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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betreiben eines Steuergeräts.
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Stand der Technik
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Zum Betreiben einer technischen Einrichtung, bspw. eines Steuergeräts, können für die Einrichtung Betriebsparameter bereitgestellt werden, die für die Einrichtung individuell eingestellt sind, so dass mit den Betriebsparametern ein optimaler Betrieb der Einrichtung möglich ist.
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Aus der Druckschrift
DE 102 11 130 A1 ist ein Verfahren zur Optimierung der Lebensdauer von Komponenten eines Kraftfahrzeugs bekannt. Hierbei wird mindestens eine für die jeweilige Komponente lebensdauerrelevante Größe mittels eines statistischen Verfahrens beobachtet und bezüglich der Belastung klassiert. Falls eine Zielgröße der Belastungsklassierung einen Grenzwert überschreitet, werden Maßnahmen eingeleitet, die die Belastung reduzieren.
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Ein Verfahren zur Beanspruchungsanalyse in einem elektrischen und/oder elektromechanischen System ist in der Druckschrift
DE 10 2004 017 660 A1 beschrieben. Dabei wird mindestens eine systemspezifische Belastungsgröße erfasst, mittels der mindestens ein charakteristischer Kennwert ermittelt und ein Belastungsgrad mindestens eines Bauteils des elektrischen und/oder elektromechanischen Systems bestimmt wird, wobei eine Ermittlung des Kennwerts unter Berücksichtigung einer Belastungsdauer erfolgt. Die Belastungsgröße wird vorzugsweise durch mindestens ein Steuergerät erfasst, wobei das Steuergerät mindestens eine Recheneinheit umfasst und wobei dem Steuergerät mindestens ein interner und/oder externer Sensor zugeordnet ist.
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Ein aus der Druckschrift
DE 10 2005 025 880 A1 bekanntes elektronisches Steuergerät zur Steuerung wenigstens einer Funktion eines Fahrzeugs umfasst wenigstens einen Eingang zum Empfangen von steuerungsrelevanten Daten von wenigstens einem Sensor, eine Rechnereinrichtung zur Verarbeitung der steuerungsrelevanten Daten und zur Erzeugung von Steuerbefehlen sowie wenigstens einen Ausgang zur Ausgabe der Steuerbefehle an wenigstens ein Stellglied. Außerdem ist eine Einrichtung zur zeitlichen und/oder funktionalen Beschränkung des Betriebs des Steuergeräts vorgesehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren und eine Anordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
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Mit der Erfindung kann eine Verlängerung der Lebensdauer eines Steuergeräts erreicht werden.
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Der Zustand des Steuergeräts wird üblicherweise durch verschiedene Betriebsparameter beeinflusst. Sogenannte erste Betriebsparameter bzw. Ausgangsparameter stellen sich während des Betriebs ein und können sich im Laufe der Zeit verändern. Werte dieser ersten Betriebsparameter können bspw. durch Messungen ermittelt werden und liefern eine Aussage über den aktuellen Betriebszustand. Sogenannte zweite Betriebsparameter bzw. Eingangsparameter können typischerweise direkt und/oder indirekt eingestellt werden, so dass dadurch Betriebsbedingungen des Steuergeräts beeinflusst werden können.
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In Ausgestaltung des Verfahrens wird mindestens ein erster Betriebsparameter, der eine Information über die Abnutzung, die Alterung und/oder den Verschleiß des Steuergeräts liefert, bestimmt. Bei dem mindestens einen ersten Betriebsparameter kann es sich um die Anzahl der Betriebsstunden und/oder um weitere physikalische Größen, die sich bei Betrieb des Steuergeräts ergeben, handeln. Ein Beispiel hierfür ist ein Temperaturwechsel bzw. eine Temperaturänderung mindestens einer Komponente des Steuergeräts. Komponenten, die als Lötstellen ausgebildet sind, aber auch elektronische Bauteile können auf Temperaturänderungen nachhaltig reagieren, so dass typischerweise derartige Komponenten einer temperaturbedingten Abnutzung unterworfen sind. Durch Einstellen mindestens eines zweiten Betriebsparameters wird auf einen jeweiligen Betriebszustand reagiert, so dass die mindestens eine Komponente des Steuergeräts in geringerem Umfang abgenutzt und somit geschont wird.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der Anordnung durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Anordnung oder Funktionen von einzelnen Komponenten der Anordnung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte des Verfahrens als Funktionen einzelner Komponenten der Anordnung oder der gesamten Anordnung realisiert werden.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt ein Diagramm zu einem Verlauf eines ersten Betriebsparameters eines Steuergeräts.
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2 zeigt in schematischer Darstellung ein Diagramm zu einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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3 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines Steuergeräts sowie eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
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Das Diagramm aus 1 umfasst eine vertikal orientierte Achse 2 sowie eine horizontal orientierte Zeitachse 4. Innerhalb des Diagramms ist ein statistischer Verlauf 6 mit Werten für eine Ausfallwahrscheinlichkeit eines Steuergeräts dargestellt. Dieser Verlauf 6 für die Ausfallwahrscheinlichkeit ergibt sich auf Grundlage von Berechnungen und ist hier als ein mögliches Beispiel eines ersten Betriebsparameters vorgesehen. Nach einer Einlaufphase des Steuergeräts, die bis zu einem ersten Zeitpunkt t1 8 dauert, befindet sich die Ausfallwahrscheinlichkeit bis zu einem zweiten Zeitpunkt t2 10 auf einem ersten Niveau 12 (Level 1). Ab dem zweiten Zeitpunkt t2 10 steigt die Ausfallwahrscheinlichkeit wieder an. Zu eifern dritten Zeitpunkt t3 14 hat die Ausfallwahrscheinlichkeit ein zweites Niveau 16 (Level 2) erreicht.
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Über eine Höhe der Niveaus 12, 16 werden in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unterschiedliche Betriebszustände des Steuergeräts definiert. Bei Vorliegen des ersten, niedrigeren Niveaus 12 wird das Steuergerät mit gedrosselten zweiten Betriebsparametern betrieben, die gegenüber Betriebsparametern gemäß einer ursprünglichen Werkeinstellung modifiziert sind, so dass das Steuergerät bereits in diesem Betriebszustand schonend betrieben wird. Sobald die Ausfallwahrscheinlichkeit jedoch zu dem dritten Zeitpunkt t3 14 das zweite, höhere Niveau 16 erreicht, ist festzustellen, dass sich eine Abnutzung bzw. ein Verschleiß des Steuergeräts in einem Maß vergrößert hat, dass für das Steuergerät ein weiterer Betriebszustand zu definieren ist. Um das Steuergerät zusätzlich zu schonen und somit dessen Lebensdauer zu verlängern, ist hier vorgesehen, mindestens einen zweiten Betriebsparameter des Steuergeräts an diesen neuen Betriebszustand anzupassen.
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In dem Diagramm aus 2 ist schematisch dargestellt, wie verschiedene Betriebszustände 18, 20 eines Steuergeräts in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt werden. Hierbei ist als ein erster Betriebsparameter 22 des Steuergeräts eine gesamte Anzahl an Betriebsstunden schematisch wiedergegeben. Außerdem wird als ein weiterer erster Betriebsparameter 24 eine Zeit bereitgestellt, die sich auf Grundlage eines Temperaturverlaufs, üblicherweise einer Temperaturänderung, während des Betriebs des Steuergeräts ergibt.
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Dabei ist in Ausgestaltung vorgesehen, dass diese Zeit auch von der Anzahl der Betriebsstunden abhängig ist. Aus diesen beiden genannten ersten Betriebsparametern 22, 24 wird im Rahmen des Verfahrens die Ausfallwahrscheinlichkeit des Steuergeräts, wie sie bereits anhand des Diagramms aus 1 beschrieben ist, bestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit bei Erreichen des ersten Niveaus 12 bspw. 3% beträgt. In diesem Fall befindet sich das Steuergerät im ersten Betriebszustand 18. Bei Erreichen des zweiten Niveaus 16 weist die Ausfallwahrscheinlichkeit des Steuergeräts einen Wert von ca. 10% auf. In diesem Fall befindet sich das Steuergerät in dem zweiten Betriebszustand 20.
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Bei Erreichen des ersten Niveaus 12 und somit des ersten Betriebszustands 18 wird eine maximale Leistung des Steuergeräts als ein zweiter Betriebsparameter gedrosselt. Bei Erreichen des zweiten Niveaus 16 und folglich dem Vorliegen des zweiten Betriebszustands wird das Steuergerät, üblicherweise ein Steuergerät eines Autos oder eines LKWs, in einer Art Notfallbetrieb (Limp Home) betrieben. Dies kann u. a. bedeuten, dass auch unabhängig von einem Fahrerwunsch ein sanfter Betriebspunktwechsel vorgenommen wird.
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Ein Status über die unterschiedlichen Stufen des Betriebszustands 18, 20 kann bspw. über eine Diagnoseschnittstelle ausgelesen bzw. bewertet und/oder dem Fahrer über eine Diagnoselampe oder ein Anzeigeelement im Armaturenbrett (dashboard) angezeigt werden. Durch Umsetzung des Verfahrens kann eine Zufriedenheit eines Nutzers an einem Lebensende des Steuergeräts erhöht werden. Das Verfahren kann für alle Steuergeräte mit kritischer Auslastung bzw. Abnutzung, wie sie durch einen Temperaturwechsel als Betriebsparameter bedingt sein kann, zur Anwendung kommen.
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3 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausgestaltung eines Steuergeräts 30 sowie eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung 32. Die Anordnung 32 umfasst drei Module 35, 37, 39, wobei mindestens ein Modul 35, 37, 39 oder die gesamte Anordnung 32 als eine Komponente des Steuergeräts 30 oder auch als eine Komponente außerhalb des Steuergeräts 30 ausgebildet sein kann. Während des Betriebs des Steuergeräts 30 können unterschiedliche erste Betriebsparameter 34 als Ausgangsparameter von einem ersten Modul 35 der Anordnung 32 gemessen und/oder ermittelt werden. In Abhängigkeit davon, welchen Wert mindestens ein erster Betriebsparameter 34 aufweist, wird durch ein zweites Modul 37 der Anordnung eine Aussage über einen aktuellen Betriebszustand 36 des Steuergeräts 30 getroffen. Für das Steuergerät 30 können mehrere Betriebszustände 36 definiert sein, die von einer Höhe eines Werts des mindestens einen ersten Betriebsparameters 34 abhängen. Eine Zuordnung des jeweiligen Werts des mindestens einen ersten Betriebsparameters 34 zu einem bestimmten Betriebszustand 36 wird abhängig von Grenz- bzw. Schwellwerten vorgenommen. In Abhängigkeit davon, welcher Betriebszustand 36 aktuell vorliegt, wird von einem dritten Modul 39 der Anordnung 32 ein Wert mindestens eines zweiten Betriebsparameters 38 für das Steuergerät 30 eingestellt und somit das Steuergerät 30 betrieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10211130 A1 [0003]
- DE 102004017660 A1 [0004]
- DE 102005025880 A1 [0005]