Beschreibung Titel
Kraftfahrzeug-Prüfgerät und Kraftfahrzeug-Prüfverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Prüfgerät und ein Kraftfahrzeug- Prüfverfahren.
Stand der Technik
Aus der EP 0 754 940 B1 ist ein modulares drahtloses Diagnose-, Test- und Informationssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt.
Die EP 1 181 521 B1 offenbart eine Diagnosetestvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit programmierbaren Steuergeräten.
Die DE 10 2008 042 024 A1 beschreibt eine optische Achsvermessungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge.
Die technische Entwicklung der Kraftfahrzeug-Prüftechnik hat zu einer Vielzahl spezifischer Prüfgeräte für einzelne Fahrzeugdomänen geführt. Dabei sind für die jeweilige Domäne angepasste Mess-, Steuer- und Regelungstechniken entwickelt worden, die das Kernstück der spezifischen Prüfgeräte darstellen. Beispiele dafür sind Bremsenprüfstände, Motortester, Fahrwerksvermessungs-Prüfgeräte, Abgastester, Prüfstraßen und Klimaservicegeräte.
Die meisten Funktionen im Fahrzeug werden inzwischen teilweise oder sogar voll- ständig durch elektronische Steuergeräte übernommen. Zusätzlich übernehmen die Steuergeräte im Fahrzeug auch vielfältige Onboard-Diagnosefunktionen der Fahrzeugsysteme, um diese zu einem späteren Zeitpunkt in der Werkstatt zur Verfügung zu stellen.
Damit diese Steuergeräte-Diagnosefunktionen in der Werkstatt effektiv genutzt werden können, sind in den letzten Jahren vermehrt Fahrzeugdomänen-übergreifende
universelle Diagnosetester entwickelt worden, die eine Kommunikation mit den im Fahrzeug verbauten Steuergeräten ermöglichen.
Die Funktionalität dieser Kommunikation kann sehr unterschiedlich sein und bezieht sich beispielsweise auf das Auslesen von gespeicherten Fehlercodes, die Übertragung von Istwerten, das Durchführen komplexer Stellgliedtests, die Rückstellung der Serviceintervalle, das Kalibrieren von Fahrzeugsensoren sowie das Anlernen eingebauter Ersatzteile. In solchen universellen Diagnosetestern ist eine Baugruppe integriert, die die Funktion der Fahrzeug-Kommunikation bereitstellt, welche üblicherweise als VCI (Vehicle Communication Interface) bezeichnet wird.
Es gibt aber auch Beispiele, bei denen das VCI in einem eigenen Gehäuse verbaut ist (VCI-Modul) und mittels Kabel oder drahtlos an ein universelles Bedien- und Anzeigegerät, zum Beispiel ein Laptop, angeschlossen wird. Die Funktion des universellen Diagnosetesters wird dann mit einer entsprechenden Diagnosesoftware auf dem Laptop sichergestellt, die zumindest eine Bedienung und Anzeige, eine Diagnoseablaufsteuerung sowie die erforderliche Kommunikation mit den Steuergeräten im Fahrzeug über das angeschlossene VCI-Modul beinhaltet.
Die Entwicklungen im Fahrzeugbau erfordern in der Kraftfahrzeugwerkstatt in zunehmenden Maße den gemeinsamen Einsatz eines universellen Diagnosetesters und unterschiedlicher Prüfgeräte am jeweiligen Arbeitsplatz.
Ein Beispiel dafür ist die Einrichtung zur Fahrwerksvermessung, bei der nach Ab- schluss einer Einstellung der Fahrwerksgeometrie die Nullpunktlage des Lenkwinkelsensors neu kalibriert wird. Ein weiteres Beispiel ist das Klimaservicegerät, bei dem die Überprüfung von im Klimasteuergerät eventuell gespeicherten Fehlern im Mittelpunkt steht, um eine vollständige Wartung der Klimaanlage sicherstellen zu können. Noch ein weiteres Beispiel ist der Motortester, bei dem parallel Istwerte von Steuergeräten erfasst werden, um dem Fachmann umfassende Informationen für die Fehlerdiagnose zur Verfügung zu stellen.
Bei allen diesen Beispielen kommen also zwei getrennte Geräte zum Einsatz, der universelle Diagnosetester und das jeweilige Prüfgerät, welche sequenziell nacheinander bedient werden. Zur Verbesserung der Handhabung solcher Duplexsysteme gibt es bei Motortestgeräten auch Lösungen, bei denen die Ergebnisse des Motortests und die Ergebnisse der Steuergerätekommunikation auf zwei nebeneinander angeordneten Monitoren angezeigt werden. Die Benutzung eines universellen Diagnosetesters in Verbindung mit jeweils einem zusätzlichen getrennten spezifischen Prüfgerät erfordert qualifizierte Mitarbeiter mit Erfahrung in der Benutzung der vielfältigen, Fahrzeugdomänen-übergreifenden Diagnosefunktionalität. Deshalb kann es erforderlich sein, zwei Techniker zeitgleich an einem Fahrzeug einzusetzen, was allerdings uneffizient ist und die Kosten er- höht. Durch die getrennte Bedienung von Prüfgerät und Diagnosetester können manuelle Fehler bei der Dateneingabe in die jeweiligen Geräte auftreten. Die Prüfabläufe der beiden Geräte sind nicht miteinander verkoppelt, so dass diese nur manuell überwacht werden können und es so zu Bedienfehlern, zum Beispiel einer fehlerhaften Justage von Fahrzeugsensoren, kommen kann.
Beim Beispiel des Lenkwinkelsensors kann beispielsweise die Kalibrierung des ESP-Steuergeräts über den Diagnosetester fehlerhaft durchgeführt werden, wenn ein Techniker nach Abschluss der Fahrwerkseinstellung und vor dem Abschluss der Sensorkalibrierung durch den Diagnosetester versehentlich das Lenkrad des Fahr- zeuges bewegt.
Offenbarung der Erfindung
Die der folgenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht in einer Integration der Funktionalität der Steuergerätekommunikation in ein spezifisches Werkstatt- Kraftfahrzeug-Prüfgerät. Hierzu wird eine Fahrzeugkommunikationsschnittstelle in das Prüfgerät integriert und über eine interne Schnittstelle mit einer übergeordneten Steuereinrichtung verbunden. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Prüfgerät umfasst eine Messeinrichtung zur Messung mindestens eines Fahrzeugparameters, welche entweder in dem Gerät
integriert ist oder räumlich vom Gerät abgesetzt und über ein Kabel oder drahtlos mit dem Gerät verbunden ist.
Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise einen Steuerrechner, eine Bediener- Schnittstelleneinrichtung, z.B. eine Eingabeeinrichtung und eine Anzeigeeinrichtung, sowie eine erweiterte spezifische Prüfgeräte-Software, mit der primär die spezifischen Prüfaufgaben am Fahrzeug und zusätzlich der Fernzugriff auf die im Zusammenhang mit diesen Prüfaufgaben bzw. Prüfabläufen erforderlichen Funktionen der Steuergerätekommunikation (zum Beispiel Diagnosefunktionen, Istwerte, Kalibrier- funktionen) in einem integrierten Prüfablauf realisiert werden.
Die Software für die Steuergerätekommunikation, die zusätzlich zur Prüfgeräte- Software vorgesehen ist, ist zweckmäßigerweise von der Prüfgeräte-Software fernsteuerbar. Weiterhin verfügt das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Prüfgerät vor- zugsweise über ein gemeinsames Gehäuse bzw. einen gemeinsamen Fahrwagen sowie das erforderliche Zubehör für die Adaption an das Fahrzeug.
Vorteilhafterweise braucht der Bediener damit wie bisher nur ein Prüfgerät zu bedienen, und die Kommunikation mit den Steuergeräten im Fahrzeug erfolgt inner- halb einer um die erforderliche Funktionalität der Steuergeräte-Kommunikation erweiterten Prüfablaufsoftware und erfolgt damit für den Bediener weitgehend im Hintergrund.
Ein weiterer besonderer Vorteil dieser Lösung besteht in der Möglichkeit, Teilpro- zesse und darüber hinaus den gesamten Prüfprozess automatisch zu kontrollieren, um so Fehlbedienungen, zum Beispiel das fehlerhafte Justieren von Fahrzeugsensoren, grundsätzlich zu vermeiden.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Kraftfahrzeug-Prüfgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 ein detaillierteres Blockdiagramm eines Kraftfahrzeug-Prüfgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 3 ein Fließdiagramm zum Erläutern eines Kraftfahrzeug-Prüfverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche beziehungsweise funktionsgleiche Bestandteile.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Kraftfahrzeug-Prüfgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Arbeitsplatz, auf dem ein Kraftfahrzeug 10 zur Fahrwerksvermessung aufgestellt ist. Die Räder 10a, 10b des Kraftfahrzeugs 10 (hier sind nur zwei der vier Räder dargestellt) sind mit optischen Vermessungszielen 41 1 versehen, welche mit optischen Messeinheiten 41 zusammenwirken, um die typischen Messgrößen der Fahrwerkvermessung wie zum Beispiel Spur- und
Sturzwinkel zu bestimmen und bei Bedarf durch den Bediener innerhalb vorgege- benen Grenzwerte manuell einzustellen. Dabei werden zum Bespiel die Spurwinkel der Vorderräder auf, zum Beispiel auf 0° 10', eingestellt.
Bezugszeichen 4 bezeichnet ein Kraftfahrzeug-Prüfgerät zur Durchführung der
Fahrwerksvermessung, an das die Messeinheiten 41 mittels Kabeln 47 angeschlos- sen sind. Das Kraftfahrzeug-Prüfgerät 4 weist ein gemeinsames Gehäuse bzw. einen gemeinsamen Fahrwagen 46 auf, in dem ein Steuerrechner 42 sowie Software 43 zur Steuerung der Vorgänge der Fahrwerksvermessung und der Steuergeräte- Kommunikation, eine Eingabeeinheit 44 und eine Anzeigeeinheit 45 sowie eine
Fahrzeugskommunikationsschnittstelle 2 untergebracht sind. Die Fahrzeugskom- munikationsschnittstelle 2 ist über ein Kabel intern mit dem Steuerrechner 42 und über ein weiteres Kabel mit einer standardisierten Schnittstelle 1 1 im Fahrzeug 10
verbunden, zum Beispiel einer üblichen OBD-Steckdose. Obwohl hier als Kabelverbindung dargestellt, kann die erste Verbindung selbstverständlich auch drahtlos erfolgen. Dazu würde die Fahrzeugskommunikationsschnittstelle 2 im Kraftfahrzeug 10 angeordnet, weiterhin über ein kurzes Kabel mit der OBD-Steckdose verbunden und drahtlos mit dem Steuerrechner 42 kommunizieren
Die Informationen der Fahrwerksvermessung durch die Messeinheiten 41 und die Informationen der Fahrzeugskommunikationsschnittstelle 2 werden zeitgleich der Steuersoftware 43 zur Steuerung der Vorgänge der Fahrwerksvermessung bzw. Fahrwerkeinstellung zur Verfügung gestellt und dort weiterverarbeitet, wie nachstehend näher erläutert.
Insbesondere erfolgen bei der vorliegenden Ausführungsform die Lenkwinkeleinstellung, Spurvermessung und bei Bedarf die Spurwinkeleinstellung durch einen Tech- niker, bis die vorgegebenen Normwerte vorliegen, was durch die Messeinheiten 41 registriert wird und von der Steuersoftware 43 verarbeitet wird. Die Verarbeitung sieht vor, dass die Steuersoftware 43 in dem Augenblick, in dem der Normzustand für Lenkwinkel und Spurwinkel, z.B. 0° 10', durch die Messeinheiten 41 erfasst ist, über die Fahrzeugskommunikationsschnittstelle 2 die Differenz zwischen dem aktu- eil von dem Steuergerät 50 mit dem Lenkwinkelsensor 41 gemessenen Lenkwinkel und dem in dem Steuergerät 50 gespeicherten Referenzmesswert für„Lenkwinkel null" ermittelt und prüft, ob die Differenz einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet. Falls die festgestellte Differenz den Grenzwert überschreitet, wird eine Kalibrierbereitschaft mit dem Steuergerät 50 des Kraftfahrzeuges 10, z.B. ein ESP- Steuergerät, dem Bediener auf der Anzeigeeinrichtung 45 angezeigt . Falls umgekehrt die festgestellte Differenz den Grenzwert nicht überschreitet, wird dem Bediener der ordnungsgemäße Zustand signalisiert.
Nachdem die Kalibrierbereitschaft hergestellt und angezeigt ist, kann der Bediener durch eine einfache Eingabe an der Eingabeeinheit 44 eine Kalibrierungsprozedur für den Lenkwinkelsensor 51 im Steuergerät 50 starten. Diese Kalibrierungsprozedur wird nur dann zu Ende geführt, falls die Messeinheiten 41 den Normzustand für Lenkwinkel und Spurwinkel weiter signalisieren. Tritt eine Abweichung vom Normzustand auf, so bewirkt dies, dass die Kalibrierungsprozedur augenblicklich ab- gebrochen wird. Damit lässt sich definitiv eine falsche Kalibrierung des Lenkwinkelsensors 51 vermeiden.
In einer anderen Ausführungsform wird auf einen manuellen Start des Kalibriervorgangs verzichtet, dieser wird nach Erfüllung der Bedingungen für die Kalibrierbereitschaft automatisch gestartet und wie bereits beschrieben überwacht. Das Ergebnis der erfolgreichen Kalibrierung oder des festgestellten ordnungsgemäßen Zustands wird dem Bediener zum Beispiel auf der Anzeigeeinheit 45 angezeigt.
Das erläuterte Kraftfahrzeug-Prüfgerät 4 erlaubt eine erweiterte Identifikation des Fahrzeuges, indem nicht nur die für die Fahrwerksvermessung relevanten Informationen zum Fahrzeug erfasst werden, sondern auch diejenigen, die für den Aufbau der beabsichtigten Steuergerätekommunikation erforderlich sind.
Die Übermittlung weiterer Informationen aus dem betreffenden Steuergerät 50 des Fahrzeugs 10 an die Prüfgerätesoftware 43, wie z.B. Fehlermeldungen und/oder Istwerte, und die Darstellung dieser Informationen in einheitlicher weise auf einer einzigen Anzeigeeinrichtung 45 sind problemlos möglich.
Die Kommunikation zwischen Steuerrechner 42 und Steuergerät 50 sowie die Funktion zur automatischen Kalibrierung des Lenkwinkelsensors kann bereits vor dem manuellen Starten der Kalibrierung aktiv sein und umfasst:
Aufbau und Aufrechterhaltung der Kommunikation des Steuerrechners 42 über die Fahrzeugskommunikationsschnittstelle 2 mit dem Steuergerät 50 des Kraft- fahrzeugs 10; die Speicherung der Messwerte des Fahrwerks-Messsystems (zumindest der Spurwinkel der Vorderräder) im Zustand "Lenkradstellung geradeaus", der vom Bediener im bisherigen Ablauf der Fahrwerksvermessung hergestellt wird, bereits während des Vorgangs der Fahrwerkvermessung bzw. am Ende der Fahrwerksein- stellung im Steuerrechner 42; eine permanente Überwachung dieser gespeicherten Messwerte nach Ab- schluss der eigentlichen Fahrwerkvermessung im Steuerrechner 42;
das Übermitteln der Informationen "Lenkradstellung geradeaus" bzw. "Lenkwinkel null" zum Steuergerät 50 im Fahrzeug 10, Prüfung der Differenz zwischen dem in diesem Zustand von dem Steuergerät 50 mit dem Lenkwinkelsensor 41 gemessenen Lenkwinkels und dem für den Zustand„Lenkwinkel null" im Steuerge- rät 50 gespeicherten Referenzmesswert und bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes permanente Speicherung des aktuell vom Lenkwinkelsensor 41 er- fassten Messwerts als neuen Referenzwert für„Lenkwinkel null".
Während des gesamten Kalibrierungsvorgangs werden die Messwerte des Achsmesssystems (zumindest der Spurwinkel der Vorderräder) vom Steuerrechner 42 überwacht und der Kalibriervorgang nur dann als "erfolgreich abgeschlossen" vom System gemeldet, wenn diese Messwerte mit den zuvor gespeicherten Messwerten in "Lenkradstellung geradeaus" innerhalb der im System abgelegte Toleranzgrenzen übereinstimmen.
In einer alternativen Variante wird der Zustand "Lenkradstellung geradeaus" nicht nur manuell geprüft, sondern mit einer geeigneten Sensoranordnung während der Fahrwerksein Stellung vom Steuerrechner 42 erfasst und während der Kalibrierung entweder anstelle der Messwerte der Fahrwerkvermessung oder zusätzlich zu die- sen vom Steuerrechner 42 überwacht.
Damit werden gleichzeitig die Arbeitsqualität und die Effizienz in der Werkstatt gesteigert. Fig. 2 zeigt ein detaillierteres Blockdiagramm eines Kraftfahrzeug-Prüfgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 2 ist insbesondere eine detaillierte Darstellung der spezifischen Prüfgerätesoftware 43 abgebildet.
Dabei beinhaltet die spezifische Prüfgerätesoftware 43 eine Softwareschicht zur Bedienung des Prüfgeräts 4 sowie zur Visualisierung der Prüfabläufe und Prüfergebnisse, welche mit Bezugszeichen 431 bezeichnet ist. Eine Softwareschicht 432 ist für die Steuerung der vorgeschriebenen Prüfabläufe zuständig. Eine erste Kom- munikationsschicht 434 dient der Kommunikation K1 zwischen der Softwareschicht
432 für die Steuerung der Prüfabläufe und den Prüfgeräte-spezifischen Messeinrichtungen 41 .
Eine zusätzliche zweite Kommunikationsschicht 435 dient der Kommunikation K2 der Softwareschicht 432 für die Steuerung der Prüfabläufe und dem Steuergerät 50 im Kraftfahrzeug 10 vermittels der Diagnosesoftware 8 und der Fahrzeugskommunikationsschnittstelle 2.
Die Diagnosesoftware 8 in Verbindung mit der Fahrzeugkommunikationsschnittstel- le 2 stellt grundsätzlich alle Funktionen der Steuergerätekommunikation bereit, wie beispielsweise ein Auslesen aktueller Statusinformationen des Steuergeräts 50
(zum Beispiel Fehlerspeicher lesen; Istwerte lesen usw.), ein Aktivieren einfacher Funktionen (zum Beispiel Fehlerspeicherlöschen, Service-Intervall zurücksetzen, Stellgliedtest), sowie das Durchführen komplexer Funktionsabläufe (zum Beispiel ABS-Sensorprüfung, Lenkwinkel kalibrieren, Bremskreislauf entlüften, Dieselhochdruckpumpe prüfen usw.).
In der Software zur Steuerung der Prüfabläufe 432 werden jedoch von den Entwicklern nur die Funktionen der Steuergerätekommunikation der Diagnosesoftware 8 verwendet, die im Kontext mit der spezifischen Prüfaufgabe erforderlich sind. Diese Einschränkung vereinfacht die Bedienung des Prüfgerätes 4 deutlich und erfordert nur eine geringe Weiterbildung der Werkstattmitarbeiter.
Fig. 3 zeigt ein Fließdiagramm zum Erläutern eines Kraftfahrzeug-Prüfverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In Schritt S1 wird vom Techniker der Prüfablauf gestartet.
Im Schritt S2 wird das Kraftfahrzeug 10 durch den Techniker sowohl für die Fahrwerk- Vermessung als auch für die Kommunikation mit dem Steuergerät im Kraftfahrzeug eindeutig identifiziert und anschließend die Kommunikation zwischen der Software zur Steuerung der Prüfabläufe 432 einerseits und andererseits den Messeinheiten für die Fahrwerkvermessung 41 sowie dem Steuergerät 50 im Kraftfahrzeug 10 über die Kommunikationsschicht 435, die Diagnosesoftware 8 und die Fahrzeugskommunikationsschnittstelle 2 automatisch aufgebaut.
Im Schritt S3, der eigentlichen Fahrwerkvermessung, werden z.B. die Spurwinkel der Vorderräder für den Zustand "Lenkradstellung geradeaus" ermittelt, mit dem Normzustand z.B. 0° 08' bis 0° 16' verglichen und angezeigt und ggf. die Übereinstimmung mit dem Normzustand durch manuelle Einstellarbeiten am Kraftfahrzeug 10 hergestellt. Dieser Schritt erfolgt iterativ, d. h., sofern die Fahrwerkvermessung vollständig durchgeführt wurde (J), springt das Verfahren zum Schritt S4, ansonsten (N) erfolgen die Fahrzeugvermessung und die manuellen Einstellarbeiten am Kraftfahrzeug weiter solange bis diese vollständig ist. Im Schritt S4 werden die Messwerte für den Normzustand "Lenkradstellung geradeaus" in der Software zur Steuerung der Prüfabläufe 432 gespeichert und von dieser Software die Differenz zwischen dem in diesem Zustand von dem Steuergerät 50 mit dem Lenkwinkelsensor 41 gemessenen Lenkwinkelund dem für den Zustand „Lenkwinkel null" in dem Steuergerät 50 gespeicherten Referenzmesswert ermittelt. Sofern ein Überschreiten des vorgegebenen Grenzwertes festgestellt wird (J), verzweigt das Programm zu Schritt S5. Wenn keine Überschreitung vorliegt wird zum Schritt S9, dem Ende des Prüfverfahrens verzweigt und dies dem Bediener mit einer entsprechenden Anzeige auf der Anzeigeeinheit 45 mitgeteilt.
In Schritt S5 wird die Kalibrierungsprozedur vom Techniker gestartet.
In Schritt S6 wird überprüft, ob der Normzustand weiterhin vorliegt. Ist dies nicht der Fall (N), so verzweigt das Programm zu Schritt S8 für einen Abbruch der Kalibrierungsproze- dur, mit entsprechender Anzeige auf der Anzeigeeinheit 45 und verzweigt anschließend zurück zu S3. Sofern in Schritt S6 festgestellt wird, dass der Normzustand vorliegt (J), verzweigt das Programm zum Schritt S7.
In Schritt S7 wird geprüft, ob die Kalibrierungsprozedur beendet ist. Ist dies nicht der Fall (N), so verzweigt das Programm zurück zu Schritt S6. Sofern in Schritt S7 festgestellt wird, dass die Kalibrierungsprozedur beendet ist (J), verzweigt das Programm zum Schritt S9. Dies entspricht dem Ende des Prüfverfahrens und der Kalibrierungsprozedur verbunden mit einer entsprechenden Anzeige für den Bediener auf der Anzeigeeinheit 45.
Obwohl die vorliegende Erfindung nur am Ausführungsbeispiel der Fahrwerkvermessung in Kombination mit der Kalibrierung des Lenkwinkelsensors beschrieben wurde, ist diese nicht darauf beschränkt, sondern vielfältig weitermodifizierbar.
Das betrifft sowohl die Fahrwerksvermessung selbst als auch jede weitere Möglichkeit zur Integration der vielfältigen Funktionen der Steuergerätekommunikation in andere Kraftfahrzeug-Prüfgeräte, wie zum Beispiel Bremsenprüfstände, Motortester, Abgastester, Prüfstraße, Klimaservicegeräte, Reifenservicegeräte usw.