DE102014011153A1 - Internal combustion engine for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kurbelwelle (20), mit zumindest einer Nockenwelle (21) zur Betätigung von zumindest einem Gaswechselventil, mit zumindest einer Nebenaggregatsantriebswelle (22) zum Antrieb eines Nebenaggregats (15), mit einer Motorsteuerkette (24), die die Kurbelwelle (20), die zumindest eine Nockenwelle (21) und die zumindest eine Nebenaggregatsantriebswelle (22) antriebstechnisch miteinander verbindet, mit einer Phasenlagensensorik (30) zur Erfassung einer Phasenlage der Kurbelwelle (20) und/oder der zumindest einen Nockenwelle (21) und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (29), die zur Überwachung eines Verschleißes der Motorsteuerkette (24) kommunizierend mit der Phasenlagensensorik (30) verbunden ist, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit (29) dazu vorgesehen ist, zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette (24) die Phasenlage der Kurbelwelle (20) und/oder der zumindest einen Nockenwelle (21) mit einer Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle (22) zu vergleichen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette (24).The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, having a crankshaft (20), with at least one camshaft (21) for actuating at least one gas exchange valve, with at least one ancillary drive shaft (22) for driving an auxiliary unit (15), with a motor control chain (24 ), the crankshaft (20), the at least one camshaft (21) and the at least one accessory drive shaft (22) drivingly interconnected, with a phase position sensor (30) for detecting a phase angle of the crankshaft (20) and / or the at least one camshaft (21) and with a control and / or regulating unit (29) communicating with the phase-position sensor (30) for monitoring wear of the motor control chain (24), the control and / or regulating unit (29) being provided for this purpose , for monitoring the wear of the engine timing chain (24) the phase angle of the crankshaft (20) and / or the at least one camshaft (21) with a phase angle of the accessory drive shaft (22) to compare. Furthermore, the invention relates to a method for monitoring the wear of the engine timing chain (24).

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Überwachung eines Verschleißes einer Motorsteuerkette des Verbrennungsmotors.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle and a method for monitoring wear of a motor control chain of the internal combustion engine.

Aus der DE 195 03 457 C1 ist bereits ein Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kurbelwelle, mit vier Nockenwellen zur Betätigung von Gaswechselventilen, mit einer Motorsteuerkette, die die Kurbelwelle und die Nockenwellen antriebstechnisch miteinander verbindet, mit einer Phasenlagensensorik zur Erfassung einer Phasenlage der Kurbelwelle und der Nockenwellen und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die zur Überwachung eines Verschleißes der Motorsteuerkette kommunizierend mit der Phasenlagensensorik verbunden ist, bekannt.From the DE 195 03 457 C1 is already an internal combustion engine for a motor vehicle, with a crankshaft, with four camshafts for the actuation of gas exchange valves, with an engine timing chain, which connects the crankshaft and the camshafts drive technology, with a phase position sensor for detecting a phase angle of the crankshaft and the camshaft and with a control - And / or control unit, which is connected to monitor a wear of the motor control chain communicating with the phase position sensor, known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, die Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette besonders kostengünstig zu realisieren. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 und ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 4 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object to realize the monitoring of wear of the engine timing chain particularly cost. This object is achieved by an embodiment according to the invention according to claim 1 and an inventive method according to claim 4. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einem Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kurbelwelle, mit zumindest einer Nockenwelle zur Betätigung von zumindest einem Gaswechselventil, mit zumindest einer Nebenaggregatsantriebswelle zum Antrieb eines Nebenaggregats, mit einer Motorsteuerkette, die die Kurbelwelle, die zumindest eine Nockenwelle und die zumindest eine Nebenaggregatsantriebswelle antriebstechnisch miteinander verbindet, mit einer Phasenlagensensorik zur Erfassung einer Phasenlage der Kurbelwelle und/oder der zumindest einen Nockenwelle und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die zur Überwachung eines Verschleißes der Motorsteuerkette kommunizierend mit der Phasenlagensensorik verbunden ist.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, with a crankshaft, with at least one camshaft for actuating at least one gas exchange valve, with at least one accessory drive shaft for driving an accessory, with an engine timing chain, the crankshaft, the at least one camshaft and the at least an auxiliary drive shaft drive-technically interconnects, with a phase position sensor for detecting a phase angle of the crankshaft and / or the at least one camshaft and with a control and / or control unit which is connected to monitor wear of the motor control chain communicating with the phase position sensor.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette die Phasenlage der Kurbelwelle und/oder der zumindest einen Nockenwelle mit einer Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle zu vergleichen. Dadurch kann eine Vergleichsphasenlage zur Überwachung des Verschleißes und/oder zur Erkennung eines unzulässigen Verschleißes genutzt werden, die gleichzeitig zur phasenlagenabhängigen Ansteuerung des Nebenaggregats genutzt wird. Somit kann bei phasenlagenabhängig angesteuerten Nebenaggregaten die dafür notwendige Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette genutzt werden, wodurch die Überwachung bei Verbrennungsmotoren mit phasenlagenabhängig angesteuerten Nebenaggregaten rein softwaretechnisch realisiert werden kann. Bei Verbrennungsmotoren mit phasenlagenabhängig angesteuerten Nebenaggregaten kann zur Realisierung der Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette die zur Ansteuerung des Nebenaggregats notwendige Phasenlage mit der Phasenlage der Kurbelwelle und/oder der zumindest einen Nockenwelle genutzt werden, wodurch auf eine zusätzliche Phasenlagensensorik verzichtet werden kann. Dadurch kann die Überwachung des Verschleißes und/oder die Erkennung des unzulässigen Verschleißes der Motorsteuerkette insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit phasenlagenabhängig angesteuerten Nebenaggregaten besonders kostengünstig realisiert werden. Durch die Überwachung des Verschleißes kann rechtzeitig eine verschleiß- und/oder altersbedingte Verstellung von Steuerzeiten und/oder Kraftstoffeinspritzzeitpunkten aufgrund einer Kettenlängung erkannt werden, wodurch eine Verschlechterung einer Motorperformance des Verbrennungsmotors, wie beispielsweise eine Verschlechterung von Abgaswerten, und/oder eine Beschädigung oder sogar eine Zerstörung des Verbrennungsmotors verhindert werden kann. Nach der Erkennung des unzulässigen Verschleißes kann eine Warnmeldung ausgegeben und/oder können entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, wie beispielsweise eine an die Kettenlängung angepasste Ansteuerung von Kraftstoffeinspritzventilen. Eine Bestimmung der Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle ist insbesondere unabhängig von der Phasenlage der Kurbelwelle und/oder der zumindest einen Nockenwelle. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgebildet, programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.It is proposed that the control and / or regulating unit is provided for monitoring the wear of the engine timing chain to compare the phase angle of the crankshaft and / or the at least one camshaft with a phase position of the auxiliary drive shaft. As a result, a comparison phase position for monitoring the wear and / or for detecting an impermissible wear can be used, which is used simultaneously for phase-dependent activation of the auxiliary unit. Thus, in phased-dependent actuated ancillaries the necessary phase position of the accessory drive shaft for monitoring the wear of the engine timing chain can be used, whereby the monitoring of internal combustion engines can be realized purely software technology with phase-dependent actuated ancillaries. In internal combustion engines with phase-dependent actuated ancillaries can be used to implement the monitoring of the wear of the engine timing chain necessary for controlling the auxiliary phase position with the phase angle of the crankshaft and / or the at least one camshaft, which can be dispensed with an additional phase position sensor. As a result, the monitoring of the wear and / or the detection of the impermissible wear of the engine timing chain can be realized in a particularly cost-effective manner, particularly in internal combustion engines with phasing-dependent actuated auxiliary units. By monitoring the wear, a wear and / or age-related adjustment of timing and / or fuel injection timing due to chain elongation can be detected in a timely manner, thereby degrading engine performance of the engine such as deterioration of exhaust gas values and / or damage or even degradation Destruction of the internal combustion engine can be prevented. After detecting the impermissible wear, a warning message can be issued and / or appropriate countermeasures can be initiated, such as, for example, a control of fuel injection valves adapted to the chain elongation. A determination of the phase position of the auxiliary drive shaft is in particular independent of the phase angle of the crankshaft and / or the at least one camshaft. A "control and / or regulating unit should in particular be understood as a unit having at least one control unit. A "control unit" is to be understood in particular as meaning a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit. In principle, the control and / or regulating unit can have a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with one another via a bus system, in particular a CAN bus system. By "provided" is to be understood in particular specially designed, programmed, designed, equipped and / or arranged.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Nebenaggregatsantriebswelle als eine Hochdruckpumpenantriebswelle ausgebildet ist, die zum Antrieb des als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildeten Nebenaggregats vorgesehen ist. Dadurch kann eine Phasenlage einer besonders vorteilhaften Nebenaggregatsantriebswelle zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette verwendet werden. Es kann dadurch insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit einer Common-Rail-Einspritzanlage eine kostengünstige Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette realisiert werden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, das als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildete Nebenaggregat zur Fördermengensteuerung und/oder -regelung pumpenantriebswellenwinkelgenau anzusteuern.In particular, it is advantageous if the auxiliary drive shaft is designed as a high-pressure pump drive shaft, which is provided for driving the ancillary unit designed as a high-pressure fuel pump. As a result, a phase angle of a particularly advantageous auxiliary drive shaft can be used to monitor the wear of the engine timing chain. It can thereby, in particular in internal combustion engines with a common rail injection system, a cost-effective monitoring of wear the motor control chain can be realized. The control and / or regulating unit is preferably provided to control the pump unit designed as a high-pressure pump auxiliary unit for delivery rate control and / or regulation pump drive shaft angle.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Verbrennungsmotor zumindest ein ansteuerbares Pumpeneinlassventil für das Nebenaggregat zu einer verstellbaren Förderung eines Kraftstoffs aufweist, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, anhand der Förderung des Kraftstoffs die Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle zu bestimmen. Dadurch kann unabhängig von der Phasenlage der Kurbelwelle und/oder der zumindest einen Nockenwelle rein softwaretechnisch die Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle bestimmt werden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette die Phasenlage der Kurbelwelle und/oder der zumindest einen Nockenwelle mit der anhand der Förderung des Kraftstoffs bestimmten Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle zu vergleichen. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle zusätzlich zur Bestimmung anhand der Förderung des Kraftstoffs auf eine andere Art und Weise bestimmt wird, beispielsweise anhand eines phasenlagenorientierten Verbaus der Nebenaggregatsantriebswelle relativ zur Kurbelwelle und/oder zu der zumindest einen Nockenwelle plus einer Auswertung der durch die Phasenlagensensorik erfassten Phasenlage der Kurbelwelle und/oder der zumindest einen Nockenwelle.Further, it is advantageous if the internal combustion engine has at least one controllable pump inlet valve for the auxiliary unit for an adjustable delivery of a fuel, wherein the control and / or regulating unit is provided to determine based on the promotion of the fuel, the phase position of the accessory drive shaft. As a result, regardless of the phase position of the crankshaft and / or the at least one camshaft, the phase position of the auxiliary drive shaft can be determined purely by software. The control and / or regulating unit is preferably provided for monitoring the wear of the engine timing chain to compare the phase angle of the crankshaft and / or the at least one camshaft with the determined based on the promotion of the fuel phase position of the auxiliary drive shaft. In principle, it is conceivable that the phase position of the accessory drive shaft is determined in addition to the determination of the promotion of the fuel in a different way, for example, based on a phasing of the auxiliary drive shaft relative to the crankshaft and / or the at least one camshaft plus an evaluation of the phase position sensor detected phase angle of the crankshaft and / or the at least one camshaft.

Weiter wird ein Verfahren zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei dem die Phasenlage der Kurbelwelle und/oder die Phasenlage der zumindest einen Nockenwelle erfasst wird, wobei die Phasenlage der Kurbelwelle und/oder die Phasenlage der zumindest einen Nockenwelle mit der Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle verglichen wird.Further, a method for monitoring the wear of the engine timing chain of the internal combustion engine of a motor vehicle is proposed, in which the phase angle of the crankshaft and / or the phase position of the at least one camshaft is detected, wherein the phase angle of the crankshaft and / or the phase angle of the at least one camshaft with the Phase position of the accessory drive shaft is compared.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, an embodiment of the invention is shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 stark schematisiert eine Kraftstoffeinspritzanlage eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs und 1 highly schematic of a fuel injection system of an internal combustion engine of a motor vehicle and

2 stark schematisiert einen kettengetriebenen Steuertrieb des Verbrennungsmotors. 2 strongly schematized a chain-driven timing drive of the internal combustion engine.

Die 1 und 2 zeigen stark schematisiert einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, der zur Ausleitung eines Kraftfahrzeugantriebsmoments eine Kurbelwelle 20 und zu einer Betätigung von nicht näher dargestellten Gaswechselventilen des Verbrennungsmotors zwei Nockenwellen 21 aufweist. In der 2 ist lediglich eine der Nockenwellen 21 sichtbar.The 1 and 2 show a highly schematic of an internal combustion engine of a motor vehicle, for deriving a motor vehicle drive torque, a crankshaft 20 and for actuation of gas exchange valves of the internal combustion engine, not shown, two camshafts 21 having. In the 2 is just one of the camshafts 21 visible, noticeable.

Zur Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs weist der Verbrennungsmotor mehrere Brennräume 10 auf. Zur Versorgung der Brennräume 10 mit einem Kraftstoff umfasst der Verbrennungsmotor eine Kraftstoffeinspritzanlage 11. Die Kraftstoffeinspritzanlage 11 ist in der 1 dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzanlage 11 ist als eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzanlage ausgebildet. Sie weist ein Hochdrucksystem 12 auf. Das Hochdrucksystem 12 umfasst mehrere Kraftstoffeinspritzventile 13, die jeweils einem Brennraum 10 zugeordnet sind. Die Kraftstoffeinspritzventile 13 sind jeweils zur Einspritzung des Kraftstoffs in einen der Brennräume 10 vorgesehen. Der Kraftstoff ist beispielsweise als Benzin oder Diesel ausgebildet.For combustion of an air-fuel mixture, the internal combustion engine has a plurality of combustion chambers 10 on. To supply the combustion chambers 10 with a fuel, the internal combustion engine comprises a fuel injection system 11 , The fuel injection system 11 is in the 1 shown. The fuel injection system 11 is designed as a common rail fuel injection system. It has a high pressure system 12 on. The high pressure system 12 includes several fuel injection valves 13 , each one a combustion chamber 10 assigned. The fuel injectors 13 are each for injection of the fuel in one of the combustion chambers 10 intended. The fuel is designed for example as gasoline or diesel.

Zur Bereitstellung des Kraftstoffs für die Kraftstoffeinspritzventile 13 weist das Hochdrucksystem 12 ein Verteilerrohr 14 (Rail) auf. Das Verteilerrohr 14 ist als ein gemeinsames Verteilerrohr ausgebildet und ist somit gleichzeitig an alle Kraftstoffeinspritzventile 13 strömungstechnisch angebunden. Das Verteilerrohr 14 versorgt alle Kraftstoffeinspritzventile 13 mit einem gleichen Kraftstoffdruck.To provide the fuel for the fuel injection valves 13 has the high pressure system 12 a manifold 14 (Rail) on. The manifold 14 is designed as a common manifold and is thus at the same time to all fuel injectors 13 fluidically connected. The manifold 14 supplies all fuel injection valves 13 with a same fuel pressure.

Zur Versorgung des Hochdrucksystems 12 mit dem Kraftstoff weist die Kraftstoffeinspritzanlage 11 ein als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildetes Nebenaggregat 15 auf. Das Nebenaggregat 15 stellt einen Kraftstoffdruck in dem Hochdrucksystem 12, und damit in dem Verteilerrohr 14, ein. Das Nebenaggregat 15 versorgt das Hochdrucksystem 12 mit dem Kraftstoff aus einem Niederdrucksystem 16 der Kraftstoffeinspritzanlage 11. Das Nebenaggregat 15 fördert den Kraftstoff aus dem Niederdrucksystem 16 in das Hochdrucksystem 12. Zur bedarfsgerechten Förderung des Kraftstoffs in das Hochdrucksystem 12 weist das Nebenaggregat 15 ein ansteuerbares Pumpeneinlassventil 28 auf, das zur verstellbaren Förderung des Kraftstoffs aus dem Niederdrucksystem 16 in einen Pumpenraum des Nebenaggregats 15 vorgesehen ist. Zum Antrieb weist das Nebenaggregat 15 eine als Hochdruckpumpenantriebswelle ausgebildete Nebenaggregatsantriebswelle 22 auf. Grundsätzlich kann das Nebenaggregat 15 mehrere ansteuerbare Pumpeneinlassventile aufweisen.To supply the high pressure system 12 with the fuel points the fuel injection system 11 a trained as a high-pressure fuel pump accessory 15 on. The accessory 15 represents a fuel pressure in the high pressure system 12 , and so in the manifold 14 , one. The accessory 15 supplies the high pressure system 12 with the fuel from a low pressure system 16 the fuel injection system 11 , The accessory 15 Promotes the fuel from the low pressure system 16 in the high pressure system 12 , For the demand-oriented promotion of the fuel in the high-pressure system 12 has the accessory 15 a controllable pump inlet valve 28 on that, for the adjustable promotion of the fuel from the low-pressure system 16 in a pump room of the accessory 15 is provided. To drive the auxiliary unit has 15 designed as a high-pressure pump drive shaft ancillary drive shaft 22 on. Basically, the accessory can 15 have multiple controllable pump inlet valves.

Zur Versorgung des Niederdrucksystems 16 mit dem Kraftstoff weist die Kraftstoffeinspritzanlage 11 ein als Kraftstoffniederdruckpumpe ausgebildetes Nebenaggregat 17 auf. Das Nebenaggregat 17 stellt einen Kraftstoffdruck in dem Niederdrucksystem 16 ein, der kleiner ist als der Kraftstoffdruck in dem Hochdrucksystem 12. Das Nebenaggregat 17 versorgt das Niederdrucksystem 16 mit dem Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 18 des Kraftfahrzeugs, in dem der Kraftstoff gelagert ist. Das Nebenaggregat 17 fördert den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 18 in das Niederdrucksystem 16. To supply the low-pressure system 16 with the fuel points the fuel injection system 11 a trained as a low-pressure fuel pump accessory 17 on. The accessory 17 represents a fuel pressure in the low pressure system 16 which is smaller than the fuel pressure in the high-pressure system 12 , The accessory 17 supplies the low pressure system 16 with the fuel from a fuel tank 18 of the motor vehicle in which the fuel is stored. The accessory 17 Promotes the fuel from the fuel tank 18 in the low pressure system 16 ,

Zur Erfassung des Kraftstoffdrucks in dem Hochdrucksystem 12 weist der Verbrennungsmotor einen Raildrucksensor 19 auf. Der Raildrucksensor 19 erfasst den Kraftstoffdruck in dem Verteilerrohr 14.For detecting the fuel pressure in the high pressure system 12 the internal combustion engine has a rail pressure sensor 19 on. The rail pressure sensor 19 detects the fuel pressure in the manifold 14 ,

Zum Antrieb der Nockenwellen 21 und der Nebenaggregatsantriebswelle 22 weist der Verbrennungsmotor einen kettengetriebenen Steuertrieb 23 auf. Der Steuertrieb 23 weist eine Motorsteuerkette 24 auf, die die Kurbelwelle 20, die zwei Nockenwellen 21 und die Nebenaggregatsantriebswelle 22 antriebstechnisch miteinander verbindet. Die Kurbelwelle 20 triebt über die Motorsteuerkette 24 die Nockenwellen 21 und die Nebenaggregatsantriebswelle 22 an. Zur Aufnahme der Motorsteuerkette 24 umfasst der Steuertrieb 23 ein drehfest mit der Kurbelwelle 20 verbundenes Kettenrad 25, ein drehfest mit der Nebenaggregatsantriebswelle 22 verbundenes Kettenrad 26 und zwei jeweils mit einer der Nockenwellen 21 drehfest verbundene Kettenräder 27 auf.For driving the camshafts 21 and the accessory drive shaft 22 the internal combustion engine has a chain-driven control drive 23 on. The tax drive 23 has a motor control chain 24 on that the crankshaft 20 that have two camshafts 21 and the accessory drive shaft 22 in terms of drive technology. The crankshaft 20 drives via the engine timing chain 24 the camshafts 21 and the accessory drive shaft 22 at. For holding the engine timing chain 24 includes the tax drive 23 a rotation with the crankshaft 20 connected sprocket 25 , a non-rotatable with the accessory drive shaft 22 connected sprocket 26 and two each with one of the camshafts 21 non-rotatably connected sprockets 27 on.

Zur sensorischen Erfassung einer Phasenlage der Kurbelwelle 20 weist der Verbrennungsmotor eine Phasenlagensensorik 30 auf. Die Phasenlagensensorik 30 weist einen Winkelsensor auf, der die Phasenlage der Kurbelwelle 20 sensorisch erfasst. Grundsätzlich kann die Phasenlagensensorik 30 auch mehrere Winkelsensoren aufweisen.For sensory detection of a phase angle of the crankshaft 20 the internal combustion engine has a phase position sensor 30 on. The phase position sensor 30 has an angle sensor, the phase angle of the crankshaft 20 detected by sensors. Basically, the phase position sensor 30 also have several angle sensors.

Zur Steuerung und Regelung weist der Verbrennungsmotor eine Steuer- und Regeleinheit 29 auf. Die Steuer- und Regeleinheit 29 ist steuerungstechnisch an die Kraftstoffeinspritzventile 13 und das Pumpeneinlassventil 28 angebunden. Die Steuer- und Regeleinheit 29 steuert oder regelt über die Kraftstoffeinspritzventile 13 die Kraftstoffeinspritzung in die Brennräume 10 und über das Pumpeneinlassventil 28 eine Fördermenge des Kraftstoffs in das Hochdrucksystem 12. Die Steuer- und Regeleinheit 29 steuert oder regelt das Nebenaggregat 15 pumpenantriebswellenwinkelgenau. Sie steuert oder regelt über das Pumpeneinlassventil 28 den Kraftstoffdruck in dem Verteilerrohr 14 und damit den an den Kraftstoffeinspritzventilen 13 anliegenden Kraftstoffdruck. Die Steuer- und Regeleinheit 29 ist kommunizierend an die Phasenlagensensorik 30 und den Raildrucksensor 19 angebunden.For control and regulation, the internal combustion engine has a control and regulation unit 29 on. The control unit 29 is control technology to the fuel injection valves 13 and the pump inlet valve 28 tethered. The control unit 29 controls or regulates via the fuel injection valves 13 the fuel injection into the combustion chambers 10 and via the pump inlet valve 28 a delivery of the fuel in the high-pressure system 12 , The control unit 29 controls or regulates the accessory 15 pump drive shaft at a precise angle. It controls or regulates via the pump inlet valve 28 the fuel pressure in the manifold 14 and so on the fuel injectors 13 applied fuel pressure. The control unit 29 is communicating with the phase-angle sensor 30 and the rail pressure sensor 19 tethered.

Um einen unzulässigen Verschleiß und damit eine unzulässige Kettenlängung der Motorsteuerkette 24 rechtzeitig zu erkennen, ist die Steuer- und Regeleinheit 29 dazu vorgesehen, den Verschleiß der Motorsteuerkette 24 während des Betriebs des Verbrennungsmotors zu überwachen und eine unzulässig verschlissene Motorsteuerkette 24 zu detektieren.To an impermissible wear and thus an inadmissible chain elongation of the engine timing chain 24 To recognize in time, is the control unit 29 provided the wear of the engine timing chain 24 during operation of the internal combustion engine and an improperly worn engine timing chain 24 to detect.

Zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette 24 und zur Erkennung der unzulässig verschlissenen Motorsteuerkette 24 vergleicht die Steuer- und Regeleinheit 29 die sensorisch bestimmte Phasenlage der Kurbelwelle 20 mit einer softwaretechnisch bestimmten Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22. Die Phasenlage der Kurbelwelle 20 und die Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22 sind unabhängig voneinander. Zur Detektierung der unzulässig verschlissenen Motorsteuerkette 24 ermittelt die Steuer- und Regeleinheit 29 eine Abweichung zwischen der Phasenlage der Kurbelwelle 20 und der Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22 und vergleicht diese mit einem Grenzwert. Liegt die Abweichung über dem Grenzwert, so erkennt die Steuer- und Regeleinheit 29 die unzulässig verschlissene Motorsteuerkette 24. Der Grenzwert der Abweichung zwischen der Phasenlage der Kurbelwelle 20 und der Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22 ist in der Steuer- und Regeleinheit 29 hinterlegt.To monitor the wear of the engine timing chain 24 and for detecting the improperly worn engine timing chain 24 compares the control unit 29 the sensorially determined phase angle of the crankshaft 20 with a software technically determined phase position of the accessory drive shaft 22 , The phase angle of the crankshaft 20 and the phasing of the accessory drive shaft 22 are independent of each other. For detecting the impermissibly worn engine timing chain 24 determines the control unit 29 a deviation between the phase angle of the crankshaft 20 and the phasing of the accessory drive shaft 22 and compares them to a threshold. If the deviation is above the limit, the control unit recognizes 29 the improperly worn engine timing chain 24 , The limit value of the deviation between the phase angle of the crankshaft 20 and the phasing of the accessory drive shaft 22 is in the control unit 29 deposited.

Die Steuer- und Regeleinheit 29 bestimmt die von der Phasenlage der Kurbelwelle 20 unabhängige Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22 anhand der Steuerung oder Regelung der Fördermenge des Kraftstoffs in das Hochdrucksystem 12. Dazu weist die Steuer- und Regeleinheit 29 eine Förderverlaufsfunktion auf, die anhand des Pumpeneinlassventils 28 einen Verlauf der Fördermenge des Kraftstoffs in das Hochdrucksystem 12 bestimmt. Anhand des Verlaufs der Fördermenge des Kraftstoffs durch das Nebenaggregat 15 in das Hochdrucksystem 12 bestimmt die Steuer- und Regeleinheit 29 softwaretechnisch die Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22. Die anhand der Fördermenge des Kraftstoffs in das Hochdrucksystem 12 bestimmte Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22 vergleicht die Steuer- und Regeleinheit 29 zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette 24 mit der Phasenlage der Kurbelwelle 20.The control unit 29 determines the of the phase angle of the crankshaft 20 Independent phase position of the auxiliary drive shaft 22 by controlling the flow of fuel into the high pressure system 12 , For this purpose, the control unit 29 a Förderverlaufsfunktion on the basis of the pump inlet valve 28 a profile of the delivery rate of the fuel in the high-pressure system 12 certainly. Based on the course of the flow rate of the fuel through the auxiliary unit 15 in the high pressure system 12 determines the control unit 29 Software technology, the phase angle of the accessory drive shaft 22 , Based on the flow rate of the fuel in the high-pressure system 12 certain phase position of the accessory drive shaft 22 compares the control unit 29 for monitoring the wear of the engine timing chain 24 with the phase angle of the crankshaft 20 ,

Grundsätzlich ist alternativ oder zusätzlich denkbar, die Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22 anhand des Kraftstoffdrucks in dem Hochdrucksystem 12 softwaretechnisch zu bestimmen. Dabei weist die Steuer- und Regeleinheit 29 eine Raildruckverlaufsfunktion auf, die mit Hilfe des Raildrucksensors 19 einen Verlauf eines Raildrucks und damit einen Verlauf des Kraftstoffdrucks in dem Verteilerrohr 14 bestimmt. Anhand des Verlaufs des Raildrucks bestimmt die Steuer- und Regeleinheit 29 softwaretechnisch die Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22, die sie zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette 24 mit der Phasenlage der Kurbelwelle 20 vergleicht. Ferner ist es grundsätzlich denkbar, die Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22 sensorisch zu messen. Dabei weist der Verbrennungsmotor eine Phasenwinkelsensorik zur Erfassung der Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22 auf, mit der die Steuer- und Regeleinheit 29 kommunizierend verbunden ist.Basically, alternatively or additionally conceivable, the phase angle of the auxiliary drive shaft 22 based on the fuel pressure in the high pressure system 12 to be determined by software. In this case, the control unit 29 a rail pressure gradient function, which with the help of the rail pressure sensor 19 a course of a rail pressure and thus a course of the fuel pressure in the manifold 14 certainly. Based on the course of the rail pressure determines the control unit 29 Software technology, the phase angle of the accessory drive shaft 22 They are used to monitor the wear of the engine timing chain 24 with the phase angle of the crankshaft 20 compares. Furthermore, it is conceivable in principle, the phase angle of the auxiliary drive shaft 22 to measure sensory. In this case, the internal combustion engine has a phase angle sensor for detecting the phase position of the auxiliary drive shaft 22 on, with the control unit 29 is communicatively connected.

Um die unzulässig verschlissene Motorsteuerkette 24 einem Fahrer des Kraftfahrzeugs zu signalisieren, weist das Kraftfahrzeug zumindest ein nicht näher dargestelltes, mit der Steuer- und Regeleinheit 29 verbundenes haptisches, optisches und/oder akustisches Warnelement auf, das in einem Kraftfahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Erkennt die Steuer- und Regeleinheit 29 die unzulässig verschlissene Motorsteuerkette 24, gibt die Steuer- und Regeleinheit 29 ein Signal aus, wodurch das zumindest eine Warnelement vibriert, einen Warnton ausgibt und/oder aufleuchtet und dadurch dem Fahrer die unzulässig verschlissene Motorsteuerkette 24 signalisiert.To the improperly worn engine timing chain 24 To signal a driver of the motor vehicle, the motor vehicle has at least one unspecified, with the control unit 29 connected haptic, optical and / or acoustic warning element, which is arranged in a motor vehicle interior of the motor vehicle. Detects the control unit 29 the improperly worn engine timing chain 24 , gives the control unit 29 a signal, whereby the at least one warning element vibrates, emits a warning tone and / or lights up and thereby the driver the improperly worn engine timing chain 24 signaled.

Grundsätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit 29 zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette 24 die Phasenlage der Kurbelwelle 20 und/oder zumindest einer der Nockenwellen 21 mit einer Phasenlage einer von der Nebenaggregatsantriebswelle 22 verschiedenen Nebenaggregsatantriebswelle des Verbrennungsmotors, die durch die Motorsteuerkette 24 angetrieben wird, vergleichen. Ferner ist es grundsätzlich denkbar, dass anstelle der Phasenlage der Kurbelwelle 20 eine sensorisch bestimmte Phasenlage zumindest einer der Nockenwellen 21 zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette 24 mit der softwaretechnisch bestimmten Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle 22 verglichen wird.Basically, the control unit 29 for monitoring the wear of the engine timing chain 24 the phase angle of the crankshaft 20 and / or at least one of the camshafts 21 with a phasing of one of the accessory drive shaft 22 various auxiliary drive shaft of the internal combustion engine, through the engine timing chain 24 is driven, compare. Furthermore, it is basically conceivable that instead of the phase angle of the crankshaft 20 a sensorially determined phase position of at least one of the camshafts 21 for monitoring the wear of the engine timing chain 24 with the software technically determined phase position of the accessory drive shaft 22 is compared.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Brennraumcombustion chamber
1111
KraftstoffeinspritzanlageFuel injection system
1212
HochdrucksystemHigh pressure system
1313
KraftstoffeinspritzventilFuel injection valve
1414
Verteilerrohrmanifold
1515
Nebenaggregataccessory
1616
NiederdrucksystemLow pressure system
1717
Nebenaggregataccessory
1818
KraftstofftankFuel tank
1919
RaildrucksensorRail pressure sensor
2020
Kurbelwellecrankshaft
2121
Nockenwellecamshaft
2222
NebenaggregatsantriebswelleAccessory drive shaft
2323
SteuertriebTiming
2424
MotorsteuerketteEngine timing chain
2525
KettenradSprocket
2626
KettenradSprocket
2727
KettenradSprocket
2828
PumpeneinlassventilPump inlet valve
2929
Steuer- und RegeleinheitControl unit
3030
PhasenlagensensorikPhase position sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19503457 C1 [0002] DE 19503457 C1 [0002]

Claims (4)

Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kurbelwelle (20), mit zumindest einer Nockenwelle (21) zur Betätigung von zumindest einem Gaswechselventil, mit zumindest einer Nebenaggregatsantriebswelle (22) zum Antrieb eines Nebenaggregats (15), mit einer Motorsteuerkette (24), die die Kurbelwelle (20), die zumindest eine Nockenwelle (21) und die zumindest eine Nebenaggregatsantriebswelle (22) antriebstechnisch miteinander verbindet, mit einer Phasenlagensensorik (30) zur Erfassung einer Phasenlage der Kurbelwelle (20) und/oder der zumindest einen Nockenwelle (21) und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (29), die zur Überwachung eines Verschleißes der Motorsteuerkette (24) kommunizierend mit der Phasenlagensensorik (30) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (29) dazu vorgesehen ist, zur Überwachung des Verschleißes der Motorsteuerkette (24) die Phasenlage der Kurbelwelle (20) und/oder der zumindest einen Nockenwelle (21) mit einer Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle (22) zu vergleichen.Internal combustion engine for a motor vehicle, with a crankshaft ( 20 ), with at least one camshaft ( 21 ) for actuating at least one gas exchange valve, with at least one ancillary drive shaft ( 22 ) for driving an auxiliary unit ( 15 ), with a motor control chain ( 24 ), which is the crankshaft ( 20 ), the at least one camshaft ( 21 ) and the at least one ancillary drive shaft ( 22 ) in terms of drive technology, with a phase position sensor system ( 30 ) for detecting a phase angle of the crankshaft ( 20 ) and / or the at least one camshaft ( 21 ) and with a control and / or regulating unit ( 29 ) used to monitor wear of the engine timing chain ( 24 ) communicating with the phase position sensor ( 30 ), characterized in that the control and / or regulating unit ( 29 ) is provided for monitoring the wear of the engine timing chain ( 24 ) the phase angle of the crankshaft ( 20 ) and / or the at least one camshaft ( 21 ) with a phase angle of the auxiliary drive shaft ( 22 ) to compare. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenaggregatsantriebswelle (22) als eine Hochdruckpumpenantriebswelle ausgebildet ist, die zum Antrieb des als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildeten Nebenaggregats (15) vorgesehen ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the ancillary drive shaft ( 22 ) is designed as a high-pressure pump drive shaft, which is used to drive the ancillary unit designed as a high-pressure fuel pump (US Pat. 15 ) is provided. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zumindest ein ansteuerbares Pumpeneinlassventil (28) für das Nebenaggregat (15) zu einer verstellbaren Förderung eines Kraftstoffs, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit (29) dazu vorgesehen ist, anhand der Förderung des Kraftstoffs die Phasenlage der Nebenaggregatsantriebswelle (22) zu bestimmen.Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized by at least one controllable pump inlet valve ( 28 ) for the accessory ( 15 ) to an adjustable delivery of a fuel, wherein the control and / or regulating unit ( 29 ) is provided, based on the promotion of the fuel, the phase angle of the auxiliary drive shaft ( 22 ). Verfahren zur Überwachung eines Verschleißes einer Motorsteuerkette (24) eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Phasenlage einer Kurbelwelle (20) und/oder eine Phasenlage zumindest einer Nockenwelle (21) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage der Kurbelwelle (20) und/oder die Phasenlage der zumindest einen Nockenwelle (21) mit einer Phasenlage einer Nebenaggregatsantriebswelle (22) verglichen wird.Method for monitoring wear of a motor control chain ( 24 ) of an internal combustion engine of a motor vehicle, in which a phase angle of a crankshaft ( 20 ) and / or a phase angle of at least one camshaft ( 21 ) is detected, characterized in that the phase angle of the crankshaft ( 20 ) and / or the phase position of the at least one camshaft ( 21 ) with a phase angle of an accessory drive shaft ( 22 ) is compared.
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