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WO2004055345A1 - Verfahren zum steuern eines umschaltvorganges einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum steuern eines umschaltvorganges einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2004055345A1
WO2004055345A1 PCT/DE2003/003424 DE0303424W WO2004055345A1 WO 2004055345 A1 WO2004055345 A1 WO 2004055345A1 DE 0303424 W DE0303424 W DE 0303424W WO 2004055345 A1 WO2004055345 A1 WO 2004055345A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
switchover
pulse charging
valve lift
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE2003/003424
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English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Weiss
Hong Zhang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2004055345A1 publication Critical patent/WO2004055345A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a switching operation in the operation of an internal combustion engine provided with an electronic operating control device.
  • One way to prevent such a torque jump is to operate the cylinders immediately after a valve lift switchover, for example from a smaller to a larger value with a reduced efficiency, for example by adjusting the ignition angle, in order to reduce the excess torque that occurs during the valve lift switchover ,
  • Such a switchover strategy would, however, have to be bought through increased fuel consumption.
  • the present invention is based on the object of specifying a method for controlling a corresponding switchover operation in the operation of the internal combustion engine, in which a torque jump is avoided in the most fuel-efficient and low-pollutant manner possible.
  • a device for pulse charging the cylinders of the internal combustion engine is used to avoid or at least reduce a jump in torque caused by the switching process by a corresponding change in the opposite direction of a torque generated by pulse charging.
  • Devices for pulse charging also called MIC (Meta Impuls Charger) are known, cf. z. B. DE 37 37 824 AI and DE 37 37 826 AI.
  • These devices consist of an additional valve arranged in the intake tract, the so-called air cycle valve, which closes the intake cross section of the intake tract for a short time and releases it again. This leads to an increased vacuum in the cylinder for a short time, which creates a pressure wave when the air cycle valve is opened, which causes a corresponding “pulse charging” of the cylinder.
  • the pulse charging has a very high dynamic, ie it responds immediately to a control intervention and it allows a practically infinite change in the suction Air mass and the torque made available thereby.
  • the method according to the invention takes advantage of this by switching the pulse charging on or off before the switching process and suddenly resetting it to its original state during the switching process. In this way, a deterioration in efficiency can be avoided or at least reduced by changing the ignition angle and / or air / fuel ratio during the changeover process.
  • the switchover process can be the switchover of the valve stroke of discretely adjustable intake valves or the switchover between stoichiometric and lean operation of the internal combustion engine.
  • valve lift of the intake valves is switched from a small value to a large value
  • a torque generated by pulse charging is increased before the valve lift switchover by switching on the device for pulse charging and thereby providing part of the air mass flow through the pulse charging.
  • the device for pulse charging is then switched off at the same time as the valve lift switchover, so that the torque provided by pulse charging is eliminated. This compensates or at least reduces the increase in the air mass flow or torque caused by the valve lift switchover.
  • valve lift of the intake valves is switched from a large to a small value, a torque generated by pulse charging is reduced before the valve lift switchover and simultaneously increased again with the valve lift switchover.
  • the device for pulse charging is controlled accordingly to compensate for a torque jump caused by the changeover by a corresponding opposite change in the torque provided by the pulse charging.
  • lean operation is to be understood in its most general form, ie it includes a homogeneously lean operation, a stratified lean operation and also a so-called HCCI operation.
  • HCCI homogeneous-ous charge compression ignition means an operating mode , in which the ignition of the air / fuel mixture takes place not by spark ignition, but by controlled auto-ignition, see for example US 6 260 520, US 6 390 054, DE 19927479 and WO 98/10179.
  • the method according to the invention enables a torque-neutral switching process in which an adjustment of the ignition angle and / or the air / fuel ratio to Avoiding a torque jump is avoided completely or at least partially.
  • the method according to the invention for controlling a changeover process is initially carried out for only a first part of the cylinders and, for this purpose, is delayed for a second part of the cylinders.
  • This is possible without any problems in the method according to the invention, since the pulse charging operates in a cylinder-selective manner.
  • the advantage of a step-by-step implementation of the reversing method according to the invention is that only a small change in torque occurs in each case during the changeover processes, which change can be compensated for more easily and more economically by a corresponding control intervention.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an internal combustion engine
  • FIG. 2 shows a flowchart for a method for controlling the switching of the valve lift of the intake valves
  • FIG. 3 shows a flowchart for a method for switching the internal combustion engine from stoichiometric operation to leaner operation.
  • FIG. 1 schematically shows an internal combustion engine 1 of the Otto type with a plurality of cylinders 2 (only one of which is indicated), an intake tract 3, an exhaust tract 4, an intake valve 5, an exhaust valve (not shown), one Actuator with an adjustment mechanism 6 for the discrete adjustment of the valve lift of the intake valve 5, an injection valve 7 for injecting fuel, a spark plug 8 with an ignition angle adjustment mechanism 9, and a throttle valve 10 arranged in the intake tract 3 in the form of a throttle valve.
  • a device 11 for pulse charging in the form of a so-called air cycle valve is arranged in the intake tract 3 between the throttle valve 10 and the inlet valve 5.
  • the air cycle valve of the device 11 can be briefly closed and opened again during an intake cycle (that is to say when the inlet valve 5 is open) in order to generate a pulse charge of the cylinder 2 by the pressure pulse caused thereby.
  • the operation of internal combustion engine 1 is regulated by an electronic operating control device 12.
  • the operating control device 12 is connected to the intake valve or the adjustment mechanism 6, the injection valve 7, the spark plug 8, the ignition angle adjustment mechanism 9, the throttle valve 10 and the device 11 for pulse charging in order to operate them in dependence on To regulate control signals. Since control methods of this type are fundamentally known to the person skilled in the art, this is dealt with only to the extent that it is necessary for an understanding of the method according to the invention for controlling changeover processes.
  • the invention will first be described with reference to a method for switching the valve lift of the inlet valves 5 by the adjustment mechanism 6 between a small and a large valve lift.
  • FIG. 2 represents the steps for switching from a small to a large valve lift of the inlet valves 5.
  • the large valve lift of the inlet valves 5 leads, for example, to 50% more filling in the cylinders 2 and thus to a corresponding increase in the torque of 50%. It is assumed that the target torque to be delivered by the internal combustion engine 1 to its clutch (not shown) is 100 Nm before the switching process. If the valve stroke is adjusted without further control intervention, a clutch torque of 150 Nm would result with a large valve stroke. This jump in torque is avoided by the method according to the invention as follows.
  • the device 11 for pulse charging (MIC) is activated and the throttle valve 10 is adjusted in the closing direction (step 14).
  • the throttle valve 10 is expediently set by the operating control device 12 to an opening degree (target value), at which a torque of 100 Nm results after the switching process, when the valve stroke for all cylinders 2 has been adjusted to the large value.
  • the filling of the cylinders 2 and, accordingly, the torque are thus only partially provided by the throttle valve 10 (for example 66.7 Nm), while the remaining part (for example 33.3 Nm) is supplied by the device 11 for pulse charging (MIC) becomes.
  • step 15 the intake valves 5 are switched over to the large valve lift.
  • the device 11 for pulse charging is switched off. Both processes take place synchronously and without time delay.
  • the air mass flow additionally provided by the large valve lift leads, as already mentioned, to an increase in torque by 50%, i. that is, in the above numerical example from 66.7 Nm to 100 Nm.
  • the loss of the torque of 33.3 Nm provided by the pulse charging completely compensates for the increase in torque caused by the valve lift adjustment, so that the torque does not change when the valve lift is switched.
  • the remaining torque jump can be compensated for by a deterioration in the efficiency of the combustion in the cylinders. This is achieved, for example, by adjusting the ignition angle from a basic ignition angle in the direction of a later ignition time. point (a so-called retreat angle) or by adjusting the air / fuel ratio.
  • step 17 asks whether the switchover must take place immediately. If this is not the case, the program returns to a point between steps 14 and 15. However, if the switchover must take place immediately, the program proceeds to step 16.
  • the throttle valve 10 When switching from stoichiometric to lean operation, the throttle valve 10 is usually first adjusted in the opening direction in order to provide the additional air mass flow required for the lean operation. The changeover to the lean operation then takes place suddenly by the fuel supply and the ignition angle being adjusted accordingly. The resulting torque jump is compensated or at least reduced in principle according to the invention in the same way as was described in connection with the valve lift adjustment.
  • the device 11 for pulse charging if it was switched on, is switched off and the throttle valve 10 in Opening direction adjusted (step 18).
  • the throttle valve 10 is expediently set here to an opening degree (target value) which is required for optimal lean operation.
  • step 19 the system switches over to the lean operation by adjusting the injection valve 7 and the ignition accordingly.
  • the device 7 for pulse charging (MIC) is activated or switched on (step 20).
  • an additional torque compensation can be carried out by adjusting the ignition angle or the air / fuel ratio if the available pulse charging is not sufficient to completely compensate for the torque jump.
  • the method according to the invention for controlling the valve lift switchover or operating mode switchover can also be carried out specifically for the cylinder
  • the method according to the invention for controlling a switchover process can initially only be carried out for a part of the cylinders and with a time delay for a second part Carry out cylinder.
  • the switchover process is thus to a certain extent divided into two or more switchover processes, so that with each switchover process only a minor change in torque has to be compensated for by a corresponding change in the pulse charge.

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Abstract

Um einen Drehmomentensprung bei einer Ventilhubumschaltung diskret verstellbarer Einlassventile oder einer Umschaltung zwischen stöchiometrischem und magerem Betrieb der Brennkraftmaschine zu vermeiden, wird eine Einrichtung zur Impulsaufladung der Zylinder so betätigt, dass ein durch den Umschaltvorgang hervorgerufener Drehmomentensprung durch eine entsprechende gegensinnige Änderung eines durch Impulsaufladung erzeugten Drehmomentes vermieden oder zumindest verringert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Steuern eines Umschaltvorganges einer Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Umsehalt organges im Betrieb einer mit einem elektronischen Betriebssteuergerät versehenen Brennkraftmaschine.
Brennkraftmaschinen mit Einlassventilen, deren Ventile durch einen Verstellmechanismus beispielsweise zwischen einem kleinen und großen Wert, also diskret, verstellbar sind, werden in Kraftfahrzeugen immer häufiger eingesetzt, siehe z. B. DE 195 20 117 und MTZ Motortechnische Zeitschrift 61 (2000) 11, S. 730 bis 743. Da sich bei einer Umschaltung des Ventilhubes die Luftmasse in den Zylindern wie auch die Menge des eingespritzten Kraftstoffes sprunghaft ändern, kommt es zu einer entsprechend sprunghaften Änderung des Drehmomentes, falls dies nicht durch einen Regeleingriff verhindert wird. Eine Möglichkeit zum Verhindern eines derartigen Drehmomentensprungs besteht darin, die Zylinder unmittelbar nach einer Ventilhubumschaltung beispielsweise von einem kleineren auf einen größeren Wert mit einem verringerten Wirkungsgrad, etwa durch eine Verstellung des Zündwinkels, zu betreiben, um auf diese Weise den bei der Ventilhubumschaltung entstehenden Drehmomentenüberschuss abzubauen. Eine derartige Umschaltstrategie müsste jedoch durch einen erhöhten Kraftstoffverbrauch erkauft werden.
Ein ähnliches Problem tritt bei einer Umschaltung zwischen einem stöchio etrischen Betrieb und mageren Betrieb einer Brennkraftmaschine auf . Da zur Vermeidung erhöhter Schadstoffemissionen ein allmählicher Übergang zwischen diesen beiden Betriebsarten nicht in Frage kommt, werden nach einer allmählichen. Änderung des Luftmassenstromes durch eine entsprechende Stellung des Drosselventils die eingespritzte KraftStoff enge und der Zündwinkel schlagartig geändert, um von der einen Betriebsart auf die andere Betriebsart umzuschalten. Auch dies würde zu einem entsprechenden Drehmomentensprung führen, wenn dies nicht durch einen Regeleingriff in Form einer Wirkungsgradverringerung verhindert würde, was wiederum eine Erhöhung des Kunststoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen zur Folge hätte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern eines entsprechenden Umschaltvorganges im Betrieb der Brennkraftmaschine anzugeben, bei dem ein Drehmomentensprung auf möglichst verbrauchsgünstige und Schadstoffarme Art und Weise vermieden wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 definiert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Einrichtung zur Impulsaufladung der Zylinder der Brennkraftmaschine dazu verwendet, einen durch den Umschaltvorgang hervorgerufenen Dreh- momentensprung durch eine entsprechende gegensinnige Änderung eines durch Impulsaufladung erzeugten Drehmomentes zu vermeiden oder zumindest zu verringern.
Einrichtungen zur Impulsaufladung, auch MIC (Meta Impuls Charger) genannt, sind bekannt, vgl. z. B. DE 37 37 824 AI und DE 37 37 826 AI. Diese Einrichtungen bestehen aus einem im Ansaugtrakt angeordneten zusätzlichen Ventil, dem sogenannten Lufttaktventil, das bei jedem Saughub den Ansaugquerschnitt des Ansaugtraktes kurzzeitig verschließt und wieder freigibt. Dies führt kurzfristig zu einem erhöhten Unterdruck im Zylinder, der beim Öffnen des Lufttaktventils für eine Druckwelle sorgt, die eine entsprechende „Impulsaufladung" des Zylinders bewirkt .
Die Impulsaufladung hat eine sehr hohe Dynamik, d. h. , sie spricht augenblicklich auf einen Regeleingriff an, und sie erlaubt eine praktisch stufenlose Änderung der angesaugten Luftmasse und des hierdurch zur Verfügung gestellten Drehmomentes . Dies macht sich das erfindungsgemäße Verfahren zunutze, indem es die Impulsaufladung vor dem Umschaltvorgang zu- oder abschaltet und während des Umschaltvorganges schlagartig wieder in den ursprünglichen Zustand zurückstellt. Auf diese Weise lässt sich eine Wirkungsgradverschlechterung durch Ändern des Zündwinkels und/oder Luft/Kraftstoff-Verhältnisses während des Umschalt organges vermeiden oder zumindest verringern.
Bei dem Umschaltvorgang kann es sich um die Umschaltung des Ventilhubes diskret verstellbarer Einlassventile oder um die Umschaltung zwischen stöchiometrischem und magerem Betrieb der Brennkraftmaschine handeln.
Wird beispielsweise der Ventilhub der Einlassventile von einem kleinen Wert auf einen großen Wert umgeschaltet, so wird vor der Ventilhubumschaltung ein durch Impulsaufladung erzeugtes Drehmoment erhöht, indem die Einrichtung zur Impuls- aufladung zugeschaltet und dadurch ein Teil des Luftmassen- stroms durch die Impulsaufladung bereitgestellt wird. Gleichzeitig mit der Ventilhubumschaltung wird dann die Einrichtung zur Impulsaufladung abgeschaltet, so dass das durch die Impulsaufladung bereitgestellte Drehmoment wegfällt. Dies ko - pensiert oder zumindest mindert die durch die Ventilhubumschaltung hervorgerufene Erhöhung des Luftmassenstroms bzw. Drehmomentes .
Wird der Ventilhub der Einlassventile von einem großen auf einen kleinen Wert umgeschaltet, so wird vor der Ventilhubumschaltung ein durch Impulsaufladung erzeugtes Drehmoment verringert und gleichzeitig mit der Ventilhubumschaltung wieder erhöht .
In analoger Weise wird bei der Umschaltung zwischen stöchiometrischem und magerem Betrieb der Brennkraftmaschine die Einrichtung zur Impulsaufladung entsprechend gesteuert, um einen durch die Umschaltung hervorgerufenen Drehmomentensprung durch eine entsprechende gegensinnige Änderung des durch die Impulsaufladung bereitgestellten Drehmomentes zu kompensieren. Der Begriff „magerer Betrieb" ist hierbei in seiner allgemeinsten Form zu verstehen, d.h. er umfasst einen homogen mageren Betrieb, einen geschichtet mageren Betrieb wie auch einen sogenannten HCCI-Betrieb. Mit HCCI (homogene- ous Charge compression ignition) ist ein Betriebsmodus zu verstehen, bei dem die Entzündung des Luft/Kraftstoffgemischs nicht durch Fremdzündung, sondern durch kontrollierte Selbstzündung erfolgt, siehe z.B. US 6 260 520, US 6 390 054, DE 19927479 und WO 98/10179.
Da sich mit Hilfe der Impulsaufladung das Drehmoment bei sonst unveränderten Bedingungen um bis ca. 50% stufenlos und praktisch verzögerungs rei erhöhen lässt, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren einen drehmomentneutralen Umschaltvorgang, bei dem eine Verstellung des Zündwinkels und/oder des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zum Vermeiden eines Drehmo- mentensprunges vollständig oder zumindest teilweise vermieden wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern eines Umschaltvor- ganges zunächst für nur einen ersten Teil der Zylinder und verzögert hierzu für einen zweiten Teil der Zylinder durchgeführt wird. Dies ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren problemlos möglich, da die Impulsaufladung zylinderselektiv arbeitet. Der Vorteil einer stufenweisen Durchführung des er- findungsgemäßen Umsteuerverfahrens besteht darin, dass bei den Umschaltvorgängen jeweils nur eine kleinere Drehmomentänderung entsteht, die durch einen entsprechenden Regeleingriff einfacher und verbrauchsgünstiger kompensiert werden kann.
Weitere Ausgestaltungen und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftma- schine;
Fig. 2 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Steuern der Umschaltung des Ventilhubes der Einlassventile;
Fig. 3 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Umschalten der Brennkraftmaschine von stöchiometrischem Betrieb auf magereren Betrieb.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Weise eine Brennkraftma- schine 1 vom Otto-Typ mit mehreren Zylindern 2 (von denen nur einer angedeutet ist), einem Ansaugtrakt 3, einem Abgastrakt 4, einem Einlassventil 5, einem (nicht dargestellten) Auslassventil, einem Aktuator mit einem Verstellmechanismus 6 zum diskreten Verstellen des Ventilhubes des Einlassventils 5, einem Einspritzventil 7 zum Einspritzen von Kraftstoff, einer Zündkerze 8 mit einem Zündwinkel-Verstellmechanismus 9, und einem im Ansaugtrakt 3 angeordneten Drosselventil 10 in Form einer Drosselklappe.
Ferner ist im Ansaugtrakt 3 zwischen dem Drosselventil 10 und dem Einlassventil 5 eine Einrichtung 11 zur Impulsladung (MIC) in Form eines sogenannten Lufttaktventiles angeordnet. Wie bereits eingangs erläutert, kann das Lufttaktventil der Einrichtung 11 während eines Ansaugtaktes (also bei geöffne- tem Einlassventil 5) kurzfristig geschlossen und wieder geöffnet werden, um durch den hierdurch hervorgerufenen Druckimpuls eine Impulsaufladung des Zylinders 2 zu erzeugen. Wegen weiterer Einzelheiten sei auf die eingangs genannten Druckschriften DE 3737824 AI und DE 37 37826 AI verwiesen.
Weitere für den Betrieb der Brennkraftmaschine erforderliche, dem Fachmann bekannte Einrichtungen sind nicht dargestellt, da sie für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht benötigt werden.
Der Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird von einem elektro- nischen Betriebssteuergerät 12 geregelt. Wie durch gestrichelte Linien angedeutet, ist das Betriebssteuergerät 12 mit dem Einlassventil bzw. dem Verstellmechanismus 6, dem Einspritzventil 7, der Zündkerze 8, dem Zündwinkel-Verstellmechanismus 9, dem Drosselventil 10 und der Einrichtung 11 zur Impulsaufladung verbunden, um deren Betrieb in Abhängigkeit von Steuersignalen zu regeln. Da derartige Regelverfahren dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind, wird hierauf nur insoweit eingegangen, als es für ein Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern von Umschaltvorgängen erfor- derlich ist.
Die Erfindung wird nun zunächst anhand eines Verfahrens zum Umschalten des Ventilhubes der Einlassventile 5 durch den Verstellmechanismus 6 zwischen einem kleinen und großen Ven- tilhub beschrieben. Hierbei sei auf das Flussdiagramm der Fig. 2 Bezug genommen, das die Schritte zum Umschalten von einem kleinen auf einen großen Ventilhub der Einlassventile 5 darstellt.
Der große Ventilhub der Einlassventile 5 führt beispielsweise zu 50% mehr Füllung in den Zylindern 2 und somit zu einer entsprechenden Erhöhung des Drehmomentes von 50%. Es sei angenommen, dass vor dem Umschaltvorgang das von der Brennkraftmaschine 1 an ihre Kupplung (nicht gezeigt) abzugebende Soll-Drehmoment 100 Nm beträgt. Erfolgt die Ventilhubverstellung ohne weiteren Regeleingriff, so ergäbe sich bei großem Ventilhub ein Kupplungsmoment von 150 Nm. Dieser Drehmomentensprung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt vermieden.
Wenn das Programm feststellt, dass vom kleinen auf den großen Ventilhub umgeschaltet werden soll (Schritt 13), so wird zu- nächst die Einrichtung 11 zur Impulsaufladung (MIC) aktiviert und das Drosselventil 10 in Schließrichtung verstellt (Schritt 14) . Zweckmäßigerweise wird das Drosselventil 10 vom Betriebssteuergerät 12 auf einen Öffnungsgrad (Zielwert) ein- gestellt, bei dem sich nach dem Umschaltvorgang, wenn der Ventilhub für alle Zylinder 2 auf den großen Wert verstellt worden ist, ein Drehmoment von 100 Nm ergibt. Die Füllung der Zylinder 2 und entsprechend das Drehmoment werden somit nur noch zu einem Teil (z.B. 66,7 Nm) von dem Drosselventil 10 bereitgestellt, während der verbleibende Teil (z.B. 33,3 Nm) von der Einrichtung 11 zur Impulsaufladung (MIC) geliefert wird.
Im Flussdiagramm der Fig. 2 ist angenommen, dass der Zielwert der Drosselklappe gleich dem Minimalwert der Drosselklappe ist. Sobald der Minimalwert der Drosselklappe erreicht ist (Schritt 15) werden die Einlassventile 5 auf den großen Ventilhub umgeschaltet. Gleichzeitig wird die Einrichtung 11 zur Impulsaufladung abgeschaltet . Beide Vorgänge erfolgen syn- chron und ohne Zeitverzögerung.
Der durch den großen Ventilhub zusätzlich bereitgestellte Luftmassenstrom führt, wie bereits erwähnt, zu einer Erhöhung des Drehmomentes um 50%, d. h., bei dem oben angegebenen Zah- lenbeispiel von 66,7 Nm auf 100 Nm. Der Wegfall des durch die Impulsaufladung bereitgestellten Drehmomentes von 33,3 Nm gleicht somit den durch die Ventilhubverstellung bewirkten Anstieg des Drehmomentes vollständig aus, so dass sich das Drehmoment bei der Ventilhubumschaltung nicht ändert.
Falls die durch die Ventilhubumschaltung bewirkte Drehmomentänderung größer ist, als sie durch die Impulsaufladung kompensiert werden kann, so lässt sich der verbleibende Drehmomentensprung durch eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Verbrennung in den Zylindern kompensieren. Dies wird beispielsweise durch eine Verstellung des Zündwinkels von einem Basiszündwinkel aus in Richtung auf einen späteren Zündzeit- punkt (einen sogenannten Zündwinkelrückzug) oder durch eine Verstellung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erreicht.
Ist im Schritt 15 der Minimalwert der Drosselklappe noch nicht erreicht, so wird in einem Schritt 17 gefragt, ob die Umschaltung sofort erfolgen muss. Ist dies nicht der Fall, so kehrt das Programm zu einer Stelle zwischen den Schritten 14 und 15 zurück. Falls die Umschaltung jedoch sofort erfolgen muss, geht das Programm zu dem Schritt 16 weiter.
Es versteht sich, dass die Umschaltung vom großen Ventilhub auf den kleinen Ventilhub in analoger Weise abläuft, wobei die Einrichtung 11 zur Impulsaufladung gleichzeitig mit der Ventilhubverstellung zugeschaltet wird, um den durch die Ven- tilhubverStellung verursachten Drehmomentenabfall durch eine entsprechende Impulsaufladung zu kompensieren.
Es wird nun eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Umschalten vom stöchiometrischen auf mageren Be- trieb anhand des Flussdiagramms der Fig. 3 erläutert.
Wenn vom stöchiometrischen auf mageren Betrieb umgeschaltet werden soll, so wird üblicherweise zunächst das Drosselventil 10 in Öffnungsrichtung verstellt, um den für den mageren Be- trieb erforderlichen zusätzlichen Luftmassenstrom zur Verfügung zu stellen. Die Umschaltung auf den mageren Betrieb erfolgt dann schlagartig, indem die Zufuhr des Kraftstoffes und der Zündwinkel entsprechend verstellt werden. Der sich hierdurch ergebende Drehmomentensprung wird erfindungsgemäß im Prinzip in der gleichen Weise kompensiert oder zumindest verringert, wie dies in Verbindung mit der Ventilhubverstellung beschrieben wurde .
Sobald das Programm feststellt, dass vom stöchiometrischen auf den mageren Betrieb umgeschaltet werden soll (Schritt
17), wird die Einrichtung 11 zur Impulsaufladung, sofern sie zugeschaltet war, abgeschaltet und das Drosselventil 10 in Öffnungsrichtung verstellt (Schritt 18) . Zweckmäßigerweise wird das Drosselventil 10 hierbei auf einen Öffnungsgrad (Zielwert) einstellt, der für einen optimalen mageren Betrieb erforderlich ist.
Wenn das Drosselventil 10 den Zielwert erreicht hat (Schritt 19) , so wird auf den mageren Betrieb umgeschaltet, indem das Einspritzventil 7 und die Zündung entsprechend verstellt werden. Gleichzeitig hierzu wird die Einrichtung 7 zur Impuls- aufladung (MIC) aktiviert bzw. zugeschaltet (Schritt 20) .
Hierdurch wird der durch die Umschaltung auf den mageren Betrieb bedingte Drehmomentenabfall durch die Impulsaufladung und das hierdurch erzeugte zusätzliche Drehmoment kompensiert.
Auch in diesem Fall kann ein zusätzlicher Drehmomentenausgleich durch eine Verstellung des Zündwinkels oder des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vorgenommen werden, wenn die zur Verfügung stehende Impulsaufladung nicht zu einem voll- ständigen Ausgleich des Drehmomentensprungs ausreicht.
Da die Impulsaufladung zylinderspezifisch arbeitet und somit auch das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern der Ventilhubumschaltung bzw. Betriebsartumschaltung ebenfalls zylin- derspezifisch durchgeführt werden kann, lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern eines Umschaltvorganges zunächst nur für einen Teil der Zylinder und zeitverzögert dazu für einen zweiten Teil der Zylinder durchführen. Der Umschaltvorgang wird somit gewissermaßen in zwei oder mehr Um- schaltvorgänge aufgeteilt, so dass bei jedem Umschaltvorgang nur eine kleinere Drehmomentänderung durch eine entsprechende Änderung der Impulsaufladung ausgeglichen werden muss.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines Umschaltvorganges im Betrieb einer mit einem elektronischen Betriebssteuergerät (12) ver- sehenen Brennkraftmaschine (1) , die eine Einrichtung (11) zur Impulsaufladung der Zylinder (2) umfasst, bei welchem Verfahren ein durch den Umschaltvorgang hervorgerufener Drehmomentensprung durch eine entsprechende gegensinnige Änderung eines durch Impulsaufladung erzeugten Drehmoments vermieden oder zumindest reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es sich bei dem Umschaltvorgang um die Umschaltung des Ventilhubes diskret verstell- barer Einlassventile (5) der Brennkraftmaschine (1) handelt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Ventilhub der Einlassventile (5) von einem kleinen Wert auf einen großen Wert umgeschaltet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h- n e t, dass vor der Ventilhubumschaltung ein durch Impulsaufladung erzeugtes Drehmoment erhöht und gleichzeitig mit der Ventilhubumschaltung wieder verringert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Ventilhub der Ein- lassventile (5) von einem großen Wert auf einen kleinen Wert umgeschaltet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass vor der Ventilhubumschaltung ein durch Impulsaufladung erzeugtes Drehmoment verringert und gleichzeitig mit der Ventilhubumschaltung wieder erhöht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es sich bei dem Umschaltvorgang um die Umschaltung zwischen einem stöchiometrischen und mageren Betrieb der Brennkraftmaschine (1) handelt.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , bei dem eine Umschaltung vom stöchiometrischen Betrieb auf mageren Betrieb der Brennkraftmaschine (1) erfolgt, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass vor dem Umschaltvorgang ein durch Impulsaufladung erzeugtes Drehmoment verringert und gleichzeitig mit dem Umschaltvorgang wieder erhöht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem eine Umschaltung vom mageren Betrieb auf stöchiometrischen Betrieb der Brennkraft- maschine (1) erfolgt, d a d u r c h g e k e n n z e i c n e t, dass vor dem Umsehaltvorgang ein durch Impulsaufladung erzeugtes Drehmoment erhöht und gleichzeitig mit dem Umschaltvorgang wieder verringert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es zunächst für einen ersten Teil der Zylinder und verzögert hierzu für einen zweiten Teil der Zylinder durchgeführt wird.
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