DE3923937A1 - Diagnoseeinrichtung fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

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

In jüngerer Zeit werden Kraftfahrzeuge mit elektronischen Steuersystemen ausgerüstet, um die verschiedenen Komponenten der Maschine, z. B. Kraftstoffeinspritzer zur Verbesserung des Fahrverhaltens, der Abgasemission, des Kraftstoffverbrauches oder der Maschinenleistung, zu steuern. Das elektronische Steuersystem steuert die Komponenten basierend auf Informa­ tionen, die über Ausgangssignale von verschiedenen Sensoren zum Feststellen der Maschinenbetriebsbedingungen stammen. Wenn somit Fehlfunktionen der Komponenten und der Sensoren auftre­ ten, so ist der Betrieb der Maschine gestört.

Durch die Verkomplizierung derartiger elektronischer Steuer­ systeme wird es immer schwieriger, Fehler schnell zu finden. Aus diesem Grund sollen die Kraftfahrzeugwerkstätten mit Dia­ gnoseeinrichtungen ausgerüstet werden, um die elektronischen Steuersysteme schnell überprüfen zu können.

Aus der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 59-61 740 ist eine Diagnoseeinrichtung bekannt, bei der Lampen am Fahrzeug vorgesehen sind, die aufleuchten oder blinken, wenn in den Sensoren oder Betätigungselementen, z.B. den Einspritzern, Betriebsstörungen auftreten. Die tatsächlichen momentanen Zu­ stände der fehlerhaften Sensoren oder Betätigungselemente kön­ nen jedoch nicht durch die Lampen dargestellt werden.

Aus der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 58-12 848 ist eine Diagnoseeinrichtung bekannt, bei der eine exklusive Überprüfungsanordnung vorgesehen ist, um die Puls­ dauer der Kraftstoffeinspritzung und die Maschinendrehzahl festzustellen und um zu überprüfen, ob die Leerlaufdrehzahl normal ist. Die Überprüfungseinrichtung ist nur für die Über­ prüfung eines speziellen Typs eines Fahrzeugs ausgelegt.

Fig. 5 zeigt eine in jüngerer Zeit vorgeschlagene Diagnoseein­ richtung, die eine Diagnoseanordnung 102 und eine Speicher­ kassette 103 umfaßt, die abnehmbar an der Anordnung 102 an­ gebracht ist. Die Speicherkassette 103 weist einen Speicher, z. B. ein ROM, zum Speichern von Diagnoseprogrammen und festen Daten für Typ und Baujahr eines Kraftfahrzeuges 100 auf. Es sind verschiedene Kassetten 103 für alle Fahrzeugtypen vor­ gesehen, so daß das Wartungspersonal eine Kassette für das zu bearbeitende Fahrzeug ausgesucht und an die Diagnoseanordnung 102 angebracht wird. Zwischen der Speicherkassette 103 und dem elektronischen Steuersystem 101 im Fahrzeug 100 wird eine Zwei­ weg-Kommunikation zur Diagnose des elektronischen Steuersystems 101 durchgeführt.

Wenn das elektronische Steuersystem 101 in einem solchen Fahr­ zeug verbessert wird oder wenn das Diagnoseprogramm in Übereinstimmung mit der Verbesserung verändert oder zusätzliche Diagnosepunkte aufgrund von zusätzlichen Sensoren oder Betäti­ gungselementen benötigt werden, so muß man eine andere Speicher­ kassette benützen.

Da das ROM, in welchem Diagnoseprogramme und feste Daten gespeichert sind, in der Speicherkassette bei deren Herstellung montiert wird, können die Daten und Programme in der Kfz-Werk­ statt nicht überschrieben werden. Eine einfache Überprüfung eines verbesserten Fahrzeugs ist somit durch die Bedienungs­ person nicht möglich. Um weiterhin verschiedene Motorfahrzeu­ ge zu untersuchen, muß eine große Anzahl von Speicherkassetten für die verschiedenen Fahrzeugtypen in der Werkstatt vorhanden sein, was die Investitionen der Werkstatt wesentlich erhöht.

Als Speicher für die Diagnoseanordnung wird normalerweise ein maskendruck-programmierbares ROM oder ein EPROM verwendet. Um eine Maske für ein maskendruck-programmierbares ROM zu fixie­ ren, wird jedoch viel Zeit benötigt. Auch das Speichern von neuen Programmen in einem EPROM benötigt viel Zeit. Darüber hinaus muß für jeden neuen Speicher eine vollständig neue Kas­ sette vorgesehen werden, was die Kosten hebt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Diagnoseeinrich­ tung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ein Diagnosehauptprogramm für eine Fahrzeugmaschine ent­ sprechend dem zu untersuchenden Fahrzeugtyp leicht ohne Ände­ rung der Speicherkassette veränderbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit eine Diagnoseein­ richtung vorgeschlagen, umfassend eine CPU zum Untersuchen ei­ nes elektronischen Steuersystems einer Kraftfahrzeugmaschine mit einer Speicherkassette, die abnehmbar an der Diagnosean­ ordnung befestigt ist, einen ersten Speicher in der Speicher­ kassette zum Speichern eines Diagnoseprogramms und einen zwei­ ten Speicher in der Speicherkassette, der ein Bootstrap- Programm zum Laden eines Hauptdiagnoseprogramms gespeichert enthält, das in einem externen Speicher gespeichert ist. Das Hauptdiagnoseprogramm, das im externen Speicher gespeichert ist, wird in Übereinstimmung mit dem Bootstrap-Programm in den ersten Speicher geladen, um eine Diagnose durchzuführen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der ex­ terne Speicher eine Floppy Disk in einem Computer.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung. Diese werden im folgenden an­ hand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Diagnosesystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2a und 2b Blockdiagramme des Systems;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Systems bzw. zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Diagnoseanordnung und eines externen Speichers; und

Fig. 5 eine schematisierte Darstellung eines herkömmlichen Systems.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Automobil 1 mit einem elektroni­ schen Steuersystem 2 versehen, um verschiedene Komponenten ei­ ner Maschine E zu steuern. Das elektronische Steuersystem 2 ist an einen externen Verbinder 24 angeschlossen. Eine trag­ bare Diagnoseeinrichtung 25 ist vorgesehen, die einen Mikro­ computer umfaßt, der in einem Gehäuse 25 a angebracht ist. Das Gehäuse weist einen Verbinder 26 auf, der mit dem Verbinder 24 des Systems 2 über ein Adapterkabel 27 verbindbar ist.

Die Diagnoseanordnung 25 umfaßt einen Betriebsschalter 43, eine Flüssigkristallanzeige 31, einen Anzeigeabschnitt 30 bestehend aus mehreren LED-Anzeigen und ein Tastenfeld 32. Ein Verbinder 33 ist vorgesehen, um eine abnehmbare Speicher­ kassette 34 anzukoppeln.

Wie in den Fig. 2a und 2b gezeigt, umfaßt das elektronische Steuersystem 2 eine Zentralprozessoreinheit (CPU) 3, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 4, einen Lesespeicher (ROM) 5, ein Eingangs-Interface 6 und ein Ausgangs-Interface 7. Die CPU 3, das RAM 4, das ROM 5, das Eingangs- und das Aus­ gangs-Interface 6 bzw. 7 sind untereinander über einen Bus 8 verbunden. Programme und Daten zum Steuern der Maschine E und feste Daten, wie z. B. Daten betreffend den Fahrzeugtyp, sind im ROM 5 gespeichert. Der CPU 3, dem Eingangs- und dem Aus­ gangs-Interface 6 bzw. 7 und einem Treiber 18 wird elektri­ scher Strom aus einer Quelle BV über eine Konstantspannungs­ schaltung 45 zugeführt.

In das Eingangs-Interface 6 wird ein Kühlmittel-Temperatursig­ nal Tw von einem Kühlmittel-Temperatursensor 9, ein Luft-/ Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungssignal λ von einem O₂-Sensor 10, ein Einlaßluftmengensignal Q von einem Ansaugluftmengen­ fühler 11, ein Klimaanlagenbetriebssignal SWa von einem Klima­ anlagenschalter 12, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal S von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13, ein Leerlaufsignal SWi von einem Leerlaufschalter 14, ein Drosselklappenöffnungs­ gradsignal R von einem Drosselklappenpositionssensor 15, ein Neutralpositionssignal SWn von einem Neutralschalter 16 in ei­ nem Getriebe sowie ein Motordrehzahlsignal N von einem Motor­ drehzahlsensor 17 zugeführt. Diese Signale werden im RAM 4 nach einer Verarbeitung von Daten in Übereinstimmung mit einem im ROM 5 gespeicherten Programm gespeichert. Die CPU 3 gibt jeweils Steuersignale ab, die dem Treiber 18 über das Ausgangs- Interface 7 zugeführt werden. Der Treiber 18 gibt Signale zum Steuern einer Behältersteuerung 19 eines Kraftstoffdampf- Emissionskontrollsystems, eines EGR-Betätigungselementes 20 (Abgas-Rezirkulationssystem), eines Leerlaufsteuerungsbetäti­ gungsorgans 21, einer Zündspule 22 und mehrerer Kraftstoffein­ spritzer 23 ab.

Der Treiber 18 führt weiterhin Signale zu Signallampen 23 a. Die Signallampen 23 a sind im elektronischen Steuersystem 2 vor­ gesehen, um Abnomalitäten des Systems 2 anzuzeigen. Wenn eine derartige Abnomalität im System 2 über eine Selbstdiagnose­ funktion festgestellt wird, so wird ein entsprechender Fehler­ code aus dem ROM 5 ausgelesen, um so mehrere der Lämpchen 23 a anzuschalten bzw. blinken zu lassen, um so den Fehlercode er­ kennbar zu machen.

Die Diagnoseanordnung 25 umfaßt eine Steuereinheit 28 und eine Stromversorgungsquelle 29. Die Steuereinheit 28 umfaßt eine CPU 36, ein RAM 37, Eingangs-/Ausgangs-Anschlüsse 39 und 40 (I/O-Anschlüsse) und einen Zeitgeber 38. Diese Elemente sind untereinander über einen Bus 35 a verbunden. Ein Taktpulsgene­ rator 42 ist vorgesehen, um Synchronisationspulse zu erzeugen. Ein RAM 41 und ein ROM 44 sind in der Speicherkassette 34 an­ geordnet und mit dem Bus 35 a über einen Bus 35 b und dem Ver­ binder 33 verbunden. Das RAM 41 ist so ausgebildet und angeord­ net, daß ein Hauptprogramm für die Diagnose des Steuersystems 2 eines Fahrzeugs speicherbar ist. Das ROM speichert ein beson­ deres Diagnoseprogramm sowie ein Bootstrap-Programm, das wei­ ter unten näher beschrieben wird. Die Eingänge des I/O-Eingangs 40 sind mit dem Ausgangs-Interface 7 des Steuersystems 2 über die Verbinder 24 und 26 sowie den Adapter 27 so verbunden, daß Ausgangssignale der Sensoren und Schalter 9 bis 17 aufgenommen werden können. Die Ausgänge des Ausgangs 40 sind mit dem An­ zeigeabschnitt 30 verbunden. Weiterhin sind Eingänge des I/O- Eingangs 39 mit dem Tastenfeld 32 verbunden, so daß ein Betriebsartenauswahlsignal abhängig von der Betätigung des Tastenfeldes 32 abgebbar ist. Weiterhin ist der I/O-Eingang 39 mit dem Ausgangs-Interface 7 verbunden. Die Ausgänge des Ausgangs 39 sind mit dem Eingangs-Interface 6 und der Anzeige 31 verbunden. Die Stromversorgung 29 zum Versorgen der CPU 36 und der I/O-Eingänge bzw. -Ausgänge 39 und 40 ist mit der Quel­ le BV über den Betriebsschalter 43 verbunden.

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Diagnoseanordnung 25 über einen Abzweigverbinder 26 a mit einem frei programmierbaren Computer 60 als externem Speicher verbunden. Dieser weist eine Floppy-Disk-Einheit 70 und eine Floppy-Disk 80 auf. Auf diese Weise wird der I/O-Eingang 39 mit dem Computer 60 verbunden. Hauptprogramme zum Diagnosti­ zieren von Maschinen verschiedener Fahrzeugtypen sind auf der Floppy-Disk 80 gespeichert. Wenn das im ROM gespeicherte Diag­ noseprogramm nicht verwendet werden kann, da das elektronische Steuersystem 2 des zu überprüfenden Fahrzeugs geändert oder Sensoren bzw. Betätigungselemente hinzugefügt wurden, so wird ein entsprechendes auf der Floppy Disk 80 gespeichertes Haupt­ programm in das RAM 41 geladen, so daß nun eine Diagnose in Übereinstimmung mit dem geladenen Programm erfolgen kann.

Vor Durchführung des Diagnoseprogramms wird das Steuersystem 2 mit der Diagnoseanordnung 25 über den Adapter 27 verbunden. Eine Kassette 34 wird an die Diagnoseanordnung 25 angeschlos­ sen. Weiterhin wird der Computer 60 mit der Diagnoseanordnung 25 verbunden und eine Floppy Disk 80 in die Floppy-Disk-Einheit 70 eingeschoben.

Im folgenden wird der Betrieb des erfindungsgemäßen Systems bzw. wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezug auf das Flußdiagramm nach Fig. 3 erläutert. Zunächst wird die Maschine gestartet. Dann wird das folgende Diagnoseprogramm bei laufen­ der Maschine durchgeführt.

Der Betriebsschalter 43 wird angeschaltet und das ROM 44 in der Kassette 34 ausgewählt. Das RAM 37 in der Diagnoseanordnung 25 wird aktiviert. Demzufolge werden Adreßräume der CPU 36 adressiert, woraufhin ein im ROM 44 gespeichertes Bootstrap- Programm beginnt.

In einem Schritt 50 werden der I/O-Eingang 39 zum Laden des Diagnoseprogramms und das RAM 37 zum Speichern des Diagnose­ programms initialisiert. In einem Schritt 51 wird ein Lademodul des Bootstrap-Programms zum Laden des Diagnoseprogramms vom ROM 44 zum RAM 37 übertragen. In einem Schritt 52 wird das RAM 41 in der Kassette 34 anstelle des ROMs 44 ausgewählt, so daß die gesamten Adreßräume der CPU 36 durch das RAM 37 und das RAM 41 gebildet werden. Nun wird das Lademodul, das im RAM 37 gespeichert ist, abgearbeitet, so daß ein Übertragungs­ anforderungssignal an den Computer 37 und das RAM 41 gegeben wird. Das im RAM 37 gespeicherte Lademodul wird durchgeführt und sendet ein Datenanforderungssignal an den Computer 60, so daß ein auf der Floppy Disk 80 gespeichertes Diagnoseprogramm in das RAM 41 übertragen wird. In einem Schritt 53 wird ab­ gefragt, ob das Laden des Diagnoseprogramms beendet wurde. Wenn nicht, so kehrt das Programm zum Schritt 52 zurück und fährt mit dem Laden fort. Nach Beendigung des Ladevorgangs springt das Programm zu einem Schritt 54.

Im Schritt 54 wird eine Interrupt-Vektortabelle aufgebaut.

In einem Schritt 55 springt das Programm zu einer ersten gespeicherten Adresse des Diagnoseprogramms (gespeichert im RAM 41) und arbeitet diese ab.

Auf diese Weise können verschiedene Programme in das RAM 41 aus einem externen Speicher geladen werden, so daß das Fahr­ zeug ohne Ändern der Speicherkassette 34 untersucht werden kann, und zwar auch dann, wenn die Sensoren, die Betätigungs­ elemente und das Steuersystem sich nach Herstellung des elek­ tronischen Steuersystems 2 ändern.

Das ROM 44 kann so aufgebaut sein, daß es ein Programm zum direkten Übertragen des Diagnoseprogramms von der Floppy Disk 80 über eine exklusive Floppy-Disk-Einheit ohne Verwendung ei­ nes Computers 60 übertragen läßt. Die Speicherkassette 34 wird weiterhin vorzugsweise mit einer Backup-Batterie ausgestattet, so daß ein Diagnoseprogramm direkt in das RAM 41 über ein I/O- Interface geladen werden kann.

Aus obigem geht hervor, daß mit der vorliegenden Erfindung ein Diagnosesystem aufgezeigt wird, bei dem ein Diagnoseprogramm in Übereinstimmung mit Änderungen des Typs des zu untersuchen­ den elektronischen Steuersystems, der Sensoren oder dergleichen änderbar ist.

Claims (3)

1. Diagnoseeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer CPU (36) zum Überprüfen eines elektronischen Steuersystems (2) einer Brennkraftmaschine (E), die in einem Kraftfahrzeug montiert ist, gekennzeichnet durch
eine Speicherkassette (34), die abnehmbar an der Diagnose­ einrichtung (25) angebracht ist,
einen ersten Speicher (41) , der in der Speicherkassette (34) angeordnet und derart ausgebildet ist, daß ein Diagnosepro­ gramm speicherbar ist,
einen zweiten Speicher (44), der in der Speicherkassette (34) angeordnet und derart ausgebildet ist, daß ein Boots­ trap-Programm zum Laden eines Hauptdiagnoseprogramms spei­ cherbar ist, welches in einem externen Speicher (80) gespeichert ist, und durch Ladeeinrichtungen (70) zum Laden des im externen Speicher (80) gespeicherten Diagnoseprogramms in den ersten Speicher (41) in Übereinstimmung mit dem Bootstrap-Programm.

2. Diagnoseeinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Überprüfen eines elektronischen Steuersystems (2) einer Brennkraft­ maschine (E), die in einem Kraftfahrzeug montiert ist, wo­ bei das elektronische Steuersystem (2) Sensoren (9 bis 17) zum Feststellen von Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs und Steuereinrichtungen (3-7) aufweist, um Eingangsdaten aus den Sensoren (9-17) zu speichern und Ausgangsdaten zum Steuern des Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, wobei die Diagnoseeinrichtung (25) eine Steuereinheit (25 a) umfaßt, die auf die Ausgangsdaten hin diese automatisch diagnosti­ ziert und Diagnosedaten abgibt, mit Anzeigeeinrichtungen (31) zum Anzeigen der Diagnosedaten, mit einem Tastenfeld (32) zum Eingeben eines Diagnosemodus in die Steuereinheit (25 a), mit Verbindungseinrichtungen (24, 26, 27) zum Ver­ binden der Steuereinheit (25 a) mit dem elektronischen Steuer­ system (2), gekennzeichnet durch einen separaten Computer (60), der mit der Diagnoseeinrich­ tung (25) verbunden ist und derart ausgebildet ist, daß er ein Hauptprogramm speichern kann, mit einer Speicherkasset­ te (34), die abnehmbar an der Diagnoseeinrichtung (25) an­ gebracht ist und in welcher ein Diagnoseprogramm speicher­ bar ist, wobei Speichereinrichtungen (41, 44) in der Spei­ cherkassette (34) zum Speichern eines Bootstrap-Programms, welches so ausgebildet ist, daß das Hauptprogramm aus dem separaten Computer (60) in die Diagnoseeinrichtung (25) ladbar ist, und durch Ladeeinrichtungen (70) zum Laden des Hauptprogramms, das im separaten Computer (60) gespeichert ist, in die Speichereinrichtung (41) in Übereinstimmung mit dem Bootstrap-Programm.

3. Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinrichtungen eine Floppy Disk (70) umfassen, die im Computer (60) verwendbar bzw. angebracht ist.