DE102020126900A1 - Method for detecting an oil condition of an operating oil, open-loop and closed-loop control device and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls in einem Motor (101) einer Brennkraftmaschine (100), insbesondere für einen Diesel-, Otto- oder Gasmotor, wobei die Brennkraftmaschine aufweist:- ein Ölleitsystem (104) mit einem Ölfilter (1F) für das Betriebsöl (1B) und eine Öl-Differenzdruck-Messeinrichtung (IM) ausgebildet zum Erfassen einer Öldruck-Differenz (Δpi) oder dergleichen Öldruck-Relation des Betriebsöls über den Ölfilter (1F) im Ölleitsystem (104),- eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (10), insbesondere zum Steuern und Regeln der Brennkraftmaschine, mit einem Analysemodul (10.2) für den Öl-Differenzdruck (Δpi), wobei- der Öl-Differenzdruck (Δpi) in Bezug auf eine Betriebsdauer (hB) der Brennkraftmaschine in dem Analysemodul (10.2) verarbeitet wird.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Anzahl den Öl-Differenzdruck (Δpi) berücksichtigende Relationsgrößen-Werte (R1, R2, R3,.., Ri) in Bezug auf eine Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkten (hi) angegeben wird, und- die Anzahl Relationsgrößen-Werte (R1, R2, R3,.., Ri) einer Trendentwicklung (E) über die Betriebsdauer-Zeitpunkte (hi) zugeordnet wird, und- für einen weiteren zur Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkten (hi) hinzutretenden Betriebsdauer-Zeitpunkt (hi) ein weiterer Relationsgrößen-Wert (Ri+1) in Bezug auf eine vermittels wenigstens des einen weiteren Relationsgrößen-Wertes (Ri+1) bewirkte Trendabweichung (ΔT) von der Trendentwicklung (E) analysiert wird, insbesondere mittels einer geänderten Trendentwicklung.The invention relates to a method for detecting an oil condition of an operating oil in an engine (101) of an internal combustion engine (100), in particular for a diesel, Otto or gas engine, the internal combustion engine having: - an oil control system (104) with an oil filter (1F ) for the operating oil (1B) and an oil differential pressure measuring device (IM) designed to detect an oil pressure difference (Δpi) or the like oil pressure relation of the operating oil via the oil filter (1F) in the oil control system (104), - a control and/or control device (10), in particular for controlling and regulating the internal combustion engine, with an analysis module (10.2) for the oil differential pressure (Δpi), wherein- the oil differential pressure (Δpi) in relation to an operating time (hB) of the internal combustion engine is processed in the analysis module (10.2).According to the invention, it is provided that a number of the oil differential pressure (Δpi) taking into account relation variable values (R1, R2, R3,.., Ri) in relation to a number of operating time points in time (hi) is specified, and- the number of relational values (R1, R2, R3,.., Ri) is assigned to a trend development (E) over the operating time points (hi), and- for another to the number of operating times - points in time (hi) adjoining operating time point (hi) a further relation variable value (Ri+1) in relation to a trend deviation (ΔT) from the trend development (E) caused by means of at least one further relation variable value (Ri+1) is analyzed, in particular by means of a changed trend development.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls in einem Motor einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch eine Steuer- und Regeleinrichtung sowie eine entsprechende Brennkraftmaschine mit der Steuer- und Regeleinrichtung.The invention relates to a method for detecting an oil condition of an operating oil in an engine of an internal combustion engine according to the preamble of
Ein Verfahren zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls für einen Motor einer Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Diesel-, Otto-oder Gasmotor, ist als solches allgemein bekannt.A method for detecting an oil condition of an operating oil for an engine of an internal combustion engine, in particular for a diesel, Otto or gas engine, is generally known as such.
Allerdings kann eine auf maßgeblichen Effekten beruhende Zustandsänderung des Betriebsöls durch Ölniveausensoren allein nicht zwingend festgestellt werden. Ein Grund liegt darin, dass beispielsweise eine Volumenzunahme infolge in den Ölkreislauf gelangten Dieselkraftstoff in Konkurrenz zum Ölverbrauch steht. Außerdem sind Niveausensoren mit zusätzlichen Kosten verbunden. Es wurde aber erkannt, dass eine Ölqualität von besonderer Bedeutung für die Lebensdauer eines Motors ist und grundsätzlich auf dem Prinzip einer Öl-Differenzdruck-Messung basieren sollte.However, a change in the condition of the operating oil based on significant effects cannot necessarily be determined by oil level sensors alone. One reason is that, for example, an increase in volume as a result of diesel fuel entering the oil circuit competes with oil consumption. In addition, level sensors are associated with additional costs. However, it was recognized that oil quality is of particular importance for the service life of an engine and should basically be based on the principle of oil differential pressure measurement.
Eine Brennkraftmaschine weist dazu auf: einem Ölleitsystem umfassend einen Ölfilter für das Betriebsöl und eine Öl-Differenzdruck-Messeinrichtung, insbesondere mit einem in Strömungsrichtung vor dem Ölfilter angeordneten ersten Drucksensor und einem in Strömungsrichtung nach dem Ölfilter angeordneten zweiten Drucksensor, ausgebildet zum Erfassen einer Öldruck-Differenz oder dergleichen Öldruck-Relation des Betriebsöls über den Ölfilter im Ölleitsystem.For this purpose, an internal combustion engine has: an oil supply system comprising an oil filter for the operating oil and an oil differential pressure measuring device, in particular with a first pressure sensor arranged upstream of the oil filter in the direction of flow and a second pressure sensor arranged downstream of the oil filter in the direction of flow, designed to detect an oil pressure Difference or similar oil pressure relation of the operating oil via the oil filter in the oil supply system.
Eine Öl-Differenzdruck-Messeinrichtung weist insbesondere einen in Strömungsrichtung vor dem Ölfilter angeordneten ersten Drucksensor und einen in Strömungsrichtung nach dem Ölfilter angeordneten zweiten Drucksensor auf. Damit kann ein erster Öldruck vor dem Ölfilter mittels dem ersten Drucksensor und ein zweiter Öldruck nach dem Ölfilter mittels dem zweiten Drucksensor erfasst und/oder angegeben werden, um daraus die Öldruck-Differenz zu bilden. Eine Öl-Differenzdruck-Messeinrichtung kann beispielsweise auch im Rahmen einer Öldruckmaximalregelung und/oder mit einem Übersteuerventil realisiert werden. Insbesondere könnte dies einen Drucksensor ersetzen, wenn man einen der beiden Druckwerte als konstant annehmen könnte.An oil differential pressure measuring device has in particular a first pressure sensor arranged upstream of the oil filter in the direction of flow and a second pressure sensor arranged downstream of the oil filter in the direction of flow. A first oil pressure upstream of the oil filter can thus be detected and/or specified using the first pressure sensor and a second oil pressure downstream of the oil filter using the second pressure sensor, in order to form the oil pressure difference therefrom. An oil differential pressure measuring device can also be implemented, for example, as part of a maximum oil pressure regulation and/or with an override valve. In particular, this could replace a pressure sensor if one could assume one of the two pressure values to be constant.
Eine eingangs genannte Brennkraftmaschine weist weiter eine an sich bekannte Steuer- und/oder Regeleinrichtung auf, mit einem Analysemodul für den Öl-Differenzdruck oder dergleichen Öldruck-Relation, wobei der Öl-Differenzdruck oder dergleichen Öldruck-Relation über den Ölfilter in Bezug auf eine Betriebsdauer der Brennkraftmaschine in dem Analysemodul verarbeitet wird.An internal combustion engine mentioned at the outset also has a control and/or regulating device known per se, with an analysis module for the differential oil pressure or similar oil pressure relation, the differential oil pressure or similar oil pressure relation across the oil filter in relation to an operating period the internal combustion engine is processed in the analysis module.
Ein solches eingangs genanntes Verfahren zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls für einen Motor einer Brennkraftmaschine ist grundsätzlich bekannt aus
Wünschenswert ist es, unabhängig von einer Betriebspunktvorgabe solcher Art, einen Ölzustand eines Betriebsöls erfassen zu können, und dabei gleichwohl übermäßige Schwankungen betreffend Ölzustandsaussagen vermeiden zu können.It is desirable to be able to detect an oil condition of an operating oil independently of an operating point specification of this type, and at the same time to be able to avoid excessive fluctuations in statements about the oil condition.
Wünschenswert ist es gleichwohl, Synergien einer Ölfilter- und Ölzustandsbestimmung zu berücksichtigen bei einem auf einer Öl-Differenzdruck-Messung basierenden Erfassen eines Ölzustandes.It is nevertheless desirable to take into account synergies of an oil filter and oil condition determination when detecting an oil condition based on an oil differential pressure measurement.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Ölzustandes eines Betriebsöls in einem Motor einer Brennkraftmaschine sowie eine Steuer- und Regeleinrichtung und eine Brennkraftmaschine anzugeben, mittels der wenigstens einer der oben genannten Aspekte berücksichtigt, insbesondere verbessert werden kann. Vorzugsweise soll das Verfahren und die Vorrichtung in verbesserter Weise die im Stand der Technik bekannten Probleme bei einem Erfassen eines Ölzustandes vermeiden.This is where the invention comes in, the object of which is to specify a method and a device for detecting an oil condition of an operating oil in an engine of an internal combustion engine and a control and regulating device and an internal combustion engine, by means of which at least one of the above-mentioned aspects is taken into account in particular can be improved. The method and the device should preferably avoid the problems known in the prior art when detecting an oil condition in an improved manner.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es vor allem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Ölzustands anzugeben, welches ein Erfassen einer Öldruck-Differenz oder dergleichen Öldruck-Relation des Betriebsöls über den Ölfilter im Ölleitsystem nutzt. Insbesondere soll dies in einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Weise erfolgen. Insbesondere soll eine vom Betriebszustand eines Motors weitgehend unabhängige Erfassung und Aussage über den Ölzustand möglich sein.The object of the present invention is primarily to specify a method and a device for detecting an oil condition, which uses a detection of an oil pressure difference or similar oil pressure relation of the operating oil via the oil filter in the oil supply system. In particular, this should be done in a way that is improved compared to the prior art. In particular, it should be possible to record and obtain information about the oil condition that is largely independent of the operating condition of an engine.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.With regard to the method, this object is achieved by a method according to
Die Erfindung geht zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls in einem Motor einer Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Diesel-, Otto- oder Gasmotor, davon aus, dass die Brennkraftmaschine folgende Merkmale aufweist:
- - ein Ölleitsystem mit einem Ölfilter für das Betriebsöl und eine Öl-Differenzdruck-Messeinrichtung ausgebildet zum Erfassen einer Öldruck-Differenz oder dergleichen Öldruck-Relation des Betriebsöls im Ölleitsystem über den Ölfilter,- eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, insbesondere zum Steuern und Regeln der Brennkraftmaschine, mit einem Analysemodul für den Öl-Differenzdruck oder dergleichen Öldruck-Relation, wobei
- - der Öl-Differenzdruck oder dergleichen Öldruck-Relation über den Ölfilter in Bezug auf eine Betriebsdauer der Brennkraftmaschine in dem Analysemodul verarbeitet wird.
- - an oil control system with an oil filter for the operating oil and an oil differential pressure measuring device designed to detect an oil pressure difference or similar oil pressure relation of the operating oil in the oil control system via the oil filter, - a control and/or regulating device, in particular for controlling and regulating the internal combustion engine, with an analysis module for the oil differential pressure or the like oil pressure relation, wherein
- - The oil differential pressure or the like oil pressure relation across the oil filter in relation to an operating time of the internal combustion engine is processed in the analysis module.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zunächst eine Anzahl den Öl-Differenzdruck oder dergleichen Öldruck-Relation berücksichtigende Relationsgrößen-Werte in Bezug auf eine Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkten angegeben wird. Unter einem so bezeichneten Relationsgrößen-Wert für einen Öl-Differenzdruck ist insofern zunächst allgemein ein Wert zu verstehen, der den Öl-Differenzdruck als Relation des Öldrucks vor und nach dem Filter ausdrückt; d.h. dies kann eine Differenz, ein Quotient oder eine sonstige Relation sein, die den Öldruck vor und nach dem Filter in Beziehung setzt; also der Öldruck-Relation einen quantitativen Wert zuordnet. Ein dementsprechender Relationsgrößen-Wert kann bevorzugt in Bezug auf eine Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkte angegeben werden.According to the invention, it is provided that a number of relation variable values taking into account the oil differential pressure or a similar oil pressure relation is specified in relation to a number of operating time points in time. A relation variable value for a differential oil pressure referred to in this way is to be understood first of all in general as a value which expresses the differential oil pressure as a relation of the oil pressure upstream and downstream of the filter; i.e. this can be a difference, a quotient or some other relation that relates the oil pressure before and after the filter; i.e. assigns a quantitative value to the oil pressure relation. A corresponding relation variable value can preferably be specified in relation to a number of operating time points in time.
Die Erfindung hat darüber hinaus erkannt, dass die Anzahl Relationsgrößen-Werte einer Trendentwicklung über die Betriebsdauer-Zeitpunkte zugeordnet werden kann. Unter einer Trendentwicklung ist diesbezüglich grundsätzlich jede erkennbare, insbesondere analysierend beschreibbare Angabe einer Entwicklung der Relationsgrößen-Werte über die Betriebsdauer-Zeitpunkte zu verstehen, insbesondere eine ggfs. rechnerisch interpolierbare oder auf sonstige Weise nachvollziehbar mathematische Angabe einer Entwicklung der Relationsgrößen-Werte über die Betriebsdauer-Zeitpunkte.The invention has also recognized that the number of relational variable values can be assigned to a trend development over the operating time points in time. In this respect, a trend development is to be understood in principle as any recognizable, in particular analytically describable, indication of a development of the relational values over the operating time points, in particular a possibly computationally interpolated or otherwise comprehensible mathematical indication of a development of the relational values over the operating time. times.
Dazu kann in nicht einschränkender Weise beispielhaft genannt werden, dass eine Trendentwicklung über die Betriebsdauer-Zeitpunkte die Angabe einer interpolierenden Ausgleichskurve für die Relationsgrößen-Werte für einen Öl-Differenzdruck über die Betriebsdauer-Zeitpunkte umfassen kann; beispielsweise als eine Regressionsgerade auf Grundlage der Methode der kleinsten Fehlerquadrate. Insbesondere kann ein Trend die Angabe einer Steigung der interpolierenden Ausgleichskurve umfassen, vorzugsweise die Angabe einer Regressionsgeraden umfassen, oder eine Trendentwicklung kann eine Angabe einer interpolierenden --und ggfs extrapolierenden-- Ausgleichskurve, vorzugsweise Regressionsgerade, umfassen.For this purpose, it can be mentioned, in a non-limiting manner, by way of example, that a trend development over the operating time points in time can include the indication of an interpolating compensation curve for the relation variable values for a differential oil pressure over the operating time points in time; for example, as a regression line based on the least squares method. In particular, a trend can include the specification of a slope of the interpolating compensation curve, preferably include the specification of a regression line, or a trend development can include specification of an interpolating—and possibly extrapolating—compensation curve, preferably a regression line.
Es hat sich im Rahmen einer bereits hier zu erwähnenden Weiterbildung gezeigt, dass bis zu einem bestimmten Betriebszeitpunkt eine Trendentwicklung als eine Normal-Trendentwicklung bezeichnet werden kann. Unter einer Normal-Trendentwicklung eines Öl-Differenzdrucks ist vorliegend zunächst allgemein jede zu erwartende Trendentwicklung eines Öl-Differenzdrucks übe einen Öl-Filter eines bestimmten Motors zu verstehen zu verstehen, die ohne erkennbare bzw. ohne zu berücksichtigende Ölzustandsänderung im engeren Sinne verläuft.It has been shown within the scope of a development already to be mentioned here that a trend development up to a specific point in time during operation can be referred to as a normal trend development. In the present case, a normal trend development of an oil differential pressure is to be understood first of all in general as any expected trend development of an oil differential pressure across an oil filter of a specific engine, which proceeds without a recognizable change in the condition of the oil in the narrower sense or without one that needs to be taken into account.
Die Erfindung geht darüber hinaus nun von der Überlegung aus, dass ein maßgeblicher Effekt einer Ölzustandsänderung eine Änderung der Viskosität zur Folge hat; und zwar gemäß der Erkenntnis der Erfindung eine Verringerung der Viskosität. Eine Verringerung der Viskosität kann sich, wie noch erläutert wird, aus einer Öl-Verdünnung wie auch einer Öl-Alterung ergeben. Beide Effekte sind jeder Trendentwicklung überlagert, insbesondere mit zunehmender Betriebsdauer auch einer Normal-Trendentwicklung in zunehmendem Maße überlagert und gleichwohl sind sie gemäß der Erkenntnis der Erfindung damit im Vergleich zu dieser erkennbar. Beide Effekte sind darüber hinaus im Rahmen einer Öldruck-Differenz oder dergleichen Öldruck-Relation des Betriebsöls über den Ölfilter im Ölleitsystem auch gegenüber einem Filterwechsel erkennbar; ein Filterwechsel hat zwar Minderung auch eher eine Minderung der Öldruck-Differenz zur Folge, aber eine vergleichsweise plötzliche Minderung der Öldruck-Differenz im Vergleich zu allen anderen Änderungen.In addition, the invention is now based on the consideration that a significant effect of a change in the condition of the oil results in a change in viscosity; and according to knowledge of the invention a reduction in viscosity. As will be explained, a reduction in viscosity can result from oil dilution as well as oil aging. Both effects are superimposed on every trend development, in particular with increasing operating time also on a normal trend development to an increasing extent and, according to the knowledge of the invention, they are therefore recognizable in comparison to this. In addition, both effects can be seen in the context of an oil pressure difference or similar oil pressure relation of the operating oil via the oil filter in the oil supply system, even compared to a filter change; a filter change does result in a reduction in the oil pressure difference, but a comparatively sudden reduction in the oil pressure difference compared to all other changes.
Die Erfindung geht also weiter von der wegweisenden Überlegung aus, dass die vorgenannte Art maßgeblicher Effekte einer Ölzustandsänderung --insbesondere beruhend auf einer Öl-Verdünnung wie auch einer Öl-Alterung-- dennoch mittels einem Differenzdruck über einen Ölfilter gemessen werden können, insbesondere wenn sie einer Normal-Trend-Entwicklung eines Öl-Differenzdrucks überlagert sind. In beiden Fällen einer Öl-Verdünnung wie auch einer Öl-Alterung Fall liegt eine Verringerung der Viskosität vor, die somit grundsätzlich als eine Minderung einer Öldruck-Differenz erkennbar sein wird. Jedoch erfolgt eine diesbezügliche Erkennung mittels einer verlässlicheren Vorgehensweise nach der Erkenntnis der Erfindung, die anders und verbessert ist im Vergleich zu Konzepten aus dem Stand der Technik. Die sachgerechte Zuordnung einer Anzahl von Relationsgrößen-Werte zu einer Trendentwicklung über die Betriebsdauer-Zeitpunkte hat sich hier als überlegen gegenüber dem Stand der Technik erwiesen.The invention is also based on the groundbreaking idea that the aforementioned type of significant effects of a change in the condition of the oil -- in particular based on oil dilution and oil aging -- can nevertheless be measured by means of a differential pressure across an oil filter, especially if they are superimposed on a normal trend development of an oil differential pressure. In both cases of oil dilution as well as oil aging, there is a reduction in viscosity, which is therefore generally recognizable as a reduction in an oil pressure difference. However, such a detection is made using a more reliable approach according to the invention, which is different and improved compared to prior art concepts. The appropriate assignment of a number of relational variable values to a trend development over the operating time points has proven to be superior to the prior art.
So hat die Erfindung zunächst erkannt, dass im Rahmen einer Öl-Alterung, die Viskosität im Wesentlichen mit der Zeit abnehmen sollte, da die langkettigen Kohlenwasserstoffketten durch mechanische Scherkräfte zerteilt werden. Im Rahmen einer Öl-Verdünnung sollte die Viskosität ebenfalls abnehmen, aber aufgrund anderer Prozesse auf einer anderen Zeitskala. Bei einer Öl-Verdünnung liegt somit ebenfalls ein Differenzdruckverlust als ein Beitrag zum Trend vor, der eine Entwicklung nach unten aufweist im Vergleich zu einer bisherigen Trendentwicklung und insbesondere Vergleich zu einer Normal-Trendentwicklung bis zu einem bestimmten Betriebszeitpunkt.Thus, the invention initially recognized that as part of oil aging, the viscosity should essentially decrease over time, since the long-chain hydrocarbon chains are broken up by mechanical shearing forces. In the course of oil dilution, the viscosity should also decrease, but due to different processes on a different time scale. In the case of oil dilution, there is also a differential pressure loss as a contribution to the trend, which shows a downward development compared to a previous trend development and in particular compared to a normal trend development up to a specific operating time.
Die Erfindung hat dementsprechend darüber hinaus erkannt, dass für einen weiteren zur Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkten hinzutretenden Betriebsdauer-Zeitpunkt ein weiterer Relationsgrößen-Wert in Bezug auf eine vermittels wenigstens des einen weiteren Relationsgrößen-Wertes bewirkte relevante Trendabweichung ganz allgemein analysiert wird mittels einer geänderten Trendentwicklung.The invention has accordingly also recognized that for a further operating time point in time that is added to the number of operating time points, a further relation variable value is analyzed very generally with regard to a relevant trend deviation caused by at least one further relation variable value by means of a changed trend development .
Konkret hat die Erfindung erkannt, dass auch unabhängig von der Art eines Motors, wie für einen Diesel-, Otto- oder Gasmotor, eine relevante Trendabweichung von der Trendentwicklung analysiert werden kann mittels bereits einer geänderten Trendentwicklung, insbesondere im Vergleich zu einer Normal-Trendentwicklung zu einem bestimmten Betriebszeitpunkt.In concrete terms, the invention has recognized that, regardless of the type of engine, such as a diesel, Otto or gas engine, a relevant trend deviation from the trend development can be analyzed using a trend development that has already changed, in particular in comparison to a normal trend development a specific operating time.
Beispielsweise ist eine relevante Trendabweichung, insbesondere Trendabweichung von einer Normal-Trendentwicklung, in Folge einer geänderten Trendentwicklung bevorzugt erkennbar in einer signifikanten Änderung der vorgenannten Ausgleichskurve vermittels des wenigstens einen weiteren Relationsgrößen-Wertes. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel sei erwähnt, dass eine Trendabweichung beispielsweise eine Angabe zu einer Steigungsänderung der Ausgleichskurve, vorzugsweise Regressionsgerade, umfassen kann, wenn ein neuer Relationsgrößen-Wert über einen neuen Betriebsdauer-Zeitpunkt zur vorhandenen Menge an Relationsgrößen-Werte hinzutritt. Eine solche signifikante Änderung der vorgenannten Ausgleichskurve vermittels des wenigstens einen weiteren Relationsgrößen-Wertes ist nicht auf eine Änderung einer Steigung beschränkt, sie kann grundsätzlich auch in einer Änderung einer Krümmung erkennbar sein. Sie ist aber vor allem nicht ausschließlich auf eine Abnahme einer Amplitude angewiesen. Vielmehr hat die Erfindung erkannt, dass ganz allgemein das Erkennen mittels einer geänderten Trendentwicklung im Vergleich zu einer bisherigen Trendentwicklung---sozusagen im Vergleich zu einer Motor spezifischen Vorgeschichte-- jedenfalls maßgebliche Öl-Änderungen wie eine Öl-Alterung oder eine Öl-Alterung erkennbar macht.For example, a relevant trend deviation, in particular a trend deviation from a normal trend development, as a result of a changed trend development can preferably be recognized in a significant change in the above-mentioned compensation curve using the at least one further relation variable value. Merely as a non-limiting example, it should be mentioned that a trend deviation can include, for example, an indication of a change in slope of the regression curve, preferably a regression line, if a new relational value over a new operating time point in time is added to the existing set of relational values. Such a significant change in the above-mentioned compensating curve by means of the at least one further relation variable value is not limited to a change in slope, it can also be recognized in principle in a change in curvature. Above all, however, it is not exclusively dependent on a decrease in an amplitude. Rather, the invention has recognized that in general the detection by means of a changed trend development in comparison to a previous trend development--so to speak, in comparison to an engine-specific history--in any case significant oil changes such as oil aging or oil aging can be identified might.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Steuer- und Regeleinrichtung gemäß dem Anspruch 20 und eine Brennkraftmaschine gemäß dem Anspruch 24.Furthermore, the invention relates to a control and regulating device according to claim 20 and an internal combustion engine according to claim 24.
Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Steuern und/oder Regeln einer Brennkraftmaschine ist zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls für einen Motor der Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Diesel- Otto-oder Gasmotor, ausgebildet, ein Verfahren gemäß dem Konzept der Erfindung auszuführen und weist dazu ein Analysemodul für einen Öl-Differenzdruck auf.The control and/or regulating device for controlling and/or regulating an internal combustion engine is designed to detect an oil condition of an operating oil for an engine of the internal combustion engine, in particular for a diesel, Otto or gas engine, to carry out and has a method according to the concept of the invention an analysis module for an oil differential pressure.
Das Analysemodul ist insbesondere ausgebildet, den ersten und zweiten Öldruck mittels einer diese berücksichtigende Relationsgröße in Bezug auf eine Betriebsdauer der Brennkraftmaschine zu verarbeiten und dazu die erfindungsgemäßen Schritte des Verfahrens auszuführen.The analysis module is designed, in particular, to relate the first and second oil pressure by means of a relation variable that takes them into account to process the operating time of the internal combustion engine and to carry out the steps of the method according to the invention.
Die Brennkraftmaschine weist ein Ölleitsystem umfassend einen Ölfilter für das Betriebsöl und eine Öl-Differenzdruck-Messeinrichtung, insbesondere mit einem in Strömungsrichtung vor dem Ölfilter angeordneten ersten Drucksensor und einem in Strömungsrichtung nach dem Ölfilter angeordneten zweiten Drucksensor auf, die ausgebildet sind zum Erfassen und Angeben eines ersten Öldrucks vor dem Ölfilter mittels des ersten Drucksensors und eines zweiten Öldrucks nach dem Ölfilter mittels des zweiten Drucksensors, wobei die Brennkraftmaschine weiter eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach dem Konzept der Erfindung aufweist.The internal combustion engine has an oil control system comprising an oil filter for the operating oil and an oil differential pressure measuring device, in particular with a first pressure sensor arranged upstream of the oil filter in the direction of flow and a second pressure sensor arranged downstream of the oil filter in the direction of flow, which are designed to detect and indicate a first oil pressure before the oil filter by means of the first pressure sensor and a second oil pressure after the oil filter by means of the second pressure sensor, the internal combustion engine also having a control and/or regulating device based on the concept of the invention.
Zusammenfassend wurde von der Erfindung grundsätzlich erkannt, dass eine Öl-Differenzdruck-Messung zu den vorgenannten maßgeblichen Effekten gerade über einen Filter besondere Vorteile hat, wenn maßgebliche Effekte einer Ölzustandsänderung --insbesondere aus einer Öl-Verdünnung und/oder einer Öl-Alterung-- infolge von Erkenntnissen zur Änderung der Viskosität beurteilt werden. Die Erfindung hat somit erstmals erkannt, dass relevante Ölzustandsänderungen solcher Art zurückgehen auf eine Viskositätsverringerung und dennoch mit einer sachgerechten Trendanalyse allgemein als Änderungen im Trend erkennbar sind, d.h. mittels einer geänderten Trendentwicklung im Vergleich zu einer bisherigen Trendentwicklung. In summary, the invention has fundamentally recognized that measuring the oil differential pressure has particular advantages in addition to the above-mentioned significant effects, especially via a filter, if significant effects of a change in the condition of the oil --in particular from oil dilution and/or oil aging-- be assessed as a result of insights into the change in viscosity. The invention has thus recognized for the first time that relevant oil state changes of this type are based on a reduction in viscosity and are nevertheless generally recognizable as changes in the trend with a proper trend analysis, i.e. by means of a changed trend development compared to a previous trend development.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims and specify advantageous possibilities in detail for realizing the concept explained above within the scope of the task and with regard to further advantages.
Gemäß der Erkenntnis einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind vor allem relevante Ölzustandsänderungen solcher Art allgemein als Änderung zum Trend und konkret im Rahmen einer abnehmenden Trendabweichung erkennbar; d.h. erkennbar als eine Abnahme zur Trendentwicklung für eine Öldruck-Differenz oder dergleichen Öldruck-Relation des Betriebsöls über den Ölfilter im Ölleitsystem. Insbesondere für einen Diesel- oder Otto-Motor hat sich gezeigt im Rahmen der Weiterbildung, dass eine abnehmende Öldruck-Differenz oder dergleichen Öldruck-Relation deutlich in einer Trendentwicklung zu erkennen ist mit der von der Erfindung vorgeschlagenen Vorgehensweise. Eine Abnahme zur Trendentwicklung für eine Öldruck-Differenz oder dergleichen Öldruck-Relation bedeutet hier vor allem eine Amplituden-Abnahme.According to the finding of a particularly preferred development of the invention, relevant oil state changes of this type are generally recognizable as a change to the trend and specifically as part of a decreasing trend deviation; i.e. recognizable as a decrease in trend development for an oil pressure difference or similar oil pressure relation of the operating oil via the oil filter in the oil control system. In particular for a diesel or Otto engine, the development has shown that a decreasing oil pressure difference or a similar oil pressure relationship can be clearly identified in a trend development with the procedure proposed by the invention. A decrease in the trend development for an oil pressure difference or a similar oil pressure relation primarily means a decrease in amplitude.
Vorteilhaft kann der ursprüngliche Zweck einer Ölfilterdifferenzdruck-Überwachung auch für einen Filtertausch genutzt werden. Insbesondere kann, neben einer Ölzustands-Überwachung, insbesondere eine Zustandsbestimmung betreffend eine Öl-Verdünnung und/oder Öl-Alterung zu detektieren sein. Vorteilhaft ist das Verfahren zum Erfassen eines Ölzustands jedoch nicht nur auf die Bestimmung einer Öldruck-Differenz oder dergleichen Öldruck-Relation zur Bestimmung einer Öl-Verdünnung oder einer Öl-Alterung festgelegt; vorteilhaft kann eine intelligente Auswertung dieser Öldruck-Differenz oder dergleichen Öldruck-Relation erfolgen.The original purpose of monitoring the oil filter differential pressure can also be used to advantage when replacing a filter. In particular, in addition to monitoring the condition of the oil, a determination of the condition relating to oil dilution and/or oil aging can be detected. Advantageously, however, the method for detecting an oil condition is not only limited to determining an oil pressure difference or a similar oil pressure relationship for determining oil dilution or oil aging; an intelligent evaluation of this oil pressure difference or a similar oil pressure relation can advantageously take place.
Vorteilhaft wird die über einen Filter bestimmte Öldruck-Differenz oder dergleichen Öldruck-Relation, insbesondere ein gemessener erster und zweiter Öldruckwert, zu einem Betriebsparameter unabhängigen Relationsgrößen-Wert gewandelt. Ein Betriebsparameter unabhängiger Relationsgrößen-Wert kann bevorzugt in Bezug auf eine Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkte angegeben werden. Die Betriebsparameter umfassen insbesondere Öltemperatur und Drehzahl des Motors. Eine Anzahl solcher Betriebsparameter unabhängiger Relationsgrößen-Werte, können unabhängig von den Betriebsparametern Öltemperatur und Drehzahl des Motors formuliert werden und können Betriebsparameter unabhängig in Bezug auf eine Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkte angegeben werden.The oil pressure difference determined via a filter or a similar oil pressure relation, in particular a measured first and second oil pressure value, is advantageously converted to a relation variable value independent of the operating parameter. A relation variable value that is independent of an operating parameter can preferably be specified in relation to a number of operating duration points in time. The operating parameters include, in particular, oil temperature and engine speed. A number of such operating parameters of independent relational values can be formulated independently of the operating parameters of oil temperature and engine speed, and operating parameters can be specified independently in relation to a number of operating time points in time.
Insbesondere eine solche Normal-Trendentwicklung kann -ggfs. wie sich zeigt motorabhängig-als grundsätzlicher Standard vorgegeben werden. Zu einer solchen Normal-Trendentwicklung kann zu der für einen weiteren zur Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkten hinzutretenden weiteren Betriebsdauer-Zeitpunkt ein Vergleich vorgenommen werden; nämlich um eine vermittels des wenigstens einen weiteren Relationsgrößen-Wertes bewirkte relevante Trendabweichung von der bis dahin vorliegenden Trendentwicklung festzustellen, d.h. insbesondere festzustellen zu der als Normal-Trendentwicklung bezeichneten Trendentwicklung.In particular, such a normal trend development can -possibly. as can be seen, depending on the engine, as a basic standard. A comparison can be made with such a normal trend development for a further operating time point in time that is added to the number of operating time points; namely in order to determine a relevant trend deviation from the trend development that has been present up to that point, i.e. in particular to determine the trend development referred to as normal trend development, caused by means of the at least one further relation variable value.
Es kann im Rahmen einer zuvor bereits erwähnten Weiterbildung vorteilhaft unter bestimmten Bedingungen von einer bestimmten Normal-Trendentwicklung ausgegangen werden; z.B. wenn man das Verhalten eines Motors voraussetzt, der keine Ölzustandsänderung im engeren Sinne zeigt.Within the framework of a further development already mentioned, a certain normal trend development can advantageously be assumed under certain conditions; e.g. if one assumes the behavior of an engine that does not show any change in the condition of the oil in the narrower sense.
In einer ersten Variante einer Weiterbildung kann --beispielsweise vornehmlich bei einem Diesel- oder Otto-Motor-- von einem zunehmenden Trend beim Verhalten eines Öl-Differenzdruck oder dergleichen Öldruck-Relation ausgegangen werden und in einer zweiten Variante einer Weiterbildung kann --beispielsweise vornehmlich bei einem Gas-Motor-- von einem gleichbleibenden oder abnehmenden Trend eines Öl-Differenzdruck oder dergleichen Öldruck-Relation ausgegangen werden. Beide Varianten sind weiter unten erläutert sind.In a first variant of a development, for example primarily in a diesel or Otto engine, an increasing trend in the behavior of an oil differential pressure or similar oil pressure relation can be assumed and in a second variant of a further development - for example primarily in a gas engine a constant or decreasing trend of an oil differential pressure or similar oil pressure relation can be assumed. Both variants are explained below.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht beispielsweise vor, dass ein Norm-Kennfeld von Normdifferenzdrücken --umfassend Öldruck berücksichtigende Relationsgrößen auf Basis von „normalen Differenzdrücken“-(vorzugsweise eines gesunden Motors mit neuem Öl und neuen Filter oder gemäß einem sonstigen Goldstandard) in Abhängigkeit von Öltemperatur und Drehzahl zur Verfügung steht. Ein solches Norm-Kennfeld von Normdifferenzdrücken kann beispielsweise auf einem Prüfstand für eine bestimmten Motrotyp eingelernt werden und in einer Steuerung eines jeden Motors des Motortyps zur Verfügung stehen.A preferred development provides, for example, that a standard map of standard differential pressures --comprehensively considering oil pressure, relational variables based on "normal differential pressures" (preferably a healthy engine with new oil and new filter or according to another gold standard) as a function of oil temperature and speed is available. Such a standard characteristics map of standard differential pressures can be learned, for example, on a test stand for a specific engine type and can be available in a controller for each engine of the engine type.
Es kann auch ein Betriebsparameter unabhängiger Relationsgrößen-Wert beim Betrieb des Motors im Feld gewonnen werden, wenn dieser Relationsgrößen-Wert --oder vorteilhaft bereits die dazu genutzten Öldruckwerte selbst-- über Ölparameter und/oder Motorparameter gewandelt werden zu einem Wert, der unabhängig vom Betriebspunkt ist, insbesondere unabhängig von einem Ölparameter und/oder Motorparameter ist. So oder anders kann ein Relationsgrößenwert angegeben werden, der als normierter Öl-Differenzdruck diejenigen Betriebsparameter eliminiert, zu denen der Öl-Differenzdruck gemessen wurde - der unabhängige Relationsgrößen-Wert gilt dann als unabhängig vom Betriebsparameter.An operating parameter-independent relational variable value can also be obtained when the engine is operated in the field if this relational variable value --or advantageously the oil pressure values themselves used for this purpose-- are converted via oil parameters and/or engine parameters to a value that is independent of the The operating point is, in particular, independent of an oil parameter and/or engine parameter. In one way or another, a relation variable value can be specified which, as a standardized oil differential pressure, eliminates those operating parameters for which the oil differential pressure was measured - the independent relation variable value is then considered to be independent of the operating parameter.
So kann, um den Einfluss eines Betriebspunktes zu beseitigen, beispielsweise ein Relationsgrößen-Wert bei einer bestimmten Öltemperatur und Drehzahl geteilt werden durch den zugehörigen Normdifferenzdruck des Norm-Kennfelds und so als ein Betriebsparameter unabhängiger Relationsgrößen-Wert angesehen werden. Um den Einfluss eines Betriebspunktes zu beseitigen können beispielsweise in einer Variante bereits die für den Relationsgrößen-Wert genutzten Öl-Druckwerte selbst bei einer bestimmten Öltemperatur und Drehzahl jeweils geteilt werden durch den zugehörigen Norm-Öl-Druckwert eines Norm-Kennfelds; anschließend kann dann aus diesen normierten bzw. Betriebsparameter unabhängigen Öl-Druckwerten ein Betriebsparameter unabhängiger Relationsgrößen-Wert durch Differenz oder Quotientenbildung oder anders gebildet werden. Das eine oder andere Vorgehen ist je nach Umstand zweckmäßig auswählbar. Insbesondere kann zwar vorteilhaft ein Normkennkennfeld genutzt werden; dies ist aber nicht zwingend. Beispielsweise wird ein Mining-Motor nur bei vergleichsweise wenigen Betriebspunkten betrieben, z.B. bei ein bis drei Betriebspunkten; diese lassen sich auch ohne ein Normkennfeld so erfassen, dass für die Analyse der Öl-Drücke oder Öl-Differenzdrücke zur Trendentwicklung ein Betriebsparameter unabhängiger Relationsgrößen-Wert formuliert werden kann. Ein Fracking-Motor hat dagegen ein vergleichsweise breites Spektrum an Betriebspunkten, sodass hier das Erfassen eines Norm-Kennfelds von Norm-Drücken, oder NormDifferenzdrücken für einen Standard-Motor und/oder ein Standard-Betriebsöl sinnvoll ist.In order to eliminate the influence of an operating point, for example, a relational variable value at a specific oil temperature and speed can be divided by the associated standard differential pressure of the standard map and thus viewed as an operating parameter-independent relational variable value. In order to eliminate the influence of an operating point, in one variant, for example, the oil pressure values used for the relational variable value can be divided by the associated standard oil pressure value of a standard map even at a specific oil temperature and speed; An operating parameter-independent relative variable value can then be formed from these normalized or operating parameter-independent oil pressure values by difference or quotient formation or otherwise. One or the other procedure can be appropriately selected depending on the circumstances. In particular, a standard characteristics map can be used advantageously; but this is not mandatory. For example, a mining engine is only operated at comparatively few operating points, e.g. at one to three operating points; these can also be recorded without a standard characteristic map in such a way that an operating parameter independent of a relation variable value can be formulated for the analysis of the oil pressures or oil differential pressures for trend development. A fracking engine, on the other hand, has a comparatively wide range of operating points, so that it makes sense to record a standard characteristic map of standard pressures or standard differential pressures for a standard engine and/or standard operating oil.
In jedem Fall kann eine im Stand der Technik erforderliche komplizierte Auswahl nur vergleichbarer Werte für eine bestimmte Öltemperatur und für eine bestimmte Drehzahl somit entfallen, wenn direkt mit einem Betriebsparameter unabhängigen Relationsgrößen-Wert gearbeitet wird. Unter einer Trendentwicklung ist dann bevorzugt grundsätzlich jede Art einer Angabe der Betriebsparameter unabhängigen Relationsgröße über Betriebsdauer-Zeitpunkte zu verstehen. Diese kann eine Regressionsgerade auf Grundlage der Methode der kleinsten Fehlerquadrate umfassen, die beispielsweise in Form einer Kurve oder Geraden interpolierend oder extrapolierend unter Berücksichtigung der bestimmten Relationsgrößenwerte erfolgt.In any case, a complicated selection of only comparable values for a specific oil temperature and for a specific speed, which is required in the prior art, can thus be omitted if work is carried out directly with a relation variable value that is independent of the operating parameter. A trend development is then preferably to be understood in principle as any type of indication of the operating parameter-independent relation variable over operating time points in time. This can include a straight regression line based on the least squares error method, which occurs, for example, in the form of a curve or straight line, interpolating or extrapolating, taking into account the determined relation variable values.
Insbesondere bei dieser Weiterbildung mit einem Betriebsparameter unabhängigen Relationsgrößen-Wert ist erkannt worden, dass für jeden weiteren, zur Anzahl hinzutretenden Betriebszeitpunkt ein weiterer Betriebsparameter unabhängiger Relationsgrößen-Wert betreffend eine Trendabweichung des weiteren Relationsgrößenwertes von der Trendentwicklung analysiert werden kann. Diese Art einer Analyse hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da sie vergleichsweise effizient und unabhängig von Schwankungen ist - insgesamt weist das Verfahren gemäß dem Konzept der Erfindung damit eine deutlich verbesserte Resistenz gegenüber Schwankungen im Messbereich auf und damit ist die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens überlegen gegenüber anderen bekannten Verfahren.In this development in particular with an operating parameter-independent relation variable value, it has been recognized that for each additional operating point in time that is added to the number, a further operating parameter-independent relation variable value can be analyzed with regard to a trend deviation of the further relation variable value from the trend development. This type of analysis has proven to be particularly advantageous because it is comparatively efficient and independent of fluctuations - overall, the method according to the concept of the invention thus has a significantly improved resistance to fluctuations in the measurement range and the accuracy of the method according to the invention is therefore superior to other known methods.
Wie oben bereits erwähnt kann im Rahmen einer Weiterbildung vorteilhaft unter bestimmten Bedingungen von einer bestimmten Normal-Trendentwicklung ausgegangen werden; z.B. wenn man das Verhalten eines Motors voraussetzt, der keine Ölzustandsänderung im engeren Sinne zeigt. In einer ersten Variante einer Weiterbildung kann --beispielsweise vornehmlich bei einem Diesel- oder Otto-Motor-- von einem zunehmenden Trend beim Verhalten eines Öl-Differenzdruck oder dergleichen Öldruck-Relation ausgegangen werden und in einer zweiten Variante einer Weiterbildung kann --beispielsweise vornehmlich bei einem Gas-Motor-- von einem gleichbleibenden oder abnehmenden Trend eines Öl-Differenzdruck oder dergleichen Öldruck-Relation ausgegangen werden. Beide Varianten sind weiter unten erläutert sind.As already mentioned above, within the framework of a further development, a certain normal trend development can advantageously be assumed under certain conditions; e.g. if one assumes the behavior of an engine that does not show any change in the condition of the oil in the narrower sense. In a first variant of a development, for example primarily in a diesel or Otto engine, an increasing trend in the behavior of an oil differential pressure or similar oil pressure relation can be assumed and in a second variant of a further development - for example primarily in the case of a gas engine, a constant or decreasing trend in an oil differential pressure or similar oil pressure relation can be assumed. Both variants are explained below.
Gemäß einer ersten Weiterbildung im Rahmen eines beispielhaft angenommenen Filtermodells schwächt sich infolge einer Öl-Verdünnung ein gemäß erster Variante einer Normal-Trendentwicklung grundsätzlich ansteigender Trend ab, jedenfalls bei einer zunehmenden den ersten und zweiten Öldruck berücksichtigenden Relationsgröße. Eine Trendabweichung zwischen dem weiteren Relationsgrößen-Wert von der Trendentwicklung kann dann auf unterschiedliche Weise bewertet werden; eine Trendabweichung kann etwa vorteilhaft im Rahmen einer Bewertung zur kurzfristigen oder langfristigen Trendentwicklung analysiert werden.According to a first development within the scope of a filter model assumed as an example, a trend that is basically increasing according to the first variant of a normal trend development weakens as a result of oil dilution, at least with an increasing relation variable taking into account the first and second oil pressure. A trend deviation between the further relation variable value from the trend development can then be evaluated in different ways; a trend deviation can be advantageously analyzed as part of an assessment of short-term or long-term trend development.
Eine Weiterbildung geht beispielsweise in der vorgenannten ersten bevorzugten Variante von der Überlegung aus, dass -wie im eingangs genannten Stand der Technik bei einem Öl-Differenzdruck in Bezug auf eine Betriebsdauer-- ein dem Öl-Differenzdruck zugeordneter Relationsgrößen-Wert in der Tendenz grundsätzlich ansteigend ist (erste Variante einer Normal-Trendentwicklung), insbesondere monoton ansteigend ist über die Betriebsdauer; diese Normal-Trendentwicklung hat sich im Allgemeinen bei einem Diesel- oder Otto-Motor als eine erste bevorzugte Variante bestätigt, da eine dort betriebsimmanente Rußentwicklung in einer generellen Tendenz dafür verantwortlich ist, dass sich der Ölfilter mit Rußpartikel über die Betriebsdauer zusetzt.A further development, for example in the aforementioned first preferred variant, is based on the consideration that—as in the prior art mentioned at the outset with a differential oil pressure in relation to an operating time—a relation variable value assigned to the differential oil pressure tends to increase in principle is (first variant of a normal trend development), in particular monotonously increasing over the operating period; This normal trend development has generally been confirmed in a diesel or Otto engine as a first preferred variant, since the development of soot inherent in operation there tends to be responsible for the oil filter becoming clogged with soot particles over the period of operation.
Vorteilhaft ist somit vorgesehen, dass in der vorgenannten ersten bevorzugten Variante einer Weiterbildung eine Annahme dahingehend besteht, dass eine Trendentwicklung in Form einer Normal-Trendentwicklung über die Betriebsdauer grundsätzlich insgesamt ansteigend ist, insbesondere monoton ansteigend ist. Das heißt die Weiterbildung geht davon aus, dass im Normalfall eines üblichen Betriebs des Motors der Ansatz einer Trendentwicklung eines Öl-Differenzdrucks in Bezug auf eine Betriebsdauer in Form einer Normal-Trendentwicklung ansteigend ist, insbesondere monoton ansteigend ist über die Betriebsdauer.It is therefore advantageously provided that in the aforementioned first preferred variant of a development, there is an assumption to the effect that a trend development in the form of a normal trend development over the operating period is generally increasing overall, in particular monotonically increasing. This means that the development assumes that in the normal case of normal operation of the engine, the beginning of a trend development of an oil differential pressure in relation to an operating time in the form of a normal trend development is increasing, in particular is monotonically increasing over the operating time.
Diese Feststellung trägt dem Umstand Rechnung, dass in der ersten Variante einer bevorzugten Weiterbildung der Filter sich mit der Zeit langsam zusetzt; die relevante Trendabweichung von der Trendentwicklung ist also insbesondere einer Normal-Trendentwicklung überlagert, welche Normal-Trendentwicklung aber nur die Wirkung des Filters wiedergibt. Die relevante Trendabweichung ist somit zusätzlich überlagert vor allem der t Wirkung des Filters. Bei zunehmender Beladung steigt logischerweise der Differenzdruck an - das ist ein langsamer Trend. Bei zunehmender Beladung steigt der Differenzdruck an im Rahmen eines langsamen Trends, d.h. einer monoton ansteigenden Normal-Trendentwicklung auf langer Zeitskala (wie etwa einige 1000 Betriebsdauer-Stunden).This statement takes into account the fact that in the first variant of a preferred development, the filter slowly becomes clogged over time; the relevant trend deviation from the trend development is therefore in particular superimposed on a normal trend development, which normal trend development, however, only reflects the effect of the filter. The relevant trend deviation is therefore additionally superimposed, above all on the t effect of the filter. With increasing load, the differential pressure logically increases - this is a slow trend. With increasing load, the differential pressure increases as part of a slow trend, i.e. a monotonically increasing normal trend development over a long time scale (such as a few 1000 operating hours).
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ergibt sich mittels einer geänderten Trendentwicklung die relevante Trendabweichung allgemein als eine Abnahme zur bisherigen Trendentwicklung, insofern als eine abnehmende Trendabweichung zur bisherigen oder aktuellen Trendentwicklung, insbesondere einer Normal-Trendentwicklung.Within the scope of a particularly preferred development, the relevant trend deviation results from a changed trend development generally as a decrease from the previous trend development, insofar as a decreasing trend deviation from the previous or current trend development, in particular a normal trend development.
Zur bisherigen Trendentwicklung kann die Trendabweichung als eine Abnahme daraus erkennbar sein, dass der weitere Relationsgrößen-Wert unterhalb der aktuellen Trendentwicklung oder bisherigen Trendkurve liegt, und/oder die Steigung einer relevanten Trendentwicklung, insbesondere weiteren Trendkurve, mit dem weiteren Relationsgrößen-Wert abnimmt. Besonders bevorzugt ergibt sich die relevante Trendabweichung als eine nach unterhalb einer ansteigenden Normal-Trendentwicklung abnehmende Trendentwicklung. Auch in dem Fall der ersten Variante einer ansteigenden Normal-Trendentwicklung und dem Fall einer zweiten Variante einer gleichbleibenden oder abnehmenden Normal-Trendentwicklung kann die Trendabweichung als eine Abnahme daraus erkennbar sein, dass der weitere Relationsgrößen-Wert unterhalb der aktuellen Trendentwicklung oder bisherigen Trendkurve liegt; d.h. bevorzugt unterhalb der ansteigenden Normal-Trendentwicklung bzw. unterhalb der gleichbleibenden oder abnehmenden Normal-Trendentwicklung liegt.The trend deviation from the previous trend development can be seen as a decrease from the fact that the further relational value is below the current trend development or previous trend curve, and/or the slope of a relevant trend development, in particular another trend curve, decreases with the further relational value. The relevant trend deviation particularly preferably results as a trend development that decreases below an increasing normal trend development. Even in the case of the first variant of an increasing normal trend development and the case of a second variant of a constant or decreasing normal trend development, the trend deviation can be recognized as a decrease from the fact that the further relational value is below the current trend development or previous trend curve; i.e. preferably below the increasing normal trend development or below the constant or decreasing normal trend development.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der weitere Relationsgrößen-Wert in Bezug auf eine vermittels wenigstens des einen weiteren Relationsgrößen-Wertes bewirkte abnehmende Trendabweichung von der Trendentwicklung als die relevante Trendabweichung analysiert. Die Trendabweichung ergibt sich dann aufgrund einer Abnahme zu dem bestehenden Trend, insbesondere im Vergleich zur vorgenannten Normal-Trendentwicklung bis zu einem gewissen Betriebszeitpunkt.According to a preferred development, the further relation variable value is analyzed in relation to a decreasing trend deviation from the trend development caused by at least one further relation variable value as the relevant trend deviation. The trend deviation then results from a decrease in relation to the existing trend, in particular in comparison to the aforementioned normal trend development up to a certain point in time during operation.
Gemäß der vorgenannten ersten Variante einer ansteigenden Normal-Trendentwicklung des Öl-Differenzdrucks, z.B. beim Diesel- oder Otto-Motor, entspricht dies einer Abnahme der Trendentwicklung - die geänderte Trendentwicklung steigt im Vergleich zur ansteigenden Normal-Trendentwicklung weniger stark an oder fällt sogar ab; im Falle einer Ausgleichskurve kann dies die Feststellung eines positiven Steigungswertes sein, der geringer wird im Vergleich zu dem der ansteigenden Normal-Trendentwicklung oder sich umkehrt zu einem negativen Steigungswert bei der geänderten Trendentwicklung im Vergleich zu dem positiven Steigungswert der ansteigenden Normal-Trendentwicklung. Es wurde aber gleichwohl erkannt, dass der Ansatz einer Normal-Trendentwicklung eines Öl-Differenzdrucks in Bezug auf eine Betriebsdauer nur in einer wenn auch besonders bevorzugten ersten Variante als grundsätzlich ansteigend festzustellen ist. Insbesondere ein monotones Zunehmen des Differenzdruckes ist bei einem Gasmotor beispielsweise nicht gegeben, da dieser kaum oder keinen Ruß produziert. Eine Weiterbildung geht beispielsweise in einer zweiten bevorzugten Variante von der Überlegung aus, dass ein dem Öl-Differenzdruck zugeordneter Relationsgrößen-Wert in der Tendenz grundsätzlich gleichbleibend oder nur leicht ansteigend ist bzw. womöglich sogar abfallend ist (zweite Variante einer Normal-Trendentwicklung), insbesondere abfallend ist über die Betriebsdauer. Im Falle einer Ausgleichskurve kann dies die Feststellung eines positiven oder negativen Steigungswertes um Null oder deutlich im negativen Bereich sein.According to the aforementioned first variant of an increasing normal trend development of the oil differential pressure, for example in a diesel or Otto engine, this corresponds to a decrease in the trend development - the changed trend development increases less sharply in comparison to the increasing normal trend development or even falls; in the case of a regression curve, this may be the detection of a positive slope value decreasing compared to that of the increasing normal trend, or reversing to a negative slope value of the changed trend compared to the positive slope value of the increasing normal trend. However, it was nevertheless recognized that the approach of a normal trend development of an oil differential pressure in relation to an operating time can only be established in a first variant, albeit a particularly preferred one, as a fundamentally increasing trend. In particular, a monotonous increase in the differential pressure does not occur in a gas engine, for example, since it produces little or no soot. A further development, for example, in a second preferred variant, is based on the consideration that a relation variable value assigned to the oil differential pressure tends to remain the same or only slightly increases or possibly even falls (second variant of a normal trend development), in particular is decreasing over the operating time. In the case of a compensating curve, this can be the detection of a positive or negative slope value around zero or clearly in the negative range.
Eine relevante Trendabweichung von der Trendentwicklung kann also nicht nur analysiert werden als eine Trendabweichung mittels einer tendenziellen Abnahme der bestehenden Trendentwicklung (gemäß der vorgenannten ersten Variante etwa bei einem Diesel- oder Otto-Motor). Sie kann auch aus einer verstärkten Trendentwicklung (gemäß der vorgenannten zweiten Variante) in dem Sinne erkennbar sein, dass eine bisherige oder aktuelle gleichbleibende oder schon abnehmende Trendentwicklung (etwa bei einem Gasmotor) noch weiter verstärkt wird mit einer weiter hinzutretenden Abnahme oder abnehmenden Trendabweichung. D.h. die Trendabweichung ergibt sich dann aufgrund einer Verstärkung der bisherigen Trendentwicklung; insofern im Sinne einer Zunahme zu der aktuellen Trendentwicklung, insbesondere im Vergleich zur vorgenannten Normal-Trendentwicklung bis zu einem gewissen Betriebszeitpunkt, die (etwa bei einem Gasmotor) bereits eine abnehmende Trendentwicklung gemäß der vorgenannten zweiten Variante darstellen kann. Im Falle einer Ausgleichskurve kann dies die Feststellung eines zunehmenden negativen Steigungswertes um Null oder noch deutlicher im negativen Bereich als zuvor sein; insgesamt mit einem zunehmende negativen Steigungswert.A relevant trend deviation from the trend development can therefore not only be analyzed as a trend deviation by means of a tendential decrease in the existing trend development (according to the aforementioned first variant, for example in a diesel or Otto engine). It can also be seen from an increased trend development (according to the second variant mentioned above) in the sense that a previous or current trend development that has remained the same or is already declining (e.g. in the case of a gas engine) is further intensified with a further decrease or decreasing trend deviation. This means that the deviation from the trend results from an increase in the previous trend development; in the sense of an increase compared to the current trend development, in particular in comparison to the aforementioned normal trend development up to a certain operating time, which (e.g. in the case of a gas engine) can already represent a decreasing trend development in accordance with the aforementioned second variant. In the case of a best fit curve, this may be the detection of an increasing negative slope value around zero or even more negative than before; overall with an increasing negative slope value.
Auch in dem Fall kann eine plötzliche Änderung als Erkennung eines Filtertausches herangezogen werden; da beim Gasmotor aber kaum Ruß entsteht verstopft das Filter damit viel weniger und es kann auch ein steigender Sprung in der Trendentwicklung als ein Filtertausch erkannt werden.In this case, too, a sudden change can be used to identify a filter change; since there is hardly any soot in the gas engine, the filter clogs up much less and an increasing jump in the trend development can also be recognized as a filter change.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung sieht unabhängig davon, zusätzlich oder alternativ vor, dass die Erkennbarkeit und Unterscheidung der beiden vorgenannten relevanten Effekte einer Öl-Alterung und einer Öl-Verdünnung auf Grundlage einer Geschwindigkeit der Trendabweichung zu einer aktuellen oder bisherigen Trendentwicklung ermöglicht wird. Das Konzept der Erfindung bietet darüber hinaus in einer besonders bevorzugten Weiterbildung - insbesondere unabhängig von einer bisherigen oder aktuellen Trendentwicklung oder Normal-Trendentwicklung und/oder unabhängig von einer Amplitude einer geänderten Trendentwicklung-- die Grundlage, insbesondere zwischen einem plötzlichen, einem schnellen und einem langsamen Trend zu unterscheiden.Independently, additionally or alternatively, a particularly preferred development provides that the two aforementioned relevant effects of oil aging and oil dilution can be recognized and differentiated on the basis of the speed of the trend deviation from a current or previous trend development. In a particularly preferred development, the concept of the invention also offers the basis, in particular between a sudden, a fast and a slow trend development, in particular independently of a previous or current trend development or normal trend development and/or independent of an amplitude of a changed trend development distinguish trends.
Es wurde im Rahmen einer Weiterbildung vorteilhaft erkannt, dass es bei einer Analyse einer relevanten abnehmenden Trendabweichung von der aktuellen oder bisherigen Trendentwicklung vor allem drei überlagerte Effekte zu berücksichtigen gilt. Die Weiterbildung hat erkannt, dass ursächlich für eine abnehmende Trendabweichung sein können:
- 1. eine Öl-Alterung, welche als eine abnehmende Trendabweichung auf längerer Zeitskala (zeitlich global) erkennbar ist,
- 2. eine Öl-Verdünnung, welche ebenfalls als eine abnehmende Trendabweichung (zeitlich global) erkennbar ist; mit Vorteil versehen aber auf deutlich kürzerer Zeitskala im Vergleich zu der vorgenannten längeren Zeitskala der Öl-Alterung,
- 3. Eine starke (zeitlich lokal) zeitlich beschränkte Steigungsänderung bedeutet regelmäßig einen Filtertausch. Ein Filtertausch, der also eine insofern vergleichsweise plötzliche, insbesondere zunehmende Trendabweichung zur Folge hat, erfolgt also auf sehr kurzer Zeitskala (praktisch instantan). Ein Filtertausch ist als praktisch instantane Trendabweichung erkennbar im Vergleich zu der vorgenannten kürzeren Zeitskala der Öl-Verdünnung. Während die beiden ersten Effekte einer Öl-Alterung und einer Öl-Verdünnung zu einer Verringerung der Viskosität führen, liegt der Unterschied bei diesen also in der Stärke, mit anderen Worten „Geschwindigkeit“, Rampe oder Steigung des Trends. D.h. während eine Viskositätsänderung bei einem normalen Motorbetrieb über hunderte von Stunden einer Betriebsdauer beobachtbar ist, tritt die Viskositätsänderung durch Öl-Verdünnung innerhalb weniger Stunden einer Betriebsdauer auf und ein Filtertausch ist in Bezug auf eine Gesamtskala einer Betriebsdauer im Vergleich dazu praktisch instantan.
- Ein Filtertausch wird jedenfalls bei einer vorgenannten ersten Variante (etwa bei einem Diesel- oder Otto-Motor) -regelmäßig aufgrund eines Tausches eines rußbeladenen Filters gegen einen freien Filter mit einer praktisch instantanen Abnahme der ÖlDruckdifferenz verbunden sein. Dies ist nicht notwendiger Weise der Fall bei einer vorgenannten zweiten Variante (etwa bei einem Gas-Motor), - regelmäßig liegt dort kein Tausch eines rußbeladenen Filters vor; gleichwohl kann es sich jedoch um einen zugesetzten Filter beim Tausch handeln.
- 1. oil aging, which is recognizable as a decreasing trend deviation on a longer time scale (global in time),
- 2. Oil dilution, which is also evident as a decreasing trend deviation (global in time); beneficial but on a significantly shorter timescale compared to the aforementioned longer timescale of oil aging,
- 3. A strong (temporally local) time-limited gradient change means a regular filter change. A filter change, which therefore results in a comparatively sudden, in particular increasing trend deviation, takes place on a very short time scale (practically instantaneously). A filter change is seen as a virtually instantaneous trend deviation compared to the aforementioned shorter time scale of oil dilution. So while the first two effects of oil aging and oil dilution lead to a decrease in viscosity, the difference between these is the magnitude, in other words “speed”, ramp or slope of the trend. That is, while a viscosity change in normal engine operation is observable over hundreds of hours of service, the viscosity change due to oil dilution occurs within a few hours of service and filter replacement is virtually instantaneous on an overall scale of service by comparison.
- In any case, in the first variant mentioned above (e.g. in a diesel or Otto engine), replacing a soot-laden filter with a free filter is usually associated with a practically instantaneous decrease in the oil pressure difference. This is not necessarily the case in an aforementioned second variant (e.g. in a gas engine), - there is usually no replacement of a soot-laden filter; nevertheless, it can be a clogged filter when replacing.
Ein Reset einer Trendbeobachtung nach einem Öl- oder Filtertausch hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen; das heißt eine zeitlich globale Trendanalyse erfolgt danach mit neuem Nullpunkt für die Trendanalyse, etwa mit einer Ausgleichskurve oder Regressionsgeraden.A reset of a trend observation after an oil or filter change has proven to be advantageous; This means that a trend analysis that is global in terms of time is then carried out with a new zero point for the trend analysis, for example with a compensating curve or regression line.
Gemäß einer entsprechend bevorzugten Weiterbildung wird der weitere Relationsgrößen-Wert in Bezug auf eine vermittels wenigstens des einen weiteren Relationsgrößen-Wertes bewirkte abnehmende Trendabweichung von der Trendentwicklung als die relevante Trendabweichung analysiert, wobei gemäß der Erkenntnis der bevorzugten Weiterbildung eine Zeitausdehnung und/oder Amplitude, insbesondere Rampe, der -insbesondere abnehmenden-- Trendabweichung von der Trendentwicklung analysiert wird.According to a correspondingly preferred development, the further relational variable value is analyzed as the relevant trend deviation in relation to a decreasing trend deviation from the trend development caused by at least one further relational variable value, with a time extension and/or amplitude, in particular Ramp, which is analyzed - especially decreasing - trend deviation from the trend development.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass als die relevante Trendentwicklung eine Trendsignatur der abnehmenden Trendabweichung erkannt wird, für welche die Zeitausdehnung, insbesondere Rampe, einen endlichen Wert oberhalb von Null und bis zu maximal einigen Stunden aufweist. Insbesondere liegt die Zeitausdehnung oberhalb von 5 Minuten und bei maximal bis zu zehn Stunden.Provision is preferably made for a trend signature of the decreasing trend deviation to be identified as the relevant trend development, for which the time extension, in particular the ramp, has a finite value above zero and up to a maximum of a few hours. In particular, the time extension is above 5 minutes and up to a maximum of ten hours.
Dagegen tritt eine Differenzdruckänderung in Form einer schlagartigen Steigerung durch das Nachfüllen von Öl plötzlich auf. Eine Öl-Nachfüllung hat eine zunehmende Trendabweichung zur Folge. Beim Filtertausches tritt die Differenzdruckänderung als ein Differenzdruckabfall; also eine abnehmende Trendabweichung plötzlich auf - eine anschließende Öl-Nachfüllung hat eine plötzlich zunehmende Trendabweichung zur Folge. Insbesondere ist diese Kombination erkennbar im Trend. Vorzugsweise werden diese Effekte einer zunehmenden Differenzdruckänderung unberücksichtigt gelassen bei einer weiteren Analyse. Eventuelle Drucksprünge verursacht durch einen Öl- oder Filtertausch können aber erkannt werden und aus dem Trendverlauf (hier nicht näher beschrieben) herausgerechnet werden.On the other hand, there is a sudden change in differential pressure in the form of a sudden increase when the oil is topped up. An oil refill results in an increasing deviation from the trend. When replacing the filter, the differential pressure change occurs as a differential pressure drop; i.e. a decreasing trend deviation suddenly occurs - a subsequent oil refill results in a suddenly increasing trend deviation. In particular, this combination is clearly trending. These effects of an increasing differential pressure change are preferably left out of consideration in a further analysis. However, any jumps in pressure caused by an oil or filter change can be recognized and calculated from the trend (not described in detail here).
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens, insbesondere einer Steuer- und/oder Regel-Vorrichtung, betrifft eine Feststellung eines Ölzustands eines Betriebsöls für einen Motor einer Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Diesel- oder Gasmotor, vorzugsweise zum Erfassen einer Öl-Verdünnung.A particularly advantageous development of the method, in particular of a control and/or regulating device, relates to determining the oil condition of an operating oil for an engine of an internal combustion engine, in particular for a diesel or gas engine, preferably for detecting oil dilution.
Vorteilhaft wird eine Trendentwicklung der Relationsgröße mit einem Filter-Modell hinterlegt.A trend development of the relation variable is advantageously stored with a filter model.
Ein Filter-Modell für den Ölfilter kann derart ausgebildet sein, dass das Verarbeiten des ersten und zweiten Öldrucks mittels einer das Filtermodell berücksichtigenden Relationsgröße in Bezug auf eine Betriebsdauer und/oder der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erfolgt. Insbesondere können in dem Filtermodell die oben genannten Trends einer Öl-Alterung, einer Öl-Verdünnung und eines ein Filtertausches derart berücksichtigt sein, dass zwischen einem langsamen, schnelleren und plötzlichen Trend unterschieden wird.A filter model for the oil filter can be designed in such a way that the processing of the first and second oil pressure takes place using a relation variable that takes the filter model into account in relation to an operating time and/or the operating parameters of the internal combustion engine. In particular, the above-mentioned trends of oil aging, oil dilution and filter replacement can be taken into account in the filter model in such a way that a distinction is made between a slow, faster and sudden trend.
Insbesondere ist vorgesehen, dass eine relevante Trendentwicklung der Relationsgröße in Bezug auf eine Öl-Verdünnung diskriminiert wird mittels des Filter-Modells, insbesondere als vergleichsweise zügige aber nicht plötzliche Trendsignatur.In particular, it is provided that a relevant trend development of the relation variable with regard to oil dilution is discriminated by means of the filter model, in particular as a comparatively rapid but not sudden trend signature.
Vorteilhaft kann weiter eine Trendentwicklung der Relationsgröße mit einem Filter-Modell derart hinterlegt sein, dass bei Verarbeiten des ersten und zweiten Öldrucks mittels einer diese berücksichtigende Relationsgröße in Bezug auf eine Betriebsdauer der Brennkraftmaschine eine Einlaufzeit des Motors bei der Betriebsdauer und/oder ein Öl-Nachfüllen unberücksichtigt bleibt und/oder ein Filtertausch sowie ggfs. ein Öl-Nachfüllen von einer Neu-Angabe der Trendentwicklung gefolgt wird. Dies vermeidet verfälschende Einlaufzeiten und deren Relationsgrößen auf die ansonsten robuste Bestimmung einer Trendentwicklung.Advantageously, a trend development of the relation variable can also be stored with a filter model in such a way that when the first and second oil pressures are processed by means of a relation variable that takes them into account in relation to an operating time of the internal combustion engine, a run-in time of the engine during the operating time and/or an oil refill is not taken into account and/or a filter change and, if necessary, an oil refill are followed by a new indication of the trend development. This avoids falsifying run-in times and their relation sizes to the otherwise robust determination of a trend development.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die relevante Trendentwicklung der Relationsgröße diskriminiert wird mittels des Filter-Modells betreffend eine oder mehrere Trendsignaturen für:
- - eine Einlaufzeit des Motors, wobei eine Trendsignatur einer Einlaufzeit im Trend bei der Betriebsdauer unberücksichtigt bleibt,
- - einen Filtertausch, wobei -gemäß dem oben genannten vierten Effekt-- eine abnehmende Trendsignatur des Filtertauschs im Trend von einer Neu-Angabe der Trendentwicklung gefolgt wird,
- - einer Öl-Alterung, wobei -gemäß dem oben genannten ersten Effekt-- eine abnehmende Trendsignatur der Öl-Alterung im Trend von einer ansteigenden Normal -Trendentwicklung überlagert wird,
- - einer Öl-Nachfüllung, wobei eine Trendsignatur der Öl-Nachfüllung -gemäß dem oben genannten zweiten Effekt-- plötzlich zunehmend oder moderat zunehmend ist.
- - a run-in period of the engine, with a trend signature of a run-in period being disregarded in the trend in the service life,
- - a filter exchange, whereby - according to the fourth effect mentioned above -- a decreasing trend signature of the filter exchange in the trend is followed by a new indication of the trend development,
- - oil aging, whereby - according to the first effect mentioned above - a decreasing trend signature of oil aging in the trend is superimposed by an increasing normal trend development,
- - an oil replenishment, wherein a trend signature of the oil replenishment -according to the above second effect-- is suddenly increasing or moderately increasing.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Relationsgröße den ersten und zweiten Öldruck als Öldruck-Differenz berücksichtigt.It is advantageously provided that the relational variable takes into account the first and second oil pressure as the oil pressure difference.
Die Steuer- und/oder Regel-Vorrichtung weist vorteilhaft ein Kennfeldmodul auf, das ausgebildet ist, eine Öldruck-Differenz des zweiten und ersten Öldrucks zu bilden, insbesondere für einen Betriebsparameter und/oder einen Betriebsdauer-Zeitpunkt der Brennkraftmaschine. Vorzugsweise stehen eine Anzahl von Öldruck-Differenz-Werten für einen Betriebsdauer-Zeitpunkt für verschiedene Betriebsparameter der Brennkraftmaschine in einem Kennfeld über das Kennfeldmodul zur Verfügung. Es hat sich insofern als vorteilhaft erwiesen, allgemein für jeden Relationsgrößen-Wert an einem Betriebsdauer-Zeitpunkt wenigstens eine Öldruck-Differenz des zweiten und ersten Öldrucks zu bilden.The open-loop and/or closed-loop control device advantageously has a map module that is designed to form an oil pressure difference between the second and first oil pressure, in particular for an operating parameter and/or an operating time of the internal combustion engine. Preferably, a number of oil pressure difference values for an operating time for various operating parameters of the internal combustion engine are available in a map via the map module. In this respect, it has proven to be advantageous to generally form at least one oil pressure difference between the second and first oil pressure for each relation variable value at a point in time during the operating period.
Insbesondere ist vorgesehen, dass für einen Betriebsdauer-Zeitpunkt jeweils eine Öldruck-Differenz des ersten und zweiten Öldrucks für eine Anzahl von Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, also beispielsweise Motorparameter des Motors und/oder Ölparameter des Betriebsöls, in einem Kennfeld für die Anzahl von Betriebsparameter festgehalten wird; vorzugsweise kann ein solches Kennfeld in dem Kennfeldmodul gespeichert werden. Vorzugsweise umfassen die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine wenigstens eine Motordrehzahl des Motors und die Öltemperatur des Betriebsöls.In particular, it is provided that an oil pressure difference between the first and second oil pressure for a number of operating parameters of the internal combustion engine, for example engine parameters of the engine and/or oil parameters of the operating oil, is recorded in a characteristic map for the number of operating parameters for an operating time point in time ; such a map can preferably be stored in the map module. The operating parameters of the internal combustion engine preferably include at least an engine speed of the engine and the oil temperature of the operating oil.
Vorzugsweise wird das Kennfeld für einen Standard-Motor und/oder ein Standard-Betriebsöl erstellt. Insofern kann das Kennfeld einen Normierungs-Standard festlegen für einen Standard-Motor und/oder ein Standard-Betriebsöl. Es können auch unterschiedliche Standards festgelegt werden die spezifisch für einen bestimmten Motor-Typ sind. Es kann beispielsweise für einen Mining-Motor ein Standard für einige typischer Weise wenige Betriebspunkte festgelegt werden; dagegen wird ein Fracking-Motor ein relativ „breites“ Kennfeld aufweisen. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Öldruck-Relation, insbesondere der Öl-Differenzdruck, insbesondere ein erster und zweiter Öldruck, zu einer normierten Öldruck-Relation, insbesondere zu einem normierten Öl-Differenzdruck gewandelt wird.The characteristic map is preferably created for a standard engine and/or a standard operating oil. In this respect, the characteristics map can define a normalization standard for a standard engine and/or a standard operating oil. Different standards can also be defined that are specific to a certain engine type. For example, a standard for a few typically few operating points can be defined for a mining engine; on the other hand, a fracking engine will have a relatively "broad" map. Provision is advantageously made for the oil pressure relation, in particular the oil differential pressure, in particular a first and second oil pressure, to be converted into a standardized oil pressure relation, in particular into a standardized differential oil pressure.
Beispielsweise kann für jeden Relationsgrößen-Wert an einem Betriebsdauer-Zeitpunkt eine Anzahl von Öldruck-Relationen des zweiten und ersten Öldrucks, insbesondere der Öl-Differenzdrücke des zweiten und ersten Öldrucks, gebildet werden und aus einer Öldruck-Relation, insbesondere Öl-Differenzdruck, ein normierter Relationsgrößen-Wert gebildet werden. Vorteilhaft kann für einen Betriebsdauer-Zeitpunkt der normierte Relationsgrößen-Wert als Quotient aus der Öldruck-Relation, insbesondere des Öl-Differenzdrucks, und einer zugeordneten Größe des Kennfelds, insbesondere einer Standard-Größe, bei einem Betriebsparameter des Motors und/oder Ölparameter gebildet werden.For example, a number of oil pressure relations of the second and first oil pressure, in particular the oil differential pressures of the second and first oil pressure, can be formed for each relation variable value at an operating time point and from one oil pressure relation, in particular oil differential pressure normalized relation size value can be formed. Advantageously, the normalized relation variable value can be formed as a quotient from the oil pressure relation, in particular the oil differential pressure, and an associated variable of the characteristic map, in particular a standard variable, for an operating parameter of the engine and/or oil parameter for an operating time point in time .
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung kann ein normierter Relationsgrößen-Wert für eine Öldruck-Differenz mittels einem dem Motor zugeordneten Wandleralgorithmus zu dem normierten Relationsgrößen-Wert für den Betriebsdauer-Zeitpunkt gebildet werden, insbesondere kann der Wandleralgorithmus eine Quotienten-, Mittelwert-Bildung und/oder Integration aufweisen.As part of a preferred development, a normalized relation variable value for an oil pressure difference can be formed using a converter algorithm assigned to the engine for the normalized relation variable value for the operating time point in time have integration.
Hinsichtlich der Trendabweichung zwischen dem weiteren Relationsgrößen-Wert von der Trendentwicklung ist vorteilhaft eine Abstands- und/oder Steigungsberechnung vorgesehen, insbesondere einen Differenzenquotienten über der Zeit, mittels der die Trendabweichung bewertet wird. Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, dass im Falle einer signifikanten Trendabweichung ein Zustands-Signal ausgegeben wird, das einen signifikant beeinträchtigten Ölzustand anzeigt. Dies hat den Vorteil, dass eine Trendabweichung zwischen dem weiteren Relationsgrößen-Wert von der Trendentwicklung zunächst quantitativ bewertet werden kann, bevor aufgrund dieser eine Ausgabe eines Zustands-Signal veranlasst wird.With regard to the trend deviation between the further relation variable value from the trend development, a distance and/or gradient calculation is advantageously provided, in particular a difference quotient over time, by means of which the trend deviation is evaluated. In addition or as an alternative, it is provided that, in the event of a significant deviation from the trend, a status signal is output that indicates a significantly impaired oil status. This has the advantage that a trend deviation between the further relation variable value from the trend development can first be evaluated quantitatively before an output of a status signal is caused on the basis of this.
Eine Trendabweichung zwischen dem weiteren Relationsgrößen-Wert von der Trendentwicklung kann auf unterschiedliche Weise bewertet werden. Als besonders vorteilhaft kann in einer ersten abgewandelten Weiterbildung eine kurzfristige Trendentwicklung derart analysiert werden, dass die Trendabweichung des weiteren Relationsgrößen-Wertes selbst von der zu dem Betriebszeitpunkt vorliegenden Normal-Trendentwicklung analysiert wird.A trend deviation between the further relation variable value from the trend development can be evaluated in different ways. In a first modified development, it is particularly advantageous to analyze a short-term trend development in such a way that the trend deviation of the further relation variable value itself is analyzed from the normal trend development present at the time of operation.
Als besonders vorteilhaft kann in einer zweiten abgewandelten Weiterbildung eine langfristige Trendentwicklung analysiert werden derart, dass eine Trendabweichung einer mit dem weiteren Relationsgrößen-Wert bestimmten Trendentwicklung von der zu dem Betriebszeitpunkt vorliegenden Normal-Trendentwicklung analysiert wird.In a second modified development, it is particularly advantageous to analyze a long-term trend development in such a way that a trend deviation of a trend development determined with the further relation variable value from the normal trend development present at the time of operation is analyzed.
Zudem hat es sich im Rahmen einer Weiterbildung als vorteilhaft erwiesen, dass für eine Normal-Trendentwicklung eine obere und untere Grenzentwicklung angegeben wird, und/oder ein früher und später Erwartungszeitpunkt für ein Zustands-Signal. Die Weiterbildung hat erkannt, dass die Angabe unterschiedlicher Trendentwicklungen an einer oberen und unteren Grenze eines Normalbereichs die Angabe eines Erwartungszeitpunktes verlässlicher gestalten lassen.In addition, it has proven to be advantageous within the framework of a development that an upper and lower limit development is specified for a normal trend development and/or an earlier and later expected time for a status signal. The further development has recognized that the specification of different trend developments at an upper and lower limit of a normal range allows the specification of an expected time to be more reliable.
Vorteilhaft umfasst die Steuer- und Regeleinrichtung ein Analysemodul für den ersten und zweiten Öldruck mittels einer diese berücksichtigende Relationsgröße in Bezug auf eine Betriebsdauer der Brennkraftmaschine, das zum Verarbeiten ausgebildet ist, den ersten und zweiten Öldruck zu einem Betriebsparameter unabhängigen Relationsgrößen-Wert zu wandeln und aufweist:
- - einen Betriebsaufzeichner in dem eine Anzahl den zweiten und den ersten Öldruck berücksichtigende Relationsgrößen-Werte in Bezug auf eine Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkten angegeben wird,
- - einen Trendbildner mittels dem der Anzahl von Relationsgrößen-Werte eine Trendentwicklung zugeordnet wird,
- - einen Abweichungsbildner mittels dem für einen weiteren zur Anzahl hinzutretenden Betriebsdauer-Zeitpunkt ein weiterer Relationsgrößen-Wert in Bezug auf eine vermittels wenigstens des einen weiteren Relationsgrößen-Wertes bewirkte Trendabweichung von der Trendentwicklung analysiert wird
- - an operation recorder in which a number of the second and the first oil pressure considering relation variable values are specified in relation to a number of operating duration times,
- - a trend generator by means of which a trend development is assigned to the number of relational values,
- - a deviation generator by means of which a further relation variable value is analyzed in relation to a trend deviation from the trend development caused by at least the one further relation variable value for a further operating time point in time added to the number
Vorzugsweise ist der Abweichungsbildner ausgebildet, die Trendabweichung zu bewerten und/oder ein Signalgeber ist ausgebildet --im Falle, dass die Trendabweichung signifikant ist-ein Zustands-Signal auszugeben, das einen signifikant beeinträchtigten Ölzustand anzuzeigen. Eine Trendabweichung kann beispielsweise für eine Regressions-Trendkurve einer geänderten Trendentwicklung eine mittels einer Abstandsberechnung für ein Amplitude bewertet werden; eine Trendabweichung kann auch zusätzlich oder alternativ und fallweise abhängig von den Umständen mittels einer Differenzen-Quotienten bzw. Differential-Quotienten Bildung bewertet werden.The deviation generator is preferably designed to evaluate the trend deviation and/or a signal transmitter is designed to output a status signal, in the event that the trend deviation is significant, which indicates a significantly impaired oil status. A trend deviation can, for example, be evaluated for a regression trend curve of a changed trend development by means of a distance calculation for an amplitude; a trend deviation can also be evaluated additionally or alternatively and on a case-by-case basis depending on the circumstances by means of a difference quotient or differential quotient formation.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte Offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
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1 eine bevorzugte Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit vorliegend einem Diesel- oder Gasmotor, umfassend ein Ölleitsystem mit einem Ölfilter und mit einer Öl-Differenzdruck-Messeinrichtung, -
2 eine Steuer- und Regeleinrichtung mit einer ECU und mit einem Kennfeldmodul und mit einem Analysemodul für die Brennkraftmaschine zur Umsetzung eines Verfahrens zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls für einen Motor der Brennkraftmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; -
3 für ein Verfahren zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls für einen Motor der Brennkraftmaschine in Ansicht (A) ein erstes Trendfeld Ta und in Ansicht (B) ein zweites Trendfeld Tb, jeweils zur Bestimmung einer Trendabweichung ΔT zwischen einem weiteren Relationsgrößen-Wert und einer bisherigen Trendentwicklung auf unterschiedliche Weise, -
4 ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls für einen Motor der Brennkraftmaschine wie in1 mit einer Steuer- und Regeleinrichtung wie in2 und unter Berücksichtigung einer Trendentwicklung wie in3 erläutert; -
5 eine schematische Darstellung für eine erste bevorzugte Ausführungsform betreffend die Wandlung gemessener Öldrücke zu einem Relationsgrößen-Wert, der unabhängig von einem Betriebsparameter ist, mittels eines Kennfelds und eines Wandleralgorithmus, wobei Relationsgrößen-Werte und eine Trendentwicklung in einem beispielhaften Trenkennfeld Ta über Betriebsdauer-Zeitpunkte dargestellt sind, für ein Verfahren zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls für einen Motor der Brennkraftmaschine; -
6 eine vergrößerte Darstellung des in5 gezeigten Trendkennfeldes Ta mit einer vom Betriebsparameter unabhängigen Auftragung von Relationsgrößen-Werte alsΔp über Betriebsdauer-Zeitpunkte hi, i=1, 2, 3, sowie eine darauf basierende erste Trendentwicklung als obere Grenzentwicklung und eine zweite Trendentwicklung als untere Grenzentwicklung mit einem entsprechend früher bzw. später angesetzten Erwartungszeitpunkt für ein Zustandssignal; -
7 eine schematische Darstellung für eine zweite besonders bevorzugte Ausführungsform für ein Verfahren zum Erfassen eines Ölzustands eines Betriebsöls für einen Motor der Brennkraftmaschine, wobei betreffend die Wandlung gemessener Öldrücke zu einem Relationsgrößen-Wert, der einen Betriebsparameter insofern berücksichtigt, dass in einer besonders bevorzugten Vorgehensweise mittels einem normierten Filter-Differenzdruck-Kennfeld Ta der Filter-Differenzdruck normiert wird unter Erstellung eines normierten Filter-Differenzdruck, über die Betriebszeit, wobei Relationsgrößen-Werte als eine Trendentwicklung des normierten Filter-Differenzdrucks in einem beispielhaften Trendkennfeld Ta über Betriebsdauer-Zeitpunkte dargestellt sind; -
8A zeigt beispielhaft einen konkreten Verlauf eines normierten Öl-DifferenzdrucksΔp mit den zuvor genannten normierten Relationsgrößen-Werten Ri einer Trendentwicklung E über die Betriebsdauer hB einer Brennkraftmaschine mit einem Motor und dem Ölfiltersystem; -
8B in Ansichten (A) und (B) verschiedene Ausführungsformen von Trendfeldern Ta, Tb zur Bestimmung einer Trendabweichung ΔT zwischen einem weiteren Relationsgrößen-Wert und der Trendentwicklung; vorteilhaft im Rahmen einer in Ansicht (A) dargestellten langfristigen Trendentwicklung Eg zur Ermittlung von Filtertauschprognose oder einer in Ansicht (B) dargestellten kurzfristigen Trendentwicklung zur Erkennung von Öl-Verdünnung —E1; in Ansicht (C) ist eine bevorzugte Variante zur Berücksichtigung eines Filtertauschs mit einer Filtertauscherkennung für ein Trendfeld, Tc dargestellt.
-
1 a preferred embodiment of an internal combustion engine with a diesel or gas engine in the present case, comprising an oil supply system with an oil filter and with an oil differential pressure measuring device, -
2 a control and regulating device with an ECU and with a map module and with an analysis module for the internal combustion engine for implementing a method for detecting an oil condition of an operating oil for a motor of the internal combustion engine according to a preferred embodiment; -
3 for a method for detecting an oil condition of an operating oil for an engine of the internal combustion engine in view (A) a first trend field T a and in view (B) a second trend field T b , each for determining a trend deviation ΔT between a further relation variable value and a previous trend development in different ways, -
4 a flow chart of a preferred embodiment of the method for detecting an oil condition of an operating oil for an engine of the internal combustion engine as in FIG1 with a control and regulation device as in2 and taking into account a trend development as in3 explained; -
5 a schematic representation for a first preferred embodiment relating to the conversion of measured oil pressures to a relational value, which is independent of an operating parameter, by means of a characteristic map and a converter algorithm, with relational variable values and a trend development in an exemplary Trenkennfeld T a over operating time points are shown for a method for detecting an oil condition of an operating oil for an engine of the internal combustion engine; -
6 an enlarged view of the in5 shown trend map T a with a plot independent of the operating parameters of relational values asΔp about operating duration times hi, i=1, 2, 3, and a first trend development based thereon as the upper limit development and a second trend development as the lower limit development with a correspondingly earlier or later expected time for a status signal; -
7 a schematic representation for a second particularly preferred embodiment for a method for detecting an oil condition of an operating oil for an engine of the internal combustion engine, relating to the conversion of measured oil pressures to a relational value that takes into account an operating parameter insofar as in a particularly preferred procedure using a normalized filter differential pressure map T a, the filter differential pressure is normalized while creating a normalized filter differential pressure over the operating time, with relational values being shown as a trend development of the normalized filter differential pressure in an exemplary trend map T a over operating time points ; -
8A shows an example of a specific course of a standardized oil differential pressureΔp with the above-mentioned normalized relational variable values Ri, a trend development E over the operating time h B of an internal combustion engine with a motor and the oil filter system; -
8B in views (A) and (B) different embodiments of trend fields T a , T b for determining a trend deviation ΔT between a further relation variable value and the trend development; advantageously in the context of a long-term trend development Eg shown in view (A) for determining a filter replacement prognosis or a short-term trend development shown in view (B) for detecting oil dilution —E 1 ; View (C) shows a preferred variant for considering a filter change with a filter change detection for a trend field, T c .
Der erste und zweite Öldruck p1, p2 steht nur beispielhaft für gegebenenfalls eine Anzahl von Öldrücken, die mit entsprechenden Druckwerten dem ersten und zweiten Drucksensor S1, S2 sowie gegebenenfalls weiteren Drucksensoren vor, nach oder am Filter 1F aufgenommen werden können. Auch kann das Ölleitsystem 104 eine Anzahl von Ölfiltersysteme mit einem oder mit mehreren Ölfiltern aufweisen, von denen hier lediglich das eine Ölfiltersystem 1 beispielhaft schematisch gezeigt ist. Insofern ist die vorliegend beschriebene besonders bevorzugte Ausführungsform nicht beschränkt auf die Ausführung mit einem einzigen Ölfiltersystem 1, sondern kann an mehreren Stellen des Ölleitsystems 104 mittels einer Anzahl von Ölfiltersystemen 1 umgesetzt werden. Vorliegend wird der erste und zweite Öldruck p1, p2 an eine in
Die in
Dem Kennfeldmodul 10.1 ist das Sensorsystem S zugeordnet (z. B. mit den genannten Drucksensoren S1, S2) zur Ermittlung von Betriebsparametern BP der Brennkraftmaschine und anderen Sensordaten D. Die Betriebsparameter BP können beispielsweise die hier genannten Motor-Betriebsparameter MOTs und Ölparameter Öls umfassen. Teil des Sensorsystems S ist beispielsweise die zuvor beispielhaft erläuterte Öl-Differenzdruck-Messeinrichtung 1M mit dem ersten und zweiten Drucksensor S1, S2; diese liefert die schon erwähnten Öldrücke p1, p2.The sensor system S is assigned to the map module 10.1 (eg with the pressure sensors S1, S2 mentioned) for determining operating parameters BP of the internal combustion engine and others Sensor data D. The operating parameters BP can include, for example, the engine operating parameters MOTs and oil parameters Öls mentioned here. Part of the sensor system S is, for example, the previously explained oil differential
Weiter umfasst die in Bezug auf das Betriebsöl ausgerichtete Sensorik des Sensorsystems S einen Öltemperatursensor zur Ermittlung einer Öltemperatur TÖl. Des Weiteren umfasst die Sensorik des Sensorsystems S Motorsensoren, etwa an der Kurbelwelle des Motors im Bereich des Bezugszeichens 101 zur Ermittlung einer Motordrehzahl nMOT und diverser anderer leistungsbezogener Motordaten, wie etwa ein hier nicht dargestelltes Motordrehmoment MMOT, eine Motortemperatur, ein Kühlmitteldurchsatz oder dergleichen; dazu können auch Lastabfragen und weitere Leistungsdaten oder Vitalitätsdaten des Motors gehören.The sensors of the sensor system S, which are aligned with respect to the operating oil, also include an oil temperature sensor for determining an oil temperature T oil . Furthermore, the sensors of the sensor system S include engine sensors, for example on the crankshaft of the engine in the area of
Wie weiter aus
Beispielhaft für die vorliegende bevorzugte Ausführungsform ist in
Das dazu insofern passende hier beispielhafte dreidimensionale Norm-Kennfeld K kann auch komplexer oder umfassender sein und steht dem Motorsteuergerät ECU zur Verfügung; dazu ist das Norm-Kennfeld K vorliegend im Motorsteuergerät wie erläutert abgelegt; es kann jedoch auch Remote zur Verfügung stehen, also beispielsweise von der ECU aus einer Zentrale abrufbar sein.The three-dimensional standard map K that is appropriate here, as an example, can also be more complex or comprehensive and is available to the engine control unit ECU; For this purpose, the standard map K is stored in the engine control unit, as explained; however, it can also be available remotely, ie it can be called up by the ECU from a control center, for example.
In
Eine den Öl-Differenzdruck Δpi berücksichtigende Relationsgröße R bzw. ein normierter Relationsgrößen-Wert R kann jedenfalls rechnerisch auf unterschiedliche Weise aus den Öldrücken gebildet werden.A relation variable R or a normalized relation variable value R that takes into account the oil differential pressure Δp i can in any case be calculated in different ways from the oil pressures.
Die vorliegende Ausführungsform sieht ein Normierungs-Kennfeld K von NormDifferenzdrücken Δp_norm i oder vor. Dieses gibt insofern normale Differenzdrücke Δp_norm i oder jedenfalls normale Drücke (p1, p2)_norm eines gesunden Motors mit neuem Öl und neuen Filter in Abhängigkeit von Öltemperatur und Drehzahl an. Es wird verwendet, um die tatsächlichen Messwerte p1, p2 bzw. den tatsächlich gemessenen Öl-Differenzdruck (p2-p1)=Δpi=f (Öltemp,Motordrehzahl) in einem in
Es kann in einer Abwandlung auch ein nicht näher dargestelltes Kennfeld von Norm-Drücken p_norm i vorliegen. Dieses stellt dann normale Drücke p_norm i eines gesunden Motors mit neuem Öl und neuen Filter in Abhängigkeit von Öltemperatur und Drehzahl dar. Die gemessenen Öldrücke können für die Öldruck-Relation, insbesondere der Öl-Differenzdruck, in Bezug auf eine Anzahl von Betriebsparameter B des Motors und/oder Ölparameter des Betriebsöls in einem Kennfeld K festgehalten werden - daraus kann die Öldruck-Relation, insbesondere der Öl-Differenzdruck, in Bezug auf eine Anzahl von Betriebsparameter B des Motors und/oder Ölparameter des Betriebsöls in einem Kennfeld K ermittelt und festgehalten werden.In a modification, there can also be a characteristic map of standard pressures p_norm i that is not shown in detail. This then represents normal pressures p_norm i of a healthy engine with new oil and a new filter as a function of oil temperature and speed. The measured oil pressures can be used for the oil pressure relation, in particular the oil differential pressure, in relation to a number of operating parameters B of the engine and/or oil parameters of the operating oil are recorded in a map K - from this the oil pressure relation, in particular the oil differential pressure, can be determined and recorded in a map K in relation to a number of operating parameters B of the engine and/or oil parameters of the operating oil .
Im Detail ist ein Trendfeld T --wie schematisch in
Die Umwandlung erfolgt mit einem Wandleralgorithmus A in einem Wandlermodul W als Teil eines Analysemoduls 10.2. Das Wandlermodul W betreibt einen Wandleralgorithmus A, der die Kennfelddaten Δp_norm des Kennfeldes KNORM, mit Hilfe der Betriebsparamter B der Motordrehzahl nMOT und der Öltemperatur TÖl nutzt; in diesem Fall um die gemessene Öldruck-Differenz Δp zu normieren und mithilfe einer Division auf den normierten Wert R umrechnet. Die Details eines solchen Wandleralgorithmus A können zweckdienlich und individuell für die Brennkraftmaschine 100 gebildet werden.
Vorliegend wird eine Trendentwicklung über die Betriebsdauer-Zeitpunkte mittels der Angabe einer interpolierenden Ausgleichskurve für die Relationsgrößen-Werte über die Betriebsdauer-Zeitpunkte angegeben, nämlich als eine Regressionsgerade der
Es hat sich im Rahmen einer bereits hier zu erwähnenden Weiterbildung gezeigt, dass bis zu einem bestimmten Betriebszeitpunkt eine Trendentwicklung als eine Normal-Trendentwicklung bezeichnet werden kann. Unter einer Normal-Trendentwicklung ist vorliegend zunächst allgemein jede zu erwartende Trendentwicklung ohne Ölzustandsänderung im engeren Sinne zu verstehen zu der für einen weiteren zur Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkten hinzutretenden weiteren Betriebsdauer-Zeitpunkt ein Vergleich vorgenommen wird; nämlich um eine vermittels des wenigstens einen weiteren Relationsgrößen-Wertes bewirkte relevante Trendabweichung ΔTg, ΔTe von der bis dahin vorliegenden Trendentwicklung, insbesondere als Normal-Trendentwicklung bezeichneten Trendentwicklung, festzustellen.It has been shown within the scope of a development already to be mentioned here that a trend development up to a specific point in time during operation can be referred to as a normal trend development. In the present context, a normal trend development is to be understood first of all in general as any trend development to be expected without a change in the condition of the oil in the narrower sense, with which a comparison is made for a further additional operating time point in time that is added to the number of operating time points; namely to determine a relevant trend deviation ΔTg, ΔTe caused by the at least one further relation variable value from the trend development present up to that point, in particular trend development referred to as normal trend development.
Es kann im Rahmen einer hier weiter angegebenen Weiterbildung vorteilhaft unter bestimmten Bedingungen von einer bestimmten Normal-Trendentwicklung ausgegangen werden; z.B. wenn man das Verhalten eines Motors voraussetzt, der keine Ölzustandsänderung im engeren Sinne zeigt. In einer hier weiter erläuterten ersten Variante einer Weiterbildung kann --beispielsweise vornehmlich bei einem Diesel- oder Otto-Motor-- von einem insgesamt zunehmenden Trend TK1 der
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Trend T vorliegend insbesondere eine Angabe einer Steigung im Trendkennfeld Ta und Trendkennfeld Tb; konkret kann dazu die Entwicklung einer Steigung einer Trendkurve TK1, TK2, TK 3 erfasst werden.Within the scope of a particularly preferred embodiment, the trend T in the present case includes, in particular, an indication of a slope in the trend characteristic map Ta and trend characteristic map Tb; Specifically, the development of a slope of a trend curve TK1, TK2, TK3 can be recorded.
In
Die Steuer- und Regeleinrichtung 10 gemäß der
Mittels eines oben genannten Wandlermoduls W und einem entsprechenden Wandelalgorithmus A ist es möglich, daraus einen Verlauf von Betriebsparameter unabhängigen Relationsgrößen-Werten Ri über eine Zeitachse zu speichern; dies sind vorliegend die mittels Δp_norm normierten Mittelwerte
Diese Art oder andere zweckdienliche Art der Feststellung, dass eine weitere Trendkurve TK2 erkennbar aus dem Vertrauensbereich TB bisheriger Trendkurven TK1 herausfällt, wird vorliegend als Auswertung einer langfristigen Trendentwicklung Eg bezeichnet.This type or other expedient type of determination that a further trend curve TK2 recognizably falls outside the confidence range TB of previous trend curves TK1 is referred to here as an evaluation of a long-term trend development Eg.
In
Bei diesem zweiten Trendfeld Tb ist erkennbar, dass der weitere Relationsgrößen-Wert Ri von der bisherigen Trendkurve TK1 des Trendfeldes Tb deutlich abweicht und die lokale Trendabweichung ΔT1 kann --wie schon auch bei der Abstsandsberechnung für die langfristige Trendentwicklung Eg in
In beiden Beispielen (A) und (B) der
Im Ergebnis sieht die bevorzugte Ausführungsform vor, dass auf Grundlage einer solchen Darstellung von Relationsgrößen-Werten R1, R2, R3 unabhängig vom Betriebsparameter B eines Motors und einer darauf basierenden Analyse von Trendentwicklungen Eg bzw. E1 (vorliegend mittels der Trendfelder Ta, Tb und einer entsprechenden sich entwickelnden Trendkurve TK) eine Trendabweichung ΔT festgestellt wird, beispielsweise als in
Ein solches Verfahren ist schematisch in
In einem Schritt V2 können über einen Ölfilter 1F Betriebsparameter des Motors und des Öls gemessen werden; beispielhaft ist vorliegend die Motordrehzahl nMOT, die Öltemperatur TÖl genannt - hinzu tritt eine aufgrund der Öldrücke p1, p2 ermittelte Öldruck-Differenz Δpi zu einem bestimmten Betriebsdauerzeitpunkt und die Betriebsdauer hB der Brennkraftmaschine, die ebenfalls in
Im Ergebnis kann in einem Schritt V3 ein Kennfeld K der Brennkraftmaschine etwa die Betriebsparameter BP der vorgenannten Art und die Öldruck-Differenz Δpi für eine Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkten hi, i=1, 2, 3 beispielsweise als eine mögliche Relationsgröße Ri für eine Anzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkten hi, i=1, 2, 3 und die Betriebsdauer hB zueinander auftragen.As a result, in a step V3, a map K of the internal combustion engine can contain the operating parameters BP of the aforementioned type and the oil pressure difference Δp i for a number of operating time points hi, i=1, 2, 3, for example as a possible relational variable Ri for a Plot the number of operating time points hi, i=1, 2, 3 and the operating time h B together.
Ein solches Kennfeld K kann in einem vierten Schritt V4 mittels einem entsprechenden Wandleralgorithmus A zur Darstellung einer Trendentwicklung T gewandelt werden. Der Schritt V4 kann beispielsweise mittels einem in
In einer Abwandlung ist es auch möglich, die Trends direkt auf Grenzwerte zu überwachen. Beispielsweise kann mit einer Abfrage S1<T<S2 geprüft werden, ob eine Ölverdünnung vorliegt, wenn der Trend T aus dem akzeptablen Bereich [S1, S2] herausfällt. Es kann auch mit einer Abfrage S1>T geprüft werden, ob ein Filtertausch vorliegt.In a modification, it is also possible to monitor the trends directly for limit values. For example, a query S1<T<S2 can be used to check whether there is oil dilution if the trend T falls outside the acceptable range [S1, S2]. A query S1>T can also be used to check whether the filter has been replaced.
Die Ausführungsform hat dazu erkannt, dass die Öl-Verdünnung durch Dieselkraftstoff oder Kühlwasser entstehen kann, der/das in den Ölkreislauf eintritt und was den maßgeblichen Prozessablauf darstellt. Dies hat den Verlust der Schmierfähigkeit zur Folge und eine entsprechende Verringerung der Viskosität.The embodiment has recognized that the oil dilution can be caused by diesel fuel or cooling water entering the oil circuit and which represents the relevant process flow. This results in the loss of lubricity and a corresponding reduction in viscosity.
Gut erkennbar ist dies vor allem im Vergleich zu einer Normal-Trendentwicklung, wenn man dafür bei bestimmten Umständen und bei einem bestimmten Motor (z.B. Diesel- oder Otto-Motor) dafür einen grundsätzlich streng monotonen Verlauf einer Trendentwicklung E eines Differenzdrucks
Das monotone Zunehmen des Differenzdruckes ist beim Gasmotor dagegen normalerweise nicht gegeben, da dieser keinen Ruß produziert. D.h dass die vorgenannte vor allem für einen Dieseloder Otto-Motor geltende Abfrage V6 nicht immer auf eine Ölverdünnung hinweist. Auch dies wäre bei einem Gasmotor erkennbar, wenn die Anzahl von Relationsgrößen-Werte R1, R2, R3, Ri --wie zuvor erläutert wurde-- einer Trendentwicklung E über die Betriebsdauer-Zeitpunkte hi zugeordnet wird; daraus ist regelmäßig auch eine Art Normal-Trendentwicklung für den bestimmten Motor oder Motortyp erkennbar wie hier einem Gasmotor. Dann sind bei dem Ablaufdiagramm des Verfahrens der
in Betracht kommen. Ein entsprechend abgewandelter Ablauf für einen Gasmotor könnte umfassen:
- - im Schritt V2
- - Bilden von Δp_i über den Öldruck
- - Glätten (z.B. über einen Zeitfilter) von Δp_i Öldruck zu
Δp i
- - im Schritt V5
- - Normieren des Öl-Differenzdrucks und Darstellen als Relationsgröße R =
Δp i/Δp_norm - - Bilden einer Trendaussage auf Basis eines Differenzen- oder Differential-Quotienten Ti = (Ri - Ri-1)/ (hi-hi-1)
- - Normieren des Öl-Differenzdrucks und Darstellen als Relationsgröße R =
- - im Schritt V6 bis V8
S1<T<S2 - wenn ja, Ölverdünnung
T<S1 - wenn ja,, FiltertauschOn the other hand, the monotonous increase in differential pressure does not normally occur in gas engines, since they do not produce soot. This means that the above query V6, which applies primarily to a diesel or Otto engine, does not always indicate oil dilution. This would also be recognizable in a gas engine if the number of relational variable values R 1 , R 2 , R 3 , R i --as explained above-- is assigned to a trend development E over the operating time points in time hi; From this, a kind of normal trend development for the specific engine or engine type is regularly recognizable, such as a gas engine here. Then in the flow chart of the method of
be considered. A modified process for a gas engine could include:
- - in step V2
- - Forming of Δp_i over the oil pressure
- - Smoothing (e.g. using a time filter) of Δp_i oil pressure
Δp i
- - in step V5
- - Normalizing the oil differential pressure and displaying it as a relational variable R =
Δp i /Δp_norm - - Forming a trend statement based on a difference or differential quotient Ti = (Ri - Ri-1)/ (hi-hi-1)
- - Normalizing the oil differential pressure and displaying it as a relational variable R =
- - in step V6 to V8
S1<T<S2 - if so, oil dilution
T<S1 - if so, filter replacement
Eine Trendentwicklung E der Relationsgröße R mit einem Filtermodell belegt dieses Verarbeiten des ersten und zweiten Öldrucks mittels einer diese berücksichtigende Relationsgröße in Bezug auf eine Betriebsdauer hB der Brennkraftmaschine (z. B. in Betriebsstunden angegeben).
Ri steht insofern jeweils für eine Matrix von Relationsgrößen Ri (nMOT, TÖl). Vorliegend sind also die Relationsgrößen-Werte Ri für i=1, 2, 3 ... n dieser Matrix für bestimmte Betriebsparameter B spezifiziert, wobei ein Relationsgrößen-Wert Ri jeweils eine Öldruckdifferenz p2 - p1 = Δpi über den zuvor erläuterten Filter 1F darstellt für einen bestimmten Betriebsparameter B.In this respect, Ri stands for a matrix of relation variables R i (n MOT , T oil ). In the present case, the relational variable values Ri for i =1, 2, 3 for a certain operating parameter B.
Das Wandlermodul W führt nun einen Wandleralgorithmus A aus, der alle Betriebsparameter B nutzt, d. h. vorliegend die Öldruck-Differenz Δp wie sie aus dem echten Betrieb einer Brennkraftmaschine hervorgehen zur Angabe von Relationsgrößen-Werte R1, R2, R3 zu Betriebsdauer-Zeitpunkten hi, i=1, 2, 3 im tatsächlichen Betrieb normiert auf einen oder die jeweiligen Betriebsparameter B, also z.B. mittelt oder dividiert oder integriert über die Betriebsparamter B oder die Öldruck-Differenz Δp anderweitig normiert in Bezug auf die Betriebsparamter B. Ein in diesem Sinne allgemein aufzufassendes „normieren“ kann also ein Mitteln oder Integrieren und/oder eine Quotientenbildung umfassen, jeweils für einen der Betriebsdauer-Zeitpunkte hi, i=1, 2, 3, deren Wert hier Z1, Z2 und Z3 angegeben ist, (hier z. B. jeweils für Z1, Z2, Z3 usw.).The converter module W now executes a converter algorithm A, which uses all operating parameters B, ie in this case the oil pressure difference Δp as it results from the actual operation of an internal combustion engine to specify relational values R 1 , R 2 , R 3 at operating time points hi, i=1, 2, 3 normalized in actual operation to one or the respective operating parameters B, ie averaged or divided or integrated over the operating parameters B or the oil pressure difference Δp otherwise normalized in relation to the operating parameters B. A in this "Normalization" to be understood in a general sense can therefore include averaging or integration and/or quotient formation, each for one of the operating time points hi, i=1, 2, 3, whose value is given here Z 1 , Z 2 and Z 3 , (e.g. in each case for Z 1 , Z 2 , Z 3 etc.).
Die Integration berücksichtigt gegebenenfalls Wichtungen, Häufigkeiten und Prioritäten der genannten Öl- und Motorparameter Öls, MOTs und bildet einen insofern ggfs. gewichteten integrierten Mittelwert
Eine Quotientenbildung kann eine bestimmte Öldruck-Differenz Δp beispielsweise normieren auf einen jeweiligen oder die Betriebsparamter B eines Standards; dies ist in Bezug auf die Ausführungsform in
Vorliegend wird der Wandleralgorithmus A mittels einem Trigger zu den Betriebsdauer-Zeitpunkten hi, i=1, 2, 3, deren Wert hier mit Z1, Z2 und Z3 angegeben ist-- ausgeführt. D. h. die Matrix Ri (nMOT, TÖl), welche jeweils für einen der Zeitpunkt-Werte Z1, Z2 oder Z3 mehrere Öldruckdifferenzen Δpi umfasst, wie sie im realen Betrieb einer Brennkraftmaschine erfasst werden, wird für einen Betriebsdauer-Zeitpunkt hi verdichtet auf einen integrierten, gemittelten oder summierten oder anderweitig zusammengefassten Relationsgrößen-Wert
Das Kennfeld K wird also zu Beginn des Motorlebens gelernt und stellt dann eine Referenz zur Normierung aller zukünftigen Messwerte Δpi dar. Es werden während des Betriebes die auflaufenden Druckwerte Δpi im Wandlermodul W über das Kennfeld K normiert (dividiert), gemittelt zu
Als Ausgabe des Wandler- und Analysemoduls W im Analysemodul 10.2 infolge des verwendeten Wandleralgorithmus A können also jeweils der Matrix Ri zugeordnete Abfolgen von Betriebsparameter unabhängigen Relationsgrößen-Werten
Auffällig ist, dass in dem Kennfeld K der
Wie auch beim zuvor erläuterten Vorgehen im Rahmen eines Wandlermodul W und Analysemoduls 10.2 triggert ein Wandleralgorithmus A die Betriebsdauer-Zeitpunkte Z1, Z2, Z3 mit jeweils einer Matrix von Relationsgrößen-Werte Ri zum Beispiel zum Betriebsdauer-Zeitpunkt-Wert Zi für eine Matrix von Öldruck-Differenzen Δpi abhängig von Motor- und Ölparametern nMOT, TÖl und bildet daraus einen Betriebsparameter B unabhängigen Relationsgrößen-Wert Ri, der hier als
Dieser weitere Betriebsparameter unabhängige Relationsgrößen-Wert
Natürlich führt die Trendkurve, an der sich der „Fall 2“ orientiert --nämlich die obere Grenzentwicklung Go-- dazu, dass das „Limit Gelb“ früher erreicht wird, sodass der Bestellzeitpunkt ET2 für ein Einzelteil im „Fall 2“ deutlich vor dem Bestellzeitpunkt ETI für ein Einzelteil im „Fall 1“ liegt, wobei der „Fall 1“ sich an der unteren Grenzentwicklung Gu orientiert und in beiden Fällen eher kürzere Bestellzeiten einer Einzelteil-Bestelldauer mit t1 bezeichnet sind.Of course, the trend curve on which "
Eine Einzelteil-Bestelldauer t1 (früher Erwartungszeitpunkt) ist im „Fall 1“ aber entsprechend größer bis zum Erreichen des „Limit Gelb“ als die Einzelteil-Bestelldauer t1 (früher Erwartungszeitpunkt) im „Fall 2“ bis zum Erreichen des „Limit Gelb“. In beiden Fällen verbleibt jedoch auch noch eine Betriebsreaktion möglich; dies ist das Ergebnis des Unterschiedszwischen „Limit Rot“ und „Limit Gelb“, da in beiden Fällen eine längere Einzelteil-Bestelldauer t2 (später Erwartungszeitpunkt) bis zum „Limit Rot“ größer ist als eine kürzere Einzelteil-Bestelldauer t1 (früher Erwartungszeitpunkt) bis zum „Limit Gelb“. Dieses Vorgehen hat sich beispielsweise bewährt beim Feststellen eines Filtertausches, um eine Einzelteil-Bestelldauer im Hinblick auf die erforderliche Betriebsreaktion abzustimmen. Es kann beispielsweise für das „Limit Gelb“ noch eine Wartezeit bis zu einem Schichtende ausgenutzt werden, in dem etwa ein Fahrzeug mit der Brennkraftmaschine eingesetzt ist. Ist das „Limit Rot“ jedoch erreicht, ist eine Betriebsreaktion ohne Verzögerung erforderlich. Ein Erwartungszeitpunkt für ein Erreichen des „Limit Gelb“- bzw. „Limit Rot“-Alarmniveau kann mittels der zuvor erläuterten Trendkurve TK berechnet werden, die sich üblicherweise in einer Schar von Trendkurven TK im Vertrauensbereich TB befindet; eine solche Trendkurve TK ist beispielhaft in
Im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform hat sich eine Differenzbildung im Komparator 12 als vorteilhaft erwiesen, sodass im Rahmen des Regelschemas 11 ein Öl-Differenzdruck als IST-Wert Δp_IST zur Verfügung gestellt wird.Within the scope of the present embodiment, forming a difference in the
Die Steuer- und Regeleinrichtung 10 ist ausgebildet, das Steuer- und Regelschema 11 auszuführen unter Nutzung eines Kennfeldmoduls 10.1 und eines Analysemoduls 10.2. Das Steuer- und Regelschema 11 ist vorliegend konkret mit einem Wandleralgorythmus A ausgebildet, der im Rahmen einer Quotientenbildung die bestimmten Öldruck-Differenzen Δp mit einem Normdruck Δp_NORM zu Relationsgrößen-Werte eines Trendkennfeldes Ta normiertdies wird im Folgenden näher erläutert.The control and
Die Öldruck-Relation, vorliegend in Form eines Öl-Differenzdrucks Δp, nämlich konkret eines IST-Werts Δp_IST desselben, wird in Bezug gesetzt zu einem Norm-Öl-Differenzdruck Δp_NORM. Der Norm-Öl-Differenzdruck Δp_NORM ist bei der vorliegenden Ausführungsform Ergebnis eines Standards; das heißt eines theoretischen Konstrukts für einen Standardmotor mit bestimmten Betriebsparametern und diesen zugeordneten Öl-Differenzdrücken über den Filter 1F. Der Norm-Öl-Differenzdruck Δp_NORM ist insofern als Öl-Differenzdruck für einen solchen Standard in einem normierten Öl-Differenzdruck-Kennfeld K für den Filter 1F hinterlegt.The oil pressure relation, present in the form of a differential oil pressure Δp, specifically an actual value Δp_ IST of the same, is related to a standard differential oil pressure Δp_ NORM . In the present embodiment, the standard oil differential pressure Δp_ NORM is the result of a standard; that is, a theoretical design for a standard engine with certain operating parameters and associated differential oil pressures across
Das so bezeichnete Öl-Differenzdruck-Kennfeld K zur Normierung ist im Detail X der
Das im Folgenden als solches bezeichnete normierte Öl-Differenzdruck-Kennfeld K ist in Bezug auf seine Koordinaten ähnlich dem Kennfeld K der
Vorliegend sind dies bei dem normierten Öl-Differenzdruck-Kennfeld K wiederum die Öltemperatur TÖl und die Motordrehzahl nMOT für welche Standard-Öl-Differenzdrücke als Normdrücke Δp_NORM erfasst sind. Dies entpricht im Wesentlichen einer Matrix in der ein Norm-Öl-Differenzdruck ΔpNORM in Bezug auf eine Öltemperatur TÖl und eine Motordrehzahl nMOT als Standard festgehalten ist. Insofern kommt dem Öl-Differenzdruck-Kennfeld K für den Filter 1F hier die Bezeichnung KNORM zu. Das normierte Kennfeld KNORM ist im Kennfeldmodul 10.1 hinterlegt und regel- bzw. steuertechnisch verbunden mit dem Ausgang des Komparators 12, welcher den tatsächlich gemessenen Öl-Differenzdruck Δp, nämlmich dessen Istwert Δp_IST liefert. Des Weiteren hat das Kennfeldmodul 10.1 Eingänge nicht nur für Parameter der Motordrehzahl nMOT und die Öltemperatur TÖl, sondern es können auch andere Betriebsparameter B eingehen. Als Beispiel weiterer Betriebsparameter B sind Leistungsparameter (zum Beispiel Drehmoment oder eine Drehmomentanforderung M) oder eine Kühlmitteltemperatur TKM vorliegend aufgeführt für das Normierungs-Öl-Differenzdruck-Kennfeld KNORM .In the present case, in the normalized oil differential pressure map K, these are again the oil temperature T oil and the engine speed n MOT for which standard oil differential pressures are recorded as standard pressures Δp_NORM . This essentially corresponds to a matrix in which a standard oil differential pressure Δp NORM in relation to an oil temperature T oil and an engine speed n MOT is recorded as a standard. In this respect, the oil differential pressure map K for the
Das Normierungs-Öl-Differenzdruck-Kennfeld KNORM ist insofern ein mehrdimensionales Kennfeld mit vorliegend fünf Koordinaten, in dem der normale Öl-Differenzdruck in Bezug zu einem Standard-Motor gesetzt ist, d.h. in Bezug gesetzt ist zu einer Anzahl von Betriebsparametern B; vorliegend sind vor allem Drehzahl nMOT und Betriebsöltemperatur TÖl sowie auch Drehmoment oder eine Drehmomentanforderung M oder eine Kühlmitteltemperatur TKM näher dargestellt.The normalization differential oil pressure map K NORM is in this respect a multi-dimensional map with five coordinates in the present case, in which the normal oil differential pressure is set in relation to a standard engine, ie is set in relation to a number of operating parameters B; Above all, the speed n MOT and operating oil temperature T oil as well as torque or a torque requirement M or a coolant temperature T KM are shown in more detail here.
Der Wandleralgorithmus A sieht vor, dass der gemessene Differenzdruck Δp (konkret dessen IST-Wert ΔpIST) im Rahmen einer Quotientenbildung normiert wird in Bezug auf das Normierungs-Öl-Differenzdruck-Kennfeld KNORM - der entsprechende Wandleralgorithmus sieht dazu einen Quotientenbildner 13 vor, der den Öl-Differenzdruck Δp --wie gemessen-- normiert in Bezug auf den Norm-Öl-Differenzdruck ΔpNORM bei einer akut vorliegenden Betriebssituation des Motors (bestimmt durch die vorgenannten Betriebsparameter B: nMOT TKM TÖl Lastpunkt M).The converter algorithm A provides that the measured differential pressure Δp (specifically its actual value Δp IST ) is normalized as part of a quotient formation in relation to the normalization oil differential pressure map K NORM - the corresponding converter algorithm provides a
Dies kann beispielsweise so erfolgen, dass bei einem konkret bekannten Betriebsparameter B wie Motordrehzahl nMOT und Betriebsöltemperatur TÖl der Norm-Öl-Differenzdruck ΔpNORM dem Normkennfeld KNORM als bekannter Standardwert entnommen wird und der tatsächlich gemessene Öl-Differenzdruck Δp im Quotientenbildner 13 einer Division zugeführt wird zur Bildung eines normierten Relationsgrößenwertes R im Sinne von
Der im Steuer- und Regelschema 11 zu verwendende Relationsgrößenwert R ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform insofern ein normierter Relationsgrößenwert R, der einem normierten Trendkennfeld für eine Mehrzahl von Betriebsdauer-Zeitpunkten hi zu einer bestimmten Betriebsdauer festgehalten wird.According to the present embodiment, the relational variable value R to be used in the open-loop and closed-
Im vorliegenden Beispiel des Regelschemas 11 ist dies als Teil des Kennfeldmoduls 10.1 in einem Trendkennfeld Ta im Detail Y näher dargestellt - das heißt, zur Erfassung des normierten Öl-Differenzdrucks --normiert ist der Öl-Differenzdruck Δp mit einem Norm-Öl-Differenzdruck ΔpNORM-- werden eine Anzahl normierter Relationsgrößen-Werte Ri für Betriebsdauer-Zeitpunkte hi wiederholt aufgetragen im Rahmen des mit Differenzenbildner 12 und Quotientenbildner 13 ausgeführten Regelschemas.In the present example of
Dieses Trennkennfeld wird als normiertes Trennkennfeld Ta wird einem zuvor genannten Analysemoduls 10.2 zur Verfügung gestellt zur Durchführung einer Trendanalyse, wie sie anhand von
- 1. Öl-Alterung und
- 2. Öl-Verdünnung.
- 3. Filtertausch
- 4. Öl-Nachfüllvorgang
- 1. Oil aging and
- 2. Oil dilution.
- 3. Filter replacement
- 4. Oil refill process
Die beiden ersten Effekte führen zu einer Verringerung der Viskosität; der Unterschied liegt vor allem in der Stärke des Trends. Während eine Viskositätsänderung durch normalen Motorbetrieb über hunderte von Stunden beobachtbar ist, tritt die Viskositätsänderung durch Öl-Verdünnung innerhalb weniger Stunden auf. Die wird genutzt zur Erkennbarkeit/Unterscheidung infolge der Geschwindigkeit ihres individuellen Trends.The first two effects lead to a reduction in viscosity; the difference lies primarily in the strength of the trend. While a change in viscosity from normal engine operation can be observed for hundreds of hours, the change in viscosity from oil dilution occurs within a few hours. This is used for recognizability/distinction due to the speed of their individual trend.
Zusätzlich überlagert ist die Wirkung des Filters - bei zunehmender Beladung des Filters steigt der Differenzdruck über den Filter an, was einem langsamen Trend entspricht.The effect of the filter is also superimposed - with increasing loading of the filter, the differential pressure across the filter increases, which corresponds to a slow trend.
Bei einem Filtertausch tritt eine Öl-Differenzdruckänderung als ein Druckabfall plötzlich auf. Eine Öl-Differenzdruckänderung in Form einer schlagartigen Steigerung ergibt sich durch das Nachfüllen von Öl und tritt ebenfalls plötzlich auf.When a filter is replaced, an oil differential pressure change occurs suddenly as a pressure drop. A sudden increase in the oil differential pressure results from topping up with oil and also occurs suddenly.
Dargestellt ist in
Die hier dargestellten Ereignisse Bi (i=1, 2, 3, 4) sind verschiedene Beispiele dazu mit entsprechenden abweichenden normierten Relationsgrößen-Werten Rj1, Rj2, Rj3, Rj''' von der Trendentwicklung mit entsprechend dadurch bewirkten Trendabweichungen ΔT1, ΔT2 und ΔT3, bzw. ΔT3'.The events B i (i=1, 2, 3, 4) shown here are various examples with corresponding deviating normalized
Im Rahmen einer Öl-Alterung des Ereignisses B4 sollte die Viskosität im Wesentlichen mit der Zeit abnehmen, da die langkettigen Kohlenwasserstoffketten durch mechanische Scherkräfte zerteilt werden. Einer Öl-Alterung bewirkt eine abnehmende Trendsignatur der Öl-Alterung im Trend, die der ansteigenden Normal -Trendentwicklung überlagert ist - dies ist auf langer Skala eines Betriebsdauer-Zeitpunktes h4 in sub-linearer Abweichung zum linear ansteigenden Trend E erkennbar. Im Rahmen einer Öl-Verdünnung sollte die Viskosität ebenfalls abnehmen, aber aufgrund anderer Prozesse auf einer anderen Zeitskala.During event B4 oil aging, the viscosity should essentially decrease with time as the long hydrocarbon chains are broken down by mechanical shear forces. Oil aging causes a decreasing trend signature of oil aging in the trend, which is superimposed on the increasing normal trend development - this can be seen on a long scale of an operating time point h4 in a sub-linear deviation from the linearly increasing trend E. In the course of oil dilution, the viscosity should also decrease, but due to different processes on a different time scale.
Bei einer Öl-Verdünnung (ÖV1, ÖV2) des Ereignisses B3 liegt ebenfalls ein Differenzdruckverlust als Trend nach unten vor. Mit anderen Worten: im Rahmen des Filtermodells schwächt sich infolge einer Öl-Verdünnung der Trend einer zunehmenden den ersten und zweiten Öldruck berücksichtigenden Relationsgröße ab. Eine Trendabweichung zwischen dem weiteren Relationsgrößen-Wert von der Trendentwicklung kann dann auf unterschiedliche Weise bewertet werden; etwa vorteilhaft im Rahmen der oben kurzfristigen oder langfristigen Trendentwicklung analysiert werden. Das Ereignis B1 zum Betriebsdauer-Zeitpunkt h1 weist auf einen Filtertausch hin und das Ereignis B2 zum Betriebsdauer-Zeitpunkt h2 einen Öl-Nachfüllvorgang.With an oil dilution (ÖV1, ÖV2) of event B3, there is also a differential pressure loss as a downward trend. In other words: in the context of the filter model, the trend towards an increasing relation variable taking account of the first and second oil pressure weakens as a result of oil dilution. A trend deviation between the further relation variable value from the trend development can then be evaluated in different ways; be analyzed advantageously in the context of the above short-term or long-term trend development. Event B1 at operating time h1 indicates a filter replacement and event B2 at operating time h2 indicates an oil topping-up process.
Der Filtertausch beim Ereignis B1 zum Betriebsdauer-Zeitpunkt h1 hat eine plötzlich abnehmende Trendabweichung infolge des plötzlich abnehmenden Öl-Differenzdrucks
Eine Öl-Differenzdruckänderung in Form einer schlagartigen Steigerung ergibt sich durch das Nachfüllen von Öl und tritt ebenfalls plötzlich auf beim Ereignis B2.A change in the oil differential pressure in the form of a sudden increase results from the topping up of oil and also occurs suddenly in event B2.
Es können also weitere Relationsgrößen-Wert Ri+1 in Bezug auf eine vermittels wenigstens des einen weiteren Relationsgrößen-Wertes Ri+1 bewirkte abnehmende Trendabweichung ΔT von der Trendentwicklung E als die relevante Trendabweichung ΔT analysiert werden, wobei die Zeitausdehnung und/oder Amplitude, insbesondere Rampe, der abnehmenden Trendabweichung ΔT von der Trendentwicklung E analysiert wird.It is therefore possible to analyze further relational value R i+1 in relation to a decreasing trend deviation ΔT from the trend development E caused by at least one further relational value R i+1 as the relevant trend deviation ΔT, with the time extension and/or amplitude , in particular ramp, of the decreasing trend deviation ΔT from the trend development E is analyzed.
Das Ereignis B3 zum Betriebsdauer-Zeitpunkt h3 bis Betriebsdauer-Zeitpunkt h4 umfasst zwei Varianten eines Öl-Verdünnungsvorgangs ÖV1, ÖV2.Event B3 at operating time point h3 to operating time point h4 includes two variants of an oil dilution process ÖV1, ÖV2.
Die Ereignisse B1, B2 stellen mit dem Filtertausch (B1) und dem Öl-Nachfüllvorgang (B2) an sich erkennbare Ereignisse dar.The events B1, B2 are recognizable events with the filter replacement (B1) and the oil refilling process (B2).
Der schnelle Vorgang einer Öl-Verdünnung ÖV1 des Ereignisses B3 ist der vorliegend relevante zu alarmierende Vorgang der im Rahmen der bevorzugten Ausführungsform im Rahmen des Konzepts zur Erfindung einer Trendanalyse erkannt wird mittels der Öl-Differenzdruck-Messeinrichtung 1M und dem Regelschema 11 unter Nutzung der Steuer- und Regeleinrichtung 10. Die einzelnen Ereignisse werden im Folgenden erläutert.The rapid process of oil dilution ÖV1 of event B3 is the relevant process to be alarmed in the present case, which is recognized within the scope of the preferred embodiment within the scope of the concept for the invention of a trend analysis by means of the oil differential
Die Trendkurve TK1 der Normaltrendentwicklung entsteht aufgrund der zuvor genannten Werte
Zudem ist ein Betriebsparameter unabhängiger Relationsgrößen-Wert
Ein Verfahren einer Öl-Zustands-Erkennung kann besonders bevorzugt folgende Prüf-Schritte aufweisen:
- 1. Zu geringer Öldruck: Defekt im Motor / fehlendes Öl => Notabstellung
- 2. Zu hoher normierter Differenzdruck => Filtertausch erforderlich => Wartungslampe
- 3. Ereignis B4: Langsam steigernder Differenzdruck => Wartungsprognose für Filtertausch
- 4. Schneller Anstieg des Differenzdruckes => Vermutlich innere abrasive Abnutzung (Späne) Motordefekt => Warnung
- 5. Ereignis B3: Schnelle (innerhalb weniger Stunden, nicht plötzliche) Absenkung ÖV1 des normierten Δp nach unten => Öl-Verdünnung => Alarm gemäß dem Konzept der Erfindung. Es kann beispielsweise festzustellen sein, ob Dieselkraftstoff in den Ölkreislauf gelangt. Dies führt nämlich zu einem maßgeblichen Verlust der Schmierfähigkeit, sodass verschiedene Defekte, wie zum Beispiel Lager- oder O-Ring-Defekte in der Kraftstoffpumpe durch diesen Verlust der Schmierfähigkeit hervorgerufen werden können.
- 6. Ereignis B1: Plötzliche Absenkung des normierten Δp nach unten => Ursache: Filtertausch => (auch für Big Data Analyse - Alarmunterdrückung vom Öl-Verdünnungsalarm)
- 7. Der Wert des Δp nach Filtertausch ist ein Maß für die Ölqualität => Wartungshinweis Filtertausch ohne Ölwechsel (nicht Gegenstand der Erfindung)
- 8. Ereignis B2: Plötzlicher Anstieg des normierten Δp nach oben => Öl wurde nachgefüllt. (auch für Big Data Analyse bzw. in Abgrenzung zu 4.)
- 9. Ereignis B0: Ausblenden der ersten 100 Motorbetriebsstunden zur Verhinderung einer Fehlanzeige der Trendentwicklung.
- 1. Oil pressure too low: defect in the engine / lack of oil => emergency shutdown
- 2. Normalized differential pressure too high => filter replacement required => maintenance lamp
- 3. Event B4: slowly increasing differential pressure => maintenance prognosis for filter exchange
- 4. Rapid rise in differential pressure => probably internal abrasive wear (chips) Motor defect => warning
- 5. Event B3: Rapid (within a few hours, not sudden) lowering ÖV1 of the normalized Δp => oil dilution => alarm according to the concept of the invention. For example, it can be determined whether diesel fuel gets into the oil circuit. This leads to a significant loss of lubricity, so that various defects, such as bearing or O-ring defects in the fuel pump, can be caused by this loss of lubricity.
- 6. Event B1: Sudden lowering of the normalized Δp => cause: filter replacement => (also for big data analysis - alarm suppression of the oil dilution alarm)
- 7. The value of the Δp after filter replacement is a measure of the oil quality => maintenance instruction filter replacement without oil change (not subject of the invention)
- 8. Event B2: Sudden increase in normalized Δp => oil was refilled. (also for big data analysis or in contrast to 4.)
- 9. Event B0: Hide the first 100 hours of engine operation to prevent the trend development from being displayed incorrectly.
Die Einlaufzeit des Motors verursacht letztendlich aufgrund der starken Schwankungsamplituden in der Viskosität des Betriebsöls nicht auswertbare Daten und der dies berücksichtigende Offset O ist in der
In dem Fall müsste danach also die Trendanalyse von vorn beginnen und alle „
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Ölfiltersystemoil filter system
- 1B1B
- Betriebsöloperating oil
- 1F1F
- Ölfilteroil filter
- 1M1M
- Öl-Differenzdruck-MesseinrichtungOil differential pressure measuring device
- 1010
- Steuer- und Regeleinrichtungcontrol and regulation device
- 10.110.1
- Kennfeldmodulmap module
- 10.210.2
- Analysemodulanalysis module
- 1L1L
- Ölleitungoil line
- 100100
- Brennkraftmaschineinternal combustion engine
- 101101
- Motorengine
- 102102
- Luftführungssystemeair duct systems
- 103103
- Wärmetauscherheat exchanger
- 104104
- Ölleitsystemoil control system
- ECUECU
- Motorsteuergerätengine control unit
- AA
- Wandleralgorithmusconverter algorithm
- WW
- Wandlermodulconverter module
- BB
- Betriebsparameteroperating parameters
- DD
- Sensordatensensor data
- KK
- Kennfeld, NormkennfeldMap, standard map
- XX
- Detaildetail
- SWSW
- Schwellwertthreshold
- R, R1, R2, R3 ... RiR, R1, R2, R3 ... Ri
- Relationsgröße, Relationsgrößen-Werte, weiterer Relationsgrößen-Wertrelation size, relation size values, further relation size value
- SS
- Sensorsystemsensor system
- S1S1
- erster Drucksensorfirst pressure sensor
- S2S2
- zweiter Drucksensorsecond pressure sensor
- p1p1
- erster Öldruckfirst oil pressure
- p2p2
- zweiter Öldrucksecond oil pressure
- E, Eg, E1E, Eg, E1
- Trendentwicklung, langfristige Trendentwicklung, kurzfristige TrendentwicklungTrend development, long-term trend development, short-term trend development
- T, Ta, Tb, TcT, Ta, Tb, Tc
- Trendfeld, erstes, zweites, drittes Trendfeld mit sich entwickelnder Trendkurve zur Bestimmung einer Trendabweichung ΔTTrend box, first, second, third trend box with developing trend curve to determine a trend deviation ΔT
- TK, TK1, TK2TK, TK1, TK2
- Trendkurve, bisherige und weitere Trendkurve ok jrTrend curve, previous and further trend curve ok jr
- TÖltoil
- Öltemperaturoil temperature
- TBTB
- Vertrauensbereichconfidence level
- Ölsoil
- Ölparameteroil parameters
- MOTsMOT's
- Motorparameterengine parameters
- hBhB
- Betriebsdaueroperating time
- hiHi
- Betriebsdauer-Zeitpunktoperating time point in time
- MM
- Lastpunktload point
- MMOTMMOT
- Motordrehmomentengine torque
- nMOTnMOT
- Motordrehzahlengine speed
- BPbp
- Betriebsparameteroperating parameters
- Δp1, Δp1, Δp2, Δp3Δp1, Δp1, Δp2, Δp3
- Mittelwert der Öldruck-Differenz Δpi für die Relationsgröße RMean value of the oil pressure difference Δp i for the relation variable R
- Δ, ΔTΔ, ΔT
- Abweichung TrendabweichungDeviation Trend deviation
- ΔTgΔTg
- globale Trendabweichungglobal trend deviation
- ΔT1ΔT1
- lokale Trendabweichunglocal trend deviation
- ΔpiΔpi
- Öldruck-Differenzoil pressure difference
- GoGo
- obere Grenzentwicklungupper limit development
- GuGu
- untere Grenzentwicklunglower limit development
- Z, Z1, Z2, Z3, ZiZ, Z1, Z2, Z3, Zi
- Wert eines Betriebsdauer-Zeitpunkts hi, i=1, 2, 3, an dem die Relationsgrößen-Werte Ri bestimmt werdenValue of an operating time point in time h i , i=1, 2, 3, at which the relational variable values Ri are determined
- t1t1
- früher Erwartungszeitpunkt, Einzelteil-Bestelldauer bis zum „Limit Gelb“Earlier expected time, individual part ordering time up to the "Limit Yellow"
- t2t2
- später Erwartungszeitpunkt, Einzelteil-Bestelldauer bis zum „Limit Rot“Late expected time, individual part ordering time up to the "Limit Red"
- ETIEIT
-
Bestellzeitpunkt für ein Einzelteil im „Fall 1“Time of order for an individual part in "
Case 1" - ET2ET2
-
Bestellzeitpunkt für ein Einzelteil im „Fall 2“Time of order for an individual part in "
Case 2" - OO
- Offset für EinlaufzeitRun-in time offset
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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