DE10136943A1

DE10136943A1 - Steuerung der Regeneration der Kraftstoffdampfrückgewinnung bei einem Verbrennungsmotor mit hybrider Ventilsteuerung

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Publication number: DE10136943A1
Application number: DE10136943A
Authority: DE
Inventors: Thomas George Leone; Diana Dawn Brehob; John D Russell
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2001-07-28
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2021-07-29
Also published as: US6532944B1; DE10136943B4; GB2367148B; GB0118834D0; GB2367148A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration bzw. Spülung einer Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung für einen Verbrennungsmotor (10) mit einer hybriden Ventilsteuerung, bei dem die Einlassventile (16, 18) mittels unterschiedlicher Einrichtungen betätigt werden, sowie eine entsprechende Anordnung. Normalerweise wird der Spülvorgang bei Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnungen durch einen Unterdruck im Einlasskrümmer bewirkt, wodurch die Spülgase durch die Rückgewinnungsanordnung in den Einlasskrümmer strömen. Da jedoch Motoren mit hybrider Ventilsteuerung über weite Betriebsbereiche ungedrosselt arbeiten, wird im Rahmen der Erfindung der Einlasskrümmerdruck herabgesetzt, um einen Spülmodus zu ermöglichen. Der Übergang zu einem derartigen Zustand mit verringertem Einlassdruck wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Steuerungsverfahren für die Regeneration von Kraftstoffdämpfen in einer Kraftstoff dampfrückgewinnungsanordnung bei einem Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor mit einer hybriden Ventilsteuerung auf weist, sowie eine entsprechende Kraftstoffdampfrückgewin nungsanordnung.

Aus der US-PS 60 09 841 ist ein Verbrennungsmotor mit einer hybriden Ventilsteuerung bekannt, bei dem ein Einlassventil nicht mittels einer Nockenwelle betätigt wird. Dieses erste Einlassventil ist wahlfrei ansteuerbar (randomly operable intake valve, ROIV) in dem Sinne, dass die Ventilöffnungs- und Ventilschließ-Ereignisse unabhängig von der Kurbelwel lenrotation sind, so dass die Ventilsteuerung vollständig variabel ist. Ein zweites Einlassventil wird von einer Nockenwelle betätigt und weist einen Deaktivator auf. Mit die sem kann der Betrieb des zweiten Ventils innerhalb eines Mo torzyklus ausgesetzt oder wiederhergestellt werden. Ein der artiges Ventil wird nachfolgend als selektierbares Einlass ventil (selectable intake valve, SIV) bezeichnet. Das Aus lassventil oder die Auslassventile wird bzw. werden bei ei ner hybriden Ventilsteuerung in konventioneller Weise mit tels einer Nockenwelle betätigt. Wie in der US-PS 60 09 841 näher erläutert, zeichnet sich eine derartige Ventil steuerung gegenüber einer vollständig nockenwellenlosen Ven tilsteuerung des Verbrennungsmotors durch eine niedrigere Leistungsaufnahme aus.

In der US-PS 60 09 841 sind jedoch keine Maßnahmen für den Umgang mit Kraftstoffdämpfen offenbart. Moderne Kraftfahr zeuge sind mit Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnungen aus gestattet, die eine Regeneration bzw. ein Ausspülen (pur ging) der aufgefangenen Dämpfe in regelmäßigen Zeitabständen erfordern. Da der aus der US-PS 60 09 841 bekannte Verbren nungsmotor mit hybrider Ventilsteuerung über einen Großteil seiner Betriebszustände ungedrosselt betrieben wird, ist der konventionelle Ansatz, zur Förderung der Spülgase durch den Kraftstoffdampfbehälter den Unterdruck im Einlasskrümmer zu nutzen, nicht effektiv anwendbar. Deshalb wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Regeneration bzw. Spülung einer Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung bei ei nem Motor mit hybrider Ventilsteuerung vorgeschlagen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Regeneration bzw. Spülung einer Kraftstoffdampfrückgewin nungsanordnung für einen Motor vorgeschlagen, der wenigstens einen Zylinder, wenigstens ein wahlfrei ansteuerbares Ein lassventil sowie wenigstens ein selektierbares Einlassventil mit einem vorbestimmten Ventilschließzeitpunkt aufweist. Der Lufteinlass des Verbrennungsmotors weist ein Drosselventil und einen Einlasskrümmer auf, welcher zwischen dem Drossel ventil einerseits und sowohl dem wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventil als auch dem selektierbaren Einlassventil ande rerseits angeordnet ist. Weiterhin ist eine Motorsteuerein heit vorgesehen, die in Wirkverbindung mit dem Motor steht. Die Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung weist wenigstens ein Ventil auf, durch welches die Kraftstoffdampfrückgewin nungsanordnung und der Einlasskrümmer kommunizierend mitein ander verbindbar sind.

Das Verfahren umfasst die Schritte der Feststellung, dass die Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung nicht arbeitet und dass ein Spülvorgang erforderlich ist; die Abfrage des Einlasskrümmerdrucks; den Vergleich des Einlasskrümmerdrucks mit einem vorbestimmten Schwellwert für den Spüleinlasskrüm merdruck; und, falls der Einlasskrümmerdruck größer als die vorherbestimmte Schwelle für den Spüleinlasskrümmerdruck ist, Erniedrigen des Einlasskrümmerdrucks und Betätigung des wenigstens einen Ventils der Kraftstoffdampfrückgewinnungs anordnung, um eine kommunizierende Verbindung zwischen der Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung und dem Lufteinlass zu öffnen.

Weiterhin wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Ver fahren zur Regeneration bzw. Spülung einer Kraftstoffdampf rückgewinnungsanordnung für einen Motor vorgeschlagen, der wenigstens einen Zylinder, wenigstens ein wahlfrei ansteuer bares Einlassventil sowie wenigstens ein selektierbares Ein lassventil mit einem vorbestimmten Ventilschließzeitpunkt aufweist. Der Lufteinlass des Verbrennungsmotors weist ein Drosselventil und einen Einlasskrümmer auf, der zwischen dem Drosselventil einerseits und sowohl dem wahlfrei ansteuerba ren Einlassventil als auch dem selektierbaren Einlassventil andererseits angeordnet ist. Weiterhin steht eine Motor steuereinheit in Wirkverbindung mit dem Motor. Die Kraft stoffdampfrückgewinnungsanordnung weist wenigstens ein Ven til auf, durch welches die Kraftstoffdampfrückgewinnungsan ordnung und der Einlasskrümmer kommunizierend miteinander verbindbar sind. Das Verfahren umfasst die Schritte der Feststellung, dass die Kraftstoffdampfrückgewinnungsanord nung in einem Reinigungsmodus arbeitet und bereits hinrei chend gespült worden ist; die Betätigung wenigstens eines Ventils der Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung, um die kommunizierende Verbindung zwischen der Kraftstoffdampfrück gewinnungsanordnung und dem Lufteinlass zu schließen; und die Erhöhung des Drucks im Einlasskrümmer.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Verfahren und eine entsprechende Anordnung vorgeschlagen wird, mit dem bzw. mit der ein Übergang in einen Motorbe triebszustand mit einem reduzierten Einlassdruck realisiert werden kann, um einen Spülvorgang der Kraftstoffdampfrückge winnungsanordnung zu erlauben. Damit wird ein ordnungsgemä ßer Betrieb der Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung, ins besondere eine regelmäßige Spülung, sichergestellt, was ent scheidend für die Bewältigung der in dem Kraftstofftank ent stehenden Kraftstoffdämpfe ist. Wenn diese Kraftstoffdämpfe nicht gesammelt und zu dem Lufteinlass weitergeleitet wür den, würde ein wesentlicher Anteil der Kraftstoffdämpfe freigesetzt und auf diese Weise zur Luftverschmutzung bei tragen. Somit wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass auch ein Fahrzeug mit hybrider Ventilsteue rung die gesetzlichen Anforderungen hinsichtlich der zuläs sigen Dampfemissionen erfüllen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei spielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors mit hybrider Ventilsteuerung mit einer Schnittdar stellung eines Zylinderkopfes und einer Darstel lung der Kraftstoffdampf-Rückgewinnung sowie des Reinigungssystems, soweit im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von Interesse;

Fig. 1a eine schematische Schnittdarstellung eines Zylin derkopfes, wobei der Schnitt durch ein selektier bares Einlassventil gelegt ist;

Fig. 1b eine schematische Querschnittsdarstellung eines Zylinderkopfes, wobei der Schnitt durch ein wahl frei ansteuerbares Einlassventil gelegt ist;

Fig. 2 ein typisches Motorbetriebsdiagramm, in dem die verschiedenen Betriebsbereiche mit verschiedenen Betriebsarten der hybriden Ventilsteuerung darge stellt sind;

Fig. 3a ein Diagramm, in dem der Einlassventilhub eines wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils für vorgezo gene und verzögerte Schließzeitpunkte gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;

Fig. 3b ein Diagramm, in dem die in den Zylinder einge schlossene Frischluft abhängig von dem Einlassven tilschließzeitpunkt dargestellt ist;

Fig. 3c ein Diagramm, in dem ein Einlassluft-Reduktions faktor abhängig von dem Einlassventilschließzeit punkt gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfin dung dargestellt ist;

Fig. 3d ein Diagramm, in dem die Temperatur der Einlass luft gegenüber dem Einlassventilschließzeitpunkt dargestellt ist;

Fig. 4a ein Diagramm mit Ventilhubprofilen sowohl für wahlfrei ansteuerbare als auch für selektierbare Einlassventile;

Fig. 4b ein Diagramm, in dem der Effekt einer Variation des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils bei gleichzeitig betätigtem selek tierbaren Einlassventil auf die Menge der einge lassenen Frischluft dargestellt ist;

Fig. 5a einen Zeitverlauf der Drosselklappenstellung bei einem Übergang gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5b einen Zeitverlauf des Schließens eines wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils bei einem Übergang gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5c einen Zeitverlauf des Absolutdrucks im Einlasska nal bei einem Übergang gemäß einem Aspekt der vor liegenden Erfindung;

Fig. 5d einen Zeitverlauf des mechanischen Ventilstatus bei einem Übergang gemäß einem Aspekt der vorlie genden Erfindung;

Fig. 6 ein Flussdiagramm, in dem die Schritte für einen Übergang von einem Betriebsbereich mit niedriger Motordrehzahl und mit niedrigem Motordrehmoment zu einem anderen Motorbetriebsbereich gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung aufgeführt wer den;

Fig. 7 ein Flussdiagramm, in dem die Schritte für einen Übergang von einem Betriebsbereich mit höherer Mo tordrehzahl und niedrigem Motordrehmoment zu einem anderen Motorbetriebsbereich gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung dargestellt sind;

Fig. 8a ein Flussdiagramm mit den Schritten, die für einen Übergang von einem Betriebsbereich mit höherem Mo tordrehmoment zu anderen Motorbetriebsbedingungen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung aus geführt werden;

Fig. 8b ein Flussdiagramm mit den Schritten, die für einen Übergang von einem Betriebsbereich mit höherem Mo tordrehmoment zu anderen Motorbetriebsbedingungen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung aus geführt werden;

Fig. 9 ein Flussdiagramm mit den Schritten, die für einen Übergang zwischen einem Betriebsbereich mit mitt lerer Last bzw. Motordrehmoment zu anderen Motor betriebsbedingungen gemäß einem Aspekt der vorlie genden Erfindung ausgeführt werden; und

Fig. 10 ein Flussdiagramm eines Verfahrens, bei dem die Eingangswerte des gewünschten Motordrehmoments und der Drehzahl zur Berechnung des Einlassventil schließzeitpunktes und der Drosselventilstellung als Funktionen der Zeit herangezogen werden, um die Aktuatoren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung anzusteuern.

Gemäß Fig. 1 weist ein Verbrennungsmotor 10 wenigstens ei nen Zylinder 4 auf. Der Zylinderkopf des Verbrennungsmo tors 10 enthält ein selektierbares Einlassventil 18 (SIV), ein wahlfrei ansteuerbares Einlassventil 16 (ROIV) sowie Auslassventile 20. Im Einlass des Verbrennungsmotors 10 ist weiterhin ein Drosselventil 14 vorgesehen. Die Verbrennungs gase werden über einen Auslasskanal 24 abgeführt. Eine Mo torsteuereinheit 26 führt u. a. folgende Funktionen aus: Ak tivieren und Deaktivieren des selektierbaren Einlassven tils 18, Betätigen des wahlfrei ansteuerbaren Einlassven tils 16 sowie Steuerung der Stellung des elektronisch ge steuerten Drosselventils 14. Die Motorsteuereinheit 26 er hält verschiedene Eingangssignale von Motorsensoren 28, wie z. B. einem Abgassauerstoffsensor, einem Luftmassenstromsen sor oder einem Motordrehzahlsensor.

Wie aus der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 1a ersicht lich, werden das selektierbare Einlassventil 18 und die Aus lassventile 20 jeweils von Nockenwellen 2 und 3 betätigt. Dementsprechend basiert die Zeitsteuerung dieser Betätigun gen auf der jeweiligen Motorrotationsstellung. Gemäß der Querschnittsdarstellung in Fig. 1b wird das wahlfrei an steuerbare Einlassventil 16 durch einen elektromechanischen Aktuator betätigt. Alternativ kann auch ein elektrohydrauli scher Aktuator verwendet werden. Die Ventilereignisse des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 sind somit voll ständig flexibel und werden von der Motorsteuereinheit 26 gesteuert. Das Auslassventil 20 wird von der Nockenwelle 3 betätigt. Weiterhin ist in den Fig. 1a und 1b ein Kol ben 5, der sich in dem Zylinder 4 hin- und herbewegt, eine Einlassöffnung 6 und eine Auslassöffnung 8 dargestellt. Die Einlassöffnung 6 und die Auslassöffnung 8 sind jeweils mit Einlass- bzw. Auslasskrümmern (nicht dargestellt) verbunden, um jeweils einen Einlasskanal 12 und einen Abgaskanal 24 zu bilden.

In Fig. 1 ist weiterhin ein konventionelles Kraftstoff dampfrückgewinnungs- und Reinigungssystem für einen Auto mobilverbrennungsmotor dargestellt. Der Verbrennungsmotor 10 steht mit einem Einlasskanal 12 und einem Abgaskanal 24 in Verbindung. Der Kraftstoff wird dem Einlassluftstrom mittels einer Kraftstoffeinspritzdüse 42 zugemessen. In dem Einlass kanal 12 ist weiterhin ein Drosselventil 14 angeordnet. In einem Kraftstofftank 48 ist eine in dem Tank angeordnete Kraftstoffpumpe 50 vorgesehen, die Kraftstoff durch eine Kraftstoffleitung 54 der Kraftstoffeinspritzdüse 42 zuführt. Der Kraftstofftank 48 kann über ein Kraftstoffeinfüllrohr 46 aufgefüllt werden; hierzu wird ein Kraftstofftankdeckel 68 entfernt. Die flüssigen Bestandteile des Kraftstoffes flie ßen durch die Leitung 62, während die gasförmigen Bestand teile durch die Dampfrückgewinnungsleitung 66 fließen kön nen. Während der Befüllung des Tanks 48 werden die gasförmi gen Bestandteile in dem Teil des Tanks, der keinen flüssigen Kraftstoff enthält, durch den einfließenden Kraftstoff in Kraftstoffrückgewinnungsleitungen 64 und 66 verdrängt. Die Kraftstoffrückgewinnungsleitungen 64, 66 sind mit einem Ak tivkohlebehälter 52 verbunden, der Aktivkohle enthält, um die Kraftstoffdämpfe zu absorbieren. Der Aktivkohlebehäl ter 52 wird regelmäßig gereinigt bzw. gespült. Diese Reini gung wird durch Öffnung der Ventile 54, 58 durchgeführt, wo durch Frischluft durch eine Reinigungslufteinlassleitung 56 einfließen kann. Die den Aktivkohlebehälter 52 verlassenden Gase enthalten sowohl Frischluft als auch Kraftstoffdämpfe, die durch das Ventil 58 und eine Leitung 60 fließen. Die Leitung 60 führt in den Einlasskanal 12 unterhalb des Dros selventils 14. Die Strömung durch den Aktivkohlebehälter kreislauf durch die Elemente 56, 54, 52, 58 und 60 in den Einlasskanal 12 und schließlich zur Verbrennung in den Ver brennungsmotor 10 erfolgt aufgrund eines Unterdrucks in dem Einlasskanal im Strömungsweg unterhalb des Drosselven tils 14.

In Fig. 2 ist ein Betriebsdiagramm eines typischen funken gezündeten Verbrennungsmotors dargestellt. Die obere Kurve 40 stellt das maximale Drehmoment dar, das der Verbrennungs motor abhängig von der Drehzahl liefern kann. Weiterhin sind die Betriebsbereiche dargestellt, in denen ausschließlich das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil, ausschließlich das selektierbare Einlassventil oder beide Ventile gemeinsam ak tiviert sind. Bei höheren Drehmomenten werden in einem Be triebsbereich 30 bei sämtlichen Drehzahlen beide Ventile eingesetzt. Durch den Einsatz beider Einlassventile wird so viel Luft wie möglich eingelassen, wodurch der Verbrennungs motor sein maximales Drehmoment entwickeln kann. Wenn die Einlassluft nur durch ein Ventil eingelassen wird, ist die Geschwindigkeit durch den Einlass und das Ventil ungefähr doppelt so hoch im Vergleich zu der Situation, bei der die Frischluft durch zwei Ventile eingelassen wird, sofern die Ventile vergleichbare Größen aufweisen. Dies führt zum Zeit punkt der Verbrennung zu größeren Turbulenzen im Zylinder. Obwohl derartige höhere Turbulenzen in bestimmten Randbe triebsbereichen wünschenswert sind, führen diese zu einer ausgesprochen raschen Verbrennung bzw. einer rauhen Verbren nung unter den robusten Betriebsbedingungen in dem Betriebs bereich 30. In einem Betriebsbereich 36 von Fig. 2 wird nur das selektierbare Einlassventil 18 eingesetzt. In dem Be triebsbereich 36 wird nicht der maximale Luftfluß benötigt, da kein maximales Drehmoment gewünscht ist. Der Betriebsbe reich 30 wird gewählt, wenn in dem Betriebsbereich 36 kein genügender Luftfluß mehr erreicht werden kann, oder wenn die Verbrennung bei alleiniger Verwendung des selektierbaren Einlassventils 18 zu rauh wird.

Erfindungsgemäß sind bestimmte Kriterien vorgesehen, um zu entscheiden, wann ein Übergang wünschenswert ist. Die Ent scheidung, wann ein Übergang von dem Betriebsbereich 36 in den Betriebsbereich 32 oder in den Betriebsbereich 34 durch geführt wird, hängt davon ab, ob entweder das selektierbare Einlassventil 18 oder das wahlfrei ansteuerbare Einlassven til 16 einen effizienteren Betrieb sicherstellen. Die Effi zienz bestimmt sich aus der Energie, die für die Rotation der Einlassnockenwelle benötigt wird, aus der Energie, die für die Betätigung des wahlfrei ansteuerbaren Einlassven tils 16 benötigt wird, sowie aus den Pumpverlusten, d. h. der Energie, die für den Ersatz der Abgase mit frischer Einlass luft benötigt wird.

In dem Betriebsbereich 32 kann der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 (inlet valve clo sing, IVC) angepasst werden, um das jeweils gewünschte Mo tordrehmoment zu erzielen. Die entsprechenden Betätigungs profile für das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 sind in Fig. 3a dargestellt. Der Schließzeitpunkt des Einlass ventils kann vorgezogen (advanced) oder verzögert (retarded) werden, jeweils in Bezug auf den Zeitpunkt, zu dem die maxi male eingeschlossene Einlassluftmenge erzielt wird, wie in Fig. 3b dargestellt. Durch eine derartige Anpassung des Schließzeitpunktes des Einlassventils kann die jeweils ge wünschte eingeschlossene Einlassluftmenge erreicht werden. Wie in Fig. 3b dargestellt, wird sowohl durch einen Verzö gerung (Spätverstellung) als auch eine Vorverlegung (Früh verstellung) des Schließzeitpunktes des Einlassventils die Menge der eingeschlossenen Luft reduziert. Bei einer Verzö gerung des Schließzeitpunktes wird ein Teil der eingelasse nen Frischluft aus der Brennkammer ausgestoßen, bevor das Einlassventil schließt. Die Frischluftmenge, die in dem Zy linder erhalten bleibt, ist Fig. 3b eingezeichnet. Durch die Verzögerung des Schließzeitpunktes des Einlassventils wird die Temperatur der Einlassluft erhöht. Im Gegensatz da zu hat ein früheres Schließen des Einlassventils einen nur geringen Effekt auf die Temperatur der Frischluft, wie aus Fig. 3c ersichtlich. Die jeweiligen Beweggründe für eine Vorverstellung bzw. eine Verzögerung des Schließzeitpunktes werden aus der folgenden näheren Beschreibung des Verfahrens deutlich. Generell wird eine Steuerung des Motordrehmoments durch eine Anpassung des Schließzeitpunktes des Einlassven tils gegenüber einer Drosselung bevorzugt, weil dadurch die Pumpverluste reduziert werden können und somit die Moto reffizienz insgesamt gesteigert werden kann. Allerdings kann eine Verstellung des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteu erbaren Einlassventils 16, wenn das gewünschte Drehmoment reduziert werden soll, zu einer instabilen Verbrennung füh ren. Abhängig von der für den jeweiligen Fall jeweils benö tigten Verbrennungsstabilität kann ein bestimmtes Drehmo mentniveau vorgegeben werden, unterhalb dessen die Steuerung des Drehmoments mittels Drosselung durchgeführt wird. Die Betriebsbereiche 32 und 34 unterscheiden sich dementspre chend dadurch, dass in dem Betriebsbereich 34 eine Drosse lung angewendet wird.

Die Verbrennungsstabilität entspricht der Standardabweichung der Leistung, die innerhalb eines Zylinders zyklisch produ ziert wird. Eine geringe Standardabweichung, d. h. eine kon stante Leistung von Zyklus zu Zyklus, entspricht einer sta bilen Verbrennung und umgekehrt. Somit entspricht eine Ab nahme der Verbrennungsstabilität einer Zunahme der Standard abweichung und eine Verbesserung der Verbrennungsstabilität einer Abnahme der Standardabweichung.

Im Betriebsbereich 34 von Fig. 2 ist es wünschenswert, den Grad der Drosselung zur Steuerung des Motordrehmoments ge ring zu halten. Deshalb wird der Schließvorgang des Einlass ventils soweit vorverstellt oder verzögert - abhängig von dem Steuerverfahren -, dass eine zufriedenstellende Verbren nungsstabilität aufrechterhalten bleibt. Wenn das Mo tordrehmoment reduziert wird (in dem Betriebsbereich 34), d. h., wenn das Drosselventil geschlossen wird, dann kann es erforderlich sein, den Schließzeitpunkt des Einlassventils zu ändern, um eine robuste Verbrennung aufrechtzuerhalten.

Da das gewünschte Drehmoment bzw. die Drehzahl sich während des Motorbetriebs andauernd ändern, sind Übergänge zwischen den Betriebsbereichen in Fig. 2 erforderlich. Der Übergang zwischen verschiedenen Betriebsbereichen sollte dabei vom Fahrer des Fahrzeuges nicht wahrnehmbar sein.

Ein Übergang von dem Betriebsbereich 32 zum Betriebsbereich 34 findet statt, wenn die Verbrennungsstabilität in dem Be triebsbereich 32 schlechter als gewünscht wird. Ein sanfter Übergang zwischen dem Betriebsbereich 32 und dem Betriebsbe reich 34 wird dadurch erreicht, dass das Drosselventil ge schlossen wird, um einen bestimmtes Drehmomentniveau auf rechtzuerhalten.

Der Übergang von dem Betriebsbereich 32 in den Betriebsbe reich 30 findet statt, wenn die Schließzeit des Ventils des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 so eingestellt ist, dass die maximale eingeschlossene Luftmenge erzielt wird. Es kann auch wünschenswert sein, dass ein Übergang von dem Be triebsbereich 32 in den Betriebsbereich 30 dann stattfindet, wenn ein Grenzwert bezüglich einer tolerierbaren Verbren nungstraurigkeit erreicht wird, anstelle eines Übergangs dann, wenn durch den Ventilschließzeitpunkt des wahlfrei an steuerbaren Ventils kein Einfluss mehr auf die Luftmenge ausgeübt werden kann. Eine weitere Erhöhung des Motordrehmo ments wird dann durch Aktivierung des selektierbaren Ein lassventils 18 erreicht. Gleichzeitig wird der Schließzeit punkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils spätver stellt, so dass der Luftstrom vor und nach dem Übergangszy klus im Wesentlichen konstant bleibt.

Die Steuerung des Motordrehmoments in dem Betriebsbereich 30 wird durch eine Steuerung des Ventilschließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 verwirklicht. Wie in Fig. 2b dargestellt, kann das Drehmoment durch ein spä teres Schließen des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 beeinflußt werden, wohingegen ein früheres Schließen des Einlassventils einen nur minimalen Effekt auf die eingelas sen Luftmenge ausübt.

Ein Übergang aus dem Betriebsbereich 36 in den Betriebsbe reich 30 ist dann wünschenswert, wenn das selektierbare Ein lassventil 18 allein nicht genügend Einlassluft liefern kann. Wenn ein derartiger Übergang gewünscht wird, wird das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 mit einem verzögerten Schließzeitpunkt aktiviert, bei dem die eingeschlossene Luftmenge unbeeinflußt bleibt. Der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 wird vorverstellt, um die eingeschlossene Luftmenge nach Bedarf zu erhöhen. Der umgekehrte Übergang (von dem Betriebsbereich 30 in den Be triebsbereich 36) wird veranlasst, wenn die benötigte Luft menge auch durch das selektierbare Einlassventil 18 allein bereitgestellt werden kann. Dieser Übergang kann - anstelle von kapazitätsbasierten Bedingungen - auch abhängig von der Verbrennungsrauhigkeit durchgeführt werden. Insbesondere können Betriebsbedingungen vorliegen, unter denen zwar das selektierbare Einlassventil 18 allein genügend Frischluft liefern kann, wobei aber die sich ergebende Verbrennungsrau higkeit über einem gewünschten Niveau liegt. In diesem Falle wird ein Übergang von dem Betriebsbereich 36 in den Be triebsbereich 30 basierend auf der Verbrennungsrauhigkeit durchgeführt.

Die Betriebsbereiche 32 oder 34 werden gegenüber dem Be triebsbereich 36 bevorzugt, wenn die folgende Beziehung er füllt ist:

Pwroiv + Wroiv + FW'siv + CLroiv < Pwsiv + FWsiv + CLsiv,

wobei PWroiv die Pumparbeit des Verbrennungsmotors mit einem wahlfrei ansteuerbaren Einlassventil 16, Wroiv die von dem Verbrennungsmotor aufgebrachte Arbeit zur Betätigung des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16, PWsiv die Pumpar beit des Verbrennungsmotors bei alleiniger Benutzung des se lektierbaren Einlassventils 18 darstellt, FWsiv die Rei bungsverluste, die bei dem Betrieb des selektierbare Ein lassventils 18 auftreten, und FW'siv die Reibungsverluste, die durch den Antrieb der Nockenwelle für das Betätigen des Einlassventils 18 auftreten, wenn das selektierbare Einlass ventil 18 deaktiviert ist. FW'siv ist zwar wesentlich gerin ger als Fwsiv, jedoch nicht vernachlässigbar, da Rotations reibung im Bereich der Nockenwelle auftritt, auch wenn das selektierbare Einlassventil 18 deaktiviert ist. CLroiv und CLsiv stellen Zyklusverluste dar, die mit dem Betrieb des wahlfrei ansteuerbaren und des selektierbaren Einlassventils jeweils verbunden sind. Die Zyklusverluste stellen die Dif ferenz zwischen der idealen Zyklusarbeit, die für einen Otto-Zyklus erhalten werden könnte, und dem tatsächlich er reichten Betrag dar. Die tatsächlich erzeugte Arbeit ist be dingt durch Wärmeleitung, Verbrennungszeitverluste (d. h. die endliche Dauer der Verbrennung), Verbrennungsphasen (combu stion phasing) usw. geringer als die idealen Zyklusarbeit. Die Entscheidung zwischen der Verwendung des selektierbaren Einlassventils 18 - Betriebsbereich 36 - und der Verwendung des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 - Betriebsbe reiche 32 und 34 - basiert auf der Minimierung der Verluste aufgrund der Ventilbetätigung und der Pumparbeit. Wenn die vorstehende Beziehung nicht erfüllt ist, wird durch das Steuersystem der Betriebsbereich 36 gewählt, d. h., dass das selektierbare Einlassventil 18 alleine betätigt wird.

Die vorstehend beschriebenen Größen können wie folgt berech net oder geschätzt werden: die Pumparbeit (PW) ist primär eine Funktion des Einlassdrucks, der Motordrehzahl und des Motorhubraumes und kann in Form eines Tabellenspeichers oder einer Gleichung in der Motorsteuereinheit abgelegt sein. Der Energieverlust durch die Betätigung der Einlassnockenwelle ist primär eine Funktion der Motordrehzahl. Diese Größe kann an einem stellvertretenden Verbrennungsmotor gemessen wer den; die so gewonnenen Daten können dann bei allen Verbren nungsmotoren desselben Typs verwendet werden. Dies kann in Form eines Tabellenspeichers oder einer Gleichung in der Mo torsteuereinheit geschehen. Dabei werden bevorzugt zwei ver schiedene Tabellen oder Gleichungen vorgesehen, eine für den Fall, dass das selektierbare Einlassventil 18 aktiviert ist, und eine für den Fall, dass das Ventil 18 deaktiviert ist. Die Arbeit, die dem Verbrennungsmotoren entnommen wird, um das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 zu betätigten, stellt eine Größe dar, die im Verlauf der Entwicklung des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils bestimmt werden kann. Die Kriterien, durch die diese Arbeit bestimmt wird, sind die Größe des Ventils, das Hubprofil sowie der Antrieb, der zur Betätigung des Ventils eingesetzt wird. Beispielsweise ist für einen schnelleren Hub des Ventils mehr Energie er forderlich. Weiterhin existieren Faktoren außerhalb des Ven tildesigns, die die Leistungsaufnahme beeinflussen, nämlich der Wirkungsgrades des Generators zur Erzeugung elektrischer Energie, Systemverluste bei der Speicherung und Wiedergewin nung der Energie, Verluste bei der Spannungsumsetzung und der Druck in dem Zylinder zum Zeitpunkt der Ventilbetäti gung. Sämtliche der vorgenannten Größen - abgesehen von dem Zylinderdruck - hängen vom Systemdesign ab. Dementsprechend hängt bei einem gegebenen Design die Arbeit, die für die Be tätigung des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 benö tigt wird, primär von dem Zylinderdruck ab. Weitere Abhän gigkeiten können im Verlauf des Entwicklungsvorganges be rücksichtigt werden. Das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 kann alternativ auch elektrohydraulisch oder mittels an derer Einrichtungen betätigt werden. Im Falle einer elek trohydraulischen Betätigung wird Leistung benötigt, um eine Pumpe anzutreiben, die einen hydraulischen Druck erzeugt, um hydraulische Verluste in dem Systemleitungen zu kompensieren (diese hängen sehr stark von der Temperatur der Hydraulik flüssigkeit ab) oder um elektrische Verluste bei der An steuerung und Kontrolle von Magnetventilen auszugleichen. Weiterhin wird die Leistung durch das Betätigungsprofil, die Ventilgröße und dem Zylinderdruck wie vorstehend beschrieben beeinflusst.

Der Ablauf eines Überganges zwischen den Bereichen 32 oder 34 zu dem Betriebsbereich 36 ist in seinem zeitlichen Ablauf in Fig. 5 dargestellt. Wenn zum Zeitpunkt des Überganges das wahlfrei ansteuerbare Ventil 16 mit einem verfrühten Schließzeitpunkt arbeitet, wird bei dem darauffolgenden Mo torzyklus ein verspäteter Schließzeitpunkt gewählt, mit dem die gleiche Einlassluftmenge eingeschlossen werden kann. Ge mäß Fig. 3b verringert sich die Menge der eingelassenen Luft zu beiden Seiten des Spitzenwerts. Aus diesem Grund kann ein spätverstellter Zeitpunkt gefunden werden, bei dem die eingeschlossene Luftmenge (und dementsprechend das hier durch entwickelte Motordrehmoment) der der frühverstellten Zeiteinstellung entspricht. In dem darauffolgenden Motorzy klus kann das selektierbare Einlassventil dann aktiviert werden. Die Einlassluftmenge wird durch die Aktivierung des selektierbaren Einlassventils 18 nicht nennenswert beein flußt, wenn das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 mit einem verzögerten Schließzeitpunkt betrieben wird. Im Ver lauf der folgenden Motorzyklen wird der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Ventils vorverstellt, während gleich zeitig das Drosselventil geschlossen wird. Diese Vorgänge werden derart koordiniert, dass die Menge der eingeschlosse nen Luft im Wesentlichen konstant bleibt, wodurch im Wesent lichen ein konstantes Motordrehmoment geliefert wird oder das Motordrehmoment entsprechend der gewünschten Drehmoment trajektorie verändert werden kann. Eine Änderung des Schließzeitpunktes des Einlassventils des wahlfrei ansteuer baren Einlassventils 16 kann im Verlauf eines einzigen Mo torzyklus durchgeführt werden. Im Gegensatz dazu reagiert - unabhängig davon, dass eine Änderung der Drosselklappenstel lung sehr schnell durchgeführt werden kann - der Einlass druck aufgrund des zu füllenden Einlassvolumens nur über mehrere Motorzyklen. Dementsprechend erfolgt der in Fig. 4 dargestellte Übergang innerhalb einiger oder zwei Dutzend Motorzyklen. Mit zunehmender Frühverstellung des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 hat dieses gegebenenfalls keinen weiteren Einfluß auf die Menge der eingelassenen Luft. An diesem Punkt kann das Ventil abgestellt werden.

Der umgekehrte Übergang (von dem Betriebsbereich 36 in den Betriebsbereich 32 oder in den Betriebsbereich 34 gemäß Fig. 2) erfolgt analog: Das wahlfrei ansteuerbare Einlassven til 16 wird mit einem frühverstellten Schließzeitpunkt akti viert, derart, dass die eingeschlossene Luftmenge nicht be einflußt wird. Dann wird der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 verzögert, während gleich zeitig die Drosselklappe geöffnet wird, so dass die einge lassene Luftmenge im Wesentlichen konstant bleibt. Wenn der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Ventils hinrei chend verzögert ist, hat das selektierbare Einlassventil 18 keinen weiteren Einfluß auf die eingelassene Luftmenge und kann abgeschaltet werden.

Die Unterscheidung zwischen der Durchführung eines Übergangs zwischen dem Betriebsbereich 32 in den Betriebsbereich 36 und einem Übergang zwischen dem Betriebsbereich 34 in den Betriebsbereich 36 erfolgt abhängig davon, ob die anfängli che Drosselklappenstellung vollständig offen ist und ob der anfängliche Einlassdruck atmosphärisch ist im ersteren Falle bzw., ob die Drosselklappe teilweise geöffnet ist, d. h., dass der Einlassdruck unterhalb des Atmosphärendrucks liegt, im zweiten Falle.

Es ist sinnvoll, die Anzahl der Übergänge, die von der Mo torsteuereinrichtung bewältigt werden müssen, zu begrenzen. Unter diesem Gesichtspunkt kann für den Fall, in dem das Mo tordrehmoment und die Motordrehzahl sich einem neuen Be triebsbereich annähern (vgl. Fig. 2), der Übergang so lange verzögert werden, bis das gewünschte Drehmoment und die ge wünschte Drehzahl die Grenze um einen vorbestimmten Betrag überschreiten. Die Grenzen in Fig. 2 können in diesem Fall als Bänder angesehen werden. Wenn eine Grenze erreicht wur de, wird der Übergang nicht vollzogen, bis der Betriebszu stand die gegenüberliegende Kante der Grenzbereichs erreicht hat. D. h., dass z. B. ein Übergang von dem Betriebsbereich 36 in den Betriebsbereich 30 erst an der Kante mit höherem Mo tordrehmoment des Grenzbereichs zwischen den beiden Be triebsbereichen stattfinden würde. Umgekehrt würde ein Über gang zwischen dem Betriebsbereich 30 und dem Betriebsbereich 36 erst an der Kante mit dem niedrigeren Motordrehmoment des Grenzbereichs zwischen den beiden Betriebsbereichen statt finden.

Die Übergänge gemäß Fig. 2, bei denen ein Öffnen oder Schließen des Drosselventils erforderlich ist, benötigen be dingt durch die Einlassfüllverzögerung minimal ein bis zwan zig Motorumdrehungen. Das Drosselventil kann innerhalb einer Größenordnung von 100 ms bewegt werden. Dennoch sind mehrfa che Motorumdrehungen erforderlich, um den Einlass mit Luft zu füllen und die Trägheit des Gases zu überwinden.

In diesem Zusammenhang soll ein im Wesentlichen konstantes Motordrehmoment bedeuten, dass entweder ein konstantes Drehmoment oder eine Trajektorie bzw. ein Verlauf entlang eines gewünschten Weges eingehalten wird, d. h., dass die Ab weichung des Motordrehmoments von der gewünschten Trajekto rie klein oder jedenfalls für den Fahrer des Fahrzeuges nicht wahrnehmbar ist.

Eine Frühverstellung oder Spätverstellung des Zündzeitpunk tes stellt ein leistungsfähiges Mittel dar, um sanfte Über gänge zu gewährleisten. Der Vorteil einer Zündungsfrühver stellung besteht darin, dass eine derartige Änderung im Ver lauf eines Motorzyklus durchgeführt werden kann. Weiterhin kann mittels des Zündzeitpunktes das Motordrehmoment über einen weiten Betriebsbereich gesteuert werden. Jedoch hat eine Zündzeitpunktverstellung üblicherweise negativen Ein fluss auf die Kraftstoffeffizienz. Aus diesem Grund soll die Zündungsverstellung nur ein sekundäres Mittel darstellen, um die Übergänge zu verfeinern.

Eine Größe, die während Entwicklungsvorganges zu bestimmen ist, ist die Grenzdrehzahl zwischen den Bereichen 32 und 36 rpm_t (vgl. Fig. 2). Diese Größe wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die Steuerungsstrategie für die Auswahl zwi schen den verschiedenen Betriebsbereichen erläutert.

In Fig. 3a ist ein Ventilhubprofil für einen frühen und ei nen späten Schließzeitpunkt eines wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 dargestellt. In Fig. 3b ist die daraus resultierende eingeschlossene Luftmenge als Funktion des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassven tils 16 dargestellt. Die maximale eingeschlossene Luftmenge wird bei einem bestimmten Ventilschließzeitpunkt erreicht. Bei einem Ventilschließzeitpunkt vor oder nach dem Maximum reduziert sich die Menge der eingeschlossenen Luft. Die Men ge der eingeschlossenen Luft ist der primäre Faktor zur Be stimmung des Drehmoments, das von dem Verbrennungsmotor je weils geliefert werden kann. Wenn nur das wahlfrei ansteuer bare Einlassventil 16 angesteuert wird, kann sowohl eine verzögerte als auch eine verfrühte Zeiteinstellung gewählt werden, um jeweils eine gewünschte Einlassmenge zu errei chen. Eine Normierung der Einlassluftmenge kann erreicht werden, indem die eingelassene Luftmenge bei einem bestimm ten Schließzeitpunkt des Einlassventils (IVC) durch die ma ximale Einlassluftmenge dividiert wird. Diese normierte Grö ße wird nachfolgend als Einlassluftreduktionsfaktor bezeich net. Wie in Fig. 3c dargestellt, liegt der Einlassluftre duktionsfaktor zwischen 0 und 1.

Bei einem Betrieb in dem Betriebsbereich 34 gemäß Fig. 2 wird das Motordrehmoment primär durch Drosselung und nur se kundär durch den Schließzeitpunkt des Einlassventils be stimmt. Wie in Fig. 3b dargestellt, kann sowohl ein früh verstellter als auch ein verspäteter Ventilschließzeitpunkt genutzt werden, um eine gewünschte Einlassluftmenge zu er reichen. In Fig. 3d ist die sich ergebende Einlasslufttem peratur dargestellt. Bei verfrühter Zeiteinstellung ist die Temperatur der Einlassluft im Wesentlichen konstant, wohin gegen sich die Temperatur der Einlassluft abhängig von der Stärke der Verzögerung erhöht. Dies ist dadurch bedingt, dass bei einem vorverstellten Zeitpunkt das Einlassventil frühzeitig geschlossen wird, um die Menge der eingeschlosse ne Luft zu begrenzen. Bei einer verspäteten Zeiteinstellung wird dagegen der Zylinder mit Frischluft gefüllt, die an schließend teilweise aus dem Zylinder wieder herausgedrückt wird, wenn der Kolben sich nach oben bewegt. In diesem Falle kommt die Frischluft mit den heißen Zylinderoberflächen und dem heißen Einlassventil mehrfach in Berührung und wird da durch stärker aufgeheizt als im Falle der vorverstellten Schließzeit. Eine höhere Einlasslufttemperatur kann im Hin blick auf eine Verbesserung der Verbrennungsstabilität von Vorteil sein. Daher ist in dem Betriebsbereich 36, in dem die Verbrennungsstabilität kritisch ist, eine vorverstellte Schließzeit des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 im Hinblick auf eine Verbesserung der Verbrennungsstabilität vorzuziehen.

In Fig. 4a sind Ventilhubprofile für einen Betrieb sowohl mit dem selektierbaren Einlassventil 18 und dem wahlfrei an steuerbaren Einlassventil 16 dargestellt. In Fig. 4b ist die sich hieraus ergebende Einlassluftmenge als Funktion des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 dargestellt. Eine maximale eingeschlossene Luftmenge er gibt sich bei einer bestimmten Ventilschließzeit des wahl frei ansteuerbaren Einlassventils 16. Bei gegenüber dem Ma ximum vorverstellten Zeiten ergibt sich eine nur sehr leich te Reduzierung der eingeschlossenen Luftmenge. D. h., dass das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 im Wesentlichen keinen Einfluß auf die eingelassenen Luftmenge bei einer Vorverstellung des Schließzeitpunktes hat. Gemäß Fig. 4b hat der Schließzeitpunkt des wahlfrei verstellbare Einlass ventils 16 dagegen dann Einfluß auf die eingeschlossene Luftmenge, wenn diese hinter die Schließzeit des selektier baren Ventils verzögert wird, d. h. bei einer Spätverstel lung.

In Fig. 2 sind die Betriebsbereiche, zwischen denen die Mo torsteuereinrichtung den Betrieb auszuwählen hat, darge stellt. Zusätzlich zu einer Steuerung innerhalb des jeweili gen Betriebsbereiches muss die Motorsteuerung sanfte Über gänge zwischen den Betriebsbereichen sicherstellen. Ein Zeitverlauf des Übergangs zwischen dem Betriebsbereich 32 und dem Betriebsbereich 34 ist in den Fig. 5a-d darge stellt. Wenn das wahlfrei betätigbare Einlassventil 16 mit einer Vorverstellung 50 arbeitet, muss bei Beginn des Über gangs dieses zu einer derartigen Spätverstellung umgeschal tet werden, dass eine identische Luftmenge eingeschlossen wird, wie in Fig. 5b dargestellt. Die Möglichkeit, dass ei ne Spätverstellung gefunden werden kann, mit der die gleiche eingeschlossene Luftmenge wie bei einer Vorverstellung er zielt werden kann, wurde vorstehend bereits anhand von Fig. 3a erläutert. Wenn das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 mit einer verzögerten Zündzeitpunkteinstellung 52 arbei tet, sind keine weiteren Schritte erforderlich. Das selek tierbare Ventil kann dann innerhalb desselben Motorzyklus oder kurz danach geöffnet werden, vgl. Fig. 5c. Das Dros selventil ist geschlossen (in Fig. 5a ist die Drosselstel lung mit TP bezeichnet). Gleichzeitig wird der Schließzeit punkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 gemäß Fig. 5d verzögert, so dass die gewünschte Motordrehmoment-Trajektorie erreicht wird. Sobald der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils vor einen bestimmten Punkt vorverstellt wurde, wird die eingelassene Luftmenge nicht mehr beeinflusst. In diesem Fall (vgl. Fig. 4b) kann das wahlfrei betätigbare Einlassventil 16 abgeschaltet wer den.

Für die Beschreibung der Steuerstrategie werden der Be triebsbereich 30 von Fig. 2 nachfolgend als dritter Be triebsbereich, der Betriebsbereich 36 von Fig. 2 als zwei ter Betriebsbereich und die kombinierten Betriebsbereiche 32 und 34 von Fig. 2 als erster Betriebsbereich bezeichnet. Weiterhin werden für die nachfolgende Erläuterung der Steu erstrategie anhand von Fig. 9 die Betriebsbereiche 32 und 34 von Fig. 2 als vierter bzw. fünfter Betriebsbereich be zeichnet.

In Fig. 6 sind die Schritte für eine Entscheidung darge stellt, ob ein Übergang aus dem ersten Betriebsbereich durchgeführt werden soll. Weiterhin sind die Schritte darge stellt, die für den Übergang auszuführen sind. Das System arbeitet gemäß Schritt 100 im ersten Betriebsbereich. In den Schritten 102, 104 und 106 werden Abfragen vorgenommen, ob ein Übergang angezeigt ist. Die Reihenfolge, in der die Ent scheidungsschritte 102, 104 und 106 abgearbeitet werden, ist dabei willkürlich. In Schritt 102 werden die Verluste bei einem Betrieb im ersten Betriebsbereich mit den Verlusten bei einem Betrieb im zweiten Betriebsbereich verglichen. Die Verluste setzen sich - wie vorstehend beschrieben - aus sämtlichen Verlusten zusammen, die mit dem Betrieb des se lektierbaren Einlassventils 18 im Vergleich zu dem wahlfrei ansteuerbaren Einlassventil 16 verbunden sind. Das Ziel von Schritt 102 besteht darin, den jeweils effizienteren Be triebsbereich zu wählen. Wenn der zweite Betriebsbereich sich als effizienter erweist, wird ein Übergang von dem er sten Betriebsbereich in den zweiten Betriebsbereich begin nend mit Block 108 durchgeführt. Die Zeiteinstellung des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 wird in Schritt 110 mit der Einstellung verglichen, die eine maximale Einlass luftmenge erzielen würde. Wenn die Zeiteinstellungen in Be zug auf die maximale Einlassluftmenge vorverstellt ist, wird die Zeiteinstellung des Einlassventils in Schritt 112 in die verzögerte Zeiteinstellung des Einlassventils verändert, bei der im Wesentlichen die gleiche eingeschlossene Luftmenge erzielt wird. Dann wird das selektierbare Einlassventil 18 in Schritt 114 aktiviert. Der Grund für die Änderung von ei ner Vorverstellung zu einer Spätverstellung in Schritt 112 ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Wenn, wie in Fig. 3 dargestellt, lediglich das wahlfrei ansteuerbare Einlassven til 16 aktiviert ist, nimmt die Einlassluftmenge zu beiden Seiten des Maximums hin ab. Wenn allerdings beide Ventile, wie in Fig. 4 dargestellt, geöffnet sind, bleibt die Ein lassluftmenge auf der vorverstellten Seite im Wesentlichen konstant und fällt nur auf der spätverstellten Seite ab. Um eine Beeinflussung der Einlassluftmenge durch eine Steuerung des Ventilschließzeitpunktes zu erlauben, muss das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 mit einer Spätverstellung be trieben werden. In Schritt 116 wird das Drosselventil ge schlossen, während gleichzeitig der Ventilschließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 vorverstellt wird. Dies wird so durchgeführt, dass das Motordrehmoment im Wesentlichen konstant bleibt. In Schritt 118 wird überprüft, ob der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlass ventils 16 hinreichend vorverstellt wurde, so dass dieses keinen Einfluß mehr auf die Einlassluftmenge hat. Falls nicht, wird Schritt 116 erneut ausgeführt. Wenn die Abfrage in Schritt 118 negativ ist, kann das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil in Schritt 120 abgestellt werden, weil es das Motordrehmoment nicht länger beeinflußt. Gemäß Block 122 ar beitet der Verbrennungsmotor dann im zweiten Betriebsbe reich.

Gemäß Schritt 102 gemäß Fig. 6 werden, wenn die Verluste in dem ersten Betriebsbereich geringer sind als in dem zweiten Betriebsbereich, die Abfragen 104 und 106 durchgeführt. In Schritt 104 wird eine Abfrage durchgeführt, um zu bestimmen, ob das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 eine genügend große Einlassluftmenge zuläßt, so dass das gewünschte Mo tordrehmoment realisiert werden kann. Falls nicht, wird ein Übergang aus dem ersten Betriebsbereich in den dritten Be triebsbereich in Schritt 124 initiiert. Wenn die Abfrage in Schritt 104 positiv ist, wird eine weitere Abfrage in Schritt 106 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Verbren nungsrauhigkeit akzeptabel ist. Eine zu schnelle oder zu rauhe Verbrennung kann in diesem Betriebsbereich auftreten, da das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 größere Turbu lenzen in den Verbrennungsgasen indiziert als ein Betrieb mit beiden Ventilen. In Schritt 106 wird bei Erkennung einer rauhen Verbrennung ein Übergang von dem ersten Betriebsbe reich in den dritten Betriebsbereich veranlasst. Das selek tierbare Einlassventil 18 wird dazu in Schritt 126 einge schaltet, nachdem der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteu erbaren Einlassventils 16 verzögert wurde. Der Schließzeit punkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 wird der art ausgewählt, dass das Drehmoment, das während des Über gangs in Schritt 126 erzielt wird, im Wesentlichen konstant bleibt. Der Motor arbeitet gemäß Block 128 nunmehr im drit ten Betriebsbereich.

In Fig. 7 sind die Schritte dargestellt, die mit der Abfra ge für und die Übergänge in den zweiten Betriebsbereich (Schritt 200) verbunden sind. In den Schritten 202, 204 und 206, die in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden können, wird entschieden, ob ein Übergang angezeigt ist. In Schritt 202 wird abgefragt, ob der erste Betriebsbereich oder der zweite Betriebsbereich effizienter ist. Falls sich der erste Betriebsbereich als effizienter erweist, wird ein Übergang von dem zweiten Betriebsbereich in den ersten Betriebsbe reich veranlasst, vgl. Schritt 208. Das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 wird mit einem gegenüber dem Zeitpunkt der maximalen Einlassluftmenge vorverstellten Schließzeit punkt in Schritt 210 aktiviert. Bei einem vorverstellten Schließzeitpunkt hat das wahlfrei ansteuerbare Einlassven til 16 einen nur minimalen Einfluß auf die Einlassluftmenge. Der Schließzeitpunkt wird dann gemäß Schritt 212 verzögert, bis entsprechend Schritt 214 eine weitere Verzögerung keinen Einfluß auf die eingeschlossene Luftmenge mehr hätte. Wenn die Abfrage in Block 52 erfüllt ist, wird die Schließzeit des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 verzögert, wäh rend gleichzeitig das Drosselventil gemäß Schritt 216 geöff net wird. Dies wird so durchgeführt, dass das Motordrehmo ment im Wesentlichen konstant bleibt, bis der gewünschte Drosselöffnungsgrad erreicht ist. Das selektierbare Einlass ventil 18 kann dann abgeschaltet werden, vgl. Schritt 218. Die Schritte 216 und 218 können in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Gemäß Block 220 arbeitet der Motor nun mehr in dem ersten Betriebsbereich.

Wenn gemäß Schritt 202 von Fig. 7 die Verluste in dem zwei ten Betriebsbereich geringer sind als die Verluste in dem ersten Betriebsbereich, dann werden in den Schritten 204 und 206 Abfragen durchgeführt, um zu entscheiden, ob ein ausrei chendes Motordrehmoment durch eine alleinige Verwendung des selektierbaren Einlassventils 18 erreicht werden kann, und ob die Verbrennungsrauhigkeit akzeptabel ist. Wenn das Er gebnis einer dieser Abfragen negativ ist, wird ein Übergang von dem zweiten Betriebsbereich in den dritten Betriebsbe reich veranlasst, vgl. Schritt 222. Weiterhin wird das wahl frei ansteuerbare Einlassventil mit einem frühverstellten Schließzeitpunkt angeschaltet. Der Schließzeitpunkt des Ven tils wird dann in Schritt 226 verzögert und eine Abfrage durchgeführt, um zu ermitteln, ob eine weitere Verzögerung die Einlassluftmenge beeinflussen würde, vgl. Schritt 228.

Wenn die Abfrage in Schritt 228 positiv ist, wird die Zeiteinstellung des Einlassventils weiter verzögert, während gleichzeitig das Drosselventil in einer derartigen Weise ge öffnet wird, dass das Motordrehmoment im Wesentlichen kon stant bleibt, vgl. Schritt 230. Dabei kann die Drossel, falls zur Unterstützung weiterer Funktionen nötig, stärker oder schwächer geöffnet werden. Gemäß Block 232 arbeitet der Motor nunmehr in dem dritten Betriebsbereich.

In Fig. 8a sind die Schritte zur Überprüfung für bzw. zur Durchführung des Übergangs in den dritten Betriebsbereich dargestellt (Block 300). In den Schritten 302, 304, 306 und 318 werden Abfragen durchgeführt, um zu bestimmen, ob ein Übergang durchgeführt werden soll. In Schritt 302 wird die gegenwärtige Drehzahl rpm mit der Größe rpm_t verglichen, die einen vorbestimmten Drehzahlwert darstellt, der der Grenze zwischen dem ersten und zweiten Betriebsbereich entspricht (rpm_t ist in Fig. 2 dargestellt). Der Zweck des Schrit tes 302 liegt darin, zu bestimmen, ob ein Übergang in den ersten Betriebsbereich oder in den zweiten Betriebsbereich durchgeführt werden soll. Wenn rpm kleiner ist als rpm_t, dann wird in den Schritten 304 und 306 abgefragt, ob ein ausrei chendes Motordrehmoment produziert werden kann, und ob die Verbrennungsrauhigkeit akzeptabel wäre, wenn das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 verwendet wird. Wenn eine der Abfragen 304 oder 306 zu einem negativen Ergebnis kommt, geht das Verfahren zu Schritt 300 zurück. Wenn sowohl die Abfrage 304 als auch die Abfrage 306 positiv beantwortet werden, wird ein Übergang in den ersten Betriebsbereich ge mäß Schritt 308 durchgeführt. In Schritt 312 wird das selek tierbare Einlassventil 18 geschlossen und das wahlfrei an steuerbare Einlassventil 16 frühverstellt, um das Drehmoment aufrechtzuerhalten. Wenn rpm größer als rpm_t ist, werden in den Schritten 316 und 318 Abfragen ausgeführt, um zu bestim men, ob genügend Motordrehmoment produziert werden kann, und ob die Verbrennungsrauhigkeit bei einem Betrieb mit dem se lektierbaren Einlassventil 18 akzeptabel wäre. Falls eine der Abfragen 316 oder 318 negativ ausfällt, wird das Verfah ren mit Schritt 300 im dritten Betriebsbereich fortgesetzt. Wenn sowohl die Abfrage 316 als auch die Abfrage 316 positiv ausfallen, wird in Schritt 320 ein Übergang in den zweiten Betriebsbereich veranlasst. Das Drosselventil wird geschlos sen und der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventils 16 gemäß Schritt 322 frühverstellt. Durch eine Abfrage in Schritt 324 wird festgestellt, ob eine weitere Frühverstellung der Schließzeit des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 die Einlassluftmenge beeinflussen würde. In diesem Fall wird Schritt 322 erneut ausgeführt. Andern falls wird das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 de aktiviert (vgl. Schritt 326). Das System arbeitet nunmehr in dem zweiten Betriebsbereich, vgl. Block 328.

In Fig. 8b ist eine Alternative zu Fig. 8a dargestellt. Die Schritte 302, 304, 306, 316 und 318 werden durch die Schritte 350, 352 und 354 gemäß Fig. 8b ersetzt. In Schritt 350 sind vier Fragen mit jeweils binären Antworten aufge führt. Die erste Frage lautet: "Kann mit dem selektierbaren Einlassventil 18 ausreichend Drehmoment produziert werden?". Frage zwei lautet: "Kann mit dem wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventil 16 genügend Motordrehmoment produziert werden?". Frage drei lautet: "Wäre die Verbrennungsrauhigkeit bei Ein satz des selektierbaren Einlassventils 18 akzeptabel?". Fra ge vier lautet: "Wäre die Verbrennungsrauhigkeit bei Einsatz des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 akzeptabel?". In Schritt 352 ist der Verlauf der Programmsteuerung in Ab hängigkeit von den Antworten auf die vier Fragen darge stellt. Wenn alle Fragen positiv oder mit ja beantwortet wurden, fährt die Steuerung mit dem Weg A fort. Weg A führt zu Schritt 354, bei dem eine Abfrage durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob die Verluste in dem ersten Betriebsbereich geringer sind als die Verluste in dem zweiten Betriebsbe reich. Bei einem positiven Ergebnis in Block 354 wird ein Übergang von dem dritten Betriebsbereich in den ersten Be triebsbereich veranlasst, vgl. Schritt 308. Bei einem nega tiven Ergebnis wird ein Übergang von dem dritten Betriebsbe reich in den zweiten Betriebsbereich veranlasst, vgl. Schritt 320. Wenn die Antworten auf die Fragen 1 und 3 posi tiv sind und entweder eine oder beide der Antworten auf die Fragen 2 und 4 negativ ist bzw. sind, wird das Verfahren entlang des Weges B fortgeführt. Gemäß Weg B wird ein Über gang von dem dritten Betriebsbereich in den zweiten Be triebsbereich gemäß Schritt 320 durchgeführt. In ähnlicher Weise wird bei einer positiven Antwort auf die Fragen 2 und 4 (während eine oder beide der Antworten auf die Fragen 1 und 3 negativ ist bzw. sind) der Programmfluss mit Weg C fortgesetzt, der zu Schritt 312 führt, bei dem ein Übergang von dem dritten Betriebsbereich in den ersten Betriebsbe reich veranlasst wird. Bei allen anderen Ergebnissen als den vorstehend genannten wird zu D übergegangen, bei dem ein Rücksprung zu Schritt 300 in den dritten Betriebsbereich er folgt. Die verbleibenden Schritte von Fig. 8b wurden be reits anhand von Fig. 8a erläutert.

Gemäß Fig. 9 wird ausgehend von einem Betrieb im vierten Betriebsbereich (Schritt 400) ein Übergang veranlasst, wenn die Verbrennungsstabilität nicht akzeptabel ist, vgl. Schritt 402. Zur Durchführung des Übergangs (Schritt 404) wird das Drosselventil geschlossen, während die Schließzeit des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils vorverstellt wird, wobei ein im Wesentlichen konstantes Motordrehmoment erzeugt wird, vgl. Schritt 406. Der Motor arbeitet nunmehr in dem fünften Betriebsbereich, vgl. Schritt 408.

Wenn der Motor in dem fünften Betriebsbereich arbeitet, wird in Schritt 420 von Fig. 9 eine Abfrage durchgeführt, um zu entscheiden, ob die Verbrennungsstabilität ohne Drosselung akzeptabel sein würde, vgl. Schritt 422. In diesem Fall wird ein Übergang von dem fünften Betriebsbereich in den vierten Betriebsbereich veranlasst, vgl. Schritt 424. Dazu wird die Drossel geöffnet, während die Schließzeit des Einlassventils derart verzögert wird, dass ein im Wesentlichen konstantes Motordrehmoment während des Übergangs in Schritt 426 entwickelt wird. Der Motor arbeitet nunmehr in dem vierten Be triebsbereich, vgl. Schritt 428.

Gemäß Fig. 8a werden in den Schritten 316 und 304 Abfragen durchgeführt, um zu bestimmen, ob mit dem selektierbaren Einlassventil 18 und dem wahlfrei ansteuerbaren Einlassven til 16 jeweils ein ausreichendes Motordrehmoment erzeugt werden kann. Weiterhin werden in den Schritten 306 und 318 Abfragen hinsichtlich der Verbrennungsrauhigkeit durchge führt. Im Rahmen der Entwicklung kann sich herausstellen, dass die Verbrennungsrauhigkeit, die Drehmomentproduktion oder ein anderes Maß als einziges Kriterium für die Auslö sung eines Übergangs ausreicht. In diesem Falle können die Strategien, die anhand der Fig. 6 bis 9 erläutert worden sind, entsprechend vereinfacht werden.

Nachfolgend wird ein Algorithmus zur Berechnung der Drossel position und der Schließzeit des Einlassventils bei einer von der Motorsteuerung veranlassten Änderung der Drossel stellung beschrieben. Derartige Übergänge mit Änderung der Drosselklappenstellung sind die Übergänge betreffend den Be triebsbereich 36 und die Übergänge zwischen den Betriebsbe reichen 32 und 34 gemäß Fig. 2. Die gewünschte Einlaßluft (des_trp_chg) ist eine Funktion des gewünschten Motordrehmo ments (des_tq) und der Motor Drehzahl (rpm), d. h.

des_trp_chg = fnc (des_tq, rpm).

In einem Motor mit feststehenden Ventilereignissen sind des_trp_chg und der gewünschte Einlassdruck (des_MAP) wie folgt miteinander verknüpft:

des_MAP = a.des_trp_chg + b,

wobei a und b Funktionen der Drehzahl rpm sind.

Bei einem Motor mit flexiblen Ventilereignissen kann der Einfluß der Ventilzeiten wie folgt berücksichtigt werden:

des_MAP = c.des_trp_chg/trp_chg_rf + d (1),

wobei c und d Funktionen der Drehzahl rpm und trp_chg_rf ei nen Einlassluftreduktionsfaktor darstellt, definiert als:

trp_chg_rf = trp_chg(IVC)/trp_chg(IVC_m),

wobei trp_chg(IVC) die eingeschlossene Luftmenge bei einem gegebenen Einlassventilschließzeitpunkt IVC und trp_chg(IVC_m) die eingeschlossene Luftmenge bei IVC_m darstellt, dem Schließzeitpunkt, bei dem die maximale eingeschlossene Luft menge erreicht wird. Wie aus Fig. 3c ersichtlich, variiert trp_chg_rf in einem Bereich zwischen 0 und 1. Weiterhin gilt

trp_chg_rf = fnc (IVC)

bei einem gegebenen Einlassdruck MAP und einer gegebenen Drehzahl rpm.

In einer allgemeineren Form gilt trp_chg_rf = fnc (IVC, MAP, rpm), wobei die detaillierte Gestalt der Gleichung im Ver lauf des Entwicklungsprozesses bestimmt wird.

Das Auflösen der vorstehenden Gleichung (1) nach trp_chg_rf ergibt

trp_chg_rf = (c.des_trp_chg)/(des_MAP-d) = fnc (IVC, MAP, rpm).

Wie vorstehend bereits erwähnt, ist die Beziehung zwischen IVC und trp_chg_rf a priori nicht bekannt. Wenn jedoch eine derartige Beziehung gegeben ist, kann die Gleichung nach IVC aufgelöst werden. IVC hängt ab von

IVC = fnc (MAP, des_trp_chg, rpm).

Die gewünschte Drosselstellung (TP) hängt mit dem Einlass druck MAP über Schall- und Unterschallbeziehungen zusammen. Diese Beziehungen sind bekannt und werden beispielsweise in der US-PS 55 26 787 beschrieben, die diesbezüglich zum Be standteil der vorliegenden Offenbarung gemacht wird. Weiter hin sei explizit auf "Internal Combustion Engine Fundamen tals" von J. B. Heywood (McGraw Hill, 1988) verwiesen.

TP = fnc (MAP, rpm).

Die obengenannten Beziehungen gelten für einzelne Betriebs bedingungen. Jedoch finden Übergänge, bei denen ein öffnen oder Schließen des Drosselventils (zwischen dem Betriebsbe reich 36 und anderen Bereichen der Fig. 2) stattfindet muss, über ein Zeitintervall statt und erfordern daher eine gegenläufige rampenförmige Anpassung der IVC und der Dros selstellung. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein rampenförmiger Verlauf des Einlassdrucks MAP zur Definition der Rampen von IVC und TP herangezogen. Der rampenförmige Verlauf von MAP basiert auf dem gewünschten Endwert für MAP (des_MAP) und dem aktuellen oder anfänglichen MAP (MAP_i). Ei ne Änderung der Drosselstellung - üblicherweise eine elek tronisch gesteuerte Drosselventil - kann wesentlich schnel ler erfolgen, als der Einlassdruck aufgrund der Trägheit des Gases reagieren könnte. Abhängig von der Größe der gewünsch ten Änderung und der jeweiligen Motordrehzahl kann dies etwa ein bis zwanzig Motorzyklen dauern, bis der Einlassdruck sein Gleichgewichtsniveau erreicht hat. Aus dem Wunsch nach sanften Übergängen zwischen den Bereichen von Fig. 2 folgt, dass der rampenförmige Anstieg von MAP hinreichend langsam sein muss, so dass die Verzögerung bei der Füllung des Ein lasskrümmers minimal ist. Bevorzugt wird eine lineare Rampe von MAP mit den Endpunkten MAP_i und des_MAP und einer Stei gung verwendet, die durch die Fülleigenschaften des Einlass krümmers bestimmt ist. Der rampenförmige Verlauf von MAP wird als MAP(t) bezeichnet. Sowohl die rampenförmigen Ver läufe IVC(t) als auch TP(t) basieren auf dem rampenförmigen Verlauf von MAP mit der zusätzlichen Randbedingung durch des_trp_chg. Dementsprechend können IVC(t) und TP(t) basie rend auf der Einlassdruckrampe und der gewünschten Einlass luftmenge wie folgt berechnet werden:

IVC (t) = fnc (MAP(t), des_trp_chg, rpm) und

TP(t) = fnc (MAP(t), des_trp_chg, rpm)

bei gegebener Drehzahl rpm.

In Fig. 10 sind die Schritte zur Berechnung von IVC (t) und TP(t) beschrieben. Die Eingangsgrößen zu Schritt 500 sind das gewünschte bzw. verlangte Drehmoment, des_tq und die Mo tordrehzahl rpm. In Schritt 500 wird die gewünschte Einlass luftmenge (des_trp_chg) berechnet. In Schritt 502 wird der gewünschte Einlassdruck (des_MAP), d. h. der Zielwert des Einlassdrucks nach Abschluß des Übergangs unter Verwendung von des_trp_chg, rpm und des Betriebszustandes der Einlass ventile am Ende des Übergangs berechnet. Der Betriebszustand der Einlassventile ist für einen Übergang aus dem Betriebs bereich 36 in den Betriebsbereich 30 (vgl. Fig. 2) sowohl für das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 als auch das selektierbare Einlassventil 18 "aktiviert". In Schritt 504 werden die Rampen von MAP, des_MAP(t) anhand der Eingabewer te des Anfangswertes für MAP, MAP_i und des_MAP berechnet. Wie vorstehend erläutert, ist der Verlauf von MAP bevorzugt li near (vgl. Schritt 512), wobei die Fülleigenschaften des Einlasskrümmers berücksichtigt werden. Bevorzugt werden die Charakteristiken des Verlaufs von MAP in einen Algorithmus gefasst, der in der Motorsteuerung abgelegt ist. Der Aus gangswert von Schritt 504, des_MAP(t) zusammen mit des_trp_chg dienen als Eingangswert für die Schritte 506 und 508, in denen jeweils IVC(t) und TP(t) berechnet werden. In Automobilsteuersystemen wird üblicherweise ein Maß für die zugeführte Frischluft berechnet, wie bei Schritt 510 darge stellt. Basierend auf dem Maß für die zugeführte Frischluft wird in Schritt 510 die eingeschlossene Frischluft berech net. Diese tatsächliche eingeschlossene Frischluft dient als Eingangswert für Schritt 508 und kann dort zur Fehlerprüfung und zur Aktualisierung der Gleichungen für die Drosselstel lung oder der Tabellenspeicher herangezogen werden.

Moderne Kraftfahrzeuge sind gemäß Fig. 1 mit einem Kraft stoffdampfrückgewinnungs- und Reinigungssystem versehen, um die Kraftstoffdämpfe zu behandeln, die aus dem Flüssigkraft stoff in dem Kraftstofftank 48 durch Temperaturschwankungen und durch die Verdrängung von Kraftstoffdämpfen bei der Be füllung des Tanks auftreten. Das System weist einen Aktiv kohlebehälter 52 auf, mittels dessen Kraftstoffdämpfe absor biert werden. Wenn ein Reinigungsvorgang durch die elektro nische Motorsteuerungseinheit 26 veranlasst wird, wird Frischluft durch den Aktivkohlebehälter 52 geleitet. Die Frischluft und die desorbierten Dämpfe werden in den Motor in Strömungsrichtung unterhalb des Drosselventils 14 einge lassen. Die Kraftstoffdämpfe fließen dann aufgrund des Un terdrucks in dem Einlasskanal 12 durch den Motor.

Bei konventionellen funkengezündeten Verbrennungsmotoren, die in den häufigsten Betriebsbedingungen gedrosselt arbei ten, stellt eine regelmäßige Reinigung des Aktivkohlebehäl ters kein Problem dar. Jedoch müssen bei einem Verbrennungs motor mit hybrider Ventilsteuerung zusätzliche Maßnahmen zur Reinigung getroffen werden. Denn in dem Betriebsbereich 32 (vgl. Fig. 2) eines Verbrennungsmotors 10 mit einer hybri den Ventilsteuerung ist die Drosselklappe 14 vollständig ge öffnet. Aus diesem Grund herrscht in dem Einlasskanal 12 (vgl. Fig. 1) kein Unterdruck. Wenn die Motorsteuerung ei nen Reinigungsvorgang veranlasst, dann muss die Drossel 14 geschlossen werden, um eine Reinigung des Aktivkohlebehäl ters 52 zu ermöglichen. Um die Drehmomentreduktion, die durch das Schließen der Drossel 14 verursacht wird, auszu gleichen, wird die Schließzeit das wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 derart geändert, dass diese einen ausrei chend Lufteinlass zur Aufrechterhaltung des Motordrehmoments sicherstellt. Wenn durch die Motorsteuerungseinheit ent schieden wird, dass der Aktivkohlebehälter gereinigt ist, kann das Drosselventil wieder geöffnet werden, während im Gegenzug die Schließzeit das wahlfrei ansteuerbaren Einlass ventils im Hinblick auf das gewünschte Motordrehmoment geän dert wird. Eine Reinigungsanforderung im Betriebsbereich 32 von Fig. 2 kann in derselben Weise wie ein Übergang von dem Betriebsbereich 32 in den Betriebsbereich 34 - wie vorste hend bereits erläutert - behandelt werden. Der Unterschied bei diesen Übergang besteht darin, dass dieser nicht durch die Verbrennungsstabilität, sondern durch die Notwendigkeit einer Reinigung des Kraftstoffrückgewinnungssystems ausge löst wird. Analog wird ein Übergang aus einem Reinigungsvor gang genau wie ein Übergang von dem Betriebsbereich 34 in den Betriebsbereich 32 durchgeführt, wie vorstehend be schrieben.

Auch bei einem Betrieb mit hohem Drehmoment in dem Betriebs bereich 30 von Fig. 2 findet keine Drosselung statt. Bevor zugt kann die Reinigung des Kraftstoffrückgewinnungssystems so gelegt werden, dass ausreichend Reinigungszeit außerhalb des Betriebsbereichs 30 liegt, da bei normalem Betrieb des Motors der Betriebsbereich 30 selten erreicht wird. Wenn ei ne Reinigung in dem Betriebsbereich 30 benötigt wird, kann ähnlich verfahren werden, wie vorstehend für eine Reinigung im Betriebsbereich 32 beschrieben, mit dem Unterschied, dass in dem Betriebsbereich 30 keine starke Drosselung toleriert werden kann, damit ein hohes Drehmoment verfügbar ist.

Claims

1. Verfahren zur Spülung einer Kraftstoffdampfrückgewin nungsanordnung für einen Verbrennungsmotor (10), der wenigstens einen Zylinder, in dem wenigstens ein wahl frei ansteuerbares Einlassventil (16) und wenigstens ein selektierbares Einlassventil (18) mit einem vorbe stimmten Ventilschließzeitpunkt vorgesehen sind, einen Lufteinlass mit einem darin angeordneten Drosselven til (14) sowie einen Einlasskrümmer aufweist, der zwi schen dem Drosselventil (14) einerseits und sowohl dem wahlfrei ansteuerbaren Einlassventil (16) als auch dem selektierbaren Einlassventil (18) andererseits angeord net ist, wobei eine Motorsteuereinheit (26) in Wirkver bindung mit dem Motor (10) steht und die Kraftstoff dampfrückgewinnungsanordnung wenigstens ein Ventil (54, 58) aufweist, durch welches die Kraftstoffdampfrückge winnungsanordnung und der Einlasskrümmer kommunizierend miteinander verbindbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Feststellung, dass die Kraftstoffdampfrückgewin nungsanordnung nicht in einem Spülmodus arbeitet, und dass die Kraftstoffdampfrückgewinnungsanord nung gespült werden soll;
Abfrage des Einlasskrümmerdrucks;
Vergleich des Einlasskrümmerdrucks mit einem vor bestimmten Spülschwellwert für den Einlasskrümmer druck; und,
falls der Einlasskrümmerdruck größer als der vor bestimmte Spülschwellwert für den Einlasskrümmer druck ist, Erniedrigen des Einlasskrümmerdrucks und Betätigung des wenigstens einen Ventils (54, 58) der Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung, um die kommunizierende Verbindung zwischen der Kraft stoffdampfrückgewinnungsanordnung und dem Luftein lass zu öffnen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskrümmerdruck solange verringert wird, bis dieser unterhalb des Spülschwellwerts für den Einlass krümmerdruck liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass die Erniedrigung des Einlasskrümmerdrucks durch eine Einstellung des Drosselventils (14) erreicht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn zeichnet durch den Schritt der Anpassung des Schließ zeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassven tils (16) basierend auf dem Motordrehmoment.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventils (16) derart gewählt wird, dass bei der An passung der Stellung des Drosselventils (14) das Dreh moment im Wesentlichen konstant gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventils (16) vorverstellt wird, falls der Ventil schließzeitpunkt gegenüber dem vorbestimmten Ventil schließzeitpunkt verzögert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich net, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerba ren Einlassventils (16) verzögert wird, falls der Ven tilschließzeitpunkt gegenüber dem vorbestimmten Ventil schließzeitpunkt vorverstellt worden war.

8. Verfahren zur Spülung einer Kraftstoffdampfrückgewin nungsanordnung für einen Verbrennungsmotor (10), der wenigstens einen Zylinder (4), in dem wenigstens ein wahlfrei ansteuerbares Einlassventil (16) und wenig stens ein selektierbares Einlassventil (18) mit einem vorbestimmten Ventilschließzeitpunkt vorgesehen sind, einen Lufteinlass mit einem darin angeordneten Drossel ventil (14) sowie einen Einlasskrümmer aufweist, der zwischen dem Drosselventil (14) einerseits und sowohl dem wahlfrei ansteuerbaren Einlassventil (16) als auch dem selektierbaren Einlassventil (18) andererseits an geordnet ist, wobei eine Motorsteuereinheit (26) in Wirkverbindung mit dem Motor steht, und die Kraftstoff dampfrückgewinnungsanordnung wenigstens ein Ventil (54, 58) aufweist, durch welches die Kraftstoffdampf rückgewinnungsanordnung und der Einlasskrümmer kommuni zierend miteinander verbindbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Feststellung, dass die Kraftstoffdampfrückgewin nungsanordnung in einem Spülmodus arbeitet, und dass die Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung ausreichend gespült wurde;
Betätigung des wenigstens einen Ventils (54, 58) der Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung, um die kommunizierende Verbindung zwischen der Kraft stoffdampfrückgewinnungsanordnung und dem Luftein lass zu schließen; und
Erhöhung des Einlasskrümmerdrucks.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Einlasskrümmerdrucks durch Öffnung des Drosselventils (14) erreicht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch den Schritt der Erhöhung des Einlasskrümmerdrucks, bis ein gewünschter Einlasskrümmerdruck erreicht wurde.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Einlasskrümmerdruck durch eine vollständige Öffnung des Drosselventils (14) erreicht wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekenn zeichnet durch den Schritt der Anpassung des Schließ zeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassven tils (16) basierend auf dem Motordrehmoment.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) derart gewählt wird, dass bei der Anpassung der Stellung des Drosselventils (14) das Drehmoment im Wesentlichen konstant gehalten wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils verzögert wird, falls der Schließzeit punkt gegenüber dem vorbestimmten Ventilschließzeit punkt verzögert ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Ventilschließzeitpunkt ein Ven tilschließzeitpunkt ist, bei dem die maximale Einlass luftmenge nach dem Schließen des variabel ansteuerbaren Einlassventils (16) in dem Zylinder (4) verbleibt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) vorverstellt wird, falls der Schließzeitpunkt gegenüber dem vorbestimmten Ventilschließzeitpunkt vorverstellt ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Ventilschließzeitpunkt ein Ven tilschließzeitpunkt ist, bei dem die maximale Einlass luftmenge nach dem Schließen des variabel ansteuerbaren Einlassventils (16) in dem Zylinder (4) verbleibt.

18. Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung für einen Ver brennungsmotor mit mehreren Zylindern (4), in denen je weils ein wahlfrei ansteuerbares Einlassventil (16) und ein selektierbares Einlassventil (18) vorgesehen ist, die stromabwärts von einem Lufteinlass mit einem Dros selventil (14) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung auf weist:
einen Behälter (52) zur Aufnahme der Kraftstoffdämpfe;
ein erstes Ventil (58), das in einer Leitung (60) zwi schen dem Lufteinlass des Motors (10) und dem Behäl ter (52) angeordnet ist;
ein zweites Ventil (54), das in einer Leitung zwischen dem Behälter (52) und der Atmosphäre angeordnet ist; und
eine Steuereinheit (26), die sowohl mit dem Motor (10) als auch mit der Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung in Wirkverbindung steht, und die
zur Durchführung eines Übergangs in einen Spülmo dus ausgebildet ist, falls die Kraftstoffdampf rückgewinnungsanordnung nicht in dem Spülmodus be trieben wird und gespült werden sollte; und die
zur Durchführung eines Übergangs aus dem Spülmodus ausgebildet ist, falls die Kraftstoffdampfrückge winnungsanordnung in dem Spülmodus arbeitet und festgestellt wird, dass die Anordnung ausreichend gespült ist.

19. Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) einen Einlasskrümmerdruck bestimmt, diesen mit einem vorbestimmten Spülschwellwert für den Einlasskrümmer druck vergleicht und den Einlasskrümmerdruck ernied rigt, wenn der Einlasskrümmerdruck größer als der vor bestimmte Spülschwellwert für den Einlasskrümmerdruck ist.

20. Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) das erste und das zweite Ventil (58, 54) öffnet, wenn die Steuereinheit entscheidet, dass die Kraft stoffdampfrückgewinnungsanordnung gespült werden soll.

21. Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerein heit (26) den Einlasskrümmerdruck durch Schließen des Drosselventils (14) erniedrigt.

22. Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) den Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventils (16) abhängig von dem Schließvorgang des Drosselventils (14) verändert, um ein im Wesentlichen konstantes Motordrehmoment aufrechtzuerhalten.

23. Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) das erste und das zweite Ventil (58, 54) schließt, wenn entschieden wurde, dass die Kraft stoffdampfrückgewinnungsanordnung ausreichend gespült worden ist.

24. Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) die Erhöhung des Einlasskrümmerdrucks durch Öffnung des Drosselventils (14) erreicht.

25. Kraftstoffdampfrückgewinnungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) den Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventils (16) abhängig von dem Öffnungsvorgang des Drosselventils (14) verändert, um ein im Wesentlichen konstantes Motordrehmoment aufrechtzuerhalten.