Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Leckage einer Sauganlage einer Brennkraftmaschine, sowie ein Diagnosemittel zur Durchführung eines sol- chen Verfahrens und einen Fahrzeugantrieb mit einer Brennkraftmaschine, einer Sauganlage, einer Abgasanlage und einem solchen Diagnosemittel.

Im regulären Betrieb bekannter Fahrzeugantriebe mit einer Brennkraftmaschine, einer Sauganlage und einer Abgasanlage treten sporadisch Fälle von Undichtheiten der Frischluftführung und/oder der Sauganlage auf, deren Position innerhalb der Frischluftführung und/oder der Sauganlage nicht genau eingegrenzt werden kann.

Bekannte Lösungen stellen eine Vielzahl allgemeiner Diagnosen im Luftsystem zur Verfügung. Diese ermöglichen allerdings lediglich die Diagnose des Vorliegens ei ner Leckage an irgendeiner Position in der Luftführung. In der US 2010/236218 A wird dies beispielsweise unter Berücksichtigung von Lambdawerten ermöglicht.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Leckagediagnose in Sauganlage einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Diagnosemittel mit den Merkmalen von Anspruch 9 sowie einen Fahrzeugan trieb mit den Merkmalen von Anspruch 10. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Diagnose einer Leckage einer Luftfüh rung, insbesondere einer Sauganlage, einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, offenbart. Das Verfahren weist zumindest einen der folgenden Verfahrensschritte auf:

(i) Ermitteln der, insbesondere aller regulär vorgesehener, Massenströme der Luft- führung, insbesondere eines Luftsammlers der Sauganlage. D.h. insbesondere er folgt ein Ermitteln aller Massenströme, die bei einem regulären Betrieb der Brennkraftmaschine in die und aus der Luftführung, insbesondere in die und aus der Sauganlage, strömen. Unter einem regulären Massenstrom ist vorliegend also insbesondere - in Abgrenzung von einem irregulären bzw. nicht vorgesehenen Leckagemassenstrom - jeglicher Massenstrom in der Luftführung zu verstehen, der in einem Regelbetrieb des Fahrzeugantriebs zum Antrieb des Fahrzeugs vorgesehen sein kann.

(ii) Aufstellen einer Massenstrombilanz anhand der ermittelten Massenströme. Das Aufstellen der Massenstrombilanz ist unter anderem zu den Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben.

(iii) Bestimmen eines Leckagemassenstroms anhand der aufgestellten Massen strombilanz. Das Bestimmen des Leckagemassenstroms ist unter anderem zu den Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben.

Eine Bestimmung des Leckagemassenstroms anhand der aufgestellten Massen- Strombilanz ermöglicht ein zielgenaues Ergreifen von Maßnahmen zur Kompensa tion des Leckagemassenstroms, auch im regulären Betrieb der Brennkraftmaschi ne. Unter einer Kompensation des Leckagemassenstroms können Maßnahmen zu einem Ausgleich unerwünschter Effekte des Leckagemassenstroms und/oder Maß nahmen zu einer Eliminierung des Leckagemassenstroms zu verstehen sein.

Unter einer Leckage kann vorliegend insbesondere ein Loch (i.e. ein Leck) in einer Komponente der Luftführung, insbesondere der Sauganlage, verstanden werden. Die Luftführung weist insbesondere eine Ladeluftführung, einen Ladeluftkühler und/oder eine Sauganlage mit Schnittstellen zu den Einlassventilen auf. Insbesondere ist in der Frischluftführung ein Verdichter eines Abgasturboladers und/oder eine Drosselklappe zum gewünschten Dosieren der Frischluft beim Einlass in den Luftsammler angeordnet. Unter einem Bestimmen eines Leckagemassenstroms ist vorliegend insbesondere zu verstehen: ein Erkennen (insbesondere eines Vorliegens) eines Leckagemassenstroms. Insbesondere ist darunter zusätzlich eine nähere Beschreibung des Leckagemassenstroms nach Position, Größe und/oder Flussrichtung zu verstehen, insbesondere im Sinne einer Unterscheidung von anderen möglichen Positionen, Größen und/oder Flussrichtungen eines Leckagemassenstroms.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Diagnosemittel offenbart, das insbesondere als Systemkomponenten einer Motorsteuerung des Fahrzeugantriebs ausgebildet ist. Das Diagnosemittel dient zum Identifizieren einer Leckage einer Luftführung, insbesondere einer Sauganlage, einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Diagnosemittel ist dazu eingerichtet, ein Verfahren gemäß einer Ausführung der Erfindung durchzuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeugantrieb offenbart, aufweisend eine Sauganlage, eine Brennkraftmaschine und eine Abgasanlage. Der Fahrzeug- antrieb weist ein Diagnosemittel nach einer Ausführung der Erfindung auf. Gemäß einer Ausführung weist der Fahrzeugantrieb eine Abgasrückführ-Leitung (AGR-Leitung) auf, welche dazu eingerichtet ist, die Abgasanlage mit der Sauganlage abgasführend zu verbinden.

Für Fahrzeugantriebe, bei denen eine Abgasrückführung (AGR) vorgesehen ist, ist die Erfindung und die damit verbundene Möglichkeit einer Leckagediagnose im Re gelbetrieb der Brennkraftmaschine besonders hilfreich. Denn das mitgeführte Abgas kann deutlich höhere Temperaturen erreichen als die komprimierte, aber gekühlt zugeführte, Frischluft, auch wenn die rückgeführten Abgase einen AGR- Kühler durchlaufen haben. Häufig ist die Sauganlage - in welche die AGR-Leitung mündet - mit einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet, weshalb bei sehr ungünstigen Betriebsbedingungen, beispielsweise mit hohen Umgebungstemperaturen und Be triebspunkten der Brennkraftmaschine mit hohen AGR-Massenströmen, Leckagen, beispielsweise durch den Temperatureintrag der rückgeführten Abgase in einen Kunststoff-Luftsammler Leckagen auftreten können, insbesondere wenn bereits eine gewisse Versottung der am stärksten belasteten Wandpartien vorliegt.

Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, dass die bekannten Leckagediagnoseverfahren kein konkreteres Fehlerbild einer Leckage in der Sauganlage ermöglichen, insbesondere nicht mit einer Trennschärfe zu anderen Leckageorten. Zudem ermöglichen die bekannten Leckagediagnoseverfahren keine zuverlässige Eingrenzung des Fehlers während des Regelfahrbetriebs.

Der Erfindung liegt zudem unter anderem die Überlegung zugrunde, dass eine der art differenzierte Diagnose als Basis von gezielten Ersatzreaktionen auf die Le ckage - auch bereits im Fährbetrieb - dienen kann. Die Erfindung basiert nun unter anderem auf der Idee einer, gemäß einer Ausfüh rung kontinuierlichen, Bestimmung eines Leckagemassenstroms mit Hilfe der regu lären Massenströme an der Sauganlage. Im Fall einer Undichtheit kann bei einer entsprechenden Massenstrombilanzierung ein wesentlicher Leckagemassenstrom bestimmt werden.

Die Erfindung kann insbesondere - aber nicht ausschließlich - bei einem aufgela denen Verbrennungsmotor eingesetzt, welcher an einem Eintritt der Frischluftfüh- rung in die Sauganlage eine Drosselklappe oder ein anderes geeignetes Drosselor gan besitzt, und mit einer Abgasrückführung (AGR) ausgestattet sein kann.

In die Sauganlage gibt es zu- und abfließende (Fluid-)Massenströme, deren Summe im Idealfall (= das heißt ohne Bilanzierungsfehler und/oder realem Lecka gemassenstrom) ausgeglichen ist: Zufließend sind der Massenstrom über die Drosselklappe und ggfs der Massen strom über den AGR-Pfad. Abfließend ist der Massenstrom in die Brennräume der Zylinder der Brennkraftmaschine.

Im Fall des Auftretens einer Leckage kommt der Leckagemassenstrom hinzu, der je nach einem Verhältnis der Gasdrücke zwischen dem Inneren der Sauganlage und einem Umgebungsdruck ein zufließender oder ein abfließender Massenstrom ist.

Die Erfindung basiert entsprechend unter anderem auf der Idee einer Berücksichti gung des Drucks in der Sauganlage im Verhältnis zum Umgebungsluftdruck.

Dabei werden gemäß einer Ausführung Betriebsbereiche unterschieden, bei denen der Ladedruck höher als der Umgebungsdruck ist, und solche, bei denen der Lade druck niedriger als der Umgebungsdruck ist.

Im Fall von Überdruck in der Sauganlage ist der Leckagemassenstrom definitions gemäß ein abfließender Massenstrom aus der Sauganlage. Im Fall von Unterdrück in der Sauganlage ist der Leckagemassenstrom ein zufließender Massenstrom. Ausschließlich eine Leckage, die in der Sauganlage ihren Ursprung (sprich das Loch, das die Leckage bedingt) hat, lässt sich durch diese Betrachtung (insbeson dere eine gekoppelte Betrachtung der Leckageverhältnisse bei Überdruck und Un terdrück) beschreiben. Leckagen an anderen Stellen korrelieren nicht mit gemäß einer Ausführung anzu stellenden Annahmen, wie der Massenstrom mit dem Ladedruck gekoppelt ist. Diese Annahmen sind u.a. zu den Ausführungsbeispielen beschrieben.

Im Vergleich zu den vorherrschenden typischen Fehlern der Luftsystemsensoren und den daraus resultierenden Modellunschärfen der bekannten Leckagediagnose- verfahren, ergibt sich mit der Erfindung die nötige Trennschärfe, um zwischen typi schen Systemtoleranzen und Sensorfehlern und einem Fehlerbild einer Leckage in der Sauganlage zu unterscheiden.

Der bilanzierte Leckagemassenstrom ist abhängig vom jeweiligen Gaszustand (Druck, Temperatur) in der Sauganlage. Die Betriebspunktabhängigkeit kann durch das Rückrechnen auf eine charakteristische Größe eliminiert werden. Hierfür kann gemäß einer Ausführung die Leckage mit Hilfe einer Durchflussgleichung (Drossel gleichung) auf einen Drosselquerschnitt oder -durchmesser rückgerechnet werden.

Eine zuverlässige Diagnose einer Leckage in der Sauganlage ergibt sich gemäß ei ner Ausführung, wenn das Ergebnis des Leckagequerschnitts für den Über- und Unterdruckbereich in einer ähnlichen Größenordnung ist, sodass beide Ergebnisse auf die gleiche Weise mit den getätigten Annahmen korrelieren. Liegt im Über- und im Unterdruckbereich ein gültiges Berechnungsergebnis vor, werden gezielt bereits sehr kleine Leckagen im Bereich der Sauganlage und des AGR-Systems detektiert.

Entsprechend können gemäß einer Ausführung dedizierte Ersatzreaktionen (Kom- pensation und/oder Eliminierung des Leckagemassenstroms, während eines Re gelbetriebs oder eines Werkstattaufenthalts) eingeleitet werden, sodass ein zuver lässiger und umweltfreundlicher Betrieb des Fahrzeugs gewährleistet bleibt. Nimmt trotz einer ergriffenen Ersatzreaktion die Leckage weiter zu, so wird dies ge mäß einer Ausführung durch die Diagnose erkannt und eine schärfere Ersatzreak tion eingeleitet. Bei ursprünglichen Ersatzreaktionen im Regelfahrbetrieb kann hier dann beispielsweise eine Weiterfahrt vor einer Überprüfung in einer Werkstatt ver- sagt werden.

Gemäß einer Ausführung wird die Erfindung als Diagnosemittel (i.e. Diagnosefunk tion) im Motorsteuergerät umgesetzt.

Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren zusätzlich folgenden Verfahrensschritt auf: Bestimmen einer Position und/oder einer Größe, insbesondere eines Durchmessers, eines Lecks in Abhängigkeit von dem bestimmten Leckagemassenstrom. Dadurch kann genauer eingegrenzt werden, welche Maßnahme zur Kompensation des Leckagemassenstroms beim Betrieb der Brennkraftmaschine in welchem Umfang erforderlich ist.

Gemäß einer Ausführung wird der Leckagemassenstrom während eines regulären Betriebs der Brennkraftmaschine bestimmt. Dies ermöglicht, Maßnahmen zur Kompensation eines Leckagemassenstroms unmittelbar nach dessen ursprünglichen Auftreten zu ergreifen.

Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren zusätzlich folgende Verfahrensschritte auf: - Bestimmen eines Überdruck-Leckagemassenstroms, sowie eines Überdruck-Grö ßenkennwerts in Abhängigkeit von dem bestimmten Überdruck-Leckagemassen strom, insbesondere zu einem ersten Betriebszustand (beispielsweise einem nor malen Fährbetrieb des Fahrzeugs), und/oder

- Bestimmen eines Unterdruck-Leckagemassenstroms, sowie eines Unterdruck- Größen kennwerts in Abhängigkeit von dem bestimmten Unterdruck-Leckagemas senstrom, insbesondere zu einem zweiten Betriebszustand (beispielsweise einem Regenerationsbetrieb eines Speicherkatalysators oder eines Partikelfilters), - Ermitteln einer Position des Lecks in Abhängigkeit von einem Verhältnis des be stimmten Überdruck-Größenkennwerts und des bestimmten Unterdruck-Größen kennwerts zueinander.

Das Verhältnis des bestimmten Überdruck-Größenkennwerts und des bestimmten Unterdruck-Größenkennwerts zueinander kann als Indikator für eine Position des Lecks verwendet werden. Als Größenkennwert des Lecks kann insbesondere ein Durchmesser oder eine Fläche der Leckage herangezogen werden.

Beispielsweise ist davon auszugehen, dass das Leck in demjenigen Bereich der Sauganlage vorliegt, für welches die Massenstrombilanzierung aufgestellt wurde, wenn die beiden Größenkennwerte vorzeichenbereinigt ungefähr gleich groß sind, d. h. in einem Verhältnis von ca. 1 zueinander stehen. Hingegen ist beispielsweise davon auszugehen, dass das Leck in einem anderen Bereich der Sauganlage vorliegt, wenn dieses Verhältnis deutlich von 1 abweicht.

Das Verhältnis des Überdruck-Größenkennwerts und des Unterdruck-Größenkenn- werts zueinander kann aber ebenso mittels einer Schwellenwertbetrachtung ermit telt werden, die sich an einem vorbestimmten Schwellenwert für relevante Lecka gen orientiert, der beispielsweise festlegt, ab welchem Leckagedurchmesser oder welcher Leckagefläche die Berechnungsergebnisse mittels der Motorsteuerung überhaupt erst als Leck interpretiert werden, und nicht als Messfehler, Erfassungs- Streuung, oder Ähnliches.

Insbesondere kann als Position des Lecks die Sauganlage (i.e. insbesondere nach der Drosselklappe) ermittelt werden, wenn der bestimmten Überdruck-Größen kennwert und der bestimmte Unterdruck-Größenkennwert größer als der Schwel lenwert sind. Insbesondere kann als Position des Lecks die Ladeluftführung ermittelt werden, wenn nur einer von dem bestimmten Überdruck-Größenkennwert und dem be stimmten Unterdruck-Größenkennwert größer als der Schwellenwert ist. Gemäß einer Ausführung wird in Abhängigkeit von dem oder den bestimmten Leckagemassenströmen eine Größe, insbesondere ein Durchmesser, des Lecks ermittelt. Auch dadurch kann eine bessere Eingrenzung geeigneter Maßnahmen zur Kompensation des Leckagemassenstroms erfolgen. Gemäß einer Ausführung wird eine Ersatzreaktion auf den Leckagemassenstrom, insbesondere zur Kompensation oder Eliminierung des Leckagestroms, in Abhängigkeit von der bestimmten Position, Größe und/oder Flussrichtung des Leckagemassenstroms bestimmt. Dadurch kann die Brennkraftmaschine gegebenenfalls auch mit dem vorliegenden Leck weiterhin betrieben werden, insbesondere auch mit akzeptablen Emissionen.

Gemäß einer Ausführung wird der Leckagemassenstrom in Abhängigkeit von einem Umgebungsdruck der Sauganlage bestimmt. Dies ermöglicht eine Aussage über die Größe und/oder der Flussrichtung des Leckagemassenstroms.

Gemäß einer Ausführung werden die Massenströme, insbesondere die regulären Massenströme in der Sauganlage und der Leckagemassenstrom, in Abhängigkeit von wenigstens einem Druck, insbesondere der Luft bzw. des Gemischs bzw. des Abgases in der Sauganlage, und/oder von einem Umgebungsdruck ermittelt. Zu sätzlich oder alternativ werden die Massenströme in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperatur, insbesondere der Luft bzw. des Gemischs bzw. des Abgases in der Sauganlage ermittelt. Zusätzlich oder alternativ werden die Massenströme in Abhängigkeit von einem Schnittstellenquerschnitt, insbesondere einem Ein- oder Austrittsquerschnitt in die oder aus der Sauganlage, insbesondere in den oder aus dem Luftsammler, ermittelt.

Dadurch kann über die etablierten Zusammenhänge der Düsenströmung von Fluiden, insbesondere der Drosselgleichung, die Massenstrombilanzierung vorgenommen werden. Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.

Fig. 1 zeigt einen Fahrzeugantrieb mit einem Diagnosemittel gemäß einer bei spielhaften Ausführung der Erfindung. Fig. 2 zeigt Massenströme an einer Sauganlage einer Luftführung des Fahr zeugantriebs aus Fig. 1, mit deren Berücksichtigung ein Verfahren ge mäß einer beispielhaften Ausführung der Erfindung durchführbar ist.

Fig. 1 zeigt einen Fahrzeugantrieb 1 , aufweisend eine Brennkraftmaschine 2. Die Brennkraftmaschine 2 ist im Ausführungsbeispiel als Vierzylinder-Dieselmotor aus gebildet. Die Brennkraftmaschine 2 ist zur Versorgung mit Sauerstoff an eine Luft führung 4 angeschlossen; sowie an eine Abgasanlage 6 zur Führung und ggf. Rei nigung der Abgase.

Die Luftführung 4 weist eine Ladeluftführung 8, einen Ladeluftkühler 10, eine Dros- selklappe 12 und eine Sauganlage 14 auf.

Die Abgasanlage 6 weist entlang einer Abgasführung 16 einen Abgaskrümmer 18 sowie eine Abgasnachbehandlungsanordnung 20 auf, die zumindest einen Oxidati onskatalysator aufweist, insbesondere aber weitere Nachbehandlungseinrichtun gen wie beispielsweise wenigstens einen Partikelfilter und/oder wenigstens einen SCR-Katalysator aufweist.

Zur Steigerung der Leistung der Brennkraftmaschine 2 ist in der Ladeluftführung 8 der Luftführung 4 und in der Abgasführung 16 der Abgasanlage 6 ein zweistufiger Abgasturbolader 22 angeordnet, wobei die Verdichter des Abgasturboladers 22 in der der Ladeluftführung 8 und die Turbine des Abgasturboladers 22 in der Abgas- führung 16 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel ist eine Motortopologie mit zwei in Reihe angeordneten Turboladern dargestellt. Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung und auch die hier beschriebene beispielhafte Ausführung auch in anderen Motortopologien, beispielsweise mit einem einzigen Turbolader, an wendbar ist.

Der Hochdruckverdichter und die Hochdruckturbine des Abgasturboladers 22 sind im Ausführungsbeispiel jeweils mittels eines schaltbaren Bypasses umgehbar aus gebildet.

Die Luftführung 4 und die Abgasanlage 6 sind mittels einer schaltbaren Hochdruck- AGR-Leitung 24 verbindbar, sodass heißes Abgas aus dem Abgaskrümmer 18 in den Luftsammler 14 geführt und dort mit der Frischluft vermischt werden kann. Im Ausführungsbeispiel können die Abgase in der AGR-Leitung 24 schaltbar durch ei nen AGR-Kühler und/oder daran vorbei geführt werden.

An einem Frischlufteingang 7 der Ladeluftführung 8 ist ein Heißfilmluftmassenmes ser HFM zur Messung eines Luftmassenstroms mHFM sowie ein Temperatur sensor zur Messung einer Frischlufttemperatur T10 angeordnet. Zwischen den beiden Verdichtern ist ein Drucksensor zur Messung eines Verdich terdrucks p12 in der Ladeluftführung 8 angeordnet.

Zwischen dem Ladeluftkühler 10 und der Drosselklappe 12 ist ein Temperatur sensor zur Messung einer Vordrosseltemperatur T21 in der Frischluftführung ange ordnet. In dem Luftsammler 14 ist ein Drucksensor zur Messung eines Ladedrucks p22 an geordnet.

In der AGR-Leitung 24 ist ein Temperatursensor zur Messung einer AGR-Gemisch- temperatur T-nAGR beim Eintritt in den Luftsammler 14 angeordnet.

In dem Abgaskrümmer 18 ist ein Drucksensor zur Messung eines Vorturbinen- drucks p31 angeordnet. Zwischen der Niederdruckturbine des Abgasturboladers 22 und der Abgasnachbe handlungsanordnung 20 ist eine Lambdasonde zur Messung einer Gemischzusam mensetzung der Abgase vor dem Eintritt in die Abgasnachbehandlungsanordnung 20 angeordnet.

5 Der Fahrzeugantrieb 1 weist zudem eine Motorsteuerung 30 auf, die dazu einge richtet ist, den Fahrzeugantrieb 1 und alle Komponenten davon entsprechend der Betriebserfordernisse des Kraftfahrzeugs anzusteuern. Die Motorsteuerung 30 ist auch dazu eingerichtet, für eine optimale Ansteuerung des Fahrzeugantriebs und seiner Komponenten Messwerte aller oben erwähnten Sensoren zu berücksichti ge) gen, sowie auf an sich übliche Betriebsmodelle, Lookup-Tabellen, etc. zuzugreifen, gegebenenfalls unter Verwendung der erfassten und/oder verarbeiteten Sensor werte.

Die Motorsteuerung 30 weist ein Diagnosemittel 32 auf, das dazu eingerichtet ist, ein beispielhaftes Verfahren zur Diagnose einer Leckage 40 der Luftführung 4 des 15 Fahrzeugantriebs 1 durchzuführen, und damit einen Leckagemassenstrom zu be stimmen.

Die Durchführung des beispielhaften Verfahrens mit einigen Varianten ist nachfol gend detailliert anhand von Erläuterungen zu der Darstellung der Figur 2 beschrie ben.

20 Fig. 2 zeigt schematisch die regulären Massenströme am Luftsammler 14: einen Drosselmassenstrom m _ThrVLv und einen AGR-Massenstrom m _AGR in den Luft sammler hinein, sowie einen Füllungsmassenstrom m _Füllung aus dem Luftsammler heraus in die Zylinder.

Zudem ist ein etwaiger, zu diagnostizierender bzw. zu bestimmender Leckagemas- 25 senstrom m _Leck eingezeichnet. Der Leckagemassenstrom m _Leck ist ohne Vorweg nahme der Strömungsrichtung eingezeichnet; beide Strömungsrichtungen eines Leckagemassenstroms m _Leck sind möglich, je nachdem, ob ein Umgebungsdruck po höher oder niedriger ist als der Ladedruck P ₂₂ - daher die Darstellung mit dem Doppelpfeil.

Unter Verwendung des zusätzlich in Figur 2 eingezeichneten Temperaturwerts T22 im Luftsammler 14 sowie unter Rückgriff auf in der Motorsteuerung 30 hinterlegte Betriebsmodelle und LookUp-Tabellen (gegebenenfalls in Verbindung mit weiteren Messwerten der oben beschriebenen Sensoren) ist das Diagnosemittel 32 dazu eingerichtet, ein Verfahren zur Diagnose einer Leckage 40 der Luftführung 4 und hier insbesondere des Luftsammlers 14 durchzuführen.

Dazu erfolgt zunächst ein Ermitteln der regulären Massenströme (Drosselmassen- ström m _ThrVlv , AGR-Massenstrom m _AGR und Füllungsmassenstrom m _Füllung ) der Sauganlage 4 bezüglich des Luftsammlers 14.

Anschließend erfolgt mittels des Diagnosemittels 30 ein Aufstellen einer Massen strombilanz anhand der ermittelten Massenströme. Die Massenstrombilanz einer optimal dichten Sauganlage ergibt sich dabei zu:

Für eine nicht optimal dichte Sauganlage ergibt sich ein zunächst unbestimmter Le ckagemassenstrom m _Leck , für dessen Bestimmung anhand der aufgestellten Mas senstrombilanz gilt: ril-Leck ril-AGR T ^ ThrVlv ^ Füllung (1) mit p ₂₂ > 0 => m Leck > 0 sowie p ₂₂ < 0 => m _Leck < 0 Auf diese Weise erfolgt während eines regulären Betriebs der Brennkraftmaschine ein Bestimmen des Leckagemassenstroms m _Leck anhand der aufgestellten Mas senstrombilanz.

Über die allgemeine Drosselgleichung von Fluidströmungen kann eine Größe, hier ein Durchmesser di_eck eines Lecks 40 in Abhängigkeit von dem bestimmten Leckagemassenstrom m _Leck bestimmt werden.

Die Berechnung von di_eck geht davon aus, dass di_eck bei einer leckfreien Saugan lage gleich Null oder unter Berücksichtigung kleinerer Berechnungsfehler zumin- dest fast genau Null beträgt.

Im beispielhaften Verfahren erfolgt sowohl ein Bestimmen eines Überdruck-Lecka gemassenstroms (also in einem Betriebsbereich, bei welchem der Ladedruck P22 größer ist als der Umgebungsdruck po, beispielsweise in einem normalen Fährbe trieb), als auch ein Bestimmen eines Unterdruck-Leckagemassenstroms (also in ei- nem Betriebsbereich, bei welchem der Ladedruck P22 kleiner ist als der Umge bungsdruck po, beispielsweise in einem Regenerationsbetrieb eines Speicherkats oder eines Partikelfilters). In Abhängigkeit von dem bestimmten Überdruck-Lecka gemassenstrom wird ein Überdruck-Größenkennwert (hier ein Überdruck-Leckage querschnitt) bestimmt. In Abhängigkeit von dem bestimmten Unterdruck-Leckage- massenstrom wird ein Unterdruck-Größenkennwert (hier ein Unterdruck-Leckage querschnitt) bestimmt.

Dann erfolgt ein Ermitteln einer Position des Lecks 40 in Abhängigkeit von einem Verhältnis des Überdruck-Leckagequerschnitts und des Unterdruck-Leckagequer schnitts zueinander. Wenn die beiden Leckagequerschnitte (als Größenkennwert für die Leckage) vor zeichenbereinigt ungefähr gleich groß sind, d. h. in einem Verhältnis von ca. 1 zuei nander stehen, ist davon auszugehen, dass das Leck 40 in demjenigen Bereich der Luftführung 4 vorliegt, für welches die Massenstrombilanzierung aufgestellt wurde, hier im Luftsammler 14. Hingegen ist davon auszugehen, dass das Leck 40 in ei nem anderen Bereich der Luftführung 4 vorliegt, wenn dieses Verhältnis deutlich von 1 abweicht.

Das Verhältnis kann auch auf indirektem Weg ermittelt werden, beispielsweise in dem sowohl für den bestimmten Überdruck-Leckagequerschnitt als auch für den bestimmten Unterdruck-Leckagequerschnitt jeweils ein Vergleich mit einem vorbe stimmten Schwellenwert für einen relevanten Leckagequerschnitt durchgeführt wird.

Dabei ist gegebenenfalls zu berücksichtigen, dass es durch kleinere Fehler in den Berechnungen der regulären Massenströme mittels der Motorsteuerung 30 zu Feh- lern in der Schätzung des Leckagedurchmessers di_eck kommen kann. Der ange setzte Wert für Ai_eck kann dann beispielsweise folgendermaßen berücksichtigt wer den:

Unter Berücksichtigung eines Massenstromfehlers und unter der Annahme, dass sich der Flächenfehler für p ₂₂ > 0 und p ₂₂ < 0 gleich verhält, ergibt sich und somit eine gemittelte Fläche sowie für die Leckagedurchmesser ein gemittelter Leckagedurchmesser

Zur Berechnung einer Leckagefläche Ai_eck wird Gleichung 2 für den Leckagemas senstrom rh _Leck in Gleichung 1 eingesetzt zu: K Isentropenexponent

Für einen Überdruck-Betriebspunkt mit p22 > pO (Ladedruck ist größer als Umge bungsdruck) ist in Gleichung 3 p _vor dem Ladedruck P22 gleichzusetzen; p _naCh dem Umgebungsdruck po. Beide Werte liegen der Motorsteuerung 30 und damit dem Di- agnosemittel 32 als Sensormesswerte vor. Zudem ist T _vor der Temperatur T22 in der Sauganlage 14 gleichzusetzen. T22 kann die Motorsteuerung 30 einem Betriebsmo dell und/oder einer LookUp-Tabelle entnehmen. Der AGR-Massenstrom kann ei nem Betriebsmodell unter Berücksichtigung der Messwerte der vorhandenen Drucksensoren entnommen werden. Der Drosselklappen-Massenstrom kann mit einer dynamischen Anpassung den Werten des Luftmassensensor HFM entnom- men werden. Der Massenstrom in die Brennräume kann einem Betriebsmodell un ter Berücksichtigung gemessener Druckwerte sowie einer gemessenen Motordreh zahl N entnommen werden. Die nötigen Rechnungen werden jeweils durch die Mo torsteuerung 30 und/oder das Diagnosemittel 32 vorgenommen. Für einen Unterdruck-Betriebspunkt mit P ₂₂ < Po (Ladedruck ist kleiner als Umge bungsdruck) ist in Gleichung 3 p _naCh dem Ladedruck P ₂₂ gleichzusetzen; p _vor dem Umgebungsdruck po. Beide Werte liegen der Motorsteuerung 30 und damit dem Di agnosemittel 32 als Sensormesswerte vor. Zudem kann näherungsweise für T _vor ein Temperaturwert von der Umgebung herangezogen werden, oder beispielsweise eine - insbesondere mittels eines vorbefüllten Kennfelds - gewichtete Kombination von Umgebungstemperatur und Motortemperatur, die zum Ziel hat, Betriebspunkt abhängig eine reale Temperatur ausreichend genau abzubilden. T ₂₂ kann die Mo torsteuerung 30 einem Betriebsmodell und/oder einer LookUp-Tabelle entnehmen. Der AGR-Massenstrom kann einem Betriebsmodell unter Berücksichtigung der Messwerte der vorhandenen Drucksensoren entnommen werden. Der Drosselklap pen-Massenstrom kann mit einer dynamischen Anpassung den Werten des Luft massensensor HFM entnommen werden. Der Massenstrom in die Brennräume kann einem Betriebsmodell unter Berücksichtigung gemessener Druckwerte sowie einer gemessenen Motordrehzahl N entnommen werden. Die nötigen Rechnungen werden jeweils durch die Motorsteuerung 30 und/oder das Diagnosemittel 32 vor genommen.

Sowohl für Überdruck-Betriebspunkte als auch für Unterdruck-Betriebspunkte gilt: Ergibt sich für Ai_eck ein nur leicht von Null abweichender Wert, ist trotzdem von ei ner zumindest im Wesentlichen dichten Luftführung 4 auszugehen. In diesen Fällen ist der Wert normalerweise lediglich aufgrund von Modell- und/oder Sensortoleran zen ungleich Null. Ermittelte Werte für Ai_eck von - je nach Anwendung - bis zu ca. 10 bis 15 mm ² ziehen daher eine Diagnose „dichtes System“ nach sich. Allgemein ziehen ermittelte Werte für Ai_eck, welche im Verhältnis wesentlich kleiner sind als die zu erwartenden Leckagen im Fehlerfall, daher eine Diagnose „dichtes System“ nach sich. Die Grenze für eine angenommene Trennschärfe der Diagnose ist ins besondere von den vorhandenen Systemtoleranzen abhängig.

Ergeben sich höhere Werte für Ai_eck, ist im Sinne des bereits erwähnten, vorbe stimmten Schwellenwerts (ggf. analog für einen Leckagedurchmesser angesetzt) von einer Leckage 40 auszugehen.

Entsprechen sich die ermittelten Werte für Ai_eck bei einem Überdruck-Betriebspunkt und bei einem Unterdruck-Betriebspunkt einigermaßen - d. h., sind diese in einem Größenverhältnis von insbesondere zwischen 0,75 und 1 ,25, beispielsweise zwi schen 0,9 und 1 ,1 zueinander - erlaubt die durchgeführte Diagnose auch folgende Aussagen:

Das diagnostizierte Leck 40 befindet sich an demjenigen Bestandteil der Luftfüh rung 4, für welchen die Massenstrombilanz aufgestellt wurde, hier am Luftsammler 14.

Es ist davon auszugehen, dass das dort angeordnete Leck 40 eine Größe aufweist, die zumindest im Wesentlichen dem Mittelwert der beiden ermittelten Werte für Ai_eck entspricht.

Entsprechend der Position und der Größe des derart diagnostizierten Lecks 40 können geeignete Maßnahmen (i.e. Ersatzreaktionen) zur Kompensation und/oder Eliminierung des Lecks 40 ergriffen werden - bereits im Regelfahrbetrieb und/oder bei einem gegebenenfalls nötigen Werkstattaufenthalt. BEZUGSZEICHENLISTE

1 Fahrzeugantrieb

2 Brennkraftmaschine

4 Luftführung 6 Abgasanlage

8 Ladeluftführung 10 Ladeluftkühler 12 Drosselklappe 14 Sauganlage 16 Abgasführung 20 Abgasnachbehandlungsanordnung 22 Abgasturbolader 24 Hochdruck-AGR-Leitung 30 Motorsteuerung 32 Diagnosemittel

40 Leck bzw. Leckage A|_eck Leckagefläche d|_eck Durchmesser der Leckage

HFM Heißfilm-Luftmassenmesser m _AGR AGR-Massenstrom

Füllungsmassenstrom Ί ί Leck Leckagemassenstrom ™-ThrVLv Drosselmassenstrom und einen

Po Umgebungsdruck P12 Verdichterdruck

P22 Ladedruck

P31 Vorturbinendruck

T10 Frischlufttemperatur T21 Vordrosseltemperatur T22 Luftsammlertemperatur

T-nAGR AGR-Gemischtemperatur l Kraftstoff-Luft-Verhältnis