EP1835172A2 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Verschleiß einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Verschleiß einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1835172A2
EP1835172A2 EP07102061A EP07102061A EP1835172A2 EP 1835172 A2 EP1835172 A2 EP 1835172A2 EP 07102061 A EP07102061 A EP 07102061A EP 07102061 A EP07102061 A EP 07102061A EP 1835172 A2 EP1835172 A2 EP 1835172A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
wear
spark plug
combustion engine
internal combustion
determining
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07102061A
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English (en)
French (fr)
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EP1835172A3 (de
Inventor
Klaus-Peter Gansert
Lars Menken
Josef Holzmann
Thomas Kaiser
Alexander Moebius
Gerhard Bengs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
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
Publication of EP1835172A2 publication Critical patent/EP1835172A2/de
Publication of EP1835172A3 publication Critical patent/EP1835172A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/10—Measuring dwell or antidwell time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F02P3/051—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/053—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/58—Testing

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for determining the wear of a spark plug of an internal combustion engine according to the preamble of the independent claims.
  • the inventive device and the method according to the invention with the features of the independent claims have the advantage that the determination of the wear of the spark plug is not based on a faulty measurement directly on the spark plug, but on the operating conditions of the internal combustion engine.
  • the operating conditions of the internal combustion engine are usually very well measurable or known. It can be determined with great reliability current wear of the spark plug, which is summed up in the course of a total wear condition of the spark plug. In this way, a particularly accurate determination of the wear based on easily accessible measured values is realized.
  • the total wear determined in this way can be compared, in particular in the form of a removed volume, with a possible maximum wear or maximum volume of the spark plug, and thus a remaining service life of the spark plug can be specified.
  • This remaining service life is indicated in a meaningful way as still possible kilometers or even possible operating time or as residual volume of a spark plug electrode still available.
  • a spark plug 2 is shown schematically, which is installed in a combustion chamber 3 of an internal combustion engine.
  • the spark plug 2 is over a High voltage line 8 is connected to an ignition coil 4.
  • the ignition coil 4 is connected by means of a control line 7 to a control unit 1.
  • the control unit 1 is connected to a plurality of input lines 5, at which sensor signals L, N, V are provided.
  • the spark plug 2 has first and second electrodes 6, which are arranged in the combustion chamber 3 of the internal combustion engine.
  • the control unit 1 is informed about the voltage applied to the input lines 5 sensor signals on the respective operating condition of the internal combustion engine and calculates a time to trigger a spark on the spark plug 2.
  • sensor signals are here as examples the load L, the speed N and the speed V of one Motor vehicle in which the internal combustion engine is installed is shown.
  • this list is not exhaustive because a variety of other input variables are known to those skilled in the are used to control an internal combustion engine in a motor vehicle.
  • the control unit 1 controls according to the ignition coil 4, which then generates a high voltage pulse and passes on the high voltage line 8 to the spark plug 2. Because of this high voltage pulse, he then generates the spark plug 2 between the electrodes 6 a spark, which serves to ignite a introduced in the combustion chamber 3 air-gasoline mixture.
  • FIG. 1 The construction shown in FIG. 1 is of a normal construction as it is commonly used today in motor vehicles.
  • the individual components have been shown greatly simplified, since the details of the structure of the control unit 1, the ignition coil 4, the spark plug 2 or the combustion chamber 3 of the internal combustion engine are not important here.
  • the distance between the two electrodes 6 of the spark plug 2 is of great importance. Even small changes in the distance or the geometric configuration of the electrodes 6 lead to a significantly changed behavior of the spark plug 2. Due to the high temperatures prevailing in the spark each skipping spark is associated with a certain removal of material of the electrodes. With increasing operating time and spark number of the spark plug therefore change the electrodes 6 by a part of the material is removed by the sparks. This erosion process of the electrodes 6 of the spark plug 2 thus represents a wear of the spark plug 2 which is dependent on the operating time and the operating intensity. When this wear reaches a certain extent, the behavior of the spark plug 2 changes markedly. In particular, a state can be achieved in which then skipping a spark is no longer possible.
  • the aim of the present invention is to make a statement about the state of wear of the spark plug. It can then be made a wear-dependent replacement of the spark plug.
  • the erosion per spark ie the removal of electrode material of the spark plug 2 per spark
  • the temperature of the electrodes and of the ignition energy with which the ignition spark is triggered The hotter the electrodes 6 are, the greater the volume of the spark plug electrodes 6 removed by the ignition spark. The higher the ignition energy, the higher the removal per spark.
  • the removal per spark naturally also depends on the material of the electrode.
  • the determination of the temperature of the electrodes 6 of the spark plug can essentially be derived from the load and the rotational speed of the internal combustion engine.
  • the ignition energy is derived from the closing time, ie the time from which the ignition coil current flows through before the spark is triggered.
  • the other properties of the ignition system such as characteristics of the ignition coil, available voltage and current of the charging current, etc. are taken into account, but here are assumed to be constant.
  • the ignition energy can be approximately determined from the load and the rotational speed, since these two parameters have a significant influence on the ignition energy. It can thus be determined from the operating conditions of the internal combustion engine in particular the load, the speed and the ignition energy, a load of the spark plug 2 and thus a specific material consumption of the electrode material per spark.
  • an actual wear rate of the spark plug 2 can be determined. Summed over time or integrated, this current wear of the spark plug can be summed up to a total wear state of the spark plug, for example in the form of an already eroded volume of the spark plug electrodes.
  • the volume of the spark plug electrodes is known, it can be determined from which total wear or consumed volume of the spark plug electrodes 6 a total wear of the spark plugs is achieved, in which sufficient safety for the triggering of a spark can no longer be guaranteed. If an average speed of the vehicle in which the internal combustion engine is installed is still known, this state of wear can also be expressed as still possible remaining kilometers or as a possible remaining operating time. All of these calculations may, for example, take place in the control unit 1, which contains all the information required for the calculation of the overall wear condition of the spark plug 2.
  • FIG. 2 schematically shows the necessary calculation steps for determining a total wear of the spark plug 2.
  • a first calculation step 101 the wear rate of the spark plug electrodes 6 is determined for this purpose.
  • the calculation block 101 is supplied with the load L, the rotational speed N and the ignition energy E as input signals.
  • the ignition energy E is present as an internal variable in the control unit 1, since the control unit 1 yes generates the corresponding control commands for charging the ignition coil and triggering the spark.
  • the calculation step 101 Knowing the load L, the rotational speed N and the ignition energy E, the calculation step 101 thus enables the calculation of a specific material removal per spark, which is referred to below as the wear rate 201.
  • This wear rate 201 adjusts the result of the calculation step 101 and is supplied to another calculation block 103.
  • step 101 the temperature of the electrodes and then a removal per spark as a function of the electrode temperature and the ignition energy can be calculated first on the basis of the load and the rotational speed. Since the ignition energy also depends on the load L and the speed N, is also alternative a direct map of the wear rate 201 from L and N without a separate signal for E conceivable, if one takes the deteriorated quality of wear determination into account.
  • the rotational speed N and a time signal dt are supplied to a calculation step 102.
  • the instantaneous number of sparks 202 ie the number of sparks per unit time is formed.
  • This number of sparks per time unit 202 is fed as an additional value to the calculation step 103.
  • a current wear 203 is formed depending on the wear rate 201 and the number of sparks per unit time 202.
  • This instantaneous wear 203 represents the volume removal or volume loss of the electrodes 6 of the spark plugs 2 per unit time.
  • This actual wear 203 of the spark plug is then summed up in the calculation block 104 to then determine as output the overall wear state 204 of the spark plug electrodes.
  • the integration in block 104 is also illustrated by feeding back the output of block 104 as an input signal, ie, to account for the new overall wear condition, the previous overall wear condition 204 and current wear 203 of spark plug 2 are considered. Further, the actual wear 203 is added to a calculation block 105 together with a time signal dt and the speed V of the motor vehicle in which the engine is installed. In the calculation block 105, an average wear per kilometer is formed from these three input values. For this purpose, an average speed of the motor vehicle is formed from the speed signal and the time signal and then compared with the wear rate. As a result of this calculation, an average wear per kilometer 205 is then formed. This average wear per kilometer 205 and the total wear state 204 is fed to another calculation block 106.
  • further output signals 206, 207 and 208 are formed from these two signals.
  • a residual kilometer statement 206 can be formed.
  • the total wear state 204 is subtracted from a maximum wear volume of the spark plugs and it is calculated how many kilometers can still be covered until the remaining volume is used up.
  • the output signal 206 thus represents the remaining remaining kilometers.
  • the possible remaining service life of the spark plug can also be output as the remaining volume 207 as a result of the calculation 106.
  • an indicator 208 which indicates whether the spark plug is still ready for operation or not. This may in particular be a single bit by which a diagnostic system of a motor vehicle is signaled that a workshop should be started in order to make an exchange spark plugs.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung des Verschleiß an der Zündkerze (2) Brennkraftmaschine vorgesehen, bei dem Verschleißermittlungsmittel (1) vorgesehen sind. Die Verschleißermittlungsmittel (1) bestimmen anhand von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine einen aktuellen Verschleiß (203) der Brennkraftmaschine und summieren diesen zu einem Gesamtverschleißzustand (204) der Zündkerze (2) auf.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Bestimmung des Verschleiß einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
  • Es sind bereits Vorrichtungen und Verfahren zur Bestimmung des Verschleiß einer Zündkerze bekannt, die auf einer Messung einer Charakteristik der Zündkerze beruhen. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind beispielsweise aus der US 4,558,280 , US 4,825,167 , DE 692 09 078 und DE 196 49 278 bekannt.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass die Bestimmung des Verschleiß der Zündkerze nicht auf einer fehlerbehafteten Messung unmittelbar an der Zündkerze, sondern auf den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine beruht. Die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine sind in der Regel sehr gut messbar oder bekannt. Es kann so mit großer Zuverlässigkeit ein aktueller Verschleiß der Zündkerze festgestellt werden, der im Verlauf zu einem Gesamtverschleißzustande der Zündkerze aufsummiert wird. Es wird so eine besonders genaue Ermittlung des Verschleiß basierend auf einfach zugänglichen Messwerten realisiert.
  • Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. Als besonders geeignetes Maß für den aktuellen Verschleiß der Zündkerze hat sich ein Materialverbrauch pro Zündfunke in Abhängigkeit von weiteren Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine herausgestellt. Die Verschleißermittlung erfolgte daher besonders sinnvoll unter Berücksichtigung einer Funkenanzahl der Brennkraftmaschine. Als wichtige Parameter für die Frage wie viel Material bei jedem Zündfunken von der Zündkerze abgetragen wird, hat sich dabei die Elektrodentemperatur der Zündkerze und die für die Zündfunken zur Verfügung gestellte Zündenergie herausgestellt. Die Elektrodentemperatur lässt sich besonders einfach durch die Last und die Drehzahl der Brennkraftmaschine ermitteln. Die Zündenergie ergibt sich aus der Zeitdauer mit der die Zündspule vor dem Auslösen der Zündfunken mit einem Ladestrom durchflossen wird (so genannten Schließzeit). Der so ermittelte Gesamtverschleiß kann insbesondere in der Form eines abgetragenen Volumens mit einem möglichen Maximalverschleiß bzw. Maximalvolumen der Zündkerze verglichen werden und es kann so eine Restnutzungsdauer der Zündkerze angegeben werden. Diese Restnutzungsdauer wird in sinnvoller Weise als noch mögliche Kilometer oder noch mögliche Betriebszeit oder als noch zur Verfügung stehendes Restvolumen einer Zündkerzenelektrode angegeben.
    • Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindungen sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert und in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Zündkerze in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine und ein Steuergerät und
    Figur 2
    die Verarbeitung von Signalen zur Ermittlung des Verschleiß der Zündkerze.
    Beschreibung
  • In der Figur 1 wird schematisch eine Zündkerze 2 dargestellt, die in einem Brennraum 3 einer Brennkraftmaschine eingebaut ist. Die Zündkerze 2 ist über eine Hochspannungsleitung 8 mit einer Zündspule 4 verbunden. Die Zündspule 4 ist mittels einer Steuerleitung 7 mit einem Steuergerät 1 verbunden. Das Steuergerät 1 ist mit einer Vielzahl von Eingangsleitungen 5 verbunden, an denen Sensorsignale L, N, V zur Verfügung gestellt werden. Die Zündkerze 2 weist erste und zweite Elektroden 6 auf, die im Brennraum 3 der Brennkraftmaschine angeordnet sind.
  • Das Steuergerät 1 ist über die an den Eingangsleitungen 5 anliegenden Sensorsignale über den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine informiert und errechnet einen Zeitpunkt zur Auslösung eines Zündfunkens an der Zündkerze 2. Als Sensorsignale sind hier als Beispiele die Last L, die Drehzahl N und die Geschwindigkeit V eines Kraftfahrzeugs in dem die Brennkraftmaschine eingebaut ist dargestellt. Selbstverständlich ist diese Aufzählung nicht abschließend da dem Fachmann eine Vielzahl von anderen Eingangsgrößen bekannt sind die zur Steuerung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug herangezogen werden. Über die Ansteuerleitung 7 steuert das Steuergerät 1 entsprechend die Zündspule 4 an, die dann einen Hochspannungsimpuls erzeugt und über die Hochspannungsleitung 8 an die Zündkerze 2 weitergibt. Aufgrund dieses Hochspannungsimpulses erzeugt er dann die Zündkerze 2 zwischen den Elektroden 6 einen Zündfunken, der zur Entzündung eines im Brennraum 3 eingebrachten Luft-Benzin-Gemisches dient.
  • Bei dem in der Figur 1 gezeigten Aufbau handelt es sich um einen normalen Aufbau wie er heutzutage üblicherweise in Kraftfahrzeugen Verwendung findet. In der Darstellung der Figur 1 wurden die einzelnen Komponenten jedoch stark vereinfacht dargestellt, da die Details des Aufbaus des Steuergerätes 1, die Zündspule 4, die Zündkerze 2 oder des Brennraums 3 der Brennkraftmaschine hier nicht von Bedeutung sind.
  • Bei der Auslösung des Zündfunkens ist der Abstand der beiden Elektroden 6 der Zündkerze 2 von großer Bedeutung. Schon geringe Änderungen des Abstandes oder der geometrischen Ausgestaltung der Elektroden 6 führen zu einem deutlich veränderten Verhalten der Zündkerze 2. Durch die hohen in dem Zündfunken herrschenden Temperaturen ist jeder überspringende Zündfunke mit einem gewissen Abtrag von Material der Elektroden verbunden. Mit zunehmender Betriebsdauer und Funkenanzahl der Zündkerze verändern sich daher die Elektroden 6, indem ein Teil des Materials durch die Zündfunken abgetragen wird. Dieser Erosionsprozess der Elektroden 6 der Zündkerze 2 stellt somit einen von der Betriebsdauer und der Betriebsintensität abhängigen Verschleiß der Zündkerze 2 dar. Wenn dieser Verschleiß ein bestimmtes Ausmaß erreicht, so verändert sich das Verhalten der Zündkerze 2 deutlich. Insbesondere kann ein Zustand erreicht werden in dem dann kein Überspringen eines Zündfunkens mehr möglich ist. Aber bereits vor diesem starken Verschleiß kommt es zu Zündaussetzern entweder weil aufgrund der veränderten Geometrie der Elektroden 6 der Zündkerze 2 der Zeitpunkt des Überspringens des Zündfunkens beeinflusst wird oder aber dass einzelne Zündfunken nicht mehr zu einer sicheren Entzündung des Benzin-Luft-Gemisches im Brennraum 3 führt. Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Aussage zum Verschleißzustand der Zündkerze zu treffen. Es kann dann ein verschleißabhängiger Austausch der Zündkerze vorgenommen werden.
  • Es hat sich herausgestellt, dass die Erosion pro Zündfunke, d. h. der Abtrag an Elektrodenmaterial der Zündkerze 2 pro Zündfunke im Wesentlichen einer Funktion der Temperatur der Elektroden und der Zündenergie mit der die Zündfunken ausgelöst werden ist. Je heißer die Elektroden 6 sind, umso größer ist das durch den Zündfunken abgetragene Volumen der Zündkerzenelektroden 6. Je höher die Zündenergie ist, umso höher ist der Abtrag pro Zündfunken. Weiterhin hängt der Abtrag pro Zündfunken natürlich auch von dem Material der Elektrode ab. Die Bestimmung der Temperatur der Elektroden 6 der Zündkerze kann im Wesentlichen von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine abgeleitet werden. Die Zündenergie leitet sich von der Schließzeit, d.h. der Zeitdauer ab mit der die Zündspule Strom durchflossen wird bevor der Zündfunke ausgelöst wird. Neben der Schließzeit sind natürlich noch die weiteren Eigenschaften des Zündsystems wie Eigenschaften der Zündspule, zur Verfügung stehende Spannung und Strom des Ladestromes usw. zu berücksichtigen, die aber hier als konstant angenommen werden. Alternativ kann die Zündenergie näherungsweise auch aus der Last und der Drehzahl ermittelt werde, da diese beiden Parameter einen wesentlichen Einfluss auf die Zündenergie haben. Es kann somit aus den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine insbesondere der Last, der Drehzahl und der Zündenergie eine Belastung der Zündkerze 2 und damit ein spezifischer Materialverbrauch des Elektrodenmaterials pro Zündfunke ermittelt werden.
  • Wenn dann noch beispielsweise aufgrund der Drehzahl klar ist, wie viele Zündfunken pro Zeiteinheit erfolgen, so kann eine aktuelle Verschleißrate der Zündkerze 2 ermittelt werden. Zeitlich aufsummiert oder aufintegriert lässt sich dieser aktuelle Verschleiß der Zündkerze zu einem Gesamtverschleißzustand der Zündkerze beispielsweise in der Form eines bereits abgetragenen Volumens der Zündkerzenelektroden aufsummieren.
  • Bei bekanntem Volumen der Zündkerzenelektroden kann so ermittelt werden, ab welchem Gesamtverschleiß oder verbrauchtem Volumen der Zündkerzenelektroden 6 ein Gesamtverschleiß der Zündkerzen erreicht ist, bei dem eine ausreichende Sicherheit für das Auslösen eines Zündfunkens nicht mehr gewährleistet sein kann. Sofern noch eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs in dem die Brennkraftmaschine eingebaut ist, bekannt ist, kann dieser Verschleißzustand auch als noch mögliche Restkilometer oder aber als mögliche Restbetriebszeit ausgedrückt werden. All diese Berechnungen können beispielsweise in dem Steuergerät 1 ablaufen, welches alle Informationen enthält, die für die Berechnung des Gesamtverschleißzustandes der Zündkerze 2 erforderlich sind.
  • In der Figur 2 werden schematisch die notwendigen Berechnungsschritte zur Ermittlung eines Gesamtverschleiß der Zündkerze 2 dargestellt. In einem ersten Berechnungsschritt 101 wird dazu die Verschleißrate der Zündkerzenelektroden 6 ermittelt. Zur Berechnung der Verschleißrate wird dem Berechnungsblock 101 als Eingangssignale die Last L, die Drehzahl N und die Zündenergie E zugeführt. Die Zündenergie E ist als interne Größe in dem Steuergerät 1 vorhanden, da das Steuergerät 1 ja die entsprechenden Steuerbefehle für das Laden der Zündspule und Auslösen des Zündfunken erzeugt. In Kenntnis der Last L, der Drehzahl N und der Zündenergie E ermöglicht so der Berechnungsschritt 101 die Berechnung eines spezifischer Materialabtrags pro Zündfunken, der im Folgenden als Verschleißrate 201 bezeichnet wird. Diese Verschleißrate 201 stellt das Ergebnis des Berechungsschrittes 101 zu und wird einem weiteren Berechnungsblock 103 zugeführt. Wie die Berechnung im Schritt 101 erfolgt ist dabei nicht von Bedeutung. Beispielsweise kann zunächst aufgrund der Last und der Drehzahl die Temperatur der Elektroden und danach ein Abtrag pro Funken in Abhängigkeit von der Elektrodentemperatur und der Zündenergie berechnet werden. Da die Zündenergie auch von der Last L und der Drehzahl N abhängt, ist alternativ auch eine direktes Kennfeld der Verschleißrate 201 aus L und N ohne ein separates Signal für E denkbar, sofern man die damit verschlechterte Qualität der Verschleißbestimmung in Kauf nimmt.
  • Weiterhin wird die Drehzahl N und ein Zeitsignal dt einem Berechnungsschritt 102 zugeführt. Im Berechnungsschritt 102 wird als Ergebnis die momentane Funkenanzahl 202, d. h. die Anzahl der Zündfunken pro Zeiteinheit gebildet. Diese Funkenanzahl pro Zeiteinheit 202 wird als weiterer Wert dem Berechnungsschritt 103 zugeführt. Im Berechnungsschritt 103 wird in Abhängigkeit von der Verschleißrate 201 und der Anzahl von Funken pro Zeiteinheit 202 ein momentaner Verschleiß 203 gebildet. Dieser momentane Verschleiß 203 stellt den Volumenabtrag oder Volumenverlust der Elektroden 6 der Zündkerzen 2 pro Zeiteinheit dar. Dieser aktuelle Verschleiß 203 der Zündkerze wird dann im Berechnungsblock 104 aufsummiert bzw. aufintegriert, um dann als Ausgangssignal den Gesamtverschleißzustand 204 der Zündkerzenelektroden zu ermitteln. Die Integration in Block 104 wird auch dadurch dargestellt, dass das Ausgangssignal des Blocks 104 als Eingangssignal rückgekoppelt wird, d. h. zur Bildung des neuen Gesamtverschleißzustandes wird der vorhergehende Gesamtverschleißzustand 204 und der aktuelle Verschleiß 203 der Zündkerze 2 berücksichtigt. Weiterhin wird der aktuelle Verschleiß 203 zusammen mit einem Zeitsignal dt und der Geschwindigkeit V des Kraftfahrzeugs in dem die Brennkraftmaschine eingebaut ist, einem Berechnungsblock 105 zugefügt. In dem Berechnungsblock 105 wird aus diesen drei Eingangswerten ein Durchschnittsverschleiß pro Kilometer gebildet. Dazu wird aus dem Geschwindigkeits- und dem Zeitsignal eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges gebildet und dann mit der Verschleißrate verglichen. Als Ergebnis dieser Berechnung wird dann ein Durchschnittsverschleiß pro Kilometer 205 gebildet. Dieser Durchschnittsverschleiß pro Kilometer 205 und der Gesamtverschleißzustand 204 wird einem weiteren Berechnungsblock 106 zugeführt. In dem weiteren Berechnungsblock 106 werden aus diesen beiden Signalen weitere Ausgangssignale 206, 207 und 208 gebildet. Zum einen kann in dem Block 106 ausgehend vom Gesamtverschleißzustand 204 und dem Durchschnittsverschleiß 205 pro Kilometer unter Berücksichtigung des maximal möglichen Verschleißvolumens der Elektroden 6 der Zündkerze 2 eine Restkilometeraussage 206 gebildet werden. Dazu wird von einem maximal Verschleißvolumen der Zündkerzen der Gesamtverschleißzustand 204 abgezogen und es wird berechnet wie viel Kilometer noch zurückgelegt werden können bis das verbliebene Restvolumen verbraucht ist. Das Ausgangssignal 206 stellt somit die noch verbliebenen Restkilometer dar. Weiterhin kann die mögliche Restnutzungsdauer der Zündkerze auch als verbliebenes Restvolumen 207 als Ergebnis der Berechnung 106 ausgegeben werden. Eine weitere Möglichkeit stellt die Angabe eines Indikators 208 dar, der angibt, ob die Zündkerze noch betriebsbereit ist oder nicht. Dabei kann es sich insbesondere um ein einzelnes Bit handeln durch welches einem Diagnosesystems eines Kraftfahrzeuges signalisiert wird, dass eine Werkstatt angefahren soll, um einen Austausch den Zündkerzen vorzunehmen.

Claims (9)

  1. Vorrichtung (1) zur Bestimmung des Verschleiß einer Zündkerze (2), einer Brennkraftmaschine (3) dadurch gekennzeichnet, dass Verschleißerkennungsmittel (1) vorgesehen sind, die während des laufenden Betriebs der Brennkraftmaschine (3) anhand von Betriebsbewegungen (L, N, V) der Brennkraftmaschine (3) einen aktuellen Verschleiß (203) der Zündkerze (2) feststellen und zu einem Gesamtverschleiß zustande (204) der Zündkerze (2) aufsummieren.
  2. Vorrichtung nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißermittlungsmittel (1) zur Ermittlung des aktuellen Verschleiß (203) eine Funkenanzahl der Brennkraftmaschine (3) berücksichtigen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißermittlungsmittel (1) zur Ermittlung des aktuellen Verschleiß (203) einen Materialabtrag einer Zündkerzenelektrode (6) pro Funken (201) bestimmen.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißermittlungsmittel (1) zur Ermittlung des aktuellen Verschleiß (203) eine Last L der Brennkraftmaschine berücksichtigen.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißermittlungsmittel (1) zur Ermittlung des aktuellen Verschleiß (203) eine Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine (3) berücksichtigen.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißermittlungsmittel (1) zur Ermittlung des aktuellen Verschleiß (203) eine Zündenergie (E) der Brennkraftmaschine (3) berücksichtigen.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass die Verschleißermittlungsmittel den Gesamtverschleißzustand der Zündkerze (2) mit einem möglichen Maximalverschleiß der Zündkerze (2) vergleichen und eine Information bezüglich einer Restnutzungsdauer (206, 207, 208) der Zündkerze geben.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißermittlungsmittel die Restnutzungsdauer als noch mögliche Kilometer, als noch mögliche Betriebszeit oder als noch zur Verfügung stehendes Restvolumen einer Zündkerzenelektrode angeben.
  9. Verfahren zur Bestimmung eines Verschleiß einer Zündkerze (2) einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass während des laufenden Betriebs der Brennkraftmaschine anhand von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine (3) ein aktueller Verschleiß der Zündkerze (2) festgestellt und zu einem Gesamtverschleißzustand (204) der Zündkerze aufsummiert wird.
EP07102061.4A 2006-03-15 2007-02-09 Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Verschleiß einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine Withdrawn EP1835172A3 (de)

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EP1835172A2 true EP1835172A2 (de) 2007-09-19
EP1835172A3 EP1835172A3 (de) 2014-12-17

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ID=38134316

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07102061.4A Withdrawn EP1835172A3 (de) 2006-03-15 2007-02-09 Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Verschleiß einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine

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