DE19717143C1 - Diagnosegerät für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Diagnosegerät für Kraft­ fahrzeugbremsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1.

Ein derartiges Diagnosegerät ist aus der DE 39 32 263 C2 bekannt. Dieses Diagnosesystem besteht aus einem im Fahrzeug angeordneten elektronischen Steuerteil und einem daran anschließbaren Diagnosegerät, das ein Anzeigeteil mit zahlreichen LED-Anzeigeelementen aufweist. Das Steuerteil wird durch verschiedene elektronische Komponenten gebildet, darunter ein Treiber, der Anzeigelampen ansteuert. Die Anzeigelampen sind zur Diagnostizierung von Störungen in Sensoren bzw. Aktuatoren vorgesehen, wobei eine Fehlercodie­ rung durch Aufleuchten bzw. Blinken verschiedener Lämpchen erfolgt.

Aus der DE 38 30 278 C2 ist eine Diagnoseeinheit bekannt, die mit diversen Sensoren und Aktuatoren der Bremsanlage verbunden ist. Die Sensoren sind beispielsweise Sensoren für die Raddrehzahl, Spannungsabtastschaltungen und ähnli­ ches. Die Aktuatoren sind beispielsweise Magnetventile oder Magnetrelais. Die Diagnoseeinheit besteht im wesentli­ chen aus einem programmierten Mikroprozessor, der diverse Fehler der Sensoren und der Aktuatoren feststellen kann. Solche Fehler sind beispielsweise Leitungsunterbrechungen, Kurzschlüsse, Über- oder Unterspannung etc. An die Diagnose­ einheit ist eine Warnlampe angeschlossen, die bei Erkennen eines Fehlerzustandes codiertes Licht in Form von Lichtimpul­ sen aussendet. Die Codierung liegt dabei in der Anzahl der Lichtimpulse.

Die DE 40 03 978 A1 beschreibt eine Schaltungsanordnung mit einer durch mehrere LED gebildeten Anzeigenreihe zur Anzeige von Signalgrößen und zum Anzeigen von Diagnosezustän­ den. Eine diagnostizierte Störung wird durch Blinken einer oder mehrerer LED angezeigt. Die hierbei verwendeten LED können zwischen zwei verschiedenen Farben umschaltbar sein.

Aus der US 4,223,302 ist eine Schaltungsanordnung mit einer aus mehreren verschiedenfarbigen Lampen bestehenden Anzeige­ einrichtung bekannt, die den Zustand von Sensoren anzeigt.

Die DE 39 35 507 A1 beschreibt ein Informations- und Bedie­ nungsfeld für Wächtergeräte mit einer durch mehrere LED oder LCD gebildeten Anzeige, bei der die LED bzw. LCD zwei­ farbig sind, d. h. entweder in der einen oder in der anderen Farbe leuchten.

Aus der DE 39 29 798 C2 ist ein Diagnosesystem zur Diagnose eines elektronischen Steuersystems eines Fahrzeugmotors bekannt. Das Diagnosesystem weist einen Anzeigebereich auf, der aus mehreren LED besteht, die zum Anzeigen eines bestimmten Diagnosezustandes blinken.

Die DE 39 03 071 beschreibt ein Verfahren zum Prüfen der Radgeschwindigkeitssensoren eines Antiblockierregelsystems, das im Fehlerfall ebenfalls eine Warnlampe leuchten läßt.

Schaltungsanordnungen zum Erkennen der Fehlfunktion von Bauteilen einer Bremsanlage, wie z. B. von Sensoren, Aktuatoren oder auch zum Erkennen von Fehlern elektronischer Baugruppen, wie z. B. der elektronischen Komponente eines Antiblockiersystems, eine Antriebsschlupfregelsystems oder einer elektronischen Steuereinheit für eine Bremsanlage sind in mannigfacher Form im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise wird auf folgende Druckschriften verwiesen: DE 44 15 386 A1, EP 0 680 846, DE 44 43 941 A1, DE 196 06 826 A1, DE 196 32 457 A1 und EP 0 558 813.

Das eingangs genannte Diagnosegerät der DE 38 30 278 C2 hat zwar den Vorteil, daß nur eine einzige Warnlampe als Anzeigemittel benötigt wird, was im Vergleich zu einer alphanumerischen Anzeigeeinrichtung kostengünstig ist. Es hat jedoch den Nachteil, daß die gesamte Fehlerinformation ausschließlich in der Anzahl und/oder der Zeitdauer von Lichtimpulsen codiert ist. Will man eine größere Anzahl unterschiedlicher Fehlerzustände unterscheidbar machen, so benötigt man entweder eine sehr große Anzahl von Lichtimpulsen oder ein kompliziertes zeitliches Codierungs­ muster für abwechselnd lange und kurze Lichtimpulse und/oder die Pausen zwischen Lichtimpulsen. In beiden Fällen vergrößert sich mit der Komplexität des Systems auch die Wahrscheinlichkeit von Ablesefehlern durch das Bedienperso­ nal.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Diagnosegerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei geringem Aufwand für die Anzeigeeinheit eine große Anzahl möglicher Fehler angezeigt werden kann, ohne daß die Wahrscheinlichkeit für Ablesefehler durch das Bedienpersonal vergrößert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, daß die Warnlampe zwei lichtemittierende Elemente enthält, die sichtbares Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen abstrahlen. Vorzugsweise liegen die beiden Wellenlängen im roten und im grünen Bereich. Werden beide Lichtelemente gleichzeitig aktiviert, so strahlt die Warnlampe eine Mischfarbe ab, beispielsweise die Farbe "amber", die sich von den Grundfarben der beiden lichtemittierenden Elemente deutlich unterscheidet. Damit ist das Lichtsignal farblich und hinsichtlich der Anzahl und/oder Dauer der Lichtimpulse codiert. Mit den beiden Grundfarben und der Mischfarbe erhält man drei unterscheidbare Farben, womit die Anzahl der unterscheidbaren Warnsignale um den Faktor 3 erhöht wird, bezogen auf eine rein zeitliche oder zahlenmäßige Codierung der Lichtsignale. Andererseits kann man durch die farbliche Codierung die Anzahl der zeitlichen Codierungen verringern, womit nicht nur das Ablesen schneller erfolgt, sondern auch Ablesefehler eher vermieden werden.

Das Diagnosegerät nach der Erfindung ist vorzugsweise fest im Fahrzeug eingebaut und vorzugsweise in eine elektronische Steuereinheit (ECU) für die Bremsanlage integriert. Die elektronische Steuereinheit kann unter anderem auch die Steuerung für das Antiblockiersystem, für die Antriebs­ schlupfregelung, eine Fahrdynamiksteuerung, eine Koppelkraftregelung für Fahrzeuge mit Anhängerbetrieb etc. enthalten.

Das Diagnosegerät nach der Erfindung ist in mehreren umschaltbaren Betriebsarten betreibbar. Diese Betriebsarten können beispielsweise sein:

• a) Normalbetrieb; die einzelnen Komponenten werden auf Fehler überwacht und detektierte Fehler werden gespeichert. Bei Auftreten eines Fehlers blinkt die Warnlampe in einer Farbe (z. B. rot). Ein genaueres Identifizieren des Fehlers ist nicht vorgesehen;
• b) Fehlerart auslesen; durch einen Taster am Diagnosegerät oder einem extern anzusteckenden Taster wird auf diese Betriebsart umgeschaltet. Durch die farblich und zeitlich codierten Lichtsignale lassen sich dann genaue Angaben über den aufgetretenen Fehler auslesen;
• c) Fehlerspeicher löschen; in dieser Betriebsart, die normalerweise nur von einer Werkstatt aktiviert werden kann, wird der Fehlerspeicher gelöscht;
• d) Erstinstallation; bei dieser Betriebsart, die üblicherweise nur im Herstellerwerk benützt wird, kann getestet werden, ob alle Sensoren und Aktuatoren richtig angeschlossen sind, beispielsweise ob Sensor und Magnetventil für ein bestimmtes Rad am Steuergerät richtig angeschlossen sind und ob nicht beispielsweise der Sensor eines Rades durch falsche Verkabelung dem Magnetventil eines anderen Rades zugeordnet ist;
• e) Systemkonfiguration; in dieser Betriebsart kann die Systemkonfiguration abgefragt werden, beispielsweise wieviele Sensoren und wieviele Aktuatoren vorhanden sind, ob eine Blockierschutzeinrichtung, eine Antriebsschlupfregelung, eine Fahrdynamikregelung, eine Koppelkraftregelung etc. vorhanden sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Prinzipschaltbild des Diagnosegerätes nach der Erfindung.

Das Diagnosegerät enthält eine elektronische Steuereinheit (im folgenden "ECU" für "electronic control unit") 1, die fest am Fahrzeug montiert ist und diverse elektronische Steuereinheiten enthält, wie z. B. eine elektronische Steuereinheit 2 für das Antiblockiersystem, eine Steuereinheit 3 für die Antriebsschlupfregelung, eine Steuereinheit 4 für ein elektronisches Bremssystem etc. Weiter enthält die ECU 1 eine Diagnoseeinheit 5, die beispielsweise durch einen programmierten Mikroprozessor realisiert ist, sowie einen daran angeschlossenen Speicher 6 und einen Taktgeber 7, der auch die Funktion einer Uhr übernimmt.

An die ECU 1 sind diverse Sensoren 8 angeschlossen. Diese Sensoren sind beispielsweise Drehzahlmeßfühler für die einzelnen Räder. Weiter ist an der ECU 1 eine Vielzahl von Aktuatoren 9 angeschlossen, die beispielsweise elektrisch steuerbare Magnetventile sind. An die Diagnoseeinheit 5 ist eine Warnlampe 10 angeschlossen, die zwei lichtemit­ tierende Elemente 11 und 12 aufweist. Hierbei handelt es sich beispielsweise um lichtemittierende Dioden, die bei Aktivierung Licht im sichtbaren Wellenbereich abstrahlen. Das Element 11 strahlt dabei rotes Licht und das Element 12 grünes Licht ab. Werden beide Elemente 11 und 12 gleichzeitig aktiviert, so wird Licht in einer Mischfarbe abgestrahlt, die bei der rot/grün-Kombination der Farbe "amber" entspricht. Beide lichtemittierenden Elemente 11 und 12 sind in der Warnlampe 10 integriert.

Ein Eingang der Diagnoseeinheit 5 ist über einen Taster 13 mit Masse verbindbar, wodurch die Diagnoseeinheit 5 in verschiedene Betriebsarten umschaltbar ist. Die Stromversorgung der ECU 1 erfolgt aus der Fahrzeugbatterie, die über einen Schalter 14, der beispielsweise der Zündschalter des Fahrzeugs sein kann, mit der ECU 1 verbunden wird.

Der Taster 13 kann entweder am Gehäuse der ECU 1 angebracht und von außen bedienbar sein. Es ist aber bevorzugt, wenn dieser Taster extern über eine Steckverbindung 15 anschließbar ist. Am Fahrzeug ist der Taster dann nicht vorhanden, sondern nur in der Werkstatt und wird zur Umschaltung der verschiedenen Betriebsarten nur dort verwendet.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Diagnosegerätes nach der Erfindung beschrieben. Durch Einschalten der Zündung wird der Schalter 14 geschlossen und die ECU 1 mit Strom versorgt. Die Diagnoseeinheit 5 wird dabei in die Normalbetriebsart gebracht, in welcher sie die Sensoren, Aktuatoren und elektronischen Steuerungen 2 bis 4 überwacht. Solange kein Fehler auftritt, legt die Diagnoseeinheit 5 Betriebsspannung an das lichtemittierende Element 12. Die Warnlampe 10 leuchtet permanent "grün".

Ermittelt das Diagnosegerät 5 einen Fehler, so wird die Art des Fehlers und eine Kennung des defekten Bauelementes in dem Speicher 6 abgespeichert. Das Element 12 wird deaktiviert und das Element 11 wird periodisch aktiviert, so daß die Warnlampe 10 ein rotes Blinklicht erzeugt, was dem Fahrer signalisiert, daß irgendein Fehler aufgetreten ist. Statt eines roten Blinklichtes kann auch rotes Dauerlicht ausgegeben werden. Auch ist es möglich, durch diese beiden Anzeigearten schon bestimmte Fehler zu unterscheiden, beispielsweise einfachere Fehler, die der Fahrer möglicherweise noch selbst beheben kann und solche Fehler, die unbedingt einen Werkstattbesuch erfordern.

Gegebenenfalls kann dieses Kriterium auch dazu verwendet werden, zwischen Fehlern der Sensoren 8 und der Aktuatoren 9 einerseits und Fehlern der ECU 1 andererseits zu unterscheiden.

In dieser Betriebsart ist es auch möglich, die Fehlerart durch eine codierte Anzahl von Lichtimpulsen anzuzeigen, wobei man sich hier in der Praxis auf wenige Fehlerarten beschränkt, nämlich solche, deren genauere Kenntnis für den Fahrer von Bedeutung sind.

Die weiteren Betriebsarten werden durch Betätigen des Schalters 13 aufgerufen. Durch einmaliges Drücken des Tasters 13 wird die Funktion "Betriebsart auswählen" aktiviert. Durch anschließendes ein- oder mehrmaliges Drücken des Tasters innerhalb vorgegebener Zeitfenster kann dann die gewünschte Betriebsart ausgewählt werden. In der Betriebsart "Fehler auslesen" werden die im Speicher 6 abgelegten Fehler über die Diagnoseeinrichtung 5 in codierter Form ausgegeben, beispielsweise gemäß nachfolgender Tabelle:

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird in der Betriebsart "Fehler auslesen" zunächst das fehlerhafte Bauteil durch eine Anzahl roter Lichtblitze identifiziert. Beispielsweise bedeutet ein zweimaliges rotes Leuchten, daß der Sensor des linken Vorderrades defekt ist, dreimal Blinken verweist auf den Sensor des linken Hinterrades, viermal den Sensor des rechten Vorderrades, sechsmal der linke Achssensor, siebenmal der rechte Achssensor, achtmal der linke Modulator (Magnetventil), neunmal der rechte Modulator, zehnmal der Modulator einer Achse. Elfmal Blinken verweist auf die Batterie, zwölfmal Blinken auf den Retarder. Dem Fachmann ist klar, daß auch beliebige andere diagnostizierbare Bauteile hier in diese Tabelle aufgenommen werden können.

Anschließend wird die Warnlampe 10 so angesteuert, daß sie in der Mischfarbe "amber" leuchtet, wobei auch hier die Anzahl der Lichtimpulse den Fehler identifiziert. Zwei Lichtimpulse bedeuten Leitungsunterbrechung, drei bedeuten Kurzschluß, vier einen Kurzschluß zur Batterie, fünf einen dynamischen Fehler, sechs Überspannung und sieben eine Unterspannung. Selbstverständlich können auch hier weitere diagnostizierbare Fehlerarten dargestellt werden.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Codierung so erfolgt, daß in der Praxis häufiger auftretende Fehler eine geringe Anzahl von Lichtimpulsen zur Darstellung erfordern und umgekehrt.

Sind in dem Speicher mehrere Fehler abgespeichert, so werden diese aufeinanderfolgend ausgegeben. Die Fehlerausgabe insgesamt kann zyklisch wiederholt werden, solange bis die Bedienperson wieder in die normale Betriebsart umschaltet.

In einer weiteren Betriebsart kann noch ein komplexerer Code ausgegeben werden, wobei zusätzlich zu den beschriebenen Lichtimpulsen auch noch die Konfiguration des individuellen Fahrzeuges ausgegeben wird und zwar durch eine Anzahl von grünen Lichtimpulsen. Zwei grüne Lichtimpulse bedeuten nach der obigen Tabelle, daß das Fahrzeug zwei Sensoren und zwei Modulatoren hat. Drei grüne Lichtblitze verweisen auf vier Sensoren und zwei Modulatoren. Vier grüne Lichtblitze verweisen auf vier Sensoren und zwei Modulatoren, wobei letztere achsweise zugeordnet sind.

In einer weiteren Betriebsart, die ebenfalls durch den Taster 13 ausgewählt wird, kann der Speicher gelöscht werden. Dies kann durch die Warnlampe bestätigt werden, beispiels­ weise dadurch, daß für eine vorgegebene Zeitdauer von z. B. 5 Sek schnell alternierend grüne und rote Lichtblitze ausgesandt werden. Zusätzlich kann vorgesehen sein, daß ein Löschen des Speicherinhaltes erst dann möglich ist, wenn eine weitere Diagnose des entsprechenden gespeicherten Fehlers ergeben hat, daß er behoben ist.

In einer weiteren Betriebsart kann die korrekte Installation der Baugruppen überprüft werden. Diese Betriebsart ist primär für das Herstellerwerk vorgesehen und erlaubt eine Überprüfung der korrekten Verkabelung der Sensoren und der Aktuatoren. In dieser Betriebsart kann beispielsweise von einer Bedienperson ein ausgewähltes Rad in Drehung versetzt werden. Der zugeordnete Sensor meldet dann den Drehzustand an die Diagnoseeinheit. Anschließend aktiviert diese das diesem Rad zugeordnete Magnetventil derart, daß nur an diesem Rad Bremsdruck angelegt wird. Über den Sensor kann dann erfaßt werden, ob das entsprechende Rad auch wirklich gebremst wird. Daraus läßt sich die korrekte Zuordnung zwischen Sensor und Modulator erkennen. Das Ergebnis dieser Überprüfung kann durch die Warnlampe in codierter Form ausgegeben werden. Eine korrekte Zuordnung kann beispielsweise durch eine Anzahl grüner Lichtimpulse und ein Fehler durch eine Anzahl roter Lichtimpulse angezeigt werden.

Schließlich kann auch jeweils zu Beginn der ausgewählten Betriebsart durch die Warnlampe angezeigt werden, welche Betriebsart ausgewählt wurde. Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß während bestimmter Diagnosebetriebsarten einzelne Funktionsgruppen, wie z. B. das ABS 2, abgeschaltet werden müssen, was von der Diagnoseeinheit 5 durchgeführt wird.

Claims (9)

1. Diagnosegerät für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen mit einer Diagnoseeinheit, der elektrische Signale von Sensoren und von Aktuatoren der Bremsanlage zuführbar sind und mit einer an die Diagnoseeinheit angeschlossenen Warnlampe, die in Abhängigkeit von einem von der Kontrolleinheit detektierten Fehler ein codiertes Lichtsignal abstrahlt, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Warnlampe (10) zwei lichtemittierende Elemente (11, 12) integriert sind, die sichtbares Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen abstrahlen, wobei zur Erzeugung einer ersten Grundfarbe nur ein erstes Element (11) und zur Erzeugung einer zweiten Grundfarbe nur das zweite lichtemittierende Element (12) der Warnlampe (10) aktiviert ist und zum Erzeugen einer dritten Farbe beide lichtemittierende Elemente (11, 12) aktiviert sind,
daß die Wellenlängen der zwei lichtemittierenden Elemente (11, 12) so gewählt sind, daß die Warnlampe (10) bei gleichzeitigem Aktivieren beider lichtemit­ tierender Elemente (11, 12) eine Mischfarbe abstrahlt, die sich von den Grundfarben der beiden lichtemit­ tierenden Elemente unterscheidet, und
daß das Lichtsignal hinsichtlich seiner Farbe und hinsichtlich der Anzahl der abgestrahlten Lichtimpulse codiert ist, wobei diese Codierung der Art des Fehlers und dem defekten Bauteil zugeordnet ist.

2. Diagnosegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein lichtemittierendes Element (11) rotes Licht und das andere lichtemittierende Element (12) grünes Licht abstrahlt und
daß bei gleichzeitigem Strahlen beider lichtemit­ tierenden Elemente (11, 12) Licht in der Farbe "amber" abgestrahlt wird.

3. Diagnosegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtsignal so codiert ist, daß zusätzlich auch die Konfiguration der Kraftfahrzeugbremsanlage anzeigbar ist.

4. Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseeinheit (5) zwischen mehreren Betriebsarten umschaltbar ist, insbesondere zwischen den Betriebsarten "Normalbetrieb", "Fehler auslesen" und "Überprüfung der Erstinstallation".

5. Diagnosegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnlampe (10) in der Betriebsart "Normalbe­ trieb" bei Auftreten eines Fehlers nur ein farblich codiertes Blinksignal abstrahlt.

6. Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es in eine elektronische Schaltsteuerung (1) der Kraftfahrzeugbremsanlage integriert ist.

7. Diagnosegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseeinheit (5) durch einen elektrischen Taster (13) durch ein- oder mehrmaliges Drücken desselben auf die verschiedenen Betriebsarten umschaltbar ist.

8. Diagnosegerät nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der emittierten Lichtimpulse mit abnehmender erwarteter Fehlerwahrscheinlichkeit zunimmt.

9. Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Diagnoseeinheit (5) verbundener Speicher (6) vorgesehen ist, in welchem während der Betriebsart "Normalbetrieb" die Art des Fehlers und das defekte Bauteil identifizierende Signale abgespeichert werden.