EP1817745B1 - Verfahren zum ermitteln einer information über eine einer temperatur ausgesetzten vorrichtung - Google Patents

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EP1817745B1
EP1817745B1 EP05797195A EP05797195A EP1817745B1 EP 1817745 B1 EP1817745 B1 EP 1817745B1 EP 05797195 A EP05797195 A EP 05797195A EP 05797195 A EP05797195 A EP 05797195A EP 1817745 B1 EP1817745 B1 EP 1817745B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature
value
program point
aging
counter
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP05797195A
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English (en)
French (fr)
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EP1817745A1 (de
Inventor
Rocco Gonzalez Vaz
Klaus Schwarze
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP1817745B1 publication Critical patent/EP1817745B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C3/00—Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles
    • G07C3/02—Registering or indicating working or idle time only
    • G07C3/04—Registering or indicating working or idle time only using counting means or digital clocks

Definitions

  • the invention is based on a method for determining information about a temperature-exposed device according to the preamble of the main claim.
  • the US Pat. No. 6,651,422 B1 discloses the failure diagnosis for a catalyst in which a temporal temperature change rate and a maximum temperature change are each compared with a threshold value.
  • the inventive method for determining information about a temperature-exposed device having the features of the main claim has the advantage that depending on the temperature reached or temperature change of the device at least one counter is incremented and that depending on the count reached information about aging of Device is detected.
  • To this Way can be an aging of the device depending on the temperature particularly simple, reliable and less expensive determine.
  • it is particularly easy and reliable on the life expectancy of the device close, so on the remaining period until its destruction or damage or until its failure due to the influence of temperature.
  • the temperature dependence or the temperature change dependence of the aging of the device due to the associated thermal stress can be particularly easily taken into account by the fact that the increment of the at least one counter is selected depending on temperature or temperature change.
  • aging of the device which is increased with increasing temperature or with an increasing temperature change, can be taken into account particularly simply by increasing the increment as the temperature increases or as the temperature change increases in magnitude.
  • Another advantage results from the fact that the count is compared with a predetermined threshold and that a measure of the aging is derived from the difference of the count and the predetermined threshold. In this way, the aging of the device can be determined particularly simple and inexpensive depending on the achieved meter reading.
  • the difference of the counter reading and the predetermined threshold value is weighted depending on the temperature or on the temperature change.
  • another simple way is given to express the temperature-dependent or the temperature change-dependent aging of the device and, in particular, to better dissolve different contiguous values for the aging of the device, i. to make it more distinguishable.
  • the predetermined threshold value is dynamically adjusted to an age of the device.
  • the aging can be represented as an excess of the actual age of the device and thus takes into account only those temperature influences, or thermal loads on the device, which result in excessive wear of the device.
  • a particularly differentiated determination of the aging is possible if a plurality of counters each a different temperature threshold or temperature change threshold is assigned and if each of the counters is only incremented when the corresponding counter associated temperature threshold or temperature change threshold is reached. In this way, a temperature profile of the device can be determined which is even better suited for statistical evaluations.
  • an even more meaningful value for the aging of the device can be determined if a difference between the associated counter reading and a predetermined threshold value is formed for each counter, if the differences formed are added to a sum and if as a measure of the aging Device is a comparison value, in particular a difference between the sum and a predetermined sum threshold is formed.
  • the value for the aging can be resolved even better, i. Different temperature influences or thermal loads of the device can be considered more differentiated, if the differences formed, in particular temperature-dependent or temperature change-dependent, are weighted.
  • the temperature influences or thermal loads of the device can also be considered simply for the determination of aging, if the clock rate of the at least one counter is selected depending on temperature or temperature change.
  • FIG. 1 a device exposed to thermal stress
  • FIG. 2 an assignment of different temperatures to different counters, thresholds and weights
  • FIG. 3 a characteristic curve representing the relationship between a weight and a temperature
  • FIG. 4 a first flowchart for a first embodiment of the invention
  • FIG. 5 a second flowchart for a second embodiment of the invention
  • FIG. 6 a third flowchart for a third embodiment of the invention
  • FIG. 7 a fourth flowchart for a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 55 denotes a carrier element on which a device 1 is arranged.
  • the device 1 and the carrier 55 are thermally coupled, ie a heating of the carrier 55 also leads to a heating of the device 1.
  • a temperature sensor 50 is arranged, which measures the temperature of the device 1 and forwards it in the form of a time-continuous measuring signal to an evaluation unit 45.
  • the temperature sensor 50 may be disposed on the device 1 or even within the device 1, for example on a side wall of the device 1.
  • the arrangement of the temperature sensor 50 should be carried out in an advantageous manner so that it can detect the temperature of the device 1 as precisely as possible.
  • the device 1 may be any device, in the simplest case one Body made of any material.
  • the device 1 is the control unit of a motor vehicle, in particular of a commercial vehicle.
  • Such a control unit 1 is usually mounted directly on the engine block of the commercial vehicle.
  • the carrier 55 thus represents the engine block in this example.
  • the controller 1 is exposed to increased thermal stress by the engine block 55.
  • the components of the control unit 1 in particular integrated circuits, capacitors, etc., particularly high thermal load and therefore old faster.
  • the determination of the aging takes place in that the temperature measured by the temperature sensor 50 in the evaluation unit 45 is suitably evaluated, wherein the evaluation unit 45 provides a measure of the aging of the control unit 1 available.
  • different memory cells are arranged in the evaluation unit 45 or in a memory allocated to the evaluation unit 45, which memory cells are arranged in FIG. 2 are shown.
  • a first temperature storage cell 15 a first predetermined temperature value T1 is stored.
  • a second temperature storage cell 20 a second predetermined temperature value T2 is stored.
  • a first weighting memory cell 25 a first weighting value G1 is stored.
  • a second weighting memory cell 30 a second weighting value G2 is stored.
  • the first weighting memory cell 25 is associated with the first temperature memory cell 15 and the second weighting memory cell 30 is associated with the second temperature memory cell 20.
  • the first weighting value G1 and the second weighting value G2 are also fixed.
  • a first counter variable Z1 is stored in a first counter memory cell 5
  • a second counter variable Z2 is stored in a second counter memory cell 10.
  • the first counter memory cell 5 is associated with the first temperature memory cell 15
  • the second counter memory cell 10 is associated with the second temperature memory cell 20.
  • a first threshold value memory cell 35 is provided, in which a first threshold value S1 is stored.
  • a second threshold value memory cell 40 is provided, in which a second threshold value S2 is stored.
  • the two thresholds S1, S2 are fixed.
  • the first threshold memory cell 35 is associated with the first count memory cell 5 and the second threshold memory cell 40 is associated with the second counter memory cell 10.
  • the temperature memory cells 15, 20, the weight memory cells 25, 30 and the threshold memory cells 35, 40 can each be designed as a read-only memory or as an EPROM or as an EEPROM be.
  • the counter memory cells 5, 10, however, can be configured as a read / write memory.
  • the first counting variable Z1 is incremented by a predetermined value when the first temperature value T1 is reached.
  • the second counting variable Z2 is incremented with the predetermined value when the second temperature value T2 is reached.
  • the current state of the first counting variable Z1 is compared with the first threshold value S1 by subtraction, wherein the difference formed is weighted with the first weighting value G1.
  • the second counting variable Z2 is compared with the second threshold value S2 by subtraction, and the difference is weighted with the second weighting value G2. It is assumed that the second temperature value T2 is greater than the first temperature value T1. It can now be provided that the weighting increases with increasing temperature. This means that the second weighting value G2 is greater than the first weighting value G1. The weighted differences are then summed and compared with a fixed sum threshold by subtraction. This comparison is then a measure of the aging of the control unit. 1
  • At program point 101 determines the evaluation unit 45 for an operating cycle of the control unit 1, which is characterized for example by the period between switching on the ignition and switching off the ignition, reached in this operating cycle maximum temperature T max of the control unit 1 from that supplied by the temperature sensor 50 time course of the temperature T of the control unit 1. This maximum temperature T max is thus fixed at the end of the operating cycle. After determination of the maximum temperature T max at the end of the operating cycle, a branch is made to a program point 105.
  • the evaluation unit 45 checks whether the maximum temperature T max is greater than or equal to the first predetermined temperature value T1. If this is the case, the program branches to a program point 110, otherwise a branch is made to a program point 155.
  • the evaluation unit 45 checks whether the maximum temperature T max is greater than or equal to the second predetermined temperature value T2. If this is the case, then a program point 130 is branched, otherwise a branch is made to a program point 145.
  • the aging value A is then from the evaluation unit 45, for example, a Weitcr kau supplied or optically and / or acoustically reproduced for information of the driver of the vehicle.
  • the determined aging value A can also be compared at program point 150 with a fixed critical aging value A crit .
  • the critical aging value A crit can be determined, for example, on a test bench such that it represents an aging of the control unit 1, which is associated with a high probability of failure of, for example, 80%.
  • the evaluation unit 45 can generate a warning in this case and cause the driver to replace the control unit 1. If the aging value A determined at program point 150 falls below the predetermined critical aging value A crit, then the warning message described is omitted. After program point 150, a branch is made to program point 155.
  • the evaluation unit 45 checks whether a new operating cycle of the vehicle is present, that is, for example, the ignition has been switched on again. If this is the case, it is branched back to program point 101, otherwise it is branched back to program point 155.
  • the first embodiment of the invention has been described using two temperature values T1, T2 and the associated count variables Z1, Z2, the associated thresholds S1, S2 and the associated weighting values G1 and G2.
  • the two threshold values S1 and S2 can be selected to be the same size, for example. But you can also be chosen differently. In this case, for example, the threshold value can be selected to be smaller with increasing temperature, ie S2 ⁇ S1, which likewise leads to a stronger weighting of the influence of the larger second temperature value T2. In this case, the two weighting values G1 and G2 could also be chosen to be the same size. If they are also selected differently in this case, as described above, ie G2> G1, then the weighting effect is enhanced.
  • more than two temperature values can also be predetermined, to which a counting variable, a threshold value and a weighting value are then respectively assigned in the manner described.
  • a counting variable e.g., a threshold value
  • a weighting value e.g., a weighting value
  • the aging value A can also be determined less differentiated than in the first embodiment and for this simpler.
  • a single counting variable Z is provided which is incremented in dependence on the temperature of the control unit 1.
  • the weighting can be chosen to be larger, for example, with increasing temperature.
  • a weighting value G M is assigned to different values for a temperature variable T M.
  • FIG. 3 is exemplified linear, but may not be linear.
  • the difference of the resulting count variable to a fixed threshold then gives the aging value of the control unit 1 as a measure of its aging.
  • An exemplary flowchart for this second embodiment is shown in FIG FIG. 5 shown.
  • the evaluation unit 45 After the start of the program, for example, during the first startup of the vehicle, the evaluation unit 45 initializes at a program point 200 the now only counting variable Z to the value zero and in a subsequent program point 201, the temperature variable T M also to the value zero.
  • the temperature variable T M serves to determine the maximum temperature T max of the control unit 1 during an operating cycle. The determination of this maximum temperature T max is explained below and can also be used to determine the maximum temperature T max according to the first embodiment at program point 101 in a corresponding manner FIG. 4 be performed.
  • the evaluation unit 45 receives from the temperature sensor 50, the current temperature T of the control unit 1. Then, a program point 210 is branched.
  • the evaluation unit 45 checks whether the current temperature T of the control unit 1 is greater than the temperature variable T M. If this is the case, then a program point 215 is branched, otherwise a branch is made to a program point 220.
  • the evaluation unit 45 checks whether the operating cycle has ended, that is, for example, whether the ignition has been switched off. If this is the case, the program branches to a program point 225, otherwise it branches back to program point 201.
  • the evaluation unit 45 reads from the map according to FIG. 3 the weight value G M assigned to the determined temperature variables T M. Subsequently, a branch is made to a program point 230.
  • the aging value A can be as for program point 150 according to the schedule after FIG. 4 described further evaluated. Subsequently, a branch is made to a program point 240.
  • the evaluation unit 45 checks whether a new operating cycle has begun, that is, whether, for example, the ignition has been switched on again. If this is the case, it is branched back to program point 201, otherwise it is branched back to program point 240.
  • the single counting variable Z is operated in a clocked manner.
  • the temperature of the control unit 1 can be integrated temporally, wherein the value of the integral is a measure of the aging of the control unit 1.
  • the counting variable Z is clocked up at a constant clock rate and the height of the respective increment is controlled as a function of the current temperature T of the control unit 1.
  • different increment values can be analogous to different temperatures of the control unit 1, for example via a predetermined characteristic FIG. 3 be assigned. In this case, the increment values increase with increasing current temperature T of the control unit 1.
  • the count variable Z is then increased by the increment value assigned to this temperature in the corresponding characteristic curve.
  • the count of the count variable Z can be compared to determine the aging value A with a reference value RZ, which is dynamically adapted to the age of the control unit 1.
  • the difference between the count of the counting variable Z and the dynamically formed reference value RZ is then a measure of the excessive aging or thermal stress of the control unit 1.
  • the dynamically determined reference value RZ can represent, for example, the age of the control unit 1.
  • FIG. 6 an example of a flowchart specified.
  • the evaluation unit 45 initializes at a program point 300, the count variable Z to the value zero and the reference value RZ also to the value zero. Subsequently, a branch is made to a program point 305.
  • the evaluation unit 45 receives from the temperature sensor 50, the current temperature T of the control unit 1. Then, a program point 310 is branched.
  • the evaluation unit 45 uses the described characteristic curve to determine an associated incremented I T from the current temperature T. Subsequently, a branch is made to a program point 315.
  • the default increment value RZI for the reference value is, for example, chosen so that it corresponds to the time that the program needs until the subsequent achievement of the program point 315 in a subsequent program run. In this way, the reference value RZ represents the current age of the control unit 1. Subsequently, a branch is made to a program point 320.
  • this aging value A represents an aging effect that goes beyond the actual age of the control unit 1, ie an excessive aging effect due to the thermal load of the control unit 1.
  • the aging value A can then be as in program point 150 FIG. 4 described further processed. Subsequently, branching back to program point 305 takes place.
  • the program steps 305, 310, 315, 320 are repeated in the count clock.
  • the predetermined value RZI for the increment of the reference value corresponds to the period of the count clock.
  • the cycle time for the clock rate for counting up the count variables can be selected equal to one quarter of an hour.
  • the predetermined value RZI for the increment of the reference value RZ is then likewise selected equal to a quarter of an hour, so that the value of one hour also results after one hour for the reference value RZ.
  • the characteristic curve for the assignment of the current temperature T to the increment value I T of the counting variable Z can be determined analogously to FIG. 3 be formed linear. However, it can also be non-linear, in particular based on thresholds.
  • the increment value I T for the count variable Z in the range of current temperatures T of the control unit 1 can be selected equal to or less than 60 ° C equal to a quarter of an hour.
  • the increment value I T half an hour can be selected, for example, identical and current temperature T of the control device 1 is greater than 90 ° C, the increment value I T for counting variable Z for example, be chosen equal to three quarters of an hour. In this way results as a count of the count variables Z also a time that can be higher than the reference value RZ and thus the actual age of the control unit 1.
  • the operational obsolescence or aging of the control unit 1 then arises as described as the difference between the age represented by the count variable Z and the actual age of the control device 1 represented by the reference value RZ.
  • the single counting variable Z is always increased by a constant increment value per clock cycle.
  • the clock rate with which the count variable Z is counted up varies depending on the temperature of the control unit 1. The higher the temperature of the control unit 1, the faster the count clock is selected, with which the count variable Z is incremented.
  • the evaluation unit 45 initializes at a program point 400 the only counting variable Z to the value zero.
  • the evaluation unit 45 initializes the reference value RZ to the value zero at program point 400. Subsequently, a branch is made to a program point 405.
  • the evaluation unit 45 receives from the temperature sensor 50, the current temperature T of the control unit 1. Then, a program point 410 is branched.
  • the evaluation unit 45 determines, for example with the aid of a predetermined characteristic curve from the current temperature T of the control unit 1, an assigned clock rate for counting up the count variable Z. Subsequently, a branch is made to a program point 415.
  • the evaluation unit 45 checks whether the period duration of a fixed basic clock rate has been reached since passing through the program point 405. This period of the basic clock rate is greater than or equal to the period of the determined at program point 410 from the characteristic clock rate for the count variable Z. The period of the basic clock rate corresponds to, for example, a quarter of an hour. If it is determined by the evaluation unit 45 at the program point 420 that the period of the basic clock rate has not yet been reached, a branch is made to a program point 425, otherwise it becomes a program point 415 branches back and program item 415 after the period of the period derived at program point 410 cycle clock again.
  • L is advantageously chosen equal to the period of the basic clock rate, so that the reference value RZ as in the third embodiment, the actual age of the control unit 1 represents.
  • the base clock rate can be chosen so that its period is, for example, a quarter of an hour, so that the determined reference value RZ indicates the actual age of the control unit 1.
  • the clock rate to be set for the count variable Z can then be selected in accordance with the described characteristic such that its period becomes smaller with increasing temperature, wherein the clock rate to be set for the count variable Z is in each case greater than or equal to the base clock rate becomes.
  • the underlying characteristic curve can be linear analogous to FIG. 3 be nonlinear or example as described in the third embodiment, for example, individual temperature ranges each assign a different clock rate to be set for the count variable Z.
  • the clock rate to be set for the count variable Z for current temperatures T of the control unit 1 ⁇ 60 ° C is selected equal to the base clock rate.
  • the clock rate to be set for the counter variable Z can be chosen so that their period is, for example, only ten minutes.
  • the clock rate to be set for the count variable Z for example, be chosen so that their period is only 6 minutes.
  • the minimum increment for the counting variable Z in the third embodiment and the minimum clock rate for the counter variable Z according to the fourth embodiment also be zero.
  • only the counting variable Z is counted up when a temperature threshold of, for example, 60 ° C is exceeded.
  • a temperature threshold for example, 60 ° C is exceeded.
  • the temperature threshold value is chosen so suitably that for current temperatures of the control unit 1 below this temperature threshold, excessive aging does not occur, but for current temperatures of the control unit 1 above the temperature threshold, excessive aging of the control unit 1 is to be expected.
  • the basic clock rate does not have to be specified so that its period corresponds to the actual aging of the control unit 1.
  • the base clock rate can also be selected to be smaller and, in the case of faster changing temperatures of the control unit 1, also larger.
  • the larger the base clock rate is selected the more often the count variable Z is incremented in the third embodiment and the fourth embodiment, so that in particular faster changing temperatures of the control unit 1 can also be better considered or resolved for the determination of the aging value A.
  • a combination of the third embodiment and the fourth embodiment is possible, so that depending on the current temperature T of the control unit 1 both the clock rate for counting up the count variable Z and the increment value K for counting up the count variable Z in a corresponding manner temperature-dependent can be selected. In this way, the aging effect can be clarified or resolved even better by the resulting aging value A. Furthermore, it is also possible to design the counting variables clocked in the first described embodiment, so that even there the clock rate for the counting up of the different counting variables can be temperature-dependent and the resulting aging value A also becomes more resolvable.
  • the aging value can also be determined depending on the change in temperature of the control unit 1, including in the evaluation unit 45, only the temporal gradient of the temperature sensor 50 received current temperature T of the control unit 1 must be formed. With this temperature gradient can then be moved in the same manner as with the temperature in the embodiments described above. It is also possible to determine both an aging value as a function of the temperature and an aging value as a function of the temperature change of the control unit 1 and to add the two aging values weighted or unweighted in order to obtain a resulting aging value.
  • This resulting aging value can then be compared as described with the critical aging value A crit , wherein this critical aging value A crit is predetermined in this case so that it takes into account both the temperature and the temperature change of the control unit 1.
  • Thermal loads on the control unit 1 ultimately result not only from the temperature itself, but also from the temporal temperature change, that is to say the temporal temperature gradient described. When it comes to temperature change, it is always meant the temporal temperature change.
  • at least one counting variable may be provided, which is counted up depending on the temperature and at least one further counting variable, which is counted up depending on the temperature change.
  • the schedule may after FIG.
  • the above statements apply to rising temperatures analogously for increasing temporal temperature changes.
  • a temporal temperature decrease and thus a negative temporal temperature gradient can represent a significant thermal load of the control unit 1.
  • the weighting values G1, G2 according to the first embodiment may both be set equal to one, and then weighting no longer takes place. Also, only one of the both weighting values G1, G2 are selected equal to one, so that no weighting takes place for the associated temperature value.
  • the number of failures due to defective ECUs can be reduced.
  • the probability of failure is also a measure of the still-to-be-expected period of time in which the control unit 1 is not destroyed or impaired by the thermal load.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Information über eine einer Temperatur ausgesetzten Vorrichtung (1) beschrieben, die eine einfache und zuverlässige Ermittlung einer Information über die Alterung der Vorrichtung (1) ermöglicht. Dabei wird die Temperatur der Vorrichtung (1) erfasst. Abhängig von der erreichten Temperatur oder Temperaturänderung der Vorrichtung (1) wird mindestens ein Zähler (5, 10) inkrementiert. Abhängig vom erreichten Zählerstand wird eine Information über die Alterung der Vorrichtung (1) ermittelt.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Ermitteln einer Information über eine einer Temperatur ausgesetzten Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.
  • Verfahren zum Ermitteln einer Information über eine einer Temperatur ausgesetzten Vorrichtung, bei denen die Temperatur der Vorrichtung erfasst wird, sind bereits bekannt. Insbesondere offenbart die DE19516481A1 die programmtechnische Erfassung einer Maximaltemperatur, der ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug ausgesetzt gewesen ist. Dies hat sich als zweckmäßig herausgestellt, weil die Tatsache, dass ein Steuergerät einer hohen Temperatur ausgesetzt war, Rückschlüsse auf eine künftige Ausfallwahrscheinlichkeit geben kann.
  • In der EP 0 887 522 A1 ist die Erfassung einer Abgas-/Katatysatortemperatur zur alterungsabhängigen Bestimmung der Katalysatorwirksamkeit beschrieben. Bei Überschreiten einer Temperaturschwelle wird ein Zähler abhängig von der Höhe der Temperatur erhöht. Der Zählerstand wird mit einem Schwellwert verglichen, bei Überschreiten des Schwellwertes wird auf eine zu geringe Wirksamkeit des Katalysators geschlossen.
  • Die US 6 651 422 B1 offenbart die Fehlerdiagnose für einen Katalysator, bei der eine zeitliche Temperaturänderungsrate und eine maximale Temperaturänderung jeweils mit einem Schwellwert verglichen wird.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln einer Information über eine einer Temperatur ausgesetzten Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass abhängig von der erreichten Temperatur oder Temperaturänderung der Vorrichtung mindestens ein Zähler inkrementiert wird und dass abhängig vom erreichten Zählerstand eine Information über eine Alterung der Vorrichtung ermittelt wird. Auf diese Weise lässt sich eine Alterung der Vorrichtung abhängig von der Temperatur besonders einfach, zuverlässig und weniger aufwendig ermitteln. Somit lässt sich auch besonders einfach und zuverlässig auf die Lebenserwartung der Vorrichtung schließen, also auf den verbleibenden Zeitraum bis zu ihrer Zerstörung oder Beschädigung oder bis zu ihrem Betriebsausfall auf Grund des Temperatureinflusses. Somit ist es in besonders einfacher und zuverlässiger Weise möglich, einen bevorstehenden Ausfall oder eine bevorstehende Beschädigung oder Zerstörung der Vorrichtung rechtzeitig zu erkennen.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
  • Die Temperaturabhängigkeit bzw. die Temperaturänderungsabhängigkeit der Alterung der Vorrichtung auf Grund der damit verbundenen thermischen Belastung lässt sich besonders einfach dadurch berücksichtigen, dass das Inkrement des mindestens einen Zählers temperaturabhängig oder temperaturänderungsabhängig gewählt wird.
  • Dabei kann eine mit steigender Temperatur oder mit betragsmäßig steigender Temperaturänderung verstärkte Alterung der Vorrichtung besonders einfach dadurch berücksichtigt werden, dass das Inkrement mit steigender Temperatur oder mit betragsmäßig steigender Temperaturänderung erhöht wird.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass der Zählerstand mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird und dass ein Maß für die Alterung aus der Differenz des Zählerstandes und des vorgegebenen Schwellwertes abgeleitet wird. Auf diese Weise kann die Alterung der Vorrichtung besonders einfach und wenig aufwendig abhängig vom erreichten Zählerstand ermittelt werden.
  • Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Differenz des Zählerstandes und des vorgegebenen Schwellwertes abhängig von der Temperatur oder von der Temperaturänderung gewichtet wird. Somit ist eine weitere einfache Möglichkeit gegeben, die temperaturabhängige oder die temperaturänderungsabhängige Alterung der Vorrichtung rechnerisch zum Ausdruck zu bringen und insbesondere verschiedene beieinanderliegende Werte für die Alterung der Vorrichtung besser aufzulösen, d.h. unterscheidbarer zu machen.
  • Dies gelingt besonders aussagekräftig dann, wenn die Gewichtung mit steigender Temperatur oder mit betragsmäßig steigender Temperaturänderung erhöht wird. Denn dann wird auch der Effekt der Alterung erhöht.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der vorgegebene Schwellwert dynamisch einem Alter der Vorrichtung angepasst wird. Auf diese Weise lässt sich die Alterung als Überschuss zum tatsächlichen Alter der Vorrichtung darstellen und berücksichtigt somit lediglich solche Temperatureinflüsse, bzw. thermischen Belastungen der Vorrichtung, die einen übermäßigen Verschleiß der Vorrichtung zur Folge haben.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der mindestens eine Zähler nur dann inkrementiert wird, wenn eine erste vorgegebene Temperaturschwelle oder eine erste vorgegebene Temperaturänderungsschwelle erreicht wird. Auch auf diese Weise können Temperatureinflüsse oder thermische Belastungen der Vorrichtung unberücksichtigt bleiben, die keinen wesentlichen Einfluss auf die Alterung der Vorrichtung haben.
  • Eine besonders differenzierte Ermittlung der Alterung ist möglich, wenn mehreren Zählern jeweils eine unterschiedliche Temperaturschwelle oder Temperaturänderungsschwelle zugeordnet wird und wenn jeder der Zähler nur dann inkrementiert wird, wenn die dem entsprechenden Zähler zugeordnete Temperaturschwelle oder Temperaturänderungsschwelle erreicht wird. Auf diese Weise lässt sich ein Temperaturprofil der Vorrichtung ermitteln, das sich noch besser für statistische Auswertungen eignet.
  • In diesem Fall lässt sich ein noch aussagekräftigerer Wert für die Alterung der Vorrichtung ermitteln, wenn für jeden Zähler eine Differenz zwischen dem zugeordneten Zählerstand und einem vorgegebenen Schwellwert gebildet wird, wenn die gebildeten Differenzen zu einer Summe addiert werden und wenn als Maß für die Alterung der Vorrichtung ein Vergleichswert, insbesondere eine Differenz, zwischen der Summe und einem vorgegebenen Summenschwellwert gebildet wird.
  • Dabei lässt sich der Wert für die Alterung noch besser auflösen, d.h. verschiedene Temperatureinflüsse bzw. thermische Belastungen der Vorrichtung lassen sich differenzierter berücksichtigen, wenn die gebildeten Differenzen, insbesondere temperaturabhängig oder temperaturänderungsabhängig, gewichtet werden.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der mindestens eine Zähler getaktet wird. Auf diese Weise kann auch die Dauer einer thermischen Belastung der Vorrichtung für die Ermittlung der Alterung berücksichtigt werden.
  • Bei Verwendung einer Taktrate für den mindestens einen Zähler können die Temperatureinflüsse bzw. thermischen Belastungen der Vorrichtung auch einfach dadurch für die Ermittlung der Alterung berücksichtigt werden, wenn die Taktrate des mindestens einen Zählers temperaturabhängig oder temperaturänderungsabhängig gewählt wird.
  • Dem kann besonders einfach dadurch Rechnung getragen werden, wenn die Taktrate mit steigender Temperatur oder mit betragsmäßig steigender Temperaturänderung erhöht wird, weil dadurch auch die Alterung beschleunigt wird.
    • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine einer thermischen Belastung ausgesetzte Vorrichtung, Figur 2 eine Zuordnung verschiedener Temperaturen zu verschiedenen Zählern, Schwellwerten und Gewichtungen, Figur 3 eine Kennlinie, die den Zusammenhang zwischen einer Gewichtung und einer Temperatur darstellt, Figur 4 einen ersten Ablaufplan für eine erste Ausführungsform der Erfindung, Figur 5 einen zweiten Ablaufplan für eine zweite Ausführungsform der Erfindung, Figur 6 einen dritten Ablaufplan für einen dritte Ausführungsform der Erfindung und Figur 7 einen vierten Ablaufplan für eine vierte Ausführungsform der Erfindung.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In Figur 1 kennzeichnet 55 ein Trägerelement, auf dem eine Vorrichtung 1 angeordnet ist. Die Vorrichtung 1 und der Träger 55 sind dabei thermisch gekoppelt, d. h. eine Erhitzung des Trägers 55 führt auch zu einer Erwärmung der Vorrichtung 1. Entsprechendes gilt für eine Abkühlung des Trägers 55, die eine Abkühlung der Vorrichtung 1 zur Folge hat. Im Bereich der Vorrichtung 1 ist ein Temperatursensor 50 angeordnet, der die Temperatur der Vorrichtung 1 misst und in Form eines zeitlich kontinuierlichen Messsignals an eine Auswerteeinheit 45 weiterleitet. Wie im Beispiel nach Figur 1 dargestellt, kann der Temperatursensor 50 auf der Vorrichtung 1 oder auch innerhalb der Vorrichtung 1, beispielsweise an einer Seitenwand der Vorrichtung 1 angeordnet sein. Die Anordnung des Temperatursensors 50 sollte dabei in vorteilhafter Weise so erfolgen, dass er die Temperatur der Vorrichtung 1 möglichst präzise erfassen kann. Bei der Vorrichtung 1 kann es sich um jede beliebige Vorrichtung handeln, im einfachsten Fall um einen Körper aus einem beliebigen Material. Im vorliegenden Beispiel soll jedoch angenommen werden, dass es sich bei der Vorrichtung 1 um das Steuergerät eines Kraftfahrzeugs , insbesondere eines Nutzfahrzeugs, handelt. Ein solches Steuergerät 1 wird üblicherweise direkt auf dem Motorblock des Nutzfahrzeugs montiert. Der Träger 55 stellt somit den Motorblock in diesem Beispiel dar. Hierdurch ist das Steuergerät 1 einer erhöhten thermischen Belastung durch den Motorblock 55 ausgesetzt. Durch eine erhöhte Temperatur des Motorblocks 55 werden die Bauteile des Steuergerätes 1, insbesondere integrierte Schaltkreise, Kondensatoren, usw., besonders hoch thermisch belastet und altem daher schneller.
  • Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, die Alterung des Steuergerätes 1 einfach und zuverlässig zu ermitteln. Die Ermittlung der Alterung erfolgt dadurch, dass die vom Temperatursensor 50 gemessene Temperatur in der Auswerteeinheit 45 geeignet ausgewertet wird, wobei die Auswerteeinheit 45 ein Maß für die Alterung des Steuergerätes 1 zur Verfügung stellt.
  • Dazu sind gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in der Auswerteeinheit 45 oder in einem der Auswerteeinheit 45 zugeordneten Speicher verschiedene Speicherzellen angeordnet, die in Figur 2 dargestellt sind. In einer ersten Temperaturspeicherzelle 15 ist dabei ein erster vorgegebener Temperaturwert T1 abgelegt. In einer zweiten Temperaturspeicherzelle 20 ist ein zweiter vorgegebener Temperaturwert T2 abgelegt. In einer ersten Gewichtungsspeicherzelle 25 ist ein erster Gewichtungswert G1 abgelegt. In einer zweiten Gewichtungsspeicherzelle 30 ist ein zweiter Gewichtungswert G2 abgelegt. Die erste Gewichtungsspeicherzelle 25 ist der ersten Temperaturspeicherzelle 15 und die zweite Gewichtungsspeicherzelle 30 ist der zweiten Temperaturspeicherzelle 20 zugeordnet. Der erste Gewichtungswert G1 und der zweite Gewichtungswert G2 sind ebenfalls fest vorgegeben. In einer ersten Zählerspeicherzelle 5 ist eine erste Zählvariable Z1 abgelegt. In einer zweiten Zählerspeicherzelle 10 ist eine zweite Zählervariable Z2 abgelegt. Die erste Zählerspeicherzelle 5 ist der ersten Temperaturspeicherzelle 15 und die zweite Zählerspeicherzelle 10 ist der zweiten Temperaturspeicherzelle 20 zugeordnet. Weiterhin ist eine erste Schwellwertspeicherzelle 35 vorgesehen, in der ein erster Schwellwert S1 abgelegt ist. Weiterhin ist eine zweite Schwellwertspeicherzelle 40 vorgesehen, in der ein zweiter Schwellwert S2 abgelegt ist. Die beiden Schwellwerte S1, S2 sind dabei fest vorgegeben. Die erste Schwellwertspeicherzelle 35 ist der ersten Zählwertspeicherzelle 5 und die zweite Schwellwertspeicherzelle 40 ist der zweiten Zählerspeicherzelle 10 zugeordnet. Die Temperaturspeicherzellen 15, 20, die Gewichtungsspeicherzellen 25, 30 und die Schwellwertspeicherzellen 35, 40 können jeweils als Nur-Lesespeicher oder als EPROM oder als EEPROM ausgebildet sein. Die Zählerspeicherzellen 5, 10 hingegen können als Schreib-/Lesespeicher ausgebildet sein. Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist es nun vorgesehen, das die erste Zählvariable Z1 mit einem vorgegebenen Wert inkrementiert wird, wenn der erste Temperaturwert T1 erreicht wird. Die zweite Zählvariable Z2 wird mit dem vorgegebenen Wert inkrementiert, wenn der zweite Temperaturwert T2 erreicht wird. Zur Ermittlung der Alterung wird der aktuelle Stand der ersten Zählvariable Z1 mit dem ersten Schwellwert S1 durch Differenzbildung verglichen, wobei die gebildete Differenz mit dem ersten Gewichtungswert G1 gewichtet wird. Entsprechend wird die zweite Zählvariable Z2 mit dem zweiten Schwellwert S2 durch Differenzbildung verglichen und die Differenz mit dem zweiten Gewichtungswert G2 gewichtet. Dabei sei angenommen, dass der zweite Temperaturwert T2 größer als der erste Temperaturwert T1 ist. Es kann nun vorgesehen sein, dass die Gewichtung mit steigender Temperatur größer wird. Das bedeutet, dass der zweite Gewichtungswert G2 größer als der erste Gewichtungswert G1 ist. Die gewichteten Differenzen werden dann summiert und mit einem fest vorgegebenen Summenschwellwert durch Differenzbildung verglichen. Dieser Vergleich ist dann ein Maß für die Alterung des Steuergerätes 1.
  • Die erste Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand des Ablaufplans nach Figur 4 noch näher ausgeführt.
  • Nach dem Start des Programms, beispielsweise bei der ersten Inbetriebnahme des Fahrzeugs und damit des Steuergeräts 1 setzt die Auswerteeinheit 45 die erste Zählvariable Z1 und die zweite Zählvariable Z2 jeweils auf den Wert Null. Weiterhin wird ein erster Differenzwert D1=S1-Z1 und ein zweiter Differenzwert D2=S2-Z2 gebildet. Weiterhin wird ein erstes gewichtetes Produkt W1=D1*G1 und ein zweites gewichtetes Produkt W2=D2*G2 gebildet. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 101 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 101 ermittelt die Auswerteeinheit 45 für einen Betriebszyklus des Steuergerätes 1, der beispielsweise durch den Zeitraum zwischen dem Einschalten der Zündung und dem Ausschalten der Zündung gekennzeichnet ist, die in diesem Betriebszyklus erreichte maximale Temperatur Tmax des Steuergerätes 1 aus dem vom Temperatursensor 50 zugeführten zeitlichen Verlauf der Temperatur T des Steuergerätes 1. Diese Maximaltemperatur Tmax steht somit am Ende des Betriebszyklus fest. Nach Ermittlung der Maximaltemperatur Tmax am Ende des Betriebszyklus wird zu einem Programmpunkt 105 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 105 prüft die Auswerteeinheit 45, ob die Maximaltemperatur Tmax größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Temperaturwert T1 ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 110 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 155 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 110 inkrementiert die Auswerteeinheit 45 die erste Zählvariable Z1 um einen vorgegebenen Inkrementwert I, sodass Z1=Z1+I gebildet wird. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 115 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 115 ermittelt die Auswerteeinheit 45 einen neuen ersten Differenzwert D1=S1-Z1. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 120 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 120 bildet die Auswerteeinheit 45 ein neues erstes gewichtetes Produkt W1=D1*G1. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 125 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 125 prüft die Auswerteeinheit 45, ob die Maximaltemperatur Tmax größer oder gleich dem zweiten vorgegebenen Temperaturwert T2 ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 130 verzweigt, andernfalls wird zu einem Progammpunkt 145 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 130 inkrementiert die Auswerteeinheit 45 die zweite Zählvariable Z2 um den vorgegebenen Inkrementiert I, sodass Z2=Z2+I gebildet wird. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 135 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 135 bildet die Auswerteeinheit 45 einen neuen zweiten Differenzwert D2=S2-Z2. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 140 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 140 bildet die Auswerteeinheit 45 ein neues zweites gewichtetes Produkt W2=D2*G2. Anschließend wird zu Programmpunkt 145 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 145 bildet die Auswerteeinheit 45 die Summe S=W1+W2. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 150 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 150 bildet die Auswerteeinheit 45 einen Alterungswert A=S-R, wobei R ein fest vorgegebener Referenzwert ist, der beispielsweise auch zu Null gewählt werden kann. Der Alterungswert A wird dann von der Auswerteeinheit 45 beispielsweise einer Weitcrverarbeitung zugeführt oder optisch und/oder akustisch zur Information des Fahrers des Fahrzeugs wiedergegeben. Dabei kann der ermittelte Alterungswert A außerdem bei Programmpunkt 150 mit einem fest vorgegebenen kritischen Alterungswert Akrit verglichen werden. Der kritische Alterungswert Akrit kann dabei beispielsweise auf einem Prüfstand derart ermittelt werden, dass er eine Alterung des Steuergerätes 1 repräsentiert, die mit einer hohen Ausfallwahrscheinlichkeit, von zum Beispiel 80%, verknüpft ist. Überschreitet dann der bei Programmpunkt 150 ermittelte Alterungswert A den vorgegebenen kritischen Alterungswert Akrit, so kann die Auswerteeinheit 45 in diesem Fall einen Warnhinweis erzeugen und den Fahrer dazu veranlassen, das Steuergerät 1 auszutauschen. Unterschreitet der bei Programmpunkt 150 ermittelte Alterungswert A den vorgegebenen kritischen Alterungswert Akrit, so unterbleibt der beschriebenen Warnhinweis. Nach Programmpunkt 150 wird zu Programmpunkt 155 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 155 prüft die Auswerteeinheit 45, ob ein neuer Betriebszyklus des Fahrzeugs vorliegt, also beispielsweise die Zündung wieder eingeschaltet wurde. Ist dies der Fall, so wird zu Programmpunkt 101 zurückverzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 155 zurückverzweigt.
  • Die erste Ausführungsform der Erfindung wurde unter Verwendung von zwei Temperaturwerten T1, T2 und den zugeordneten Zählvariablen Z1, Z2, den zugeordneten Schwellwerten S1, S2 und den zugeordneten Gewichtungswerten G1 und G2 beschrieben. Dabei können die beiden Schwellwerte S1 und S2 beispielsweise gleich groß gewählt werden. Sie können aber auch unterschiedlich gewählt werden. Dabei kann beispielsweise der Schwellwert mit zunehmender Temperatur kleiner gewählt werden, also S2 < S1, was ebenfalls zu einer stärkeren Gewichtung des Einflusses des größeren zweiten Temperaturwertes T2 führt. In diesem Fall könnten die beiden Gewichtungswerte G1 und G2 auch gleich groß gewählt werden. Werden sie auch in diesem Fall wie oben beschrieben unterschiedlich gewählt, d.h. G2 > G1, dann wird der Gewichtungseffekt noch verstärkt. Ganz allgemein können jedoch auch mehr als zwei Temperaturwerte vorgegeben werden, denen dann jeweils in der beschriebenen Weise eine Zählvariable, ein Schwellwert und ein Gewichtungswert zugeordnet ist. Für jeden weiteren vorgegebenen Temperaturwert ist dabei im Ablaufdiagramm nach Figur 4 der Programmteil mit den vier Programmschritten 125, 130, 135, 140 in analoger Weise zu replizieren, wobei angenommen werden soll, dass der erste Temperaturwert T1 der kleinste der vorgegebenen Temperaturwerte ist und die genannten jeweiligen Programmteile mit den vier Programmschritten für die übrigen vorgegebenen Temperaturwerte sukzessiv in Richtung ansteigender vorgegebener Temperaturwerte durchlaufen werden, wobei die Neinverzweigung beim Vergleich der Maximaltemperatur Tmax mit dem jeweiligen vorgegebenen Temperaturwert mit Ausnahme des ersten vorgegebenen Temperaturwertes immer zum Programmpunkt 145 führt.
  • Gemäß einer weiteren zweiten Ausführungsform kann der Alterungswert A auch weniger differenziert als bei der ersten Ausführungsform und dafür einfacher ermittelt werden. In diesem Fall ist nur eine einzige Zählvariable Z vorgesehen, die in Abhängigkeit der Temperatur des Steuergerätes 1 gewichtet hochgezählt wird. Dabei kann die Gewichtung beispielsweise mit zunehmender Temperatur größer gewählt werden. Zu diesem Zweck kann in der Auswerteeinheit 45 oder in einem der Auswerteeinheit 45 zugeordneten Speicher eine entsprechende Kennlinie beispielsweise nach Figur 3 abgelegt sein. In dieser Kennlinie ist verschiedenen Werten für eine Temperaturvariable TM jeweils ein Gewichtungswert GM zugeordnet. Gemäß Figur 3 ist diese Kennlinie so ausgebildet, dass der Temperaturvariablen TM= 0 der Gewichtungswert GM=0 zugeordnet ist und ansonsten mit steigendem Wert der Temperaturvariablen TM auch der zugeordnete Gewichtungswert GM zunimmt. Die Kennlinie in Figur 3 ist beispielhaft linear ausgebildet, kann jedoch auch nicht linear sein. Die Differenz der sich ergebenen Zählvariable zu einem fest vorgegebenen Schwellwert ergibt dann den Alterungswert des Steuergerätes 1 als Maß für dessen Alterung. Ein beispielhafter Ablaufplan für diese zweite Ausführungsform ist in Figur 5 dargestellt.
  • Nach dem Start des Programms beispielsweise bei der ersten Inbetriebnahme des Fahrzeugs initialisiert die Auswerteeinheit 45 bei einem Programmpunkt 200 die nun einzige Zählvariable Z auf den Wert Null sowie in einem anschließenden Programmpunkt 201 die Temperaturvariable TM ebenfalls auf den Wert Null. Die Temperaturvariable TM dient dabei zur Bestimmung der Maximaltemperatur Tmax des Steuergerätes 1 während eines Betriebszyklus. Die Bestimmung dieser Maximaltemperatur Tmax ist im Folgenden ausgeführt und kann in entsprechender Weise auch zur Ermittlung der Maximaltemperatur Tmax gemäß der ersten Ausführungsform bei Programmpunkt 101 nach Figur 4 durchgeführt werden.
  • Nach dem Programmpunkt 201 wird zu einem Programmpunkt 205 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 205 empfängt die Auswerteeinheit 45 vom Temperatursensor 50 die aktuelle Temperatur T des Steuergerätes 1. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 210 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 210 prüft die Auswerteeinheit 45, ob die aktuelle Temperatur T des Steuergerätes 1 größer als die Temperaturvariable TM ist. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 220 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 215 setzt die Auswerteeinheit 45 die Temperaturvariable TM auf den Wert der aktuellen Temperatur T des Steuergerätes 1, also TM=T. Anschließend wird zu Programmpunkt 220 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 220 prüft die Auswerteeinheit 45, ob der Betriebszyklus beendet ist, also beispielsweise ob die Zündung ausgeschaltet wurde. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 225 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 201 zurückverzweigt.
  • Bei Programmpunkt 225 liest die Auswerteeinheit 45 aus dem Kennfeld gemäß Figur 3 den der ermittelten Temperaturvariablen TM zugeordneten Gewichtungswert GM aus. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 230 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 230 erhöht die Auswerteeinheit 45 die Zählvariable Z um einen mit dem ausgelesenen Gewichtungswert GM gewichteten vorgegebenen Inkrementwert J, sodass Z=Z+J*GM gebildet wird. Dabei kann der vorgegebene Inkrementwert J beispielsweise zu J=1 vorgegeben werden, sodass sich Z=Z+GM bei Programmpunkt 230 ergibt. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 235 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 235 ermittelt die Auswerteeinheit 45 den Alterungswert A zu A=Z-R, wobei R wiederum einen fest vorgegebenen Referenzwert darstellt und beispielsweise auch zu Null gewählt werden kann. Der Alterungswert A kann dabei wie zu Programmpunkt 150 gemäß dem Ablaufplan nach Figur 4 beschrieben weiter ausgewertet werden. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 240 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 240 prüft die Auswerteeinheit 45, ob ein neuer Betriebszyklus begonnen hat, also ob beispielsweise die Zündung wieder eingeschaltet wurde. Ist dies der Fall, so wird zu Programmpunkt 201 zurückverzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 240 zurückverzweigt.
  • Gemäß weiteren dritten Ausführungsformen wird die einzige Zählvariable Z getaktet betrieben. Auf diese Weise lässt sich die Temperatur des Steuergerätes 1 zeitlich integrieren, wobei der Wert des Integrals ein Maß für die Alterung des Steuergerätes 1 ist. Dabei wird die Zählvariable Z bei der dritten Ausführungsform der Erfindung mit einer konstanten Taktrate getaktet hochgezählt und die Höhe des jeweiligen Inkrements in Abhängigkeit der aktuellen Temperatur T des Steuergerätes 1 gesteuert. Dazu können verschiedene Inkrementwerte verschiedenen Temperaturen des Steuergerätes 1 beispielsweise über eine vorgegebenen Kennlinie analog zu Figur 3 zugeordnet sein. Dabei steigen die Inkrementwerte mit zunehmender aktueller Temperatur T des Steuergerätes 1. Je nach aktueller Temperatur T des Steuergerätes 1 wird die Zählvariable Z dann um den dieser Temperatur in der entsprechenden Kennlinie zugeordneten Inkrementwert erhöht. Der Zählerstand der Zählvariablen Z kann zur Ermittlung des Alterungswertes A mit einem Referenzwert RZ verglichen werden, der dynamisch dem Alter des Steuergerätes 1 angepasst wird. Die Differenz zwischen dem Zählerstand der Zählvariablen Z und dem dynamisch gebildeten Referenzwert RZ ist dann ein Maß für die übermäßige Alterung oder thermische Beanspruchung des Steuergerätes 1. Der dynamisch ermittelte Referenzwert RZ kann dabei beispielsweise das Alter des Steuergerätes 1 darstellen. Für die dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 6 beispielhaft ein Ablaufplan angegeben.
  • Nach dem Start des Programms initialisiert die Auswerteeinheit 45 bei einem Programmpunkt 300 die Zählvariable Z auf den Wert Null sowie den Referenzwert RZ ebenfalls auf den Wert Null. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 305 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 305 empfängt die Auswerteeinheit 45 vom Temperatursensor 50 die aktuelle Temperatur T des Steuergerätes 1. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 310 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 310 ermittelt die Auswerteeinheit 45 mit Hilfe der beschriebenen Kennlinie aus der aktuellen Temperatur T einen zugeordneten Inkrementiert IT. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 315 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 315 inkrementiert die Auswerteeinheit 45 die Zählvariable Z um den zuvor bei Programmpunkt 310 ermittelten Inkrementwert IT, sodass sich Z=Z+IT ergibt. Außerdem inkrementiert die Auswerteeinheit 45 bei Programmpunkt 315 den Referenzwert RZ um einen fest vorgegebenen Inkrementwert RZI, sodass sich RZ=RZ+RZI ergibt. Der vorgegebenen Inkrementwert RZI für den Referenzwert ist dabei beispielsweise so gewählt, dass er der Zeit entspricht, die das Programm bis zum nachfolgenden Erreichen des Programmpunkts 315 bei einem nachfolgenden Programmdurchlauf benötigt. Auf diese Weise repräsentiert der Referenzwert RZ das aktuelle Alter des Steuergerätes 1. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 320 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 320 ermittelt die Auswerteeinheit 45 den Alterungswert A als Differenz zwischen dem aktuellen Zählerstand der Zählvariablen Z und dem aktuellen Referenzwert zu A=Z-RZ. Dabei stellt dieser Alterungswert A einen über das tatsächliche Alter des Steuergerätes 1 hinausgehenden Alterungseffekt, also einen übermäßigen Alterungseffekt auf Grund der thermischen Belastung des Steuergerätes 1 dar. Der Alterungswert A kann dann wie zu Programmpunkt 150 nach Figur 4 beschrieben weiterverarbeitet werden. Anschließend wird zu Programmpunkt 305 zurückverzweigt.
  • Die Programmschritte 305, 310, 315, 320 werden dabei wiederholt im Zähltakt durchlaufen. Somit entspricht der vorgegebene Wert RZI für das Inkrement des Referenzwertes der Periodendauer des Zähltaktes.
  • So kann beispielsweise die Periodendauer für die Taktrate für das Hochzählen der Zählvariablen gleich einer viertel Stunde gewählt werden. Der vorgegebene Wert RZI für das Inkrement des Referenzwertes RZ wird dann ebenfalls gleich einer Viertelstunde gewählt, so dass sich nach einer Stunde für den Referenzwert RZ auch der Wert einer Stunde ergibt. Die Kennlinie für die Zuordnung der aktuellen Temperatur T zum Inkrementwert IT der Zählvariablen Z kann analog zur Figur 3 linear ausgebildet sein. Sie kann aber auch nichtlinear, insbesondere schwellwertbezogen, ausgebildet sein. So kann beispielsweise der Inkrementwert IT für die Zählvariable Z im Bereich von aktuellen Temperaturen T des Steuergerätes 1 kleiner oder gleich 60° C gleich einer Viertelstunde gewählt werden. Für aktuelle Temperaturen T des Steuergerätes größer 60° C und kleiner oder gleich 90° C kann der Inkrementwert IT beispielsweise gleich einer halben Stunde gewählt werden und für aktuelle Temperaturen T des Steuergerätes 1 größer 90° C kann der Inkrementwert IT für die Zählvariable Z beispielsweise gleich einer Dreiviertelstunde gewählt werden. Auf diese Weise ergibt sich als Zählerstand der Zählvariablen Z ebenfalls eine Zeit, die höher als der Referenzwert RZ und damit das tatsächliche Alter des Steuergerätes 1 sein kann. Die betriebsbedingte Überalterung oder Alterung des Steuergerätes 1 ergibt sich dann wie beschrieben als Differenz zwischen dem durch die Zählvariable Z repräsentierten Alter und dem durch den Referenzwert RZ repräsentierten tatsächlichen Alter des Steuergerätes 1.
  • Gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung wird die einzige Zählvariable Z stets um einen konstanten Inkrementwert pro Zeittakt erhöht. Dabei wird jedoch die Taktrate, mit der die Zählvariable Z hochgezählt wird, in Anhängigkeit der Temperatur des Steuergerätes 1 variiert. Je höher die Temperatur des Steuergerätes 1 ist, desto schneller wird der Zähltakt gewählt, mit dem die Zählvariable Z inkrementiert wird. Die vierte Ausführungsform der Erfindung wird anhand eines beispielhaften Ablaufplans nach Figur 7 näher beschrieben. Nach dem Start des Programms initialisiert die Auswerteeinheit 45 bei einem Programmpunkt 400 die einzige Zählvariable Z auf den Wert Null. Entsprechend initialisiert die Auswerteeinheit 45 bei Programmpunkt 400 den Referenzwert RZ auf den Wert Null. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 405 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 405 empfängt die Auswerteeinheit 45 vom Temperatursensor 50 die aktuelle Temperatur T des Steuergerätes 1. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 410 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 410 ermittelt die Auswerteeinheit 45 beispielsweise mit Hilfe einer vorgegebenen Kennlinie aus der aktuellen Temperatur T des Steuergeräts 1 eine zugeordnete Taktrate für das Hochzählen der Zählvariablen Z. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 415 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 415 inkrementiert die Auswerteeinheit 45 die einzige Zählvariable Z um einen fest vorgegebenen Inkrementwert K, sodass sich Z=Z+K ergibt. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 420 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 420 prüft die Auswerteeinheit 45, ob die Periodendauer einer fest vorgegebenen Basistaktrate seit dem Durchlaufen des Programmpunkts 405 erreicht wurde. Diese Periodendauer der Basistaktrate ist dabei größer oder gleich der Periodendauer der bei Programmpunkt 410 aus der Kennlinie ermittelten Taktrate für die Zählvariable Z. Die Periodendauer der Basistaktrate entspricht dabei beispielsweise einer Viertelstunde. Wird bei Programmpunkt 420 von der Auswerteeinheit 45 festgestellt, dass die Periodendauer der Basistaktrate noch nicht erreicht wurde, so wird zu einem Programmpunkt 425 verzweigt, andernfalls wird zu Programmpunkt 415 zurückverzweigt und Programmpunkt 415 nach Ablauf der Periodendauer der bei Programmpunkt 410 abgeleiteten Taktrate erneut durchlaufen.
  • Bei Programmpunkt 425 wird der Referenzwert RZ von der Auswerteeinheit 45 um einen fest vorgegebenen Inkrementwert L erhöht, so dass sich RZ=RZ+L ergibt, wobei L=K sein kann. L ist dabei vorteilhafter Weise gleich der Periodendauer der Basistaktrate gewählt, sodass der Referenzwert RZ wie auch bei der dritten Ausführungsform das tatsächliche Alter des Steuergerätes 1 repräsentiert. Nach Programmpunkt 425 wird zu einem Programmpunkt 430 verzweigt.
  • Bei Programmpunkt 430 ermittelt die Auswerteeinheit 45 analog zu Programmpunkt 320 gemäß Figur 6 den Alterungswert A=Z-RZ und führt ihn gegebenenfalls einer Weiterverarbeitung, wie sie beispielsweise zu Programmpunkt 150 in Figur 4 beschrieben wurde, zu. Anschließend wird zu Programmpunkt 405 zurückverzweigt.
  • So kann also beispielsweise gemäß der vierten Ausführungsform wie beschrieben die Basistaktrate so gewählt werden, dass ihre Periodendauer beispielsweise eine Viertelstunde beträgt, sodass der ermittelte Referenzwert RZ das tatsächliche Alter des Steuergerätes 1 angibt. Abhängig von der Temperatur des Steuergerätes 1 kann dann gemäß der beschriebenen Kennlinie die einzustellende Taktrate für die Zählvariable Z so gewählt werden, dass ihre Periodendauer mit zunehmender Temperatur kleiner wird, wobei die einzustellende Taktrate für die Zählvariable Z in jedem Fall größer oder gleich der Basistaktrate gewählt wird. Die zugrunde liegende Kennlinie kann dabei linear analog zu Figur 3 sein oder auch wie zu der dritten Ausführungsform beschrieben nichtlinear beispielsweise einzelne Temperaturbereiche jeweils einer unterschiedlichen einzustellenden Taktrate für die Zählvariable Z zuordnen. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die einzustellende Taktrate für die Zählvariable Z für aktuelle Temperaturen T des Steuergerätes 1 ≤ 60° C gleich der Basistaktrate gewählt wird. Für aktuelle Temperaturen T des Steuergerätes 1 größer 60° C und kleiner oder gleich 90° C kann die einzustellende Taktrate für die Zählvariable Z so gewählt werden, dass ihre Periodendauer beispielsweise nur zehn Minuten beträgt. Für aktuelle Temperaturen T des Steuergerätes 1 größer 90° C kann dann die einzustellende Taktrate für die Zählvariable Z beispielsweise so gewählt werden, dass ihre Periodendauer nur 6 Minuten beträgt.
  • Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung kann ausgehend von der dritten Ausführungsform bzw. ausgehend von der vierten Ausführungsform das Mindestinkrement für die Zählvariable Z bei der dritten Ausführungsform bzw. die Mindesttaktrate für die Zählervariable Z gemäß der vierten Ausführungsform auch Null sein. In diesem Fall wird nur dann die Zählvariable Z hochgezählt, wenn ein Temperaturschwellwert von beispielsweise 60° C überschritten wird. Dies hat den Vorteil, dass die Zählerstände der Zählvariablen Z vergleichsweise gering bleiben. Auch kann auf die Bestimmung des Referenzwertes RZ verzichtet werden, da die Zählerstände der Zählvariablen Z dann ein direktes Maß für die Alterung des Steuergeräts 1 repräsentieren. Dies setzt voraus, dass der Temperaturschwellwert so geeignet gewählt wird, dass für aktuelle Temperaturen des Steuergerätes 1 unterhalb dieses Temperaturschwellwertes eine übermäßige Alterung nicht auftritt, jedoch für aktuelle Temperaturen des Steuergerätes 1 oberhalb des Temperaturschwellwertes mit einer übermäßigen Alterung des Steuergerätes 1 zu rechnen ist.
  • Generell muss die Basistaktrate nicht so vorgegeben werden, dass ihre Periodendauer der tatsächlichen Alterung des Steuergerätes 1 entspricht. Insbesondere kann die Basistaktrate im Falle von vergleichsweise langsam wechselnden Temperaturen des Steuergerätes 1 auch kleiner und im Falle von schneller wechselnden Temperaturen des Steuergerätes 1 auch größer gewählt werden. Je größer die Basistaktrate gewählt wird, desto häufiger wird die Zählvariable Z bei der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform inkrementiert, sodass insbesondere schneller wechselnde Temperaturen des Steuergerätes 1 auch besser berücksichtigt bzw. aufgelöst werden können für die Bestimmung des Alterungswertes A.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auch eine Kombination der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform möglich, sodass abhängig von der aktuellen Temperatur T des Steuergerätes 1 sowohl die Taktrate für das Hochzählen der Zählvariablen Z als auch der Inkrementwert K für das Hochzählen der Zählvariablen Z in entsprechender Weise temperaturabhängig gewählt werden kann. Auf diese Weise lässt sich der Alterungseffekt durch den resultierenden Alterungswert A noch besser verdeutlichen bzw. auflösen. Weiterhin ist es auch möglich, die Zählvariablen bei der ersten beschriebenen Ausführungsform getaktet auszubilden, sodass auch dort die Taktrate für das Hochzählen der verschiedenen Zählvariablen temperaturabhängig durchgeführt werden kann und der sich ergebende Alterungswert A ebenfalls besser auflösbar wird.
  • Analog zu der beschriebenen Vorgehensweise hinsichtlich der Ermittlung der Alterung des Steuergerätes 1 abhängig von der Temperatur des Steuergerätes 1 kann der Alterungswert auch abhängig von der Temperaturänderung des Steuergerätes 1 ermittelt werden, wozu in der Auswerteeinheit 45 lediglich der zeitliche Gradient der vom Temperatursensor 50 empfangenen aktuellen Temperatur T des Steuergerätes 1 gebildet werden muss. Mit diesem Temperaturgradienten kann dann in gleicher Weise verfahren werden wie mit der Temperatur in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Auch ist es möglich, sowohl einen Alterungswert abhängig von der Temperatur als auch einen Alterungswert abhängig von der Temperaturänderung des Steuergerätes 1 zu ermitteln und die beiden Alterungswerte gewichtet oder ungewichtet zu addieren, um einen resultierenden Alterungswert zu erhalten. Dieser resultierende Alterungswert kann dann wie beschrieben mit dem kritischen Alterungswert Akrit verglichen werden, wobei dieser kritische Alterungswert Akrit in diesem Fall so vorgegeben wird, dass er sowohl die Temperatur als auch die Temperaturänderung des Steuergerätes 1 berücksichtigt. Thermische Belastungen des Steuergerätes 1 ergeben sich schließlich nicht nur durch die Temperatur selbst, sonders auch durch die zeitliche Temperaturänderung, also dem beschriebenen zeitlichen Temperaturgradienten. Wenn hier von Temperaturänderung die Rede ist, so ist immer die zeitliche Temperaturänderung gemeint. Im Falle der ersten Ausführungsform kann beispielsweise mindestens eine Zählvariable vorgesehen sein, die abhängig von der Temperatur hochgezählt wird und mindestens eine weitere Zählvariable, die abhängig von der Temperaturänderung hochgezählt wird. In diesem Fall kann der Ablaufplan nach Figur 4 einmal für diejenigen Zählvariablen in der beschriebenen Form durchlaufen werden, die abhängig von der Temperatur hochzählen und davon getrennt zum andern für diejenigen Zählvariablen durchlaufen werden, die abhängig von dem zeitlichen Gradienten der Temperatur hochzählen. Dabei ist im Falle des zeitlichen Gradienten der Temperatur bei der ersten Ausführungsform in entsprechender Weise der betragsmäßig maximale zeitliche Temperaturgradient zu verwenden. Die beiden sich ergebenden Alterungswerte für die Zählvariablen, die abhängig von der Temperatur des Steuergerätes 1 hochgezählt werden und die Zählvariablen, die abhängig von dem zeitlichen Gradienten der Temperatur hochgezählt werden, können dann wie beschrieben insbesondere gewichtet zu einem resultierenden Alterungswert addiert werden.
  • Im Falle der Verwendung des zeitlichen Gradienten der Temperatur gelten die obigen Aussagen für steigende Temperaturen analog für betragsmäßig steigende zeitliche Temperaturänderungen. Denn auch eine zeitliche Temperaturabnahme und damit ein negativer zeitlicher Temperaturgradient können eine erhebliche thermische Belastung des Steuergerätes 1 darstellen. Die Gewichtungswerte G1, G2 gemäß der ersten Ausführungsform können beispielsweise beide gleich Eins gewählt werden, wobei dann keine Gewichtung mehr stattfindet. Auch kann nur einer der beiden Gewichtungswerte G1, G2 gleich Eins gewählt werden, sodass für den zugeordneten Temperaturwert keine Gewichtung stattfindet.
  • Durch die rechtzeitige Warnung des Fahrers vor einem Ausfall des Steuergerätes 1 lässt sich die Zahl der Ausfälle wegen defekter Steuergeräte verringern. Die Ausfallwahrscheinlichkeit ist dabei auch ein Maß für die noch zu erwartende Zeitdauer, in der das Steuergerät 1 durch die thermische Belastung nicht zerstört oder beeinträchtigt wird.
  • Die Zählvariablen in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen stellen letztlich Zähler dar und können auch als solche bezeichnet werden.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Ermitteln einer Information über eine einer Temperatur ausgesetzten Vorrichtung (1), bei dem die Temperatur der Vorrichtung (1) erfasst wird, be idem abhängig von der erreichten Temperatur oder Temperaturänderung der Vorrichtung (1) mindestens ein Zähler (5,10) inkrementiert wird und bei dem abhängig vom erreichten Zählerstand eine Information über eine Alterung der Vorrichtung (1) ermittelt wird, bei dem der Zählerstand mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird und bei dem ein Maß für die Alterung aus der Differenz des Zählerstandes und des vorgegebenen Schwellwertes abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Schwellwert dynamisch einem Alter der Vorrichtung (1) angepasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Inkrement des mindestens einen Zählers (5, 10) temperaturabhängig oder temperaturänderungsabhängig gewählt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Inkrement mit steigender Temperatur oder mit betragsmäßig steigender Temperaturänderung erhöht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz des Zählerstandes und des vorgegebenen Schwellwertes abhängig von der Temperatur oder von der Temperaturänderung gewichtet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung mit steigender Temperatur oder mit betragsmäßig steigender Temperaturänderung erhöht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zähler (5, 10) nur dann inkrementiert wird, wenn eine erste vorgegebene Temperaturschwelle oder eine erste vorgegebene Temperaturänderungsschwelle erreicht wird.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren Zählern (5,10) jeweils eine unterschiedliche Temperaturschwelle oder Temperaturänderungsschwelle zugeordnet wird und dass jeder der Zähler (5, 10) nur dann inkrementiert wird, wenn die dem entsprechenden Zähler (5, 10) zugeordnete Temperaturschwelle oder Temperaturänderungsschwelle erreicht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Zähler (5, 10) eine Differenz zwischen dem zugeordneten Zählerstand und einem vorgegebenen Schwellwert gebildet wird, dass die gebildeten Differenzen zu einer Summe addiert werden und dass als Maß für die Alterung der Vorrichtung (1) ein Vergleichswert, insbesondere eine Differenz, zwischen der Summe und einem vorgegebenen Summenschwellwert gebildet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildeten Differenzen, insbesondere temperaturabhängig oder temperaturänderungsabhängig, gewichtet werden.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zähler (5, 10) getaktet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Taktrate des mindestens einen Zählers (5, 10) temperaturabhängig oder temperaturänderungsabhängig gewählt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktrate mit steigender Temperatur oder mit betragsmäßig steigender Temperaturänderung erhöht wird.
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