DE3936988A1 - Vorrichtung zur kraftfahrzeugdiagnose - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Kraftfahrzeug­ diagnose nach der Gattung des Hauptanspruchs. In einem Entwurf zur ISO/DIS 9141 sind Grundlagen für einen Austausch von digitaler Information zwischen zu testenden Komponenten und Diagnosegeräten angegeben. Vorgesehen ist ein fest im Kraftfahrzeug installierter Diagnosesignalkoppler, realisiert als Mehrfach-Steckverbindung, der mit den zu testenden oder zu stimulierenden Kraftfahrzeug-Komponenten verbunden ist. Am beweglichen Teil der Steckverbindung ist ein Kabel vorgesehen, das zu den in unterschiedlichen Ausbaustufen ausge­ bildeten Diagnosegeräten außerhalb des Kraftfahrzeugs führt.

Die Übertragung von analogen Signalen ist nicht vorgesehen. Insbe­ sondere bei niedrigen Signalpegeln müßte zumindest zeitweise mit einem schlechten Signal/Störsignal-Verhältnis gerechnet werden. Für die Prüfung von Komponenten, die nicht über die Mehrfach-Steckver­ bindung nach ISO 9141 zu erreichen sind, werden weitere Kabelver­ bindungen zu Diagnosegeräten erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne nennenswerte Erhöhung des Verkabelungsaufwands die Einsatzmöglichkeiten des Kopplers bei der Kraftfahrzeug-Diagnose zu erweitern.

Die Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung reduziert den bislang erforder­ lichen Aufwand bei der Kraftfahrzeug-Diagnose durch Wegfall von zu Diagnosegeräten führenden Leitungen, die erforderlich sind, wenn zusätzlich zu den vorgegebenen Diagnosemöglichkeiten, die über den bekannten Diagnosesignalkoppler vornehmbar sind, weitere Messungen an Signalquellen, Verbindungsteilen (Kabel, Stecker) oder Stimulierungen von Signalsenken erforderlich sind. Mit der Zuordnung wenigstens einer Meßwerterfassungseinheit und/oder wenigstens einer Stimulieinheit zum Diagnosesignalkoppler ist ferner der Vorteil einer erhöhten Festigkeit gegenüber Störstrahlungen verbunden, da beispielsweise die Meßwert-Vorverarbeitung in nächster Nähe zur Signalquelle stattfindet. Längere Leitungen in die die Störungen eingekoppelt werden könnten, sind weitgehend reduziert.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung betrifft die Ausbildung der Meßwerterfassungseinheit als steuerbares Vielfachmeßinstrument. Mit der Steuerbarkeit ist es mög­ lich, unterschiedliche Meßgrößen sowie Meßbereiche vorzugeben. Das Vielfachmeßinstrument ist beispielsweise auf Spannungs-, Strom-, Widerstands-, Temperatur-, Frequenz-, Pulsdauer- oder beispielsweise Tastverhältnismessung umschaltbar. Vorteilhaft ist auch die Steuer­ barkeit der Stimulieinheit, die beispielsweise zwischen digitalen und analogen abzugebenden Signalen umschaltbar ist, wobei der zeit­ liche Verlauf der Signale beliebig vorgebbar ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung betrifft die zwischen der Meßwerterfassungseinheit und der Signalquelle oder die zwischen der Signalsenke und der Stimuliein­ heit vorgesehene Verbindungsleitung, die abnehmbar ausgebildet ist. Mit dieser Maßnahme sind die zusätzlichen Meß- oder Stimulileitungen nur während der Diagnose im Kraftfahrzeug vorhanden.

Eine weitere Ausgestaltung sieht die Ausbildung des Diagnosesignal­ kopplers als Steckverbindung vor, mit einem stationären, im Kraft­ fahrzeug angeordneten und einem frei beweglichen Teil, in dem vor­ zugsweise die Meßwerterfassungs- und die Stimulieinheit angeordnet sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft die zwischen dem Diagnosesignalkoppler und den Diagnosege­ räten vorgesehene Verbindung. In einer ersten Auführungsform ist eine Kabelverbindung vorgesehen, wobei vorzugsweise mit Trans­ formatoren oder Optokopplern eine galvanische Trennung der über­ tragenen Signale vorgesehen ist. In einer anderen Ausführungsform ist eine hochfrequente Signalübertragung vorgesehen. Besonders vor­ teilhaft ist die Ausgestaltung der Übertragung als Lichtwellen­ leiterstrecke, die gegenüber Störeinflüssen besonders resistent ist.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung sieht die Signalzusammenfassung innerhalb des Diagnose­ signalkopplers vor. Für die Signale, die vom Koppler zum Diagnose­ gerät zu übertragen sind, ist ein Multiplexer und für die entgegen­ gesetzte Richtung ein Demultiplexer vorgesehen. Mit dieser Maßnahme vereinfacht sich die Signalübertragung zwischen Koppler und Diagnosegeräten. Falls eine Kabelverbindung vorgesehen ist, redu­ ziert sich der Aufwand beispielsweise auf eine serielle Zweidraht-Schnittstellenleitung.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen und Ver­ besserungen ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen in Verbindung mit der folgenden Beschreibung und der Zeichnung.

Die Figur zeigt einen Diagnosesignalkoppler 10, der in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug angeordnet ist. Der Koppler 10 ist bei­ spielsweise als Steckverbindung realisiert, die ein im Kraftfahr­ zeug eingebautes erstes Teil, beispielsweise eine Buchse 10 sowie einen Stecker 12 enthält. Im Kraftfahrzeug sind wenigstens eine Signalquelle 13, wenigstens eine Signalsenke 14 sowie vorzugsweise eine Schalteinheit 15 vorhanden. Die Signalquelle 13, die Signal­ senke 14 sowie die Schalteinheit 15 sind über Leitungen 16, 17, 18, die zunächst zur Buchse 11 führen, mit einer im Stecker 12 vorge­ sehenen signalverarbeitenden Anordnung 19 verbindbar. Der Signalfluß in den Leitungen 16, 17, 18 ist durch die eingetragenen Pfeile fest­ gelegt. Die über die Leitung 17 steuerbare Schalteinheit 15 kann Verbindungen zwischen der Signalquelle 13 und der Signalsenke 14 über Leitungen 20 herstellen oder trennen.

Von der Signalquelle 13 führt eine Meßleitung 21 über die Buchse 11 zu einer Meßwerterfassungseinheit 22, die mit der signalverarbeiten­ den Anordnung 19 in Verbindung steht. Zur Signalsenke 14 führt eine Stimulileitung 23, die über die Buchse 11 an eine mit der signalver­ arbeitenden Anordnung 19 in Verbindung stehenden Stimulieinheit 24 anschließbar ist.

Ferner sind eine weitere Meßwerterfassungseinheit 25 und eine Stimulieinheit 26 im Stecker 12 angeordnet, die jeweils ebenfalls mit der signalverarbeitenden Anordnung 19 verbunden sind. Eine freie Meßleitung 27 ist über eine im Stecker 12 angeordnete Meßbuchse 28 mit der weiteren Meßwerterfassungseinheit 25 und eine freie Stimulileitung ist über eine ebenfalls im Stecker 12 angeordnete Stimulibuchse mit der weiteren Stimulieinheit 26 verbindbar. Der Signalfluß auf den Meßleitungen 21, 27 sowie auf den Stimuli­ leitungen 23, 29 ist durch die eingetragenen Pfeile festgelegt. Die signalverarbeitende Anordnung 19 weist eine Koppelleitung 31 auf, über die Signale von und zu der signalverarbeitenden Anordnung 19 übertragbar sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftfahrzeugdiagnose arbeitet folgendermaßen:
Über den Koppler 10 sind eine Meßwerterfassung und eine Einspeisung von Stimulisignalen in unterschiedliche Komponenten des Kraftfahr­ zeugs mit einer in ISO/DIS 9141 genormten oder frei vorgebbaren Steckverbindung möglich. Die Koppelleitung 31 ist beispielsweise an einem Kraftfahrzeug-Diagnosegerät angeschlossen, das die Erfassung und Auswertung von unterschiedlichsten Meßsignalen gestattet. Ferner kann das Gerät unterschiedliche Stimulisignale erzeugen, die im Kraftfahrzeug beispielsweise zum Testen von Aktuatoren, Signalaus­ werteschaltungen und Steuergeräten verwendbar sind. Die Koppel­ leitung 31 ist auf die verschiedensten Weisen realisierbar. In einem einfachen Ausführungsbeispiel sind entsprechend der Anzahl der Meß- und Stimulileitungen mehrere Leitungen zu einem Kabel zusammen­ gefaßt. Vorzugsweise ist die Koppelleitung 31 als eine Zweidraht-Leitung ausgebildet, über die die Signale in beiden Richtungen seriell übertragen werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Koppelleitung 31 als Lichtwellenleiter realisiert, womit die Störbeeinflussung der Signalübertragung auf vernachlässigbar geringe Werte absinkt. Dies ist besonders wichtig bei der Anwendung in Kraftfahrzeug-Werkstätten, wo im allgemeinen mit einem relativ hohen Störsignalpegel zu rechnen ist. In einer weiteren Ausgestaltung wird die Koppelleitung 31 ersetzt durch eine Funkverbindung.

Für den Fall, daß in der Koppelleitung 31 eine zeitliche Signalzu­ sammenfassung vorgesehen ist, enthält der Stecker 12 die signalver­ arbeitende Anordnung 19. Gegebenenfalls ist eine genormte Schnitt­ stellenschaltung vorgesehen. Eine Auftrennung der empfangenen Signale wird als Demultiplex und eine Zusammenfassung der abzuge­ benden Signale als Multiplex bezeichnet.

Neben der Anordnung 19 sind wenigstens eine Meßwerterfassungseinheit 22, 25 und/oder wenigstens eine Stimulieinheit 24, 26 im Stecker 12 enthalten. Die Signalleitungen 16, 17, 18, 21, 23 sind an der Buchse 11 angeschlossen, an die der Stecker 12 anschließbar ist.

Die Leitung 16 führt zur Signalquelle 13, die beispielsweise ein Sensor, eine elektronische Anordnung wie beispielsweise ein Steuer­ gerät oder ein anderes Teil ist, das ein Signal abgibt, das zu untersuchen ist. Sofern die Signalquelle 13 dafür ausgebildet ist, kann über die Leitung 16 auch eine Signalübertragung zur Quelle 13 vorgesehen sein, die beispielsweise eine Umschaltung von Meßpunkten ermöglicht.

Über die Leitung 18 können beispielsweise Stimulisignale zur Signal­ senke 14 übertragen werden. Als Signalsenke sind beispielsweise Aktuatoren oder elektronische Anordnungen vorgesehen, deren Ver­ halten aufgrund von vorgebbaren Signalen getestet werden soll. Sofern die Signalsenke 14 vorbereitet ist, kann auch eine Signal­ übertragung über die Leitung 18 von der Senke weg erfolgen, um bei­ spielsweise ein Statussignal oder ein Rückmeldesignal abfragen zu können.

Ferner kann im Kraftfahrzeug die Umschalteinheit 15 vorgesehen sein, die über die Leitung 17 ansteuerbar ist. Mit der Umschalteeinheit 15 sind beispielsweise Signalwege zwischen Sensoren und den zugehören­ den Steuergeräten auftrennbar und die extern eingespeisten Stimuli­ signale an das Steuergerät anlegbar. Es können beliebige sinnvolle Verbindungen aufgetrennt oder geschlossen werden. In einer vorteil­ haften Weiterbildung ist die Schalteinheit 15 nur während des Diagnosevorgangs im Kraftfahrzeug vorgesehen.

Die über die Leitungen 16, 17, 18 übertragenen Signale weisen vor­ zugsweise einen Signalpegel auf, der unempfindlich gegenüber Störungen ist. Vorteilhaft für die Messung an Quellen 13 mit geringem Pegel ist deshalb die Anordnung wenigstens einer Meßwerter­ fassungseinheit 22, 25 im Stecker 12. Damit ist eine Signalvorverar­ beitung in der Nähe der zu erfassenden Meßgröße möglich. Neben der Reduzierung der Störbeeinflussung reduziert sich auch der erforder­ liche Verkabelungsaufwand, insbesondere dann, wenn die Meßwerter­ fassungseinheit 22, 25 als steuerbares Vielfachmeßinstrument ausgebildet ist, das die Verarbeitung von unterschiedlichsten Meß­ größen wie beispielsweise Spannung, Strom, Widerstand, Temperatur, Frequenz, Pulsdauer, Tastverhältnis etc. gestattet. Die Meßwerter­ fassungseinheit 22 ist in einer ersten Ausgestaltung mit der fest im Kraftfahrzeug verlegten Meßleitung 21 verbindbar, die bestimmte, festgelegte Meßpunkte in einer Signalquelle erreicht. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Meßwerterfassungseinheit 25 mit einer freien Meßleitung 27 verbindbar. Die freie Meßleitung 27 ist mit allen zugänglichen Meßpunkten wahlfrei verbindbar. In einer weiteren Ausgestaltung sind wenigstens zwei Meßwerterfassungseinheiten 22 und 25 vorgesehen, wobei eine mit einer fest verdrahteten Meßleitung und eine mit einer freien Meßleitung verbindbar ist.

Dieselben Ausgestaltungen können auch bei der Anordnung der Stimulieinheit 24, 26 vorgesehen sein. Die Stimulieinheit 24 ist beispielsweise mit der fest verdrahteten Stimulileitung 23 verbind­ bar. Alternativ ist die Stimulieinheit 26 mit der freien Stimuli­ leitung 29 verbindbar, die einen wahlfreien Zugriff zu einem be­ liebigen Testpunkt im Kraftfahrzeug gestattet. In einer weiteren Ausgestaltung sind wenigstens zwei Stimulieinheiten 24 und 26 vor­ gesehen, wobei eine mit der fest verdrahteten Leitung 23 und eine mit der freien Stimulileitung 29 verbindbar ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung betrifft die Ausgestaltung des Kopplers 10, bei dem die Buchse 11 und der Stecker 12 nicht als Steckverbindung, sondern als eine berührungslose Verbindung ausge­ bildet sind. Die Signalübertragung zwischen dem im Kraftfahrzeug angeordneten Teil und dem beweglichen Teil ist beispielsweise als elektromagnetische Nahfeldkopplung möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Signalkopplung mittels Optokopplern. Der Vorteil der be­ rührungslosen Signalübertragung im Koppler 10 liegt im Wegfall von Verschmutzungsproblemen, die bei Steckverbindern auftreten könnten.

Eine galvanische Trennung der Meß- oder Stimulisignale ist außerdem im Stecker 12 entweder vor oder nach der signalverarbeitenden An­ ordnung 19 möglich, sofern eine kabelgebundene Signalübertragung von und zum Kraftfahrzeug-Diagnosesystem über die Koppelleitung 31 vor­ gesehen ist. Eine Signaltrennung ist realisierbar mittels Opto­ kopplern oder Transformatoren.

Neben den Leitungen 16, 17, 18, 21, 23 können weitere fest installierte Leitungen vorgesehen sein. Insbesondere können mehrere Meß- und/oder Stimulileitungen 21, 23, 27, 29 vorhanden sein. Zusätzliche Meßwerterfassungs- und Stimulieinheiten 22, 24, 25, 26 sind nicht erforderlich, wenn die vorhandenen Einheiten einen Multiplexein- und Demultiplex-Ausgang aufweisen.

Die Meßbuchse 28 und/oder die Stimulibuchse 30 können in der Buchse 11 angeordnet und beispielsweise in der berührungslosen Signalüber­ tragung eingebunden sein. Eine oder zwei Koppelstellen werden jedoch eingespart, wenn die beiden Buchsen 28, 30 im beweglichen Teil, dem Stecker 12, des Kopplers 10 untergebracht sind, in die die Meß­ leitungen 27, 29 bedarfsweise einsteckbar sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung betrifft die Ausführung der Meß­ werterfassungseinheit 22, 25 und/oder Stimulieinheit 24, 26 als steckbare Module innerhalb des Steckers 12. Mit dieser Maßnahme werden spezielle Meß- oder Stimuliprobleme bewältigt durch eine speziell auf den Anwendungsfall abgestimmte Auswahl von geeigneten Modulschaltungen.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Kraftfahrzeugdiagnose, mit wenigstens einem im Kraftfahrzeug eingebauten ersten Teil eines Diagnosesignalkopplers, an dem wenigstens eine Meß- und/oder Stimulileitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Koppler (10) wenigstens eine mit einer zu testenden Signalquelle (13) verbindbare Meßwerter­ fassungseinheit (22, 25) und/oder wenigstens eine mit einer zur stimulierenden Signalsenke (14) verbindbare Stimulieinheit (24, 26) zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerterfassungseinheit (22, 25) als steuerbares Vielfachmeßgerät ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Meßwerterfassungseinheit (25) führende Meßleitung (27) und/oder die zur Stimulieinheit (26) führende Stimulileitung (29) abnehmbar ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Koppler (10) und einem Kraftfahrzeug-Diagnosesystem über wenigstens eine Koppelleitung (31) herstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine galvanische Signaltrennung, vorzugsweise mittels Transformatoren oder mit Optokopplern vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Signalübertragung zwischen Koppler (10) und dem Kraftfahrzeug-Diagnosesystem über eine Hochfrequenz-Funkverbindung stattfindet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindung zwischen Koppler (10) und dem Kraft­ fahrzeug-Diagnosesystem über eine als Lichtwellenleiter ausgebildete Koppelleitung (31) stattfindet.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Koppler (10) eine signalverarbeitende An­ ordnung (19) mit Multiplexer und Demultiplexer enthält.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Koppler (10) als Steckverbindung ausgebildet ist mit einer fest im Kraftfahrzeug eingebauten Buchse (11) und einem Stecker (12).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerterfassungseinheit (22, 25) und/oder die Stimulieinheit (24, 26) im Stecker (12) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Koppler (10) eine berührungslose Signalübertragung zwischen dem ersten Teil (11) und dem Stecker (12) vorsieht.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerterfassungseinheit (22) mit einer Meßleitung (21) und daß die Stimulieinheit (24) mit einer Stimuli­ leitung (23) verbindbar sind, wobei die Meß- und die Stimulileitung (21, 23) fest im Kraftfahrzeug verlegt sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßwerterfassungseinheit (25) mit einer freien Meßleitung (27) und Stimulieinheit (26) mit einer freien Stimuli­ leitung (29) verbindbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und/oder Stimulileitung (27, 29) an einer Meß- und Stimuli­ buchse (28, 30) anschließbar ist, wobei die Meß- und Stimulibuchse (28, 30) im Stecker (12) angeordnet sind.