WO2020152238A1 - Verfahren und vorrichtung zur überprüfung der funktionsfähigkeit eines kurbelgehäuseentlüftungssystems eines verbrennungsmotors - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur überprüfung der funktionsfähigkeit eines kurbelgehäuseentlüftungssystems eines verbrennungsmotors Download PDF

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Andreas Holzeder
Thomas Burkhardt
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Vitesco Technologies GmbH
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for checking the functionality of a crankcase ventilation system
  • crankcase Due to the way an internal combustion engine works, there are fluids in the crankcase that should not escape into the environment to avoid pollutant emissions. These are, in particular, oil mists and those consisting of combustion gas and unburned fuel
  • crankcase in an area of the air intake system of the internal combustion engine, in which there is currently negative pressure.
  • the accumulating crankcase gas is drawn in by the engine and participates in the combustion in the cylinders.
  • a first crankcase ventilation line is usually connected to the intake manifold, which is arranged downstream of the throttle valve and in which at low load points, i.e. in the uncharged suction mode of the engine, there is a more or less strong vacuum against the ambient pressure. In suction operation, excess crankcase gas can flow into the intake manifold.
  • This first crankcase ventilation line is referred to below as a low-load ventilation line.
  • crankcase ventilation line connected to the air intake system downstream of the air filter. There is a slight negative pressure against the ambient pressure when the engine is charging due to the pressure drop at the air filter. As a result, when the engine is charging, excess crankcase gas can flow into the air intake system downstream of the air filter.
  • This second crankcase ventilation line is referred to below as a high-load ventilation line.
  • crankcase ventilation line to a part of the air intake system in which the pressure is as high as possible, so that air can flow into the crankcase.
  • Crankcase ventilation system is an advantage.
  • DE 10 2010 027 1 17 A1 describes a method and a system for
  • EP 2 616 655 B1 discloses a method and a device for diagnosing crankcase ventilation of internal combustion engines.
  • the crankcase is connected to an air supply system of the internal combustion engine via the ventilation device.
  • a pressure difference between an ambient pressure and a crankcase pressure is determined and, depending on the pressure difference determined, if an enabling condition is met, the presence of an error in the
  • Venting device detected.
  • the release condition is fulfilled when an air mass flow in the air supply system that is filtered through a low-pass filter exceeds a predetermined first threshold value.
  • DE 10 2013 225 388 A1 discloses a method for detecting a leak in a crankcase ventilation of an internal combustion engine.
  • a cavity of a crankcase is gas leading with a fresh air tract
  • a pressure sensor is provided for measuring a pressure in the cavity, an electronic control device being provided for the signal evaluation thereof. A is measured
  • Gas pressure with the pressure sensor in the crankcase ventilation system at a defined speed and load of the internal combustion engine is compared with a target pressure value. If the actual pressure value exceeds the target pressure value, the presence of a leak is recognized.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for checking the functionality of a crankcase ventilation system of an internal combustion engine, in which errors in the
  • Crankcase ventilation system can be recognized and localized with high reliability. This object is achieved by a method with the features specified in claim 1 and a device with the features specified in claim 13. Advantageous refinements and developments of the invention are specified in the dependent claims.
  • Has high-load ventilation line measured by means of a crankcase pressure sensor, the pressure prevailing in the crankcase and modeled using a fault-free crankcase ventilation system
  • crankcase ventilation system errors occur by making and evaluating a comparison of crankcase pressure signals measured by means of a crankcase sensor and modeled crankcase pressure signals assuming an error-free crankcase ventilation system. For this fault detection and fault localization, it is not necessary to use the output signals of further sensors, in particular the output signals of intake manifold pressure sensors and lambda sensors.
  • the information about the fault location in the crankcase ventilation system is determined from a comparison of the time profile of the measured crankcase pressure with the time profile of the modeled crankcase pressure.
  • the information about the location of the fault in the crankcase ventilation system according to a
  • Engine operating point change determined from a comparison of the time profile of the measured crankcase pressure with the time profile of the modeled crankcase pressure. According to one embodiment of the invention, the engine operating point change is detected.
  • An engine operating point is described in particular by a combination of engine speed and intake manifold pressure. A quick change in engine speed and / or intake manifold pressure is considered a change in the operating point.
  • the pressure measurement is carried out by means of a crankcase pressure sensor arranged in the crankcase.
  • the pressure measurement is carried out by means of a pressure sensor which is arranged in a line which is connected directly to the crankcase.
  • Intake manifold pressure to a high load operating point, d. H. an engine operating point with high intake manifold pressure, used for diagnosis.
  • the speed of the increase in the measured crankcase pressure is compared with the speed of the increase in the modeled crankcase pressure in a diagnostic time window and then when the measured crankcase pressure accelerates to the
  • Ambient pressure increases as the modeled crankcase pressure, the presence of a leak in a crankcase ventilation line, or the
  • the measured crankcase pressure exceeds the modeled crankcase pressure and the ambient pressure, and in the event that the measured crankcase pressure exceeds the modeled crankcase pressure and the ambient pressure, the presence of a defect in the low-load ventilation line Check valve detected.
  • the speed of the increase in the measured crankcase pressure is compared in a diagnostic time window with the speed of the increase in the modeled crankcase pressure and when the measured crankcase pressure rises more slowly than that modeled crankcase pressure, the presence of a blockage of the
  • High-load operating point used for a low-load operating point for diagnosis is a high-load operating point used for a low-load operating point for diagnosis.
  • the speed of the drop in the measured crankcase pressure is compared with the speed of the drop in the modeled crankcase pressure in a diagnostic time window and, if the measured crankcase pressure drops more slowly than the modeled crankcase pressure, a clogging of the low-load ventilation line or a defective pressure control valve is detected.
  • the invention relates to a device for
  • crankcase ventilation system of an internal combustion engine which has a low-load ventilation line and a low-pressure ventilation line between a crankcase outlet of a crankcase and an associated inlet point in an air path of the internal combustion engine
  • Has high-load ventilation line in which a control unit is provided which is designed to carry out the method according to the invention.
  • Figure 1 is a schematic sketch illustrating a device for checking the functionality of a
  • FIG. 2 shows a sketch in which defects are marked
  • FIG. 3 diagrams to illustrate measurement results
  • FIG. 4 shows a sketch in which an error location is marked
  • FIG. 5 diagrams to illustrate measurement results
  • FIG. 6 shows a sketch in which defects are marked
  • the internal combustion engine 1 shown contains a crankcase 3, from which gases are discharged via a crankcase outlet 4
  • Crankcase ventilation lines 7 and 20 are introduced at inlet points 5 and 30 in an air path 6 of the internal combustion engine 1. These gases are blow-by gas 9 and evaporations of hydrocarbons from the oil, these evaporations being designated by reference number 8 in FIG. 1.
  • the crankcase ventilation line 7 is a high-load ventilation line.
  • the crankcase ventilation line 20 is a low-load ventilation line.
  • crankcase ventilation lines 7, 20 are shown in the crankcase
  • the pressure control valve 14 separates the
  • High-load ventilation line 7 opens up at the inlet point 5
  • the low-load ventilation line 20 opens into the air path 6 downstream of a throttle valve 19 at the inlet point 30.
  • Throttle valve 19 lower than the ambient air pressure. Consequently, gas discharged from the crankcase 3 is introduced into the air path 6 via the oil separator 13, the pressure control valve 14 and the low-load ventilation line 20 downstream of the throttle valve 19.
  • the throttle valve 19 is opened, so that the air path 6 has fresh air via a fresh air inlet 15 supplied and via an air filter 16, the compressor 17, a charge air cooler 18 and the open throttle valve 19 to the combustion chamber of the
  • Pressure control valve 14 not downstream of the throttle valve 19, but via the
  • High-load ventilation line 7 introduced into the air path 6 at the inlet point 5.
  • This inlet point 5 is positioned in the air path 6 downstream of the air filter 16, but upstream of the compressor 17, the charge air cooler 18 and the throttle valve 19.
  • the device shown in FIG. 1 also has an im
  • crankcase 3 arranged crankcase pressure sensor 26, by means of which the pressure prevailing in the crankcase 3 is measured.
  • crankcase pressure sensor can also be used in one with the
  • Crankcase 3 directly connected line may be arranged, for example between the crankcase and the oil separator 13 or between the check valve 22 and a ventilation inlet 25 of the crankcase.
  • the output signals provided by the crankcase pressure sensor 26 are fed as sensor signals s1 to a control unit 10 and evaluated therein in order to check the functionality of the crankcase ventilation system 2 of the internal combustion engine 1, as will be explained in more detail below.
  • the device shown has a fresh air line 21 branching off from the air path 6, which leads via a
  • Check valve 22 is connected to the ventilation inlet 25 of the crankcase 3. This air is used to improve the outflow of the crankcase gases through the crankcase 3 during engine operation.
  • Compressor 17 is part of an exhaust gas turbocharger. Hot exhaust gas from the internal combustion engine is supplied to this turbine 24 and sets the turbine wheel of the turbine in rotation.
  • the turbine wheel is connected via a shaft of the exhaust gas turbocharger to a compressor wheel of the compressor 17, which is also firmly connected to the shaft, so that the compressor wheel is also rotated and compresses the fresh air supplied to the compressor 17.
  • This compressed fresh air is supplied to the combustion chambers of the internal combustion engine 1 in order to increase its output.
  • the oil separator 13 is provided to separate oil contained in the gases discharged via the crankcase outlet 4 and to return it to the crankcase 3.
  • the device shown in FIG. 1 has a
  • the control unit 10 interacts with memories 11 and 23.
  • the memory 11 is a memory in which the work programs of the control unit are stored.
  • the memory 23 is a data memory in which data are stored which the control unit 10 requires, inter alia, to check the functionality of the crankcase ventilation system. This includes empirically determined data that is stored in one or more characteristic fields. This data includes, in particular, data from a print model
  • the control unit 10 evaluates the crankcase pressure sensor signals s1 supplied to it using the data of the pressure model stored in the memory 23 in order to check the functionality of the crankcase ventilation system 2 and to determine whether the crankcase ventilation system is functional or not and, if appropriate, to determine the respective fault location.
  • the device shown in FIG. 1 accordingly shows one
  • Crankcase ventilation system of a turbocharged internal combustion engine in which from the crankcase outlet a hole load ventilation line and a low-load ventilation line lead into the air path, via which gases from the crankcase are guided into the air path.
  • the low-load ventilation line 20 is connected downstream of a throttle valve 19 regulating the air mass flow to the air path 6 and is during the throttled operation, in which the between the throttle valve 19 and the input of the
  • Crankcase 3 prevailing pressure is less than the ambient pressure, active and conducts gas discharged from the crankcase 3 via the inlet point 30 into the air path 6.
  • the high-load ventilation line 7 is in the charged operation, in which the pressure prevailing between the throttle valve 19 and the inlet of the crankcase 3 is greater than the ambient pressure, and conducts gas discharged from the crankcase 3 via the inlet point 5 into the air path 6.
  • FIG. 2 shows the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 when there is a leak in the ventilation line 21 or
  • Flaws are identified with the letter F in FIG. 2.
  • crankcase pressure measured by means of the crankcase pressure sensor 26 rises faster to the ambient pressure when changing from a low-load operating point to a high-load operating point than is stored in the stored pressure model for a fault-free system.
  • FIG. 3 shows diagrams that illustrate associated measurement results.
  • the signal curve denoted by K1 denotes the modeled crankcase pressure
  • the signal curve denoted by K2 the ambient pressure
  • the signal curve denoted by K3 denotes the crankcase pressure measured by means of the crankcase pressure sensor 26.
  • the left-hand diagram in FIG. 3 illustrates that by comparing the curve K1 of the modeled crankcase pressure with the curve K3 of the measured crankcase pressure after a change from one
  • Diagnostic time window t is detectable that the increase in the measured Crankcase pressure to the ambient pressure is faster than the increase in the modeled crankcase pressure to the ambient pressure. In this case, the control unit 10 recognizes that there is a leak in the
  • Crankcase ventilation line 21 or the high-load ventilation line 7 is present, as it is marked with the letter F in FIG.
  • FIG. 3 shows the fault-free state of the
  • crankcase pressure match The modeled crankcase pressure and the measured crankcase pressure rise to within the same time
  • the diagnosis time window t is opened by the control unit 10 when an operating point change from a low-load operating point to one
  • High-load operating point is present and ended after a predetermined period of time.
  • FIG. 4 shows the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 when there is a defect in a check valve arranged in the high-load ventilation line 7. This fault location is identified by the letter F in FIG.
  • the signal curve labeled K1 denotes the modeled crankcase pressure
  • the signal curve labeled K2 denotes the ambient pressure
  • the signal curve labeled K3 denotes the crankcase pressure measured by means of the crankcase pressure sensor 26.
  • the left-hand diagram in FIG. 5 illustrates that by comparing the curve K1 of the modeled crankcase pressure with the curve K3 of the measured crankcase pressure after a change from a low-load operating point to a high-load operating point in one
  • Diagnostic time window t is detectable that the increase in the measured
  • control unit 10 recognizes that there is a defect in the check valve arranged in the high-load ventilation line 7, as identified by the letter F in FIG.
  • the right-hand diagram in FIG. 5 shows the error-free state of the
  • crankcase pressure match The modeled crankcase pressure and the measured crankcase pressure rise to within the same time
  • the diagnosis time window t is opened by the control unit 10 when an operating point change from a low-load operating point to one
  • High-load operating point is present and ended after a predetermined period of time.
  • FIG. 6 shows the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 when the crankcase ventilation line 21 is clogged. This
  • Fault location is marked with the letter F in FIG. 6.
  • Control unit 10 detected if after a change from one
  • FIG. 7 shows diagrams that illustrate associated measurement results.
  • the signal curve labeled K1 denotes the modeled crankcase pressure
  • the one labeled K2 Signal curve the ambient pressure
  • the signal curve designated K3 the crankcase pressure measured by means of the crankcase pressure sensor.
  • the left diagram in FIG. 7 illustrates that by comparing the curve K1 of the modeled crankcase pressure with the curve K3 of the measured crankcase pressure after a change from one
  • Diagnostic time window t is detectable that the increase in the measured
  • crankcase pressure within the diagnostic time window t is slower than the increase in the modeled crankcase pressure to the ambient pressure.
  • the control unit 10 recognizes that the crankcase ventilation line 21 is clogged, as is the case in FIG.
  • the right-hand diagram in FIG. 7 shows the fault-free state of the
  • crankcase pressure match The modeled crankcase pressure and the measured crankcase pressure rise to within the same time
  • the diagnosis time window t is opened by the control unit 10 when an operating point change from a low-load operating point to one
  • High-load operating point is present and ended after a predetermined period of time.
  • FIG. 8 shows the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 when there is a blockage in the low-load ventilation line 20 or a defect in the pressure control valve 14. These fault points are shown in FIG. 8
  • FIG. 9 shows diagrams that illustrate associated measurement results.
  • the signal curve denoted by K1 denotes the modeled crankcase pressure
  • the signal curve denoted by K2 the ambient pressure
  • the signal curve denoted by K3 the crankcase pressure measured by means of the crankcase pressure sensor.
  • the left-hand diagram in FIG. 9 illustrates that by comparing the curve K1 of the modeled crankcase pressure with the curve K3 of the measured crankcase pressure after a change from one
  • Crankcase pressure within the diagnostic time window t is slower than the drop in the modeled crankcase pressure.
  • the control unit 10 recognizes that there is a blockage in the low-load ventilation line 20 or a defective pressure control valve 14, as is identified by the letter F in FIG.
  • FIG. 9 shows the fault-free state of the
  • crankcase pressure match The modeled crankcase pressure and the measured crankcase pressure drop in unison.
  • the diagnosis time window t is opened by the control unit 10 when an operating point change from a hole load operating point to one
  • Low load operating point is present, and ends after a predetermined period of time.
  • crankcase pressure of, for example, 100 hPa below
  • the time course of the pressure drop in the crankcase in the fault-free system after an engine operating point change from a high-load operating point to a low-load operating point is stored in the pressure model mentioned.
  • a comparison of the stored pressure model values with measured pressure values can be used to determine whether there is a defect in the crankcase ventilation system or not.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems (2) eines Verbrennungsmotors (1), welches zwischen einem Kurbelgehäuseausgang (4) eines Kurbelgehäuses (3) und einer jeweils zugehörigen Einleitstelle (5, 30) in einen Luftpfad des Verbrennungsmotors (1) eine Niedriglastentlüftungsleitung (20) und eine Hochlastentlüftungsleitung (7) aufweist, bei welchen mittels eines Kurbelgehäusedrucksensors (26) der im Kurbelgehäuse (3) herrschende Druck gemessen und mit einem unter Annahme eines fehlerfreien Kurbelgehäuseentlüftungssystems (2) modellierten Kurbelgehäusedruck verglichen wird und bei welchen aus dem Vergleichsergebnis Informationen über das Vorliegen eines Fehlers und eines zugehörigen Fehlerortes im Kurbelgehäuseentlüftungssystem (2) ermittelt werden.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines
Kurbelgehäuseentlüftungssystems eines Verbrennungsmotors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems eines
Verbrennungsmotors.
Bedingt durch die Funktionsweise eines Verbrennungsmotors befinden sich im Kurbelgehäuse Fluide, die zur Vermeidung von Schadstoffemissionen nicht in die Umgebung entweichen sollen. Dabei handelt es sich insbesondere um Ölnebel sowie aus Verbrennungsgas und unverbranntem Kraftstoff bestehendes
Blow-by-Gas, das aus den Zylindern an den Kolbenringen vorbei in das
Kurbelgehäuse gelangt ist. Da das Blow-by-Gas aus den meist mit Überdruck beaufschlagten Zylindern in das Kolbengehäuse strömt, würde sich im Betrieb des Verbrennungsmotors im Kurbelgehäuse ohne Entlüftungsmaßnahmen ein gegenüber der Atmosphäre leicht erhöhter Druck aufbauen und die Gase könnten durch eventuell vorhandene Leckagen in die Umgebung entweichen. Um dies zu verhindern, sind moderne Verbrennungsmotoren mit einer oder mehreren
Kurbelgehäuseentlüftungsleitungen ausgestattet. Diese entlüften in jedem
Motorbetriebspunkt das Kurbelgehäuse in einen Bereich des Luftansaugsystems des Verbrennungsmotors, in welchem aktuell Unterdrück herrscht. Dadurch wird das sich ansammelnde Kurbelgehäusegas vom Motor angesaugt und nimmt an der Verbrennung in den Zylindern teil.
Bei Ottomotoren wird üblicherweise eine erste Kurbelgehäuseentlüftungsleitung mit dem Saugrohr verbunden, das stromab der Drosselklappe angeordnet ist und in welchem in niedrigen Lastpunkten, d.h. im nicht aufgeladenen Saugbetrieb des Motors, mehr oder weniger starker Unterdrück gegenüber dem Umgebungsdruck herrscht. Im Saugbetrieb kann damit überschüssiges Kurbelgehäusegas in das Saugrohr abfließen. Diese erste Kurbelgehäuseentlüftungsleitung wird nachfolgend als Niedriglastentlüftungsleitung bezeichnet.
Da bei aufgeladenen Ottomotoren während des Ladebetriebs im Saugrohr ein Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck herrscht und deshalb das
Kurbelgehäusegas nicht stromab der Drosselklappe in das Saugrohr abfließen kann, wird bei aufgeladenen Motoren üblicherweise eine zweite
Kurbelgehäuseentlüftungsleitung stromab des Luftfilters mit dem Luftansaugsystem verbunden. Dort herrscht im Ladebetrieb des Motors aufgrund des Druckabfalls am Luftfilter ein geringer Unterdrück gegenüber dem Umgebungsdruck. Im Ladebetrieb des Motors kann folglich überschüssiges Kurbelgehäusegas stromab des Luftfilters in das Luftansaugsystem abfließen. Diese zweite Kurbelgehäuseentlüftungsleitung wird nachfolgend als Hochlastentlüftungsleitung bezeichnet.
Um nach einem Abstellen des Motors ein Austreten von Kurbelgehäusegas in die Umgebung zu vermeiden, soll die Konzentration von Verbrennungsgas, Kraftstoff und Öl im Kurbelgehäuse durch eine Einleitung von Luft stets möglichst gering gehalten werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass das Kurbelgehäuse unter Verwendung einer Kurbelgehäusebelüftungsleitung mit einem Teil des Luftansaugsystems verbunden wird, in welchem ein möglichst hoher Druck herrscht, so dass Luft in das Kurbelgehäuse fließen kann.
Es besteht die Möglichkeit, dass eine Leitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Luftansaugsystem stromab des Luftfilters in verschiedenen
Motorbetriebspunkten mit verschiedenen Druckverhältnissen sowohl die Funktion der Belüftung als auch die Funktion der Hochlastentlüftung erfüllt. Mit Hilfe von Rückschlagventilen kann eine jeweils unerwünschte Flussrichtung des
Kurbelgehäusegases verhindert werden.
Durch eine fehlerhafte Montage oder Reparatur des Motors sowie durch
Beschädigungen des Motors kann es Vorkommen, dass unbeabsichtigte Leckagen zur Umgebung auftreten. Des Weiteren kann es durch ein Verschmutzen oder Vereisen der Be- und Entlüftungsleitungen zu einem Verstopfen dieser Leitungen kommen. In diesem Falle können die Kurbelgehäusegase nicht wie gewünscht in das Saugrohr abfließen, sondern in die Umgebung abgegeben werden, wodurch unerwünschte Schadstoffemissionen auftreten.
Um ein Auftreten von unerwünschten Schadstoffemissionen zu vermeiden kann eine Überwachung aller Leitungen erfolgen, die Gase aus dem Kurbelgehäuse führen. Dabei soll sichergestellt werden, dass keine ungereinigten Abgase und kein unverbranntes Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Umgebung austreten können. Aus diesem Grund ist eine Erkennung von Leckagen im
Kurbelgehäuseentlüftungssystem von Vorteil. Aus der DE 10 2010 027 1 17 A1 sind ein Verfahren und ein System zum
Überwachen einer ordnungsgemäßen Verbindung zwischen einem
Ventil/Abscheider und einem Einlasssystem durch ein
Kurbelgehäuseentlüftungssystem bekannt. Bei diesem bekannten System überwacht die Motorsteuerung, ob ein durch Verbinden der Leitungen des
Kurbelgehäuseentlüftungssystems geschlossener Stromkreis durch ein
ungewünschtes Öffnen der Leitungen unterbrochen wird. Ein Unterbrechen des Stromkreises wird als Leckage des Kurbelgehäuseentlüftungssystems interpretiert.
Aus der EP 2 616 655 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose einer Kurbelgehäuseentlüftung von Verbrennungsmotoren bekannt. Das
Kurbelgehäuse ist über die Entlüftungsvorrichtung mit einem Luftzuführungssystem des Verbrennungsmotors verbunden. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine Druckdifferenz zwischen einem Umgebungsdruck und einem Kurbelgehäusedruck ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Druckdifferenz dann, wenn eine Freigabebedingung erfüllt ist, das Vorliegen eines Fehlers in der
Entlüftungsvorrichtung festgestellt. Die Freigabebedingung ist dann erfüllt, wenn ein durch einen Tiefpassfilter gefilterter Luftmassenstrom in dem Luftzuführungssystem betragsmäßig einen vorgegebenen ersten Schwellenwert übersteigt.
Aus der DE 10 2013 225 388 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung einer Leckage in einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei ist ein Hohlraum eines Kurbelgehäuses Gas führend mit einem Frischlufttrakt der
Brennkraftmaschine verbunden. Des Weiteren ist ein Drucksensor zur Messung eines Druckes in dem Hohlraum vorgesehen, wobei für dessen Signalauswertung ein elektronisches Steuergerät vorgesehen ist. Es erfolgt ein Messen eines
Gasdruckes mit dem Drucksensor in dem Kurbelgehäuseentlüftungssystem bei einer definierten Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine. Des Weiteren erfolgt ein Vergleich eines Ist-Druckwertes mit einem Soll-Druckwert. Überschreitet der Ist-Druckwert den Soll-druckwert, dann wird das Vorliegen einer Leckage erkannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems eines Verbrennungsmotors anzugeben, bei denen Fehler im
Kurbelgehäuseentlüftungssystem mit hoher Zuverlässigkeit erkannt und lokalisiert werden können. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Überprüfung der
Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems eines
Verbrennungsmotors, welches zwischen einem Kurbelgehäuseausgang eines Kurbelgehäuses und einer jeweils zugehörigen Einleitstelle in einen Luftpfad der Brennkraftmaschine eine Niedriglastentlüftungsleitung und eine
Hochlastentlüftungsleitung aufweist, mittels eines Kurbelgehäusedrucksensors der im Kurbelgehäuse herrschende Druck gemessen und mit einem unter Annahme eines fehlerfreien Kurbelgehäuseentlüftungssystems modellierten
Kurbelgehäusedruck verglichen und aus dem Vergleichsergebnis Informationen über das Vorliegen eines Fehlers und ein zugehöriger Fehlerort im
Kurbelgehäuseentlüftungssystem erm ittelt.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass im
Kurbelgehäuseentlüftungssystem auftretende spezifische Fehler erkannt und lokalisiert werden können. Die Erkennung und Lokalisierung der im
Kurbelgehäuseentlüftungssystem auftretenden Fehler erfolgt durch eine Vornahme und Auswertung eines Vergleiches von mittels eines Kurbelgehäusesensors gemessenen Kurbelgehäusedrucksignalen und unter Annahme eines fehlerfreien Kurbelgehäuseentlüftungssystems modellierten Kurbelgehäusedrucksignalen. Zu dieser Fehlerdetektion und Fehlerlokalisierung ist es nicht notwendig, auf die Ausgangssignale weiterer Sensoren, insbesondere die Ausgangssignale von Saugrohrdrucksensoren und Lambdasensoren, zurückzugreifen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Informationen über den Fehlerort im Kurbelgehäuseentlüftungssystem aus einem Vergleich des zeitlichen Verlaufes des gemessenen Kurbelgehäusedruckes mit dem zeitlichen Verlauf des modellierten Kurbelgehäusedruckes ermittelt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Informationen über den Fehlerort im Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach einem
Motorbetriebspunktwechsel aus einem Vergleich des zeitlichen Verlaufes des gemessenen Kurbelgehäusedruckes mit dem zeitlichen Verlauf des modellierten Kurbelgehäusedruckes ermittelt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Motorbetriebspunktwechsel detektiert. Ein Motorbetriebspunkt wird insbesondere durch eine Kombination von Motordrehzahl und Saugrohrdruck beschrieben. Eine schnelle Änderung von Motordrehzahl und/oder Saugrohrdruck gilt als Änderung des Betriebspunkts.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Druckmessung mittels eines im Kurbelgehäuse angeordneten Kurbelgehäusedrucksensors vorgenommen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Druckmessung mittels eines Drucksensors vorgenommen, der in einer mit dem Kurbelgehäuse direkt verbundenen Leitung angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Wechsel von einem
Niedriglastbetriebspunkt, d. h. einem Motorbetriebspunkt mit geringem
Saugrohrdruck, zu einem Hochlastbetriebspunkt, d. h. einem Motorbetriebspunkt mit hohem Saugrohrdruck, für die Diagnose genutzt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird in einem Diagnosezeitfenster die Geschwindigkeit des Anstiegs des gemessenen Kurbelgehäusedruckes mit der Geschwindigkeit des Anstiegs des modellierten Kurbelgehäusedruckes verglichen und dann, wenn der gemessene Kurbelgehäusedruck schneller auf den
Umgebungsdruck ansteigt als der modellierte Kurbelgehäusedruck, das Vorliegen einer Leckage in einer Kurbelgehäusebelüftungsleitung oder der
Hochlastentlüftungsleitung detektiert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird überprüft, ob am Ende eines Diagnosezeitfensters der gemessene Kurbelgehäusedruck den modellierten Kurbelgehäusedruck und den Umgebungsdruck übersteigt, und in dem Falle, dass der gemessene Kurbelgehäusedruck den modellierten Kurbelgehäusedruck und den Umgebungsdruck übersteigt, das Vorliegen eines Defektes eines in der Niedriglastentlüftungsleitung angeordneten Rückschlagventils detektiert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird in einem Diagnosezeitfenster die Geschwindigkeit des Anstiegs des gemessenen Kurbelgehäusedruckes mit der Geschwindigkeit des Anstiegs des modellierten Kurbelgehäusedruckes verglichen und dann, wenn der gemessene Kurbelgehäusedruck langsamer ansteigt als der modellierte Kurbelgehäusedruck, das Vorliegen einer Verstopfung der
Kurbelgehäusebelüftungsleitung detektiert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Wechsel von einem
Hochlastbetriebspunkt zu einem Niedriglastbetriebspunkt für die Diagnose genutzt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird in einem Diagnosezeitfenster die Geschwindigkeit des Abfalls des gemessenen Kurbelgehäusedruckes mit der Geschwindigkeit des Abfalls des modellierten Kurbelgehäusedruckes verglichen und dann, wenn der gemessene Kurbelgehäusedruck langsamer abfällt als der modellierte Kurbelgehäusedruck, ein Verstopfen der Niedriglastentlüftungsleitung oder ein defektes Druckregelventil detektiert.
Gemäß einer Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur
Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems eines Verbrennungsmotors, welches zwischen einem Kurbelgehäuseausgang eines Kurbelgehäuses und einer jeweils zugehörigen Einleitstelle in einen Luftpfad des Verbrennungsmotors eine Niedriglastentlüftungsleitung und eine
Hochlastentlüftungsleitung aufweist, bei welcher eine Steuereinheit vorgesehen ist, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Skizze zur Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines
Kurbelgehäuseentlüftungssystems eines Verbrennungsmotors,
Figur 2 eine Skizze, in welcher Fehlerstellen markiert sind,
Figur 3 Diagramme zur Veranschaulichung von Messergebnissen,
Figur 4 eine Skizze, in welcher eine Fehlerstelle markiert ist,
Figur 5 Diagramme zur Veranschaulichung von Messergebnissen,
Figur 6 eine Skizze, in welcher Fehlerstellen markiert sind, Figur 7 Diagramme zur Veranschaulichung von Messergebnissen,
Figur 8 eine Skizze, in welcher Fehlerstellen markiert sind, und
Figur 9 Diagramme zur Veranschaulichung von Messergebnissen.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Skizze zur Veranschaulichung einer
Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines
Kurbelgehäuseentlüftungssystems 2 eines Verbrennungsmotors 1 .
Der dargestellte Verbrennungsmotor 1 enthält ein Kurbelgehäuse 3, aus welchem über einen Kurbelgehäuseausgang 4 Gase abgeführt werden, die über
Kurbelgehäuseentlüftungsleitungen 7 bzw. 20 an Einleitstellen 5 bzw. 30 in einem Luftpfad 6 des Verbrennungsmotors 1 eingeleitet werden. Bei diesen Gasen handelt es sich um Blow-by-Gas 9 und Ausdampfungen von Kohlenwasserstoffen aus dem Öl, wobei diese Ausdampfungen in der Figur 1 mit der Bezugsziffer 8 bezeichnet sind. Bei der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 7 handelt es sich um eine Hochlastentlüftungsleitung. Bei der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 20 handelt es sich um eine Niedriglastentlüftungsleitung.
In diesen Kurbelgehäuseentlüftungsleitungen 7, 20 sind beim gezeigten
Ausführungsbeispiel zwischen dem Kurbelgehäuseausgang 4 und den
Einleitstellen 5 bzw. 30 ein Ölabscheider 13 und ein Druckregelventil 14
angeordnet. Stromab des Druckregelventils 14 trennt sich die
Hochlastentlüftungsleitung 7 von der Niedriglastentlüftungsleitung 20. Die
Hochlastentlüftungsleitung 7 mündet an der Einleitstelle 5 stromauf eines
Verdichters 17 in den Luftpfad 6. Die Niedriglastentlüftungsleitung 20 mündet stromab einer Drosselklappe 19 an der Einleitstelle 30 in den Luftpfad 6.
Im Saugbetrieb des Verbrennungsmotors 1 ist die Drosselklappe 19 teilweise geschlossen und der Gasdruck innerhalb des Luftpfades 6 stromab der
Drosselklappe 19 niedriger als der Umgebungsluftdruck. Folglich wird aus dem Kurbelgehäuse 3 abgeführtes Gas über den Ölabscheider 13, das Druckregelventil 14 und die Niedriglastentlüftungsleitung 20 stromab der Drosselklappe 19 in den Luftpfad 6 eingeleitet.
Im aufgeladenen Betrieb des Verbrennungsmotors 1 ist die Drosselklappe 19 geöffnet, so dass dem Luftpfad 6 über einen Frischlufteingang 15 Frischluft zugeführt und über einen Luftfilter 16, den Verdichter 17, einen Ladeluftkühler 18 und die geöffnete Drosselklappe 19 dem Verbrennungsraum des
Verbrennungsmotors 1 zugeführt wird. In diesem aufgeladenen Betrieb des Verbrennungsmotors 1 ist der Luftdruck im Luftpfad 6 im Bereich stromab der Drosselklappe 19 größer als der Umgebungsluftdruck. Folglich wird aus dem Kurbelgehäuse 3 abgeführtes Gas über den Ölabscheider 13 und das
Druckregelventil 14 nicht stromab der Drosselklappe 19, sondern über die
Hochlastentlüftungsleitung 7 an der Einleitstelle 5 in den Luftpfad 6 eingeleitet. Diese Einleitstelle 5 ist im Luftpfad 6 stromab des Luftfilters 16, aber stromauf des Verdichters 17, des Ladeluftkühlers 18 und der Drosselklappe 19 positioniert.
Die in der Figur 1 dargestellte Vorrichtung weist des Weiteren einen im
Kurbelgehäuse 3 angeordneten Kurbelgehäusedrucksensor 26 auf, mittels dessen der im Kurbelgehäuse 3 herrschende Druck gemessen wird. Dieser
Kurbelgehäusedrucksensor kann alternativ dazu auch in einer mit dem
Kurbelgehäuse 3 direkt verbundenen Leitung angeordnet sein, beispielsweise zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ölabscheider 13 oder zwischen dem Rückschlagventil 22 und einem Belüftungseingang 25 des Kurbelgehäuses. Die vom Kurbelgehäusedrucksensor 26 bereitgestellten Ausgangssignale werden als Sensorsignale s1 einer Steuereinheit 10 zugeführt und in dieser ausgewertet, um eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems 2 des Verbrennungsmotors 1 vorzunehmen, wie unten noch genauer erläutert wird.
Aus der Figur 1 ist des Weiteren ersichtlich, dass die dargestellte Vorrichtung eine vom Luftpfad 6 abzweigende Frischluftleitung 21 aufweist, welche über ein
Rückschlagventil 22 mit dem Belüftungseingang 25 des Kurbelgehäuses 3 verbunden ist. Diese Luft wird dazu verwendet, während des Motorbetriebs den Abfluss der Kurbelgehäusegase durch das Kurbelgehäuse 3 zu verbessern.
Ferner ist in der Figur 1 eine Turbine 24 dargestellt, die zusammen mit dem
Verdichter 17 Bestandteil eines Abgasturboladers ist. Dieser Turbine 24 wird heißes Abgas des Verbrennungsmotors zugeführt und versetzt das Turbinenrad der Turbine in Drehung. Das Turbinenrad ist über eine Welle des Abgasturboladers mit einem ebenfalls mit der Welle fest verbundenen Verdichterrad des Verdichters 17 verbunden, so dass auch das Verdichterrad in eine Drehbewegung versetzt wird und die dem Verdichter 17 zugeführte Frischluft verdichtet. Diese verdichtete Frischluft wird den Verbrennungsräumen des Verbrennungsmotors 1 zu dessen Leistungssteigerung zugeführt. Der Ölabscheider 13 ist dazu vorgesehen, in den über den Kurbelgehäuseausgang 4 abgeführten Gasen enthaltenes Öl abzuscheiden und in das Kurbelgehäuse 3 zurückzuführen.
Des Weiteren weist die in der Figur 1 dargestellte Vorrichtung einen das
Kurbelgehäuse verschließenden Öldeckel 31 und einen Ölpeilstab 32 auf.
Darüber hinaus ist in der Figur 1 veranschaulicht, dass die Steuereinheit 10 mit Speichern 1 1 und 23 zusammenwirkt. Bei dem Speicher 1 1 handelt es sich um einen Speicher, in welchem die Arbeitsprogramme der Steuereinheit hinterlegt sind. Beim Speicher 23 handelt es sich um einen Datenspeicher, in welchem Daten hinterlegt sind, die die Steuereinheit 10 unter anderem zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems benötigt. Dazu gehören empirisch ermittelte Daten, die in einem oder mehreren Kennfeldern hinterlegt sind. Zu diesen Daten gehören insbesondere Daten, die einem Druckmodell
entsprechen, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt wird. In diesem Druckmodell sind Daten hinterlegt, die einem unter Annahme eines fehlerfreien Kurbelgehäuseentlüftungssystems 2 modellierten Kurbelgehäusedruck entsprechen.
Die Steuereinheit 10 wertet die ihr zugeführten Kurbelgehäusedrucksensorsignale s1 unter Verwendung der im Speicher 23 hinterlegten Daten des Druckmodells aus, um die Funktionsfähigkeit des Kurbelentlüftungssystems 2 zu überprüfen und festzustellen, ob das Kurbelgehäuseentlüftungssystem funktionsfähig ist oder nicht und gegebenenfalls den jeweiligen Fehlerort festzustellen.
Die in der Figur 1 dargestellte Vorrichtung zeigt demnach ein
Kurbelgehäuseentlüftungssystem eines aufgeladenen Verbrennungsmotors, bei welchem vom Kurbelgehäuseausgang eine Flochlastentlüftungsleitung und eine Niedriglastentlüftungsleitung in den Luftpfad führen, über welche Gase aus dem Kurbelgehäuse in den Luftpfad geleitet werden. Die Niedriglastentlüftungsleitung 20 ist dabei stromabwärts einer den Luftmassenstrom regelnden Drosselklappe 19 an den Luftpfad 6 angeschlossen und ist während des angedrosselten Betriebs, in welchem der zwischen der Drosselklappe 19 und dem Eingang des
Kurbelgehäuses 3 herrschende Druck kleiner ist als der Umgebungsdruck, aktiv und leitet aus dem Kurbelgehäuse 3 abgeführtes Gas über die Einleitstelle 30 in den Luftpfad 6. Die Hochlastentlüftungsleitung 7 ist im aufgeladenen Betrieb, in welchem der zwischen der Drosselklappe 19 und dem Eingang des Kurbelgehäuses 3 herrschende Druck größer ist als der Umgebungsdruck, aktiv und leitet aus dem Kurbelgehäuse 3 abgeführtes Gas über die Einleitstelle 5 in den Luftpfad 6.
Nachfolgend werden anhand der weiteren Figuren Ausführungsformen der Erfindung erläutert, bei welchen beim Auftreten von Betriebspunktwechseln Druckwerte für den im Kurbelgehäuse herrschenden Druck gemessen werden und mit im Speicher 23 hinterlegten Druckmodelldaten verglichen werden, wobei die im Druckmodell hinterlegten Daten unter Annahme des Vorliegens eines fehlerfreien Kurbelgehäuseentlüftungssystems ermittelte Daten sind.
Dabei werden anhand der weiteren Figuren Ausführungsbeispiele für
Überprüfungen der Funktionsfähigkeit des Kurbelgehäuseentlüftungssystems 2 des in der Figur 1 dargestellten Verbrennungsmotors 1 näher erläutert.
Die Figur 2 zeigt den in der Figur 1 dargestellten Verbrennungsmotor 1 beim Vorliegen einer Leckage in der Belüftungsleitung 21 oder der
Hochlastentlüftungsleitung 7 gegenüber dem Umgebungsdruck. Diese
Fehlerstellen sind in der Figur 2 jeweils mit dem Buchstaben F gekennzeichnet.
Diese Leckagen werden von der Steuereinheit 10 erkannt, wenn der mittels des Kurbelgehäusedrucksensors 26 gemessene Kurbelgehäusedruck bei einem Wechsel von einem Niedriglastbetriebspunkt zu einem Hochlastbetriebspunkt schneller auf den Umgebungsdruck ansteigt als es für ein fehlerfreies System im abgespeicherten Druckmodell hinterlegt ist.
In der Figur 3 sind Diagramme dargestellt, die zugehörige Messergebnisse veranschaulichen. In diesen Diagrammen kennzeichnet der mit K1 bezeichnete Signalverlauf den modellierten Kurbelgehäusedruck, der mit K2 bezeichnete Signalverlauf den Umgebungsdruck und der mit K3 bezeichnete Signalverlauf den mittels des Kurbelgehäusedrucksensors 26 gemessenen Kurbelgehäusedruck.
Im linken Diagramm der Figur 3 ist veranschaulicht, dass durch einen Vergleich des Verlaufs K1 des modellierten Kurbelgehäusedruckes mit dem Verlauf K3 des gemessenen Kurbelgehäusedruckes nach einem Wechsel von einem
Niedriglastbetriebspunkt zu einem Hochlastbetriebspunkt in einem
Diagnosezeitfenster t detektierbar ist, dass der Anstieg des gemessenen Kurbelgehäusedruckes auf den Umgebungsdruck schneller erfolgt als der Anstieg des modellierten Kurbelgehäusedruckes auf den Umgebungsdruck. In diesem Falle wird von der Steuereinheit 10 erkannt, dass eine Leckage in der
Kurbelgehäusebelüftungsleitung 21 oder der Hochlastentlüftungsleitung 7 vorliegt, wie es in der Figur 2 mit dem Buchstaben F gekennzeichnet ist.
Im rechten Diagramm der Figur 3 ist der fehlerfreie Zustand des
Kurbelgehäuseentlüftungssystems dargestellt. In diesem fehlerfreien Zustand stimmt innerhalb des Diagnosezeitfensters t der Verlauf K1 des modellierten Kurbelgehäusedruckes mit dem Verlauf K3 des gemessenen
Kurbelgehäusedruckes überein. Der modellierte Kurbelgehäusedruck und der gemessene Kurbelgehäusedruck steigen innerhalb derselben Zeit auf den
Umgebungsdruck an.
Das Diagnosezeitfenster t wird von der Steuereinheit 10 dann geöffnet, wenn ein Betriebspunktwechsel von einem Niedriglastbetriebspunkt zu einem
Hochlastbetriebspunkt vorliegt, und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne beendet.
Die Figur 4 zeigt den in der Figur 1 dargestellten Verbrennungsmotor 1 beim Vorliegen eines Defekts eines in der Hochlastentlüftungsleitung 7 angeordneten Rückschlagventils. Diese Fehlerstelle ist in der Figur 4 mit dem Buchstaben F gekennzeichnet.
Dieser Defekt des Rückschlagventils in der Hochlastentlüftungsleitung 7 wird von der Steuereinheit 10 erkannt, wenn innerhalb eines Diagnosezeitfensters t der mittels des Kurbelgehäusedrucksensors 26 gemessene Kurbelgehäusedruck schneller und stärker als es für das fehlerfreie System hinterlegt ist über den Umgebungsdruck ansteigt.
In der Figur 5 sind Diagramme dargestellt, die zugehörige Messergebnisse veranschaulichen. In diesen Diagrammen kennzeichnet der mit K1 bezeichnete Signalverlauf den modellierten Kurbelgehäusedruck, der mit K2 bezeichnete Signalverlauf den Umgebungsdruck und der mit K3 bezeichnete Signalverlauf den mittels des Kurbelgehäusedrucksensors 26 gemessenen Kurbelgehäusedruck.
Im linken Diagramm der Figur 5 ist veranschaulicht, dass durch einen Vergleich des Verlaufs K1 des modellierten Kurbelgehäusedruckes mit dem Verlauf K3 des gemessenen Kurbelgehäusedruckes nach einem Wechsel von einem Niedriglastbetriebspunkt zu einem Hochlastbetriebspunkt in einem
Diagnosezeitfenster t detektierbar ist, dass der Anstieg des gemessenen
Kurbelgehäusedruckes auf einen über dem Umgebungsdruck liegenden Druck schneller und stärker erfolgt als der Anstieg des modellierten
Kurbelgehäusedruckes auf den Umgebungsdruck. In diesem Falle wird von der Steuereinheit 10 erkannt, dass ein Defekt des in der Hochlastentlüftungsleitung 7 angeordneten Rückschlagventils vorliegt, wie es in der Figur 4 mit dem Buchstaben F gekennzeichnet ist.
Im rechten Diagramm der Figur 5 ist der fehlerfreie Zustand des
Kurbelgehäuseentlüftungssystems dargestellt. In diesem fehlerfreien Zustand stimmt innerhalb des Diagnosezeitfensters t der Verlauf K1 des modellierten Kurbelgehäusedruckes mit dem Verlauf K3 des gemessenen
Kurbelgehäusedruckes überein. Der modellierte Kurbelgehäusedruck und der gemessene Kurbelgehäusedruck steigen innerhalb derselben Zeit auf den
Umgebungsdruck an.
Das Diagnosezeitfenster t wird von der Steuereinheit 10 dann geöffnet, wenn ein Betriebspunktwechsel von einem Niedriglastbetriebspunkt zu einem
Hochlastbetriebspunkt vorliegt, und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne beendet.
Die Figur 6 zeigt den in der Figur 1 dargestellten Verbrennungsmotor 1 beim Vorliegen einer Verstopfung der Kurbelgehäusebelüftungsleitung 21 . Diese
Fehlerstelle ist in der Figur 6 mit dem Buchstaben F gekennzeichnet.
Diese Verstopfung der Kurbelgehäusebelüftungsleitung 21 wird von der
Steuereinheit 10 erkannt, wenn nach einem Wechsel von einem
Niedriglastbetriebspunkt zu einem Hochlastbetriebspunkt innerhalb eines
Diagnosezeitfensters t der mittels des Kurbelgehäusedrucksensors 26 gemessene Kurbelgehäusedruck langsamer ansteigt als es für das fehlerfreie System hinterlegt ist.
In der Figur 7 sind Diagramme dargestellt, die zugehörige Messergebnisse veranschaulichen. In diesen Diagrammen kennzeichnet der mit K1 bezeichnete Signalverlauf den modellierten Kurbelgehäusedruck, der mit K2 bezeichnete Signalverlauf den Umgebungsdruck und der mit K3 bezeichnete Signalverlauf den mittels des Kurbelgehäusedrucksensors gemessenen Kurbelgehäusedruck.
Im linken Diagramm der Figur 7 ist veranschaulicht, dass durch einen Vergleich des Verlaufs K1 des modellierten Kurbelgehäusedruckes mit dem Verlauf K3 des gemessenen Kurbelgehäusedruckes nach einem Wechsel von einem
Niedriglastbetriebspunkt zu einem Hochlastbetriebspunkt in einem
Diagnosezeitfenster t detektierbar ist, dass der Anstieg des gemessenen
Kurbelgehäusedruckes innerhalb des Diagnosezeitfensters t langsamer erfolgt als der Anstieg des modellierten Kurbelgehäusedruckes auf den Umgebungsdruck. In diesem Falle wird von der Steuereinheit 10 erkannt, dass eine Verstopfung der Kurbelgehäusebelüftungsleitung 21 vorliegt, wie es in der Figur 6 mit dem
Buchstaben F gekennzeichnet ist.
Im rechten Diagramm der Figur 7 ist der fehlerfreie Zustand des
Kurbelgehäuseentlüftungssystems dargestellt. In diesem fehlerfreien Zustand stimmt innerhalb des Diagnosezeitfensters t der Verlauf K1 des modellierten Kurbelgehäusedruckes mit dem Verlauf K3 des gemessenen
Kurbelgehäusedruckes überein. Der modellierte Kurbelgehäusedruck und der gemessene Kurbelgehäusedruck steigen innerhalb derselben Zeit auf den
Umgebungsdruck an.
Das Diagnosezeitfenster t wird von der Steuereinheit 10 dann geöffnet, wenn ein Betriebspunktwechsel von einem Niedriglastbetriebspunkt zu einem
Hochlastbetriebspunkt vorliegt, und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne beendet.
Die Figur 8 zeigt den in der Figur 1 dargestellten Verbrennungsmotor 1 beim Vorliegen einer Verstopfung der Niedriglastentlüftungsleitung 20 oder eines Defekts des Druckregelventils 14. Diese Fehlerstellen sind in der Figur 8 mit dem
Buchstaben F gekennzeichnet.
Diese Fehler werden von der Steuereinheit 10 erkannt, wenn nach einem Wechsel von einem Hochlastbetriebspunkt zu einem Niedriglastbetriebspunkt innerhalb eines Diagnosezeitfensters t der mittels des Kurbelgehäusedrucksensors 26 gemessene Kurbelgehäusedruck langsamer abfällt als es für das fehlerfreie System hinterlegt ist. In der Figur 9 sind Diagramme dargestellt, die zugehörige Messergebnisse veranschaulichen. In diesen Diagrammen kennzeichnet der mit K1 bezeichnete Signalverlauf den modellierten Kurbelgehäusedruck, der mit K2 bezeichnete Signalverlauf den Umgebungsdruck und der mit K3 bezeichnete Signalverlauf den mittels des Kurbelgehäusedrucksensors gemessenen Kurbelgehäusedruck.
Im linken Diagramm der Figur 9 ist veranschaulicht, dass durch einen Vergleich des Verlaufs K1 des modellierten Kurbelgehäusedruckes mit dem Verlauf des K3 des gemessenen Kurbelgehäusedruckes nach einem Wechsel von einem
Flochlastbetriebspunkt zu einem Niedriglastbetriebspunkt in einem
Diagnosezeitfenster t detektierbar ist, dass der Abfall des gemessenen
Kurbelgehäusedruckes innerhalb des Diagnosezeitfensters t langsamer erfolgt als der Abfall des modellierten Kurbelgehäusedruckes. In diesem Falle wird von der Steuereinheit 10 erkannt, dass eine Verstopfung der Niedriglastentlüftungsleitung 20 oder ein defektes Druckregelventil 14 vorliegt, wie es in der Figur 8 mit dem Buchstaben F gekennzeichnet ist.
Im rechten Diagramm der Figur 9 ist der fehlerfreie Zustand des
Kurbelgehäuseentlüftungssystems dargestellt. In diesem fehlerfreien Zustand stimmt innerhalb des Diagnosezeitfensters t der Verlauf K1 des modellierten Kurbelgehäusedruckes mit dem Verlauf K3 des gemessenen
Kurbelgehäusedruckes überein. Der modellierte Kurbelgehäusedruck und der gemessene Kurbelgehäusedruck fallen übereinstimmend ab.
Das Diagnosezeitfenster t wird von der Steuereinheit 10 dann geöffnet, wenn ein Betriebspunktwechsel von einem Flochlastbetriebspunkt zu einem
Niedriglastbetriebspunkt vorliegt, und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne beendet.
Bei einem schnellen Motorbetriebspunktwechsel von einem Flochlastbetriebspunkt mit einem Saugrohrdruck nahe dem Umgebungsdruck oder deutlich über dem Umgebungsdruck zu einem Niedriglastbetriebspunkt mit einem Saugrohrdruck von weniger als dem gewünschten Kurbelgehäusedruck von beispielsweise 100 hPa unter Umgebungsdruck kommt es im Kurbelgehäuse zu einem Übergang vom zweiten Zustand mit hohem Kurbelgehäusedruck von beispielsweise 30 hPa unter Umgebungsdruck zum ersten Zustand mit niedrigem Kurbelgehäusedruck von beispielsweise 100 hPa unter Umgebungsdruck. Zum Zeitpunkt eines schnellen Betriebspunktwechsels sinkt der Saugrohrdruck unter den Kurbelgehäusedruck und der Kurbelgehäuseentlüftungsmassenstrom über die
Niedriglastentlüftungsleitung 20 beginnt erneut zu fließen. Von diesem Zeitpunkt an sinkt bei einem fehlerfreien System infolge des Druckausgleichs über die
Niedriglastentlüftungsleitung der Kurbelgehäusedruck schnell bis zum
gewünschten Kurbelgehäusedruck von beispielsweise 100 hPa unter
Umgebungsdruck und stabilisiert sich dort.
Der zeitliche Verlauf des Druckabfalls im Kurbelgehäuse im fehlerfreien System nach einem Motorbetriebspunktwechsel von einem Hochlastbetriebspunkt zu einem Niedriglastbetriebspunkt wird im genannten Druckmodell hinterlegt. Anhand eines Vergleichs der hinterlegten Druckmodellwerte mit gemessenen Druckwerten kann erkannt werden, ob ein Defekt des Kurbelgehäuseentlüftungssystems vorliegt oder nicht.
Bezugszeichenliste
1 Verbrennungsmotor
2 Kurbelgehäuseentlüftungssystem
3 Kurbelgehäuse
4 Kurbelgehäuseausgang
5 Einleitstelle
6 Luftpfad
7 Hochlastentlüftungsleitung
8 Ausdampfung
9 Blow-by-Gase
10 Steuereinheit
11 Speicher
13 Ölabscheider
14 Druckregelventil
15 Frischlufteingang
16 Luftfilter
17 Verdichter
18 Ladeluftkühler
19 Drosselklappe
20 Niedriglastentlüftungsleitung
21 Kurbelgehäusebelüftungsleitung
22 Rückschlagventil
23 Speicher
24 Turbine
25 Belüftungseingang des Kurbelgehäuses
26 Kurbelgehäusedrucksensor
30 Einleitstelle
31 Öldeckel
32 Ölpeilstab

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines
Kurbelgehäuseentlüftungssystems (2) eines Verbrennungsmotors (1 ), welches zwischen einem Kurbelgehäuseausgang (4) eines Kurbelgehäuses (3) und einer jeweils zugehörigen Einleitstelle (5, 30) in einen Luftpfad (6) des
Verbrennungsmotors eine Niedriglastentlüftungsleitung (20) und eine
Hochlastentlüftungsleitung (7) aufweist, bei welchem mittels eines
Kurbelgehäusedrucksensors (26) der im Kurbelgehäuse herrschende Druck gemessen und mit einem unter Annahme eines fehlerfreien
Kurbelgehäuseentlüftungssystems (2) modellierten Kurbelgehäusedruck verglichen wird und bei welchem aus dem Vergleichsergebnis Informationen über das Vorliegen eines Fehlers und einen zugehörigen Fehlerort im
Kurbelgehäuseentlüftungssystem (2) ermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei welchem die Informationen über den Fehlerort im Kurbelgehäuseentlüftungssystem aus einem Vergleich des zeitlichen Verlaufes des gemessenen Kurbelgehäusedruckes mit dem zeitlichen Verlauf des modellierten Kurbelgehäusedruckes ermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die Informationen über den Fehlerort im Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach einem Motorbetriebspunktwechsel aus einem Vergleich des zeitlichen Verlaufes des gemessenen Kurbelgehäusedruckes mit dem zeitlichen Verlauf des modellierten Kurbelgehäusedruckes ermittelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem der Motorbetriebspunktwechsel erkannt wird, wenn sich die Motordrehzahl und/oder der Saugrohrdruck schneller ändert als ein vorgegebener Schwellenwert.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die
Druckmessung mittels eines im Kurbelgehäuse (3) angeordneten
Kurbelgehäusedrucksensors (26) vorgenommen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, bei welchem die Druckmessung mittels eines Drucksensors vorgenommen wird, der in einer mit dem Kurbelgehäuse (3) direkt verbundenen Leitung angeordnet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 - 6, bei welchem ein Wechsel von einem Niedriglastbetriebspunkt zu einem Hochlastbetriebspunkt detektiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem in einem Diagnosezeitfenster (T) die Geschwindigkeit des Anstiegs des gemessenen Kurbelgehäusedruckes mit der Geschwindigkeit des Anstiegs des modellierten Kurbelgehäusedruckes verglichen wird und dann, wenn der gemessene Kurbelgehäusedruck schneller auf den Umgebungsdruck ansteigt als der modellierte Kurbelgehäusedruck, das Vorliegen einer Leckage in einer Kurbelgehäusebelüftungsleitung (21 ) oder der
Hochlastentlüftungsleitung (7) detektiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei welchem überprüft wird, ob am Ende eines Diagnosezeitfensters (T) der gemessene Kurbelgehäusedruck den
modellierten Kurbelgehäusedruck und den Umgebungsdruck übersteigt, und in dem Falle, dass der gemessene Kurbelgehäusedruck den modellierten
Kurbelgehäusedruck und den Umgebungsdruck übersteigt, das Vorliegen eines Defektes eines in der Hochlastentlüftungsleitung 7 angeordneten Rückschlagventils detektiert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 - 9, bei welchem in einem
Diagnosezeitfenster (T) die Geschwindigkeit des Anstiegs des gemessenen
Kurbelgehäusedruckes mit der Geschwindigkeit des Anstiegs des modellierten Kurbelgehäusedruckes verglichen wird und dann, wenn der gemessene
Kurbelgehäusedruck langsamer ansteigt als der modellierte Kurbelgehäusedruck, das Vorliegen einer Verstopfung der Kurbelgehäusebelüftungsleitung (21 ) detektiert wird.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 3 - 6, bei welchem ein Wechsel von einem Hochlastbetriebspunkt zu einem Niedriglastbetriebspunkt detektiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , bei welchem in einem Diagnosezeitfenster (T) die Geschwindigkeit des Abfalls des gemessenen Kurbelgehäusedruckes mit der Geschwindigkeit des Abfalls des modellierten Kurbelgehäusedruckes verglichen wird und dann, wenn der gemessene Kurbelgehäusedruck langsamer abfällt als der modellierte Kurbelgehäusedruck, ein Verstopfen der Niedriglastentlüftungsleitung (20) oder ein defektes Druckregelventil (14) detektiert wird.
13. Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines
Kurbelgehäuseentlüftungssystems (2) eines Verbrennungsmotors (1 ), welches zwischen einem Kurbelgehäuseausgang (4) eines Kurbelgehäuses (3) und einer jeweils zugehörigen Einleitstelle (5, 30) in einen Luftpfad (6) des
Verbrennungsmotors eine Niedriglastentlüftungsleitung (20) und eine
Hochlastentlüftungsleitung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (10) aufweist, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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