WO2022174995A1 - Leckagediagnose bei einer sauganlage - Google Patents

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    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines

Definitions

  • the invention relates to a method for diagnosing a leak in an intake system of an internal combustion engine and a diagnostic means for carrying out such a method and a vehicle drive with an internal combustion engine, an intake system, an exhaust system and such a diagnostic means.
  • a method for diagnosing a leak in an air duct, in particular an intake system, of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle is disclosed.
  • the method has at least one of the following method steps:
  • Determining the leakage mass flow based on the established mass flow balance enables measures to be taken to compensate for the leakage mass flow in a targeted manner, even during regular operation of the internal combustion engine. Measures can be taken to compensate for the leakage mass flow a compensation of undesired effects of the leakage mass flow and/or measures taken to eliminate the leakage mass flow.
  • a leak can be understood to mean in particular a hole (i.e. a leak) in a component of the air duct, in particular the intake system.
  • the air duct has in particular a charge air duct, a charge air cooler and/or an intake system with interfaces to the intake valves.
  • a compressor of an exhaust gas turbocharger and/or a throttle valve for the desired dosing of the fresh air when it enters the air collector is arranged in the fresh air duct.
  • determining a leakage mass flow is to be understood in particular as recognizing (in particular the presence) of a leakage mass flow. In particular, this also means a more detailed description of the leakage mass flow according to position, size and/or flow direction, in particular in the sense of a distinction from other possible positions, sizes and/or flow directions of a leakage mass flow.
  • a diagnostic means which is designed in particular as system components of an engine control of the vehicle drive.
  • the diagnostic means is used to identify a leak in an air duct, in particular an intake system, an internal combustion engine, in particular a motor vehicle.
  • the diagnostic means is set up to carry out a method according to an embodiment of the invention.
  • a vehicle drive having an intake system, an internal combustion engine and an exhaust system.
  • the vehicle drive has a diagnostic means according to one embodiment of the invention.
  • the vehicle drive has an exhaust gas recirculation line (EGR line), which is set up to connect the exhaust system to the intake system in an exhaust gas-carrying manner.
  • EGR line exhaust gas recirculation line
  • the invention and the associated possibility of a leak diagnosis in the controlled operation of the internal combustion engine is particularly helpful. Because the entrained exhaust gas can reach significantly higher temperatures than the compressed, but cooled, fresh air supplied, even if the recirculated exhaust gases have passed through an EGR cooler.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the intake system - into which the EGR line opens - is often made of a plastic material, which is why under very unfavorable operating conditions, for example with high ambient temperatures and operating points of the internal combustion engine with high EGR mass flows, leaks, for example due to the temperature input of the recirculated exhaust gases in a Plastic air collector Leaks can occur, especially if there is already a certain amount of sooting in the most heavily used wall sections.
  • the invention is based, among other things, on the consideration that the known leakage diagnosis methods do not allow a more specific fault pattern of a leakage in the intake system, in particular not with a selectivity to other leakage locations. In addition, the known leakage diagnosis methods do not allow for a reliable localization of the error during regular driving.
  • the invention is also based, among other things, on the consideration that such a differentiated diagnosis can serve as the basis for targeted substitute reactions to the leak—even during ferry operations.
  • the invention is now based, among other things, on the idea of, according to one embodiment, continuous determination of a leakage mass flow using the regular mass flows at the intake system. In the event of a leak, a corresponding mass flow balancing, a significant leakage mass flow can be determined.
  • the invention can in particular - but not exclusively - be used in a supercharged internal combustion engine which has a throttle valve or another suitable throttle element at the inlet of the fresh air duct into the intake system and can be equipped with exhaust gas recirculation (EGR).
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the leakage mass flow is added, which is an inflowing or outflowing mass flow depending on a ratio of the gas pressures between the interior of the intake system and an ambient pressure.
  • the invention is accordingly based, inter alia, on the idea of taking into account the pressure in the intake system in relation to the ambient air pressure.
  • the leakage mass flow is, by definition, a mass flow flowing out of the intake system.
  • the leakage mass flow is an inflowing mass flow. Only a leak that originates in the intake system (i.e. the hole that causes the leak) can be described in this way (in particular a coupled view of the leak conditions for overpressure and underpressure). Leaks at other points do not correlate with assumptions to be made according to one embodiment as to how the mass flow is linked to the boost pressure. These assumptions are described, among other things, for the exemplary embodiments.
  • the invention Compared to the prevailing typical errors of the air system sensors and the resulting model inaccuracies of the known leakage diagnosis methods, the invention provides the necessary selectivity to distinguish between typical system tolerances and sensor errors and an error pattern of a leak in the intake system.
  • the balanced leakage mass flow depends on the respective gas condition (pressure, temperature) in the intake system.
  • the dependency on the operating point can be eliminated by back-calculating to a characteristic value.
  • the leakage can be calculated back to a throttle cross-section or diameter using a flow equation (throttle equation).
  • a leak in the intake system can be reliably diagnosed if the result of the leak cross-section for the positive and negative pressure area is of a similar magnitude, so that both results correlate in the same way with the assumptions made. If there is a valid calculation result in the positive and negative pressure area, even very small leaks in the area of the intake manifold and the EGR system are specifically detected.
  • dedicated replacement reactions can be initiated, so that reliable and environmentally friendly operation of the vehicle remains guaranteed. If the leakage continues to increase despite an alternative reaction that has been taken, this is recognized by the diagnosis according to one embodiment, and a more severe alternative reaction is initiated. In the case of original substitute reactions in normal driving operation, for example, further driving can be denied before a check in a workshop.
  • the invention is implemented as a diagnostic tool (i.e. diagnostic function) in the engine control unit.
  • the method also has the following method step: determining a position and/or a size, in particular a diameter, of a leak as a function of the leakage mass flow determined.
  • the leakage mass flow is determined during regular operation of the internal combustion engine. This makes it possible to take measures to compensate for a leakage mass flow immediately after it originally occurred.
  • the method also has the following method steps: - Determining an overpressure leakage mass flow and an overpressure parameter as a function of the determined overpressure leakage mass flow, in particular for a first operating state (e.g. normal ferry operation of the vehicle), and /or
  • a second operating state for example a regeneration operation of a storage catalytic converter or a particle filter
  • the ratio of the determined positive pressure magnitude index and the determined negative pressure magnitude index to one another can be used as an indicator of a location of the leak.
  • a diameter or an area of the leak can be used as the size parameter of the leak.
  • the leak is in that area of the intake system for which the mass flow balancing was drawn up if the two variable parameters are approximately the same after correcting for sign, i. H. in a ratio of about 1 to each other.
  • the leak is in another area of the intake system if this ratio deviates significantly from 1.
  • the ratio of the positive pressure parameter and the negative pressure parameter to one another can also be determined by means of a threshold value analysis, which is based on a predetermined threshold value for relevant leaks, which, for example, determines from which leak diameter or which leak area the calculation results are based using the engine control should be interpreted as a leak in the first place, and not as a measurement error, detection scatter, or the like.
  • the intake system ie in particular downstream of the throttle valve
  • the intake system can be determined as the position of the leak if the specific overpressure parameter and the specific vacuum parameter are greater than the threshold value.
  • the charge air ducting can be determined as the position of the leak if only one of the determined positive pressure variable and the determined negative pressure variable is greater than the threshold value.
  • a size, in particular a diameter, of the leak is determined as a function of the specific leakage mass flow or flows.
  • a substitute reaction to the leakage mass flow is determined as a function of the determined position, magnitude and/or direction of flow of the leakage mass flow.
  • the leakage mass flow is determined as a function of an ambient pressure of the intake system. This enables a statement to be made about the size and/or the flow direction of the leakage mass flow.
  • the mass flows are determined as a function of at least one pressure, in particular the air or the mixture or the exhaust gas in the intake system, and/or an ambient pressure.
  • the mass flows are determined as a function of at least one temperature, in particular of the air or the mixture or the exhaust gas in the intake system.
  • the mass flows are determined as a function of an interface cross section, in particular an inlet or outlet cross section into or out of the intake system, in particular into or out of the air plenum.
  • FIG. 1 shows a vehicle drive with a diagnostic tool according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows mass flows in an intake system of an air duct of the vehicle drive from FIG. 1, with the consideration of which a method can be carried out according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the vehicle drive 1 shows a vehicle drive 1 having an internal combustion engine 2.
  • the internal combustion engine 2 is designed as a four-cylinder diesel engine.
  • the internal combustion engine 2 is connected to supply oxygen to an air guide 4; and to an exhaust system 6 for guiding and possibly cleaning the exhaust gases.
  • the air duct 4 has a charge air duct 8 , a charge air cooler 10 , a throttle valve 12 and an intake system 14 .
  • the exhaust system 6 has an exhaust manifold 18 and an exhaust gas aftertreatment arrangement 20, which has at least one oxidation catalyst, but in particular has further aftertreatment devices such as at least one particle filter and/or at least one SCR catalyst.
  • a two-stage exhaust gas turbocharger 22 is arranged in the charge air duct 8 of the air duct 4 and in the exhaust gas duct 16 of the exhaust system 6, the compressor of the exhaust gas turbocharger 22 being in the charge air duct 8 and the turbine of the exhaust gas turbocharger 22 in the exhaust gas guide 16 are arranged.
  • an engine topology is shown with two turbochargers arranged in series. It goes without saying that the invention and also the exemplary embodiment described here can also be used in other engine topologies, for example with a single turbocharger.
  • the high-pressure compressor and the high-pressure turbine of the exhaust gas turbocharger 22 can each be bypassed by means of a switchable bypass.
  • the air duct 4 and the exhaust system 6 can be connected by means of a switchable high-pressure EGR line 24, so that hot exhaust gas can be guided from the exhaust manifold 18 into the air collector 14 and mixed with the fresh air there.
  • the exhaust gases in the EGR line 24 can be guided in a switchable manner through an EGR cooler and/or past it.
  • a hot-film air mass meter HFM for measuring an air mass flow mHFM and a temperature sensor for measuring a fresh air temperature T10 are arranged at a fresh air inlet 7 of the charge air duct 8 .
  • a pressure sensor for measuring a compression pressure p12 in the charge air duct 8 is arranged between the two compressors.
  • a temperature sensor for measuring a pre-throttle temperature T21 in the fresh air duct is arranged.
  • a pressure sensor for measuring a boost pressure p22 is arranged in the air collector 14.
  • a temperature sensor for measuring an EGR mixture temperature T-nAGR upon entry into the air collector 14 is arranged in the EGR line 24 .
  • a pressure sensor for measuring a pre-turbine pressure p31 is arranged in the exhaust manifold 18 .
  • a lambda probe for measuring a mixture composition of the exhaust gases before entering the exhaust gas aftertreatment arrangement 20 is arranged.
  • the vehicle drive 1 also has an engine controller 30 which is set up to control the vehicle drive 1 and all of its components in accordance with the operating requirements of the motor vehicle.
  • Engine control 30 is also set up to take measured values from all of the above-mentioned sensors into account for optimal control of the vehicle drive and its components, and to access conventional operating models, lookup tables, etc., if necessary using the recorded and/or or processed sensor values.
  • the engine controller 30 has a diagnostic means 32 which is set up to carry out an exemplary method for diagnosing a leak 40 in the air duct 4 of the vehicle drive 1 and thus to agree on a leak mass flow.
  • FIG. 2 shows a schematic of the regular mass flows at the air plenum 14: a throttle mass flow m ThrVLv and an EGR mass flow m AGR into the air plenum, and a filling mass flow m filling out of the air plenum into the cylinders.
  • any leakage mass flow m leak to be diagnosed or determined is indicated.
  • the leakage mass flow m leak is plotted without anticipating the direction of flow; Both flow directions of a leakage mass flow m leak are possible, depending on whether an ambient pressure po is higher or lower than the boost pressure P 22 - hence the representation with the double arrow.
  • the diagnostic means 32 is set up to perform a diagnostic method a leakage 40 of the air duct 4 and here in particular of the air collector 14 to be carried out.
  • the regular mass flows (throttle mass flow m ThrVlv , EGR mass flow m AGR and filling mass flow m filling ) of the intake system 4 with respect to the air collector 14 are first determined.
  • a mass flow balance is then drawn up using the diagnostic means 30 on the basis of the determined mass flows.
  • the mass flow balance of an optimally sealed intake system results in:
  • a diameter di_eck of a leak 40 can be determined as a function of the determined leakage mass flow m leak .
  • di_eck assumes that with a leak-free intake system, di_eck is equal to zero or at least almost exactly zero, taking smaller calculation errors into account.
  • both an overpressure leakage mass flow is determined (i.e. in an operating range in which the boost pressure P22 is greater than the ambient pressure po, for example in a normal ferry operation), and a vacuum leakage mass flow is determined (i.e. in a - An operating range in which the boost pressure P22 is less than the ambient pressure po, for example in a regeneration mode of a storage catalytic converter or a particle filter).
  • an overpressure size parameter here an overpressure leakage cross-section
  • a vacuum variable parameter here a vacuum leakage cross section
  • a position of the leak 40 is then determined as a function of a ratio of the overpressure leakage cross-section and the negative pressure leakage cross-section to one another. If the two leakage cross-sections (as a parameter for the size of the leakage) are approximately the same size, i.e. in a ratio of approximately 1 to one another, it can be assumed that the leak 40 is in that area of the air duct 4 for which the mass flow balancing was set up, here in the air collector 14. On the other hand, it can be assumed that the leak 40 is present in a different area of the air duct 4 if this ratio deviates significantly from 1.
  • the ratio can also be determined indirectly, for example in that a comparison with a predetermined threshold value for a relevant leakage cross section is carried out both for the determined positive pressure leakage cross section and for the determined negative pressure leakage cross section.
  • Equation 2 for the leakage mass flow rh leak is used in Equation 1 to: K isentropic exponent
  • p in front of the boost pressure P22 is to be equated in Equation 3; p according to the ambient pressure po. Both values are available to the engine controller 30 and thus to the diagnostic means 32 as measured sensor values.
  • T is to be equated with the temperature T22 in the intake system 14 .
  • engine control 30 can obtain an operating model and/or a look-up table.
  • the EGR mass flow can be taken from an operating model, taking into account the measured values of the existing pressure sensors.
  • the throttle valve mass flow can be taken from the values of the air mass sensor HFM with a dynamic adjustment. become men.
  • the mass flow into the combustion chambers can be taken from an operating model, taking into account measured pressure values and a measured engine speed N.
  • the necessary calculations are made in each case by the motor controller 30 and/or the diagnostic means 32 .
  • p is to be equated to the boost pressure P 22 in Equation 3; p in front of the ambient pressure po. Both values are available to the engine controller 30 and thus to the diagnostic means 32 as measured sensor values.
  • a temperature value from the environment can be used as an approximation for T before , or for example a weighted combination of ambient temperature and engine temperature, in particular by means of a pre-filled characteristic map, which aims to map a real temperature with sufficient accuracy depending on the operating point.
  • the motor controller 30 can be found in an operating model and/or a look-up table.
  • the EGR mass flow can be taken from an operating model, taking into account the measured values of the existing pressure sensors.
  • the throttle flap mass flow can be taken from the values of the air mass sensor HFM with a dynamic adjustment.
  • the mass flow into the combustion chambers can be taken from an operating model, taking into account measured pressure values and a measured engine speed N. The necessary calculations are made in each case by engine control 30 and/or diagnostic means 32 .
  • a leak 40 can be assumed in the sense of the previously mentioned, predetermined threshold value (possibly set analogously for a leak diameter).
  • the diagnosed leak 40 is located on that part of the air guide 4 for which the mass flow balance was established, here on the air collector 14.
  • the leak 40 located there has a size that corresponds at least essentially to the mean value of the two values determined for Ai_eck.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugantrieb, aufweisend eine Brennkraftmaschine, eine Luftführung, eine Abgasanlage und ein Diagnosemittel zum Identifizieren einer Leckage einer Luftführung einer Brennkraftmaschine, wobei das Diagnosemittel dazu eingerichtet ist, ein Verfahren zur Diagnose einer Leckage einer Brennkraftmaschine durchzuführen, das zumindest folgende Verfahrensschritte aufweist: Ermitteln von Massenströmen der Luftführung, Bestimmen eines Leckagemassenstroms.

Description

Leckagediagnose bei einer Sauganlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Leckage einer Sauganlage einer Brennkraftmaschine, sowie ein Diagnosemittel zur Durchführung eines sol- chen Verfahrens und einen Fahrzeugantrieb mit einer Brennkraftmaschine, einer Sauganlage, einer Abgasanlage und einem solchen Diagnosemittel.
Im regulären Betrieb bekannter Fahrzeugantriebe mit einer Brennkraftmaschine, einer Sauganlage und einer Abgasanlage treten sporadisch Fälle von Undichtheiten der Frischluftführung und/oder der Sauganlage auf, deren Position innerhalb der Frischluftführung und/oder der Sauganlage nicht genau eingegrenzt werden kann.
Bekannte Lösungen stellen eine Vielzahl allgemeiner Diagnosen im Luftsystem zur Verfügung. Diese ermöglichen allerdings lediglich die Diagnose des Vorliegens ei ner Leckage an irgendeiner Position in der Luftführung. In der US 2010/236218 A wird dies beispielsweise unter Berücksichtigung von Lambdawerten ermöglicht.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Leckagediagnose in Sauganlage einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Diagnosemittel mit den Merkmalen von Anspruch 9 sowie einen Fahrzeugan trieb mit den Merkmalen von Anspruch 10. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Diagnose einer Leckage einer Luftfüh rung, insbesondere einer Sauganlage, einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, offenbart. Das Verfahren weist zumindest einen der folgenden Verfahrensschritte auf:
(i) Ermitteln der, insbesondere aller regulär vorgesehener, Massenströme der Luft- führung, insbesondere eines Luftsammlers der Sauganlage. D.h. insbesondere er folgt ein Ermitteln aller Massenströme, die bei einem regulären Betrieb der Brennkraftmaschine in die und aus der Luftführung, insbesondere in die und aus der Sauganlage, strömen. Unter einem regulären Massenstrom ist vorliegend also insbesondere - in Abgrenzung von einem irregulären bzw. nicht vorgesehenen Leckagemassenstrom - jeglicher Massenstrom in der Luftführung zu verstehen, der in einem Regelbetrieb des Fahrzeugantriebs zum Antrieb des Fahrzeugs vorgesehen sein kann.
(ii) Aufstellen einer Massenstrombilanz anhand der ermittelten Massenströme. Das Aufstellen der Massenstrombilanz ist unter anderem zu den Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben.
(iii) Bestimmen eines Leckagemassenstroms anhand der aufgestellten Massen strombilanz. Das Bestimmen des Leckagemassenstroms ist unter anderem zu den Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben.
Eine Bestimmung des Leckagemassenstroms anhand der aufgestellten Massen- Strombilanz ermöglicht ein zielgenaues Ergreifen von Maßnahmen zur Kompensa tion des Leckagemassenstroms, auch im regulären Betrieb der Brennkraftmaschi ne. Unter einer Kompensation des Leckagemassenstroms können Maßnahmen zu einem Ausgleich unerwünschter Effekte des Leckagemassenstroms und/oder Maß nahmen zu einer Eliminierung des Leckagemassenstroms zu verstehen sein.
Unter einer Leckage kann vorliegend insbesondere ein Loch (i.e. ein Leck) in einer Komponente der Luftführung, insbesondere der Sauganlage, verstanden werden. Die Luftführung weist insbesondere eine Ladeluftführung, einen Ladeluftkühler und/oder eine Sauganlage mit Schnittstellen zu den Einlassventilen auf. Insbesondere ist in der Frischluftführung ein Verdichter eines Abgasturboladers und/oder eine Drosselklappe zum gewünschten Dosieren der Frischluft beim Einlass in den Luftsammler angeordnet. Unter einem Bestimmen eines Leckagemassenstroms ist vorliegend insbesondere zu verstehen: ein Erkennen (insbesondere eines Vorliegens) eines Leckagemassenstroms. Insbesondere ist darunter zusätzlich eine nähere Beschreibung des Leckagemassenstroms nach Position, Größe und/oder Flussrichtung zu verstehen, insbesondere im Sinne einer Unterscheidung von anderen möglichen Positionen, Größen und/oder Flussrichtungen eines Leckagemassenstroms.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Diagnosemittel offenbart, das insbesondere als Systemkomponenten einer Motorsteuerung des Fahrzeugantriebs ausgebildet ist. Das Diagnosemittel dient zum Identifizieren einer Leckage einer Luftführung, insbesondere einer Sauganlage, einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Diagnosemittel ist dazu eingerichtet, ein Verfahren gemäß einer Ausführung der Erfindung durchzuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeugantrieb offenbart, aufweisend eine Sauganlage, eine Brennkraftmaschine und eine Abgasanlage. Der Fahrzeug- antrieb weist ein Diagnosemittel nach einer Ausführung der Erfindung auf. Gemäß einer Ausführung weist der Fahrzeugantrieb eine Abgasrückführ-Leitung (AGR-Leitung) auf, welche dazu eingerichtet ist, die Abgasanlage mit der Sauganlage abgasführend zu verbinden.
Für Fahrzeugantriebe, bei denen eine Abgasrückführung (AGR) vorgesehen ist, ist die Erfindung und die damit verbundene Möglichkeit einer Leckagediagnose im Re gelbetrieb der Brennkraftmaschine besonders hilfreich. Denn das mitgeführte Abgas kann deutlich höhere Temperaturen erreichen als die komprimierte, aber gekühlt zugeführte, Frischluft, auch wenn die rückgeführten Abgase einen AGR- Kühler durchlaufen haben. Häufig ist die Sauganlage - in welche die AGR-Leitung mündet - mit einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet, weshalb bei sehr ungünstigen Betriebsbedingungen, beispielsweise mit hohen Umgebungstemperaturen und Be triebspunkten der Brennkraftmaschine mit hohen AGR-Massenströmen, Leckagen, beispielsweise durch den Temperatureintrag der rückgeführten Abgase in einen Kunststoff-Luftsammler Leckagen auftreten können, insbesondere wenn bereits eine gewisse Versottung der am stärksten belasteten Wandpartien vorliegt.
Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, dass die bekannten Leckagediagnoseverfahren kein konkreteres Fehlerbild einer Leckage in der Sauganlage ermöglichen, insbesondere nicht mit einer Trennschärfe zu anderen Leckageorten. Zudem ermöglichen die bekannten Leckagediagnoseverfahren keine zuverlässige Eingrenzung des Fehlers während des Regelfahrbetriebs.
Der Erfindung liegt zudem unter anderem die Überlegung zugrunde, dass eine der art differenzierte Diagnose als Basis von gezielten Ersatzreaktionen auf die Le ckage - auch bereits im Fährbetrieb - dienen kann. Die Erfindung basiert nun unter anderem auf der Idee einer, gemäß einer Ausfüh rung kontinuierlichen, Bestimmung eines Leckagemassenstroms mit Hilfe der regu lären Massenströme an der Sauganlage. Im Fall einer Undichtheit kann bei einer entsprechenden Massenstrombilanzierung ein wesentlicher Leckagemassenstrom bestimmt werden.
Die Erfindung kann insbesondere - aber nicht ausschließlich - bei einem aufgela denen Verbrennungsmotor eingesetzt, welcher an einem Eintritt der Frischluftfüh- rung in die Sauganlage eine Drosselklappe oder ein anderes geeignetes Drosselor gan besitzt, und mit einer Abgasrückführung (AGR) ausgestattet sein kann.
In die Sauganlage gibt es zu- und abfließende (Fluid-)Massenströme, deren Summe im Idealfall (= das heißt ohne Bilanzierungsfehler und/oder realem Lecka gemassenstrom) ausgeglichen ist: Zufließend sind der Massenstrom über die Drosselklappe und ggfs der Massen strom über den AGR-Pfad. Abfließend ist der Massenstrom in die Brennräume der Zylinder der Brennkraftmaschine.
Im Fall des Auftretens einer Leckage kommt der Leckagemassenstrom hinzu, der je nach einem Verhältnis der Gasdrücke zwischen dem Inneren der Sauganlage und einem Umgebungsdruck ein zufließender oder ein abfließender Massenstrom ist.
Die Erfindung basiert entsprechend unter anderem auf der Idee einer Berücksichti gung des Drucks in der Sauganlage im Verhältnis zum Umgebungsluftdruck.
Dabei werden gemäß einer Ausführung Betriebsbereiche unterschieden, bei denen der Ladedruck höher als der Umgebungsdruck ist, und solche, bei denen der Lade druck niedriger als der Umgebungsdruck ist.
Im Fall von Überdruck in der Sauganlage ist der Leckagemassenstrom definitions gemäß ein abfließender Massenstrom aus der Sauganlage. Im Fall von Unterdrück in der Sauganlage ist der Leckagemassenstrom ein zufließender Massenstrom. Ausschließlich eine Leckage, die in der Sauganlage ihren Ursprung (sprich das Loch, das die Leckage bedingt) hat, lässt sich durch diese Betrachtung (insbeson dere eine gekoppelte Betrachtung der Leckageverhältnisse bei Überdruck und Un terdrück) beschreiben. Leckagen an anderen Stellen korrelieren nicht mit gemäß einer Ausführung anzu stellenden Annahmen, wie der Massenstrom mit dem Ladedruck gekoppelt ist. Diese Annahmen sind u.a. zu den Ausführungsbeispielen beschrieben.
Im Vergleich zu den vorherrschenden typischen Fehlern der Luftsystemsensoren und den daraus resultierenden Modellunschärfen der bekannten Leckagediagnose- verfahren, ergibt sich mit der Erfindung die nötige Trennschärfe, um zwischen typi schen Systemtoleranzen und Sensorfehlern und einem Fehlerbild einer Leckage in der Sauganlage zu unterscheiden.
Der bilanzierte Leckagemassenstrom ist abhängig vom jeweiligen Gaszustand (Druck, Temperatur) in der Sauganlage. Die Betriebspunktabhängigkeit kann durch das Rückrechnen auf eine charakteristische Größe eliminiert werden. Hierfür kann gemäß einer Ausführung die Leckage mit Hilfe einer Durchflussgleichung (Drossel gleichung) auf einen Drosselquerschnitt oder -durchmesser rückgerechnet werden.
Eine zuverlässige Diagnose einer Leckage in der Sauganlage ergibt sich gemäß ei ner Ausführung, wenn das Ergebnis des Leckagequerschnitts für den Über- und Unterdruckbereich in einer ähnlichen Größenordnung ist, sodass beide Ergebnisse auf die gleiche Weise mit den getätigten Annahmen korrelieren. Liegt im Über- und im Unterdruckbereich ein gültiges Berechnungsergebnis vor, werden gezielt bereits sehr kleine Leckagen im Bereich der Sauganlage und des AGR-Systems detektiert.
Entsprechend können gemäß einer Ausführung dedizierte Ersatzreaktionen (Kom- pensation und/oder Eliminierung des Leckagemassenstroms, während eines Re gelbetriebs oder eines Werkstattaufenthalts) eingeleitet werden, sodass ein zuver lässiger und umweltfreundlicher Betrieb des Fahrzeugs gewährleistet bleibt. Nimmt trotz einer ergriffenen Ersatzreaktion die Leckage weiter zu, so wird dies ge mäß einer Ausführung durch die Diagnose erkannt und eine schärfere Ersatzreak tion eingeleitet. Bei ursprünglichen Ersatzreaktionen im Regelfahrbetrieb kann hier dann beispielsweise eine Weiterfahrt vor einer Überprüfung in einer Werkstatt ver- sagt werden.
Gemäß einer Ausführung wird die Erfindung als Diagnosemittel (i.e. Diagnosefunk tion) im Motorsteuergerät umgesetzt.
Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren zusätzlich folgenden Verfahrensschritt auf: Bestimmen einer Position und/oder einer Größe, insbesondere eines Durchmessers, eines Lecks in Abhängigkeit von dem bestimmten Leckagemassenstrom. Dadurch kann genauer eingegrenzt werden, welche Maßnahme zur Kompensation des Leckagemassenstroms beim Betrieb der Brennkraftmaschine in welchem Umfang erforderlich ist.
Gemäß einer Ausführung wird der Leckagemassenstrom während eines regulären Betriebs der Brennkraftmaschine bestimmt. Dies ermöglicht, Maßnahmen zur Kompensation eines Leckagemassenstroms unmittelbar nach dessen ursprünglichen Auftreten zu ergreifen.
Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren zusätzlich folgende Verfahrensschritte auf: - Bestimmen eines Überdruck-Leckagemassenstroms, sowie eines Überdruck-Grö ßenkennwerts in Abhängigkeit von dem bestimmten Überdruck-Leckagemassen strom, insbesondere zu einem ersten Betriebszustand (beispielsweise einem nor malen Fährbetrieb des Fahrzeugs), und/oder
- Bestimmen eines Unterdruck-Leckagemassenstroms, sowie eines Unterdruck- Größen kennwerts in Abhängigkeit von dem bestimmten Unterdruck-Leckagemas senstrom, insbesondere zu einem zweiten Betriebszustand (beispielsweise einem Regenerationsbetrieb eines Speicherkatalysators oder eines Partikelfilters), - Ermitteln einer Position des Lecks in Abhängigkeit von einem Verhältnis des be stimmten Überdruck-Größenkennwerts und des bestimmten Unterdruck-Größen kennwerts zueinander.
Das Verhältnis des bestimmten Überdruck-Größenkennwerts und des bestimmten Unterdruck-Größenkennwerts zueinander kann als Indikator für eine Position des Lecks verwendet werden. Als Größenkennwert des Lecks kann insbesondere ein Durchmesser oder eine Fläche der Leckage herangezogen werden.
Beispielsweise ist davon auszugehen, dass das Leck in demjenigen Bereich der Sauganlage vorliegt, für welches die Massenstrombilanzierung aufgestellt wurde, wenn die beiden Größenkennwerte vorzeichenbereinigt ungefähr gleich groß sind, d. h. in einem Verhältnis von ca. 1 zueinander stehen. Hingegen ist beispielsweise davon auszugehen, dass das Leck in einem anderen Bereich der Sauganlage vorliegt, wenn dieses Verhältnis deutlich von 1 abweicht.
Das Verhältnis des Überdruck-Größenkennwerts und des Unterdruck-Größenkenn- werts zueinander kann aber ebenso mittels einer Schwellenwertbetrachtung ermit telt werden, die sich an einem vorbestimmten Schwellenwert für relevante Lecka gen orientiert, der beispielsweise festlegt, ab welchem Leckagedurchmesser oder welcher Leckagefläche die Berechnungsergebnisse mittels der Motorsteuerung überhaupt erst als Leck interpretiert werden, und nicht als Messfehler, Erfassungs- Streuung, oder Ähnliches.
Insbesondere kann als Position des Lecks die Sauganlage (i.e. insbesondere nach der Drosselklappe) ermittelt werden, wenn der bestimmten Überdruck-Größen kennwert und der bestimmte Unterdruck-Größenkennwert größer als der Schwel lenwert sind. Insbesondere kann als Position des Lecks die Ladeluftführung ermittelt werden, wenn nur einer von dem bestimmten Überdruck-Größenkennwert und dem be stimmten Unterdruck-Größenkennwert größer als der Schwellenwert ist. Gemäß einer Ausführung wird in Abhängigkeit von dem oder den bestimmten Leckagemassenströmen eine Größe, insbesondere ein Durchmesser, des Lecks ermittelt. Auch dadurch kann eine bessere Eingrenzung geeigneter Maßnahmen zur Kompensation des Leckagemassenstroms erfolgen. Gemäß einer Ausführung wird eine Ersatzreaktion auf den Leckagemassenstrom, insbesondere zur Kompensation oder Eliminierung des Leckagestroms, in Abhängigkeit von der bestimmten Position, Größe und/oder Flussrichtung des Leckagemassenstroms bestimmt. Dadurch kann die Brennkraftmaschine gegebenenfalls auch mit dem vorliegenden Leck weiterhin betrieben werden, insbesondere auch mit akzeptablen Emissionen.
Gemäß einer Ausführung wird der Leckagemassenstrom in Abhängigkeit von einem Umgebungsdruck der Sauganlage bestimmt. Dies ermöglicht eine Aussage über die Größe und/oder der Flussrichtung des Leckagemassenstroms.
Gemäß einer Ausführung werden die Massenströme, insbesondere die regulären Massenströme in der Sauganlage und der Leckagemassenstrom, in Abhängigkeit von wenigstens einem Druck, insbesondere der Luft bzw. des Gemischs bzw. des Abgases in der Sauganlage, und/oder von einem Umgebungsdruck ermittelt. Zu sätzlich oder alternativ werden die Massenströme in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperatur, insbesondere der Luft bzw. des Gemischs bzw. des Abgases in der Sauganlage ermittelt. Zusätzlich oder alternativ werden die Massenströme in Abhängigkeit von einem Schnittstellenquerschnitt, insbesondere einem Ein- oder Austrittsquerschnitt in die oder aus der Sauganlage, insbesondere in den oder aus dem Luftsammler, ermittelt.
Dadurch kann über die etablierten Zusammenhänge der Düsenströmung von Fluiden, insbesondere der Drosselgleichung, die Massenstrombilanzierung vorgenommen werden. Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.
Fig. 1 zeigt einen Fahrzeugantrieb mit einem Diagnosemittel gemäß einer bei spielhaften Ausführung der Erfindung. Fig. 2 zeigt Massenströme an einer Sauganlage einer Luftführung des Fahr zeugantriebs aus Fig. 1, mit deren Berücksichtigung ein Verfahren ge mäß einer beispielhaften Ausführung der Erfindung durchführbar ist.
Fig. 1 zeigt einen Fahrzeugantrieb 1 , aufweisend eine Brennkraftmaschine 2. Die Brennkraftmaschine 2 ist im Ausführungsbeispiel als Vierzylinder-Dieselmotor aus gebildet. Die Brennkraftmaschine 2 ist zur Versorgung mit Sauerstoff an eine Luft führung 4 angeschlossen; sowie an eine Abgasanlage 6 zur Führung und ggf. Rei nigung der Abgase.
Die Luftführung 4 weist eine Ladeluftführung 8, einen Ladeluftkühler 10, eine Dros- selklappe 12 und eine Sauganlage 14 auf.
Die Abgasanlage 6 weist entlang einer Abgasführung 16 einen Abgaskrümmer 18 sowie eine Abgasnachbehandlungsanordnung 20 auf, die zumindest einen Oxidati onskatalysator aufweist, insbesondere aber weitere Nachbehandlungseinrichtun gen wie beispielsweise wenigstens einen Partikelfilter und/oder wenigstens einen SCR-Katalysator aufweist.
Zur Steigerung der Leistung der Brennkraftmaschine 2 ist in der Ladeluftführung 8 der Luftführung 4 und in der Abgasführung 16 der Abgasanlage 6 ein zweistufiger Abgasturbolader 22 angeordnet, wobei die Verdichter des Abgasturboladers 22 in der der Ladeluftführung 8 und die Turbine des Abgasturboladers 22 in der Abgas- führung 16 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel ist eine Motortopologie mit zwei in Reihe angeordneten Turboladern dargestellt. Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung und auch die hier beschriebene beispielhafte Ausführung auch in anderen Motortopologien, beispielsweise mit einem einzigen Turbolader, an wendbar ist.
Der Hochdruckverdichter und die Hochdruckturbine des Abgasturboladers 22 sind im Ausführungsbeispiel jeweils mittels eines schaltbaren Bypasses umgehbar aus gebildet.
Die Luftführung 4 und die Abgasanlage 6 sind mittels einer schaltbaren Hochdruck- AGR-Leitung 24 verbindbar, sodass heißes Abgas aus dem Abgaskrümmer 18 in den Luftsammler 14 geführt und dort mit der Frischluft vermischt werden kann. Im Ausführungsbeispiel können die Abgase in der AGR-Leitung 24 schaltbar durch ei nen AGR-Kühler und/oder daran vorbei geführt werden.
An einem Frischlufteingang 7 der Ladeluftführung 8 ist ein Heißfilmluftmassenmes ser HFM zur Messung eines Luftmassenstroms mHFM sowie ein Temperatur sensor zur Messung einer Frischlufttemperatur T10 angeordnet. Zwischen den beiden Verdichtern ist ein Drucksensor zur Messung eines Verdich terdrucks p12 in der Ladeluftführung 8 angeordnet.
Zwischen dem Ladeluftkühler 10 und der Drosselklappe 12 ist ein Temperatur sensor zur Messung einer Vordrosseltemperatur T21 in der Frischluftführung ange ordnet. In dem Luftsammler 14 ist ein Drucksensor zur Messung eines Ladedrucks p22 an geordnet.
In der AGR-Leitung 24 ist ein Temperatursensor zur Messung einer AGR-Gemisch- temperatur T-nAGR beim Eintritt in den Luftsammler 14 angeordnet.
In dem Abgaskrümmer 18 ist ein Drucksensor zur Messung eines Vorturbinen- drucks p31 angeordnet. Zwischen der Niederdruckturbine des Abgasturboladers 22 und der Abgasnachbe handlungsanordnung 20 ist eine Lambdasonde zur Messung einer Gemischzusam mensetzung der Abgase vor dem Eintritt in die Abgasnachbehandlungsanordnung 20 angeordnet.
5 Der Fahrzeugantrieb 1 weist zudem eine Motorsteuerung 30 auf, die dazu einge richtet ist, den Fahrzeugantrieb 1 und alle Komponenten davon entsprechend der Betriebserfordernisse des Kraftfahrzeugs anzusteuern. Die Motorsteuerung 30 ist auch dazu eingerichtet, für eine optimale Ansteuerung des Fahrzeugantriebs und seiner Komponenten Messwerte aller oben erwähnten Sensoren zu berücksichti ge) gen, sowie auf an sich übliche Betriebsmodelle, Lookup-Tabellen, etc. zuzugreifen, gegebenenfalls unter Verwendung der erfassten und/oder verarbeiteten Sensor werte.
Die Motorsteuerung 30 weist ein Diagnosemittel 32 auf, das dazu eingerichtet ist, ein beispielhaftes Verfahren zur Diagnose einer Leckage 40 der Luftführung 4 des 15 Fahrzeugantriebs 1 durchzuführen, und damit einen Leckagemassenstrom zu be stimmen.
Die Durchführung des beispielhaften Verfahrens mit einigen Varianten ist nachfol gend detailliert anhand von Erläuterungen zu der Darstellung der Figur 2 beschrie ben.
20 Fig. 2 zeigt schematisch die regulären Massenströme am Luftsammler 14: einen Drosselmassenstrom mThrVLv und einen AGR-Massenstrom mAGR in den Luft sammler hinein, sowie einen Füllungsmassenstrom mFüllung aus dem Luftsammler heraus in die Zylinder.
Zudem ist ein etwaiger, zu diagnostizierender bzw. zu bestimmender Leckagemas- 25 senstrom mLeck eingezeichnet. Der Leckagemassenstrom mLeck ist ohne Vorweg nahme der Strömungsrichtung eingezeichnet; beide Strömungsrichtungen eines Leckagemassenstroms mLeck sind möglich, je nachdem, ob ein Umgebungsdruck po höher oder niedriger ist als der Ladedruck P22 - daher die Darstellung mit dem Doppelpfeil.
Unter Verwendung des zusätzlich in Figur 2 eingezeichneten Temperaturwerts T22 im Luftsammler 14 sowie unter Rückgriff auf in der Motorsteuerung 30 hinterlegte Betriebsmodelle und LookUp-Tabellen (gegebenenfalls in Verbindung mit weiteren Messwerten der oben beschriebenen Sensoren) ist das Diagnosemittel 32 dazu eingerichtet, ein Verfahren zur Diagnose einer Leckage 40 der Luftführung 4 und hier insbesondere des Luftsammlers 14 durchzuführen.
Dazu erfolgt zunächst ein Ermitteln der regulären Massenströme (Drosselmassen- ström mThrVlv , AGR-Massenstrom mAGR und Füllungsmassenstrom mFüllung ) der Sauganlage 4 bezüglich des Luftsammlers 14.
Anschließend erfolgt mittels des Diagnosemittels 30 ein Aufstellen einer Massen strombilanz anhand der ermittelten Massenströme. Die Massenstrombilanz einer optimal dichten Sauganlage ergibt sich dabei zu:
Figure imgf000015_0001
Für eine nicht optimal dichte Sauganlage ergibt sich ein zunächst unbestimmter Le ckagemassenstrom mLeck , für dessen Bestimmung anhand der aufgestellten Mas senstrombilanz gilt:
Figure imgf000015_0002
ril-Leck ril-AGR T ^ ThrVlv ^ Füllung (1) mit p22 > 0 => m Leck > 0 sowie p22 < 0 => mLeck < 0 Auf diese Weise erfolgt während eines regulären Betriebs der Brennkraftmaschine ein Bestimmen des Leckagemassenstroms mLeck anhand der aufgestellten Mas senstrombilanz.
Über die allgemeine Drosselgleichung von Fluidströmungen
Figure imgf000016_0001
kann eine Größe, hier ein Durchmesser di_eck eines Lecks 40 in Abhängigkeit von dem bestimmten Leckagemassenstrom mLeck bestimmt werden.
Die Berechnung von di_eck geht davon aus, dass di_eck bei einer leckfreien Saugan lage gleich Null oder unter Berücksichtigung kleinerer Berechnungsfehler zumin- dest fast genau Null beträgt.
Im beispielhaften Verfahren erfolgt sowohl ein Bestimmen eines Überdruck-Lecka gemassenstroms (also in einem Betriebsbereich, bei welchem der Ladedruck P22 größer ist als der Umgebungsdruck po, beispielsweise in einem normalen Fährbe trieb), als auch ein Bestimmen eines Unterdruck-Leckagemassenstroms (also in ei- nem Betriebsbereich, bei welchem der Ladedruck P22 kleiner ist als der Umge bungsdruck po, beispielsweise in einem Regenerationsbetrieb eines Speicherkats oder eines Partikelfilters). In Abhängigkeit von dem bestimmten Überdruck-Lecka gemassenstrom wird ein Überdruck-Größenkennwert (hier ein Überdruck-Leckage querschnitt) bestimmt. In Abhängigkeit von dem bestimmten Unterdruck-Leckage- massenstrom wird ein Unterdruck-Größenkennwert (hier ein Unterdruck-Leckage querschnitt) bestimmt.
Dann erfolgt ein Ermitteln einer Position des Lecks 40 in Abhängigkeit von einem Verhältnis des Überdruck-Leckagequerschnitts und des Unterdruck-Leckagequer schnitts zueinander. Wenn die beiden Leckagequerschnitte (als Größenkennwert für die Leckage) vor zeichenbereinigt ungefähr gleich groß sind, d. h. in einem Verhältnis von ca. 1 zuei nander stehen, ist davon auszugehen, dass das Leck 40 in demjenigen Bereich der Luftführung 4 vorliegt, für welches die Massenstrombilanzierung aufgestellt wurde, hier im Luftsammler 14. Hingegen ist davon auszugehen, dass das Leck 40 in ei nem anderen Bereich der Luftführung 4 vorliegt, wenn dieses Verhältnis deutlich von 1 abweicht.
Das Verhältnis kann auch auf indirektem Weg ermittelt werden, beispielsweise in dem sowohl für den bestimmten Überdruck-Leckagequerschnitt als auch für den bestimmten Unterdruck-Leckagequerschnitt jeweils ein Vergleich mit einem vorbe stimmten Schwellenwert für einen relevanten Leckagequerschnitt durchgeführt wird.
Dabei ist gegebenenfalls zu berücksichtigen, dass es durch kleinere Fehler in den Berechnungen der regulären Massenströme mittels der Motorsteuerung 30 zu Feh- lern in der Schätzung des Leckagedurchmessers di_eck kommen kann. Der ange setzte Wert für Ai_eck kann dann beispielsweise folgendermaßen berücksichtigt wer den:
Unter Berücksichtigung eines Massenstromfehlers
Figure imgf000017_0001
und unter der Annahme, dass sich der Flächenfehler für p22 > 0 und p22 < 0 gleich verhält, ergibt sich
Figure imgf000017_0002
und somit eine gemittelte Fläche sowie für die Leckagedurchmesser
Figure imgf000018_0001
ein gemittelter Leckagedurchmesser
Figure imgf000018_0002
Zur Berechnung einer Leckagefläche Ai_eck wird Gleichung 2 für den Leckagemas senstrom rhLeck in Gleichung 1 eingesetzt zu:
Figure imgf000018_0003
K Isentropenexponent
Für einen Überdruck-Betriebspunkt mit p22 > pO (Ladedruck ist größer als Umge bungsdruck) ist in Gleichung 3 pvor dem Ladedruck P22 gleichzusetzen; pnaCh dem Umgebungsdruck po. Beide Werte liegen der Motorsteuerung 30 und damit dem Di- agnosemittel 32 als Sensormesswerte vor. Zudem ist Tvor der Temperatur T22 in der Sauganlage 14 gleichzusetzen. T22 kann die Motorsteuerung 30 einem Betriebsmo dell und/oder einer LookUp-Tabelle entnehmen. Der AGR-Massenstrom kann ei nem Betriebsmodell unter Berücksichtigung der Messwerte der vorhandenen Drucksensoren entnommen werden. Der Drosselklappen-Massenstrom kann mit einer dynamischen Anpassung den Werten des Luftmassensensor HFM entnom- men werden. Der Massenstrom in die Brennräume kann einem Betriebsmodell un ter Berücksichtigung gemessener Druckwerte sowie einer gemessenen Motordreh zahl N entnommen werden. Die nötigen Rechnungen werden jeweils durch die Mo torsteuerung 30 und/oder das Diagnosemittel 32 vorgenommen. Für einen Unterdruck-Betriebspunkt mit P22 < Po (Ladedruck ist kleiner als Umge bungsdruck) ist in Gleichung 3 pnaCh dem Ladedruck P22 gleichzusetzen; pvor dem Umgebungsdruck po. Beide Werte liegen der Motorsteuerung 30 und damit dem Di agnosemittel 32 als Sensormesswerte vor. Zudem kann näherungsweise für Tvor ein Temperaturwert von der Umgebung herangezogen werden, oder beispielsweise eine - insbesondere mittels eines vorbefüllten Kennfelds - gewichtete Kombination von Umgebungstemperatur und Motortemperatur, die zum Ziel hat, Betriebspunkt abhängig eine reale Temperatur ausreichend genau abzubilden. T22 kann die Mo torsteuerung 30 einem Betriebsmodell und/oder einer LookUp-Tabelle entnehmen. Der AGR-Massenstrom kann einem Betriebsmodell unter Berücksichtigung der Messwerte der vorhandenen Drucksensoren entnommen werden. Der Drosselklap pen-Massenstrom kann mit einer dynamischen Anpassung den Werten des Luft massensensor HFM entnommen werden. Der Massenstrom in die Brennräume kann einem Betriebsmodell unter Berücksichtigung gemessener Druckwerte sowie einer gemessenen Motordrehzahl N entnommen werden. Die nötigen Rechnungen werden jeweils durch die Motorsteuerung 30 und/oder das Diagnosemittel 32 vor genommen.
Sowohl für Überdruck-Betriebspunkte als auch für Unterdruck-Betriebspunkte gilt: Ergibt sich für Ai_eck ein nur leicht von Null abweichender Wert, ist trotzdem von ei ner zumindest im Wesentlichen dichten Luftführung 4 auszugehen. In diesen Fällen ist der Wert normalerweise lediglich aufgrund von Modell- und/oder Sensortoleran zen ungleich Null. Ermittelte Werte für Ai_eck von - je nach Anwendung - bis zu ca. 10 bis 15 mm2 ziehen daher eine Diagnose „dichtes System“ nach sich. Allgemein ziehen ermittelte Werte für Ai_eck, welche im Verhältnis wesentlich kleiner sind als die zu erwartenden Leckagen im Fehlerfall, daher eine Diagnose „dichtes System“ nach sich. Die Grenze für eine angenommene Trennschärfe der Diagnose ist ins besondere von den vorhandenen Systemtoleranzen abhängig.
Ergeben sich höhere Werte für Ai_eck, ist im Sinne des bereits erwähnten, vorbe stimmten Schwellenwerts (ggf. analog für einen Leckagedurchmesser angesetzt) von einer Leckage 40 auszugehen.
Entsprechen sich die ermittelten Werte für Ai_eck bei einem Überdruck-Betriebspunkt und bei einem Unterdruck-Betriebspunkt einigermaßen - d. h., sind diese in einem Größenverhältnis von insbesondere zwischen 0,75 und 1 ,25, beispielsweise zwi schen 0,9 und 1 ,1 zueinander - erlaubt die durchgeführte Diagnose auch folgende Aussagen:
Das diagnostizierte Leck 40 befindet sich an demjenigen Bestandteil der Luftfüh rung 4, für welchen die Massenstrombilanz aufgestellt wurde, hier am Luftsammler 14.
Es ist davon auszugehen, dass das dort angeordnete Leck 40 eine Größe aufweist, die zumindest im Wesentlichen dem Mittelwert der beiden ermittelten Werte für Ai_eck entspricht.
Entsprechend der Position und der Größe des derart diagnostizierten Lecks 40 können geeignete Maßnahmen (i.e. Ersatzreaktionen) zur Kompensation und/oder Eliminierung des Lecks 40 ergriffen werden - bereits im Regelfahrbetrieb und/oder bei einem gegebenenfalls nötigen Werkstattaufenthalt. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Fahrzeugantrieb
2 Brennkraftmaschine
4 Luftführung 6 Abgasanlage
8 Ladeluftführung 10 Ladeluftkühler 12 Drosselklappe 14 Sauganlage 16 Abgasführung 20 Abgasnachbehandlungsanordnung 22 Abgasturbolader 24 Hochdruck-AGR-Leitung 30 Motorsteuerung 32 Diagnosemittel
40 Leck bzw. Leckage A|_eck Leckagefläche d|_eck Durchmesser der Leckage
HFM Heißfilm-Luftmassenmesser mAGR AGR-Massenstrom
Füllungsmassenstrom Ί ί Leck Leckagemassenstrom ™-ThrVLv Drosselmassenstrom und einen
Po Umgebungsdruck P12 Verdichterdruck
P22 Ladedruck
P31 Vorturbinendruck
T10 Frischlufttemperatur T21 Vordrosseltemperatur T22 Luftsammlertemperatur
T-nAGR AGR-Gemischtemperatur l Kraftstoff-Luft-Verhältnis

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Diagnose einer Leckage (40) einer Brennkraftmaschine (2), aufweisend zumindest die Verfahrensschritte:
- Ermitteln von, insbesondere regulären, Massenströmen {mAGR , mFüllung , mThrVlv ) einer Luftführung (4) der Brennkraftmaschine,
- Aufstellen einer Massenstrombilanz anhand der ermittelten Massenströme,
- Bestimmen eines Leckagemassenstroms ( rhLeck ) anhand der aufgestellten Mas senstrombilanz.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , aufweisend zumindest den Verfahrensschritt:
- Bestimmen einer Position und/oder einer Größe (Ai_eck , di_eck) des Lecks in Abhän gigkeit von dem bestimmten Leckagemassenstrom.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagemassenstrom während eines regulären Betriebs der Brenn kraftmaschine bestimmt wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, aufweisend zumindest die Verfahrens schritte:
- Bestimmen eines Überdruck-Leckagemassenstroms ( rhLeck ), sowie eines Über druck-Größenkennwerts (Ai_eck,ü , di_eck,ü) in Abhängigkeit von dem bestimmten Überdruck-Leckagemassenstrom , und/oder
- Bestimmen eines Unterdruck-Leckagemassenstroms (~'mLeck), sowie eines Un terdruck-Größenkennwerts (Ai_eck,u , di_eck,u) in Abhängigkeit von dem bestimmten Unterdruck-Leckagemassenstrom,
- Ermitteln einer Position des Lecks in Abhängigkeit von einem Verhältnis des be stimmten Überdruck-Größenkennwerts und des bestimmten Unterdruck-Größen kennwerts zueinander.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem oder den bestimmten Leckagemassenströmen eine Größe des Lecks ermittelt wird.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ersatzreaktion auf den Leckagemassenstrom in Abhängigkeit von der bestimmten Position, Größe und/oder einer Flussrichtung des Leckagemassen stroms bestimmt wird.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagemassenstrom in Abhängigkeit von einem Umgebungsdruck (po) der Sauganlage bestimmt wird.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere regulären, Massenströme in Abhängigkeit von wenigs tens einem Druck (po, P12, P22, P31), wenigstens einer Temperatur (T10, T21 , T22) und/oder einem Schnittstellenquerschnitt ermittelt werden.
9. Diagnosemittel (30) zum Identifizieren einer Leckage (40) einer Luftführung (4) ei ner Brennkraftmaschine (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosemittel dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
10. Fahrzeugantrieb (1), aufweisend eine Brennkraftmaschine (2), eine Luftführung (4) und eine Abgasanlage (6), gekennzeichnet durch ein Diagnosemittel (30) ge mäß Anspruch 9.
11. Fahrzeugantrieb gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Abgasrückführ- Leitung (24), welche dazu eingerichtet ist, die Abgasanlage mit der Sauganlage ab gasführend zu verbinden.
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