DE2824190C2 - - Google Patents

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DE2824190C2 DE2824190A DE2824190A DE2824190C2 DE 2824190 C2 DE2824190 C2 DE 2824190C2 DE 2824190 A DE2824190 A DE 2824190A DE 2824190 A DE2824190 A DE 2824190A DE 2824190 C2 DE2824190 C2 DE 2824190C2
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00—Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0808—Diagnosing performance data

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Mikroprozessoren enthaltende Steuereinrichtungen für Kraftfahrzeuge sind z. B. aus folgenden Literaturstellen bekannt:
Electronics vom 20.1.1977, Seiten 102 ff, Elektronik 1977, Heft 4, Seiten 48 ff, SAE-Paper Nr. 750 432, Application of Micropressors to the Automobil, Seiten 65 ff, etz-b, Band 28, 1976, Heft 15, Seiten 496 ff, Computer, August 1974, Seiten 33 ff.
Weiterhin sind fest verdrahtete Rechner zur Steuerung von Vorgängen im Kraftfahrzeug, bzw. in der Brennkraftmaschine z. B. aus der DE-OS 25 04 843 bekannt.
Auch Diagnoseeinrichtungen zum Anschluß an Sensoren im Kraftfahrzeug sind bekannt. Diese Diagnoseeinrichtungen sind mit einem Zwischen­ stecker verbunden, der in ein Gegenstück im Kraftfahrzeug einge­ steckt werden kann. Die Sensoren liefern direkt ihr Signal an die Diagnoseeinrichtung, wo diese Signale gegebenenfalls nach Aufbe­ reitung angezeigt bzw. weiterverarbeitet werden. Derartige Diagnose­ einrichtungen sind vielfach aufwendig und teuer und eignen sich im allgemeinen nur zur Überprüfung der Sensoren, für die sie gebaut wurden.
Aus der DE-OS 23 23 619 ist schließlich ein analog-digital-analog arbeitendes Steuerungssystem für einen Mehrfachfunktions-Digital­ rechner in Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem eine automatische An­ zeige von Meßfühler- oder Rechnerdefekten möglich ist. Die dort vor­ geschlagene Diagnose wird jedoch ständig durchgeführt, so daß ein Defekt eines Meßfühlers visuell anzeigbar ist und trotz dieses De­ fektes die Fortsetzung des Betriebes des Fahrzeugs ermöglicht wird. Hierzu ist eine ständige Abarbeitung des Diagnoseprogramms erforder­ lich, so daß die Rechner dieser Steuergeräte vielfach an den Grenzen ihrer Leistung betrieben werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Steuerung von Betriebsvorgängen der eingangs genannten Art so wei­ terzubilden, daß die Einrichtung insbesondere während des Fahrbe­ triebes unter anderem zeitlich entlastet wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß Kraftfahrzeuge, welche mit einem Mikrorechnersystem ausgerüstet sind, relativ leicht dadurch überprüft werden können, daß beispielsweise mit Hilfe eines als Diagnoseprogramm ausgebildeten Unterprogramms im Hauptprogramm verschiedene Meßstellen abgefragt bzw. überprüft werden und daß die entsprechenden Werte dann mit Hilfe eines an sich bekannten An­ zeige- bzw. Auswertegerätes angezeigt bzw. weiterverarbeitet werden. Das Diagnoseunterprogramm erfordert dabei lediglich eine bestimmte Anzahl von Speicherplätzen in bereits vorhandenen Speichern des Mikrorechnersystems und ist beispielsweise beim Anschluß der Diagnoseeinrichtung aktivierbar.
Die Diagnoseeinrichtung kann ebenfalls ein Steuergerät mit einem Mikroprozessor und zugeordneten Speichern aufweisen, wobei das er­ forderliche Diagnoseprogramm zu einem großen Teil auch in diesen Speichern abgelegt sein kann. Dadurch wird die in dem Mikrorechner­ systems des Kraftfahrzeuges für Diagnosezwecke benötigte Anzahl von Speicherplätzen noch erheblich verringert, was zu einer allgemeinen Reduzierung der bereitzustellenden Speicherplätze führt und außerdem bewirkt, daß die vom Mikrorechner des Steuergerätes abzuarbeitenden Programmteile sehr kurz gehalten werden können.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Mikrorechner-System für ein Kraftfahrzeug, mit einer an eine Eingabe/Ausgabe-Ein­ heit angeschlossenen Diagnoseeinrichtung und
Fig. 2 ein Mikrorechner-System mit einer daran angeschlossenen Dia­ gnoseeinrichtung, die ein Steuergerät zur Abarbeitung eines Diagnoseprogrammes aufweist.
Beschreibung der Erfindung
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Mikrorechner-System ist ein Mikroprozessor 10 mit einem Arbeitsspeicher (RAM) 11, mit einem Festwertspeicher (ROM oder EPROM) 12 sowie mit einer Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 über einen Datenbus 14 und einen Adressenbus 15, verbunden. In Abhängigkeit von dem zu übertragenden Informationsinhalt, bzw. in Abhängig­ keit von der Anzahl der anwählbaren Adressen kann ein solcher Datenbus 14 z. B. aus 8 Einzelleitungen und ein Adressbus 15 z. B. aus 16 Einzelleitungen bestehen. Eine die Bauteile 10 bis 12 verbindende Lese-Befehlsleitung 16 ist über eine Klemme 17 mit der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 verbunden und dient dazu, anliegende oder gespeicherte Informationen ab­ zurufen. Eine die Bauteile 10, 11 verbindende Schreib-Be­ fehlsleitung 18 ist über eine Klemme 19 ebenfalls mit der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 verbunden und dient dazu, In­ formationen in den Zwischenspeicher einzulesen. Eine Pro­ grammunterbrechungs-Befehlsleitung (interrupt) 20 führt von der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 über eine Klemme 21 zum Mikroprozessor 10. Diese Leitung dient dazu, bei Vor­ liegen bestimmter Informationen ein gerade im Mikropro­ zessor ablaufendes Programm zu unterbrechen. Vom Mikro­ prozessor führt eine Lösch-Befehlsleitung (clear) 22 über eine Klemme 23 zur Eingabe/Ausgabe-Einheit 13. Sie dient dazu, bestimmte Anfangsbedingungen, z. B. bei einem Programm­ beginn, zu schaffen. Ein Frequenzgenerator 24 ist über eine Klemme 25 mit dem Mikroprozessor 10 verbunden, um diesem Baustein eine Grundtaktfrequenz zuzuführen. Vorzugsweise eine dadurch durch Teilung gewonnene Frequenz wird über eine Klemme 25 der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 zugeführt. Eine eine Versorgungsspannung führende Klemme 26 ist mit einer Stabilisierungsschaltung 27 verbunden, deren stabilisierte Ausgangsspannung einer Klemme 28, sowie sämtlichen Bauele­ menten zugeführt ist, die elektronische Schalteinrichtungen beinhalten.
Eine Eingangsschaltung 29 weist acht Eingänge 30 bis 36 und 59 auf, die mit externen Signalgebern verbunden sind. Der Eingang 59 kann dabei beispielsweise mit einem einfachen Schalter verbunden sein, der einen Diagnosebefehl an das Mikrorechner-System gibt. Durch die Signalgeber wird der jeweilige Zustand, z. B. einer Brennkraftmaschine an das Rechnersystem gemeldet. Eine mit den Eingängen 30, 31 verbundene Geberanordnung 37 besteht aus einer vorzugsweise mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenen Zahnscheibe 370, auf der umfangsseitig eine Vielzahl von Zähnen 371 angebracht sind. Diese Zähne werden durch einen ersten Aufnehmer 372 abgetastet, indem jeder ferro­ magnetische Zahn in diesem induktiven Aufnehmer 372 eine Flußänderung hervorruft, die ein Spannungssignal zur Folge hat. Die dadurch erzeugte drehzahlabhängige Signal­ folge wird in dem Eingang 30 zugeführt. Eine Bezugsmarke 373 ist ebenfalls auf der Scheibe 370 angeordnet. Die Be­ zugsmarke 373 wird von einem zweiten Aufnehmer 374 abge­ tastet und das Bezugsmarkensignal dem Eingang 31 zugeführt. Weitere Informationen der Brennkraftmaschine bzw. des Fahr­ zeugs liegen als Versorgungsspannung U, Temperatur T, ange­ saugte Luftmenge L, pro Zeiteinheit Stellung eines Drossel­ klappenschalters 38 und Stellung eines Startschalters 39 an den Eingängen 32 bis 36 an. Die Zahl der den Betriebszustand des Motors beschreibenden Informationen ist noch beliebig erweiterbar und nicht auf die dargestellten Informationen beschränkt. Die dargestellten Eingangsfunktionen an den Eingängen 30 bis 36 werden in der Eingangsschaltung auf­ bereitet, entstört und soweit erforderlich, digitalisiert. Ausgangsseitig werden diese Informationen über die Klemmen 40 bis 46 und 60 der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 zugeführt. Sofern Informationen an der Eingangsschaltung 29 in analoger Form vorliegen, werden sie durch einen in der Eingangsschaltung 29 enthaltenen Analog-Digital-Wandler in Frequenzen umgewandelt. Eine Signalaufbereitung kann z. B. mit Hilfe von Schmitt- Triggern erfolgen. Zwei Endstufenausgänge der Eingabe/Ausgabe- Einheit sind über Klemmen 47, 48 mit Schaltendstufen 49, 50 verbunden, die als Zündungsendstufen ausgebildet sind. Solche Zündungsendstufen enthalten in bekannter Weise einen Halb­ leiterschalter im Primärstromkreis einer Zündspule, in der Sekundärstromkreis wenigstens eine Zündstrecke 51, 52 bzw. eine Zündkerze geschaltet ist. Eine weitere Schaltendstufe 54 zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung über vier dar­ gestellte Einspritzventile 55 bis 58 ist ebenfalls mit der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 verbunden. Mit dieser Eingabe/ Ausgabe-Einheit 13 können auch weitere Funktionen im Kraft­ fahrzeug gesteuert bzw. geregelt werden. Beispielsweise kann damit eine elektronische Getriebesteuerung, eine Niveauregelung und dergleichen erfolgen.
Die Wirkungsweise des dargestellten, an sich bekannten Mikroprozessor-Systems ist bekannt und vielfach in der Li­ teratur beschrieben.
Im Rahmen eines im Festwertspeicher 12 gespeicherten Pro­ gramms werden vom Mikroprozessor 10 extern an der Eingabe/ Ausgabe-Einheit 13 anliegende Informationen im Zusammen­ hang mit festgespeicherten Informationen verarbeitet. Das errechnete Ergebnis, im vorliegenden Fall die Signale zur Steuerung von Zündung und Einspritzung, werden den Schalt­ endstufen 49, 50, 54 weitergegeben und zur Ausführung der gewünschten Schaltbefehle benützt. Endergebnisse und Zwischen­ ergebnisse werden zum Teil im Arbeitsspeicher 11 zwischen­ gespeichert, um dann bei Bedarf durch den Mikroprozessor wieder abgerufen zu werden.
Die Anzahl der verwendeten Mikroprozessoren, Festwertspeicher und Arbeitsspeicher ist nicht gemäß der Darstellung in Fig. 1 beschränkt, sondern kann in Abhängigkeit der zu verarbeiten­ den Informationen, dem Umfang des Programms und dem Umfang der gespeicherten Daten beliebig erweitert werden. Diese Anzahl hängt natürlich auch vom jeweils verwendeten Bauteil­ typ ab, bzw. von dessen Arbeits- und Speichermöglichkeit.
Mit der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 ist eine Diagnoseeinrich­ tung 61 verbunden, die beispielsweise in an sich bekannter Weise ein Datensichtgerät, also einen Bildschirm, und/oder eine Anzeigeeinrichtung für Arbeitsanweisungen und/oder einen Anschluß für einen Drucker aufweist. Wird über den Eingang 59 und die Klemme 60 an die Eingabe/Ausgabe-Ein­ heit 13 ein Diagnosebefehl gegeben, so wird mit Hilfe eines in dem Festwertspeicher 12 gespeicherten Unterprogrammes eine Diagnose des Kraftfahrzeuges durchgeführt. Bei diesem Diagnoseprogramm werden seriell die interessierenden In­ formationen über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 an die Dia­ gnoseeinrichtung 61 gegeben. Diese kraftfahrzeugspezifischen Daten und Meßwerte können z. B. entsprechend einem ersten Diagnose-Unterprogramm aktuelle Meßwerte, z. B. die Drehzahl, die Batteriespannung, die Getriebedrehzahl und dergleichen umfassen. Diese Meßwerte können beispielsweise mit Hilfe der an die Eingangsschaltung 29 angeschlossenen Meßwert­ geber erfaßt werden. Durch ein zweites Diagnose-Unterpro­ gramm, das ebenfalls in dem Festwertspeicher 12 abgelegt ist, können jeweils berechnete Werte, wie z. B. der Zündwinkel, der Schließwinkel, die Einspritzzeit und dergleichen abgefragt und über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 an die Diagnose­ einrichtung 61 weitergegeben werden.
Entsprechend dem Diagnose-Unterprogramm können auch be­ stimmte Betriebszustände der Brennkraftmaschine, die sich besonders für Diagnosezwecke eignen, beispielsweise der Leerlauf, durch Simulation von bestimmten Eingangssignalen nachgebildet werden. Die dann vorliegenden Meßwerte und Betriebsdaten des Mikrorechner-Systems können ebenfalls wieder erfaßt und über die Eingabe/Ausgabe-Einheit an die Diagnoseeinrichtung 61 gegeben werden.
Entsprechend dem in den Festwertspeicher 12 gespeicherten Unterprogramm können auch Sollwert-Istwert-Vergleiche mit Hilfe des Mikrorechner-Systems durchgeführt werden, wobei eine daraus abgeleitete Fehleranzeige über die Eingabe/Aus­ gabe-Einheit an die Diagnoseeinrichtung gegeben werden kann.
Bei derartigen Sollwert-Istwert-Vergleichen sind die fahr­ zeugspezifischen Soll-Daten in dem Festwertspeicher 12 ge­ speichert.
Für eine derartige Kraftfahrzeugdiagnose, mit der das Kraft­ fahrzeug bzw. die elektrische Einrichtung des Kraftfahr­ zeuges auf ein ordnungsgemäßes Funktionieren überprüft wird, ist lediglich eine einfache an sich bekannte Diagnoseein­ richtung erforderlich, die über nur zwei Zusatzleitungen mit dem Mikrorechner-System verbunden werden muß. Durch die be­ schriebene Einrichtung ist eine einfache, benutzungsunab­ hängige Diagnose möglich, da alle Testzustände automatisch entsprechend einem bestimmten Diagnose-Programm angefahren werden können. Der Sollwert-Istwert-Vergleich findet in dem Mikrorechner-System statt, d. h. Diagnose ist nicht motor- oder kraftfahrzeugspezifisch. Über ein Anzeigetableau an der Diagnoseeinrichtung können beispielsweise neben den Motordaten auch Anweisungen an die Prüfperson ausgegeben werden, z. B. welche Fehler aufgetreten sind und welche entsprechenden Reparaturen ausgeführt bzw. welche Kraft­ fahrzeugteile ausgewechselt werden müssen.
In Fig. 2 ist ein Mikrorechner-System entsprechend Fig. 1 bei 62 dargestellt. Dieses Mikrorechner-System 62 umfaßt unter anderem die Eingabe/Ausgabe-Einheit 13, den Mikro­ prozessor 10 und die Speicher 11 und 12. Über eine Stecker­ leiste 63, einen Diagnosezwischenstecker 64 und einen Stecker 65 sind verschiedene Sensoren mit dem Mikrorechner-System 62 verbunden. Über die gleichen Bauelemente können Be­ fehle, beispielsweise an die Zündungsendstufen 49 und 50 sowie an die Einspritzeinrichtung 54 gegeben werden. Über den Diagnosezwischenstecker 64 ist eine Diagnoseeinrichtung 66 angeschlossen, die mit einem Dateneingabe/Ausgabe-Gerät 67 verbunden ist. Die Diagnoseeinrichtung 66 weist eine im Prinzip zu 62 gleiche Steuereinrichtung mit einem Mikroprozessor 68 und Speichern 69 und 70 auf. Bei dieser Diagnoseeinrichtung kann das Diagnoseprogramm zu einem großen Teil in den Speichern 69 und 70 abgelegt werden, so daß in dem Mikrorechner-System 62 des Kraftfahrzeuges nur eine außer­ ordentlich geringe Anzahl von zusätzlichen Speicherplätzen be­ nötigt wird. Die Überprüfung der verschiedenen Funktionen von Betriebsparametern des Kraftfahrzeuges erfolgt grund­ sätzlich wie bei der Einrichtung nach Fig. 1. Zusätzlich ist aber noch die Möglichkeit geboten, sämtliche Funktionen des Mikrorechner-Systems 62 des Kraftfahrzeuges zu über­ prüfen und zur Anzeige zu bringen. Mit Hilfe der Diagnose­ einrichtung 66 werden für das in dieser Diagnoseeinrich­ tung ablaufende Diagnoseprogramm die Daten der Kraftfahr­ zeugsensoren aufbereitet und verarbeitet bzw. diese Werte mit den Werten des Steuergerätes 62 verglichen. Dadurch werden auch bei defektem Steuergerät 62 Fehlerquellen genau lokalisiert. Über die mit der Diagnoseeinrichtung 66 verbundene Eingabe/Ausgabe-Einrichtung 67 können umfang­ reiche, speicherplatz-intensive Anweisungen, bzw. Informa­ tionen an die Prüfperson weitergegeben werden. Beispielsweise kann dies ein Flußdiagramm für die Fehlersuche, eine Er­ satzteilliste, oder eine Bedienungsanleitung für das Fahr­ zeug sein.
Mit den beschriebenen Einrichtungen ist eine einfache Über­ prüfung des Kraftfahrzeuges bzw. der elektronischen Einrich­ tungen des Kraftfahrzeuges möglich, wobei lediglich bei vorhandenen Mikrorechner-Systemen Speicherplätze für ein Diagnose-Programm benötigt werden und wobei zusätzlich noch ein an sich bekanntes Anzeigegerät vorgesehen werden muß.
Mit diesem relativ geringen Aufwand ist eine außerordentlich umfangreiche und sorgfältige Überprüfung des Kraftfahrzeuges bzw. der elektrischen Anlage des Kraftfahrzeuges möglich.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Steuerung von Betriebsvorgängen in einem Kraft­ fahrzeug mit einem Mikrorechnersystem mit einem Mikroprozessor, der über ein Bussystem mit je wenigstens einem Festwertspeicher (ROM, PROM, EPROM), einem Arbeitsspeicher (RAM) sowie einer Eingabe/Aus­ gabe-Einheit verbunden ist, an die Signalgeber zur Erzeugung von be­ triebsparameterabhängigen Signalen sowie Stellglieder angeschlossen sind, und mit Diagnosemitteln zur Ermittlung und Kenntlichmachung von kraftfahrzeugspezifischen Defekten, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnosemittel derart ausgebildet sind, daß sie durch Anlegen eines Signals (59) an die Eingabe/Ausgabe-Einheit (13) aktiviert werden und Diagnoseergebnisse und/oder kraftfahrzeugspezifische Daten an eine an die Einrichtung anschließbare externe Diagnoseaus­ werteeinrichtung (61, 66) ausgebbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über das Mikrorechnersystem (10, 11, 12, 13) verschiedene Betriebszustände des Kraftfahrzeuges simulierbar und die bei diesen Betriebszuständen auftretenden Betriebswerte an die Diagnoseauswerteeinrichtung (61) ausgebbar sind.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einem Speicher (12) des Mikrorechnersystems ge­ speicherte kraftfahrzeugspezifische Sollwerte mit ermittelten Ist­ werten vergleichbar und aus dem Vergleich resultierende Daten an die Diagnoseeinrichtung (61) ausgebbar sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseauswerteeinrichtung (66) ein Steuergerät mit einem Mikro­ rechner-System (68, 69, 70) zur Überprüfung des im Kraftfahrzeug be­ findlichen Mikrorechnersystem (62) sowie der damit verbundenen Peripherie (Sensoren) aufweist, wobei mit Hilfe des Steuergeräts Sollwerte erzeugt und mit kraftfahrzeugspezifischen Daten verglichen werden und aus dem Vergleich resultierende Signale mit Hilfe der Diagnoseauswerteeinrichtung (66) ausgegeben oder weiterverarbeitet werden.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseauswerteeinrichtung (61, 66) in an sich bekannter Weise ein Datensichtgerät und/oder eine Anzeigeeinrichtung für Arbeitsan­ weisungen für Prüfpersonen und/oder einen Drucker und/oder kon­ ventionelle Meßinstrumente aufweist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Diagnosezwischenstecker (64) zum Anschluß der Diagnoseauswerteeinrichtung (61, 66) an die Eingabe/Ausgabe-Einheit (13) des Mikrorechnersystems vorgesehen ist.
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