DE10136944A1

DE10136944A1 - Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit hybrider Ventilsteuerung

Info

Publication number: DE10136944A1
Application number: DE10136944A
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: GB0118587D0; US6470853B1; GB2366330A; DE10136944B4; GB2366330B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Anordnungen zur Steuerung der Einlassventile eines Verbrennungsmotors (10), die mittels unterschiedlicher Betätigungseinrichtungen angesteuert werden. Im Rahmen der Erfindung werden verschiedene Betriebsarten für die Einlassventile (16, 18) definiert und diese verschiedenen Motordrehmoment- und Drehzahlbetriebsbereichen zugeordnet. Weiterhin werden im Rahmen der Erfindung die Steuerung des Drehmoments in den einzelnen Betriebsbereichen sowie Schritte zur Erzielung sanfter Übergänge zwischen den Betriebsbereichen beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für die Ventilbetätigung eines Verbrennungsmotors.

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 Noc kenwelle 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.

Aus der in US-PS 60 09 841 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Luftzufuhr unter Einsatz eines wahlfrei ansteuerba ren Einlassventils erfolgt, wenn der Motor im niedrigsten Drehmomentbereich arbeitet, bei dem weiterhin ein selektier bares Einlassventil aktiviert wird, wenn der Motor in einem mittleren Drehmomentbereich arbeitet, und bei dem ein wahl frei ansteuerbares und ein selektierbares Einlassventil ein gesetzt werden, wenn der Motor in seinem höchsten Drehmo mentbereich arbeitet.

Aus der US-PS 56 69 341 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Luft durch ein kleineres, wahlfrei ansteuerbares Einlassven til eingelassen wird, wenn der Motor in seinem niedrigsten Drehzahlbereich betrieben wird, bei dem weiterhin Luft durch ein größeres, wahlfrei ansteuerbares Einlassventil eingelas sen wird, wenn der Motor in einem mittleren Drehzahlbereich betrieben wird, und bei dem beide wahlfrei ansteuerbaren Einlassventile aktiviert werden, wenn der Motor in seinem höchsten Drehzahlbereich arbeitet.

Aus der US-PS 56 47 312 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Luft durch ein wahlfrei ansteuerbares Einlassventil einge lassen wird, wenn der Motor in einem niedrigen Drehmomentbe reich bzw. Drehzahlbereich arbeitet, und bei dem Luft durch ein selektierbares Einlassventil eingelassen wird, wenn der Motor in einem höheren Drehzahl- bzw. Drehmomentbereich ar beitet. Die Entscheidung, welche der Ventile angesteuert werden sollen, erfolgt anhand vorbestimmter Drehzahl- bzw. Drehmomentschwellwerte.

Die aus den US-PS 60 09 841, 56 47 312 und 56 69 341 bekann ten Ansätze weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. Der Betrieb entsprechend der US-PS '841 kann zu einer rauhen Verbrennung (harsh combustion) aufgrund übermäßiger Turbu lenzen der Ladeluft führen, wenn diese allein durch ein kleinere wahlfrei ansteuerbares Einlassventil eingelassen wird und der Motor mit einem niedrigen Drehmoment und einer hohen Drehzahl betrieben wird. Das Verfahren gemäß der US- PS '341 weist den spezifischen Nachteil auf, dass das Mo tordrehmoment dadurch begrenzt wird, dass Luft entweder nur durch ein kleineres Einlassventil bei den niedrigsten Mo tordrehzahlen oder durch ein größeres Einlassventil bei mittleren Motordrehzahlen einströmen kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass ein derartiger Ansatz zu einer rauhen Verbrennung führen kann. Weiterhin kann ein nur suboptimales Spitzendrehmoment erzielt werden, weil der Luftstrom durch das einzige Ventil bei niedrigen und mittleren Motordrehzahlen begrenzt ist. Schließlich wur de im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt, dass sich bei einem Motorbetrieb entsprechend der US-PS '312 eine Be grenzung des Motordrehmoments bei allen Motordrehzahlen er gibt, da die Einlassluft nur durch das selektierbare Ein lassventil zugeführt wird. Ein weiterer Nachteil des Verfah rens gemäß der US-PS '312 besteht darin, dass die Kriterien für den Übergang zwischen den Betriebsarten auf einer vorbe stimmten Drehzahl und einem vorbestimmten Drehmomentschwell wert beruhen, wobei die Ermittlung dieser Werte nicht offen bart wird. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass derartige vorbestimmte Drehzahl- und Drehmomente nur willkürliche Kri terien darstellen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, wobei der Verbrennungsmotor wenigstens einen Zylinder, wenigstens ein wahlfrei ansteuerbares Einlassventil, wenigstens ein selek tierbares Einlassventil mit einem vorbestimmten Ventil schließzeitpunkt, ein in dem Einlasssystem angeordnetes Drosselventil sowie eine Motorsteuereinheit aufweist. Das Verfahren weist den Schritt der Abfrage des gewünschten Mo tordrehmoments und der Motordrehzahl auf. Als weitere Schritte sind vorgesehen: Einlass von Luft in den Zylinder durch das wahlfrei ansteuerbare Ventil, wenn der Motor in einem ersten Bereich bzw. Betriebsbereich betrieben wird, der durch eine erste Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment bestimmt ist, Einlass von Luft in den Zylinder durch das selektierbare Einlassventil, wenn der Motor in einem zweiten Bereich bzw. Betriebsbereich betrie ben wird, der durch eine zweite Beziehung zwischen der Mo tordrehzahl und dem Motordrehmoment bestimmt ist, wobei bei gegebenem Motordrehmoment der zweite Betriebsbereich eine höhere Motordrehzahl als der erste Betriebsbereich umfasst, und Einlassen von Luft in den Zylinder durch sowohl das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil als auch das selektier bare Einlassventil, wenn der Motor in einem dritten Bereich bzw. Betriebsbereich betrieben wird, der durch eine dritte Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment beschrieben wird, wobei bei einer gegebenen Motordrehzahl in dem dritten Betriebsbereich ein höheres Motordrehmoment als in den ersten und den zweiten Bereichen vorgesehen ist.

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass der Turbulenzgrad der eingelassenen Luftladung reduziert wird, indem die Luft bei höheren Motordrehzahlen nicht nur durch ein kleineres Ventil eingelassen wird, wo durch die bei den bekannten Verfahren auftretenden Probleme die Rauhigkeit der Verbrennung betreffend vermieden werden.

Um den jeweils maximalen Luftfluß bei gleichzeitig höchstem Motordrehmoment zu erzielen, muss die Luft durch alle ver fügbaren Einlassventile eingelassen werden. Dementsprechend besteht ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung dar in, dass ein hohes Spitzenmotordrehmoment bei allen Mo tordrehzahlen bereitgestellt wird.

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 20 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 Betriebsbereich 32 in den Betriebsbereich 30 dann statt findet, wenn ein Grenzwert bezüglich einer tolerierbaren Verbrennungstraurigkeit erreicht wird, anstelle eines Über gangs dann, wenn durch den Ventilschließzeitpunkt des wahl frei ansteuerbaren Ventils kein Einfluss mehr auf die Luft menge ausgeübt werden kann. Eine weitere Erhöhung des Mo tordrehmoments wird dann durch Aktivierung des selektierba ren Einlassventils 18 erreicht. Gleichzeitig wird der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils spätverstellt, so dass der Luftstrom vor und nach dem Über gangszyklus 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 se 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 selektierbaren 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 Ot to-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 Einlassven til 16 kann alternativ auch elektrohydraulisch oder mittels anderer 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 dargestellt. Wenn das wahlfrei betätigbare Einlassventil 16 mit einer Vorverstellung 50 arbeitet, muss bei Beginn des Übergangs dieses zu einer derartigen Spätverstellung umgeschaltet wer den, dass eine identische Luftmenge eingeschlossen wird, wie in Fig. 5b dargestellt. Die Möglichkeit, dass eine Spätver stellung gefunden werden kann, mit der die gleiche einge schlossene Luftmenge wie bei einer Vorverstellung erzielt werden kann, wurde vorstehend bereits anhand von Fig. 3a erläutert. Wenn das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil 16 mit einer verzögerten Zündzeitpunkteinstellung 52 arbeitet, sind keine weiteren Schritte erforderlich. Das selektierbare Ventil kann dann innerhalb desselben Motorzyklus oder kurz danach geöffnet werden, vgl. Fig. 5c. Das Drosselventil ist geschlossen (in Fig. 5a ist die Drosselstellung mit TP be zeichnet). Gleichzeitig wird der Schließzeitpunkt des wahl frei ansteuerbaren Einlassventils 16 gemäß Fig. 5d verzö gert, so dass die gewünschte Motordrehmoment-Trajektorie er reicht wird. Sobald der Schließzeitpunkt des wahlfrei an steuerbaren Einlassventils vor einen bestimmten Punkt vor verstellt wurde, wird die eingelassene Luftmenge nicht mehr beeinflusst. In diesem Fall (vgl. Fig. 4b) kann das wahl frei betätigbare Einlassventil 16 abgeschaltet werden.

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 ansteuerba re 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 rpmt 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 entwic kelt 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) stattfinden 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 ein elek tronisch gesteuertes 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 02755 00070 552 001000280000000200012000285910264400040 0002010136944 00004 02636motor mit hybrider Ventilsteuerung zusätzliche Maßnahmen zur Reinigung getroffen werden. Denn in dem Betriebsbereich 32 (vgl. Fig. 2) eines Verbrennungsmotors 10 mit einer hybriden Ventilsteuerung ist die Drosselklappe 14 vollständig geöff net. Aus diesem Grund herrscht in dem Einlasskanal 12 (vgl. Fig. 1) kein Unterdruck. Wenn die Motorsteuerung einen Rei nigungsvorgang veranlasst, dann muss die Drossel 14 ge schlossen 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 des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils 16 derart geändert, dass diese einen ausrei chenden 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 zum Betrieb eines Verbrennungsmotors (10), mit wenigstens einem Zylinder (4), wenigstens einem wahlfrei ansteuerbaren Einlassventil (16), wenigstens einem selektierbaren Einlassventil (18) mit einem vor bestimmten Ventilschließzeitpunkt, einem in einem Ein lasskanal (12) angeordneten Drosselventil (14) sowie mit einer Motorsteuereinheit (26), gekennzeichnet durch die Schritte:
Abfrage des gewünschten Motordrehmoments;
Abfrage der Motordrehzahl;
Einlass von Luft durch das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil (16) in den Zylinder (4), wenn der Motor (10) in einem ersten Betriebsbereich (32, 34) betrieben wird, der durch eine erste Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem gewünschten Mo tordrehmoment bestimmt ist;
Einlass von Luft durch das selektierbare Einlass ventil (18) in den Zylinder (4), wenn der Motor in einem zweiten Betriebsbereich (36) betrieben wird, der durch eine zweite Beziehung zwischen der Mo tordrehzahl und dem gewünschten Motordrehmoment bestimmt wird, wobei bei einem gegebenem Mo tordrehmoment der zweite Betriebsbereich (36) eine höhere Motordrehzahl als der erste Betriebsbereich umfasst, und
Einlass von Luft durch sowohl das wahlfrei ansteu erbare Einlassventil (16) als auch das selektier bare Einlassventil (18) in den Zylinder (4), wenn der Motor in einem dritten Betriebsbereich (30) betrieben wird, der durch eine dritte Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment bestimmt wird, wobei der dritte Betriebsbereich (30) bei einer gegebenen Motordrehzahl ein höheres Motordrehmoment als der erste (32, 34) und der zweite Betriebsbereich (36) umfasst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des Drosselventils (14) auf dem gewünsch ten Motordrehmoment basiert, wenn der Motor (10) in dem zweiten Betriebsbereich (36) betrieben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerba ren Einlassventils (16) basierend auf dem gewünschten Motordrehmoment bestimmt wird, wenn der Motor in dem ersten (23, 34) bzw. dem dritten (30) Betriebsbereich betrieben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Übergang zwischen dem Betrieb in dem zweiten Betriebsbereich (36) in einen Betrieb in dem dritten Betriebsbereich (30) dann veranlasst wird, wenn das gewünschte Motordrehmoment die Kapazität des selektierbaren Einlassventils (18) überschreitet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem zweiten Betriebsbereich (36) in einen Betrieb in dem dritten Betriebsbereich (30) dann durchgeführt wird, wenn die Verbrennungsrauhigkeit einen vorbestimm ten Schwellwert überschreitet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) derart gewählt ist, dass das Motordrehmoment während eines Übergangs von einem Betrieb im zweiten Betriebsbereich (36) in einen Betrieb in dem dritten Betriebsbereich (30) im Wesent lichen konstant bleibt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass der Übergang von einem Betrieb im zweiten Betriebsbereich (36) in den dritten Betriebsbe reich (30) die folgenden Schritte aufweist:
Aktivierung des wahlfrei ansteuerbaren Einlassven tils (16) mit einem Ventilschließzeitpunkt, der vor dem vorherbestimmten Ventilschließzeitpunkt liegt, und
Öffnen des Drosselventils (14) und Verzögerung des Ventilschließzeitpunkts des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16).

8. Verfahren nach Ansprüch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) und die Drosselventilsstellung der art gewählt werden, dass das Motordrehmoment während des Übergangs im Wesentlichen konstant bleibt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich net, dass das Öffnen des Drosselventils und die Verzö gerung des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerba ren Einlassventils (16) fortgesetzt wird, bis eine ge wünschte Drosselventilstellung erreicht ist.

10. Verfahren Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Drosselventilstellung die vollständig geöff nete Stellung ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einem Betrieb in dem dritten Betriebsbereich (30) in einen Betrieb in dem zweiten Betriebsbereich (36) dann veranlasst wird, wenn das selektierbare Einlassventil (18) genügend Ka pazität bereitstellt, das gewünschte Motordrehmoment zu gewährleisten.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einem Betrieb in dem dritten Betriebsbereich (30) in einen Betrieb in dem zweiten Betriebsbereich (36) dann veranlasst wird, wenn die Motordrehzahl größer als eine vorbestimmte Mo torschwelldrehzahl ist, und wenn das gewünschte Drehmo ment dadurch gewährleistet werden kann, dass Luft durch das selektierbare Einlassventil (18) geleitet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem dritten Betriebsbereich (30) zu einem Betrieb in dem zweiten Betriebsbereich (36) veranlasst wird, wenn die Motordrehzahl größer als eine vorbestimmte Motor schwelldrehzahl ist, und wenn sich durch den Einlass der Luft durch das selektierbare Einlassventil (18) ei ne Verbrennungsrauhigkeit ergibt, die unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einem Betrieb in dem dritten Betriebsbereich zu einem Betrieb in dem zweiten Betriebsbereich den Schritt der Frühverstellung des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventils (16) und des Schließens des Drosselven tils (14) aufweist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch den Schritt der Betriebsbeendigung des wahlfrei ansteuerba ren Einlassventils (16), wenn eine weitergehende Früh verstellung des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteu erbaren Einlassventils (16) die eingeschlossene Luft menge nicht wesentlich beeinflusst.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn zeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei an steuerbaren Einlassventils (16) und das Drosselventil derart gesteuert werden, dass das Motordrehmoment wäh rend des Übergangs im Wesentlichen konstant bleibt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) auf dem gewünschten Motordrehmoment basiert, wenn der Motor (10) in dem er sten Betriebsbereich (32, 34) betrieben wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen dem ersten (32, 34) Betriebsbereich und dem zweiten Betriebsbe reich (36) auf einem ersten Energieverlust, der mit dem Betrieb des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) bei der Motordrehzahl und dem gewünschten Motordrehmo ment verbunden ist, sowie auf einem zweiten Energiever lust basiert, der mit dem Betrieb des selektierbaren Einlassventils (18) bei der Motordrehzahl und dem ge wünschten Motordrehmoment verbunden ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einem Betrieb in dem ersten Be triebsbereich (32, 34) zu einem Betrieb im zweiten Be triebsbereich (36) veranlasst wird, wenn der erste Energieverlust den zweiten Energieverlust übersteigt.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn zeichnet, dass die ersten und zweiten Energieverluste einen Energiebeitrag, der von der Ventilsteuerung zur Betätigung des selektierbaren Einlassventils (18) benö tigt wird, einen Energiebeitrag, der von dem Verbren nungsmotor (10) zur Betätigung des wahlfrei ansteuerba ren Ventils (16) benötigt wird, sowie einen mit der Pumparbeit verbundenen Energiebeitrag aufweisen.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von dem ersten Be triebsbereich in den zweiten Betriebsbereich die fol gende Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Ventilschließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16), die nach dem vorbestimmten Schließzeitpunkt liegt, und
Aufnahme des Betriebs des selektierbaren Einlass ventils (18) als Reaktion auf den Schritt des Be reitstellens.

22. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt der Änderung des Ventilschließ zeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Ventils (16) in einen zweiten Ventilschließzeitpunkt, der nach dem vor bestimmten Ventilschließzeitpunkt liegt, wenn der Ven tilschließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlass ventils (16) gegenüber dem vorherbestimmten Ventil schließzeitpunkt frühverstellt ist.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ventilschließzeitpunkt und dem zweiten Ventilschließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventils (16) im Wesentlichen die gleiche einge schlossene Luftmenge erreicht wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, gekenn zeichnet durch den zusätzlichen Schritt des Schließens des Drosselventils (14) und der Frühverstellung des Ventilschließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16).

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, gekenn zeichnet durch den zusätzlichen Schritt der Betriebsbe endigung des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16), wenn eine weitergehende Frühverstellung des Ven tilschließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventils (16) keinen merklichen Effekt auf die ein geschlossene Luftmenge erzielt.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekenn zeichnet, dass das Schließen des Drosselventils (14) und die Frühverstellung des Ventilschließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) derart gewählt sind, dass ein im Wesentlichen konstantes Mo tordrehmoment während des Übergangs aufrechterhalten bleibt.

27. Verfahren einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch ge kennzeichnet, dass das Schließen des Drosselventils (14) und die Frühverstellung des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) innerhalb von zwei bis zwanzig Motorumdrehungen abgeschlossen werden.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem zweiten Betriebsbereich in einen Betrieb in dem er sten Betriebsbereich durchgeführt wird, wenn ein erster Energieverlust, der mit dem alleinigen Betrieb des se lektierbaren Einlassventils (18) bei der Motordrehzahl und dem gewünschten Motordrehmoment verbunden ist, ei nen zweiten Energieverlust, der mit dem alleinigen Be trieb des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) bei der Motordrehzahl und dem gewünschten Motordrehmo ment verbunden ist, übersteigt.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von dem Betrieb in dem zweiten Betriebsbereich zu einem Übergang in den Betrieb in dem ersten Betriebsbereich folgende Schritte aufweist:
Aktivieren des wahlfrei ansteuerbaren Einlassven tils (16) mit einem Ventilschließzeitpunkt, der vor dem vorherbestimmten Ventilschließzeitpunkt liegt, und
Öffnen des Drosselventils (14) sowie Verzögerung des Ventilschließzeitpunktes, bis eine gewünschte Drosselventilstellung erreicht ist.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Drosselventilstellung die vollstän dig geöffnete Stellung ist.

31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekenn zeichnet, dass das Öffnen des Drosselventils (14) und die Verzögerung des Schließzeitpunktes des wahlfrei an steuerbaren Einlassventils (18) derart gewählt sind, dass ein im Wesentlichen gleichbleibendes Motordrehmo ment während des Übergangs aufrechterhalten wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen des Drosselventils (14) und die Verzögerung des Ventilschließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) innerhalb von zwei bis zwanzig Motorumdrehungen abgeschlossen werden.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem ersten Betriebsbereich (32, 34) zu einem Betrieb in dem dritten Betriebsbereich (30) basierend darauf durchgeführt wird, ob das wahlfrei ansteuerbare Ein lassventil (16) eine ausreichende Luftmenge einfließen lässt und die Verbrennungsrauhigkeit unter einem vorge gebenen Schwellwert gehalten wird.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem ersten Betriebsbereich (32, 34) in einen Betrieb in dem dritten Betriebsbereich (30) in dem Fall durchge führt wird, dass das gewünschte Drehmoment nicht durch einen Lufteinlass über das wahlfrei ansteuerbare Ein lassventil (16) bereitgestellt werden kann.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem ersten Betriebsbereich (32, 34) in einen Betrieb in dem dritten Betriebsbereich (30) in dem Fall durchge führt wird, dass bei einen Lufteinlass allein durch das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil (16) die Verbren nungsrauhigkeit einen vorgegebenen Schwellwert über schreitet.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einem Betrieb in dem ersten Betriebsbereich (32, 34) in einen Betrieb in dem dritten Betriebsbereich (30) die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Schließzeitpunktes des wahl frei ansteuerbaren Einlassventils (16), der nach dem vorherbestimmten Schließzeitpunkt liegt; und
Aufnahme des Betriebs des selektierbaren Einlass ventils (18) als Reaktion auf den Schritt des Be reitstellens.

37. Verfahren nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt der Änderung des Ventilschließ zeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Ventils (16) in einen zweiten Ventilschließzeitpunkt, der nach dem vor bestimmten Ventilschließzeitpunkt liegt, wenn der Ven tilschließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlass ventils (16) gegenüber dem vorherbestimmten Ventil schließzeitpunkt frühverstellt ist.

38. Verfahren nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekenn zeichnet, dass mit dem Ventilschließzeitpunkt und dem zweiten Ventilschließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerba ren Einlassventils (16) im Wesentlichen die gleiche eingeschlossene Luftmenge erreicht wird.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem dritten Betriebsbereich in einen Betrieb in dem er sten Betriebsbereich in dem Fall veranlasst wird, dass die Motordrehzahl geringer als eine vorgegebene Motor schwelldrehzahl ist, und das gewünschte Drehmoment durch einen Lufteinlass durch das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil (16) erreicht werden kann.

40. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem dritten Betriebsbereich in einen Betrieb in dem er sten Betriebsbereich in dem Fall veranlasst wird, dass die Motordrehzahl geringer als eine vorgegebene Motor schwelldrehzahl ist und dass bei einem Lufteinlass durch das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil (16) eine Verbrennungsrauhigkeit unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes erreicht wird.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von einem Betrieb in dem dritten Betriebsbereich in einen Betrieb in dem er sten Betriebsbereich durch Abschalten des Betriebes des selektierbaren Einlassventils (18) veranlasst wird.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließzeitpunkt des va riabel ansteuerbaren Einlassventils derart gewählt wird, dass während des Übergangs ein im Wesentlichen gleichbleibendes Drehmoment erzielt wird.

43. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebsbereich (32, 34) in folgende Betriebsbereiche unterteilt ist:
einen vierten Betriebsbereich (32), der durch eine vierte Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem gewünschten Motordrehmoment bestimmt ist; und
einen fünften Betriebsbereich (34), der durch eine fünfte Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem gewünschten Motordrehmoment bestimmt ist, wo bei bei einer bestimmten Motordrehzahl in dem vierten Betriebsbereich (32) ein höheres Mo tordrehmoment als in dem fünften Betriebsbereich (34) vorgesehen ist.

44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselventilstellung auf dem gewünschten Mo tordrehmoment basiert, wenn der Motor in dem fünften Betriebsbereich (34) betrieben wird.

45. Verfahren nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ventilschließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) auf dem gewünschten Motordrehmoment basiert, wenn der Motor (10) in dem vierten Betriebsbereich (32) betrieben wird.

46. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) auf der Ver brennungsstabilität basiert, wenn der Motor (10) in dem fünften Betriebsbereich (34) betrieben wird.

47. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) auf der Mo tordrehzahl basiert, wenn der Motor (10) in dem fünften Betriebsbereich (34) betrieben wird.

48. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem vierten Betriebsbereich (32) in einen Betrieb in dem fünften Betriebsbereich (34) durchgeführt wird, wenn die Verbrennungsstabilität unter einen bestimmten Schwellwert absinkt.

49. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem vierten Betriebsbereich (32) in einen Betrieb in den fünften Betriebsbereich (34) durchgeführt wird, wenn die Verbrennungsstabilität unter einen bestimmten Schwellwert absinkt.

50. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von einem Betrieb in dem fünften Betriebsbereich (34) in einen Betrieb in den vierten Betriebsbereich (34) durchgeführt wird, wenn das Drosselventil (14) vollständig geöffnet werden kann, ohne dass die Verbrennungsstabilität unter einen bestimmten Schwellwert absinkt.

51. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnungsstellung des Drossel ventils (14) und ein Schließzeitpunkt des wahlfrei an steuerbaren Einlassventils (16) im Hinblick auf eine Minimierung der Energieverluste gewählt sind.

52. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnungsstellung des Drossel ventils (14) und ein Schließzeitpunkt des wahlfrei an steuerbaren Einlassventils (16) derart gewählt sind, dass die Verbrennungsstabilität einen vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet.

53. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von dem vierten Be triebsbereich (32) in den fünften Betriebsbereich (34) folgende Schritte aufweist:
Schließen des Drosselventils (14) und Frühverstellen des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventils (16), falls der Schließzeitpunkt des wahl frei ansteuerbaren Einlassventils (16) gegenüber dem Schließzeitpunkt spätverstellt ist, der zu der maxima len im Zylinder verbleibenden Luftmenge nach dem Schließen des wahlfrei ansteuerbaren Einlassven tils (16) führt, und
Schließen des Drosselventils (14) und Spätverstellen des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Ein lassventils (16), falls der Schließzeitpunkt des wahl frei ansteuerbaren Einlassventils (16) gegenüber einem Schließzeitpunkt frühverstellt ist, der zu der maxima len im Zylinder verbleibenden Luftmenge nach dem Schließen des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils führt.

54. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) und die Drosselventilstellung der art gewählt werden, dass ein im Wesentlichen gleich bleibendes Drehmoment während des Überganges aufrecht erhalten bleibt.

55. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von dem fünften Be triebsbereich (34) in den vierten Betriebsbereich (32) folgende Schritte aufweist:
Öffnen des Drosselventils (14) und Frühverstellen des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlass ventils (16), falls der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) gegenüber dem Schließzeitpunkt frühverstellt ist, der zu der maxima len im Zylinder verbleibenden Luftmenge nach dem Schließen des wahlfrei ansteuerbaren Einlassven tils (16) führt, und
Öffnen des Drosselventils (14) und Spätverstellen des Schließzeitpunktes des wahlfrei ansteuerbaren Einlass ventils (16), falls der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) gegenüber einem Schließzeitpunkt spätverstellt ist, der zu der maxima len im Zylinder verbleibenden Luftmenge nach Schließen des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils führt.

56. Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) und das Öffnen des Drosselventils (14) derart gewählt werden, dass ein im Wesentlichen gleichbleibendes Drehmoment während des Überganges auf rechterhalten bleibt.

57. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) gegenüber dem Schließzeitpunkt spätverstellt ist, der zu der maxima len im Zylinder verbleibenden Luftmenge nach Schließen des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils führt, wenn der Motor in dem fünften Betriebsbereich arbeitet, um eine höhere Gastemperatur im Zylinder im Hinblick auf eine bessere Verbrennungsstabilität zu erzielen.

58. Ventilsteuerung für einen Verbrennungsmotor (10) mit wenigstens einem Zylinder (4), wenigstens einem wahl frei ansteuerbaren Einlassventil (16), wenigstens einem selektierbaren Einlassventil (18) sowie mit einer Mo torsteuereinheit (26), die
das gewünschte Motordrehmoment abfragt;
die Motordrehzahl abfragt;
ein Signal zur Betätigung des wahlfrei ansteuerba ren Einlassventils bereitstellt, derart, dass Luft durch das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil (16) in den Zylinder (4) eingelassen wird, wenn der Mo tor (10) in einem ersten Betriebsbereich (32, 34) betrieben wird, der durch eine erste Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem gewünschten Mo tordrehmoment bestimmt ist;
ein Signal zur Betätigung des selektierbaren Ein lassventils bereitstellt, derart, dass Luft in den Zylinder durch das selektierbare Einlassventil (18) eingelassen wird, wenn der Motor in einem zweiten Betriebsbereich (36) betrieben wird, der durch eine zweite Beziehung zwischen der Mo tordrehzahl und dem gewünschten Motordrehmoment bestimmt wird, wobei bei gegebenem Motordrehmoment der zweite Betriebsbereich (36) eine höhere Mo tordrehzahl als der erste Betriebsbereich umfasst, und die
ein Signal zur Betätigung sowohl des wahlfrei an steuerbaren Einlassventils (16) als auch des se lektierbaren Einlassventils (18) bereitstellt, derart, dass Luft durch beide Einlassventile (16, 18) in den Zylinder eingelassen wird, wenn der Mo tor in einem dritten Betriebsbereich (30) betrie ben wird, der durch eine dritte Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment bestimmt wird, wobei der dritte Betriebsbereich (30) bei einer gegebenen Motordrehzahl ein höheres Mo tordrehmoment als in dem ersten (32, 34) und dem zweiten Betriebsbereich (36) umfasst.

59. Ventilsteuerung nach Anspruch 58, gekennzeichnet durch ein in einem Einlasskanal (12) des Verbrennungsmotors angeordnetes Drosselventil (14), das derart ausgebildet ist, dass dieses bei einem Betrieb im ersten Betriebs bereich (32, 34) ein Motordrehmoment erzeugt, das dem gewünschten Drehmoment entspricht.

60. Ventilsteuerung nach Anspruch 58 oder 59, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schließzeitpunkt des wahlfrei ansteuerbaren Einlassventils (16) derart gewählt ist, dass bei einem Betrieb im zweiten und dritten Betriebs bereich (36, 30) ein Motordrehmoment erzeugt wird, das dem gewünschten Drehmoment entspricht.

61. Motorsteuerungsanordnung für einen Verbrennungsmotor (10), gekennzeichnet durch einen ersten Betriebsbereich (32, 34), der durch eine erste Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment bestimmt ist, ei nen zweiten Betriebsbereich (36), der durch eine zweite Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Mo tordrehmoment bestimmt ist, wobei bei einem gegebenen Motordrehmoment der zweite Betriebsbereich höhere Mo tordrehzahlen umfasst als der erste Betriebsbereich, und einen dritten Betriebsbereich (30), der durch eine dritte Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Mo tordrehmoment bestimmt ist, wobei bei einer gegebenen Motordrehzahl der dritte Betriebsbereich ein höheres Motordrehmoment umfasst als der erste Betriebsbereich und der zweite Betriebsbereich, wobei die Steuerungsan ordnung aufweist:
wenigstens einen Zylinder (4) in dem Verbrennungs motor (10);
wenigstens ein wahlfrei ansteuerbares, dem Zylin der zugeordnetes Einlassventil (16);
wenigstens ein selektierbares, dem Zylinder zuge ordnetes Einlassventil (18);
einen Lufteinlass (12) zur Zuführung von Luft zu dem Zylinder;
ein Drosselventil (14), das in dem Lufteinlass (12) angeordnet ist; und
eine Motorsteuerungseinheit (26) zur Abfrage der Motordrehzahl, des Motordrehmoments und der Be stimmung des Motorbetriebsbereiches basierend auf der abgefragten Motordrehzahl und dem abgefragten Motordrehmoment.

62. Motorsteuerungsanordnung nach Anspruch 61, dadurch ge kennzeichnet, dass das abgefragte Motordrehmoment dem vom Fahrer gewünschten Drehmoment entspricht.

63. Motorsteuerungsanordnung nach Anspruch 61 oder 62, da durch gekennzeichnet, dass die Luft ausschließlich über das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil (16) eingelas sen wird, wenn die Motorsteuerungseinheit (26) be stimmt, dass der Motor in dem ersten Betriebsbereich (32, 34) zu betreiben ist.

64. Motorsteuerungsanordnung nach einem der Ansprüche 61 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft aus schließlich über das selektierbare Einlassventil (18) eingelassen wird, wenn die Motorsteuerungseinheit (26) bestimmt, dass der Motor in dem zweiten Betriebsbereich (36) zu betreiben ist.

65. Motorsteuerungsanordnung nach einem der Ansprüche 61 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft über das wahlfrei ansteuerbare Einlassventil (16) und das selek tierbare Einlassventil (18) eingelassen wird, wenn die Motorsteuerungseinheit (26) bestimmt, dass der Motor in dem dritten Betriebsbereich (36) zu betreiben ist.