DE102009059662A1

DE102009059662A1 - Verfahren zur Diagnose von Leitungssystemen von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE102009059662A1
Application number: DE102009059662A
Authority: DE
Inventors: Olaf 71034 Jach; Jörg 76646 Oberbeck
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-12-19
Filing date: 2009-12-19
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2029-12-20
Also published as: US8342012B2; US20110146391A1; KR101258359B1; KR20110070955A; DE102009059662B4

Abstract

Bei dem Verfahren zur Diagnose von Leitungssystemen, insbesondere von Kurbelgehäuse-Entlüftungen von Brennkraftmaschinen wird in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Ermittlungsschritten (E1, E2, E3) jeweils ein Korrekturwert (K1, K2, K3) für einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gebildet. Die Korrekturwerte (K1, K2, K3) oder daraus hergeleitete Werte werden zum Nachweis eines Fehlzustandes des Leitungssystems herangezogen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Diagnose von Leitungssystemen, insbesondere von Kurbelgehäuse-Entlüftungen von Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus Gründen des Umweltschutzes ist bei Brennkraftmaschinen die Emission von Blow-by-Gasen ins Freie nicht zulässig. Daher sind Kurbelgehäuse-Entlüftungen entwickelt worden, die die Blow-by-Gase in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zurückführen. Vom US-amerikanischen Gesetzgeber wird verlangt, Leckagen im Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem zu diagnostizieren.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Verfahren zur Korrektur eines Luftmassenmessfehlers beim Betrieb eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors bekannt. So beschreibt die DE 10 2005 010 785 A1 die Bestimmung von Korrekturwerten, mit denen im Motorsteuergerät eine Korrektur des Luftmassenmessfehlers durchgeführt wird. Die Korrekturwerte werden mittels Abgleich eines aktuellen HFM-(Heißfilmluftmassenmesser)-Sensorluftmassenstromes auf einen Luftmassenstrom gebildet, der seinerseits aus einem Luftaufwandsmodell errechnet wird.
Um die zuvor genannten Forderungen hinsichtlich des Umweltschutzes zu erfüllen, müssen derzeitige Systeme mit aufwändiger Technik(Zusatzhardware, teure Steckverbindungen) ausgestattet werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Diagnose von Leitungssystemen, insbesondere von Kurbelgehäuse-Entlüftungen von Brennkraftmaschinen im Vergleich zum Stand der Technik aufwandsärmer und kostengünstiger zu realisieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Das Verfahren dient zur Diagnose von Leitungssystemen, insbesondere von Kurbelgehäuse-Entlüftungen von Brennkraftmaschinen. Bei dem Verfahren wird in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Ermittlungsschritten jeweils ein Korrekturwert für einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gebildet. Die Korrekturwerte oder daraus hergeleitete Werte werden zum Nachweis eines Fehlzustandes des Leitungssystems herangezogen. Als Korrekturwerte kommen zum Beispiel Korrekturwerte zur Korrektur eines Luftmassenmessfehlers oder Korrekturwerte für eine Stellgröße eines Stellmittels (etwa eine Drosselklappe), oder weitere, für den vorliegenden Zweck geeigneten, nur denkbaren Korrekturwerte für irgendwelche anderen Betriebsparameter in Frage. Unter den Begriff „Korrekturwert” fallen im Wortlaut dieses Textes sowohl ein zeitdiskreter Einzel-Korrekturwert als auch eine Mittelung über mehrere solcher Einzel-Korrekturwerte. Die Korrekturwerte zur Korrektur eines Luftmassenmessfehlers können beispielsweise auf die in der DE 10 2005 010 785 A1 beschriebene Weise ermittelt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Ermittlungsschritte jeweils in einer Leerlaufphase der Brennkraftmaschine durchgeführt.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Vergleichsvorgang durchgeführt wird, der die Schritte umfasst:

– Vergleich des gegenwärtigen Korrekturwertes mit einem Referenzwert, und
– Schließen auf ein intaktes Leitungssystem und Akzeptieren des gegenwärtigen Korrekturwertes als neuen Referenzwert für einen darauffolgenden Vergleichsvorgang bei Erfüllt sein wenigstens eines Kriteriums des Vergleichs.

Gemäß einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem Anfangs-Vergleichsvorgang in einer ersten Leerlaufphase ein erster Anfangs-Korrekturwert ermittelt. In einer auf die erste Leerlaufphase folgenden zweiten Leerlaufphase wird ein zweiter Anfangs-Korrekturwert ermittelt. Die beiden Anfangs-Korrekturwerte werden in einem Anfangsvergleich miteinander verglichen und abhängig vom Ergebnis des Anfangsvergleichs wird einer der Anfangs-Korrekturwerte als Referenzwert akzeptiert.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Verfahren bei Erfüllt sein eines Kriteriums des Anfangsvergleichs in einem an den Anfangs-Vergleichsvorgang anschließenden Folge-Vergleichs-Vorgang fortgesetzt. Dabei wird bei dem Folge-Vergleichsvorgang ein weiterer Korrekturwert ermittelt und letzterer mit dem gültigen Referenzwert in einem Folge-Vergleich verglichen. Abhängig vom Ergebnis des Folge-Vergleichs wird auf ein defektes oder intaktes Leitungssystem geschlossen.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen den jeweils zu vergleichenden Vergleichspartnern wenigstens eines der Vergleiche die Differenz gebildet. Ferner wird ein Schwellwert vorgegeben. Das Vergleichskriterium bezieht auf die relative Lage der Differenz oder des Betrags der Differenz zum Schwellwert. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, die Funktionsfähigkeit des Leitungssystems zu überprüfen. Überschreitet die Differenz den Schwellwert, so wird ein Fehler erkannt, andernfalls wird auf ein intaktes Leitungssystems geschlossen.
Beispielsweise erfolgt die Bildung wenigstens einer der Korrekturwerte nur dann, wenn zum jeweiligen Zeitpunkt herrschende vorgegeben Diagnosebedingungen (zum Beispiel Temperatur, Höhe. Last, Länge des Leerlaufes etc.) erfüllt sind.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der jeweils letzte gültige Referenzwert einer abgeschlossenen Diagnose in einem nicht-flüchtigen Datenspeicher gespeichert. Hierdurch kann letztlich sichergestellt werden, dass mehrere Fahrzyklen ausgewertet werden können. Wurde ein Korrekturwert als „nicht in Ordnung” befunden, so können Fahrzyklen mit dem ursprünglichen Referenzwert verglichen werden, um gegebenenfalls einen einmaligen Ausreißer in der Messung zu detektieren.
Die Erfindung schafft die Voraussetzung für eine Steigerung der Robustheit und Zuverlässigkeit einer Lasterfassungs-Diagnose auch bei höheren Laufleistungen. In Kombination mit einer bereits existierenden Diagnose ermöglicht die innovative Lösung eine Unterscheidung zwischen schleichenden und spontanen Effekten, was für eine Kraftfahrzeug-Werkstatt bei einer Fehlersuche sehr hilfreich sein kann.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch etwas näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2 zwei übereinander dargestellte Graphen, von denen ein oberer Graph Messergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens und ein unterer Graph unter anderem ein Zeitprofil der Leerlaufphasen der geprüften Brennkraftmaschine darstellt.
1 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt in einem ersten Ermittlungsschritt E1, der in einer ersten Leerlaufphase LP1 (siehe 2) einer Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Im ersten Ermittlungsschritt E1 wird ein erster Anfangs-Korrekturwert K1 (siehe 2) gebildet. Nach dem ersten Ermittlungsschritt E1 wird das Verfahren in einem zweiten Ermittlungsschritt E2 fortgesetzt, der in der auf die erste Leerlaufphase LP1 nächstfolgenden zweiten Leerlaufphase LP2 (siehe 2) durchgeführt wird. Im zweiten Ermittlungsschritt E2, der in analoger Weise wie der erste Ermittlungsschritt E1 durchgeführt wird, wird ein zweiter Anfangs-Korrekturwert K2 (siehe 2) gebildet.
Auf den zweiten Ermittlungsschritt E2 erfolgt ein Anfangs-Vergleichsschritt VA, bei dem geprüft wird, ob die Differenz (oder der Betrag der Differenz) zwischen dem ersten Anfangs-Korrekturwert K1 und dem zweiten Anfangs-Korrekturwert K2 größer oder gleich einem applizierbaren Schwellwert ist.
Bei positivem Prüfungsergebnis des Anfangs-Vergleichsschritts VA (Schwellwert wird überschritten oder erreicht) wird das erfindungsgemäße Verfahren im Schritt S2 fortgesetzt, während das Verfahren bei negativem Prüfungsergebnis des Anfangs-Vergleichsschritts VA (Schwellwert wird unterschritten) im Schritt S1 fortgesetzt wird.
Im Schritt S2 wird auf ein defektes Leitungssystem geschlossen und zugleich der erste Anfangskorrekturwert K1 als Referenzwert in einen Speicher abgelegt. In diesem Fall wird der erste Anfangskorrekturwert K1 zur Fehlerheilung oder zur Fehlerbestätigung benötigt. Das Verfahren kann zum Beispiel im Schritt S2 beendet werden.
Im Schritt S1 wird auf ein intaktes Leitungssystem geschlossen und zugleich der zweite Anfangskorrekturwert K2 als Referenzwert in einen Speicher abgelegt.
Nach dem Schritt S1 wird das Verfahren in einem Folge-Ermittlungsschritt E3 fortgesetzt, der in der auf die zweite Leerlaufphase LP2 nächstfolgende dritte Leerlaufphase LP3 (siehe 2) durchgeführt wird. Im Folge-Ermittlungsschritt E3 wird ein Folge-Korrekturwert K3 gebildet. Auf den Folge-Ermittlungsschritt E3 erfolgt ein Folge-Vergleichsschritt VF, bei dem geprüft wird, ob die Differenz (oder der Betrag der Differenz) zwischen dem Folge-Korrekturwert K3 und dem aktuell gültigen Referenzwert größer oder gleich dem Schwellwert T ist.
Bei positivem Prüfungsergebnis des Folge-Vergleichsschritts VF (Schwellwert wird überschritten oder erreicht) wird das erfindungsgemäße Verfahren im Schritt F2 fortgesetzt, während das Verfahren bei negativem Prüfungsergebnis des Folge-Vergleichsschritt VF (Schwellwert wird unterschritten) im Schritt F1 fortgesetzt wird.
Im Schritt F1 wird auf ein intaktes Leitungssystem geschlossen. Das Verfahren kann zum Beispiel auf den Schritt F1 hin unter Eintreten in eine Schleife im Schritt E3 fortgesetzt oder auch – wie im Flussdiagramm gezeigt – nach dem Schritt F1 beendet werden.
Im Schritt F2 wird auf ein defektes Leitungssystem geschlossen und das Verfahren wird zum Beispiel beendet.
2 zeigt zwei übereinander dargestellte Graphen G1, G2, von denen ein oberer Graph G1 Messergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Beim oberen Graphen G1 stellt die Ordinate den Diagnosewert in Prozent und die Abszisse die Zeit dar.
Ein unterer Graph G2 zeigt – neben der Erläuterung des Verfahrensablaufs dienendem Text und Zeichen – ein Zeitprofil der Leerlaufphasen LP1, LP2, LP3 der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren untersuchten Brennkraftmaschine.
Die Zeitachsen (Abszisse) der beiden Graphen G1, G2 verlaufen zeitgleich, was heißt dass gleiche x-Werte jeweils gleichen Zeitpunkten während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen.
Das Zeitprofil der Leerlaufphasen LP1, LP2, LP3 ist im unteren Graphen G2 in der Art einer Treppenfunktion dargestellt (der Ordinate wird der Wert Y = ”high” zugeordnet, wenn sich die Brennkraftmaschine zu einer bestimmten Zeit in einer Leerlaufphase LP1, LP2, LP3 befindet, während y = 0 bedeutet, dass sich die Brennkraftmaschine zu einer bestimmten Zeit nicht in einer Leerlaufphase befindet).
Zusätzlich sind unterhalb der Abszisse des unteren Graphen G2 die zuvor beschriebenen Korrekturwerte K1, K2, K3 samt entsprechenden Deltawerten dargestellt. Der Schwellwert T wurde – wie im Feld FA angegeben – auf 25% gesetzt.
Der erste Anfangs-Korrekturwert K1 beträgt +3%, während der zweite Anfangs-Korrekturwert K2 +5% beträgt, was einem Deltawert von 2% entspricht. Dieser Deltawert unterschreitet den Schwellwert T, das heißt der Deltawert wird – wie unter 1 beschrieben – als „in Ordnung (i. 0.)” befunden (Feld FB). Der erste Folge-Korrekturwert K3 beträgt 26%, was – wie unter 1 beschrieben – einem Deltawert von 26% entspricht. Dieser Deltawert überschreitet den Schwellwert T, was heißt dass das Leitungssystem als fehlerhaft angesehen wird (Feld FA).
Eine mögliche Erweiterung der Diagnosestrategie kann in einem Vergleich des jeweiligen Referenzwertes mit mehreren aufeinanderfolgenden Korrekturwerten und/oder der Anwendung bestimmter Statistikfunktionen bestehen.
Eine mögliche Zusatzbedingung kann zum Beispiel sein, dass nach einer Drosselklappenadaption außerhalb als in Ordnung befundener Umweltbedingungen für eine applizierbare Anzahl an Fahrzyklen auf erweiterte Schwellenwerte umgeschaltet werden soll.
Als Fazit kann ein Grundgedanke der Erfindung auch formuliert als „relativer Vergleich eines Korrekturwertes, etwa eines Drosselklappenkorrekturwertes in zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Leerlaufphasen zur Bewertung eines Fehlzustandes etwa einer Leckage im Leitungssystem”.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005010785 A1 [0003, 0007]

Claims

Verfahren zur Diagnose von Leitungssystemen, insbesondere von Kurbelgehäuse-Entlüftungen von Brennkraftmaschinen, bei dem in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Ermittlungsschritten (E1, E2, E3) jeweils ein Korrekturwert (K1, K2, K3) für einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturwerte (K1, K2, K3) oder daraus hergeleitete Werte zum Nachweis eines Fehlzustandes des Leitungssystems herangezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungsschritte jeweils in einer Leerlaufphase (LP1, LP2, LP3) der Brennkraftmaschine durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren ein Vergleichsvorgang durchgeführt wird, der die Schritte umfasst: – Vergleich des gegenwärtigen Korrekturwertes (K1, K2, K3) mit einem Referenzwert, und – Schließen auf ein intaktes Leitungssystem und Akzeptieren des gegenwärtigen Korrekturwertes (K1, K2, K3) als neuen Referenzwert für einen darauffolgenden Vergleichsvorgang bei Erfülltsein wenigstens eines Kriteriums des Vergleichs.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren in einem Anfangs-Vergleichsvorgang in einer ersten Leerlaufphase (LP1) ein erster Anfangs-Korrekturwert (K1) ermittelt und in einer auf die erste Leerlaufphase (LP1) folgenden zweiten Leerlaufphase (LP2) ein zweiter Anfangs-Korrekturwert (K2) ermittelt wird, wobei die beiden Anfangs-Korrekturwerte (K1, K2) in einem Anfangsvergleich miteinander verglichen werden und wobei abhängig vom Ergebnis des Anfangsvergleichs einer der Anfangs-Korrekturwerte (K1, K2) als Referenzwert akzeptiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Erfüllt sein eines Kriteriums des Anfangsvergleichs in einem an den Anfangs-Vergleichsvorgang anschließenden Folge-Vergleichsvorgang fortgesetzt wird, wobei bei dem Folge-Vergleichsvorgang ein weiterer Korrekturwert (K3) ermittelt und letzterer mit dem gültigen Referenzwert in einem Folge-Vergleich verglichen wird, wobei abhängig vom Ergebnis des Folge-Vergleichs auf ein defektes oder intaktes Leitungssystem geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den jeweils zu vergleichenden Vergleichspartnern wenigstens eines der Vergleiche die Differenz zwischen den Vergleichspartnern gebildet und ein Schwellwert (T) vorgegeben wird, wobei sich das Vergleichskriterium auf die relative Lage der Differenz oder des Betrags der Differenz zum Schwellwert (T) bezieht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung wenigstens einer der Korrekturwerte (K1, K2, K3) nur dann erfolgt, wenn zum jeweiligen Zeitpunkt herrschende vorgegeben Diagnosebedingungen erfüllt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils letzte gültige Referenzwert einer abgeschlossenen Diagnose in einem nicht-flüchtigen Datenspeicher gespeichert wird.