DE102008030870A1 - Internal combustion engine i.e. common-rail-diesel-internal combustion engine, diagnosis method, involves producing signal, during exceeding of specific failure probability, where signal indicates increased risk of valve, reservoir and pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Diagnose bei einer Brennkraftmaschine, die mehrere Komponenten aufweist, bei dem fortlaufend mehrere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erfasst und chronologisch aufgezeichnet und aus Werten der Betriebsparameter ein auf mindestens eine der Komponenten bezogenes Warnsignal erzeugt wird.The The invention relates to a method of diagnosis in a Internal combustion engine having a plurality of components in which several consecutively Operating parameters of the internal combustion engine recorded and chronological recorded and from values of the operating parameters on at least one the component-related warning signal is generated.
Bei Brennkraftmaschinen sind solche Diagnose-Verfahren üblich. Sie sollen sicherstellen, dass allzeit ein sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine stattfindet und ein Defekt einer Komponente rechtzeitig erkannt wird. Um einen möglichst sicheren Betrieb einer Brennkraftmaschine sicherzustellen wird dabei üblicherweise darauf geachtet, die Komponenten mit möglichst großen Sicherheitsmargen auszustatten, sie also auf die maximal zu erwartende Belastung auszulegen. Dadurch ist erreicht, dass Defekte möglichst nicht auftreten.at Internal combustion engines are such diagnostic procedures common. she To ensure that a safe operation of the internal combustion engine takes place at all times and a defect of a component is detected in time. To one preferably ensuring safe operation of an internal combustion engine is usually Care was taken to equip the components with the greatest possible safety margins So to interpret the maximum expected load. Thereby is achieved that defects as possible do not occur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Diagnose anzugeben, bei dem eine hohe Betriebssicherheit mit vermindertem Aufwand erreicht werden kann.Of the Invention is based on the object, a method for diagnosis specify a high reliability with reduced Effort can be achieved.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Diagnose bei einer Brennkraftmaschine, die mehrere Komponenten aufweist, bei dem fortlaufend mehrere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erfasst und chronologisch aufgezeichnet und aus Werten der Betriebsparameter ein auf mindestens eine der Komponenten bezogenes Warnsignals erzeugt wird, wobei die Werte eines Betriebsparameters oder einer komponentenspezifisch ausgewählten und gewichteten Gruppe der Betriebsparameter statistisch ausgewertet werden und bei Überschreiten einer komponentenspezifischen Ausfallwahrscheinlichkeit das Warnsignal erzeugt wird, wobei das Warnsignal ein erhöhtes Ausfallrisiko der betroffenen Komponente anzeigt.These Task is solved by a method of diagnosis in an internal combustion engine, the more Components, in which continuously several operating parameters the internal combustion engine recorded and chronologically recorded and from values of the operating parameters on at least one of the components generated warning signal is generated, wherein the values of an operating parameter or a component-specific selected and weighted group the operating parameters are evaluated statistically and when exceeded a component-specific probability of failure the warning signal is generated, the warning signal is an increased risk of default of the affected Component.
Die Erfindung geht also von der Erkenntnis aus, dass Komponente nicht mehr so ausgelegt werden müssen, dass sie auch bei ungünstigsten Betriebsbedingungen nicht ausfallen, sondern es wird die Kenntnis über die Betriebsbedingungen unter Anwendung statistischer Verfahren ausgenutzt, um die erforderlichen Sicherheitsmargen zu reduzieren. Die Betriebssicherheit ist dennoch nicht beeinträchtigt, da die erfindungsgemäße statistische Auswertung es erlaubt, eine übermäßige Belastung einer Komponente und eine gestiegene Ausfallwahrscheinlichkeit zu erkennen, bevor ein Fehler auftritt.The So invention is based on the knowledge that component is not more need to be construed that they are also at least unfavorable Operating conditions do not fail, but it becomes knowledge of the Operating conditions exploited using statistical methods, to reduce the required safety margins. The operational safety is still not affected because the inventive statistical Evaluation it allows an excessive load a component and an increased probability of default detect before an error occurs.
Die Erfindung nimmt also vom Ansatz des Standes der Technik, Komponenten möglichst ausfallsicher zu gestalten und Ausfallfehler zu detektieren, radikal Abkehr und detektiert nunmehr für die einzelnen Komponenten durch übermäßige Belastungen gestiegen Ausfallwahrscheinlichkeit und erzeugt ein Warnsignal.The Invention thus takes from the approach of the prior art, components preferably fail-safe and detect failure errors radically Departure and now detected for the individual components due to excessive loads increased probability of failure and generates a warning signal.
Dieses erlaubt es dann, die entsprechende Komponente eingehend zu analysieren, z. B. in einem Wartungsbetrieb, oder prophylaktisch auszutauschen.This then allows you to analyze the corresponding component in detail, z. B. in a maintenance operation, or replace prophylactically.
Komponenten müssen somit nicht der auf maximale Spitzenbelastungen ausgelegt werden, stattdessen kann die Auslegungsvorgabe reduziert werden, wodurch der Aufwand bei der Komponentenproduktion sinkt und die Brennkraftmaschine insgesamt preisgünstiger werden kann.components have to thus not being designed for maximum peak loads, instead the design specification can be reduced, which reduces the effort in component production drops and the engine as a whole cheaper can be.
Der Mehraufwand für einen prophylaktischen Komponentenaustausch überkompensiert die Aufwandseinsparung nicht, da ein prophylaktischer Austausch von Komponenten nur in den wenigen Fällen auftreten wird, in denen eine außergewöhnlich hohe Belastung vorliegt. Solche Fälle sind jedoch statistisch äußerst selten.Of the Additional expenses for a prophylactic component exchange overcompensates the cost savings not, as a prophylactic exchange of components only in the few cases occur which is an exceptionally high load is present. Such cases are statistically extremely rare.
Die Erfindung zielt also darauf ab, die in der Brennkraftmaschine real auftretenden Bedingungen zu erfassen und auszu werten. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die erfassten Betriebsparameter (z. B. Höhe und Anzahl der Druckamplituden) ausgewertet und zu einem Lastkollektiv zusammengefasst. Ein Vergleich mit einem zulässigen Lastkollektiv, das eine Eingriffsgrenze definiert, wird festgestellt, ob eine Belastung der Komponente auftrat, welche einen Ausfall zu wahrscheinlich werten lässt. Wenn also ein kritischer Wert (z. B. Anzahl der Druckamplituden) erreicht ist, wird das Warnsignal erzeugt.The Invention thus aims to real in the internal combustion engine to record and evaluate occurring conditions. In a preferred embodiment According to the invention, the acquired operating parameters (eg height and number the pressure amplitudes) evaluated and summarized to a load collective. A comparison with a permissible one Load collective defining an intervention limit is determined whether a load of the component occurred, which a failure too likely to be valued. So if a critical value (eg number of pressure amplitudes) is reached, the warning signal is generated.
Das Warnsignal kann mehrstufig ausgebildet sein. In einer ersten Stufe kann ein Signal abgegeben werden, das auf die ausfallgefährdete Komponente hinweist. In einer zweiten Stufe, z. B. bei nochmals gestiegener Ausfallwahrscheinlichkeit (Überschreitung einer zweiten Eingriffsgrenze), kann ein Betrieb der Brennkraftmaschine zwangseingeleitet werden, der die ausfallgefährdete Komponente schont. Dies kann beispielsweise eine Leistungsreduzierung der Brennkraftmaschine sein. Auch können die Stufen komponentenabhängig gewählt werden, so daß je nach Komponente die erste oder zweite Stufe gewählt wird.The Warning signal can be configured in several stages. In a first stage A signal indicating the component which is at risk of failure can be emitted. In a second stage, z. B. at even increased probability of failure (Transgression a second intervention limit), an operation of the internal combustion engine Forced, which protects the component at risk of failure. This can For example, a power reduction of the internal combustion engine be. Also can the levels are component-dependent chosen be, so that depending on Component is selected the first or second stage.
Die statistische Auswertung ist, wie bereits erwähnt, zweckmäßig durch ein Lastkollektiv zu erreichen, indem für mindestens eine Komponente die Werte der Betriebsparameter oder des Betriebsparameters zu einem Lastkollektiv kumuliert werden, so dass für die Komponente ein individuell zusammengestelltes Lastkollektiv erhalten wird. Der Vergleich mit einer dem Lastkollektiv zugeordneten, komponentenspezifischen Eingriffsgrenze kann dann die Erzeugung des Warnsignals erreichen. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass der Tatsache Rechnung getragen werden kann, dass die Betriebsparameter unterschiedliche Belastungsrelevanz für die Komponenten haben. So sind beispielsweise für einen Druckspeicher einer Brennkraftmaschine im wesentlichen der Druck im Druckspeicher und Druckspitzen von Bedeutung. Die Zahl der ausgeführten Einspritzungen ist für den Druckspeicher zum Beispiel nicht belastungsrelevant.As already mentioned, the statistical evaluation is expediently to be achieved by a load collective in that for at least one component the values of the operating parameters or of the operating parameter are cumulated to form a load collective, so that an individually compiled load spectrum is obtained for the component. The comparison with a load-specific associated, component-specific intervention limit can then reach the generation of the warning signal. This approach has the advantage that the fact that the operating parameters have different load relevance for the components can be taken into account. Thus, for example, for a pressure accumulator of an internal combustion engine essentially the pressure in the pressure accumulator and pressure peaks of importance. The number of injections performed is not relevant to the pressure accumulator, for example.
Besonders bevorzugt ist das Verfahren natürlich in einer Ausführungsform, in der mehrere Komponenten gleichzeitig überwacht werden, wobei für jede Komponente ein individuell zusammengestelltes Lastkollektiv erzeugt wird, mit einer in der zugeordneten Eingriffsgrenze verglichen und bei einer Überschreitung der Eingriffsgrenze das die betroffene Komponente anzeigende Warnsignal erzeugt wird.Especially preferably, the method is natural in an embodiment, in which multiple components are monitored simultaneously, with each component an individually assembled load spectrum is generated with one compared in the associated intervention limit and when exceeded the intervention limit the warning signal indicating the affected component is produced.
Eine besonders einfache Ausführung des Lastkollektivs bzw. der statistischen Auswertung verwendet eine Häufigkeitsverteilung der Werte der herangezogenen Betriebsparameter.A particularly simple design of the load collective or the statistical evaluation uses a frequency distribution the values of the used operating parameters.
Die Eingriffsgrenze, ab der das Warnsignal erzeugt wird, legt fest, welche Belastung statistisch noch nicht zu einem Ausfall der betroffenen Komponente führen wird bzw. welche mit einer Ausfallwahrscheinlichkeit gerade noch hinzunehmen ist. Die Eingriffsgrenze hängt also im wesentlichen von der Festigkeit der Komponente und der gewünschten Ausfallsicherheit ab. Es ist deshalb bevorzugt, die Ausfallwahrscheinlichkeit/Einfallsgrenze abhängig von einer für die Komponente vorgegebenen Normbelastung oder einer für die Komponente definierten Spitzenbelastung zu wählen.The Limit of intervention, from which the warning signal is generated, specifies which strain statistically does not yet cause a failure of the affected Lead component is or which with a probability of default just barely is to be accepted. The intervention limit thus depends essentially on the strength of the component and the desired reliability. It is therefore preferable to have the probability of default / incidence limit dependent from one for the component predetermined standard load or one for the component defined peak load.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft anzuwenden bei einer Brennkraftmaschine, die Kraftstoff direkt aus einem Druckspeicher einspritzt. Die Komponenten können dann aus folgender Gruppe ausgewählt werden: Kraftstoff-Pumpe, Kraftstoff-Druckspeicher, Kraftstoff-Injektor, Kraftstoff-Drucksensor, Kraftstoff-Leitungssystem.The Invention is particularly advantageous to apply in an internal combustion engine, the fuel is injected directly from a pressure accumulator. The components can then selected from the following group be: fuel pump, fuel pressure accumulator, fuel injector, Fuel pressure sensor, fuel pipe system.
Die Betriebsparameter können aus folgender Gruppe ausgewählt werden: Mittel- oder Spitzendruck im Kraftstoff-Druckspeicher, Anzahl der Einspritzungen, Kraftstofftemperatur, Umgebungstemperatur, Fördergrad der Kraftstoff-Pumpe, Drehzahl der Brennkraftmaschine, Last der Brennkraftmaschine.The Operating parameters can selected from the following group are: mean or peak pressure in the fuel pressure accumulator, number of injections, Fuel temperature, ambient temperature, fuel pump delivery rate, Speed of the internal combustion engine, load of the internal combustion engine.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann natürlich auch von einem entsprechend ausgestalteten Steuergerät an der Brennkraftmaschine ausgeführt werden. Die Ausgestaltung kann dabei insbesondere auch durch ein Software-Programm erfolgen, das einen das Verfahren ausführenden Betrieb am Steuergerät bewirkt.The inventive method can of course also by a suitably designed control unit on the Internal combustion engine are running. The embodiment can in particular also by a software program take place, which causes the process performing an operation on the control unit.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combinations, but also in others Combinations or stand alone, without the frame to leave the present invention.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:following For example, with reference to the attached drawings, which also reveal features essential to the invention, explained in even greater detail. It demonstrate:
Im
Druckspeicher
Bei
der Brennkraftmaschine
Allen
Systemen ist gemein, dass sie über
einen Drucksensor
Das
Steuergerät
Das
Steuergerät
Komponentenindividuell
fließen
nun die Werte der Betriebsparameter in ein Lastkollektiv ein. Dies sei
exemplarisch anhand der
Das
Lastkollektiv gemäß Kurve
Exemplarisch
sei dies anhand der
Ein Überschreiten
der Kurve
Überschreitet
nun das aktuell vorliegende Lastkollektiv gemäß
Die erfassten Werte werden dann in einem Schritt S3 zu einem Lastkollektiv L zusammengestellt. Anschließend wird in einem Schritt S4 abgefragt, ob das Lastkollektiv L die Eingriffsgrenze E überschritten hat.The acquired values then become a load collective in a step S3 L compiled. Subsequently In a step S4 it is queried whether the load collective L is the intervention limit E exceeded Has.
Ist das der Fall (J-Verzweigung) wird das Warnsignal W in Schritt S5 erzeugt. Wurde die Eingriffsgrenze E nicht überschritten (N-Verzweigung) wird vor Schritt S2 zurückgesprungen und das Verfahren fortgesetzt.is That is, the case (J branch) becomes the warning signal W in step S5 generated. If the intervention limit E was not exceeded (N-branch) becomes jump back before step S2 and the process continued.
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