DE102013108628B4

DE102013108628B4 - Verfahren zum Erkennen eines Glühkerzenwechsels

Info

Publication number: DE102013108628B4
Application number: DE102013108628.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Bleil; Michael Eberhardt; Ralf Müller; Clemens Rinkert; Dirk Wollin; Markus Pados
Original assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Current assignee: BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2033-08-10
Also published as: US20150042344A1; KR20150018379A; DE102013108628A1; KR102209843B1; US9567968B2

Abstract

Verfahren zum Erkennen eines Glühkerzenwechsels, wobei ein erster Wert einer temperaturabhängigen Größe an einer ersten Glühkerze eines Motors und zugleich ein zweiter Wert der temperaturabhängigen Größe an einer zweiten Glühkerze des Motors gemessen wird, der erste Wert der temperaturabhängigen Größe mit einem gespeicherten Referenzwert der ersten Glühkerze verglichen wird, und ein Glühkerzenwechsel festgestellt wird, falls die Abweichung des ersten Wertes von dem Referenzwert einen Schwellenwert übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert ein Wert ist, der bei einer früheren Messung an der ersten Glühkerze gemessen wurde als zugleich an der zweiten Glühkerze ein Wert gemessen wurde, der im Rahmen einer vorgegebenen Toleranz mit dem zweiten Wert übereinstimmt, wobei beim Aufheizen der ersten Glühkerze deren temperaturabhängige Größe fortlaufend gemessen wird, und sobald deren Wert eine vorgegebene Schwelle erreicht, der zweite Wert an der zweiten Glühkerze gemessen wird.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Erkennen eines Glühkerzenwechsels mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Aus der DE 10 2010 040 682 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen des Wechsels von Glühkerzen bekannt, bei dem während eines Fahrzyklus wenigstens ein elektrischer Parameter einer Glühkerze bestimmt und mit einem abgespeicherten Wert verglichen wird, der in einem früheren Fahrzyklus unter gleichen Bedingungen gemessen wurde. Weichen die beiden Werte um mehr als einen zulässigen Schwellenwert voneinander ab, wird auf einen Glühkerzenwechsel geschlossen. Ein ähnliches Verfahren ist auch aus der DE 10 2008 007 398 A1 bekannt.
Eine automatische Erkennung eines Glühkerzenwechsels ist wichtig, da moderne Glühkerzensteuergeräte die Temperatur einer Glühkerze mit einem Satz kerzenspezifischer Regelungsparameter regeln. Werden nach einem Glühkerzenwechsel die kerzenspezifischen Regelungsparameter unverändert weiterverwendet, besteht die Gefahr, dass die Glühkerze mit zu niedrigen Temperaturen betrieben wird, was zu einer suboptimalen Kraftstoffverbrennung führt, oder mit zu hohen Temperaturen, was zu einer Schädigung der Glühkerze führt.
Wenn ein Glühkerzenwechsel erkannt wird, kann an die Eingabe neuer Regelungsparameter erinnert werden oder das Glühkerzensteuergerät kann neue Regelungsparameter selbsttätig ermitteln, indem die Glühkerze unter kontrollierten Bedingungen aufgeheizt wird. Eine solche Ermittlung ist relativ aufwendig. Typischer Weise wird eine Glühkerze dazu bei parkendem Fahrzeug etwa eine Minute lang mit einer definierten Heizleistung betrieben. Eine Neuermittlung oder umfangreiche Überprüfung der Regelungsparameter bei jedem Fahrzeugstart ist deshalb nicht praktikabel.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie ein Steuergerät zuverlässig erkennen kann, ob eine Glühkerze des Motors ausgetauscht wurde.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Ebenso wie bei herkömmlichen Verfahren wird auch bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ein Glühkerzenwechsel durch einen Vergleich eines aktuellen Messwertes einer elektrischen Größe der Glühkerze mit einem historischen Messwert, der als Referenzwert bezeichnet wird, erkannt. Damit der Vergleich eines aktuellen Messwerts mit einem früheren Messwert aussagekräftig ist, ist wesentlich, dass beide Messungen unter gleichen Bedingungen durchgeführt wurden, d. h. die Glühkerzen bei beiden Messungen möglichst genau dieselbe Temperatur hatten. Genau definierte und wiederholbare Bedingungen für eine Messung zu schaffen ist aufwändig, da im Fahrzeugbetrieb eine sehr große Anzahl von Störeinflüssen auftreten.
Erfindungsgemäß wird mit einfachen Mitteln eine größere Zuverlässigkeit erreicht, indem Tupel aus gleichzeitig an den Glühkerzen eines Motors gemessenen Werten einer elektrischen Größe, beispielsweise des Widerstands betrachtet werden. Ein solches Tupel enthält so viele Messwerte, wie der Motor Glühkerzen hat, also in der Regel vier Messwerte. Wenn ein Messwert eines solchen Tupels mit dem Messwert der betreffenden Glühkerze eines anderen Tupels übereinstimmt, ist zu erwarten, dass die Tupel auch in Bezug auf die anderen Messwerte übereinstimmen, da alle Glühkerzen eine Motors stets mit hoher Genauigkeit dieselbe Temperatur haben.
Die Überprüfung, ob ein Glühkerzenwechsel stattgefunden hat, lässt sich deshalb in beliebigen Betriebszuständen durchführen. Die Anfangstemperatur der Glühkerze, Spannungsschwankungen des Bordnetzes, die Motorlast oder sonstige Einflüsse, die das reproduzierbare Einstellen definierter Glühkerzentemperaturen erschweren, sind allenfalls von untergeordneter Bedeutung. Wie eine Glühkerze ihre momentane Temperatur erreicht hat, ist für das erfindungsgemäße Verfahren unwesentlich. Man muss nicht einmal wissen, welche Temperatur eine Glühkerze tatsächlich hat. Es genügt, zu wissen, dass eine temperaturabhängige elektrische Größe einer der Glühkerzen jetzt denselben Wert hat wie in einem anderen Tupel. Wenn nämlich der Wert der temperaturabhängigen Größe einer Glühkerze der beiden Tupel übereinstimmt, müssen auch die anderen Werte der beiden Tupel übereinstimmen. Hat nämlich eine der Glühkerzen dieselbe Temperatur wie bei der damaligen Messung, müssen auch die anderen Glühkerzen des Motors dieselbe Temperatur wie bei der damaligen Messung haben. Wenn nicht, wurde zumindest eine der Glühkerzen des Motors ausgetauscht.
Da sich die Temperatur einer Glühkerze ständig ändern kann, ist wichtig, dass die elektrische Größe an allen Glühkerzen zugleich gemessen wird. Das Wort zugleich ist dabei so zu verstehen, dass die Messungen innerhalb einer Zeitspanne durchgeführt wurden, die so kurz ist, dass in dieser Zeit keine relevante Änderung der Temperatur der Glühkerzen auftreten kann. Beispielsweise können die Messungen an allen Glühkerzen eines Motors innerhalb einer Zeitspanne von einer Zehntel Sekunde durchgeführt werden.
Dabei kann die elektrische Größe gleichzeitig bei allen Glühkerzen oder der Reihe nach bei den einzelnen Glühkerzen gemessen werden. Wichtig ist lediglich, dass vom Beginn der Messung an der ersten Glühkerze bis zum Ende der Messung an der letzten Glühkerze eine so kurze Zeitspanne vergeht, dass keine relevanten Temperaturänderungen auftreten.
Beim Vergleich der Werte verschiedener Tupel ist es wegen unvermeidlicher Messungenauigkeiten in der Regel nicht sinnvoll, perfekte Übereinstimmung also exakt gleich Werte zu verlangen. Es genügt, wenn verglichene Werte im Rahmen einer vorgegebenen Toleranz übereinstimmen, also um nicht mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert voneinander abweichen.
An sich kann das Verfahren in jedem beliebigen Zustand der Glühkerzen, also auch mit kalten Glühkerzen durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Verfahren an aufgeheizten Glühkerzen durchgeführt. Mit dem Wort „aufgeheizt” ist dabei nicht gemeint, dass die Glühkerzen ihre zum Starten eines Motors vorgesehene Betriebstemperatur schon erreicht haben müssen, sondern lediglich, dass die Temperatur der Glühkerzen höher als die Umgebungstemperatur ist. Beispielsweise kann das Verfahren durchgeführt werden, während Glühkerzen zum Starten des Motors auf ihre Betriebstemperatur aufgeheizt werden und dabei bereits einen Teil des dafür erforderlichen Temperaturanstiegs hinter sich haben, beispielsweise wenigstens ein Drittel der Aufheizzeit vergangen ist.
Um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, kann in einem Speicher eines Steuergeräts ein Satz von Tupeln gespeichert sein. Jedes dieser Tupel enthält für jede Glühkerze des Motors einen gemessenen Wert einer temperaturabhängigen elektrischen Größe. Bei einem Vierzylindermotor hat also jedes Tupel beispielsweise die Form (R1, R2, R3, R4), wobei R1 den Messwert der Glühkerze des ersten Zylinders, R2 den Messwert der Glühkerze des zweiten Zylinders, R3 den Messwert der Glühkerze des dritten Zylinders und R4 den Messwert der Glühkerze des vierten Zylinders angibt. Diese Tupel können beim ersten Aufheizen der Glühkerzen nach einem Glühkerzenwechsel oder dem Einbau des Steuergeräts ermittelt und gespeichert werden.
Die Anzahl der in dem Speicher gespeicherten Tupel kann relativ klein sein. Im Extremfall genügt ein einziges Tupel. Sobald dann an einer der Glühkerzen ein Wert gemessen wird, der mit dem Wert der betreffenden Glühkerze übereinstimmt, kann das Verfahren durchgeführt werden. Beispielsweise kann bei einem ersten Aufheizen der Glühkerzen nach einem Glühkerzenwechsel fortlaufend eine temperaturabhängige elektrische Größe einer vorgegebenen Glühkerze gemessen werden, beispielsweise der zweiten Glühkerze des Motors. Sobald der Wert dieser elektrischen Größe eine vorgegebene Schwelle erreicht, wird die temperaturabhängige elektrische Größe auch an den anderen Glühkerzen gemessen und das so gewonnene Tupel abgespeichert. Bei späteren Aufheizvorgängen wird dann überwacht, wann der Wert der temperaturabhängigen Größe der betreffenden Glühkerze diesen Schwellenwert erreicht und dann durch Messen der elektrischen Größe an allen Glühkerzen ein aktuelles Tupel gewonnen. Diese beiden Tupel stimmen dann zumindest hinsichtlich des Wertes der vorgegebenen Glühkerze, da dieser Wert dann dem Schwellwert entspricht. Wenn die Tupel in irgendeinem der anderen Werte nicht übereinstimmen, hat ein Glühkerzenwechsel stattgefunden.
Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt wird, dass ein gemessener Wert nicht mit dem Referenzwert überstimmt, bedeutet dies zwar, dass ein Glühkerzenwechsel stattgefunden hat, jedoch weiß man nicht welche der Kerzen ausgetauscht wurde. Es kann sein, dass die Glühkerze ausgetauscht wurde, deren aktueller Wert von ihrem Referenzwert abweicht. Es kann aber auch sein, dass eine andere Kerze ausgetauscht wurde, deren aktueller Wert nun mit dem betreffenden Wert des gespeicherten Tupels übereinstimmt. Da es sich jedoch nun um eine andere Kerze handelt, tritt diese Übereinstimmung zufällig bei anderen Betriebsbedingungen auf, so dass sich die Tupel in alle anderen Werten unterscheiden.

Claims

Verfahren zum Erkennen eines Glühkerzenwechsels, wobei ein erster Wert einer temperaturabhängigen Größe an einer ersten Glühkerze eines Motors und zugleich ein zweiter Wert der temperaturabhängigen Größe an einer zweiten Glühkerze des Motors gemessen wird, der erste Wert der temperaturabhängigen Größe mit einem gespeicherten Referenzwert der ersten Glühkerze verglichen wird, und ein Glühkerzenwechsel festgestellt wird, falls die Abweichung des ersten Wertes von dem Referenzwert einen Schwellenwert übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert ein Wert ist, der bei einer früheren Messung an der ersten Glühkerze gemessen wurde als zugleich an der zweiten Glühkerze ein Wert gemessen wurde, der im Rahmen einer vorgegebenen Toleranz mit dem zweiten Wert übereinstimmt, wobei beim Aufheizen der ersten Glühkerze deren temperaturabhängige Größe fortlaufend gemessen wird, und sobald deren Wert eine vorgegebene Schwelle erreicht, der zweite Wert an der zweiten Glühkerze gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturabhängige elektrische Größe der elektrische Widerstand ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturabhängige Größe an einer aufgeheizten Glühkerze gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass falls die Abweichung des ersten Wertes von dem Referenzwert den Schwellenwert nicht übersteigt, zusätzlich geprüft wird, ob der Referenzwert unter gleichen Betriebsbedingungen wie der erste Wert gemessen wurde, und ein Glühkerzenwechsel festgestellt wird, falls dies nicht der Fall ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speicher eines Steuergeräts ein Satz von Tupeln abgespeichert ist, die jeweils einen Messwert von jeder der Glühkerzen enthalten, und aus dem Satz jenes Tupel ausgewählt wird, in welchem der an der zweiten Glühkerze gemessene Wert im Rahmen der vorgegebenen Toleranz mit dem aktuell an der zweiten Glühkerze gemessenen Wert übereinstimmt, und der in diesem Tupel für die erste Glühkerze gespeicherte Messwert als Referenzwert verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz von Tupeln in dem Speicher gelöscht wird, wenn ein Glühkerzenwechsel festgestellt wird und danach beim Aufheizen einer Glühkerze ein neuer Satz von Tupels ermittelt und in dem Speicher abgespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung eines Glühkerzenwechsels Kenngrößen eines Verfahrens zur Temperaturregelung gelöscht und neu ermittelt werden.
Glühkerzensteuergerät mit einem Speicher, in dem ein Programm gespeichert ist, bei dessen Ausführung das Glühkerzensteuergerät ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchführt.