WO2018077370A1 - Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen kraftwagen - Google Patents

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WO2018077370A1
WO2018077370A1 PCT/EP2016/001765 EP2016001765W WO2018077370A1 WO 2018077370 A1 WO2018077370 A1 WO 2018077370A1 EP 2016001765 W EP2016001765 W EP 2016001765W WO 2018077370 A1 WO2018077370 A1 WO 2018077370A1
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diagnostic
line
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Bernd Regenthal
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    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine, in particular for a
  • Such an internal combustion engine in particular for a motor vehicle such as a passenger car, is already known from DE 10 201 1 086 361 A1 as known.
  • the internal combustion engine has one of air
  • the internal combustion engine has at least one sensor arranged in the intake tract, by means of which a pressure in the intake tract can be detected.
  • the sensor is designed as a pressure sensor, by means of which a pressure prevailing in the intake tract is detected. This pressure is effected in particular by the air flowing through the intake tract or taken up in the intake tract.
  • the internal combustion engine further comprises at least one housing element, which has at least one receiving space for at least partially receiving at least one shaft of the internal combustion engine.
  • the shaft is, for example, an output shaft via which the
  • the output shaft is for example a crankshaft, in which case the
  • Internal combustion engine is designed as a reciprocating internal combustion engine.
  • the housing element may thus be a crankcase in which the crankshaft is at least partially received.
  • the shaft is rotatably supported, for example, on the housing element about an axis of rotation relative to the housing element.
  • the internal combustion engine comprises at least one
  • Vent line which is fluidly connected on the one hand with the intake and on the other hand with the receiving space.
  • a gas from the receiving space can be discharged and introduced into the intake tract.
  • the vent line may be in particular part of a so-called crankcase ventilation, by means of which gas in the form of so-called blow-by or blow-by gas from the
  • the receiving space is for example a so-called crankcase of the crankcase.
  • the components are introduced together with the gas in the intake tract.
  • the air flowing through the intake tract can take along the gas introduced into the intake tract and thus the constituents contained in the gas and transport it into the combustion chamber designed, for example, as a cylinder.
  • the constituents or the gas can thus take part in a combustion process in the combustion chamber and then flow through an exhaust tract and in particular an exhaust gas aftertreatment device of the internal combustion engine arranged in the exhaust tract.
  • DE 103 20 054 A1 discloses a method for operating an internal combustion engine, with a suction pipe and a ventilation channel of a vent, in particular a tank or crankcase ventilation, the suction pipe of the
  • Internal combustion engine is supplied. It is provided that at least one pressure difference between on the one hand an intake manifold pressure or ambient pressure or an ambient pressure and on the other hand, a pressure in the vent channel is determined and that a fault of the vent is diagnosed depending on the at least one pressure difference.
  • Object of the present invention is to develop an internal combustion engine of the type mentioned in such a way that a particularly simple
  • Vent line can be realized according to the invention a diagnostic device is provided, which at least one at least a length range of
  • the diagnostic device further comprises at least one arranged between the Hüll ein and the length range diagnostic space and a diagnostic line, which is connected on the one hand to the diagnostic room and on the other hand to the intake system fluidly.
  • the diagnostic device further comprises the sensor, by means of which at least one arranged in the length range leakage of the vent line can be detected.
  • the sheath line surrounds the vent line completely, for example, in the circumferential direction of the vent line, wherein it is further preferably provided that the envelope line at least partially, in particular predominantly or even completely surrounds the vent line with respect to the longitudinal extent of the vent line.
  • the envelope surrounds the vent line in such a way that the envelope is spaced from the vent line, so that between the vent line of the envelope of the
  • the diagnostic room is formed.
  • the diagnostic room is a control volume or is used as a control volume.
  • Diagnostic line is fluidly connected to the intake.
  • the prevailing in the intake pressure, which is detected by the sensor or is detectable, for example, is a so-called intake manifold pressure, since the sensor, for example, arranged in a suction arranged in the intake manifold and the diagnostic line is fluidly connected to the suction pipe.
  • Housing element can be avoided.
  • the idea underlying the invention is to provide a double function to the already existing sensor arranged in the intake tract.
  • the sensor is used to detect the pressure prevailing in the intake manifold.
  • the sensor is used to detect any leakage of the vent line.
  • Vent line is designed as an external line and in particular as an external full load vent path.
  • an external line In the case of the internal combustion engine according to the invention, a particularly simple diagnosis of the external line or the external full-load ventilation path is possible. Under such an external line is to be understood that the vent line or the venting of the receiving space is not in the
  • vent or vent line extends, for example, outside of the housing, in particular outside the vent or vent line
  • the drawing shows in the single FIGURE is a schematic representation of a
  • the single FIGURE shows a schematic representation of a
  • Internal combustion engine 10 for a motor vehicle in particular a
  • the internal combustion engine 10 comprises a housing element 12, which in the present case is designed as a cylinder crankcase.
  • Cylinder crankcase has a plurality of combustion chambers in the form of cylinders 14.
  • the internal combustion engine 10 comprises exactly four cylinders 14, which are arranged in series.
  • the internal combustion engine 10 is formed as a four-cylinder in-line engine.
  • the internal combustion engine 10 further comprises an output shaft, not visible in the figure, which is rotatably mounted on the cylinder crankcase (housing element 12) about an axis of rotation relative to the housing element 12.
  • a piston which can not be seen in the figure, is received in a translationally movable manner, with the respective piston being articulated to the crankshaft via a connecting rod.
  • this articulated coupling the translational movements of the respective piston can be converted into a rotational movement of the crankshaft about its axis of rotation.
  • the internal combustion engine 10 comprises an air intake air intake tract 16, by means of which the intake air 16 flowing through the air to the cylinders 14 is guided.
  • a suction pipe 18 is arranged, which - as in
  • an air filter 20 is further arranged, by means of which the air is filtered.
  • the cylinders 14 thus receive the air flowing through the intake tract 16 as well as fuel, in particular liquid fuel. From this supply results in a respective fuel-air mixture in the cylinder 14. This fuel-air mixture is burned, resulting in exhaust gas of the internal combustion engine 10 results.
  • Internal combustion engine 10 has an exhaust gas tract 22 through which the exhaust gas can flow, by means of which the exhaust gas is discharged from the cylinders 14.
  • the internal combustion engine 10 includes an exhaust gas turbocharger 24, which has a not visible in the figure, arranged in the exhaust tract 22 and driven by the exhaust gas turbine.
  • the exhaust gas turbocharger 24 comprises a compressor, which is not visible in the figure and is arranged in the intake tract 16, by means of which the air flowing through the intake tract 16 is compressed. The compressor is driven by the turbine, so that the energy contained in the exhaust gas for
  • Compressing the air can be used.
  • a sensor in the form of a pressure sensor 26 is arranged in the intake tract 16, by means of which a pressure prevailing in the intake tract 16 pressure can be detected or detected.
  • the pressure sensor 26 is a Saugrohrdrucksensor, there by means of
  • Pressure sensor 26 a pressure prevailing in the suction pipe 18, which also as
  • Intake manifold pressure is called, is detected.
  • Cylinder crankcase is vented.
  • the cylinder crankcase has a receiving space, which is not recognizable in the figure, which is referred to as crank space, since the crankshaft is received at least partially and in particular at least predominantly or completely in the crank space.
  • gas can flow from the cylinders 14 between the respective pistons and respective walls delimiting the respective cylinders 14 and into the
  • the crankcase ventilation 28 is provided, by means of which the blow-by is discharged from the crank chamber.
  • the crankcase breather 28 comprises at least one venting line 30, which is fluidically connected to the crankcase at a branching point. At a discharge point E, the vent line 30 is fluidly connected to the intake manifold 16. By means of the vent line 30, at least part of the blow-by at the branch point can be branched out of the crank chamber, wherein the branched blow-by flows through the vent line 30. That the
  • Vent line 30 flowing through blow-by (gas) can be introduced at the point of introduction E in the intake manifold 16, wherein the discharge point E upstream of the pressure sensor 26 and in particular upstream of the compressor is arranged.
  • a throttle element in the form of a throttle flap 32 is arranged in the intake tract 16, by means of which a quantity of the air flowing through the intake tract 16 can be adjusted. From the Fig. It can be seen that the throttle valve 32 in
  • Flow direction of the air through the intake manifold 16 upstream of the pressure sensor 26 is arranged, wherein the throttle valve 32 is disposed downstream of the compressor. Further, the discharge point E in the flow direction of the air through the intake manifold 16 upstream of the throttle valve 32 is arranged.
  • the blow-by contains components such as unburned hydrocarbons, which are passed together with the blow-by in the discharge point E in the intake manifold 16. The blow-by and thus the unburned contained in the blow-by
  • Hydrocarbons are entrained by the air flowing through the intake tract 16 and transported into the cylinder 1, where the unburned
  • Hydrocarbons participate in the combustion of the fuel-air mixture. As a result, the unburned hydrocarbons are burned and not released unburned to the environment.
  • vent line 30 in the present case is designed as an external line and thereby as a full-load venting path, by means of which the
  • the internal combustion engine 10 comprises a diagnostic device 34.
  • the diagnostic device 34 has at least one envelope 36, which surrounds at least one length region of the vent line 30. It can be seen from the FIG. That the vent line 30, with respect to its longitudinal extension, is accommodated at least predominantly or preferably completely in the enveloping line 36, which surrounds the vent line 30 in the circumferential direction of the vent line 30
  • the enveloping line 36 is spaced from the venting line 30, so that a diagnostic space 38 of the diagnostic device 34 arranged between the enveloping line 36 and the venting line 30 is provided.
  • the diagnostic space 38 which is also referred to as the control volume, is delimited on the one hand by the venting line 30 and on the other hand by the enveloping conduit 36.
  • the diagnostic device 34 also has a diagnostic line 40 which is fluidically connected to the diagnostic space 38 (control volume) at at least one first location 42. At at least one second point 44, the diagnostic line 40 is fluidically connected in the intake tract 16.
  • the diagnostic device 34 further comprises the pressure sensor 26, by means of which at least one leakage of the venting line 30 arranged in the longitudinal region surrounded by the enveloping line 36 can be detected. From the Fig. It can be seen that the point 44 is arranged downstream of the pressure sensor 26.
  • Diagnostic room 38 and on the other hand with the intake manifold 16, in particular the intake manifold 18, the diagnostic compartment 38 via the diagnostic line 40 fluidly connected to the intake manifold 16, in particular the suction pipe 18.
  • the same pressure prevails in the control volume (diagnostic chamber 38) as in the suction tube 18.
  • control volume prevails in this normal operation
  • Diagnosis line 40 with the intake manifold 18 or the intake tract 16 is also affected by the leakage of the pressure prevailing in the intake manifold 18 and detectable by the pressure sensor 26 pressure, so that the pressure sensor 26 can be used to detect the leakage.
  • the internal combustion engine 10 is based on the idea of using the pressure sensor 26 arranged downstream or behind the throttle flap 32 in order to detect a changing or changed pressure. this happens
  • an actual pressure in the intake manifold 16 in particular in the intake manifold 18 is measured. If the measured actual pressure differs from a setpoint pressure or a setpoint signal, in particular if the pressure is closed
  • Throttle valve 32 this is detectable by means of the pressure sensor 26. Such a deviation occurs in the event of a leakage, so that this deviation and, as a consequence, the leakage can be detected by means of the pressure sensor 26.
  • vent line 30 Since the vent line 30 is received in the envelope 36, a tube-in-tube solution is provided at the crankcase vent 28. A leakage of the vent line 30, for example, to understand a leak of the vent line 30, wherein due to the leakage at least a portion of the blow-by gas can flow out of the vent line 30. However, since the vent line 30 is now received in the envelope 36, this can be due to the leak from the
  • Vent line 30 outflowing blow-by gas and in particular the hydrocarbons received in the blow-by gas does not readily reach the environment, but the blow-by gas emitted via the leakage from the vent line 30 is sent to the intake tract by means of the diagnostic line 40 16 out and can then flow into the cylinder 14.
  • At least one lambda probe is arranged, by means of which a residual oxygen content can be detected or detected in the exhaust gas of the internal combustion engine.
  • the leakage or leakage of the vent line 30 can now be detected in the interaction of the lambda probe or the oxygen content detected by the lambda probe, the throttle valve 32, in particular its position, and the pressure sensor 26 or the pressure detected by the pressure sensor 26.
  • the crankcase breather 28 may be diagnosed or monitored without the need for additional sensors.

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Abstract

Verbrennungskraftmaschine (10) mit einem von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt (16) zum Führen der Luft zu wenigstens einem Brennraum (14), mit wenigstens einem in dem Ansaugtrakt (16) angeordneten Sensor (26) zum Erfassen eines Drucks, mit wenigstens einem Gehäuseelement (12), welches mindestens einen Aufnahmeraum zum zumindest teilweisen Aufnehmen wenigstens einer Welle aufweist, und mit wenigstens einer mit den Ansaugtrakt (16) und mit dem Aufnahmeraum fluidisch verbundenen Entlüftungsleitung (30), mittels welcher ein Gas aus dem Aufnahmeraum und in den Ansaugtrakt (16) einleitbar ist, mit einer Diagnoseeinrichtung (34), welche wenigstens eine zumindest einen Längenbereich der Entlüftungsleitung (30) umgebende Hüllleitung (36), wenigstens einen zwischen der Hüllleitung (36) und dem Längenbereich angeordneten Diagnoseraum (38), eine mit dem Diagnoseraum (38) und dem Ansaugtrakt (16) fluidisch verbundene Diagnoseleitung (40) und den Sensor (26) umfasst, mittels welchem wenigstens eine in dem Längenbereich angeordnete Leckage der Entlüftungsleitung (30) erfassbar ist.

Description

Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen
Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen, ist bereits der DE 10 201 1 086 361 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Verbrennungskraftmaschine weist einen von Luft
durchströmbaren Ansaugtrakt auf, mittels welchem die den Ansaugtrakt durchströmende Luft zu wenigstens einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine geführt wird. Ferner weist die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen in dem Ansaugtrakt angeordneten Sensor auf, mittels welchem ein Druck in dem Ansaugtrakt erfassbar ist. Mit anderen Worten ist der Sensor als Drucksensor ausgebildet, mittels welchem ein in dem Ansaugtrakt herrschender Druck erfasst wird. Dieser Druck wird insbesondere durch die den Ansaugtrakt durchströmende bzw. im Ansaugtrakt aufgenommene Luft bewirkt.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner wenigstens ein Gehäuseelement, welches mindestens einen Aufnahmeraum zum zumindest teilweisen Aufnehmen wenigstens einer Welle der Verbrennungskraftmaschine aufweist. Bei der Welle handelt es sich beispielsweise um eine Abtriebswelle, über welche die
Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftwagens bereitstellt. Die Abtriebswelle ist beispielsweise eine Kurbelwelle, wobei dann die
Verbrennungskraftmaschine als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Bei dem Gehäuseelement kann es sich somit um Kurbelgehäuse handeln, in welchem die Kurbelwelle zumindest teilweise aufgenommen ist. Dabei ist die Welle beispielsweise an dem Gehäuseelement um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement drehbar gelagert. Darüber hinaus umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens eine
Entlüftungsleitung, welche einerseits mit dem Ansaugtrakt und andererseits mit dem Aufnahmeraum fluidisch verbunden ist. Mittels der Entlüftungsleitung ist ein Gas aus dem Aufnahmeraum abführbar und in den Ansaugtrakt einleitbar. Die Entlüftungsleitung kann dabei insbesondere Bestandteil einer so genannten Kurbelgehäuseentlüftung sein, mittels welcher Gas in Form von so genanntem Blow-by oder Blow-by-Gas aus dem
Aufnahmeraum und somit dem Kurbelgehäuse abgeführt und in den Ansaugtrakt eingeleitet wird. Im Falle des Kurbelgehäuses ist der Aufnahmeraum beispielsweise ein so genannter Kurbelraum des Kurbelgehäuses.
Durch das Abführen des Gases aus dem Aufnahmeraum kann ein übermäßiger
Druckanstieg in dem Aufnahmeraum und somit in dem Gehäuseelement vermieden werden. In dem Gas, insbesondere dem Blow-by, können Bestandteile wie unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Schmiermittelbestandteile aufgenommen sein. Um zu
verhindern, dass diese Bestandteile ohne weiteres an die Umgebung bzw. Umwelt gelangen, werden die Bestandteile zusammen mit dem Gas in den Ansaugtrakt eingeleitet. Die den Ansaugtrakt durchströmende Luft kann das in den Ansaugtrakt eingeleitete Gas und somit die im Gas enthaltenen Bestandteile mitnehmen und in den beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum transportieren. Die Bestandteile bzw. das Gas können somit in dem Brennraum an einem Verbrennungsvorgang teilnehmen und danach einen Abgastrakt und insbesondere eine in dem Abgastrakt angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine durchströmen.
Des Weiteren offenbart die DE 103 20 054 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, mit einem Saugrohr und einem Entlüftungskanal einer Entlüftung, insbesondere einer Tank- oder Kurbelgehäuseentlüftung, der dem Saugrohr der
Brennkraftmaschine zugeführt wird. Dabei ist es vorgesehen, dass wenigstens eine Druckdifferenz zwischen einerseits einem Saugrohrdruck oder Umgebungsdruck oder einem Umgebungsdruck und andererseits einem Druck im Entlüftungskanal ermittelt wird und dass in Abhängigkeit von der wenigstens einen Druckdifferenz ein Fehler der Entlüftung diagnostiziert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders einfache
Diagnose und somit Erfassung von Leckagen der Entlüftungsleitung realisierbar sind. Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders einfache und insbesondere kostengünstige Diagnose und somit Erfassung von Leckagen der
Entlüftungsleitung realisierbar sind, ist erfindungsgemäß eine Diagnosevorrichtung vorgesehen, welche wenigstens eine zumindest einen Längenbereich der
Entlüftungsleitung umgebende Hüllleitung umfasst. Die Diagnoseeinrichtung weist ferner wenigstens einen zwischen der Hüllleitung und dem Längenbereich angeordneten Diagnoseraum und eine Diagnoseleitung auf, welche einerseits mit dem Diagnoseraum und andererseits mit dem Ansaugtrakt fluidisch verbunden ist. Die Diagnoseeinrichtung umfasst ferner den Sensor, mittels welchem wenigstens eine in dem Längenbereich angeordnete Leckage der Entlüftungsleitung erfassbar ist.
Die Hüllleitung umgibt die Entlüftungsleitung beispielsweise in Umfangsrichtung der Entlüftungsleitung vollständig, wobei ferner vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Hüllleitung bezogen auf die Längserstreckung der Entlüftungsleitung diese zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder gar vollständig, umgibt. Die Hüllleitung umgibt die Entlüftungsleitung dabei derart, dass die Hüllleitung von der Entlüftungsleitung beabstandet ist, sodass zwischen der Entlüftungsleitung der Hüllleitung der
Diagnoseraum gebildet ist. Der Diagnoseraum ist ein Kontrollvolumen bzw. wird als Kontrollvolumen genutzt. Im Regelfall bzw. Normalfall, in welchem die Entlüftungsleitung in dem Längenbereich keine Leckage aufweist, herrscht in dem Kontrollvolumen
(Diagnose) der gleiche Druck wie im Ansaugtrakt, da der Diagnoseraum über die
Diagnoseleitung fluidisch mit dem Ansaugtrakt verbunden ist. Der im Ansaugtrakt herrschende Druck, welcher mittels des Sensors erfasst wird bzw. erfassbar ist, ist beispielsweise ein so genannter Saugrohrdruck, da der Sensor beispielsweise in einem im Ansaugtrakt angeordneten Saugrohr angeordnet und die Diagnoseleitung mit dem Saugrohr fluidisch verbunden ist.
Kommt es zu einer Leckage der Entlüftungsleitung in dem Längenbereich, sodass beispielsweise zumindest ein Teil des die Entlüftungsleitung durchströmenden und aus dem Aufnahmeraum abgeführten Gases aus der Entlüftungsleitung aus- und in den Diagnoseraum einströmen kann, so ändert sich dadurch der im Kontrollvolumen
(Diagnoseraum) herrschende Druck bzw. durch diese Leckage wird der im Diagnoseraum herrschende Druck beeinträchtigt. Infolge der fluidischen Verbindung des Diagnoseraums mit dem Ansaugtrakt ändert sich auch zumindest kurzfristig der im Ansaugtrakt herrschende Druck bzw. auch der Druck im Ansaugtrakt herrschende Druck wird durch die Leckage beeinträchtigt. Diese Änderung bzw. Beeinträchtigung des Drucks kann mittels des beispielsweise als Saugrohrdrucksensor ausgebildeten Sensors erfasst werden. Somit ist es möglich, Leckagen der Entlüftungsleitung mittels des ohnehin vorhandenen und als Drucksensor ausgebildeten Sensors zu erfassen und somit zu diagnostizieren, sodass zur Diagnose der Entlüftungsleitung keine zusätzlichen Sensoren erforderlich sind. Dadurch können der Bauraumbedarf, die Kosten, die Teileanzahl und das Gewicht zur Realisierung der Diagnose der Entlüftungsleitung besonders gering gehalten werden bei gleichzeitiger Realisierung einer Entlüftung des Aufnahmeraums, wobei das Abführen des Gases aus dem Aufnahmeraum als Entlüftung bezeichnet wird.
Insbesondere ist es möglich, mittels der Diagnoseeinrichtung die Entlüftung des
Aufnahmeraums im Rahmen einer On-Board-Diagnose (OBD - On Board Diagnose) zu überwachen, ohne dass hierzu eine zusätzliche Drucksensorik erforderlich ist. Ferner können Änderungen am beispielsweise als Kurbelgehäuse ausgebildeten
Gehäuseelement vermieden werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist, den ohnehin vorhandenen, im Ansaugtrakt angeordneten Sensor eine Doppelfunktion zukommen zu lassen. Zum einen wird der Sensor nämlich zum Erfassen des im Ansaugtrakt herrschenden Drucks verwendet. Zum andern wird der Sensor zum Erfassen einer etwaigen Leckage der Entlüftungsleitung verwendet.
Die Diagnoseeinrichtung ist besonders vorteilhaft verwendbar, wenn die
Entlüftungsleitung als externe Leitung und insbesondere als externer Volllast- Entlüftungspfad ausgelegt ist. Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine ist dabei eine besonders einfache Diagnose der externen Leitung bzw. des externen Volllast-Entlüftungspfads möglich. Unter einer solchen externen Leitung ist zu verstehen, dass die Entlüftungsleitung bzw. die Entlüftung des Aufnahmeraums nicht in das
Gehäuseelement konstruktiv integriert ist, sondern die Entlüftung bzw. Entlüftungsleitung verläuft beispielsweise außerhalb des Gehäuses, insbesondere außerhalb des
Aufnahmeraums.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehen in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebene Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer
Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, mit einer Entlüftungsleitung zum Entlüften eines Kurbelgehäuses der Verbrennungskraftmaschine, und mit einer
Diagnoseeinrichtung zur Diagnose der Entlüftungsleitung.
Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine
Verbrennungskraftmaschine 10 für einen Kraftwagen, insbesondere einen
Personenkraftwagen. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ein Gehäuseelement 12, welches vorliegend als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildet ist. Das
Zylinderkurbelgehäuse weist dabei ein Mehrzahl von Brennräumen in Form von Zylindern 14 auf. Vorliegend umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 genau vier Zylinder 14, welche in Reihe angeordnet sind. Somit ist die Verbrennungskraftmaschine 10 als Vier- Zylinder-Reihenmotor ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner eine in der Fig. nicht erkennbare Abtriebswelle, welche an dem Zylinderkurbelgehäuse (Gehäuseelement 12) um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement 12 drehbar gelagert ist. Im jeweiligen Zylinder 14 ist ein in der Fig. nicht erkennbarer Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, wobei der jeweilige Kolben über ein Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle verbunden ist. Infolge dieser gelenkigen Kopplung können die translatorischen Bewegungen des jeweiligen Kolbens in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle um ihre Drehachse umgewandelt ist. Somit kann die
Verbrennungskraftmaschine 10 über die Abtriebswelle (Kurbelwelle) Drehmomente zum Antreiben des Kraftwagens bereitstellen.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt 16, mittels welchem die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft zu den Zylindern 14 geführt wird. Im Ansaugtrakt 16 ist ein Saugrohr 18 angeordnet, welches - wie im
Folgenden noch erläutert wird - als Luftverteiler, insbesondere Ladeluftverteiler, wirkt und die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft auf die Zylinder 14 verteilt. Im Ansaugtrakt 16 ist ferner ein Luftfilter 20 angeordnet, mittels welchem die Luft gefiltert wird. Den Zylindern 14 werden somit die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft sowie Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff zugeführt. Aus dieser Zufuhr resultiert ein jeweiliges Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder 14. Dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch wird verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 resultiert. Die
Verbrennungskraftmaschine 10 weist dabei einen von dem Abgas durchströmbaren Abgastrakt 22 auf, mittels welchem das Abgas aus den Zylindern 14 abgeführt wird.
Darüber hinaus umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 einen Abgasturbolader 24, welcher eine in der Fig. nicht erkennbare, in dem Abgastrakt 22 angeordnete und von dem Abgas antreibbare Turbine aufweist. Ferner umfasst der Abgasturbolader 24 einen in der Fig. nicht erkennbaren und in dem Ansaugtrakt 16 angeordneten Verdichter, mittels welchem die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft verdichtet wird. Dabei ist der Verdichter von der Turbine antreibbar, sodass im Abgas enthaltene Energie zum
Verdichten der Luft genutzt werden kann.
Ferner ist im Ansaugtrakt 16 ein Sensor in Form eines Drucksensors 26 angeordnet, mittels welchem ein in dem Ansaugtrakt 16 herrschender Druck erfassbar ist bzw. erfasst wird. Vorliegend ist der Drucksensor 26 ein Saugrohrdrucksensor, da mittels des
Drucksensors 26 ein im Saugrohr 18 herrschender Druck, welcher auch als
Saugrohrdruck bezeichnet wird, erfasst wird. Außerdem umfasst die
Verbrennungskraftmaschine 10 eine Entlüftungseinrichtung in Form einer
Kurbelgehäuseentlüftung 28, mittels welcher das Gehäuseelement 12, d.h. das
Zylinderkurbelgehäuse, entlüftet wird. Das Zylinderkurbelgehäuse weist einen in der Fig. nicht erkennbaren Aufnahmeraum auf, welcher als Kurbelraum bezeichnet wird, da die Kurbelwelle zumindest teilweise und insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig in dem Kurbelraum aufgenommen ist.
Beispielsweise im Rahmen eines gefeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine kann Gas aus den Zylindern 14 zwischen den jeweiligen Kolben und jeweiligen, die jeweiligen Zylinder 14 begrenzenden Wandungen hindurchströmen und in den
Kurbelraum einströmen. Da die genannten Wandungen die jeweiligen Zylinder 14 begrenzen, werden die Wandungen auch als Zylinderwandungen oder Zylinderwände bezeichnet. Das aus den Zylindern 14 in den Kurbelraum strömende Gas wird auch als Blow-by oder Blow-by-Gas bezeichnet und kann sich im Kurbelraum (Aufnahmeraum) sammeln. Um einen übermäßigen, aus dem Blow-by resultierenden Druckanstieg im Kurbelraum zu vermeiden, ist die Kurbelgehäuseentlüftung 28 vorgesehen, mittels welcher das Blow-by aus dem Kurbelraum abgeführt wird. Hierzu umfasst die Kurbelgehäuseentlüftung 28 wenigstens eine Entlüftungsleitung 30, welche an einer Abzweigstelle fluidisch mit dem Kurbelraum verbunden ist. An einer Einleitstelle E ist die Entlüftungsleitung 30 fluidisch mit dem Ansaugtrakt 16 verbunden. Mittels der Entlüftungsleitung 30 kann zumindest ein Teil des Blow-by an der Abzweigstelle aus dem Kurbelraum abgezweigt werden, wobei das abgezweigte Blow-by die Entlüftungsleitung 30 durchströmt. Das die
Entlüftungsleitung 30 durchströmende Blow-by (Gas) kann an der Einleitstelle E in den Ansaugtrakt 16 eingeleitet werden, wobei die Einleitstelle E stromauf des Drucksensors 26 und insbesondere stromauf des Verdichters angeordnet ist.
Im Ansaugtrakt 16 ist ferner ein Drosselelement in Form einer Drosselklappe 32 angeordnet, mittels welcher eine Menge der den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft einstellbar ist. Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Drosselklappe 32 in
Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt 16 stromauf des Drucksensors 26 angeordnet ist, wobei die Drosselklappe 32 stromab des Verdichters angeordnet ist. Ferner ist die Einleitstelle E in Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt 16 stromauf der Drosselklappe 32 angeordnet.
Das Blow-by enthält Bestandteile wie beispielsweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe, welche zusammen mit dem Blow-by in der Einleitstelle E in den Ansaugtrakt 16 geleitet werden. Das Blow-by und somit die im Blow-by enthaltenen, unverbrannten
Kohlenwasserstoffe werden von der den Ansaugtrakt 16 durchströmenden Luft mitgenommen und in die Zylinder 1 transportiert, wo die unverbrannten
Kohlenwasserstoffe an der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches teilnehmen. Dadurch werden die unverbrannten Kohlenwasserstoffe verbrannt und nicht etwa unverbrannt an die Umgebung entlassen.
Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Entlüftungsleitung 30 vorliegend als externe Leitung und dabei als Volllast-Entlüftungspfad ausgebildet ist, mittels welchem der
Aufnahmeraum, insbesondere bei Volllast der Verbrennungskraftmaschine 10, entlüftet wird bzw. entlüftet werden kann. Unter der externen Leitung ist zu verstehen, dass die Entlüftungsleitung 30 nicht etwa in das Gehäuseelement 12 integriert ist, sondern außerhalb des Gehäuseelements 12, insbesondere außerhalb des Kurbelraums, verläuft. Um nun eine besonders einfache Diagnose, d.h. Überwachung der Entlüftungsleitung 30 zu realisieren, umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 eine Diagnoseeinrichtung 34. Die Diagnoseeinrichtung 34 weist dabei wenigstens eine Hüllleitung 36 auf, welche zumindest einen Längenbereich der Entlüftungsleitung 30 umgibt. Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Entlüftungsleitung 30 bezogen auf ihre Längserstreckung zumindest überwiegend oder vorzugsweise vollständig in der Hüllleitung 36 aufgenommen ist, welche die Entlüftungsleitung 30 in Umfangsrichtung der Entlüftungsleitung 30
vorzugsweise vollständig umgibt. Dabei ist die Hüllleitung 36 von der Entlüftungsleitung 30 beabstandet, sodass ein zwischen der Hüllleitung 36 und der Entlüftungsleitung 30 angeordneter Diagnoseraum 38 der Diagnoseeinrichtung 34 vorgesehen ist. Vorliegend ist der Diagnoseraum 38, welcher auch als Kontrollvolumen bezeichnet wird, einerseits durch die Entlüftungsleitung 30 und andererseits durch die Hüllleitung 36 begrenzt.
Die Diagnoseeinrichtung 34 weist ferner eine Diagnoseleitung 40 auf, welche an wenigstens einer ersten Stelle 42 fluidisch mit dem Diagnoseraum 38 (Kontrollvolumen) verbunden ist. An wenigstens einer zweiten Stelle 44 ist die Diagnoseleitung 40 fluidisch in dem Ansaugtrakt 16 verbunden. Die Diagnoseeinrichtung 34 umfasst dabei ferner den Drucksensor 26, mittels welchem wenigstens eine in dem von der Hüllleitung 36 umgebenen Längenbereich angeordnete Leckage der Entlüftungsleitung 30 erfassbar ist. Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Stelle 44 stromab des Drucksensors 26 angeordnet ist. Infolge der fluidischen Verbindung der Diagnoseleitung 40 einerseits mit dem
Diagnoseraum 38 und andererseits mit dem Ansaugtrakt 16, insbesondere dem Saugrohr 18, ist der Diagnoseraum 38 über die Diagnoseleitung 40 fluidisch mit dem Ansaugtrakt 16, insbesondere dem Saugrohr 18, verbunden. Somit herrscht in einem Normalbetrieb, in welchem die Entlüftungsleitung 30 keine Leckage aufweist, in dem Kontrollvolumen (Diagnoseraum 38) der gleiche Druck wie in dem Saugrohr 18.
Mit anderen Worten herrscht in diesem Normalbetrieb im Kontrollvolumen der
Saugrohrdruck. Kommt es nun beispielsweise zu einer Leckage der Entlüftungsleitung 30, so kann zumindest ein Teil des die Entlüftungsleitung 30 durchströmenden Blow-by- Gases über die Leckage aus der Entlüftungsleitung 30 ausströmen und in den
Diagnoseraum 38 einströmen. Dadurch wird der im Diagnoseraum 38 herrschende Druck beeinträchtigt. Infolge der fluidischen Verbindung des Diagnoseraums 38 über die
Diagnoseleitung 40 mit dem Saugrohr 18 bzw. dem Ansaugtrakt 16 wird durch die Leckage auch der im Saugrohr 18 herrschende und mittels des Drucksensors 26 erfassbare Druck beeinträchtigt, sodass der Drucksensor 26 zum Erfassen der Leckage genutzt werden kann. Mit anderen Worten liegt der Verbrennungskraftmaschine 10 die Idee zugrunde, den stromab bzw. hinter der Drosselklappe 32 angeordneten Drucksensor 26 zu nutzen, um einen sich verändernden bzw. veränderten Druck zu erkennen. Dies erfolgt
beispielsweise dadurch, dass mittels des Drucksensors 26 ein Ist-Druck im Ansaugtrakt 16, insbesondere im Saugrohr 18, gemessen wird. Weicht der gemessene Ist-Druck von einem Soll-Druck bzw. einem Soll-Signal ab, insbesondere bei geschlossener
Drosselklappe 32, so ist dies mittels des Drucksensors 26 detektierbar. Zu einer solchen Abweichung kommt bei einer Leckage, sodass diese Abweichung und in der Folge die Leckage mittels des Drucksensors 26 erfasst werden können.
Da die Entlüftungsleitung 30 in der Hüllleitung 36 aufgenommen ist, ist eine Rohr-in-Rohr- Lösung bei der Kurbelgehäuseentlüftung 28 geschaffen. Unter einer Leckage der Entlüftungsleitung 30 ist beispielsweise eine Undichtigkeit der Entlüftungsleitung 30 zu verstehen, wobei infolge der Undichtigkeit zumindest ein Teil des Blow-by-Gases aus der Entlüftungsleitung 30 ausströmen kann. Da die Entlüftungsleitung 30 nun jedoch in der Hüllleitung 36 aufgenommen ist, können das infolge der Undichtigkeit aus der
Entlüftungsleitung 30 ausströmende Blow-by-Gas und insbesondere die in dem Blow-by- Gas aufgenommenen Kohlenwasserstoffe nicht ohne weiteres an die Umwelt gelangen, sondern das über die Leckage aus der Entlüftungsleitung 30 ausgeströmte Blow-by-Gas wird mittels der Diagnoseleitung 40 zum Ansaugtrakt 16 geführt und kann dann in die Zylinder 14 einströmen.
Im Abgastrakt 22 ist beispielsweise wenigstens eine Lambdasonde angeordnet, mittels welcher in dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine ein Restsauerstoffgehalt erfassbar ist bzw. erfasst wird. Die Leckage bzw. Undichtigkeit der Entlüftungsleitung 30 kann nun im Zusammenspiel der Lambdasonde bzw. des mittels der Lambdasonde erfassten Restsauerstoffgehalts, der Drosselklappe 32, insbesondere ihrer Stellung, und des Drucksensors 26 bzw. des mittels des Drucksensors 26 erfassten Drucks erkannt werden. In der Folge kann die Kurbelgehäuseentlüftung 28 diagnostiziert bzw. überwacht werden, ohne dass hierzu zusätzliche Sensoren erforderlich sind. In der Folge können die Teilanzahl, das Gewicht, der Bauraumbedarf und die Kosten der
Verbrennungskraftmaschine 10 gering gehalten werden. Bezugszeichenliste
10 Verbrennungskraftmaschine
12 Gehäuseelement
14 Zylinder
16 Ansaugtrakt
18 Saugrohr
20 Luftfilter
22 Abgastrakt
24 Abgasturbolader
26 Drucksensor
28 Kurbelgehäuseentlüftung
30 Entlüftungsleitung
32 Drosselklappe
34 Diagnoseeinrichtung
36 Hüllleitung
38 Diagnoseraum
40 Diagnoseleitung
42 erste Stelle
44 zweite Stelle
E Einleitstelle

Claims

Patentansprüche
1. Verbrennungskraftmaschine (10), insbesondere für einen Kraftwagen, mit einem von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt (16) zum Führen der Luft zu wenigstens einem Brennraum (14) der Verbrennungskraftmaschine (10), mit wenigstens einem in dem Ansaugtrakt (16) angeordneten Sensor (26) zum Erfassen eines Drucks in dem Ansaugtrakt (16), mit wenigstens einem Gehäuseelement (12), welches mindestens einen Aufnahmeraum zum zumindest teilweisen Aufnehmen wenigstens einer Welle der Verbrennungskraftmaschine (10) aufweist, und mit wenigstens einer mit den Ansaugtrakt (16) und mit dem Aufnahmeraum fluidisch verbundenen Entlüftungsleitung (30), mittels welcher ein Gas aus dem
Aufnahmeraum abführbar und in den Ansaugtrakt (16) einleitbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Diagnoseeinrichtung (34) vorgesehen ist, welche wenigstens eine zumindest einen Längenbereich der Entlüftungsleitung (30) umgebende Hüllleitung (36), wenigstens einen zwischen der Hüllleitung (36) und dem Längenbereich angeordneten Diagnoseraum (38), eine mit dem Diagnoseraum (38) und dem Ansaugtrakt (16) fluidisch verbundene Diagnoseleitung (40) und den Sensor (26) umfasst, mittels welchem wenigstens eine in dem Längenbereich angeordnete Leckage der Entlüftungsleitung (30) erfassbar ist.
2. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Diagnoseleitung (40) an einer in Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt (16) stromab des Sensors (26) angeordneten Stelle (44) fluidisch mit dem Ansaugtrakt (16) verbunden ist.
3. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Ansaugtrakt (16) ein Drosselelement (32) zum Einstellen einer Menge der den Ansaugtrakt (16) durchströmenden Luft angeordnet ist.
4. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Drosselelement (32) in Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt (16) stromauf des Sensors (26) angeordnet ist.
5. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Diagnoseleitung (40) an einer in Strömungsrichtung der Luft durch den
Ansaugtrakt (16) stromab des Drosselelements (32) angeordneten Stelle (44) fluidisch mit dem Ansaugtrakt (16) verbunden ist.
6. Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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