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Stand der Technik
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Die
vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Ausfallfrüherkennung
wenigstens einer Glühkerze,
die während
wenigstens eines Glühzyklusses
mit einer kontinuierlichen Folge von Spannungspulsen einer jeweiligen
elektrischen Spannung versorgt wird, sowie einen Motor mit wenigstens
einer Glühkerze,
der für
die Ausfallfrüherkennung
der Glühkerze
zur Durchführung
dieses Verfahrens eingerichtet ist.
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Als
Glühkerzen
werden gemeinhin elektrische Heizelemente bezeichnet, die für gewöhnlich zur
Unterstützung
eines Kaltstarts im Brennraum von Verbrennungsmotoren und Heizungen
angeordnet sind. Normalerweise weist eine Glühkerze in einem vorderen Teil
eine Glühwendel
mit einem im Wesentlichen temperaturunabhängigen Widerstand und in einem
hinteren Teil eine Regelwendel auf, deren Widerstand mit der Temperatur
ansteigt. Dadurch wird ein schnelles Aufheizen des vorderen Teils
der Glühkerze
und mit Erreichen bestimmter Temperaturbereiche eine Rückkopplung
des Aufheizvorgangs erzielt.
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Wie
bei allen technischen Bauteilen stellen sich auch bei Glühkerzen
mit der Zeit Abnutzungserscheinungen ein, die mit zunehmendem Alter
zu Fehlfunktionen oder gar Totalausfällen der Glühkerze führen können. Man ist daher bestrebt,
verbrauchte Glühkerzen
mit einer hohen Ausfallwahrscheinlichkeit frühzeitig zu erkennen. Zu diesem
Zweck ist es bekannt, den so genannten Kaltwiderstand der Glühkerze zu
bestimmen. Dazu wird in den ersten Sekunden nach dem Einschalten
der Glühkerze
(in der Regel innerhalb der ersten 60 s, bevorzugt jedoch 25 s) der
durch die Glühkerze
fließende
Strom gemessen. Aus diesem gemessenen Strom und einer als bekannt
angenommenen Spannung berechnet sich der Kaltwiderstand auf bekannte
Weise. Dieser liegt bei unverbrauchten Glühkerzen, also bei Glühkerzen
mit geringer Ausfallwahrscheinlichkeit, in der Regel zwischen 0,3 Ω und 1,0 Ω. Wird ein
höherer
Kaltwiderstand ermittelt weil der durch die Glühkerze fließende Strom abfällt, so
weist dies erfahrungsgemäß auf das baldige
Ausfallen der Glühkerze
hin. Überschreitet der
gemessene Kaltwiderstand einen vorgegebenen Schwellenwert, muss
die Glühkerze
ausgetauscht werden.
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Bei
diesem bekannten Verfahren wird der Strom jedoch ohne Berücksichtigung
der Art und Weise, wie die Kerze mit elektrischer Spannung versorgt
wird, gemessen. Mit anderen Worten messen bekannte Verfahren zur
Ausfallerkennung von Glühkerzen
den durch die Glühkerze
fließenden
Effektivstrom und ermitteln folglich nur einen effektiven Kaltwiderstand
der Glühkerze.
Dies trifft auch auf Glühkerzen
zu, die mit einer pulsweitenmodulierten Spannung versorgt werden,
also mit einer kontinuierlichen Folge von Spannungspulsen einer
elektrischen Spannung. Pulsweitenmoduliert heißt dabei, dass ein Tastverhältnis der
Spannungspulse bei konstanter Frequenz moduliert wird. In Kraftfahrzeugmotoren
wird beispielsweise eine pulsweitenmodulierte Spannung zur Versorgung
von Glühkerzen
mittels eines elektronischen Glühzeitsteuergerätes aus
der Bordspannung erzeugt. Bisher wurden vor allem Niederspannungsglühkerzen
mit einer Betriebsspannung von unter 11 V mit einer pulsweitenmodulierten Spannung
versorgt. In neuerer Zeit wird eine solche Spannungsversorgung aber
immer mehr auch für Bordspannungsglühkerzen
mit einer Betriebsspannung von 11 V und darüber eingesetzt.
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Insbesondere
für mit
einer pulsweitenmodulierten Spannung betriebene Glühkerzen
erweisen sich bekannte Verfahren zur Ausfallfrüherkennung von Glühkerzen
als wenig zuverlässig.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ausfallfrüherkennung
einer mit einer pulsweitenmodulierten Spannung versorgten Glühkerze sowie
einen zur Ausführung
eines solchen Verfahrens eingerichteten Motor zu schaffen, bei denen
die Verlässlichkeit
der Ausfallfrüherkennung
erhöht
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie einen Motor mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Im
Gegensatz zu bekannten Verfahren, die lediglich Effektivwerte für den gemessenen
Strom und damit nur den effektiven Kaltwiderstand über viele
Spannungspulse ermitteln, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren
der Widerstand der Glühkerze erfasst,
den die Glühkerze
während
eines einzelnen Spannungspulses zeigt. Anders ausgedrückt befleißigt sich
das erfindungsgemäße Verfahren
einer höher
aufgelösten
Sichtweise als bekannte Verfahren, da es auf den Widerstand der
Glühkerze
während
eines einzelnen Spannungspulses abstellt und nicht auf einen über viele
Spannungspulse ermittelten Mittel- oder Effektivwert des Kaltwiderstands.
Dies führt im
Ergebnis zu einer weit präziseren
und verlässlicheren
Vorhersage der Ausfallwahrscheinlichkeit, als sie bekannte Verfahren
zu liefern vermögen.
Dabei ist die Art der Glühkerze
für das
Verfahren unerheblich. Beispielsweise ist das Verfahren gleichermaßen für eine Niederspannungsglühkerze wie
für eine Bordspannungsglühkerze oder
eine keramische Glühkerze
geeignet.
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Es
ist möglich,
im Schritt (a) den zeitlichen Verlauf des Widerstandes während des
jeweiligen Spannungspulses zu erfassen. In einem solchen Fall könnte der
im Schritt (b) aus dem Widerstand abgeleitete Vergleichswert beispielsweise
der Mittelwert oder ein Extremwert des Widerstands während des Spannungspulses
sein. Andererseits kann ein zeitabhängiger Vergleichswert abgeleitet
werden, sofern z. B. im Schritt (c) eine Bedingung für die zeitliche
Abhängigkeit
des Vergleichswerts vorgegeben wird.
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Sofern
im vorgegebenen Zeitintervall mehrere Spannungspulse auftreten,
können
die Schritte (a) bis (e) innerhalb des Zeitintervalls auch wiederholt
an verschiedenen einzelnen Spannungspulsen ausgeführt werden,
beispielsweise zyklisch oder sporadisch.
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Bei
dem Vergleichswert kann es sich ganz allgemein um einen beliebigen
geeigneten Vergleichswert handeln. Beispielsweise kann der Vergleichswert
mit dem elektrischen Widerstand identisch sein. Ein weiterer geeigneter
Vergleichswert wäre
der Gradient des elektrischen Widerstands, also die zeitliche Änderung
des Widerstandes bzw. dessen Ableitung nach der Zeit. Ein Widerstandsgradient
mit negativem Vorzeichen kann ein Indiz für die erhöhte Ausfallwahrscheinlichkeit
einer Glühkerze sein,
da bei alten und verbrauchten Glühkerzen
vor allem der so genannte Heißwiderstand
der Glühkerze,
der gewöhnlicherweise
nach 25 s bzw. 60 s nach Beginn des Glühzyklusses gemessen wird, innerhalb eines
Spannungspulses eine abfallende Tendenz zeigt. Für neuwertige Glühkerzen
ist ein Heißwiderstand
von 0,6 Ω bis
2,0 Ω üblich. Wie
der Kaltwiderstand zeigt auch der Heißwiderstand die Tendenz, mit
zunehmendem Alter der Glühkerze
anzuwachsen. Mit dem Heißwiderstand
bietet sich eine weitere Observable, die zur Abschätzung der
Ausfallwahrscheinlichkeit einer Glühkerze ausgenutzt werden kann.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
des Verfahrens fällt
der Beginn des Zeitintervalls mit dem Beginn eines Glühzyklusses
der Glühkerze
zusammen. Vorzugsweise beträgt
die Dauer des Zeitintervalls in diesem Fall 60 s und besonders bevorzugt
25 s, damit der erfasste elektrische Widerstand dem Kaltwiderstand
der Glühkerze
entspricht. Oder aber das Zeitintervall beginnt wenigstens 25 s
oder bevorzugt 60 s nach dem Beginn des Glühzyklusses, so dass der erfasste
elektrische Widerstand dem Heißwiderstand
der Glühkerze
entspricht.
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Bei
einem weiteren bevorzugten Verfahren werden wenigstens die Schritte
(a) und (b) für
wenigstens einen Spannungspuls innerhalb wenigstens eines weiteren
Zeitintervalls ausgeführt,
wobei dieses weitere Zeitintervall und das erste Zeitintervall disjunkt
sind. Grundsätzlich
können
sich beide Zeitintervalle innerhalb desselben Glühzyklusses befinden oder es
können
sich beide Zeitintervalle innerhalb verschiedener Glühzyklen
der Glühkerze
befinden, wobei zwischen den Glühzyklen
die Folge von Spannungspulsen ausgesetzt wird. Beispielsweise kann die
Validität
des Verfahrens durch Erfassen von sowohl des Kaltwiderstands als
auch des Heißwiderstands
innerhalb eines einzigen Glühzyklusses
gesteigert werden, indem Kaltwiderstand und Heißwiderstand jeweils gemäß dem Schritt
(a) für
jeweilige disjunkte Zeitintervalle während eines Glühzyklusses ermittelt
werden, um dann jeweils die Schritte (b) bis (e) auszuführen. Andererseits
können
zum Erkennen sprunghafter Eigenschaftsänderungen der Glühkerze zwischen
Glühzyklen
zum Beispiel Kaltwiderstand und/oder Heißwiderstand in aufeinander
folgenden Glühzyklen
erfasst werden, wobei für
einen jeweiligen Glühzyklus
gewonnene Vergleichswerte zum Vorgeben der Bedingung im jeweiligen
nachfolgenden Glühzyklus
verwendet werden. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, bei
Ausführung
der Schritte (a) und (b) während
eines ersten Glühzyklusses
die erhaltenen Vergleichswerte zu speichern und bei Ausführung der
Schritte (a) bis (e) während
eines nachfolgenden zweiten Glühzyklusses
im Schritt (c) auszulesen und zum Vorgeben der Bedingung zu verwenden.
Vorzugsweise wird zum Speichern der Vergleichswerte ein so genannter
Ringspeicher verwendet, der die Vergleichswerte einer bestimmten Anzahl
von, vorzugsweise fünf,
Glühzyklen
als Datensätze
in einem Stapel speichert. Ist der Stapel gefüllt, werden bei Ausführung des
Verfahrens während folgender
Glühzyklen
die Datensätze
beginnend vom untersten Datensatz sukzessive mit neuen Datensätzen überschrieben.
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Ganz
besonders bevorzugt wird bei Ausführung der Schritte (a) und
(b) während
des allerersten Glühzyklusses
der Glühkerze
nach deren Inbetriebnahme der Vergleichswert dauerhaft gespeichert
und bei Ausführung
der Schritte (a) bis (e) während
nachfolgender Glühzyklen
im jeweiligen Schritt (c) jeweils ausgelesen und zur Vorgabe der
Bedingung verwendet. Auf diese Weise ist mit den ursprünglichen
Werten der Glühkerze
eine Referenz geschaffen, die eine Einschätzung der absoluten Alterung
und Abnutzung der Glühkerze
erlaubt. Insbesondere ist bevorzugt, bei Ausführung des Schrittes (c) während eines
Glühzyklusses
sowohl den Vergleichswert des allerersten Glühzyklusses als auch den Vergleichswert
eines jeweiligen dem Glühzyklus
unmittelbar vorhergehenden Glühzyklusses
auszulesen und zur Vorgabe jeweiliger Bedingungen für den Vergleichswert
des aktuellen Glühzyklusses
zu verwenden, wobei im Schritt (d) geprüft wird, ob diese Bedingungen
erfüllt sind,
und wobei im Schritt (e) das Signal ausgegeben wird, wenn der Vergleichswert
wenigstens eine der Bedingungen erfüllt. Auf diese Weise wird die
Validität
des Verfahrens noch einmal gesteigert.
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Das
im Schritt (e) ausgegebene Signal lässt sich zum Auslösen unterschiedlicher
Reaktionen verwenden, die jeweils einzeln oder auch in beliebigen Kombinationen
erfolgen können.
So kann das ausgegebene Signal den Betrieb der Glühkerze zu
deren Schonung auf einem vorbestimmten Spannungsniveau, vorzugsweise
der vorgesehenen Betriebsspannung, oder darunter beschränken oder
ein Ausschalten der Glühkerze
bewirken. Andererseits kann das Signal für die Ausgabe eines optischen,
akustischen oder haptischen Warnsignals an einer Mensch-Maschineschnittstelle
(human machine interface; HMI) ursächlich sein. Ferner kann das
Signal bewirken, dass eine Diagnosebotschaft in einen Fehlerspeicher
geschrieben wird, die von einem Mikroprozessor ausgelesen und weiterverarbeitet
werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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1 stellt
schematisch einen Motor eines Kraftfahrzeuges mit einer Glühkerze dar;
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2 stellt
nicht maßstabsgerecht
Spannungspulse und Zeitintervalle für verschiedene Glühzyklen
der Glühkerze
dar;
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3a)
ist ein Diagramm, das den zeitlichen Widerstandsverlauf während zweier
einzelner Spannungspulse der kalten Glühkerze nach unterschiedlich
vielen Glühzyklen
zeigt;
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3b)
ist ein Diagramm, das den zeitlichen Widerstandsverlauf während zweier
einzelner Spannungspulse der heißen Glühkerze nach unterschiedlich
vielen Glühzyklen
zeigt; und
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4 zeigt
ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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Gemäß 1 ragt
eine Glühkerze 1 in
den Brennraum 2 eines Motors 3 eines nicht gezeigten Kraftfahrzeuges.
Ein elektronisches Glühzeitsteuergerät 4 versorgt
die Glühkerze 1 mit
einer pulsweitenmodulierten Spannung, die es aus der Bordspannung
erzeugt. Ein Mikrokontroller 5 mit einer Auswerteeinheit 6 ist
zur Messung des durch die Glühkerze 1 fließenden Stroms
und zur Bestimmung ihres Widerstandes mithilfe der bekannten an
der Glühkerze anliegenden
Spannung vorgesehen. Der Mikrokontroller 5 ist mit einer
Mensch-Maschineschnittstelle oder
HMI 7, die zur Ausgabe eines optischen und/oder akustischen
Warnsignals eingerichtet ist, und mit einem Fehlerspeicher 19 verbunden.
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Der
Verlauf der pulsweitenmodulierten Spannung ist im Diagramm der 2 stark
vereinfacht und nicht maßstabsgetreu
als Folge von rechteckigen Spannungspulsen entlang einer Zeitachse
symbolisiert. Unter einem Glühzyklus
der Glühkerze 1 wird
dabei die Zeit verstanden, während
der die Glühkerze 1 zur
Unterstützung
eines Kaltstarts des Motors kontinuierlich mit einer Folge von Spannungspulsen
einer jeweiligen elektrischen Spannung versorgt wird. Die Spannungsversorgung
der Glühkerze 1 und der
Glühzyklus
enden, sobald der Motor 3 keine Unterstützung durch die Glühkerze 1 mehr
benötigt,
wobei als Fahrzyklus die Zeit zwischen Anlassen und Ausschalten
des Motors 3 unabhängig
davon verstanden wird, ob sich das Fahrzeug tatsächlich fortbewegt. Weil die
Glühkerze 1 den
Kaltstart des Motors 3 unterstützt und der Motor 3 mit
Beendigung des Glühzyklusses
der Glühkerze 1 seinen
Betrieb für
gewöhnlich
nicht einstellt, fällt
der Beginn eines Fahrzyklusses zwar mit dem Beginn eines jeweiligen Glühzyklusses
der Glühkerze 1 zusammen,
jedoch dauert der Fahrzyklus in der Regel länger an als der Glühzyklus.
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2 zeigt
nun drei aufeinander folgende Glühzyklen 8, 9, 10 der
Glühkerze 1,
die jeweiligen Fahrzyklen des Motors 3 entsprechen und
von unterschiedlicher Dauer sein können. Weil der Beginn eines
jeden der Glühzyklen 8, 9, 10 mit
dem Beginn eines jeweiligen Fahrzyklusses zusammenfällt, endet ein
jeweiliger Fahrzyklus zu einer Zeit zwischen zwei jeweiligen der
Glühzyklen 8, 9, 10,
so dass der Motor 3 unmittelbar vor Beginn jedes der Glühzyklen 8, 9, 10 ausgeschaltet
ist, wobei die Zeit zwischen den Fahrzyklen bzw. den Glühzyklen 8, 9, 10 im
Allgemeinen unregelmäßig und
beliebig ist.
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Für den Glühzyklus 8 ist
in 2 ein Zeitintervall 11 eingezeichnet,
dessen Beginn mit dem Beginn des Glühzyklusses 8 identisch
ist und dessen Dauer weniger als 25 s beträgt. Während dieses Zeitintervalls 11 hat
die Glühkerze 1 ihre
Betriebstemperatur noch nicht erreicht. Ein vom Mikrokontroller 5 während eines
Spannungspulses 17 im Zeitintervall 11 bestimmter
Widerstand ist demnach ein Kaltwiderstand der Glühkerze 1. Ferner ist
in 2 ein Zeitintervall 12 eingezeichnet,
das frühestens
60 s nach Beginn des Glühzyklusses 8 einsetzt.
Im Zeitintervall 12 hat die Glühkerze 1 ihre Betriebstemperatur
erreicht und ein vom Mikrokontroller 5 während eines Spannungspulses
im Zeitintervall 12 bestimmter Widerstand ist demnach ein
Heißwiderstand
der Glühkerze 1.
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In
der 3a) sind in einem Widerstands-Zeit-Diagramm zeitliche
Verläufe
des Kaltwiderstands der Glühkerze 1 nach
3000 Glühzyklen und
nach 10000 Glühzyklen
während
zweier einzelner aufeinander folgender Spannungspulse zu sehen,
wobei der mit dem Bezugszeichen 13 versehene Graph den
Kaltwiderstand 13 der Glühkerze 1 nach 3000
Glühzyklen
darstellt, während
der mit dem Bezugszeichen 14 versehene Graph den Kaltwiderstand 14 der
Glühkerze 1 nach
10000 Glühzyklen darstellt.
Wie in 3a) zu erkennen ist, steigt
der Kaltwiderstand 13 der jüngeren Glühkerze unmittelbar mit Einsetzen
des ersten Spannungspulses zur Zeit t = 0 steil auf einen Widerstandswert
von über
0,4 Ω an
und bleibt während
der Dauer des Spannungspulses von etwas mehr als 0,02 s mit leicht
wachsender Tendenz oberhalb dem Wert von 0,4 Ω, jedoch unter dem Wert von
0,5 Ω.
Während
des nachfolgenden Spannungspulses erreicht der Kaltwiderstand 13 gleich
zu Beginn des Spannungspulses beinahe den Wert von 0,5 Ω, um dann
im weiteren Verlauf des Spannungspulses zunächst abzufallen und gegen Ende
des Spannungspulses den Wert von 0,5 Ω leicht zu übertreffen. Dagegen übertrifft
der Kaltwiderstand 14 der älteren Glühkerze den Wert von 0,5 Ω bereits
zu Beginn des ersten Spannungspulses und wächst im weiteren Verlauf des
Spannungspulses bis auf über
0,6 Ω an,
während
er im Verlauf des zweiten Spannungspulses mit leichter Steigung
Werte zwischen 0,5 Ω und
0,6 Ω annimmt.
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In 3b)
sind zum Vergleich die Heißwiderstände der
Glühkerze 1 ebenfalls
nach 3000 Glühzyklen
und nach 10000 Glühzyklen
während
zweier einzelner aufeinander folgender Spannungspulse dargestellt,
wobei die Glühkerze 1 nach
3000 Glühzyklen
den Heißwiderstand 15 und
nach 10000 Glühzyklen
den Heißwiderstand 16 aufweist.
Auffällig
ist, dass die jüngere
Glühkerze 1 nach
3000 Glühzyklen während beider
Spannungspulse einen nahezu konstanten Widerstandswert zwischen
1,2 Ω und
1,4 Ω aufweist,
während
die ältere
Glühkerze
nach 10000 Glühzyklen
zu Beginn eines jeden Spannungspulses einen höheren Widerstand von über 1,4 Ω aufweist, der
im Laufe des Spannungspulses jedoch abfällt. Demnach zeichnet sich
die ältere
Glühkerze 1 durch einen
abfallenden Verlauf des Heißwiderstands 14 während eines
Spannungspulses aus. Mit anderen Worten ist die zeitliche Änderung
oder der Gradient des Heißwiderstandes 14 negativ.
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Im
erfindungsgemäßen Verfahren
wird nun der unterschiedliche Widerstandsverlauf während eines
einzelnen Spannungspulses bei neueren und älteren Glühkerzen 1 ausgenutzt.
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Mittels
des Flussdiagramms der 4 wird das Verfahren näher erläutert. Nach
Beginn des Verfahrens im Schritt S1 wird im Schritt S2 vom Mikrokontroller 5 der
Kaltwiderstand der Glühkerze 1 während eines
einzelnen Spannungspulses 17 innerhalb des Zeitintervalls 11 des
Glühzyklusses 8 erfasst. Aus
diesem Kaltwiderstand wird von der Auswerteeinheit 6 im
nachfolgenden Schritt S3 ein Vergleichswert abgeleitet, der im einfachsten
Fall mit dem Kaltwiderstand identisch ist. Von der Auswerteeinheit 6 wird
im Schritt S4 eine Bedingung für
den Vergleichswert vorgegeben. Wiederum im einfachsten Fall besteht
diese Bedingung aus einem Schwellenwert, der vom Vergleichswert
nicht überschritten
werden darf. Beispielsweise kann im Fall der 3a) und 3b) ein
Schwellenwert von 0,6 Ω vorgegeben
werden. Wird dieser Schwellenwert vom Kaltwiderstand übertroffen,
so ist dies ein Indiz dafür,
dass die Glühkerze 1 ein
kritisches Alter erreicht hat und dass aufgrund dessen mit einem
baldigen Ausfall der Glühkerze 1 zu
rechnen ist. Deshalb wird im Schritt S5 geprüft, ob der Vergleichswert bzw.
der Kaltwiderstand die vorgegebene Bedingung erfüllt, d. h. vorliegend ob der Kaltwiderstand
der Glühkerze 1 größer ist
als 0,6 Ω. Ist
dies der Fall, werden im Schritt S6 vom Mikrokontroller 5 Signale
an das Glühzeitsteuergerät 4 und
an das HMI 7 ausgegeben, um das Glühzeitsteuergerät 4 dazu
zu veranlassen, die Glühkerze 1 im
folgenden nur mit einer vorgegebenen Betriebsspannung zu versorgen,
während
das HMI 7 zur Ausgabe eines optischen und/oder akustischen
Warnsignals veranlasst wird. Ferner erfolgt ein Eintrag im Fehlerspeicher 19 des
Motors 3, der später
vom einem nicht gezeigten dafür
zuständigen
Steuergerät
ausgelesen und verwertet werden kann. Das Verfahren endet anschließend mit
Schritt S7. Wird im Schritt S5 dagegen festgestellt, dass der Kaltwiderstand
kleiner ist als 0,6 Ω,
so wird vom Mikrokontroller 5 kein Signal ausgegeben und
das Verfahren endet mit dem Schritt S8.
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Bei
einer anderen Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird im Schritt S2 statt des Kaltwiderstandes der Glühkerze 1 deren
Heißwiderstand
beispielsweise während
eines einzelnen Spannungspulses 18 gemessen, der sich innerhalb des
in der 2 gezeigten Zeitintervalls 12 des Glühzyklusses 8 befindet.
In einem solchen Fall wird im Schritt S3 der Gradient des Heißwiderstandes
aus diesem abgeleitet und als Vergleichsgröße verwendet. Da eine kurz
vor dem Ausfall stehende Glühkerze 1 während eines
Spannungspulses einen negativen Heißwiderstandsgradienten aufweist,
ist es im Schritt S4 zweckmäßig, für den Vergleichswert
als Bedingung vorzugeben, dass der Vergleichswert negativ oder kleiner
als Null sein muss. Im anschließenden
Schritt S5 wird dann das Vorzeichen des Vergleichswertes überprüft. Ist
dieses negativ, d. h. hat der Heißwiderstand einen negativen
Gradienten, erfolgen sukzessive die Schritte S6 und S7. Ist das
Vorzeichen dagegen Null oder positiv, erfolgt Schritt S8.
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Die
beiden beschriebenen Verfahren können auch
kombiniert werden, indem sowohl der Kaltwiderstand während des
Spannungspulses 17 als auch der Heißwiderstand während des
Spannungspulses 18 erfasst werden, und wie oben erläutert der
Kaltwiderstand und der Gradient des Heißwiderstands als jeweilige
Vergleichswerte abgeleitet sowie jeweilige Bedingungen für diese
Vergleichswerte wie oben erläutert
vorgegeben werden. Im Schritt S5 werden diese Bedingungen dann sowohl
für den
Kaltwiderstand als auch für
den Gradienten des Heißwiderstands
geprüft,
und die Schritte S6 und S7 werden ausgeführt, sofern entweder der Kaltwiderstand
oder der Gradient des Heißwiderstands
oder beide die jeweilige Bedingung erfüllen. Entsprechend kann das
Verfahren mit beliebig vielen Vergleichswerten und jeweiligen Bedingungen
für diese
Vergleichswerte ausgeführt werden.
Als Vergleichswerte können
alternativ oder in Kombination neben dem Kaltwiderstand und dem Gradienten
des Heißwiderstands
insbesondere auch der Heißwiderstand
selbst und/oder der Gradient des Kaltwiderstands verwendet werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung
der Erfindung werden bei Durchführung
des Verfahrens die gemessenen Widerstände und/oder die Vergleichswerte
gespeichert, um diese bei Durchführung
des Verfahrens während
eines nachfolgenden Glühzyklusses
zur Vorgabe der Bedingung im Schritt S4 zu verwenden. Werden die
Schritte S1–S3
in der 4 beispielsweise während des Glühzyklusses 9 der 2 ausgeführt, so
werden die dabei gemessenen Kalt- bzw. Heißwiderstände und/oder die daraus abgeleiteten
Vergleichswerte wie Kaltwiderstand, Heißwiderstand und Gradient des
Kaltwiderstands und Gradient des Heißwiderstands in einem Ringspeicher
gespeichert. Wenn das Verfahren im darauffolgenden Glühzyklus 10 erneut
ausgeführt
wird, werden im Schritt S4 die gespeicherten Vergleichswerte des
vorhergehenden Glühzyklusses 9 aus
dem Ringspeicher ausgelesen. Diese ausgelesenen Vergleichswerte
werden zur Vorgabe geeigneter Bedingungen für die während des Glühzyklusses 10 gewonnenen
Vergleichswerte verwendet. Zum Beispiel wäre eine mögliche Bedingung, dass die
Differenz der Kaltwiderstände
der Glühzyklen 9 und 10 einen vorgegebenen
Schwellenwert nicht überschreiten darf.
Auf diese Weise können
sprunghafte Widerstandsänderungen
der Glühkerze 1 zwischen
einzelnen Glühzyklen 8, 9, 10 erkannt
werden. Die Differenzen zwischen den Vergleichswerten der Glühzyklen 9 und 10 werden
als zusätzliche
Vergleichswerte mit den übrigen
Vergleichswerten des Glühzyklus 10 in
den Ringspeicher geschrieben, um bei einem nachfolgenden Glühzyklus
wie beschrieben im Schritt S4 ausgelesen und zur Vorgabe geeigneter Bedingungen
verwendet zu werden.
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Schließlich werden
bei einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung bei Durchführung
des Verfahrens während
des allerersten Glühzyklusses unmittelbar
nach Inbetriebnahme der Glühkerze
die Vergleichswerte dieses allerersten Glühzyklusses dauerhaft als sogenannter „Urvektor" für die gesamte Lebensdauer
der Glühkerze
gespeichert. Als Alternative oder zusätzlich zu den oben beschriebenen
Vorgehensweisen wird dieser Urvektor bei Durchführung des Verfahrens während jedes
nachfolgenden Glühzyklusses
ausgelesen und zur Vorgabe von Bedingungen für die Vergleichswerte des jeweiligen
Glühzyklusses
verwendet. Als mögliche
Bedingung kann für
die Vergleichswerte festgelegt werden, dass sie nicht über einen
vorgegebenen Wert von entsprechenden Komponenten des Urvektors abweichen dürfen. Handelt
es sich zum Beispiel bei dem Glühzyklus 8 in
der 2 um den allerersten Glühzyklus der Glühkerze 1,
so werden die im Schritt S3 während des
Glühzyklusses 8 abgeleiteten
Vergleichswerte als Urvektor dauerhaft gespeichert. Dieser Urvektor wird
bei Durchführung
des Verfahrens während
der nachfolgenden Glühzyklen 9 und 10 sowie
aller weiteren Glühzyklen
im Schritt S4 jeweils ausgelesen und es wird die Bedingung vorgegeben,
dass die Vergleichswerte des jeweiligen Glühzyklusses von den Vergleichswerten
im Urvektor nicht mehr als um jeweilige vorgegebene Schwellenwerte
abweichen dürfen.
Wird im Schritt S5 festgestellt, dass die Abweichung eines Vergleichswerts
vom entsprechenden Vergleichswert des Urvektors den vorgegebenen Schwellenwert übertrifft,
so werden die Schritte S6 und S7 ausgeführt.