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Dokumentenidentifikation DE10032263A1 15.02.2001
Titel Dieselmotor und Verfahren für dessen Regelung
Anmelder Scania CV AB, Södertälje, SE
Erfinder Hälleberg, Roger, Nacka, SE
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Anmeldedatum 03.07.2000
DE-Aktenzeichen 10032263
Offenlegungstag 15.02.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.02.2001
IPC-Hauptklasse F02D 45/00
Zusammenfassung Bei einem Dieselmotor (1) mit geschlossener Kurbelgehäuseentlüftung in einem Kraftfahrzeug wird unter anderem ein für den Betriebszustand des Motors repräsentativer Betriebsparameter überwacht. Während der Fahrt wird ein vom Fahrer angeforderter Sollwert für diesen Betriebsparameter mit dem Istwert des gleichen Parameters verglichen. Wenn der Istwert den Sollwert um ein vorgegebenes Niveau übersteigt, wird automatisch eine Maßnahme zur Abregelung des Verbrennungsvorgangs eingeleitet, die wiederum unterbrochen wird, sobald der Istwert des Betriebsparameters auf ein vorgegebenes Sicherheitsniveau abgesunken ist, um auf diese Weise einen unkontrollierten Drehzahlansteig bei unbeabsichtigt großer Kraftstoffzufuhr zum Motor zu verhindern. Ein zum Motor gehörendes Steuergerät (6) ist so ausgeführt, daß es die genannten Vergleiche durchführt und bei Bedarf entsprechende Organe des Motors aktiviert. Durch Aktivierung einer im Auspuffsystem des Motors installierten Abgasbremse (8) kann der Verbrennungsvorgang in gewünschtem Umfang abgeregelt werden.

Beschreibung[de]
Technikbereich

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zur Regelung eines Dieselmotors sowie einen Dieselmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 8 angegebenen Art.

Stand der Technik

Bei Dieselmotoren kommt während des Betriebs und besonders bei hoher Belastung ein gewisser Austritt von unter Druck stehenden Gasen von den Zylindern in das Kurbelgehäuse vor. Früher wurden solche Gase in die Umgebungsluft abgeleitet, aber unter anderem aus Gründen der Umweltschonung kommt nunmehr üblicherweise eine sogenannte geschlossene Kurbelgehäuseentlüftung zur Anwendung, bei der die im Kurbelgehäuse vorhandenen Gase in das Saugrohr des Motors eingesaugt und danach zusammen mit der Saugluft und dem eingespritzten Kraftstoff im Zylinder verbrannt werden.

Bei Undichtheiten an der Kraftstoffeinspritzanlage des Motors, in der hohe Betriebsdrücke vorkommen, kann Kraftstoff in das Kurbelgehäuse eindringen und das dort vorhandene Schmieröl verdünnen. Hierbei bildet sich im Kurbelgehäuse ein Ölnebel, der Dieselkraftstoff und Schmieröl enthält. In bestimmten Fahrsituationen, besonders bei hoher Leistungsentnahme, kann dem Motor hierbei mehr Kraftstoff zugeführt werden als vom Fahrer beabsichtigt, wodurch die Drehzahl schnell auf einen vom Fahrer nicht beabsichtigten Wert ansteigt. Wenn der Fahrer in dieser Lage nicht rechtzeitig eingreifen kann, können schwere Motorschäden aufgrund der überhöhten Drehzahl eintreten. Eventuell kann der Fahrer den Motor noch durch Betätigen der Kupplung bremsen, aber dabei besteht statt dessen Gefahr einer schweren Beschädigung oder Zerstörung der Kupplung.

Vor diesem Hintergrund ist die Vermeidung eines unkontrollierten Drehzahlanstiegs wünschenswert.

Zweck der Erfindung

Die Erfindung dient dem Zweck, bei einem Dieselmotor mit einem hohen Maß an Sicherheit unbeabsichtigt hohe Drehzahlen zu vermeiden und dadurch etwaige Motorschäden infolge dieser unbeabsichtigt hohen Motordrehzahlen zu verhindern. Ein Ziel besteht auch darin, diesen Zweck mit möglichst einfachen Mitteln zu erfüllen.

Beschreibung der Erfindung

Die vorgenannten Zwecke werden gemäß der Erfindung erfüllt durch ein Verfahren und einen Dieselmotor, welche die in den Ansprüchen 1 bzw. 6 aufgeführten kennzeichnenden Merkmale aufweisen. Durch die Schaffung der Voraussetzungen für einen Vergleich eines Istwertes eines Motor-Betriebsparameters mit einem vom Fahrer gewählten Sollwert für den gleichen Betriebsparameter, und somit der Möglichkeit, bei einem vorgegebenen Differenzwert zwischen diesen Werten automatisch eine Maßnahme zur Abregelung der Verbrennung zu veranlassen, wird der Fahrer von einer schweren Arbeitsaufgabe entlastet und die Gefahr von Motorschäden erheblich verringert.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn die Drehzahl des Motors als Betriebsparameter herangezogen wird, da dann eine einfache Ausrüstung und bereits vorhandene Teile benutzt werden können.

Viele mit einem Dieselmotor ausgestattete Fahrzeuge sind zur Motorbremsung mit einer Abgasbremse, auch Staudruckbremse genannt, ausgerüstet. Deshalb wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Anwendung einer solchen Abgasbremse zur Verhinderung schädlicher Verbrennungsvorgänge im Motor und damit zur Vermeidung einer Motorschadensgefahr vorgeschlagen.

Weitere besondere Merkmal und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher anhand eines in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Beschreibung der Figur

Fig. 1 zeigt einen Dieselmotor gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein für ein nicht abgebildetes Fahrzeug vorgesehener Verbrennungsmotor in Form eines Dieselmotors 1 dargestellt, der auf der Einlassseite ein Einlasssystem 2 für die Verbrennungsluft und auf der Auslassseite ein Auspuffsystem 3 für die Abgase aufweist. Der Motor 1 ist mit einer geschlossenen Kurbelgehäuseentlüftung versehen, und deshalb ist vom Kurbelgehäuse 4 des Motors eine Leitung 5 zum Einlasssystem 2 angeordnet, durch welche Gase vom Kurbelgehäuse 4 dem Motor zwecks Verbrennung zugeleitet werden können.

Der Motor ist darüber hinaus mit einem Steuergerät 6 versehen, und an dieses angeschlossen ist zumindest ein Geber 7 zur Erkennung eines für den jeweiligen Betriebszustand des Motors repräsentativen Betriebsparameters, bei dem es ich z. B. um die Drehzahl, den Ladedruck oder einen anderen geeigneten Parameter handeln kann. Das Steuergerät 6 hat auch Verbindung mit einer zur Auspuffanlage 3 gehörenden Abgasbremse 8 und kann diese aktivieren oder deaktivieren. Der Fahrer des Fahrzeugs kann über ein Betätigungsorgan 9, z. B. ein Fahrpedal oder anderes geeignetes Betätigungsorgan, abhängig von der jeweiligen Fahrsituation einen bestimmten Wert für einen gewählten und vom Steuergerät 6 überwachten Betriebsparameter anfordern.

Das Steuergerät 6 ist so ausgeführt, daß es während des Betriebs einen vom Fahrer angeforderten Sollwert eines gewählten Betriebsparameters mit dem Istwert des gleichen Betriebsparameters vergleicht. In einer normalen Betriebssituation liegt eine gute Übereinstimmung von Soll- und Istwert vor, und der Betrieb läuft somit ab, ohne daß eine besondere Hilfsfunktion im Steuergerät aktiviert werden muß.

Sollte dagegen der Istwert des genannten Betriebsparameters den Sollwert um einen vorgegebenen Differenzwert übersteigen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Hilfsfunktion ausgelöst, deren Aufgabe darin besteht, in einer bestimmten Situation einen unkontrollierten Drehzahlanstieg aufgrund einer unbeabsichtigt großen Kraftstoffzufuhr zum Motor zu verhindern.

In einer Betriebssituation mit hoher Belastung des Motors kann aufgrund einer auftretenden oder bereits aufgetretenen Undichtheit in der Kraftstoffanlage eine große Menge Kraftstoff im Kurbelgehäuse vorhanden sein, und davon gelangt eine bestimmte Menge über die Kurbelgehäuseentlüftung in den Motor zusätzlich zu der Kraftstoffmenge, die der Fahrer über das Fahrpedal angefordert hat. Dieser Umstand resultiert in einem Drehzahlanstieg, der sehr schnell erfolgen und vom Fahrer schwer beherrscht werden kann. Gemäß der Erfindung kann die im Steuergerät 6 eingebaute besondere Hilfsfunktion hierbei benutzt werden, um bei einem bestimmten Niveau des Drehzahlanstiegs die zum Motor gehörende Abgasbremse 8 zu aktivieren und dadurch eine Verbrennung und einen weiteren Drehzahlanstieg zu erschweren oder zu verhindern. Eine Aktivierung der Abgasbremse 8 hat zur Folge, daß die Drehzahl auf einen beherrschbaren Wert herabgesetzt werden kann.

Erwünscht ist eine Aktivierung der Schutzfunktion, bevor die Drehzahl auf einen Wert angestiegen ist, bei dem häufig Motorschäden eintreten können, z. B. 3000/min. Als Grenzwert für die Aktivierung ist z. B. 2700/min angebracht. Als weitere Bedingung sollte zweckmäßigerweise gelten, daß die erhöhte Drehzahl während einer bestimmten Dauer vorgelegen hat. Auf diese Weise wird eine Aktivierung der Schutzfunktion z. B. wegen einem unbeabsichtigten Drehzahlanstieg infolge eines Schaltfehlers oder einem vorübergehenden Drehzahlanstieg auf einer Gefällestrecke vermieden. Die Schutzfunktion ist zweckmäßigerweise so lange eingeschaltet, bis die Drehzahl in mehreren Schritten auf einen beherrschbaren Wert abgesenkt worden ist. In einer ersten Stufe kann die Drehzahl auf z. B. 2500/min und danach in weiteren Stufen auf 800-1200/min gesenkt werden.

Anstelle einer Beeinflussung des Verbrennungsvorgangs mit Hilfe der Abgasbremse besteht auch die Möglichkeit, eine Dekompressionsausrüstung zu benutzen, bei der Ventile in den Zylindern geöffnet werden und dadurch eine normale Verdichtung verhindert wird. Andere Möglichkeiten bestehen in einer Blockierung des Einlasssystems zum Motor oder einem Absperren der Kurbelgehäuseentlüftung.

Die Drehzahl sollte möglichst auch bei niedriger Belastung und z. B. losgelassenem Fahrpedal nicht übermäßig von der gewünschten Drehzahl abweichen. Deshalb ist es zweckmäßig, das Steuergerät auch bei unbetätigtem Fahrpedal den Vergleich der Sollmit der Istdrehzahl durchführen zu lassen, damit bei Bedarf eine Drehzahlregelung auf gleiche Weise wie bei hoher Belastung eingeschaltet werden kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Regelung eines Dieselmotors mit geschlosseer Kurbelgehäuseentlüftung in einem Kraftfahrzeug, wobei zumindest ein für den Betriebszustand des Motors repräsentativer Betriebsparameter überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß während der Fahrt ein vom Fahrer angeforderter Sollwert für genannten Betriebsparameter mit dem Istwert des gleichen Betriebsparameters verglichen wird, und wenn der Istwert des Betriebsparameters den Sollwert um ein vorgegebenes Niveau übersteigt, automatisch eine Aktivierung einer die Verbrennung abregelnden Maßnahme erfolgt und diese Abregelung unterbrochen wird, sobald der Istwert des Betriebsparameters auf ein vorgegebenes Sicherheitsniveau abgesunken ist, so daß ein unkontrollierter Drehzahlanstieg infolge einer unbeabsichtigt großen Kraftstoffzufuhr zum Motor verhindert wird.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Motors als Betriebsparameter herangezogen wird.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Höchstwert für die Drehzahl 2700/min angesetzt wird.
  4. 4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Maßnahme zur Abregelung der Verbrennung eine Abgasbremse (8) im Auspuffsystem (3) des Motors aktiviert wird.
  5. 5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Maßnahme zur Abregelung der Verbrennung Dekompressionsventile in den Zylindern des Motors geöffnet werden.
  6. 6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Maßnahme zur Abregelung der Verbrennung das Einlasssystem (2) des Motors blockiert wird.
  7. 7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Maßnahme zur Abregelung der Verbrennung die Verbindung der Kurbelgehäuseentlüftung (5) zum Einlasssystem (2) des Motors abgesperrt wird.
  8. 8. Dieselmotor mit geschlossener Kurbelgehäuseentlüftung für Kraftfahrzeug und ausgestattet mit einem Organ (7) zur Erfassung zumindest eines für den Betriebszustand des Motors repräsentativen Betriebsparameters, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor auch mit einem Steuergerät (6) mit Fähigkeit zum Vergleichen eines Istwerts des Betriebsparameters mit einem vom Fahrer angeforderten Sollwert für den gleichen Betriebsparameter ausgerüstet ist und dieses Steuergerät so ausgeführt ist, daß, wenn der Istwert des Betriebsparameters den Sollwert um ein vorgegebenes Niveau übersteigt, es automatisch ein Organ (8) am Motor aktiviert, welches die Verbrennung für eine so lange Zeit abregelt, daß der Istwert des Betriebsparameters auf ein vorgegebenes Sicherheitsniveau absinkt, um auf diese Weise einen unkontrollierten Drehzahlanstieg bei unbeabsichtigt großer Kraftstoffzufuhr zum Motors zu verhindern.
  9. 9. Dieselmotor gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6) die Drehzahl des Motors als Betriebsparameter benutzt.
  10. 10. Dieselmotor gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6) zur Abregelung der Verbrennung eine Abgasbremse (8) im Auspuffsystem (3) des Motors aktiviert.
  11. 11. Dieselmotor gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6) zur Abregelung der Verbrennung Dekompressionsventile in den Zylindern des Motors betätigt.
  12. 12. Dieselmotor gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6) zur Abregelung der Verbrennung ein Ventil zum Absperren der Verbindung der Kurbelgehäuseentlüftung (5) zum Einlasssystem (2) des Motors betätigt.
  13. 13. Dieselmotor gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (6) zur Abregelung der Verbrennung das Einlasssystem (2) des Motors blockiert.






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