CN110462189B - 用于曲轴箱的通风的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于内燃发动机的曲轴箱(217)的通风的系统，该系统包括：‑适于将空气引导到发动机的至少一个气缸(220)的空气入口引导件(203、212)；‑用于将曲轴箱气体从曲轴箱(217)引导到空气入口引导件(203、212)的闭路导管(209)，‑其中，该系统包括被定位于空气入口引导件(203、212)中的气体检测装置(2181、2182、2183)，用于检测所述空气入口引导件中的曲轴箱气体。

Description

用于曲轴箱的通风的系统
技术领域
本发明涉及一种用于内燃发动机的曲轴箱的通风的系统、用于控制内燃发动机的方法、计算机程序、计算机可读介质、控制单元和车辆。
本发明能够应用在重型车辆(例如卡车、公共汽车和建筑设备)中。尽管将针对重型车辆来描述本发明，但本发明不限于这种特定车辆，而是还可以用在其它车辆(例如工程机械和轿车)中。
背景技术
在诸如重型车辆柴油发动机的内燃发动机中，可能存在发动机进入所谓的失控状态的风险，尽管这种状态很少见，但它可能严重损坏发动机。在这种状态中，发动机从非预期的源吸入额外的燃料、超速并且可能由于机械故障或咬粘(seizure)而被毁坏。形成不希望的或未要求的碳氢化合物引入到发动机气缸中的额外燃料可能经由发动机进气系统进入。未要求的碳氢化合物例如可以包括燃料和发动机机油的碳氢化合物。例如，过量燃料和机油的混合物可以经由发动机的曲轴箱通风系统从发动机曲轴箱排放到进气管中。由于来自燃料系统(例如来自泵、喷射器和连接管)的泄漏、涡轮增压器的密封件中的机油泄漏或者从气缸到曲轴箱中的泄露，过量的燃料和油可能进入曲轴箱。发动机失控状态的其它可能原因包括：不期望的机油或燃料泄漏到气缸中，其未完全燃烧，并且经由排气再循环(EGR)路径被重新引入；以及通过压缩机轴中的损坏的密封件在进气压缩机处引入的机油。
在使用柴油燃料的柴油发动机中，燃料到曲轴箱中的泄漏可以基于该燃料从曲轴箱中的热机油中的蒸发、由曲轴箱通风系统来管理。在闭合式曲轴箱通风系统中，来自曲轴箱的气体(这里称为曲轴箱气体)被返回到发动机进气管以进行燃烧。在发动机操作期间，气体可能已经以经过活塞的所谓“窜气”的形式进入曲轴箱。然而，当燃料是挥发性的、例如是二甲醚(DME)时，到曲轴箱的高泄漏率可能提供相应高的蒸发率，因此引起具有闭合式曲轴箱通风系统的发动机的爆震燃烧、回火、甚至失控的风险。相反，通过提供开放式曲轴箱通风系统，结果将汽化的燃料通风到大气中，这可能导致安全危害，增加了环境负担并且在某些管辖区域可能不被允许。
WO2010147132公开了用于处理窜气的解决方案的示例。发动机被设置有将包含DME蒸汽的曲轴箱气体引导到发动机的空气入口中的曲轴箱气体导管。另外，释放管线被布置成将曲轴箱气体释放到大气中。然而，仍然希望进一步提高有效地降低由发动机中的可燃窜气和曲轴箱燃料蒸汽引起的风险的可能性。
发明内容
本发明的目的是改进内燃发动机中的曲轴箱气体处理策略。
该目的通过根据本发明的系统来实现。因此，本发明提供了一种用于内燃发动机的曲轴箱的通风的系统，该系统包括：
-空气入口引导件，该空气入口引导件适于将空气引导到发动机的至少一个气缸，
-闭路导管，该闭路导管用于将曲轴箱气体从曲轴箱引导到空气入口引导件，
-其中，该系统包括被定位在空气入口引导件中的气体检测装置，所述气体检测装置用于检测空气入口引导件中的曲轴箱气体。
该发动机可适于以各种燃料(例如柴油燃料，或诸如DME或甲烷的挥发性燃料)运行。应该理解的是，所述闭路导管可以形成闭合式曲轴箱通风系统的一部分。
本发明是鉴于以下认识而提供的：虽然已知了有关如何在发动机的操作期间处理曲轴箱气体的建议，但还存在燃料在发动机停机时泄漏到发动机曲轴箱中的潜在问题。所述WO2010147132没有解决这个问题，而是简单地建议：在发动机停止时，将通向空气入口的曲轴箱气体导管和通向大气的释放管线关闭，并且在发动机的起动之前，将空气入口曲轴箱气体导管关闭，并且将大气释放管线打开。
如果在停止的发动机中发生挥发性燃料到曲轴箱中的泄漏，则可能出现起动性(startability)问题。而且，诸如DME蒸汽的燃料蒸汽可能流出到周围环境中，这可能导致火灾或爆炸的风险，特别是如果发动机被设置在停放于室内的车辆中的话。
通过空气入口引导件中的气体检测装置，能够在发动机的停机模式中检测曲轴箱气体泄漏。气体检测装置的位置是有利的，因为空气入口提供了清洁的环境，从而避免了污染所述气体检测装置的传感器的风险。例如，将气体检测装置定位在曲轴箱中可能由于曲轴箱中的恶劣环境而导致污染所述气体检测装置的传感器的风险。
此外，曲轴箱气体不被直接排放到环境中，而是被输送到空气入口引导件，例如在发动机的涡轮压缩机的入口处。由此，如果窜气泄漏到曲轴箱中，该气体将流动到空气入口引导件并逐渐填满入口引导件，例如朝向空气过滤器并进一步朝向空气入口的进气端移动。这在诸如卡车(其中，空气入口引导件的进气端位于地面水平上方相对高的位置)的重型车辆上是特别有利的。由此，在曲轴箱气体比空气重的情况下，能够降低地面水平处的高气体浓度的风险。
因此，本发明提供了在发动机停机期间自动监控并检测挥发性燃料的可能泄漏的可靠装置。另外，本发明提供了一种在停机时曲轴箱气体泄漏的情况下降低配备有发动机的车辆外部高气体浓度风险的途径。
优选地，在所述闭路导管被布置成将曲轴箱气体引导到闭路导管与空气入口引导件的连接位置的情况下，气体检测装置被定位于该连接位置的上游。由此，减少或消除了在发动机的操作期间由所述闭路导管输送的曲轴箱气体污染气体传感器的风险。
优选地，该系统包括用于至少部分地阻挡空气入口引导件的阻挡装置，该阻挡装置在所述连接位置的下游且在气缸的上游。应当理解的是，该阻挡装置可以布置成至少部分地阻挡空气入口引导件中的气体流动路径。在发动机在空气入口引导件中设置有压缩机的情况下，该阻挡装置优选位于压缩机的下游。然而，它也能够位于压缩机的上游。
由此，确保了在发动机停机期间到达空气入口引导件的曲轴箱气体将不会到达气缸以及在气缸下游的排气系统。而是，可以迫使曲轴箱气体到达空气入口引导件的进气端。如下文所例示的，在能够利用进气端的相对高的位置的优点的情况下，这可能是特别有益的。而且，可以迫使曲轴箱气体朝向被定位于空气入口引导件中的气体检测装置流动。
这里，空气入口引导件中的上游方向被理解为与发动机正常操作时的空气入口中的空气流相反的方向。
优选地，所述空气入口引导件具有在气体检测装置上游的进气端、以及从该进气端延伸到气体检测装置的进气部，该系统被布置成使得：在该系统的安装状态中，进气部的至少一部分位于气体检测装置上方。由此，由于曲轴箱气体的密度通常高于空气的密度，所以确保了在泄漏时、该气体在它到达大气之前将会到达气体检测装置。由此，考虑到由该气体到达大气而引起的风险，如下文所例示的，可以采取适当的措施。应该理解的是，所述进气端可以被定位于气体检测装置上方。在一些实施例中，进气部可以具有弯折部，由此，进气部的一部分位于气体检测装置上方，但进气端被定位于气体检测装置下方。
优选地，该系统被布置成使得：在该系统的安装状态中，气体检测装置处于用于向气缸供应燃料的燃料供应装置的上游。燃料供应装置可以被布置成将燃料直接喷射到气缸中和/或喷射到空气入口引导件中。该气体检测装置处于燃料供应装置上游确保了气体检测装置不被燃料成分污染。
优选地，气体检测装置包括多个气体传感器。气体检测装置可以包括例如至少两个气体传感器。该气体传感器可以是适合于检测燃料蒸汽的任何类型。该气体传感器可以例如沿着空气入口引导件的至少一部分分布。由此，在发动机的正常操作期间，气体传感器可以沿着空气入口引导件中的空气流的路径分布。如下文所例示的，这允许准确地确定曲轴箱气体泄漏率。
优选地，该系统包括用于将曲轴箱气体从曲轴箱引导到大气中的开路导管、以及适于将曲轴箱气体选择性地引导到闭路导管或开路导管的阀装置。由此，在发动机的运行模式期间，可以调节该阀装置以将曲轴箱气体引导到闭路导管。因此，任何泄漏的曲轴箱气体都可以在气缸内被燃烧掉，并且防止其逸出到大气中。而且，当发动机停止时，可以调节该阀装置以将曲轴箱气体引导到开路导管。这可以减少在由其中安装有该发动机的车辆的驾驶员作出发动机关闭控制动作时使发动机停止所花费的时间。当发动机停止程序完成并且发动机已经达到停机模式时，可以调节该阀装置以将曲轴箱气体引导到闭路导管。
还通过一种用于内燃发动机的曲轴箱的通风的系统实现了该目的，该系统包括：
-开路导管，该开路导管用于将曲轴箱气体从曲轴箱引导到大气中，
-其中，该系统包括被定位于开路导管中的气体检测装置，该气体检测装置用于检测开路导管中的曲轴箱气体。
由此，该气体检测装置可以用于在发动机的停机模式中检测开路导管中的曲轴箱气体。
由此，类似于上文已经讨论的，可以有效地处理在发动机停机时燃料泄漏到发动机曲轴箱中的潜在问题。通过开路导管中的气体检测装置，能够在发动机的停机模式中检测曲轴箱气体泄漏。该气体检测装置的位置是有利的，特别是在提供闭路导管的情况下，这是因为开路导管可能只是很少地引导脏的窜气，从而提供了清洁的环境并避免了气体检测装置的传感器的污染风险。因此，提供了用于监控并检测发动机停机期间的可能的挥发性燃料泄漏的可靠装置。
优选地，所述开路导管提供了在气体检测装置下游的出口端、以及从气体检测装置延伸到该出口端的出口部，该系统被布置成使得：在该系统的安装状态中，出口部的至少一部分位于气体检测装置上方。类似于上文关于另一个实施例已经讨论的，由于曲轴箱气体的密度通常高于空气的密度，所以确保了在泄漏时、该气体将在它到达大气之前到达气体检测装置。
优选地，该系统适于使得：在该系统的安装状态中，开路导管的至少一部分位于发动机的至少一个气缸上方。该系统可以适于使得：在该系统的安装状态中，开路导管的出口端位于发动机的至少一个气缸上方。因此，在发动机安装在车辆中、特别是重型车辆(例如卡车)中的情况下，该出口端将处于地面上方的相对高的位置。在曲轴箱气体比空气重的情况下，该出口的高水平位置将降低在地面水平处曲轴箱气体的高浓度的风险。该系统可以适于使得：在该系统处于车辆中的安装状态下，所述开路导管的出口端位于地面上方至少1米处，优选至少2米或甚至至少3米处。在一些实施例中，该系统可以适于使得：在该系统处于车辆中的安装状态下，所述开路导管的出口端位于发动机的最高点上方。该出口端的高位置将有助于使其远离例如由于人吸烟而可能使用明火的区域。而且，通过该出口的高位置可以促进曲轴箱气体在较大区域上的消散，从而降低在地面水平处气体达到LEL(爆炸下限)的风险。
优选地，在该系统包括适于将空气引导到发动机的至少一个气缸的空气入口引导件以及用于将曲轴箱气体从曲轴箱引导到空气入口引导件的闭路导管的情况下，设置有适于将曲轴箱气体选择性地引导到闭路导管或开路导管的阀装置。同样如上文所提出的，由此，在发动机的运行模式期间，可以调节该阀装置以将曲轴箱气体引导到闭路导管。因此，任何泄漏的可燃的曲轴箱气体都可以在气缸内被燃烧掉，并且防止其逸出到大气中。而且，在发动机的运行模式期间，可以调节该阀装置以将曲轴箱气体引导到开路导管。由此，可以在发动机运行的同时检测到曲轴箱气体泄漏。而且，当发动机停止时，可以调节该阀装置以将曲轴箱气体引导到开路导管。这可以减少在由其中安装有发动机的车辆的驾驶员作出发动机关闭控制动作时使发动机停止所花费的时间。
优选地，所述气体检测装置包括多个气体传感器。这些气体传感器可以沿着开路导管的至少一部分分布。由此，如下面更详细描述的，可以以高的精度水平完成曲轴箱气体泄漏特性的确定。
本发明的一个方面提供了一种用于内燃发动机的曲轴箱的通风的系统，该系统包括用于将曲轴箱气体从曲轴箱引导到大气中的通道，其中，该系统包括多个气体传感器。这些气体传感器可以沿着所述通道的至少一部分分布。由此，如下面更详细描述的，可以以高的精度水平完成曲轴箱气体泄漏特性的确定。
本发明的一个方面提供了一种用于内燃发动机的曲轴箱的通风的系统，该系统包括用于将曲轴箱气体从曲轴箱引导到大气中的开路导管，其中，该系统适于使得：在该系统的安装状态中，开路导管的至少一部分位于发动机的至少一个气缸上方。上文已经提出了开路导管的至少一部分的这种定位的优点。
还通过根据本发明的发动机或车辆来实现所述目的。
还通过一种用于控制内燃发动机的方法实现了所述目的，该内燃发动机设置有用于发动机的曲轴箱的通风的系统，该系统包括：空气入口引导件，该空气入口引导件适于将空气引导到发动机的至少一个气缸；闭路导管，该闭路导管用于将曲轴箱气体从曲轴箱引导到闭路导管与空气入口引导件的连接位置；气体检测装置，该气体检测装置在该连接位置的上游定位于空气入口引导件中，用于检测空气入口引导件中的曲轴箱气体，该方法包括：在发动机的停机模式期间，在该连接位置的下游且在气缸的上游至少部分地阻挡空气入口引导件。上文已经提出了这种阻挡空气入口引导件的优点。
本发明的一个方面提供了一种用于控制内燃发动机的方法，该内燃发动机设置有用于发动机的曲轴箱的通风的系统，该系统包括：空气入口引导件，该空气入口引导件适于将空气引导到发动机的至少一个气缸；闭路导管，该闭路导管用于将曲轴箱气体从曲轴箱引导到空气入口引导件；开路导管，该开路导管用于将曲轴箱气体从曲轴箱引导到大气中；气体检测装置，该气体检测装置被定位于开路导管中，用于检测开路导管中的曲轴箱气体；和阀装置，该阀装置适于将曲轴箱气体选择性地引导到闭路导管或开路导管，该方法包括：
-控制该阀装置以在发动机的运行模式中将曲轴箱气体引导到闭路导管，和
-控制该阀装置以在发动机的停机模式中将曲轴箱气体引导到开路导管。
如上文所提出的，由此，在发动机的运行模式期间，曲轴箱气体可以在气缸内被燃烧掉，并且防止其逸出到大气中。如上文所例示的，通过控制该阀装置以在发动机的停机模式中将曲轴箱气体引导到开路导管，允许在开路导管中利用气体检测装置进行可靠的气体泄漏检测。此外，当停机时出现曲轴箱气体泄漏时，空气入口引导件可以保持没有曲轴箱气体，从而能够在无爆震风险的情况下起动发动机。
本发明的一个方面提供了一种用于内燃发动机的曲轴箱的通风的系统的方法，该系统包括用于将曲轴箱气体从曲轴箱引导到大气中的通道、以及被定位于该通道中的气体检测装置，该方法包括至少部分地基于来自气体检测装置的信号来确定曲轴箱气体到该通道的泄漏的特性。
如上所述，该通道可以由闭路导管和空气入口引导件形成。在一些实施例中，如上所述，该通道可以由开路导管形成。气体检测装置可以包括沿着该通道的至少一部分分布的多个气体传感器，该方法包括：比较来自这些气体传感器的信号，并且至少部分地基于该比较来确定曲轴箱气体泄漏特性。曲轴箱气体泄漏特性可以是曲轴箱气体泄漏的泄漏率。由此，可以执行对气体泄漏的严重性的评估。确定曲轴箱气体泄漏特性可以包括确定曲轴箱气体泄漏的历史。例如，基于气体传感器处的空气入口引导件的几何形状、以及从沿着空气入口引导件分布的传感器提供的表明存在曲轴箱气体的信号之间的时间差，可以确定泄漏率。由此，提供了一种确定气体泄漏率的准确、简单且可靠的方式。
确定泄漏率使得能够估计已经逸出曲轴箱的曲轴箱气体的量。确定泄漏率所考虑的额外因素可以包括环境温度和燃料系统中的燃料压力。例如，由于燃料可压缩性效应，从已知体积逸出的燃料将降低该体积中的压力，并且泄漏率的确定可以包括将压力差与所移除的燃料量相关联。
在一些实施例中，曲轴箱气体泄漏特性(例如曲轴箱气体泄漏率)是部分地基于在曲轴箱和气体检测装置之间的所述通道的体积来确定的。例如，可以至少部分地基于从发动机停机模式开始时到气体检测装置检测到曲轴箱气体的持续时间来确定泄漏率。根据该持续时间以及在曲轴箱和气体检测装置之间的所述通道的体积，能够确定泄漏率。由此，提供了一种确定气体泄漏率的简单且可靠的方式。
优选地，该方法包括至少部分地基于来自气体检测装置的信号来确定在发动机的停机模式期间存在来自曲轴箱的曲轴箱气体泄漏，并且根据存在曲轴箱气体泄漏的确定而引入对发动机的操作的限制。可以例如在紧随该停机模式的发动机运行模式中引入这样的限制。发动机操作限制可以包括至少暂时地阻止发动机运行模式的开始。由此，可以减轻由曲轴箱气体泄漏引起的风险。
所述发动机操作限制可以包括在停机模式结束时发动机起动时的发动机速度的限制。因此，在所述通道包括发动机的空气入口引导件的情况下，能够将空气入口引导件中的曲轴箱气体泵送通过发动机，而不会在正常起动和启动之前达到点火温度。
在一些实施例中，所述发动机操作限制包括在停机模式结束时使发动机反向起动。由此，可以在空气入口引导件的上游方向上产生流动。因此，存在于空气入口引导件中的曲轴箱气体可以在发动机起动之前被从空气入口引导件排出，从而降低了曲轴箱气体例如通过引起爆震而干扰发动机操作的风险。
优选地，该方法包括至少部分地基于来自气体检测装置的信号来确定在发动机的停机模式期间存在来自曲轴箱的曲轴箱气体泄露，并且根据存在曲轴箱气体泄漏的确定来提供安全相关数据。例如，在所述通道包括用于发动机的空气入口引导件的情况下，该安全相关数据可以包括在停机模式结束时的预期的发动机速度，例如，能够预期的最大峰值发动机速度。由于空气入口引导件中的曲轴箱气体，可以提供增加的发动机速度。由此，如上所述，创建了用于确定是否引入对发动机的操作限制的基础。
在一些实施例中，该安全相关数据包括发动机附近的通风需求的评估。在确定这种需求时，可以采取适当的用于例如安装有发动机的车辆在其中停放的封闭空间的通风的动作。例如，可以激活自动警报信号以提示车辆内部或附近的人采取这样的动作。
可替代地或另外，该安全相关数据能够形成用于例如用于确定发动机起动之前故障排除的必要性和性质的、多个另外的诊断和安全功能的基础。
通过根据本发明的计算机程序、计算机可读介质、控制单元和车辆也实现了所述目的。
在以下描述中公开了本发明的其它优点和有利特征。
附图说明
参考附图，下面是作为示例引用的本发明实施例的更详细的描述。
在这些图中：
图1是卡车形式的车辆的侧视图。
图2是图1中的车辆中的发动机系统的概略视图。
图3是描绘了控制图2中的系统的方法中的步骤的框图。
图4是根据本发明的可替代实施例的发动机系统的概略视图。
图5是描绘了控制图4中的系统的方法中的步骤的框图。
图6是根据本发明的进一步的实施例的发动机系统的概略视图。
具体实施方式
图1示出了卡车形式或用于半挂车的牵引车形式的车辆。应该注意的是，该车辆能够是各种可替代类型，例如，它可以是轿车、公共汽车或诸如轮式装载机的工程机械。该车辆包括内燃发动机系统，该内燃发动机系统具有带有多个气缸的内燃发动机1。应该注意的是，本发明适用于具有任意数量的气缸、甚至具有单个气缸的发动机。而且，本发明适用于具有任何气缸构造(例如直列构造或V型构造)的发动机。
参考图2，其示出了根据本发明的示例性实施例的发动机系统。该发动机系统包括内燃发动机1，该内燃发动机1具有：多个气缸(在本示例中，在图2中用虚线表示的四个气缸220)；和曲轴箱217，该曲轴箱217容纳经由相应的连杆连接到气缸220中的活塞(未示出)的曲轴(未示出)。如本身已知的，曲轴箱217被布置成容纳发动机1的润滑系统的碳氢化合物润滑剂。在本实施例中，该发动机是柴油发动机，即，适合于狄塞尔循环的发动机。
该发动机系统包括用于碳氢化合物燃料的燃料容器201。在该实施例中，燃料容器201被布置成容纳二甲醚(DME)。然而，在可替代实施例中，燃料容器201可以布置成包含适合于特定发动机类型的任何燃料。因此，燃料容器201可以布置成容纳柴油燃料、液化天然气(LNG)等。应当注意的是，本发明同样适用于适合奥托循环的发动机。因此，该燃料容器可以布置成容纳适合于奥托发动机的燃料，例如汽油或LNG。该发动机系统还在每个气缸处包括喷射器231。这些喷射器在本文中也被称为燃料供应装置231。该发动机系统还在燃料容器201和喷射器231之间包括泵232。泵232被布置成经由燃料导管234将燃料从燃料容器201输送到喷射器231。喷射器231被布置成由控制单元211控制。
该发动机系统包括下面将详细描述的曲轴箱通风系统206、和具有涡轮机221和压缩机222的涡轮增压单元。更具体地，导管209(在此也被称为闭路导管)将曲轴箱通风系统206在压缩机222的上游连接到发动机1的进气管203。进气歧管212被布置成将增压空气从压缩机222引导到发动机1的气缸。进气管203和进气歧管212在此将被统称为空气入口引导件、入口引导件或通道。闭路导管209被布置成将曲轴箱气体从曲轴箱217引导到闭路导管209与进气管203的连接位置2091。
在图2中描绘的非限制性示例中的曲轴箱通风系统206类似于通过引用的方式并入本文的WO2015124160A1中描述的系统。曲轴箱通风系统206包括油雾分离器204和阀装置。该阀装置包括减压阀208和电连接到控制单元211的控制阀210。油雾分离器204经由曲轴箱路径205连接到集油器214。集油器214连接到曲轴箱217。因此，油雾分离器204布置在曲轴箱217的下游，并且布置成从曲轴箱接收流体。油雾分离器204适于将油从接收自曲轴箱217的流体分离，并且为所分离的油提供到曲轴箱217的返回路径(未示出)。
减压阀208布置在油雾分离器204的下游，并且布置成与油雾分离器204流体连通。减压阀208被布置成：当减压阀208暴露于超过预定压力极限的压力时，减压阀208进入在油雾分离器204与发动机1的周围环境(即，大气)之间提供连通的状态。用于将曲轴箱气体从曲轴箱217引导到大气中的开路导管241形式的通道从该减压阀延伸。
控制阀210被布置在油雾分离器204和减压阀208下游。控制阀210被布置成通过控制单元211的控制而选择性地提供油雾分离器204与发动机1的进气管203之间的流体连通。控制阀210例如可以是二通阀。
当存在例如由于内燃发动机的燃烧过程而在曲轴箱217中形成的流体泄漏时，该泄漏的曲轴箱流体通过曲轴箱路径205被从曲轴箱中导引出去并被导引到油雾分离器204中。在油雾分离器204中，泄漏的曲轴箱流体经受分离过程，使得离开油雾分离器204的流体不含有或者相对地不含有可能对环境有负面影响的颗粒。
当控制阀210打开时，该流体可以经由油雾分离器204从曲轴箱217被输送到进气管203。由此，曲轴箱通风系统206处于在这里被称为闭合状态的状态中。通过关闭控制阀210，阻止了这种输送。由此，曲轴箱通风系统206处于在这里被称为断开状态的状态中。在断开状态中，压力可能在减压阀208的上游累积。当这种压力累积并超过预定压力极限时，减压阀208打开，从而允许来自油雾分离器204的流体被释放到大气中。因此，阀装置208、210适于将曲轴箱气体选择性地引导到闭路导管209或开路导管241。
对于曲轴箱通风系统206，其它的阀装置是可能的。例如，减压阀208和控制阀210可以由控制单元211能够控制的单个阀代替，从而选择性地提供油雾分离器204与进气管203之间的连通、以及油雾分离器204与大气之间的连通。
控制单元211还被布置成从旋转速度传感器216接收信号，该旋转速度传感器216被布置成检测发动机1的旋转速度。
进气管203具有进气端2031，在发动机1的操作期间，空气在该进气端2031处进入进气管。在本文中，进气管203中的上游方向被定义为从压缩机222到进气端2031的方向，即，与发动机的操作期间的空气流动方向相反。
控制单元211被布置成从在连接位置2091的上游定位于进气管203中的气体检测装置2181、2182、2183接收信号。这些气体检测装置包括沿着空气入口引导件203、212的一部分分布的多个(在本实施例中为三个)气体传感器2181、2182、2183。气体检测装置2181、2182、2183被布置成检测进气管203中的曲轴箱气体，特别是当车辆被停放、发动机关闭并且不存在朝向压缩机222的空气吸入时。应该注意的是，气体传感器的数目可以在不同的实施例之间改变；即，替代三个气体传感器，可以只存在一个气体传感器，或者两个、四个或更多气体传感器。通过沿着空气入口引导件203、212的一部分分布，这些气体传感器沿着空气入口引导件中的空气流的预期方向分布。替代沿着空气入口引导件203、212的一部分分布，气体传感器可以以某种其它方式布置，例如，横向于空气入口引导件中的空气流的预期方向。
在一些实施例中，气体检测装置2181、2182、2183的位置可以与这里参考图2描述的不同。所述气体检测装置优选位于连接位置2091的上游，但在一些实施例中，它们可以位于连接位置2091的下游。所述气体检测装置优选位于压缩机222的上游。例如在发动机未设置有压缩机222的实施例中，所述气体检测装置优选位于任意燃料喷射器的上游，该燃料喷射器例如可以布置成将燃料喷射到进气歧管212中而不是气缸中。
进气端2031位于气体检测装置2181、2182、2183上游。进气部2032从进气端2031延伸到气体检测装置2181、2182、2183。该系统被布置成使得：在该系统的安装状态中，进气部2032或其至少一部分位于气体检测装置2181、2182、2183上方。即，当车辆处于水平地面上时，进气部2032或其至少一部分比气体检测装置2181、2182、2183更高。在一些实施例中，进气端2031可以在气体检测装置2181、2182、2183下方，但进气部2032的一部分仍然可以位于气体检测装置2181、2182、2183上方。
该系统包括用于阻挡空气入口引导件203、212的阻挡装置219，该阻挡装置219在连接位置2091的下游且在气缸220的上游。阻挡装置219能够由控制单元211控制。在本实施例中，阻挡装置219被设置为节流阀的形式。如下文将描述的，当发动机关闭时，阻挡装置219被关闭。该节流阀可以是用于在发动机操作期间控制向气缸供应空气的阀。
图3是描绘了根据该方法的实施例的方法中的步骤的框图。
该方法开始于发动机1关闭S1时。由此，发动机进入在本文中被称为停机模式的模式中。发动机的关闭可以在车辆正在停放时完成。当发动机关闭时，阻挡装置219就被控制以在连接位置2091下游阻挡S2进气管203。
随即，控制单元211基于来自气体检测装置2181、2182、2183的信号连续地确定是否存在曲轴箱气体泄漏到进气管203的泄漏。
如果检测到泄漏，则确定泄漏的特性。这涉及确定S4泄漏率。更具体地，来自曲轴箱217的曲轴箱气体的流量被确定。确定泄漏率涉及确定曲轴箱气体泄漏的历史。由此，基于来自沿着进气管分布的气体传感器2181、2182、2183的信号的历史来确定泄漏率。更具体地，基于围绕所述气体传感器的进气管203的几何形状、以及从沿着进气管分布的所述传感器提供的表明存在曲轴箱气体的信号之间的时间差，来确定泄漏率。包围所述气体传感器的进气管203的几何形状是预定的并且以控制单元211可访问的方式被存储。
可替代地或另外，确定泄漏率是部分地基于闭路导管209和进气管203的、在曲轴箱217和气体检测装置2181、2182、2183之间的组合体积(combined volume)来完成的。该体积是预定的并且以控制单元211可访问的方式被存储。部分地基于从发动机停机模式开始时到气体检测装置2181、2182、2183检测到曲轴箱气体的持续时间来确定泄漏率。根据该持续时间以及所述闭路导管与进气管的组合体积，能够确定泄漏率。
该方法包括确定S5曲轴箱气体泄漏率是否高于预定阈值。如果泄漏率低于阈值，则不采取与泄漏有关的进一步动作S6。如果泄漏率高于阈值，则由控制单元211提供S7安全相关数据。该安全相关数据包括在停机模式结束时的预期的发动机行为。基于泄漏率和进气管203的体积来确定该预期的发动机行为，从而给出在发动机起动时可燃气体流动到气缸的指示。这表明除了由燃料喷射器231供应的之外还有多余的碳氢化合物被供应到气缸，这种指示能够用作确定发动机行为的基础。预期的发动机行为例如可以包括在发动机起动时的第一次点火时的过度爆震或过高的峰值气缸压力。该预期的发动机行为可以可替代地或另外包括预期的发动机速度，该预期的发动机速度例如可能是过大的。
所述安全相关数据还包括基于泄漏率来评估发动机附近的通风需求。例如，如果泄漏率高于预定水平，则可以激活警报信号，该警报信号可以向车辆中或车辆附近的人表明需要对车辆周围的区域进行通风。
而且，如果泄漏率高于阈值，则引入S8对发动机操作的限制。该发动机操作限制包括防止发动机运行模式的启动。在一些实施例中，该发动机操作限制包括在停机模式结束时使发动机反向起动，以在进气管203中在上游方向上产生流动，从而将曲轴箱气体从进气管203中移除。在一些实施例中，该发动机操作限制包括在停机模式结束时限制发动机起动时的发动机速度。
图4示出了根据本发明的可替代实施例的发动机系统。该系统类似于参考图2描述的系统，但有一些例外：
如图2中所示，开路导管241被布置用于将曲轴箱气体从曲轴箱217引导到大气中。这里，开路导管241中的下游方向被定义为从阀装置208、210到开路导管241的出口端2411的方向，开路导管241在该出口端2411处与大气连通。
该系统包括被定位于开路导管241中的气体检测装置2181、2182、2183，用于检测开路导管241中的曲轴箱气体。所述气体检测装置包括沿着开路导管241的一部分分布的三个气体传感器2181、2182、2183。出口端2411设置在气体检测装置2181、2182、2183的下游。出口部2412从气体检测装置2181、2182、2183延伸到出口端2411。该系统被布置成使得：在该系统的安装状态中，出口部2412位于气体检测装置2181、2182、2183上方。此外，该系统适于使得：在该系统的安装状态中，开路导管241的一部分位于发动机的气缸220上方。
该系统包括阀装置210，该阀装置210能够由控制单元211控制，并且被布置成将曲轴箱气体选择性地引导到闭路导管209和开路导管241。
参考图5，图5描绘了控制图4中的系统的方法中的步骤。控制单元211确定S101发动机是否处于运行模式中，即，发动机是否正在运行。在发动机运行模式中，阀装置210被控制以便将曲轴箱气体引导S102到闭路导管209。当将发动机关闭从而进入发动机停机模式时，阀装置210被控制以便将曲轴箱气体引导S103到发动机中的开路导管241。
在发动机停机模式中，上文参考图3描述的方法中的步骤S3-S8也可以在参考图5描述的系统中执行，唯一区别是气体检测装置2181、2182、2183的位置。
应该注意的是，可以在不具有在将曲轴箱气体引导到闭路导管和将曲轴箱气体引导到开路导管之间改变的能力的情况下提供该系统。例如，可以在不具有开路导管的情况下提供该系统，其中唯一的选项是将曲轴箱气体引导到闭路导管。可替代地，可以在不具有闭路导管的情况下提供该系统，其中唯一的选项是将曲轴箱气体引导到开路导管。
图6示出了用于内燃发动机的曲轴箱217的通风的系统的进一步的实施例。空气入口引导件203、212适于将空气引导到发动机的气缸220。闭路导管209被布置成将曲轴箱气体从曲轴箱217引导到闭路导管209与空气入口引导件203、212的连接位置2091。该系统包括气体检测装置2181，该气体检测装置2181在连接位置2091的上游被定位于空气入口引导件203、212中，用于检测空气入口引导件中的曲轴箱气体。
应该理解，本发明不限于在上文中描述并在附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将意识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。

Claims (27)

1.一种用于内燃发动机的曲轴箱(217)的通风的系统，所述系统包括：
-空气入口引导件(203、212)，所述空气入口引导件(203、212)适于将空气引导到所述发动机的至少一个气缸(220)，
-闭路导管(209)，所述闭路导管(209)用于将曲轴箱气体从所述曲轴箱(217)引导到所述空气入口引导件(203、212)，
-其特征在于，所述系统包括至少一个气体传感器，所述至少一个气体传感器被定位在所述空气入口引导件(203、212)中，用于检测所述空气入口引导件中的曲轴箱气体，并且其中，所述闭路导管(209)被布置成将所述曲轴箱气体引导到所述闭路导管(209)与所述空气入口引导件(203、212)的连接位置(2091)，所述至少一个气体传感器被定位在所述连接位置(2091)的上游。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括用于至少部分地阻挡所述空气入口引导件(203、212)的阻挡装置(219)，所述阻挡装置(219)在所述连接位置(2091)的下游且在所述气缸(220)的上游。
3.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，其特征在于，所述空气入口引导件具有：进气端(2031)，所述进气端(2031)在所述至少一个气体传感器的上游；和进气部(2032)，所述进气部(2032)从所述进气端(2031)延伸到所述至少一个气体传感器，所述系统被布置成使得：在所述系统的安装状态中，所述进气部(2032)的至少一部分位于所述至少一个气体传感器上方。
4.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，其特征在于，所述系统被布置成使得：在所述系统的安装状态中，所述至少一个气体传感器在用于向所述气缸供应燃料的燃料供应装置(231)的上游。
5.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括：开路导管(241)，所述开路导管(241)用于将曲轴箱气体从所述曲轴箱引导到大气中；和阀装置，所述阀装置适于将所述曲轴箱气体选择性地引导到所述闭路导管(209)或所述开路导管。
6.一种用于内燃发动机的曲轴箱(217)的通风的系统，所述系统包括：
-开路导管(241)，所述开路导管(241)用于将曲轴箱气体从所述曲轴箱(217)引导到大气中，
-其特征在于，所述系统包括至少一个气体传感器，所述至少一个气体传感器被定位在所述开路导管(241)中，用于在所述内燃发动机的停机模式中检测所述开路导管(241)中的曲轴箱气体泄漏，
其中，所述系统包括：
-空气入口引导件(203、212)，所述空气入口引导件(203、212)适于将空气引导到所述发动机的至少一个气缸(220)，
-闭路导管(209)，所述闭路导管(209)用于将曲轴箱气体从所述曲轴箱(217)引导到所述空气入口引导件(203、212)，和
-阀装置(208、210)，所述阀装置(208、210)适于将所述曲轴箱气体选择性地引导到所述闭路导管(209)或所述开路导管(241)。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述开路导管(241)具有：出口端(2411)，所述出口端(2411)在所述至少一个气体传感器的下游；和出口部(2412)，所述出口部(2412)从所述至少一个气体传感器延伸到所述出口端(2411)，所述系统被布置成使得：在所述系统的安装状态中，所述出口部(2412)的至少一部分位于所述至少一个气体传感器上方。
8.根据权利要求6-7中的任一项所述的系统，其特征在于，所述系统适于使得：在所述系统的安装状态中，所述开路导管(241)的至少一部分位于所述发动机的至少一个气缸(220)上方。
9.一种用于内燃发动机的曲轴箱(217)的通风的系统，所述系统包括：
-通道(209、203、241)，所述通道(209、203、241)用于将曲轴箱气体从所述曲轴箱(217)引导到大气中，
-其特征在于，所述系统包括沿着所述通道的至少一部分分布的多个气体传感器(2181、2182、2183)，用于在所述内燃发动机的停机模式中检测曲轴箱气体泄漏。
10.一种发动机，所述发动机包括根据前述权利要求中的任一项所述的系统。
11.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求10所述的发动机。
12.一种用于控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机设置有用于所述发动机的曲轴箱(217)的通风的系统，所述系统包括：空气入口引导件(203、212)，所述空气入口引导件(203、212)适于将空气引导到所述发动机的至少一个气缸(220)；闭路导管(209)，所述闭路导管(209)用于将曲轴箱气体从所述曲轴箱(217)引导到所述闭路导管(209)与所述空气入口引导件(203、212)的连接位置(2091)；气体检测装置，所述气体检测装置包括至少一个气体传感器(2181、2182、2183)，所述至少一个气体传感器在所述连接位置(2091)的上游被定位在所述空气入口引导件(203、212)中，用于检测所述空气入口引导件中的所述曲轴箱气体，其特征在于：
-在所述发动机的停机模式期间，在所述连接位置(2091)的下游且在所述气缸(220)的上游至少部分地阻挡(S2)所述空气入口引导件(203、212)。
13.一种用于内燃发动机的曲轴箱(217)的通风的系统的方法，所述系统包括：通道(209、203、241)，所述通道(209、203、241)用于将曲轴箱气体从所述曲轴箱(217)引导到大气中；和气体检测装置(2181、2182、2183)，所述气体检测装置(2181、2182、2183)被定位在所述通道(209、203、241)中，
其特征在于，至少部分地基于来自所述气体检测装置(2181、2182、2183)的信号来确定(S4)曲轴箱气体到所述通道的泄露的特性，并且其中，所述气体检测装置包括沿着所述通道(209、203、241)的至少一部分分布的多个气体传感器(2181、2182、2183)，所述方法包括：比较(S3)来自所述气体传感器的信号，并且至少部分地基于所述比较来确定曲轴箱气体泄漏特性。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述曲轴箱气体泄漏特性是曲轴箱气体泄漏的泄漏率。
15.根据权利要求13-14中的任一项所述的方法，其特征在于，确定所述曲轴箱气体泄漏特性包括确定曲轴箱气体泄漏的历史。
16.根据权利要求13-14中的任一项所述的方法，其特征在于，部分地基于在所述曲轴箱(217)和所述气体检测装置(2181、2182、2183)之间的所述通道(209、203、241)的体积来确定(S4)所述曲轴箱气体泄漏特性。
17.根据权利要求13-14中的任一项所述的方法，其特征在于，部分地基于从发动机停机模式开始时到所述气体检测装置(2181、2182、2183)检测到曲轴箱气体的持续时间来确定(S4)所述曲轴箱气体泄漏特性。
18.根据权利要求12-14中的任一项所述的方法，其特征在于，至少部分地基于来自所述气体检测装置(2181、2182、2183)的信号来确定(S3)在所述发动机的停机模式期间存在从所述曲轴箱(217)的曲轴箱气体泄漏，并且根据存在曲轴箱气体泄漏的这种确定而引入(S8)发动机操作限制。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述发动机操作限制包括至少暂时地阻止发动机运行模式的启动。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述发动机操作限制包括在所述停机模式结束时在发动机起动时的发动机速度的限制。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述发动机操作限制包括在所述停机模式结束时使所述发动机反向起动。
22.根据权利要求12-14中的任一项所述的方法，其特征在于，至少部分地基于来自所述气体检测装置(2181、2182、2183)的信号来确定在所述发动机的停机模式期间存在从所述曲轴箱(217)的曲轴箱气体泄漏，并且根据存在曲轴箱气体泄漏的这种确定而提供(S7)安全相关数据。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述安全相关数据包括在所述停机模式结束时的预期的发动机速度。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述安全相关数据包括对所述发动机附近的通风需求的评估。
25.一种携载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码组件，所述程序代码组件用于当所述计算机程序在计算机上运行时执行权利要求12-24中的任一项所述的方法的步骤。
26.一种控制单元，所述控制单元被配置成执行根据权利要求12-24中的任一项所述的方法的步骤。
27.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求26所述的控制单元。
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