DE102016216122B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, die ein Kurbelgehäuse (20) , einen mit einem Saugrohr (13) ausgestatteten Ansaugtrakt (1) und eine zwischen dem Kurbelgehäuse (20) und dem Saugrohr (13) angeordnete Verbindungsleitung (53) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auftreten eines negativen Lastwechsels unter Verwendung von erfassten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und eines Kurbelgehäusemodells (66) ein Vergleich eines gemessenen Saugrohrdruckes mit einem modellierten Saugrohrdruck vorgenommen wird und anhand des Vergleichsergebnisses ermittelt wird, ob eine Verstopfung oder ein Abfallen der zwischen dem Kurbelgehäuse (20) und dem Saugrohr (13) angeordneten Verbindungsleitung (53) vorliegt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung.
• Im Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors würde sich ohne Entlüftungsmaßnahmen beim Betrieb des Verbrennungsmotors ein gegenüber der Atmosphäre erhöhter Druck aufbauen, der vorwiegend durch das Übertreten (blow-by) von Verbrennungsgasen aus dem jeweiligen Brennraum und durch Ölnebelbildung hervorgerufen wird. Zur Vermeidung dieser hohen Drücke im Kurbelgehäuse ist es bereits bekannt, das Kurbelgehäuse über eine Ölabscheidevorrichtung mit dem Luftsystem unter Verwendung einer oder mehrerer Entlüftungsleitungen zu verbinden, so dass das Gasgemisch über das Ansaug-Luftsystem der Verbrennung den Zylindern zugeführt wird und nicht in die Umgebung gelangen kann.
• Die genannten Entlüftungsleitungen münden im Allgemeinen sowohl in einem Bereich des Luftsystems stromaufwärts einer Drosselklappe als auch im Saugrohr stromab der Drosselklappe. Beim Zusammenbau des Motorsystems oder bei Reparaturvorgängen können Fehler entstehen. Beispielsweise kann die Entlüftungsleitung zwischen der Ölabscheidevorrichtung und dem Luftsystem unterbrochen sein. Ursachen hierfür können ein Abfallen der jeweiligen Verbindungsleitung aufgrund von im Betrieb auftretenden Vibrationen sein oder auch ein Vergessen des Wiederaufsteckens der Entlüftungsleitung nach Reparaturarbeiten. Dies führt zu einer Leckage im Luftsystem und zu einem Austritt von Emissionen aus dem Kurbelgehäuse in die Umwelt.
• Es ist bereits bekannt, eine Leckage im Luftsystem zu diagnostizieren. Dabei lässt sich jedoch nicht ermitteln, ob diese Leckage des Luftsystems durch ein Abfallen bzw. Fehlen der Entlüftungsleitung hervorgerufen wurde oder eine andere Ursache hat.
• Eine weitere Fehlerquelle besteht in einem Verstopfen der Entlüftungsleitung, wie es beispielsweise durch ein Vereisen oder durch Ablagerungen in der Entlüftungsleitung hervorgerufen werden kann. Bei einem derartigen Verstopfen der Entlüftungsleitung beispielsweise zwischen der Ölabscheidevorrichtung und dem Luftsystem kann ein Druckanstieg im Kurbelgehäuse die Folge sein, der unter Umständen zu einer Undichtigkeit führen kann, die durch ein Herausdrücken des Ölmessstabes verursacht werden kann. Dadurch können Kohlenwasserstoffe aus dem Kurbelgehäuse in die Umwelt gelangen.
• Aus der DE 10 2007 046 489 B3 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Entlüftung eines Kurbelgehäuses in einen Ansaugtrakt bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erfasst und ein Kraftstoff-Massenstrom aus dem Kurbelgehäuse in den Ansaugtrakt in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsparametern bestimmt. Die Brennkraftmaschine wird in Abhängigkeit von dem Kraftstoff-Massenstrom aus dem Kurbelgehäuse in den Ansaugtrakt gesteuert oder überwacht. Im Rahmen dieses bekannten Verfahrens wird eine Prüfung des bestimmten Kraftstoff-Massenstroms aus dem Kurbelgehäuse in den Ansaugtrakt auf seine Plausibilität durchgeführt. Dabei wird berücksichtigt, dass ein Ausgasen von Kraftstoff aus einem Motoröl eines Ottomotors typischerweise erst ab einer Temperatur von 65°C oder 70°C zu beobachten ist, jedoch bei konstanter Drehzahl und konstanter Last nur langsam variabel ist. Des Weiteren wird dabei berücksichtigt, dass die Konzentration des aus dem Schmierstoff ausdampfenden Kraftstoffs im Gesamtmassenstrom von der Drehzahl und der Last nur schwach abhängig ist und als Funktion der Zeit nur langsam variiert.
• Aus der DE 10 2008 002 721 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftung bei Verbrennungsmotoren bekannt. Im Rahmen der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems wird eine Entlüftungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Luftsystem des Verbrennungsmotors während einer Überprüfungszeitdauer unterbrochen, die Änderung eines Betriebsparameters des Verbrennungsmotors während der Überprüfungszeitdauer bestimmt und ein Fehler im Kurbelgehäuseentlüftungssystem anhand der bestimmten Änderung des Betriebsparameters festgestellt, bei dem es sich um den Lambdawert des Abgases des Verbrennungsmotors handelt.
• Aus der EP 2 616 655 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftung von Verbrennungsmotoren bekannt, bei welchen das Kurbelgehäuse über eine Entlüftungsvorrichtung mit einem Luftzuführungssystem des Verbrennungsmotors verbunden ist. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine Druckdifferenz zwischen einem Umgebungsdruck und einem Druck im Kurbelgehäuse bestimmt und ein Fehler in der Entlüftungsvorrichtung abhängig von der Druckdifferenz, wenn eine Freigabebedingung erfüllt ist, festgestellt. Die Freigabebedingung ist dann erfüllt, wenn ein durch einen Tiefpassfilter gefilterter Luftmassenstrom betragsmäßig einen ersten Schwellenwert übersteigt. Die Tiefpassfilterung des Luftmassenstroms wird mit einer Zeitkonstanten durchgeführt, die so vorgegeben ist, dass sie gleich oder größer einer Zeitkonstante ist, die sich aus einem zeitverzögerten Ansprechen des Kurbelgehäusedrucks bei einer Änderung des Luftmassenstroms ergibt.
• Aus der DE 10 2012 209 107 B4 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, bei welchen ein Kurbelgehäuse, ein Ansaugtrakt mit einer Drosselklappe und eine Kurbelgehäuseentlüftung mit einem schaltbaren Absperrventil vorgesehen sind. Ferner sind mehrere Sensoren vorgesehen, die verschiedene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine erfassen. Zumindest einer der Sensoren erzeugt ein Messsignal, das für eine Lastgröße der Brennkraftmaschine repräsentativ ist. Abhängig von den erfassten Betriebsgrößen wird mittels eines dynamischen Modells zumindest eine geschätzte Lastgröße ermittelt und abhängig von einer Abweichung der geschätzten Lastgröße ein Korrekturwert eines Kennwerts ermittelt. Der Korrekturwert und der Kennwert werden im Rahmen des dynamischen Modells eingesetzt. Zum Durchführen einer Diagnose werden ein oder mehrere Diagnoseschaltzyklen gesteuert, bei dem bzw. bei denen das Absperrventil für eine vorgegebene erste Zeitdauer in eine Schließstellung gesteuert wird und das Absperrventil für eine vorgegebene zweite Zeitdauer in eine Offenschaltstellung gesteuert wird. Abhängig von einer Veränderung des Korrekturwertes in Antwort auf den einen oder die mehreren Diagnoseschaltzyklen wird ein Diagnosewert ermittelt, der repräsentativ ist für einen ordnungsgemäßen bzw. nicht ordnungsgemäßen Zustand des Absperrventils.
• Aus der DE 10 2013 224 030 B4 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit einer Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine bekannt. Die Brennkraftmaschine weist ein Kurbelgehäuse, eine Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung und einen Ansaugtrakt auf. Bei diesem bekannten Verfahren wird unter Verwendung eines dynamischen Modells ein Diagnosewert ermittelt, der repräsentativ ist für eine Dichtigkeit oder Undichtigkeit zumindest einer der Komponenten der Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung, zu welchen der Leitungsabschnitt eines ersten Kanals stromabwärts des Absperrventils, das Kurbelgehäuse, ein zweiter Kanal und ein Druckregelventil gehören.
• Die DE 10 2011 086 361 A1 zeigt ein Verfahren zum Erkennen von Leckagen im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, insbesondere zum Erkennen von vor einem Verdichter auftretenden Leckagen im Ansaugtrakt, wobei im Ansaugtrakt in Strömungsrichtung eine Ansaugluft, ein Luftmengen- oder Luftmassenmesser, ein Verdichter eines Abgasturboladers, ein Drosselelement und ein als Luftsammler ausgebildetes Saugrohr mit einem Drucksensor zur Messung eines Luftdrucks im Luftsammler angeordnet sind. Mittels einer Überwachungseinheit wird ein Schub gedrillter Brennkraftmaschine detektiert, während des Schubbetriebs mittels des Luftmengen- oder Luftmassenmessers eine erste Kenngröße für den Luftmassenstrom im Bereich des Luftmengen- oder Luftmassensensors ermittelt, mittels des Drucksensors eine zweite Kenngröße für den im Saugrohr vorliegenden Luftmassenstrom ermittelt und in Abhängigkeit von der ersten und zweiten Kenngröße eine Leckage im Ansaugtrakt ermittelt.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung anzugeben, bei denen der Bauteilaufwand reduziert ist
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung mit den im Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
• Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass sie eine Erkennung eines Fehlers im Bereich der vorzugsweise als Verbindungsschlauch ausgeführten Verbindungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Saugrohr ohne Notwendigkeit des Vorhandenseins von zusätzlichen Bauteilen wie ein Schaltventil, Differenzdrucksensor, etc., ermöglicht. Sie ermöglicht des Weiteren in vielen Fällen eine Fehlererkennung ohne Verwendung eines Lambdasensors bzw. eines Lambdareglerausschlags. Sie ermöglicht ferner das Unterscheiden des Vorliegens einer Leckage im Saugrohr vom Vorliegen eines Abfallens des Verbindungsschlauches zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Saugrohr. Sie ermöglicht auch ein Erkennen des Abfallens der vorzugsweise als Verbindungsschlauch ausgeführten Verbindungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Saugrohr. Ferner arbeitet ein Verfahren gemäß der Erfindung vergleichsweise schnell, da es nicht notwendig ist, Daten aus mehreren aufeinanderfolgenden Leerlaufphasen miteinander zu vergleichen
• Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt:
• 1 eine Skizze einer Brennkraftmaschine, die mit einer Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung ausgestattet ist,
• 2 eine Skizze zur Veranschaulichung eines Kurbelgehäusemodells,
• 3 eine Skizze zur Veranschaulichung einer passiven Erkennung einer Verstopfung in der Verbindungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Saugrohr,
• 4 eine Skizze zur Veranschaulichung einer aktiven Erkennung einer Verstopfung in der Verbindungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Saugrohr,
• 5 eine Skizze zur Veranschaulichung einer passiven Erkennung eines Abfallens oder Fehlens der Verbindungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Saugrohr,
• 6 eine Skizze zur Veranschaulichung einer aktiven Erkennung eines Abfallens oder Fehlens der Verbindungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Saugrohr,
• 7 eine Skizze zur Veranschaulichung einer aktiven Erkennung eines Abfallens oder Fehlens der Verbindungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Saugrohr bei ausgeschaltetem Saugrohrmodellregler und
• 8 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung.
• Die 1 zeigt eine Skizze einer Brennkraftmaschine, die mit einer Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung ausgestattet ist.
• Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst eine Drosselklappe 11 und ein Saugrohr 13, das zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist.
• Der Motorblock 2 umfasst ein Kurbelgehäuse 20, das eine Kurbelwelle 21 aufnimmt und auch eine Pleuelstange 25, welche mit einem Kolben 24 des Zylinders Z1 gekoppelt ist und die Kurbelwelle 21 mit dem Kolben 24 des Zylinders Z1 koppelt. Das Kurbelgehäuse 20 ist ferner teilweise mit Schmierstoff, insbesondere Motoröl, gefüllt, welches mittels nicht dargestellter Einrichtungen umgewälzt und gefiltert wird. Das Kurbelgehäuse 20 umfasst darüber hinaus ein freies Volumen, das sich gegebenenfalls bis zum Zylinderkopf 3 erstrecken kann.
• Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventilantrieb mit einem Gaseinlassventil 30 und einem Gasauslassventil 31 und zugehörigen Ventilantrieben 32, 33. Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 34 und eine Zündkerze 35. Alternativ kann das Einspritzventil 34 auch in dem Ansaugtrakt 1 angeordnet sein.
• Der Abgastrakt 4 umfasst einen Abgaskatalysator 40, der beispielsweise als 3-Wege-Katalysator ausgebildet ist.
• Zum Einleiten der im Kurbelgehäuse 20 vorhandenen Kraftstoffdämpfe in den Ansaugtrakt 1 ist eine Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung 5 vorgesehen. Diese weist einen ersten Kanal 51 auf, der stromaufwärts der Drosselklappe 11 von dem Ansaugtrakt 1 abzweigt und zum Kurbelgehäuse 20 führt. Der erste Kanal 51 ist pneumatisch mit dem freien Volumen des Kurbelgehäuses 20 gekoppelt. Durch diesen Kanal 51 kann Frischluft in das Kurbelgehäuse 20 einströmen.
• Des Weiteren ist ein zweiter Kanal 53 vorgesehen, der das freie Volumen des Kurbelgehäuses 20 pneumatisch mit dem Ansaugtrakt 1 an einer Stelle stromabwärts der Drosselklappe 11 verbindet.
• Mittels der beiden Kanäle 51 und 53 kann eine Entlüftung des freien Volumens des Kurbelgehäuses 20 erfolgen. Ein in der Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung 5 vorgesehener Ölnebelabscheider ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
• In dem zweiten Kanal 53 ist ein Regelventil 54 in Form eines Unterdruckventils angeordnet, das einen effektiven Querschnitt des zweiten Kanals 53 selbsttätig anpasst und zwar derart, dass sich im Kurbelgehäuse 20 ein definierter Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck einstellt.
• Bei einem geeigneten niedrigen Druck im Ansaugtrakt 1 stromabwärts der Drosselklappe 11 und zwar in dem Bereich, in dem der zweite Kanal 53 in den Ansaugtrakt 1 mündet, strömen die in dem freien Volumen des Kurbelgehäuses 20 befindlichen Gase zurück in den Ansaugtrakt 1.
• Die dargestellte Vorrichtung weist des Weiteren eine Steuervorrichtung 6 auf. Dieser sind Sensoren zugeordnet, welche Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine erfassen und ein die jeweils erfasste Betriebsgröße repräsentierendes Messsignal bereitstellen. Diese Eingangssignale der Steuervorrichtung 6 sind in der 1 zusammengefasst und mit dem Bezugszeichen ES bezeichnet.
• Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, abhängig von den genannten Betriebsgrößen Stellglieder, die der Brennkraftmaschine zugeordnet sind, mittels zugehöriger Stellsignale anzusteuern. Diese Stellsignale sind in der 1 zusammengefasst und mit dem Bezugszeichen AS bezeichnet.
• Zu den genannten Sensoren gehören beispielsweise ein Pedalstellungsgeber 71, welcher die Stellung eines Fahrpedals 7 erfasst, ein Luftmassenmesser 14, der einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 11 erfasst, ein Temperatursensor 15, der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Drucksensor 16, der einen Saugrohrdruck erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 22, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem eine Drehzahl zugeordnet wird, ein Drosselklappenwinkelsensor 37, ein Temperatursensor 36, welcher die Brennkraftmaschinentemperatur erfasst, und eine Abgassonde 41, welche einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und ein Messsignal ausgibt, das für das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis im Zylinder Z1 bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches charakteristisch ist.
• Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 11, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 30, 31, das Einspritzventil 34 und die Zündkerze 35.
• Außer dem Zylinder Z1 sind weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen jeweils zugehörige weitere Stellglieder zugeordnet sind.
• Die Steuervorrichtung 6 umfasst eine Recheneinheit 61, die mit einem Programmspeicher 62, einem Datenspeicher 63 und einem Fehlerspeicher 64 gekoppelt ist. Der Fehlerspeicher 64 ist mit einer Fehleranzeigevorrichtung 65 verbunden.
• Im Programmspeicher 62 sind Programme zum Betreiben der Brennkraftmaschine gespeichert, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet werden.
• Zu diesen Programmen gehört ein grundsätzlich bekanntes Saugrohrmodell, welches einen modellierten Saugrohrdruck berechnet. Dieser wird mittels eines Saugrohrmodellreglerfaktors (INSY-Regler) auf den gemessenen Saugrohrdruck abgeglichen. Zu diesen Programmen gehört des Weiteren ein Kurbelgehäusemodell 66, welches in der 2 veranschaulicht ist und dessen Ausgangssignale dem Saugrohrmodell zugeführt werden, welches die Ausgangssignale des Kurbelgehäusemodells zu einer genaueren Berechnung des modellierten Saugrohrdruckes verwendet. Dem Kurbelgehäusemodell 66 werden folgende Eingangssignale zugeführt:
• - die Motordrehzahl N,
• - der Umgebungsdruck P_Umg ,
• - der Zündwinkel W_Zünd ,
• - der Druck vor der Drosselklappe P_vorDrossel ,
• - der Saugrohrdruck P_Saugr ,
• - die Umgebungstemperatur T_Umg ,
• - die Kühlmitteltemperatur T_Kühlm ,
• - die Saugrohrtemperatur T_Saug und
• - die Öltemperatur T_Öl .
• Mittels des Kurbelgehäusemodells 66 werden aus diesen Eingangssignalen folgende Ausgangssignale ermittelt:
• - der im Kurbelgehäuse herrschende Druck P_KuKa ,
• - die absolute Luftmasse im Kurbelgehäuse M_{abs.Luft,KuKa} ,
• - die absolute Kraftstoffmasse im Kurbelgehäuse M_abs.HC,KuKa ,
• - die absolute Restgasmasse im Kurbelgehäuse M_abs.RG,KuKa ,
• - der Frischluftmassenstrom in das Kurbelgehäuse MAF_in,KuKa ,
• - der Blowby-Massenstrom in das Kurbelgehäuse MFL_in,BlowBy ,
• - der Frischluftmassenstrom aus dem Kurbelgehäuse MAF_fl,KuKa ,
• - der verflüchtigte Massenstrom aus dem Kurbelgehäuse MFL_fl,KuKa und
• - der Restgas-Massenstrom aus dem Kurbelgehäuse MFL_RG,KuKa .
• Dieses Kurbelgehäusemodell 66 wird dazu verwendet, die Luft- bzw. Gasmasse im Saugrohr möglichst genau zu bestimmen. Ein Indiz dafür, dass die Luft- bzw. Gasmasse im Saugrohr korrekt abgebildet wird, ist die Übereinstimmung von modelliertem zu gemessenem Saugrohrdruck.
• Beim Auftreten von negativen Lastwechseln, sogenannten „Tip Outs“, ist der Einfluss der Luftmasse, die durch das Kurbelgehäuse 20 zurück in das Saugrohr 13 fließt, besonders groß. Dieser Ausfluss der Luft- bzw. Gasmasse aus dem Kurbelgehäuse 20 lässt sich anhand des Saugrohrdruckverlaufes erkennen, d.h. aus einem Vergleich des Verlaufs des modellierten Saugrohrdrucks mit dem gemessenen Saugrohrdruck.
• Mittels des vorstehend beschriebenen Kurbelgehäusemodells 66 ergeben sich folgende Diagnosemöglichkeiten:
• Im Sinne einer passiven Erkennung kann eine Verstopfung in der als Verbindungsschlauch realisierten Verbindungsleitung 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 erkannt werden. Diese passive Erkennung beruht darauf, dass beim Vorliegen eines negativen Lastwechsels eine intakte Kurbelgehäuseentlüftung dadurch bestätigt werden kann, dass sich im Saugrohrdruck ein Anstieg erkennen lässt, der dann beginnt, wenn die Entlüftung des Kurbelgehäuses beginnt, und dann endet, wenn das Druckregelventil 54 schließt.
• Dieser Druckanstieg, der sowohl zeitlich als auch quantitativ unter Verwendung des Kurbelgehäusemodells bestimmt werden kann, wird als Entscheidungskriterium für die genannte passive Erkennung einer Verstopfung in der als Verbindungsschlauch realisierten Verbindungsleitung 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 verwendet, wobei der gemessene Saugrohrdruck mit dem modellierten Saugrohrdruck verglichen wird. Liegt der gemessene Saugrohrdruck unter dem modellierten Saugrohrdruck, dann wird das Vorliegen einer Verstopfung erkannt. Eine Voraussetzung für eine derartige Diagnoseentscheidung ist, dass ein niedriger Saugrohrmodellreglerfaktor (INSY-Regler) vorliegt.
• Eine derartige passive Erkennung einer Verstopfung in der als Verbindungsschlauch realisierten Verbindungsleitung 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 ist in der 3 veranschaulicht. Dabei ist im linken Diagramm von 3 das Vorliegen eines Fehlers veranschaulicht, da im dort gezeigten Diagnosefenster F der modellierte Saugrohrdruck K1 vom gemessenen Saugrohrdruck K3 abweicht. Das Diagnosefenster wird dann geöffnet, wenn der gemessene Saugrohrdruck den Umgebungsdruck, der durch die Linie K2 veranschaulicht ist, unterschreitet, und nach Ablauf einer vordefinierten Zeitspanne wieder geschlossen.
• Im rechten Diagramm von 3 ist der fehlerfreie Zustand veranschaulicht, da dort im gezeigten Diagnosefenster F der modellierte Saugrohrdruck K1 mit dem gemessenen Saugrohrdruck K3 übereinstimmt.
• Im Sinne einer aktiven Erkennung kann eine Verstopfung in der als Verbindungsschlauch realisierten Verbindungsleitung 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 bestätigt werden. Diese aktive Erkennung kann beispielsweise zeitlich nach einer passiven Erkennung durchgeführt werden und zur Initiierung einer Anforderung an einen Diagnosekoordinator verwendet werden, eine detailliertere Überprüfung des Kurbelgehäuses in die Wege zu leiten oder andere Maßnahmen zu ergreifen. Zu einer Durchführung dieser aktiven Erkennung wird beim Vorliegen eines negativen Lastwechsels das Kurbelgehäusemodell in dem Sinne deaktiviert, dass alle Massenströme zu 0 kg/h gesetzt werden. Dann ist beim Vorliegen einer Verstopfung des Verbindungsschlauches 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 der modellierte Druck annähernd gleich dem gemessenen Druck. Des Weiteren ist beim Vorliegen einer Verstopfung der Ausschlag eines vorhandenen Lambdareglers nur gering. Liegt keine Verstopfung vor, dann ist der Ausschlag eines vorhandenen Lambdareglers wesentlich größer. Auch für diese Diagnoseentscheidung ist das Vorliegen eines niedrigen Saugrohrmodellreglerfaktors (INSY-Regler) eine Voraussetzung.
• Eine derartige aktive Erkennung einer Verstopfung in der als Verbindungsschlauch realisierten Verbindungsleitung 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 ist in der 4 veranschaulicht. Dabei ist im linken Diagramm von 4 das Vorliegen eines Fehlers veranschaulicht, da im dort gezeigten Diagnosefenster F der modellierte Saugrohrdruck K1 mit dem gemessenen Saugrohrdruck K3 übereinstimmt. Das Diagnosefenster wird auch hier dann geöffnet, wenn der gemessene Saugrohrdruck den Umgebungsdruck, der durch die Linie K2 veranschaulicht ist, unterschreitet, und nach Ablauf einer vordefinierten Zeitspanne wieder geschlossen.
• Im rechten Diagramm von 4 ist der fehlerfreie Zustand veranschaulicht, da dort im gezeigten Diagnosefenster F der modellierte Saugrohrdruck K1 vom gemessenen Saugrohrdruck K3 abweicht.
• Des Weiteren kann im Sinne einer passiven Erkennung ein Abfallen bzw. Fehlen der als Verbindungsschlauch realisierten Verbindungsleitung 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 erkannt werden. Diese Erkennung beruht darauf, dass ein Abfallen des genannten Verbindungsschlauches im stationären Betrieb äquivalent zu einer Leckage im Saugrohr ist, wobei ein vorhandener Saugrohrmodellregler (INSY-Regler) diese Leckage durch eine Veränderung des Drosselklappenwinkels kompensiert. Beim Vorliegen eines negativen Lastwechsels besteht die Möglichkeit, eine Unterscheidung zwischen der genannten Leckage im Saugrohr 13 und einem abgefallenen Verbindungsschlauch 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 zu treffen. Denn eine Leckage im Saugrohr äußert sich beim Vorliegen eines negativen Lastwechsels so, dass der aus dem Kurbelgehäuse austretende Massenfluss noch anhand eines nicht kontinuierlichen Druckabfalls erkennbar ist. Ein Abfallen des Verbindungsschlauches 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 ist im Unterschied dazu anhand eines kontinuierlichen Druckabfalls erkennbar. Die Abweichung zwischen dem gemessenen Saugrohrdruck und dem modellierten Saugrohrdruck ist während der Entlüftung des Kurbelgehäuses 20 groß. In beiden vorgenannten Fällen ist es für die jeweilige Diagnoseentscheidung notwendig, dass ein großer Saugrohrmodellreglerfaktor (INSY-Regler) vorliegt. Dieser große Saugrohrmodellreglerfaktor dient als Unterscheidungskriterium zum Vorliegen einer Verstopfung.
• Eine derartige passive Erkennung eines Abfallens des zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 vorgesehenen Verbindungsschlauches 53 ist in der 5 veranschaulicht. Dabei ist im linken Diagramm von 5 das Vorliegen eines Fehlers veranschaulicht, da im dort gezeigten Diagnosefenster F der modellierte Saugrohrdruck K1 vom gemessenen Saugrohrdruck K3 abweicht. Das Diagnosefenster wird dann geöffnet, wenn der gemessene Saugrohrdruck den Umgebungsdruck, der durch die Linie K2 veranschaulicht ist, unterschreitet, und nach Ablauf einer vordefinierten Zeitspanne wieder geschlossen.
• Im rechten Diagramm von 5 ist der fehlerfreie Zustand veranschaulicht, da dort im gezeigten Diagnosefenster F der modellierte Saugrohrdruck K1 mit dem gemessenen Saugrohrdruck K3 übereinstimmt.
• Im Sinne einer aktiven Erkennung kann ein Abfallen des Verbindungsschlauches 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 bestätigt werden. Diese aktive Erkennung kann beispielsweise zeitlich nach einer passiven Erkennung durchgeführt werden und zur Initiierung einer Anforderung an einen Diagnosekoordinator verwendet werden, eine detailliertere Überprüfung oder andere Maßnahmen in die Wege zu leiten. Zu einer Durchführung dieser aktiven Erkennung wird beim Vorliegen eines negativen Lastwechsels das Kurbelgehäusemodell in dem Sinne deaktiviert, dass alle Massenströme zu 0 kg/h gesetzt werden. Dann ist beim Vorliegen eines Abfallens des Verbindungsschlauches 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 der modellierte Druck annähernd gleich dem gemessenen Druck. Auch für diese Diagnoseentscheidung ist das Vorliegen eines hohen Saugrohrmodellreglerfaktors (INSY-Regler) eine Voraussetzung, um eine Unterscheidung zu einer Verstopfung des Verbindungsschlauches 53 treffen zu können.
• Eine derartige aktive Erkennung eines Abfallens des Verbindungsschlauches 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 ist in der 6 veranschaulicht. Dabei ist im linken Diagramm von 6 das Vorliegen eines Fehlers veranschaulicht, da im dort gezeigten Diagnosefenster F der modellierte Saugrohrdruck K1 mit dem gemessenen Saugrohrdruck K3 übereinstimmt. Das Diagnosefenster wird auch hier dann geöffnet, wenn der gemessene Saugrohrdruck den Umgebungsdruck, der durch die Linie K2 veranschaulicht ist, unterschreitet, und nach Ablauf einer vordefinierten Zeitspanne wieder geschlossen.
• Im rechten Diagramm von 6 ist der fehlerfreie Zustand veranschaulicht, da dort im gezeigten Diagnosefenster F der modellierte Saugrohrdruck K1 vom gemessenen Saugrohrdruck K3 abweicht.
• Eine weitere Diagnosemöglichkeit ist in der 7 veranschaulicht.
• Diese weitere Diagnosemöglichkeit entspricht im Wesentlichen den anhand der 5 und 6 erläuterten Diagnosemöglichkeiten, unterscheidet sich von diesen aber dadurch, dass als weitere Voraussetzung für die Diagnose der Saugrohrmodellregler (INSY-Regler) ausgeschaltet ist. Ein Unterschied zu dem in der rechten Darstellung von 6 gezeigten Fall besteht darin, dass die Abweichung zwischen dem gemessenen Saugrohrdruck und dem modellierten Saugrohrdruck noch größer ist als bei dem in der rechten Darstellung von 6 gezeigten Beispiel.
• Im linken Diagramm von 7 ist das Vorliegen eines Fehlers veranschaulicht, da dort im Diagnosefenster F der modellierte Saugrohrdruck K1 mit dem gemessenen Saugrohrdruck K3 übereinstimmt. Im rechten Diagramm von 7 ist das Vorliegen eines fehlerfreien Falles veranschaulicht, da dort im Diagnosefenster F der modellierte Saugrohrdruck K1 vom gemessenen Saugrohrdruck K3 abweicht.
• Die 8 zeigt ein Flussdiagramm zur Plausibilisierung eines Verfahrens zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung.
• Nach dem Start des Verfahrens erfolgt in einem Schritt S1 eine Abfrage, ob der gemessene Saugrohrdruck größer ist als der Umgebungsdruck. Wenn dies nicht der Fall ist, wird zum Schritt S1 zurückgesprungen. Ist dies hingegen der Fall, dann wird zu einem Schritt S2 übergegangen.
• Im Schritt S2 wird abgewartet, bis ein negativer Lastwechsel auftritt.
• Nach dem Auftreten eines negativen Lastwechsels erfolgt in einem Schritt S3 eine Abfrage, ob der gemessene Saugrohrdruck den Umgebungsdruck unterschreitet. Ist dies nicht der Fall, dann wird zum Schritt S3 zurückgekehrt. Ist dies hingegen der Fall, dann wird in einem Schritt S4 ein Diagnosefenster aktiviert.
• Nach dem Aktivieren des Diagnosefensters wird in einem Schritt S5 die Differenz oder das Integral der Differenz zwischen dem gemessenen Saugrohrdruck und dem modellierten Saugrohrdruck ermittelt.
• In einem Schritt S6 erfolgt eine Abfrage, ob die ermittelte Differenz oder das Integral der Differenz größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Ist dies nicht der Fall, dann wird zum Schritt S6 zurückgekehrt. Ist dies hingegen der Fall, dann erfolgt ein Übergang zum Schritt S7, in welchem eine Maßnahme ergriffen wird. Bei dieser Maßnahme kann es sich beispielsweise um einen Eintrag in ein Fehlerregister handeln oder um ein Deaktivieren der Kurbelgehäusefunktion.
• Nach diesem Schritt S7 ist das Verfahren beendet.
• Durch die vorstehend beschriebene Erfindung werden mehrere Vorteile erzielt:
• Die Erfindung ermöglicht eine Erkennung eines Fehlers im Bereich des Verbindungsschlauches 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13 ohne Notwendigkeit des Vorhandenseins von zusätzlichen Bauteilen wie ein Schaltventil, ein Differenzdrucksensor, etc. Sie ermöglicht des Weiteren in vielen Fällen eine Fehlererkennung ohne Verwendung eines Lambdasensors bzw. eines Lambdareglerausschlags. Sie ermöglicht des Weiteren das Unterscheiden des Vorliegens einer Leckage im Saugrohr 13 vom Vorliegen eines Abfallens des Verbindungsschlauches 53 zwischen dem Kurbelgehäuse 20 und dem Saugrohr 13. Ferner arbeitet ein Verfahren gemäß der Erfindung vergleichsweise schnell, da es beispielsweise nicht notwendig ist, Daten aus mehreren aufeinanderfolgenden Leerlaufphasen miteinander zu vergleichen.
• Bezugszeichenliste

1

Ansaugtrakt

11

Drosselklappe

13

Saugrohr

14

Luftmassenmesser

15

Temperatursensor für Ansaugluft

16

Saurohrdrucksensor

17

Schmierstoff, Motoröl

2

Motorblock

20

Kurbelgehäuse

21

Kurbelwelle

22

Kurbelwellenwinkelsensor

24

Kolben

25

Pleuelstange

3

Zylinderkopf

30

Gaseinlassventil

31

Gasauslassventil

32, 33

Ventilantrieb

34

Einspritzventil

35

Zündkerze

36

Temperatursensor für Brennkraftmaschine

37

Drosselkappenwinkelsensor

4

Abgastrakt

40

Abgaskatalysator

41

Abgassonde

5

Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung

51

erster Kanal, Frischluftzuführungsleitung

53

zweiter Kanal

54

Unterdruckregelventil

6

Steuereinrichtung

61

Recheneinheit, Prozessor

62

Programmspeicher

63

Datenspeicher, Wertespeicher

64

Fehlerspeicher

65

Fehleranzeigevorrichtung

66

Kurbelgehäusemodell

7

Fahrpedal

71

Pedalstellungsgeber

AS

Ausgangssignale

ES

Eingangssignale

Z1 - Z4

Zylinder

N

Motordrehzahl

P_Umg

Umgebungsdruck

W_Zünd

Zündwinkel

P_vorDrossel

Druck vor der Drosselklappe

P_Saugr

Saugrohrdruck

T_Umg

Umgebungstemperatur

T_Kühlm

Kühlmitteltemperatur

T_Saug

Saugrohrtemperatur

T_Öl

Öltemperatur

P_KuKa

im Kurbelgehäuse herrschende Druck

M_{abs.Luft,KuKa}

absolute Luftmasse im Kurbelgehäuse

M_abs.HC,KuKa

absolute Kraftstoffmasse im Kurbelgehäuse

M_abs.RG,KuKa

absolute Restgasmasse im Kurbelgehäuse

MAF_in,KuKa

Frischluftmassenstrom in das Kurbelgehäuse,

MFL_in,BlowBy

Blowby-Massenstrom in das Kurbelgehäuse

MAF_fl,KuKa

Frischluftmassenstrom aus dem Kurbelgehäuse

MFL_fl,KuKa

verflüchtigter Massenstrom aus dem Kurbelgehäuse

MFL_RG,KuKa

Restgas-Massenstrom aus dem Kurbelgehäuse

Claims (5)

1. Verfahren zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, die ein Kurbelgehäuse (20) , einen mit einem Saugrohr (13) ausgestatteten Ansaugtrakt (1) und eine zwischen dem Kurbelgehäuse (20) und dem Saugrohr (13) angeordnete Verbindungsleitung (53) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auftreten eines negativen Lastwechsels unter Verwendung von erfassten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und eines Kurbelgehäusemodells (66) ein Vergleich eines gemessenen Saugrohrdruckes mit einem modellierten Saugrohrdruck vorgenommen wird und anhand des Vergleichsergebnisses ermittelt wird, ob eine Verstopfung oder ein Abfallen der zwischen dem Kurbelgehäuse (20) und dem Saugrohr (13) angeordneten Verbindungsleitung (53) vorliegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: S1: Abfrage, ob der gemessene Saugrohrdruck größer ist als der gemessene Umgebungsdruck, S2: Wenn der gemessene Saugrohrdruck größer ist als der Umgebungsdruck, dann Abwarten, bis ein negativer Lastwechsel auftritt, S3: nach dem Auftreten eines negativen Lastwechsels Vornahme einer Abfrage, ob der gemessene Saugrohrdruck den gemessenen Umgebungsdruck unterschreitet, S4: Aktivieren eines Diagnosefensters, wenn der gemessene Saugrohrdruck den gemessenen Umgebungsdruck unterschreitet, S5: Ermittlung der Differenz oder des Integrals der Differenz zwischen dem gemessenen Saugrohrdruck und dem modellierten Saugrohrdruck innerhalb des Diagnosefensters, S6: Abfrage, ob die ermittelte Differenz oder das Integral der Differenz größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert und S7: Wenn die ermittelte Differenz oder das Integral der Differenz größer ist als der Schwellenwert, Erkennen des Vorliegens einer Verstopfung oder des Abfallens der zwischen dem Kurbelgehäuse (20) und dem Saugrohr (13) angeordneten Verbindungsleitung (53) .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erkennen des Vorliegens einer Verstopfung oder des Abfallens der zwischen dem Kurbelgehäuse (20) und dem Saugrohr (13) angeordneten Verbindungsleitung (53) eine Maßnahme ergriffen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Maßnahme ein Eintrag in ein Fehlerregister erfolgt und/oder ein Deaktivieren der Kurbelgehäusefunktion erfolgt und/oder eine Fehleranzeige aktiviert wird.
5. Vorrichtung zur Plausibilisierung der Funktionsfähigkeit einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, die ein Kurbelgehäuse (20), einen mit einem Saugrohr (13) ausgestatteten Ansaugtrakt (1) und eine zwischen dem Kurbelgehäuse (20) und dem Saugrohr (13) angeordnete Verbindungsleitung (53) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuervorrichtung (6) aufweist, die zur Durchführung eines Verfahrens mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen ausgebildet ist.

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