DE102019212457B4

DE102019212457B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Leckage-Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102019212457B4
Application number: DE102019212457.7A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Haft; Carsten Bruns; Thomas Czarnecki; Karl Gruenbeck
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2039-08-22
Also published as: KR102624461B1; WO2021032716A1; US20220170396A1; KR20220049511A; CN114222849A; DE102019212457A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leckage-Diagnose, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:- Beeinflussen der Gaseinleitung entlang einer Kurbelgehäusebelüftungsleitung (51) in ein Kurbelgehäuse (25) einer Brennkraftmaschine (100);- Erfassen eines Messignalverlaufs mit einem Abgassensor (42, 44), der in einem Abgastrakt (4) einer Brennkraftmaschine (100) angeordnet ist, wobei der Messsignalverlauf charakteristisch für mindestens eine Abgaseigenschaften des Abgases in dem Abgastrakt (4) ist, wobei die Abgaseigenschaft von der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse (25) beeinflussbar ist;- Bereitstellen eines erwarteten Messsignalverlaufs, der charakteristisch für die Abgaseigenschaft des Abgases in dem Abgastrakt (4) aufgrund der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse (25) ist;- Vergleichen des erfassten Messsignalverlaufs mit dem erwarteten Messsignalverlaufs (53);- Erkannt, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) ein Leck aufweist, wenn bei dem Vergleich der erfasste Messsignalverlauf von dem erwarteten Messsignalverlauf um mindestens einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Leckage-Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.
Insbesondere nach einem Kaltstart einer Brennkraftmaschine kann unverbrannter Kraftstoff in einem Schmierstoff der Brennkraftmaschine gelöst werden, der bei steigenden Betriebstemperaturen wieder ausdampft. Beispielsweise bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen mach dem Otto-Prinzip oder Diesel-Prinzip kann Kraftstoff vor allem in den ersten Sekunden nach einem Kaltstart an dem Ölfilm an der kalten Wand der Brennkammer kondensieren und sich im Ölfilm lösen. Dieses Problem tritt vor allem bei einer Direkteinspritzung von dem Kraftstoff in den Brennraum und vor allem bei Ottomotoren, aber auch bei anderen Verfahren der Kraftstoffzufuhr und Brennkraftmaschinen auf.
Das Lösen von Kraftstoff im Schmierstoff bewirkt eine unerwünschte Veränderung der Schmiereigenschaften des Schmierstoffs. Dadurch kann sich der Verschleiß und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Defekts erhöhen und die Lebenserwartung der Brennkraftmaschine kann sich dadurch verringern. Der im Schmierstoff gelöste Kraftstoff verdampft mit steigender Betriebstemperatur wieder und sammelt sich in einer Hubkolben-Brennkraftmaschine vor allem im Kurbelgehäuse an. Da das Kurbelgehäuse einen geschlossenen Raum bildet, würde ohne Entlüftung des Kurbelgehäuses der Druck darin stetig ansteigen. Deshalb wird das Kurbelgehäuse, oft auch als Kurbelkasten bezeichnet, mittels einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung mit dem Ansaugtrakt verbunden. Aufgrund eines Druckgefälles vom Kurbelgehäuse zum Ansaugtrakt stellt sich ein vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine abhängiger Massenstrom vom Kurbelgehäuse in den Ansaugtrakt ein. Dieser Massenstrom umfasst Produkte vollständiger und unvollständiger Verbrennung (Abgas bzw. Inertgas), die als sogenanntes „Blowby Gas“ an den Dichtringen der Kolben vorbei vom Brennraum in das Kurbelgehäuse gelangt. Weiterhin umfasst der Massenstrom Luft, welche über eine Belüftungsleitung in das Kurbelgehäuse einströmt. Zusätzlich kann der Massenstrom Ruß, Schmieröl in Form kleinster Tröpfchen, sowie Kohlenwasserstoffe (Kraftstoff), die im Kurbelgehäuse aus dem Schmierstoff ausdampfen, umfassen. Neben dem Druckabbau im Kurbelgehäuse wird damit auch erreicht, dass kein unverbrannter Kraftstoff in die Umwelt gelangt.
Da bei Leckagen von Komponenten einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung Kraftstoffdämpfe in die Umgebung gelangen können, schreiben Gesetzgebungen in einigen Ländern, insbesondere die CARB in den USA vor, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung hinsichtlich ihrer Dichtigkeit onboard, also während des Betriebs des Fahrzeugs, überwacht werden muss. Insbesondere muss erkannt werden, wenn eine Kurbelraumgase führende Leitung abgetrennt ist oder innerhalb der gesamten Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung ein Leck vorhanden ist, dessen Durchmesser gleich oder größer dem kleinsten Durchmesser einer der Kurbelraumgase führenden Leitung entspricht.
Die DE 10 2009 059 662 A1 offenbart ein Verfahren zur Diagnose von Leitungssystemen, insbesondere von Kurbelgehäuse-Entlüftungen von Brennkraftmaschinen, bei dem in wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Ermittlungsschritten jeweils ein Korrekturwert für einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gebildet wird. Die Korrekturwerte oder daraus abgeleitete Werte werden zum Nachweis eines Fehlzustandes des Leitungssystems herangezogen. Die Ermittlungsschritte können dabei jeweils in einer Leerlaufphase der Brennkraftmaschine durchgeführt werden.
Die WO 2012/ 034 907 A1 offenbart ein Verfahren zum Überprüfen der Funktion einer Entlüftungsvorrichtung für die Entlüftung eines Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors, wobei das Kurbelgehäuse über die Entlüftungsvorrichtung mit einem Luftzuführungssystem des Verbrennungsmotors verbunden ist.
Die DE 10 2015 007 513 A1 betrifft ein Verfahren zur Leckageerfassung einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, bei dem ein gasförmiges Medium aus einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine einer Motoransaugleitung der Brennkraftmaschine an einer Einspeisestelle zugeführt wird und stromabwärts der Einspeisestelle mit einem Luftmassensensor ein Luftmassenwert erfasst wird.
Die DE 10 2013 225 388 A1 betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Leckage in einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, bei der ein Hohlraum eines Kurbelgehäuses Gas führend mit einem Frischlufttrakt der Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei ein Drucksensor zur Messung eines Druckes in dem Hohlraum vorgesehen ist, wobei für dessen Signalauswertung ein elektronisches Steuergerät vorgesehen ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der auf einfache und zuverlässige Weise eine Leckage-Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung einer Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren aufweisend die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs und eine Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Verfahren auszuführen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des vorliegenden Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß vorliegender Offenbarung weist ein Verfahren zur Leckage-Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die nachfolgend aufgezählten Schritte auf. Die Brennkraftmaschine weist einen Ansaugtrakt, der dazu ausgebildet ist Luft der Brennkraftmaschine zuzuführen, einen Abgastrakt, der dazu ausgebildet ist, Abgas aus der Brennkraftmaschine abzuleiten, ein Kurbelgehäuse, welches zu entlüften ist, und eine Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung auf, wobei die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, Gase aus dem Kurbelgehäuse dem Ansaugtrakt zur Entlüftung des Kurbelgehäuses zuzuführen.
Die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung weist demgemäß eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung auf, die die Gase, welche sich innerhalb des Kurbelgehäuses ansammeln, dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zuführt. Die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung weist gemäß vorliegender Offenbarung zusätzlich eine Kurbelgehäusebelüftungsleitung auf, die dazu ausgebildet ist, Gase, zum Beispiel Frischluft, von außerhalb in das Kurbelgehäuse einzuleiten und demgemäß das Kurbelgehäuse zu belüften. Zur Leckage-Diagnose gemäß dem Verfahren der vorliegenden Offenbarung wird zunächst die Gaseinleitung entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung in das Kurbelgehäuse beeinflusst. Während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine strömt entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung Gas bzw. Frischluft in das Kurbelgehäuse dauerhaft ein. Die Beeinflussung der Gaseinleitung gemäß vorliegender Offenbarung beinhaltet demgemäß, dass beispielsweise der Gasmassenstrom oder die Gaszusammensetzung des Gases, welches in das Kurbelgehäuse einströmt, beeinflusst oder der Gasmassenstrom komplett gestoppt wird.
Gemäß vorliegender Offenbarung wird anschließend ein Messsignalverlauf mit einem Abgassensor, der in dem Abgastrakt der Brennkraftmaschine angeordnet ist, erfasst. Der Abgassensor kann beispielsweise unmittelbar stromab der Brennräume der Brennkraftmaschine an einem Abgaskrümmer der Brennkraftmaschine oder weiter stromab beispielsweise vor einem Abgaskatalysator, nach dem Abgaskatalysator oder vor einem Partikelfilter bzw. nach dem Partikelfilter angeordnet sein. Der Messsignalverlauf des Abgassensors ist dabei charakteristisch für mindestens eine Abgaseigenschaft des Abgases in dem Abgastrakt, wobei die Abgaseigenschaft von der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung beeinflussbar ist. In anderen Worten, ist die Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse dem Messsignalverlauf des Abgassensors, beispielsweise zeitverzögert, abzulesen. Durch die Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung wird demgemäß auch die Gaseinleitung der Gase aus dem Kurbelgehäuse in den Ansaugtrakt durch die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung beeinflusst. Diese Beeinflussung der Einleitung von Gasen in den Ansaugtrakt wiederum beeinflusst die Verbrennung innerhalb der Brennräume der Brennkraftmaschine, wodurch wiederum mindestens eine der Abgaseigenschaften von dem Abgas beeinflusst wird. Diese Beeinflussung des Abgases ist gemäß vorliegender Offenbarung aus dem Messsignalverlauf des Abgassensors ermittelbar. Die Abgaseigenschaften sind beispielsweise die Abgastemperatur, der Abgasdruck oder die chemische Zusammensetzung des Abgases.
Gemäß vorliegender Offenbarung wird ein erwarteter Messsignalverlauf, der charakteristisch für die Abgaseigenschaft des Abgases in dem Abgastrakt aufgrund der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse ist, bereitgestellt. Der bereitgestellte erwartete Messsignalverlauf gibt demgemäß den erwarteten Messsignalverlauf bei entsprechender Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse wieder. Der erwartete Messsignalverlauf kann beispielsweise in einem Speicher einer Steuereinheit der Brennkraftmaschine hinterlegt sein und demgemäß zur Leckage-Diagnose herangezogen werden. Gemäß vorliegender Offenbarung wird anschließend der erfasste Messsignalverlauf mit dem erwarteten Messsignalverlauf zur Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung verglichen. Gemäß vorliegender Offenbarung wird erkannt, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Leck aufweist, wenn bei dem Vergleich der erfasste Messsignalverlauf von dem erwarteten Messsignalverlauf um mindestens einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht. Der vorbestimmte Schwellenwert kann gemäß einer Ausführungsform auch in dem Speicher hinterlegt sein. Anhand des Vergleichs kann demgemäß festgestellt werden, ob ein Leck in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung vorliegt. Weist die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung beispielsweise ein Leck auf, weicht der erfasste Messsignalverlauf signifikant von dem erwarteten Messsignalverlauf ab, da die durchgeführte Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse sich nicht wie erwartet in dem Messsignalverlauf des Abgassensors wiederspiegelt. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Offenbarung ist demnach eine sehr einfache und zuverlässige Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung möglich. Es werden keine zusätzlichen Bauteile benötigt, welche die Kosten der Brennkraftmaschine erhöhen würden. Darüber hinaus ist es möglich mit bereits in der Brennkraftmaschine bestehenden bzw. verbauten Komponenten eine sehr genaue Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung durchzuführen. Insgesamt kann gemäß dem Verfahren der vorliegenden Offenbarung die Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung einfach, schnell und unabhängig von zusätzlichen Komponenten durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Kurbelgehäusebelüftungsleitung ein Belüftungseinleitungsventil auf, wobei mittels des Belüftungsleitungsventils die Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung beeinflusst wird. Das Belüftungsleitungsventil ist beispielsweise ein herkömmliches Luftventil, das dazu angesteuert wird, die Luftzufuhr bzw. die Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse zu beeinflussen. Demgemäß können der Gasmassenstrom bzw. der Frischluftmassenstrom reduziert, erhöht oder vollständig gestoppt werden. Die Reduzierung, die Erhöhung oder das vollständige Verschließen/Stoppen der Gaseinleitung/der Frischluftzufuhr mittels des Belüftungsleitungsventils beeinflusst die Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse. Mittels der Anordnung des Belüftungsleitungsventils ist demgemäß eine sehr einfach ausführbare und genau steuerbare Möglichkeit geschaffen die Gaseinleitung entlang des Kurbelgehäuses entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung in das Kurbelgehäuse zu beeinflussen um die Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung durchzuführen.
Gemäß einer Ausführungsform wird zur Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung das Belüftungsleitungsventil geschlossen, so dass kein Gas entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung in das Kurbelgehäuse eintreten kann. Durch das vollständige Schließen des Belüftungsleitungsventils wird kein Gas bzw. Frischluft mehr dem Kurbelgehäuse durch die Kurbelgehäusebelüftungsleitung zugeführt, wodurch die Gaszusammensetzung des Gases innerhalb des Kurbelgehäuses und der Gasdruck innerhalb des Kurbelgehäuses beeinflusst wird. Beide Beeinflussungen sind in dem Messsignalverlauf des Abgassensors ersichtlich und können demgemäß mit dem erwarteten Messsignalverlauf aufgrund der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse verglichen werden, wodurch die Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung durchgeführt werden kann. Das vollständige Schließen des Belüftungsleitungsventils stellt demgemäß eine sehr effektive Art und Weise dar, um die Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse zu beeinflussen, wodurch wiederum die Leckage-Diagnose zuverlässig und schnell durchgeführt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Brennkraftmaschine eine Tankentlüftungsvorrichtung auf, die mittels eines Tankentlüftungsventils mit der Kurbelgehäusebelüftungsleitung strömungstechnisch verbunden ist, wobei mittels des Tankentlüftungsventils Gase aus der Tankentlüftungsvorrichtung für die Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse eingeleitet werden. Die Tankentlüftungsvorrichtung der Brennkraftmaschine ist dazu ausgebildet, in dem Tank der Brennkraftmaschine vorliegende Gase, zum Beispiel Kraftstoffgase, zu sammeln und aus dem Tank abzuführen. Herkömmlich werden die Gase aus der Tankentlüftungsvorrichtung dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zugeführt, so dass die Gase zur Verbrennung in der Brennkraftmaschine herangezogen werden können. Die Gase der Tankentlüftung beinhalten Kohlenwasserstoffe, die demgemäß in der Brennkraftmaschine zur Drehmomenterzeugung verbrannt werden könne. Gemäß vorliegender Ausführungsform werden Gase aus der Tankentlüftungsvorrichtung dem Kurbelgehäuse mittels des Tankentlüftungsventils zugeführt, wodurch wiederum zusätzlich brennbare Gase dem Ansaugtrakt durch die Kurbelgehäusebelüftungsleitung, das Kurbelgehäuse und die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung zugeführt werden, wodurch wiederum die Verbrennung innerhalb der Brennkraftmaschine beeinflusst wird. Die Beeinflussung der Verbrennung ist in dem Abgas der Brennkraftmaschine durch den Abgassensor ermittelbar. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Tankentlüftungsvorrichtung zur Leckage-Diagnose lediglich Gase durch die Kurbelgehäusebelüftungsleitung dem Ansaugtrakt zuführt ohne direkt Gase aus der Tankentlüftungsvorrichtung dem Ansaugtrakt zuführt. Dadurch ist gewährleistet, dass allein durch die Kurbelgehäusebelüftungsleitung Gase aus dem Tank zur Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse eingeleitet werden. Somit stellt das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform eine zuverlässige Art dar, um die Leckage der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung festzustellen, da durch die Beeinflussung der Gaseinleitung mittels der Tankentlüftungsvorrichtung eine signifikante und gut messbare Beeinflussung des Abgases realisierbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Brennkraftmaschine eine Abgasrückführungsvorrichtung auf, die mittels eines Abgasrückführungsventils mit der Kurbelgehäusebelüftungsleitung strömungstechnisch verbunden ist, wobei mittels des Abgasrückführungsventils Gase aus der Abgasrückführungsvorrichtung in das Kurbelgehäuse für die Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse eingeleitet werden. Die Abgasrückführungsvorrichtung ist dazu ausgebildet Abgase aus dem Abgastrakt der Brennkraftmaschine dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zuzuführen und erneut durch den Brennraum der Brennkraftmaschine zu leiten. Dadurch können Emissionen der Brennkraftmaschine reduziert werden. Gemäß vorliegender Ausführungsform können ein Teil oder die gesamten Gase aus der Abgasrückführungsvorrichtung mittels des Abgasrückführungsventils der Kurbelgehäusebelüftungsleitung zugeführt werden. Dadurch strömen die Abgase entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung, dem Kurbelgehäuse und der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung in den Ansaugtrakt ein und beeinflussen demgemäß die Verbrennung in dem Brennraum der Brennkraftmaschine, wodurch wiederum eine der Abgaseigenschaften durch die Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse beeinflusst ist, das mittels des Abgassensors erfasst werden kann und zur Leckage-Diagnose herangezogen werden kann. Ebenso hier kann gemäß einer Ausführungsform zur Leckage-Diagnose das gesamte Abgas der Abgasrückführungsvorrichtung durch die Kurbelgehäusebelüftungsleitung strömen ohne direkt dem Ansaugtrakt zugeführt zu werden, sondern rein durch das Kurbelgehäuse, wodurch ein besonders gut vergleichbare Leckage-Diagnose durchgeführt werden kann. Sollte die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Leck aufweisen, strömt das durch das Kurbelgehäuse geführte Abgas aus dem Leck der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung aus und wird demgemäß nicht dem Ansaugtrakt zugeführt, wodurch eine Abweichung des erfassten Messsignalverlaufs von dem erwarteten Messsignalverlauf erkennbar ist, wodurch wiederum erkannt wird, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Leck aufweist. Das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform stellt, dadurch dass das Abgas die Abgasführung durch das Kurbelgehäuse und der Zuführung des Abgases durch in den Ansaugtrakt eine signifikante vergleichbare Größe der Beeinflussung der Verbrennung dar, wodurch eine zuverlässige und genaue Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung durchgeführt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Abgassensor die Lambdasonde oder eine der Lambdasonden des Abgastrakts der Brennkraftmaschine. Der erfasste Messsignalverlauf des Abgassensors, der Lambdasonde, ist demgemäß charakteristisch für einen Restsauerstoffgehalt in dem Abgas. Zusätzlich ist gemäß dieser Ausführungsform der erwartete Messsignalverlauf charakteristisch für den erwarteten Restsauerstoffgehalt aufgrund der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse. Dadurch, dass gemäß einer Ausführungsform Frischluft durch die Kurbelgehäusebelüftungsleitung in das Kurbelgehäuse eingeleitet wird, ist in dem Kurbelgehäuse Sauerstoff vorhanden. Zusätzlich dampfen Öle und Kraftstoffe in dem Kurbelgehäuse aus, die wiederum zusammen mit dem vorhandenen Sauerstoff durch die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine und damit den Brennräumen der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt werden. Durch die Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse wird demgemäß auch die Zufuhr der vorgenannten Gase, insbesondere des Sauerstoffs, beeinflusst, wodurch die Verbrennung in den Brennräumen der Brennkraftmaschine beeinflusst wird. Demgemäß wird auch der Restsauerstoffgehalt in dem Abgas der Brennkraftmaschine durch die Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse, bei gleichbleibenden Parametern der Verbrennung der Brennkraftmaschine beeinflusst. Diese Beeinflussung des Restsauerstoffgehalts kann mittels der Lambdasonde als erfasster Messsignalverlauf erfasst werden, der wiederum mit dem erwarteten Messsignalverlauf zur Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung herangezogen werden kann. Die Lambdasonde ist ein herkömmlich verbautes Bauteil des Abgastrakts der Brennkraftmaschine und kann gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich zur Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung herangezogen werden. Dies wiederum reduziert die Kosten der Leckage-Diagnose, da keine zusätzlichen Bauteile zur Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung verbaut werden müssen. Zusätzlich kann die Leckage-Diagnose gemäß dieser Ausführungsform insbesondere zuverlässig und schnell durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung einen Drucksensor auf, der dazu eingerichtet ist, einen Druckmesssignalverlauf zu erfassen, der charakteristisch für den Druckverlauf in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ist. Der Drucksensor kann demgemäß zusätzlich zur Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung herangezogen werden oder zur Plausibilisierung der Leckage-Diagnose mittels des Abgassensors herangezogen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der erfasste Druckmesssignalverlauf mit einem bereitgestellten erwarteten Druckmesssignalverlauf verglichen, um eine zusätzliche Leckage-Diagnose durchzuführen. Der erwartete Druckmesssignalverlauf entspricht dabei dem erwarteten Druckverlauf innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung aufgrund der Beeinflussung der Gaseinleitung entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung in das Kurbelgehäuse. Dadurch, dass der Drucksensor unmittelbar in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung angeordnet ist, kann eine vergleichsweise schnelle Leckage-Diagnose durchgeführt werden. Wird beispielsweise mittels des Belüftungsleitungsventils der Gasstrom in das Kurbelgehäuse entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung vollständig unterbrochen, beeinflusst dies unmittelbar den Druckmesssignalverlauf, welcher mit dem Drucksensor erfasst wird. Weist die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Leck auf, wird der Druck innerhalb des Kurbelgehäuseentlüftungsleitung sich aufgrund der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse sich nicht wie erwartet ändern, so dass erkannt werden kann, dass ein Leck in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung vorherrscht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine zusätzliche sehr schnelle und genaue Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform wird erkannt, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Leck aufweist, wenn der erfasste Messsignalverlauf bzw. der erfasste Druckmesssignalverlauf von dem erwarteten Messsignalverlauf bzw. von dem erwarteten Druckmesssignalverlauf um mindestens einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht. Der vorbestimmte Schwellenwert kann in dem Speicher der Steuereinheit hinterlegt sein, und laufend herangezogen werden, um zu erkennen, ob die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Leck aufweist. Der Vergleich gemäß dieser Ausführungsform stellt ein vergleichsweise einfaches und schnell durchführbares Verfahren dar, um zu erkennen, ob die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Leck aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform kann einem Nutzer der Brennkraftmaschine angezeigt werden, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Leck aufweist, wenn mittels des Verfahrens gemäß vorliegender Offenbarung erkannt wird, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Leck aufweist. Gemäß einer Ausführungsform kann einem Nutzer der Brennkraftmaschine angezeigt werden, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Leck aufweist, wenn der erfasste Messsignalverlauf bzw. der erfasste Druckmesssignalverlauf von dem erwarteten Messsignalverlauf bzw. von dem erfassten erwarteten Druckmesssignalverlauf um mindestens den vorbestimmten Schwellenwert abweicht.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Vorrichtung zur Leckage-Diagnose der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung der Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung für die Brennkraftmaschine eine Steuereinheit auf, die zur Steuerung eines vorgenannten Verfahrens ausgebildet ist. Die Vorrichtung kann beispielsweise die Motorsteuereinheit sein. Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung ein Teil der Motorsteuereinheit ist oder als zusätzliche Steuereinheit verbaut ist, beispielsweise in einem Fahrzeug mit der Brennkraftmaschine.
Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt, einem Abgastrakt und einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt, einem Abgastrakt und einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
3 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt, einem Abgastrakt und einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Brennkraftmaschine 100 mit einem Ansaugtrakt 1, einem Motorblock 2, einem Zylinderkopf 3, einem Abgastrakt 4, und einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 5. Der Ansaugtrakt 1 weist eine Ansaugöffnung 11, einen Ansaugluftverdichter 14, einen Ladeluftkühler 15, eine Drosselklappe 17, und ein Saugrohr 19 auf. Die Ansaugöffnung 11 ist dazu ausgebildet Luft in den Ansaugtrakt 1 aus der Umgebung anzusaugen. Der Ansaugluftverdichter 14 des Ansaugtrakts 1 ist dazu ausgebildet, die durch die Ansaugöffnung 11 angesaugte Luft zu verdichten. Der Ladeluftkühler 15 ist dazu ausgebildet, die durch den Ansaugluftverdichter 14 verdichtete Luft zu kühlen. Die Drosselklappe 17 des Ansaugtrakts 1 ist dazu ausgebildet einem Brennraum 24 der Brennkraftmaschine 100 zugeführte Luftmenge zu steuern. Das Saugrohr 19 ist dazu ausgebildet die Luft dem Brennraum 24 zuzuführen.
Der Motorblock 2 der Brennkraftmaschine 100 weist eine Kurbelwelle 21, eine Pleuelstange 22, einen Kolben 23, den Brennraum 24, und das Kurbelgehäuse 25 auf. Der Brennraum 24 wird durch den Motorblock 2, den Kolben 23 und den Zylinderkopf 3 gebildet und dient als Raum, in den die Verbrennung der Brennkraftmaschine 100 stattfindet. Die durch die Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemischs in den Brennraum 24 einhergehende Expansion des Gases in dem Brennraum 24 wird durch den Kolben 23 und die Pleuelstange 22 auf die Kurbelwelle 21 als Rotationsbewegung übertragen, wodurch die in dem Kraftstoffluftgemisch gebundene chemische Energie in kinetische Energie mittels der Brennkraftmaschine 100 umgewandelt wird.
Der Zylinderkopf 3 weist einen ersten Gaseinlassventilantrieb 31, einen zweiten Gaseinlassventilantrieb 32, mindestens einen Kraftstoffinjektor 33 und mindestens eine Zündkerze 34 auf. Die Gaseinlassventilantriebe 31, 32 sind dazu ausgebildet Gas aus dem Ansaugtrakt dem Brennraum zuzuführen bzw. Abgas aus dem Brennraum dem Abgastrakt 4 zuzuführen. Der Kraftstoffinjektor 33 ist dazu ausgebildet Kraftstoff in den Brennraum 24 einzuspritzen. Die Zündkerze 34 ist dazu ausgebildet, das in dem Brennraum 24 angeordnete Luftkraftstoffgemisch zu entzünden.
Der Abgastrakt 4 weist eine Abgasturbine 41, einen ersten Abgassensor 42, einen Abgaskatalysator 43, und einen zweiten Abgassensor 44 auf. Die Abgasturbine 41 treibt mittels einer Welle den Ansaugluftverdichter 14 an. Der erste Abgassensor 42 ist zwischen der Abgasturbine 41 und dem Abgaskatalysator 43 angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform kann der erste Abgassensor 42 eine der oder die Lambdasonde/n der Brennkraftmaschine 100 sein. Der Abgaskatalysator 43 ist dazu ausgebildet Schadstoffe in dem Abgas zu reduzieren und zu binden. Der zweite Abgassensor 44 ist stromab des Abgaskatalysators 43 angeordnet. Der zweite Abgassensor 44 kann gemäß einer Ausführungsform eine der oder die Lambdasonde/n der Brennkraftmaschine 100 sein. Der erste Abgassensor 42 und/oder der zweite Abgassensor 44 können dazu ausgebildet sein eine Abgaseigenschaft des Abgases wie beispielsweise einen Restsauerstoffgehalt, eine Temperatur und einen Druck oder eine chemische Zusammensetzung des Abgases zu erfassen. Die mit dem Abgassensoren 42, 44 erfassten Messsignale / Messsignalverläufe können einer Steuereinheit 8 zur Auswertung zugeführt werden.
Die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 5 weist eine Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51, ein Belüftungsleitungsventil 52, eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53, ein erstes Druckregelventil 54, ein zweites Druckregelventil 55, einen Drucksensor 56, eine Saugrohrverbindungsleitung 57, und einen Ölabscheider 58 auf. Die Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51 ist dazu ausgebildet Frischluft von der Ansaugöffnung 11 des Ansaugtrakts 1 dem Kurbelgehäuse 25 zuzuführen. Das Belüftungsleitungsventil 52 ist dazu ausgebildet, die Frischluftzufuhr, die Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse 25 zu beeinflussen, beispielsweise vollständig zu sperren. Das Belüftungsleitungsventil 53 kann diesbezüglich von der Steuereinheit 8 beispielsweise angesteuert werden. Die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 ist dazu ausgebildet Gase aus dem Kurbelgehäuse 25 dem Ansaugtrakt 1 beispielsweise zwischen der Ansaugöffnung 11 und dem Ansaugluftverdichter 14, oder dem Saugrohr 19 zuzuführen. Das erste Druckregelventil 54 ist in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 angeordnet und ist dazu ausgebildet die Gaseinleitung in den Ansaugtrakt 1 zwischen der Ansaugöffnung 11 und dem Ansaugluftverdichter 14 nur dann zuzulassen, wenn ein vorbestimmter Druck in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 vorherrscht. Das zweite Druckregelventil 55 ist dazu ausgebildet Gase aus der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 dem Saugrohr 19 nur dann zuzuführen, wenn der Druck innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Der Drucksensor 56 ist dazu ausgebildet einen Druckmesssignalverlauf zu erfassen, der charakteristisch für den Druck innerhalb der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 ist. Der mittels des Drucksensors 56 erfasste Druckmesssignalverlauf kann der Steuereinheit 8 zur Auswertung bereitgestellt werden. Gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform weist die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 5 eine Saugrohrverbindungsleitung 57 auf, die die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 mit dem Saugrohr 19 der Brennkraftmaschine 100 verbindet und eine Gaseinleitung in das Saugrohr 19 entlang der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 durch das zweite Druckregelventil 55 ermöglicht. Die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung 5 weist zusätzlich einen Ölabscheider 58 auf, der dazu ausgebildet ist Öl, welches sich in den zu entlüftenden Gasen des Kurbelgehäuses 25 angesammelt hat, abzuscheiden, so dass diese Öle oder Ölpartikel nicht dem Ansaugtrakt 1 und dadurch dem Brennraum 24 der Brennkraftmaschine 100 zugeführt werden. Die Brennkraftmaschine 100 gemäß dieser Ausführungsform weist zusätzlich die Steuereinheit 8 auf, die eine Recheneinheit 81, einen Programm-Datenspeicher 82, und einen Fehlerspeicher 83 aufweist. Die Steuereinheit 8 ist dazu ausgebildet, das Verfahren zur Leckage-Diagnose gemäß vorliegender Offenbarung durchzuführen und demgemäß festzustellen, ob die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 ein Leck aufweist. Demgemäß können die durchzuführenden Berechnungen/Vergleiche in der Recheneinheit 81 der Steuereinheit 8 durchgeführt werden. Die für das durchzuführende Verfahren notwendigen Programme, Daten können in dem Programmspeicher/Datenspeicher 82 der Steuereinheit 8 hinterlegt sein. Eventuell auftretende Fehler bzw. wenn erkannt wird, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 53 ein Leck aufweist, können in dem Fehlerspeicher 83 der Steuereinheit hinterlegt werden. Zusätzlich ist es denkbar, dass einem Nutzer der Brennkraftmaschine einer der Fehler mittels einer Fehleranzeigevorrichtung angezeigt wird. In 1 sind Systemeingaben 84, welche der Steuereinheit 8 zugeführt werden, und Systemausgaben 85, welche von der Steuereinheit an die Brennkraftmaschine ausgegeben werden schematisch dargestellt. Die Systemeingaben 84 können beispielsweise Daten aus den Abgassensoren 42, 44, Parameter der Brennkraftmaschine oder Daten des Drucksensors 56 der Tankentlüftungsvorrichtung 6 sein. Die Systemausgaben 85 können beispielsweise Steuerbefehle an das Belüftungsleitungsventil 52, oder an andere Bauteile der Brennkraftmaschine 100 sein.
2 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform der Brennkraftmaschine 100, die eine Tankentlüftungsvorrichtung 6 aufweist. Die Tankentlüftungsvorrichtung 6 weist ein Tankentlüftungsventil 61 zur Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51, eine Tankentlüftungsleitung 62, und ein Tankentlüftungsventil 63 zum Ansaugtrakt 1 auf. Zusätzlich weist die Tankentlüftungsvorrichtung 6 ein Tankentlüftungssperrventil 64 zur Steuerung der Tankentlüftung, und einen Tank 65 auf. Das Tankentlüftungsventil 61 zur Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51 ist dazu ausgebildet die Einleitung der Gase aus der Tankentlüftungsvorrichtung 6 und der Tankentlüftungsleitung 62 in die Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51 zu steuern. Das Tankentlüftungsventil 63 zum Ansaugtrakt 1 ist dazu ausgebildet die Einleitung von Gasen aus der Tankentlüftungsvorrichtung 6 direkt in den Ansaugtrakt 1 zu steuern. Mittels der Anordnung der Tankentlüftungsleitung 62 und des Tankentlüftungsventils 61, können Gase aus dem Tankentlüftungssystem 6 der Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51 zur Beeinflussung der Einleitung von Gasen in das Kurbelgehäuse 25 zugeführt werden. Das Tankentlüftungsventil 61, das Tankentlüftungsventil 63 und das Tankentlüftungssperrventil 64 können beispielsweise von der Steuereinheit 8 zur Steuerung der Einleitung der Gase in den Ansaugtrakt 1 bzw. zur Steuerung der Einleitung der Gase in die Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51 angesteuert werden.
3 zeigt in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform der Brennkraftmaschine 100, wobei die Brennkraftmaschine 100 eine Abgasrückführungsvorrichtung 7 aufweist. Die Abgasrückführungsvorrichtung 7 weist ein Abgasrückführungsventil 71 zur Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51, eine Abgasrückführungsleitung 72 und ein Abgasrückführungsventil 73 zum Ansaugtrakt 1 auf. Mittels der Abgasrückführungsvorrichtung 7 können Abgase aus dem Abgastrakt entlang der Abgasrückführungsleitung 72 einerseits direkt in den Ansaugtrakt 1 mittels des Abgasrückführungsventils 73 zugeführt werden und andererseits können mittels des Abgasrückführungsventils 71 zur Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51 direkt Abgase der Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51 zur Beeinflussung der Einleitung von Gasen in das Kurbelgehäuse 25 der Brennkraftmaschine 100 zugeführt werden. Das Abgasrückführungsventil 71 und das Abgasrückführungsventil 73 können jeweils von der Steuereinheit 8 zur selektiven bzw. spezifischen Einleitung von Abgasen in den Ansaugtrakt 1 bzw. in die Kurbelgehäusebelüftungsleitung 51 angesteuert werden, wodurch die Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse 25 beeinflusst werden kann.

Claims

Verfahren zur Leckage-Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung (5) für eine Brennkraftmaschine (100), wobei die Brennkraftmaschine (100) ein Kurbelgehäuse (25), eine Kurbelgehäusebelüftungsleitung (51), die zu einer Einleitung von Gasen in das Kurbelgehäuse (25) vorgesehen ist, und die eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53), die zu einer Ausleitung von Gasen aus dem Kurbelgehäuses (25) in einen Ansaugtakt (1) der Brennkraftmaschine (100) vorgesehen ist, aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - Beeinflussen der Gaseinleitung entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung (51) in das Kurbelgehäuse (25); - Erfassen eines Messsignalverlaufs mit einem Abgassensor (42, 44), der in einem Abgastrakt (4) der Brennkraftmaschine (100) angeordnet ist, wobei der Messsignalverlauf charakteristisch für mindestens eine Abgaseigenschaft des Abgases in dem Abgastrakt (4) ist, wobei die Abgaseigenschaft von der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse (25) beeinflussbar ist; - Bereitstellen eines erwarteten Messsignalverlaufs, der charakteristisch für die Abgaseigenschaft des Abgases in dem Abgastrakt (4) aufgrund der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse (25) ist; - Vergleichen des erfassten Messsignalverlaufs mit dem erwarteten Messsignalverlaufs ; - Erkennen, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) ein Leck aufweist, wenn bei dem Vergleich der erfasste Messsignalverlauf von dem erwarteten Messsignalverlauf um mindestens einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Kurbelgehäusebelüftungsleitung (51) ein Belüftungsleitungsventil (52) aufweist, wobei mittels des Belüftungsleitungsventils (52) die Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse (25) beeinflusst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei zu der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse (25) das Belüftungsleitungsventil (52) geschlossen wird, sodass kein Gas entlang der Kurbelgehäusebelüftungsleitung (51) in das Kurbelgehäuse (25) eintreten kann.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine (100) eine Tankentlüftungsvorrichtung (6) aufweist, die mittels eines Tankentlüftungsventils (61) mit der Kurbelgehäusebelüftungsleitung (51) strömungstechnisch verbunden ist, wobei mittels des Tankentlüftungsventils (61) Gase aus der Tankentlüftungsvorrichtung (6) für die Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse (25) eingeleitet werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine (100) eine Abgasrückführungsvorrichtung (7) aufweist, die mittels eines Abgasrückführungsventils (71) mit der Kurbelgehäusebelüftungsleitung (51) strömungstechnisch verbunden ist, wobei mittels des Abgasrückführungsventils (71) Gase aus der Abgasrückführungsvorrichtung (7) in das Kurbelgehäuse (15) für die Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse (25) eingeleitet werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abgassensor (42, 44) die Lambdasonde der Brennkraftmaschine (100) ist, wobei der erfasste Messsignalverlauf charakteristisch für den Restsauerstoffgehalt in dem Abgas ist und wobei der erwartete Messsignalverlauf charakteristisch für den erwarteten Restsauerstoffgehalt aufgrund der Beeinflussung der Gaseinleitung in das Kurbelgehäuse (25) ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung (5) einen Drucksensor (56) aufweist, der dazu eingerichtet ist, einen Druckmesssignalverlauf zu erfassen, der charakteristisch für den Druckverlauf in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) ist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der erfasste Druckmesssignalverlauf mit einem bereitgestellten erwarteten Druckmesssignalverlauf verglichen wird, und erkannt wird, dass ein Leck vorliegt, wenn bei dem Vergleich der erfasste Druckmesssignalverlauf von dem erwarteten Druckmesssignalverlauf um mindestens einen weiteren vorbestimmten Schwellenwert abweicht.
Vorrichtung zur Leckage-Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (53) einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung (5) für eine Brennkraftmaschine (100), wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit (8) aufweist, die zur Steuerung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.