 3034632 A1 wird eine Kabelverteileinrichtung beschrieben. Hier handelt es sich insbesondere um eine Kabelverteileinrichtung für Kraftfahrzeug-Diagnosegeräte mit ein- und ausgehenden Kabeln. Die Kabel sind in einem Gehäuse zusammengefasst und die Zahl der zu Prüflingen führenden Kabel ist größer als die Zahl der aus dem Prüfgerät führenden Kabel. Durch die von der Kabelverteileinrichtung geringe Anzahl von abgehenden Kabel, die zu den Prüfgeräten führen, werden einerseits Kabel eingespart, andererseits ist es möglich, nur das Kabelstück zwischen Messanschluss und Kabelverteileinrichtung zu reparieren, so dass nur die Kabelteile erneuert werden müssen, die auch tatsächlich am häufigsten beschädigt sind, da insbesondere die Kabel zur Messung von Zündspulen, der Drehzahl und des Totpunktes durch scharfe Kanten am Fahrzeug besonders oft beschädigt werden.
-
In der Schrift
DE 20 2006 019 0993 U1 wird ein mobiles Diagnosegerät für Kraftfahrzeuge beschrieben. Dieses Diagnosegerät umfasst eine erste Schnittstelle zur Ausbildung einer Datenverbindung mit einer Diagnoseschnittstelle der Kraftfahrzeugelektronik und mindestens eine Prozessoreinheit zur Ansteuerung der ersten Schnittstelle und zum Auslesen von Diagnosedaten aus einem Fehlerspeicher der Kraftfahrzeugelektronik. Das Diagnosegerät weist einen Datenspeicher zum Speichern der abgefragten Diagnosedaten, eine Warneinrichtung, die beim Auslesen eines Fehlereintrages aus dem Fehlerspeicher der Kraftfahrzeugelektronik ein Warnsignal erzeugt und eine zweite Schnittstelle zur Ausbildung einer Datenverbindung mit einer Datenverarbeitungsanlage auf. Der Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass das mobile Diagnosegerät empfängt und speichert die Fehlermeldungen des bordeigenen Diagnosegerätes und erzeugt ein Warnsignal, das eine Fehlermeldung vorliegt. Das mobile Diagnosegerät empfängt aber nur die Fehlermeldungen des bordeigenen Fahrzeugdiagnosegerätes und für den Fahrzeugtechniker ist es kein Hilfsmittel.
-
Ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fehlerdetektierung und Fehlerlokalisierung in einem Fahrzeug in der Schrift
DE 11 2009 001 371 T5 beschrieben. Das Verfahren umfasst dabei das Aufteilen eines Fahrzeugs in eine Mehrzahl von Systemen, in eine Mehrzahl von Teilsystemen und in eine Mehrzahl von Komponenten. Klassifizieren der Systeme, Teilsysteme und Komponenten in einen hierarchischen Baum mit Ebenen, wobei jedes System Signale von einer Mehrzahl von Teilsystemen empfängt und jedes Teilsystem Signale von einer Mehrzahl von Komponenten auf einer tieferen Ebene als die Teilsysteme empfängt.
-
Nutzen von Algorithmen in den Systemen, Teilsystemen und Komponenten, die Diagnosecodes, Fehlercodes und andere Informationen liefern und analysieren, um Vertrauensschätzsignale der Wahrscheinlichkeit zu liefern, dass ein bestimmtes Teilsystem oder eine bestimmte Komponente gestört ist. Senden von Signalen, die die Vertrauensschätzsignale enthalten, von den Komponenten zu den Teilsystemen und von den Teilsystemen zu den Systemen: Analysieren der Vertrauensschätzsignale in der Mehrzahl von Systemen.
-
Die Fehlermeldungen werden den einzelnen Baugruppen und Einzelteilen der Fahrzeugkomponenten zugeordnet.
-
Die Aufteilung des Fahrzeugs in eine Mehrzahl von Teilsystemen erfasst viele Fahrzeugteile, vermindert aber die Möglichkeit einer tiefgründigen und spezifischen Diagnose an einer Fahrzugkomponente. Außerdem hat das Verfahren nur auf die On - Borddiagnose Zugriff, so dass der Fahrzeugtechniker selbst die Fehlerursachen ermitteln muss, falls diese nicht konkret angezeigt werden, was aber wegen der komplexen Fahrzeugtechnik oft nicht erfolgt.
-
In der Schrift
DE 10 2013 200 207 A1 wird eine Diagnosevorrichtung und ein Prüfverfahren eines Kraftfahrzeugs mittels eines Kraftfahrzeugprüfstandes beschrieben. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schnittstellenvorrichtung, über die auf den Prüfstand mittels eines standardisierten Datenformates zugegriffen werden kann. Das Prüfverfahren umfasst das Bereitstellen einer Schnittstelle, die eine bidirektionale Datenkommunikation zwischen einem ersten Steuermittel des Kraftfahrzeugprüfstandards und einem zweiten Steuermittel einer Diagnosevorrichtung für ein Kraftfahrzeug ermöglicht, wobei die Diagnosevorrichtung über eine Diagnoseschnittstelle des Kraftfahrzeugs mit einer elektronischen Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs kommuniziert; das Empfangen eines Steuerbefehls und/oder einer Prüfabfrage für den Kraftfahrzeugprüfstand ermittelten Messwertes an das zweite Steuermittels über die Schnittstelle. Für die Kommunikation zwischen dem zweiten Steuermittel und der Schnittstelle wird ein standardisiertes ODX-Format verwendet, das auch für die Kommunikation der Diagnosevorrichtung mit der elektronischen Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs verwendet wird.
-
Das Verfahren ermöglicht die Kommunikation zwischen den Steuergeräten des Kraftfahrzeugs mit dem Diagnosegerät sowie mit einem Kraftfahrzeugprüfstand mittels spezieller Schnittstellen und mit einem standardisierten Datenformat. Über den Kraftfahrzeugprüfstand können fahrzeugspezifische Prüfroutinen zur Fehlerermittlung aktiviert werden.
-
Durch komplizierte Kraftfahrzeugtechnik ist die Fehlerermittlung ein schwieriges Problem für den Fahrzeugtechniker geblieben. Die Verbesserung der Kommunikation zwischen dem Fahrzeugprüfstand, dem Diagnosegerät und der On-Borddiagnoseeinrichtung erhöht nicht die Anzahl der Informationen, mit denen die Fehlerursache ermittelt werden kann.
-
Weiterhin wird in der Schrift
DE 10 2016 004 534 A1 ein Verfahren zur Fahrzeugdiagnose beschrieben, wobei
- - technische Fahrzeugdaten, insbesondere Fehlermeldungen von einer fahrzeugseitigen an eine werkstattseitigen Komponente übermittelt werden und
- - Fehlermeldungen mittels einer mit der werkstattseitigen Komponente gekoppelten Backend-Komponente analysiert werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in der mittels der Backend-Komponente durchgeführten Analyse über die technischen Fahrzeugdaten insbesondere die Fehlermeldungen mittels Prognosemodellen analysiert werden, die in eine Prognoseeinheit implementiert sind, und
- - die Prognosemodelle anhand historischer wartungs- und/oder reparaturrelevanter Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen generiert werden, wobei mittels der Prognosemodelle bei der Analyse der Fehlermeldungen für jede Fehlermeldung eine Liste wahrscheinlich vorliegender Fehlerursachen generiert wird und diese als ein Satz von Analysedaten an die werkstattseitige Komponente übermittelt wird.
-
Bei einer Reihe von Fehlermeldungen, deren Ursachen bisher unerkannt geblieben sind, generiert ein Algorithmus die wahrscheinlichsten Fehlerursachen.
-
Ein Algorithmus ohne künstliche Intelligenz ist wegen der immer komplizierter werdenden Fahrzeugtechnik nur eine geringfügige Hilfe für den Fahrzeugtechniker und außerdem stehen derzeit zu wenige Sensormessdaten zur Verfügung.
-
In der Schrift
DE 10 2016 222 473 A1 wird ein Verfahren zum Überprüfen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, sowie ein Diagnosegerät zum Durchführen eines solchen Verfahrens beschrieben. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer elektronischen Recheneinheit mit einer Speichereinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten:
- Aufbau einer Datenverbindung zwischen der ersten elektronischen Recheneinrichtung und einer bezüglich des Kraftfahrzeugs externen zweiten elektronischen Recheneinrichtung; und über die Datenverbindung: Übertragen von im Zuge einer mittels der ersten elektronischen Recheneinrichtung durchgeführte An - Bord - Diagnose des Kraftfahrzeugs ermittelten Zustands eines Bauteils des Kraftfahrzeugs charakterisierenden und in der Speichereinrichtung gespeicherten Diagnosedaten an die zweite elektronische Recheneinrichtung.
-
Das Verfahren ermöglicht die rechentechnische Auswertung der im Fehlerspeicher des Fahrzeug-Diagnosegerätes gespeicherten Fehlermeldungen nach einem speziellen Algorithmus (logische Entscheidungen) zur Ursachenermittlung.
-
Bei den vielen Fehlermöglichkeiten an der modernen Fahrzeugtechnik kann ein Algorithmus ohne künstliche Intelligenz nur begrenzt die Fehlerquellen ermitteln und außerdem können die Fahrzeugsensoren nicht alle erforderlichen Informationen erfassen. Die Fahrzeugtechniker benötigen neue technische Hilfsmittel mit spezielleren und umfassernden Information über fehlerhafte Fahrzeugkomponenten.
-
Ein Verfahren zum Auslesen einer Fehlerspeicher-Historie aus einem Fehlerspeicher eines Steuergerätes eines Kraftfahrzeuges wird in der
DE 10 2017 108 211 A1 beschrieben. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslesen einer Fehlerhistorie aus einem Fehlerspeicher eines Steuergerätes eines Kraftfahrzeuges, bei welchen Fehlerinformationen in dem nicht flüchtigen Fehlerspeicher gesichert und von einer externen Diagnoseeinheit ausgelesen werden. Bei einem Verfahren, bei welchem auch Backup-Speicher mittels eines Diagnosegerätes ausgelesen werden können, wird eine die Fehlerinformation umfassende Fehlerspeicher-Historie im Steuergerät verwaltet, wobei für die Speicherung der Fehlerspeicher-Historie ein die Fehlerspeicher-Historie aufnehmender definierter Speicherbereich des Fehlerspeichers durch eine vorgegebene Identifizierungskennung gekennzeichnet wird, die mit einem Diagnosebefehl der externen Diagnoseeinheit zur Aufforderung der Ausgabe der Fehlerspeicher-Historie an das Steuergerät übertragen wird.
-
Das Verfahren ermöglicht die Erfassung aller am Fahrzeug aufgetretenen Fehlermeldungen und ermöglicht damit Rückschlüsse auf bisher unerkannte Fehlerquellen.
-
Die Diagnose basiert nur auf den diagnostizierten Fehlern, aber viele Fehler werden auch mit einer Fehlerhistorie nicht erkannt. Der Fahrzeugtechniker benötigt ein technisches Hilfsmittel, das wenigstens angibt, an welcher Fahrzeugkomponente (Ansauganlage, Zündanlage oder Abgasanlage) der Fehler zu suchen ist.
-
Ein Verfahren zum vorausschauenden Erkennen eines Ausfalls einer Komponente eines Fahrzeugs wird in der Schrift
DE 10 2017 219 473 A1 beschrieben. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Daten mehrerer Messgrößen des Fahrzeugs, wobei die Messgrößen den Ausfall der Komponente des Fahrzeugs betreffen; Ermitteln einer Menge von Fahrzeugen in Abhängigkeit der empfangenen Daten der Messgrößen des Fahrzeugs und gespeicherten Daten von weiteren Fahrzeugen; Lernen einer Funktion mittels eines vorgegebenen Lernverfahrens basierend auf den Daten der ermittelten Fahrzeuge, wobei die Funktion eine oder mehrere Messgrößen aus den empfangenen Messgrößen umfasst, die charakteristisch für den Ausfall der Komponente des Fahrzeugs sind; Empfangen von weiteren Daten der Messgrößen der Komponente eines weiteren Fahrzeugs; Ermittlung der Ausfallwahrscheinlichkeit für die Komponente des weiteren Fahrzeugs mittels der gelernten Funktion; Falls die Ausfallwahrscheinlichkeit einen vorgegebenen Sollwert überschreitet; Erzeugen eines Servicesignals für die Komponente des weiteren Fahrzeugs, wobei das Servicesignal einen vorausschauenden Ausfall der Komponente des weiteren Fahrzeugs anzeigt. Das Verfahren dient der Kontrolle der Fahrzeugkomponenten durch einen Sollwert - Istwert- Vergleich von Messdaten, um durch den allmählich erfolgenden Abnutzungsvorgang die Ausfallwahrscheinlichkeit zu ermitteln. Dadurch soll ein Komponentenwechsel vor dem Komponentenausfall ermöglicht werden. Die Ermittlung der Ausfallwahrscheinlichkeit ergibt keinen Nutzen bei vielen plötzlichen und unvorhergesehenen Ereignissen, wie Kurzschluss, Riss einer Dichtung, Undichtheiten, Unterbrechung durch Marderbiss usw.
-
In der Schrift
DE 11 2018 004 312 T5 wird ein Fahrzeugmanagement-ECU beschrieben. Dieses Fahrzeugmanagement-ECU weist einen Diagnoseabschnitt für ein Diagnostizieren von elektronischen Steuereinheiten, die gemäß einer Diagnoseanwendung diagnostiziert werden, das durch eine Diagnoseanwendung definiert wird, und einen Diagnoseszenario Bestimmungsabschnitt für ein Bestimmen, ob ein für eine Diagnose durch den Diagnoseabschnitt verwendetes Diagnoseszenario passend war, auf. Falls der Diagnoseszenario - Bestimmungsabschnitt spezifiziert, dass für die gegenwärtige Diagnose verwendete Diagnoseszenario nicht passend gewesen ist, führt der Diagnoseabschnitt eine Diagnose gemäß einem Diagnoseszenario das durch eine neue Diagnoseanwendung definiert wird, die verschieden von der gegenwärtigen Diagnoseanwendung ist, durch. Die Fahrzeugdiagnose kann nach einem Diagnoseprogramm vollautomatisch ablaufen.
-
Das Diagnosegerät hat allerdings nur auf das On - Borddiagnosegerät Zugriff. Wegen der begrenzten Anzahl der im Fahrzeug verbauten Sensoren steht nur eine begrenzte Anzahl von Messdatenreihen zur Verfügung, so dass der Fahrzeugtechniker anschließend eine manuelle Diagnose durchführen muss.
-
Weiterhin wird in der Schrift
DE 10 2019 103 811 A1 ein Fahrzeugdiagnosevorgang beschrieben. Dieser Fahrzeugdiagnosevorgang beinhaltet eine Einrichtung zum Identifizieren einer Risikobedingung auf Grundlage eines Diagnose-Fehlercodes (DTC) und einer Betriebsbedingung in einem Fahrzeug, eine Einrichtung zum Bestimmen einer Anweisung für das Fahrzeug auf Grundlage der identifizierten Risikobedingung und eine Einrichtung zum Navigieren des Fahrzeugs auf Grundlage der Anweisung. Die Fehlermeldung des bordeigenen Diagnosegerätes wird analysiert und eine Anweisung ausgegeben, mit welchem Risiko das Fahrzeug in die nächste Reparaturwerkstatt navigiert gefahren werden kann.
-
Die Diagnoseeinrichtung, bestehend aus einem fahrzeugeigenen Diagnosegerät und einem von diesem gesteuerten Navigationsgerät hat einen großen Vorteil für den Fahrer beim Fehlerfall, aber für die Fahrzeugdiagnose in der Fahrzeugwerkstatt bietet es keinen Vorteil.
-
In der Schrift
DE 10 2019 126 459 A1 wird eine Protokollkonservierungsvorrichtung für die Diagnose eines Fahrzeugs beschrieben. Diese Protokollkonservierungsvorrichtung enthält einen Konvertierer und eine Kommunikationseinrichtung. Der Konvertierer macht eine Protokollkonversion von Fahrzeugdaten, die durch Kommunikation basierend auf einem ersten Protokoll von einem Fahrzeug erfasst worden sind, in Fahrzeugdaten im HTTP- oder HTTPS-Format als zweites Protokoll. Die Fahrzeugdaten sind auf die Diagnose des Fahrzeugs gerichtet. Die Kommunikationseinrichtung sendet die vom Konvertierer protokollkonvertierten Fahrzeugdaten zu einem Kommunikationsterminal, das in der Lage ist, durch Kommunikation basierend auf einem zweiten Protokoll ein von einem Webserver gehaltenes Fahrzeugdiagnoseprogramm auszuführen. Der Konvertierer macht eine Protokollkonversion von Daten, die durch eine Kommunikation basierend auf dem zweiten Protokoll von dem Kommunikationsterminal gesendet werden, in Daten in einem ersten Protokollformat. Die Kommunikationseinrichtung sendet die durch den Konvertierer protokollkonvertierten Daten im ersten Protokollformat zu dem Fahrzeug durch Kommunikation basierend auf dem ersten Protokoll. Der Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass ein auf einem Webserver geladenes Fahrzeugdiagnoseprogramm gedownloadet werden kann und mit einem eigenen Diagnosegerät mit konvertierten Datenformaten genutzt werden kann.
-
Als Kritik wird bemerkt, da gegenwärtig kein mit künstlicher Intelligenz gesteuertes Fahrzeugdiagnoseprogramm verfügbar ist und die verfügbaren Fahrzeugdiagnoseprogramme nur mit einer begrenzten Anzahl von Sensormessdatenreihen funktionieren, sind die Möglichkeiten zur Fehlerortung an der komplizierten Fahrzeugtechnik begrenzt. Die Fahrzeugtechniker benötigen neuartige Hilfsmittel für Fahrzeugdiagnose.
-
Die derzeitigen praktischen Kfz-Diagnosemöglichkeiten nutzen die OBD-On Bord Diagnose mit Fehlerspeicher und OBD-Steckdose. Dies entstammt der Anfangszeit der digitalen Motorsteuerung in den USA und wurde in Europa übernommen. Eine weitere Informationsgewinnung erfolgt durch die Abgasmessungen.
-
Aus diesem komplexen Netzwerk werden mit den bisherigen Methoden viel zu wenige Informationen für systematische Kfz-Diagnosen gewonnen. In der Praxis ist der Aufwand an Arbeitszeit für die Fehlerermittlung und auf Verdacht ausgetauschte teure Bauteile viel zu hoch.
-
Derzeitige OBD-Diagnosegeräte erfassen Informationen über die Überschreitung oberer Sollwerte oder die Unterschreitung von unteren Sollwerten sowie die Ausfälle von Sensormesssignalen. Aber bei Schwankungen der Sensormesssignale innerhalb der oberen und unteren Sollwerte, z.B. wenn das Motorsteuergerät ein Notlaufprogramm startet, werden auch bei groben Motorsteuerfehlern keine Diagnoseergebnisse angezeigt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kfz-Diagnosegerät zu schaffen, welches die Systeme der Motorsteuerung eines Kraftfahrzeuges möglichst vollständig erfasst, die relevanten Steuer- und Regelsignale auf der Grundlage der technischen, physikalischen und mathematischen Prozesse auswertet und das fehlerhafte Bauteil oder wenigstens den fehlerhaften Knotenpunkt, z.B. den Lambdasondenstecker, im Steuerungsnetzwerk angibt. Den Energieprozess überwacht ein zusätzlicher Prozessrechner und ermittelt fehlerhafte Differenzen bei den einzelnen Prozessdaten, die aus den einzelnen Sensormesssignalen ermittelt werden und in der Regel 0 bis 5 Volt betragen.
-
Das Ziel wird durch eine adaptive Erfassung der Sensorsignale, wie z.B. des Gaspedalsensors, des Luftklappensensors, des Kurbelwellensensors, der Lambdasonde usw. und der Steuersignale des Motorsteuergerätes an die Aktoren, wie z.B. an das Hauptrelais, an den Luftklappenstellmotor, an das Kraftstoffpumpenrelais, an das Zündmodul usw. erreicht und erfasst und auf dem Schaltbild als Display angezeigt, so dass der große Aufwand für viele einzelne Messungen und Überprüfungen entfällt, der sonst bei einer manuellen Erfassung notwendig ist. So ist es z. B. bei den unterschiedlichen Kurbelwellendrehzahlen von 7 sec-1 beim Startvorgang, 13 sec-1 beim Motorleerlauf und bis zu 60 sec-1 beim Fahrbetrieb schwierig zu erkennen, welche Sensorsignale die Steuersignale beeinflussen.
-
Die Erfindung eines Kfz-Diagnosegerätes mit einem Prozessrechner bietet den Vorteil, dass alle Sensorsignale und Steuersignale automatisch geprüft werden. Die Amplituden, Frequenzen und zeitlichen Verläufe werden nach einem mathematischen Algorithmus vom Prozessrechner überprüft.
-
Der Fahrprozess wird als Energieprozess von der Zufuhr von Luft und Kraftstoff als Eingangsgrößen bis zur Motorleistung bzw. Fahrzeugleistung als Ausgangsgröße überprüft.
-
Diagnosegeräte in Kraftfahrzeugen sowie an beliebigen technischen Anlagen informieren bei Maximalwertüberschreitungen, Minimalwertunterschreitungen oder Stromkreisunterbrechungen über mögliche Fehlerquellen.
-
Beanspruchungen der Sensoren und weiterer Bauteile durch Hitze, Druck und Korrosion ändern elektrische Eigenschaften oder wenn das Motorsteuergerät die Motorstörung übersteuert, um eine Weiterfahrt zu ermöglichen, aktiviert das OBD mitunter keine Störmeldung, die Motorkontrollleuchte signalisiert keine Motorsteuerfehler aber es treten Motorprobleme mit Fahrproblemen auf.
-
Der Verbrennungsprozess im Verbrennungsmotor ist ein Energieprozess, der zur wirtschaftlichen Gewinnung von Bewegungsenergie durch eine Vielzahl von Sensoren gemessen wird, die an das Motorsteuergerät geleitet werden, um die Motorsteuerung zu realisieren.
-
Relevante Sensoren, wie z.B. Gaspedalpotentiometer, Drosselklappenpotentiometer, Luftmengenmesser, Kurbelwellensensor und Nockenwellensensor wandeln physikalische Parameter in elektrische Spannungssignale. Eine Erhöhung der Signalspannung am Gaspedalpotentiometer (0 bis 5 Volt) ergeben höhere Signalspannungen am Drosselklappenpotentiometer, am Luftmengenmesser, am Kurbelwellensensor (Spannungsimpulse) und am Nockenwellensensor.
-
Die Signalspannungen der einzelnen Sensoren werden nicht nur proportional erhöht oder verringert, sondern aus deren Messungen und Messreihen können Rechenregeln für einen Algorithmus bzw. für ein Programm abgeleitet werden, mit dem der Diagnose-Prozessrechner die Funktionskontrolle der einzelnen Sensoren viel genauer kontrolliert, als mit herkömmlichen Maximalwertüberschreitungen, Minimalwertunterschreitungen oder Stromkreisunterbrechungen.
-
Bisher muss der Kfz-Techniker zahlreiche Einzelmessungen durchführen, die mitunter durch den erforderlichen Abbau von Kfz-Teilen erschwert werden.
-
Möglich sind eine Vielzahl von Fehlerquellen und zu prüfen sind die vielen Sensoren, wie z.B. Luftmengenmesser, Luftklappenpotentiometer, Lambdasonde usw., das Motorsteuergerät, die Vielzahl von Aktoren, wie Relais, Zündmodul, Leerlaufregler, Kurbelgehäuseentlüftung, Abgasrückführungsventil usw., sowie die vielen Kabel und Stecker. Mit den derzeitigen Kfz-Diagnosegeräten ist eine systematische Fehlerermittlung kaum möglich und die Fehlersuche erfordert einen viel zu großen Aufwand.
-
Vorteil des Kfz-Diagnosegerätes mit Prozessrechner ist die automatische Prüfung der für den Motorbetrieb relevanten Sensoren sowie des Motorsteuergerätes, dessen Ausgangssignale gleichermaßen kontrollierbar werden.
-
Die Messung der Spannungssignale, die Ermittlung der Rechenfunktionen sowie des Algorithmus für den Prozessrechner sind nicht Gegenstand dieser Anmeldung.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Die Zeichnung zeigt die prinziphafte Darstellung der Verbindungen des Motorsteuergerätes mit den Sensoren, dem Adapter und dem Kfz-Diagnosegerät mit einem Diagnoseprozessrechner und dem Aufbau des Kfz-Diagnosegerätes mit einer Übersicht der adaptiven Messwerterfassung und der digitalen Messwertverarbeitung und einen Prozessrechner für die Messwertausgabe an einen Computer.
-
Das Motorsteuergerät 1 ist mittels Steckkontakten mit dem Adapter 3 verbunden. Der Adapter 3 enthält mittels Steckkontakten eine elektrisch leitende Abzweigung mit dem Kfz-Kabelstecker mit Kabelstrang und mit dem Kfz-Diagnosegerät 4 mit einem Diagnoseprozessrechner 7.
-
Die Sensoren 2.1 bis 2.8, wie z.B. Kurbelwellensensor 2.1, Lambdasonde 2.7 usw. sind im Adapter 3 mit den Messwertanpassgliedern 4.1 bis 4.8 elektrisch leitend verbunden.
-
Die Aktoren 2.9 bis 2.16, wie z.B. Hauptrelais 2.9, Zündmodul 2.10 usw. sind im Adapter 3 mit den Messwertanpassgliedern 4.9 bis 4.16 elektrisch leitend verbunden.
-
Die Messwertanpassglieder 4.1 bis 4.8 und 4.9 bis 4.16 befinden sich im Kfz-Diagnosegerät 4 mit dem Diagnoseprozessrechner 7.
-
Die Messwertanpassglieder 4.1 bis 4.8 und 4.9 bis 4.16 sind elektrisch an einen Multiplexer 5 angeschlossen.
-
An den Multiplexer 5 ist ein Umschalter 6 angeschlossen mit den drei Schalterstellungen „Aus“, „Kfz-Motordiagnose“ und „Messwertausgabe“, „Störmeldung“ oder „Messung“.
-
Der Umschalter 6 verbindet in der Schalterstellung „Messung“ den Multiplexer 5 mit dem Mikrocontroller 11, weiter mit dem Sender 12 und der Sendeantenne 13.
-
Der Umschalter 6 verbindet in der Schalterstellung „Kfz-Motordiagnose“ den Multiplexer 5 mit dem Diagnoseprozessrechner 7 mit dem Motorsteuerspeicher 8, in dem das Design der Motorsteuerung gespeichert ist, mit dem Messwertspeicher 9 und dem Fehlerspeicher 10 für die Fehlercodes sowie mit dem Mikrocontroller 14 und dem USB-Port 15 .
-
Das Verfahren erfasst alle von den Sensoren 2.1 bis 2.8 für die Motorsteuerung relevanten Messwerte, die vom Kfz-Kabelstecker 2 an das Motorsteuergerät 1 und gleichzeitig an den Adapter 3 zur Fehlerdiagnose geleitet werden.
-
Die für die Motorsteuerung relevanten Messwerte sendet der Kurbelwellensensor 2.1, der Nockenwellensensor 2.2, der Luftmassenmesser 2.3, das Gaspedalpotentiometer 2.4, der Luftklappenpotentiometer 2.5, der Motortemperatursensor 2.6, die Lambdasonde 2.7 sowie sonstige Sensoren 2.8, wie z.B. der Außentemperatursensor, der Saugdrucksensor usw.
-
Weiterhin erfolgt die Erfassung aller vom Motorsteuergerät 1 gesendeten relevanten Steuerspannungen, die vom Kfz-Stecker 2 an die Aktoren 2.9 bis 2.16 und gleichzeitig an den Adapter 3 zur Fehlerdiagnose geleitet werden.
-
Für die Motorsteuerung relevante Aktoren sind das Hauptrelais 2.9, das Zündmodul 2.10, das Kraftstoffpumpenrelais 2.11, der Luftklappenstellmotor 2.12, der Leerlaufregler 2.13, das Relais Kühlerlüftermotor 2.14, die Einspritzventile 2.15 sowie sonstige Aktoren 2.16 je nach Fahrzeugtyp.
-
Der Adapter 3 leitet die Messwerte der Sensoren 2.1 bis 2.8 an das Kfz-Diagnosegerät 4 mit den Messwertanpassgliedern 4.1 bis 4.8 und leitet die Messwerte der Aktoren 2.9 bis 2.15 an das Kfz-Diagnosegerät 4 mit den Messwertanpassgliedern 4.8 bis 4.15.
-
Der Messwert des Sensors 2.1 wird an das Messwertanpassglied 4.1 und der Messwert des Sensors 2.2 wird an das Messwertanpassglied 4.2 geleitet und in gleicher Reihenfolge werden die Steuerspannungen der Aktoren je nach Fahrzeugtyp 2.16 an das Messwertanpassglied 4.16 geleitet.
-
Die analogen Messwerte der Sensoren Luftmassenmesser 2.3, Gaspedalpotentiometer 2.4, Luftklappenpotentiometer 2.5, Motortemperatursensor 2.6, Lambdasonde 2.7 sowie der o.g. sonstigen Sensoren 2.8 werden in den Messwertanpassgliedern 4.3 bis 4.8 von einem Zeittaktgenerator 4.17 gesteuert und digitalisiert. Der Zeittakt beträgt beispielsweise 0.1 Sekunde.
-
Die Impulssignale des Kurbelwellensensors 2.1 und des Nockenwellensensors 2.2 werden gleichfalls von dem Zeittaktgenerator 4.17 gesteuert und in einem Zählwerk gezählt und in Dualzahlen gewandelt.
-
Sonstige Signalformen, die von Sensor 2.8 gebildet werden, gelangen gegebenenfalls in das Messwertanpassglied 4.8, gegebenenfalls zur Umformung und Digitalisierung.
-
Das Motorsteuergerät 1 sendet durch den Adapter 3 und den Kfz-Kabelstecker 2 binäre Messwerte (Ein, Aus) an das Messwertanpassglied für das Hauptrelais 4.9, deren Spannung von 12 Volt auf 0 und 5 Volt angepasst wird.
-
Das Motorsteuergerät 1 sendet durch den Adapter 3 und den Kfz-Kabelstecker 2 Impulse an das Messwertanpassglied für das Zündmodul 4.10, die von der Kurbelwellendrehzahl abhängig sind.
-
Das Motorsteuergerät 1 sendet durch den Adapter 3 und den Kfz-Kabelstecker 2 binäre Messwerte an das Messwertanpassglied für das Kraftstoffpumpenrelais 4.11.
-
Das Motorsteuergerät 1 sendet durch den Adapter 3 und den Kfz-Kabelstecker 2 analoge Messwerte an das Messwertanpassglied für den Luftklappenstellmotor 4.12.
-
Das Motorsteuergerät 1 sendet durch den Adapter 3 und den Kfz-Kabelstecker 2 analoge Messwerte an das Messwertanpassglied für den Leerlaufregler 4.13.
-
Das Motorsteuergerät 1 sendet durch den Adapter 3 und den Kfz-Kabelstecker 2 binäre Messwerte (Ein, Aus) an das Messwertanpassglied für das Relais für den Kühlerlüftermotor 4.14.
-
Das Motorsteuergerät 1 sendet durch den Adapter 3 und den Kfz-Kabelstecker 2 Impulse an das Messwertanpassglied für die Einspritzventile 4.15, deren Zeitintervall durch den Nockenwellensensor 2.2 gesteuert wird, wobei das Messwertanpassglied für die Einspritzventile 4.15 mehrere Einspritzventile entsprechend der Zylinderzahl darstellt.
-
Das Motorsteuergerät 1 sendet durch den Adapter 3 und den Kfz-Kabelstecker 2 Messwerte je nach Fahrzeugtyp an das Messwertanpassglied für sonstige Aktoren 4.16.
-
Von den Messwertanpassgliedern 4.1 bis 4.8 werden die digitalisierten Messwerte an einen Multiplexer 5 geleitet.
-
Von den Messwertanpassgliedern 4.9 bis 4.16 werden die digitalisierten Steuersignale gleichfalls an den Multiplexer 5 geleitet.
-
Durch den Umschalter 6 werden die digitalisierten Messwerte der Sensoren 2.1 bis 2.8 und die in Messwerte gewandelten Steuersignale der Aktoren 2.9 bis 2.16 gleichfalls an den Diagnoseprozessrechner 7 oder an den Controller 11 und den Sender 12 mit Sendeantenne 13, beispielsweise für WLAN, geleitet.
-
Per USB 15 und Controller 14 wird die Architektur der Motorsteuerung eines jeweiligen Kfz-Typs über den Diagnoseprozessrechner 7 in den Motorsteuerspeicher 8 geleitet.
-
Der Diagnoseprozessrechner 7 sendet die Messwerte der Sensoren 2.1 bis 2.8 und der Aktoren 2.9 bis 2.16 an den Messwertspeicher 9.
-
Der Diagnoseprozessrechner 7 vergleicht die Messwerte der Sensoren 2.1 bis 2.8 nach einem Energieprozessalgorithmus und sendet bei Toleranzüberschreitung eine Fehlermeldung über betreffende Sensoren an den Fehlerspeicher 10.
-
Der Diagnoseprozessrechner 7 vergleicht die Messwerte der Sensoren 2.1 bis 2.8 mit den Messwerten von den Aktoren 2.9 bis 2.16 nach einem Energieprozessalgorithmus und sendet bei Toleranzüberschreitungen Fehlermeldungen an den Fehlerspeicher 10. Die Fehlermeldungen werden aktiviert, wenn die Steuersignale des Motorsteuergerätes 1 für einzelne Aktoren 2.9 bis 2.16 eine rechnerische Toleranz mit den einzelnen Messwerten der Sensoren 2.1 bis 2.8 überschreiten.
-
Der Diagnoserechner 7 vergleicht die Messwerte der Steuersignale für die Aktoren 2.9 bis 2.16 nach einem Energieprozessalgorithmus und sendet bei Toleranzüberschreitung oder Toleranzunterschreitung Störmeldungen an den Fehlerspeicher 10.
-
Durch die Schalterstellung „Störmeldung“ des Umschalters 6 gelangen die Störmeldungen über den Controller 11, den Sender 12 an den Sendeausgang der Antenne 13.
-
Der für die Funktion des Diagnoseprozessrechners 7 benötigte Energieprozessalgorithmus besteht aus den drei Teilalgorithmen, dem Algorithmus für den Vergleich der Messwerte der einzelnen Sensoren 2.1 bis 2.8, der Kontrolle der Eingangsmesswerte des Motorsteuergerätes 1, dem Algorithmus für den Vergleich der Messwerte der Sensoren 2.1 bis 2.8 mit den Messwerten der Steuersignale der einzelnen Aktoren 2.8 bis 2.16 und dem Vergleich der Eingangsmesswerte mit den Ausgangsmesswerten für die Motorsteuerung und dem Algorithmus für den Vergleich der Messwerte der Steuersignale der einzelnen Aktoren 2.9 bis 2.16 als Kontrolle der Energieprozessparameter. Der Energieprozessalgorithmus wird aus der rechnerischen Auswertung von Messreihen ermittelt.
-
Der Energieprozessalgorithmus ist nicht Gegenstand dieser Anmeldung.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Motorsteuergerät
- 1.1 bis 1.16
- Steckkontakte
- 2
- Kfz-Stecker mit Kfz-Kabelstrang, Kfz-Kabelstecker
- 2.1
- Kurbelwellensensor
- 2.2
- Nockenwellensensor
- 2.3
- Luftmassenmesser
- 2.4
- Gaspedalpotentiometer
- 2.5
- Luftklappenpotentiometer
- 2.6
- Motortemperaturfühler, Motortemperatursensor
- 2.7
- Lambdasonde
- 2.8
- sonstige Sensoren je nach Kfz-Typ
- 2.9
- Hauptrelais
- 2.10
- Zündmodul
- 2.11
- Kraftstoffpumpenrelais
- 2.12
- Drosselklappenstellmotor, Luftklappenstellmotor
- 2.13
- Leerlaufregler
- 2.14
- Relais Kühlerlüftermotor
- 2.15
- Einspritzventile (je nach Zylinderzahl)
- 2.16
- sonstige Aktoren je nach Kraftfahrzeugtyp
- 3
- Adapter
- 4
- Kfz-Diagnosegerät mit Diagnoseprozessrechner
- 4.1
- Messwertanpassglied für den Kurbelwellensensor
- 4.2
- Messwertanpassglied für den Nockenwellensensor
- 4.3
- Messwertanpassglied für den Luftmassenmesser
- 4.4
- Messwertanpassglied für das Gaspedalpotentiometer
- 4.5
- Messwertanpassglied für das Luftklappenpotentiometer
- 4.6
- Messwertanpassglied für den Motortemperatursensor
- 4.7
- Messwertanpassglied für die Lambdasonde
- 4.8
- Messwertanpassglied für sonstige Sensoren je nach Kfz-Typ
- 4.9
- Messwertanpassglied für das Hauptrelais
- 4.10
- Messwertanpassglied für das Zündmodul
- 4.11
- Messwertanpassglied für das Kraftstoffpumpenrelais
- 4.12
- Messwertanpassglied für den Luftklappenstellmotor
- 4.13
- Messwertanpassglied für den Leerlaufregler
- 4.14
- Messwertanpassglied für das Relais Kühlerlüftermotor
- 4.15
- Messwertanpassglied für die Einspritzventile
- 4.16
- Messwertanpassglied für sonstige Aktoren je nach Kraftfahrzeugtyp
- 4.17
- Zeittaktgenerator
- 5
- Multiplexer
- 6
- Umschalter mit den Stellungen „Aus“, „Messung“, „Kfz-Diagnose“
- 7
- Diagnoseprozessrechner
- 8
- Motorsteuerspeicher
- 9
- Messwertspeicher
- 10
- Fehlerspeicher
- 11
- Mikrokontroller für das Sendeport, Controller
- 12
- Sender
- 13
- Sendeantenne
- 14
- Mikrokontroller für USB
- 15
- USB, USB-Port
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 3034632 A1 [0006]
- DE 2020060190993 U1 [0007]
- DE 112009001371 T5 [0008]
- DE 102013200207 A1 [0012]
- DE 102016004534 A1 [0015]
- DE 102016222473 A1 [0018]
- DE 102017108211 A1 [0021]
- DE 102017219473 A1 [0024]
- DE 112018004312 T5 [0025]
- DE 102019103811 A1 [0027]
- DE 102019126459 A1 [0029]
