DE4401553A1 - Prüfmodul zur technischen Überwachung von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Prüfmodul zur technischen Überwa­ chung von Fahrzeugen mit einer - mindestens einen Aktor umfas­ senden - Prüfmechanik, mit einer Steuerelektronik für die Prüfmechanik, mit Sensoren zur Meßwerterfassung und mit einer Auswerteelektronik.

Bei TÜV-Stationen werden in der Praxis viele Prüfstände einge­ setzt, bei denen sowohl die Steuerelektronik für die Prüfmecha­ nik als auch die Auswerteelektronik zur Meßwertverarbeitung ge­ trennt von der Prüfmechanik und den Sensoren untergebracht sind. Der Verkabelungsaufwand bekannter Prüfstände ist dement­ sprechend hoch. Außerdem ist der Aufbau herkömmlicher Prüf­ stände in der Regel für einen bestimmten Test und für bestimmte Fahrzeugtypen - also bspw. PKW′s oder LKW′s - ausgelegt. Das Umrüsten eines herkömmlichen Prüfstandes für eine andere Testart ist oftmals relativ aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Prüfmodul zur technischen Überwachung von Fahrzeugen zu schaf­ fen, das dieselben Funktionen erfüllt wie ein herkömmlicher Prüfstand, aber auf einfache Weise für unterschiedliche Testar­ ten verwendet werden kann. Außerdem sollen der Verkabelungsauf­ wand und die Herstellungskosten möglichst gering gehalten wer­ den.

Das erfindungsgemäße Prüfmodul löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist das ein­ gangs genannte Prüfmodul so ausgestaltet, daß die Prüfmechanik, die Steuerelektronik, die Sensoren und die Auswerteelektronik eine autonom arbeitende funktionelle Einheit bilden mit minde­ stens einer gemeinsamen, definierten seriellen Schnittstelle und einer gemeinsamen, integrierten Stromversorgung.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß auch im Be­ reich von TÜV-Stationen Prüfmodule zur Anwendung kommen können, die eine autonom arbeitende funktionelle Einheit bilden. Erfin­ dungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die einzelnen Bestandteile eines Prüfstandes zusammenzufassen und mit einer gemeinsamen, definierten seriellen Schnittstelle und einer gemeinsamen, in­ tegrierten Stromversorgung zu versehen. Der Prüfstand bzw. das Prüfmodul umfaßt also die gesamte Aktorik, wie z. B. Elektromo­ toren und Leistungsbremsen. Außerdem sind sämtliche Sensoren, wie z. B. Kraftaufnehmer, Näherungsschalter, Drehzahlsensoren oder optische Sensoren in den Prüfstand eingebaut. Erfindungs­ gemäß ist nun auch die Elektronik, nämlich die Steuerelektronik für die Prüfmechanik und die Auswerteelektronik zur Meßwertver­ arbeitung im Prüfstand, z. B. in dem derzeit verwendeten Klemm­ kasten, angeordnet. Die von den Sensoren erfaßten Meßwerte wer­ den also direkt im Prüfstand von der Auswerteelektronik verar­ beitet und an der seriellen Schnittstelle bereitgestellt, an die bspw. ein Personalcomputer PC zur weiteren Auswertung der Meßwerte angeschlossen werden kann. Umgekehrt kann über die se­ rielle Schnittstelle und die in das Prüfmodul integrierte Steuerelektronik die Aktorik beeinflußt werden. Erfindungsgemäß ist außerdem erkannt worden, daß das Prüfmodul über die seri­ elle Schnittstelle bzw. über einen angeschlossenen PC auch ein­ fach für verschiedenste Testarten ausgelegt werden kann bzw. zwischen verschiedenen Betriebsmodi gewählt werden kann. Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Prüfmoduls als autonom ar­ beitende funktionelle Einheit mit einer gemeinsamen, definier­ ten seriellen Schnittstelle und einer gemeinsamen, integrierten Stromversorgung wird der Verkabelungsaufwand im Bereich der TÜV-Stationen minimiert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt die funktionelle Einheit des Prüfmoduls mindestens einen Mikroprozessor für die Steuerelektronik und die Auswerteelektronik. Besonders vorteil­ haft ist es, wenn der Mikroprozessor mindestens einen Parame­ terspeicher aufweist. Dabei kann es sich entweder um ein ROM oder ein RAM handeln. In diesem Parameterspeicher können bspw. Kalibrierdaten für die Sensoren abgespeichert sein. Auf diese Weise können unterschiedliche Randbedingungen für die durch­ zuführende Prüfung berücksichtigt werden. In dem Parameterspei­ cher können aber auch Steuerdaten für die Steuerelektronik ab­ gespeichert sein, so daß bspw. einfach zwischen zwei Testmodi umgeschaltet werden kann. In einer besonders vorteilhaften Aus­ gestaltung des erfindungsgemäßen Prüfmoduls dient der Mikropro­ zessor außerdem zur Eigenüberwachung, d. h. zur Fehlererkennung in der Funktionsweise oder auch der Meßwertauswertung des Prüf­ moduls.

Für die Ausgestaltung der seriellen Schnittstelle des erfin­ dungsgemäßen Prüfmoduls gibt es mehrere Möglichkeiten. Beson­ ders vorteilhaft und günstig bezüglich der Herstellungskosten ist es, wenn eine marktübliche Feldbus-Schnittstelle verwendet wird, wie bspw. eine Schnittstelle vom Typ RS-485 oder RS-232. Als serielle Schnittstelle kommt auch ein CAN-Bus in Frage.

Neben der externen seriellen Schnittstelle kann das Prüfmodul auch mit einer internen Schnittstelle zum Anschluß von Bedien-, Anzeige- und Druckelementen versehen sein. Dadurch kann das Prüfmodul entweder im Verbund über die serielle Schnittstelle oder auch als Einzelgerät über die interne Schnittstelle be­ trieben werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, das Prüfmodul entweder über die serielle Schnittstelle oder über die interne Schnittstelle mit Hilfe einer Fernbedienung zu aktivieren.

Die Stromversorgung des erfindungsgemäßen Prüfmoduls kann in unterschiedlicher Weise ausgestaltet sein. So besteht die Mög­ lichkeit, als Stromversorgung einen Generator oder eine Batte­ rie vorzusehen, so daß das Prüfmodul unabhängig vom Netz be­ trieben werden kann. In vorteilhafter Weise verfügt die interne Stromversorgung der einzelnen Komponenten des Prüfmoduls aber über einen gemeinsamen Anschluß zum Versorgungsnetz. Dann wer­ den also sowohl die Prüfmechanik als auch die übrigen Komponen­ ten, die die funktionelle Einheit bilden, vom Netz mit Strom versorgt.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prüfmoduls um­ faßt die Prüfmechanik neben der Aktorik auch eine Lei­ stungselektronik, die zusammen mit der Aktorik ebenfalls Be­ standteil der funktionellen Einheit ist. Aus Sicherheitsgründen und zur Erhöhung der Meßgenauigkeit ist es vorteilhaft, wenn die serielle Schnittstelle des erfindungsgemäßen Prüfmoduls von den übrigen Bestandteilen des Prüfmoduls galvanisch getrennt ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.

Die einzige Figur zeigt den schematischen Aufbau eines er­ findungsgemäßen Prüfmoduls.

Das in der einzigen Figur schematisch dargestellte Prüfmodul 1 bildet erfindungsgemäß eine autonom arbeitende funktionelle Einheit 1. Diese umfaßt eine Prüfmechanik, die im hier darge­ stellten Ausführungsbeispiel aus mehreren Aktoren 2 und einer Leistungselektronik 3 besteht. Des weiteren umfaßt die funktio­ nelle Einheit 1 eine Steuerelektronik 4 für die Prüfmechanik, Sensoren 5 zur Meßwerterfassung und eine Auswerteelektronik 6. Das eine funktionelle Einheit 1 bildende Prüfmodul 1 ist mit einer für alle Komponenten der funktionellen Einheit 1 gemein­ samen, definierten seriellen Schnittstelle 7 versehen und weist eine für alle Komponenten der funktionellen Einheit 1 gemein­ same, in die funktionelle Einheit 1 integrierte Stromversorgung 8 auf. Die Stromversorgung 8 verfügt über einen Anschluß 9 an ein Versorgungsnetz. Über diesen Anschluß 9 und die Stromver­ sorgung 8 wird also jeder Komponente der funktionellen Einheit 1 mit dem für Sie erforderlichen Strom gespeist. Dies ist durch die beiden von der Stromversorgung 8 ausgehenden Pfeile ange­ deutet.

Das hier dargestellte Prüfmodul verfügt über einen Mikroprozes­ sor 10, der sowohl Funktionen der Steuerelektronik 4 als auch der Auswertelektronik 6 erfüllt. Die Steuerelektronik 4 und die Auswerteelektronik 6 sind daher zusammengefaßt dargestellt. Der Mikroprozessor 10 weist zwei Parameterspeicher 11 auf, nämlich ein ROM und ein RAM. In diesen Parameterspeichern 11 können sowohl Kalibrierdaten für die Sensoren 5 gespeichert sein als auch Steuerdaten für die Steuerelektronik 4. Die Steuerelektro­ nik 4 beeinflußt über die Leistungselektronik 3 die Aktoren 2, was über die Pfeile zwischen der Steuerelektronik 4 und der Leistungselektronik 3 sowie der Leistungselektronik 3 und den Aktoren 2 angedeutet ist. Die von den Sensoren 5 erfaßten Meß­ werte werden an die Auswerteelektronik 4 übermittelt, was durch den Pfeil zwischen den Sensoren 5 und der Auswerteelektronik 4 angedeutet ist. Die Auswerteelektronik wird in der Regel ledig­ lich eine Vorverarbeitung der Meßwerte vornehmen, indem die Meßwerte bspw. kalibriert werden.

Der Mikroprozessor 10 kann neben Funktionen der Steuerelektro­ nik 4 und der Auswerteelektronik 6 auch zur Eigenüberwachung des Prüfmoduls 1 dienen und Fehler in der Funktionsweise der einzelnen Komponenten des Prüfmoduls und bspw. der Meßwertaus­ wertung erkennen, so daß das Bedienpersonal des Prüfmoduls ent­ sprechende Maßnahmen treffen kann.

Die serielle Schnittstelle 7 des Prüfmoduls ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als marktübliche Feldbus- Schnittstelle ausgeführt, so daß ein PC zur weiteren Auswertung der erfaßten Meßwerte angeschlossen werden kann. Ein solcher PC kann außerdem zur Beeinflussung der Aktoren 2 über die Steuer­ elektronik 4 und die Leistungselektronik 3 verwendet werden. Ein immer gleiches Grundmodul kann auf diese Weise, d. h. über einen angeschlossenen PC, für unterschiedliche Anwendungen ein­ gesetzt werden.

Die serielle Schnittstelle 7 kann allerdings auch über eine Fernbedienung angesteuert werden. Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die serielle Schnittstelle in dem hier darge­ stellten Ausführungsbeispiel aus Sicherheitsgründen von den üb­ rigen Bestandteilen der funktionellen Einheit 1 galvanisch ge­ trennt ist.

Bezüglich weiterer in der einzigen Figur nicht dargestellter Merkmale wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.

Abschließend sei hervorgehoben, daß die erfindungsgemäße Lehre durch das voranstehende Ausführungsbeispiel lediglich erläu­ tert, jedoch keinesfalls eingeschränkt ist. Die erfindungsge­ mäße Lehre läßt sich außerdem nicht nur in Prüfmodulen zur technischen Überwachung von Fahrzeugen realisieren, sondern auch in Prüfmodulen, die zur technischen Überwachung von Anla­ gen oder Gebrauchsgegenständen, wie bspw. Sitzmöbeln, dienen.

Claims (13)

1. Prüfmodul zur technischen Überwachung von Fahrzeugen mit einer - mindestens einen Aktor (2) umfassenden - Prüfmechanik, mit einer Steuerelektronik (4) für die Prüfmechanik, mit Senso­ ren (5) zur Meßwerterfassung und mit einer Auswerteelektronik (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfmecha­ nik, die Steuerelektronik (4), die Sensoren (5) und die Auswer­ teelektronik (6) eine autonom arbeitende funktionelle Einheit (1) bilden mit mindestens einer gemeinsamen, definierten seri­ ellen Schnittstelle (7) und einer gemeinsamen, integrierten Stromversorgung (8).

2. Prüfmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionelle Einheit (1) mindestens einen Mikroprozessor (10) für die Steuerelektronik (4) und die Auswerteelektronik (6) um­ faßt.

3. Prüfmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (10) mindestens einen Parameterspeicher (11) aufweist.

4. Prüfmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Parameterspeicher (11) Kalibrierdaten für die Sensoren (5) abgespeichert sind.

5. Prüfmodul nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem Parameterspeicher (11) Steuerdaten für die Steuerelektronik (4) abgespeichert sind.

6. Prüfmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mikroprozessor (10) zur Eigenüberwachung dient, so daß Fehler in der Funktionsweise und Meßwertauswer­ tung erkannt werden.

7. Prüfmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die serielle Schnittstelle (7) eine Feldbus- Schnittstelle, vorzugsweise vom Typ RS-485, vom Typ RS-232 oder ein CAN-Bus, ist.

8. Prüfmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die von den Sensoren (5) erfaßten Meßwerte - ggf. in verarbeiteter Form - an der seriellen Schnittstelle (7) anliegen und daß an die serielle Schnittstelle (7) ein Perso­ nalcomputer (PC) zur weiteren Auswertung der Meßwerte ange­ schlossen ist.

9. Prüfmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die funktionelle Einheit (1) mindestens eine interne Schnittstelle zum Anschluß von Bedien-, Anzeige- und Druckelementen aufweist.

10. Prüfmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fernbedienung über die serielle Schnittstelle (7) oder die interne Schnittstelle vorgesehen ist.

11. Prüfmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stromversorgung (8) über einen Anschluß (9) mit dem Netz verbindbar ist.

12. Prüfmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Prüfmechanik eine Leistungselektronik (3) umfaßt und daß die Leistungselektronik (3) ebenfalls Bestand­ teil der funktionellen Einheit (1) ist.

13. Prüfmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die serielle Schnittstelle (7) von den übri­ gen Bestandteilen galvanisch getrennt ist.