DE112009000256T5

DE112009000256T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Moduswechsels in einem Verbrennungsmotor mit Funkenzündung und Direkteinspritzung

Info

Publication number: DE112009000256T5
Application number: DE112009000256T
Authority: DE
Inventors: David J. Cleary; Jyh-Shin Troy Chen; Qi Farmington Hills Ma
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2011-02-03
Also published as: US7565892B1; WO2009099816A3; WO2009099816A2; CN101932816A; US20090198431A1; CN101932816B

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit Funkenzündung und Kraftstoffdirekteinspritzung, das umfasst, dass:
dem Motor befohlen wird, von einem Betrieb in einem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in einen Betrieb in einem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung zu wechseln;
eine äußere AGR-Strömung im Wesentlichen vollständig unterbrochen wird;
eine in einem Zylinder eingeschlossene Luftmasse und eine AGR-Masse in dem Zylinder geschätzt werden;
Trajektorien für ein Luft/Kraftstoffverhältnis und für die AGR-Masse in dem Zylinder ermittelt werden und eine Drosselposition und eine Motorkraftstoffzufuhr gesteuert werden, um die Trajektorien zu erreichen;
das Luft/Kraftstoffverhältnis überwacht wird;
eine Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung für jeden Verbrennungszyklus ausgelöst wird, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein erster vorbestimmter Schwellenwert ist; und
eine Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung für jeden Verbrennungszyklus ausgelöst wird und ein Management einer Zündfunkenverstellung nach spät ausgeführt wird, um das Motorausgangsdrehmoment zu steuern, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft die Steuerung von Verbrennungsmotoren mit Funkenzündung und Direkteinspritzung.
HINTERGRUND
Die Angaben in diesem Abschnitt liefern nur Hintergrundinformation bezogen auf die vorliegende Offenbarung und stellen möglicherweise keinen Stand der Technik dar.
Verbrennungsmotoren, insbesondere Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren, fallen allgemein in eine von zwei Kategorien, Motoren mit Funkenzündung und Motoren mit Kompressionszündung. Bekannte Motoren mit Funkenzündung funktionieren durch ein Einleiten eines Kraftstoff/Luftgemischs in eine Verbrennungskammer, das während eines Kompressionstakts komprimiert und unter Verwendung einer Zündkerze gezündet wird. Bekannte Motoren mit Kompressionszündung funktionieren durch ein Einleiten oder Einspritzen von unter Druck stehendem Kraftstoff in einen Verbrennungszylinder in der Nähe eines oberen Totpunkts (TDC) des Kompressionstakts, welcher Kraftstoff bei der Einspritzung zündet. Andere bekannte Motoren mit Kompressionszündung umfassen Benzin-Kompressionszündungsmotoren, bei denen Kraftstoff während des Einlasstakts und während des Kompressionstakts sowie während des Auslasstakts eingespritzt wird, wenn dies mit einem variablen Ventiltiming begleitet wird. Die Verbrennung umfasst sowohl für Motoren mit Funkenzündung als auch für Motoren mit Kompressionszündung eine Vormischung oder eine Diffusionsflammenfront, die durch die Fluidmechanik gesteuert wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit Funkenzündung und Kraftstoffdirekteinspritzung umfasst, dass dem Motor befohlen wird, von einem Betrieb in einem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in einen Betrieb in einem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung zu wechseln. Eine äußere AGR-Strömung wird im Wesentlichen vollständig unterbrochen. Eine in einem Zylinder eingeschlossene Luftmasse und eine AGR-Masse in dem Zylinder werden geschätzt. Trajektoren für ein Luft/Kraftstoffverhältnis und für die AGR-Masse in dem Zylinder werden ermittelt, und eine Drosselposition und eine Motorkraftstoffzufuhr werden gesteuert, um die Trajektorien zu erreichen. Das Luft/Kraftstoffverhältnis wird überwacht. Eine Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung wird für jeden Verbrennungszyklus ausgelöst, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein erster vorbestimmter Schwellenwert ist. Und eine Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung wird für jeden Verbrennungszyklus ausgelöst, und ein Management einer Zündfunkenverstellung nach spät wird ausgeführt, um das Motorausgangsdrehmoment zu steuern, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als zweiter vorbestimmter Schwellenwert ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, von denen:
1 ein schematisches Diagramm eines Motor- und Abgasnachbehandlungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 und 3 Flussdiagramme für Steuerschemata gemäß der vorliegenden Offenbarung sind;
4–8 Datengraphiken gemäß der vorliegenden Offenbarung sind; und
9 ein graphischer Zeitplan gemäß der vorliegenden Offenbarung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nun auf die Zeichnungen Bezug nehmend, in denen das Gezeigte nur zu dem Zweck dient, bestimmte beispielhafte Ausführungsformen darzustellen, und selbige nicht einschränken soll, stellt 1 einen Verbrennungsmotor 10 und ein begleitendes Steuermodul 5 schematisch dar, die gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung konstruiert wurden. Der Motor 10 umfasst einen Mehrzylinder-Viertaktverbrennungsmotor mit Funkenzündung und Direkteinspritzung, der Hubkolben 14 aufweist, die in Zylindern 15 verschiebbar sind, die Verbrennungskammern 16 mit variablem Volumen definieren. Jeder der Kolben 14 ist mit einer rotierenden Kurbelwelle 12 verbunden, durch welche die lineare Hubbewegung in eine Drehbewegung übersetzt wird. Ein einzelner der Zylinder 15 ist in 1 gezeigt. Der Motor 10 ist selektiv in einem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung und in einem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung betriebsfähig. Der Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung umfasst, dass bei einem Luft/Kraftstoffverhältnis, das überstöchiometrisch ist, beispielsweise einem Luft/Kraftstoffverhältnis, das von 25:1 bis 40:1 reicht, mit einer Motorkraftstoffzufuhr gearbeitet wird, die eine Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung umfasst, was einen einzelnen Kraftstoffpuls, der spät in einem Kompressionstakt auftritt, und ein hohes Niveau einer Verdünnung durch innen und außen zurückgeführtes Abgas umfasst. Die Masse des innen und außen zurückgeführten Abgases, das in jedem Zylinder 15 eingeschlossen ist, wird hierin als AGR-Masse in dem Zylinder bezeichnet. Alternativ kann der Motor in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung mit einer Motorkraftstoffzufuhr betrieben werden, die eine Strategie mit doppelter Kraftstoffeinspritzung umfasst, wobei ein erstes Einspritzungsereignis während des Kompressionstakts auftritt und ein zweites Einspritzungsereignis außerhalb des Kompressionstakts auftritt. Eine AGR-Masse für eine starke Verdünnung kann eine AGR-Masse in dem Zylinder sein, die größer als 40% einer Zylinderladung ist. Ein Motordrosselventil 34 kann während des Motorbetriebs in den Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung weiter geöffnet werden, und es kann während des Motorbetriebs in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung weiter geschlossen werden. Der Verbrennungsmodus mit homogener Ladung umfasst, dass bei einem Luft/Kraftstoffverhältnis gearbeitet wird, das bei oder in der Nähe der Stöchiometrie liegt, vorzugsweise mit einer Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung, die einen einzelnen Kraftstoffpuls, der während eines Einlasstakts auftritt, und eine AGR-Masse in dem Zylinder für eine geringe Verdünnung umfasst, z. B. weniger als 5% der Zylinderladung. Das Motordrosselventil 34 kann gesteuert werden, um ein Motorausgangsdrehmoment zu erzeugen, das auf einer Motorlast einschließlich einer Drehmomentanforderung eines Betreibers basiert. Der Motor 10 kann in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung unter leichten bis mittleren Motorlasten arbeiten. Der Motor 10 arbeitet in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung unter schwereren Motorlasten. Der Motor 10 kann ferner gesteuert werden, um in den Verbrennungsmodus mit homogener Ladung bei einem fetten Luft/Kraftstoffverhältnis zu arbeiten, um ein Element eines Abgasnachbehandlungssystems 50 zu regenerieren.
Der Motor 10 umfasst ein Lufteinlasssystem 30, das Einlassluft in jede Verbrennungskammer 16 leitet und verteilt. Das Lufteinlasssystem 30 wird aus Luftströmungskanälen zwischen dem Drosselventil 34 und Motoreinlassventilen 20 gebildet, und es umfasst vorzugsweise ein Kanalsystem, einen Einlasskrümmer 31 und Einlassdurchgänge 29. Das Lufteinlasssystem 30 umfasst Einrichtungen zum Überwachen und Steuern der Einlassluftströmung durch diese. Die Einrichtungen zum Steuern der Einlassluftströmung umfassen bei dieser Ausführungsform vorzugsweise das Drosselventil 34. Die Einrichtungen zum Überwachen der Einlassluftströmung umfassen vorzugsweise einen Drucksensor 36, der ausgebildet ist, um den Krümmerabsolutdruck und den barometrischen Druck in dem Einlasskrümmer 31 zu überwachen. Ein Luftmassenströmungssensor 32 ist vorzugsweise stromaufwärts des Drosselventils 34 angeordnet, um die Masse der Einlassluftströmung und die Einlasslufttemperatur zu überwachen. Das Drosselventil 34 umfasst vorzugsweise eine elektronisch gesteuerte Einrichtung, die ausgebildet ist, um die Einlassluftströmung zu dem Motor 10 in Ansprechen auf ein Steuersignal (”ETC”) von dem Steuermodul 5 zu steuern. Ein äußerer Strömungsdurchgang (nicht gezeigt) führt Abgase aus einem Auslasskrümmer 40 zu dem Lufteinlasssystem 30 zurück, was durch ein Abgasrückführungs-Steuerventil (nachstehend ”AGR”-Steuerventil) 38 gesteuert wird. Das Steuermodul 5 steuert die Massenströmung des Abgases zu dem Lufteinlasssystem 30, indem das Öffnen des AGR-Steuerventils 38 gesteuert wird.
Motorventile, die ein Einlassventil bzw. Einlassventile 20 und ein Auslassventil bzw. Auslassventile 18 umfassen, steuern die Strömung in jede Verbrennungskammer 16 und aus dieser. Die Einlassluftströmung aus dem Einlasskanal 29 in die Verbrennungskammer 16 wird durch das bzw. die Einlassventil(e) 20 gesteuert. Die Abgasströmung aus der Verbrennungskammer 16 wird durch das bzw. die Auslassventil(e) 18 mittels Abgaskanälen 39 zu einem Auslasskrümmer 40 gesteuert. Das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile 20 und 18 wird vorzugsweise mit einer doppelten Nockenwelle gesteuert (wie dargestellt), deren Drehungen mit der Drehung der Kurbelwelle 12 verknüpft und indiziert sind. Die Einlass- und Auslassventile 20 und 18 können durch Einrichtungen 22 und 24 gesteuert werden. Die Einrichtung 22 umfasst vorzugsweise einen steuerbaren Mechanismus, der dazu dient, einen Ventilhub (”VLC”) und eine Nockenphaseneinstellung (”VCP”) des Einlassventils bzw. der Einlassventile 20 für jeden Zylinder 15 in Ansprechen auf ein Steuersignal (”EINLASS”) von dem Steuermodul 5 variabel zu steuern. Die Einrichtung 24 umfasst vorzugsweise einen steuerbaren Mechanismus, der dazu dient, den Ventilhub (”VLC”) und die Nockenphaseneinstellung (”VCP”) des Auslassventils bzw. der Auslassventile 18 für jeden Zylinder 15 in Ansprechen auf ein Steuersignal (”AUSLASS”) von dem Steuermodul 5 variabel zu steuern. Die Einrichtungen 22 und 24 umfassen jeweils vorzugsweise einen steuerbaren zweistufigen Ventilhubmechanismus, der dazu dient, das Ausmaß des Ventilhubs oder des Öffnens auf eine von zwei diskreten Stufen zu steuern, z. B. eine Ventilöffnungsposition mit niedrigem Hub (typischerweise ungefähr 4–6 mm) für einen Betrieb mit niedriger Drehzahl und niedriger Motorlast sowie eine Ventilöffnungsposition mit hohem Hub (typischerweise ungefähr 8–10 mm) für einen Betrieb mit hoher Drehzahl und hoher Motorlast. Die Einrichtungen 22 und 24 umfassen ferner Mechanismen für eine variable Nockenphaseneinstellung, um die Phaseneinstellung, d. h. den relativen Zeitpunkt, des Öffnens und Schließens des Einlassventils/der Einlassventile 20 bzw. des Auslassventils/der Auslassventile 18 zu steuern, welche Phaseneinstellung in Kurbelwinkelgraden gemessen wird. Die Mechanismen für die variable Nockenphaseneinstellung verschieben die Ventilöffnungszeit relativ zu der Position der Kurbelwelle und des Kolbens. Das VCP-System weist vorzugsweise einen Autoritätsbereich auf die Phaseneinstellung von 40°–90° der Kurbeldrehung auf, wodurch zugelassen wird, dass das Steuermodul 5 das Öffnen und Schließen jedes der Einlassventile 20 und der Auslassventile 18 relativ zu der Position des Kolbens 14 nach früh oder nach spät verstellt. Der Autoritätsbereich auf die Phaseneinstellung wird durch die Einrichtungen 22 und 24 definiert und begrenzt. Die Einrichtungen 22 und 24 werden unter Verwendung einer elektrohydraulischen, hydraulischen oder elektrischen Steuerkraft betätigt, die durch das Steuermodul 5 gesteuert wird.
Ein Kraftstoffeinspritzungssystem umfasst mehrere Hochdruck-Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 28, die Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 16 einspritzen. Ein Kraftstoffpuls ist eine Kraftstoffmasse, die in Ansprechen auf ein Steuersignal (”INJ_PW”) von dem Steuermodul 5 in die Verbrennungskammer 16 eingespritzt wird. Das Steuersignal von dem Steuermodul 5 umfasst vorzugsweise einen Zeitpunkt für einen Start jedes Kraftstoffpulses relativ zu einem Kurbelwinkel, der eine Position des Kolbens 14 in dem Zylinder 15 definiert, und eine Dauer einer Pulsweite, um eine vorbestimmte Kraftstoffmasse aus der Einspritzeinrichtung 28 in den Zylinder 15 einzuspritzen. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 28 wird von einem Kraftstoffverteilsystem (nicht gezeigt) mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoff kann während einer Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung für jeden Zylinder 15 für jeden Verbrennungszyklus eingespritzt werden. Die Motorkraftstoffzufuhr kann mehrere Kraftstoffzufuhrereignisse für jeden Zylinder 15 für jeden Verbrennungszyklus umfassen. Die mehreren Kraftstoffzufuhrereignisse können eine Kraftstoffzufuhrstrategie mit doppelter Einspritzung umfassen, die einen ersten Kraftstoffpuls, der während des Einlasstakts des Verbrennungszyklus ausgelöst wird, und einen zweiten Kraftstoffpuls umfasst, der während des nachfolgenden Kompressionstakts ausgelöst wird.
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 28 umfasst eine durch einen Solenoid gesteuerte Hochdruck-Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Die Betriebsparameter umfassen eine minimale Betriebspulsweite, bei der die durch das Solenoid gesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtung 28 gesteuert werden kann, wodurch eine minimale Kraftstoffmasse erreicht wird, die für ein Kraftstoffdruckniveau geliefert wird. Alternativ umfasst eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 28 eine Hochdruck-Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die eine alternative Betätigungstechnologie verwendet, z. B. eine piezoelektrische Betätigung. Die alternative Kraftstoffeinspritzeinrichtung 28 ist steuerbar, um eine minimale Kraftstoffmasse für das Kraftstoffdruckniveau zu liefern.
Ein Funkenzündungssystem liefert elektrische Energie an eine Zündkerze 26, um Zylinderladungen in jeder Verbrennungskammer 16 in Ansprechen auf ein Steuersignal (”IGN”) von dem Steuermodul 5 zu zünden. Das Steuersignal IGN wird gesteuert, um einen bevorzugten Funkenzündungszeitpunkt basierend auf einem Kurbelwinkel zu erreichen, der die Position des Kolbens 14 in dem Zylinder 15 während jedes Verbrennungszyklus definiert.
Verschiedene Detektionseinrichtungen überwachen den Motorbetrieb, die einen Drehzahlsensor 13, der ausgebildet ist, um eine Drehzahl der Kurbelwelle 12 zu überwachen, und einen Sensor 42 für das Luft/Kraftstoffverhältnis mit weitem Messbereich umfassen, der ausgebildet ist, um das Luft/Kraftstoffverhältnis in dem Abgaszustrom zu überwachen. Der Motor 10 kann einen Verbrennungssensor 44 aufweisen, der ausgebildet ist, um die Verbrennung in dem Zylinder während des laufenden Betriebs des Motors 10 in Echtzeit zu überwachen. Der Verbrennungssensor 44 umfasst eine Sensoreinrichtung, die dazu dient, einen Zustand eines Verbrennungsparameters zu überwachen, und er ist als ein Zylinderdrucksensor dargestellt, der dazu dient, den Verbrennungsdruck in dem Zylinder zu überwachen. Alternativ können andere Detektionssysteme verwendet werden, um Verbrennungsparameter in dem Zylinder in Echtzeit zu überwachen, die in eine Verbrennungsphaseneinstellung übersetzt werden können, z. B. Zündungssysteme mit Ionendetektion und nicht eingreifende Drucksensoren.
Das Abgasnachbehandlungssystem 50 ist mit dem Auslasskrümmer 40 fluidisch verbunden und umfasst vorzugsweise eine oder mehrere katalytische und/oder Einschlusseinrichtungen, die zum Oxidieren und Reduzieren dienen, sowie Verbrennungselemente des Abgaszustroms, die beispielsweise einen Mager-NOx-Reduktionskatalysator, einen Dreiwegekatalysator, einen Oxidationskatalysator und eine Partikelfiltereinrichtung umfassen. Ein Sensor 55 überwacht den Abgaszustrom stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems 50, dessen Ausgabe durch das Steuermodul zu Steuer- und Diagnosezwecken überwacht wird.
Während des Betriebs in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung arbeitet der Motor 10 vorzugsweise ungedrosselt, d. h. mit dem Drosselventil 34 in einer im Wesentlichen weit offenen Position, mit Benzin oder ähnlichen Kraftstoffmischungen über einen Bereich von Motordrehzahlen und -lasten. Der Motor 10 arbeitet in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung mit dem für einen stöchiometrischen Betrieb gesteuerten Drosselventil 34 unter Bedingungen, die dem Betrieb in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung nicht förderlich sind, und um der Motorlast zu genügen. Weithin verfügbare Sorten von Benzin und leichten Ethanolmischungen mit diesem sind bevorzugte Kraftstoffe; es können jedoch alternative flüssige und gasförmige Kraftstoffe, wie z. B. höhere Ethanolmischungen (z. B. E80, E85), reines Ethanol (E99), reines Methanol (M100), Erdgas, Wasserstoff, Biogas, verschiedene Reformate, Synthesegase und andere, bei der Implementierung der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
Das Steuermodul 5 umfasst vorzugsweise ein Allzweck-Digitalcomputer, der im Wesentlichen einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit, Speichermedien, die einen nicht flüchtigen Speicher einschließlich eines Festwertspeichers (ROM) und eines elektrisch programmierbaren Festwertspeichers (EPROM) umfassen, einen Arbeitsspeicher (RAM), einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, Schaltungen zur Analog-Digital-Umsetzung (A/D) und zur Digital-Analog-Umsetzung (D/A) und Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und -Einrichtungen (I/O) sowie geeignete Signalkonditionierungs- und Pufferschaltungen umfasst. Das Steuermodul 5 weist einen Satz von Steueralgorithmen auf, die residente Programmanweisungen und Kalibrierungen umfassen, die in dem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind und ausgeführt werden, um die jeweiligen Funktionen jedes Computers zu schaffen. Die Algorithmen werden während voreingestellter Schleifenzyklen ausgeführt, so dass jeder Algorithmus mindestens einmal in jedem Schleifenzyklus ausgeführt wird. Die Algorithmen werden von der zentralen Verarbeitungseinheit ausgeführt und dienen dazu, Eingaben von den zuvor erwähnten Detektionseinrichtungen zu überwachen sowie Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb der Aktuatoren unter Verwendung voreingestellter Kalibrierungen zu steuern. Die Schleifenzyklen werden während des laufenden Motor- und Fahrzeugbetriebs in regelmäßigen Intervallen ausgeführt, beispielsweise jede 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden. Alternativ können die Algorithmen in Ansprechen auf ein Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
Im Betrieb überwacht das Steuermodul 5 Eingaben von den zuvor erwähnten Sensoren, um Zustände von Motorparametern zu ermitteln. Das Steuermodul 5 führt einen darin gespeicherten algorithmischen Code aus, um die zuvor erwähnten Aktuatoren zum Bilden der Zylinderladung zu steuern, was das Steuern der Drosselposition, des Funkenzündungszeitpunkts, der Masse und des Zeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung, der AGR-Ventilposition, um die Strömung zurückgeführter Abgase zu steuern, und das Timing und die Phaseneinstellung der Einlass- und/oder Auslassventile bei derart ausgestatteten Motoren umfasst. Das Steuermodul 5 kann betrieben werden, um den Motor während des laufenden Fahrzeugbetriebs ein- und auszuschalten, und es kann betrieben werden, um einen Teil der Verbrennungskammern durch eine Steuerung einer Kraftstoff- und Zündfunken- sowie Ventildeaktivierung selektiv zu deaktivieren.
2 stellt ein Flussdiagramm für ein erstes Steuerschema zum Betreiben des Motors 10 dar. Das erste Steuerschema steuert den Betrieb des Motors 10 einschließlich der Einspritzeinrichtung 28 während eines Wechsels von dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in den Verbrennungsmodus mit homogener Ladung. Wenn der Motor in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung arbeitet, überwacht das Steuermodul 5 den Motorbetrieb und die Motorlast, welche die Drehmomentanforderung des Betreibers umfasst. Wenn ein Wechsel befohlen wird, um den Motor 10 in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung zu betreiben (205), befiehlt das Steuermodul 5 dem AGR-Ventil 38 sofort eine Position mit geringer Strömung oder eine geschlossene Position. Die eintretende AGR-Masse wird im Wesentlichen verringert oder beseitigt, was die AGR-Masse in dem Zylinder für die nachfolgenden Zylinderladungen verringert (210). Dies kann auch umfassen, dass innen zurückgeführte Abgase verringert werden, indem eine beliebige Überlappung zwischen dem Schließen des Auslassventils 18 und dem Öffnen des Einlassventils 20 durch den Betrieb der Einrichtungen 24 bzw. 22 verringert oder beseitigt wird. Das Drosselventil 34 wird in eine neue Position übergeleitet, um das Motorausgangsdrehmoment zu erreichen, das den Motor 10 basierend auf einem Optimalwert-Luftmassenströmungsmodell (Feed-Forward-Luftmassenströmungsmodell) in dem Modus mit homogener Ladung betreibt.
Das Steuermodul 5 schätzt Trajektorien für ein gleichzeitiges Wechseln der AGR-Masse in dem Zylinder von der AGR-Masse in dem Zylinder für eine starke Verdünnung in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung zu der AGR-Masse in dem Zylinder für eine geringe Verdünnung in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung und des Luft/Kraftstoffverhältnisses von einem mageren Betrieb in einen stöchiometrischen Betrieb (215). Dies ist in 4 dargestellt. Ein Steuerkettenmodell wird ausgeführt, um die in dem Zylinder eingeschlossene Luftmasse und die AGR-Masse in dem Zylinder für jeden Zylinder 16 vorauszusagen (220), und das Luft/Kraftstoffverhältnis wird anhand der vorausgesagten in dem Zylinder eingeschlossenen Luftmasse und der eingespritzten Kraftstoffmenge berechnet. Das Luft/Kraftstoffverhältnis wird unter Verwendung des Sensors 42 überwacht (225). Wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein erster Schwellenwert AF1 ist (225), wird eine Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung ausgelöst (230). Der erste Schwellenwert AF1 liegt vorzugsweise in dem Bereich des Luft/Kraftstoffverhältnisses von 25:1, und er ist kalibrierbar. Die Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung umfasst einen ersten Kraftstoffpuls während des Einlasstakts und einen zweiten Kraftstoffpuls während des nachfolgenden Kompressionstakts, vorzugsweise genau vor dem Auslösen der Funkenzündung. Ein Verhältnis der Kraftstoffmasse, die während des ersten und des zweiten Kraftstoffpulses eingespritzt wird, beginnt bei einem ersten Verhältnis mit einer zunehmenden Kraftstoffmenge, die während des ersten Kraftstoffpulses geliefert wird, und einer abnehmenden Kraftstoffmenge, die während des zweiten Kraftstoffpulses geliefert wird, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis fetter wird (230). Wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein zweiter Schwellenwert AF2 ist (235), wechselt die Kraftstoffeinspritzungssteuerung zu der Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung (240). Der zweite Schwellenwert hängt von dem Leistungsvermögen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 28 ab, einschließlich der minimalen Betriebspulsweite und der entsprechenden minimalen Kraftstoffmasse, und er wird vorzugsweise unter Verwendung des Luft/Kraftstoffverhältnisses gemessen, das unter Verwendung des Sensors 42 für das Luft/Kraftstoffverhältnis überwacht wird. Das Steuerschema leitet den Motorbetrieb zu der Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung über, wenn das Verhältnis der Kraftstoffmasse, die während des ersten und zweiten Kraftstoffpulses eingespritzt wird, bis zu dem Punkt abnimmt, an dem sich der zweite Kraftstoffpuls bei der minimalen Betriebspulsweite befindet. Die Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung wird vorzugsweise während des Einlasstakts ausgeführt, wobei ein Management des Motorausgangsdrehmoments ausgeführt wird, indem der Funkenzündungszeitpunkt gesteuert wird, um den Wechsel in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung abzuschließen (245). 9 stellt einen graphischen Zeitplan für die AGR-Masse in dem Zylinder in dem Motor 10 während des Wechsels von dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in den Verbrennungsmodus mit homogener Ladung für die erste Ausführungsform dar. Der Wechsel ist derart gezeigt, dass er bei ungefähr 1 Sekunde in dem Verlauf ausgelöst wird, und die Kraftstoffeinspritzung umfasst eine Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung während des Kompressionstakts. Die AGR-Masse in dem Zylinder in dem Motor 5 nimmt über der Zeit ab, wenn sich eintretende Luft mit den zurückgeführten Abgasen vermischt, die bereits in dem Lufteinlasssystem 30 vorhanden sind. Anschließend wird die Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung ausgelöst, die auf dem überwachten Luft/Kraftstoffverhältnis basiert, was nach ungefähr 3 ½ Sekunden nach dem Auslösen des Wechsels auftritt. Anschließend wird die Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung nach einer verstrichenen Zeit von ungefähr 7 Sekunden ausgelöst, wobei der einzelne Kraftstoffpuls während des Einlasstakts ausgelöst wird. Obwohl sie nicht dargestellt ist, kann die verstrichene Zeit für den Wechsel von dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in den Verbrennungsmodus mit homogener Ladung in ungefähr 1 bis 2 Sekunden auftreten, was von den physikalischen Grenzen und den Eigenschaften des Einlasssystems des Motors, den Motorbetriebsbedingungen und anderen Faktoren abhängt. In speziellen Fällen kann die verstrichene Zeit für den Moduswechsel verändert werden. Ein Beispiel umfasst, dass der Motor im Leerlauf betrieben wird, wobei eine Notwendigkeit besteht, ein Element des Abgasnachbehandlungssystems 50 zu regenerieren, in dem z. B. in dem Modus mit homogener Ladung bei einem fetten Luft/Kraftstoffverhältnis gearbeitet wird, um einen Mager-NOx-Reduktionskatalysator zu regenerieren. Ein solches Betriebsschema kann ein Motorengeräusch und eine Vibration verursachen, und dies wird durch eine langsamere verstrichene Zeit für den Wechsel beseitigt.
Das Steuermodul 5 schätzt Trajektorien für ein gleichzeitiges Wechseln der AGR-Masse in dem Zylinder von der AGR-Masse in dem Zylinder für eine starke Verdünnung in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung zu der AGR-Masse in dem Zylinder für eine geringe Verdünnung in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung.
Die AGR-Masse in dem Zylinder kann unter Verwendung eines dynamisch ausführbaren Modells der Luftströmung des Einlasskrümmers 30 berechnet werden. Wie in 8 gezeigt ist, kann ein befohlenes Luft/Kraftstoffverhältnis basierend auf der AGR-Masse in dem Zylinder unter Verwendung eines Modells, das unter Verwendung von experimentellen Daten für den Motor 10 abgeleitet wird, und in Abhängigkeit von Daten für die Motordrehzahl und -last ermittelt werden. Eine beispielhafte Kalibrierung ist in 8 dargestellt, wobei eine Variable y, die das Luft/Kraftstoffverhältnis repräsentiert, basierend auf dem x-Wert, der die AGR-Masse in dem Zylinder umfasst, gemäß der folgenden Gleichung berechnet wird: y = 0,0031x² + 0,2428x + 21,088 (1)
Die Motorkraftstoffzufuhr kann basierend auf dem Motorausgangsdrehmoment ermittelt werden, um der Motorlast einschließlich der Drehmomentanforderung des Betreibers und anderer Motorlasten zu genügen, und die endgültige Luftmassenströmung kann unter Verwendung von Steuerkettenberechnungen der Luftmassenströmung basierend auf der gemessenen Luftströmung durch den Luftströmungsmesser 32, der Motordrehzahl von dem Kurbelsensor 13 und dem Krümmerabsolutdruck von dem Drucksensor 36 geschätzt werden. Die endgültige Luftmassenströmung wird durch das Steuermodul 5 verwendet, um die Position des Drosselventils 34 zu verstellen. Während des Wechsels wird eine Kombination der Motorkraftstoffzufuhr und der Position des Drosselventils 34 verwendet, um die Motorlast und das Luft/Kraftstoffverhältnis zu regulieren, wie es in 8 beschrieben ist. 8 stellt das Luft/Kraftstoffverhältnis dar, wenn das AGR-Niveau während des Wechsels verringert wird. Die Position des Drosselventils 34 wird unter Verwendung des Optimalwert-Luftmassenströmungsmodells gesteuert, und die gewünschten Trajektorien für die AGR-Masse in dem Zylinder und das Luft/Kraftstoffverhältnis sind modellbasiert, und sie werden während des Motortestens kalibriert. Die Position des Drosselventils 34 wird gesteuert, um die Trajektorien für das Luft/Kraftstoffverhältnis und die AGR-Masse in dem Zylinder basierend auf der vorausgesagten in dem Zylinder eingeschlossenen Luftmasse und der AGR-Masse in dem Zylinder während des Wechsels zu erreichen.
5 zeigt Ergebnisse für das Betreiben eines beispielhaften Motors, die angeben, dass Motorausgangs-NOx-Emissionen (in g/kg) unterhalb einer Grenze von 6 g/kg gesteuert werden können, wobei die AGR-Masse in dem Zylinder von weniger als 5% der Zylinderladung, wie sie während des Betriebs mit homogener Ladung auftreten kann, bis 50% der Zylinderladung reicht, wie sie während des Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung auftreten kann. Wie dargestellt ist, verringert das Verwenden und Berücksichtigen der AGR-Masse in dem Zylinder während des Moduswechsels die Motorausgangs-NOx-Emissionsniveaus. Die Leistung des Nachbehandlungssystems 50 kann mit einem zunehmendem Motorausgangs-NOx-Emissionsniveau und einem abnehmenden Luft/Kraftstoffverhältnis nachlassen, die während des Moduswechsels auftreten.
6 stellt Rußemissionen in Einheiten einer Filterrauchzahl (”FSN”) und CO-Emissionen mit Einheiten von g/kg dar, die als eine Funktion des Luft/Kraftstoffverhältnisses für einen beispielhaften Motor aufgetragen sind, der gemäß der Offenbarung aufgebaut ist, einschließlich des Betriebs unter Verwendung der Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung während des Kompressionstakts, was zeigt, dass die Ruß- und CO-Emissionsniveaus infolge von lokal fetten Luft/Kraftstoffgemischen schnell zunehmen, da der beispielhafte Motor 10 mit fetteren Luft/Kraftstoffverhältnissen betrieben wird, wenn die Kraftstoffzufuhrstrategie mit einzelner Einspritzung in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung verwendet wird.
7 stellt Ergebnisse für das Betreiben eines beispielhaften Motors unter Verwendung der Kraftstoffzufuhrstrategie mit doppelter Einspritzung dar, die eine Mischmodus-Kraftstoffzufuhrstrategie umfasst, um das lokal fette Gemisch zu regulieren, das während des Wechsels von dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in den Verbrennungsmodus mit homogener Ladung auftritt, wobei das Luft/Kraftstoffverhältnis im Vergleich zu einem nominalen kalibrierten Niveau für den Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung fetter ist. Die Mischmodus-Kraftstoffzufuhrstrategie bezieht sich auf die Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung mit einem ersten Kraftstoffpuls, der für eine homogene Kraftstoffzufuhr während des Einlasstakts eingespritzt wird, und mit dem zweiten Kraftstoffpuls, der für eine geschichtete Kraftstoffzufuhr während des Kompressionstakts auftritt. Wenn der beispielhafte Motor mit verschiedenen Kraftstoffniveaus in dem ersten und dem zweiten Kraftstoffpuls betrieben wird, treten höhere CO- und Rußemissionsniveaus auf, wenn eine größere Kraftstoffmasse in dem zweiten Kraftstoffpuls eingespritzt wird, was dem Fall des Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung bei einzelner Einspritzung, der in 6 dargestellt ist, ähnlich ist. Die CO- und Rußemissionsniveaus nehmen ab, wenn ein Teil des Kraftstoffs früher eingespritzt wird, speziell während des Einleitungstakts. Daher gibt es eine Änderung in den Rußemissionen und den CO-Emissionen als eine Funktion der relativen Kraftstoffmasse in dem ersten Kraftstoffpuls, was Verringerungen sowohl der CO-Emissionen als auch des Rußes umfasst, wenn die relative Kraftstoffmasse in dem ersten Kraftstoffpuls erhöht wird.
3 stellt ein Flussdiagramm für ein zweites Steuerschema zum Betreiben des Motors 10 dar. Das zweite Steuerschema steuert den Betrieb des Motors 10 einschließlich der Einspritzeinrichtung 28, was eine alternative Betätigungstechnologie, z. B. eine piezoelektrische Betätigung, während des Wechsels von dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in den Verbrennungsmodus mit homogener Ladung umfasst. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 28 ist steuerbar, um eine minimale Kraftstoffmasse während jedes Kraftstoffpulses zu liefern, und der Wechsel von der Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung (230) zu der Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung (240) während des Einlasstakts wird abgeschlossen (245), ohne darauf zurückzugreifen, dass der Wechsel basierend auf dem vorbestimmten Luft/Kraftstoffverhältnis erzwungen wird, das unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist.
Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und deren Modifikationen beschrieben. Weitere Modifikationen und Veränderungen können anderen während des Lesens und Verstehens der Beschreibung auffallen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die spezielle Ausführungsform bzw. die speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, die als die beste Weise offenbart wird bzw. werden, die für die Ausführung dieser Offenbarung in Erwägung gezogen wird, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.
Zusammenfassung
Die Offenbarung legt ein Betreiben eines Verbrennungsmotors mit Funkenzündung und Kraftstoffdirekteinspritzung dar, das umfasst, dass der Motor von einem Betrieb in einem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in einen Betrieb in einem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung übergeleitet wird. Eine äußere AGR-Strömung wird unterbrochen, und eine in einem Zylinder eingeschlossene Luftmasse und eine AGR-Masse in dem Zylinder in einem Lufteinlasssystem des Motors werden geschätzt. Eine Motordrosselposition wird gesteuert, um Trajektorien für ein Luft/Kraftstoffverhältnis und für die AGR-Masse in dem Zylinder zu erreichen, die basierend auf der geschätzten in dem Zylinder eingeschlossenen Luftmasse und der AGR-Masse in dem Zylinder in dem Lufteinlasssystem ermittelt werden. Eine Kraftstoffzufuhrstrategie mit doppelter Einspritzung und eine Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung werden während des Wechsels verwendet.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit Funkenzündung und Kraftstoffdirekteinspritzung, das umfasst, dass: dem Motor befohlen wird, von einem Betrieb in einem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in einen Betrieb in einem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung zu wechseln; eine äußere AGR-Strömung im Wesentlichen vollständig unterbrochen wird; eine in einem Zylinder eingeschlossene Luftmasse und eine AGR-Masse in dem Zylinder geschätzt werden; Trajektorien für ein Luft/Kraftstoffverhältnis und für die AGR-Masse in dem Zylinder ermittelt werden und eine Drosselposition und eine Motorkraftstoffzufuhr gesteuert werden, um die Trajektorien zu erreichen; das Luft/Kraftstoffverhältnis überwacht wird; eine Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung für jeden Verbrennungszyklus ausgelöst wird, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein erster vorbestimmter Schwellenwert ist; und eine Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung für jeden Verbrennungszyklus ausgelöst wird und ein Management einer Zündfunkenverstellung nach spät ausgeführt wird, um das Motorausgangsdrehmoment zu steuern, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Drosselposition und die Motorkraftstoffzufuhr gesteuert werden, um die Trajektorien für das Luft/Kraftstoffverhältnis und die AGR-Masse in dem Zylinder mit einem Motorbetrieb in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass die Drosselposition zum Steuern einer Einlassluftströmung gesteuert wird, um die Trajektorien für das Luft/Kraftstoffverhältnis und die AGR-Masse in dem Zylinder während des Wechsels von dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung zu der Verbrennung mit homogener Ladung zu erreichen und um ein Motorausgangsdrehmoment zu erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Trajektorie für das Luft/Kraftstoffverhältnis einen Wechsel von einem mageren Luft/Kraftstoffverhältnis während des Betriebs in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung zu einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis während des Betriebs in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Trajektorie für die AGR-Masse in dem Zylinder einen Wechsel von einer starken Verdünnung während des Betriebs in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung zu einer im Wesentlichen begrenzten Verdünnung während des Betriebs in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass die in dem Zylinder eingeschlossene Luftmasse und die AGR-Masse in dem Zylinder basierend auf einem Optimalwert-Einlasskrümmerströmungsmodell geschätzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auslösen der Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung umfasst, dass ein erster Kraftstoffpuls während eines Einlasstakts eingespritzt wird und dass ein zweiter Kraftstoffpuls während eines nachfolgenden Kompressionstakts eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, das umfasst, dass basierend auf der vorbestimmten Trajektorie für das Luft/Kraftstoffverhältnis die Masse des ersten Kraftstoffpulses erhöht wird und die Masse des zweiten Kraftstoffpulses verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auslösen der Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung umfasst, dass ein einzelner Kraftstoffpuls während des Einlasstakts ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das im Wesentlichen vollständige Unterbrechen der äußeren AGR-Strömung umfasst, dass ein Abgasrückführungsventil geschlossen wird.
Verfahren zum Wechseln des Betriebs eines Verbrennungsmotors mit Funkenzündung und Kraftstoffdirekteinspritzung von einem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in einen Verbrennungsmodus mit homogener Ladung, das umfasst, dass eine in einem Zylinder eingeschlossene Luftmasse und eine AGR-Masse in dem Zylinder geschätzt werden; eine Drosselposition, eine AGR-Ventilposition und eine Motorkraftstoffzufuhr gesteuert werden, um Trajektoren für ein Luft/Kraftstoffverhältnis und für die AGR-Masse in dem Zylinder zu erreichen, wobei die Trajektorien auf der geschätzten in dem Zylinder eingeschlossenen Luftmasse und der AGR-Masse in dem Zylinder basieren; das Luft/Kraftstoffverhältnis überwacht wird; eine Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung ausgelöst wird, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein erster vorbestimmter Schwellenwert ist; und eine Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung während jedes Einlasstakts ausgelöst wird, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass eine Drosselposition und die AGR-Ventilposition gesteuert werden, um basierend auf den Trajektorien für das Luft/Kraftstoffverhältnis und die AGR-Masse in dem Zylinder und basierend auf einem Motorbetrieb in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung ein Motorausgangsdrehmoment zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 11, das umfasst, dass die AGR-Ventilposition gesteuert wird, um ein Unterbrechen einer äußeren AGR-Strömung im Wesentlichen zu vervollständigen.
Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit Funkenzündung und Kraftstoffdirekteinspritzung, der in einem von mehreren Verbrennungsmodi selektiv betriebsfähig ist, das umfasst, dass: ein Wechsel von einem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in einen Verbrennungsmodus mit homogener Ladung befohlen wird; ein AGR-Ventil in eine bevorzugte Position gesteuert wird, um den Motor in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung zu betreiben; eine in einem Zylinder eingeschlossene Luftmasse und eine AGR-Masse in dem Zylinder geschätzt werden; eine Drosselposition und eine Motorkraftstoffzufuhr gesteuert werden, um ein Motorausgangsdrehmoment basierend auf einem Motorbetrieb in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung und basierend auf vorbestimmten Trajektorien für das Abgas-Luft/Kraftstoffverhältnis und für die AGR-Masse in dem Zylinder zu erfüllen, die basierend auf der geschätzten Masse der eingeschlossenen Luft und der AGR-Masse in dem Zylinder ermittelt werden; ein Luft/Kraftstoffverhältnis überwacht wird; eine Kraftstoffzufuhr mit doppelter Einspritzung ausgelöst wird, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein erster vorbestimmter Schwellenwert ist; und eine Kraftstoffzufuhr mit einzelner Einspritzung während des Einlasstakts ausgelöst wird und ein Management einer Zündfunkenverstellung nach spät ausgeführt wird, um das Motorausgangsdrehmoment zu steuern, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner umfasst, dass die Drosselposition gesteuert wird, um die Trajektorien für das Luft/Kraftstoffverhältnis und für die AGR-Masse in dem Zylinder zu erreichen, die basierend auf der geschätzten in dem Zylinder eingeschlossenen Luftmasse und der AGR-Masse in dem Zylinder sowie dem Motorbetrieb in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung ermittelt werden, und um das Motorausgangsdrehmoment zu erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 14, das umfasst, dass die Drosselposition und die Motorkraftstoffzufuhr zum Steuern einer Einlassluftströmung gesteuert werden, um die Trajektorien für das Luft/Kraftstoffverhältnis und die AGR-Masse in dem Zylinder während des Wechsels von dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung zu der Verbrennung mit homogener Ladung zu erreichen und um das Motorausgangsdrehmoment zu erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Trajektorie für das Luft/Kraftstoffverhältnis einen im Wesentlichen linearen Wechsel von einem mageren Luft/Kraftstoffverhältnis während des Betriebs in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung zu einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis während des Betriebs in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Trajektorie für die AGR-Masse in dem Zylinder einen Wechsel von einer starken Verdünnung während des Betriebs in dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung zu einer im Wesentlichen begrenzten Verdünnung während des Betriebs in dem Verbrennungsmodus mit homogener Ladung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, das umfasst, dass die in dem Zylinder eingeschlossene Luftmasse und die AGR-Masse in dem Zylinder basierend auf einem Optimalwert-Luftmassenströmungsmodell geschätzt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, das umfasst, dass die verstrichene Zeit für den Wechsel von dem Verbrennungsmodus mit geschichteter Ladung in den Verbrennungsmodus mit homogener Ladung gesteuert wird.