DE102017220190A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung (5) für eine Brennkraftmaschine (BKM) mit einem Kurbelgehäuse (20) und einem Ansaugtrakt (1) und einem im Ansaugtrakt (1) angeordneten Verdichter (13) zum Verdichten der Ansaugluft, wobei Frischluft über eine Frischluftzuführungsleitung (51) von dem Ansaugtrakt (1) abgezweigt wird, abhängig von einer Schaltstellung eines Absperrventils (52) in der Frischluftzuführungsleitung (51) ein Fluss von Frischluft in ein freies Volumen des Kurbelgehäuses (20) ermöglicht oder unterbunden wird, das freie Volumen des Kurbelgehäuses (20) mittels der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) mit dem Ansaugtrakt (1) stromaufwärts des Verdichters (11) verbunden wird, während des Vorganges einer Kurbelgehäuseentlüftung die Stickoxidkonzentration in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) nahe der Einleitungsstelle in den Ansaugtrakt (1) stromaufwärts des Verdichters (13) mittels eines Stickoxidsensors (56) erfasst wird und abhängig von der erfassten Stickoxidkonzentration die Dichtigkeit der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) bewertet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung für eine Brennkraftmaschine.
  • Vor allem unmittelbar nach einem Kaltstart einer Brennkraftmaschine kann unverbrannter Kraftstoff in einem Schmierstoff der Brennkraftmaschine gelöst werden, der dann mit steigender Betriebstemperatur wieder ausdampft. Beispielsweise bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen nach dem Otto-Prinzip oder nach dem Diesel-Prinzip kann Kraftstoff vor allem in den ersten Sekunden nach einem Kaltstart an dem Ölfilm an der kalten Wand der Brennkammer kondensieren und sich im Ölfilm lösen. Dieses Problem tritt vor allem bei einer Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Brennraum und vor allem bei Ottomotoren, aber auch bei anderen Verfahren der Kraftstoffzufuhr und Brennkraftmaschinen auf.
  • Das Lösen von Kraftstoff im Schmierstoff bewirkt eine unerwünschte Veränderung der Schmiereigenschaften des Schmierstoffs. Dadurch können der Verschleiß und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Defekts erhöht und die Lebenserwartung der Brennkraftmaschine verringert werden.
  • Der im Schmierstoff gelöste Kraftstoff verdampft mit steigender Betriebstemperatur wieder und sammelt sich in einer Hubkolben-Brennkraftmaschine vor allem im Kurbelgehäuse an. Da das Kurbelgehäuse einen geschlossenen Raum bildet, würde ohne Entlüftung der Druck stetig ansteigen. Deshalb wird das Kurbelgehäuse, oft auch als Kurbelkasten bezeichnet, über eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung mit dem Ansaugtrakt verbunden. Aufgrund eines Druckgefälles vom Kurbelgehäuse zum Ansaugtrakt stellt sich ein vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine abhängiger Massenstrom vom Kurbelgehäuse in den Ansaugtrakt ein. Dieser Massenstrom umfasst neben Produkten vollständiger und unvollständiger Verbrennung (Abgas bzw. Inertgas), welches als so genanntes Blowby Gas an den Dichtringen der Kolben vorbei vom Brennraum in das Kurbelgehäuse gelangt. Weiterhin umfasst der Massenstrom Luft, welche über eine Belüftungsleitung in das Kurbelgehäuse einströmt und er umfasst gegebenenfalls Ruß. Schmieröl in Form kleinster Tröpfchen, sowie Kohlenwasserstoffe (Kraftstoff), die im Kurbelgehäuse aus dem Schmierstoff ausdampfen. Neben dem Druckabbau im Kurbelgehäuse wird damit auch erreicht, dass kein unverbrannter Kraftstoff in die Umwelt gelangt.
  • Da bei Leckagen von Komponenten der Kurbelgehäuseentlüftungsanlage Kraftstoffdämpfe in die Umgebung gelangen können, schreiben Gesetzgebungen in einigen Ländern, insbesondere die CARB in USA vor, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsanlage hinsichtlich ihrer Dichtigkeit on board überwacht werden muss. Insbesondere muss erkannt werden, wenn die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung abgetrennt ist oder in ihr ein Leck vorhanden ist, dessen Durchmesser gleich oder größer dem kleinsten Durchmesser der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung entspricht.
  • In der DE 10 2009 059 662 A1 ist ein Verfahren zur Diagnose von Leitungssystemen, insbesondere von Kurbelgehäuse-Entlüftungen von Brennkraftmaschinen beschrieben, bei dem in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Ermittlungsschritten jeweils ein Korrekturwert für einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gebildet wird. Die Korrekturwerte oder daraus abgeleitete Werte werden zum Nachweis eines Fehlzustandes des Leitungssystems herangezogen. Die Ermittlungsschritte können dabei jeweils in einer Leerlaufphase der Brennkraftmaschine durchgeführt werden.
  • Die WO 2012/034907 A1 zeigt ein Verfahren zum Überprüfen der Funktion einer Entlüftungsvorrichtung für die Entlüftung eines Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors, wobei das Kurbelgehäuse über die Entlüftungsvorrichtung mit einem Luftzuführungssystem des Verbrennungsmotors verbunden ist. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
    • - Bestimmen der Druckdifferenz zwischen einem Umgebungsdruck und einem Kurbelgehäusedruck im Kurbelgehäuse;
    • - Feststellen eines Fehlers in der Entlüftungsvorrichtung abhängig von der Druckdifferenz, wenn eine Freigabebedingung erfüllt ist; wobei die Freigabebedingung erfüllt ist, wenn ein durch einen Tiefpassfilter gefilterter Luftmassenstrom in dem Luftzuführungssystem betragsmäßig einen ersten Schwellenwert übersteigt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem beziehungsweise mit der auf einfache und kostengünstige Weise die Funktionstüchtigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung einer Brennkraftmaschine überprüft werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und einem Ansaugtrakt und einem im Ansaugtrakt angeordneten Verdichter zum Verdichten der Ansaugluft. Frischluft wird über eine Frischluftzuführungsleitung von dem Ansaugtrakt abgezweigt. Abhängig von einer Schaltstellung eines Absperrventils in der Frischluftzuführungsleitung wird ein Fluss von Frischluft in ein freies Volumen des Kurbelgehäuses ermöglicht oder unterbunden. Das freie Volumen des Kurbelgehäuses wird mittels der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung mit dem Ansaugtrakt stromaufwärts des Verdichters verbunden. Während des Vorganges einer Kurbelgehäuseentlüftung wird die Stickoxidkonzentration in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung nahe der Einleitungsstelle in den Ansaugtrakt stromaufwärts des Verdichters mittels eines Stickoxidsensors erfasst und abhängig von der erfassten Stickoxidkonzentration wird die Dichtigkeit der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung bewertet.
  • Die Erfindung nutzt in diesem Zusammenhang die Erkenntnis, dass die Stickoxidkonzentration in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung abhängig davon ist, ob eine Leckage unterschiedlicher Art und Größe oder eine abgetrennte oder abgefallene Kurbelgehäuseentlüftungsleitung vorhanden ist.
  • Durch die Anordnung des Stickoxidsensors an einer Stelle in oder an der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung nahe an deren Einmündung in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine ist es möglich, nicht nur das Vorhandensein einer Undichtigkeit festzustellen, sondern auch abzuschätzen, wo im Verlauf der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung diese Undichtigkeit auftritt.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird auf eine ordnungsgemäß funktionierende, d. h. dichte Kurbelgehäuseentlüftungsleitung erkannt, wenn der vom Stickoxidsensor erfasste Wert der Stickoxidkonzentration einen ersten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dieser Schwellenwert wird auf dem Prüfstand experimentell ermittelt und in einem Speicher de Steuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine abgelegt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die erfasste Stickoxidkonzentration mit einem zweiten, gegenüber dem ersten Schwellenwert niedrigeren Schwellenwert verglichen und bei Nichterreichen dieses Schwellenwertes wird auf ein Leck in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung geschlossen.
  • Die Höhe des zweiten Schwellenwertes wird in Abhängigkeit der zu detektierenden Leckgröße festgelegt. Schreibt der Gesetzgeber vor, dass ein Leck mit einer vorgegebenen Größe sicher erkannt werden muss, so wird für eine Brennkraftmaschine mit einer vorgegebenen Kurbelgehäusevorrichtung und unter Berücksichtigung der Auslegung der Brennkraftmaschine ein entsprechender Schwellenwert zugeordnet.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die erfasste Stickoxidkonzentration mit einem dritten, gegenüber dem zweiten Schwellenwert niedrigeren Schwellenwert verglichen und bei Nichterreichen dieses Schwellenwertes auf eine entfernte oder abgefallene Kurbelgehäuseentlüftungsleitung geschlossen. Durch die Abstaffelung der Schwellenwerte in Richtung kleinerer Werte für die Stickoxidkonzentration ist es auf einfache Weise möglich, ein Leck in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung von einer gänzlich abgefallenen, abgetrennten oder nicht vorhandenen Kurbelgehäuseentlüftungsleitung zu unterscheiden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung und zugeordneter Steuerungseinrichtung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind dabei nur diejenigen Komponenten dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Insbesondere ist nur ein Zylinder der Brennkraftmaschine dargestellt.
  • Die Brennkraftmaschine BKM umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4.
  • Der Ansaugtrakt 1 umfasst in Strömungsrichtung der angesaugten Luft ausgehend von einer Ansaugöffnung 10 nacheinander einen Luftfilter 11, einen Luftmassenmesser 12 als Lastsensor, einen Verdichter 13 eines Abgasturboladers, einen Ladeluftkühler 14, eine Drosselklappe 15, und ein Saugrohr 16, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Weitere, für den Betrieb der Brennkraftmaschine BKM nötige Sensoren in dem Ansaugtrakt 1 sind nicht dargestellt. Bei der Drosselklappe 15 handelt es sich vorzugsweise um ein elektromotorisch angesteuertes Drosselorgan (E-Gas), dessen Öffnungsquerschnitt neben der Betätigung durch den Fahrer (Fahrerwunsch) abhängig vom Betriebsbereich der Brennkraftmaschine BKM über Signale einer elektronischen Steuerungseinrichtung 6 einstellbar ist. Zugleich wird zur Überwachung und Überprüfung der Stellung der Drosselklappe 15 ein Signal an die Steuerungseinrichtung 6 abgegeben.
  • Der Motorblock 2 umfasst ein Kurbelgehäuse 20, das eine Kurbelwelle 21 aufnimmt und auch eine Pleuelstange 22, welche mit einem Kolben 23 des Zylinders Z1 gekoppelt ist und die so die Kurbelwelle 21 mit dem Kolben 23 des Zylinders Z1 koppelt. Das Kurbelgehäuse 20 ist ferner teilweise mit Schmierstoff 24, insbesondere Motoröl gefüllt und wird mittels nicht dargestellten Einrichtungen umgewälzt und gefiltert. Das Kurbelgehäuse 20 umfasst darüber hinaus ein freies Volumen, das sich gegebenenfalls auch hin zu dem Zylinderkopf 3 erstrecken kann.
  • Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventilantrieb mit einem Gaseinlassventil 30 und einem Gasauslassventil 31 und zugehörigen Ventilantrieben 32, 33. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 34 und eine Zündkerze 35. Alternativ kann das Einspritzventil 34 auch in dem Ansaugtrakt 1 angeordnet sein.
  • Der Abgastrakt 4 umfasst in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, eine Turbine 41 des Abgasturboladers und einen Abgaskatalysator 42, der beispielsweise als 3-Wege-Katalysator ausgebildet ist. Optional können auch noch weitere Abgaskatalysatoren vorgesehen sein. Die Turbine 41 ist mittels einer nicht näher bezeichneten Welle mit dem Verdichter 13 wirkverbunden, so dass der durch die Turbine 41 strömende Abgasstrom den Verdichter 13 antreibt. Weitere, für den Betrieb der Brennkraftmaschine BKM nötige Sensoren in dem Abgastrakt 4 sind nicht dargestellt.
  • Zum Einleiten der im Kurbelgehäuse 20 vorhandenen Blowby-Gase in den Ansaugtrakt 1 ist eine Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 5 vorgesehen, auch als PCV (Positive Crankcase Ventilation System) bezeichnet, vorgesehen. Diese weist eine Frischluftzuführungsleitung 51 auf, die stromaufwärts des Luftfilters 11 von dem Ansaugtrakt 1 abzweigt und zum Kurbelgehäuse 20 führt. In dieser Frischluftzuführungsleitung 51 ist ein schaltbares Absperrventil 52 so angeordnet und ausgebildet, dass abhängig von seiner Schaltstellung die Frischluftzuführungsleitung 51 mit dem freien Volumen des Kurbelgehäuses 20 gekoppelt ist, so dass Frischluft in das Kurbelgehäuse 20 einströmen kann oder von diesem entkoppelt ist, so dass eine Frischluftzufuhr in das Kurbelgehäuse 20 unterbunden ist. Alternativ kann die Frischluftzuführungsleitung 51 auch stromabwärts des Luftfilters 14 von dem Ansaugtrakt 1 abzweigen. Dies hat den Vorteil, dass gereinigte Frischluft zum Spülen des Kurbelgehäuses 20 verwendet wird.
  • Des Weiteren ist eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 vorgesehen, die das freie Volumen des Kurbelgehäuses 20 mit dem Ansaugtrakt 1 an einer Stelle nahe der Einströmöffnung des Verdichters 13 verbindet. Mittels der Frischluftzuführungsleitung 51 und der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 und entsprechendes Ansteuern des Schaltventils 52 kann somit bei bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine BKM eine Entlüftung des freien Volumens des Kurbelgehäuses 20 erfolgen.
  • Da das aus dem Kurbelgehäuse 20 abzuführende Blowby-Gas in der Regel Schmieröl in Form von Ölnebel mitführt, ist in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53, vorzugsweise in der Nähe des Anschlusses der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 an dem Kurbelgehäuse 20 ein Ölabscheider 54 vorgesehen. Damit kann das Öl aus dem Gas weitestgehend entfernt werden und das abgeschieden Öl wird wieder dem Ölsumpf des Kurbelgehäuses 20 rückgeführt.
  • In der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 ist ein Regelventil 55 in Form eines Unterdruckventils angeordnet, das einen effektiven Querschnitt der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 selbsttätig anpasst und zwar derart, dass sich in dem Kurbelgehäuse 20 ein definierter Unterdruck gegen den Umgebungsdruck einstellt.
  • Bei einem geeigneten niedrigen Druck in dem Ansaugtrakt 1 stromaufwärts des Verdichters 13 und zwar in dem Bereich, in dem der zweite Kanal 53 in den Ansaugtrakt 1 mündet, strömen entsprechend die in dem freien Volumen des Kurbelgehäuses 20 befindlichen Gase über den zweiten Kanal 53 zurück in den Ansaugtrakt 1. Durch die jeweilige Schaltstellung des Absperrventils 52 in der Frischluftzuführungsleitung 51 kann ein Druck in dem freien Volumen des Kurbelgehäuses 20 beeinflusst werden. Somit kann durch entsprechendes Ansteuern des Absperrventils 52 in seine Schließstellung beispielsweise unter bestimmten Betriebsbedingungen die Spülung des Kurbelgehäuses 20 unterbunden werden.
  • An der Kurbelentlüftungsleitung 53 ist in unmittelbarer Nähe an deren Einleitungsstelle in den Ansaugtrakt 1 stromaufwärts des Verdichters 13 ein Stickoxidsensor, im Folgenden als NOx Sensor 56 bezeichnet, angeordnet. Dieser erfasst den Stickoxidgehalt des Blowby-Gases in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53. Das Signal dieses NOx Sensor 56 wird zur Diagnose hinsichtlich der Undichtigkeit der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 herangezogen, wie es später noch näher erläutert wird.
  • Ferner ist eine Steuerungseinrichtung 6 vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die jeweils verschiedene Betriebsgrößen erfassen, die der Brennkraftmaschine BKM zugeordnet sind und ein die jeweilige erfasste Betriebsgröße repräsentierendes Messsignal erzeugen. Die Sensoren sind beispielsweise der Luftmassenmesser 12 und der NOx-Sensor 56. Solche NOx Sensoren sind im Zusammenhang zur Überwachung von Abgaskatalysatoren von Brennkraftmaschinen bekannt und beispielsweise in der DE 10 2016 206 991 A1 der Anmelderin beschrieben. Signale von weiteren Sensoren, die zur Steuerung der Brennkraftmaschine BKM nötig sind und der Steuerungseinrichtung 6 zugeführt werden, sind allgemein mit dem Bezugszeichen ES bezeichnet.
  • Die Steuerungseinrichtung 6 ist dazu ausgebildet, abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen, Stellglieder, die der Brennkraftmaschine BKM zugeordnet sind, anzusteuern und zwar mittels entsprechender Stellantriebe, für die entsprechende Stellsignale zum Ansteuern dieser erzeugt werden. Die Steuerungseinrichtung 6 kann also auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine, oder kurz als Motorsteuerung bezeichnet werden.
  • Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 11, das Einspritzventil 34, die Zündkerze 35 und das Absperrventil 52. Weitere Signale für weitere Stellglieder, die zum Betreiben der Brennkraftmaschine BKM nötig, aber nicht dargestellt sind, sind allgemein mit dem Bezugszeichen AS gekennzeichnet.
  • Die Steuerungseinrichtung 6 umfasst bevorzugt eine Recheneinheit (Prozessor) 61, die mit einem Programmspeicher 62, einem Datenspeicher (Wertespeicher) 63 und einem Fehlerspeicher 64 gekoppelt ist. Der Fehlerspeicher 64 ist mit einer Fehleranzeigevorrichtung 65 verbunden. In dem Datenspeicher 63 sind verschiedene Schwellenwerte SW1 bis SW4 für Stickoxidkonzentrationen gespeichert, deren Bedeutung später noch näher erläutert wird.
  • In dem Programmspeicher sind mehrere Programme zum Betreiben der Brennkraftmaschine BKM gespeichert, die während ihres Betriebs oder teilweise auch noch nach deren Abstellen abgearbeitet werden. Unter anderem ist softwaremäßig eine kennfeldbasierte Funktion FKT_DIAG_KG zur Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 implementiert, wie sie nachstehend erläutert wird.
  • Der während bestimmter Betriebsphasen der Brennkraftmaschine BKM, insbesondere beim Kaltstart oder bei hoher Last im aufgeladenem Betrieb in das Kurbelgehäuse 20 gelangter Kraftstoff und Abgase werden bei aktiver Kurbelgehäuseentlüftung über die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 dem Ansaugtrakt 1 zugeführt.
  • Diese Blowby-Gase enthalten unter anderem auch Stickoxide, welche mittels des NOx-Sensors 56 erfasst werden. Ist die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 ordnungsgemäß fluiddicht montiert und befindet sich kein Leck in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53, so muss die vom NOx-Sensors 56 erfasste Stickoxidkonzentration oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes SW1 liegen, beispielsweise oberhalb 70ppm. Befindet sich ein Leck in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53, so ist die vom NOx-Sensor 56 erfasste Stickoxidkonzentration geringer. Liegt diese unterhalb eines weiteren, vorgegebenen Schwellenwertes SW2, beispielsweise unterhalb 25ppm, so wird auf ein Leck in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 geschlossen.
  • Ist der Anschluss der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 an dem Ansaugtrakt 1 entfernt oder abgefallen, so ist die vom NOx-Sensor 56 erfasste Stickoxidkonzentration noch geringer als bei einem auftretendem Leck in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53. Liegt diese unterhalb eines dritten vorgegebenen Schwellenwertes SW3, beispielsweise unterhalb 5ppm, so wird auf eine entfernte oder abgefallene Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 geschlossen. In beiden Fehlerfällen erfolgt ein Eintrag in den Fehlerspeicher 64. Optional kann auch eine optische und/oder akustische Signalisierung mittels der Fehleranzeigevorrichtung 65 an den Fahrzeugführer erfolgen.
  • Die Schwellenwerte SW1 bis SW4 werden vorgegeben und sind in dem Datenspeicher 63 abgelegt. Insbesondere ist die Höhe des Schwellenwertes SW2 entsprechend der vom Gesetzgeber zu detektierenden Leckgröße festgelegt.
  • Durch die Anordnung des NOx-Sensor 56 in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 in unmittelbarer Nähe an deren Einleitungsstelle in den Ansaugtrakt 1 stromaufwärts des Verdichters 13 kann nicht nur eine allgemeine Aussage über das Vorhandensein einer Undichtigkeit gemacht werden, sondern auch eine grobe Abschätzung erfolgen, an welcher Stelle diese Undichtigkeit auftritt. Die vom NOx-Sensor 56 erfasste Stickoxidkonzentration ist umso geringer, je näher die Undichtigkeit an der Einleitungsstelle der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 in den Ansaugtrakt 1 liegt.
  • Um die Genauigkeit der gemessenen Stickoxidkonzentration zu erhöhen, wird der NOx-Sensor 56 diagnostiziert und gegebenenfalls adaptiert. Dies erfolgt in Betriebsphasen der Brennkraftmaschine BKM, bei denen der Druck im Ansaugtrakt 1 stromabwärts der Drosselklappe 15 geringer ist als der Umgebungsdruck. In diesem Fall fließt Ansaugluft durch die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 in das Kurbelgehäuse 20 und dann in den Ansaugtrakt 1. Die mittels des NOx-Sensors 56 gemessene Stickoxidkonzentration sollte in diesem Fall annähernd den Wert Null aufweisen. Liegt aber die erfasste Stickoxidkonzentration oberhalb eines weiteren Schwellenwertes SW4, beispielsweise 10ppm, so wird der NOx-Sensor 56 als defekt eingestuft. Ergibt aber die Messung, dass der Wert der Stickoxidkonzentration von Null verschieden ist, aber unterhalb des Schwellenwertes SW4 liegt, wird dieser Wert als Offsetwert zur Adaption des NOx-Sensor 56 herangezogen, so dass der Ausgangswert des NOx-Sensor 56 annähernd den Wert Null ppm annimmt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ansaugtrakt
    10
    Ansaugöffnung
    11
    Luftfilter
    12
    Luftmassenmesser
    13
    Verdichter
    14
    Ladeluftkühler
    15
    Drosselklappe
    16
    Saugrohr
    2
    Motorblock
    20
    Kurbelgehäuse
    21
    Kurbelwelle
    22
    Pleuelstange
    23
    Kolben
    24
    Schmierstoff
    3
    Zylinderkopf
    30
    Gaseinlassventil
    31
    Gasauslassventil
    32,33
    Ventilantrieb
    34
    Einspritzventil
    35
    Zündkerze
    4
    Abgastrakt
    41
    Turbine
    42
    Abgaskatalysator
    5
    Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung
    51
    Frischluftzuführungsleitung
    52
    Absperrventil
    53
    Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
    54
    Ölabscheider
    55
    Regelventil
    56
    NOx-Sensor
    6
    elektronische Steuerungseinrichtung
    61
    Recheneinheit, Prozessor
    62
    Programmspeicher
    63
    Datenspeicher, Wertespeicher
    64
    Fehlerspeicher
    65
    Fehleranzeigevorrichtung
    BKM
    Brennkraftmaschine
    FKT_DIAG_KG
    Funktion zur Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
    SW1-SW4
    Schwellenwerte für die Stickoxidkonzentration
    Z1
    Zylinder
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 102016206991 A1 [0029]

Claims (7)

  1. Verfahren zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung (5) für eine Brennkraftmaschine (BKM) mit einem Kurbelgehäuse (20) und einem Ansaugtrakt (1) und einem im Ansaugtrakt (1) angeordneten Verdichter (13) zum Verdichten der Ansaugluft, wobei - Frischluft über eine Frischluftzuführungsleitung (51) von dem Ansaugtrakt (1) abgezweigt wird, - abhängig von einer Schaltstellung eines Absperrventils (52) in der Frischluftzuführungsleitung (51) ein Fluss von Frischluft in ein freies Volumen des Kurbelgehäuses (20) ermöglicht oder unterbunden wird, - das freie Volumen des Kurbelgehäuses (20) mittels der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) mit dem Ansaugtrakt (1) stromaufwärts des Verdichters (11) verbunden wird, - Während des Vorganges einer Kurbelgehäuseentlüftung die Stickoxidkonzentration in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) nahe der Einleitungsstelle in den Ansaugtrakt (1) stromaufwärts des Verdichters (13) mittels eines Stickoxidsensors (56) erfasst wird, - abhängig von der erfassten Stickoxidkonzentration die Dichtigkeit der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) bewertet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Stickoxidkonzentration mit einem ersten vorgegebenen Schwellenwert (SW1) verglichen wird und bei Überschreiten dieses Schwellenwertes (SW1) auf eine dichte Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) erkannt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Stickoxidkonzentration mit einem zweiten, gegenüber dem ersten Schwellenwert (SW1) niedrigeren Schwellenwert (SW2) verglichen wird und bei Nichterreichen dieses Schwellenwertes (SW2) auf ein Leck in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) geschlossen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Stickoxidkonzentration mit einem dritten, gegenüber dem zweiten Schwellenwert (SW2) niedrigeren Schwellenwert (SW3) verglichen wird und bei Nichterreichen dieses Schwellenwertes (SW3) auf eine entfernte oder abgefallene Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) geschlossen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (SW2) in Abhängigkeit der zu detektierenden Leckgröße festgelegt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichterreichen der Schwellenwerte (SW2, SW3) ein entsprechender Fehlereintrag in einen Fehlerspeicher (64) einer Steuerungseinrichtung (6) erfolgt und/oder eine Fehleranzeigevorrichtung (65) für den Fahrzeugführer des mit der Brennkraftmaschine (BKM) angetriebenen Fahrzeuges aktiviert wird.
  7. Vorrichtung zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung (5) für eine Brennkraftmaschine (BKM) mit einem Kurbelgehäuse (20) und einem Ansaugtrakt (1) und einer im Ansaugtrakt (1) angeordneten Verdichter (13) zum Verdichten der Ansaugluft, mit - einer Frischluftzuführungsleitung (51), welche vom Ansaugtrakt (1) abzweigt und zum Kurbelgehäuse (20) führt, - einem in der Frischluftzuführungsleitung (51) angeordneten Absperrventil (52), das abhängig von seiner Schaltstellung einen Fluss von Frischluft in ein freies Volumen des Kurbelgehäuses (20) ermöglicht oder unterbindet, - einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53), welche das freie Volumen des Kurbelgehäuses (20) mit dem Ansaugtrakt (1) stromaufwärts des Verdichters (11) verbindet, - einem in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) an einer Stelle nahe der Einleitungsstelle in den Ansaugtrakt (1) stromaufwärts des Verdichters (13) angeordneten Stickoxidsensor (56) zur Erfassung der Stickoxidkonzentration in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53), - einer Steuerungseinrichtung (6), welche dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
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