DE19529741A1 - Vorrichtung zum drahtlosen Austausch von Daten zwischen einer Serviceeinrichtung und einem Steuergerät in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbe­ griffs von Patentanspruch 1.

Bei einer derartigen, aus der DE 43 34 859 A1 bekannten Vorrichtung dient der Austausch von Daten dazu, das bzw. die Steuergeräte zu testen und/oder zu pro­ grammieren. Der Einsatz der Vorrichtung erfolgt im Rahmen der Fahrzeugfertigung am Produktionsband und in Servicewerkstätten. Der Austausch der Daten ge­ schieht per Funk oder über eine Infrarot-Übertragungsstrecke. Als Sende- Empfangseinrichtung (SEE) wird eine ohnehin vorhandene Einrichtung des Kraft­ fahrzeugs verwendet, die beim üblichen Betrieb beispielsweise im Rahmen einer Fernbedienung, d. h. einer durch Austausch von Frage-Antwort-Signalen arbeiten­ den Zugangskontrolleinrichtung eingesetzt ist.

Die bekannte Vorrichtung ist zwar auf den ersten Blick in ihrem Aufbau einfach und kostengünstig. Sie setzt aber voraus, daß jedes Kraftfahrzeug, das getestet bzw. programmiert werden soll, mit einer derartigen SEE versehen ist. Auch ist Voraus­ setzung, daß unterschiedliche Modellreihen mit einer zumindest vergleichbaren SEE versehen sind. Auch dies ist tatsächlich nicht der Fall, da Zugangskontrollein­ richtungen ein- und desselben Herstellers auf Funk- oder Infrarot-Basis im Ge­ brauch sind. Ist es notwendig, auch Kraftfahrzeuge, die bereits einige Zeit im Ver­ kehr sind, auf diese Weise zu testen und/oder zu programmieren, so ergeben sich zusätzliche Probleme, da es häufig an den apparativen Voraussetzungen gerade bei derartigen Kraftfahrzeugen fehlt. Zusätzlich ist die Datenübertragungsrate der Fernbedienung viel zu gering für die zur Programmierung der Steuergeräte not­ wendigen Datenmengen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genann­ ten Art zu schaffen, die universell bei allen Kraftfahrzeugen ggf. auch mehrerer Hersteller verwendbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1.

Die abnehmbare SEE ist auf die Erfordernisse und technischen Gegebenheiten der Serviceeinrichtung, z. B. eine hohe Datenübertragungsrate zugeschnitten. Im Gegensatz dazu ist bei der bekannten Vorrichtung eine Anpassung der Service­ einrichtung an die zumeist unterschiedlichen SEE′s der Kraftfahrzeuge notwendig. Voraussetzung für die Wirksamkeit der SEE ist lediglich eine elektrische Verbin­ dung zu dem bzw. den Steuergeräten im Kraftfahrzeug. Diese Verbindung kann vorzugsweise über die On-Board-Stromkreise des Kraftfahrzeugs erfolgen. Die SEE ihrerseits kann beispielsweise anstelle des Zigarrenanzünders an den Strom­ kreisen angeschlossen werden.

Demgegenüber ist es vorteilhaft, die SEE mit einem elektrischen Stecker zu verse­ hen, mit dem sie kontaktgebend auf einer Diagnosesteckdose des Kraftfahrzeugs aufsetzbar ist. Eine derartige Steckdose ist i.d.R. in jedem Kraftfahrzeug vorhan­ den. Da diese Steckdosen im Rahmen der Kraftfahrzeugindustrie bzw. beim jewei­ ligen Hersteller genormt sind, ergibt sich damit die universelle Verwendbarkeit ohne weiteres. Über die Steckdose erfolgt dann auch die Energieversorgung der SEE.

Der drahtlose Austausch von Daten kann dann zu Problemen führen, wenn mehre­ re Serviceeinrichtungen nebeneinander betrieben werden und mit mehreren SEE′s für mehrere Kraftfahrzeuge kommunizieren. In diesem Fall können die Daten am einfachsten dadurch voneinander unterschieden werden, daß sie als Datentele­ gramme mit einem Identifizierungskennzeichen versehen sind. Damit ist sicherge­ stellt, daß jede Serviceeinrichtung nur mit "ihrer" zugeordneten SEE Daten aus­ tauscht bzw. im Falle einer einzigen Serviceeinrichtung diese mit der jeweils richti­ gen SEE kommuniziert.

Der Einsatz der Erfindung kann, wie bereits ausgeführt, im Rahmen einer Service­ werkstatt oder im Rahmen der Fertigung des Kraftfahrzeugs erfolgen. Für die Fer­ tigungsanwendung kann es vorteilhaft sein, mehrere Serviceeinrichtungen in einem Feld anzuordnen, die in der Lage sind, mit einer oder mehreren SEE′s zu kommu­ nizieren. Im Gegensatz zu der vorhergenannten starren 1 : 1 Zuordnung kann diese Zuordnung variabel dein. So ist es möglich, die Serviceeinrichtungen in einem Feld anzuordnen, indem ein Abschnitt oder das komplette Montageband verläuft. Die Serviceeinrichtungen können dann nacheinander mit ein und derselben SEE des Kraftfahrzeugs kommunizieren, das sich gerade in ihrem Sende- und Empfangsbe­ reich befindet. Verläßt das Kraftfahrzeug diesen Bereich, so wird es an die räum­ lich nachfolgende Serviceeinrichtung "übergeben", die nun ihrerseits Daten mit der SEE austauscht. Die zuvor tätige Serviceeinrichtung übernimmt ihrerseits den Da­ tenaustausch mit der SEE des auf dem Montageband nachfolgenden Kraftfahr­ zeugs.

Durch den aufeinanderfolgenden Austausch von Daten mit mehreren Serviceein­ richtungen ist es möglich, ein Kraftfahrzeug im Rahmen der Fertigung sukzessive zu programmieren. Mehrere Steuergeräte können nacheinander programmiert werden. Auch ist es möglich, Fehlerspeicher von Steuergeräten auszulesen und zu löschen. Einfräge in die Fehlerspeicher ergeben sich zumeist durch vorübergehen­ de Fehlzustände, beispielsweise noch nicht installierte bzw. aktivierte Sensoren, Stromverbindungen usw. Ebenso ist es möglich, evtl. Fehlmontage relativ schnell zu erkennen und noch während des Montageprozesses abzustellen. Auch können die mit den einzelnen Serviceeinrichtungen aufgenommenen Daten eines Kraft­ fahrzeugs gesammelt und im Rahmen der Endkontrolle bewertet werden. Noch bestehende Fehlerzustände können dabei von zwischenzeitlich beseitigten Fehlern unterschieden werden und es kann bedarfsgerecht eine Nacharbeit durchgeführt werden.

Das Ziel einer hohen Datenübertragungsrate läßt sich mit einer alternativen Aus­ führungsform erreichen, die in den Patentansprüchen 7 und 8 angegeben ist. Die Befestigung der Serviceeinrichtung, die mittels Kabel oder drahtlos mit einer Zen­ trale verbunden sein kann, erfolgt beispielsweise durch einen Saugnapf. Die SEE kann in einer Heckleuchte untergebracht sein. Die Datenübertragung kann dann nach Art einer IRDA-Schnittstelle erfolgen.

Anhand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine mobile Sende-Empfangseinrichtung (SEE), die abnehmbar an einem Kraftfahrzeug angeordnet werden kann,

Fig. 2 den Einsatz der SEE im Rahmen einer Servicewerkstatt

Fig. 3 den Einsatz der SEE im Rahmen der Fahrzeugmontage.

Die in Fig. 1 gezeigte SEE 1 enthält in einem Gehäuse 2 Prüf- und Kommunikati­ onsschaltkreise (nicht dargestellt). Eine Funk- oder Infrarot-Sende- und Empfangs­ fläche 3 ist Teil einer Funk- bzw. Infrarot-Übertragungsstrecke zu einer Serviceein­ richtung (vgl. Fig. 2 und 3). Ferner ist am Boden des Gehäuses 2 ein Stecker 4 angeordnet, der mehrere Steckkontakte enthält und kontaktgebend in eine Dia­ gnosesteckdose im Motorraum eines Kraftfahrzeugs eingesteckt werden kann (Fig. 2). Über diese Steckdose wird das Modul 1 mit Strom versorgt.

Das Modul 1 dient zur seriellen Kommunikation zwischen der Serviceeinrichtung und den im Kraftfahrzeug verbauten Steuergeräten (nicht dargestellt) und zur Mes­ sung von fahrzeugspezifischen Signalen. Die Übertragung zwischen dem Modul 1 und der Serviceeinrichtung findet kabellos statt. Für Ausnahmefälle kann zusätzlich eine Verbindung über ein Kabel 5 hergestellt werden, um bei evtl. Abschattungen, beispielsweise bei geschlossener Motorhaube mit aufgestecktem Modul 1 den Datenaustausch sicherzustellen.

Die Messung der fahrzeugspezifischen Signale findet direkt über den Diagnose­ stecker statt. Signale, die nicht auf dem Diagnosestecker anliegen, können durch ein separates Meßkabel 6 abgegriffen und dem Modul 1 über eine Buchse 7 zuge­ führt werden. Die auf diese Weise gewonnen Daten werden über die Sende- und Empfangsfläche 3 auf die Serviceeinrichtung übertragen. Entsprechend ist es möglich, von der Serviceeinrichtung Daten auf das Modul 1 zu übertragen, um bei­ spielsweise Programmänderungen einzelner Steuergeräte durchzuführen. Diese Daten werden auf demselben Weg, der für das Auslesen der Daten aus den Steu­ ergeräten vorgesehen ist, in die Steuergeräte eingegeben.

In Fig. 2 ist der Einsatz des Moduls 1 in einer Werkstatt dargestellt. Das Modul 1 sitzt auf der nicht im einzelnen gezeigten Diagnosesteckdose des Kraftfahrzeugs 8 und stellt drahtlos eine Funk- bzw. Infrarotverbindung zu einer Serviceeinrichtung 9 her. Die Einrichtung 9 ist mit einer entsprechenden Sende- und Empfangseinrich­ tung verbunden und ermöglicht es, Daten des Kraftfahrzeugs auf einem Bildschirm 10 darzustellen. Diese Daten werden vom Modul 1 zur Einrichtung 9 gesandt. Um­ gekehrt können Daten, beispielsweise in Form von Kennlinien und Programmschrit­ ten und dgl., von der Einrichtung 9 über das Modul 1 in das Kraftfahrzeug 8 einge­ geben werden und dadurch Steuergeräte mit entsprechend anderen Inhalten ver­ sehen werden.

Ergänzend oder alternativ zur Serviceeinrichtung 9 kann über das Modul 1 auch eine Kommunikationsverbindung zu einer Sende-/Empfangseinrichtung hergestellt werden, die mit einem In-house-Datennetz verbunden ist. Über das Netz kann ein Reparaturannehmer mit dem Kfz kommunizieren und aufgrund der Fehler-Daten einen Reparaturauftrag vorbereiten. Ebenso ist es möglich, mit dem am Netz an­ geschlossenen Hersteller Daten auszutauschen und Updates der Steuergeräte, Fehlerstatistiken usw. durchzuführen.

Der Einsatz mehrerer Module 1 im Rahmen der Fertigung ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Die Module sind mit 1, 11, 21 und 31 bezeichnet und befinden sich in bzw. an Kraftfahrzeugen, die nicht im einzelnen dargestellt sind und die ein Monta­ geband (ebenfalls nicht gezeigt) durchlaufen. Master-Kontroller 12 und ein zweiter Master-Kontroller 13 mit Redundanzfunktion entsprechen in ihrer Wirkungsweise der Serviceeinrichtung 9 von Fig. 2. Diese stehen mit nicht im einzelnen gezeigten Prüfsystemen 14 bis 18 über eine Schnittstellenumschaltung 19 in Verbindung, die über ein einziges Infrarotmodem 20 bzw. 20′ mit Sende- und Empfangsfunktionen sämtliche eingesetzten Module, hier 1, 11, 21 und 31 bedient. Ferner sind Relais­ stationen 22 und 23 angeordnet, die ebenfalls ein Infrarot-Sende- und Emp­ fangsteil enthalten und die als optische Relaisstationen arbeiten. Die Relais 22 und 23 können untereinander auch über eine elektrische Leitung verbunden werden, um optische Hindernisse, z. B. ein Trennwand zu überbrücken.

Schnittstellenumschaltung 19 und Anbindung der Prüfsysteme 14 bis 18 können alternativ über ein lokales Netzwerk realisiert werden.

Die Verwendung der Module 1,11, 21 und 31 erfolgt in folgender Weise:
Die Module werden an einer Initialisierungsstation (nicht dargestellt) als erste Stati­ on im Fertigungsablauf bereitgestellt. Bei Anbringen am Kraftfahrzeug wird eine Initialisierung, d. h. eine Zuordnung von dem jeweiligen Modul und dem betroffenen Kraftfahrzeug durchgeführt. Dabei wird dem Master-Kontroller 12 bzw. 13 die Teil­ nehmeradresse des Moduls und ein Fahrzeug-Steuerschlüssel des gerade adap­ tierten Fahrzeugs mitgeteilt. Mit diesem Schlüssel handelt es sich um eine eindeu­ tige Erkennung für ein Fahrzeug in der Fertigung entsprechend beispielsweise der Fahrgestellnummer.

Anschließend durchläuft das Fahrzeug mehrere Prüfstationen, die jeweils mit ei­ nem Prüfsystem 14 bis 18 versehen sind. In jeder Prüfstation erfolgt eine Abarbei­ tung von Prüfabläufen, die im Gegensatz zu dem bisherigen drahtgebundenen Verfahren drahtlos über eine Infrarot-Übertragungsstrecke von Modem 20 zum jeweiligen. Modul, ggf. unter Einsatz der Relaisstationen 22 und/oder 23 vorge­ nommen wird. Der Master-Konfroller 12, 13 adressiert laufend alle definierten Teil­ nehmeradressen. Da nicht immer alle Module an Fahrzeugen installiert sind und nicht alle Module permanent in Prüfabläufen benötigt werden, findet im Master- Kontroller 12, 13 eine automatische Priorisierung statt: Teilnehmer, die sich nicht melden, werden zurückgestuft und dann nur noch jedes zweite oder jedes dritte mal usw. adressiert. Antwortet ein zurückgestufter Teilnehmer auf einen Auftrag, wird er sofort in seiner Priorisierung hochgestuft.

Das Modul verbleibt im weiteren Fertigungsablauf am Kraftfahrzeug. Am Ende des Feldes wird es abgenommen und zur Initialisierungsstation zurückgebracht.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum drahtlosen Austausch von Daten zwischen einer Service­ einrichtung und einem Steuergerät in einem Kraftfahrzeug, mit einer Über­ tragungsstrecke zwischen der Serviceeinrichtung und einer Sendeempfangseinrichtung (SEE) am Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die SEE (1) abnehmbar am Kraftfahrzeug angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die SEE einen elektrischen Stecker (4) aufweist, mit dem sie kontaktgebend auf einer Dia­ gnosesteckdose des Kraftfahrzeugs aufsetzbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem SEE ausgetauschten Daten als Datentelegramm mit einem Identifizierungskennzeichen ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Serviceeinrichtungen (20, 20′, 22, 23) in einem Feld angeord­ net sind und mit der SEE (1, 11, 21, 31) eines im Feld befindlichen Kraft­ fahrzeugs kommunizieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Service­ einrichtungen mit mehreren SEE′s (1, 11, 21, 31) kommunizieren, die mit jeweils einem Kraftfahrzeug innerhalb des Feldes verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnete daß die Serviceeinrichtungen mit den einzelnen SEE nacheinander kommunizieren.

7. Vorrichtung zum drahtlosen Austausch von Daten zwischen einer Serviceeinrichtung und einem Steuergerät in einem Kraftfahrzeug, mit einer Über­ tragungsstrecke zwischen der Serviceeinrichtung und einer Sende- Empfangseinrichtung (SEE) am Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Serviceeinrichtung abnehmbar am Kraft­ fahrzeug angeordnet ist und mit einer angepaßten SEE am Kraftfahrzeug über kurze Entfernung Daten überträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die SEE von außen nicht sichtbar, jedoch geschützt bleibend befestigt ist.