DE102018222318A1

DE102018222318A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102018222318A1
Application number: DE102018222318.1A
Authority: DE
Inventors: Carsten Bruns; Karl Gruenbeck
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-06-25
Anticipated expiration: 2038-12-20
Also published as: DE102018222318B4; WO2020126511A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine, wobei das Kurbelgehäuseentlüftungssystem eine zwischen einem Kurbelgehäuseausgang eines Kurbelgehäuses und einer Einleitstelle in einen Luftpfad der Brennkraftmaschine angeordnete Kurbelgehäuseentlüftungsleitung aufweist, über welche Gas aus dem Kurbelgehäuse in den Luftpfad einleitbar ist, mit folgenden Schritten:- Messung einer Temperatur mittels eines im Bereich der Einleitstelle positionierten ersten Temperatursensors,- Überprüfung, ob die gemessene Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich liegt, und- Feststellung der Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems, wenn die gemessene Temperatur nicht im vorgegebenen Temperaturbereich liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine.
Ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine ist dazu vorgesehen, die an den Kolbenringen vorbeiströmenden Gase aus dem Brennraum der Brennkraftmaschine, meist als Blowby bezeichnet, dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zuzuführen, um einem Druckanstieg über Umgebungsdruck zu vermeiden. Ein unzulässiger Überdruck kann zu erhöhten Emissionen und zu Schäden an der Brennkraftmaschine führen. Bei aufgeladenen Motoren sind in der Regel zwei Entlüftungsleitungen vorgesehen, welche die Kurbelraumgase einerseits im Saugbetrieb stromab einer im Ansaugtrakt vorgesehenen Drosselklappe in den Ansaugtrakt einleitet und andererseits im aufgeladenen Betrieb stromab eines Luftfilterkastens vor dem Kompressor (Verdichter) in den Ansaugtrakt einleitet.
Gemäß vorgesehener gesetzlicher Vorschriften ist eine Überwachung aller Leitungen notwendig, die Gase aus dem Kurbelgehäuse führen. Dabei soll sichergestellt werden, dass keine ungereinigten Abgase und kein unverbranntes Kraftstoff-LuftGemisch in die Umgebung austreten können. Aus diesem Grund ist eine Erkennung einer Leckage in der Größenordnung des kleinsten Leitungsquerschnitts im Kurbelgehäuseentlüftungssystem vorgeschrieben.
Während die Leitung für einen gedrosselten Betrieb bereits über diverse Diagnosefunktionen der Luftpfad- und/oder Gemischregelung überwacht werden kann oder eine Überwachung nicht vorgeschrieben ist, da die Entlüftungskanäle innerhalb des Motorblocks verlaufen, stellt sich die Situation für die im aufgeladenen Betrieb, in welchem der Saugrohrdruck größer ist als der Umgebungsdruck, relevante Leitung deutlich schwieriger dar. Eine Erkennung von Leckagen, auch infolge von Alterungseffekten, ist aufgrund der Gesetzeslage zwingend notwendig.
Aus der DE 10 2010 027 117 A1 sind ein Verfahren und ein System zum Überwachen einer ordnungsgemäßen Verbindung zwischen einem Ventil/Abscheider und einem Einlasssystem durch ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem bekannt. Bei diesem bekannten System detektiert ein elektrischer Schaltkreis elektrische Kontinuität durch einen Schlauchverbinder und den einen von Ventil/Abscheider-Verbinder oder den Einlasssystem-Verbinder, der mit dem Schlauchverbinder mechanisch verbindbar ist. Unter Verwendung eines in den Schlauchverbinder integrierten Drahtes können elektrische Kurzschlüsse und damit eine unterbrochene Verbindung detektiert werden.
Aus der EP 2 616 655 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftung von Verbrennungsmotoren bekannt. Das Kurbelgehäuse ist über die Entlüftungsvorrichtung mit einem Luftzuführungssystem des Verbrennungsmotors verbunden. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine Druckdifferenz zwischen einem Umgebungsdruck und einem Kurbelgehäusedruck ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Druckdifferenz dann, wenn eine Freigabebedingung erfüllt ist, das Vorliegen eines Fehlers in der Entlüftungsvorrichtung festgestellt. Die Freigabebedingung ist dann erfüllt, wenn ein durch einen Tiefpassfilter gefilterter Luftmassenstrom in dem Luftzuführungssystem betragsmäßig einen vorgegebenen ersten Schwellenwert übersteigt.
Aus der DE 10 2013 225 388 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung einer Leckage in einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei ist ein Hohlraum eines Kurbelgehäuses Gas führend mit einem Frischlufttrakt der Brennkraftmaschine verbunden. Des Weiteren ist ein Drucksensor zur Messung eines Druckes in dem Hohlraum vorgesehen, wobei für dessen Signalauswertung ein elektronisches Steuergerät vorgesehen ist. Es erfolgt ein Messen eines Gasdruckes mit dem Drucksensor in dem Kurbelgehäuseentlüftungssystem bei einer definierten Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine. Des Weiteren erfolgt ein Vergleich eines Ist-Druckwertes mit einem Soll-Druckwert. Überschreitet der Istdruckwert den Soll-druckwert, dann wird das Vorliegen einer Leckage erkannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine anzugeben, bei denen die erhaltenen Überprüfungsergebnisse eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine, wobei das Kurbelgehäuseentlüftungssystem eine zwischen einem Kurbelgehäuseausgang eines Kurbelgehäuses und einer Einleitstelle in einen Luftpfad der Brennkraftmaschine angeordnete Kurbelgehäuseentlüftungsleitung aufweist, über welche Gas aus dem Kurbelgehäuse in den Luftpfad einleitbar ist, werden folgende Schritte ausgeführt:

- Messung einer Temperatur mittels eines im Bereich der Einleitstelle positionierten ersten Temperatursensors,
- Überprüfung, ob die gemessene Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich liegt, und
- Feststellung der Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems, wenn die gemessene Temperatur nicht im vorgegebenen Temperaturbereich liegt.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass durch eine Auswertung einer mittels eines Temperatursensors im Bereich der Einleitstelle, über welche Gas aus dem Kurbelgehäuse in den Luftpfad der Brennkraftmaschine einleitbar ist, gemessenen Temperatur zuverlässige Aussagen darüber getroffen werden können, ob eine durch ein Abfallen der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung oder durch eine Porösität der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung verursachte Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems vorliegt oder nicht. Die Erfindung geht davon aus, dass sich bei einer betriebswarmen Brennkraftmaschine die Temperatur der Kurbelraumgase in einem Temperaturbereich liegt, der zwischen der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine und der Öltemperatur der Brennkraftmaschine befindet. Diese Temperatur unterscheidet sich deutlich von der Umgebungstemperatur und der Ansauglufttemperatur der Brennkraftmaschine. Im aufgeladenen Betrieb der Brennkraftmaschine strömen die gegenüber der Umgebung deutlich wärmeren Gase vom Kurbelgehäuse durch die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung in den Luftpfad der Brennkraftmaschine. Mit Hilfe des genannten Temperatursensors, der im Bereich der Einleitstelle des aus dem Kurbelgehäuse in den Luftpfad geleiteten Gases positioniert ist, kann sowohl eine Leckage in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung als auch ein Abfallen der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung als auch eine Nichtmontage dieser Kurbelgehäuseentlüftungsleitung sicher erkannt werden, da in diesen Fällen die mittels des Temperatursensors gemessene Temperatur aufgrund zusätzlich zugemischter Umgebungsluft deutlich niedriger ist als beim Vorliegen eines funktionsfähigen Kurbelgehäuseentlüftungssystems.
Der vorgegebene Temperaturbereich liegt vorzugsweise zwischen einer Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine und einer Öltemperatur der Brennkraftmaschine.
Vor der Überprüfung, ob die gemessene Temperatur im vorgegebenen Temperaturbereich liegt, wird vorzugsweise eine Erfassung des momentanen Betriebspunkts der Brennkraftmaschine vorgenommen. Die Überprüfung, ob die gemessene Temperatur im vorgegebenen Temperaturbereich liegt oder nicht, wird nur dann vorgenommen, wenn der momentane Betriebspunkt das Vorliegen eines betriebswarmen Verbrennungsmotors anzeigt. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Auswerteergebnisses weiter erhöht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine zusätzliche Messung einer Temperatur mittels eines im Bereich der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung angeordneten zweiten Temperatursensors, eine Bildung der Differenz zwischen dem vom zweiten Temperatursensor gemessenen Temperaturwert und dem vom ersten Temperatursensor gemessenen Temperaturwert und ein Vergleich der ermittelte Differenz mit einem vorgegebenen Schwellenwert. Die Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems wird dann festgestellt, wenn die ermittelte Differenz größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Bei dieser Ausführungsform wird außer dem im Bereich der Einleitstelle positionierten ersten Temperatursensor ein zweiter Temperatursensor verwendet, der im Bereich der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung positioniert ist, vorzugsweise nahe am Kurbelgehäuseausgang, an welchem das Gas aus dem Kurbelgehäuse ausgegeben wird. Bei dieser Ausführungsform wird davon Gebrauch gemacht, dass die Wahrscheinlichkeit, dass nahe am Kurbelgehäuseausgang eine Leckage in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung oder ein Abfallen der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung auftritt, vergleichsweise gering ist.
In vorteilhafter Weise wird bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vom zweiten Temperatursensor gemessene Temperaturwert vor der Ermittlung der Differenz zwischen dem vom zweiten Temperatursensor gemessenen Temperaturwert und dem vom ersten Temperatursensor gemessenen Temperaturwert einer Verzögerung unterworfen, um die vom Gasvolumenstrom abhängige Gaslaufzeit in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung zu berücksichtigen.
Gemäß einer Variante der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die ermittelte Differenz mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert und die gewichtete Differenz mit einem gewichteten schwellenwert verglichen. Diese Gewichtung hat den Vorteil, dass die Auswertung nur in gewünschten relevanten Motorbetriebszuständen stattfindet.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt anstelle einer Verwendung eines zweiten Temperatursensors eine Ermittlung eines Temperaturmodellwertes und eine Ermittlung der Differenz zwischen dem Temperaturmodellwert und dem vom ersten Temperatursensor gemessenen Temperaturwert, ein Vergleich der ermittelten Differenz mit einem vorgegebenen Schwellenwert und eine Feststellung der Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems, wenn die ermittelte Differenz größer als der vorgegebene Schwellenwert ist.
In vorteilhafter Weise wird bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die ermittelte Differenz mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert, die gewichtete Differenz einer Integralbildung unterworfen und die integrierte und gewichtete Differenz mit einem gewichteten Schwellenwert verglichen. Diese Gewichtung hat den Vorteil, dass die Auswertung nur in gewünschten relevanten Motorbetriebszuständen stattfindet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Schwellenwert in Abhängigkeit von einer vorliegenden Umgebungstemperatur adaptiert. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Zuverlässigkeit der bei der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems erhaltenen Ergebnisse weiter erhöht ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird mittels eines im Luftsystem angeordneten weiteren Temperatursensors eine Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit oder Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems vorgenommen. Dadurch wird die Sicherheit der Überprüfung weiter erhöht.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt

1 eine schematische Skizze zur Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine,
2 eine Blockdarstellung zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung,
3 eine Blockdarstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und
4 eine Skizze zur Erläuterung einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einleitstelle des Gases in den Luftpfad.

Die 1 zeigt eine schematische Skizze zur Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems 2 einer Brennkraftmaschine 1.
Die dargestellte Brennkraftmaschine 1 enthält ein Kurbelgehäuse 3, aus welchem über einen Kurbelgehäuseausgang 4 Gase abgeführt werden, die über eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 an einer Einleitstelle 5 in den Luftpfad 6 der Brennkraftmaschine 1 eingeleitet werden. In dieser Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen dem Kurbelgehäuseausgang 4 und der Einleitstelle 5 ein Ölabscheider 13, ein unmittelbar stromab des Ölabscheiders 13 und damit in der Nähe des Kurbelgehäuseausgangs 4 positionierter Temperatursensor 9, ein Druckregelventil 14 und ein weiterer Temperatursensor 8 angeordnet. Stromab des Druckregelventils 14 zweigt von der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 eine weitere Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 20 ab, welche stromab einer Drosselklappe 19 in den Luftpfad 6 mündet.
Im Saugbetrieb der Brennkraftmaschine 1 ist die Drosselklappe 19 geschlossen und der Gasdruck innerhalb des Luftpfades 6 stromab der Drosselklappe niedriger als der Umgebungsluftdruck. Folglich wird aus dem Kurbelgehäuse 3 abgeführtes Gas über den Ölabscheider 13, das Druckregelventil 14 und die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 20 stromab der Drosselklappe 19 in den Luftpfad 6 eingeleitet.
Im aufgeladenen Betrieb der Brennkraftmaschine 1 ist die Drosselklappe 19 geöffnet, so dass dem Luftpfad 6 über einen Frischlufteingang 15 zugeführte Frischluft über einen Luftfilter 16, einen Verdichter 17, einen Ladeluftkühler 18 und die geöffnete Drosselklappe 19 dem Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird. In diesem aufgeladenen Betrieb der Brennkraftmaschine 3 ist der Luftdruck im Luftpfad 6 im Bereich stromab der Drosselklappe 19 größer als der Umgebungsluftdruck. Folglich wird aus dem Kurbelgehäuse 3 abgeführtes Gas über den Ölabscheider 13 und das Druckregelventil 14 nicht stromab der Drosselklappe 19, sondern an der Einleitstelle 5 in den Luftpfad 6 eingeleitet. Diese Einleitstelle 5 ist im Luftpfad 6 stromab des Luftfilters 16, aber stromauf des Verdichters 17, des Ladeluftkühlers 18 und der Drosselklappe 19 positioniert.
Mittels des im Bereich der Einleitstelle 5 positionierten Temperatursensors 8, der nachfolgend stets als erster Temperatursensor bezeichnet wird, wird die im Bereich der Einleitstelle 5 herrschende Temperatur gemessen. Mittels des im Bereich der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 beispielsweise unmittelbar stromab des Ölabscheiders 13 angeordneten weiteren Temperatursensors 9, der nachfolgend stets als zweiter temperatursensor bezeichnet wird, wird die im Bereich der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 in der Nähe des Kurbelgehäuseausgangs 4 herrschende Temperatur gemessen.
Die von den beiden Temperatursensoren 8 und 9 bereitgestellten Ausgangssignale werden als Sensorsignale s1 und s2 der Steuereinheit 10 zugeführt und in dieser ausgewertet, um eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems 2 der Brennkraftmaschine 1 vorzunehmen, wie unten noch genauer erläutert wird.
Aus der 1 ist des Weiteren ersichtlich, dass die dargestellte Vorrichtung eine vom Luftpfad 6 abzweigende Frischluftleitung 21 aufweist, welche über ein Rückschlagventil 22 mit einem Frischlufteingang des Kurbelgehäuses 3 verbunden ist. Diese Frischluft wird dazu verwendet, den Luftdurchfluss durch das Kurbelgehäuse 3 zu verbessern. Ferner ist in der 1 eine Turbine 24 dargestellt, die zusammen mit dem Verdichter 17 Bestandteil eines Abgasturboladers der Brennkraftmaschine 1 ist. Dieser Turbine 24 wird heißes Abgas der Brennkraftmaschine zugeführt und versetzt das Turbinenrad der Turbine in Drehung. Das Turbinenrad ist über eine Welle des Abgasturboladers mit einem ebenfalls mit der Welle fest verbundenen Verdichterrad des Verdichters 17 verbunden, so dass auch das Verdichterrad in eine Drehbewegung versetzt wird und die dem Verdichter zugeführte Frischluft verdichtet. Diese verdichtete Frischluft wird den Verbrennungsräumen der Brennkraftmaschine zu deren Leistungssteigerung zugeführt.
Der Ölabscheider 13 ist dazu vorgesehen, in den über den Kurbelgehäuseausgang 4 abgeführten Gasen enthaltenes Öl abzuscheiden und in das Kurbelgehäuse 3 zurückzuführen.
Ferner ist bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen dem Kurbelgehäuseausgang 4 und dem Druckregelventil 14 ein den Ölabscheider 13 über ein Sicherheitsventil 12 umgehender Zusatzkanal vorgesehen. Über diesen Zusatzkanal wird das über den Kurbelgehäuseausgang 4 ausgegebene Gas im Falle einer Verstopfung des Ölabscheiders 13 stromab des Ölabscheiders in die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 geleitet.
Des Weiteren ist in der 1 veranschaulicht, dass die Steuereinheit 10 mit Speichern 11 und 23 zusammenwirkt. Bei dem Speicher 11 handelt es sich um einen Speicher, in welchem die Arbeitsprogramme der Steuereinheit hinterlegt sind. Beim Speicher 23 handelt es sich um einen Datenspeicher, in welchem Daten hinterlegt sind, die die Steuereinheit 10 unter anderem zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems benötigt. Dazu gehören beispielsweise vorgegebene, empirisch ermittelte Daten, die Temperaturbereichen entsprechen, Daten, die in einem oder mehreren Kennfeldern hinterlegt sind und Temperaturmodellwerten entsprechen, oder Daten, die einem thermodynamischen Modell entsprechen. Die Steuereinheit 10 wertet ihr zugeführte Sensorsignale s1-sx, zu denen die von den Temperatursensoren 8 und 9 bereitgestellten Sensorsignale gehören, unter Verwendung von im Speicher 23 hinterlegten Daten aus, um Steuersignale st1-sty für diverse Bauteile der Brennkraftmaschine 1 bereitzustellen und unter anderem die Funktionsfähigkeit des Kurbelentlüftungssystems 2 der Brennkraftmaschine 1 zu überprüfen und festzustellen, ob das Kurbelgehäuseentlüftungssystem 2 funktionsfähig ist oder nicht.
Insbesondere kann unter Verwendung der Ausgangssignale des ersten Temperatursensors 8 überprüft werden, ob im aufgeladenen Betrieb der Brennkraftmaschine 1 die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 eine Leckage aufweist oder von der Einleitstelle 5 abgefallen ist oder gar nicht montiert wurde. Bei dieser Überprüfung wird davon Gebrauch gemacht, dass sich bei einem betriebswarmen Verbrennungsmotor die Temperatur der Kurbelraumgase zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Öltemperatur befindet, d.h. sich deutlich von der Umgebungstemperatur und der Ansauglufttemperatur unterscheidet. Im aufgeladenen Betrieb der Brennkraftmaschine strömen diese gegenüber der Umgebung wärmeren Gase durch die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 und werden an der Einleitstelle 5 stromauf des Verdichters 17 dem Luftpfad 6 zugeführt. Unter Verwendung der Ausgangssignale des im Bereich der Einleitstelle 5 positionierten ersten Temperatursensors 8 kann eine Leckage oder ein Abfallen oder eine fehlende Montage der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 detektiert werden, da in diesen Fällen aufgrund zusätzlich angesaugter Umgebungsluft die gemessene Temperatur deutlich niedriger ist als im fehlerfreien Zustand des Kurbelgehäuseentlüftungssystems 2.
Um die Zuverlässigkeit dieser Überprüfung zu erhöhen, kann vor der genannten Auswertung der aktuelle Motorbetriebspunkt anhand verschiedener Größen ermittelt und bei der Überprüfung berücksichtigt werden. Zu diesen Größen gehören unter anderem der Saugrohr- bzw. Ladedruck stromauf der Drosselklappe, die Motordrehzahl, der Luftmassenstrom, die Kühlmitteltemperatur und die Öltemperatur. Diese Größen können mittels Sensoren gemessen werden, aus hinterlegten Modellen abgeleitet werden oder stehen ohnehin zur Verfügung. Durch eine Berücksichtigung des aktuellen Motorbetriebspunktes kann sichergestellt werden, dass bei der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems auch tatsächlich betriebswarmes Gas aus dem Kurbelgehäuse 3 durch die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 strömt. Die Zuverlässigkeit der Überprüfung, d.h. die eindeutige Abgrenzbarkeit eines Fehlerfalls vom fehlerfreien Zustand des Kurbelgehäuseentlüftungssystems, kann dadurch weiter verbessert werden, wenn die Platzierung des ersten Temperatursensors 8 derart gewählt wird, dass sichergestellt ist, dass der Fehler in allen Fällen in Strömungsrichtung stromauf der Position des Temperatursensors auftritt.
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele für eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems einer Brennkraftmaschine erläutert.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel, bei welchem der zweite Temperatursensor 9 nicht benötigt wird, erfolgt eine Messung der Temperatur mittels des im Bereich der Einleitstelle 5 positionierten ersten Temperatursensors 8. Danach erfolgt eine Überprüfung, ob die gemessene Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich liegt. Dieser Temperaturbereich wurde beispielsweise empirisch ermittelt und liegt bei betriebswarmen und aufgeladenem Motor zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Öltemperatur. Beispielsweise liegt die Kühlmitteltemperatur bei 90°C und die Öltemperatur bei 100°C. Die Kühlmitteltemperatur und die Öltemperatur können auch mittels geeigneter Sensoren ermittelt werden. Liegt die mittels des ersten Temperatursensors 8 gemessene Temperatur im Temperaturbereich zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Öltemperatur, dann wird das Vorliegen der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems detektiert. Liegt die mittels des ersten Temperatursensors 8 gemessene Temperatur nicht im Temperaturbereich zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Öltemperatur, dann wird das Vorliegen der Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems detektiert. Vor dieser Überprüfung, ob die mittels des ersten Temperatursensors gemessene Temperatur im vorgegebenen Temperaturbereich liegt, erfolgt vorzugsweise eine Erfassung des momentanen Betriebspunkts der Brennkraftmaschine. Die Überprüfung wird nur dann vorgenommen, wenn der ermittelte momentane Betriebspunkt das Vorliegen eines betriebswarmen Verbrennungsmotors anzeigt.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel werden zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems 2 die Ausgangssignale beider Temperatursensoren 8 und 9 ausgewertet. Diese Auswertung wird anhand der in der 2 gezeigten Blockdarstellung erläutert.
In dieser Blockdarstellung ist das Ausgangssignal des ersten Temperatursensors 8 mit T_sens_1 und das Ausgangssignal des zweiten Temperatursensors 9 mit T_sens_2 bezeichnet. Das Ausgangssignal T_sens_2 des zweiten Temperatursensors 9 wird über ein Verzögerungsglied geleitet. Danach wird aus den beiden Ausgangssignalen der Temperatursensoren die Differenz gebildet. Ist diese Differenz größer als ein vorgegebener Schwellenwert, dann wird die Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems festgestellt. Ist diese Differenz kleiner als der vorgegebene Schwellenwert, dann wird die Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems festgestellt. Diese Information liegt am Ausgang der in der 2 gezeigten Blockdarstellung vor.
Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Ergebnisses der Auswertung kann das ermittelte Differenzsignal mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert werden. Dieser Gewichtungsfaktor wird einem hinterlegten Kennfeld entnommen, welche mittels der Motordrehzahl N und dem Eingangsdruck P_intake des Luftpfades adressiert wird und den zugehörigen Gewichtungsfaktor ausgibt. Auch bei dem Schwellenwert kann es sich um einen gewichteten Schwellenwert handeln. Dieser gewichtete Schwellenwert kann einem hinterlegten Kennfeld entnommen werden, welches ebenfalls mittels der Motordrehzahl N und des Eingangsdrucks P_intake des Luftpfades adressiert wird.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel, welches anhand der in der 3 gezeigten Blockdarstellung erläutert wird, wird der zweite Temperatursensor 9 wiederum nicht benötigt.
In dieser Blockdarstellung ist das Ausgangssignal des ersten Temperatursensors 8 mit T_sens bezeichnet. Anstelle des beim vorherigen Ausführungsbeispiel verwendeten Ausgangssignals des zweiten Temperatursensors 9 wird bei diesem Ausführungsbeispiel ein Modellwert ermittelt und zusätzlich zum Ausgangssignal des ersten Temperatursensors 8 zur Auswertung herangezogen. Dieser Modellwert kann hierbei entweder aus einem hinterlegten Kennfeld oder aus einem thermodynamischen Modell stammen, wobei in beiden Fällen die Kühlmitteltemperatur T_coolant und die Öltemperatur T_oil Eingänge zur Ermittlung der Modelltemperatur darstellen. Aus der vom ersten Temperatursensor 8 gemessenen Temperatur T_sens und der ermittelten Modelltemperatur wird die Differenz gebildet. Diese Differenz wird wiederum mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert. Dieser Gewichtungsfaktor wird wiederum einem hinterlegten Kennfeld entnommen, welche mittels der Motordrehzahl N und dem Eingangsdruck P_intake des Luftpfades adressiert wird und den zugehörigen Gewichtungsfaktor ausgibt. Die gewichtete Differenz wird einer Integralbildung unterworfen. Das bei der Integralbildung ermittelte Ausgangssignal wird wiederum mit einem Schwellenwert verglichen. Anhand dieses Vergleiches wird erkannt, ob die Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems gegeben ist oder nicht. Diese Information steht am Ausgang der in der 3 gezeigten Blockdarstellung zur Verfügung. Bei dem Schwellenwert kann es sich wiederum um einen gewichteten Schwellenwert handeln. Auch bei dem Schwellenwert kann es sich um einen gewichteten Schwellenwert handeln. Dieser gewichtete Schwellenwert kann einem hinterlegten Kennfeld entnommen werden, welches ebenfalls mittels der Motordrehzahl N und des Eingangsdrucks P_intake des Luftpfades adressiert wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die verwendeten Schwellenwerte in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur zu adaptieren. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der bei der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems erhaltenen Ergebnisse weiter erhöht.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, innerhalb des Luftpfades 6, insbesondere im Bereich zwischen dem Luftfiler 16 und dem Verdichter 17, einen weiteren Temperatursensor vorzusehen. Die Ausgangssignale dieses weiteren Temperatursensors können zur Plausibilisierung des bei der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems erhaltenen Ergebnisses verwendet werden.
Die 4 zeigt eine Skizze zur Erläuterung einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einleitstelle 5 des Gases in den Luftpfad 6. Das genannte Gas wird über die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 angeliefert. Deren Endbereich wird von einem Anschlussstück 27 gebildet, das in den Luftpfad 6 hineinragt und in seinem unteren Endbereich gebogen ausgeführt ist, so dass die Strömungsrichtung 29 des durch die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 angelieferten Gases am Ausgang des Anschlussstückes 27 mit der Strömungsrichtung 28 der den Luftpfad 6 durchströmenden Luft übereinstimmt. An der Stelle, an welcher das Anschlussstück 27 durch den Mantel des Luftpfades 6 geführt ist, ist eine Dichtung 26 vorgesehen. Der erste Temperatursensor 8 ist in unmittelbarer Nähe des Anschlussstückes 27 ebenfalls durch den Mantel des Luftpfads 6 geführt und gegenüber diesem durch eine Dichtung 25 abgedichtet. Der temperatursensitive Bereich des ersten Temperatursensors 8 befindet sich innerhalb des Luftpfades 6 in unmittelbarar Nähe des Ausgangs des Anschlussstück 27, so dass mittels des ersten Temperatursensors 8 die Temperatur des angelieferten Gases gemessen werden kann. Liegt diese Temperatur im erwarteten Temperaturbereich, dann wird das Kurbelgehäuseentlüftungssystem als funktionsfähig erkannt. Liegt diese Temperatur nicht im erwarteten Temperaturbereich, dann wird das Kurbelgehäuseentlüftungssystem als nicht funktionsfähig erkannt. Im letztgenannten Fall liegt eine zu niedrige Temperatur vor, da die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 entweder eine Leckage aufweist oder der Endbereich der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 vom Anschlussstück 27 abgefallen ist.
Bei der in der 4 gezeigten vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Temperatursensor 8 im Bereich der Einleitstelle 5 derart am Mantel des Luftpfades 6 befestigt, dass er auch dann, wenn im Betrieb der Brennkraftmaschine in diesem Bereich hohe Kräfte wirken, nicht gelöst wird. Insbesondere kann er bei einem Abfallen des Endbereichs der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 vom Luftpfad 6 nicht zusammen mit der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 abfallen, sondern bleibt mit dem Luftpfad 6 verbunden und kann ein Abfallen des Endbereichs der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 vom Luftpfad 6 der Steuereinheit signalisieren.
Bezugszeichenliste

1: Brennkraftmaschine
2: Kurbelgehäuseentlüftungssystem
3: Kurbelgehäuse
4: Kurbelgehäuseausgang
5: Einleitstelle
6: Luftpfad
7: Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
8: Temperatursensor
9: Temperatursensor
10: Steuereinheit
11: Speicher
12: Sicherheitsventil
13: Ölabscheider
14: Druckregelventil
15: Frischlufteingang
16: Luftfilter
17: Verdichter
18: Ladeluftkühler
19: Drosselklappe
20: Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
21: Frischluftleitung
22: Rückschlagventil
23: Speicher
24: Turbine
25: Dichtung
26: Dichtung
27: Anschlussstück
28: Strömungsrichtung
29: Strömungsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010027117 A1 [0005]
EP 2616655 B1 [0006]
DE 102013225388 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems (2) einer Brennkraftmaschine (1), wobei das Kurbelgehäuseentlüftungssystem (2) eine zwischen einem Kurbelgehäuseausgang (4) eines Kurbelgehäuses (3) und einer Einleitstelle (5) in einen Luftpfad (6) der Brennkraftmaschine angeordnete Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (7) aufweist, über welche Gas aus dem Kurbelgehäuse in den Luftpfad einleitbar ist, mit folgenden Schritten: - Messung einer Temperatur mittels eines im Bereich der Einleitstelle positionierten ersten Temperatursensors (8), - Überprüfung, ob die gemessene Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich liegt, und - Feststellung der Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems, wenn die gemessene Temperatur nicht im vorgegebenen Temperaturbereich liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der vorgegebene Temperaturbereich zwischen einer Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine (1) und einer Öltemperatur der Brennkraftmaschine (1) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem vor der Überprüfung, ob die gemessene Temperatur im vorgegebenen Temperaturbereich liegt, eine Erfassung des momentanen Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (1) vorgenommen wird, und die Überprüfung nur dann vorgenommen wird, wenn der momentane Betriebspunkt das Vorliegen eines betriebswarmen Verbrennungsmotors anzeigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem des Weiteren eine Messung einer Temperatur mittels eines im Bereich der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (7) angeordneten zweiten Temperatursensors (9) vorgenommen wird, eine Differenz zwischen dem vom zweiten Temperatursensor (9) gemessenen Temperaturwert und dem vom ersten Temperatursensor (8) gemessenen Temperaturwert ermittelt wird, die ermittelte Differenz mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, und die Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems (2) festgestellt wird, wenn die ermittelte Differenz größer als der vorgegebene Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem der vom zweiten Temperatursensor (9) gemessene Temperaturwert vor der Ermittlung der Differenz zwischen dem vom zweiten Temperatursensor (9) gemessenen Temperaturwert und dem vom ersten Temperatursensor (8) gemessenen Temperaturwert einer Verzögerung unterworfen wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem die ermittelte Differenz mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert wird und die gewichtete Differenz mit einem gewichteten Schwellenwert verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, bei welchem des Weiteren ein Temperaturmodellwert ermittelt wird, eine Differenz zwischen dem ermittelten Temperaturmodellwert und dem vom ersten Temperatursensor (8) gemessenen Temperaturwert ermittelt wird, die ermittelte Differenz mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, und die Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems (2) festgestellt wird, wenn die ermittelte Differenz größer als der vorgegebene Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die ermittelte Differenz mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert wird, die gewichtete Differenz einer Integralbildung unterworfen wird und die integrierte und gewichtete Differenz mit einem gewichteten Schwellenwert verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4-8, bei welchem der Schwellenwert in Abhängigkeit von einer vorliegenden Umgebungstemperatur adaptiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem mittels eines im Luftsystem angeordneten weiteren Temperatursensors eine Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit oder Funktionsunfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungs temperatursensorsystems vorgenommen wird.
Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems (2) einer Brennkraftmaschine (1), wobei das Kurbelgehäuseentlüftungssystem (2) eine zwischen einem Kurbelgehäuseausgang (4) eines Kurbelgehäuses (3) und einer Einleitstelle (5) in einen Luftpfad (6) der Brennkraftmaschine (1) angeordnete Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (7) aufweist, über welche Gas aus dem Kurbelgehäuse (3) in den Luftpfad (6) einleitbar ist, und wobei die Vorrichtung des Weiteren einen im Bereich der Einleitstelle (5) positionierten ersten Temperatursensor (8) und eine Steuereinheit (10) aufweist, die zur Steuerung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, welche des Weiteren einen im Bereich der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (7) angeordneten zweiten Temperatursensor (9) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, welche des Weiteren einen Speicher (23) aufweist, in welchem Daten eines Kennfelds hinterlegt sind, welche Temperaturmodellwerten entsprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, welche des Weiteren einen Speicher (23) aufweist, in welchem einem thermodynamischen Modell entsprechende Daten hinterlegt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, bei welcher der Speicher (23) mittels der Kühlmitteltemperatur und der Öltemperatur als Eingangsgrößen adressierbar ist und als Ausgangsgröße einen Temperaturmodellwert ausgibt.