DE102018110747B3

DE102018110747B3 - Method for diagnosing a crankcase ventilation

Info

Publication number: DE102018110747B3
Application number: DE102018110747.1A
Authority: DE
Inventors: Nils Büchau; André Badstübner
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2019-07-11
Anticipated expiration: 2038-05-05

Abstract

Verfahren zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftung, bei welchem ein Druckwert im Entlüftungssystem gemessen und weiterhin ein Erwartungswert für diesen Druck gebildet wird, wobei der Erwartungswert ein modellierter Druckwert ist, der sich aus den aktuellen Betriebsbedingungen des Motors ableitet. Erwartungs- und Messwerte werden entsprechend ihres Betrages in wenigstens zwei verschiedene Druckklassen gesondert eingeordnet, wobei ein Zähler für die jeweilige Druckklasse immer dann inkrementiert wird, wenn der Mess- oder Erwartungswert innerhalb der Bereichsgrenzen der Druckklassen liegt. Für die Diagnose werden die Zählerstände gleicher Druckklassen der Erwartungswerte und der Messwerte genutzt, wobei aus dem Verhältnis der Zählerstände zueinander ein Diagnosewert gebildet wird.A method for diagnosing a crankcase ventilation, wherein a pressure value is measured in the venting system and further an expected value for this pressure is formed, wherein the expected value is a modeled pressure value, which is derived from the current operating conditions of the engine. Expectations and measured values are classified separately according to their amount into at least two different pressure classes, wherein a counter for the respective pressure class is always incremented when the measured or expected value is within the range limits of the pressure classes. For the diagnosis, the counter readings of the same pressure classes of the expected values and the measured values are used, whereby a diagnostic value is formed from the ratio of the counter readings to one another.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftung. Moderne Motoren weisen ein geschlossenes Entlüftungssystem auf, in welchem Blow-By-Gase aus dem Kurbelgehäuse ins Saugrohr zurückgeführt werden. Eine Diagnose der Dichtheit dieses Systems ist vom Gesetzgeber gefordert. Ein Entweichen der Kurbelgehäusegase in die Umgebung soll verhindert werden und daher der Fehlerfall eines undichten Systems erkannt werden.The present invention relates to a method of diagnosing crankcase ventilation. Modern engines have a closed venting system in which blow-by gases are returned from the crankcase into the intake manifold. A diagnosis of the tightness of this system is required by law. An escape of the crankcase gases in the environment should be prevented and therefore the failure of a leaking system can be detected.

Stand der TechnikState of the art

Eine Überwachung der Druckänderung im Kurbelgehäuse zur Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftung ist aus der DE 100 26 492 A1 bekannt. Es werden hierfür im laufenden Motorbetrieb Druckwerte im Kurbelgehäuse gemessen. Zur Diagnose wird ein das Entlüftungssystem verschließendes Taktventil angesteuert. Aus dem zeitlichen Verlauf des Drucksignals wird eine Diagnoseinformation gewonnen.A monitoring of the pressure change in the crankcase for diagnosing the crankcase ventilation is from the DE 100 26 492 A1 known. For this, pressure values in the crankcase are measured while the engine is running. For diagnosis, a valve closing the venting system is actuated. From the time course of the pressure signal diagnostic information is obtained.

Aus der DE 10 2013 218 319 A1 ist ein Diagnoseverfahren für eine Kurbelgehäuseentlüftung bekannt, bei welchem ein Erwartungswert des Unterdrucks im System mit einem Messwert verglichen wird.From the DE 10 2013 218 319 A1 A method of diagnosing crankcase ventilation is known in which an expected value of the negative pressure in the system is compared with a measured value.

Aus der DE 10 2015 116 483 A1 ist ein Diagnoseverfahren für eine Kurbelgehäuseentlüftung bekannt, bei welchem ein Integral eines Erwartungswertes des Unterdrucks im System mit einem Integral des Druckmesswerts verglichen wird und aus der Abweichung eine Diagnoseinformation gewonnen wird.From the DE 10 2015 116 483 A1 For example, a crankcase ventilation diagnostic method is known in which an integral of an expected negative pressure in the system is compared with an integral of the measured pressure value and diagnostic information is derived from the deviation.

Aus der DE 10 2016 209 450 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung eines Entlüftungssystems zur Entlüftung eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei umfasst das Entlüftungssystem eine erste Leitung, über welche das Entlüftungssystem mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist. Ein erster Druck wird im Kurbelgehäuse, in der ersten Leitung oder im Entlüftungssystem erfasst und ein zeitlicher Verlauf des ersten Drucks oder eine Änderung des ersten Drucks werden bestimmt, während sich Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine von einem ersten Betriebspunkt zu einem zweiten Betriebspunkt ändern. Anhand des bestimmten zeitlichen Verlaufs oder der bestimmten Änderung des erfassten ersten Drucks wird ein Fehler im Zusammenhang mit der ersten Leitung diagnostiziert.From the DE 10 2016 209 450 A1 a method for monitoring a ventilation system for venting a crankcase of an internal combustion engine is known. In this case, the venting system comprises a first conduit, via which the venting system is connected to the crankcase. A first pressure is detected in the crankcase, in the first conduit or in the venting system and a time course of the first pressure or a change of the first pressure are determined while changing operating conditions of the internal combustion engine from a first operating point to a second operating point. Based on the determined time course or the specific change of the detected first pressure, an error is diagnosed in connection with the first line.

In der DE 10 2015 213 982 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung einer Leckage gezeigt, bei welchem durch Vergleichen eines ersten Sensordrucks mit einem ersten Modelldruck eine Abweichung gewonnen wird und in Abhängigkeit von dieser eine Störsignalausgabe durch ein Diagnosegerät erfolgt. Aus der DE 10 2013 224 030 B4 und der DE 10 2012 209 107 B4 ist eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung, einem Kurbelgehäuse und einem Ansaugtrakt bekannt. Ein Sensor erfasst eine Lastgröße der Brennkraftmaschine und mittels eines dynamischen Modells wird eine geschätzte Lastgröße ermittelt. Abhängig von einer Abweichung der geschätzten zu der erfassten Lastgröße wird ein Korrekturwert eines Kennwerts ermittelt. Abhängig von einer Veränderung des Korrekturwertes in Antwort auf das Schalten eines Absperrventils wird ein Diagnosewert für eine Dichtigkeit oder Undichtigkeit zumindest einer der Komponenten der Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung ermittelt.In the DE 10 2015 213 982 A1 a method for detecting a leakage is shown, in which by comparing a first sensor pressure with a first model pressure, a deviation is obtained and in response to this, an interference signal output by a diagnostic device. From the DE 10 2013 224 030 B4 and the DE 10 2012 209 107 B4 An internal combustion engine with a crankcase ventilation device, a crankcase and an intake tract is known. A sensor detects a load size of the internal combustion engine and by means of a dynamic model, an estimated load size is determined. Depending on a deviation of the estimated to the detected load size, a correction value of a characteristic value is determined. Depending on a change in the correction value in response to the switching of a shut-off valve, a diagnostic value for a leak or leakage of at least one of the components of the crankcase ventilation device is determined.

Aus den veröffentlichten Patentanmeldungen DE 10 2013 218 313 A1 , DE 10 2013 218 265 A1 , DE 10 2013 218 264 A1 und DE 10 2013 218 296 A1 sind Verfahren zur Verwendung eines Druck- oder Durchflusssensors zum Diagnostizieren eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems bekannt. Der Sensor kann dabei ebenfalls zum Diagnostizieren einer Luftfilterverstopfung und zur Diagnose eines PCV-Ventils verwendet werden.From the published patent applications DE 10 2013 218 313 A1 . DE 10 2013 218 265 A1 . DE 10 2013 218 264 A1 and DE 10 2013 218 296 A1 Methods of using a pressure or flow sensor to diagnose a crankcase ventilation system are known. The sensor can also be used to diagnose air filter clogging and to diagnose a PCV valve.

Aus der DE 10 2010 040 900 A1 ist ein Verfahren zum Überprüfen der Funktion einer Entlüftungsvorrichtung für die Entlüftung eines Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors bekannt, wobei das Kurbelgehäuse über die Entlüftungsvorrichtung mit einem Luftzuführungssystem des Verbrennungsmotors verbunden ist. Für die Diagnose wird eine Druckdifferenz zwischen einem Umgebungsdruck und einem Kurbelgehäusedruck im Kurbelgehäuse bestimmt, wobei ein Fehler in der Entlüftungsvorrichtung abhängig von der Druckdifferenz und einer Freigabebedingung ermittelt wird. Die Freigabebedingung wird gebildet, indem ein tiefpassgefilterter Luftmassenstrom in dem Luftzuführungssystem hinsichtlich eines Schwellenwertes überwacht wird.From the DE 10 2010 040 900 A1 a method for checking the function of a venting device for the venting of a crankcase of an internal combustion engine is known, wherein the crankcase is connected via the venting device with an air supply system of the internal combustion engine. For the diagnosis, a pressure difference between an ambient pressure and a crankcase pressure in the crankcase is determined, wherein an error in the ventilation device is determined depending on the pressure difference and a release condition. The release condition is established by monitoring a low-pass filtered mass air flow in the air delivery system for a threshold value.

Aus der DE 10 2009 059 662 B4 ist ein Verfahren zur Diagnose von Leitungssystemen, insbesondere von Kurbelgehäuse-Entlüftungen von Brennkraftmaschinen bekannt, wobei in einer ersten Leerlaufphase ein erster Anfangs-Korrekturwert und in einer zweiten Leerlaufphase ein zweiter Anfangs-Korrekturwert ermittelt wird, wobei beide Anfangs-Korrekturwerte miteinander verglichen werden und wobei abhängig vom Ergebnis des Anfangsvergleichs einer der Anfangs-Korrekturwerte als Referenzwert für die Diagnose genutzt wird.From the DE 10 2009 059 662 B4 a method for the diagnosis of piping systems, in particular of crankcase vents of internal combustion engines is known, wherein in a first idling phase first initial correction value and in a second idle phase a second initial correction value is determined, wherein both initial correction values are compared with each other and depending on the result of the initial comparison one of the initial correction values is used as the reference value for the diagnosis.

Aus der US 5,792,949 A ist ein Diagnoseverfahren für ein PCV-System bekannt, welches über eine Testperiode Minima und Maxima des Drucksignals erfasst. Der Test erfolgt vorzugsweise während einer Periode mit stationären Betriebsbedingungen, wobei ein Fehlerzähler verwendet wird, dessen Zählerstand für die Diagnose genutzt wird.From the US 5,792,949 A a diagnostic method for a PCV system is known which detects minima and maxima of the pressure signal over a test period. The test is preferably performed during a steady state operating period using an error counter whose count is used for the diagnosis.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein robustes Diagnoseverfahren zu schaffen, mit welchem Fehler, insbesondere Leckagen, in einem geschlossenen System der Kurbelgehäuseentlüftung erkannt werden können.It is an object of the invention to provide a robust diagnostic method with which errors, in particular leaks, can be detected in a closed system of crankcase ventilation.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftung gelöst, bei welchem ein Druckwert im Kurbelgehäuse oder an einer mit dem Kurbelgehäuse strömungsverbundenen Stelle innerhalb des geschlossenen Systems zur Kurbelgehäuseentlüftung gemessen wird. Es wird weiterhin ein Erwartungswert für den Druck an dieser Stelle gebildet. Dieser kann beispielsweise aus einem Kennfeld ermittelt werden, was für den jeweiligen Motor im Fahrzeugbetrieb oder auf einem Prüfstand vorbedatet wurde. Der Erwartungswert entspricht damit einem Modellwert für den Druck, den ein fehlerfreies Kurbelgehäuseentlüftungssystem an der jeweiligen Messstelle für den entsprechenden Betriebszustand des Motors aufweisen würde. Der modellierte Druckwert muss für die jeweilige Messstelle rechnerisch z. B. über ein physikalisches Druckmodell des Kurbelgehäuseentlüftungssystems gebildet oder in einem einfachen Fall entsprechend der aktuellen Betriebsbedingungen des Motors aus einem vorbedateten Kennfeld abgelesen werden. Erfindungsgemäß vorteilhaft werden Erwartungswerte und Messwerte des Drucks entsprechend ihres Betrages in wenigstens zwei verschiedenen Druckklassen für Erwartungs- und Messwerte gesondert eingeordnet. Es werden Druckklassen gebildet, welche betragsmäßige Bereichsgrenzen aufweisen, so dass ein Zuordnen der modellierten Erwartungswerte und der gemessenen Messwerte in die Druckklassen möglich ist. Die Druckklassen der Erwartungswerte und die Druckklassen der Messwerte weisen jeweils eine untere und obere Bereichsgrenze auf. Die Druckklasse der Erwartungswerte und der Messwerte sind hinsichtlich der Bereichsgrenzen identisch ausgebildet. Zu jeder Druckklasse der Erwartungswerte existiert eine hinsichtlich der Bereichsgrenzen gleiche Druckklasse der Druckmesswerte. Erwartungs- und Messwerte des Drucks werden den jeweiligen Klassen entsprechend ihres Betrages zugeordnet, wobei ein Zähler für die jeweilige Druckklasse immer dann inkrementiert wird, wenn der Mess- oder Erwartungswert innerhalb der Bereichsgrenzen der Druckklassen fällt. Die absoluten Zahlenwerte der Erwartungswerte und der Messwerte sind dabei nur für die Einordnung in die Druckklassen interessant. Es erfolgt kein direkter Vergleich der jeweiligen Erwartungs- und Messwerte zu den jeweiligen Messzeitpunkten. Die weitere Diagnose berücksichtigt lediglich die so gebildeten Zählerstände in den Druckklassen. Erfindungsgemäß vorteilhaft werden so einzelne Schwankungen der Werte für die Diagnose eliminiert, so dass eine robuste Diagnose geschaffen wird. Die jeweiligen Druckklassen der Erwartungswerte und der Messwerte weisen entsprechend der diesen zugeordneten Mess- und Erwartungswerte nach einer Anzahl von Messungen und modellierten Erwartungswerten jeweils einen Zählerstand auf, welcher für die Diagnose ausgewertet wird. Es erfolgt dabei in vorteilhafter Weise eine zeitlich begrenzte Messung, deren Messdaten aufgezeichnet und anschließend für die Diagnose ausgewertet werden. Zu den jeweiligen Messwerten wird ausgehend von den Betriebsbedingungen, welche bei der Messung bestanden, ein zugehöriger Erwartungswert gebildet. Die Werte werden dann wie oben beschrieben zugeordnet, so dass eine Relation der Zählerstände in den einzelnen Druckklassen betrachtet werden kann. Die Relation des Zählerstandes der Erwartungswerte zum Zählerstand der Messwerte in der gleichen Druckklasse beinhaltet dabei die Diagnoseinformation. Zur zahlenmäßigen Auswertung der Relation kann das Verhältnis zueinander über den Quotienten der Zählerstände ausgewertet werden. Alternativ kann die Differenz der Zählerstände zum Ausdruck der Relation und damit zur Diagnose verwendet werden. In einer Ausgestaltung der Relation der Zählerstände wird deren Verhältnis zueinander durch den Quotienten des Zählerstandes der Messwerte zu dem der Erwartungswerte für die jeweilige Druckklasse gebildet. Es wird dabei der für die gleiche Druckklasse ermittelte Zählerstand der zugeordneten Messwerte durch den Zählerstand der Erwartungswerte dividiert. Alternativ kann eine Subtraktion der Zählerstände erfolgen. Bei der beschriebenen Quotientenbildung muss eine Division durch 0 ausgeschlossen werden. Druckklassen ohne Erwartungswerte können beispielsweise für die Diagnose nicht berücksichtigt werden. Für die Diagnose wird wenigstens die Relation der Zählerstände einer der Druckklassen ausgewertet und gegen einen vordefinierten Schwellwert verglichen. Bei der beschriebenen Quotientenbildung ist davon auszugehen, dass bei einer gleichen Anzahl von Mess- und Erwartungswerten in den jeweiligen Druckklassen eine fehlerfrei funktionierende Kurbelgehäuseentlüftung vorliegt. Wird die Relation der Zählerstände wie oben beschrieben durch den Quotient der Zählerstände der Mess- zu den Erwartungswerten der gleichen Druckklasse ausgedrückt und liegt dieser Quotient nahe 1, so wird die Diagnose als fehlerfrei bewertet. Für ein fehlerbehaftetes System ist eine Abweichung des Quotienten der Zählerstände vom Idealwert 1 zu erwarten. Der Quotient der Zählerstände wird unter realen Bedingungen auch für ein fehlerfreies System zumindest für einzelne Druckklassen von eins abweichen. Die Diagnose vergleicht daher den gebildeten Quotienten hinsichtlich der Abweichung innerhalb eines Toleranzbandes um den Idealwert 1. Unterschreitet der Quotient einen unteren Schwellwert von z. B. 0,8 oder wird ein Überschreiten eines oberen Schwellwertes von z. B. 1,2 festgestellt; so wird ein Fehler in der Kurbelgehäuseentlüftung diagnostiziert. Die jeweiligen Schwellwerte können modell- oder motorindividuell angepasst werden. Alternativ kann die Differenz der Zählerstände der Erwartungs- und Messwerte gleicher Druckklassen als Ausdruck der Relation gebildet werden. Auch hier gilt der gleiche Ansatz, dass für gleiche Zählerstände ein fehlerfreies System diagnostiziert wird, wofür sich Differenzen nahe 0 ergeben. Über- oder unterschreitet die Differenz vordefinierte Schwellwerte, welche sich in einem Toleranzband um den Idealwert 0 bewegen, wird ein Fehler diagnostiziert. Auch hier ist es vorteilhaft, zur Auswertung Druckklassen zu betrachten, welche eine Mindestanzahl an Erwartungs- und/oder Messwerten aufweisen. Weiterhin kann die Differenz der Zählerstände zu deren Absolutwert ins Verhältnis gesetzt werden, so dass eine Relativgröße, welche die Anzahl der enthaltenen Messungen berücksichtigt ausgewertet wird.The object is achieved by a method for diagnosing a crankcase ventilation, in which a pressure value in the crankcase or at a flow-connected to the crankcase body within the closed system for crankcase ventilation is measured. Furthermore, an expected value for the pressure is formed at this point. This can be determined for example from a map, which was vorbedatet for the respective engine in vehicle operation or on a test bench. The expected value thus corresponds to a model value for the pressure which would have a faultless crankcase ventilation system at the respective measuring point for the corresponding operating state of the engine. The modeled pressure value must be calculated for the respective measuring point z. B. are formed on a physical pressure model of the crankcase ventilation system or read in a simple case according to the current operating conditions of the engine from a vorbedateten map. According to the invention, expected values and measured values of the pressure are classified separately according to their magnitude in at least two different pressure classes for expectation and measured values. Pressure classes are formed which have absolute range limits, so that it is possible to associate the modeled expected values and the measured values measured in the pressure classes. The pressure classes of the expected values and the pressure classes of the measured values each have a lower and upper range limit. The pressure class of the expected values and the measured values are identical in terms of the range limits. For each pressure class of the expectation values, there is a pressure class of the pressure measurement values that is the same in terms of the range limits. Expectations and measurements of the pressure are assigned to the respective classes according to their magnitude, whereby a counter for the respective pressure class is incremented whenever the measured or expected value falls within the range limits of the pressure classes. The absolute numerical values of the expected values and the measured values are only interesting for the classification in pressure classes. There is no direct comparison of the respective expected and measured values at the respective measurement times. The further diagnosis takes into account only the counter readings thus formed in the pressure classes. Advantageously, according to the invention, individual fluctuations of the values for the diagnosis are eliminated, so that a robust diagnosis is created. The respective pressure classes of the expected values and of the measured values have, in each case, a counter reading which is evaluated for the diagnosis, in accordance with the measured and expected values associated therewith after a number of measurements and modeled expected values. There is advantageously a time-limited measurement, the measured data recorded and then evaluated for diagnosis. Based on the operating conditions that existed during the measurement, an associated expected value is formed for the respective measured values. The values are then assigned as described above, so that a relation of the counter readings in the individual pressure classes can be considered. The relation of the counter reading of the expected values to the counter reading of the measured values in the same pressure class contains the diagnostic information. For the numerical evaluation of the relation, the ratio to one another can be evaluated via the quotient of the counter readings. Alternatively, the difference of the counter readings can be used to express the relation and thus for diagnosis. In one embodiment of the relation of the counter readings, their ratio to one another is formed by the quotient of the count of the measured values to that of the expected values for the respective pressure class. In this case, the count value of the assigned measured values determined for the same pressure class is divided by the count of the expected values. Alternatively, a subtraction of the meter readings can take place. In the described quotient formation a division by 0 must be excluded. Pressure classes without expected values, for example, can not be taken into account for the diagnosis. For the diagnosis, at least the relation of the counter readings of one of the pressure classes is evaluated and compared against a predefined threshold value. In the described quotient formation, it can be assumed that with the same number of measured and expected values There is an error-free functioning crankcase ventilation in the respective pressure classes. If the relation of the counter readings is expressed as described above by the quotient of the counter readings of the measured to the expectation values of the same pressure class and if this quotient is close to 1, then the diagnosis is evaluated as error-free. For a faulty system, a deviation of the quotient of the counter readings from the ideal value 1 is to be expected. Under real conditions, the quotient of the meter readings will also deviate for one fault-free system, at least for individual pressure classes of one. The diagnosis therefore compares the quotient formed with regard to the deviation within a tolerance band by the ideal value 1. If the quotient falls below a lower threshold value of, for example, 1. B. 0.8 or is an exceeding of an upper threshold of z. B. 1.2 found; this will diagnose a fault in the crankcase breather. The respective threshold values can be adapted to the model or engine. Alternatively, the difference of the counter readings of the expected and measured values of the same pressure classes can be formed as an expression of the relation. Here, too, the same approach applies that a fault-free system is diagnosed for identical counter readings, for which differences close to 0 result. If the difference exceeds or falls below predefined threshold values, which move within a tolerance band around the ideal value 0, an error is diagnosed. Again, it is advantageous to consider for the evaluation of pressure classes, which have a minimum number of expected and / or measured values. Furthermore, the difference of the counter readings can be set in relation to their absolute value, so that a relative quantity which takes into account the number of measurements contained is evaluated.

Erfindungsgemäß vorteilhaft können mehrere Druckklassen hinsichtlich der Relation ihrer Zählerstände ausgewertet werden. Es können die Druckklassen ermittelt werden, die den vordefinierten unteren oder oberen Schwellwert für die jeweilige Relation, welche durch den Quotienten oder die Differenz der Zählerstände ausgedrückt wird, unter- bzw. überschreiten. Die Anzahl der Druckklassen oder deren prozentuales Verhältnis zu den als fehlerfrei diagnostizierten Druckklassen kann zusätzlich oder alternativ als Diagnoseinformation genutzt werden.According to the invention, several pressure classes can be evaluated with regard to the relation of their counter readings. It is possible to determine the pressure classes that undercut or exceed the predefined lower or upper threshold value for the respective relation, which is expressed by the quotient or the difference of the counter readings. The number of pressure classes or their percentage ratio to the pressure classes diagnosed as faultless can additionally or alternatively be used as diagnostic information.

In einer einfachen Form werden die Klassen hinsichtlich ihrer Bereichsgrenzen vordefiniert. Erfindungsgemäß vorteilhaft kann jedoch die Anzahl der Klassen und deren Bereichsgrenzen dynamisch zu jeweils einer zugehörigen, für die Diagnose genutzten Menge an Mess- und Erwartungswerten für den Druck gebildet werden. Es ist damit möglich, die Klassen im Betrieb an die in diese einzuordnenden Mess- und Erwartungswerte anzupassen. In einer möglichen Ausgestaltung wird dafür der jeweils niedrigste Wert der Mess- oder Erwartungswerte die untere Grenze bilden und der höchste Mess- oder Erwartungswert die Obergrenze für die jeweils äußeren Druckklassen bilden. Die Breite der Druckklassen kann ebenfalls vorgegeben werden oder aus den Messwerten ermittelt werden. In einer Ausgestaltung wird die Amplitude des Drucksignals betrachtet. Hervorgerufen durch den Betrieb des Motors pulsieren die Druckwerte im Kurbelgehäuse. Diese bilden sich als Schwingungen ab, zu denen jeweils bei einer zeitaufgelösten Messung ein Amplitudenwert ermittelt werden kann. Eine vorteilhafte Ausgestaltung passt die Bereichsgrenzen an die vorherrschende Schwingungsbreite an, wobei die Bereichsbreite der Druckklassen entsprechend dem Mittelwert der aufgenommenen Druckamplituden des zeitaufgelösten Drucksignals gebildet wird.In a simple form, the classes are predefined in terms of their area boundaries. Advantageously, according to the invention, however, the number of classes and their range limits can be formed dynamically in each case for an associated quantity of measured and expected values for the pressure used for the diagnosis. It is thus possible to adapt the classes during operation to the measurement and expected values to be assigned to them. In one possible embodiment, the lowest value of the measured or expected values will form the lower limit and the highest measured or expected value will form the upper limit for the respective outer pressure classes. The width of the pressure classes can also be specified or determined from the measured values. In one embodiment, the amplitude of the pressure signal is considered. Caused by the operation of the engine, the pressure values in the crankcase pulsate. These form as oscillations, to each of which a amplitude value can be determined in a time-resolved measurement. An advantageous embodiment adapts the range limits to the prevailing oscillation width, wherein the range width of the pressure classes is formed in accordance with the mean value of the recorded pressure amplitudes of the time-resolved pressure signal.

Erfindungsgemäß vorteilhaft werden die Relationen der Zählerstände der einzelnen Druckklassen zueinander in ihrer zeitlichen Veränderung über mehrere Diagnosen ausgewertet und aus dieser Auswertung wird eine Verschiebung der Relation der Zählerstände als Alterungsparameter ermittelt. Es ist weiterhin möglich, aus der Verschiebung der Zählerstände eine Langzeitdrift zu erkennen und ggf. das Modell der Erwartungswerte an diese anzupassen, so dass eine alterungsbedingte Fehldiagnose vermieden wird.Advantageously, according to the invention, the relations of the counter readings of the individual pressure classes to one another are evaluated in terms of their chronological change over a plurality of diagnoses, and a shift of the relation of the counter readings as aging parameters is determined from this evaluation. It is also possible to detect a long-term drift from the shift of the counter readings and, if necessary, to adapt the model of the expected values to them so that an age-related misdiagnosis is avoided.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung nutzt wie bereits beschrieben die Häufigkeitsklassifizierung der Mess- und Erwartungswerte des Kurbelgehäusedrucks. Diese Form der Messwertverarbeitung ermöglicht es, Schwankungen und Messungenauigkeiten auszugleichen. Nachfolgend wird der schrittweise Ablauf eines Ausführungsbeispiels der Diagnose erläutert. Es ist vorteilhaft, die Diagnose zu starten, wenn der Kaltstart beendet wurde, da die Dichtfunktion der Kolben und Kolbenringe, welche für das ins Kurbelgehäuse eingetragene Blow-by maßgeblicher Parameter ist, erst nach dem Warmlauf vollständig gewährleistet ist, wenn diese Bauteile ihre Betriebstemperaturen und somit ihre gewünschte Ausdehnung erreicht haben. Dem Warmlauf nachfolgend wird die Signalaufzeichnung des Kurbelgehäusedrucks initialisiert. Das Messsignal des Drucksensors wird mit einem Tiefpassfilter bearbeitet, der die Signalqualität verbessert, indem hochfrequente Schwingungen eliminiert werden. Anschließend werden sowohl der Mittelwert als auch die Amplitude des Drucksignals Zeit- oder entsprechend dem Kurbelwinkel des Arbeitsspiels aufgelöst gemessen und gespeichert. Aus den Amplituden des Druckmesswertes des für die Diagnose betrachteten Bereiches wird der Mittelwert gebildet. Der Mittelwert wird in dieser Ausgestaltung als Breite der Druckklassen verwendet. Es erfolgt zu jedem Messwert die Ermittlung eines Erwartungswertes des Kurbelgehäusedrucks für den jeweiligen Betriebspunkt, z. B. aus einem vorbedateten Kennfeld. In der nachfolgenden Auswertung werden die Erwartungs- und Mittelwerte in Druckklassen eingeteilt und entsprechend ihrer Zahlenwerte zugeordnet. Für jeden zugeordneten Mess- oder Erwartungswert wird der Zähler der entsprechenden Druckklasse des Mess- oder Erwartungswertes inkrementiert. Anschließend werden die Zählerstände der Druckklassen in ihrer Relation zueinander betrachtet. Deren Relation zueinander kann als Differenz oder Quotient der Zählerstände gleicher Druckklassen ausgewertet werden. In der nachfolgend verwendeten Ausgestaltung wird der Quotient der Zahlenwerte der den Druckklassen zugeordneten Messwerte zum Zählerstand der Erwartungswerte gebildet. Für die Diagnose mittels des Wertes dieses Quotienten müssen bestimmte Grenzwerte zum Vergleich vordefiniert werden. Ein Überschreiten einer oberen Grenze oder ein Unterschreiten einer Untergrenze weist dabei auf einen Fehler hin. Wird für die Druckklasse ein Quotient 1 ermittelt, alternativ eine Differenz der Zählerstände von 0, so ist von einer fehlerfreien Kurbelgehäuseentlüftung auszugehen. Die Erkennung von einer Langzeitdrift und somit von Verschleiß erfolgt über eine Auswertung eines sich konstant verändernden Fehlerwertes. Dieser bildet sich in einem Verschieben der Zählerstände in den Druckklassen ab. Die Zahlenwerte der eingeordneten Messwerte verändern sich gegenüber denen der Erwartungswerte für gleiche Betriebsbereiche nur langsam und nicht schlagartig punktuell. Dies weist auf eine alterungsbedinge Langzeitdrift hin, welche ggf. nicht direkt als Fehler diagnostiziert werden soll. Es ist bei deren Erkennen möglich, das Modell der Erwartungswerte anzupassen oder die Grenzen der Diagnoseschwellwerte anzupassen.As already described, the invention uses the frequency classification of the measured and expected values of the crankcase pressure. This form of measurement processing makes it possible to compensate for fluctuations and measurement inaccuracies. Hereinafter, the step by step flow of an embodiment of the diagnosis will be explained. It is advantageous to start the diagnosis when the cold start has been completed, since the sealing function of the piston and piston rings, which is the decisive parameter for the blow-in registered in the crankcase, is fully guaranteed only after warming up, when these components their operating temperatures and thus have reached their desired extent. Following warm-up, the signal record of the crankcase pressure is initialized. The pressure sensor's measurement signal is processed with a low-pass filter that improves signal quality by eliminating high-frequency vibrations. Subsequently, both the mean value and the amplitude of the pressure signal are measured and stored time-resolved or in accordance with the crank angle of the working cycle. The mean value is formed from the amplitudes of the pressure measurement value of the area considered for the diagnosis. The mean value is used in this embodiment as the width of the pressure classes. For each measured value, the determination of an expected value of the crankcase pressure for the respective operating point, for. B. from a vorbedateten map. In the following evaluation, the expected and mean values are divided into pressure classes and assigned according to their numerical values. For each assigned measurement or expected value, the counter of the corresponding pressure class of the measured or expected value is incremented. Subsequently, the counter readings of the pressure classes are considered in relation to each other. Their relation to one another can be evaluated as a difference or quotient of the counter readings of the same pressure classes. In the embodiment used below, the quotient of the numerical values of the measured values associated with the pressure classes is formed for the count of the expected values. For the diagnosis by means of the value of this quotient, certain limit values must be predefined for comparison. Exceeding an upper limit or undershooting a lower limit indicates an error. If a quotient 1 is determined for the pressure class, alternatively a difference of the counter readings of 0, a faultless crankcase ventilation must be assumed. The detection of a long-term drift and thus of wear takes place via an evaluation of a constantly changing error value. This is reflected in a shift of the meter readings in the pressure classes. The numerical values of the arranged measured values change only slowly compared to those of the expected values for the same operating ranges, and not abruptly at points. This indicates an age-related long-term drift, which may not be diagnosed directly as an error. Upon detection, it is possible to adapt the model of the expected values or to adjust the limits of the diagnostic thresholds.

Die Erfindung wird nachfolgend weiter anhand eines Zahlenbeispiels beschrieben. Die nachfolgende Tabelle zeigt dabei beispielhaft ausgewählte Betriebspunkte, die hinsichtlich des Betriebsbereiches des Motors beispielsweise einem Betrieb im Stadtverkehr entsprechen. Die Messwerte wurden für eine fehlerhafte Kurbelgehäuseentlüftung ermittelt. Diese weist eine zu diagnostizierende Leckstelle zur Umgebung auf. Die Drucksensormesswerte können dabei direkt im Kurbelgehäuse ermittelt werden, wobei alternativ mit dem Entlüftungssystem in Fluidverbindung stehende Bauteile ebenfalls aussagekräftige Messwerte zeigen. Vorliegend wurde eine Messstelle im Zylinderkopf gewählt. Die Messdaten zeigen Betriebsdaten für ein Fahrzeug, welches die Kaltstartphase bereits verlassen hat. Um hochfrequente Störungen der Messdaten in ihren Auswirkungen zu vermindern, erfolgt eine Tiefpassfilterung der Messwerte. Druckmesswerte (p) und modellierte Erwartungswerte (pErwartet) sowie die Amplitude (pA) der Schwingung des Druckmesswertes (p) sind zu den in fortlaufender Reihenfolge nummerierten Arbeitspunkten, welche über Drehzahl (n) und Last (M) beschrieben sind, abgebildet. Drehzahl (n) und Last (M) kennzeichnen hierbei jeweils die aktuell vorliegenden Betriebsbedingungen des Motors. Die zu jedem Betriebspunkt modellierten Erwartungswerte (pErwartet) wurden vorliegend aus einem vorbedateten Kennfeld abgelesen, welches entsprechend der jeweiligen Drehzahl (n) und Last (M) vorbedatet, Erwartungswerte (pErwartet) für den Kurbelgehäusedruck einer fehlerfreien Kurbelgehäuseentlüftung enthält. Nr. n [min-1] M [Nm] pErwartet [mbar] p [mbar] pA [mbar] 1 1500 30 -20 -1,5 7,5 2 1750 35 -16 -1,5 6,5 3 2000 35 -20 -1,5 5,5 4 2125 40 -15 -1,2 5 5 2250 45 -10 -1 4,8 6 2375 55 -5 1 4,5 7 2625 70 -4 1,5 3,9 8 2750 75 0 1,7 3,8 9 2750 55 -5 0 3,8 10 2750 35 -30 -2 3,8 The invention will be further described below with reference to a numerical example. The following table shows examples of selected operating points that correspond, for example, to operation in city traffic with regard to the operating range of the engine. The measured values were determined for a faulty crankcase ventilation. This has a leak to be diagnosed to the environment. In this case, the pressure sensor measured values can be determined directly in the crankcase, with components which are also in fluid connection with the bleeding system also showing meaningful measured values. In the present case, a measuring point in the cylinder head was chosen. The measured data show operating data for a vehicle which has already left the cold start phase. In order to reduce high-frequency disturbances of the measured data in their effects, a low-pass filtering of the measured values takes place. Pressure readings (p) and modeled expected values (p expected) as well as the amplitude (pA) of the vibration of the pressure reading (p) are shown in the consecutively numbered operating points which are described about speed (n) and load (M). Speed (n) and load (M) each indicate the current operating conditions of the engine. The expected values (p expected) modeled at each operating point were read off from a pre-rated characteristic map, which presupposes according to the respective speed (n) and load (M), expect values (p expected) for the crankcase pressure of faultless crankcase ventilation. No. n [min-1] M [Nm] p expected [mbar] p [mbar] pA [mbar] 1 1500 30 -20 -1.5 7.5 2 1750 35 -16 -1.5 6.5 3 2000 35 -20 -1.5 5.5 4 2125 40 -15 -1.2 5 5 2250 45 -10 -1 4.8 6 2375 55 -5 1 4.5 7 2625 70 -4 1.5 3.9 8th 2750 75 0 1.7 3.8 9 2750 55 -5 0 3.8 10 2750 35 -30 -2 3.8

Aus den Erwartungs- (pErwartet) und Messwerten (p) werden die Minimal- und Maximalwerte ermittelt, um die die äußeren Grenzen der Druckklassen bildenden Zahlenwerte zu bestimmen. Weiterhin wird der Mittelwert M(pA) der Druckamplituden (pA) gebildet (M(pA) = 4,91 mbar) und damit gleichmäßig verteilte Klassen erstellt. Ausgehend vom Minimalwert (-30 mbar) ergeben sich somit sieben Klassen mit den entsprechend verteilten Werten. Der Mittelwert M(pA) der Druckamplituden (pA) bildet damit die Breite des Zahlenbereiches der jeweiligen Druckklasse. From the expectation (p expected) and measured values (p), the minimum and maximum values are determined to determine the numerical values forming the outer limits of the pressure classes. Furthermore, the mean value M (pA) of the pressure amplitudes (pA) is formed (M (pA) = 4.91 mbar) and thus uniformly distributed classes are created. Starting from the minimum value (-30 mbar), this results in seven classes with the correspondingly distributed values. The mean value M (pA) of the pressure amplitudes (pA) thus forms the width of the numerical range of the respective pressure class.

Die nachfolgende Tabelle enthält nunmehr die Anzahl der in die jeweiligen Druckklassen einzuordnenden Mess- oder Erwartungswerte. Druckklasse -30 -25,09 -20, 18 -15,27 -10,36 -5,45 -0,54 [mbar] -25,09 -20,18 -15, 27 -10,36 -5,45 -0,54 4,37 Anzahl Erwartungswerte 1 0 3 1 1 3 1 Anzahl Messwerte 0 0 0 0 0 6 4 Quotient 0 - 0 0 0 2 4 The following table now contains the number of measured or expected values to be assigned to the respective pressure classes. pressure class -30 -25.09 -20, 18 -15.27 -10.36 -5.45 -0.54 [Mbar] -25.09 -20.18 -15, 27 -10.36 -5.45 -0.54 4.37 Number of expected values 1 0 3 1 1 3 1 Number of measured values 0 0 0 0 0 6 4 quotient 0 - 0 0 0 2 4

Entsprechend der Einordnung ist zu erkennen, dass sich Druckklassen bilden, welche eine deutliche Differenz der Anzahl der Erwartungswerte zur Anzahl der Messwerte aufweisen. Ein hinsichtlich des Betrages hoher Zahlenwert der genannten Differenz zwischen Mess- und Erwartungswert in der gleichen Druckklasse weist dabei auf ein fehlerhaftes System hin. Es kann weiterhin alternativ eine Auswertung der Relation der Anzahl der Messwerte zur Anzahl der Erwartungswerte über deren Quotienten gebildet werden. Der Quotient aus der Anzahl der Messwerte und der Anzahl der Erwartungswerte ist in der unteren Spalte der Tabelle eingetragen. Abweichungen vom idealen Verhältnis von 1 zeigen dabei Fehler der Kurbelgehäuseentlüftung auf. Insbesondere ist eine Verschiebung in den Druckklassen hin zu Druckklassen geringeren Unterdrucks kennzeichnend für eine Leckstelle. Eine entsprechende Bedatung von Grenzwerten, ab welchen ein fehlerhaftes System erkannt wird, kann durch Testergebnisse am Prüfstand oder im Fahrzeug erfolgen.According to the classification, it can be seen that pressure classes are formed which have a clear difference between the number of expected values and the number of measured values. A with regard to the amount of high numerical value of the difference between the measured and expected value in the same pressure class indicates a faulty system. As an alternative, an evaluation of the relation of the number of measured values to the number of expected values over their quotients can be formed. The quotient of the number of measured values and the number of expected values is entered in the lower column of the table. Deviations from the ideal ratio of 1 indicate errors in crankcase ventilation. In particular, a shift in the pressure classes towards pressure classes of lower negative pressure is indicative of a leak. A corresponding definition of limit values from which a faulty system is detected can be made by test results on the test stand or in the vehicle.

Claims

A method of diagnosing crankcase ventilation, wherein a pressure value in the crankcase or at a flow connected to the crankcase body within the closed crankcase ventilation system is measured and further an expected value for the pressure at this point is formed, the expected value is a modeled pressure value, the is derived from the current operating conditions of the engine, characterized in that expected values and measured values are classified separately according to their magnitude in at least two different pressure classes for expected and measured values, wherein the pressure classes of the expected values and the pressure classes of the measured values each have a lower and upper range limit in which, for each pressure class of the expectation values, a pressure class for measured values which is equal in terms of the range limits is formed so that the expected and measured values of the pressure correspond to the respective classes in accordance with their Amounts can be assigned, wherein a counter for the respective pressure class is always incremented when the measured or expected value falls within the range limits of the pressure classes, so that the respective pressure classes of the expected values and the measured values corresponding to the measurement and expected values associated therewith one Have counter reading, which is evaluated for the diagnosis by the count of the expected values in relation to the calculated for the same pressure class count of the associated measured values is considered, the relation of the counter readings is evaluated for each other for at least one of the pressure classes by these against at least one predefined threshold is compared, which is diagnosed when falling below a lower threshold value or exceeding an upper threshold value, an error in the crankcase ventilation.

Method according to Claim 1 , characterized in that several pressure classes are evaluated with respect to the relation of their counter readings to each other and from the number of pressure classes, which fall below the predefined lower threshold or exceed the upper threshold, diagnostic information is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the number of classes and their range limits are dynamically formed in each case to an associated set of measurement and expected values for the pressure used for the diagnosis.

Method according to Claim 3 , characterized in that in each case the lowest measured or expected value, the lower limit and the highest measured or expected value, the upper limit for each form outer pressure classes, wherein the range width of the pressure classes is formed according to the mean value of the amplitude of the time-resolved pressure signal.

Method according to one of Claims 2 - 4 , characterized in that the relation of the counter readings of the individual pressure classes is evaluated in their temporal change over several diagnoses and an aging parameter is determined from a shift in the relation of the counter readings.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the relation of the counter readings from their ratio to each other, in particular from the quotient of the count of the measured values to the count of the expected values, is formed.

Method according to one of Claims 1 - 6 , characterized in that the difference of the count of the measured values and the count of the expected values for the same pressure class is formed for evaluating the relation of the counter readings.