DE102020124478A1

DE102020124478A1 - Internal combustion engine with chain elongation warning function

Info

Publication number: DE102020124478A1
Application number: DE102020124478.9A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Gutzer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2022-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Abtriebswelle (2), über welche das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine (1) antreibbar ist, mit wenigstens einer von der Abtriebswelle (2) über eine Steuerkette (3) antreibbaren Nockenwelle (4), und mit einer elektronischen Recheneinrichtung (5) zur Ermittlung einer aus einem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine (1) resultierenden Längung der Steuerkette (3), wobei die elektronische Recheneinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Ermittlung der aus dem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine (1) resultierenden Längung der Steuerkette (3) die Verbrennungskraftmaschine (1) aus dem Betriebsmodus in einen von dem Betriebsmodus unterschiedlichen Schonbetriebsmodus umzuschalten und in dem Schonbetriebsmodus zu betreiben, durch welchen eine weitere Längung der Steuerkette (3) gegenüber dem Betriebsmodus zumindest verlangsamt ist.

The invention relates to an internal combustion engine (1) for a motor vehicle, with an output shaft (2) via which the motor vehicle can be driven by means of the internal combustion engine (1), with at least one camshaft ( 4), and with an electronic computing device (5) for determining an elongation of the timing chain (3) resulting from an operating mode of the internal combustion engine (1), the electronic computing device (5) being designed to do this as a function of the determination of the elongation resulting from the operating mode the internal combustion engine (1) resulting elongation of the timing chain (3) to switch the internal combustion engine (1) out of the operating mode into a protective operating mode that differs from the operating mode and to operate it in the protective operating mode, through which a further elongation of the control chain (3) compared to the operating mode at least slows it down is.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. The invention also relates to a motor vehicle and a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 9.

Die DE 101 55 199 A1 offenbart einen für einen Synchronbetrieb ausgelegten Zugmitteltrieb, der vorzugsweise an einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist, dessen Zugmittel, insbesondere ein Riemen, eine Abtriebswelle mit einer Abtriebswelle verbindet und eine Einrichtung des Zugmitteltriebs eine mittlere Lage zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle kontinuierlich erfasst. Die Einrichtung beinhaltet eine Verschleißanzeige, mit der bei Überschreitung eines Grenzwerts für eine Drehwinkeldifferenz zwischen den Wellen, verursacht durch eine Längung des Zugmittels, ein Signal auslöst.the DE 101 55 199 A1 discloses a traction mechanism designed for synchronous operation, which is preferably used on an internal combustion engine, the traction mechanism of which, in particular a belt, connects an output shaft to an output shaft and a device of the traction mechanism continuously detects a middle position between the drive shaft and the output shaft. The device includes a wear indicator that triggers a signal when a limit value for a rotational angle difference between the shafts is exceeded, caused by an elongation of the traction mechanism.

Des Weiteren ist der DE 10 2018 221 590 A1 ein Verfahren zum Erkennen einer Längung einer kraftübertragenden Kette zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb eines Fahrzeugs zu entnehmen, wobei eine durch einen Drehwinkel, den der Antrieb während einer nicht-kraftübertragenden Bewegung der Kette bei einem Lastwechsel überstreicht, charakterisierte Drehwinkelgröße bestimmt wird. Die Drehwinkelgröße wird ausgewertet und daraus wird die Längung der Kette erkannt.Furthermore, the DE 10 2018 221 590 A1 a method for detecting an elongation of a power-transmitting chain between a drive and an output of a vehicle, wherein a rotational angle variable characterized by a rotational angle that the drive sweeps over during a non-force-transmitting movement of the chain during a load change is determined. The angle of rotation is evaluated and from this the elongation of the chain is detected.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, sodass einer übermäßigen Längung einer Steuerkette der Verbrennungskraftmaschine zumindest besonders vorteilhaft entgegengewirkt werden kann.The object of the invention is to create an internal combustion engine for a motor vehicle, a motor vehicle and a method for operating such an internal combustion engine, so that excessive elongation of a timing chain of the internal combustion engine can be counteracted at least particularly advantageously.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine eines solchen Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.This object is achieved according to the invention by an internal combustion engine for a motor vehicle having the features of patent claim 1, by a motor vehicle having such an internal combustion engine having the features of patent claim 8 and by a method for operating such an internal combustion engine of such a motor vehicle having the features of patent claim 9. Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent patent claims and the description.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgeführt ist. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine Abtriebswelle auf, über welche das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist, wobei die Abtriebswelle insbesondere als Kurbelwelle ausgebildet sein kann.A first aspect of the invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, the motor vehicle preferably being designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car. The internal combustion engine has an output shaft, via which the motor vehicle can be driven by means of the internal combustion engine, it being possible in particular for the output shaft to be in the form of a crankshaft.

Die Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens einen Brennraum, einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt und einen von einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt. Über den Ansaugtrakt kann dem Brennraum Luft zugeführt werden. In dem Brennraum finden Verbrennungsvorgänge statt, wobei ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird, woraus das Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Der Kraftstoff kann beispielsweise mittels eines Injektors in den Brennraum eingebracht werden, insbesondere direkt eingespritzt werden. Über den Abgastrakt kann das Abgas aus dem Brennraum abgeführt werden.The internal combustion engine comprises at least one combustion chamber, an intake tract through which air can flow and an exhaust tract through which an exhaust gas of the internal combustion engine can flow. Air can be supplied to the combustion chamber via the intake tract. Combustion processes take place in the combustion chamber, with a fuel-air mixture being burned, resulting in the exhaust gas of the internal combustion engine. The fuel can, for example, be introduced into the combustion chamber by means of an injector, in particular injected directly. The exhaust gas can be discharged from the combustion chamber via the exhaust tract.

Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens eine von der Abtriebswelle über eine Steuerkette antreibbare Nockenwelle auf, mit welcher dem Brennraum zugeordnete Gaswechselventile betätigt werden können. Die Steuerkette ist bezogen auf einen von der Abtriebswelle zu der Nockenwelle verlaufenden Drehmomentenfluss, über welchen das Drehmoment von der Abtriebswelle auf die Nockenwelle übertragbar ist, zwischen der Abtriebswelle und der Nockenwelle angeordnet, sodass der Drehmomentenfluss über die Steuerkette verläuft. Die Gaswechselventile sind vorzugsweise als Einlassventile und/oder als Auslassventile ausgebildet. Mittels der Einlassventile kann die Luft über den Ansaugtrakt dem Brennraum zugeführt werden. Mittels der Auslassventile kann das Abgas aus dem Brennraum abgeführt und in den Abgastrakt eingeleitet werden. Die Gaswechselventile können beispielsweise mittels Betätigungselementen, die insbesondere als Stößel, Schlepphebel oder Kipphebel ausgeführt sein können, betätigt werden, insbesondere geöffnet und/oder geschlossen werden. Insbesondere die Steuerkette, die Abtriebswelle und die Nockenwelle können zusammenfassend insbesondere als Kettentrieb bezeichnet werden.The internal combustion engine has at least one camshaft which can be driven by the output shaft via a timing chain and with which the gas exchange valves assigned to the combustion chamber can be actuated. The timing chain is arranged between the output shaft and the camshaft in relation to a torque flow running from the output shaft to the camshaft, via which the torque can be transmitted from the output shaft to the camshaft, so that the torque flow runs via the timing chain. The gas exchange valves are preferably designed as inlet valves and/or as outlet valves. The air can be fed to the combustion chamber via the intake tract by means of the intake valves. The exhaust gas can be discharged from the combustion chamber and fed into the exhaust system by means of the exhaust valves. The gas exchange valves can be actuated, in particular opened and/or closed, for example by means of actuating elements, which can be designed in particular as tappets, rocker arms or rocker arms. In particular, the timing chain, the output shaft and the camshaft can be collectively referred to as a chain drive.

Die Verbrennungskraftmaschine umfasst eine elektronische Recheneinrichtung zur Ermittlung einer aus einem Betriebsmodus, insbesondere einem Normalbetriebsmodus, der Verbrennungskraftmaschine resultierenden Längung der Steuerkette, die insbesondere als Kettenlängung bezeichnet werden kann. Die elektronische Recheneinrichtung kann insbesondere als ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Unter der Längung der Steuerkette beziehungsweise einer gelängten Steuerkette kann insbesondere eine Verlängerung der Steuerkette gegenüber einer als Normallänge der Steuerkette bezeichneten ursprüngliche Länge der Steuerkette verstanden werden, wobei die ursprüngliche Länge bei einer Herstellung der Verbrennungskraftmaschine für einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sein kann. Die Längung der Steuerkette kann insbesondere von einer mechanischen Belastung der Steuerkette, beispielsweise einer Zugbelastung, verursacht werden. Die mechanische Belastung kann insbesondere bei einem Antreiben der Nockenwelle von der Abtriebswelle über die Steuerkette erfolgen, weswegen die Kettenlängung insbesondere als verschleißbedingte Längung der Steuerkette bezeichnet werden kann, wobei die Längung der Steuerkette bei einem Start der Verbrennungskraftmaschine besonders ausgeprägt sein kann. Durch eine verbrennungsbedingte Rußbelastung, bei welcher Ruß, der bei den Verbrennungsvorgängen als Schadstoff entstehen kann, mit der Steuerkette in Kontakt tritt, kann die Längung der Steuerkette besonders verstärkt werden. Eine abnehmende Ölviskosität eines Öls der Verbrennungskraftmaschine kann die Längung der Steuerkette besonders erhöhen, da eine Reibung der Steuerkette besonders erhöht wird. Das Öl kann als ein Schmierstoff der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein, wobei bei der abnehmenden Ölviskosität das Öl verdünnt sein kann.The internal combustion engine includes an electronic computing device for determining an elongation of the timing chain resulting from an operating mode, in particular a normal operating mode, of the internal combustion engine, which can be referred to in particular as chain elongation. The electronic computing device can be designed in particular as a control unit of the motor vehicle. The lengthening of the control chain or a lengthened control chain can be understood in particular as an extension of the control chain compared to the original length of the control chain, referred to as the normal length of the control chain, the original length when the Ver internal combustion engine can be provided for operation of the internal combustion engine. The elongation of the timing chain can be caused in particular by a mechanical load on the timing chain, for example a tensile load. The mechanical load can occur in particular when the camshaft is driven by the output shaft via the timing chain, which is why chain elongation can be described in particular as wear-related elongation of the timing chain, with the elongation of the timing chain being particularly pronounced when the internal combustion engine is started. Combustion-related soot exposure, in which soot, which can occur as a pollutant during the combustion processes, comes into contact with the timing chain, can particularly increase the elongation of the timing chain. A decreasing oil viscosity of an oil of the internal combustion engine can particularly increase the elongation of the timing chain since friction of the timing chain is particularly increased. The oil can be in the form of a lubricant for the internal combustion engine, with the oil being able to be diluted as the oil viscosity decreases.

Die Verbrennungskraftmaschine kann beispielsweise mit einer insbesondere als Starter bezeichneten elektrischen Maschine gestartet werden, was insbesondere als Anlassen oder Aktivieren bezeichnet werden kann. Bei einem Start der Verbrennungskraftmaschine wird die Verbrennungskraftmaschine von einem deaktivierten Zustand, in welchem die Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum unterbleiben, in einen aktivierten Zustand, in welchem die Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum ablaufen, überführt. Bei einem Deaktivieren der Verbrennungskraftmaschine, was insbesondere als Abschalten oder Stoppen bezeichnet werden kann, wird die Verbrennungskraftmaschine von dem aktivierten Zustand in den deaktivierten Zustand überführt.The internal combustion engine can be started, for example, with an electric machine, referred to in particular as a starter, which can be referred to in particular as starting or activating. When the internal combustion engine is started, the internal combustion engine is switched from a deactivated state, in which there are no combustion processes in the combustion chamber, to an activated state, in which the combustion processes in the combustion chamber take place. When the internal combustion engine is deactivated, which can in particular be referred to as switching off or stopping, the internal combustion engine is transferred from the activated state to the deactivated state.

Um nun einer übermäßigen Längung der Steuerkette besonders vorteilhaft entgegenwirken zu können beziehungsweise eine weitere Längung der Steuerkette auf besonders vorteilhafte Weise verlangsamen zu können, ist die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der Ermittlung der aus dem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine resultierenden Längung der Steuerkette die Verbrennungskraftmaschine aus dem Betriebsmodus in einen von dem Betriebsmodus unterschiedlichen Schonbetriebsmodus umzuschalten und in dem Schonbetriebsmodus zu betreiben. Durch den Schonbetriebsmodus ist die weitere Längung der Steuerkette gegenüber dem Betriebsmodus zumindest verlangsamt, insbesondere deutlich verlangsamt. Mit anderen Worten ausgedrückt kann in dem Schonbetriebsmodus eine erste Längung der Steuerkette in einer ersten Zeitspanne ablaufen und in dem Betriebsmodus kann die erste Längung der Steuerkette in einer zweiten Zeitspanne ablaufen, wobei die erste Zeitspanne größer als die zweite Zeitspanne ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann in dem Schonbetriebsmodus die erste Längung der Steuerkette in der ersten Zeitspanne ablaufen und in dem Betriebsmodus kann eine zweite Längung der Steuerkette in der ersten Zeitspanne ablaufen, wobei die zweite Längung der Steuerkette größer ist als die erste Längung der Steuerkette.In order to be able to counteract an excessive elongation of the timing chain in a particularly advantageous manner or to be able to slow down further elongation of the timing chain in a particularly advantageous manner, the electronic computing device is designed to, depending on the determination of the elongation of the timing chain resulting from the operating mode of the internal combustion engine, the internal combustion engine to switch from the operating mode to a different operating mode from the operating mode and to operate in the protective mode. Due to the gentle operating mode, the further elongation of the control chain is at least slowed down compared to the operating mode, in particular significantly slowed down. In other words, in the protective operating mode a first elongation of the control chain can take place in a first time period and in the operating mode the first elongation of the control chain can take place in a second time period, the first time period being longer than the second time period. In other words, in the protective operating mode, the first elongation of the control chain can take place in the first time period, and in the operating mode, a second elongation of the control chain can take place in the first time period, with the second elongation of the control chain being greater than the first elongation of the control chain.

Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Die Längung der Steuerkette kann insbesondere zu Festigkeitsproblemen und/oder Toleranzproblemen bezüglich Steuerzeiten und eines dynamischen Verhaltens des Kettentriebes führen. Unter den Steuerzeiten können insbesondere Öffnungszeitpunkte und/oder Schließzeitpunkte der Gaswechselventile verstanden werden. Unter dem dynamischen Verhalten des Kettentriebs können beispielsweise Schwingungen des Kettentriebs, insbesondere Drehschwingungen der Abtriebswelle und/oder der Nockenwelle und/oder Schwingungen der Steuerkette, verstanden werden, und/oder eine Beschleunigungsfähigkeit des Kettentriebs verstanden werden. Als die Beschleunigungsfähigkeit kann beispielsweise eine Beschleunigung der Steuerkette und/oder der Nockenwelle mittels der Abtriebswelle auf eine Drehgeschwindigkeit, insbesondere aus einer Ruhelage der Abtriebswelle und/oder der Steuerkette und/oder der Nockenwelle hinaus, bezeichnet werden. Die Längung der Steuerkette kann einen Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeugs besonders erhöhen. Eine Reparatur und/oder ein Austausch der Steuerkette beziehungsweise der gelängten Steuerkette ist besonders kostenintensiv. Um auch als besonders kritische Kundenprofile bezeichnete Fahrprofile abzudecken, kann mittels besonders kostenintensiver Maßnahmen die weitere Längung der Steuerkette verlangsamt beziehungsweise vermindert beziehungsweise unterbunden werden. Als besonders kritische Fahrprofile können beispielsweise Fahrten des Kraftfahrzeugs bezeichnet werden, wobei die Fahrten besonders hohe Emissionen von Ruß, insbesondere eine besonders hohe Rußbelastung der Steuerkette, und/oder eine besonders hohe Anzahl an Starts beziehungsweise Startvorgängen der Verbrennungskraftmaschine aufweisen können. Die besonders kostenintensiven Maßnahmen können beispielsweise eine aus einem Werkstoff gefertigte Steuerkette sein, wobei der Werkstoff eine besonders hohe Festigkeit, insbesondere Zugfestigkeit, aufweist und/oder der Austausch der Steuerkette, welcher beispielsweise in einer Werkstatt durchgeführt werden kann. Kunden des Kraftfahrzeugs, welche ein besonders kritisches Fahrprofil aufweisen sind für gewöhnlich besonders selten. Zur Absicherung kann es dennoch erforderlich sein die besonders kostenintensiven Maßnahmen bei allen hergestellten Verbrennungskraftmaschinen anzuwenden. Mittels des erfindungsgemäßen Schonbetriebsmodus können die besonders kostenintensiven Maßnahmen vermindert beziehungsweise vermieden werden, insbesondere, da der Schonbetriebsmodus nur bei den besonders kritischen Kundenprofilen aktiviert werden kann. Demnach kann mittels des erfindungsgemäßen Schonbetriebsmodus die weitere Längung der Steuerkette auf besonders vorteilhafte Weise besonders verlangsamt werden. Dadurch können der Kraftstoffverbrauch und Kosten der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeugs, insbesondere Herstellkosten, Wartungskosten und Betriebskosten, besonders gering gehalten werden. Eine insbesondere als Ausfallsicherheit bezeichnete Sicherheit des Kraftfahrzeugs kann besonders erhöht werden, da die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere die Steuerkette, gegenüber einem unerwarteten Verschleiß, insbesondere der Kettenlängung, abgesichert werden kann.The invention is based in particular on the following findings and considerations: The elongation of the timing chain can lead in particular to strength problems and/or tolerance problems with regard to control times and dynamic behavior of the chain drive. The control times can be understood in particular as opening times and/or closing times of the gas exchange valves. The dynamic behavior of the chain drive can be understood, for example, as vibrations of the chain drive, in particular torsional vibrations of the output shaft and/or the camshaft and/or vibrations of the timing chain, and/or an acceleration ability of the chain drive. The ability to accelerate can be defined as acceleration of the timing chain and/or the camshaft by means of the output shaft to a rotational speed, in particular from a rest position of the output shaft and/or the timing chain and/or the camshaft. The elongation of the timing chain can particularly increase the fuel consumption of the internal combustion engine or of the motor vehicle. Repairing and/or replacing the timing chain or the lengthened timing chain is particularly expensive. In order to also cover driving profiles that are described as particularly critical customer profiles, the further elongation of the timing chain can be slowed down or reduced or prevented by means of particularly cost-intensive measures. Driving the motor vehicle can be described as a particularly critical driving profile, for example, where the driving can have particularly high emissions of soot, in particular a particularly high soot load on the timing chain, and/or a particularly high number of starts or starting processes of the internal combustion engine. The particularly cost-intensive measures can be, for example, a timing chain made of a material, the material having a particularly high strength, in particular tensile strength, and/or the replacement of the timing chain, which can be carried out in a workshop, for example. Customers of the motor vehicle who have a particularly critical driving profile are usually particularly rare. To be on the safe side, however, it may be necessary to apply the particularly cost-intensive measures to all internal combustion engines that have been manufactured. The particularly cost-intensive measures can be reduced or avoided by means of the protection mode according to the invention, in particular since the protection mode can only be activated for the particularly critical customer profiles. Accordingly, the further elongation of the control chain can be particularly slowed down in a particularly advantageous manner by means of the protective operating mode according to the invention. As a result, the fuel consumption and costs of the internal combustion engine or of the motor vehicle, in particular manufacturing costs, maintenance costs and operating costs, can be kept particularly low. Safety of the motor vehicle, referred to in particular as failsafety, can be particularly increased since the internal combustion engine, in particular the timing chain, can be protected against unexpected wear and tear, in particular chain elongation.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schonbetriebsmodus, dass eine insbesondere als Startgeschwindigkeit bezeichnete Geschwindigkeit eines Startvorgangs zum Starten der Verbrennungskraftmaschine gegenüber dem Betriebsmodus reduziert ist. Mit anderen Worten ausgedrückt dauert der Startvorgang in dem Schonbetriebsmodus eine dritte Zeitspanne und in dem Betriebsmodus dauert der Startvorgang eine vierte Zeitspanne, wobei die dritte Zeitspanne größer ist als die vierte Zeitspanne. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt dauert der Startvorgang in dem Schonbetriebsmodus länger als in dem Betriebsmodus. Dadurch tritt in dem Schonbetriebsmodus eine geringere mechanische Belastung der Steuerkette auf als in dem Betriebsmodus, wodurch die weitere Längung der Steuerkette besonders vorteilhaft besonders verlangsamt werden kann. Demnach wird in dem Schonbetriebsmodus auf einen Schnellstart der Verbrennungskraftmaschine verzichtet, wobei unter dem Schnellstart ein besonders schnelles Starten der Verbrennungskraftmaschine zu verstehen ist.In a further embodiment of the invention, the protective operating mode includes that a speed of a starting process for starting the internal combustion engine, referred to in particular as the starting speed, is reduced compared to the operating mode. In other words, the starting process lasts a third period of time in the low-power mode and the starting process lasts a fourth period of time in the operating mode, the third period of time being greater than the fourth period of time. In other words, the starting process takes longer in the protective operating mode than in the operating mode. As a result, there is less mechanical stress on the control chain in the protective operating mode than in the operating mode, as a result of which further elongation of the control chain can be particularly advantageously slowed down. Accordingly, in the protective operating mode there is no quick start of the internal combustion engine, with quick start being understood to mean a particularly quick start of the internal combustion engine.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schonbetriebsmodus, dass in dem Schonbetriebsmodus trotz eines Erfülltseins eines Kriteriums, dessen Erfülltsein in dem Betriebsmodus zu einem automatischen Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine führt, ein automatisches Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine unterbleibt. Das automatische Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine kann beispielsweise während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs und während die Abtriebswelle stillsteht erfolgen, was insbesondere als Start-Stopp-Automatik oder Start-Stopp-System bezeichnet werden kann. Hierbei kann während des Stillstands des Kraftfahrzeugs die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert werden, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, um den Kraftstoffverbrauch besonders gering zu halten. Vorzugsweise wurde das Kraftfahrzeug unmittelbar vor dem Deaktivieren der Verbrennungskraftmaschine in den Stillstand verzögert. Insbesondere dann, wenn ein Fahrerwunsch das Starten der Verbrennungskraftmaschine vorsieht, wird die Verbrennungskraftmaschine gestartet. Das automatische Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine kann alternativ in einem als Segeln bezeichneten Zustand der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeugs erfolgen. Beim Segeln wird, während sich das Kraftfahrzeug fortbewegt und die Abtriebswelle stillsteht, die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert, um den Kraftstoffverbrauch besonders gering zu halten. Aufgrund des Fahrerwunsches kann die Verbrennungskraftmaschine erneut gestartet werden. In dem Schonbetriebsmodus wird das automatische Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine gegenüber dem Betriebsmodus zumindest vermindert. Dadurch können in dem Schonbetriebsmodus weniger Startvorgänge der Verbrennungskraftmaschine stattfinden als in dem Betriebsmodus, wodurch die mechanische Belastung der Steuerkette besonders gering gehalten wird. Dadurch kann die weitere Längung der Steuerkette besonders vorteilhaft besonders verlangsamt werden.In a preferred embodiment, the protective operating mode includes that in the protective operating mode the internal combustion engine is not automatically stopped and started despite a criterion being met, the fulfillment of which leads to automatic stopping and starting of the internal combustion engine in the operating mode. The internal combustion engine can be stopped and started automatically, for example, while the motor vehicle is stationary and while the output shaft is stationary, which can be referred to in particular as an automatic start-stop system or start-stop system. The internal combustion engine can be deactivated while the motor vehicle is stationary, in particular by means of the electronic computing device, in order to keep fuel consumption particularly low. The motor vehicle was preferably decelerated to a standstill immediately before the internal combustion engine was deactivated. The internal combustion engine is started in particular when the driver requests that the internal combustion engine be started. The automatic stopping and starting of the internal combustion engine can alternatively take place in a state of the internal combustion engine or of the motor vehicle that is referred to as coasting. When coasting, while the motor vehicle is moving and the output shaft is stationary, the internal combustion engine is deactivated in order to keep fuel consumption particularly low. The internal combustion engine can be restarted based on the driver's request. In the protection mode, the automatic stopping and starting of the internal combustion engine is at least reduced compared to the operating mode. As a result, fewer starting operations of the internal combustion engine can take place in the protective operating mode than in the operating mode, as a result of which the mechanical stress on the timing chain is kept particularly low. As a result, the further elongation of the timing chain can be particularly advantageously slowed down.

In weiterer Ausgestaltung weist die Verbrennungskraftmaschine einen Phasensteller auf, mittels welchem eine relative Winkellage zwischen der Abtriebswelle und der Nockenwelle einstellbar ist, wobei der Phasensteller dazu ausgebildet ist, eine relative Winkellage zwischen der Abtriebswelle und der Nockenwelle zu erfassen, und wobei die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet ist, die Längung der Steuerkette in Abhängigkeit von der mittels des Phasenstellers erfassten, relativen Winkellage zu ermitteln. Der Phasensteller kann insbesondere als ein Nockenwellenversteller, Nockenwellenphasensteller, Spannsystem oder als Verspannungseinrichtung bezeichnet werden und kann insbesondere als ein hydraulischer Phasensteller oder als ein elektromechanischer Phasensteller ausgebildet sein. Der hydraulische Phasensteller kann insbesondere als ein Flügelzellenversteller oder als ein Axialkolbenversteller ausgebildet sein. Der elektromechanische Phasensteller kann insbesondere ein Dreiwellengetriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, umfassen. Der Phasensteller ist bezogen auf den von der Abtriebswelle zu der Nockenwelle verlaufenden Drehmomentenfluss, über welchen das Drehmoment von der Abtriebswelle auf die Nockenwelle übertragbar ist, zwischen der Abtriebswelle und der Nockenwelle angeordnet, sodass der Drehmomentenfluss über den Phasensteller verläuft. Mittels Adaptionsdaten des Phasenstellers beziehungsweise Adaptionsdaten einer Ansteuerung des Phasenstellers ist die Längung beziehungsweise die weitere Längung der Steuerkette erfassbar, wobei die Ansteuerung des Phasensstellers beispielsweise von der elektronischen Recheneinrichtung gebildet sein kann. Die verschleißbedingte Längung der Steuerkette kann zu Festigkeits- und Toleranzproblemen des Kettentriebs und des Spannsystems, insbesondere des Phasenstellers, führen. Mittels des Phasenstellers und der elektronischen Recheneinrichtung kann die Längung beziehungsweise die weitere Längung der Steuerkette besonders vorteilhaft ermittelt werden.In a further configuration, the internal combustion engine has a phase adjuster, by means of which a relative angular position between the output shaft and the camshaft can be adjusted, the phase adjuster being designed to detect a relative angular position between the output shaft and the camshaft, and the electronic computing device being designed for this is to determine the elongation of the timing chain as a function of the relative angular position detected by the phase adjuster. The phase adjuster can be referred to in particular as a camshaft adjuster, camshaft phase adjuster, tensioning system or as a bracing device and can be designed in particular as a hydraulic phase adjuster or as an electromechanical phase adjuster. The hydraulic phase adjuster can be designed in particular as a vane cell adjuster or as an axial piston adjuster. The electromechanical phase adjuster can in particular include a three-shaft gear, for example a planetary gear. The phase adjuster is arranged between the output shaft and the camshaft in relation to the torque flow running from the output shaft to the camshaft, via which the torque can be transmitted from the output shaft to the camshaft, so that the torque flow runs via the phase adjuster. with The elongation or the further elongation of the control chain can be detected by means of adaptation data of the phase adjuster or adaptation data of an activation of the phase adjuster, wherein the activation of the phase adjuster can be formed by the electronic computing device, for example. The wear-related elongation of the timing chain can lead to strength and tolerance problems in the chain drive and the tensioning system, especially the phaser. The elongation or the further elongation of the control chain can be determined particularly advantageously by means of the phase adjuster and the electronic computing device.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Verbrennungskraftmaschine einen ersten Sensor, mittels welchem eine erste Drehstellung der Abtriebswelle erfassbar ist, und einen zweiten Sensor, mittels welchem eine zweite Drehstellung der Nockenwelle erfassbar ist. Der erste Sensor und/oder der zweite Sensor können insbesondere als ein Drehwinkelsensor, der beispielsweise als ein Inkrementalgeber ausgebildet sein kann, ausgeführt sein. Die erfasste erste Drehstellung und die erfasste zweite Drehstellung können an die elektronische Recheneinrichtung übertragen werden, wobei eine Übertragung von den Sensoren zu der elektronischen Recheneinrichtung leitungslos, insbesondere kabellos, erfolgen kann. Die elektronische Recheneinrichtung ist dazu ausgebildet, die Längung beziehungsweise die weitere Längung der Steuerkette in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen den Drehstellungen und in Abhängigkeit von der relativen Winkellage zu ermitteln. Mit anderen Worten ausgedrückt kann, falls die Differenz zwischen den Drehstellungen verschieden zu der mittels des Phasenstellers erfassbaren relativen Winkellage ist, die Längung der Steuerkette festgestellt werden. Dadurch kann die Längung beziehungsweise die weitere Längung der Steuerkette besonders vorteilhaft erfasst werden.In a further embodiment, the internal combustion engine comprises a first sensor, by means of which a first rotational position of the output shaft can be detected, and a second sensor, by means of which a second rotational position of the camshaft can be detected. The first sensor and/or the second sensor can be designed in particular as a rotation angle sensor, which can be embodied as an incremental encoder, for example. The detected first rotational position and the detected second rotational position can be transmitted to the electronic computing device, it being possible for transmission from the sensors to the electronic computing device to take place without wires, in particular wirelessly. The electronic computing device is designed to determine the elongation or further elongation of the timing chain as a function of a difference between the rotational positions and as a function of the relative angular position. In other words, if the difference between the rotational positions is different from the relative angular position that can be detected by means of the phaser, the elongation of the timing chain can be determined. As a result, the elongation or the further elongation of the timing chain can be detected in a particularly advantageous manner.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der Ermittlung der aus dem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine resultierenden Längung der Steuerkette die Verbrennungskraftmaschine aus dem Betriebsmodus in den Schonbetriebsmodus umzuschalten, wenn die ermittelte Längung einen ersten Schwellenwert überschreitet. Der erste Schwellenwert kann insbesondere als erste Schwelle bezeichnet werden. Der erste Schwellenwert kann alternativ als ein erster Schwellenbereich ausgebildet sein, der mehrere als Subschwellenwerte bezeichnete Unterschwellenwerte umfasst, wobei in den Subschwellenwerten voneinander verschiedene Maßnahmen zur Verlangsamung der weiteren Kettenlängung vorgenommen werden können. Beispielsweise kann bei dem ersten Subschwellenwert in dem Schonbetriebsmodus die Geschwindigkeit des Startvorgangs zum Starten der Verbrennungskraftmaschine gegenüber dem Betriebsmodus reduziert werden. Bei dem zweiten Subschwellenwert kann der Schonbetriebsmodus umfassen, dass in dem Schonbetriebsmodus trotz des Erfülltseins des Kriteriums, dessen Erfülltsein in dem Betriebsmodus zu dem automatischen Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine führt, das automatische Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine unterbleiben. Beispielsweise kann der zweite Subschwellenwert größer als der erste Subschwellenwert sein. Dadurch kann die weitere Längung der Steuerkette besonders vorteilhaft verlangsamt werden.In a preferred embodiment, the electronic computing device is designed to switch the internal combustion engine from the operating mode to the protection mode depending on the determination of the elongation of the timing chain resulting from the operating mode of the internal combustion engine if the determined elongation exceeds a first threshold value. The first threshold value can in particular be referred to as the first threshold. The first threshold value can alternatively be in the form of a first threshold range, which comprises a plurality of sub-threshold values, referred to as sub-threshold values, it being possible for different measures to slow down further chain elongation to be implemented in the sub-threshold values. For example, in the case of the first sub-threshold value in the protective operating mode, the speed of the starting process for starting the internal combustion engine can be reduced compared to the operating mode. For the second sub-threshold value, the protective operating mode can include the automatic stopping and starting of the internal combustion engine being omitted in the protective operating mode despite the fulfillment of the criterion whose fulfillment in the operating mode leads to the automatic stopping and starting of the internal combustion engine. For example, the second sub-threshold may be greater than the first sub-threshold. As a result, the further elongation of the timing chain can be slowed down in a particularly advantageous manner.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet, eine Ausgabe eines Hinweissignals über eine Wiedergabeeinrichtung zu bewirken, wenn die weitere Längung der Steuerkette einen gegenüber dem ersten Schwellenwert größeren, zweiten Schwellenwert überschreitet, was insbesondere als Warnfunktion bezeichnet werden kann. Das Hinweissignal kann insbesondere als Warnsignal bezeichnet werden und kann Insassen des Kraftfahrzeugs, insbesondere einem Fahrer des Kraftfahrzeugs, mittels der Wiedergabeeinrichtung, die insbesondere als Ausgabeeinrichtung bezeichnet werden kann, signalisiert werden. Bei dem Hinweissignal kann es sich beispielsweise um ein optisches Signal, insbesondere eine Warnlampe oder eine Warnleuchte, und/oder ein akustisches Signal, insbesondere einen Warnton, handeln. Vorzugsweise sieht der zweite Schwellenwert einen Austausch der Steuerkette beziehungsweise eine Reparatur der Steuerkette vor, wobei der Austausch beziehungsweise die Reparatur beispielsweise in einer Werkstatt erfolgen kann. Mit anderen Worten ausgedrückt sieht der zweite Schwellenwert ein Zuführen des Kraftfahrzeugs einer Werkstatt beziehungsweise einem Service mit Kettentausch vor. Dadurch kann, insbesondere als Reaktion auf unvorhergesehenes Verschleißverhalten der Steuerkette, eine sichere Funktion der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden.In a preferred embodiment, the electronic computing device is designed to output an information signal via a display device if the further elongation of the control chain exceeds a second threshold value that is greater than the first threshold value, which can be referred to in particular as a warning function. The information signal can in particular be referred to as a warning signal and can be signaled to occupants of the motor vehicle, in particular a driver of the motor vehicle, by means of the display device, which can in particular be referred to as an output device. The information signal can be, for example, an optical signal, in particular a warning lamp or a warning light, and/or an acoustic signal, in particular a warning tone. The second threshold value preferably provides for the timing chain to be replaced or the timing chain repaired, with the replacement or repair being able to take place in a workshop, for example. In other words, the second threshold value provides for the motor vehicle to be taken to a workshop or to a service with chain replacement. As a result, a reliable functioning of the internal combustion engine or the motor vehicle can be ensured, in particular as a reaction to unforeseen wear behavior of the timing chain.

In weiterer Ausgestaltung ist die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet, eine Fahrt beziehungsweise eine Weiterfahrt des Kraftfahrzeugs zu unterbinden, wenn die weitere Längung der Steuerkette einen gegenüber dem zweiten Schwellenwert größeren dritten Schwellenwert überschreitet. Dadurch kann bei einer besonders ausgeprägten Längung der Steuerkette eine insbesondere als Fahrzeugsicherheit oder Fahrsicherheit bezeichnete Sicherheit der Insassen des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden und/oder eine Beschädigung der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeugs vermieden werden.In a further refinement, the electronic computing device is designed to prevent the motor vehicle from driving or continuing to drive if the further elongation of the timing chain exceeds a third threshold value which is greater than the second threshold value. As a result, in the event of a particularly pronounced elongation of the timing chain, the safety of the occupants of the motor vehicle, referred to in particular as vehicle safety or driving safety, can be guaranteed and/or damage to the internal combustion engine or the motor vehicle can be avoided.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, Nutzkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle which has an internal combustion engine according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa. The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, commercial vehicle or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine eine Abtriebswelle, über welche das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist und wenigstens eine von der Abtriebswelle über eine Steuerkette antreibbare Nockenwelle aufweist, wobei mittels einer elektronischen Recheneinrichtung eine aus einem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine resultierende Längung der Steuerkette ermittelt wird. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung kann in Abhängigkeit von der Ermittlung der aus dem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine resultierenden Längung der Steuerkette die Verbrennungskraftmaschine aus dem Betriebsmodus in einen von dem Betriebsmodus unterschiedlichen Schonbetriebsmodus umgeschaltet werden und in dem Schonbetriebsmodus betrieben werden, durch welchen eine weitere Längung der Steuerkette gegenüber dem Betriebsmodus zumindest verlangsamt wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A third aspect of the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, in which the internal combustion engine has an output shaft, via which the motor vehicle can be driven by means of the internal combustion engine, and at least one camshaft which can be driven by the output shaft via a timing chain, with an electronic computing device elongation of the timing chain resulting from an operating mode of the internal combustion engine is determined. Depending on the determination of the elongation of the timing chain resulting from the operating mode of the internal combustion engine, the electronic computing device can be used to switch the internal combustion engine from the operating mode to a protective operating mode that differs from the operating mode and be operated in the protective operating mode, through which a further elongation of the control chain compared to the Operating mode is at least slowed down. Advantages and advantageous configurations of the first aspect and the second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the third aspect of the invention and vice versa.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified, but also in other combinations or on their own.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine; und
2 ein Diagramm mit einer typischen Gaußverteilung einer relativen Häufigkeit einer Längung einer Steuerkette.

The invention will now be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawings. Show it:

1 a schematic front view of an internal combustion engine according to the invention; and
2 a diagram with a typical Gaussian distribution of a relative frequency of an elongation of a control chain.

1 zeigt in einer schematischen Vorderansicht eine Verbrennungskraftmaschine 1 für ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgeführt ist. Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist eine Abtriebswelle 2 auf, über welche das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine 1 antreibbar ist, wobei die Abtriebswelle 2 insbesondere als Kurbelwelle ausgebildet sein kann. Die Verbrennungskraftmaschine 1 umfasst wenigstens einen Brennraum, einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt und einen von einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 durchströmbaren Abgastrakt. In dem Brennraum finden Verbrennungsvorgänge eines Kraftstoff-Luft-Gemisches statt, woraus das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 resultiert. Über den Ansaugtrakt kann dem Brennraum Luft zugeführt werden, über den Abgastrakt kann die Luft aus dem Brennraum abgeführt werden. Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist wenigstens eine von der Abtriebswelle 2 über eine Steuerkette 3 antreibbare Nockenwelle 4 auf. Mittels der Steuerkette 3 kann ein Drehmoment der Abtriebswelle 2 auf die Nockenwelle 4 übertragen werden, wobei die Steuerkette 3 in einem von der Abtriebswelle 2 zu der Nockenwelle 4 verlaufenden Drehmomentenfluss zwischen der Abtriebswelle 2 und der Nockenwelle 4 angeordnet ist, wodurch das Drehmoment über die Steuerkette 3 verläuft. Mittels der Nockenwelle 4 können dem Brennraum zugeordnete Gaswechselventile betätigt, insbesondere geöffnet und/oder geschlossen, werden. Die Gaswechselventile können insbesondere als Einlassventile und/oder als Auslassventile ausgebildet sein. 1 shows a schematic front view of an internal combustion engine 1 for a motor vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck. The internal combustion engine 1 has an output shaft 2, via which the motor vehicle can be driven by means of the internal combustion engine 1, with the output shaft 2 being able to be designed in particular as a crankshaft. The internal combustion engine 1 comprises at least one combustion chamber, an intake duct through which air can flow and an exhaust duct through which an exhaust gas of the internal combustion engine 1 can flow. Combustion processes of a fuel-air mixture take place in the combustion chamber, from which the exhaust gas of the internal combustion engine 1 results. Air can be supplied to the combustion chamber via the intake tract, and the air can be discharged from the combustion chamber via the exhaust tract. The internal combustion engine 1 has at least one camshaft 4 that can be driven by the output shaft 2 via a timing chain 3 . A torque of the output shaft 2 can be transmitted to the camshaft 4 by means of the timing chain 3, the timing chain 3 being arranged in a torque flow running from the output shaft 2 to the camshaft 4 between the output shaft 2 and the camshaft 4, whereby the torque via the timing chain 3 runs. Gas exchange valves assigned to the combustion chamber can be actuated, in particular opened and/or closed, by means of the camshaft 4 . The gas exchange valves can be designed in particular as inlet valves and/or as outlet valves.

Die Verbrennungskraftmaschine 1 kann beispielsweise mittels einer elektrischen Maschine gestartet werden. Bei einem Start der Verbrennungskraftmaschine 1 wird die Verbrennungskraftmaschine 1 von einem deaktivierten Zustand in einen aktivierten Zustand überführt. Bei einer Deaktivierung der Verbrennungskraftmaschine 1, was insbesondere als Abschalten oder Stoppen bezeichnet werden kann, wird die Verbrennungskraftmaschine 1 von dem aktivierten Zustand in den deaktivierten Zustand überführt. In dem deaktivierten Zustand unterbleiben die Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum und in dem aktivierten Zustand finden die Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum statt.The internal combustion engine 1 can be started, for example, by means of an electric machine. When the internal combustion engine 1 is started, the internal combustion engine 1 is transferred from a deactivated state to an activated state. When the internal combustion engine 1 is deactivated, which can in particular be referred to as switching off or stopping, the internal combustion engine 1 is transferred from the activated state to the deactivated state. In the deactivated state, the combustion processes in the combustion chamber do not take place and in the activated state, the combustion processes in the combustion chamber take place.

Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist eine elektronische Recheneinrichtung 5 zur Ermittlung einer aus einem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine 1 resultierenden Längung der Steuerkette 3 auf. Die elektronische Recheneinrichtung 5 kann insbesondere als ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Unter dem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine 1 kann insbesondere ein Normalbetriebsmodus verstanden werden. Unter der Längung der Steuerkette 3, die insbesondere als Kettenlängung bezeichnet werden kann, kann insbesondere verstanden werden, dass eine Länge der Steuerkette 3 größer ist als eine ursprüngliche Länge der Steuerkette 3.The internal combustion engine 1 has an electronic computing device 5 for determining an elongation of the timing chain 3 resulting from an operating mode of the internal combustion engine 1 . The electronic computing device 5 can be designed in particular as a control unit of the motor vehicle. The operating mode of the internal combustion engine 1 can be understood in particular as a normal operating mode. The elongation of the timing chain 3, which can be referred to in particular as chain elongation, can be understood in particular to mean that a length of the timing chain 3 is greater than an original length of the timing chain 3.

Um eine weitere Längung der Steuerkette 3 auf besonders vorteilhafte Weise besonders zu verlangsamen, ist die elektronische Recheneinrichtung 5 dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der Ermittlung der aus dem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine 1 resultierenden Längung der Steuerkette 3 die Verbrennungskraftmaschine 1 aus dem Betriebsmodus in einen von dem Betriebsmodus unterschiedlichen Schonbetriebsmodus umzuschalten und in dem Schonbetriebsmodus zu betreiben, durch welchen die weitere Längung der Steuerkette 3 gegenüber dem Betriebsmodus zumindest verlangsamt ist. Mit anderen Worten ausgedrückt kann in dem Schonbetriebsmodus eine erste Längung der Steuerkette 3 in einer ersten Zeitspanne ablaufen und in dem Betriebsmodus kann die erste Längung der Steuerkette 3 in einer zweiten Zeitspanne ablaufen, wobei die erste Zeitspanne größer als die zweite Zeitspanne ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann in dem Schonbetriebsmodus die erste Längung der Steuerkette 3 in der ersten Zeitspanne ablaufen und in dem Betriebsmodus eine zweite Längung der Steuerkette 3 in der ersten Zeitspanne ablaufen, wobei die zweite Längung größer als die erste Längung ist. Durch den Schonbetriebsmodus kann die weitere Längung der Steuerkette 3 besonders vorteilhaft besonders verlangsamt werden, wodurch eine insbesondere als Ausfallsicherheit bezeichnete Sicherheit des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden kann und/oder Kosten des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 1, insbesondere Herstellungskosten, Wartungskosten und/oder Betriebskosten, besonders gering gehalten werden können.In order to slow down further elongation of the timing chain 3 in a particularly advantageous manner, the electronic computing device 5 is designed to switch the internal combustion engine 1 from the operating mode to one of the Switch operating mode different gentle mode and to operate in the gentle mode, through which the further elongation of the control chain 3 compared to the operating mode is at least slowed down. In other words, in the protective operating mode a first elongation of the timing chain 3 can take place in a first period of time and in the operating mode the first elongation of the timing chain 3 can take place in a second period of time, the first period of time being longer than the second period of time. In other words, the first elongation of the timing chain 3 can take place in the first time period in the protective operating mode and a second elongation of the timing chain 3 can take place in the first time period in the operating mode, the second elongation being greater than the first elongation. The further elongation of the timing chain 3 can be particularly advantageously slowed down by the protective operating mode, as a result of which the safety of the motor vehicle, referred to in particular as failsafety, can be particularly increased and/or the costs of the motor vehicle or the internal combustion engine 1, in particular manufacturing costs, maintenance costs and/or operating costs, in particular can be kept low.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schonbetriebsmodus, dass eine Geschwindigkeit eines Startvorgangs zum Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 gegenüber dem Betriebsmodus reduziert ist. Mit anderen Worten ausgedrückt kann in dem Schonbetriebsmodus der Startvorgang eine dritte Zeitspanne andauern und in dem Betriebsmodus kann der Startvorgang eine vierte Zeitspanne andauern, wobei die dritte Zeitspanne größer als die vierte Zeitspanne ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt dauert der Startvorgang in dem Schonbetriebsmodus länger als in dem Betriebsmodus. Dadurch kann eine mechanische Belastung der Steuerkette 3 besonders gering gehalten werden, wodurch die weitere Längung der Steuerkette 3 besonders vorteilhaft besonders verlangsamt werden kann.In a preferred embodiment of the invention, the protection mode includes that a speed of a starting process for starting the internal combustion engine 1 is reduced compared to the operating mode. In other words, the starting process can last a third period of time in the protection mode and the starting process can last a fourth period of time in the operating mode, the third period of time being greater than the fourth period of time. In other words, the starting process takes longer in the protective operating mode than in the operating mode. As a result, a mechanical load on the timing chain 3 can be kept particularly low, as a result of which the further elongation of the timing chain 3 can be particularly advantageously slowed down.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schonbetriebsmodus, dass in dem Schonbetriebsmodus trotz eines Erfülltseins eines Kriteriums, dessen Erfülltsein in dem Betriebsmodus zu einem automatischen Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 führt, das automatische Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 unterbleibt. Das automatische Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 kann beispielsweise bei einem Stillstand des Kraftfahrzeugs und bei stillstehender Abtriebswelle 2 erfolgen, was insbesondere als Start-Stopp-Automatik oder Start-Stopp-System bezeichnet werden kann. Das automatische Stoppen und Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 kann in einem als Segeln bezeichneten Zustand der Verbrennungskraftmaschine 1 beziehungsweise des Kraftfahrzeugs erfolgen, wobei beim Segeln sich das Kraftfahrzeug fortbewegt und die Abtriebswelle 2 stillsteht. Eine Anzahl der automatischen Stopp- und Startvorgänge kann in dem Schonbetriebsmodus geringer sein als in dem Betriebsmodus. Dadurch kann die mechanische Belastung der Steuerkette 3 besonders vermindert werden, wodurch die weitere Längung der Steuerkette 3 besonders langsam verläuft.In a particularly preferred embodiment, the protective operating mode includes that in the protective operating mode, the automatic stopping and starting of the internal combustion engine 1 is omitted despite a criterion being met, the fulfillment of which in the operating mode leads to an automatic stopping and starting of the internal combustion engine 1 . The automatic stopping and starting of the internal combustion engine 1 can take place, for example, when the motor vehicle is stationary and the output shaft 2 is stationary, which can be referred to in particular as a start-stop automatic or start-stop system. The internal combustion engine 1 can be stopped and started automatically when the internal combustion engine 1 or the motor vehicle is in a state referred to as coasting, with the motor vehicle moving on coasting and the output shaft 2 standing still. A number of automatic stop and start operations may be fewer in the saver mode than in the run mode. As a result, the mechanical stress on the timing chain 3 can be particularly reduced, as a result of which the further elongation of the timing chain 3 is particularly slow.

Vorzugsweise weist die Verbrennungskraftmaschine 1 einen Phasensteller 6 auf, mittels welchem eine relative Winkellage zwischen der Abtriebswelle 2 und der Nockenwelle 4 einstellbar ist, wobei der Phasensteller 6 dazu ausgebildet ist, die relative Winkellage zwischen der Abtriebswelle 2 und der Nockenwelle 4 zu erfassen. Der Phasensteller 6 ist bezogen auf den von der Abtriebswelle 2 zu der Nockenwelle 4 verlaufenden Drehmomentenfluss, über welchen das Drehmoment von der Abtriebswelle 2 auf die Nockenwelle 4 übertragbar ist, zwischen der Abtriebswelle 2 und der Nockenwelle 4 angeordnet, sodass der Drehmomentenfluss über den Phasensteller 6 verläuft. Die elektronische Recheneinrichtung 5 ist dazu ausgebildet, die Längung der Steuerkette 3 in Abhängigkeit von der mittels des Phasenstellers 6 erfassten, relativen Winkellage zu ermitteln. Die Längung der Steuerkette 3 kann mittels Adaptionsdaten des Phasenstellers 6 beziehungsweise mittels Adaptionsdaten einer Ansteuerung des Phasenstellers 6 erfasst werden, wobei die Ansteuerung von der elektronischen Recheneinrichtung 5 gebildet sein kann. Dadurch kann die Längung der Steuerkette 3 besonders vorteilhaft ermittelt werden.Internal combustion engine 1 preferably has a phase adjuster 6, by means of which a relative angular position between output shaft 2 and camshaft 4 can be adjusted, phase adjuster 6 being designed to detect the relative angular position between output shaft 2 and camshaft 4. The phase adjuster 6 is arranged between the output shaft 2 and the camshaft 4 in relation to the torque flow running from the output shaft 2 to the camshaft 4, via which the torque can be transmitted from the output shaft 2 to the camshaft 4, so that the torque flow via the phase adjuster 6 runs. The electronic computing device 5 is designed to determine the elongation of the timing chain 3 as a function of the relative angular position detected by the phase adjuster 6 . The elongation of the control chain 3 can be detected by means of adaptation data from the phase adjuster 6 or by means of adaptation data from an actuation of the phase adjuster 6 , with the actuation being able to be formed by the electronic computing device 5 . As a result, the elongation of the timing chain 3 can be determined particularly advantageously.

In weiterer Ausgestaltung weist die Verbrennungskraftmaschine 1 einen ersten Sensor 7, mittels welchem eine erste Drehstellung der Abtriebswelle 2 erfassbar ist, und einen zweiten Sensor 8 auf, mittels welchem eine zweite Drehstellung der Nockenwelle 4 erfassbar ist. Die Sensoren 7, 8 können als Drehwinkelsensoren, insbesondere als Inkrementalgeber, ausgeführt sein. Die elektronische Recheneinrichtung 5 ist dazu ausgebildet, die Längung der Steuerkette 3 in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen den Drehstellungen und in Abhängigkeit von der relativen Winkellage zu ermitteln. Mit anderen Worten ausgedrückt kann die Längung der Steuerkette 3 erfasst werden, falls die Differenz zwischen den Drehstellungen verschieden zu der mittels des Phasenstellers 6 ermittelten relativen Winkellage ist. Dadurch kann die weitere Längung der Steuerkette 3 besonders vorteilhaft erfasst werden.In a further embodiment, the internal combustion engine 1 has a first sensor 7, by means of which a first rotational position of the output shaft 2 can be detected, and a second sensor 8, by means of which a second rotational position of the camshaft 4 can be detected. The sensors 7, 8 can be designed as angle of rotation sensors, in particular as incremental encoders. The electronic computing device 5 is designed to determine the elongation of the timing chain 3 as a function of a difference between the rotational positions and as a function of the relative angular position. In other words, the elongation of the timing chain 3 can be detected if the difference between the rotational positions is different from the relative angular position determined by means of the phase adjuster 6 . As a result, the further elongation of the timing chain 3 can be detected in a particularly advantageous manner.

2 zeigt ein Diagramm 9 einer typischen Gaußverteilung, wobei in dem Diagramm 9 eine relative Häufigkeit 10 der Längung der Steuerkette 3 über der Kettenlängung 11 aufgetragen ist. Ein Maximum der relativen Häufigkeit 12 befindet sich bei einer mittleren Längung 13 der Steuerkette 3. Vorzugsweise ist die elektronische Recheneinrichtung 5 dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der Ermittlung der aus dem Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine 1 resultierenden Längung der Steuerkette 3 die Verbrennungskraftmaschine 1 aus dem Betriebsmodus in den Schonbetriebsmodus umzuschalten, wenn die ermittelte Längung einen ersten Schwellenwert 14 überschreitet. Wie aus dem Diagramm 9 ersichtlich, kann der erste Schwellenwert 14 größer als die mittlere Längung 13 sein und eine erste relative Häufigkeit 15, mit welcher der erste Schwellenwert 14 auftritt, kann kleiner sein als das Maximum der relativen Häufigkeit 12. 2 shows a diagram 9 of a typical Gaussian distribution, a relative frequency 10 of the elongation of the timing chain 3 being plotted against the chain elongation 11 in the diagram 9 . A maximum of the relative frequency 12 is at an average elongation 13 of the timing chain 3. The electronic computing device 5 is preferably designed to, depending on the determination of the elongation of the timing chain 3 resulting from the operating mode of the internal combustion engine 1, the internal combustion engine 1 from the operating mode in to switch over to the protective mode when the determined elongation exceeds a first threshold value 14 . As can be seen from Diagram 9, the first threshold value 14 can be greater than the mean elongation 13 and a first relative frequency 15, with which the first threshold value 14 occurs, can be smaller than the maximum of the relative frequency 12.

Vorzugsweise ist die elektronische Recheneinrichtung 5 dazu ausgebildet, eine Ausgabe eines Hinweissignals über eine Wiedergabeeinrichtung zu bewirken, wenn die weitere Längung der Steuerkette 3 einen gegenüber dem ersten Schwellenwert 14 größeren, zweiten Schwellenwert 16 überschreitet. Aus dem Diagramm 9 geht hervor, dass eine zweite relative Häufigkeit 17, mit welcher der zweite Schwellenwert 16 auftritt, geringer sein kann als die erste relative Häufigkeit 15. Mittels des Hinweissignals kann Insassen des Kraftfahrzeugs beziehungsweise einem Fahrer des Kraftfahrzeugs signalisiert werden, dass ein Austausch der Steuerkette 3 beziehungsweise eine Reparatur der Steuerkette 3 erforderlich ist. Dadurch kann die Ausfallsicherheit des Kraftfahrzeugs besonders erhöht und Kosten des Kraftfahrzeugs besonders gering gehalten werden, da das Kraftfahrzeug, bevor es zu einer Beschädigung der Steuerkette 3 beziehungsweise des Kraftfahrzeugs kommt, der Werkstatt beziehungsweise einem Service mit Kettentausch zugeführt wird.The electronic computing device 5 is preferably designed to bring about an output of a notification signal via a display device if the further elongation of the control chain 3 exceeds a second threshold value 16 which is greater than the first threshold value 14 . Diagram 9 shows that a second relative frequency 17, with which the second threshold value 16 occurs, can be lower than the first relative frequency 15. The information signal can be used to signal occupants of the motor vehicle or a driver of the motor vehicle that an exchange of the timing chain 3 or a repair of the timing chain 3 is required. As a result, the reliability of the motor vehicle can be particularly increased and the costs of the motor vehicle can be kept particularly low, since the motor vehicle is taken to the workshop or a service with chain replacement before the timing chain 3 or the motor vehicle is damaged.

In weiterer Ausgestaltung ist die elektronische Recheneinrichtung 5 dazu ausgebildet, eine Fahrt beziehungsweise eine Weiterfahrt des Kraftfahrzeugs zu unterbinden, wenn die weitere Längung der Steuerkette 3 einen gegenüber dem zweiten Schwellenwert 16 größeren, dritten Schwellenwert 18 überschreitet. Dadurch kann das Kraftfahrzeug beziehungsweise die Verbrennungskraftmaschine 1 vor einer Beschädigung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 1 besonders vorteilhaft bewahrt werden und somit die Ausfallsicherheit und/oder eine Fahrsicherheit des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden. Aus dem Diagramm 9 geht hervor, dass der dritte Schwellenwert 18 mit einer dritten relativen Häufigkeit 19 auftritt, welche geringer ist als die zweite relative Häufigkeit 17.In a further refinement, the electronic computing device 5 is designed to prevent the motor vehicle from driving or continuing to drive if the further elongation of the timing chain 3 exceeds a third threshold value 18 which is greater than the second threshold value 16 . As a result, the motor vehicle or the internal combustion engine 1 can be particularly advantageously protected against damage to the motor vehicle or the internal combustion engine 1 and thus the reliability and/or driving safety of the motor vehicle can be particularly increased. Diagram 9 shows that the third threshold value 18 occurs with a third relative frequency 19, which is lower than the second relative frequency 17.

BezugszeichenlisteReference List

11: Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
22: Abtriebswelleoutput shaft
33: Steuerkettetiming chain
44: Nockenwellecamshaft
55: elektronische Recheneinrichtungelectronic computing device
66: Phasenstellerphaser
77: erster Sensorfirst sensor
88th: zweiter Sensorsecond sensor
99: Diagrammdiagram
1010: relative Häufigkeitrelative frequency
1111: Kettenlängungchain elongation
1212: Maximum der relativen HäufigkeitMaximum relative frequency
1313: mittlere Längungmedium elongation
1414: erster Schwellenwertfirst threshold
1515: erste relative Häufigkeitfirst relative frequency
1616: zweiter Schwellenwertsecond threshold
1717: zweite relative Häufigkeitsecond relative frequency
1818: dritter Schwellenwertthird threshold
1919: dritte relative Häufigkeitthird relative frequency

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 10155199 A1 [0002]
DE 102018221590 A1 [0003]

Claims

Internal combustion engine (1) for a motor vehicle, with an output shaft (2) via which the motor vehicle can be driven by means of the internal combustion engine (1), with at least one camshaft (4) which can be driven by the output shaft (2) via a timing chain (3), and with an electronic computing device (5) for determining an elongation of the timing chain (3) resulting from an operating mode of the internal combustion engine (1), characterized in that the electronic computing device (5) is designed to, depending on the determination of the Internal combustion engine (1) resulting elongation of the timing chain (3) to switch the internal combustion engine (1) from the operating mode to a different from the operating mode protection mode and to operate in the protection mode, through which a further elongation of the control chain (3) compared to the operating mode is at least slowed down .

Internal combustion engine (1) after claim 1 , characterized in that the protective operating mode includes that a speed of a starting process for starting the internal combustion engine (1) is reduced compared to the operating mode.

Internal combustion engine (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the protective operating mode includes that in the protective operating mode, despite a criterion being met, the fulfillment of which in the operating mode leads to an automatic stopping and starting of the internal combustion engine (1), the internal combustion engine (1) does not stop and start automatically.

Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (1) has a phase adjuster (6) by means of which a relative angular position between the output shaft (2) and the camshaft (4) can be adjusted, the phase adjuster ( 6) is designed to detect a relative angular position between the output shaft (2) and the camshaft (4), and wherein the electronic computing device (5) is designed to determine the elongation of the timing chain (3) as a function of the phase adjuster (6) to determine the detected relative angular position.

Internal combustion engine (1) after claim 4 , characterized by : - a first sensor (7) by means of which a first rotational position of the output shaft (2) can be detected; and - a second sensor (8) by means of which a second rotational position of the camshaft (4) can be detected, the electronic computing device (5) being designed to calculate the elongation of the timing chain (3) as a function of a difference between the rotational positions and in Determine dependence on the relative angular position.

Internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic computing device (6) is designed to, depending on the determination of the elongation of the timing chain (3) resulting from the operating mode of the internal combustion engine (1), the internal combustion engine (1) switch from the operating mode to the gentle operating mode if the determined elongation exceeds a first threshold value (14).

Internal combustion engine (1) after claim 6 , characterized in that the electronic computing device (6) is designed to bring about an output of a notification signal via a display device if the further elongation of the control chain (3) exceeds a second threshold value (16) that is greater than the first threshold value (14). .

Motor vehicle with an internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims.

Method for operating an internal combustion engine (1) of a motor vehicle, in which the internal combustion engine (1) has an output shaft (2) via which the motor vehicle can be driven by means of the internal combustion engine (1) and at least one of the output shaft (2) via a timing chain (3 ) has a drivable camshaft (4), an elongation of the timing chain (3) resulting from an operating mode of the internal combustion engine (1) being determined by means of an electronic computing device (6), characterized in that by means of the electronic computing device (5) depending on the Determination of the elongation of the timing chain (3) resulting from the operating mode of the internal combustion engine (1), the internal combustion engine (1) is switched from the operating mode to a protective operating mode that differs from the operating mode and is operated in the protective operating mode, through which a further elongation of the timing chain (3) compared to the Operating mode is at least slowed down.