DE3832123A1 - Diagnosesystem fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Diagnosesystem für ein Kraft­ fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In jüngerer Zeit werden Kraftfahrzeuge häufig mit elektronischen Steuersystem zum Steuern verschiedener Komponenten des Motors, so z. B. der Benzineinspritzung zur Verbesserung des Fahrverhaltens, der Abgasemission, des Kraftstoff­ verbrauchs und der Motorleistung ausgestattet. Das elektronische Steuersystem steuert die Komponenten basierend auf Informationen, die von Ausgangssignalen verschiedener Sensoren zum Feststellen der Motorbetriebsdaten repräsentiert werden. Wenn Fehlfunktionen der Komponenten und der Sensoren auftreten, so ergibt sich ein unkorrektes Betriebsverhalten des Motors.

Nachdem diese elektronische Steuerung immer komplizierter wird, wird auch das Auffinden von Fehlern immer schwieriger. Aus diesem Grunde sollte jede Kraftfahrzeugwerkstatt mit einem Fehlerdiagnosesystem zum erleichternden Überprüfen des elektronischen Steuersystems ausgestattet sein.

Aus der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungs­ nummer 58-12 848 ist ein Diagnosesystem bekannt, bei der eine besondere Überprüfungsanordnung vorgesehen ist um die Pulsdauer einer Kraftstoffeinspritzung und die Maschinen­ drehzahl zu messen und zum Feststellen, ob die Leerlaufdreh­ zahl normal ist. Die Überprüfungsanordnung ist für die Diagnose nur bestimmter Typen von Fahrzeugen ausgelegt.

Die Programme und Kommunikationssysteme des elektronischen Steuersystems differieren jedoch von Typ zu Typ der elektronischen Steuersysteme. Es gibt z. B. verschiedene Kommunikationssysteme, so z. B. ein Start-Stopsystem, eine Taktsynchronisation oder andere. Darüber hinaus differiert auch die Signalübermittlungsgeschwindigkeit in den ver­ schiedenen Kommunikationssystemen.

Um verschiedene Fahrzeuge untersuchen zu können muß man sich in einer Werkstatt somit mit verschiedenen Typen von Über­ prüfungsanordnungen entsprechend den jeweiligen Typen der elektronischen Steuersysteme ausrüsten, was hinsichtlich Vorratshaltung unbequem und außerdem unökonomisch ist.

Es wurde auch ein Diagnosesystem vorgeschlagen, in welchem eine Vielzahl von Programmen und Kommunikationssystemen zur Untersuchung verschiedener Typen von elektronischen Steuer­ systemen vorgesehen ist. In so einem System repräsentiert ein Code einen speziellen Typ eines elektronischen Steuerungs­ system, mit dem ein zu untersuchendes Fahrzeug ausgestattet ist, wobei dieser Code in das Untersuchungssystem eingegeben werden muß, um das Programm und das Kommunikationssystem auszuwählen. Es ist jedoch eine äußerst zeitraubende Tätigkeit, den entsprechenden Code herauszusuchen und den Code einzugeben, der aus einer Vielzahl von Daten besteht. Wenn ein fehlerhafter Code eingegeben wird, so werden das korrekte Programm und Kommunikationssystem nicht angewählt, so daß keine korrekte Überprüfung des Fahrzeugs stattfinden kann.

Ausgehend vom obengenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Diagnosesystem der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, das bei niedrigen Kosten eine leichte Bedienbarkeit ermöglicht wird.

Weiterhin soll das System so weitergebildet werden, daß auf einfache Weise eine Diagnose ohne Eingeben eines Codes für ein Programm und ein Kommunikationssystem durch die Wartungs­ person erfolgen kann.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Diagnose von Kraftfahrzeugmotoren vorgeschlagen, die von einem elektronischen Steuersystem gesteuert sind, welche einen Computer umfaßt, der eine Zentralprozessoreinheit und einen Speicher aufweist, wobei im Speicher eine Vielzahl von Programmen zum Untersuchen gespeichert ist, einschließlich eines Identifizierungscodes, der ein Kommunikationssystem bezeichnet, das so ausgebildet ist, daß Datensignale von der elektronischen Steuereinheit aufgenommen werden kann, wobei weiterhin Verbindungsmittel vorgesehen sind, um den Computer mit dem elektronischen Steuersystem zu verbinden, eine Vielzahl von Kommunikationssystemen im Computer, erste Mittel zum Auslesen eines Identifizierungscodes, Auswahl­ mittel, die auf ein Signal hin den Identifizierungscode aus­ lesen und ein Kommunikationssystem unter den Kommunikations­ systemen im Computer auswählen, zweite Mittel, zum Aufnehmen von Daten aus dem elektronischen Steuersystem über das ausgewählte Kommunikationssystem, und Anzeigemittel zum Anzeigen aufgenommener Daten in Form von Diagnosedaten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Diagnoseprogramme und der Identifizierungscode in einem Speicher gespeichert, der abnehmbar am Computer befestigt ist.

Weitere erfindungswesentliche Einzelheiten gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung hervor, die im folgenden anhand von Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Diagnose­ systems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2a und 2b Blockdiagramme zur Erläuterung des Systems;

Fig. 3 ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Haupt­ abschnittes des Systems; und

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Darstellung der Betriebs­ weise des Systems bzw. zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Fahrzeug 1 mit einem elektro­ nischen Steuersystem 2 ausgestattet, um verschiedene Kompo­ nenten des Motors D zu steuern. Das elektronische Steuer­ system 2 ist mit einem externen Verbinder 24 verbunden. Eine tragbare Diagnoseanordnung 25 umfaßt einen Mikrocomputer und ist mit einem Verbinder 26 ausgestattet, an welchem der Ver­ binder 24 des Systems 2 über einen Adapter 27 ankoppelbar ist. Der Verbinder 24 ist in einer besonderen, dem Typ des Steuer­ systems 2 entsprechenden Art und Weise ausgebildet. Dies bedeutet, daß der Verbinder 24 von System zu System verschieden ist. Für den Verbinder 24 ist der Adapter 27 vorgesehen, der einen Verbinder 27 a entsprechend dem Verbinder 24 aufweist. Es werden somit eine Vielzahl von Adaptern 27 für jeden Typ von Verbinder 24 vorgesehen. Jeder Adapter 27 ist mit einem Schild 44 versehen, um ihn zu identifizieren.

Die Diagnoseanordnung 25 umfaßt einen Betriebsschalter 43, eine Flüssigkristallanzeige 31, einen Anzeigeabschnitt 30 umfassend eine Vielzahl von LED-Anzeigen und ein Tastenfeld 32. Ein Verbinder 33 ist vorgesehen, um eine abnehmbare Speicher­ kassette 34 anzubringen.

Wie in Fig. 2a und 2b gezeigt, umfaßt das elektronische Steuersystem 2 eine Zentralprozessoreinheit (CPU) 3, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 4, einen Festwert­ speicher (ROM) 5, ein Eingangsinterface 6 und ein Ausgangs­ interface 7. Die CPU 3, das RAM 4, das ROM 5, die Eingangs- und Ausgangsinterface 6 und 7 sind untereinander über einen Datenbus 8 verbunden. Programme und Daten zum Steuern der Maschine sind im ROM 5 gespeichert. Der CPU 3, dem Eingangs- und dem Ausgangsinterface 6 und 7, und einem Treiber 18 wird Strom von einer Quelle V über eine Konstantspannungs­ schaltung 45 zugeführt.

Dem Eingangsinterface 6 wird ein Kühlmitteltemperatursignal Tw von einem Kühlmitteltemperaturfühler 9, ein Gemischverhältnis- Rückkopplungssignal λ von einem O2-Fühler 10, ein Einlaßdruck­ signal P von einem Einlaßdruckfühler 11, ein Klimaanlagen­ betriebssignal SWa von einem Klimaanlagenschalter 12, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal S von einem Fahrzeuggeschwindig­ keitsfühler 13, ein Leerlaufsignal SWi von einem Leerlauf­ schalter 14, ein Drosselklappenöffnungsgradsignal R von einem Drosselklappenpositionsfühler 15, ein Neutralpositionssignal SWn von einem Neutralschalter 16 in einem Getriebe, und ein Motordrehzahlsignal N von einem Motordrehzahlfühler 17 zuge­ führt. Diese Signale werden im RAM 4 nach einer Datenver­ arbeitung in Übereinstimmung mit einem im ROM 5 gespeicherten Programm gespeichert. Die CPU 3 gibt jeweilige Steuersignale ab, die den Treiber 18 über das Ausgangsinterface 7 zugeführt werden. Der Treiber 18 gibt Ausgangssignale ab, um eine Tank­ kontrolle 19 eines Kraftstoffdampf-Emissionssteuersystems, eine Abgasrückführbetätigung 20, eine Leerlaufsteuerbetätigung 21, Zündspulen 22 und Kraftstoffeinspritzer 23 anzusteuern.

Die Diagnoseanordnung 25 umfaßt eine Kontrolleinheit 28 und eine Stromversorgung 29. Die Kontrolleinheit 28 umfaßt eine CPU 36, ein RAM 37 und I/O-Anordnungen 39 und 40. Diese Elemente sind untereinander über einen Datenbus 35 verbunden. Ein Taktgenerator 42 ist vorgesehen, um Synchronisierpulse abzugeben. Ein ROM 41 ist in einer Speicherkassette 34 vorge­ vorgesehen, und mit der Busleitung 35 über einen Verbinder 33 verbunden. Im ROM 41 ist eine Vielzahl von Programmen zum Feststellen verschiedener Fehler des Steuersystems 2 gespeichert. Die Kassette 34 ist mit einem Schild 44 versehen, das mit demjenigen des Adapters 27 übereinstimmt. Das Schild 44 ist entsprechend eingefärbt oder trägt eine Codezahl oder Marke zu ihrer Identifizierung. Die Eingänge der I/O-Anordnung 40 sind mit dem Ausgangsinterface 7 des Steuersystems 2 über Verbinder 24 und 26 und den Adapter 27 verbunden, um Ausgangs­ signale der Fühler und der Schalter 9 bis 17 aufzunehmen. Die Ausgänge der Anordnung 40 sind mit dem Anzeigeabschnitt 30 verbunden. Eingänge der I/O-Anordnung 39 sind mit dem Tasten­ feld 32 verbunden, um ein Betriebsartenauswahlsignal in Abhängigkeit von der Betätigung des Tastenfelds aufzubringen. Weiterhin ist die I/O-Anordnung 39 mit dem Ausgangsinterface 7 verbunden. Die Ausgänge der I/O-Anordnung 39 sind mit dem Eingangsinterface 6 und der Anzeige 31 verbunden. Die Strom­ versorgung 29 zum Versorgen der CPU 36, der I/O-Anordnung 39 und 40 mit Energie ist über den Betriebsschalter 43 mit der Quelle V verbunden. Die Kassette 34 weist ein Interface 48 auf, um einen außerhalb liegenden Computer 47 über ein Kabel 46 anzuschließen, so daß das elektronische Steuersystem 2 und der Computer 47 miteinander kommunizieren können.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist in der Kontrolleinheit 28 ein Auswahlabschnitt 28 a für ein Kommunikationssystem vorgesehen. Der Abschnitt 28 a umfaßt einen Rechner 28 b, Kommunikations­ system-Auswahlmittel 28 c, erste bis dritte Kommunikations­ systeme 28 d, 28 e und 28 f, die jeweils über Datenbusse 35 miteinander verbunden sind.

Das erste Kommunikationssystem 28 d ist für ein Steuersystem 2 vorgesehen, das über von außen kommende Taktpulse synchroni­ sierbar ist. Wenn das erste Kommunikationssystem ausgewählt wird, so gibt die Kontrolleinheit 28 Taktpulse aus dem Takt­ generator 42 zum Steuersystem 2 und nimmt dadurch Datensignale aus dem System 2 auf, die mit den Pulsen synchronisiert sind.

Das zweite Kommunikationssystem 28 e ist zum Aufnehmen von Datensignalen über ein Start-Stopsystem vorgesehen.

Das dritte Kommunikationssystem 28 f ist für Steuersysteme 2 vorgesehen, die einen Taktgenerator umfassen, um Datensignale synchron zu Taktpulsen im Steuersystem aufzunehmen.

Der Rechner 28 b liest einen Identifizierungscode, der im ROM 41 gespeichert ist und gibt ein Systemauswahlsignal ab, das den Kommunikationssystem-Auswahlmitteln 28 c zugeführt wird. Auf das Systemauswahlsignal hin wählen die Systemaus­ wahlmittel 28 c eines der Kommunikationssysteme 28 d bis 28 f aus.

Bevor ein Untersuchungsprogramm abläuft, wird der Identifi­ zierungscode des elektronischen Steuersystems bestätigt und der entsprechende Adapter 27 und die entsprechende Kassette 34 werden ausgewählt. Das Steuersystem 2 wird über den ausge­ wählten Adapter 27 mit der Diagnoseanordnung 25 verbunden und eine Kassette 34 wird an die Diagnoseanordnung 25 angekoppelt.

Im folgenden wird der Betrieb der Anordnung bzw. wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm gemäß Fig. 4 erläutert. Hierbei wird zunächst der Motor ge­ startet, worauf folgend das Diagnoseprogramm bei laufendem Motor durchgeführt wird.

In einem Schritt S 101 wird der Betriebsschalter 43 ange­ schaltet. In einem Schritt S 102 wird die Kontrolleinheit 28 initialisiert. In einem Schritt S 103 liest der Rechner 28 b den Identifizierungscode aus, der im ROM 41 gespeichert ist und gibt ein Systemauswahlsignal ab, das den Systemauswahl­ mitteln 28 c zugeführt wird, so daß eines der Kommunikations­ systeme 28 d, 28 e oder 28 f ausgewählt wird. Daraufhin kann das dem Steuersystem 2 entsprechende Kommunikationssystem Signale in beiden Kommunikationsrichtungen übermitteln.

In einem Schritt S 104 betätigt die Wartungsperson das Tasten­ feld 32, um die Fehlersuche am Motor zu beginnen. Wenn es sich z. B. um die Einspritzpulsbreite dreht, so wird ein Betriebsartencode oder eine Marke für die Pulsbreite (z. B. F→1→2→ENT) durch Betätigung des Tastenfeldes 32 eingegeben und dieser Betriebsartencode wird dann im RAM 37 gespeichert.

In einem Schritt S 105 wird die gespeicherte Betriebsart von der Kontrolleinheit 28 aus gelesen. In einem Schritt S 106 wird ein entsprechendes Datenanforderungssignal TX an das System 2 übermittelt. In einem Schritt S 107 wird ein Daten­ signal RX vom Steuersystem 2 über das ausgewählte Kommunikations­ system an die Einheit 28 übermittelt, welches die Einspritz­ pulsbreite repräsentiert. In einem Schritt S 108 wird das empfangene Binärzeichen in eine Dezimalzahl umgewandelt, welche die Pulsbreite repräsentiert. In einem Schritt S 109 wird die Pulsbreite, z. B. 1,3 msec. auf dem Display 31 ange­ zeigt. Auf diese Weise kann die Wartungsperson den für die Einspritzpulsbreite kennzeichnenden Wert ablesen.

Um andere Diagnoseschritte durchzuführen, wird die Betätigung des Tastenfeldes nach dem Schritt S 104 wiederholt.

Wenn eine detaillierte Diagnose notwendig ist, so wird der Computer 47 an die Kassette 34 über das Kabel 46 angekoppelt. Durch Betätigung des Computers 47 wird ein Datenanforderungs­ signal TX an das Steuersystem 2 gesandt. Daraufhin wird dem Computer 47 ein Datensignal aus dem System zugeführt, so daß die Daten im Detail angezeigt werden. Beispielsweise können Wellenformen von Eingangs- und Ausgangssignalen im System 2 im Display des Computers 47 angezeigt werden.

Nachdem Ausgangssignale von Sensoren und Schaltern dem Anzeige­ abschnitt 30 der Diagnoseanordnung 25 über den Adapter 47 zugeführt werden, leuchten die verschiedenen Anzeigen des Abschnittes 30 auf oder werden dunkel. Wenn z. B. der Schalt­ hebel des Fahrzeuggetriebes in die neutrale Position gebracht wird, so leuchtet die Neutral-Anzeige 30 a auf. Wenn der Hebel außerhalb der Neutralposition liegt, so ist die Neutral- Anzeige ausgeschaltet. Wenn somit die Anzeigelampe 30 a an ist, obwohl der Schalthebel sich in einer anderen (als der neutralen) Position befindet, so kann festgestellt werden, daß der Neutralschalter 16 kaputt ist.

Aus obiger Beschreibung geht hervor, daß die Diagnose des Motors ohne Eingeben eines Identifizierungscodesignals für ein Kommunikationssystem durchgeführt werden kann, so daß die Diagnose ohne Fehler leicht durchführbar ist.

Claims (4)

1. Diagnosesystem für einen Kraftfahrzeugmotor in einem Kraftfahrzeug, der von einem elektronischen Steuersystem (2) gesteuert wird, gekennzeichnet durch
eine Diagnoseanordnung (25) umfassend einen Computer (28) mit einer CPU (36) und einem Speicher (41), in dem eine Vielzahl von Diagnoseprogrammen einschließlich eines Identifizierungscodes gespeichert sind, der ein Kommunikations­ system (28 d-28 f) bezeichnet, das zur Aufnahme von Daten­ signalen aus dem elektronischen Steuersystem (2) geeignet ist,
Verbindungsmittel (26, 27) zum Verbinden des Computers (25) mit dem elektronischen Steuersystem (2),
eine Vielzahl von Kommunikationssystemen (28 d-28 f) im Computer (25),
erste Mittel (28 b) zum Auslesen des Identifizierungscodes,
Auswahlmittel (28 c), die auf ein Identifizierungscode-Auslese­ signal hin ein Kommunikationssystem (28 d-28 f) aus den Kommunikationssystemen im Computer auswählt,
zweite Mittel (S 107) zum Aufnehmen von Daten aus dem elektronischen Steuersystem (2) über das ausgewählte Kommu­ nikationssystem (28 d-28 f), und
Anzeigemittel (30, 31) zum Anzeigen aufgenommener Daten in Form von Diagnosedaten.

2. Diagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (41) zum Speichern der Diagnoseprogramme und des Identifizierungscodes abnehmbar (Kassette 34) am Computer (28) angebracht ist.

3. Diagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseanordnung Anzeigemittel (30) umfaßt, die mit Schaltern (12, 14, 16) im Fahrzeug über Verbindungsmittel koppelbar sind, und die in Übereinstimmung mit der Betätigung der Schalter an- oder abschaltbar sind.

4. Diagnosesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (25) so ausgebildet ist, daß er mit einem externen Computer (47) koppelbar ist, der ein Display aufweist, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß der externe Computer (47) Daten aus dem elektronischen Steuersystem (2) aufnehmen und die Daten auf seinem Display anzeigen kann.