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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Kurbelgehäusedrucks für eine Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine.
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In einer Brennkraftmaschine wird typischerweise ein Kurbelgehäusedruck in einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine gemessen, um einen Schaden an einem dem Kurbelgehäuse zugeordneten Kolben oder Kolbenring, oder einer dem Kurbelgehäuse zugeordneten Laufbuchse, beispielsweise einen Kolbenfresser, zu detektieren. Es zeigt sich allerdings, dass der Kurbelgehäusedruck auch durch Schäden an oder Verschmutzungen von Strömungseinrichtungen in einem Luftpfad der Brennkraftmaschine, beispielsweise einem Luftfilter oder einem Ladeluftkühler, beeinflusst wird. Es kann daher bei einem in Bezug auf einen zulässigen Grenzwert zu hohen oder zu niedrigen Kurbelgehäusedruck kein eindeutiger Schluss auf eine Ursache desselben gezogen werden. Als Konsequenz werden Grenzwertbereiche für den Kurbelgehäusedruck, deren Über- oder Unterschreiten aus Sicherheitsgründen ein Abstellen der Brennkraftmaschine bewirkt, sehr breit ausgelegt, um den Betrieb der Brennkraftmaschine möglichst selten zu unterbrechen. Dies kann bedeuten, dass ein Schaden an einem Kolben, einem Kolbenring oder einer Laufbuchse, insbesondere ein Kolbenfresser, zu spät erkannt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines Kurbelgehäusedrucks für eine Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zur Überwachung eines Kurbelgehäusedrucks für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer in einem Luftpfad der Brennkraftmaschine angeordneten Strömungseinrichtung geschaffen wird, wobei ein Kurbelgehäusedruck in einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Es wird ein Eingangszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung in dem Luftpfad stromaufwärts der wenigstens einen Strömungseinrichtung ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird ein Ausgangszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung in dem Luftpfad stromabwärts der wenigstens einen Strömungseinrichtung ermittelt. Darüber hinaus wird die Brennkraftmaschine anhand des Kurbelgehäusedrucks sowie des Eingangszustands und zusätzlich oder alternativ des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung auf einen Schaden hin überprüft. Das Verfahren weist Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Dadurch, dass die Brennkraftmaschine anhand des Kurbelgehäusedrucks sowie des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung auf einen Schaden hin überprüft wird, ist es möglich, einen Grenzwertbereich für den Kurbelgehäusedruck, dessen Über- oder Unterschreiten insbesondere zu einem Abstellen der Brennkraftmaschine führt, schmaler auszulegen. Es ist nämlich möglich, ein unnötiges Abstellen der Brennkraftmaschine zu vermeiden, wenn insbesondere kein derartiger kritischer Schaden vorliegt, weil ein Einfluss der Strömungseinrichtung auf den Kurbelgehäusedruck erkannt und berücksichtigt werden kann. In der Folge kann vorzugsweise ein Schaden an einem dem Kurbelgehäuse zugeordneten Kolben oder Kolbenring, und/oder einer dem Kurbelgehäuse zugeordneten Laufbuchse, insbesondere ein Kolbenfresser, früher und sicherer erkannt werden. Darüber hinaus lassen sich durch eine eindeutige Zuordnung einer Ursache eines insbesondere zu hohen oder zu niedrigen Kurbelgehäusedrucks Wartungsintervalle verlängern, was zu Kosteneinsparungen führt. Letztlich können die Verfügbarkeit der Brennkraftmaschine verbessert und deren Betriebs- und Wartungskosten gesenkt werden.
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Wird bei der Prüfung festgestellt, dass der ermittelte Kurbelgehäusedruck auf einen Schaden an einem Kolben, einem Kolbenring und/oder einer Laufbuchse zurückzuführen ist, wird die Brennkraftmaschine bevorzugt abgestellt. Andernfalls wird der Betrieb der Brennkraftmaschine vorzugsweise fortgesetzt.
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Der Luftpfad ist insbesondere eingerichtet zur Durchleitung von einem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeführter Verbrennungsluft. Es ist aber auch möglich, dass ein Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch durch den Luftpfad geleitet wird. Der Luftpfad erstreckt sich insbesondere von einer Ansaugstelle der Brennkraftmaschine für Verbrennungsluft bis zu wenigstens einem Einlassventil für einen Brennraum der Brennkraftmaschine.
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Unter einem Kurbelgehäusedruck wird insbesondere ein Druck in einem Innenraum des Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine verstanden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine zeitliche Änderung des Kurbelgehäusedrucks in dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine ermittelt. Es wird vorzugsweise eine zeitliche Änderung des Eingangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung in dem Luftpfad stromaufwärts der wenigstens einen Strömungseinrichtung ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird vorzugsweise eine zeitliche Änderung des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung in dem Luftpfad stromabwärts der wenigstens einen Strömungseinrichtung ermittelt. Die Brennkraftmaschine wird vorzugsweise anhand der zeitlichen Änderung des Kurbelgehäusedrucks sowie der zeitlichen Änderung des Eingangszustands und zusätzlich oder alternativ des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung auf einen Schaden hin überprüft.
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Ein erhöhter Kurbelgehäusedruck kann sich beispielsweise dadurch ergeben, dass aufgrund eines Schadens an einem Kolben, einem Kolbenring, und/oder einer Laufbuchse ein erhöhter Strom von Blow-by-Gas entsteht, welcher insbesondere zwischen dem Kolben und der Laufbuchse hindurch in das Kurbelgehäuse eindringt. Es ist aber auch möglich, dass sich aufgrund eines Rückstaus in dem Luftpfad, beispielsweise aufgrund eines versotteten Ladeluftkühlers, ein erhöhter Kurbelgehäusedruck einstellt. Ein verringerter Kurbelgehäusedruck kann sich beispielsweise dadurch ergeben, dass ein Luftfilter in dem Luftpfad verschmutzt ist.
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Eine stromaufwärtige Richtung in dem Luftpfad weist insbesondere in Richtung der Ansaugstelle der Brennkraftmaschine. Eine stromabwärtige Richtung in dem Luftpfad weist insbesondere in Richtung des wenigstens einen Einlassventils der Brennkraftmaschine.
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Bei dem Eingangszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung handelt es sich insbesondere um einen Fluiddruck, welcher in dem Luftpfad unmittelbar stromaufwärts der wenigstens einen Strömungseinrichtung anliegt. Bei dem Ausgangszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung handelt es sich insbesondere um einen Fluiddruck, welcher in dem Luftpfad unmittelbar stromabwärts der wenigstens einen Strömungseinrichtung anliegt. Es ist aber auch möglich, dass sich der Eingangs- und/oder der Ausgangszustand auf andere Zustandsgrößen bezieht/beziehen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein insbesondere kausaler Zusammenhang zwischen dem Kurbelgehäusedruck sowie dem Eingangszustand und zusätzlich oder alternativ dem Ausgangszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung geprüft. Es wird vorzugsweise geprüft, inwieweit der ermittelte Kurbelgehäusedruck auf einen ermittelten Eingangszustand und/oder Ausgangszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung zurückführbar ist.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein insbesondere kausaler Zusammenhang zwischen einer zeitlichen Änderung des Kurbelgehäusedrucks sowie einer zeitlichen Änderung des Eingangszustands und zusätzlich oder alternativ des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung geprüft. Es wird vorzugsweise geprüft, inwieweit eine ermittelte zeitliche Änderung des Kurbelgehäusedrucks auf eine ermittelte zeitliche Änderung des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung zurückführbar ist.
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Insbesondere wird bei einer Mehrzahl von Strömungseinrichtungen in dem Luftpfad der Brennkraftmaschine geprüft, inwieweit ein ermittelter Kurbelgehäusedruck oder eine ermittelte zeitliche Änderung desselben mit einem ermittelten Eingangszustand und/oder Ausgangzustand jeweils einer der Strömungseinrichtungen oder einer ermittelten zeitlichen Änderung derselben in einem kausalen Zusammenhang steht.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die wenigstens eine Strömungseinrichtung als Luftfilter ausgebildet ist, wobei ein Eingangszustand des Luftfilters über einen eingangsseitigen Fluiddruck des Luftfilters in dem Luftpfad stromaufwärts des Luftfilters bestimmt wird. Vorzugsweise wird ein Ausgangszustand des Luftfilters über eine Drehzahl eines stromabwärts des Luftfilters in dem Luftpfad angeordneten Abgasturboladers bestimmt. Alternativ oder zusätzlich wird vorzugsweise der Ausgangszustand des Luftfilters über einen ausgangsseitigen Fluiddruck des Luftfilters in dem Luftpfad stromabwärts des Luftfilters bestimmt.
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Der eingangsseitige Fluiddruck des Luftfilters in dem Luftpfad stromaufwärts des Luftfilters entspricht vorzugsweise einem Umgebungsdruck.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird aus der Drehzahl des Abgasturboladers insbesondere ein von dem Abgasturbolader durchgesetzter Volumenstrom von Verbrennungsluft oder einem Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch ermittelt, wobei insbesondere auf Basis des durchgesetzten Volumenstroms ein ausgangsseitiger Fluiddruck des Luftfilters in dem Luftpfad stromabwärts des Luftfilters ermittelt wird. Es ist also durch Ermittlung des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands des Luftfilters insbesondere möglich, einen Schaden an dem Luftfilter oder eine Verschmutzung des Luftfilters sicher und eindeutig zu detektieren. Vorzugsweise können so die Verfügbarkeit des Luftfilters sichergestellt und insbesondere durch Optimierung der Wartungsintervalle Kosten gesenkt werden.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die wenigstens eine Strömungseinrichtung als Ladeluftkühler ausgebildet ist, wobei ein Eingangszustand des Ladeluftkühlers über eine Drehzahl eines stromaufwärts des Ladeluftkühlers in dem Luftpfad angeordneten Abgasturboladers bestimmt wird. Vorzugsweise wird ein Ausgangszustand des Ladeluftkühlers über einen ausgangsseitigen Fluiddruck des Ladeluftkühlers in dem Luftpfad stromabwärts des Ladeluftkühlers bestimmt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei dem stromaufwärts des Ladeluftkühlers in dem Luftpfad angeordneten Abgasturbolader um denselben Abgasturbolader, welcher stromabwärts des Luftfilters angeordnet ist. Wie bereits ausgeführt, kann vorzugsweise aus der Drehzahl des Abgasturboladers ein eingangsseitiger Fluiddruck des Ladeluftkühlers in dem Luftpfad stromaufwärts des Ladeluftkühlers bestimmt werden.
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Der ausgangsseitige Fluiddruck des Ladeluftkühlers ist vorzugsweise ein Ladedruck der Brennkraftmaschine, welcher insbesondere an dem wenigstens einen Einlassventil der Brennkraftmaschine in dem Luftpfad anliegt.
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Durch die Ermittlung des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands des Ladeluftkühlers kann insbesondere ein Schaden an dem Ladeluftkühler oder eine Verschmutzung desselben sicher und eindeutig detektiert werden, wobei die Verfügbarkeit des Ladeluftkühlers sichergestellt und insbesondere durch Optimierung der Wartungsintervalle Kosten gesenkt werden können.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Überprüfung der Brennkraftmaschine auf einen Schaden hin bei Erreichen oder Überschreiten wenigstens eines vorbestimmten ersten Grenzwerts für den Kurbelgehäusedruck durchgeführt wird. Vorzugsweise wird bei Erreichen oder Überschreiten wenigstens eines vorbestimmten zweiten Grenzwerts für den Kurbelgehäusedruck eine Veränderung eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine, insbesondere ein Abstellen derselben, bewirkt. Der zweite Grenzwert liegt vorzugsweise bei einem höheren Kurbelgehäusedruck als der erste Grenzwert. Hierdurch ist es möglich, die Brennkraftmaschine bereits bei Überschreiten des ersten, kleineren Grenzwerts auf einen Schaden hin zu überprüfen und damit zu gewährleisten, dass Schäden an einem Kolben, einem Kolbenring und/oder einer Laufbuchse frühzeitig erkannt werden können, insbesondere noch bevor ein größerer, möglicherweise irreparabler Schaden auftritt. Der zweite, größere Grenzwert stellt eine Sicherheitsmaßnahme dar, wobei er insbesondere so gewählt wird, dass die Brennkraftmaschine in jedem Fall abgestellt wird, wenn der Kurbelgehäusedruck eindeutig auf einen - gegebenenfalls dann schon gravierenden - Schaden an einem Kolben, einem Kolbenring und/oder einer Laufbuchse schließen lässt, sodass ein Abstellen der Brennkraftmaschine aus Sicherheitsgründen geboten erscheint.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass eine zeitliche Änderung des Kurbelgehäusedrucks ermittelt wird, wobei eine korrigierte zeitliche Änderung des Kurbelgehäusedrucks ermittelt wird, indem eine zumindest anteilige zeitliche Änderung des Kurbelgehäusedrucks, welche auf eine zeitliche Änderung des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung zurückführbar ist, aus der ermittelten zeitlichen Änderung des Kurbelgehäusedrucks herausgerechnet wird. Vorzugsweise wird eine Veränderung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine, insbesondere ein Abstellen derselben, in Abhängigkeit von der korrigierten zeitlichen Änderung des Kurbelgehäusedrucks bewirkt.
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Es ist also insbesondere möglich, mit der korrigierten zeitlichen Änderung des Kurbelgehäusedrucks eine Druckänderung in dem Kurbelgehäuse zu ermitteln, welche nicht auf eine zeitliche Änderung des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung zurückführbar ist. Die korrigierte zeitliche Änderung des Kurbelgehäusedrucks ist insbesondere auf einen Schaden an einem Kolben, einem Kolbenring, und/oder einer Laufbuchse zurückführbar. Es ist somit insbesondere möglich, einen Schaden an dem Kolben, dem Kolbenring, und/oder der Laufbuchse früher und sicherer zu detektieren.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass auf Basis des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung ein Betriebszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung ermittelt wird. Es ist insbesondere auch möglich, auf Basis einer zeitlichen Änderung des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung den Betriebszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung zu ermitteln.
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Der Betriebszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung kann beispielsweise einen Verschmutzungsgrad des Luftfilters oder einen Versottungsgrad des Ladeluftkühlers darstellen. Es ist mithin in vorteilhafter Weise möglich, einen optimalen Wartungs- oder Austauschzeitpunkt für die wenigstens eine Strömungseinrichtung zu ermitteln, wodurch die Verfügbarkeit der Brennkraftmaschine gesteigert und Wartungs- und Austauschintervalle optimiert werden, sodass Kosten eingespart werden können.
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Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer in einem Luftpfad der Brennkraftmaschine angeordneten Strömungseinrichtung geschaffen wird. Die Brennkraftmaschine weist wenigstens eine eingangsseitige Sensoreinrichtung auf, welche eingerichtet ist, um einen Eingangszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung in dem Luftpfad stromaufwärts der wenigstens einen Strömungseinrichtung zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich weist die Brennkraftmaschine wenigstens eine ausgangsseitige Sensoreinrichtung auf, welche eingerichtet ist, um einen Ausgangszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung in dem Luftpfad stromabwärts der wenigstens einen Strömungseinrichtung zu ermitteln. Die Brennkraftmaschine weist eine Kurbelgehäusedrucksensoreinrichtung auf, welche eingerichtet ist, um einen Kurbelgehäusedruck in einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine zu ermitteln. Die Brennkraftmaschine weist eine Überwachungseinrichtung auf, welche eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Die Überwachungseinrichtung ist mit der wenigstens einen eingangsseitigen Sensoreinrichtung und zusätzlich oder alternativ mit der wenigstens einen ausgangsseitigen Sensoreinrichtung, sowie mit der Kurbelgehäusedrucksensoreinrichtung wirkverbunden. In Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine weist diese die wenigstens eine eingangsseitige Sensoreinrichtung und die wenigstens eine ausgangsseitige Sensoreinrichtung auf.
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Die Überwachungseinrichtung kann in ein Steuergerät zur Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine integriert sein. Es ist aber auch möglich, dass die Überwachungseinrichtung separat ausgebildet ist, wobei sie insbesondere mit dem Steuergerät wirkverbunden ist.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die wenigstens eine Strömungseinrichtung in dem Luftpfad der Brennkraftmaschine als Luftfilter ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die wenigstens eine ausgangsseitige Sensoreinrichtung als Drucksensor ausgebildet, wobei der Drucksensor eingerichtet ist, um einen Fluiddruck zu ermitteln, anhand dessen ein ausgangsseitiger Fluiddruck des Luftfilters in dem Luftpfad stromabwärts des Luftfilters ermittelbar ist. Es ist möglich, dass der durch die ausgangsseitige Sensoreinrichtung ermittelte Fluiddruck gleich dem ausgangsseitigen Fluiddruck des Luftfilters in dem Luftpfad ist.
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Es ist allerdings möglich, dass der Drucksensor nicht in dem Luftpfad stromabwärts des Luftfilters angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Drucksensor in einem in den Luftpfad stromabwärts des Luftfilters mündenden Fluidpfad angeordnet. Ein gegebenenfalls vorliegender Fluiddruckunterschied zwischen dem Luftpfad stromabwärts des Luftfilters und dem in den Luftpfad mündenden Fluidpfad wird insbesondere durch eine Umrechnung berücksichtigt, für welche vorzugsweise der Drucksensor oder die Überwachungseinrichtung eingerichtet sind. Es ist also möglich, einen Ausgangszustand des Luftfilters auf einfache Weise zu bestimmen.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Drucksensor in einem Entlüftungspfad für das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine stromaufwärts einer Mündung des Entlüftungspfads in den Luftpfad angeordnet ist. Vorzugsweise kann mittels des Drucksensors ein Fluiddruck in dem Entlüftungspfad ermittelt werden, anhand dessen der ausgangsseitige Fluiddruck des Luftfilters in dem Luftpfad stromabwärts des Luftfilters ermittelbar ist.
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Der Entlüftungspfad weist vorzugsweise ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Das erste Ende des Entlüftungspfads ist vorzugsweise mit einem Innenraum des Kurbelgehäuses fluidverbunden. Das zweite Ende des Entlüftungspfads ist vorzugsweise mit dem Luftpfad an der Mündung fluidverbunden. Vorzugsweise verläuft eine Strömungsrichtung eines Fluids in dem Entlüftungspfad von dem ersten Ende des Entlüftungspfads in Richtung des zweiten Endes des Entlüftungspfads. Die Mündung des Entlüftungspfads in den Luftpfad ist vorzugsweise stromaufwärts eines Abgasturboladers in dem Luftpfad angeordnet. Vorzugsweise ist die Mündung stromabwärts des Luftfilters in dem Luftpfad angeordnet.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Drucksensor stromabwärts eines in dem Entlüftungspfad angeordneten Ölabscheiders angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Ölabscheider mit einem Rückführpfad fluidverbunden, mittels welchem eine Rückführung von abgeschiedenem Öl in das Kurbelgehäuse möglich ist. Der Drucksensor kann auch zur Ermittlung eines Ausgangszustands des Ölabscheiders in dem Entlüftungspfad verwendet werden, sodass insoweit Synergieeffekte genutzt und dadurch Kosten eingespart werden können.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine mit einer Überwachung eines Kurbelgehäusedrucks.
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In der Fig. ist schematisch eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Die Brennkraftmaschine 1 weist einen Brennraum 3 mit einem Einlassventil 5 und einem Auslassventil 7 auf. Der Brennraum 3 wird durch einen Kolben 9 begrenzt, welcher vorzugsweise wenigstens einen - hier nicht dargestellten - Kolbenring aufweist. Der Kolben 9 ist vorzugsweise in einer - hier nicht dargestellten - Laufbuchse geführt. Der Kolben 9 ist über eine Pleuelstange 11 mit einer Kurbelwelle 13 verbunden. Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Kurbelgehäuse 15 mit einem Innenraum 17 auf. Weiterhin weist das Kurbelgehäuse 15 eine Ölwanne 19 insbesondere zur Schmierstoffbevorratung und zum Auffangen von Schmierstoff auf. Es ist möglich, dass das Kurbelgehäuse 15 mehrere Brennräume 3 und Kolben 9 mit Kolbenringen und Laufbuchsen aufweist. Es ist auch möglich, dass der Brennraum 3 mehr als ein Einlassventil 5 und/oder mehr als ein Auslassventil 7 aufweist.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist einen Luftpfad 21 auf, durch welchen eine Ansaugstelle 23 der Brennkraftmaschine 1 mit dem Einlassventil 5 fluidverbunden ist. Es ist möglich, dass der Luftpfad 21 die Ansaugstelle 23 mit mehr als einem Einlassventil 5 für den Brennraum 3 fluidverbindet. Es ist auch möglich, dass der Luftpfad 21 die Ansaugstelle 23 mit einer Mehrzahl von Einlassventilen 5 verbindet, wobei die Mehrzahl von Einlassventilen 5 mehreren Brennräumen 3 zugeordnet ist.
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Über die Ansaugstelle 23 wird insbesondere Verbrennungsluft angesaugt, wobei eine Strömungsrichtung der Verbrennungsluft in Richtung eines Pfeils P weist.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist in dem Luftpfad 21 einen Luftfilter 25 auf, welcher eingerichtet ist, um die Verbrennungsluft zu filtern. In dem Luftpfad 21 ist ein Abgasturbolader 27 angeordnet, welcher eingerichtet ist, um die Verbrennungsluft zu verdichten. Weiterhin ist in dem Luftpfad 21 ein Ladeluftkühler 29 angeordnet, welcher eingerichtet ist, um die Verbrennungsluft insbesondere nach einer durch die Verdichtung in dem Abgasturbolader 27 bewirkten Erwärmung zu kühlen.
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Der Luftfilter 25, der Abgasturbolader 27 und der Ladeluftkühler 29 gliedern hier den Luftpfad 21 in verschiedene Abschnitte. Ein erster Abschnitt 21/1 des Luftpfads 21 erstreckt sich von der Ansaugstelle 23 bis zu dem Luftfilter 25. Ein zweiter Abschnitt 21/2 des Luftpfads 21 erstreckt sich von dem Luftfilter 25 bis zu dem Abgasturbolader 27. Ein dritter Abschnitt 21/3 des Luftpfads 21 erstreckt sich von dem Abgasturbolader 27 bis zu dem Ladeluftkühler 29. Ein vierter Abschnitt 21/4 des Luftpfads 21 erstreckt sich von dem Ladeluftkühler 29 bis zu dem Einlassventil 5.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist in dem ersten Abschnitt 21/1 des Luftpfads 21 eine erste Sensoreinrichtung 31 auf. Die erste Sensoreinrichtung 31 ist als eingangsseitige Sensoreinrichtung für den Luftfilter 25 ausgebildet und eingerichtet, um einen Eingangszustand des Luftfilters 25 in dem Luftpfad 21 stromaufwärts des Luftfilters 25, mithin in dem ersten Abschnitt des 21/1Luftpfads 21, zu ermitteln. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die erste Sensoreinrichtung 31 vorzugsweise als Drucksensor zur Ermittlung eines Fluiddrucks in dem ersten Abschnitt 21/1 des Luftpfads 21 ausgebildet. Vorzugsweise entspricht der Fluiddruck in dem ersten Abschnitt 21/1 des Luftpfads 21 einem Umgebungsdruck.
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Weiterhin weist die Brennkraftmaschine 1 eine zweite Sensoreinrichtung 33 auf, welche vorzugsweise eingerichtet ist, um eine Drehzahl des Abgasturboladers 27 zu ermitteln. Die zweite Sensoreinrichtung 33 ist vorzugsweise als Drehzahlsensor ausgebildet. Die zweite Sensoreinrichtung 33 ist als ausgangsseitige Sensoreinrichtung für den Luftfilter 25 ausgebildet und eingerichtet, um einen Ausgangszustand des Luftfilters 25 in dem Luftpfad 21 stromabwärts des Luftfilters 25, mithin in dem zweiten Abschnitt 21/2 des Luftpfads 21 zu ermitteln. Vorzugsweise wird mittels der zweiten Sensoreinrichtung 33 insbesondere ein von dem Abgasturbolader 27 durchgesetzter Volumenstrom der Verbrennungsluft ermittelt, auf Basis dessen ein Fluiddruck in dem zweiten Abschnitt 21/2 des Luftpfads 21 ermittelt werden kann. Es ist also möglich, mittels der ersten Sensoreinrichtung 31 und der zweiten Sensoreinrichtung 33 den Eingangszustand und den Ausgangszustand des Luftfilters 25 zu bestimmen.
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Die zweite Sensoreinrichtung 33 ist vorzugsweise auch als eingangsseitige Sensoreinrichtung für den Ladeluftkühler 29 ausgebildet und eingerichtet, um einen Eingangszustand des Ladeluftkühlers 29 in dem Luftpfad 21 stromaufwärts des Ladeluftkühlers 29, mithin in dem dritten Abschnitt 21/3 des Luftpfads 21, zu ermitteln. Es kann insbesondere auf Basis der ermittelten Drehzahl des Abgasturboladers 27 ein Fluiddruck in dem dritten Abschnitt 21/3 des Luftpfads 21 ermittelt werden.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist eine dritte Sensoreinrichtung 35 auf, welche vorzugsweise als Drucksensor ausgebildet ist. Die dritte Sensoreinrichtung ist als ausgangsseitige Sensoreinrichtung für den Ladeluftkühler 29 ausgebildet und eingerichtet, um einen Ausgangszustand des Ladeluftkühlers 29, insbesondere einen Fluiddruck, in dem Luftpfad 21 stromabwärts des Ladeluftkühlers 29, mithin in dem vierten Abschnitt 21/4 des Luftpfads 21, zu ermitteln. Es ist also möglich, mittels der zweiten Sensoreinrichtung 33 und der dritten Sensoreinrichtung 35 den Eingangszustand und den Ausgangszustand des Ladeluftkühlers 29 zu ermitteln.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist einen Entlüftungspfad 37 mit einem ersten Ende und mit einem zweiten Ende auf, wobei die Strömungsrichtung eines Fluids in dem Entlüftungspfad 37 vorzugsweise von dem ersten Ende in Richtung des zweiten Endes verläuft. Das erste Ende des Entlüftungspfads 37 ist als Einlass 39 ausgebildet. Über den Einlass 39 ist der Entlüftungspfad 37 mit dem Innenraum 17 des Kurbelgehäuses 15 fluidverbunden. Das zweite Ende des Entlüftungspfads 37 ist als Mündung 41 ausgebildet. Über die Mündung 41 ist der Entlüftungspfad 37 mit dem Luftpfad 21 fluidverbunden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 liegt die Mündung 41 in dem zweiten Abschnitt 21/2 des Luftpfads 21 und mithin stromabwärts des Luftfilters 25 und stromaufwärts des Abgasturboladers 27. Es ist möglich, dass die Mündung 41 innerhalb eines Gehäuses des Abgasturboladers 27 angeordnet ist. Über den Entlüftungspfad 37 ist vorzugsweise der Innenraum 17 des Kurbelgehäuses 15 mit dem Luftpfad 21 fluidverbunden.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist einen Ölabscheider 43 auf, welcher in dem Entlüftungspfad 37 angeordnet ist. Der Ölabscheider 43 teilt hier den Entlüftungspfad 37 in einen ersten Abschnitt 37/1 des Entlüftungspfads 37, welcher sich von dem Einlass 39 bis zu dem Ölabscheider 43 erstreckt. Weiterhin ergibt sich hier ein zweiter Abschnitt 37/2 des Entlüftungspfads 37, welcher sich von dem Ölabscheider 43 bis zu der Mündung 41 erstreckt. Die Brennkraftmaschine 1 weist weiterhin einen Rückführpfad 45 auf, welcher den Ölabscheider 43 und die Ölwanne 19 miteinander fluidverbindet. Der Rückführpfad 45 dient insbesondere der Rückführung von durch den Ölabscheider 43 abgeschiedenem Öl in die Ölwanne 19.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist eine vierte Sensoreinrichtung 47 auf, welche in dem zweiten Abschnitt 37/2 des Entlüftungspfads 37 angeordnet ist. Die vierte Sensoreinrichtung 47 ist vorzugsweise - insbesondere zusätzlich oder alternativ zu der zweiten Sensoreinrichtung 33 - als ausgangsseitige Sensoreinrichtung für den Luftfilter 25 ausgebildet. Die vierte Sensoreinrichtung 47 ist eingerichtet, um den Ausgangszustand des Luftfilters 25 in dem Luftpfad 21 stromabwärts des Luftfilters 25, mithin in dem zweiten Abschnitt 21/2 des Luftpfads 21, zu ermitteln. Die vierte Sensoreinrichtung 47 ist vorzugsweise als Drucksensor ausgebildet. Dieser ist vorzugsweise eingerichtet, um einen Fluiddruck in dem Entlüftungspfad 37 zu ermitteln, anhand dessen ein Fluiddruck in dem zweiten Abschnitt 21/2 des Luftpfads 21 ermittelbar ist. Vorzugsweise ist der Fluiddruck in dem zweiten Abschnitt 37/2 des Entlüftungspfads 37 gleich dem Fluiddruck in dem zweiten Abschnitt 21/2 des Luftpfads 21, oder der Fluiddruck in dem zweiten Abschnitt 21/2 des Luftpfads 21 kann aus dem Messwert der vierten Sensoreinrichtung 47, mithin aus dem Fluiddruck in dem zweiten Abschnitt 37/2 des Entlüftungspfads 37 ermittelt, insbesondere berechnet werden.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist eine Kurbelgehäusedrucksensoreinrichtung 49 auf, welche eingerichtet ist, um einen Kurbelgehäusedruck insbesondere in dem Innenraum 17 des Kurbelgehäuses 15 zu ermitteln. Der Kurbelgehäusedruck liegt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 vorzugsweise auch in dem ersten Abschnitt 37/1 des Entlüftungspfads 37 an. Die Kurbelgehäusedrucksensoreinrichtung 49 ist hier in dem ersten Abschnitt 37/1 des Entlüftungspfads 37 angeordnet.
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Es ist vorzugsweise auch möglich, mittels der Kurbelgehäusedrucksensoreinrichtung 49 einen Eingangszustand des Ölabscheiders 43 zu ermitteln. Mittels der vierten Sensoreinrichtung 47 ist es darüber hinaus vorzugsweise möglich, einen Ausgangszustand des Ölabscheiders 43 zu ermitteln.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist eine Überwachungseinrichtung 51 auf, welche hier mit der ersten, zweiten, dritten und vierten Sensoreinrichtung 31, 33, 35, 47 sowie mit der Kurbelgehäusedrucksensoreinrichtung 49 wirkverbunden ist.
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Die Überwachungseinrichtung 51 ist eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens, welches nachfolgend beschrieben wird.
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Das Verfahren betrifft die Überwachung des Kurbelgehäusedrucks für die Brennkraftmaschine 1 mit wenigstens einer in dem Luftpfad 21 der Brennkraftmaschine 1 angeordneten Strömungseinrichtung 25, 29, insbesondere dem Luftfilter 25 und/oder dem Ladeluftkühler 29. Es wird ein Kurbelgehäusedruck in dem Kurbelgehäuse 15 der Brennkraftmaschine 1 ermittelt, wobei ein Eingangszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung 25, 29 in dem Luftpfad 21 stromaufwärts der wenigstens einen Strömungseinrichtung 25, 29 und/oder ein Ausgangszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung 25, 29 in dem Luftpfad 21 stromabwärts der wenigstens einen Strömungseinrichtung 25, 29 ermittelt wird. Weiterhin wird die Brennkraftmaschine 1 anhand des Kurbelgehäusedrucks sowie des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung 25, 29 auf einen Schaden hin überprüft.
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Vorzugsweise wird der Eingangszustand des Luftfilters 25 über den eingangsseitigen Fluiddruck des Luftfilters 25 in dem Luftpfad 21 stromaufwärts des Luftfilters 25, mithin in dem ersten Abschnitt 21/1 des Luftpfads 21, bestimmt. Weiterhin wird vorzugsweise der Ausgangszustand des Luftfilters 25 über die Drehzahl des stromabwärts des Luftfilters 25 in dem Luftpfad 21 angeordneten Abgasturboladers 27 bestimmt. Alternativ oder zusätzlich wird vorzugsweise der Ausgangszustand des Luftfilters 25 über den ausgangsseitigen Fluiddruck des Luftfilters 25 in dem Luftpfad 21 stromabwärts des Luftfilters 25, mithin in dem zweiten Abschnitt 21/2 des Luftpfads 21 bestimmt.
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Vorzugsweise wird der Eingangszustand des Ladeluftkühlers 29 über die Drehzahl des stromaufwärts des Ladeluftkühlers 29 in dem Luftpfad 21 angeordneten Abgasturboladers 27 bestimmt, wobei der Ausgangszustand des Ladeluftkühlers 29 über den ausgangsseitigen Fluiddruck des Ladeluftkühlers 29 in dem Luftpfad 21 stromabwärts des Ladeluftkühlers 29, mithin in dem vierten Abschnitt 21/4 des Luftpfads 21, bestimmt wird.
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Vorzugsweise wird die Überprüfung der Brennkraftmaschine 1 auf einen Schaden hin bei Erreichen oder Überschreiten wenigstens eines vorbestimmten ersten, kleineren Grenzwerts für den Kurbelgehäusedruck durchgeführt. Weiterhin wird vorzugsweise bei Erreichen oder Überschreiten wenigstens eines vorbestimmten zweiten, größeren Grenzwerts für den Kurbelgehäusedruck eine Veränderung eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine 1, insbesondere ein Abstellen derselben, bewirkt.
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Vorzugsweise wird eine zeitliche Änderung des Kurbelgehäusedrucks ermittelt, und es wird eine korrigierte zeitliche Änderung des Kurbelgehäusedrucks ermittelt, indem eine zumindest anteilige zeitliche Änderung des Kurbelgehäusedrucks, welche auf eine zeitliche Änderung des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung 25, 29 zurückführbar ist, aus der ermittelten zeitlichen Änderung des Kurbelgehäusedrucks herausgerechnet wird.
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Vorzugsweise wird eine Veränderung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine 1, insbesondere ein Abstellen derselben, in Abhängigkeit von der korrigierten zeitlichen Änderung des Kurbelgehäusedrucks bewirkt.
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Vorzugsweise wird im Rahmen des Verfahrens auf Basis des Eingangszustands und/oder des Ausgangszustands der wenigstens einen Strömungseinrichtung 25, 29 ein Betriebszustand der wenigstens einen Strömungseinrichtung 25, 29 ermittelt.
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Insgesamt zeigt sich, dass durch das Verfahren zur Überwachung des Kurbelgehäusedrucks für die Brennkraftmaschine 1 sowie die Brennkraftmaschine 1 ein Schaden an einem Kolben, einem Kolbenring, und/oder einer Laufbuchse der Brennkraftmaschine 1, insbesondere ein Kolbenfresser, früher und sicherer detektiert werden kann. Weiterhin kann ein unnötiges Abstellen der Brennkraftmaschine 1 insbesondere aufgrund von Schäden oder Verschmutzungen an Strömungseinrichtungen 25, 29 in dem Luftpfad 21 vermieden und dadurch die Verfügbarkeit der Brennkraftmaschine 1 erhöht werden. Darüber hinaus lassen sich Wartungsintervalle insbesondere für den Luftfilter 25 und den Ladeluftkühler 29 verlängern und somit Kosten reduzieren.
