DE69623204T2

DE69623204T2 - Modulares drahtloses Diagnose-, Test- und Informationssystem

Info

Publication number: DE69623204T2
Application number: DE69623204T
Authority: DE
Inventors: Hossein Arjomand
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2016-06-27
Also published as: EP0754940A3; EP0754940A2; EP0754940B1; US6094609A; JPH0943009A; DE69623204D1; US5884202A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Testvorrichtung und spezieller auf diagnostische Test- und Informationssysteme. Speziell bezieht sich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung auf ein modulares, drahtloses, diagnostisches Test- und Informationssystem, das ein kombiniertes Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul und zumindest ein ferngesteuertes Instrumentierungsmodul aufweist, das durch eine drahtlose Kommunikation verbunden ist. Das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul weist eine interaktive Anzeige auf, die es dem Benutzer ermöglicht, die Funktionen des/der ferneingesetzten Instrumentierungsmodule/Moduls zu Befehlen und Daten durch eine Interaktion mit der Anzeige einzugeben, und das auch Anwendungsprogramme ausführt und dem Benutzer Informationen an anzeigt. Zum Beispiel sieht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ein kombiniertes Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul mit einer interaktiven Anzeige vor, bei der der Benutzer mit der Anzeige interagiert, um auf komplexe technische Informationen zuzugreifen, die verwendet werden, um ein Kraftfahrzeug zu warten und zu reparieren und die Instrumentierungsmodule / das Instrumentierungsmodul über eine drahtlose Kommunikationsverbindung in Form eines lokalen Funkfrequenznetzes (RF-LAN; RF-LAN = radio frequency local area network) zu steuern, um Messungen am Fahrzeug auszuführen sowie um Diagnoseroutinen auszuführen und um dem Benutzer Informationen anzuzeigen. Ein solches modulares, drahtloses, diagnostisches Test- und Instrumentierungssystem für Kraftfahrzeuge ist speziell dazu nützlich, um an den Benutzer Informationen über ein Kraftfahrzeug und eine Kraftfahrzeugdiagnostik während der Wartung oder Reparatur des Fahrzeugs zu liefern.
Obwohl das modulare, drahtlose, diagnostische Test- und Informationssystem gemäß der Erfindung dazu geeignet ist, in verschiedenen Anwendungen verwendet zu werden, hat man herausgefunden, daß es zur Verwendung bei der Wartung und Reparatur bei Kraftfahrzeugen besonders vorteilhaft ist. Daher wird ein Ausführungsbeispiel des modularen, drahtlosen, diagnostischen Test- und Informationssystem gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Service eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die Wartung und Reparatur von Kraftfahrzeugen beschränkt ist, sondern auch bei Nicht- Kraftfahrzeug-Anwendungen anwendbar sein kann.
Heutzutage gibt es verschiedene tragbare Tester, die in Verbindung mit der Wartung und Reparatur von Kraftfahrzeugen verwendet werden. Typischerweise umfassen diese Tester Kabel, die an einer mikroprozessorbasierten tragbaren Vorrichtung angebracht sind. Die Kabel umfassen z. B. ein Kabel, das mit der Kraftfahrzeugbatterie verbunden ist, und ein weiteres Kabel, das mit einem elektrischen System oder einer Komponente des Kraftfahrzeugs verbunden ist, um Volt und Strom zu messen, sowie ein Datenkabel, daß mit dem Motorsteuerungsmodul verbunden ist, um Informationen über den Betrieb des Fahrzeugs an den tragbaren Tester zu übertragen oder um dem Tester zu ermöglichen, verschiedene Kraftfahrzeugfunktionen zu steuern. Siehe z. B. Tech 1, "Cartridges and Accessories", September 1989.
Leider sind die Kabel, die mit dem Kraftfahrzeug verbunden sind, typischerweise schwer und unbiegsam. Folglich ist der tragbare Tester bei der Betätigung unhandlich, was für den Benutzer unpraktisch ist. Ferner ist der Anzeigebildschirm auf dem tragbaren Tester typischerweise klein, und daher kann dem Benutzer nur ein minimaler Betrag an Informationen angezeigt werden.
Im Hinblick auf die Anzeige von Informationen für den Benutzer besteht in der Kraftfahrzeugs-Servicebucht die Tendenz zu einem größeren Zugriff auf Informationen bezüglich Wartung und Reparatur. Diese Tendenz erfordert, daß der Benutzer in seiner oder ihrer Testvorrichtung einen größeren Anzeigebildschirm sowie viele Verbindungen zum Kraftfahrzeug sowie zu einem lokalen Händlernetz (LAN) einbauen läßt.
Aus historischer Sicht haben Kraftfahrzeughersteller gedruckte Informationen bezüglich der Wartung und Reparatur bereitgestellt. Als Dienstleistung für das Kraftfahrzeugs- Wartungs- und Reparaturpersonal lieferten die Hersteller veröffentlichte Informationen, wie z. B. Handbücher, zur Bezugnahme während der Wartung und Reparatur von Kraftfahrzeugen. Jedoch erfordern veröffentlichte Informationen eine große Menge an Platz.
Noch vor kurzem haben Kraftfahrzeughersteller Wartungs- und Reparaturinformationen auf einer Mikroliche bereitgestellt, die regelmäßig aktualisiert wird. Obwohl die Mikroliche die Platzanforderungen verringert, kann die Mikroliche falsch eingeordnet werden, und Mikroliche-Lesegeräte sind umständlich zu verwenden.
Heutzutage bestehen verschiedene computerbasierte Systeme zum Liefern von Kraftfahrzeugs-Wartungs- und Reparaturinformationen. Einige dieser computerbasierten Systeme umfassen auch Instrumente zum Ausführen von Messungen in Verbindung mit einer Kraftfahrzeugs-Begutachtung- und Diagnose. Zum Beispiel ist ein solches computerbasiertes System das Model HP 27070B ("TestBook"), daß bei der Hewlett-Packard Company, Palo Alto, Kalifornien, erhältlich ist. Siehe "HP TestBook", Hewlett-Packard Company, Artikelnr. 5091-9697E, September 1993.
Das TestBook-System ist ein tragbares integriertes Personalcomputer- und Testsystem, das ein kompaktes mobiles Test- und Informations-Tool zur Verwendung in der Kraftfahrzeugs-Servicebucht oder bei einem Straßentest liefert.
Das TestBook-System weist einen 486er mikroprozessorbasierten Personalcomputer, ein integriertes verstellbares VGA- Flüssigkristall-Anzeigeschirm (LCD-Schirm) und eine interaktive Touchscreen-Benutzerschnittstelle mit einem kapazitiven berührungsaktivierten Bildschirm und ein eingebautes CD-ROM-Laufwerk auf, um einen schnelleren und leichteren Zugriff auf die neuesten Servie-Verfahren und Informationen zur Wartung und Reparatur eines Kraftfahrzeugs zu liefern. Eine eingebaute Meßinstrumentierung und eine programmierbare Kommunikationsschnittstelle bieten eine Testfähigkeit für computergestützte Diagnoseanwendungen. Das TestBook- System kann kundenspezifisch konfiguriert sein, um verschiedene MS-DOS-, Windows- oder OS/2- Anwendungsanforderungen zu erfüllen.
Obgleich das TestBook-System schnellen Zugriff auf eine große Menge von Informationen, die zur Wartung und Reparatur eines Kraftfahrzeugs notwendig sind, liefert, müssen Kabel, die mit dem Fahrzeug verbunden sind, an die Meßinstrumentierung angebracht werden, die in das System integriert ist. Folglich ist das TestBook-System, wie im Fall des tragbaren Testers, unhandlich und wird während der Verwendung typischerweise auf einer Arbeitsoberfläche, wie z. B. einer Werkbank oder einem Werkzeugkasten, abgestellt. Daher hat der Benutzer keinen schnellen Zugriff auf die integrierte interaktive Anzeige des TestBook-Systems, während er oder sie sich unter der Haube des Kraftfahrzeugs befindet.
Zusätzlich wird ein Test- und Informations-Tool zur Wartung und Reparatur eines Kraftfahrzeugs, das eine selektiv lösbare, fernbediente, interaktive Anzeigeeinheit aufweist, die ein tragbares, integriertes Personalcomputer- und Testsystem steuert, in der mitanhängigen U.S.-Patentanmeldung mit dem Seriencode/Seriennummer 08/421.591, eingereicht am 12. April 1995, das an die Anmelderin dieser Erfindung übertragen wurde, offenbart. Dieses Kraftfahrzeugs-Test- und Informations-Tool liefert eine erhöhte Benutzermobilität als das TestBook-System, weil die Anzeigeeinheit nicht dadurch beeinträchtigt wird, daß sie in den Personalcomputer integriert ist, der das zusätzliche Gewicht der Meßinstrumentierung aufweist, die durch Kabel, die mit den elektrischen Systemen und Komponenten verbunden sind, sowie durch das Motorsteuermodul des Kraftfahrzeugs, verkabelt ist.
Die Meßinstrumentierung ist jedoch in den Personalcomputer integriert, was ein speziell konzipiertes Gehäuse erfordert, um sowohl die Personalcomputer- als auch Meßinstrumentierung unterzubringen. Die integrierte Personalcomputer- und Meßinstrumentierung muß auch Umwelt- und Sicherheitsanforderungen bezüglich der Testvorrichtung erfüllen, die in einer Kraftfahrzeugs-Servicebucht verwendet wird.
Daher ist es wünschenswert, ein System zu schaffen, das den Zugriff auf Informationen durch einen Benutzer während der Wartung und Reparatur während eines Kraftfahrzeugs erleichtert. Zusätzlich wäre es wünschenswert, dem Benutzer zu ermöglichen, die Anzeige von Informationen über die Wartung und Reparatur eines Kraftfahrzeuges zu steuern und notwendige Messungen auszuführen, sowie dem Benutzer Informationen anzuzeigen, während er oder sie sich unter der Haube des Fahrzeugs befindet. Es wäre ferner wünschenswert, ein interaktives Informationsanzeige- und Steuersystem zu haben, das nicht durch Kabel, die mit dem Kraftfahrzeug verbunden sind, beeinträchtigt wird. Es wäre außerdem wünschenswert, ein diagnostisches Test- und Informationssystem zu haben, das durch die Auswahl einer beliebigen Menge von Meßinstrumentierungen skalierbar ist. Ferner wäre es wünschenswert, ein diagnostisches Test- und Informationssystem zu schaffen, das sowohl die Anzahl von speziell konzipierten Komponenten als auch die Anzahl von Komponenten minimiert, die den strengen Umwelt- und Sicherheitsanforderungen für Vorrichtungen, die in einer Kraftfahrzeug- Servicebucht verwendet werden, unterliegen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht ein modulares, drahtloses diagnostisches Test- und Informationssystem vor, das drahtlose vernetze Module aufweist. Die drahtlosen vernetzten Module umfassen eine Einrichtung, die ein kombiniertes Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul aufweist, die Informationen an den Benutzer liefert. Die drahtlosen vernetzten Module umfassen auch zumindest ein fernbedientes Instrumentierungsmodul zum Ausführen verschiedener Messungen und/oder Liefern von Daten unter dem Befehl des Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Moduls. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Benutzerschnittstellenmodul und ein separates Hauptsteuermodul vorhanden, und das Benutzerschnittstellenmodul befiehlt dem fernbedienten Hauptsteuermodul, diagnostische Routinen auszuführen, und zeigt Informationen an, die an den Benutzer durch das Hauptsteuermodul durch eine drahtlose Kommunikation geliefert werden. Obwohl das modulare, drahtlose, diagnostische Test- und Informationssystem mit der Benutzerschnittstelle und dem kombinierten oder separaten Hauptsteuermodul und den fernbedienten Meßinstrumentierungsmodulen zur Wartung und Reparatur eines gegebenen Typs einer komplexen Vorrichtung, wie z. B. einem Kraftfahrzeug, verwendet werden kann, wird darüber nachgedacht, das das System gemäß der Erfindung generalisiert werden kann, um auf Informationen und Befehlsfunktionen durch die drahtlose Kommunikation zuzugreifen, sowie um Informationen anzuzeigen, die notwendig sind, um andere Serviceanbieter (wie z. B. Vorrichtungsbetreiber, Doktoren und andere) beim Liefern von Dienstleistungen zu unterstützen..
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liefert das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul Informationen und kann andere Funktionen durchführen, z. B. ein Ausführen eines Kraftfahrzeugs-Wartungs- und Reparatur- Anwendungsprogramm, das auf Kraftfahrzeugs-Wartungs- und Reparaturinformationen zugreift. Die fernbedienten Instrumentierungsmodule weisen vorzugsweise Instrumente auf, wie z. B. ein digitales Volt-Ohm-Meter-Modul (DVOM-Modul), das mit einem Kraftfahrzeug zum Ausführen von Messungen verbunden ist. Die Instrumentierungsmodule weisen auch ein Fahrzeugkommunikationsschnittstellen-Instrumentierungsmodul (VCI-Instrumentierungsmodul) auf, das mit dem Motorsteuerungsmodul eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Das einzigartige Attribut dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, daß das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul mit einer interaktiven Anzeige versehen ist, das die/das fernbedienten Instrumentierungsmodul/e über eine drahtlose Informationsverbindung, z. B. ein lokales Funkfrequenznetz (RF-LAN), befiehlt, sowie um dem Benutzer Informationen anzuzeigen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Benutzerschnittstellenmodul ein separates, tragbares, leichtgewichtiges Modul mit einem Benutzereingabe- Digitalisierer, wie z. B. einer Touchscreen- oder Stiftschnittstelle. Das Benutzerschnittstellenmodul kommuniziert mit einem separaten, fernbedienten Hauptsteuermodul durch die drahtlose Kommunikation. Das Hauptsteuermodul weist Massenspeichervorrichtungen auf, die Volumen von Informationen liefern, die zur Kommunikation mit dem Benutzerschnittstellenmodul gespeichert sind. Das Hauptspeichermodul führt diagnostische Routinen aus und überträgt Diagnostik und Informationen über ein Kraftfahrzeug, das begutachtet oder repariert wird, an das Benutzerschnittstellenmodul. Daher wird das Benutzerschnittstellenmodul mit der interaktiven Anzeige im Hinblick auf das Hauptschnittstellenmodul fernbedient, so daß der Benutzer über eine größere Mobilität verfügt. Wäre das Benutzerschnittstellenmodul kein separates fernbedientes Modul, müßte der Benutzer das zusätzliche Gewicht der Messenspeichervorrichtungen, die in das Hauptsteuermodul integriert sind, tragen. Zusätzlich ist/sind die/das fernbedienten Instrumentierungsmodul/e sowohl mit dem Benutzerschnittstellenmodul als auch dem Hauptsteuermodul durch die drahtlose Kommunikation verbunden und sind weder mit dem Benutzerschnittstellenmodul noch mit dem Hauptsteuermodul durch Kabel verkabelt. Alle Verbindungen zum Kraftfahrzeug verlaufen zu den/zum Instrumentierungsmodul/en, um eine elektrische Isolation zu liefern. Das Hauptsteuermodul kann ein im Handel erhältliches Personalcomputersystem sein, das in einer Büroumgebung untergebracht ist, und erfordert keine kundenspezifische Anpassung zur Integration der Meßinstrumentierung oder muß nicht konfiguriert sein, um der strengen Umgebung einer Kraftfahrzeugs-Servicebucht standzuhalten.
Die einzige erforderliche Benutzerschnittstelle, um das kombinierte oder separate Benutzerschnittstellenmodul und das Hauptsteuermodul zu betreiben, ist die interaktive Anzeige. Mit dieser Benutzerschnittstellen-Modulkonfiguration verfügt der Benutzer über eine volle Mobilität, um in und um ein Kraftfahrzeug herum zu arbeiten, ohne zahlreiche Kabel bewältigen zu müssen. Das kombinierte oder separate Benutzerschnittstellenmodul kann auch mit einem Kippständer und/oder Aufhänger versehen sein, der selektiv am Benutzerschnittstellenmodul befestigt ist, so daß das Benutzerschnittstellenmodul auf der Motorhaube oder anderen Merkmalen eines Kraftfahrzeugs abgestellt oder aufgehängt werden kann. Dies befreit die Hände des Benutzers, um andere Aufgaben ausführen zu können.

Kurze Beschreibung der Druckzeichnungen

Die obigen und weiteren Aufgaben und Merkmale und begleitenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute im Hinblick auf die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele, die nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen aufgeführt werden, besser verständlich. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels des modularen, drahtlosen, diagnostischen Test- und Informationssystems, das ein kombiniertes Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul und zumindest ein fernbetriebenes Instrumentierungsmodul aufweist, das durch die drahtlose Kommunikation gemäß der Erfindung verbunden ist;
Fig. 2 eine isometrische Ansicht einer exemplarischen Implementierung des kombinierten Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Moduls, das im System, das in Fig. 1 gezeigt ist, enthalten ist;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Instrumentierungsmoduls, das im System, das in Fig. 1 gezeigt ist, enthalten ist;
Fig. 4 eine isometrische Ansicht einer exemplarischen Implementierung eines Fahrzeugkommunikationsschnittstellen-Instrumentierungsmoduls (VCI- Instrumentierungsmoduls), das im System, das in Fig. 1 gezeigt ist, enthalten ist;
Fig. 5 eine isometrische Ansicht einer exemplarischen Implementierung eines Digital-Volt-Ohm-Meter- Instrumentierungsmoduls (DVOM- Instrumentierungsmoduls), das in dem System, das in Fig. 1 gezeigt ist, enthalten ist;
Fig. 6 eine exemplarische Verwendung des Systems, das in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 7 ein Blockdiagramm des modularen, drahtlosen, diagnostischen Test- und Informationssystems, das in Fig. 1 gezeigt ist, das ferner ein zusätzliches fernbedientes Instrumentierungsmodul aufweist, das ein Schnittstellenmodul und einen Motoranalysator beinhaltet;
Fig. 8 ein Blockdiagramm des modularen, drahtlosen, diagnostischen Test- und Informationssystems, das in Fig. 1 oder 7 gezeigt ist, das ferner ein drahtlos-zu-verdrahtet-LAN-Zugriffsystem (LAN = lokales Netz) aufweist;
Fig. 9 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels des modularen, drahtlosen, diagnostischen Test- und Informationssystems, das ein separates Benutzerschnittstellenmodul, ein separates fernbedientes Hauptsteuermodul und zumindest ein fernbedientes Instrumentierungsmodul aufweist, das durch die drahtlose Kommunikation gemäß der Erfindung verbunden ist;
Fig. 10 eine Implementierung des separaten Benutzerschnittstellenmoduls und des separaten Hauptsteuermoduls des Systems, das in Fig. 9 gezeigt ist;
Fig. 11 eine exemplarische Verwendung des Systems, das in Fig. 9 gezeigt ist; und
Fig. 12 eine alternative Implementierung des separaten Benutzerschnittstellenmoduls des Systems, das in Fig. 9 gezeigt ist.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Ein Ausführungsbeispiel des modularen, drahtlosen, diagnostischen Test- und Informationssystems gemäß der Erfindung, das im allgemeinen durch das Bezugszeichen 10 angezeigt ist, wird in Fig. 1 gezeigt. Das System weißt eine Einrichtung in Form eines kombinierten Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Moduls 12 auf. Das System 10 weist außerdem zumindest ein Instrumentierungsmodul auf, das im Hinblick auf das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer- Modul 12, z. B. ein Fahrzeugkommunikations-Schnittstellen- Instrumentierungsmodul 14 (VCI-Instrumentierungsmodul) fernbedient wird. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist das System 10 auch vorzugsweise ein digitales Volt-Ohm-Meter- Instrumentierungsmodul 16 (DVOM-Instrumentierungsmodul) auf. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 und die VCI- und DVOM-Instrumentierungsmodule 14 und 16 durch die drahtlose Kommunikation verbunden.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 ein intelligentes Teilsystem, das sein eigenes An-Bord-Personalcomputer- System aufweist. Das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 ist die Benutzerschnittstelle für das System 10. Das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 stellt dem Benutzer eine beliebige oder alle visuellen, akustischen und/oder berührbaren Einrichtungen bereit, mit denen zum Rest des Systems 10 kommuniziert wird. Das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 liefert dem Benutzer Informationen und empfängt vom Benutzer Befehle, um verarbeitet zu werden oder um mit dem VCI-Instrumentierungsmodul 14 und/oder dem DVOM-Instrumentierungsmodul 16 durch die drahtlose Kommunikation zu kommunizieren.
Das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer- Modul 12 kann von einer wiederaufladbaren, internen Batterieleistungsquelle oder von einer externen Leistungsquelle mit Leistung versorgt werden, wenn die interne Leistungsquelle einen niedrigen Batteriezustand entwickelt. Zum Beispiel kann bei der exemplarischen Anwendung, in der das System 10 für die Wartung und Reparatur eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 mit der Fahrzeugbatterie (nicht gezeigt) verbunden werden.
Bei einer exemplarischen Implementierung kann das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 ein batteriebetriebenes VERSA-PAD-Computer-Tablet sein, das bei NEC erhältlich ist. Alternativ kann das Computertablett von einer Kraftfahrzeugsbatterie (nicht gezeigt) mit Leistung versorgt werden.
Das VERSA-PAD-Computertablett weist einen Flüssigkristallanzeigeschirm 18, einen stiftbasierten Benutzereingabe- Digitalisierer 20 und einen Benutzerschnittstellen- Vorrichtungs-Treiber (UIDD; UIDD = user Interface device driver) 22 auf, um die Benutzerschnittstelleninformationen zu erfassen und Anzeige- und Lautsprecherinformationen zu liefern. Das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 weist ferner eingebaute PCMCIA-Ports 24 auf. Zusätzlich weist das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 ein Standard-PCMCIA- Funkfrequenz-Lokalnetzkarte 26 (RF-LAN-Karte), die bei PROXIM erhältlich ist, die in einen der PCMCIA-Ports 24 eingebracht ist. Das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 weist auch eine RF-Antenne 28 auf.
Die Softwareumgebung für das System 10 ist vorzugsweise eine windowsbasierte Softwareschnittstelle, wie z. B. Microsoft Windows 1995 (Chicago). Das System 10 ist auch in der Lage, MS-DOS 6/Windows 3.1 und Windows NT zu betreiben.
Das System 10 weist auch alle Instrumente zum Ausführen von Messungen auf. Wie in Fig. 1 und 4 gezeigt ist, weist das System 10, im Falle einer Kraftfahrzeugswartung- und Reparatur, das VCI-Instrumentierungsmodul 14 auf, das eine bidirektionale Datenkommunikationsverbindung zwischen einem Motorsteuermodul eines Kraftfahrzeugs, d. h. dem Fahrzeug- An-Bord-Computer, und dem kombinierten Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 liefert. Wie in Fig. 1 und 5 gezeigt ist, weist das System 10 auch das DVOM- Instrumentierungsmodul 16 auf, mit dem verschiedene Kabel von den elektrischen Systemen oder Komponenten eines Kraftfahrzeugs zum Messen von Spannungen und Strömen, die in Verbindung mit der Begutachtung und Diagnose eines Fahrzeugs gemessen werden müssen, verbunden sind.
Wie in Fig. 3-5 gezeigt ist, weist jedes Meßinstrumentierungsmodul vorzugsweise eine Standard- Datenerfassungsschnittstelle auf. Es gibt vorzugsweise zwei Instrumentierungsmodule, die Datenerfassungsschnittstellen bereitstellen. Eine der Schnittstellen wird durch das VCI- Instrumentierungsmodul 14 und die andere durch das DVOM- Instrumentierungsmodul 16 bereitgestellt. Jede der Schnittstellen ist eine Standardschnittstelle 30, die ausgetauscht oder aktualisiert werden kann.
Das VCI-Instrumentierungsmodul 14 sowie das DVOM- Instrumentierungsmodul 16 sind auf jeweiligen Einsteck-I/O- Karten implementiert (I/O; I/O = input/output = Eingabe/Ausgabe). Die jeweilige Karte für das VCI- und DVOM- Instrumentierungsmodul 14 oder 16 befindet sich auf einer Haupt-CPU-Hauptplatine 32, die in einen Erweiterungsschlitz oder Verbinder eingesteckt ist. Das VCI- Instrumentierungsmodul 14 und das DVOM- Instrumentierungsmodul 16 werden vorzugsweise durch jeweilige zweckgebundene Mikrocontroller gesteuert.
Die Karte, die das VCI-Instrumentierungsmodul 14 aufweist, hat eine isolierte Analog-/Digital-Eingabestufe, um die Fahrzeugkommunikationsschnittstelle der Haupt-CPU- Hauptplatine 32 vom elektrischen System des Kraftfahrzeugs zu isolieren. Die Karte, die das DVOM- Instrumentierungsmodul 16 aufweist, hat eine isolierte Analog-Eingabestufe, um den Rest des DVOM- Instrumentierungsmodul vom elektrischem System des Kraftfahrzeugs zu isolieren.
Jedes der VCI- und DVOM-Instrumentierungsmodule 14 und 16 weist auch eine Leistungsversorgung 34 auf. Im Fall des VCI-Instrumentierungsmoduls 14 liefert die Kraftfahrzeugsbatterie durch ein VCI-Kabel 36, das in Fig. 4 gezeigt ist, Leistung. Eine interne, wiederaufladbare Batterieleistungsquelle (nicht gezeigt) ist vorzugsweise im DVOM- Instrumentierungsmodul 16 enthalten, um für die Leistungsversorgung 34 Leistung zu liefern. Die Leistungsversorgung 34 weist einen Gleichstrom-Gleichstromwandler auf, der die Haupt-CPU-Hauptplatine 32 von den Leistungs- und Masseanschlüssen des Kraftfahrzeugs isoliert. Die VCI- und DVOM- Instrumentierungsmodule 14 und 16 sind mit Kühlungsöffnungen (nicht gezeigt), die Filter (nicht gezeigt) zur unmittelbaren Umgebung aufweisen, versehen, um eine Überwärmung zu verhindern. Zusätzlich weist jedes der VCI- und DVOM- Instrumentierungsmodule 14 und 16 eine RF-LAN-Karte 38 auf, die auch bei PROXIM erhältlich ist, die im Erweiterungsschlitz oder Verbinder der Haupt-CPU-Hauptplatine 32 und einer RF-Antenne 40 installiert ist.
Die Karte für das VCI-Instrumentierungsmodul 14 ist im allgemeinen für jede Anwendung kundenspezifisch gefertigt, so daß ihre Konfiguration nicht ausführlich beschrieben wird. Die Karte für das DVOM-Instrumentierungsmodul 16 wird anschließend ausführlicher beschrieben.
Wie bereits früher angedeutet, befindet sich die DVOM- Schaltung vorzugsweise auf der Haupt-CPU-Hauptplatine 32 des DVOM-Instrumentierungsmoduls 16. Die DVOM-Schaltung ist mit einem 486er Mikroprozessorsystem der Haupt-CPU- Hauptplatine 32 des DVOM-Instrumentierungsmoduls 16 über den Erweiterungsschlitz oder Verbinder schnittstellenmäßig verbunden. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist eine Verbindung zu einem Kraftfahrzeug durch einen Mehrleiter-Verbinder von näherungsweise 15 Pins, die mit einer dazupassenden Roving- Sondenkabel-Anordnung 42 zusammenpassen, versehen.
Bei einer Implementierung kann die Karte, die das DVOM- Instrumentierungsmodul 16 aufweist, eine 60002-DVOM-Karte, Model HP Z1062, die bei der Hewlett-Packard Company erhältlich ist, sein. Diese DVOM-Karte ist ein intelligentes 68HC16 mikrokontrollerbasiertes Teilsystem. Eine Firmware für das DVOM-Meßinstrument wird vorzugsweise in einem Flash-EPROM (EPROM = erasable programmable read only-memory = löschbarer programmierter Nur-Lese-Speicher) gespeichert.
Die Karte, die das DVOM-Instrumentierungsmodul 16 aufweist, weist vorzugsweise einen hochdichten DB15-Signalverbinder für Analogsonden auf. Die DVOM-Karte weit zusätzlich einen elektrisch isolierten seriellen Port auf.
Die DVOM-Schaltung weist einen Kanal zur Datenerfassung für eine Messung auf. Die DVOM-Schaltung weist einen schnellen Analog/Digital-Wandler (ADC = analog-to-digital converter) auf. Die DVOM-Schaltung liefert eine elektrisch isolierte analoge Meßschnittstelle mit einer hohen Eingangsimpedanz auf, so daß der Datenerfassungskanal vom Rest des DVOM- Instrumentierungsmoduls 16 elektrisch isoliert ist. Die DVOM-Schaltung weist vorzugsweise eine 32-Kilobyte-Puffer auf.
Die DVOM-Schaltung ist vorzugsweise mit einem Überspannungs- und Überstromschutz versehen. Zum Beispiel kann eine Sicherung kann in die DVOM-Schaltung eingebaut sein.
Wie bereits früher angedeutet wurde, weist das DVOM einen Meßeingangskanal auf. Dieser Kanal weist einen Meßeingang und einen Rückgabeeingang auf. Die Eingänge sind an einem Multikontakt-Eingangsverbinder von näherungsweise 15 Pins zugänglich.
Der Meßeingangskanal kann auch für optionales Zubehör, wie z. B. Adapter/Wandler, externe Nebenschlüsse, Dämpfungsglieder und anderes Zubehör verwendet werden. In dieser Hinsicht wird eine Wandlerleistung durch den Mehrkontaktverbinder geliefert. Die Spannungen, die auf dem Verbinder geliefert werden, um die Wandler und das Zubehör mit Leistung zu versorgen, sind vorzugsweise strombegrenzt.
Die Eingangsimpedanz der DVOM-Schaltung für Spannungsmeßfunktionen ist 10-Megaohm-widerstandsbehaftet. Dieser Wert wurde ausgewählt, um den DVOM-Lasteffekt auf der Schaltung, die getestet wird, zu minimieren. Die Eingangsimpedanz für Widerstandsmessungen hängt vom ausgewählten Meßbereich ab.
Wie bereits zuvor angedeutet wurde, ist eine elektrische Isolation für die DVOM-Schaltung vorgesehen, so daß der Meßeingangskanal vom Rest des DVOM-Instrumentierungsmoduls 16 elektrisch isoliert ist. Es fließt kein erheblicher, meßbarer Strom, außer zwischen den Meß- und Rückgabeverbindungen des Meßkanals, wie durch die Eingangsimpedanz bestimmt wurde.
Wie ebenfalls zuvor angedeutet wurde, weist die DVOM- Schaltung einen Überspannungs- und Überstromschutz auf. Der Schutz ist für den Rest des DVOM-Instrumentierungsmoduls 16, das Kraftfahrzeug und den Benutzer gegen einen Schaden oder eine Gefahr aufgrund eines Anlegens von Spannungen oder Strömen über die maximalen Meßbereiche des DVOM- Instrumentierungsmoduls hinaus vorgesehen. Wenn die DVOM- Schaltung eine Spannung mißt, klemmt der Überspannungsschutz die internen Spannungen ab, während eine Überspannung über einem Reihenwiderstand von großem Wert abfällt, der weniger als der beschriebene Eingangswiderstand betragen kann. Der Überspannungsschutz während der Widerstandsmessung zieht Strom durch eine Sicherung und/oder andere Strombegrenzungsvorrichtung und kann den Ersatz einer verfügbaren Sicherung oder einer anderen, leicht zugänglichen Komponente durch den Benutzer erfordern.
Das DVOM-Instrumentierungsmodul 16 ermöglicht das Messen von Spannung, Widerstand und Strom. Die DVOM-Schaltung sieht eine Diodentestfähigkeit sowie eine Kabel-ID- Widerstands-Einrichtung vor.
Mehrere Hardware-Spannungs- und Widerstandsbereiche sind nach Bedarf innerhalb des gesamten Spannungs- und Widerstandsbereichs des DVOM-Instrumentierungsmodul 16 vorgesehen, um die Genauigkeit- und Auflösungsspezifikationen zu erfüllen. Niedrigpegel-Softwarefunktionen erlauben Anwendungsprogrammen, entweder feststehende Bereiche auszuwählen, oder eine automatische Bereichsauswahl.
Wie bereits vorher angedeutet wurde, kann eine benutzerbedienbare interne Sicherung als Teil der Überspannungsschutzschaltung während der Widerstandsmessung bereitgestellt sein. Eine benutzerbedienbare interne Sicherung kann auch als Teil der Überstromschutzschaltung während der Strommessung vorgesehen sein.
Wie bereits zuvor angedeutet wurde, ist die DVOM-Firmware vorzugsweise in einem Flash-Speicher gespeichert. Dieser liefert eine Firmwareaktualisierung durch Flash- Reprogrammierung anstelle eines Ersatzes des physischen Nur-Lese-Speichers (ROM; ROM = read only memory). Die DVOM- Firmware ist unterbrechungsgesteuert und verwaltet und führt alle Meßfunktionen aus.
Die Leistungsversorgung 34 kann durch einen voll isolierten Gleichstrom-Gleichstromwandler mit Gleichstrom versorgt werden. Eine Batterie-Reservepaket (nicht gezeigt), die in der Leistungsversorgung 34 integriert ist, versorgt die Leistungsversorgung während Leistungsausfallsbedingungen mit Leistung. Um eine Überwärmung zu verhindern, wird eine Umhüllung 44 des VCI- und DVOM-Instrumentierungsmoduls 14 oder 16, daß die Leistungsversorgung 34 häust, durch Umgebungsluft belüftet.
Die Leistungsversorgung 34 wird nun ausführlich beschrieben. Die Leistungsversorgung 34 ist eine interne Gleichstrom-Leistungsversorgung, die extern vom Kraftfahrzeug mit Leistung versorgt werden kann.
Die Leistungsversorgung 34 kann einen isolierten Gleichstrom-Leistungseingangsverbinder aufweisen. Der Gleichstrom-Gleichstromwandler der Leistungsversorgung 34 kann voll isoliert sein und direkt über den Batterieanschlüssen des Kraftfahrzeugs verbunden oder direkt in eine Zigarettenanzünder-Aufnahme eingesteckt werden. Bei diesem Betriebsmodus wird die Batteriemasse des Kraftfahrzeugs durch die Isolierungen des VCI- und DVOM-Instrumentierungsmoduls von der Masse des Haupt-CPU-Hauptplatine 32 isoliert gehalten. Die Leistungsversorgung 34 verwendet die Gleichstromleistung vom Fahrzeug mit einer Eingangsspannungshereich von 7,5 Volt Gleichstrom bis 16 Volt Gleichstrom, wenn sie mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist.
Wenn die Kraftfahrzeugleistung verloren geht oder das VCI- oder DVOM-Instrumentierungsmodul 14 oder 16 vom Fahrzeug gelöst ist, arbeitet die Leistungsversorgung 34 aus der Reservebatteriepaket für die Leistungsversorgung. Die Reservebatteriepaket kann eine wiederaufladbare Standard-Nickel- Cadmium-Reservebatteriepaket sein. Die wiederaufladbare Reservebatteriepaket ist in die Umhüllung 44 des VCI- Instrumentierungsmoduls 14 und des DVOM- Instrumentierungsmoduls 16 integriert.
Eine Standard-Reservebatteriepakets-Ladeschaltung (nicht gezeigt) ist ebenfalls vorzugsweise in die Umhüllung 44 des VCI-Instrumentierungsmoduls 14 und des DVOM- Instrumentierungsmoduls 16 aufgenommen. Die Ladeschaltung ist vorzugsweise auf einer kleinen gedruckten Schaltungsplatine implementiert, die an der Umhüllung 44 angebracht ist. Die Ladungsschaltung lädt nur auf, wenn der externe Gleichstrom-Eingang zumindest 13,8 Volt Gleichstrom beträgt (normale Betriebsspannung eines Kraftfahrzeugs) oder wenn sie mit einem Wechselstrom-Leistungsauslaß verbunden ist. Die Ladungsschaltung liefert vorzugsweise eine adaptive Nickel-Cadmium-Ladung und liefert eine schnelle Aufladung in weniger als zwei Stunden.
Die Leistungsversorgung 34 weist auch vorzugsweise eine Lithiumbatteriepaket auf. Die Lithiumbatteriepaket sichert die/den Echtzeitsystem-Uhr/Kalender und den Konfigurations- Direktzugriffsspeicher (RAM; RAM = random access memory) auf der Haupt-CPU-Hauptplatine 32.
Die DVOM-Software stellt die erforderliche Schnittstelle zwischen dem 486er Mikroprozessorsystem der Haupt-CPU- Hauptplatine 32 und den DVOM-Mikrocontroller bereit. Diese Bibliothek kann mit MS-DOS, MS-Windows und Windows NT kompatibel sein.
Das System 10 ist vorzugsweise konfiguriert, um eine System-Selbsttest-Diagnostik durchzuführen, die jedesmal, wenn das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 eingeschaltet wird, ausgeführt wird. Die Diagnostik bestimmt den Status des Personalcomputer-Systems, z. B. des 486er Mikroprozessors, des RAM und ROM, des LCD- Kontrollers und Speichers und der IDE-Festplattenlaufwerk- Schnittstelle, die in das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 integriert ist. Das System 10 führt jeden der verschiedenen Selbsttests aus, bis entweder eine erfolgreiche Urladung oder ein Fehler auftritt. Wenn ein Fehler auftritt, kann der Benutzer eine Dokumentation überprüfen, die mit dem System 10 geliefert wird, um die geeignete Maßnahme zu bestimmen, um den Fehler zu beheben. Wenn kein Fehler auftritt, wird das System 10 in seinem normalen Betriebsmodus gebootet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die in Fig. 1 gezeigt ist, befinden sich alle Verbindungen zwischen dem System 10 und einem Kraftfahrzeug zwischen dem Fahrzeug und den VCI- und DVOM-Instrumentierungsmodulen 14 und 16. Daher sind die Verbindungen zwischen dem kombinierten Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 und dem Kraftfahrzeug völlig isoliert.
Fig. 6 stellt ein exemplarisches Ausführungsbeispiel des Systems 10, das in Fig. 1 gezeigt ist, dar. Der Benutzer betreibt das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12, um das System 10 zu steuern. Das VCI- Instrumentierungsmodul 14, das in Fig. 1, 3 und 4 gezeigt ist, ist mit dem Motorsteuermodul des Kraftfahrzeugs durch einen Verbinder verbunden, der durch die Fahrgastzelle des Fahrzeugs zugänglich ist. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, befindet sich das VCI-Instrumentierungsmodul 14 auf dem vorderen Beifahrersitz des Kraftfahrzeugs. Das DVOM- Instrumentierungsmodul 16, das in Fig. 1, 3 und 5 gezeigt ist, ist mit einem elektrischen System oder einer Komponente des Kraftfahrzeugs durch die Roving-Sonden- Kabelanordnung 42 verbunden. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, befindet sich das DVOM-Instrumentierungsmodul 16 im Motorraum unter der Haube des Kraftfahrzeugs. Das Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 führt diagnostische Anwendungsprogramme und Befehle des VCI- Instrumentierungsmoduls 14 aus, um Statusinformationen zu liefern und verschiedene Systeme des Kraftfahrzeugs und auch Befehle des DVOM-Instrumentierungsmoduls 16 durchzuführen, um Messungen auszuführen und Meßdaten zu liefern. Das Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 zeigt dem Benutzer auch verschiedene Informationen an.
Fig. 7 zeigt ein modifiziertes, modulares, drahtloses, diagnostisches Test- und Informationssystem 10', das dem System 10, das in Fig. 1 gezeigt ist, ähnlich ist. In Fig. 1 und 7 bezeichnen identische Bezugszeichen entsprechende Elemente. Daher werden nur die Unterschiede zwischen dem System 10, das in Fig. 1 gezeigt ist, und dem System10', das in Fig. 7 gezeigt ist, beschrieben.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, weist das System 10' ferner ein zusätzliches, fernbedientes Instrumentierungsmodul auf, das aus einem Schnittstellenmodul 46 und einem Motoranalysator 48 besteht. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 weist das Schnittstellenmodul 46 die Haupt-CPU-Hauptplatine 32, die Leistungsversorgung 34, die RF-LAN-Karte 38 und die Antenne 40 auf, die es mit dem VCI-Instrumentierungsmodul 14 und dem DVOM-Instrumentierungsmodul 16 gemeinsam hat. Das Schnittstellenmodul 46 weist auch eine Schnittstelle, z. B. eine serielle RS-232-Schnittstelle, eine IEEE-488- Instrumentenschnittstelle oder eine andere Schnittstelle zum Verbinden mit dem Motoranalysator 48 auf. Der Motoranalysator 48 weist ein herkömmliches, im Handel erhältliches Tool auf, das gewöhnlich in einer Kraftfahrzeugs- Servicebucht verwendet wird. Das Schnittstellenmodul 46 ermöglicht dem Motoranalysator 48, für einen Fernbetrieb durch das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 in das System 10' eingebaut zu sein und Daten an das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul durch die drahtlose Kommunikation zu liefern.
Fig. 8 zeigt das modulare, drahtlose, diagnostische Test- und Informationssystem 10 oder 10', das in Fig. 1 oder 7 jeweils gezeigt ist, das ferner ein drahtlos-zu-verdrahtet- LAN-Zugriffsystem 50 aufweist. In Fig. 1, 7 und 8 bezeichnen identische Bezugszeichen entsprechende Elemente. Das drahtlos-zu-verdrahtet-LAN-Zugriffsystem 50 weist ein im Handel erhältliches Standardprodukt auf, das das System 10 oder 10' mit einem verdrahteten LAN verbindet. Zum Beispiel kann das drahtlos-zu-verdrahtet-LAN-Zugriffsystem 50 das System 10 oder 10' mit einem lokalen Händler-LAN verbinden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des modularen, drahtlosen, diagnostischen Test- und Informationssystem gemäß der Erfindung, das im allgemeinen durch das Bezugszeichen 10" angezeigt ist, weist eine Einrichtung in Form von zumindest einem separaten Benutzerschnittstellenmodul 52 in drahtloser Kommunikation mit einem separaten Hauptsteuermodul 54 auf, das in Fig. 9 gezeigt ist. In Fig. 1, 7 und 9 bezeichnen identische Bezugszeichen entsprechende Elemente. Daher werden nur die Unterschiede zwischen den Systemen 10 und 10', die in Fig. 1 und 7 gezeigt sind, und das System 10", das in Fig. 9 gezeigt ist, beschrieben.
Das System 10 " weist zumindest ein separates Benutzerschnittstellenmodul 52, das separat fernbediente Hauptsteuermodul 54 und zumindest ein fernbedientes Instrumentierungsmodul, z. B. das VCI-Instrumentierungsmodul 14, das DVOM-Instrumentierungsmodul 16 und das Schnittstellenmodul 46, das durch drahtlose Kommunikation gemäß der Erfindung verbunden ist, auf. Das System 10" ist eine Mehrgehäuse- Plattformkonfiguration, die das/die separaten Benutzerschnittstellenmodule/n 52 aufweist, die von einem Hauptsteuermodul 54 fernbedient werden, und die ferner die fernbedienten VCI- und DVOM-Instrumentierungsmodule 14 und 16 und das/die Schnittstellenmodule 46 aufweist. Das heißt, das System 10" weist die/das separaten Benutzerschnittstellenmodul/e 52 und das separate Hauptsteuermodule 54 anstelle des kombinierten Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Moduls 12 des Systems 10, das in Fig. 1 gezeigt ist, und das System 10', das in Fig. 7 gezeigt ist, sowie die VCI- und DVOM-Instrumentierungsmodule 14 und 16 und das/die Schnittstellenmodul/e 46 auf.
Wie in Fig. 9 und 10 gezeigt ist, integriert das Benutzerschnittstellenmodul 52 einen Bildschirm 56, der vorzugsweise ein Flüssigkristallanzeigeschirm ist, und einen Benutzereingabedigitalisierer 58, wie z. B. eine Touchscreen- Eingabeschnittstelle, in einer leichtgewichtigen Umhüllung 60. Das Hauptsteuermodul 54 integriert ein 486er Standard- Mikroprozessorsystem, ein Festplattenlaufwerk und andere optionale Massenspeichervorrichtungen und optionale PCMCIA- Schlitze in einer Umhüllung 62. Vorteilhafterweise kann das Hauptsteuer-Modul 54 ein herkömmliches Personalcomputersystem sein, das mit drahtlosen Kommunikationskomponenten ausgerüstet ist.
Das Benutzerschnittstellenmodul 52 ist der tragbare Benutzerschnittstellenabschnitt des Systems 10". Das Benutzerschnittstellenmodul 52 ist mit dem separaten Hauptsteuermodul 54 über eine drahtlose Kommunikationsverbindung verbunden. Die Benutzerfreundlichkeit wird durch das getrennte Benutzerschnittstellenmodul 52 verbessert, das eine integrierte Touchscreen-Benutzereingabe-Digitalisierer- Schnittstelle aufweist. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, kommuniziert das Benutzerschnittstellenmodul 52 auch mit den VCI- und dem DVOM-Instrumentierungsmodulen 14 und 16 und den Schnittstellenmodulen 46 durch drahtlose Kommunikation. Alle Kabelverbindungen mit den/dem VCI- Instrumentierungsmodul/en 14, dem/den DVOM- Instrumentierungsmodul/en 16 und dem/den Schnittstellenmodul/en 46 befinden sich zwischen den Instrumentierungsmodulen und dem Kraftfahrzeug. Dies befreit den Benutzer davon, mit den Kabelverbindungen des Kraftfahrzeugs an einem herkömmlichen tragbaren Tester umgehen zu müssen.
Das Benutzerschnittstellenmodul 52 weist einen Mikroprozessor 63, den Bildschirm 56, den Benutzereingabe- Digitalisierer 58 zusammen mit einem zugeordneten Unterstützungs-Schaltungsaufbau, einem Audiowandler 64, einer PCMCIA-RF-LAN-Karte 66 und einer RF-Antenne 68 auf. Das Benutzerschnittstellenmodul 52 ist vorzugsweise wie folgt implementiert.
Der Bildschirm 56 des Benutzerschnittstellenmoduls 52 weist vorzugsweise einen von hinten beleuchteten Flüssigkristallanzeigeschirm auf. Bei einer Implementierung kann der Bildschirm 56 ein passiver monochromer 9,6 Zoll großer Flüssigkristallanzeigeschirm sein, wie z. B. ein Model DMF50260NF- FW5, der bei Optrex erhältlich ist. Dieser Flüssigkristallanzeigeschirm weist eine VGA-kompatible Auflösung von 640 · 840 Pixeln auf. Der Anzeigebereich ist näherungsweise 13 cm breit mal 17 cm lang. Der Flüssigkristall- Anzeigebildschirm weist eine typische Ansprechzeit von 290 ms auf. Der Bildschirm 56 ist vorzugsweise mit einer von hinten auftretenden CCFT-Beleuchtung kantenbeleuchtet und weist eine typische Helligkeit von 90 Nits auf, was heller als der Bildschirm eines typischen Laptop-Personalcomputers ist. Die Anzeigemodi umfassen Graphik- sowie Textmodi. Der Bildschirm 56 kann z. B. eine Oszilloskopanzeige emulieren, um Signalverläufe anzuzeigen.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, weisen/weist das/die Benutzerschnittstellenmodul/e 52 eine Kontraststeuerung 70 auf. Die Kontraststeuerung 70 für den Bildschirm 46 weist Membranschalter auf, die ein Tastenfeld bilden. Die Membranschalter liefern eine begrenzte Anzahl von Tasten für eine Flüssigkristall-Anzeigebildschirm-Kontraststeuerung. Zum Beispiel weisen die Tasten vorzugsweise zwei Tasten, nämlich "KONTRAST RAUF" und "KONTRAST RUNTER" auf.
Das Benutzerschnittstellenmodul 52 weist auch den Benutzereingabe-Digitalisierer 58, der vorzugsweise eine Touchscreen-Eingabeschnittstelle in Form eines Standard-Finger- Touchscreens aufweist, der im Bildschirm 56 integriert ist, auf. Die Technologie die zum Implementieren der Touchscreen-Schnittstelle verwendet wird, ist vorzugsweise ein mit Widerständen versehenes Berührungssystem, bei dem eine transparente Lage eine Matrix aus mit Widerständen versehenen Berührungs-Eingabeschaltern enthält. Der Benutzer drückt einen Berührungsschalterpunkt, um eine Berührungsdruckeingabe zu bewirken.
Bei einer Implementierung ist der Benutzereingabe- Digitalisierer 58 ein transparenter, kontinuierlicher, analoger, mit Widerständen versehener X-Y-Touchscreen, der unter Verwendung einer resistiven Fünf-Draht-Technologie konstruiert wurde. Näherungsweise 65-75% des Lichts, das durch den Bildschirm 56 emittiert wird, wird durch die Touchscreen-Eingabeschnittstelle übertragen.
Zusätzlich zur visuellen Anzeige, die durch den Bildschirm 56 vorgesehen ist, weist das Benutzerschnittstellenmodul 52 vorzugsweise den Audiowandler 64, wie z. B. einen Lautsprecher, auf. Der Betrieb des Lautsprechers kann auf Berührungsklickgeräusche und Fehlerpieptöne, die durch das System-BIOS erzeugt werden, beschränkt sein. Zum Beispiel kann der Lautsprecher für Zwecke, wie z. B. Tastendruckfehler, außerhalb des Bereichs liegende Parameter und andere Hinweise, wie z. B. eine leere Batterie, verwendet werden. Die Programmierungstechniken, die verwendet werden, um den Lautsprecher zu aktivieren, sind PC-kompatibel.
Das Benutzerschnittstellenmodul 52 weist auch eine Leistungsversorgung 72 mit Leistungsindikatoren und eine Reservebatteriepaket 74 auf. Bei einer Implementierung weist das Benutzerschnittstellenmodul 52 einen grünen "EIN"- Indikator (nicht gezeigt) auf. Dieser Indikator ist in einem Leistung-Ein/Aus-Schalter (nicht gezeigt) eingebaut, der auf den Benutzerschnittstellenmodul 52 angeordnet ist. Der Leistung-Ein/Aus-Schalter ist vorzugsweise ein einpoliger, Kippschalter. Der Leistung-Ein/Aus-Schalter ist vorzugsweise hell beleuchtet, wenn die Leistungsversorgung 72 mit einer Kraftfahrzeugsbatterie verbunden ist, und weniger hell, wenn die Leistungsversorgung durch die Reservebatteriepaket 74 mit Leistung versorgt wird. Alternativ kann ein grünes Licht vorgesehen sein, um anzuzeigen, daß die Leistungsversorgung 72 extern mit Leistung versorgt wird und die Reservebatteriepaket 74 wiederaufgeladen wird, und ein oranges Licht, wenn die Leistung durch die Reservebatteriepaket geliefert wird.
Das Hauptsteuermodul 54 kann eine Personalcomputer- Prozessoreinheit 76 (PC-Prozessoreinheit) aufweisen. Die Prozessoreinheit 76 umfaßt eine PC-Hauptplatine 78, die mit einer Leistungsversorgung 80 verbunden ist. Die Leistungsversorgung 80 kann mit einem Wechselstrom-Leistungsauslaß (nicht gezeigt) oder einer nicht unterbrechbaren Wechselstrom-Leistungsquelle (nicht gezeigt), die mit der Leistungsversorgung verbunden ist, verbunden sein, um die notwendige Leistung für einen Kurzzeitbetrieb des Systems 10" zu liefern, falls die externe Leistung zur Prozessoreinheit 76 unterbrochen oder getrennt ist. Die nicht unterbrechbare Leistungsquelle für die Prozessoreinheit 76 ist ein 50 oder 60 Hz Eingang mit automatischer Bereichseinstellung von 90 bis 260 Volt Wechselspannung. Der Ausgang, um die Hauptsteuermodule 54 mit Leistung zu versorgen, beträgt 16 Volt Gleichstrom bei 4,5 Ampere. Die Leistungsversorgung 80 weist auch ein Kühlgebläse 81 auf, um eine Überwärmung der Prozessoreinheit 76 zu verhindern.
Die Prozessoreinheit 76 weist ferner ein Festplattenlaufwerk 82 auf. Das Festplattenlaufwerk 82 ist vorgesehen, um das Betriebssystem und die Anwendungsprogramme zu speichern, die durch den Mikroprozessor ausgeführt werden, der auf der PC-Hauptplatine 78 resident ist, so wie Informationen zur Anzeige für den Benutzer. Zusätzlich kann die Prozessoreinheit 76 ein Diskettenlaufwerk 84 oder CD-ROM- Laufwerk 86 aufweisen. Das Diskettenlaufwerk 84 oder das CD-ROM-Laufwerk 86 ist vorzugsweise eingebaut, um Massenvolumen von Informationen für einen Zugriff durch den Benutzer zu liefern. Zusätzlich weisen das Benutzerschnittstellenmodul 52 und das Hauptsteuermodul 54 jeweils einen Benutzerschnittstellen-Vorrichtungstreiber (UIDD) 87A und 87B auf, um die Benutzerschnittstelleninformationen vom Benutzerschnittstellenmodul zu erfassen und diese Informationen zur Hauptsteuermodul zu übertragen und Anzeige- und Lautsprecherinformationen vom Hauptsteuermodul zur Benutzerschnittstelle zurückzuführen.
Die Prozessoreinheit 76 weist auch eine Rückwandplatine 88 auf, die mit der PC-Hauptplatine 78 verbunden ist. Die Rückwand 88 sieht Standarderweiterungsschlitze vor, die später ausführlicher beschrieben werden.
Das Hauptsteuermodul 54 ist durch die drahtlose Kommunikation mit den/dem Benutzerschnittstellenmodul/en 52 sowie mit den/dem VCI- und/oder DVOM-Instrumentierungsmodul/en 14 und/oder 16 und/oder Schnittstellenmodulen 46 verbunden. Bei einer Implementierung des Systems 10" weist die Prozessoreinheit 76 eine Standard-RF-LAN-Karte 90, die auch bei PROXIM erhältlich ist, und die in einem der PCMCIA-Port der Prozessoreinheit installiert ist, und eine RF-Antenne 92 auf. Die Prozessoreinheit 76 kann auch eine Standard- LAN-Karte (nicht gezeigt) aufweisen, die mit einem verdrahteten Händler-LAN verbunden ist.
Bei einer exemplarischen Implementierung des Systems 10" zur Wartung und Reparatur von Kraftfahrzeugen ist die Prozessoreinheit 76 ein Personalcomputer, ein AT-kompatibles diagnostisches Tool. Die Prozessoreinheit 76 weist Standard-PC-AT-Erweiterungsschlitze für verschiedene Karten sowie zum Liefern einer internen zukünftigen Erweiterbarkeit auf. Die Prozessoreinheit 76 kann wie folgt implementiert sein.
Die PC-Hauptplatine 78 kann eine PC-AT-kompatible gedruckte Standardschaltungsanordnung im 2/3-Baby-AT-Formfaktor mit integrierten Eingang/Ausgang sein. Die I/O-Ports auf der PC-Hauptplatine 78 umfassen eine Integrated-Drive- Electronic-Festplatte (IDE-Festplatte), eine Diskette, seriell und parallel. Es gibt eine Vier- oder Sechs-Schlitz- Rückwand 88 in Form einer Platine, die vertikal in die PC- Hauptplatine 78 eingesteckt ist. Dies bedeutet, daß die I/O-Karten horizontal angebracht sind, d. h. parallel zur PC-Hauptplatine 78. Die Schlitze auf der Rückwand 88 werden für ein optionales Diskettenlaufwerk, ein optionales verbessertes IDE-CD-ROM-Laufwerk und einen PCMCIA-Adapter verwendet. Dies läßt, abhängig von der Konfiguration, null, eins, zwei oder drei Schlitze für eine Erweiterung offen. Die seriellen und parallelen Portverbinder sind tafelmontiert. Die PCMCIA-Schlitze sind durch eine Kontrollerkarte implementiert, wobei sich die PCMCIA-Buchsen von dieser Karte zur Außenseite der Umhüllung 62 der Prozessoreinheit 54 erstrecken.
Genauer betrachtet, ist die PC-Hauptplatine 78 der Prozessoreinheit 76 die Hauptsystemplatine und weist eine Personalcomputer-kompatible Hauptplatine auf, die den zentralen Kern des Systems 10" bildet. Die PC-Hauptplatine 78 liefert eine PC-AT-kompatible Funktionalität auf einer einzigen gedruckten Schaltungsplatine.
Die PC-Hauptplatine 78 kann einen Intel-8086-Architektur- Mikroprozessor, wie z. B. eine 486er oder eine Pentium- Vorrichtung aufweisen. Der Mikroprozessor kann z. B. ein SL-Enhanced 486SX sein, der bei einer Taktrate von 25 MHz arbeitet, der bei der Intel Corporation erhältlich ist. Der SL-Enhanced 486SX-Mikroprozessor ist eine interne 32-Bit- Vorrichtung, mit einem 32-Bit externen Adreßbus und einem externen 32-Bit-Datenbus. Dieser Mikroprozessor integriert acht Kilobyte des internen Cachespeichers auf dem Chip, um die Leistung zu verbessern. Der Mikroprozessor ist in einem PGA-Gehäuse gesockelt und kann zu einem beliebigen Fünf- Volt-486SX-, SX2-, DX- oder DX2-Mikroprozessor aufgerüstet werden. Der Mikroprozessor ist z. B. auf 66 MHz 486DX2 aufrüstbar. Die PC-Hauptplatine 78 weist auch einen Basic- Input-Output-System-EPROM (BIOS-EPROM) auf.
Die PC-Hauptplatine 78 weist auch einen An-Bord-RAM auf. Die PC-Hauptplatine 78 kann z. B. vier Megabyte eines dynamischen RAMs (DRAM; DRAM = dynamic read only memory) aufweisen, der auf 16 Megabyte erweiterbar ist. Vorzugsweise sind die vier Megabyte des DRAMs mit einem 72-Pin-SIMMS (·36) auf 16 Megabyte erweiterbar.
Wie bereits zuvor erwähnt, weist die PC-Hauptplatine 78 auch integrierte I/O-Ports auf. Die I/O-Ports umfassen eine IDE-Festplattenschnittstelle, eine Diskettenschnittstelle, eine serielle Schnittstelle und eine parallele Schnittstelle sowie einen externen Tastaturport. Die PC-Hauptplatine 78 weist auch vier oder sechs Standard-I/O- Erweiterungsschlitze auf, die für eine optionale Diskettenkarte, eine optionale verbesserte IDE-CD-ROM-Karte, eine PCMCIA-Controllerkarte verwendet werden, und ein I/O- Schlitz ist VEAS-VL-Bus-fähig.
Die Grundkonfigurationen der Prozessoreinheit 76 können wie folgt sein. Alle Konfigurationen des Systems 10" umfassen eine Massenspeichervorrichtung, die vorzugsweise ein Festplattenlaufwerk 82 ist. Die Massenspeichervorrichtung kann z. B. ein IDE-Festplattenlaufwerk mit einer 120-Megabyte- Kapazität sein. Dieses Festplattenlaufwerk des 2,5-Zoll- Formfaktors ist in der Umhüllung 62 des Hauptsteuermoduls 54 enthalten. Das Festplattenlaufwerk 82 kann auf die IDE- Grenze von 540 Megabyte aufgerüstet werden.
Bei einer Konfiguration weist die Prozessoreinheit 76 kein Diskettenlaufwerk oder CD-ROM-Laufwerk auf. Bei dieser Konfiguration, bei der es kein Diskettenlaufwerk oder CD-ROM- Laufwerk gibt, weist die Höhe der Rückwandplatine 88 vier Schlitze mit zwei offenen Schlitzen auf. Das Festplattenlaufwerk 82 ist in der Konfiguration enthalten. Die Prozessoreinheit 76 umfaßt auch PCMCIA-Schlitze, die auf einer PCMCIA-Controllerkarte implementiert sind.
Bei einer weiteren Konfiguration weist die Prozessoreinheit 76 das Diskettenlaufwerk 84 als eine weitere Massenspeichervorrichtung auf. Bei der Diskettenlaufwerk- Konfiguration, bei der es ein Diskettenlaufwerk gibt, weist die Steigleitungskarte der Rückwand 88 sechs Schlitze mit drei offenen Schlitzen auf. Das Diskettenlaufwerk 84 ist vorzugsweise ein Standardlaufwerk, das 3,5 Zoll mal ein Zoll groß ist, mit einer Kapazität von 1,44 Megabyte und besetzt den Raum ab der sechsten I/O-Karte. Das Diskettenlaufwerk 84 ist mit dem Diskettenkontroller auf der PC- Hauptplatine 78 verbunden. Das Festplattenlaufwerk 84 ist auch in der Konfiguration enthalten. Die Prozessoreinheit 76 umfaßt PCMCIA-Schlitze, die auf der PCMCIA- Controllerkarte implementiert sind.
Bei einer weiteren Grundkonfiguration kann die Prozessoreinheit 76 das CD-ROM-Laufwerk 86 als eine zusätzliche Massenspeichervorrichtung aufweisen. Bei der CD-ROM- Laufwerkskonfiguration weist die Steigleitungskarte der Rückwand 88 sechs Schlitze mit drei offenen Schlitzen auf. Das CD-ROM-Laufwerk ist 5,25 Zoll mal ein Zoll groß und weist vorzugsweise eine verbesserte Standard-IDE- Schnittstelle auf. Das CD-ROM-Laufwerk 86 ist mit einer verbesserten IDE-Schnittstelle verbunden, die in einen der Erweiterungsschlitze eingesteckt ist. Das CD-ROM-Laufwerk 86 weist ein flaches Profil auf, ist hüllenlos und weist eine 2X-Übertragungsrate auf. Beide Laufwerke belegen den Raum ab der sechsten I/O-Karte. Die verbesserte IDE- Controllerkarte belegt einen der I/O-Schlitze. Das Festplattenlaufwerk 82 ist in der Konfiguration enthalten. Die Prozessoreinheit 76 umfaßt PCMCIA-Schlitze, die auf der PCMCIA-Controllerkarte implementiert sind.
Wie bereits angedeutet wurde, weist die Prozessoreinheit 76 eine optionale PCMCIA-Schnittstelle auf. Die PCMCIA- Schnittstelle ist eine PCMCIA-Controllerkarte, die in einem der Erweiterungsschlitze auf der Rückwand 88 gesteckt werden kann. Die PCMCIA-Schlitze sind vorzugsweise mit einer Abdeckung versehen. Die Buchsen für die PCMCIA-Karten sind auf der PCMCIA-Controllerkarte angebracht. Die PCMCIA- Karten werden in die PCMCIA-Buchsen auf der PCMCIA- Controllerkarte durch die I/O-Kartenanbringungshalterung eingebracht. Die PCMCIA-Controllerkarte nimmt zwei 68-Pin- PCMCIA-Karten des Typs I/II oder eine des Typs III auf. Die PCMCIA-Schnittstelle ist nicht isoliert.
Die externen Schnittstellen sind vorzugsweise wie folgt implementiert. Die PC-Hauptplatine 78 weist eine externe bidirektionale 8-Bit-Standardschnittstelle von Centronics auf. Die Prozessoreinheit 76 weist einen externen parallelen Centronics-Port auf, der einen parallelen Centronics- Verbinder umfaßt, d. h. einen DB25-Verbinder, der auf einer Schalttafel, die in der Umhüllung 62 des Hauptsteuermoduls 54 eingebaut ist, angebracht ist, und mit dem integrierten I/O der PC-Hauptplatine 78 verkabelt ist. Der Centronics- Port kann verwendet werden, um die Prozessoreinheit 76 mit Peripheriegeräten, wie z. B. einen parallelen Drucker, zu verbinden. Die parallele Centronicsschnittstelle ist nicht isoliert.
Zusätzlich weist die PC-Hauptplatine 78 auch vorzugsweise eine externe serielle RS-232-Standardschnittstelle auf. Die Prozessoreinheit 76 weist einen externen seriellen RS-232- Port auf, der einen seriellen RS-232-Verbinder umfaßt, nämlich einen DB9-Verbinder, der an der Tafel angebracht ist, die in der Umhüllung 62 des Hauptsteuermoduls 54 eingebaut und mit dem integrierten I/O der PC-Hauptplatine 78 verkabelt ist. Der serielle RS-232-Port kann verwendet werden, um eine Host-Kommunikation mit einer Peripherievorrichtung, wie z. B. einem seriellen Drucker, zu ermöglichen. Die serielle RS-232-Schnittstelle ist nicht isoliert.
Ferner weist die PC-Hauptplatine 78 auch vorzugsweise eine externe Standardtastatur-Schnittstelle auf, um eine externe Standardtastatur (nicht gezeigt) mit dem System 10" zu verbinden. Die Prozessoreinheit 76 weist einen externen Tastaturport auf, der einen Tastaturverbinder, nämlich einen 6-Pin-MiniDIN-Verbinder, umfaßt, der auf der PC- Hauptplatine 78 angebracht ist, um eine Verbindung einer Standardtastatur zu ermöglichen. Die externe Tastaturschnittstelle ist nicht isoliert.
Die Software für das System 10" ist vorzugsweise eine Windows-For-Workgroup-Betriebsumgebung (WFWG- Betriebsumgebung). Die WFWG ist sowohl im Benutzerschnittstellenmodul 52 als auf der Prozessoreinheit 76 des Hauptsteuermoduls 54 installiert.
Die mechanische Konfiguration des Systems 10" wird nun ausführlich beschrieben. Diese mechanische Konfiguration verwendet eine fortschrittliche ergonomische/industrielle Entwurfstechnologie.
Wie bereits zuvor angedeutet, weist das System 10" die separate/n Benutzerschnittstellenmodul/e 52 und das separate Hauptsteuermodul 54, wie in Fig. 9 gezeigt ist, auf. Die Umhüllung 60 des Benutzerschnittstellenmoduls 52 ist vorzugsweise in Schwarz oder Schwarz-Grau lackiert und eingeformt, um schmutzige und fettige Fingerabdrücke zu verbergen, da die Benutzerschnittstellenmodule zur Verwendung in einer Kraftfahrzeugs-Servicebucht bezweckt ist. Die Umhüllung 62 des Hauptsteuermoduls 54 kann ein Standard-Mini- Tower oder Tower-Case sein, da das Hauptsteuermodul in einem Bürobereich, und nicht in einer Kraftfahrzeugs- Servicebucht angeordnet sein kann.
Die Umhüllung 60 des Benutzerschnittstellenmoduls 52 häust den Bildschirm 56, den Benutzereingabe-Digitalisierer 58, einen Schwarzlichtinverter und eine Verbindungsverdrahtung. Die Umhüllung 60 ist vorzugsweise aus Thermoplast, wie z. B einem weichen Kunststoff, der haltbar, stoßfest und chemikalienresistent ist, konstruiert. Elastomere Stoßdämpfer 94 können an strategischen Stellen auf der Umhüllung 60 des Benutzerschnittstellenmoduls 52 vorgesehen sein, um Stöße durch versehentliches Herunterfallen abzufangen.
Eine Implementierung des Benutzerschnittstellenmoduls 52 hatte folgende mechanische Spezifikationen. Die Dicke des Benutzerschnittstellenmoduls 52 betrug 26 mm (1,03 Zoll). Das Benutzerschnittstellenmodul 52 hatte eine Breite von 281 mm (11,06 Zoll). Die Länge des Benutzerschnittstellenmoduls 52 betrug 263 mm (10,35 Zoll). Das genäherte Gewicht der Implementierung des Benutzerschnittstellenmoduls betrug 0,91 kg (2, 0 Pfund).
Die Umhüllung 62 des Hauptsteuermoduls 54 häust die PC- Hauptplatine 78, die Leistungsversorgung 80, das Festplattenlaufwerk 82, das Diskettenlaufwerk 84 oder das CD-ROM- Laufwerk 86, Ersatz-2/3-Größe-AT-Schlitze, die Rückwand 88 und interne Halterungen, um die Komponenten zu sichern. Bedeutsamerweise sind die I/O-Verbinder auf dem Hauptsteuermodul 54 angeordnet, um dem Benutzer die Kabel zu ersparen, die mit den Peripheriegvorrichtungen verbunden sind. Alle Verbinder sind Standardverbinder. Die Verbinder sind vorzugsweise mit Verbinderabdeckungen versehen.
Die Umhüllung 62 der Hauptsteuereinheit 54 besteht vorzugsweise auf Metallblechteilen, die eine Schutzumgebung für die Hauptelektronik bilden. Die Abdeckungen auf dem Hauptsteuermodul 54 können für den Service ohne weiteres entfernt werden.
Vorzugsweise ist eine Kühlung für das Benutzerschnittstellenmodul 52 und das Hauptsteuermodul 54 vorgesehen. Die Umhüllung 60 des Benutzerschnittstellenmoduls 52 ist mit Kühlöffnungen (nicht gezeigt), die Filter (nicht gezeigt) zur unmittelbaren Umgebung aufweisen, versehen. Die Umhüllung 62 des Hauptsteuermoduls 54 umfaßt eine Öffnung (nicht gezeigt). Das Kühlgebläse 81 der Leistungsversorgung 80 ist benachbart zur Öffnung in der Umhüllung 62 angebracht, um Kühlluft in die Umhüllung der Prozessoreinheit 76 zu ziehen. Die Luft wird von der Umhüllung 62 durch die Öffnungen (nicht gezeigt) zur unmittelbaren Umgebung abgegeben.
Während des Betriebs, wenn Informationen, die auf das Benutzerschnittstellenmodul 52 gezielt sind, durch die Hardware der Prozessoreinheit 76 (ein Anzeige-Kontroller mit keinem echten Ausgang) empfangen werden, erfaßt die UIDD 87B der Prozessoreinheit diese Informationen und überträgt diesselben über das RF-LAN an das Benutzerschnittstellenmodul 52, was zu einer Aktualisierung des Bildschirms 56 und zu einem Lautsprecherton führt. Die Berührungseingaben, die durch den Benutzer auf dem Benutzereingabe-Digitalisierer 58 des Benutzerschnittstellenmoduls 52 erzeugt werden, werden durch die UIDD 87A des Benutzerschnittstellenmoduls erfaßt und über das RF-LAN an die Prozessoreinheit 76 übertragen, um auf Informationen zuzugreifen und die Funktionen der Prozessoreinheit zu steuern.
Das Benutzerschnittstellenmodul 52 ist leichtgewichtig und mit der Hand oder dem Arm gehalten werden. Folglich kann der Benutzer das Benutzerschnittstellenmodul 52 ohne weiteres um ein Kraftfahrzeug herum manövrieren. Der Benutzer kann das Benutzerschnittstellenmodul 52 auch auf einer Arbeitsoberfläche in einer Kraftfahrzeugs-Servicebucht oder auf dem Sitz eines Kraftfahrzeugs während eines Straßentests abstellen und mit dem Benutzerschnittstellenmodul 52 mit einer Hand interagieren, wie dies für einen Touchscreen- oder Stylus-betriebenen Computer wünschenswert ist. Ein beliebiges ausgewähltes diagnostisches Anwendungsprogramm kann aus dem Hauptsteuermodul 54 zum Benutzerschnittstellenmodul 52 vor Beginn eines Straßentests heruntergeladen werden. Zusätzlich weist das Benutzerschnittstellenmodul 52 vorzugsweise einen Kippständer oder Aufhänger 96 auf, der selektiv am Benutzerschnittstellenmodul, z. B. mittels einer Klettverschlußverbindung, gesichert ist, so daß das Benutzerschnittstellenmodul auf der Haube oder anderen Merkmalen eines Kraftfahrzeugs abgestellt oder aufgehängt werden kann, wie in Fig. 11 gezeigt ist.
Bei einer überdachten Modifizierung des Systems 10", die in Fig. 12 gezeigt ist, kann ein modifiziertes Benutzerschnittstellenmodul 52' eine Brille 98 und ein Kopfstück 100 aufweisen, die ein Benutzer trägt, wobei ein eingebauter Bildschirm 102 und ein Mikrophon 104 mit dem An-Bord- Mikroprozessor 63 des Benutzerschnittstellenmoduls verbunden sind, das vorzugsweise an der Kleidung des Benutzers angebracht oder mit Riemen am Benutzer befestigt ist. Die Brille 98 ermöglicht ein normales Sehen, wie ein gewöhnliches Brillenglas, genauso wie der eingebaute Bildschirm 102. Diese Version des Benutzerschnittstellenmoduls 52' würde beide Hände des Benutzers befreien, da Informationen durch die Brille 98 angesehen werden könnten, und das System 10" durch den Benutzer über Sprechbefehle, die durch das Mikrophon 104 erfaßt werden, gesteuert werden könnte. Die modifizierte Benutzerschnittstelle 52' könnte auch mit einer kleinen tragbaren Zeigevorrichtung (einem Maus- Emulator) (nicht gezeigt) ausgerüstet sein, um ein interaktives Benutzerschnittstellenmodul und einen Lautsprecher (nicht gezeigt) für eine akustische Rückmeldung zu liefern.
Die Systeme 10, 10' und 10" sind mit verschiedenen Kabeln und Adaptern versehen. Vorzugsweise umfassen diese Kabel und Adapter für die Systeme 10, 10' und 10" das VCI-Kabel 36, die DVOM-Roving-Sonden-Kabelanordnung 42 und ein Batterieleistungskabel (nicht gezeigt). Vorzugsweise sind diese Kabel konfiguriert, um in der rauhen Umgebung einer Kraftfahrzeugs-Servicebucht zu arbeiten. Jedes Kabel und jeder Adapter werden nun kurz beschrieben.
Das VCI-Kabel 36, das in Fig. 4 gezeigt ist, verbindet das VCI-Instrumentierungsmodul 14 mit dem diagnostischen Verbinder des Kraftfahrzeugs. Das VCI-Kabel 36 ist näherungsweise 2,5 m lang und weist 20 Leiter auf, die 24 AWG sind. Das VCI-Kabel 36 weist eine durchgehend geflochtene Abschirmung mit 85% Abdeckung auf. Der äußere Mantel ist vorzugsweise aus schwarzem PVC. Jedes Ende des VCI-Kabels 36 ist mit einer eingeformten Zugentlastung versehen, die ebenfalls aus PVC konstruiert ist. An einem Ende des VCI- Kabels 36 ist ein Standard-DB9-Verbinder mit einer Daumenschließschraube angebracht. Ein benutzerspezifischer Diagnostikverbinder ist am anderen Ende angeschlossen. Beide Enden des VCI-Kabels 36 sind vorzugsweise mit PVC überformt.
Die DVOM-Roving-Sonden-Kabelanordnung 42, die in Fig. 5 gezeigt ist, verbindet das DVOM-Instrumentierungsmodul 16 mit einem gewünschten Meßpunkt. Die DVOM-Roving-Sonden- Kabelanordnung 42 ist abgeschirmt und aus chemikalienresistentem Materialien konstruiert. Die DVOM-Roving-Sonden- Kabelanordnung 42 ist näherungsweise 3 m lang. Die DVOM- Roving-Sonden-Kabelanordnung 42 weist einen DB-15- Standardverbinder an einem Ende zum Verbinden mit dem DVOM- Instrumentierungsmodul 16 sowie Sonden auf, die am anderen Ende zum Verbinden mit verschiedenen Testpunkten an einem Kraftfahrzeug angebracht sind.
Das Batterieleistungskabel (nicht gezeigt) verbindet die Leistungsversorgung 34 des DVOM-Instrumentierungsmoduls 16 mit der Batterie eines Kraftfahrzeugs. Das Batterieleistungskabel ist näherungsweise 3 m lang. Das Batterieleistungskabel weist standardmäßige rote und schwarze Batterieklemmen an einem Ende auf. Das andere Ende des Batterieleistungskabels ist mit einer Leistungsbuchse verbunden, die mit einer schwarzen PVC-geformten Zugentlastung versehen ist.
Schließlich kann ein optionales Zigarettenanzünderkabel (nicht gezeigt) vorgesehen sein, um das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuermodul 12 oder die Leistungsversorgung 72 des separaten Benutzerschnittstellenmoduls 52 mit der Zigarettenanzünderaufnahme des Kraftfahrzeugs zu verbinden. Das Zigarettenanzünderkabel ist näherungsweise 3 m lang. Das Zigarettenanzünderkabel weist an einem Ende einen Leistungsbuchsenverbinder auf, um das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 oder die Leistungsversorgung 72 des separaten Benutzerschnittstellenmoduls 52 mit einem Standard- Zigarettenanzünderadapter am anderen Ende zu verbinden.
Die Systeme 10, 10' und 10" erfüllen alle Anforderungen an die elektromagnetische Interferenz, Produktsicherheit, Gefahrenklassifizierung und Umweltprüfung. Die Systeme 10, 10' und 10" entsprechen den internationalen Anforderungen an die Sicherheit im Hinblick auf Konstruktion und elektrisches Design, elektromagnetische Interferenz, Störempfindlichkeit gegen elektromagnetische Störungen, akustisches Rauschen, Umweltspezifikationen und Ergonomie. Diese Anforderungen umfassen eine Eignung zur Verwendung in einer Umgebung der Gefahrenklasse 1, da die Systeme 10 und 10' und die separaten Benutzerschnittstellen- und VCI- und DVOM- Instrumentierungsmodule 52, 14 und 16 und das Schnittstellenmodul 46 des Systems 10" in einer Kraftfahrzeugs- Servicebuchtumgebung verwendet werden können. Die Systeme 10, 10' und 10" erfüllen auch die internationalen Anforderungen an die elektromagnetische Emission und Immunitätsleistung, wie z. B. Anforderungen der Klasse 1 des FCC- Niveaus A und EN55022 1988 (CISPR22). Da die Umhüllung 60 des Benutzerschnittstellenmoduls 52 aus Thermoplast besteht, ist eine zusätzliche Behandlung der Innenoberfläche der Umhüllung enthalten, um eine Abschirmung zu liefern, um die Anforderungen zu erfüllen. Da die Umhüllung 62 des Hauptsteuermoduls 54 aus metallischen Materialien aufgrund der leitfähigen Eigenschaften dieser Materialien konstruiert ist, ist eine Zusatzbehandlung typischerweise nicht notwendig. Wenn eine Nachgiebigkeitsprüfung ergibt, daß Dichtungen notwendig sind, können diese vorgesehen sein.
Eine insbesondere vorteilhafte Anwendung der Systeme 10, 10' und 10" ist die Wartung und Reparatur eines Kraftfahrzeugs, wie es in Fig. 6 und 11 spezieller gezeigt ist. Die Darstellung von Informationen sowie von Diagnostik ist maßgeblich. Die Massenspeichervorrichtung/en, die in dem kombinierten Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12 oder dem Hauptsteuermodul 54 integriert ist/sind, speichern/t Informationen. Diese Massenspeichervorrichtungen stellen eine technische Datenbank bereit, die aus gespeicherten Informationsaufzeichnungen besteht, die eine strukturierte elektronische Bibliothek mit Hypertext-Links aufweist. Folglich besteht eine Migrationsfähigkeit zwischen verwandten Aufzeichnungen, um einen selektiven Zugriff auf spezielle Abschnitte von Informationen innerhalb der Datenbank zu liefern. Außerdem besteht auch ein Zugriff auf Meßdaten, die durch die Meßinstrumentierung, wie z. B. die DVOM-Meßdaten, erfaßt werden.
Die drahtlose Kommunikation eliminiert kostspielige Kabel und verbessert das ergonomische Design. Da die Systeme 10, 10' und 10" in Module aufgeteilt sind, weisen die Systeme ein außerordentliches ergonomisches Design aufgrund der kleineren und leichteren Einheiten auf, liefern eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit und führen zu einem robusteren Produkt. Ein komplettes System 10, 10' oder 10" könnte auch aus einem oder mehreren Instrumentierungsmodulen 14, 16 und 46 bestehen. Außerdem kann eine Mehrzahl von DVOM-Instrumentierungsmodulen 16 und Schnittstellenmodulen 46 mit Instrumenten verwendet werden, wobei ein einzelnes VCI-Instrumentierungsmodul 14 und ein Benutzerschnittstellenmodul 12, 52 oder 52' eine ausgefeiltere Diagnostik mit mehreren Meßkanälen durchführen. Dies ermöglicht ein funktionsfähigeres flexibles Produkt und ein skalierbareres Produkt vom Kostenstandpunkt aus gesehen.
Alle Instrumentierungsmodule 14, 16 und 46 weisen eine identische drahtlose Kommunikation und Prozessorplattform auf. Dies verringert die Gesamtkosten von jedem Modul, was zu geringeren Gesamtsystemkosten führt. Probleme bei der Leistungs- und Masseisolierung, die einem Anschluß an ein Kraftfahrzeug zugeordnet sind, sind im wesentlichen gelöst.
Das System 10" trennt die Hauptprozessoreinheit von den tragbaren und dimensionssensiblen Elemente des Systems. Dies sorgt für ein einfaches Aktualisieren und die Fähigkeit, Standardkomponenten verstärkt einzusetzen.
Die Systeme 10, 10' und 10" erleichtern den Kundendienst an einem Kraftfahrzeug. Das System 10, 10' und 10" liefern verschiedene Vorteile, wie z. B. verringerte Servicezeit, verbesserte Fehleridentifizierung und bessere Teilenutzung. Die Systeme 10, 10' und 10" ermöglichen verringerte Gesamtgarantiekosten.
Die Systeme 10, 10' und 10" erlauben ebenfalls einen Zugriff durch Kraftfahrzeughersteller auf Information direkt von Händlern und Kunden. Die Systeme 10, 10' und 10" liefern eine Gelegenheit, Service-Rückmeldungs- Marketinginformationen zu sammeln. Kundendiensttendenzen können frühzeitig erfaßt werden, so daß schnell Entwurfsänderungen vorgenommen werden können, um die Kostenauswirkung auf Kraftfahrzeugshersteller zu minimieren. Die Marketinginformationen können gesammelt werden, um Kundenprofile und Demographien zu erhalten oder zu bestimmen, wann der Kunde bereit sein könnte, ein neues Kraftfahrzeug zu erwerben.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschrieben wurden, für verschiedene Modifizierungen, Veränderungen und Abänderungen geeignet sind. DAs kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul 12, das in Fig. 1 gezeigt ist, kann z. B. alternativ eine Touchscreen- Schnittstelle aufweisen, um den stiftbasierten Benutzereingabe-Digitalisierer 20 zu emulieren. Das Instrumentierungsmodule 14, 16 und 46 können zusätzlich visuelle und/oder akustische Indikatoren aufweisen, um einen Betriebsstatus anzuzeigen. Da das VCI-Instrumentierungsmodul 14 mit dem Rest des Systems 10, 10' oder 10" durch das RF-LAN verbunden ist und daher elektrisch isoliert ist, muß die Leistungsversorgung 34 für das VCI-Instrumentierungsmodul keine isolierte Leistungsversorgung sein. Obwohl das System 10' den Motoranalysator 48 umfaßt, kann das Schnittstellenmodul 46 konfiguriert sein, um eine beliebige Vorrichtung mit dem RF-LAN des Systems 10' zu verbinden. Das Schnittstellenmodul 46 liefert z. B. eine in Zukunft mögliche Erweiterbarkeit, wie z. B. den Einbau einer CAN/VAN- Schnittstelle. Zusätzlich weist das System 10" bei einer durchdachten Modifizierung die Option auf, eine aktive Matrix, einen 9,6 Zoll großen Farb-Flüssigkristall- Anzeigebildschirm, wie den Bildschirm 56, einzubauen. Das resultierende Benutzerschnittstellenmodul 52 könnte jedoch dicker sein. Ferner kann der Benutzereingabe-Digitalisierer 58 des separaten Benutzerschnittstellenmoduls 52 ein stiftbasiertes magnetisches oder mit Widerständen versehenes Gitter, anstelle einer Touchscreen-Schnittstelle sein. Die PC-Hauptplatine 78 kann ferner auch eine externe VGA- Standardschnittstelle sein, um eine externe Anzeige (nicht gezeigt) mit dem System 10" zu verbinden. Obwohl die verschiedenen Ausführungsbeispiele des Systems gemäß der Erfindung insbesondere für den Kraftfahrzeugkundendienst von Vorteil sind, kann das System auch in einer Nicht-Kfz- Umgebung angewendet werden. Es wird auch darauf hingewiesen, das das System gemäß der Erfindung verallgemeinert werden kann, um auf Informationen zuzugreifen, die notwendig sind, um andere Kundendienstanbieter (z. B. Gerätebetreiber, Ärzte und andere) beim Bereitstellen von Dienstleistungen zu unterstützen. All dies soll als zum Schutzbereich der angehängten Ansprüche gehörend verstanden werden.

Claims

1. Ein Automobilanalysesystem (10, 10', 10"), das folgende Merkmale aufweist:

eine Einrichtung (12; 52, 54) zum Bereitstellen eines Zugriffs auf eine technische Datenbank, die aus gespeicherten Informationsdatensätzen besteht, mit einer Migrationsfähigkeit zwischen verwandten Datensätzen, und ferner, um einen selektiven Zugriff auf spezielle Abschnitte der Informationen innerhalb der Datenbank zu liefern, wobei die Einrichtung (12; 52, 54) einen Bildschirm (18; 56), um Informationen anzuzeigen, eine Benutzerschnittstelle (20; 58), die auf eine Operation durch einen Benutzer anspricht, um Befehle zu liefern, einen Prozessor (12; 63), der auf Befehle anspricht, die durch die Benutzerschnittstelle (12; 58) eingegeben werden, um auf die Informationen zuzugreifen, und eine Einrichtung (26, 28; 66, 68) für eine drahtlose Kommunikation aufweist; und

zumindest ein fernbetriebenes Instrumentierungsmodul (14, 16, 46), das eine Einrichtung zum lösbaren elektrischen Verbinden des Instrumentierungsmoduls mit einem elektrischen Teilsystem im Kraftfahrzeug zum Testen und eine Einrichtung (38, 40) für eine drahtlose Kommunikation mit der Einrichtung (12; 52, 54) zum Liefern eines Zugriffs auf die technische Datenbank aufweist, wobei das Instrumentierungsmodul (14, 16, 46) auf Befehle anspricht, die durch die Benutzerschnittstelle (20; 58) eingegeben wurden.

2. Das System (10, 10') gemäß Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zum Bereitstellen eines Zugriffs auf die technische Datenbank ein kombiniertes Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul (12) aufweist.

3. Das System (10") gemäß Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zum Bereitstellen eines Zugriffs auf die technische Datenbank ein separates Benutzerschnittstellenmodul (52) und ein separates Hauptsteuermodul (54) aufweist, wobei das separate Benutzerschnittstellenmodul (52) und das separate Hauptsteuermodul (54) jeweils eine Einrichtung (66, 68; 90, 92) für eine drahtlose Kommunikation aufweisen, um über eine drahtlose Kommunikationsverbindung zu kommunizieren.

4. Das System (10, 10') gemäß Anspruch 2, bei dem das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer- Modul (12) ferner einen Audiowandler aufweist.

5. Das System (10") gemäß Anspruch 3, bei dem das Benutzerschnittstellenmodul (52) ferner einen Audiowandler (64) aufweist.

6. Das System (10") gemäß Anspruch 3, bei dem das Hauptsteuermodul (54) eine Mehrzahl von Massenspeichervorrichtungen (82, 84, 86) aufweist.

7. Das System (10, 10', 10") gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Instrumentierungsmodul ein Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellen-Instrumentierungsmodul (14) aufweist.

8. Das System (10, 10', 10") gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Instrumentierungsmodul ein digitales Volt-Ohm-Meter-Instrumentierungsmodul (16) aufweist.

9. Das System (10, 10', 10") gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Instrumentierungsmodul ein Schnittstellenmodul (46) aufweist.

10. Das System gemäß Anspruch 9, das ferner einen Motoranalysator (48) aufweist, der mit dem Schnittstellenmodul (46) verbunden ist.

11. Das System (10") gemäß Anspruch 3, das ferner Elastomerpuffer (94) auf dem Benutzerschnittstellenmodul (52) aufweist.

12. Das System (10") gemäß Anspruch 3, bei dem das Benutzerschnittstellenmodul (52) eine Einrichtung (96) aufweist, die aus der Gruppe, die aus einem Kippständer und Aufhänger besteht, ausgewählt ist, die selektiv an dem Benutzerschnittstellenmodul zum vorübergehenden Anbringen des Benutzerschnittstellenmoduls (52) an eine externe Struktur befestigt ist.

13. Das System (10, 10', 10") gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das System (10, 10', 10' ') ein Kraftfahrzeugs-Wartungs- und Reparatursystem ist.

14. Das System (10, 10') gemäß Anspruch 2, 4, 7, 8, 9, 10 oder 13, bei dem das kombinierte Benutzerschnittstellen- und Hauptsteuer-Modul (12) konfiguriert ist, um eine Verwendung des Systems (10, 10') in einer Servicebucht sowie während eines Straßentests eines Kraftfahrzeugs zu erleichtern.