DE102013011406A1

DE102013011406A1 - Method for determining a malfunction of an engine brake of a reciprocating internal combustion engine

Info

Publication number: DE102013011406A1
Application number: DE102013011406.3A
Authority: DE
Inventors: Tobias Weyand; Fabian Trapp
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2015-01-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer von einer Soll-Funktion abweichenden Fehlfunktion einer Motorbremse einer eine Kurbelwelle und wenigstens einen mit der Kurbelwelle gekoppelten und in einem Zylinder zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt relativ zu dem Zylinder translatorisch bewegbar aufgenommenen Kolben umfassenden Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, wobei innerhalb einer Umdrehung der Kurbelwelle wenigstens ein eine Drehzahl der Kurbelwelle im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens charakterisierender, erster Drehzahlwert und wenigstens ein die Drehzahl der Kurbelwelle im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens charakterisierender, zweiter Drehzahlwert erfasst und miteinander verglichen werden, wobei die Fehlfunktion in Abhängigkeit von dem Vergleich der Drehzahlwerte ermittelt wird.The invention relates to a method for determining a deviating from a desired function malfunction of an engine brake of a crankshaft and at least one coupled to the crankshaft and in a cylinder between a top dead center and a bottom dead center relative to the cylinder translationally movable piston recorded reciprocating piston Internal combustion engine for a motor vehicle, detected within a revolution of the crankshaft at least one of a speed of the crankshaft in the region of the bottom dead center of the piston characterizing, the first speed value and at least one the speed of the crankshaft in the region of the top dead center of the piston characterizing, second speed value and compared The malfunction is determined as a function of the comparison of the rotational speed values.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Fehlfunktion einer Motorbremse einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for determining a malfunction of an engine brake of a reciprocating internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Motorbremsen von Hubkolben-Verbrennungskraftmaschinen für Kraftwagen und insbesondere für Nutzkraftwagen sind aus dem Serienfahrzeugbau hinlänglich bekannt. Bei einer solchen Motorbremse kann es sich beispielsweise um eine sogenannte Dekompressionsbremse handeln, welche beispielsweise als Jake Brake als bekannt anzusehen ist. Dabei umfasst die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine eine in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Kurbelwelle. Wenigstens ein Kolben ist in einem zugehörigen Zylinder aufgenommen und mit der Kurbelwelle über ein Pleuel gelenkig gekoppelt. Der Kolben ist relativ zu dem zugehörigen Zylinder translatorisch zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt des Kolbens bewegbar.Engine brakes of reciprocating internal combustion engines for motor vehicles and especially for commercial vehicles are well known in mass-produced vehicles. Such an engine brake may, for example, be a so-called decompression brake, which, for example, can be regarded as known as Jake Brake. In this case, the reciprocating internal combustion engine comprises a crankshaft rotatably mounted in a crankcase. At least one piston is received in an associated cylinder and articulated to the crankshaft via a connecting rod. The piston is translatable relative to the associated cylinder between a bottom dead center and a top dead center of the piston.

Dem Zylinder sind Gaswechselventile in Form wenigstens eines Einlassventils und in Form wenigstens eines Auslassventils zugeordnet. Bewegt sich der Kolben von seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt und ist das Einlassventil geöffnet, so wird wenigstens ein Gas, insbesondere Luft, in den Zylinder eingesaugt. Bewegt sich der Kolben vom unteren Totpunkt in den oberen Totpunkt und sind die Gaswechselventile geschlossen, so wird die Luft unter Verrichtung von Arbeit komprimiert. Diese Arbeit wird auch als Kompressionsarbeit bezeichnet.Gas exchange valves in the form of at least one inlet valve and in the form of at least one outlet valve are assigned to the cylinder. If the piston moves from its top dead center to its bottom dead center and the inlet valve is open, then at least one gas, in particular air, is sucked into the cylinder. If the piston moves from bottom dead center to top dead center and the gas exchange valves are closed, the air is compressed while performing work. This work is also referred to as compression work.

Um die Kompressionsarbeit nicht zum Bewegen des Kolbens vom oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt zu nutzen, wird das Auslassventil bei aktivierter Motorbremse derart geöffnet, dass das komprimierte Gas beziehungsweise die komprimierte Luft unter Entspannung des Gases aus dem Zylinder beispielsweise in einen Abgastrakt der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine entweichen kann, bevor sich der Kolben wieder in den unteren Totpunkt bewegt. Alternativ oder zusätzlich zu dem Auslassventil kann auch ein zusätzlich zu den Gaswechselventilen vorgesehenes Ventil geöffnet werden, so dass das komprimierte Gas zumindest Teilweise aus dem Brennraum entweichen und sich somit entspannen kann, so dass die Kompressionsarbeit nicht zum Bewegen des Kolbens vom oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt genutzt werden kann.In order not to use the compression work to move the piston from top dead center to bottom dead center, the exhaust valve is opened with the engine brake so that the compressed gas or the compressed air with relaxation of the gas from the cylinder, for example, in an exhaust tract of the reciprocating internal combustion engine can escape before the piston moves back to the bottom dead center. Alternatively or in addition to the exhaust valve, a valve provided in addition to the gas exchange valves can be opened, so that the compressed gas at least partially escape from the combustion chamber and thus can relax, so that the compression work not to move the piston from top dead center to bottom Dead center can be used.

Üblicherweise weist die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine eine Mehrzahl von Zylindern mit jeweiligen Kolben auf, wobei die geschilderte Motorbremse bei jedem der Zylinder vorgesehen ist und bei allen Zylindern oder einer unterschiedlichen Anzahl der Zylinder aktiviert werden kann.Typically, the reciprocating internal combustion engine has a plurality of cylinders with respective pistons, the described engine brake being provided on each of the cylinders and being activatable on all cylinders or a different number of cylinders.

Beispielsweise aufgrund von Vereisung von Bauteilen und/oder aufgrund von Verunreinigungen kann es zu einer von einer erwünschten Soll-Funktion abweichenden Fehlfunktion der Motorbremse kommen, so dass die Motorbremse unerwünschterweise aktiviert wird oder aktiviert bleibt. Ist die Motorbremse unerwünschterweise aktiviert, so wird das Auslassventil beziehungsweise das zusätzlich vorgesehene Ventil geöffnet oder offen gehalten, so dass der Kolben das angesaugte Gas aus dem Zylinder ausschieben kann, ohne dass es zu einer Kompression des Gases kommt.For example, due to icing of components and / or due to impurities can lead to a deviating from a desired desired function malfunction of the engine brake, so that the engine brake is undesirably activated or remains activated. If the engine brake is undesirably activated, then the exhaust valve or the additionally provided valve is opened or kept open, so that the piston can push out the sucked gas out of the cylinder without resulting in a compression of the gas.

Da die Aktivierung der Motorbremse unerwünscht ist und beispielsweise nicht durch den Fahrer des Kraftwagens bewirkt wurde, erfolgt dennoch eine Einbringung und insbesondere eine direkte Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder, wobei der Kraftstoff aufgrund der ausbleibenden Kompression nicht verbrannt wird oder zumindest nicht vollständig verbrannt werden kann. In der Folge kann es somit bei einer Fehlfunktion der Motorbremse zu unerwünscht hohen Emissionen von verbrannten Kohlenwasserstoffen kommen. Darüber hinaus kann die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine bei unerwünscht aktivierter Motorbremse ausgehen und/oder einen unrunden beziehungsweise unruhigen Lauf aufweisen. Die hohen Kohlenwasserstoffemissionen können sich in der Abgasnachbehandlungseinrichtungen ablagern bzw. sammeln, wodurch es zu Beschädigungen der Abgasnachbehandlungseinrichtungen kommen kann.Since the activation of the engine brake is undesirable and, for example, was not caused by the driver of the motor vehicle, nevertheless introduction and in particular a direct injection of fuel into the cylinder, the fuel is not burned due to the lack of compression or at least can not be completely burned , As a result, it may thus come in case of malfunction of the engine brake to undesirably high emissions of burned hydrocarbons. In addition, the reciprocating internal combustion engine can run out of undesired activated engine brake and / or have a non-round or troubled run. The high hydrocarbon emissions can accumulate or collect in the exhaust aftertreatment devices, which can lead to damage of the exhaust aftertreatment devices.

Lösen sich beispielsweise die Vereisung oder die Verunreinigungen, so weist die Motorbremse wieder ihre erwünschte Soll-Funktion auf. Die zuvor eingetretene Fehlfunktion kann aber nicht nachvollzogen werden. Es ist somit wünschenswert, eine Fehlfunktion der Motorbremse schnell, präzise und sicher detektieren zu können.If, for example, the icing or the impurities dissolve, the engine brake again has its desired setpoint function. The previously occurring malfunction can not be reconstructed. It is therefore desirable to be able to detect a malfunction of the engine brake quickly, precisely and safely.

Der WO 2009/054770 A1 kann ein Verfahren zum Ermitteln einer von einer Soll-Funktion abweichenden Fehlfunktion einer Motorbremse als bekannt entnommen werden. Hierbei wird als Erkennungsgröße zum Ermitteln der Fehlfunktion eine Drehzahländerung der Verbrennungskraftmaschine verwendet.Of the WO 2009/054770 A1 For example, a method for determining a malfunction of an engine brake deviating from a desired function may be taken as known. In this case, a speed change of the internal combustion engine is used as a recognition variable for determining the malfunction.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ermitteln einer Fehlfunktion einer Motorbremse zu schaffen, mittels welchem die Fehlfunktion besonders schnell, präzise und sicher ermittelt werden kann.The object of the present invention is to provide a method for determining a malfunction of a motor brake, by means of which the malfunction can be determined particularly quickly, precisely and safely.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, mittels welchem sich eine besonders schnelle, präzise und sichere Ermittlung einer Fehlfunktion der Motorbremse realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass innerhalb einer Umdrehung der Kurbelwelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine wenigstens ein eine Drehzahl der Kurbelwelle im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens charakterisierender, erster Drehzahlwert und wenigstens ein die Drehzahl der Kurbelwelle im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens charakterisierender, zweiter Drehzahlwert erfasst und miteinander verglichen werden. Die Fehlfunktion wird dabei in Abhängigkeit von dem Vergleich der Drehzahlwerte ermittelt. In order to provide a method specified in the preamble of claim 1 way, by means of which a particularly fast, accurate and secure determination of a malfunction of the engine brake can be realized, it is inventively provided that within a revolution of the crankshaft of the reciprocating internal combustion engine at least one Speed of the crankshaft in the region of the bottom dead center of the piston characterizing, first speed value and at least one the speed of the crankshaft in the region of top dead center of the piston characterizing, second speed value detected and compared. The malfunction is determined as a function of the comparison of the rotational speed values.

Durch den Vergleich der Drehzahlwerte beziehungsweise der Drehzahlen der Kurbelwelle im Bereich des unteren Totpunkts und des oberen Totpunkts kann ein Drehzahlunterschied der Kurbelwelle zwischen dem unteren Totpunkt und dem oberen Totpunkt innerhalb einer Umdrehung ermittelt werden, infolge dessen besonders schnell, präzise und sicher auf eine etwaige Fehlfunktion der Motorbremse bezüglich des Zylinders rückgeschlossen werden kann. Mit anderen Worten ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, eine etwaige Fehlfunktion der Motorbremse zu ermitteln, wenn die Fehlfunktion auch tatsächlich vorliegt und nur über einen kurzen Zeitraum, beispielsweise einer Umdrehung, vorliegt. Die Gefahr, dass eine Fehlfunktion der Motorbremse nicht bemerkt oder detektiert wird, obwohl eine solche Fehlfunktion tatsächlich vorliegt oder vorgelegen hat, kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders gering gehalten werden. Wird ermittelt, dass bezüglich des Zylinders die Motorbremse unerwünschterweise aktiviert ist, so kann eine Einbringung von Kraftstoff in den Zylinder unterbrochen beziehungsweise abgeschaltet werden, so dass unerwünscht hohe Emissionen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen infolge einer ausbleibenden Verbrennung der Kohlenwasserstoffe vermieden werden können.By comparing the rotational speed values or the rotational speeds of the crankshaft in the region of bottom dead center and top dead center, a speed difference of the crankshaft between the bottom dead center and the top dead center can be determined within one revolution, as a result of which a particularly rapid, precise and reliable malfunction the engine brake with respect to the cylinder can be deduced. In other words, it is possible by means of the method according to the invention to determine any malfunction of the engine brake when the malfunction is actually present and only over a short period of time, for example, a revolution exists. The danger that a malfunction of the engine brake is not noticed or detected, although such a malfunction actually exists or has been present, can be kept particularly low by means of the method according to the invention. If it is determined that the engine brake is undesirably activated with respect to the cylinder, introduction of fuel into the cylinder may be interrupted or shut down, so that undesirably high emissions of unburned hydrocarbons due to lack of combustion of the hydrocarbons may be avoided.

In der Folge kann auch der Kraftstoffverbrauch der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine reduziert werden, so dass unnötiges Einspritzen von Kraftstoff vermieden wird. Ferner können durch die Abschaltung der Kraftstoffzufuhr unerwünschte Ablagerungen in Abgasnachbehandlungseinrichtungen in einem Abgastrakt der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine vermieden werden, so dass die Abgasnachbehandlungseinrichtungen vor übermäßig hohen Kohlenwasserstoffablagerungen und daraus etwaig resultierenden Beschädigungen geschützt werden. Außerdem ist es möglich, wenigstens einen die ermittelte Fehlfunktion charakterisierenden Wert in einer Speichereinrichtung eines Steuergeräts der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine abzuspeichern und somit die Fehlfunktion auch dann nachzuvollziehen, wenn die Motorbremse während des Betriebs der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zeitlich nach dem Auftreten der Fehlfunktion wieder ihre erwünschte Soll-Funktion aufweist.As a result, the fuel consumption of the reciprocating internal combustion engine can be reduced, so that unnecessary injection of fuel is avoided. Furthermore, by switching off the fuel supply undesirable deposits in exhaust aftertreatment devices in an exhaust tract of the reciprocating internal combustion engine can be avoided, so that the exhaust aftertreatment devices are protected against excessively high hydrocarbon deposits and any resulting damage. In addition, it is possible to store at least one value characterizing the determined malfunction in a memory device of a control device of the reciprocating internal combustion engine and thus to understand the malfunction even if the engine brake during operation of the reciprocating internal combustion engine time after the occurrence of malfunction returns their desired target Feature.

Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn ein den Vergleich des ersten Drehzahlwerts mit dem zweiten Drehzahlwert charakterisierender und zum Zylinder gehörender Vergleichswert ermittelt wird. Unterschreitet der Vergleichswert beispielsweise einen vorgebbaren Schwellenwert, so kann auf eine Fehlfunktion der Motorbremse rückgeschlossen werden. Der vorgebbare Schwellenwert kann dabei negativ sein. Dies bedeutet, dass beispielsweise im Rahmen des Vergleichs der Drehzahlwerte eine Differenz der Drehzahlwerte ermittelt wird, wobei diese Differenz negativ ist. Unterschreitet die negative Differenz den vorgebbaren Schwellenwert, so kann auf eine Fehlfunktion der Motorbremse rückgeschlossen werden. Schließlich ist es denkbar, die Differenz beziehungsweise den Vergleichswert auch als absolute Größen zu betrachten. In diesem Falle kann beispielsweise dann auf eine Fehlfunktion der Motorbremse rückgeschlossen werden, wenn der Vergleichswert einen vorgebbaren Schwellenwert, der dann beispielsweise positiv ist, überschreitet.It has proven to be particularly advantageous if a comparison value characterizing the comparison of the first rotational speed value with the second rotational speed value and belonging to the cylinder is determined. If the comparison value falls below a predefinable threshold value, for example, it is possible to deduce a malfunction of the engine brake. The predefinable threshold value can be negative. This means that, for example, in the context of the comparison of the rotational speed values, a difference of the rotational speed values is determined, this difference being negative. If the negative difference falls below the predefinable threshold value, it is possible to infer a malfunction of the engine brake. Finally, it is conceivable to regard the difference or the comparison value as absolute values as well. In this case, for example, a malfunction of the engine brake can then be deduced if the comparison value exceeds a predefinable threshold value, which is then positive, for example.

Durch das Erfassen der Drehzahlwerte und durch das Vergleichen der Drehzahlwerte miteinander wird über die Drehzahl der beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Kurbelwelle ein Beschleunigungsverhalten des Kolbens berücksichtigt, um die etwaige Fehlfunktion der Motorbremse zu ermitteln. Die Motorbremse wirkt sich nämlich auf das Beschleunigungsverhalten des Kolbens und infolge der Kopplung des Kolbens mit der Kurbelwelle auf das Beschleunigungsverhalten der Kurbelwelle aus. Ist die Motorbremse aktiviert, so weist der Kolben ein unterschiedliches Beschleunigungsverhalten auf im Vergleich zum deaktivierten Zustand der Motorbremse. Somit kann durch Betrachtung des Beschleunigungsverhaltens erfasst werden, ob die Motorbremse aktiviert ist oder nicht, wobei die Motorbremse beispielsweise dann unerwünschterweise aktiviert ist und demzufolge eine Fehlfunktion aufweist, wenn die Aktivierung der Motorbremse beispielsweise nicht durch den Fahrer des Kraftwagens bewirkt ist. Im Rahmen des Verfahrens kann durch den Vergleich der Drehzahlwerte besonders schnell, präzise und sicher die Aktivierung oder die Deaktivierung der Motorbremse und in deren Folge die etwaige Fehlfunktion der Motorbremse ermittelt werden.By detecting the rotational speed values and by comparing the rotational speed values with one another, an acceleration behavior of the piston is taken into account via the rotational speed of the crankshaft, which is designed, for example, as a crankshaft, in order to determine the possible malfunction of the engine brake. The engine brake has an effect on the acceleration behavior of the piston and on the acceleration behavior of the crankshaft as a result of the coupling of the piston with the crankshaft. If the engine brake is activated, the piston has a different acceleration behavior compared to the deactivated state of the engine brake. Thus, it can be detected by considering the acceleration behavior, whether the engine brake is activated or not, the engine brake, for example, then undesirably activated and therefore has a malfunction, if the activation of the engine brake, for example, is not effected by the driver of the motor vehicle. Within the scope of the method, by comparing the rpm values, the activation or deactivation of the engine brake and, as a consequence, the possible malfunction of the engine brake can be determined particularly quickly, precisely and safely.

Liegt beispielsweise der Vergleichswert unterhalb des vorgebbaren und insbesondere negativen Schwellenwerts, obwohl ein gefeuerter Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine vorliegt und Kraftstoff in den Zylinder eingebracht wird, so kann auf eine Fehlfunktion der Motorbremse rückgeschlossen werden. In der Folge kann die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet werden, um die Emissionen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen, welche aufgrund einer mangelnden Kompression im Zylinder nicht verbrannt werden können, zu vermeiden.If, for example, the comparison value lies below the predefinable and, in particular, negative threshold value, although a fired operation of the reciprocating internal combustion engine is present and fuel is introduced into the cylinder, a malfunction of the engine brake can be deduced. As a result, the Fuel supply to be shut off in order to avoid the emissions of unburned hydrocarbons, which can not be burned due to a lack of compression in the cylinder.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Ermittlung von Zylindern mit einer Fehlfunktion der Motorbremse und Zylindern ohne Fehlfunktion der Motorbremse und 1 a diagram illustrating the determination of cylinders with a malfunction of the engine brake and cylinders without malfunction of the engine brake and

2 ein Diagramm mit Verläufen von jeweiligen, in den Zylindern der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine herrschenden Drücken mit und ohne Fehlfunktion der Motorbremse. 2 a diagram with curves of respective prevailing in the cylinders of the reciprocating internal combustion engine pressures with and without malfunction of the engine brake.

1 und 2 dienen zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Ermitteln einer von einer erwünschten Soll-Funktion abweichenden Fehlfunktion einer Motorbremse einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine dient zum Antreiben eines Kraftwagens in Form eines Nutzkraftwagens und umfasst dazu eine Kurbelwelle, welche an einem Kurbelgehäuse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert ist. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Dieselmotor in Form eines Sechs-Zylinder-Verbrennungsmotors ausgebildet und umfasst demzufolge sechs Brennräume in Form von Zylindern. In den Zylindern ist jeweils ein Kolben angeordnet. Der jeweilige Kolben ist in dem jeweils zugehörigen Zylinder relativ zu dem zugehörigen Zylinder zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt translatorisch bewegbar. Darüber hinaus sind die Zylinder jeweils über ein Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle gekoppelt. Infolge dieser gelenkigen Kopplung können die translatorischen Bewegungen der Kolben in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle um ihre Drehachse umgewandelt werden. Den Zylindern sind jeweils auch Gaswechselventile in Form wenigstens eines Einlassventils und in Form wenigstens eines Auslassventils zugeordnet. 1 and 2 serve to illustrate a method for determining a deviating from a desired desired function malfunction of an engine brake of a reciprocating internal combustion engine. The reciprocating internal combustion engine is used for driving a motor vehicle in the form of a commercial vehicle and for this purpose comprises a crankshaft, which is rotatably mounted on a crankcase of the reciprocating internal combustion engine about an axis of rotation relative to the crankcase. The reciprocating internal combustion engine is designed for example as a diesel engine in the form of a six-cylinder internal combustion engine and therefore comprises six combustion chambers in the form of cylinders. In each case a piston is arranged in the cylinders. The respective piston is translationally movable in the respectively associated cylinder relative to the associated cylinder between a bottom dead center and a top dead center. In addition, the cylinders are each coupled via a connecting rod articulated to the crankshaft. As a result of this articulated coupling, the translational movements of the pistons can be converted into a rotational movement of the crankshaft about its axis of rotation. The cylinders are each associated with gas exchange valves in the form of at least one inlet valve and in the form of at least one exhaust valve.

Bewegt sich der jeweilige Kolben vom oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt und ist das Einlassventil geöffnet, so wird dadurch Luft in den jeweiligen Zylinder eingesaugt. Bewegt sich der jeweilige Kolben dann von dem unteren Totpunkt in den oberen Totpunkt, und sind die Gaswechselventile geschlossen, so wird die Luft komprimiert.If the respective piston moves from top dead center to bottom dead center and the inlet valve is open, air is sucked into the respective cylinder. Then the respective piston moves from the bottom dead center to the top dead center, and the gas exchange valves are closed, the air is compressed.

Darüber hinaus ist jedem der Zylinder wenigstens ein Einspritzelement zugeordnet, mittels welchem Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder direkt eingespritzt wird, wenn ein gefeuerter Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird. Durch das Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch gebildet, welches infolge der Kompression der Luft beispielsweise bei einem Dieselmotor durch Selbstzündung zündet und verbrennt. Infolge dieser Verbrennung kommt es zu einer Expansion des Gases und zur Entstehung von Abgas, welches derart aus dem jeweiligen Zylinder in den Abgastrakt der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine abgeführt wird, dass das Auslassventil geöffnet wird und dass das Abgas durch den Kolben aus dem Zylinder ausgeschoben wird. Bleibt die Kompression der Luft beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aus, so kommt es auch nicht zur Zündung beziehungsweise zur Verbrennung oder einer nur teilweisen Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches.In addition, each of the cylinders is assigned at least one injection element, by means of which fuel is injected directly into the respective cylinder when a fired operation of the reciprocating internal combustion engine is performed. By injecting fuel into the cylinder, a fuel-air mixture is formed, which ignites due to the compression of the air, for example, in a diesel engine by auto-ignition and burns. As a result of this combustion, there is an expansion of the gas and the formation of exhaust gas, which is discharged from the respective cylinder in the exhaust gas of the reciprocating internal combustion engine, that the exhaust valve is opened and that the exhaust gas is expelled by the piston from the cylinder. If the compression of the air, for example, due to a malfunction of the reciprocating internal combustion engine, so it does not come to the ignition or combustion or only partial combustion of the fuel-air mixture.

Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine weist eine Motorbremse auf, welche beispielsweise als Dekompressionsbremse ausgebildet ist. Die Motorbremse kann dabei bei jedem der Zylinder zum Einsatz kommen. Die Motorbremse wird üblicherweise in einem ungefeuerten Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aktiviert, so dass kein unverbrannter Kraftstoff und somit keine unverbrannten Kohlenwasserstoffe in den Abgastrakt gelangen können.The reciprocating internal combustion engine has an engine brake, which is designed for example as a decompression brake. The engine brake can be used with each of the cylinders. The engine brake is usually activated in an unfired operation of the reciprocating internal combustion engine, so that no unburned fuel and thus no unburned hydrocarbons can enter the exhaust tract.

Bei aktivierter Motorbremse wird das Auslassventil und/oder wenigstens ein zusätzlich zu den Gaswechselventilen vorgesehenes Ventil nach der Verdichtung der Luft jedoch vor der Bewegung des Kolbens in den unteren Totpunkt geöffnet, so dass die unter Aufwendung von Kompressionsarbeit komprimierte Luft aus dem jeweiligen Zylinder in den Abgastrakt entweichen und nicht etwa zur Bewegung des jeweiligen Kolbens aus dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt verwendet werden kann.When the engine brake is activated, the exhaust valve and / or at least one valve provided in addition to the gas exchange valves after the compression of the air but before the movement of the piston is opened to the bottom dead center, so that the compressed under the application of compression work air from the respective cylinder in the exhaust system can escape and not about the movement of the respective piston from the top dead center can be used in the bottom dead center.

Kommt es nun zu einer solchen Fehlfunktion der Motorbremse, bei welcher die Motorbremse bezüglich beispielsweise dreier der Zylinder unerwünschterweise im gefeuerten Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aktiviert ist, so wird die Luft nicht komprimiert. Sind keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen und wird in diese drei Zylinder, bezüglich derer die Motorbremse die Fehlfunktion aufweist, Kraftstoff eingebracht, so wird der unverbrannte Kraftstoff ausgeschoben und es kommt zu einer unerwünscht hohen Emission an unverbrannten Kohlenwasserstoffen.If it now comes to such a malfunction of the engine brake, in which the engine brake with respect to, for example, three of the cylinder is undesirably activated in the fired operation of the reciprocating internal combustion engine, the air is not compressed. Are no appropriate countermeasures taken and will be included in these three cylinders, with respect to which the engine brake malfunctions introduced fuel, the unburned fuel is expelled and there is an undesirably high emission of unburned hydrocarbons.

Um nun eine solche Fehlfunktion in Form einer unerwünschten Aktivierung der Motorbremse besonders präzise und sicher zu erfassen und aus der Fehlfunktion resultierende Effekte zu vermeiden, wird ein Verfahren zum Ermitteln einer solchen Fehlfunktion der Motorbremse durchgeführt, mittels welchem eine etwaige Fehlfunktion der Motorbremse zylinderindividuell beziehungsweise zylinderselektiv, das heißt für jeden der Zylinder einzeln, ermittelt werden kann.In order to detect such a malfunction in the form of an unwanted activation of the engine brake particularly precisely and safely and to avoid effects resulting from the malfunction, a method for determining such a malfunction of the engine brake is carried out by means of which any malfunction of the engine brake is cylinder-specific or cylinder-selective, that is, for each of the cylinders individually, can be determined.

Es wird wenigstens ein Drehzahlsensor verwendet, mittels welchem eine Drehzahl der Kurbelwelle um ihre Drehachse erfasst wird. 1 zeigt dabei ein Diagramm 10, auf dessen Abszisse 12 eine Drehstellung der Kurbelwelle um ihre Drehachse in der Einheit Grad Kurbelwinkel (°KW) aufgetragen ist.At least one rotational speed sensor is used by means of which a rotational speed of the crankshaft about its axis of rotation is detected. 1 shows a diagram 10 , on the abscissa 12 a rotational position of the crankshaft about its axis of rotation in the unit degrees crank angle (° CA) is plotted.

Innerhalb einer Umdrehung der Kurbelwelle wird für jeden der Kolben jeweils ein die Drehzahl der Kurbelwelle im Bereich des jeweiligen unteren Totpunkts des jeweiligen Kolbens charakterisierender, erster Drehzahlwert und wenigstens ein die Drehzahl der Kurbelwelle im Bereich des jeweiligen oberen Totpunkts des jeweiligen Kolbens charakterisierender, zweiter Drehzahlwert erfasst. Der jeweilige erste Drehzahlwert wird mit dem jeweiligen zweiten Drehzahlwert derart verglichen, dass eine jeweilige Differenz der Drehzahlwerte gebildet wird. Diese jeweilige Differenz wird durch einen jeweiligen Vergleichswert in Form eines jeweiligen Differenzwerts charakterisiert. Werden bezüglich der jeweiligen Zylinder über mehrere, zeitlich aufeinanderfolgende Umdrehungen der Kurbelwelle derartige Differenzwerte ermittelt, so ergeben die zum jeweiligen Kolben beziehungsweise Zylinder gehörenden Differenzwerte einen jeweiligen, zum jeweiligen Kolben beziehungsweise Zylinder gehörenden repräsentativen Verlauf 14, 16, wobei die repräsentativen Verläufe 14, 16 in das Diagramm 10 eingetragen sind.Within one revolution of the crankshaft, a first rotational speed value characterizing the rotational speed of the crankshaft in the region of the respective bottom dead center of the respective piston and at least one second rotational speed value characterizing the rotational speed of the crankshaft in the region of the respective top dead center of the respective piston are detected for each of the pistons , The respective first speed value is compared with the respective second speed value such that a respective difference of the speed values is formed. This respective difference is characterized by a respective comparison value in the form of a respective difference value. If such difference values are determined with respect to the respective cylinders over a plurality of chronologically successive revolutions of the crankshaft, the difference values pertaining to the respective piston or cylinder result in a respective representative progression belonging to the respective piston or cylinder 14 . 16 , where the representative courses 14 . 16 into the diagram 10 are registered.

Auf der Ordinate 18 des Diagramms 10 ist dabei die Drehzahl bzw. der jeweilige Differenzwert eingetragen. Mit anderen Worten charakterisieren die Differenzwerte und somit die Verläufe 14, 16 Drehzahlunterschiede oder Drehzahländerungen der Kurbelwelle zwischen dem jeweiligen unteren Totpunkt und dem jeweiligen oberen Totpunkt innerhalb einer jeweiligen Umdrehung. In das Diagramm 10 ist auch ein Verlauf 20 der Kurbelwelle eingetragen. Der Verlauf 20 charakterisiert die Motordrehzahl bzw. die absolute Drehzahl der Kurbelwelle.On the ordinate 18 of the diagram 10 the speed or the respective difference value is entered. In other words, characterize the difference values and thus the gradients 14 . 16 Speed differences or speed changes of the crankshaft between the respective bottom dead center and the respective top dead center within a respective revolution. In the diagram 10 is also a course 20 the crankshaft registered. The history 20 Characterizes the engine speed or the absolute speed of the crankshaft.

Der Verlauf 14 gehört zu denjenigen der Kolben und Zylinder, bezüglich derer die Motorbremse ihre Soll-Funktion aufweist, so dass die Motorbremse bezüglich der zu den Verläufen 14 gehörenden Zylinder und Kolben nicht aktiviert ist. Der Verlauf 16 gehört zu denjenigen der Kolben und Zylinder, bezüglich derer die Motorbremse eine Fehlfunktion aufweist und unerwünschterweise aktiviert ist. Wie aus 1 erkennbar ist, ist der repräsentative Verlauf 16 beziehungsweise die den Verlauf 16 bildenden Differenzwerte wesentlich geringer als der Verlauf 14 beziehungsweise die den Verlauf 14 bildenden Differenzwerte. Die repräsentativen Verläufe 14 und 16 charakterisieren auch Beschleunigungsverhalten der Kolben, da sich die Motorbremse auf das Beschleunigungsverhalten der Kolben auswirkt. Ist die Motorbremse aktiviert, so kommt es zu einem unterschiedlichen Beschleunigungsverhalten der Kolben im Vergleich zum deaktivierten Zustand der Motorbremse.The history 14 belongs to those of the pistons and cylinders, with respect to which the engine brake has its desired function, so that the engine brake with respect to the to the courses 14 belonging cylinder and piston is not activated. The history 16 belongs to those of the pistons and cylinders, with respect to which the engine brake malfunctions and is undesirably activated. How out 1 is recognizable, is the representative course 16 or the course 16 forming difference values much lower than the course 14 or the course 14 forming difference values. The representative courses 14 and 16 Characterized also acceleration behavior of the piston, since the engine brake on the acceleration behavior of the piston affects. If the engine brake is activated, different acceleration behavior of the pistons occurs compared to the deactivated state of the engine brake.

Der Verlauf 14, der zu den Kolben gehören, bezüglich derer die Motorbremse keine Fehlfunktion aufweist und demzufolge deaktiviert ist, charakterisiert repräsentativ Verläufe, die zumindest im Wesentlichen auf gleichem Niveau liegen. Entsprechendes gilt für den Verlauf 16, die zu den Kolben gehören, bezüglich derer die Motorbremse eine Fehlfunktion aufweist und unerwünschterweise aktiviert ist. Dies bedeutet, dass auch diese jeweiligen Verläufe zumindest im Wesentlichen auf gleichem Niveau liegen. Wie aus 1 erkennbar ist, unterscheiden sich jedoch die Niveaus erheblich voneinander. Unterschreitet der Differenzwert beziehungsweise der entsprechenden Verlauf 16 beispielsweise einen vorgebbaren, negativen Schwellenwert, obwohl ein gefeuerter Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine durchgeführt und Kraftstoff in jeden der Zylinder eingespritzt wird, so kann besonders präzise und sicher auf eine Fehlfunktion der Motorbremse bezüglich der zu dem repräsentativen Verlauf 16 gehörenden Kolben und Zylindern rückgeschlossen werden.The history 14 belonging to the pistons, with respect to which the engine brake does not malfunction and is therefore deactivated, representatively characterizes courses which are at least substantially at the same level. The same applies to the course 16 belonging to the pistons with respect to which the engine brake malfunctions and is undesirably activated. This means that even these respective courses are at least substantially at the same level. How out 1 is recognizable, however, the levels differ significantly from each other. Falls below the difference value or the corresponding course 16 For example, even though a fired operation of the reciprocating internal combustion engine is performed and fuel is injected into each of the cylinders, it may have a predetermined negative threshold, particularly precisely and safely for a malfunction of the engine brake with respect to the representative history 16 to be deduced from belonging piston and cylinders.

2 zeigt ein Diagramm 22, auf dessen Abszisse 24 die Drehstellung der Kurbelwelle in Grad Kurbelwinkel [°KW] aufgetragen ist. Auf der Ordinate 26 des Diagramms 22 ist ein in den jeweiligen Zylindern herrschender Druck in der Einheit Bar und an die Einspritzelemente angelegter Strom in der Einheit Ampere aufgetragen. 2 shows a diagram 22 , on the abscissa 24 the rotational position of the crankshaft is plotted in degrees crank angle [° CA]. On the ordinate 26 of the diagram 22 is a prevailing in the respective cylinders pressure in the unit bar and applied to the injection elements current in the unit ampere.

In das Diagramm 22 ist repräsentativ ein Verlauf 28 von jeweiligen Drücken eingetragen, welche in denjenigen der Zylinder herrschen, bezüglich derer die Motorbremse keine Fehlfunktion aufweist und demzufolge deaktiviert ist. In das Diagramm 22 ist ferner repräsentativ ein Verlauf 30 eingetragen, welche Drücke charakterisiert, die in denjenigen der Zylinder herrschen, bezüglich derer die Motorbremse eine Fehlfunktion aufweist und demzufolge unerwünschterweise aktiviert ist. Wie anhand des Verlaufs 30 zu erkennen ist, kommt es bei denjenigen der Zylinder, bezüglich derer die Motorbremse unerwünschterweise aktiviert ist, zu einem Einbruch des jeweiligen Drucks, obwohl sich der jeweilige Kolben vom unteren Totpunkt in den oberen Totpunkt bewegt. Dies liegt daran, dass die Motorbremse bezüglich dieser Kolben und Zylinder unerwünschterweise aktiviert ist, so dass die Kompression der Luft dieser Zylinder ausbleibt und keine Verbrennung stattfindet. Der Verlauf 32 zeigt repräsentativ einen Verlauf des an die Einspritzelemente der jeweiligen Zylinder angelegten Stromes. Die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder gemäß dem Verlauf 32 führt zu einer Verbrennung in den Zylindern mit deaktivierter Motorbremse, die zu einem Druckverlauf gemäß dem Verlauf repräsentativen 28 führt. Trotz der Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder gemäß dem Verlauf 32 kann kein Druck in den Zylindern mit unerwünschterweise aktivierter Motorbremse gemäß dem Verlauf 30 aufgebaut werden.In the diagram 22 is representative of a course 28 entered by respective pressures which prevail in those of the cylinder, with respect to which the engine brake has no malfunction and is therefore deactivated. In the diagram 22 is also representative of a course 30 registered, which characterizes pressures which prevail in those of the cylinders, with respect to which the engine brake malfunctions and consequently is undesirably activated. As based on the course 30 it can be seen, it comes with those of the cylinder, with respect to which the engine brake is undesirably activated, to a collapse of the respective pressure, although the respective piston moves from bottom dead center to the top dead center. This is because the engine brake is undesirably activated with respect to these pistons and cylinders, so that the compression of the air of these cylinders fails and no combustion takes place. The history 32 Representatively shows a profile of the current applied to the injection elements of the respective cylinder. The injection of fuel into the cylinders according to the course 32 leads to combustion in the cylinders with deactivated engine brake, which is representative of a pressure profile according to the course 28 leads. Despite the injection of fuel into the cylinders according to the course 32 can not pressure in the cylinders with undesirably activated engine brake according to the course 30 being constructed.

Anhand des Vergleichs der jeweiligen ersten Drehzahlwerte mit den jeweiligen zweiten Drehzahlwerten kann eine solche Fehlfunktion der Motorbremse zylinderindividuell schnell, präzise und sicher ermittelt werden, ohne den jeweiligen, im jeweiligen Zylinder herrschenden Druck mittels einer aufwändigen Sensorik erfassen oder einen Drehzahlverlauf der Verbrennungskraftmaschine auswerten zu müssen.Based on the comparison of the respective first rotational speed values with the respective second rotational speed values, such a malfunction of the engine brake can be determined quickly, precisely and reliably for each cylinder individually, without having to detect the respective pressure prevailing in the respective cylinder by means of an elaborate sensor system or to evaluate a rotational speed curve of the internal combustion engine.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2009/054770 A1 [0009]

Claims

A method for determining a deviating from a desired function malfunction of an engine brake of a crankshaft and at least one coupled to the crankshaft and in a cylinder between a top dead center and a bottom dead center relative to the cylinder translationally movable recorded piston reciprocating internal combustion engine for a motor vehicle , characterized in that within a revolution of the crankshaft at least one of a speed of the crankshaft in the region of the bottom dead center of the piston characterizing, first speed value and at least one speed of the crankshaft in the region of the top dead center of the piston characterizing, second speed value detected and compared , wherein the malfunction is determined in dependence on the comparison of the rotational speed values.

A method according to claim 1, characterized in that a comparison of the first speed value with the second speed value characterizing and belonging to the cylinder comparison value is determined.

Method according to Claim 2, characterized in that the comparison value is compared with a predefinable threshold value.

A method according to claim 3, characterized in that falls below the threshold value can be deduced a malfunction of the engine brake.