DE3911876A1 - System zur eigendiagnose fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Eigendiagnose, insbe­ sondere zur Diagnose einer elektronischen Regelanlage (1) für Kraftfahrzeuge, wobei die elektronische Regelanlage (1) Meß- und Fühlelemente (12-16) zur Erfassung der Betriebszustände des Fahrzeugs, sowie eine Steuereinheit (5) zum Abspeichern der von den Meß- und Fühlelementen (12-16) kommenden Eingabeda­ ten und zur Bereitstellung von Ausgabedaten zur Steuerung des Fahrzeugs aufweist.

In jüngster Zeit werden Kraftfahrzeuge mit einer elektroni­ schen Regelanlage zur Steuerung verschiedener Motorbaugruppen ausgerüstet, beispielsweise der Kraftstoffeinspritzung, um auf diese Weise die Fahrbequemlichkeit, den Abgasausstoß, den Kraftstoffverbrauch und die Motorleistung zu verbessern. Die elektronische Regelanlage steuert die Baugruppen auf der Grundlage von Informationen, die durch Ausgangssignale von verschiedenen Meßfühlern, Sonden und Sensoren zur Erfassung des Betriebszustands des Motors repräsentiert werden. Kommt es zu Funktionsstörungen in den einzelnen Baugruppen und in den Meßfühlern o.ä., so arbeitet der Motor nicht korrekt.

Da jedoch die elektronische Regelanlage kompliziert aufgebaut ist, lassen sich Störungen nur mit Schwierigkeiten sofort feststellen. Somit sollte im Kraftfahrzeug ein System zur Ei­ gendiagnose eingebaut sein, mit dessen Hilfe sich die elek­ tronische Regelung leicht überprüfen läßt.

In der japanischen Offenlegungsschrift 59-24 270 wird eine elektronische Regelanlage mit Eigendiagnosesystem beschrie­ ben, bei welchem Anzeigelampen im Fahrzeug aufleuchten oder blinken, um so einen Fehlercode anzuzeigen, der ein fehler­ haftes Teil in der Regelung repräsentiert, sobald in den Sen­ soren und Wirkelementen, beispielsweise in der Kraftstoffein­ spritzung, von der Norm abweichende Bedingungen auftreten. Die Daten zu den Störungen werden unter einer vorgegebenen Adresse in einen Direktzugriffsspeicher (RAM) als Backup-Ein­ richtung geschrieben, die ebenfalls in der Regelanlage vorge­ sehen ist. Der Diagnosetechniker in der Autowerkstatt liest dann den Fehlercode, der durch Lampen oder auf einer Anzeige eines Rechners ausgewiesen wird, welcher an das Fahrzeug an­ geschlossen ist. Auf diese Weise wird dem Diagnosetechniker die Information über eine Störung geliefert, so daß fehler­ hafte Teile, beispielsweise Meßfühler und Schalter, in ent­ sprechender Form repariert werden können.

Bei dem herkömmlichen Diagnosesystem läßt sich eine Regelab­ weichung, die nur bei bestimmten Fahrbedingungen auftritt, jedoch nicht in der Autowerkstatt wiederholbar ist, nicht in der Werkstatt diagnostizieren. Auf diese Weise wird die Repa­ ratur problematisch und in einigen Fällen kann die Ursache für den aufgetretenen Fehler nicht ausreichend geklärt wer­ den.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein System zur Eigendiagnose zu schaffen, bei welchem eine nicht wieder abrufbare Regelabweichung leicht feststellbar ist, wodurch die umgehende exakte Reparatur des Fahrzeugs möglich wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem System der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zur Eigendiagnose mit einer Steuereinheit ausgerüstet ist, welche zur automatischen Diagnose der Ausgabedaten im Ansprechen auf diese und zur Bereitstellung von Diagnosedaten vorgesehen ist, sowie mit einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Dia­ gnosedaten, einer Tastatur zur Eingabe der Diagnose-Betriebs­ art in die Steuerung, und mit einer Verbindungseinrichtung für den Anschluß der Steuereinheit an die elektronische Re­ gelanlage; daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche in re­ gelmäßigen Zeitabständen während des Motorbetriebs ein Be­ triebszustandssignal erzeugt; daß ein Rechner zur Berechnung der Motorregeldaten im Ansprechen auf das Betriebszustands­ signal ein Motorregelsignal erzeugt; daß ein System zur Ei­ gendiagnose auf das Betriebszustandssignal und das Motor­ regelsignal anspricht und dabei eine Regelabweichung in bei­ den Signalen feststellt und ein Datensignal erzeugt, mit dem auch der Ort bezeichnet wird, an dem ein Fehler aufgetreten ist; daß ein energieunabhängiger Speicher zum Abspeichern des Datensignals vorgesehen ist, und daß im Ansprechen auf ein Eingangssignal eine Ausgabeeinrichtung ein Ausgangssignal er­ zeugt, welches das gespeicherte Datensignal darstellt.

Weitere Aufgaben und Merkmale dieser Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung erläutert, wobei auf die beigefüg­ te Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Diagnose­ systems;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Hauptteils des erfindungsge­ mäßen Systems;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm mit der Darstellung des Betriebs­ ablaufs des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Tabelle zur Ab­ speicherung von Fehlercodes und Daten zum Motorbe­ triebszustand;

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Betrieb­ sablaufs einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Tabelle zur Ab­ speicherung von Fehlercodes und Diagnosedaten bei dem weiteren Ausführungsbeispiel aus Fig. 5;

Ein Kraftfahrzeug ist mit einer elektronischen Regelanlage 1 zur Regelung und Steuerung verschiedener Baugruppen und Teile eines Motors ausgerüstet. Aus Fig. 1 ist zu entnehmen, daß die elektronische Regelanlage 1 eine Zentraleinheit (CPU) 5, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 9, einen Festwertspeicher (ROM) 8, einen energieunabhängigen Direktzugriffsspeicher (RAM) 10, eine Eingabeschnittstelle 6 und eine Ausgabe­ schnittstelle 7 aufweist. Diese Bestandteile, die CPU 5, der RAM-Speicher 9, der RAM-Speicher 10, der ROM-Speicher 8, die beiden Schnittstellen 6 und 7 für Ein- und Ausgabe, sind un­ tereinander über eine Busleitung 11 verbunden. Programme und Daten zur Steuerung und Regelung des Motors und unveränderli­ che Daten wie beispielsweise Fehlercodes, die für Störungs­ daten und den jeweiligen Ort einer Störung stehen, sind im ROM-Speicher 8 erfaßt. Der RAM-Speicher 10 dient zur Speiche­ rung der Codes für Störungsdaten und der Codes für den jewei­ liegen Ort einer Störung.

Der Eingabeschnittstelle 6 wird ein Temperatursignal für das Kühlmittel T _w zugeführt, das von einem Temperaturfühler 15 zur Erfassung der Kühlmitteltemperatur kommt; weiterhin ein Rückmeldesignal λ für das Mischungsverhältnis, das von einer O₂-Sonde 16 kommt, ein Luftmengensignal Q, das von einem Durchflußzähler 12 in der Einströmleitung kommt, ein Kurbel­ winkelsignal R von einem Kurbelwinkelmesser 13, sowie ein Mo­ tor-Drehzahlsignal N von einem Drehzahlmesser 14. Die Senso­ ren und Meßfühler 12 bis 16, sowie weitere Erfassungseinrich­ tungen und Schalter, die jedoch nicht dargestellt sind, bil­ den zusammen einen Betriebszustandsmelder 2, der die Motorpa­ rameter erfaßt. Diese verschiedenen Signale der Sensoren, Meßfühler und Schalter werden nach Verarbeitung in der Zen­ traleinheit 5 im RAM-Speicher 9 zwischengespeichert. Die Zen­ traleinheit 5 generiert Steuer- und Regelsignale, die über die Ausgangsschnittstelle 7 an ein Motorbetriebssystem 3 gehen. Das Motorbetriebssystem 3 umfaßt einen Treiber 17 und Einspritzvorrichtungen 18 zur Regelung des Luft-/Kraftstoff- Gemisches.

Weiterhin sendet die Zentraleinheit 5 über die Ausgangs­ schnittstelle 7 ein Signal an eine Melde- bzw. Signaleinrich­ tung 4 mit einem Treiber 19 und Signallampen 20. Sobald durch die Eigendiagnose eine Normabweichung in der Regelanlage 1 festgestellt wird, wird aus dem ROM-Speicher 8 ein entspre­ chender Fehlercode ausgelesen, worauf die Signallampen 20 zur Anzeige des Fehlercodes eingeschaltet bzw. zum Blinken veran­ laßt werden.

An die Eingangsschnittstelle 6 und die Ausgangsschnittstelle 7 der Regelanlage 1 ist eine Diagnoseeinrichtung 21 mit einer Anzeige 21 a angeschlossen. Die Diagnoseeinrichtung 21 ist zur Betätigung durch einen Diagnosetechniker vorgesehen und funk­ tioniert in der Weise, daß die rechnerisch ermittelten Daten zum Motorbetriebszustand, die im RAM-Speicher 9 erfaßt sind, sowie die im energieunabhängigen RAM-Speicher 10 erfaßten Störungscodes auf der Anzeige 21 a angezeigt werden.

Die Regelanlage 1 wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher er­ läutert. Sie ist mit einer Einrichtung zur Eigendiagnose 24 ausgerüstet, welcher Ausgangssignale vom Betriebszustandsmel­ der 2 und Ausgangssignale eines Rechners 22 zur Ermittlung der Motorregeldaten zugeführt werden. Der Rechner 22 ermit­ telt Motorregeldaten wie beispielsweise die Impulsbreite des Kraftstoffeinspritzimpulses und die zeitliche Einstellung des Zündzeitpunkts in Abhängigkeit von den Betriebszuständen. Ein Impulsbreite-Betriebssignal und ein Zündsignal werden vom Rechner 22 über einen Regelsignalgeber 23 zum Motorbetriebs­ system 3 weitergeleitet.

Wird als Funktion der Ausgangssignale des Betriebszustands­ melders 2 und des Rechners 22 eine Regelabweichung festge­ stellt, so wird an den ROM-Speicher 8 ein Störungsdatensignal angelegt, wobei aus diesem Speicher ein Fehler- bzw. Stö­ rungscode ausgelesen wird, der repräsentativ für fehlerhafte Teile und die jeweiligen Störungsbedingungen ist. Die aus dem ROM-Speicher 8 abgerufenen Fehlercodes und Daten zum Be­ triebszustand, der zu dem Zeitpunkt des Auftretens des Feh­ lers herrschte, die beide im RAM-Speicher 9 zwischengespei­ chert sind, werden unter vorgegebenen Adressen im energie­ unabhängigen RAM-Speicher 10 sequentiell abgespeichert; vgl. Fig. 4. Außerdem übermittelt die Eigendiagnoseeinrichtung ein Fehlercodesignal, das je nach dem im RAM-Speicher 10 abge­ speicherten Fehlercode der Signal- bzw. Meldeeinrichtung 4 über eine Datenausgabeeinrichtung 25 zur Übermittlung der Fehlercodes zugeführt wird, so daß durch Aufblinken der An­ zeigelampen 20 der Fehlercode gemeldet wird.

Nachstehend wird nun die Betriebsweise des Systems unter Be­ zugnahme auf das Ablaufdiagramm in Fig. 3 näher beschrieben und erläutert. Während der Motor läuft, läßt die Regelanlage eine Hauptroutine in einem Steuerprogramm zur Regelung des Mischungsverhältnisses und des Zündzeitpunkts ablaufen. So­ lange diese Hauptroutine aktiviert ist, liegt am Eigendiagno­ sesystem 24 in vorgegebenen Abständen zyklisch ein Signal an, das eine Unterbrechung anfordert, worauf das nachstehend er­ läuterte Eigendiagnoseprogramm abgearbeitet wird.

Im Arbeitsschritt 101 werden die zur Eigendiagnose benötigten Daten aus dem Betriebszustandsmelder 2 ausgelesen, und im Ar­ beitsschritt 102 läuft in der Eigendiagnoseeinrichtung 24 ei­ ne Eigendiagnose in Abhängigkeit von den ausgelesenen Daten ab. Im Arbeitsschritt 103 wird festgestellt, ob in der Rege­ lung eine Abweichung von den vorgegebenen Parameterwerten vorliegt. Liegt eine Abweichung vor, so schaltet das Programm zum Arbeitsschritt 104 weiter, in dem ein Fehlercode, der für die fehlerhaften Teile, die diese Abweichung im System 1 ver­ ursacht haben, aus dem ROM-Speicher 8 abgerufen und im ener­ gieunabhängigen RAM-Speicher 10 abgelegt werden. Im Arbeits­ schritt 105 werden die Daten zu den Betriebszuständen, bei denen es zur Funktionsstörung kam, aus dem RAM-Speicher 9 ausgelesen und ebenfalls im energieunabhängigen RAM-Speicher 10 abgelegt. Im nächsten Schritt 106 wird der Fehlercode dann durch Aufblinken der Meldelampen 20 ausgewiesen.

Im Arbeitsschritt 107 wird abgefragt, ob von einer außerhalb befindlichen Diagnoseeinrichtung 21 ein Fehlerdaten-Abfrage­ signal an das Regelsystem 1 übermittelt wurde. Liegt ein sol­ ches Abfragesignal nicht an, springt das Programm zur Haupt­ routine zurück. Liegt dagegen ein Abfragesignal an, so werden die im RAM-Speicher 10 erfaßten Fehlercode-Daten und Be­ triebszustandsdaten über die Datenausgabeeinrichtung 26 an die Diagnoseeinrichtung 21 übermittelt. Das in binärer Form vorliegende Betriebszustandssignal wird dabei in eine Dezi­ malzahl umgewandelt.

Somit werden nacheinander und abwechselnd die Fehlercodes und die Betriebszustandsdaten über die Anzeige 21 a gemeldet. Auf diese Weise erhält der Diagnostiker eine Bestätigung über das fehlerhafte Teil und über den Betriebszustand, der im Be­ triebshandbuch einem entsprechenden Code zugewiesen ist. Gleichzeitig kann der Fehlerzustand in Abhängigkeit von den Betriebszustandsdaten wiederholt werden, so daß die Regelan­ lage exakt repariert werden kann. Steht fest, daß im Arbeits­ schritt 103 keine Abweichung festgestellt wurde, so arbeitet das Programm gleich mit Arbeitsschritt 107 weiter.

Fig. 5 und 6 veranschaulichen ein anderes Ausführungsbeispiel der Regeleinrichtung 1 dieser Erfindung. Bei der vorbeschrie­ benen Anlage werden Betriebszustände (Motorbetriebsparame­ ter), die nach dem Auftreten eines Fehlers herrschen, im RAM- Speicher 10 erfaßt. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden statt der Daten über den Betriebszustand verschiedene andere Daten im energieunabhängigen RAM-Speicher 10 erfaßt, die zur Bestimmung einer Abweichung in der Regelanlage 1 die­ nen, wie Fig. 6 dies zeigt. Wird nämlich während des Ablaufs eines Eigendiagnoseprogramms eine Regelabweichung festge­ stellt, so werden die bei der Diagnose eingesetzten Daten wie auch die Fehlercodes unter vorgegebenen Adressen im energie­ unabhängigen RAM-Speicher 10 abgelegt (Arbeitsschritte 104 und 105 a).

Erfindungsgemäß läßt sich somit auch bei einer Abweichung, die in der KFZ-Werkstatt nicht wiederholbar ist, die Ursache dafür leicht feststellen, da die Motorsbetriebsbedingungen, unter denen es zu dieser Abweichung von den Normwerten tatsächlich kam, ausgewiesen werden. Folglich läßt sich der Fehlerzustand korrekt in kurzer Zeit beheben.

Auch wenn die Erfindung anhand bevorzugte Ausführungsbeispie­ le erläutert und veranschaulicht wurde, sollte deutlich zum Ausdruck gebracht werden, daß die vorstehende Beschreibung nur den Zweck der anschaulichen allgemeinen Darstellung er­ füllt, und daß zahlreiche verschiedene Veränderungen und Mo­ difizierungen vorgenommen werden können, ohne über den Umfang der Erfindung hinauszugehen, wie er in den beigefügten An­ sprüchen niedergelegt ist.

Bezugszeichen (M/KOB-138-DE)

 1 elektronische Regeleinr. (electronic control system)
 2 Betriebszustandsmelder (engine param. detecting means)
 3 Motorbetriebssystem (engine operating means)
 4 Signaleinrichtung (warning means)
 5 Zentraleinheit (CPU)
 6 Eingabeschnittstelle (input interface)
 7 Ausgabeschnittstelle (output interface)
 8 ROM-Speicher (ROM)
 9 Direktzugriffsspeicher (RAM)
10 energieunabhängiger RAM-Sp. (nonvolatile RAM)
11 BUS (bus line)
12 Durchflußzähler/Einströmleitung (intake manifold quantity sensor)
13 Kurbelwinkelmesser (crank angle sensor)
14 (Motor)Drehzahlmesser (engine speed sensor)
15 Temperaturfühler/Kühlmitt. (coolant temp. sensor)
16 O₂-Sonde (O₂ sensor)
17 Treiber (driver)
18 Kraftstoffeinspritzung (fuel injectors)
19 Treiber (driver)
20 Signal-/Anzeigelampen (warning lamps)
21 Diagnoseeinrichtung (diagnosis device)
21 a Anzeige (display)
22 Motorregeldaten-Rechner (eng. control data calculator)
23 Regelsignalgeber (control signal output means)
24 Eigendiagnose(system) (self-diagnosis means)
25 Fehlercodegeber (trouble code output means)
26 Datenausgabeeinrichtung (data output means)
Q Luftmengen-Signal (intake-air quantity signal)
R crank angle signal
N Motordrehzahl-Signal (engine speed signal)
λ Rückmeldesignal/Mischungsverhältnis (air-fuel ratio feedback signal)
T _w Temperatursignal/Kühlm. (coolant temp. signal)

Claims (3)

1. System zur Eigendiagnose, insbesondere zur Diagnose einer elektronischen Regelanlage (1) für Kraftfahrzeuge, wobei die elektronische Regelanlage (1) Meß- und Fühlelemente (12-16) zur Erfassung der Betriebszustände des Fahrzeugs, sowie eine Steuereinheit (5) zum Abspeichern der von den Meß- und Fühlelementen (12-16) kommenden Eingabedaten und zur Bereitstellung von Ausgabedaten zur Steuerung des Fahrzeugs aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein­ richtung zur Eigendiagnose (24) mit einer Steuereinheit ausgerüstet ist, welche zur automatischen Diagnose der Ausgabedaten im Ansprechen auf diese und zur Bereitstel­ lung von Diagnosedaten vorgesehen ist, sowie mit einer An­ zeigeeinrichtung (21 a) zum Anzeigen der Diagnosedaten, ei­ ner Tastatur zur Eingabe der Diagnose-Betriebsart in die Steuerung, und mit einer Verbindungseinrichtung (6, 7) für den Anschluß der Steuereinheit an die elektronische Regel­ anlage (1); daß eine Einrichtung (2) vorgesehen ist, wel­ che in regelmäßigen Zeitabständen während des Motorbe­ triebs ein Betriebszustandssignal erzeugt; daß ein Rechner (22) zur Berechnung der Motorregeldaten im Ansprechen auf das Betriebszustandssignal ein Motorregelsignal erzeugt; daß ein System zur Eigendiagnose (24) auf das Betriebszu­ standssignal und das Motorregelsignal anspricht und dabei eine Regelabweichung in beiden Signalen feststellt und ein Datensignal erzeugt, mit dem auch der Ort bezeichnet wird, an dem ein Fehler aufgetreten ist; daß ein energieunabhän­ giger Speicher (10) zum Abspeichern des Datensignals vor­ gesehen ist, und daß im Ansprechen auf ein Eingangssignal eine Ausgabeeinrichtung (7) ein Ausgangssignal erzeugt, welches das gespeicherte Datensignal darstellt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Datensignal in Form einer Codie­ rung vorliegt, welche für den Betriebszustand bezeichnend ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Eingangssignal von einem außer­ halb vorhandenen Rechner zugeführt wird.