DE10140971A1

DE10140971A1 - Motormodusregelung

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Publication number: DE10140971A1
Application number: DE10140971A
Authority: DE
Inventors: Jing Sun; Narayanan Sivashankar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2002-03-28
Also published as: GB0120509D0; GB2367384A; US6390055B1; GB2367384B

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine beschrieben. Der Motor kann in wenigstens zwei Motorbetriebsmodi betrieben werden. Zum Beispiel kann der Motor in einem geschichteten oder in einem homogenen Verbrennungsmodus arbeiten. Der Motorbetriebsmodus wird u. a. basierend auf einem festgestellten atmosphärischen Druck ausgewählt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Motorregelung, insbesondere ein Anpassungsver fahren für einen Motormodusübergang bei einer Motorrege lungsanordnung für einen Schichtladungsmotor mit Direktein spritzung (DISC: direct injection stratified charge).

Ein derartiger Motor mit Direkteinspritzung und Funkenzün dung kann mit einem geschichteten Luft/Kraftstoffgemisch be trieben werden, bei dem die Verbrennungskammer geschichtete Lagen mit unterschiedlichen Luft/Kraftstoff-Mischungungsver hältnissen enthält. Die am dichtesten an der Zündkerze gele gene Schicht weist ein stöchiometrisches Mischungsverhältnis oder ein gegenüber der Stöchiometrie leicht fettes Mi schungsverhältnis auf, wohingegen die nachfolgenden Schich tungen zunehmend magerere Mischungen enthalten.

Der Motor kann weiterhin in einem homogenen Betriebsmodus betrieben werden, wobei in der Brennkammer durch frühe In jektion von Kraftstoff in die Brennkammer während des An saugtaktes eine homogene Mischung von Luft und Kraftstoff erzeugt wird. Der homogene Betrieb kann bezogen auf die Stöchiometrie entweder mager, stöchiometrisch oder fett er folgen.

Weiterhin werden Motoren mit Direkteinspritzung üblicherwei se mit Dreiwegekatalysatoren gekoppelt, um den Ausstoß an CO, HC, und NO_x zu reduzieren. Falls gewünscht, kann ein zweiter Dreiwegekatalysator, der als NO_x-Falle bekannt ist, typischerweise stromabwärts des ersten Dreiwegekatalysators angeordnet werden, um die NO_x-Emissionen zusätzlich zu redu zieren.

Der geschichtete Betriebsmodus wird typischerweise bei ge ringen bis mittleren Motorlasten eingesetzt. Der homogene Betriebsmodus wird typischerweise bei Betriebsbedingungen mit mittleren bis hohen Lasten eingesetzt. Bei bestimmten Zuständen ist es notwendig, von einem Motorbetriebsmodus in einen anderen überzugehen. Während dieser Modusübergänge ist es wünschenswert, das angeforderte Motorausgangsdrehmoment aufrechtzuerhalten, um ein positives Fahrgefühl zu gewähr leisten. Typischerweise basiert die Entscheidung, wann ein Übergang stattfinden soll, auf der Kraftstoffeinspritzmenge oder dem gewünschten Motor- oder Antriebsstrangdrehmoment. Eine derartige Methode, bei der die Kraftstoffeinspritzmenge zur Entscheidung herangezogen wird, ist aus der US 49 55 339 bekannt.

Als nachteilig bei dem bekannten Ansatz hat sich erwiesen, dass bei einem Betrieb des Fahrzeugs in größeren Höhen ein gegebenes Motordrehmoment im geschichteten Modus nur durch Bereitstellung von überschüssigem Kraftstoff bei unzurei chender Luftmenge erreicht werden kann. Die unzureichende Luftmenge wird durch die Abnahme des barometrischen Druckes verursacht, was zu einer geringeren Tendenz des Umgebungs druckes führt, die Motorzylinder mit Luft zu füllen. D. h., dass die maximale Luftmenge, mit der die Motorzylinder ge füllt werden können, bei fallendem barometrischen Druck ab nimmt. Die Bereitstellung von überschüssigem Kraftstoff bei unzureichender Luftmenge kann zu einer inakzeptablen Ver brennungsqualität mit übermäßiger Rauch- und Rußbildung und/oder zu einer Verschlechterung des Emissions- und des Fahrverhaltens führen. Hinsichtlich der transienten Antwort während eines Moduswechsels kann eine unzureichende Luftmen ge auch zu einer Drehmomentstörung führen, da an dem Um schaltpunkt möglicherweise keine äquivalente Motorleistung bereitgestellt werden kann.

Die vorstehenden Nachteile werden durch ein Verfahren zur Regelung der Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges überwunden, bei dem der Motor in mindestens einem ersten und einem zwei ten Betriebsmodus arbeitet. Das Verfahren umfasst die Be stimmung eines den atmosphärischen Druck anzeigenden Parame ters und die zum Teil auf dem genannten Parameter basierende Auswahl des ersten oder zweiten Betriebsmodus.

Durch Anpassung der Grenze für den Schichtladebetrieb, wenn weniger Luft bei größeren Höhen oder geringerem barometri schem. Druck verfügbar ist, wird ein verbesserter Motorbe trieb erreicht. Beispielsweise werden hierdurch eine verbes serte Verbrennung sowie glatte Übergänge zwischen den Be triebsmodi gewährleistet.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar in, dass durch eine Modusauswahl unter Berücksichtigung von Änderungen des atmosphärischen Druckes verbesserte Fahrzeug leistungen ermöglicht werden, da eine Verringerung des Mo torluftflusses berücksichtigt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar in, dass eine Modusauswahl, bei der Änderungen des atmosphä rischen Druckes berücksichtigt werden, einen Betrieb des Mo tors in akzeptablen Luft/Kraftstoffverhältnisbereichen er möglicht, wodurch Rauch- oder Rußbildung aufgrund einer ver schlechterten Verbrennung verhindert wird.

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

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines DISC-Motorsystems, bei dem die vorliegende Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden kann,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Regelungsanordnung, bei der die vorliegende Erfindung vorteilhaft einge setzt werden kann,

Fig. 3-6 ein logisches Flussdiagramm des vorliegenden Verfahrens zur Abschätzung des barometrischen Druckes in einem Motorregelungsschema und

Fig. 7A und 7B Kurven, durch welche der Motorbetrieb ge mäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht wird.

Obwohl das vorliegende Verfahren auch in Zusammenhang mit einem konventionellen PFI-Motor mit Einlasskanaleinspritzung (PFI: port fuel injection) eingesetzt werden kann, wird das Verfahren nachfolgend in Zusammenhang mit einem DISC-Motor diskutiert, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines DISC-Motorsystems darge stellt. Das DISC-Motorsystem weist einen Motor 10 mit mehre ren Zylindern auf, von denen einer in Fig. 1 dargestellt ist, wobei der Motor durch eine elektronische Motorsteue rung 12 gesteuert bzw. geregelt wird. Im Allgemeinen regelt die Steuerung 12 die Luft/Kraftstoffzumessung des Motors (Zeitsteuerung und Beschaffenheit), die Zündung, die Abgas rückführung (EGR) etc. als Funktion der Ausgangswerte von Sensoren wie eines Abgassauerstoffsensors und/oder eines Proportional-Abgassauerstoffsensors (16 und 24 in Fig. 1). Gemäß Fig. 1 weist der Motor 10 (je Zylinder) weiterhin ei ne Brennkammer 30 mit Zylinderwänden 32 und mit einem in dem Zylinder angeordneten Kolben 36 auf, der mit einer Kurbel welle 40 verbunden ist. Die Brennkammer 30 kommuniziert - wie dargestellt - mit einem Einlasskrümmer 44 und einem Aus lasskrümmer 48 über ein entsprechendes Einlassventil 52 und ein Auslassventil 54. Der Einlasskrümmer 54 kommuniziert wie dargestellt mit dem Drosselkörper 58 über eine Drosselplat te 62. Vorzugsweise wird die Drosselplatte 62 über einen An triebsmotor 61 elektronisch gesteuert. Die Verbrennungskam mer 30 kommuniziert ferner wie dargestellt mit einem Hoch druck-Kraftstoffinjektor 66 zur Abgabe von Kraftstoff pro portional zur Pulsbreite eines Signals fpw der Motorsteue rung 12. Der erforderliche Kraftstoff wird an den Kraft stoffinjektor 66 über eine Kraftstoffanlage (nicht darge stellt) geliefert, welche einen Kraftstofftank, eine Kraft stoffpumpe und ein Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr auf weist.

Eine Zündanlage 88 gibt in Reaktion auf ein Signal der Steuerung 12 mittels einer Zündkerze 92 einen Zündfunken an die Brennkammer 30 ab.

Die in Fig. 1 dargestellte Steuerung 12 ist als herkömmli cher Mikrocomputer ausgebildet, enthaltend eine Mikroprozes soreinheit 102, Eingangs/Ausgangsports 104, Nur-Lese-Spei cher 106, Direktzugriffspeicher 108 und einen herkömmlichen Datenbus. Wie dargestellt, empfängt der Regler 12 zusätzlich zu den vorstehend diskutierten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren, enthaltend: Mes sungen des induzierten Luftmassenstroms (MAF) von einem Luftmassenstromsensor 110, der an dem Drosselkörper 58 vor gesehen ist; Messungen der Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 112, der an einer Kühlmanschet te 114 vorgesehen ist; Messungen des Ansaugdruckes (MAP) von einem Einlasskrümmersensor 116, der an den Einlasskrümmer 44 gekoppelt ist; Messungen der Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor 63; Messungen der Umge bungslufttemperatur von einem Temperatursensor 150 sowie Messungen eines Zündungsaufnahmesignalprofils (PIP: profile ignition pickup signal) von einem Hall Sensor 118, der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist.

Das DISC-Motorsystem nach Fig. 1 weist ferner eine Lei tung 80 auf, welche den Auslasskrümmer 48 mit dem Einlass krümrner 44 zwecks Abgasrückführung (EGR) verbindet. Die Ab gasrückführung wird durch ein EGR-Ventil 81 in Reaktion auf das Signal EGR von der Steuerung 12 kontrolliert.

Das DISC-Motorsystem gemäß Fig. 1 weist ferner ein Abgas- Nachbehandlungssystem 20 auf, welches einen ersten Dreiwege katalysator (TWC) und einen zweiten Dreiwegekatalysator ent hält, welcher auch als NO_x-Falle (LNT) bezeichnet wird.

In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Regelungsschemas dar gestellt, bei dem das vorliegende Verfahren vorteilhaft ein gesetzt werden kann. In Block 200 ist ein Estimator bzw. ei ne Schätzeinheit für den barometrischen Druck dargestellt, welcher bzw. welche nachstehend anhand von Fig. 3 detail liert beschrieben werden wird. Der Estimator 200 empfängt als Eingangssignale das Motordrehzahlsignal (N) von dem PIP- Sensor, die Drosselklappenposition (TP) von dem Drosselklap penpositionssensor 63, den Wert MAP sowie optional den Wert MAF. Der Estimator erzeugt anschließend einen Wert, der den aktuellen barometrischen Druck (BP) darstellt, zwecks Ver wendung durch einen Motordrehmoment-Estimator 202 und/oder einen Luftladungs-Estimator 204. Das BP-Signal kann weiter hin verwendet werden, um den Betriebsmodus 206 des Motors - geschichtet oder homogen - festzulegen. Vorzugsweise sind die funktionalen Blöcke 200, 202, 204, 206 innerhalb der Steuerung 12 implementiert, obwohl auch einer oder mehrere dieser Blöcke als eigenständige Subregler mit zugehöriger CPU, Speicher, I/O Ports und Datenbus implementiert werden könnten. Das tatsächliche Motorregelungsschema kann selbst verständlich ein beliebiges Motorregelungsverfahren sein, bei dem der Wert BP als Eingangsgröße verwendet wird, um ge wünschte Motorbetriebsparameter wie die Kraftstoffrate, die Zündze itsteuerung und den Luftfluss zu bestimmen.

In einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stehen dem Regler sowohl Messungen des absoluten Ansaugdruc kes (MAP) als auch des Luftmassenstroms (MAF) zur Verfügung. In diesem Falle wird zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfah rens eine Standard-Öffnungsgleichung für den Drosselklappen körper des Motors herangezogen:

wobei P, P_a und T_a der Ansaugdruck (kPa), der Umgebungsdruck (kPa) und die Umgebungstemperatur (K) sind, _th der Luft massenstrom durch die Drossel und θ die Drosselklappenposi tion ist, und f(θ) die effektive Flussfläche darstellt, wel che von der Geometrie des Drosselklappenkörpers abhängt. Die Funktion g hängt von dem Druckverhältnis über dem Drossel klappenkörper ab, welches angenähert werden kann durch:

Da alle Variablen in Gleichung (1) mit Ausnahme des barome trischen Druckes P_a entweder gemessen oder bekannt sind, könnte Gleichung (1) herangezogen werden, um P_a zu bestimmen. Es wurde jedoch gefunden, dass diese Lösung zu einem Schätz wert für P_a führt, welcher sehr anfällig für Messrauschen ist, insbesondere bei Zuständen hohen Ansaugdruckes (wie im geschichteten Betrieb und im mageren homogenen Betrieb). Das vorliegende Verfahren verwendet daher die folgende Abschät zungsgleichung, welche diesen Nachteil überwindet und eine robuste Abschätzung für den barometrischen Druck sowohl für den WOT-Betrieb als auch für alle anderen Motorbetriebszu stäncle bereitstellt:

wobei _th und P der gemessene Fluss bzw. Massenstrom und der Ansaugdruck sind, _th wie folgt berechnet wird

und γ₁, γ₂ Adaptationsfaktoren sind, welche so kalibriert wer den können, dass die gewünschte Leistung erzielt wird. Das Verfahren wird in Echtzeit angewendet, und die Indices "old" (alt) und "new" (neu) repräsentieren daher die zuvor be stimmuen Werte bzw. die aktuell bestimmten Werte. In Glei chung (3) wird die Schätzung des barometrischen Druckes in krementell entsprechend dem Vorhersagefehler _th-_th ange passt, um diese gegenüber Messrauschen unempfindlich zu ge stalten.

In einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens wird nur der Ansaugdruck-(MAP)-Sensor in den Satz der Motorsensoren ein geschlossen. In diesem Falle, in dem eine MAF Messung nicht verfügbar ist, wird die folgende Gleichung verwendet, um den barometrischen Druck für WOT und alle anderen Motorbetriebs zustände zu aktualisieren:

wobei und _th der geschätzte Ansaugdruck und der Luftfluss sind, die berechnet werden gemäß:

Die Funktion h ist ein Motorpumpterm, welcher aus Motorab bildungsdaten gewonnen wird, und die Konstante K ist unter Verwendung von Dynamometer- bzw. Prüfstanddaten kalibriert.

In Gleichung (5) wird der barometrische Druck gemäß dem Vor hersagefehler im Ansaugdruck aktualisiert.

In einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Sensor für den barometrischen Druck verwendet, um den atmosphärischen Druck zu messen. Der Sensor kann ein Differentialdrucksensor mit Referenz auf einen bekannten Druck, ein Absolutdrucksensor oder irgend ein anderer Sensor sein, welcher eine Messung des atmosphärischen Druckes er laubt. Z. B. könnte der atmosphärische Druck auch aus Infor mationen bestimmt werden, die von einem globalen Positionie rungssystem, das die Höhe anzeigt, bereitgestellt werden. In einem derartigen Falle könnte eine Abbildung bzw. Funktion verwendet werden, welche angenäherte Höhenwerte (und korre spondierende atmosphärische Druckwerte) basierend auf den Werten der geographischen Länge und Breite des Fahrzeuges bereitstellt. Die Kartenabdeckung bzw. der Kartenbereich könnte für eine spezielle Stadt, für eine Region, für ein Land oder einen gesamten Kontinent vorliegen. Alternativ könnte die Steuerung 12 globale Positionierungsdaten und ei ne Karte verwenden, um an Bord die ungefähre Höhe und den zugehörigen atmosphärischen Druck zu bestimmen.

Bei sämtlichen Ausgestaltungen werden das Motordrehmoment, die Zylinderluftladung und das geschichtete Mager/Fett-Limit auf der Basis der Abschätzung des barometrischen Druckes skaliert, wie es zum Beispiel in Fig. 2 gezeigt ist.

In Fig. 3 ist ein logisches Flussdiagramm des Estimators des barometrischen Druckes gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. In Abhängigkeit vom verwendeten Fahrzeugsensor satz sind in Fig. 3 zwei Estimatorschemata dargestellt.

In Schritt 300 wird die Motordrehzahl (N) bestimmt. In Schritt 302 bestimmt das System den Betriebsmodus des Mo tors. Falls der Motor in einem normalen Laufmodus (laufend, anlassend oder untertourig) arbeitet, fährt die Logik bei Schritt 304 fort. Andernfalls wäre der Motor in einem "Schlüssel-An"-Zustand. Der barometrische Druckwert wird in Schritt 306 so initialisiert, dass dieser näherungsweise dem Wert MAP gleich ist. In Schritt 304 wird festgestellt, ob der Motor mit weit geöffneter Drosselklappe (WOT: wide open throttle) betrieben wird. Falls nicht, wird in Schritt 308 der Wert für P_old je nach dem verfügbaren Sensorsatz, das heißt, nur MAP oder MAP und MAF, gemäß Gleichung (3) oder Gleichung (5) aktualisiert. Falls jedoch der Motor im Zu stand. WOT arbeitet, verzweigt die Logik zu Schritt 310. In dem Zustand WOT wird in Schritt 310 eine tote Zone (dead band) angewendet, um die BP-Adaptation zu verhindern, wenn der abgeschätzte BP geringfügig höher (Δ) als der Ansaug druck ist. In solchen Fällen wird in Schritt 312 der neue Wert für BP gleich dem Vorhergehenden gesetzt. Andernfalls wird der BP-Wert je nach dem verfügbaren Sensorsatz gemäß Gleichung (3) oder (5) für die WOT-Bedingung aktualisiert.

Im Falle von PFI-Motoren repräsentiert die Funktion f(θ) den Ausdruck für die effektive Fläche, welche sowohl die Ventil öffnungen der Drosselklappe als auch die eines Luftbypasses berücksichtigt.

Das vorliegende Verfahren kann modifiziert werden, um Pulsa tionen bzw. Schwankungen in den Messungen von P und _th zu berücksichtigen, welche durch Einlassereignisse des Motors verursacht werden. Die Auswirkungen von Pulsationen auf die Integrität des BP-Schätzungsschemas können durch Mittelung der Messung über jedes Motorereignis oder durch Verwendung anderer bekannter Filtertechniken verringert werden. Das vorliegende Verfahren kann auch mit anderen adaptiven Dros selklappenkörper-Algorithmen kombiniert werden, welche dazu dienen, Drosselklappenkörper-Leckagen oder andere Variatio nen zu kompensieren. Weiterhin kann der barometrische Druck periodisch zu vorgegebenen Intervallen bestimmt werden, an stelle ihn zu jedem Abtastzeitpunkt zu aktualisieren.

In Fig. 4 ist eine Routine zur Auswahl eines Motorbetriebs modus beschrieben. Zuerst wird in Schritt 410 der atmosphä rische Druck bestimmt. Der atmosphärische Druck kann dabei über irgend eine der Abschätzungen oder Messungen, die vor stehend beschrieben wurden, bestimmt werden. Dann wird in Schritt 412 das gewünschte Motordrehmoment berechnet. Zum Beispiel kann dieses basierend auf einem vom Fahrer betätig ten Element (Fußpedal), von einem Fahrzeuggeschwindigkeits- Regelungssystem, von einem Antriebs-Regelungssystem oder von irgend einem anderen Motorregelungssystem berechnet werden. In Schritt 414 werden dann Übergangsschwellen t1 und t2 ba sierend auf dem ermittelten atmosphärischen Druck festge legt. Typischerweise werden die Schwellen verringert, wenn der atmosphärische Druck sich verringert.

In diesem Beispiel werden zwei Schwellen für drei Betriebs modi bestimmt: geschichtet, aufgespalten (split) und homo gen. Typischerweise wird der geschichtete Modus durch die Injektion von Kraftstoff während des Kompressionstaktes des Motors bereitgestellt, der homogene Modus wird durch die In jektion von Kraftstoff während des Ansaugtaktes des Motors bereitgestellt, und der gespaltene Modus wird durch die In jektion von Kraftstoff sowohl während des Kompressionstaktes des Motors als auch während des Ansaugtaktes realisiert. Falls zum Beispiel nur der geschichtete und der homogene Mo dus verwendet würden, könnte auch eine einzige Übergangs schwelle ausreichend sein.

In Schritt 416 gemäß Fig. 4 wird eine Abfrage vorgenommen, ob das gewünschte Motordrehmoment geringer als die Schwel le t1 ist. Wenn die Antwort in Schritt 416 JA ist, wird der geschichtete Modus in Schritt 418 ausgewählt. Andernfalls wird in Schritt 420 eine Abfrage durchgeführt, ob das ge wünschte Motordrehmoment geringer als die Schwelle t2 ist. Wenn die Antwort in Schritt 420 JA ist, wird in Schritt 422 der aufgespaltene Modus ausgewählt. Andernfalls wird in Schritt 424 der homogene Modus ausgewählt.

Auf diese Weise ist es möglich, den Motorbetriebsmodus ba sierend auf einem Parameter auszuwählen, welcher eine Anzei ge für den atmosphärischen Druck darstellt, sowie den Vor teil eines verbesserten Motorbetriebes bei variierenden Hö hen zu erzielen.

In Fig. 5 ist eine alternative Routine zur Auswahl eines Motorbetriebsmodus beschrieben. Zunächst wird in Schritt 510 der atmosphärische Druck bestimmt. Der atmosphärische Druck kann durch irgend eine Abschätzung oder Messung der vorste hend beschriebenen Art bestimmt werden. Dann wird in Schritt 512 das gewünschte Motordrehmoment berechnet. Zum Beispiel kann es basierend auf einem vom Fahrer betätigten Element (Fußpedal), auf einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Rege lungssystem, einem Antriebs-Regelungssystem oder irgend ei nem anderen Motorregelungssystem berechnet werden. In Schritt 513 werden die Übergangsschwellen t1 und t2 basie rend auf den Betriebsbedingungen einschließlich der Mo tordrehzahl bestimmt. Dann werden in Schritt 514 angepasste Übergangsschwellen t'1 und t'2 basierend auf dem festge stellten atmosphärischen Druck bestimmt. Typischerweise wer den die Schwellen herabgesetzt, wenn der atmosphärische Druck sinkt.

In diesem Beispiel werden erneut zwei Schwellen festgelegt. Wie vorstehend beschrieben wurde, können abhängig von der Anzahl der verschiedenen Betriebsmodi verschiedene Anzahlen von Schwellen verwendet werden.

In Schritt 516 von Fig. 5 wird eine Abfrage getroffen, ob das gewünschte Motordrehmoment geringer als die Schwelle t'1 ist. Wenn die Antwort auf Schritt 516 JA ist, wird in Schritt 518 der geschichtete Modus ausgewählt. Andernfalls wird in Schritt 520 eine Abfrage getroffen, ob das gewünsch te Motordrehmoment geringer als die Schwelle t'2 ist. Wenn die Antwort auf Schritt 520 JA ist, wird in Schritt 522 der gespaltene Modus ausgewählt. Andernfalls wird in Schritt 524 der homogene Modus ausgewählt.

Auf diese Weise ist es möglich, den Motorbetriebsmodus ba sierend auf einem Parameter auszuwählen, welcher eine Anzei ge für den atmosphärischen Druck darstellt, und den Vorteil eines verbesserten Motorbetriebes bei variierenden Höhen zu erzielen.

In Fig. 6 ist eine Routine zur Auswahl eines Motorbetriebs modus für den Motor und zur Regelung der Motoraktuatoren be schrieben. In Schritt 610 wird der atmosphärische Druck festgestellt. Der atmosphärische Druck kann durch irgendeine der vorstehend beschriebenen Schätzungen oder Messungen festgestellt werden. In Schritt 612 wird dann das gewünschte Motordrehmoment berechnet. Zum Beispiel kann dieses basie rend auf einem vom Fahrer betätigten Element (Fußpedal), ba sierend auf einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungssystem, basierend auf einem Antriebs-Regelungssystem oder basierend auf irgend einem anderen Motorregelungssystem berechnet wer den. In Schritt 614 wird ein Motorbetriebsmodus ausgewählt, basierend auf dem gewünschten Motordrehmoment, der Mo tordrehzahl, dem festgestellten atmosphärischen Druck und anderen Betriebsparametern, zu denen zum Beispiel die Tempe ratur gehören könnte. Beispielsweise könnten die Fig. 7A oder 7B, welche nachfolgend beschrieben werden, in der Steuerung 12 programmiert und bei der Auswahl des Motorbe triebsmodus basierend auf der Motordrehzahl und dem Mo tordrehmoment verwendet werden. In Schritt 616 wird dann ei ne Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf dem gewünschten Motordrehmoment, dem ausgewählten Motorbetriebsmodus, der Motordrehzahl und anderen Parametern berechnet, zu denen die Zündze itsteuerung und/oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehören können.

In den Fig. 7A und 7B wird die vorliegende Erfindung gra phisch weiter erläutert. Hierbei sind die Motorbetriebsmodi gegenüber der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment darge stellt. Die durchgezogenen Linien repräsentieren die Über gangspunkte auf Meereshöhe, während die strichpunktierten Linien die Übergangspunkte bei größeren Höhen repräsentie ren. Der Fachmann wird angesichts der vorliegenden Offenba rung erkennen, dass die strichpunktierten Linien in Abhän gigkeit von der Höhe oder dem atmosphärischen Druck, in wel chem das Fahrzeug betrieben wird, variieren können. Fig. 7A veranschaulicht den Fall, bei dem drei Modi vorhanden sind (geschichtet, aufgespalten und homogen). Fig. 7B veran schaulicht den Fall, bei dem zwei Modi vorhanden sind (ge schichtet und homogen).

Claims

1. Verfahren zur Regelung der Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei der Motor in wenigstens einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus arbeitet, gekennzeich net durch die Schritte:
Bestimmung eines den atmosphärischen Druck (BP) anzei genden Parameters und
zum Teil auf dem genannten Parameter basierende Auswahl des ersten oder des zweiten Betriebsmodus.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Bestimmung die Messung des atmosphärischen Druckes umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass der erste Modus durch eine geschichtete Ver brennung charakterisiert ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der zweite Betriebsmodus durch eine homogene Verbrennung charakterisiert ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der zweite Betriebsmodus durch einen gespaltenen Motorbetrieb umfassend eine geschichtete Verbrennung und eine homogene Verbrennung charakteri siert ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die genannte Auswahl auch auf dem gewünschten Motordrehmoment (Td) basiert.

7. verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das gewünschte Motordrehmoment (Td) auf einer vom Fah rer betätigten Einrichtung basiert.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Fahrer betätigte Einrichtung ein Fußpedal ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die genannte Bestimmung weiterhin die Berechnung einer Schätzung des atmosphärischen Druckes basierend auf einem Motorbetriebszustand um fasst.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Motorbetriebszustand wenigstens einen der nachfolgenden Zustände aufweist: Motordrehzahl, Motor luftfluss, Motoransaugdruck, Temperatur und Drossel klappenposition.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Auswahl die Auswahl des ersten Modus umfasst, wenn ein gewünschter Mo torausgangswert unterhalb einer Schwelle (t1) liegt, und die Auswahl des zweiten Betriebsmodus, wenn der ge nannte gewünschte Motorausgangswert oberhalb der ge nannten Schwelle liegt, wobei die genannte Schwelle ba sierend auf dem genannten Parameter angepasst wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Schwelle (t1) abnimmt, wenn der ge nannte Parameter abnimmt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Bestimmung die Schätzung des atmo sphärischen Druckes basierend auf einem Motorbetriebs zustand umfasst.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schritt der Bestimmung die Messung des atmosphärischen Druckes umfasst.

15. Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei der Motor in wenigstens einem ersten Betriebsmodus arbeitet, der durch eine geschichtete verbrennung charakterisiert ist, und in einem zweiten Betriebsmodus arbeitet, der durch eine homogene Ver brennung charakterisiert ist, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bestimmung eines den atmosphärischen Druck anzeigenden Parameters,
Bestimmung eines gewünschten Motorausgangswertes basie rend wenigstens auf einem vom Fahrer betätigten Element und
Auswahl des ersten oder zweiten Betriebsmodus basierend wenigstens auf dem genannten Parameter und dem ge wünschten Motorausgangswert.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Bestimmung weiterhin die Schätzung des den atmosphärischen Druck anzeigenden Parameters basierend auf einem Motorbetriebszustand umfasst.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Motorbetriebszustand wenigstens einen der folgenden Parameter umfasst: Motordrehzahl, Dros selklappenposition, Motorluftfluss, Ansaugdruck und Temperatur.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte gewünschte Motoraus gangswert ein gewünschtes Motordrehmoment ist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Bestimmung weiterhin die Messung des atmosphärischen Druckes umfasst.

20. Anordnung zur Verwendung in einem Fahrzeug, mit:
einem Motor (10), der in der Lage ist, in wenigstens einem ersten, durch eine geschichtete Verbrennung cha rakterisierten Betriebsmodus, und einem zweiten, durch eine homogene Verbrennung charakterisierten Betriebsmo dus zu arbeiten, gekennzeichnet durch
eine Steuerung (12) zur Bestimmung eines den atmosphä rischen Druck anzeigenden Parameters und eine zum Teil auf dem genannten Parameter basierende Auswahl des er sten oder zweiten Betriebsmodus.

21. Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei der Motor in wenigstens einem ersten, durch eine geschichtete Verbrennung gekennzeichneten Betriebsmodus, und einem zweiten, durch eine homogene Verbrennung gekennzeichneten Betriebsmodus arbeitet, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bestimmung eines den atmosphärischen Druck anzeigenden Parameters basierend auf einem Luftmassenstromsen sor (110) und/oder einem Ansaugdrucksensor (116),
Bestimmung eines gewünschten Motorausgangsdrehmomen tes (Td) basierend auf wenigstens einem vom Fahrer be tätigten Element,
Berechnung einer Drehmomentschwelle (t1),
Anpassung der genannten Drehmomentschwelle basierend auf dem genannten Parameter und
Betrieb des Motors im ersten geschichteten Modus, wenn das gewünschte Motorausgangsdrehmoment geringer als die genannte Drehmomentschwelle (t'1) ist, und Betrieb des Motors im zweiten homogenen Modus, wenn das gewünschte Motorausgangsdrehmoment größer ist als die genannte Drehmomentschwelle (t'1).

22. Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei der Motor in wenigstens einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus arbeitet, gekennzeich net durch die Schritte:
Bestimmung eines den atmosphärischen Druck anzeigenden Parameters, wobei der Parameter auf einem globalen Po sitionierungssystem basiert und
zum Teil auf dem genannten Parameter basierende Auswahl des ersten oder des zweiten Betriebsmodus.