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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung.
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Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung werden in mindestens zwei Betriebsarten betrieben, zwischen denen abhängig von wenigstens einem Freigabesignal umgeschaltet wird. Als Betriebsarten sind dabei insbesondere der Homogenbetrieb, der Schichtbetrieb sowie der Homogen-Mager-Betrieb zu nennen. Eine derartige Vorgehensweise ist beispielsweise der
DE 198 50 587 A1 zu entnehmen. Danach ist eine Steuereinheit vorgesehen, die zwischen den jeweiligen Betriebsarten umschaltet. Diese Umschaltung erfolgt über Zwischenzustände. Im Rahmen dieses Zwischenzustandes wird eine Reihe von Maßnahmen durchgeführt, um von der einen in die andere Betriebsart zu gelangen.
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In der
DE 197 28 112 A1 ist ein Steuersystem für eine Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung auf Momentenbasis dargestellt. Dabei wird zur Steuerung im gedrosselten Homogenbetrieb wie aus herkömmlichen Steuersystemen bekannt ein Sollmomentenwert, der im wesentlichen das stationär einzustellende Moment repräsentiert, vorgegeben, der über den Luftpfad eingestellt wird, wobei nach Maßgabe des vorgegebenen Luft-/Kraftstoffverhältnisses (in der Regel stöchiometrisch) die einzuspritzende Kraftstoffmenge bestimmt wird. Ferner wird ein weiterer Sollmomentenwert für den kurbelwellensynchronen Pfad vorgegeben, der über Zündwinkelverstellung eingestellt wird und in welchem dynamische Momentenanforderungen, z. B. eines Leerlaufreglers enthalten sind. Das Sollmoment für den Zündwinkel wird unter Berücksichtigung von Istgrößen der Brennkraftmaschine durch Veränderung des Zündwinkels eingestellt. In anderen Betriebsarten mit magerem Gemisch, vorzugsweise im Schichtbetrieb und/oder im Homogen-Mager-Betrieb, kommt der über den ersten Pfad eingestellte Sollwert in der Regel nicht zur Wirkung, da die Brennkraftmaschine weitgehend ungedrosselt betrieben wird. Der Sollmomentenwert für den kurbelwellensynchronen Pfad, der hier auch die stationäre Komponente enthält, wird über die einzuspritzende Kraftstoffmasse realisiert. Bei Vorliegen der Bedingungen für eine Umschaltung zwischen zwei Betriebsarten wird demnach auch entsprechend die Ermittlung der Sollmomente verändert. Entsprechendes gilt für die Berechnung des Zündwinkels. Im Schichtbetrieb wird dieser aus einem Kennfeld ausgelesen, ohne dass eine momentenändernde Verstellung im Sinne des oben Gesagten erfolgt, während im Homogenmagerbetrieb eine Zündwinkelverstellung nach Maßgabe des Sollmoments und des Istmoments analog zum Homogenbetrieb stattfinden kann.
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Da der Übergang von der einen zur anderen Betriebsart nicht schlagartig, sondern über Zwischenzustände stattfindet, können beim Umschalten von einer Betriebsart zur anderen Parallelrechnungen von Zündwinkel- und Kraftstoffausgabe stattfinden. Die Behandlung der Umschaltung im Rahmen eines wie in der
DE 197 28 112 A1 gezeigten Steuersystems wird nachfolgend beschrieben.
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Aus der
DE 198 50 581 C1 ist eine Vorgehensweise zur Ermittlung des Istdrehmoments einer Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung bekannt. Dort wird ein Momentenmodell verwendet, dessen Parameter abhängig von der aktuellen Betriebsart angepaßt werden, um in jeder Betriebsart auf der Basis desselben Modells das Istmoment der Brennkraftmaschine zu bestimmen.
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Aus der
DE 197 46 902 A1 ist ein Verfahren zur Umschalung der Verbrennung zwischen homogenem und geschichtetem Betrieb gekannt.
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Vorteile der Erfindung
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Es wird eine eindeutige Ausgabe eines Sollmoments für den kurbenwellensynchronen Pfad erreicht, welches auch im Umschaltvorgang der den einzelnen Zylinder jeweils zugeordneten Betriebsart entspricht. Damit wird der Umschaltvorgang weiter optimiert.
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Da bei bereits freigegebener neuer Betriebsart, für die auch das Sollmoment bezüglich der Kraftstoffzufuhr berechnet wird, zumindest bei der Umschaltung vom Homogenbetrieb oder vom Homogenmagerbetrieb in einer andere Betriebsart noch zwei mit Kraftstoff gefüllte Zylinder infolge der Vorlagerung des Kraftstoffes zu zünden sind, wird für diese Zylinder noch eine für die vorhergehende Betriebsart gültiges Sollmoment für den Zündwinkel ausgegeben. Würde bereits für diese Zündungen ein Sollmoment für die bereits aktuelle Betriebsart ausgegeben, so würde ein falscher Zündwinkel ausgegeben und ein undefiniertes Istmoment würde entstehen. Ein unerwünschtes Verhalten des Drehmoments während des Umschaltvorgangs ist die Folge. Dies wird durch die Ausgabe eines Sollmoments, welches an die speziellen Umstände beim Umschaltvorgang angepaßt ist, wirksam vermieden.
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Bei der Umschaltung vom Schichtbetrieb muss dagegen bei bereits freigegebener neuer Betriebsart eine doppelte Berechnung und Ausgabe der Sollmomente für die neue und die alte Betriebsart erfolgen. Dadurch wird der Übergang aus dem Schichtbetrieb verbessert. Entsprechend wird beim Übergang in den Schichtbetrieb die Berechnung des Sollmoments für den Kraftstoff und/oder dessen Ausgang verzögert, um die Vorlagerung des Kraftstoff in der alten Betriebsart zu berücksichtigen.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Zeichnung
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. 1 zeigt dabei ein Übersichtsblockschaltbild einer Steuereinrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung. In 2 ist ein Flussdiagramm skizziert, welches ein Programm darstellt zur Realisierung des Übergangszustandes vom Homogenbetrieb in den Homogen-Mager-Betrieb. Der Übergang zwischen den anderen Betriebsarten wird entsprechend gestaltet. In den 3 bis 8 sind Zeitdiagramme gezeigt, welche die Vorgehensweise der Umschaltung von einer auf die andere Betriebsart für die Betriebsarten Homogen, Homogen-Mager und Schichtbetrieb verdeutlichen.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In 1 ist eine Steuereinheit 10 dargestellt, welche als Elemente zumindest eine Eingangsschaltung 12, wenigstens einen Mikrocomputer 14, eine Ausgangsschaltung 16 und ein diese verbindendes Kommunikationssystem 18 umfasst. Der Eingangsschaltung 12 werden Eingangsleitungen zugeführt, über die von entsprechenden Messeinrichtungen Signale zugeführt werden, die Betriebsgrößen repräsentieren oder aus denen Betriebsgrößen ableitbar sind. Beispielhaft sind eine Eingangsleitung 20 dargestellt, welche die Steuereinheit mit einer Messeinrichtung 22 verbindet, die ein den Betätigungsgrad β des Fahrpedals repräsentierende Größe ermittelt, eine Eingangsleitung 24, die von einer Messeinrichtung 26 stammt und über die ein die Motordrehzahl Nmot repräsentierende Größe zugeführt wird, eine Eingangsleitung 28, über die die Steuereinheit 10 mit einer Messeinrichtung 30, welche ein die zugeführte Luftmasse HFM repräsentierendes Signal abgibt, verbunden ist. Ferner sind Eingangsleitungen 36 bis 40 vorgesehen, die weitere, Betriebsgrößen repräsentierende Signale von Messeinrichtungen 42 bis 46 herbeiführen. Beispiele für derartige Betriebsgrößen, die bei der Steuerung der Brennkraftmaschine Verwendung finden, sind Temperaturgrößen, die Stellung der Drosselklappe, die Abgaszusammensetzung, etc. Zur Steuerung der Brennkraftmaschine gehen dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel von der Ausgangsschaltung 16 Ausgangsleitungen 48 bis 52 zur Steuerung von Einspritzventilen 54 sowie eine Ausgangsleitung 56 zur Steuerung einer elektromotorisch verstellbaren Drosselklappe 58 aus. Ferner wird die Zündung veranlasst (aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt).
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Zur Steuerung der Brennkraftmaschine wird eine Momentenanforderung (Sollmoment) gebildet, wobei verschiedene interne und/oder externe Momentenanforderungen zur Bildung einer resultierenden Momentenanforderung an die Brennkraftmaschine koordiniert werden. Beispiele für solche Anforderungen sind Anforderungen vom Fahrer, von externen Systemen wie einer Antriebsschlupfregelung, etc. Die Umsetzung der Momentenanforderung erfolgt unterschiedlich je nach ausgewählter Betriebsart der Brennkraftmaschine. Im Homogenbetrieb wird das resultierende Sollmoment aufgeteilt auf den langsam reagierenden Füllungspfad und dem schnell wirkenden kurbelwellensynchronen Pfad, wobei der Füllungspfad der Hauptpfad ist und das stationäre Drehmoment einstellt. Es wird aus dem Sollmoment eine Sollfüllung berechnet, die durch Einstellen der Drosselklappe eingestellt wird. Im kurbelwellensynchronen Pfad wird durch Beeinflussung von Zündzeitpunkt und/oder Kraftstoffzumessung durch Ausblendung einzelner Zylinder das gewünschte Drehmoment dynamisch eingestellt. Dabei wird das Sollmoment für den kurbelwellensynchronen Pfad zu dem berechneten Istmoment in Beziehung gesetzt und durch Einstellung der Stellgrößen Zündwinkel und/oder Ausblendung die Abweichung minimiert.
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Auch im Schichtbetrieb wird das resultierende Sollmoment in einen auf den langsam reagierenden Füllungspfad wirksames Sollmomentenwert und einem auf dem schnell wirkenden kurbelwellensynchronen Pfad geltender Sollmomentenwert aufgeteilt. Hier wirkt der kurbelwellensynchrone Pfad als Hauptpfad. Da aus Verlustgründen die Drosselklappe so weit wie möglich geöffnet sein soll, wird die Sollfüllung im Schichtbetrieb und somit die Einstellung der Drosselklappe nicht nach Maßgabe des Sollmomentenwertes, sondern nach Maßgabe des mindest notwendigen Saugrohrunterdrucks vorgenommen. An seiner Stelle wird der Sollmomentwert für den kurbelwellensynchronen Pfad durch Bestimmung der einzuspritzenden Kraftstoffmasse umgesetzt.
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Entsprechendes gilt für die anderen Betriebsarten mit weitgehend entdrosseltem Betrieb, beispielsweise dem Homogenmagerbetrieb.
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Ausgangssignale von Zusatzfunktionen wie z. B. einer Leerlaufregelung werden zumindest im ungedrosselten Betrieb dem Sollmoment für den kurbelwellensynchronen Pfad (Kraftstoffpfad) aufgeschaltet.
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Unterschiede zwischen den Betriebsarten bestehen auch in der Zündwinkel- und Istmomentenberechnung. Im Homogenbetrieb sowie im Homogen-Mager-Betrieb wird das Sollmoment über dem Zündwinkel nach Maßgabe des berechneten Istmoments in den auszugebenden Zündwinkel umgesetzt. Das Istmoment wird dabei für die je Betriebsart geltenden Bedatungen durch beispielsweise das eingangs genannte Modell berechnet.
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Beim Umschalten von einer Betriebsart auf die andere kommt es infolge der Vorlagerung des Kraftstoffes in den Betriebsarten, die in den Ansaugtakt einspritzen (Homogen, Homogenmager) zur parallelen Berechnung der Sollmomente für Kraftstoff in der neuen und für den Zündwinkel in der alten Betriebsart. Um auch während der Umschaltphase eine optimale Verbrennung und damit das gewünschte Moment zu erreichen, ist es notwendig, dass parallele Berechnungen des Sollmoments über den Kraftstoffzufuhr und des Sollmoments über den Zündwinkel in unterschiedlichen Betriebsarten stattfinden. Es wird durch die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise eine eindeutige Ausgabe von Sollmomenten angestrebt, welche der zugeordneten Betriebsart entsprechen. Da für die neue Betriebsart noch zwei mit Kraftstoff gefüllte Zylindern aus der vorhergehenden Betriebsart gezündet werden müssen, wird für diese Zylinder noch ein die vorhergehende Betriebsart berücksichtigendes Sollmoment ausgegeben.
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Bei dem Übergang vom Schichtbetrieb (hierunter wird auch Schichtkatheizen und Homogen-Schicht-Betrieb verstanden) in eine andere Betriebsart erfolgt infolge der Vorlagerung des Kraftstoffes in der neuen Betriebsart eine Parallelberechnung und -ausgabe der Sollmomente für die Kraftstoffeinspritzung in beiden Betriebsarten für verschiedene Zylinder, während der Übergang in den Schichtbetrieb die Vorlagerung in der alten Betriebsart zu einem Auslassen der Sollmomentenausgabe für eine bestimmte Zeitspanne (in der Regel ein Synchro = 180° Kurbelwellenwinkel) stattfindet.
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Das Flussdiagramm in 2 zeigt eine solche Übergangssituation am Beispiel des Übergangs vom Homogenbetrieb in den Homogen-Mager-Betrieb. Das Programm läuft kurbelwellensynchron ab. Es wird bei Freigabe des Homogenmagerbetriebs gestartet. Zunächst wird im Schritt 100 ein Zähler Z auf den Wert 0 gesetzt. Danach wird im Schritt 102 das Sollmoment für den Kraftstoffpfad MSOLLK für den Homogen-Mager-Betrieb berechnet und zur Bestimmung der Sollkraftstoffmasse ausgegeben. Daraufhin wird im Schritt 104 das Sollmoment MSOLLZWHOM über den Zündwinkel der bisherigen Betriebsart Homogen wie bisher berechnet und im darauffolgenden Schritt 106 entsprechend das Istmoment MISTHOM für den Homogenbetrieb bestimmt. Im darauffolgenden Schritt 108 wird der Zündwinkel nach Maßgabe des ermittelten Istmoments und des Sollmoments für den Homogenbetrieb bestimmt und ausgegeben. Im Schritt 110 wird der Zähler Z um 1 erhöht und im Schritt 112 abgefragt, ob der Zählerstand K erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, wird das Programm mit Schritt 102 zum nächsten Synchronzeitpunkt erneut durchlaufen. Hat der Zählerstand den Wert K erreicht, so wird in die Momentenberechnung der Betriebsart Homogen-Mager umgeschaltet. Der in 2 skizzierte Übergangszustand ist beendet. Mit anderen Worten werden also bei Umschaltung vom Homogenbetrieb in den Homogen-Mager-Betrieb noch k Zündwinkel für die alte Betriebsart Homogen ausgegeben und gleichzeitig die richtige Kraftstoffeinspritzung für die neue Betriebsart Homogen-Mager. Entsprechend sind, wie in 2 dargestellt, die Sollmomente zu berechnen, so dass zum einen für die Betriebsart Homogen-Mager ein Sollmoment über Kraftstoffzufuhr als auch ein Sollmoment über den Zündwinkel nach Maßgabe der Vorgehensweise der Betriebsart Homogen bestimmt wird. Entsprechend wird die Zündwinkeleinstellung auch nach Maßgabe der Vorgehensweise des Homogenbetriebs vorgenommen. Für die Kraftstoffausgabe erfolgt keine Anpassung, da die Kraftstoffzufuhr direkt mit der Betriebsart wechselt. Eine entsprechende Vorgehensweise ergibt sich auch bei der Umschaltung vom Homogen-Mager-Betrieb in den Homogenbetrieb. Bei einem Vierzylinder ergibt sich die Konstante K zu 2.
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Entsprechende Programme für die Übergangszustände von Schichtbetrieb und in den Schichtbetrieb sind ebenfalls vorhanden. Die Vorgehensweise bei solchen Übergänge ist nachfolgend anhand von Zeitdiagrammen dargestellt, aus denen sich entsprechende Programme ableiten lassen.
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Die Umschaltung vom Homogenbetrieb in den Homogen-Mager-Betrieb ist anhand des Zeitdiagramms der 3 dargestellt, die Umschaltung vom Homogen-Mager-Betrieb in den Homogenbetrieb in 4.
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Dargestellt ist die Situation bei einem 4-Zylinder-Motor, wobei von links nach rechts die Zeit T aufgetragen ist. Dargestellt sind die Einspritzungen (unausgefüllte Rechtecke), die Schließzeiten (ausgefüllte Rechtecke) sowie der Zündzeitpunkt (Flammensymbol).
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Die Statusangaben in 3 zeigen den Status der Betriebsart homogen (B_HOM), der Betriebsart Homogen-Mager (B_HMM), der Übergangsphase (B_HOMHMM), der Status der Zündwinkelberechnung nach der Berechnungsvorschrift der Homogen-Mager-Betriebsart (B_MDZWHMM) sowie der Fall, daß keine ZW-Sollberechnung beispielsweise im Schichtbetrieb stattfinden soll (B_BRKMDZW). Zunächst befinde sich das System im Homogenbetrieb (Statusbit B_HOM gesetzt). In den ersten Zylinder wird vor dem Synchrongrundwert (0, Zeitpunkt t0) eingespritzt. Zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 erfolgt die Einspritzung in den zweiten Zylinder ebenfalls nach Maßgabe des Homogenbetriebs. Zum Zeitpunkt t1 wird der Homogenmagerbetrieb freigegeben und der Homogenbetrieb verlassen (Bit B_HOM wird zurückgesetzt, B_HMM gesetzt). Die Betriebsart wird also umgeschaltet. Zum Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3 wird daher ein Übergangszustand eingeleitet (Statusbit B_HOMHMM gesetzt). Da zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 der unmittelbar vor dem Zeitpunkt t0 eingespritzte Zylinder zur Zündung kommt, wird Schließzeit und Zündzeitpunkt für diesen ersten Zylinder nach Maßgabe der Betriebsart Homogen bestimmt. Zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 wird dann nach Maßgabe der Vorgehensweise für die Betriebsart Homogen-Mager die Kraftstoffmasse für den dritten Zylinder gebildet und ausgegeben. Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird das sich im zweiten Zylinder befindliche Gemisch mit einem Zündwinkel gezündet, welcher noch entsprechend der Vorgehensweise im Homogenbetrieb berechnet wird. D. h. das Sollmoment für die Zündwinkeleinstellung, dessen Ausgabe und die Zündwinkelberechnung erfolgt nach der im Homogenbetrieb vorgesehenen Vorgehensweise für die ersten beiden Zylinder. Ferner wird zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 die einzuspritzende Kraftstoffmasse und das dieser Größe zugrundeliegende Sollmoment für den vierten Zylinder entsprechend der Vorgehensweise im Homogen-Mager-Betrieb berechnet und ausgegeben. Mit dem Zeitpunkt t3 ist der Übergangszustand beendet und die Sollmomenten- und Zündwinkelberechnung wird entsprechend der im Homogen-Mager vorgesehenen Vorgehensweise berechnet (vgl. Statusbit B_MDZWHMM). Daher wird zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 für den dritten Zylinder der Zündwinkel nach Maßgabe der Homogen-Mager-Betriebsart ausgegeben. In den ersten Zylinder wird dann zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 Kraftstoff eingespritzt, der für die Betriebsart Homogen-Mager bestimmt wurde, während das Gemisch im vierten Zylinder zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 mit einem dieser Betriebsart entsprechend bestimmten Zündwinkel gezündet wird.
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Entsprechendes gilt auch für die Umschaltung zwischen Homogen-Mager zum Homogenbetrieb (vgl. 4). Auch hier wird wie in 3 zum Zeitpunkt t1 die Umschaltanforderung gesetzt (Rücksetzen Statusbit B_HMM, Setzen von B_HOM), wodurch ein Übergangszustand zwischen den Zeitpunkten t1 und t3 folgt (vgl. 4, Statusbit B_HMMHOM). Die Bestimmung des Zündwinkels nach Maßgabe des Sollmoments des Homogenbetriebs und der Berechnungsvorschrift für den Homogenbetrieb wird bei Umschalten des entsprechenden Statusbits erst zum Zeitpunkt t3 vorgenommen. Auch hier wird also für die Kraftstoffmasse, die im Homogen-Mager-Betrieb berechnet und eingespritzt wurde (erster und zweiter Zylinder) zwischen den Zeitpunkten t1 und t3 ein Zündwinkel ausgegeben, welcher ebenfalls für diese Betriebsart berechnet wird (Wechsel auf Bestimmung nach Homogenmethode zum Zeitpunkt t3, Rücksetzen des Statusbits B_MDZWHMM). Gleichzeitig wird für den dritten und vierten Zylinder in diesen Zeitphasen Kraftstoff eingespritzt, welcher bereits nach den Berechnungsmethoden des Homogenbetriebs bestimmt wurde. Dieser wird dann zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 bzw. t4 und t5 mit einem Zündwinkel gezündet, welcher auf des Basis des Sollmoments und der Zündwinkelberechnungsmethode nach der Vorgehensweise des Homogenbetriebs bestimmt wurde.
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Bei Umschaltungen in den Schichtbetrieb, z. B. vom Homogenbetrieb in den Schichtbetrieb oder vom Homogen-Mager-Betrieb in den Schichtbetrieb, werden noch zwei Zündwinkel für die alte Betriebsart Homogen bzw. Homogen-Mager ausgegeben. Die Kraftstoffeinspritzung für die neue Betriebsart Schichtbetrieb erfolgt unmittelbar nach der Umschaltung. Auch hier muß sichergestellt sein, dass die vorhergehende Betriebsart bei der Bestimmung der Sollmomente und bei der Umsetzung des Sollmoments in den Zündwinkel berücksichtigt wird. Diese Berücksichtigung erfolgt, indem in den entsprechenden Betriebsphasen eine Parallelberechnung der Sollmomente, der Istmomente und des Zündwinkels stattfindet.
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5 zeigt das Zeitdiagramm der Umschaltung vom Homogenbetrieb in den Schichtbetrieb. Wie anhand der Statusbits erkannt wird, wird zum Zeitpunkt t1 vom Homogenbetrieb in den Schichtbetrieb umgeschaltet (Rücksetzen von B_HOM und Setzen von B_SCHH). Zwischen den Zeitpunkten t1 und t3 findet die Übergangsphase statt (B_HOMZWSCH aktiv). Die Kraftstoffeinspritzung für den zweiten und dritten Zylinder vor dem Zeitpunkt t1 erfolgt nach Maßgabe der luftgeführten Berechnungsmethode des Homogenbetriebs. Somit wird auch während der Übergangsphase die Zündwinkel für den zweiten und dritten Zylinder zwischen den Zeiträumen t1 und t2 bzw. t2 und t3 nach Maßgabe des Zündwinkelmomentensollwerts und der Berechnungsmethode des Homogenbetriebs berechnet. Die Kraftstoffzufuhr für den dritten Zylinder wird erst zum Zeitpunkt t3 mit Beendigung des Übergangszustandes bestimmt, da im Schichtbetrieb keine Vorlagerung des Kraftstoffs erfolgt. Grundlage ist für die Berechnung der Kraftstoffmasse ist der Sollmomentenwert für den Kraftstoffpfad. Das Gemisch in diesem Zylinder wird dann im gleichen Zeitabschnitt mit einem Zündwinkel gezündet, der entsprechend der Kennfeldeinstellung für den Schichtbetrieb bestimmt wurde (ab t3 ist Bit B_BRKMDZW gesetzt). Entsprechend wird für den ersten Zylinder zum Zeitpunkt t4 die Kraftstoffeinspritzung gemäß Schichtbetrieb durchgeführt und die Zündwinkelberechnung entsprechend des Kennfeldes vorgenommen. Somit wird erst nach Ende der Übergangsphase (Rücksetzen B_HOMZWSCH) eine Umschaltung der Zündwinkelberechnung durchgeführt, während die Umschaltung für den Kraftstoffmassenbestimmung bereits zum Zeitpunkt t1 stattfindet. Bemerkenswert ist, dass infolge der Vorlagerung der Kraftstoff im Homogenbetrieb für einen Zeitabschnitt auf eine Einspritzung verzichtet wird.
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Entsprechendes gilt für die Umschaltung vom Homogen-Mager-Betrieb in den Schichtbetrieb, die in 6 dargestellt ist. Auch hier findet die Umschaltung zum Zeitpunkt t1 statt (vgl. Statusbits B_HMM und B_ZWSCH), wobei dieser Umschaltung eine Übergangsphase bis zum Zeitpunkt t3 erfolgt (Bit B_HMMZWSCH gesetzt). Der Zündwinkel für den zweiten und dritten Zylinder, deren Kraftstoffberechnung nach Maßgabe des Sollmoments für den Kraftstoffpfad des Homogen-Mager-Betriebs erfolgte, wird für diese Zylinder auf der Basis des Sollmoments für die Zündwinkeleinstellung und der Berechnungsmethode des Homogen-Mager-Betriebs berechnet, während der vierte Zylinder mit einer Kraftstoffmasse eingespritzt wird, welche nach Maßgabe des Sollmoments für den Kraftstoffpfad im Schichtbetriebs berechnet und verzögert erst zum Zeitpunkt t3 ausgegeben ist. Zum Zeitpunkt t3 erfolgt dann die Umschaltung der Zündwinkelberechnung (vgl. Rücksetzen von B_MDZWHMM, Setzen von B_BRKMDZW), so dass der vierte und der erste Zylinder und jeder weitere Zylinder nach Maßgabe des Kennfeldzündwinkels des Schichtbetriebs gezündet werden.
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Bei der Umschaltung des Schichtbetriebs in den Homogenbetrieb oder in den Homogen-Mager-Betrieb, die in den 7 und 8 dargestellt sind, hat beim Wechseln der Betriebsarten die Kraftstoffmassenberechnung für zwei Zylinder in je einer Betriebsart parallel zu erfolgen.
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In 7 wird zunächst zu den Zeitpunkten t0 und t1 der erste und zweite Zylinder mit einer Kraftstoffmasse, die nach Maßgabe des Sollmoments des Schichtbetriebs berechnet wird, versorgt. Zum Zeitpunkt t1 erfolgt die Umschaltanforderung vom Schichtbetrieb in den Homogenbetrieb (Rücksetzen von B_SCH, Setzen von B_HOM). Es folgt eine Übergangsphase zwischen den Zeitpunkten t1 und t3 (B_ZWSCHHOM gesetzt), in der der vierte und der erste Zylinder mit einer Kraftstoffmasse versorgt werden, die nach Maßgabe der Vorgehensweise des Homogenbetriebs berechnet ist, d. h. luftgeführt angepasst wird, während der dritte Zylinder zum Zeitpunkt t2 noch mit einer Kraftstoffmasse versorgt wird, die parallel zur Ermittlung der Kraftstoffmasse für den vierten Zylinder abhängig vom Sollmoment für den Kraftstoffpfad berechnet und darauffolgend mit Kennfeldwinkel gezündet wird. Es zeigt sich also, dass hier in der Übergangsphase zwischen t1 und t2 das Sollmoment für den Kraftstoff nach Maßgabe des Schichtbetriebs und parallel dazu die an die Lufteinstellung angepaßte Kraftstoffmengenbestimmung berechnet wird. Die Umschaltung der Zündwinkelberechnung erfolgt zum Zeitpunkt t1, wobei der letzte Zündwinkel zur Zündung des Gemisches im zweiten und dritten Zylinder eingefroren wird. Entsprechendes gilt in einem Ausführungsbeispiel auch für die Kraftstoffmasse. Zum Zeitpunkt t3 wird der Zündwinkel für den im Homogenbetrieb eingespritzten vierten Zylinder berechnet und ausgegeben abhängig von Sollmoment für den Zündwinkelpfad im Homogenbetrieb.
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Entsprechendes gilt für die Umschaltung des Schichtbetriebs in den Homogen-Mager-Betrieb, welches anhand 8 dargestellt ist. Auch hier erfolgt die Umschaltung zum Zeitpunkt t1 (Setzen B_HMM, Rücksetzen B_SCH), wobei ein Übergangszustand bis zum Zeitpunkt t3 folgt (B_ZWSCHHMM gesetzt), in dem im wesentlichen parallel eine Einspritzung nach Maßgabe der Vorgehensweise im Schichtbetrieb (hier zweiter und dritter Zylinder) und der Vorgehensweise im Homogenbetrieb (hier vierter und erster Zylinder) erfolgt. Eine Bestimmung des Zündwinkels nach Maßgabe des Homogenbetriebs erfolgt erst mit der Zündung des dritten Zylinders nach dem Zeitpunkt t3, während der dritte Zylinder, der mit einer Schichtbetriebskraftstoffmasse gefüllt ist, nach Maßgabe des eingefrorenen Zündwinkels für den Schichtbetrieb gezündet wird.
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Alle genannten Punkte werden auch bei der Modellierung des Istmoments für die Umschaltung berücksichtigt. Während einer Umschaltung von einer Magerbetriebsart (Schichtbetrieb, Homogen-Mager) in eine andere Betriebsart wird die letzte ausgegebene Kraftstoffmasse gespeichert, da diese bei den folgenden zwei Zündungen der neuen Betriebsart zu berücksichtigen ist (Bestimmung des Istmoments auf der Basis der eingespritzten Kraftstoffmasse). Auch in der neuen Betriebsart wird ein modelliertes Moment als Funktion der Zündung und der Kraftstoffmasse der alten Betriebsart berechnet.
