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Das Diagnosesystem UDS 80

Autor: Dr.Ing. Eberhard Treufeld

Foto: E.Treufeld 1983

Technische Diagnose an Kraftfahrzeugen

Mit ihr werden Voraussetzungen für die Erhöhung der Nutzungsdauer, der technischen Einsatzbereitschaft, für die Verminderung des Instandhaltungsaufwandes und zur Kraftstoffeinsparung geschaffen. Von besonderer Bedeutung sind rechnergestützte Systeme, da sie moderne Messtechnik, Intelligenz aus Wissenschaft, Erfahrung und Rechentechnik vereinen und so in der Regel zu einem zuverlässigen Diagnoseergebnis führen können. Ein großes Interesse bestand beim Kraftverkehr, der Landtechnik, der Bahn, der Luftfahrt, der Schifffahrt und bei den bewaffneten Organen.


In den Verkehrskombinaten und den Kfz-Instandhaltungsbetrieben der DDR bestand keine ausreichende gerätetechnische Basis für die Technische Diagnostik. 1979/1980 entstand im Rahmen einer Studie im WTZK bereits ein funktionsfähiger Prototyp, der nach Präsentation alle Interessenten überzeugen konnte.  Auf dieser Basis wurde dem WTZK 1982 ein Entwicklungsauftrag erteilt für ein einfach handhabbares Diagnosesystem mit folgenden Eigenschaften:

mikrorechnergesteuertes System in modularer Bauart
Geräteausführung: tragbar geringe Masse (< 5 kg) geringe Abmessungen, handlich, robust, unempfindlich im Werkstattbetrieb und im Gelände, Stromversorgung aus dem Bordnetz,
leicht bedienbar ohne besondere Qualifikation niedriger Preis
primär ausgestattet mit  Programmen zur Bremsen- und Motorendiagnose.

Beim Militär hatte das Diagnose­system eine große Bedeutung. Es wurden hierfür an der Militärakademie „Friedrich Engels“ spezielle Progra­mme entwickelt. Auch mit dem WTZ Landtechnik Dresden gab es eine Kooperation für den Einsatz des UDS 80 in der Landtechnik. Die Förderung durch die Militärakademie „Friedrich Engels“ und die Mitwirkung von Dr.sc.techn. Wolfgang Runge war besonders hilfreich. Hier bekamen wir ein Zertifikat für besondere Dringlichkeit (LVO) für die Beschaffung von Ressourcen und wissenschaftliche Unterstützung.

Entwicklungsablauf

Leitung: Dr.Ing. Eberhard Treufeld, Dr.Ing. Joachim Dummer
Produzent: VE Verkehrskombinat Gera, Ratiomittelbau
Produktion: 150 Stück

1979 / 1980  Voruntersuchungen, Bau eines Funktionsmusters
1980 Vorstellung und Erprobung des Funktionsmusters
1982  Entwicklungsauftragdurch Ministerium, finanzielle Ausstattung 1982  Pflichtenheft, Hardware und Softwarekonzept
1983  Bau von 10 Fertigungssmuster
1983  Erprobung der Fertigunsmuster, Überleitung zur Serienproduktion
1984  0-Serienproduktion, Betreung durch F/E
1985  Ausstattung der Kfz-Werkstätten der Kombinate

Aus dem Prototyp von 1979 wurde das universelle Diagnosesystem UDS 80 bis 1984 zur Serienreife weiterentwickelt und ab 1985 an die Instandhaltungsbetriebe ausgeliefert. Es wurden insgesamt 150 Geräte mit Zubehör im Rationalisierungsbau des VEB Kraftverkehr Gera produziert. Es war das erste rechnergestützte Diagnosesystem in Deutschland.

detaillierte Angaben über UDS 80 lesen Sie hier in der Fachzeitschrift “Kraftverkehr” 1984

Blockschaltbild des UDS 80, Sammlung TOBIS E, Treufeld

Im Gehäuse des UDS 80 befinden sich folgende Module aus dem Baukastensystem Ratio 80:
ZVE zentrale Recheneinheit,
PIO E/A-Einheit
ADU 8 bit Analog-Digitalumsetzer
GSW Gleichstromwandler
4-stellige LED-Anzeige
Vorwahlschalter
ein Beschleunigungssensor BWH 101

Für den Anschluss von Sensoren gibt es 4 Analogeingangs- und 2 Digitaleingangsbuchsen. In der vorgestellten Konfiguration des UDS 80 sind über die Eingangsbuchsen folgende Sensoren als Zubehör vorgesehen:
2 Drucksensoren DWH 10     (Messbereich bis 10 kPa)
2 Drucksensoren DWH 200   (Messbereich bis 200 kPa)
1 digitaler Fußschalter
1 hochauflösender, incrementaler Drehwinkelsensor 
1 Stromzange mit analogem Hallelement
1 Zange für digitale Signale

Folgende Softwareprogramme waren implementiert:

BEPO – zur Bestimmung der Bremswerte gemäß den Forderungen der StVZO  nach dem Verfahren von Runge
BREA  – zur Diagnose der hydraulischen und pneumatischen Kraftübertragung der Bremsanlage
MOLE  – zur schnellen Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Motorenauf der Grundlage der Auswertung der Drehwinkel-beschleunigung der rotiierenden und oszillierenden Massen von Motorleerlauf bis zur Höchstdrehzahl
MODI – zur schnellen Kontrolle auf unterschiedliche Dichtheit der einzelnen Zylinder des Motors auf der Grundlage der Bewertung des Anlasserstromverlaufs, der mit der Stromzange als Signal bereitgestellt wird.

Foto Horst Brameyer 1986: UDS 80 zur Motordiagnose, Drehwinkelsensor auf dem Gerät und Pedalkontaktgeber rechts für das Motorleistungs-Programm MOLE
Foto Horst Brameyer 1986: 2 Geräte UDS 80 bei der Überprüfung
Foto Horst Brameyer 1986: UDS 80 bei der Messvorbereitung

Weitere Anwendungen wurden für das Luftfahrtunternehmen „Interflug“ und für die Landtechnik erarbeitet und erprobt.

Ein besonderes Abenteuer war die Erprobung des UDS 80 bei der Interflug. Es sollten an einer IL 62 die Startbeschleunigung, die Sinkverzögerung bei extremen Höhenverlust und die Bremsverzögerung bei der Landung sowie die Bremswegreserve erfasst und rechnergestützt ausgewertet werden. Wegen der Sicherheitsvorschrift über die Mitnahme fremder Gegenstände mussten Dr. Runge und Dr. Treufeld mitfliegen (Geisel?). Die vielen Verzögerungsmessungen bei simulierten Abstürzen, anschließendem Durchstarten und harten Bremsvorgängen waren eine ungewöhnliche Belastung unseres Nervenkostüms und des Verdauungstrakts. Nach der Landung waren wir glücklich, wieder festen Boden unter den Füßen zu haben. Wir freuten uns sehr, weil unser Programm gut funktionierte und interessante Messergebnisse lieferte.


UDS 80 in Taschkent erprobt

Von Dr.sc.techn. Wolfgang Runge

Im Rahmen meiner Forschungsarbeit habe ich in der Vorwendezeit mehrere Doktoranden betreut, die Probleme der Technischen Diagnostik von Landfahrzeugen betrafen, wie zum Beispiel Diagnose des technischen Zustandes von Verbrennungsmotoren, Bremsanlagen, Getrieben und Starterbatterien. Die Information zu meiner „Entwicklung eines rechnergestützten Bremsprüfverfahrens im Fahrversuch” (1) veranlaßte die Technische Abteilung von Interflug Kontakt zum Entwicklerkollektiv des UDS80 aufzunehmen. Neben der Bremsprüfung bestand bei Interflug vordergründig Interesse an einer geeigneten technischen Lösung  der Startüberwachung. Bis zu diesem Zeitpunkt mußte der Pilot erfahrungsgemäß selbst einschätzen, ob er einen Startabbruch einleitet, der mit erheblichen Kosten verbunden wäre. In Zusammenarbeit mit Kollegen von Interflug habe ich sowohl für die Bremsprüfung als auch für die Überwachung des Startvorganges Problemlösungen entwickelt, die zunächst  bei Probeflügen auf dem Territorium der DDR überprüft worden sind. Nach Bestätigung der prinzipiellen Eignung der Lösungen durch die Technische Abteilung von Interflug wurde entschieden, daß die weitere Erprobung auf wichtigen, insbesondere im Anflug kritischen internationalen Flughäfen erfolgen soll.  Dabei waren vorrangig  verschiedene Einflußgrößen zu beachten:

– kritische Anflug- und Startbedingungen
– unterschiedliche Haftung der Roll- und Landebahnen
– Witterungs- und klimatische Auswirkungen  usw.

Die erste Auslandserprobung erfolgte mit dem Zielort Taschkent.
Während des Hin- und Rückfluges wurden spezielle Flugmanöver mit dem UDS80 meßtechnisch erfaßt. 
Die Großstadt Taschkent war durch die vorangegangene Zerstörung in Folge eines schweren Erdbebens gekennzeichnet. Wir hatten zwei Übernachtungen und konnten deshalb am freien Tag bei einer Stadtrundfahrt und einem ausgedehnten Stadtbummel interessante Eindrücke von der Stadt und deren Einwohner gewinnen.
Die Auswertungsergebnisse der Erprobung des UDS80 während der Flugmanöver sowie des Lande- und Startvorganges waren sehr erfolgversprechend, so daß die nächste Erprobung für 1990 in Kairo vorgesehen und geplant wurde.

Leider kam es dazu nicht mehr.

Während einer privaten Kreuzfahrt mit dem Kreuzfahrtschiff „Arkona“ rund um Cuba hatte ich Kontakt zum Technischen Offizier aufgenommen. Er schilderte mir die Schwierigkeiten bei der Bremsprüfung von Schiffen, weil ja hierbei die feststehende Fahrbahn fehlt. Wir konnten trotzdem gemeinsam eine mögliche Variante als prinzipielle Lösung in Aussicht stellen, aber eine tiefgründige Bearbeitung wäre für mich erst nach Abschluß der Entwicklungsarbeit bei Interflug möglich gewesen. 

(1) Runge,W.: – 1983  174 S. Dresden, Militärakademie Dresden, Diss. A


Das universelle Diagnosesystems UDS 90

Die nächste Generation zur Technischen Diagnostik wurde 1989 eingeleitet

Der  Break Checker BC 90 sollte die erste Anwendung sein

Prototyp Breack-Checker BC 90
Bild: Dr. E.Treufeld (WTZK), Technische Überwachung 1990

Der Break Checker BC 90 ist eine Weiterentwicklung des UDS 80 und wurde 1989 als Prototyp realisiert.  Das Gerät ist bedeutend leichter als UDS 80 und mit alphanumerischer Anzeige, Tastatur, Belegdrucker und Datenkassette zur Off-lineDatenübertragung ausgestattet. Er wurde zunächst nur mit dem Bremsendiagnoseprogramm BEPO ausgestattet. Die Beschreibung des BC 90 und die Verfahrenstechnische Lösung  haben wir detailliert  in der Fachzeitschrift „Technische Überwachung“ Bd 31 (1990) Nr. 7/8 , S. 326/327 veröffentlicht.

› Detaillierte Angaben über den BC 90 lesen Sie hier in der Fachzeitschrift “Technische Überwachung” 1990


An der Militärakademie „Friedrich Engels“ wurden spezielle Programme für die Militärtechnik entwickelt.

Für das Entwicklungsthema technische Diagnostik konnten wir die Militärakademie mit Dr. Runge und Prof. Opper­mann als Förderer gewonnen werden. Dr. Runge hatte für die Bremsen­prüfung einen Algorithmus patentiert. Die rechnergestützte Umsetzung erfolgte im Diagnosesystem UDS 80.

Urheberrechte:
Für die Problemlösung UDS 80 liegt die Urheberschaft bei Dr.Ing. Joachim Dummer, Dr.sc.techn. Wolfgang Runge und Dr.Ing. Eberhard Treufeld. Die Urheberschaft für die Software liegt ausschließlich bei Dr.Ing. Joachim Dummer. Eingriffe, Nachnutzungen und Modifikationen sind nur mit Genehmigung der Urheber autorisiert.


Verleihung des Wissenschaftspreises “Friedrich-Engels-Preis” III Klasse

Für vorbildliche wissenschaftliche Leistungen am rechnergestützten Diagnosesystem UDS 80 wurden die Entwickler Dr.sc.techn. Wolfgang Runge, Dr.Ing. Eberhard Treufeld und Dr.Ing. Joachim Dummer am 26.11.1988 mit dem „Friedrich Engels-Preis“ III Klasse ausgezeichnet


Unsere Veröffentlichungen:

Die Diagnosesysteme UDS 80 und Brake Checker BC 90 haben wir in den Fachzeitschriften mit der ausführlichen Beschreibung der gerätetechnischen und den Verfahrenstechnischen  Lösungen veröffentlicht.

Entwicklung des universellen Diagnosesystem UDS 80: Teil I und II / Treufeld,E. ; Runge ,W.; Dummer J.; – In: Kraftverkehr. – Berlin 27 (1984) 5 und 6 – S. 1183-187 u. S. 226-228

Zu den Möglichkeiten des Mikroprozessoreinsatzes bei der rechnergestützten Kfz- Diagnostik / Gauglitz, H; Grönert, J.; Steuer, D; Treufeld. E.; – In: DDR-Verkehr. Berlin 13 (1980) 1. – S. 19- 21

Der Einsatz des Mikrorechnersystem “Ratio 80” zur Diagnose und Instandhaltung von Kraftfahrzeugen / Treufeld, E. ; In: 13. Verkehrswissenschaftliche Tage , Sektion V. – Dresden Hochschule für Verkehrswesen, 1984. S. 26 – 29

Einsatz der Mikroelektronik in der Diagnosetechnik UDS 80: Bericht A4/ Treufeld, E. – VEB WTZK Dresden. Dresden 1983.- 81. S. 24 Abb.

Entwicklung eines rechnergestützten Bremsprüfverfahren im Fahrversuch / Runge, W. : – 1983 174 S. Dresden, Militärakademie Dresden, Diss. A

Sichere Bremsen im Kraftfahrzeug. Neues Verfahren zur schnellen Überprüfung der Verkehrssicherheit von Fahrzeug­brems­anlagen. Dummer, J.; Runge, W.; Treufeld, E.: In: Technische Überwachung 31 (1990), Nr. 7/8, S. 326ff, ISSN: 1434-9728.

› Lesen Sie hier den Fachartikel

Entwicklung eines rechnergestützten Systems der Diagnose von Dieselmotoren – Entwicklung eines produktionsreifen Gerätesystems : Bericht K5/0 / Treufeld, E. – VEB WTZ Kraftverkehr . – Dresden 1988 . – 13 S.

Ein Beitrag zur Vervollkommnung der Überprüfung des technischen Zustandes von Militärtechnik auf der Grundlage eines rechnergestützten Diagnosesystems / Runge. W. – Militärakademie “Friedrich Engels” Dresden 1988. – 40 S.

Wirtschaftspatent WPO 601 P/3044999/5 . – Verfahren zur Messung des Bremsweges bei Landfahrzeugen / Runge, W. – 1977

Rechnergestützte Prozessorganisation in der Kfz – Instandhaltung : Sicherungskonzeption zu CAD / CAM- Vorhaben ( Ministerium für Verkehrswesen, Hauptverwaltung Kraftverkehr . – Berlin 1988