DE102017203201B4 - Method for venting a crankcase of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Entlüften eines Kurbelgehäuses (3) einer Verbrennungskraftmaschine (2) aufweisend zumindest die folgenden Schritte:a) Versorgen mindestens eines Zylinders (4) der Verbrennungskraftmaschine (2) mit Luft über einen Ansaugbereich (10),b) Leiten von Gas aus dem Kurbelgehäuse (3) über eine Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung (13) in den Ansaugbereich (10),c) Ermitteln mindestens eines Vergleichswertes zum Vergleich mit einem in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung (13) gemessenen Druckparameter unter Verwendung eines mathematischen Modells als eine mathematische Funktion in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebspunktparameter der Verbrennungskraftmaschine (2), wobei die mathematische Funktion mit einer Computersimulation erstellt und in einer Steuereinheit (11) gespeichert wird, sodass der Vergleichswert durch Laden der mathematischen Funktion und durch Einsetzen der aktuell vorliegenden Werte des mindestens einen Betriebspunktparameters erhalten wird,d) Messen mindestens eines Druckparameters in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung (13),e) Vergleichen des in Schritt d) gemessenen mindestens einen Druckparameters mit dem in Schritt c) ermittelten Vergleichswert, undf) Auslösen mindestens einer Warnfunktion (15), wenn in Schritt e) erkannt wird, dass der mindestens eine Druckparameter von dem entsprechenden Vergleichswert um mehr als einen vorgebbaren Wert abweicht.Method for venting a crankcase (3) of an internal combustion engine (2), having at least the following steps: a) supplying at least one cylinder (4) of the internal combustion engine (2) with air via an intake area (10), b) conducting gas out of the crankcase (3) via a crankcase ventilation line (13) into the intake area (10),c) determining at least one comparative value for comparison with a pressure parameter measured in the crankcase ventilation line (13) using a mathematical model as a mathematical Function as a function of at least one operating point parameter of the internal combustion engine (2), the mathematical function being created using a computer simulation and stored in a control unit (11), so that the comparative value is obtained by loading the mathematical function and by using the currently available values of the at least one operating point parameter is obtained,d) measuring at least one pressure parameter in the crankcase ventilation line (13),e) comparing the at least one pressure parameter measured in step d) with the comparison value determined in step c), andf) triggering at least one warning function (15) , if it is recognized in step e) that the at least one printing parameter deviates from the corresponding comparison value by more than a predefinable value.
Description
Die Erfindung betrifft eine Methode zur Entlüftung eines Kurbelgehäuses einer Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to a method for venting a crankcase of an internal combustion engine.
Bei Verbrennungskraftmaschinen mit nach Art von Zylindern ausgestalteten Brennräumen in Kraftfahrzeugen, Arbeitsmaschinen, Luftfahrzeugen etc. ist es bekannt, Gas, welches sich in einem Kurbelgehäuse sammelt, über eine Entlüftungsleitung in den Ansaugbereich bzw. den Abgasbereich der Verbrennungskraftmaschine umzuleiten. So kann ein Austritt von solchem Gas in die Umgebung der Verbrennungskraftmaschine verhindert werden. Solches Gas sammelt sich im Kurbelgehäuse im Wesentlichen, weil es aus einem Brennraum (bzw. einem Zylinder) durch einen Spalt an einem Kolben des Zylinders vorbei in das Innere des Kurbelgehäuses gelangt. Dieses Gas wird häufig auch „Blowby-Gas“ genannt. Wenn dieses Gas direkt (beispielsweise an der Abdichtung der Kurbelwellenlager) in die Umgebung der Verbrennungskraftmaschine gelangen würde, wäre es keiner Abgasreinigung unterzogen. Durch eine gezielte Zuführung dieses Gases zum Ansaugbereich oder zum Abgasbereich der Verbrennungskraftmaschine kann dies verhindert werden. Dieses Gas muss darüber hinaus auch aus dem (üblicherweise luftdichten) Kurbelgehäuse herausgelassen werden, um einen Druckaufbau in dem Kurbelgehäuse zu vermeiden, weil ein erhöhter Druck im Kurbelgehäuse den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine beeinträchtigen würde.In internal combustion engines with combustion chambers designed like cylinders in motor vehicles, work machines, aircraft, etc., it is known to divert gas that collects in a crankcase via a ventilation line into the intake area or the exhaust gas area of the internal combustion engine. In this way, such gas can be prevented from escaping into the surroundings of the internal combustion engine. Such gas collects in the crankcase essentially because it passes from a combustion chamber (or a cylinder) through a gap past a piston of the cylinder into the interior of the crankcase. This gas is also often called "blow-by gas". If this gas were to enter the environment of the internal combustion engine directly (e.g. at the seal of the crankshaft bearings), it would not have been subjected to exhaust gas purification. This can be prevented by a targeted supply of this gas to the intake area or to the exhaust area of the internal combustion engine. Furthermore, this gas must also be vented from the (usually airtight) crankcase to avoid pressure build-up in the crankcase, since increased pressure in the crankcase would adversely affect the operation of the internal combustion engine.
Um eine Nachverbrennung dieses Gases zu gewährleisten, ist es bevorzugt, das Gas über den Ansaugbereich der Verbrennungskraftmaschine erneut einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zuzuführen. Daher wird das Gas üblicherweise in den Ansaugbereich einer Verbrennungskraftmaschine geleitet. Zu diesem Zweck sind Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Vorrichtungen bekannt, bei denen eine Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung das Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine mit dem Ansaugbereich dieser Verbrennungskraftmaschine verbindet.In order to ensure post-combustion of this gas, it is preferred to supply the gas again to a combustion chamber of the internal combustion engine via the intake area of the internal combustion engine. Therefore, the gas is usually fed into the intake area of an internal combustion engine. For this purpose, crankcase ventilation devices are known in which a crankcase ventilation line connects the crankcase of an internal combustion engine to the intake area of this internal combustion engine.
Bekannte Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Vorrichtungen haben den Nachteil, dass keine oder nur eine teilweise Diagnose der Dichtigkeit möglich ist. Dies gilt insbesondere für Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Vorrichtungen, bei denen eine Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung mit einem Ansaugbereich verbunden ist. Der Druck im Ansaugbereich einer Verbrennungskraftmaschine ist üblicherweise stark schwankend. Solche starken Druckschwankungen übertragen sich in die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Vorrichtung. Daher kann bei Druckschwankungen in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Vorrichtung häufig nicht sehr schnell erkannt werden, auf welche Ursache diese Druckschwankungen zurückzuführen sind. Insbesondere ist eine klare Zuordnung einer auftretenden Druckschwankung zu einer Undichtigkeit der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Vorrichtung häufig nicht möglich.Known crankcase ventilation devices have the disadvantage that no or only a partial diagnosis of the tightness is possible. This applies in particular to crankcase ventilation devices in which a crankcase ventilation line is connected to an intake area. The pressure in the intake area of an internal combustion engine usually fluctuates greatly. Such strong pressure fluctuations are transmitted to the crankcase ventilation device. Therefore, in the case of pressure fluctuations in the crankcase ventilation device, it is often not possible to identify very quickly the cause of these pressure fluctuations. In particular, it is often not possible to clearly assign an occurring pressure fluctuation to a leak in the crankcase ventilation device.
Die Veröffentlichungen
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik geschilderten technischen Probleme weiterhin zu lösen bzw. zumindest zu lindern. Es soll insbesondere ein Verfahren vorgestellt werden, eine Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung wirkungsvoll auf Dichtigkeit zu diagnostizieren.Proceeding from this, it is the object of the present invention to continue to solve or at least alleviate the technical problems described in connection with the prior art. In particular, a method is to be presented for effectively diagnosing a crankcase ventilation line for leaks.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.This object is achieved with a method according to the features of patent claim 1. Further advantageous refinements of the method are specified in the dependently formulated patent claims. The features listed individually in the patent claims can be combined with one another in any technologically meaningful way and can be supplemented by explanatory facts from the description, with further embodiment variants of the invention being shown.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Entlüften eines Kurbelgehäuses einer Verbrennungskraftmaschine vorgestellt. Das Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf:
- a) Versorgen mindestens eines Zylinders der Verbrennungskraftmaschine mit Luft über einen Ansaugbereich,
- b) Leiten von Gas aus dem Kurbelgehäuse über eine Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung in den Ansaugbereich,
- c) Ermitteln mindestens eines Vergleichswertes zum Vergleich mit einem in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung gemessenen Druckparameter unter Verwendung eines mathematischen Modells als eine mathematische Funktion in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebspunktparameter der Verbrennungskraftmaschine, wobei die mathematische Funktion mit einer Computersimulation erstellt und in einer Steuereinheit gespeichert wird, sodass der Vergleichswert durch Laden der mathematischen Funktion und durch Einsetzen der aktuell vorliegenden Werte des mindestens einen Betriebspunktparameters erhalten wird,
- d) Messen mindestens eines Druckparameters in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung,
- e) Vergleichen des in Schritt d) gemessenen mindestens einen Druckparameters mit dem in Schritt c) ermittelten Vergleichswert, und
- f) Auslösen mindestens einer Warnfunktion, wenn in Schritt e) erkannt wird, dass der mindestens eine Druckparameter von dem entsprechenden Vergleichswert um mehr als einen vorgebbaren Wert abweicht.
- a) supplying at least one cylinder of the internal combustion engine with air via an intake area,
- b) conducting gas from the crankcase via a crankcase ventilation line into the intake area,
- c) determining at least one comparison value for comparison with a pressure parameter measured in the crankcase ventilation line using a mathematical model as a mathematical function as a function of at least one operating point parameter of the internal combustion engine, the mathematical function being created with a computer simulation and stored in a control unit is, so that the comparison value is obtained by loading the mathematical function and by using the currently available values of the at least one operating point parameter,
- d) measuring at least one pressure parameter in the crankcase ventilation line,
- e) comparing the at least one pressure parameter measured in step d) with the comparison value determined in step c), and
- f) triggering at least one warning function if it is recognized in step e) that the at least one printing parameter deviates from the corresponding comparison value by more than a predefinable value.
Die Verfahrensschritte werden bevorzugt aber nicht notwendig in der angegebenen Reihenfolge durchlaufen. Insbesondere ist es auch bevorzugt, dass die Verfahrensschritte a), b), c) und d) zeitgleich und parallel während des gesamten Betriebs einer Verbrennungskraftmaschine durchgeführt werden. Mit der Formulierung „während des gesamten Betriebs“ ist insbesondere gemeint, dass keine aktiven Maßnahmen zur Unterbindung der Durchführung dieser Verfahrensschritte vollzogen werden. Mit der Formulierung soll insbesondere nicht ausgeschlossen werden, dass die den einzelnen Schritten zugeordneten Aktionen durch Betriebsumstände der Verbrennungskraftmaschine zeitlich unterbrochen sein können, bzw. wiederholt durchgeführt wrden. Die Versorgung eines Zylinders gemäß Schritt a) erfolgt beispielsweise immer nur in Ansaugphasen. Je nach den herrschenden Druckverhältnissen kann auch die Leitung von Gas aus dem Kurbelgehäuse heraus unterbrochen sein, die allerdings grundsätzlich während des gesamten Betriebs möglich ist und nicht aktiv unterbunden wird. Die Schritte c) und d) können auch mit einer festen (oder variablen) Wiederhohlfrequenz durchgeführt werden. Für die Schritte c) bis d) gilt ebenfalls, dass während des gesamten Betriebs bevorzugt keine Maßnahmen zur Unterbindung dieser Schritte durchgeführt werden. In weiteren Ausführungsvarianten des Verfahrens ist es aber auch möglich, dass einzelne der Schritte a) bis d) (insbesondere die Schritte c) und d)) nur zeitweilig ausgeführt werden - insbesondere nur wenn bestimmte Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine vorliegen.The process steps are preferably but not necessarily carried out in the order given. In particular, it is also preferred that method steps a), b), c) and d) are carried out simultaneously and in parallel during the entire operation of an internal combustion engine. The wording "during the entire operation" means in particular that no active measures are taken to prevent the execution of these process steps. In particular, the wording is not intended to rule out the possibility that the actions assigned to the individual steps may be temporarily interrupted or carried out repeatedly due to operating conditions of the internal combustion engine. The supply of a cylinder according to step a) always takes place, for example, only in intake phases. Depending on the prevailing pressure conditions, the flow of gas out of the crankcase can also be interrupted, although this is basically possible during the entire operation and is not actively prevented. Steps c) and d) can also be carried out with a fixed (or variable) repetition frequency. It also applies to steps c) to d) that preferably no measures to prevent these steps are carried out during the entire operation. In further embodiment variants of the method, it is also possible for individual steps a) to d) (in particular steps c) and d)) to be carried out only temporarily—in particular only when certain operating conditions of the internal combustion engine are present.
Die Verbrennungskraftmaschine ist insbesondere ein Verbrennungsmotor wie z. B. ein Otto-Motor oder ein Diesel-Motor eines Kraftfahrzeugs. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst üblicherweise einen oder mehrere Zylinder, in denen Kraftstoff mit Luft verbrannt wird. Diese Zylinder bilden den Brennraum/die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst darüber hinaus bevorzugt ein Kurbelgehäuse, in welchem eine mit in den Zylindern gelagerten Kolben verbundene Kurbelwelle angeordnet ist. Die Kurbelwelle ist von dem Kurbelgehäuse umgeben. Das Kurbelgehäuse schützt die Kurbelwelle und stellt einen Raum für Schmiermittel bereit. Das Kurbelgehäuse ist üblicherweise luftdicht abgeschlossen, insbesondere auch, um einen Austritt von Abgas und Kurbelgehäuseentlüftungsgasen aus dem Kurbelgehäuse zu vermeiden.The internal combustion engine is in particular an internal combustion engine such. B. an Otto engine or a diesel engine of a motor vehicle. The internal combustion engine usually includes one or more cylinders in which fuel is combusted with air. These cylinders form the combustion chamber(s) of the internal combustion engine. The internal combustion engine also preferably includes a crankcase in which a crankshaft connected to pistons mounted in the cylinders is arranged. The crankshaft is surrounded by the crankcase. The crankcase protects the crankshaft and provides a space for lubricant. The crankcase is usually sealed in an airtight manner, in particular also in order to prevent exhaust gas and crankcase ventilation gases from escaping from the crankcase.
Zwischen Wandungen der Zylinder und den Kolben kann Gas in das Kurbelgehäuse entweichen. Die Verbrennungskraftmaschine hat darüber hinaus eine Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung.Gas can escape into the crankcase between the walls of the cylinders and the pistons. The internal combustion engine also has a crankcase ventilation line.
In Schritt a) wird der mindestens eine Zylinder bevorzugt über einen Ansaugbereich mit Luft versorgt, so dass in dem Zylinder Kraftstoff mit der Luft verbrannt werden kann. Mit dem Begriff „Ansaugbereich“ ist hier der gesamte stromaufwärts der Brennräume der Verbrennungskraftmaschine liegende Bereich gemeint, durch welchen den Brennräumen Luft für die Verbrennung zugeführt wird. Der Ansaugbereich selbst kann eventuell noch durch einen Verdichter in einem stromaufwärts des Verdichters liegenden Bereich und einen stromabwärts des Verdichters (in Strömungsrichtung der Luft zwischen dem Verdichter und den Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine) liegenden Bereich eingeteilt sein. Insbesondere kann der Ansaugbereich eine oder mehrere Ansaugleitung(en) umfassen.In step a), the at least one cylinder is preferably supplied with air via an intake area, so that fuel can be combusted with the air in the cylinder. The term "intake area" here means the entire area lying upstream of the combustion chambers of the internal combustion engine, through which air is supplied to the combustion chambers for combustion. The intake area itself can possibly also be divided by a compressor in an area lying upstream of the compressor and an area lying downstream of the compressor (in the flow direction of the air between the compressor and the combustion chambers of the internal combustion engine). In particular, the intake area can include one or more intake line(s).
Wie oben erwähnt, kann Blowby-Gas in das Innere des Kurbelgehäuses gelangen. Gas in dem Kurbelgehäuse (insbesondere das angesprochene Blowby-Gas) wird in Schritt b) bevorzugt durch die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung aus dem Kurbelgehäuse heraus geleitet und dem Ansaugbereich zugeführt. Hierdurch erfolgt eine (erneute) Zuführung dieses Gases zu den Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine und ein Austritt des Gases in die Umgebung wird wirkungsvoll verhindert. Die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung kann beispielsweise aus einem Schlauch aus Gummi oder Kunststoff gebildet sein.As mentioned above, blow-by gas can get inside the crankcase. In step b), gas in the crankcase (in particular the aforementioned blow-by gas) is preferably routed out of the crankcase through the crankcase ventilation line and fed to the intake area. As a result, this gas is (re)supplied to the combustion chambers of the internal combustion engine and the gas is effectively prevented from escaping into the environment. The crankcase ventilation line can be formed from a hose made of rubber or plastic, for example.
In Schritt c) wird mindestens ein Vergleichswert zum Vergleich mit einem in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung gemessenen Druckparameter ermittelt.In step c), at least one comparison value is determined for comparison with a pressure parameter measured in the crankcase ventilation line.
Die Ermittlung des mindestens einen Vergleichswerts in Schritt c) geschieht wie schon ausgeführt unter Verwendung eines Modells als eine Funktion in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebspunktparameter der Verbrennungskraftmaschine. Dieses Modell kann auch als Druckmodell bezeichnet werden.As already explained, the at least one comparison value is determined in step c) using a model as a function depending on at least one operating point parameter of the internal combustion engine. This model can also be referred to as a pressure model.
Der Vergleichswert kann insbesondere als ein erwarteter Wert, den der gemessene Druckparameter annimmt, sofern insbesondere keine Undichtigkeit in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung vorliegt, verstanden werden. Der derart erwartete Druck in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung kann insbesondere von einem aktuellen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine und/oder von Umgebungseinflüssen abhängen. Daher ist es bevorzugt, dass der Vergleichswert unter Berücksichtigung möglicher Einflüsse bestimmt wird. So wird ein aktueller und insbesondere an den aktuell vorliegenden Betriebszustand angepasster Vergleichswert bereitgestellt.The comparison value can be understood in particular as an expected value that the measured pressure parameter assumes, provided in particular that there is no leakage in the crankcase ventilation line. The pressure expected in this way in the crankcase ventilation line can, in particular, depend on a current operating state of the internal combustion engine and/or vice versa exercise influences. It is therefore preferred that the comparison value is determined taking into account possible influences. In this way, a current comparison value that is adapted in particular to the current operating state is provided.
Als Betriebspunktparameter kommen hier insbesondere eine Drehzahl, eine Last, ein Luftdurchsatz und/oder ein Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine in Betracht.A speed, a load, an air throughput and/or a torque of the internal combustion engine come into consideration here as operating point parameters.
Der Vergleichswert wird mit dem mathematischen Modell für jeweilige Bereiche der Betriebspunktparameter als mathematische Funktion berechnet. Die Erstellung der mathematischen Funktion zur Berechnung des Vergleichswertes erfolgt mit einer Computersimulation. Die so erhaltene ein- oder mehrdimensionale mathematische Funktion wird in der Steuereinheit gespeichert. Durch Laden der entsprechenden mathematischen Funktion und durch Einsetzen der aktuell vorliegenden Werte der Betriebspunktparameter wird der aktuell für Schritt e) zu verwendende Vergleichswert erhalten .The comparative value is calculated as a mathematical function using the mathematical model for the respective ranges of the operating point parameters. The mathematical function for calculating the comparison value is created using a computer simulation. The one- or multi-dimensional mathematical function thus obtained is stored in the control unit. The comparison value currently to be used for step e) is obtained by loading the corresponding mathematical function and by inserting the currently available values of the operating point parameters.
Die beschriebene Funktion zur Berechnung des Vergleichswertes kann auch ein Modell bzw. Druckmodell sein. Die Ermittlung des mindestens einen Vergleichswerts in Schritt c) geschieht besonders bevorzugt mit Hilfe eines Druckmodells, welches die den Druck beeinflussenden Bedingungen bzw. Eigenschaften in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung und in den mit der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung verbundenen Komponenten nachbildet. Basierend auf diesem Druckmodell kann ein Vergleichswert berechnet werden. Die Bedingungen bzw. Eigenschaften der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung bzw. der Komponenten, die mit der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung verbunden sind, und hinsichtlich des Drucks mit der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung kommunizieren, sind bevorzugt in Form von Parametern nachgebildet. Solche kommunizierenden Komponenten sind beispielsweise das an die Kurbel-Gehäuse-Entlüftungs-Leitung angeschlossene Kurbelgehäuse, der Ansaugbereich und Ventile, die mit der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung verbunden sind. Die Parameter können Parameter einer Formel sein, die in dem Modell, bzw. dem Druckmodell implementiert ist. Mit dieser Formel kann aus Eingangsgrößen der Vergleichswert berechnet werden.The function described for calculating the comparison value can also be a model or pressure model. The at least one comparison value is particularly preferably determined in step c) using a pressure model which simulates the conditions or properties influencing the pressure in the crankcase ventilation line and in the components connected to the crankcase ventilation line. A comparative value can be calculated based on this pressure model. The conditions or properties of the crankcase ventilation line or the components that are connected to the crankcase ventilation line and communicate with the crankcase ventilation line in terms of pressure are preferably simulated in the form of parameters. Such communicating components are, for example, the crankcase connected to the crankcase ventilation line, the intake area and valves that are connected to the crankcase ventilation line. The parameters can be parameters of a formula that is implemented in the model or the print model. With this formula, the comparison value can be calculated from the input variables.
In Schritt d) wird der Druckparameter gemessen. Dies geschieht bevorzugt mit mindestens einer Druckmessvorrichtung, die den Kurbelgehäusedruck erfasst und z.B. die in die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung integriert ist. Die Druckmessvorrichtung kann einen Drucksensor eines beliebigen Typs aufweisen und insbesondere auch Sensoren, die eine druckbedingte Verformung eines Abschnitts der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung erfassen, wobei aus dieser Verformung ein Rückschluss auf einen Druck in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung möglich ist. Gegebenenfalls kann auch eine Mehrzahl der Druckparameter über eine entsprechende Mehrzahl von Druckmessvorrichtungen erhalten werden, wobei die verschiedenen Druckmessvorrichtungen bevorzugt an verschiedenen Stellen der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung angeordnet sind. Die Druckmessvorrichtung kann ein elektronischer Drucksensor sein.In step d) the pressure parameter is measured. This is preferably done with at least one pressure measuring device that records the crankcase pressure and is integrated into the crankcase ventilation line, for example. The pressure measuring device can have a pressure sensor of any type and in particular also sensors that detect a pressure-related deformation of a section of the crankcase ventilation line, it being possible to draw conclusions about a pressure in the crankcase ventilation line from this deformation. If necessary, a plurality of the pressure parameters can also be obtained via a corresponding plurality of pressure measuring devices, with the different pressure measuring devices preferably being arranged at different points on the crankcase ventilation line. The pressure measuring device can be an electronic pressure sensor.
Für Schritt e) erfolgt bevorzugt ein Vergleich für jeden gemessenen Druckparameter (aus Schritt d)) mit einem jeweils entsprechenden Vergleichswert (aus Schritt e)).For step e), a comparison is preferably made for each measured pressure parameter (from step d)) with a respective corresponding comparison value (from step e)).
Bei der in Schritt f) auszulösenden mindestens einen Warnfunktion kann es sich insbesondere um eine Kontrollleuchte, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines akustischen Signals, oder um einen Speicher für eine elektronische Fehlermeldung zum späteren Auslesen (insbesondere in einer Werkstatt) handeln. Bevorzugt wird die mindestens eine Warnfunktion in Schritt f) nicht ausgelöst, wenn der Vergleich in Schritt e) ergibt, dass keiner der gemessenen Druckparameter den jeweiligen entsprechenden Vergleichswert unterschreitet beziehungsweise überschreitet (je nachdem, ob der jeweilige Vergleichswert als eine obere oder untere Grenze vorgegeben wurde). In dem Fall wird Schritt f) nicht ausgeführt. Alternativ kann Schritt f) in dem Fall derart verstanden werden, dass Schritt f) das Entscheiden umfasst, die mindestens eine Warnfunktion nicht auszulösen.The at least one warning function to be triggered in step f) can in particular be an indicator light, a device for generating an acoustic signal, or a memory for an electronic error message for later reading (in particular in a workshop). The at least one warning function is preferably not triggered in step f) if the comparison in step e) shows that none of the measured pressure parameters falls below or exceeds the respective corresponding comparison value (depending on whether the respective comparison value was specified as an upper or lower limit ). In that case, step f) is not carried out. Alternatively, step f) can be understood in the case that step f) comprises deciding not to trigger the at least one warning function.
Durch die Verbindung zwischen Kurbelgehäuse und Ansaugbereich über die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung kann ein Unterdruck im Kurbelgehäuse entstehen, weil Luft über den Ansaugbereich in den Brennraum gesaugt wird. Weil der Druck in dem Ansaugbereich schwanken kann, ist es bevorzugt, dass die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung ein Ventil aufweist.The connection between the crankcase and the intake area via the crankcase ventilation line can create a vacuum in the crankcase because air is sucked into the combustion chamber via the intake area. Because the pressure in the intake area can fluctuate, it is preferred that the crankcase ventilation line has a valve.
Das Ventil ist insbesondere ein Rückschlagventil. Ein Rückschlagventil ist in eine Richtung bevorzugt (frei) durchströmbar, während eine Durchströmung in die entgegengesetzte Richtung durch das Ventil verhindert wird. Das Modell weist bevorzugt mindestens eine Bedingung auf, die das Verhalten eines an die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung angrenzenden Ventils nachbildet.The valve is in particular a check valve. A check valve is preferred (free) flow in one direction, while flow in the opposite direction through the valve is prevented. The model preferably has at least one condition that simulates the behavior of a valve adjacent to the crankcase ventilation line.
Dieses Merkmal des Modells kann beispielsweise zur Nachbildung eines Rückschlagventils verwendet werden. Ventile, welche die Kurbel-Gehäuse-Entlüftungs-Leitung unterteilen und mit angrenzenden Komponenten verbinden, haben die Eigenschaft, dass sie die Kommunikation von Drücken je nach Öffnungszustand des Ventils unterschiedlich beeinflussen. Diese Eigenschaft kann mit Hilfe von Bedingungen im Modell effizient nachgebildet werden.This feature of the model can be used to emulate a check valve, for example. Valves that subdivide the crankcase ventilation line and connect it to adjacent components have the property that they restrict the communication of drue impact differently depending on the opening state of the valve. This property can be efficiently reproduced with the help of conditions in the model.
Ein Druck in dem Kurbelgehäuse setzt sich über die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung üblicherweise bis zu einem solchen Rückschlagventil fort. Zwischen dem Rückschlagventil und dem Ansaugbereich unterliegt der Druck in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung insbesondere den Druckschwankungen, welche auch in dem Ansaugbereich auftreten und welche eine Diagnose dieses Abschnitts der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung auf Dichtigkeit erschweren oder unmöglich machen können. Das Rückschlagventil ist daher bevorzugt möglichst nahe an einem Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitungs-Anschluss des Ansaugbereichs (also an der Einmündungsstelle der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung in den Ansaugbereich) und damit möglichst nahe am Ende der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung angeordnet. Durch eine derartige Anordnung des Rückschlagventils kann ein besonders großer Teil der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung unter Ausnutzung des fortgesetzten Drucks des Kurbelgehäuses auf Dichtigkeit diagnostiziert werden. A pressure in the crankcase usually continues to such a check valve via the crankcase ventilation line. Between the check valve and the intake area, the pressure in the crankcase ventilation line is subject in particular to the pressure fluctuations that also occur in the intake area and which can make it difficult or impossible to diagnose this section of the crankcase ventilation line for leaks. The check valve is therefore preferably arranged as close as possible to a crankcase ventilation line connection of the intake area (i.e. at the junction point of the crankcase ventilation line in the intake area) and thus as close as possible to the end of the crankcase ventilation line. By arranging the check valve in this way, a particularly large part of the crankcase ventilation line can be diagnosed for leaks using the continued pressure of the crankcase.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Verbrennungskraftmaschine einen Verdichter wie beispielsweise einen Turbolader zum Verdichten der Luft aufweist. Durch Verdichten der Luft vor Einleiten in den beziehungsweise die Zylinder kann die Leistung der Verbrennungskraftmaschine gesteigert werden. Bei einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Verdichter ist es bevorzugt, dass die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung an den Verdichter angebunden ist, und dass das Rückschlagventil unmittelbar an dem Verdichter angeordnet ist. Damit kann erreicht werden, dass der Einfluss von Druckschwankungen in dem Ansaugbereich auf die Messung des Drucks in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung zumindest reduziert wird.It is further preferred that the internal combustion engine has a compressor such as a turbocharger for compressing the air. The performance of the internal combustion engine can be increased by compressing the air before it is introduced into the cylinder or cylinders. In an internal combustion engine with a compressor, it is preferable for the crankcase ventilation line to be connected to the compressor and for the check valve to be arranged directly on the compressor. It can thereby be achieved that the influence of pressure fluctuations in the intake area on the measurement of the pressure in the crankcase ventilation line is at least reduced.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gibt das Modell zumindest für bestimmte Druckbereiche lineare Zusammenhänge zwischen Eingangsgrößen und Vergleichswerten vor.In a further preferred embodiment of the method, the model specifies linear relationships between input variables and comparison values at least for certain pressure ranges.
Als Eingangsgrößen kommen insbesondere die Betriebspunktparameter in Betracht, in deren Abhängigkeit der bzw. die Vergleichswerte mit dem Modell in Schritt c) ermittelt werden. Die Vergleichswerte können insbesondere als Ausgangsgrößen des Modells erhalten werden. Durch die Verwendung von linearen Zusammenhängen kann eine besonders einfache Berechnung erfolgen. Insbesondere können die Vergleichswerte für die bestimmten Druckbereiche unter Verwendung von linearen Näherungen ermittelt werden.In particular, the operating point parameters come into consideration as input variables, as a function of which the comparison value or values are determined using the model in step c). In particular, the comparison values can be obtained as output values of the model. A particularly simple calculation can be carried out by using linear relationships. In particular, the comparison values for the specific pressure ranges can be determined using linear approximations.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Vergleichswert in Schritt c) zumindest in Abhängigkeit einer der folgenden gemessenen Eingangsgrößen bestimmt:
- - eine Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine,
- - ein Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine,
- - eine Last der Verbrennungskraftmaschine,
- - ein Luftdurchsatz der Verbrennungskraftmaschine
- - ein Druck in der Umgebung der Verbrennungskraftmaschine,
- - ein Druck in dem Ansaugbereich,
- - eine Temperatur in dem Ansaugbereich,
- - eine Temperatur in der Umgebung der Verbrennungskraftmaschine,
- - eine Temperatur in einem Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine, und
- - ein Druck in dem Kurbelgehäuse.
- - a speed of the internal combustion engine,
- - a torque of the internal combustion engine,
- - a load of the internal combustion engine,
- - an air flow rate of the internal combustion engine
- - a pressure in the environment of the internal combustion engine,
- - a pressure in the intake area,
- - a temperature in the intake area,
- - a temperature in the vicinity of the internal combustion engine,
- - a temperature in a cooling circuit of the internal combustion engine, and
- - a pressure in the crankcase.
Bevorzugt werden die genannten Parameter mit jeweiligen Sensoren gemessen, die jeweils an die Steuereinheit angebunden sind. In der Steuereinheit wird bevorzugt durch Berechnung aus den zur Verfügung stehenden Parametern der Vergleichswert bestimmt.The parameters mentioned are preferably measured with respective sensors which are each connected to the control unit. The comparison value is preferably determined in the control unit by calculation from the available parameters.
Als weiterer Aspekt wird eine Verbrennungskraftmaschine vorgestellt, die zumindest umfasst:
- - ein Kurbelgehäuse mit einer Kurbelwelle,
- - mindestens einen Brennraum nach Art eines Zylinders,
- - ein Ansaugbereich zur Versorgung des mindestens einen Zylinders mit Luft,
- - eine Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung zum Leiten von Gas aus dem Kurbelgehäuse in den Ansaugbereich,
- - mindestens eine Druckmessvorrichtung in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung zum Messen mindestens eines Druckparameters in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung,
- - eine Steuereinheit, die zumindest dazu bestimmt und eingerichtet ist, ein Verfahren wie beschrieben durchzuführen, wobei Schritt c) zumindest unter Verwendung des von der Druckmessvorrichtung gemessenen Druckparameters durchgeführt wird.
- - a crankcase with a crankshaft,
- - at least one combustion chamber in the manner of a cylinder,
- - an intake area for supplying the at least one cylinder with air,
- - a crankcase ventilation line for conducting gas from the crankcase into the intake area,
- - at least one pressure measuring device in the crankcase ventilation line for measuring at least one pressure parameter in the crankcase ventilation line,
- - a control unit which is at least intended and set up to carry out a method as described, wherein step c) is carried out at least using the pressure parameter measured by the pressure measuring device.
Die weiter vorne für das Verfahren beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale sind auf die beschriebene Verbrennungskraftmaschine anwendbar und übertragbar.The particular advantages and design features described above for the method can be applied and transferred to the internal combustion engine described.
Die Erfindung findet bevorzugt Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine, die wie beschrieben ausgeführt ist oder die wie beschrieben betrieben werden kann.The invention is preferably used in a motor vehicle with an internal combustion engine that is designed as described or that can be operated as described.
Die weiter vorne für das Verfahren beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale sind auf das beschriebene Kraftfahrzeug anwendbar und übertragbar.The particular advantages and design features described above for the method can be applied and transferred to the motor vehicle described.
Die Erfindung und das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Die Figur zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figur und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. ???The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the figure. The figure shows a particularly preferred embodiment to which the invention is not limited. In particular, it should be pointed out that the figure and in particular the proportions shown are only schematic. ???
Weiterhin ist eine Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung 13 eingezeichnet, die das Kurbelgehäuse 3 mit dem Ansaugbereich 10 verbindet. Die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung 13 ist an einem Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Anschluss 14 an den Ansaugbereich 10 angebunden. Die Flussrichtung von Luft und Gas aus dem Kurbelgehäuse 3 ist durch Pfeile angedeutet.Furthermore, a
In die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung 13 ist eine Druckmessvorrichtung 8 zum Messen eines Druckparameters in der Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung 13 (oder in einer mit der Kurbelgehäsueentlüftungsleitung verbundenen Leitung) integriert. Die Druckmessvorrichtung 8 ist über ein Kabel 12 mit einer Steuereinheit 11 verbunden. Die Steuereinheit 11 ist dazu bestimmt und eingerichtet, einen mit der Druckmessvorrichtung 8 gemessenen Druckparameter mit einem Vergleichswert zu vergleichen. Je nach Ergebnis dieses Vergleichs wird mit der Steuereinheit 11 eine Warnfunktion 15 ausgelöst.A
Zwischen der Druckmessvorrichtung 8 und dem Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Anschluss 14 ist ein als Rückschlagventil 19 ausgeführtes in die Kurbelgehäuse-Entlüftungs-Leitung 13 integriert, dessen Durchlassrichtung vom Kurbelgehäuse 3 in Richtung des Ansaugbereichs 10 gerichtet ist.Between the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
- 33
- Kurbelgehäusecrankcase
- 44
- Zylindercylinder
- 55
- KolbenPistons
- 66
- Kurbelwellecrankshaft
- 77
- Pleuelconnecting rod
- 88th
- Druckmessvorrichtungpressure gauge
- 99
- Luftfilterair filter
- 1010
- Ansaugbereichintake area
- 1111
- Steuereinheitcontrol unit
- 1212
- KabelCable
- 1313
- Kurbelgehäuse-Entlüftungs-LeitungCrankcase ventilation line
- 1414
- Kurbelgehäuse-Entlüftungs-AnschlussCrankcase ventilation connection
- 1515
- Warnfunktionwarning function
- 1616
- Drosselklappethrottle
- 1717
- Kühlkreislaufcooling circuit
- 1818
- Kühlercooler
- 1919
- VentilValve
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