DE3841424A1 - Diagnosesystem fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Diagnosesystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Insbesondere dreht es sich dabei um ein System, bei dem Datenformate vorgesehen sind, wobei ein Format für ein zu untersuchendes Fahrzeug in geeigneter Weise ausgesucht wird.

In jüngerer Zeit werden Fahrzeuge häufig mit elektronischen Steuersystemen zum Steuern verschiedener Komponenten der Maschi­ ne versehen, so z. B. für die Kraftstoffeinspritzung, um dadurch das Fahrverhalten, Abgaswerte, Kraftstoffverbrauch und Motor­ leistung zu verbessern. Das elektronische Steuersystem steuert die Komponenten basierend auf Informationen, die von Ausgangs­ signalen aus verschiedenen Fühlern herleitbar sind, welche die Maschinenbetriebsbedingungen abtasten. Wenn somit eine Fehlfunktion einer der Komponenten oder eines Fühlers auf­ tritt, so funktioniert die Maschine nicht einwandfrei.

Dadurch, daß die elektronischen Steuersysteme immer kompli­ zierter werden, wird es nun schwierig, sofort die Fehler herauszufinden. Aus diesem Grunde werden in den Reparatur­ werkstätten Diagnosesysteme zum Untersuchen der Fahrzeuge aufgestellt.

Aus der japanischen Patentanmeldung 58-12 848 ist ein Diagnosesystem bekannt, bei dem eine separate Überprüfungsvorrichtung vorgesehen ist, um die Pulsdauer beim Einspritzen zu untersuchen und um die Motordrehzahl abzutasten und dadurch festzustellen, ob die Leerlaufdrehzahl korrekt ist.

Im allgemeinen werden Daten zwischen dem Diagnosesystem und dem Steuersystem im Fahrzeug in Übereinstimmung mit einem einzigen Datenformat übertragen. So zum Beispiel wird ein Datenformat F 1 verwendet, wie es in Fig. 4a gezeigt ist, um Daten, wie z. B. die Kühlmitteltemperatur und die Batte­ riespannung, nacheinander zu übertragen.

Nachdem die Daten der Kühlmitteltemperatur und der Batte­ riespannung während einer kurzen Zeitdauer nicht in allzu weiten Bereichen schwanken, wird die Zeit zur Verarbeitung von Daten auch dann nicht verlängert, wenn die Daten nur über ein Datenformat übertragen werden.

Auf der anderen Seite aber ändern sich andere Daten, wie z. B. die Kraftstoffeinspritzpulsbreite der Maschine mit einer Änderung der Motorbetriebsdaten, so z. B. Motordreh­ zahl oder auf den Motor wirkende Last. Aus diesem Grund muß man die Daten für die Motorbetriebsbedingungen ebenso messen wie die Einspritzpulsbreite.

Die Daten für die Einspritzpulsbreite oder die Motorbe­ triebsbedingungen werden in Übereinstimmung mit nur einem Datenformat übertragen. Aus diesem Grund dauert es lange Zeit, um Daten zu übertragen und somit das Fahrzeug zu überprüfen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Diagnosesystem dahin­ gehend weiterzubilden, daß die Untersuchung des Fahrzeuges schneller als bisher möglich ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Diagnosesystem für einen Motor in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, der von einem elektronischen Steuersystem gesteuert wird, wobei das Diagnosesystem einen Computer umfaßt, der eine Zentral­ prozessoreinheit und einen Speicher aufweist, wobei der Speicher mehrere Programme zum Diagnostizieren des Fahr­ zeuges aufweist, wobei Verbindungsmittel zum Verbinden der Diagnoseanordnung mit dem elektronischen Steuersystem vor­ gesehen sind, eine Vielzahl von Datenformaten im Computer, sowie Auswahlmittel zum Auswählen eines der Datenformate in Übereinstimmung mit den zu überwachenden Daten vorge­ sehen ist, wobei Anforderungsmittel vorgesehen sind, um ein Datenanforderungssignal in Abhängigkeit von einem aus­ gesuchten Datenformat zum elektronischen Steuersystem zu senden, und wobei Mittel vorgesehen sind, die auf Daten, die vom elektronischen Steuersystem gesendet wurden, an­ sprechen und eine Diagnose abhängig von den Programmen durchführen.

Weiter erfindungswesentliche Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung be­ vorzugter Ausführungsformen der Erfindung. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Diagnose­ systems gemäß einer Ausführungsform der Er­ findung;

Fig. 2a und 2b ein Blockdiagramm des Systems;

Fig. 3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Haupt­ teils des Systems;

Fig. 4a bis 4c verschiedene Datenformate;

Fig. 5a ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Verfah­ rens zum Aussuchen eines Formates; und

Fig. 5b ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Diagnose­ funktion des Systems.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Fahrzeug 1 mit einem elektro­ nischen Steuersystem 2 zum Steuern verschiedener Komponen­ ten eines Motors E ausgerüstet. Das elektronische Steuer­ system 2 ist mit einem externen Verbinder 24 verbunden. Eine tragbare Diagnoseanordnung 25 umfassend einen Mikro­ computer weist einen Verbinder 26 auf, an welchen der Ver­ binder 24 des Systems 2 über ein Adapterkabel 27 anschließ­ bar ist.

Die Diagnoseanordnung 25 weist einen Hauptschalter 43, ein LCD-Display 31, einen Anzeigeabschnitt 30, bestehend aus mehreren LED-Anzeigen und ein Tastenfeld 32 auf. Ein Verbinder 33 ist vorgesehen, um eine abnehmbare Speicher­ kassette 34 anzubringen.

Wie in den Fig. 2a und 2b gezeigt, umfaßt das elektro­ nische Steuersystem 2 eine Zentralprozessoreinheit (CPU) 3, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 4, einen Festwertspeicher (ROM) 5, ein Eingangsinterface 6 und ein Ausgangsinterface 7 auf. Die CPU 3, das RAM 4, das ROM 5 sowie das Eingangs- und das Ausgangsinterface 6 und 7 sind untereinander über eine Busleitung 8 verbunden. Pro­ gramme und Daten zum Steuern des Motors sind im ROM 5 ge­ speichert. Der CPU, dem Eingangs- und dem Ausgangsinter­ face 6 und 7 und einem Treiber 18 wird elektrische Lei­ stung über eine Konstantspannungsschaltung aus einer Span­ nungsquelle V zugeführt.

Dem Eingangsinterface 6 wird ein Kühlmitteltemperatursi­ gnal Tw von einem Kühlmittelfühler 9, ein Kraftstoff/Luft- Verhältnis-Rückkopplungssignal λ von einem O₂-Fühler 10, ein Einlaßluftmengensignal Q von einem Einlaßluftmengen­ fühler 11, ein Klimaanlagenbetriebssignal SWa von einem Klimaanlagenschalter 12, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssi­ gnal S von einem Kraftfahrzeuggeschwindigkeitsfühler 13, ein Leerlaufsignal SWi von einem Leerlaufschalter 14, ein Drosselklappenöffnungssignal R von einem Drosselklappen­ positionsfühler 15, ein Neutralpositionssignal SWn von ei­ nem Neutralschalter 16 in einem Getriebe und ein Dreh­ zahlsignal N von einem Motordrehzahlfühler 17 zugeführt. Diese Signale werden im RAM 4 nach der Datenverarbeitung in Übereinstimmung mit einem im ROM 5 gespeicherten Pro­ gramm gespeichert. Die CPU 3 stellt entsprechende Steuer­ signale zur Verfügung, die dem Treiber 18 über das Ausgangs­ interface 7 zugeführt werden. Der Treiber 18 produziert Signale zur Steuerung einer Tankkontrolle 19 eines Kraft­ stoffdampf-Emissionssteuersystems, eines Betätigungsglie­ des 20 für ein Abgasrückführungssystem (EGR), eines Leer­ laufregel-Betätigungsorganes 21, sowie zum Steuern von Zündspulen 22 und Einspritzdüsen 23.

Die Diagnoseanordnung 25 umfaßt eine Steuereinheit 28 und eine Stromversorgungsquelle 29. Die Steuereinheit 28 um­ faßt eine CPU 36, ein RAM 37 und Eingabe-Ausgabeports 39. Diese Elemente sind untereinander über eine Busleitung 35 verbunden. Ein Taktpulsgenerator 42 ist vorgesehen, um Synchronisationspulse zu erzeugen. Ein ROM 41 ist in der Speicherkassette 34 vorgesehen, die abnehmbar an der Lei­ tung 35 über einen Verbinder 33 angebracht ist. Das ROM 41 speichert eine Vielzahl von Programmen zum Diagnosti­ zieren verschiedener Fehler im Steuersystem 2. Die Ein­ gänge der I/O-Ports 39 sind mit dem Ausgangsinterface 7 des Steuersystems 2 über Verbinder 24, 26 und den Adapter 27 verbunden, um so Ausgangssignale der Fühler und Schalter 9 bis 17 aufzunehmen. Die Eingänge des I/O-Ports 39 sind mit dem Tastenfeld 32 (zum Eingeben eines Betriebsauswahl­ signales abhängig von der Betätigung des Tastenfeldes) und mit dem Ausgangsinterface 7 verbunden. Ausgänge des I/O-Ports 39 sind mit dem Eingangsinterface 6, dem Anzeige­ abschnitt 30 und dem Display 31 verbunden. Die Stromversor­ gungsquelle 29 zum Versorgen der CPU 39 und des I/O-Ports 39 mit Strom ist mit der Spannungsquelle V über den Haupt­ schalter 43 verbunden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist in der Steuereinheit 28 ein Kommunikationssteuerabschnitt 28 a vorgesehen. Der Abschnitt 28 a umfaßt einen Rechner 28 b, Kommunikationssystem-Auswahl­ mittel 28 c und erste bis dritte Kommunikationssysteme 28 d, 28 e und 28 f, die alle untereinander über Busleitungen 35 verbunden sind.

Der Rechner 38 b führt Rechnungen in Abhängigkeit von Si­ gnalen aus dem Steuersystem 2 durch und gibt Signale ab, um die errechneten Daten auf dem Display 31 zur Anzeige zu bringen.

Das erste bis dritte Kommunikationssystem 28 d, 28 e, 28 f weisen Datenformate F 1, F 2 und F 3 auf, wie sie in den Fig. 4a, 4b bzw. 4c gezeigt sind. Das Datenformat F 1 umfaßt Daten a 1 mit Adressen hoher Ordnung, Daten a 2 für Adressen niedriger Ordnung, Ausgangsdaten a 3 und Summen-Prüfdaten a 4 zum Prüfen der Summe der übermittelten Daten.

Das Datenformat F 2 umfaßt Daten b 1 für eine Adresse hoher Ordnung, Daten b 2 für Adressen niedriger Ordnung, eine Vielzahl von Ausgangsdaten b 4 bis b _{n -1}, einen Byte-Zähler b 3 zum Speichern der Gesamtanzahl von Bytes, umfassend die Ausgangsdaten b 4 bis b _n -1 und Summen-Prüfdaten b _n .

Das Datenformat F 3, das ein sogenanntes "non procedure protocol system" ist, umfaßt Daten c 1 für Daten hoher Ord­ nung, Daten c 2 für Daten niedriger Ordnung, eine Vielzahl von Ausgangsdaten c 3 bis c _{n -1} und Leerdaten c _n .

Vor Durchführung eines Diagnoseprogrammes wird das Steuer­ system 2 über den Adapter 27 an die Diagnoseanordnung 25 angekoppelt und eine Kassette 34 wird an das Diagnosesystem 25 angekoppelt.

Der Betrieb des Systems wird im folgenden unter Bezug auf die Flußdiagramme gemäß Fig. 5a und 5b beschrieben, woraus hervorgeht, daß die Erfindung auch ein Verfahren betrifft. Der Motor wird gestartet, woraufhin das folgen­ de Diagnoseprogramm bei laufendem Motor durchgeführt wird.

Fig. 5a zeigt die Vorgehensweise der Anordnung beim Aufneh­ men des Datenformates und der Übermittlungsgeschwindig­ keit des Steuersystems 2. Der Hauptschalter 43 wird in ei­ nem Schritt S 101 angeschaltet. Im Schritt S 102 wird die Steuereinheit 128 initialisiert. In den Schritten S 103 und S 104 wird eines der Datenformate F 1 bis F 3 entsprechend der gewünschten Diagnosebetriebsart durch Betätigen des Tastenfeldes 32 eingegeben. So z. B. wird das Datenformat F 1 eingegeben, um die Batteriespannung zu überwachen, während das Datenformat F 2 oder F 3 eingegeben wird, um die Einspritz­ pulsbreite zu überwachen. Der Betriebsartencode wird im RAM 37 der Steuereinheit 28 gespeichert und der Inhalt des Betriebsartencodes wird durch die CPU 36 übersetzt.

In einem Schritt S 105 wird festgestellt, ob das im letz­ ten Programm benutzte Datenformat durch das neu gespeicher­ te Datenformat ersetzt werden muß oder nicht. Wenn nicht, so schreitet das Programm zu einem Schritt S 110 fort, in welchem die Diagnoseroutine in Übereinstimmung mit dem Hauptprogramm durchgeführt wird. Wenn eine Änderung des Datenformates festgelegt wurde, so wird ein Befehlssignal zum Ändern des Datenformates dem Steuersystem 2 in einem Schritt S 106 zugeführt.

In einem Schritt S 107 wird ein Formatänderungssignal der Steuereinheit 28 zugeführt. Der Rechner 28 b gibt ein Daten­ formatsignal ab, welches den Systemauswahlmitteln 28 c zu­ geführt wird, so daß eines der Kommunikationssysteme 28 d, 28 e oder 28 f entsprechend dem aufgenommenen Datenformat­ signal ausgewählt wird. In einem Schritt S 108 wird ein Da­ tenanforderungssignal TX dem System 2 zugeführt. In Über­ einstimmung mit dem Datenanforderungssignal wird ein ent­ sprechendes Datensignal RX der Steuereinheit 28 vom System 2 zugeführt. In einem Schritt S 109 wird festgestellt, ob die Daten von der Steuereinheit 28 korrekt aufgenommen wurden. Wenn die Daten korrekt aufgenommen wurden, so schreitet das Programm zum Schritt S 110 vor, um das Haupt­ programm durchzuführen. Wenn nicht, so wird das Datenfor­ mat in einem Schritt S 111 initialisiert und das Programm kehrt zum Schritt S 106 zurück, in welchem ein anderes Da­ tenformat gesetzt wird.

Das Hauptprogramm wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 5b erläutert.

Ein Wartungstechniker betätigt das Tastenfeld 32, um die Diagnosebetriebsweise auszusuchen, z. B. um die Batterie­ spannung oder die Einspritzpulsbreite anzuzeigen. Auf diese Weise wird ein Betriebsartencode im RAM 7 in der Einheit 28 gespeichert.

In einem Schritt S 121 wird die gespeicherte Betriebsweise durch die Steuereinheit 28 gelesen. In einem Schritt S 112 wird der Inhalt des Betriebsweisencodes von der CPU 36 um­ gesetzt. In einem Schritt S 123 wird ein Datenanforderungs­ signal TX entsprechend der Betriebsweise dem System 2 zuge­ führt. In einem Schritt S 124 wird ein Datensignal RX (das die Batteriespannung oder die Einspritzpulsbreite darstellt) der Einheit 28 vom Steuersystem 2 über das ausgewählte Datenformat zugeführt. In einem Schritt S 125 wird das auf­ genommene Binärwort in eine Dezimalzahl umgesetzt, welche die Batteriespannung oder die Pulsbreite wiedergibt. In einem Schritt S 121 wird die Batteriespannung bzw. die Pulsbreite auf dem Display 31 angezeigt. Auf diese Weise kann der Wartungstechniker die Batteriespannung oder die Einspritzpulsbreite prüfen.

Wenn Daten, wie die Batteriespannung oder die Kühlmittel­ temperatur, die innerhalb kurzer Zeit nur wenig schwanken, überprüft werden, so können Daten nacheinander in Überein­ stimmung mit dem Datenformat F 1 übertragen werden. Wenn die Daten mit Motorbetriebsbedingungen sich ändern, so können Daten einschließlich verschiedener Informationen, wie Batteriespannung oder Pulsbreite, kontinuierlich in Übereinstimmung mit dem Datenformat F 2 oder F 3 übermittelt werden. Dadurch wird die Zeit für die Übermittlung und Überarbeitung von Daten merklich verkürzt.

Die Anzahl von Datenformaten kann vergrößert werden, um an verschiedene Typen von Steuersystemen eines Fahrzeuges angepaßt zu werden.

Nachdem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Arten von Datenformaten vorgesehen ist, um eine Vielzahl von Daten zu messen, kann die Diagnose­ operation auf einfache Weise schnell durchgeführt werden. Ein wesentlicher Punkt liegt also darin, daß in der Vorrich­ tung verschiedene Speicher vorgesehen sind, in welchen verschiedene Datenformate speicherbar sind, wobei die Vor­ richtung derart ausgebildet ist, daß verschiedene Daten­ formate selbständig entsprechend der gewählten Betriebs­ art heraussuchbar sind.

Claims (3)

1. Diagnosesystem für den Motor eines Kraftfahrzeuges, der von einem elektronischen Steuersystem gesteuert wird, gekennzeichnet durch
eine Diagnoseeinrichtung (25), umfassend einen Computer (28) mit einer Zentralprozessoreinheit (36) und einen Speicher (41), wobei der Speicher (41) derart ausgebildet ist, daß eine Vielzahl von Diagnoseprogrammen für das Fahrzeug spei­ cherbar ist,
Verbindungsmittel (24, 26, 27) zum Verbinden der Diagnose­ einrichtung (25) mit dem elektronischen Steuersystem (2),
Speichermittel (28 d, 28 e, 28 f) im Computer (28) zum Speichern einer Vielzahl von Datenformaten (F 1-F 3),
eine Auswahleinrichtung (28 c) zum Aussuchen des Daten­ formates (F 1-F 3) in Übereinstimmung mit den zu überwachen­ den Daten,
wobei die Anordnung derart ausgebildet ist, daß ein Daten­ anforderungssignal in Abhängigkeit von einem ausgewählten Datenformat dem elektronischen Steuersystem (2) zuführbar ist (Programmschritt S 108, S 123) und wobei eine Diagnose entsprechend den gespeicherten Programmen (S 110) durch­ führbar ist auf Daten hin, die vom elektronischen Steuer­ system gesendet wurden.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (28) Speichermittel (28 d, 28 e, 28 f)um­ faßt, in denen Datenformate (F 1-F 3) speicherbar sind.

3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseeinrichtung (25) Anzeigemittel (30) umfaßt.