DE102006034521A1

DE102006034521A1 - Verfahren zur Steuerung einer Motorölverdünnung eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102006034521A1
Application number: DE200610034521
Authority: DE
Inventors: Yasser Yacoub
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2026-07-27
Also published as: DE102006034521B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Motorölverdünnung eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein aktuelller Verdünnungsgrad des Motoröls mit Kraftstoff ermittelt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Verdünnung des Motoröls ermittelt und eine Steuerung der Verdünnung und/oder der Verdünnungsrate des Motoröls erfolgt, wodurch gleichzeitig der Intervall bis zum nächsten Ölwechsel optimiert wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein zukünftiger Verdünnungsgrad des Motoröls mit Kraftstoff ermittelt wird, wobei wenigstens eines der Ermittlungsdaten vorhersagebasiert ist, und daß basierend auf den Verdünnungsgraden ein Verdünnungsereignis ausgesetzt oder durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Motorölverdünnung eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein aktueller Verdünnungsgrad des Motoröls mit Kraftstoff ermittelt wird.
Eine Verdünnung von Motoröl durch Kraftstoff hat durch Ändern der Schmiereigenschaften des Motoröls einen großen Einfluß auf einen Motorverschleiß eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor. Dieses kann zu schweren Haltbarkeitsproblemen für den Motor führen. Deswegen werden die Ölwechselintervalle beispielsweise auf 15.000 km oder einen jährlichen Ölwechsel begrenzt, wenn eine geringere Fahrleistung vorliegt. Dieses geschieht auf Kosten von höheren Betriebskosten und einem größeren Ölverbrauch. Ein Erhöhen des Ölwechselintervalls, um die Betriebskosten zu reduzieren, ist vorteilhaft, verglichen mit festen Ölwechselintervallen für alle Kraftfahrzeugbesitzer. Ein im Fahrzeug befindliches Überwachungssystem würde es ermöglichen, die Notwendigkeit, einen Ölwechsel durchzuführen, auf das Fahrverhalten der Fahrer anzupassen.
Verschiedene Betriebszustände und Ereignisse während des Fahrzeugbetriebs sind für die Verdünnung des Motoröls mit Kraftstoff verantwortlich. U. A. handelt es sich dabei um Zylindernacheinspritzung (d. h. das Einspritzen von zusätzlichem Kraftstoff in alle oder einige Zylinder nach der Haupteinspritzung während des Krafthubs), häufiger Betrieb bei kaltem Motor (Kurzstreckenbetrieb) und allgemein den Betrieb eines Fahrzeugs mit Dieselmotor.
Die Zylindernacheinspritzung stellt ein effizientes Verfahren dar, um die Abgastemperatur zu erhöhen und/oder einen fetten Motorbetrieb zu erreichen und gleichzeitig ein neutrales Drehmoment für den aktuellen Betriebszustand beizubehalten. Dieses wird u. A. eingesetzt zum periodischen Verbrennen von Ablagerungen in einem Dieselpartikelfilter oder zum Herstellen von fetten Gemischen, um NOx Katalysatoren zu regenerieren.
In Abhängigkeit der Einspritzmenge und dem Beginn der Nacheinspritzung in den Krafthub mischt sich ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes mit dem Ölfilm auf der Zylinderwand und gelangt dadurch in den Motorsumpf, wodurch eine Verdünnung des Motoröls erzeugt wird. Die Ölverdünnung, die durch jede Zylindernacheinspritzung hervorgerufen wird, ist größer für verzögerte Einspritzungen und für eine Vielzahl derartiger Einspritzungen. Des Weiteren tritt eine höhere Verdünnung bei geringeren Öltemperaturen und bei Kraftstoffen mit einem höheren Anteil an schwereren Kohlenwasserstoffen auf, da die leichteren Bestandteile sich wieder aus dem Motoröl verflüchtigen. Daraus folgt, daß die Verdünnung im Fall von Dieselkraftstoff gegenüber Benzin größer ist. Des Weiteren beeinflussen Fahrzeugbetriebsmuster wesentlich das Ölverdünnungsproblem. Häufige Kaltstarts und kurze Wege können zu Ölverdünnungen führen, die fünfmal höher sind als bei vollständig erwärmten Betriebsmustern. Motorverschleiß bzw. sogar Motorbeschädigungen können insbesondere dann auftreten, wenn nach einem innerstädtischen Fahrmuster mit geringer Leistung und geringer Geschwindigkeit, das zu einer hohen Verdünnung führen kann, ein Autobahnbetrieb mit Volllast folgt, weil dann u. U. die Schmiereigenschaften des Motoröls nicht mehr ausreichend gegeben sein können. Die Problematik wird noch zusätzlich verstärkt, wenn bei Dieselmotoren, die mit einem Partikelfilter ausgestattet sind, zusätzlich der Partikelfilter regeneriert werden soll oder bei einem Verbrennungsmotor mit magerer NOx-Reinigung die Regenration mittels fettem Betrieb durchgeführt werden soll. Dieses würde dann zusätzliche Verdünnung des Motoröls und damit ggf. eine tatsächliche Beschädigung des Motors bedeuten.
Im Stand der Technik wurde das Problem des Bestimmens der Verdünnung des Motoröls derart dargestellt, daß das Hauptaugenmerk auf dem Erstellen einer Überwachung liegt, wobei dabei die Kraftstoffflußrate in das Öl und die Entweichungsrate des Kraftstoffs aus dem Öl überwacht wird, und damit eine aktuelle Verdünnung des Motoröl bestimmt wird. Ein derartiges Überwachungssystem wird dann verwendet, um dem Fahrer den Bedarf eines Ölwechsels anzuzeigen. Ein derartiges System ist inflexibel und unzulänglich etwaige Beschädigungen zu vermeiden, sollte bereits eine übermäßige Verdünnung vorliegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Verdünnung des Motoröls ermittelt und eine Steuerung der Verdünnung und/oder der Verdünnungsrate des Motoröls erfolgt, wodurch gleichzeitig der Intervall bis zum nächsten Ölwechsel optimiert wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein zukünftiger Verdünnungsgrad des Motoröls mit Kraftstoff ermittelt wird, wobei wenigstens eines der Ermittlungsdaten vorhersagebasiert ist, und daß basierend auf den Verdünnungsgraden ein Verdünnungsereignis ausgesetzt oder durchgeführt wird.
Auf diese Weise wird bewirkt, daß flexibel auf die zu erwartende Verdünnung reagiert werden kann und gleichzeitig die Möglichkeit besteht, bestimmte Ereignisse in bestimmten Situationen auszusetzen, um Beschädigungen zu vermeiden.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, daß basierend auf den Verdünnungsgraden wenigstens ein Grenzwert berechnet wird, basierend auf dessen Einhalten über die Durchführung des Verdünnungsereignisses entschieden wird. Durch die Grenzwertberechnung läßt sich auf einfache Weise ein Kriterium zum Aussetzen bilden.
Zweckmäßig im Sinn der Erfindung ist, daß eine Zusammensetzung des Kraftstoffs und/oder eine Art des Kraftstoffs bei der Ermittlung des zukünftigen Verdünnungsgrads berücksichtigt werden. Hierdurch wird die Genauigkeit des Ergebnisses erhöht, da Kohlenwasserstoffe je nach Größe unterschiedlich zur Gesamtverdünnung beitragen.
Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, daß eine Distanz bis zum nächsten Ölwechsel und/oder die Zeit bis zum nächsten Ölwechsel bei der Ermittlung des zukünftigen Verdünnungsgrades berücksichtigt wird, wobei es sich bevorzugt um die aktuelle Distanz und/oder Zeit handelt. Hierdurch wird ebenfalls die Genauigkeit des Ergebnisses erhöht, da die Gesamtverdünnung erst zum Zeitpunkt des nächsten Ölwechsels maximal zulässig werden soll.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, daß ein Verdünnungszuwachs beim Durchführen des Verdünnungsereignisses und die Anzahl der Verdünnungsereignisse bis zum nächsten Ölwechsel bei der Ermittlung des zukünftigen Verdünnungsgrads berücksichtigt werden. Dieses erhöht ebenfalls die Genauigkeit des Ergebnisses.
Zweckmäßig im Sinn der Erfindung ist, daß es sich bei dem Verdünnungsereignis um eine Regeneration eines Dieselpartikelfilters und/oder eines NOx/SOx-Speichermediums handelt, die bevorzugt durch ein verzögertes Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder des Motors erfolgt.
Günstiger Weise ist vorgesehen, daß ein Motorölvolumen bei der Ermittlung des zukünftigen Verdünnungsgrades berücksichtigt wird, wobei es sich bevorzugt um das aktuelle und/oder um ein eingefülltes Motorölvolumen beim letzten Motorölwechsel handelt.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, daß wenigstens ein Durchschnittswert mehrerer Ereignisse und/oder wenigstens ein Wert eines letzten Ereignisses für die Vorhersage verwendet werden. Dieses erhöht ebenfalls die Genauigkeit des Ergebnisses.
Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
1 eine Blockansicht einer Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
2 bis 10 jeweils ein Ablaufdiagramm der einzelnen Blöcke.
Die erfindungsgemäße Vorhersagesteuerung basiert auf Funktionsblöcken gemäß der 1, deren Funktionsweise nachfolgend beschrieben wird. Die Blöcke werden nacheinander abgearbeitet.
Bei den Blöcken handelt es sich um einen Reset-Block 1, einen Integrate-Block 2, einen MOil-Block 3, einen CurrentOilDil-Block 4, einen DeNOxDil-Block 5, einen NumDeSoxotNextOilChange-Block 6, einen DeSoxAvrgDil-Block 7, einen DeSOxP2PDil-Block 8, einen PredictOilDil-Block 9 und einen OilDilLimits-Block 10.
Der Reset-Block 1 wird verwendet, um die Überwachung in Form des erfindungsgemäßen Verfahrens, übergeordnet betrachtet als eine Funktion eines Ölwechsels, zurückzusetzen. Ist ein Ölwechsel durchgeführt, wird das System auf die Ausgangslage hinsichtlich der Verdünnung zurückgesetzt (85a bis 85c).
Der Integrate-Block 2 (2) wird verwendet, um verschiedene Programmausgangsparameter zu berechnen. Hierbei handelt es sich um:

– Zeit und Abstand seit dem letzten Ölwechsel,
– aktuelle Kraftstoffmenge im Öl als eine Funktion der Rate des Kraftstoffzuflusses in das Öl (mfuel_mlps_dil 108),
– Rate der Kraftstoffrückgewinnung aus dem Öl (beispielsweise durch Verdunstung),
– Kraftstoffzusammensetzung (Anteil leichterer und schwerere Kohlenwasserstoffe), und
– Zeit und Distanz bis zum nächsten Ölwechsel als eine Funktion der Zeit und Distanz seit dem letzten Ölwechsel, gewünschtem Ölwechselintervall 83 und Durchschnittsfahrzeuggeschwindigkeit 84.

Der MOil-Block 3 (3) wird verwendet, um das tatsächliche und das vorhergesagte Ölvolumen als eine Funktion des ursprünglichen Füllvolumens, der Rate des Ölverbrauchs und der vorhergesagten Fahrleistung bis zum nächsten Ölwechsel wie den vorhergesagten Fahrbedingungen basierend auf einer berechneten Fahrprofilgeschichte, die über eine große Anzahl von Fahrten gespeichert wurde, zu berechnen.
Der CurrentOilDil-Block 4 (4) wird verwendet, um die gegenwärtige Ölverdünnung zum Zeitpunk t als eine Funktion des Volumens des gegenwärtigen Kraftstoffs im Öl und des gegenwärtigen Volumen des Öls zu berechnen.
Der DeNoxDil-Block 5 (5) wird verwendet, um ein häufig auftretendes Verdünnungsereignis (z. B. ein fetter Betrieb für die Regeneration eines Speichermediums der NOx-Reinigung) eine Kurzzeit- und Langzeitvorhersage für Kraftstoff im Öl beim nächsten Ölwechsel zu bestimmen als eine Funktion

– der Zeit bis zum nächsten Ölwechsel,
– der gegenwärtigen Kraftstoffmenge im Öl,
– der Rückgewinnung des Kraftstoffs aus dem Öl,
– der Kraftstoffzusammensetzung,
– der Rate des Eintretens des Kraftstoffs ins Öl berechnet aus der letzten Zylindernacheinspritzungsverdünnung (in ml) geteilt durch die Zeit seit der letzten Zylindernacheinspritzung (Dieses wird verwendet, um eine Kurzzeitvorhersage des Kraftstoffanteils im Öl beim nächsten Ölwechsel vorherzusagen, d. h. falls eine Zylindernacheinspritzung zum gegenwärtigen Zeitpunkt t auftreten würde unter Annahme vielfacher identischer Zylindernacheinspritzungen, die über eine Zeitperiode bis zum nächsten Ölwechsel auftreten würden.), und
– der Rate des durchschnittlichen Eintretens des Kraftstoffs ins Öl über eine Anzahl von Zylindernacheinspritzungskreisläufen, wobei eine Aufzeichnung der Zylindernacheinspritzungen verwendet wird, um einen Durchschnittswert zu berechnen (Dieses wird verwendet, um eine Langzeitvorhersage des Kraftstoffanteils im Öl beim nächsten Ölwechsel zutreffen. Hierbei wird eine Annahme getroffen, daß eine Anzahl von Zylindernacheinspritzungen (beispielsweise 10) in dem Zeitintervall bis zum nächsten Ölwechsel durchgeführt wird, um den Kraftstoffanteil im Öl beim nächsten Ölwechsel vorherzusagen).

Der NumDeSoxtoNextOilChange-Block 6 (6) wird verwendet, um die Anzahl von nicht zu häufig auftretenden Verdünnungsereignissen (bspw. für eine Dauer von 10 bis 30 Minuten alle 10 bis 50 Stunden) z. B. für die Dieselpartikelfilterregeneration oder die NOx-Speichermediumsentschwefelung zu berücksichtigen. Dieser Block berechnet eine Kurzzeitanzahl von Verdünnungsereignissen als eine Funktion der Zeit bis zum nächsten Ölwechsel geteilt durch die Zeit seit dem letzten Regenerationsereignis. Des Weiteren wird eine Langzeitanzahl von Verdünnungsereignissen als eine Funktion der Zeit zwischen der letzten Anzahl der Regenerationsereignisse (die letzten zehn Ereignisse) geteilt durch die Anzahl bis zum nächsten Ölwechsel berechnet.
Der DeSOxAvrgDil-Block 7 (7) wird verwendet, um Langzeitvorhersagen des Kraftstoffs im Öl beim nächsten Ölwechsel vorherzusagen. Es nimmt die Anzahl der letzten Regenerationsereignisse bis zum nächsten Ölwechsel an. Dieses wird berechnet als Funktion

– der Langzeitanzahl von Regenerationen vorhergesagt bis zum nächsten Ölwechsel,
– der Kraftstoffzusammensetzung,
– der Zeit bis zum nächsten Ölwechsel,
– des gegenwärtigen Kraftstoffanteils im Öl,
– des Kraftstoffeintritts ins Öl pro Regenerationsereignis (in ml) als Erfahrungswert aus einer Anzahl von Regenerationsereignissen, und
– der Rückgewinnung des Kraftstoffs aus dem Öl.

Der DeSOxP2PDil-Block 8 (8) wird verwendet, um die Kurzzeitvorhersage des Kraftstoffs im Öl beim nächsten Ölwechsel zu berechnen. Dabei wird angenommen, daß das Regenerationsereignis zur gegenwärtigen Zeit bis zum nächsten Ölwechsel wiederholt auftritt. Dieses wird berechnet als Funktion

– der Kurzeitanzahl von Regenerationsereignissen vorhergesagt bis zum nächsten Ölwechsel,
– der Kraftstoffzusammensetzung,
– der Zeit bis zum nächsten Ölwechsel,
– des gegenwärtigen Kraftstoffanteils im Öl,
– Kraftstoff im Öl pro Regenerationsereignis (ml) für das letzte Ereignis, und
– der Rückgewinnung des Kraftstoffs aus dem Öl.

Der PredictOilDil-Block 9 (9) wird verwendet, um den vorhergesagten Kraftstoffanteil im Öl beim nächsten Ölwechsel wie folgt zu berechnen. Dabei werden folgende Aussagen berechnet:

– Vorhersage einer prozentualen Ölverdünnung als Funktion von – angenommenem Kraftstoffanteil im Öl beim nächsten Ölwechsel ausgehend von gegenwärtigem Kraftstoffanteil im Öl, – Langzeitverdünnung durch häufig auftretende Verdünnungsereignisse, – Langzeitverdünnung durch weniger häufig auftretende Verdünnungsereignisse, und – Vorhersage des Ölvolumens beim nächsten Ölwechsel;
– Kurzzeitvorhersage der prozentualen Ölverdünnung für häufiger auftretende Verdünnungsereignisse als Funktion von – angenommenem Öl im Kraftstoff beim nächsten Ölwechsel ausgehend vom gegenwärtigen Kraftstoff im Öl, – Kurzzeitverdünnung für häufige Verdünnungsereignisse, und – vorhergesagtem Ölvolumen beim nächsten Ölwechsel; sowie
– Kurzzeitvorhersage des Ölverdünnungsprozentsatzes für weniger häufige Verdünnungsereignisse als Funktion von – vorhergesagtem Öl im Kraftstoff beim nächsten Ölwechsel ausgehend vom gegenwärtigen Kraftstoff im Öl, – Kurzzeitverdünnung für weniger häufige Verdünnungsereignisse, und – vorhergesagtem Ölvolumen beim nächsten Ölwechsel.

Der OilDilLimits-Block 10 (10) berechnet logische Markierungswerte, um zu prüfen, ob ein spezifisches Verdünnungsereignis durchgeführt oder ausgesetzt werden soll, als Funktion des gegenwärtigen und vorhergesagten Kraftstoffanteils im Öl beim nächsten Ölwechsel. Ausgehend von diesem logischen Markierungswert wird ein Vergleich mit vorgegeben Grenzwerten durchgeführt.

– Falls für die gegenwärtige und/oder vorhergesagte Ölverdünnung ein zuvor genannter Grenzwert 68, 70, 71, 96, 97 überschritten wird, würde ein stark verdünnendes Betriebsereignis in der Motorbetriebssteuerung ausgesetzt, und falls dann ein zweiter Grenzwert überschritten wird, müßten weitere Ereignisse ausgesetzt werden und falls ein dritter Grenzwert überschritten würde, müßten alle Verdünnungsereignisse gestoppt werden (Gleichbedeutend mit: es sollte sofort ein Ölwechsel durchgeführt werden).
– Eine Kurzzeitölverdünnungsvorhersagen für häufiger oder weniger häufig auftretende Ereignisse wird als eine Bedingung eingestellt, um das nächste Ereignis auszusetzen, falls die Kurzzeitvorhersage einen Grenzwert überschreitet, wobei diese Bedingung überstimmt werden kann, falls wichtigere weitere Voraussetzungen gegeben sind, die das Durchführen des Verdünnungsereignisses notwendig machen.

Nachfolgend werden die einzelnen Blöcke unter Zuhilfenahme der Figuren genauer erläutert.
Mit dem Reset-Block wird das Berechnungssystem zurückgesetzt.
Mit dem Integrate-Block (2) werden bestimmte Programmausgangsparameter berechnet, die in den nachfolgenden Blöcken verwendet werden. Hierbei handelt es sich um die Zeit, die seit dem letzten Ölwechsel vergangen ist (time_since_last_oil_change 11), die Distanz, die seit dem letzten Ölwechsel vergangen ist (dist_since_last_oil_change 12), die Kraftstoffverdünnung im Öl zum aktuellen Zeitpunkt für die leichten Kohlenwasserstoffe und für die schweren Kohlenwasserstoffe (current_mfuel_dil_L 13 und current_mfuel_dil_H 14), sowie die Distanz und Zeit bis zum nächsten angestrebten Ölwechsel (dist_to_next_oil_change 15 und time_to_next_oil_change 16). Das Aufteilen der Verdünnung in schwere und leichte Kohlenwasserstoffe ist sinnvoll, da die leichten Kohlenwasserstoffe schneller aus dem Öl wieder entweichen („abdampfen") als die schweren, die länger im Öl verbleiben, und damit stärker zur Verdünnungsproblematik beitragen.
time_since_last_oil_change 11 wird ermittelt, in dem ein Vergleich zwischen der ursprünglichen Zeit des letzen Ölwechsels (ini_time_last_oil_change 73) mit dem aktuellen Zeitpunkt des letzten Ölwechsels (time_last_oil_change/NV 76) vorgenommen wird und über einen bekannten Integrator 77 time_since_last_oil_change 11 (= time_last_oil_change/NV 76) ausgegeben wird. Für dist_since_last_oil_change 12 wird gleich (79, 80, 77a) verfahren, wobei noch zusätzlich die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit 78 (vehSpd) berücksichtigt wird.
Mit dem Moil-Block 3 (3) wird die tatsächlich gegenwärtige Ölmenge im Motor (current_eng_oil 17 = moil 26) und eine Vorhersage über die Ölmenge, die sich bei nächsten Ölwechsel noch im Motor befindet (predict_eng_oil 18), ermittelt. Dabei wird dist_last_oil_change/NV 80 mit der Rate des Ölverbrauchs (rate_oil_consum 20) multipliziert, wodurch der tatsächliche Ölverbrauch seit dem letzten Ölwechsel (moil_consum 21) ermittelt wird. Dieser wird von der ursprünglichen Ölmenge (ini_moil 22) beim letzen Ölwechsel abgezogen. Für die Vorhersage der Ölmenge, die beim nächsten Ölwechsel sich im Motor befindet, (predict_eng_oil 18 = moil_p 23), wird dist_next_oil_change 24 mit rate_oil_consum 20 multipliziert und von moil 26 abgezogen, wodurch moil_p 23 vorhergesagt ist.
Mit dem CurrentOilDil-Block 4 (4) wird die tatsächliche Verdünnungsmenge des Kraftstoffs im Motoröl bestimmt (current_perc_oil_dil 28 = CurrentPercentOilDil 72). Mit den aus dem Integrate-Block 2 bestimmten Parametern mfuel_dil_L/NV 81 und mfuel_dil_H/NV 82 wird zum Einen die Gesamtmenge von Kraftstoff und Öl (OilpFuel_Est 27 = oilpfuel_buff 86) bestimmt und ein Prozentsatz des Kraftstoffs im Öl zum gegenwärtigen Zeitpunkt bestimmt (current_perc_oil_dil 28), indem die Summe von mfuel_dil_L 81 und mfuel_dil_H 82 durch OilpFuel_Est 27 geteilt wird.
Mit dem DeNoxDil-Block 5 (5) wird zum Einen die tatsächlich aktuell herrschende Verdünnungsmenge des Kraftstoffs im Öl bestimmt, aufgeteilt nach leichten (mfuel_dil_denox_L_p 34) und schweren (mfuel_dil_denox_H_p 35) Kohlenwasserstoffen, zum Anderen wird eine Vorhersage getroffen, wie groß die Menge des Kraftstoff im Öl beim nächsten Ölwechsel im Durchschnitt sein wird, wiederum aufgeteilt nach leichten (estimated_mfuel_dil_L 88 = mfuel_dil_L_e 32) und schweren (estimated_mfuel_dil_H 89 = mfuel_dil_H_e 33) Kohlenwasserstoffen, und des Weiteren wird eine Vorhersage getroffen, wie groß die Verdünnung des Öls mit Kraftstoff ausgehend vom letzten Verdünnungsereignis ist ebenfalls aufgeteilt nach leichten (mfuel_dil_denox_L_p2p 37) und schweren (mfuel_denox_dil_H_p2p 58) Kohlenwasserstoffen. Bei dem in diesem Block betrachteten Verdünnungsereignis handelt es sich um die Verdünnung, die beim Fetten Motorbetrieb durch Nacheinspritzung für die Entstickungsregeneration (DeNOx) entsteht.
Die Zeit bis zum nächsten Ölwechsel time_next_oil_change 29 wird mit der Kraftstoffrückgewinnung mfuel_dil_rec_L 30 bzw. mfuel_dil_rec_H 31 verknüpft und das Ergebnis mittels einer Kurve 87 ausgewertet. Zur Berechnung der bestimmten Gesamtkraftstoffmenge zum Zeitpunkt des nächsten Ölwechsels mfuel_dil_L_e 32 bzw. mfuel_dil_H_e 33 wird der Wert mit der im Integrate-Block 2 bestimmten Kraftstoffverdünnungsmenge mfuel_dil_L/NV 81 bzw. mfuel_dil_H/NV 82 verknüpft.
Zur Vorhersage der Kraftstoffverdünnungsmenge bei Durchführung des DeNOx Ereignisses mfuel_dil_denox_L_p 34 bzw. mfuel_dil_denox_H_p 35, wiederum aufgeteilt hinsichtlich leichter und schwerer Kohlenwasserstoffe, wird die Durchschnittszuflussrate an Kraftstoff ins Öl zwischen zwei DeNOx Ereignissen (avrg_p2p_denox_mfuel_mlps_dil 36) mit der Kraftstoffrückgewinnung mfuel_dil_rec_L 30 oder mfuel_dil_rec_H 31 verknüpft und anschließend mit dem Ergebnis der Kurvenauswertung 87 zur Ermittlung von mfuel_dil_L_e 32 bzw. mfuel_dil_H_e 33 verknüpft.
Zur Bestimmung der Kraftstoffverdünnungsmenge zwischen zwei DeNOx Ereignissen mfuel_dil_denox_L_p2p 37 bzw. mfuel_dil_denox_H_p2p 58, wiederum aufgeteilt hinsichtlich leichter und schwerer Kohlenwasserstoffe, wird die Durchschnittszuflußrate an Kraftstoff in Öl zwischen zwei DeNOx Ereignissen (avrg_p2p_denox_mfuel_mlps_dil 36) mit der Kraftstoffrückgewinnung mfuel_dil_rec_L 30 oder mfuel_dil_rec_H 31 verknüpft und anschließend mit dem Ergebnis der Kurvenauswertung 87 zur Ermittlung von mfuel_dil_L_e 32 bzw. mfuel_dil_H_e 33 und der Durchschnittszuflußmenge Kraftstoff ins Öl des letzten DeNOx Ereignisses p2p_denox_mfuel_mlps_dil 38 verknüpft.
Als Ergebnis des NumDeSoxotNextOilChange-Blocks 6 (6) wird die Anzahl der seltener auftretenden Ereignisse (num_desoxot_to_next_oil_change 39 = num_desoxot_next_oil_change 51) bis zum nächsten Ölwechsel bestimmt. Hierbei handelt es sich u.A. um die Reinigung eines Dieselpartikelfilters und/oder um die Entschwefelung eines NOx-Speichermediums. Dabei wird time_next_oil_change 29 mit der Durchschnittszeit zwischen zwei selteneren Verdünnungsereignissen (avrg_time_desoxot_p2p 40), z.B. 10h, und mit der Maximalanzahl der DeSoxot Ereignissen (max_num_desoxot_ct 41) innerhalb des Zeitraums bis zum nächsten Ölwechsel verknüpft. Des Weiteren wird die Anzahl der Zwischenzeiträume zwischen zwei DeSoxot Ereignissen (num_desoxot_p2p_next_oil_change 42) bestimmt. Hierfür wird time_next_oil_change 29 mit der Zeit seit dem letzten DeSoxot Ereignis (time_since_last_desoxot 57) und der Maximalanzahl der Ereignisse zwischen den Ereignissen (max_num_desoxot_p2p_ct 43) verknüpft.
Durch den DeSOxAvrgDil-Block 7 (7) wird die durchschnittliche Verdünnung, die bei einem DeSoxot Ereignis auftritt, vorhergesagt. Die Vorhersage wird aufgeteilt in eine Verdünnung mit leichteren und schwereren Kohlenwasserstoffen des Kraftstoffs (mfuel_dil_desoxot_L_p 44 und mfuel_dil_desoxot_H_p 45). Zur Vorhersage wird eine durchschnittliche Verdünnung des Öls mit leichteren und schweren Kohlenwasserstoffen des Kraftstoffs bestimmt (avrg_mfuel_dil_desoxot_L_p 46 und avrg_mfuel_dil_desoxot_H_p 47). Dieses erfolgt durch eine Verknüpfung einer durchschnittlichen Verdünnung bei einem DeSoxot Ereignis (avrg_mfuel_dil_desoxot 48), wobei dieser Wert über einen längeren, zurückliegenden Zeitraum gebildet wird. avrg_mfuel_dil_desoxot 48 wird dabei mit dem Anteil der leichten bzw. schweren Kohlenwasserstoffe des Kraftstoffs (fac_mfuel_L 49 und fac_mfuel_H 50) verknüpft. Anschließend wird von time_next_oil_change 29 (= exponent_buff 92) avrg_time_desoxot_p2p 40 abgezogen. Dieser Wert wird jeweils mit der Rückgewinnung bzw. des Entweichen des Kraftstoffs aus dem Öl für leichtere und schwerere Kohlenwasserstoffe (mfuel_dil_rec_L 30 und mfuel_dil_rec_H 31) verknüpft und über eine Funktion 87 ausgewertet. Anschließend wird der gewonnen Wert mit avrg_mfuel_dil_desoxot_L_p 46 bzw. avrg_mfuel_dil_desoxot_H_p 47 verknüpft. Die Bestimmung erfolgt insgesamt iterativ, so daß dann mfuel_dil_desoxot_L_p 44 bzw. mfuel_dil_desoxot_H_p 45 hinzugefügt wird, wobei dieser Wert bei ersten Bestimmungszyklus 0 ist. Die Vorhersage und damit die Iteration werden beendet, wenn num_desoxot_next_oil_change (51) 0 wird.
Durch den DeSoxP2PDil-Block 8 (8) wird die Verdünnung, die zwischen zwei DeSoxot Ereignissen auftritt, vorhergesagt. Die Vorhersage wird aufgeteilt in eine Verdünnung mit leichteren und schwereren Kohlenwasserstoffen des Kraftstoffs (mfuel_dil_desoxot_L_p2p 52 und mfuel_dil_desoxot_H_p2p 53). Zur Vorhersage wird eine durchschnittliche Verdünnung des Öls mit leichteren und schweren Kohlenwasserstoffen des Kraftstoffs bestimmt (avrg_mfuel_dil_desoxot_L_p2p 54 und avrg_mfuel_dil_desoxot_H_p2p 55). Dieses erfolgt durch eine Verknüpfung einer durchschnittlichen Verdünnung bei einem letzten DeSoxot Ereignis (mfuel_dil_last_desoxot 56). mfuel_dil_last_desoxot 56 wird dabei mit dem Anteil der leichten bzw. schweren Kohlenwasserstoffe des Kraftstoffs (fac_mfuel_L 49 und fac_mfuel_H 50) verknüpft. Anschließend wird von time_next_oil_change 29 die Zeit seit dem letzten DeSoxot Ereignis (time_since_last_desoxot 57) abgezogen. Dieser Wert wird jeweils mit der Rückgewinnung bzw. des Entweichen des Kraftstoffs aus dem Öl für leichtere und schwerere Kohlenwasserstoffe (mfuel_dil_rec_L 30 und mfuel_dil_rec_H 31) verknüpft und über eine Funktion 87 ausgewertet. Anschließend wird der gewonnen Wert mit avrg_mfuel_dil_desoxot_L_p2p 54 bzw. avrg_mfuel_dil_desoxot_H_p2p 55 verknüpft. Die Bestimmung erfolgt insgesamt wiederum iterativ, so daß dann mfuel_dil_desoxot_L_p2p 52 bzw. mfuel_dil_desoxot_H_p2p 53 hinzugefügt wird, wobei dieser Wert bei ersten Bestimmungszyklus 0 ist. Die Vorhersage und damit die Iteration werden beendet, wenn num_desoxot_p2p_next_oil_change (42) 0 wird.
Mit dem PredictOilDil-Block 9 (9) wird aus den zuvor ermittelten Parametern die Kraftstoffverdünnung des Öls zum Zeitpunkt des nächsten Ölwechsels vorhergesagt. Dieses erfolgt einmal basierend auf Durchschnittswerten (predict_perc_oil_dil 59 = PredictPercentOilDil 93), basierend auf den Werten der DeNOx Ereignisse ausgehend jeweils vom letzen Ereignis (predict_perc_oil_dil_denox_p2p 60 = PredictPercentOilDilDenoxP2P 94) und basierend auf den Werten der DeSoxot Ereignisse ausgehend jeweils vom letzen Ereignis (predict_perc_oil_dil_desoxot_p2p 61 = PredictPercentOilDilDesoxotP2P 95).
Für die Vorhersage von predict_perc_oil_dil 59 wird eine Verdünnungssumme gebildet aus mfuel_dil_L_e 32, mfuel_dil_H_e 33, mfuel_dil_denox_L_p 34, mfuel_dil_denox_H_p 35 (alle jeweils aus dem DeNOxDil-Block 5 gemäß 5) und avrg_mfuel_dil_desoxot_L_p 46 und avrg_mfuel_dil_desoxot_H_p 47 (jeweils aus dem DeSOxAvrgDil-Block 7 gemäß 7). Diese Summe wird mit dem vorhergesagten Motoröl moil_p 23 aus dem Moil-Block 3 gemäß 3 verknüpft.
Für die Vorhersage von perdict_perc_oil_dil_denox_p2p 60 wird eine Verdünnungssumme gebildet aus mfuel_dil_L_e 32, mfuel_dil_H_e 33, mfuel_dil_denox_L_p2p 37 und mfuel_dil_denox_H_p2p 58 (alle jeweils aus dem DeNOxDil-Block 5 gemäß 5). Diese Summe wird mit dem vorhergesagten Motoröl moil_p 23 aus dem Moil-Block 3 gemäß 3 verknüpft.
Für die Vorhersage von perdict_perc_oil_dil_desoxot_p2p 61 wird eine Verdünnungssumme gebildet aus mfuel_dil_L_e 32, mfuel_dil_H_e 33 (jeweils aus dem DeNOxDil-Block 5 gemäß 5) und mfuel_dil_desoxot_L_p2p 52 und mfuel_dil_desoxot_H_p2p 53 (jeweils aus dem DeSoxP2PDil-Block 8 gemäß 8). Diese Summe wird mit dem vorhergesagten Motoröl moil_p 23 aus dem Moil-Block 3 gemäß 3 verknüpft.
Mit dem OilDilLimits-Block 10 (10) werden Logikwerte (lg_current_oil_dil_lim 62, lg_current_dil_desox_lim 63, lg_predict_oil_dil_lim 64, lg_predict_perc_denox_p2p 65 und lg_predict_perc_desoxot_p2p 66) festgelegt, ob die current_perc_oil_dil 28 (4), predict_perc_oil_dil 59, perdict_perc_oil_dil_denox_p2p 60 und perdict_perc_oil_dil_desoxot_p2p 64 (jeweils 9) die dazugehörigen Grenzwerte predict_perc_oil_dil_lim 68, predict_perc_oil_dil_desox_lim 69, perdict_perc_oil_dil_denox_p2p_lim 70 und perdict_perc_oil_dil_desoxot_p2p_lim 71 einhalten. Ist dieses der Fall, werden die Logikwerte auf true sonst auf false gesetzt. Die Grenzwerte predict_perc_oil_dil_lim 68, perdict_perc_oil_dil_denox_p2p_lim 70 und perdict_perc_oil_dil_desoxot_p2p_lim 71 werden dabei basierend auf dist_next_oil_change 24 bestimmt. Für lg_predict_perc_denox_p2p 65 und lg_predict_perc_desoxot_p2p 66 ist eine Überstimmungsmöglichkeit vorgesehen, mit der ein übergeordnetes Modul 113 bzw. 115 in der Lage ist, die Einhaltung eines Grenzwertes auf true festzusetzen, obwohl der tatsächliche Wert false wäre, wenn bestimmte gesetzliche Bestimmungen oder dergleichen die Durchführung des Ereignisses zwingend erforderlich machen.
Anschließend wird eine hierarchische Auswertung der Logikwerte 62 bis 66 vorgenommen, um eine Verknüpfung zwischen den Werten zu erzielen, um dadurch die Genauigkeit hinsichtlich der Entscheidung, ob ein Ereignis ausgeführt werden soll 98, 99, 100, 101, daß bei seiner Ausführung eine Verdünnung des Motoröls bewirkt. Ist der Wert false, wird das Ereignis ausgeführt. Bei true wird das Ereignis nicht ausgeführt 102, 103, 104, 105, 106, 107.

1: Reset-Block
2: Integrate-Block
3: MOil-Block
4: CurrentOilDil-Block
5: DeNOxDil-Block
6: NumDeSoxotNextOilChange-Block
7: DeSxAvrgDil-Block
8: DeSOxP2PDil-Block
9: PredictOilDil-Block
10: OilDilLimits-Block
11: time_since_last_oil_change
12: dist_since_last_oil_change
13: current_mfuel_dil_L
14: current_mfuel_dil_H
15: dist_to_next_oil_change
16: time_to_next_oil_change
17: current_eng_oil
18: predict_eng_oil
19
20: rate_oil_consum
21: moil_consum
22: ini-moil
23: moil_p
24: dist_next_oil_change
25
26: moil
27: OilpFuel_Est
28: current_perc_oil_dil
29: time_next_oil_change
30: mfuel_dil_rec_L
31: mfuel_dil_rec_H
32: mfuel_dil_L_e
33: mfuel_dil_H_e
34: mfuel_dil_denox_L_p
35: mfuel_dil_denox_H_p
36: avrg_p2p_denox_mfuel_mlps_dil
37: mfuel_dil_denox_L_p2p
38: p2p_denox_mfuel_mlps_dil
39: num_desoxot_to_next_oil_change
40: avrg_time_desoxot_p2p
41: max_num_desoxot_ct
42: num_desoxot_p2p_next_oil_change
43: max_num_desoxot_p2p_ct
44: mfuel_dil_desoxot_L_p
45: mfuel_dil_desoxot_H_p
46: avrg_mfuel_dil_desoxot_L_p
47: avrg_mfuel_dil_desoxot_H_p
48: avrg_mfuel_dil_desoxot
49: fac_mfuel_L
50: fac_mfuel_H
51: num_desoxot_next_oil_change
52: mfuel_dil_desoxot_L_p2p
53: mfuel_dil_desoxot_H_p2p
54: avrg_mfuel_dil_desoxot_L_p2p
55: avrg_mfuel_dil_desoxot_H_p2p
56: mfuel_dil_last_desoxot
57: time_since_last_desoxot
58: mfuel_dil_denox_H_p2p
59: predict_perc_oil_dil
60: predict_perc_oil_dil_denox_p2p
61: predict_perc_oil_dil_desoxot_p2p
62: lg_current_oil_dil_lim
63: lg_current_dil_desoxot_lim
64: lg_predict_oil_dil_lim
65: lg_predict_perc_denox_p2p
66: lg_predict_perc_desoxot_p2p
67
68: predict_perc_oil_dil_lim
69: predict_perc_oil_dil_desox_lim
70: predict_perc_oil_dil_denox_p2p_lim
71: predict_perc_oil_dil_desoxot_p2p_lim
72: current_percent_oil_dil
73: ini_time_last_oil_change
74
75
76: time_last_oil_change/NV
77: Integratot (77 bis 77c)
78: vehspd
79: ini_dist_last_oil_change
80: dist_last_oil_change/NV
81: mfuel_dil_L/NV
82: mfuel_dil_H/NV
83: oil_change_distance
84: avrg_veh_spd
85: 85a = lg_reset; 85b = lg_upload_eprom; 85c = LgEngineStart
86: oilpfuel_buff
87: Kurve (Auswertung)
88: estimated_mfuel_dil_L
89: estimated_mfuel_dil_H
90
91
92: exponent_buff
93: PredictPercentOilDil
94: PredictedPercentOilDilDenoxP2P
95: PredictPercentOilDilDesoxotP2P
96: current_perc_oil_dil_lim
97: current_perc_oil_dil_desox_lim
98: LgEnableDenoxOilDilLim
99: LgEnableDesoxotOilDilLim
100: LgEnableDesoxOilDilLim
101: LgEnableDesoxotOilDilLimP2P
102: LgDisableDenoxOilDilLim
103: LgDisableDesoxotOilDilLim
104: LgDisableDesoxOilDilLim
105: LgDisableDesoxotOilDilLimP2P
106: LgDisableReqPredictedOilDilLim
107: LgDisableFCLOOilDilLim
108: mfuel_mlps_dil
109: lg_ena_ini_mfuel_dil
110: fac_rest_oil_ct
111: ini_mfuel_dil_L
112: ini_mfuel_dil_H
113: lg_desoxot_req
114: mfuel_dil_curr_desoxot
115: lg_denox_req

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Motorölverdünnung eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein aktueller Verdünnungsgrad des Motoröls mit Kraftstoff ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein zukünftiger Verdünnungsgrad des Motoröls mit Kraftstoff ermittelt wird, wobei wenigstens eines der Ermittlungsdaten vorhersagebasiert ist, und daß basierend auf den Verdünnungsgraden ein Verdünnungsereignis ausgesetzt oder durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß basierend auf den Verdünnungsgraden wenigstens ein Grenzwert berechnet wird, basierend auf dessen Einhalten über die Durchführung des Verdünnungsereignisses entschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusammensetzung des Kraftstoffs und/oder eine Art des Kraftstoffs bei der Ermittlung des zukünftigen Verdünnungsgrads berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Distanz bis zum nächsten Ölwechsel und/oder die Zeit bis zum nächsten Ölwechsel bei der Ermittlung des zukünftigen Verdünnungsgrads berücksichtigt wird, wobei es sich bevorzugt um die aktuelle Distanz und/oder Zeit handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verdünnungszuwachs beim Durchführen des Verdünnungsereignisses und die Anzahl der Verdünnungsereignisse bis zum nächsten Ölwechsel bei der Ermittlung des zukünftigen Verdünnungsgrads berücksichtigt wird.
Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Verdünnungsereignis um eine Regeneration eines Dieselpartikelfilters und/oder eines NOx/SOx-Speichermediums handelt, die bevorzugt durch ein verzögertes Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder des Motors erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrprofil, das über einen vergangenen Zeitraum gespeichert wurde, bei der Ermittlung des zukünftigen Verdünnungsgrads berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß ein Motorölvolumen bei der Ermittlung des zukünftigen Verdünnungsgrads berücksichtigt wird, wobei es sich bevorzugt um das aktuelle und/oder um ein eingefülltes Motorölvolumen beim letzten Motorölwechsel handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Durchschnittswert mehrerer Ereignisse und/oder wenigstens ein Wert eines letzten Ereignisses für die Vorhersage verwendet werden.