DE102007049807A1 - System und Verfahren zum Betreiben eines Multikraftstoff-Motors - Google Patents

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Abstract

Es wird ein System und Verfahren zum Steuern von Ventilsteuerzeiten und Ventilhub eines Motors beschrieben. Die Ventilsteuerzeiten können angepasst werden, um den Motorbetrieb zu verbessern, wenn eine Reihe von Kraftstoffen verwendet werden. Das Verfahren kann zumindest unter manchen Bedingungen die Motorleistung und die Energieausnutzung verbessern.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Motors mit der Fähigkeit, mit Hilfe verschiedener Kraftstoffarten zu arbeiten. Das Verfahren kann die Leistung und den Wirkungsgrad des Motors verbessern.
  • Hintergrund
  • Ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors wird in U.S. Patent 5,682,854 beschrieben. Dieses Patent stellt ein Verfahren zum Wechseln von Motorbetriebsarten zwischen einem Otto-Prozessbetrieb und einem Miller-Prozessbetrieb vor. Das Verfahren passt die Öffnungszeiten von Einlass- und Auslassventilen als Reaktion auf geforderte Motorlast an. Bei leichten Lasten können die Ventilsteuerzeiten so festgelegt werden, dass der Motor in einem Otto-Prozess arbeitet. Bei höheren Lasten können die Ventilsteuerzeiten so festgelegt werden, dass der Motor in einem Miller-Prozess arbeitet. Die Erfinder dieses Verfahrens bringen vor, dass es NOx und Klopfen des Motors reduzieren kann.
  • Das obige Verfahren hat auch mehrere Nachteile. Das Verfahren wechselt nämlich die Motorbetriebsart einfach beruhend auf der vom Fahrer geforderten Last. Zudem scheint das Verfahren nicht zu berücksichtigen, dass die Kraftstoffart und/oder -eigenschaften die Sollbetriebsart beeinflussen können. Weiterhin senkt das Verfahren das wirksame Verdichtungsverhältnis bei höheren Motorlasten und senkt daher die erreichbare Motorleistung.
  • Kurzdarlegung
  • Eine Ausführung der vorliegenden Beschreibung umfasst ein Verfahren zum Steuern der Verbrennung verschiedener Kraftstoffe in einem Verbrennungsmotor, wobei das Verfahren umfasst: Vergrößern des Betrags der Spätverstellung von Ventilschließsteuerzeiten eines Einlassventils während eines Zyklus eines Zylinders, wenn die Konzentration eines Kraftstoffs mit geringerer Oktanzahl in einem Kraftstoff zunimmt, der in dem Zylinder verbrannt wird, wobei die Ventilschließzeit von mindestens dem unteren Totpunkt des Ansaugtakts des Zylinders verzögert wird. Dieses System und Verfahren überwinden zumindest einige der Beschränkungen des vorstehend erwähnten Verfahrens.
  • Wenn ein Verbrennungsmotor mit Hilfe von mehr als einer Art von Kraftstoff betrieben wird, kann der Betrieb des Motors durch Verändern der Ventilsteuerzeiten der Zylinder mit höherem Verdichtungsverhältnis bei sich verändernden Kraftstoffeigenschaften verbessert werden. Ein Motor kann zum Beispiel mit mindestens einem Zylinder mit höherem Verdichtungsverhältnis gebaut werden, um die Motorleistungsabgabe zu verbessern. In dem Zylinder/den Zylindern mit höherer Verdichtung können Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl verbrannt werden, so dass die Klopfneigung des Motors gemindert wird. Wenn aber der Zylinder mit höherer Verdichtung mit einem Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl betrieben wird, können die Zylinderventilsteuerzeiten so angepasst werden, dass das wirksame Zylinderverdichtungsverhältnis gesenkt wird, wodurch es einem Zylinder mit höherem Verdichtungsverhältnis ermöglicht wird, einen Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl mit geringerer Klopfneigung zu verbrennen. Zum Steigern der Motorleistung können die Motorzylinder mit einem höheren Verdichtungsverhältnis in einer Otto-Prozess-Betriebsart betrieben werden, bei der ein Kraftstoff mit höherer Oktanzahl verbrannt wird (z.B. Alkohol oder eine Benzin-Alkohol-Mischung). Zum Senken der Möglichkeit von Motorklopfen können die gleichen Zylinder in einer Atkinson-Prozess-Betriebsart betrieben werden, wenn ein Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl verbrannt wird (z.B. Benzin). Das Betreiben von Zylindern auf diese Weise ermöglicht es, dass ein Motor die unterschiedlichen Kraftstoffeigenschaften ausnutzt. Im Einzelnen ist Alkohol ein Kraftstoff, der eine niedrigere Energiedichte als Benzin hat, so dass mehr Alkohol erforderlich ist, um den gleichen Betrag an Arbeit wie eine vorgegebene Benzinmenge zu erzeugen. Alkohol neigt aber auch weniger zum Erzeugen von Motorklopfen, da er eine höhere Oktanzahl hat und da er verglichen mit vielen Arten von Benzin eine erhöhte Ladungskühlungsleistung aufweist. Folglich kann ein Motor mit Alkohol bei einem Verdichtungsverhältnis von 14:1 betrieben werden, ohne Motorklopfen zu erzeugen. Das Betreiben eines Motors bei diesem Verdichtungsverhältnis lässt einen Motor einen Teil der Energiedifferenz zwischen den beiden Kraftstoffen zurückgewinnen, wodurch die Energieausnutzung von Alkohol verbessert wird. Wenn mit anderen Worten Alkohol in einem Zylinder mit einem Verdichtungsverhältnis von 14:1 verbrannt wird, ist weniger Kraftstoff zum Erzeugen eines Drehmomentbetrags erforderlich, der dem Drehmomentbetrag entspricht, der bei Betreiben eines ähnlichen Zylinders mit Alkohol bei einem Verdichtungsverhältnis von 10:1 erzeugt wird. Wenn dagegen Benzin in einem Zylinder mit einem Verdichtungsverhältnis von 14:1 verbrannt wird, tritt wahrscheinlich Zylinderklopfen auf und die Motorleistung kann schlechter werden. Das vorliegende Verfahren behebt diese Einschränkungen durch Betreiben des Motors in einem Otto-Prozess bei Verbrennen von Kraftstoff mit höherer Oktanzahl und durch Betreiben in einem Atkinson-Prozess, wenn die Oktanzahl des Kraftstoffs niedriger ist. Der Otto-Prozess mit höherer Verdichtung ermöglicht dem Motor das Verbessern der Leistung und Wirtschaftlichkeit beim Verbrennen eines Alkoholkraftstoffs, während der Atkinson-Prozess den Motor mit einem niedrigeren wirksamen Verdichtungsverhältnis arbeiten lässt, wenn Benzin verbrannt wird, wodurch die Neigung zu Motorklopfen gemindert wird.
  • Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Im Einzelnen kann das Motorsystem zumindest bei einigen Betriebsbedingungen verbesserte Leistung bei Betreiben mit Kraftstoff höherer Oktanzahl und verbesserten Wirkungsgrad bei Betreiben mit einem Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl bieten. Ferner kann das System durch Anpassen des wirksamen Verdichtungsverhältnisses eines Zylinders die Energieausnutzung bei einer vorgegebenen Kraftstoffmenge verbessern. Weiterhin kann das System die Motorleistung bei höheren Lasten verbessern und die Anfälligkeit für Motorklopfen mindern, wenn ein Motor bei einem höheren Verdichtungsverhältnis betrieben wird und einen Kraftstoff niedrigerer Oktanzahl verbrennt.
  • Die obigen Vorteile und weitere Vorteile sowie Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen mühelos aus der folgenden eingehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungen allein oder in Verbindung mit den Begleitzeichnungen hervor.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die hierin beschriebenen Vorteile werden bei Lesen eines Beispiels einer Ausführung, das hierin als eingehende Beschreibung bezeichnet wird, allein oder unter Bezug auf die Zeichnungen besser verständlich. Hierbei zeigen:
  • 1 ein schematisches Diagramm eines Motors;
  • 2A ein beispielhaftes Diagramm, das die Ventilüberschneidung und Ventilsteuerung eines Motors zeigt, der mit Otto-Prozess-Ventilsteuerung arbeitet;
  • 2B ein beispielhaftes Diagramm, das Ventilüberschneidung und Ventilsteuerung eines Motors zeigt, der mit Atkinson-Prozess-Ventilsteuerung arbeitet;
  • 2C ein beispielhaftes schematisches Diagramm eines Nockenwellenquerschnitts, der zwei verschiedene Nockenprofile aufweist;
  • 3 ein beispielhaftes Flussdiagramm, das eine Startfolge für einen Motor zeigt, der mit Hilfe mehrerer Kraftstoffe betrieben werden kann;
  • 4 ein beispielhaftes Flussdiagramm, das eine Stoppfolge für einen Motor zeigt, der mit Hilfe mehrerer Kraftstoffe betrieben werden kann;
  • 5 ein beispielhaftes Flussdiagramm, das eine Arbeitsfolge für einen Motor zeigt, der mit Hilfe mehrerer Kraftstoffe betrieben werden kann;
  • 6 eine beispielhafte Folge, die den Wechsel von der Otto-Prozess- zur Atkinson-Prozess-Betriebsart zeigt;
  • 7 eine beispielhafte Folge, die den Wechsel von der Atkinson-Prozess- zur Otto-Prozess-Betriebsart zeigt; und
  • 8 ein beispielhaftes Schaltprofil zum Schalten zwischen Otto-Prozess-Betrieb und Atkinson-Prozess-Betrieb als Reaktion auf die Alkoholkonzentration eines Kraftstoffs.
  • Eingehende Beschreibung
  • Unter Bezug auf 1 wird ein Verbrennungsmotor 10, der mehrere Zylinder umfasst, wovon einer in 1 gezeigt wird, durch ein elektronisches Motorsteuergerät 12 gesteuert. Der Motor 10 umfasst einen Brennraum 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin positionierten und mit einer Kurbelwelle 40 verbundenen Kolben 36. Der Brennraum 30 steht bekannterweise mit einem Ansaugkrümmer 44 und Abgaskrümmer 48 mittels eines jeweiligen Einlassventils 52 und Auslassventils 54 in Verbindung. Ein Cam-Phase-Aktor 25 (Cam Phase = variable Nockenwellensteuerung) wird mit einer Nockenwelle 130 gekoppelt gezeigt. Ein Öltank 161 liefert der Pumpe 160 Öl, druckbeaufschlagtes Öl wird von der Pumpe mittels eines Ventils 170 beruhend auf Befehlen des Motorsteuergeräts 12 dem Cam-Phase-Aktor 25 geliefert. Die Nockenwelle 130 ist mit mindestens zwei Einlassnockenprofilen und mindestens einem Auslassnockenprofil ausgelegt. Die Einlassnockenprofile können unterschiedliche Hubbeträge und eine unterschiedliche Dauer aufweisen und können unterschiedliche Phasen haben (d.h. die Nocken können sich untereinander in Größe und Ausrichtung unterscheiden). Alternativ kann das System separate Einlass- und Auslassnocken nutzen. Ein Nockenstellungssensor 150 liefert dem Steuergerät 12 Nockenstellungsinformationen. Die Einlassnockenprofile umfassen ein Profil mit niedrigerem Hub und ein Profil mit höherem Hub. Ein Einlassventil-Kipphebel 56 und ein Auslassventil-Kipphebel 57 übertragen Ventilöffnungskraft von der Nockenwelle zu den jeweiligen Ventilschäften. Der Einlass-Kipphebel 56 umfasst ein Leerlaufelement für das gezielte Umschalten zwischen Nockenprofilen mit niedrigerem und höherem Hub. Ein (nicht dargestellter) hydraulisch betätigter Zapfen koppelt wahlweise die Kipphebel miteinander, was basierend auf einem Steuersignal des Steuergeräts 12 das Nockenprofil mit höherem Hub aktiviert oder deaktiviert. Alternativ können verschiedene Ventiltriebaktoren und -auslegungen an Stelle der gezeigten Auslegung verwendet werden (z.B. Stößelstange an Stelle von oben liegender Nockenwelle, elektromechanisch an Stelle von hydromechanisch).
  • Der Ansaugkrümmer 44 wird ebenfalls mit einem damit verbundenen Kraftstoffeinspritzventil 66 zum Zuführen von flüssigem Kraftstoff proportional zur Pulsbreite eines Signals des Steuergeräts 12 gezeigt. Dem Einspritzventil 66 wird Kraftstoff durch eine (nicht dargestellte) Kraftstoffanlage zugeführt, die einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr (nicht dargestellt) umfasst. Alternativ kann der Motor so ausgelegt sein, dass der Kraftstoff direkt in den Motorzylinder eingespritzt wird, was dem Fachmann auf dem Gebiet als Direkteinspritzung bekannt ist. Weiterhin kann Kraftstoff direkt in den Zylinder und zu dem Einlasskanal eingespritzt werden. Desweiteren können verschiedene Kraftstoffarten in den Zylinder und den Kanal eingespritzt werden. Zudem wird der Ansaugkrümmer 44 mit einer optionalen elektronischen Drossel 62 verbunden gezeigt.
  • Eine verteilerlose Zündanlage 88 liefert dem Brennraum 30 mittels einer Zündkerze 92 als Reaktion auf das Steuergerät 12 einen Zündfunken. Stromaufwärts eines Katalysators 70 ist eine nicht beheizte Lambdasonde (UEGO) 76 mit dem Abgaskrümmer 48 verbunden dargestellt. Alternativ kann an Stelle der UEGO-Sonde 76 eine Lambdasonde mit zwei Zuständen treten. Eine Lambdasonde 98 mit zwei Zuständen wird stromabwärts des Katalysators 70 mit einer Abgasleitung 78 verbunden gezeigt. Alternativ kann die Sonde 98 auch eine UEGO-Sonde sein. Die Katalysatortemperatur wird durch den Temperaturfühler 77 gemessen und/oder anhand von Betriebsbedingungen wie Motordrehzahl, Last, Lufttemperatur, Motortemperatur und/oder Luftdurchsatz oder Kombinationen derselben geschätzt.
  • Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorbricks aufweisen. In einem anderen Beispiel können mehrere Schadstoffbegrenzungsvorrichtungen, jeweils mit mehreren Bricks, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwegekatalysator sein.
  • In 1 wird das Steuergerät 12 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, welcher umfasst: eine Mikroprozessoreinrichtung 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports 104, einen Festwertspeicher 106, einen Arbeitsspeicher 108, einen batteriestromgestützten Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Das Steuergerät 12 wird gezeigt, wie es neben den zuvor beschriebenen Signalen von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren verschiedene Signale empfängt, darunter: Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit einem Kühlmantel 114 gekoppelten Temperaturfühler 112; einen mit einem Gaspedal verbundenen Stellungssensor 119; eine Messung von Öldruck, die vom Sensor 190 dem Cam-Phase-Mechanismus 25 geliefert wird; eine Messung des Motoransaugluftdrucks (MAP) von einem mit dem Ansaugkrümmer 44 verbundenen Drucksensor 122; einen Motorklopfsensor (nicht dargestellt); einen Kraftstoffartsensor (nicht dargestellt); Feuchtigkeit vom einem Feuchtigkeitssensor 38; eine Messung (ACT) der Motorlufttemperatur oder Krümmertemperatur von einem Temperaturfühler 117; und einen Motorstellungssensor von einem Hallgeber 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erzeugt der Motorstellungssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen pro Umdrehung der Kurbelwelle, woraus die Motordrehzahl (U/min) ermittelt werden kann.
  • Unter Bezug nun auf 2A wird ein beispielhaftes Diagramm einer Sollventilüberschneidung und Ventilsteuerung für einen in einem Otto-Prozess arbeitenden Motor gezeigt. Dieses Diagramm stellt ein beispielhaftes Ventilprofil mit höherem Hub dar, wobei die Dauer der Einlassventilöffnung verlängert ist, um die Luftzufuhr zum Motor zu verbessern. Die Steuerung des Auslassventilöffnens wird durch den äußeren Ring 21 dargestellt. Die Steuerung des Einlassventilöffnens wird durch den inneren Ring 22 dargestellt. Die Ventilsteuerzeiten werden auf die Zylinderpositionen oberer Totpunkt (OT) und unterer Totpunkt (UT) bezogen. Zu beachten ist, dass die Dauer der Ventilüberschneidung vom Einlassventilöffnen (IVO) zum Auslassventilschließen (EVC) in etwa um den OT zentriert ist. Das Einlassventilschließen (IVC) und das Auslassventilöffnen (EVO) sind in etwa um den UT zentriert. Im Einzelnen ist IVO auf 15° vor dem oberen Totpunkt gesetzt, IVC ist auf 53° nach dem unteren Totpunkt gesetzt, EVC ist auf 50° vor dem unteren Totpunkt gesetzt und EVC ist auf 19° nach dem oberen Totpunkt gesetzt. Diese Ventilsteuerzeiten können so festgelegt werden, dass während des gesamten Motorbetriebsbereichs ein Kompromiss zwischen Motorleistung, Emissionen und Kraftstoffwirtschaftlichkeit geboten wird.
  • Zu beachten ist, dass die in 2A gezeigten Steuerzeiten abhängig von Steuerungszielen auf früh oder spät verstellt werden können. Ferner kann die Nockenhubdauer sich von den gezeigten unterscheiden und auch die Anfangs- und Endpositionen des Hubteils der Nocken können sich bezüglich der Nocken unterscheiden. Zudem können die Einlass- und Auslassventilphasensteuerzeiten (d.h. die Ventilöffnungs- und Ventilschließzeiten bezüglich einer bestimmten Kurbelwellenposition) einzeln oder gleichzeitig als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen angepasst werden.
  • Unter Bezug nun auf 2B wird ein beispielhaftes Diagramm von auf spät verstellten oder späten Einlassventilsteuerzeiten für einen in einem Atkinson-Prozess arbeitenden Motor gezeigt. In einem Beispiel können die Steuerzeiten des Auslassventils fest sein, während die Steuerzeiten des Einlassventils zum Beispiel durch Umschalten zwischen Nockenprofilen verstellt werden können. In diesem Beispiel sind IVO und EVC in etwa um den oberen Totpunkt des Einlasstakts zentriert. IVC wurde von dem Otto-Prozess-Steuerungsbeispiel durch Verlängern der Dauer des Einlassnockens auf 83° auf spät verstellt. Das Spätverstellen der IVC-Position ermöglicht, dass ein Teil der Zylinderfüllung während des ersten Teils des Verdichtungstakts in den Ansaugkrümmer ausgestoßen wird, wodurch das wirksame Verdichtungsverhältnis des Zylinders reduziert wird (Hinweis: das wirksame Verdichtungsverhältnis ist das Brennraumvolumen, wobei das Einlassventil im Verhältnis zum Brennraumvolumen beim oberen Totpunkt mit geschlossenen Ventilen schließt, das geometrische Verdichtungsverhältnis ist das Brennraumvolumen am unteren Totpunkt im Verhältnis zum Brennraumvolumen beim oberen Totpunkt). IVO wird auf 15° vor dem oberen Totpunkt gesetzt, EVO wird auf 50° vor dem unteren Totpunkt gesetzt und EVC wird auf 19° nach dem oberen Totpunkt gesetzt. In einer alternativen Auslegung kann das Nockenprofil umgeschaltet werden und die Einlassphase kann bezüglich einer vorgegebenen Kurbelwellenposition ebenfalls verstellbar sein. Diese Kombination ermöglicht, dass das wirksame Verdichtungsverhältnis durch auf Spätstellen des Einlassnockens weiter gesenkt wird.
  • Die Vorteile der auf spät verstellten Ventilsteuerzeiten können dagegen während mancher Bedingungen beschränkt werden. Bei einem Motor mit einem einzigen Einlassnockenprofil ist das Profil zum Beispiel häufig ein Kompromiss zwischen Leerlaufstabilität und Kraftstoffverbrauch bei niedrigeren Motordrehzahlen gegenüber Motorleistung bei höheren Motordrehzahlen und -lasten. Wird ein Nocken mit festem Hub auf spät verstellt, um einen Teillast-Motorbetrieb zu verbessern, kann der Betrag der Nockenspätverstellung durch Verbrennungsstabilität beschränkt sein. D.h. wenn der Nocken über einen bestimmten Betrag hinaus auf spät verstellt wird, können die Motoremissionen, das Motorgeräusch und Motorvibration schlechter werden, da Zylinderbedingungen ein Verändern der Eigenschaften der Verbrennung bewirken (z.B. Temperatur, Druck, Luft-Kraftstoffmischen und Verbrennungsrate). Durch Vorsehen von Profilen mit unterschiedlichem Ventilhub für unterschiedliche Betriebsbedingungen ist es möglich, den Betrag der Nockenspätverstellung während Teillast-Motorbetriebsbedingungen zu vergrößern. Das Nockenprofil mit niedrigerem Hub kann Verbrennungsstabilität verbessern und Motoremissionen bei niedrigeren Motordrehzahlen senken, da die Luft-/Kraftstofffüllung des Zylinders besser gemischt wird und gleichmäßiger verbrennt. Ferner sieht das Nockenprofil mit niedrigerem Hub eine Möglichkeit vor, die wirksame Überschneidung zwischen dem Einlassventil und dem Auslassventil zu reduzieren, auch wenn der Auslassnocken und der Einlassventilnocken von der gleichen Nockenwelle angetrieben sein können.
  • In einem anderen Beispiel können der Ventilhub und/oder die Ventilsteuerzeiten einzeln für Einlass- und/oder Auslassventile verstellt werden (duale unabhängige Nockensteuerung), um die gezeigten Steuerzeiten zu verwirklichen. Diese Art von System lässt ein Spätverstellen der Einlass- und Auslassventilsteuerzeiten zu, während eine Ventilüberschneidung auf positiv (d.h. das Einlass- und Auslassventil sind gleichzeitig offen) oder negativ (d.h. keine Überschneidung zwischen den Ventilen) gesetzt werden kann.
  • Zurück zu 2B wird die Steuerung des Auslassventilöffnens durch den äußeren Ring 23 dargestellt. Die Steuerung des Einlassventilöffnens wird durch den inneren Ring 24 dargestellt. Wie vorstehend erwähnt werden die Ventilsteuerzeiten auf die Zylinderpositionen oberer Totpunkt (OT) und unterer Totpunkt (UT) bezogen. Die Dauer der Ventilüberschneidung vom Einlassventilöffnen (IVO) zum Auslassventilschließen (EVC) ist in etwa um den OT zentriert. Das Einlassventilschließen (IVC) und das Auslassventilöffnen (EVO) sind nach dem UT zentriert, bei etwa 17° nach dem unteren Totpunkt (NUT).
  • Die in den 2A und 2B gezeigten Ventilsteuerzeiten sind Beispiele für Einlass- und Auslassventilsteuerzeiten. Demgemäß sind andere Einlass- und Auslassventilsteuerzeiten möglich, die über dem gesamten Motorbetriebsbereich einen Kompromiss zwischen Leistung und Kraftstoffwirtschaftlichkeit vorsehen können. Zum Beispiel können auf spät verstellte Einlassventilschließpositionen innerhalb des Bereichs von 30° nach dem UT bis zu über 100° nach dem UT eines Ansaugtakts eines jeweiligen Zylinders erfolgen. Im Einzelnen können die Ventilsteuerzeiten so festgelegt werden, dass ein Bereich eines wirksamen Verdichtungsverhältnisses zwischen 8,5:1 und 14,5:1 verwirklicht werden kann. Natürlich können verschiedene Ausführungen der vorliegenden Beschreibung den Bereich des wirksamen Verdichtungsverhältnisses einengen oder vergrößern (z.B. kann ein Beispiel eine Verstellung des wirksamen Verdichtungsverhältnisses zwischen 9:1 und 15:1 ermöglichen, während ein anderes Beispiel einen Verstellbereich zwischen 8:1 und 12,5:1 ermöglichen kann). Weiterhin können die Ventilsteuerzeiten so festgelegt werden, dass ein Bereich von Verdichtungsverhältnissen zwischen den erwähnten erreicht wird.
  • Während auf spät verstellte Einlassventilschließpositionen innerhalb des Bereichs von 30° nach dem UT bis zu über 100° nach dem UT erfolgen können, sind Zwischenwinkel zwischen den obigen Einlass- und Auslasssteuerwinkeln ebenfalls möglich. Es können Kombinationen und Unterkombinationen von Einlassöffnungs- und Auslassventilschließpositionen genutzt werden, um erwünschte Emission, Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder einen Soll-Leistungswert zu erreichen. Somit soll die Darstellung nicht die Reichweite oder den Schutzumfang dieser Offenbarung beschränken.
  • Unter Bezug nun auf 2C wird ein Querschnittschema eines beispielhaften Zweinockenprofils gezeigt. Die Markierung 25 stellt den Grundkreis für den beispielhaften Nocken dar. Das Einlassventil bleibt geschlossen, während der Kipphebel auf dem Grundkreis ruht. Die Markierung 26 stellt einen Nocken mit niedrigerem Hub dar, der eine längere Dauer als der Nocken 27 mit höherem Hub aufweist. Der Ventilhub ist reduziert und die Ventilöffnungsdauer ist vergrößert, wenn ein Kipphebel dem Profil mit niedrigerem Hub folgt. Der Ventilhub ist vergrößert und die Ventilöffnungsdauer ist reduziert, wenn ein Kipphebel dem Profil mit höherem Hub folgt.
  • Zu beachten ist auch, dass elektrisch betätigte Ventile bei den durch die 2A und 2B gezeigten Steuerzeiten betrieben werden können. Ferner können verschiedene Ventile oder unterschiedliche Hubsteuerstrategien genutzt werden, um den Hub der elektrisch betätigten Ventile zu verändern, um eine Steuerung zu verwirklichen, die ähnlich der gezeigten ist.
  • Unter Bezug nun auf 3 wird ein beispielhaftes Flussdiagramm einer Motorstartfolge für einen Multikraftstoffmotor gezeigt. Bei Schritt 301 ermittelt die Routine, ob ein Befehl zum Starten des Motors vorliegt. Der Startbefehl kann durch einen Bediener oder durch einen Teil eines automatisierten Systems, ein Hybridfahrzeug-Steuergerät zum Beispiel, erfolgen. Wenn ein Startbefehl erfolgt ist, rückt die Routine zu Schritt 303 vor. Ansonsten rückt die Routine zum Ende vor.
  • Bei Schritt 303 werden die Kraftstoffeigenschaften (z.B. die Alkoholkonzentration in einem Kraftstoff, Kraftstoffflüchtigkeit, Kraftstoffdampfdruck und/oder Oktanzahl) des Kraftstoffs, den der Motor zuletzt verbrannte, aus dem Speicher abgerufen. Die Kraftstoffeigenschaften können von Sensoren, die Kraftstoffeigenschaften messen, und/oder von Rückschlüssen aus Sensoren, die andere Motorbetriebseigenschaften messen, abgerufen und dann zum Ermitteln der Kraftstoffeigenschaften verwendet werden. U.S. Patent 6,588,253 sieht zum Beispiel ein Verfahren zum Ermitteln des Alkoholgehalts eines Kraftstoffs vor und wird hiermit durch Erwähnung vollständig übernommen, während U.S. Patent 5,467,755 ein Verfahren zum Ermitteln der Wirkung verschiedener Alkoholkraftstoffkonzentrationen auf die Luft-/Kraftstoffsteuerung eines Motors sowie ein Verfahren zum Ausgleichen dieser Wirkungen vorsieht und hiermit ebenfalls durch Erwähnung vollständig übernommen wird. Parameter, die die Eigenschaften von Kraftstoff, der vor Stoppen eines Motors verbrannt wird, wiedergeben, werden vor dem Starten des Motors aus dem Speicher abgerufen. Die Routine rückt zu Schritt 305 vor.
  • Bei Schritt 305 werden die vorliegenden Kraftstoffeigenschaften aus verfügbaren Sensorinformationen ermittelt. Bevor ein Motor gestartet wird oder kurz danach können Kraftstoffsensoren abgefragt werden, so dass die Art von Kraftstoff, die dem Motor als Nächstes geliefert wird, ermittelt werden kann. Es können verschiedene Arten von Sensoren verwendet werden, um Kraftstoffeigenschaften zu ermitteln. Diese Sensoren können beruhend auf optischen oder elektrischen Eigenschaften arbeiten (z.B. kapazitiv oder Wellenlängentransmissibilität) und sollen somit nicht den Schutzumfang oder die Reichweite dieser Offenbarung beschränken. Ferner kann in manchen Ausführungen bei Bedarf auf einen Kraftstoffartsensor verzichtet werden. Die Routine rückt zu Schritt 307 vor.
  • Bei Schritt 307 wird der Motor gestartet. Es werden die Kraftstoffeigenschaften der Schritte 305 und 307 genutzt, um den Motor auf das Starten vorzubereiten. Wenn die Schritte 305 und 307 im Wesentlichen die gleichen Kraftstoffeigenschaften anzeigen, dann werden die Kraftstoffeinspritzsteuerzeiten, das Ventilprofil, die Ventilphase und die Zündsteuerzeiten als Reaktion auf die Kraftstoffeigenschaften eingestellt. Bei einem vorgegebenen Umgebungsluftdruck, einer vorgegebenen Umgebungslufttemperatur und Motortemperatur wird zum Beispiel eine Kraftstoffmenge durch Indizieren einer Tabelle empirisch ermittelter Kraftstoffmengen, die die erwünschten Starteigenschaften erzeugen, ermittelt. Zündsteuerzeiten, Nockenprofil und Nockenphaseneinstellungen werden in ähnlicher Weise ermittelt, doch können Nockensteuerungsvorrichtungen, die mit Hilfe von druckbeaufschlagtem Motoröl indiziert werden, durch einen Arretiermechanismus beibehalten oder festgehalten werden, bis der Motoröldruck ermittelt ist. Typischerweise wird der Grundventilhub auf ein niedrigeres Profil gesetzt, und die Nockenphase wird auf spät verstellt, so dass das wirksame Verdichtungsverhältnis des Motors unter dem höchsten erreichbaren Verdichtungsverhältnis des Motors liegt. Bei einem Motor mit einem geometrischen Verdichtungsverhältnis von 14:1 zum Beispiel können die Ventilsteuerzeiten und der Hub in einer Atkinson-Prozess-Betriebsart so festgelegt werden, dass das wirksame Verdichtungsverhältnis 12,5:1 oder weniger beträgt. Durch Senken des Startverdichtungsverhältnisses kann ein kleinerer Anlasser zum Ankurbeln des Motors während des Startens verwendet werden. Ferner kann das Senken des wirksamen Verdichtungsverhältnisses Motorklopfen mindern, wenn der Motor im warmen Zustand und bei Versorgung mit Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl erneut gestartet wird. Das Senken des Verdichtungsverhältnisses während des Startens kann auch die Startemissionen reduzieren, da weniger Kraftstoff zwischen dem Kolben und der Zylinderwand geschoben wird und da das Schieben eines Teils des Zylinderinhalts zurück in den Ansaugkrümmer auch eine Motoraufwärmzeit senken und Kraftstoffverdampfung verbessern kann. Das Grundnockenprofil und die Nockenphase können festgelegt werden, wenn ein Motorstoppbefehl erfolgt, so dass die Ventile sich in einem „bereiten" Zustand befinden, wenn der Motor anschließend gestartet wird.
  • In einer anderen Ausführung können Systeme, die Ventilsteuerzeiten verstellen können, während der Motor gestoppt ist (z.B. elektrisch betätigte Ventile) den Ventilbetrieb vor und/oder während des Motorstartens einstellen. In einem Beispiel kann die Alkoholkonzentration verwendet werden, um eine Funktion oder Tabelle zu indizieren, die während eines Startens Ventilsteuerzeiten festlegt. Die Ventile können in einem Atkinson-Prozess so gesteuert werden, dass das Verdichtungsverhältnis als Reaktion auf die Alkoholkonzentration in dem Motorkraftstoff beschränkt wird. Die Alkoholkonzentration kann mit anderen Worten genutzt werden, um die Spätverstellung der Einlassventilsteuerzeiten so anzupassen, dass die Menge des Zylinderinhalts, die zurück in den Ansaugkrümmer geschoben wird, als Reaktion auf die Alkoholkonzentration gesteuert wird. Die Ventilsteuerzeiten können empirisch ermittelt und in Tabellen gespeichert werden, die zum Beispiel anhand von Motordrehzahl und Motorlast indiziert sind.
  • Nach dem Einstellen der vorgegebenen Zündsteuerzeiten, Ventilsteuerzeiten, Ventilhub und Kraftstoffmenge wird der Motor gestartet. Die Routine rückt zu Schritt 309 vor.
  • Bei Schritt 309 werden die Ventilsteuerzeiten und die Zündsteuerzeiten als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen festgelegt. In einer Ausführung baut die Motorölpumpe 160 Druck auf, während der Motor dreht und Leerlaufdrehzahl erreicht. Wenn der Öldruck einen vorgegebenen Wert erreicht, können die Nockenphase und die Hubbeträge zum Beispiel entsprechend der Alkoholkonzentration im Kraftstoff, den Motorbetriebsbedingungen und der Drehmomentforderung des Fahrers verändert werden. In einem Beispiel werden Nockenhub und Phase mit Hilfe von Motordrehzahl, Last und Kraftstoffeigenschaften ermittelt, um empirisch ermittelte Tabellen oder Funktionen zu indizieren. Die Routine rückt zu Schritt 311 vor.
  • Bei Schritt 311 wechselt das System zu einer Steuerbetriebsart, die Motorsensorrückmeldung zum Steuern von Motorzündung, Ventilsteuerzeiten, Ventilhub und Kraftstoffmenge nutzt. Diese Betriebsart wird durch das Verfahren von 5 beschrieben. Die Routine rückt zum Ende vor.
  • Unter Bezug nun auf 4 wird ein beispielhaftes Flussdiagramm einer Stoppfolge für einen Zylinder gezeigt, der mit mehreren Kraftstoffen betrieben werden kann. Bei Schritt 401 ermittelt die Routine, ob ein Befehl zum Stoppen des Motors erfolgt ist. Ein Motorstoppbefehl kann durch einen Bediener oder durch ein anderes Mittel, wie ein anderes Steuersystem (z.B. ein Hybridantriebsstrang-Steuergerät), erfolgen. Liegt ein Befehl zum Stoppen des Motors vor, rückt die Routine zu Schritt 403 vor. Andernfalls endet die Routine.
  • Bei Schritt 403 werden die Nockenphase und das Nockenprofil auf eine Grundstellung gesetzt. Das Nockenprofil wird auf eine Stellung mit niedrigerem Hub gesetzt, die eine längere Dauer haben kann. Dieses Profil ermöglicht das Spätverstellen der Einlassventilschließzeit, so dass mindestens ein Teil des Zylinderinhalts zurück in den Ansaugkrümmer geschoben wird, wodurch das wirksame Verdichtungsverhältnis des Zylinders gesenkt wird.
  • Die Nockenphase kann auf eine Stellung gesetzt werden, die zum Teil von dem Soll-Verdichtungsverhältnis bei Start und dem Nockenprofil abhängt. Das Nockenprofil mit niedrigerem Hub kann zum Beispiel so ausgelegt werden, dass es verschiedene Punkte berücksichtigt, beispielsweise das Soll-Verdichtungsverhältnis mit höherem Grenzwert, das Soll-Verdichtungsverhältnis mit niedrigerem Grenzwert und den Bereich der Nockenphaseneinstellvorrichtung. Daher kann sich die Dauer des Einlassventilöffnens mit Änderung der Betriebsziele ändern. Daher wird die Grundnockenphase zu einer Stellung gesetzt, die ein Starten des Motors bei einem wirksamen Verdichtungsverhältnis ermöglicht, das unter dem geometrischen Verdichtungsverhältnis liegt. Typischerweise wird das wirksame Verdichtungsverhältnis unter 12,5:1 gesetzt, so dass der Motor mit geringerer Möglichkeit bezüglich des Erzeugens von Klopfen neu gestartet werden kann, selbst wenn der Motor bei einer warmen Temperatur gestartet wird. Die Routine rückt zu Schritt 405 vor.
  • Bei Schritt 405 werden die aktuellen Kraftstoffeigenschaften im Speicher gespeichert. Die Kraftstoffeigenschaften und/oder Parameter können durch die vorstehend erwähnten Verfahren oder durch andere bekannte Verfahren ermittelt und bei einem Motorstoppbefehl gespeichert werden. Die Routine rückt zum Ende vor.
  • Unter Bezug nun auf 5 wird ein Flussdiagramm einer beispielhaften Strategie zum Betreiben eines Motors unter Verwendung mehrerer Kraftstoffe gezeigt. Bei Schritt 501 werden die Motorbetriebsbedingungen ermittelt. Die Motorbetriebsbedingungen können die Drehmomentforderung des Fahrers, die Motortemperatur, den Atmosphärendruck, die Umgebungslufttemperatur und Kraftstoffeigenschaften umfassen, sind aber nicht hierauf beschränkt. Die Routine rückt zu Schritt 503 vor.
  • Bei Schritt 503 ermittelt die Routine das Soll-Verdichtungsverhältnis als Reaktion auf Kraftstoffeigenschaften. Das Soll-Verdichtungsverhältnis kann dann zum Ermitteln der anfänglichen Zylinderprozess-Betriebsart und Ventilsteuerzeiten genutzt werden.
  • In einer ersten Ausführung setzt die Routine Logik zum Ermitteln ein, ob der Motor in einem Otto-Prozess oder einem Atkinson-Prozess arbeiten soll. D.h. die verschiedenen Motorbetriebsbedingungen werden beurteilt, um den Sollzustand des Zylinderbetriebs zu ermitteln. Die Routine kann den Zylinderprozess als Reaktion auf mehrere Betriebsparameter wählen, darunter ein Motorklopfsensor, Solldrehmoment und Kraftstoffeigenschaften. Diese Betriebsbedingungen können gemessen oder gefolgert werden. Dieser Aufbau lässt das System mit einem einzigen Kraftstofftank, der eine Reihe von Kraftstoffgemischen enthalten kann, oder aus mehreren Kraftstofftanks, die verschiedene Kraftstoffe enthalten, arbeiten.
  • In einer anderen Ausführung kann bei einem System, das verschiedene Arten von Kraftstoff aus verschiedenen Einspritzventilen einspritzt, die Betriebsart des Zylinderprozesses einfach auf der Art des gerade eingespritzten Kraftstoffs beruhen (z.B. ein System, das Kraftstoff aus verschiedenen Quellen einspritzt, beispielsweise von einem Einspritzventil für Kraftstoff mit höherer Oktanzahl und einem Einspritzventil für Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl). Durch Kennen der Kraftstoffart, die eingespritzt wird, kann die Routine einfach die Zylinderbetriebsart wählen, die für die eingespritzte Kraftstoffart geeignet ist. Wenn zum Beispiel ein Kraftstoff mit höherer Oktanzahl direkt in einen Zylinder eingespritzt wird, kann die Routine den Otto-Prozess mit einem Verdichtungsverhältnis von 14:1 wählen. Wird das System dann zu einem Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl umgeschaltet, kann die Betriebsart des Zylinderprozesses auf einen Atkinson-Prozess mit zum Beispiel einem Verdichtungsverhältnis von 9:1 umgeschaltet werden. Wenn ferner die Kraftstoffart von einem Kraftstoff mit höherer Oktanzahl zu einem Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl geändert wird, dann kann die Menge des zu dem Zylinder eingespritzten Kraftstoffs niedrigerer Oktanzahl unter der Menge des vor dem Wechsel eingespritzten Kraftstoffs höherer Oktanzahl liegen. Die Menge des Kraftstoffs niedrigerer Oktanzahl kann reduziert werden, da ein Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl eine höhere Energiedichte als der Kraftstoff mit höherer Oktanzahl haben kann. Somit kann zum Erzeugen eines vorgegebenen Drehmomentbetrags die Menge eingespritzten Kraftstoffs gesenkt werden, wenn die Konzentration eines Kraftstoffs niedrigerer Oktanzahl in dem Kraftstoff zunimmt.
  • Bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführung kann die Routine durch Verwenden eines der vorstehend erwähnten Verfahren oder durch ein anderes bekanntes Verfahren Sensorinformationen zum Ermitteln oder Folgern der Kraftstoffart und/oder -eigenschaften verwenden. Die Kraftstoffart und/oder -eigenschaften können zum Indizieren einer Tabelle oder Funktion verwendet werden, die empirisch abgebildete Motordaten enthält, die das erwünschte wirksame Verdichtungsverhältnis für verschiedene Kraftstoffe beschreibt. Wird der dem Motor zugeführte Kraftstoff nicht eigens durch die Tabelle oder Funktion beschrieben, dann kann die Tabelle oder Funktion interpoliert werden, so dass das wirksame Verdichtungsverhältnis des Motors ermittelt werden kann. Tabelleneinträge können so gehalten sein, dass das höchste Verdichtungsverhältnis, das kein Motorklopfen oder nur ansatzweises Motorklopfen verursacht, in die Tabelle eingetragen wird. Die Otto-Prozess-Betriebsart oder die Atkinson-Prozess-Betriebsart und die Ventilsteuerzeiten werden dann als Reaktion auf das erwünschte wirksame Verdichtungsverhältnis gewählt. Typischerweise kann das wirksame Verdichtungsverhältnis in der Atkinson-Prozess-Betriebsart stärker verändert werden, da ein größerer Bereich der Steuerung der späten Einlassventilschließzeit vorliegt. Im Einzelnen können die Einlassventilsteuerzeiten vom unteren Totpunkt des Ansaugtakts als Reaktion auf Kraftstoffeigenschaften auf spät verstellt werden, um das wirksame Verdichtungsverhältnis eines Zylinders zu senken. Wenn zum Beispiel die Konzentration eines Kraftstoffs mit niedrigerer Oktanzahl in einem Kraftstoffgemisch, das aus Kraftstoff niedrigerer Oktanzahl und Kraftstoff höherer Oktanzahl besteht, zunimmt, dann können die Einlassventilsteuerzeiten auf spät verstellt werden, um das wirksame Verdichtungsverhältnis des Zylinders zu senken. Dies mindert die Klopfneigung des Motors, wenn die Kraftstoffoktanzahl verändert wird. Die Einlassventilsteuerzeiten können dagegen auf früh verstellt werden, wenn die Alkoholkonzentration in dem Kraftstoffgemisch zunimmt.
  • Die Zündwinkelsteuerung kann in diesem Schritt ebenfalls angepasst werden. Wenn die Alkoholkonzentration in einem Kraftstoffgemisch erhöht wird, können die Zündsteuerzeiten auf früh verstellt werden, da der Kraftstoff die Neigung, Motorklopfen hervorzurufen, mindert, wenn die Alkoholkonzentration erhöht wird. Umgekehrt können die Zündwinkelsteuerzeiten auf spät verstellt werden, wenn die Konzentration eines Kraftstoffs niedrigerer Oktanzahl in einem Kraftstoffgemisch erhöht wird. Die Zündsteuerzeiten können auf diese Weise durch einfaches Addieren oder Subtrahieren von Winkelgraden von einem Grundzündbefehl verstellt werden, wenn sich die Konzentration von Kraftstoffen mit niedrigerer oder höherer Oktanzahl ändert. Dieses Verfahren kann die Energieausnutzung des verbrannten Kraftstoffs verbessern.
  • Desweiteren können die Steuerzeiten der Auslassventile in diesem Schritt angepasst werden. Bei bestimmten Betriebsbedingungen kann es wünschenswert sein, die Auslassventilsteuerzeiten als Reaktion auf die Kraftstoffeigenschaften und/oder die Zylinder-Prozess-Betriebsart auf früh oder spät zu verstellen. Wenn zum Beispiel die Konzentration eines Kraftstoffs niedrigerer Oktanzahl in einem Kraftstoffgemisch zunimmt und der Motor in der Atkinson-Prozess-Betriebsart betrieben wird, kann es wünschenswert sein, das Auslassventilöffnen zu verzögern, so dass mehr Zylinderdruckenergie auf den Kolben übertragen werden kann, bevor das Auslassventil geöffnet wird. Verstellbare Auslassventilsteuerzeiten bieten der vorliegenden Beschreibung einen weiteren Freiheitsgrad. Die Routine rückt zu Schritt 505 vor.
  • Bei Schritt 505 ermittelt die Routine, ob ein Atkinson-Zylinder-Prozess spezifisch erwünscht ist. Unter bestimmten Umständen kann es wünschenswert sein, einen Motor in einem Atkinson-Prozess zu betreiben, während es möglich ist, den Motor bei einem höheren Verdichtungsverhältnis zu betreiben. Ein Hybridfahrzeug kann zum Beispiel einen Motor bei einer im Wesentlichen konstanten Motordrehzahl und Last betreiben, um eine Batterie wieder aufzuladen und/oder einen Teil des Motordrehmoments auf die Fahrzeugräder zu übertragen. Demgemäß kann ein Motorkraftstoff, der aus Kraftstoff niedrigerer Oktanzahl, Kraftstoff höherer Oktanzahl oder einem veränderlichem Gemisch aus Kraftstoffen niedrigerer und höherer Oktanzahl besteht, in der Atkinson-Prozess-Betriebsart betrieben werden, auch wenn es möglich ist, den Motor in einer Otto-Prozess-Betriebsart höherer Verdichtung zu betreiben. Ferner kann eine Atkinson-Prozess-Betriebsart auch gefordert werden, wenn ein Motor in einen bestimmten Drehzahl-/Lastbereich eintritt. In der Atkinson-Betriebsart kann der Ventilhub gesenkt und die Ventilöffnungszeit verlängert sein, damit die Verbrennungsstabilität verbessert wird. Somit ist es möglich, zwischen Otto- und Atkinson-Prozessen umzuschalten, selbst wenn ein Motor mit einem einzigen Kraftstoff betrieben wird. Wurde eine Atkinson-Betriebsart gefordert, rückt die Routine zu Schritt 509 vor. Ansonsten rückt die Routine zu Schritt 507 vor.
  • Bei Schritt 509 wird die erwünschte Betriebsart des Zylinder-Prozesses auf eine Atkinson-Betriebsart umgeschaltet. Wenn ein Atkinson-Prozess als Reaktion auf bestimmte Motorbetriebsbedingungen oder als Reaktion auf eine Forderung eines externen Systems gefordert wurde, dann wird der Zylinder in einer Atkinson-Betriebsart und bei einem Verdichtungsverhältnis betrieben, das aus empirischen Tests unter Verwendung eines Kraftstoffs mit ähnlichen Eigenschaften vorbestimmt ist. Im Einzelnen werden die Kraftstoffeigenschaften verwendet, um eine Tabelle zu indizieren, die Ventilsteuerzeiten ausgibt, und die Routine rückt zu Schritt 507 vor.
  • Bei Schritt 507 ermittelt die Routine, ob das Solldrehmoment in der aktuell gewählten erwünschten Zylinder-Prozess-Betriebsart verfügbar ist. Die Routine nutzt Motordrehzahl und Kraftstoffeigenschaften zum Indizieren einer Tabelle, die empirisch ermittelte Motordrehmomentkapazitäten enthält. Die Motordrehmomentkapazitäten gelten für einen Motor, der in der erwünschten Zylinder-Prozess-Betriebsart unter Verwendung von Kraftstoff mit ähnlichen Eigenschaften und bei der aktuellen Motordrehzahl betrieben wird. Das Solldrehmoment kann durch einen Fahrerbefehl oder von einem externen System gefordert werden, beispielsweise einem Hybridsteuergerät. Wenn der Motor das Sollmotordrehmoment erzeugen kann, rückt die Routine zu Schritt 511 vor. Wenn nicht, rückt die Routine zu Schritt 525 vor.
  • Bei Schritt 511 ermittelt der Motor, ob der Motor bei den aktuellen Betriebsbedingungen klopft. Wenn der Motor klopft und wenn die Motordrehmomentforderung gleichbleibend ist oder ansteigt, dann rückt die Routine zu Schritt 513 vor. Ansonsten rückt die Routine zu Schritt 515 vor.
  • Bei Schritt 513 werden Einstellungen vorgenommen, um Motorklopfen zu mindern. Wenn der Motor in der Otto-Prozess-Betriebsart bei einer gewählten Nockenphase und Frühzündung klopft, dann kann der Zündwinkel in dem Versuch, das Motorklopfen zu mindern, auf spät verstellt werden. Wenn aber der Motor weiter klopft, wenn die Zündung auf spät verstellt wird, dann kann der Atkinson-Prozess gewählt werden, nachdem der geschätzte Motorwirkungsgrad um einen vorbestimmten Betrag vermindert ist.
  • Wenn der Motor in der Atkinson-Prozess-Betriebsart bei einer gewählten Nockenphase und Frühzündung klopft, dann kann die Zündung zum Regeln des Motorklopfens weiter auf spät verstellt werden.
  • In einem Beispiel, bei dem ein Zylinder in einer Otto-Prozess-Betriebsart arbeitet und Motorklopfen auftritt, wird die Zündung zunächst auf spät verstellt. Wenn der Motor weiter klopft, kann der Zylinder zu einer Atkinson-Prozess-Betriebsart geschaltet werden, bei der das wirksame Verdichtungsverhältnis des Zylinders reduziert wird. Wenn der Motor weiter klopft, können weitere Anpassungen bei Verdichtungsverhältnis und Zündung vorgenommen werden. Die Routine rückt zu Schritt 515 vor.
  • Bei Schritt 515 passt die Routine die Nockenfrühverstell- und Nockenspätverstellgrenzwerte zusammen mit den Zündzeitpunktfrühverstell- und Zündzeitpunktspätverstellgrenzwerten an. Da der Motor zwischen einer Reihe von Kraftstoffgemischen (z.B. zwischen 100% Benzin und 100% Alkohol) arbeiten kann, verstellt das vorliegende Verfahren die Grenzwerte der Nockensteuerzeiten und Zündung gemäß der aktuellen Kraftstoffart und/oder den aktuellen Kraftstoffeigenschaften. Wenn zum Beispiel der Alkoholanteil eines benzinbasierten Kraftstoffs um 10% zunimmt, dann kann die Ventilsteuerzeit-Frühverstellung bei einer Atkinson-Prozess-Betriebsart um 5° vergrößert werden, wodurch das wirksame Verdichtungsverhältnis des Motors vergrößert wird. Da mit anderen Worten der zuletzt eingeleitete Alkohol die Neigung des Kraftstoffs, Motorklopfen hervorzurufen, reduziert, kann das Verdichtungsverhältnis des Motors vergrößert werden, um die Motorleistung zu verbessern. Der Grenzwert der Frühzündung des Motors kann angepasst werden, um der Änderung der Kraftstoffart und/oder auch der Eigenschaften zu entsprechen. Somit dürfen sich die Grenzwerte der Nockenphasen-Spätverstellung und -Frühverstellung verändern, wenn sich die Kraftstoffart und/oder die Kraftstoffeigenschaften ändern. Die spezifische Nockensteuerung und die spezifischen Ventilhubbeträge werden empirisch ermittelt und können zum Beispiel durch Motordrehzahl und Motorlast indiziert werden.
  • Ferner können der Drosselöffnungsbetrag oder die Drosselklappenstellung als Reaktion auf die von dem Zylinder verbrannte Kraftstoffart beschränkt werden. Diese Steuermaßnahme kann auch als Mittel zum Beschränken der Menge der in einen Zylinder eingelassenen Luft verwendet werden. Durch Beschränken der Zylinderluftfüllung kann auch der Betrag der Spätverstellung der Zündung, der zum Regeln von Motorklopfen erforderlich ist, gesenkt werden. Die Routine rückt zu Schritt 517 vor.
  • Bei Schritt 517 werden der Nocken, der Drosselklappenwinkel und die Zündung angepasst, um Prozess-Betriebsarten zu wechseln und Störungen des Motordrehmoments zu mindern.
  • Wenn der gewünschte Zylinder-Prozess vom Atkinson-Prozess zum einem Otto-Prozess wechselt, können die Nockensteuerzeiten auf spät verstellt werden und der Winkel der Zündfrühverstellung kann vergrößert werden. Der Nocken kann auf spät verstellt werden, so dass das Nockenprofil bei einer Nockenstellung, die weniger Luft in den Zylinder strömen lässt, zu einem Profil mit höherem Hub geschaltet werden kann. Diese Maßnahme kann dazu beitragen, die Differenzen der Zylinderluftmenge zu reduzieren, die vor und nach dem Ventilhubwechsel auftreten können. Ferner kann das Drosselöffnen während des Wechsels reduziert werden, um das Motordrehmoment während des Wechsels weiter zu beschränken. Wenn die Nockenstellung angepasst wird, kann der Zündwinkel auf früh verstellt werden, wodurch das Motordrehmoment vergrößert und der Wirkung des Spätverstellens der Nockensteuerzeiten entgegengewirkt wird. Durch die erhöhte Oktanzahl des neu eingeleiteten Kraftstoffs kann eine zusätzliche Zündfrühverstellung ermöglicht werden. Das Nockenprofil kann während oder nach Anpassen der Nockenphase gewechselt werden, doch wird der Übergang für gewöhnlich nach Ändern der Nockenphase vorgenommen, so dass die Möglichkeit einer Drehmomentstörung reduziert wird. Ein Motordrehmoment kann auch während eines Nockenprofilwechsels durch Verzögern des Zündwinkels, Rutschen der Getriebedrehmomentwandlerkupplung und Schließen der Drosselöffnung gesteuert werden. Die Nockenphase, der Drosselöffnungsbetrag und die Zündung können angepasst werden, nachdem der Nocken die Profile gewechselt hat. Siehe zum Beispiel 6.
  • Die Drosselklappenstellung, die Nockenphase, der Nockenhub, die Frühzündung und das Rutschen der Drehmomentwandlerkupplung können bei einem Übergang von einem Otto-Prozess zu einem Atkinson-Prozess ebenfalls geändert werden. Zum Einleiten des Wechsels kann die Zündspätverstellung vergrößert werden und die Nockenphase kann auf früh verstellt werden. Durch Frühverstellen der Nockenphase kann die Luftmenge, die in den Zylinder eingelassen wird, vergrößert werden, so dass die in den Zylinder eindringende Luftmasse bei Umschalten des Nockenprofils nicht wesentlich reduziert wird. Der Zündwinkel kann als Reaktion auf eine Änderung der Kraftstoffeigenschaften auf spät verstellt werden, wodurch es dem System möglich wird, mindestens einem Teil der Zunahme der Zylinderluftmenge, die durch Frühverstellen des Nocken bewirkt werden kann, entgegenzuwirken. Die Zündung kann auf spät verstellt werden, um der Änderung der Nockenphase entgegenzuwirken. Während des Wechsels des Nockenprofils oder des Hubbetrags kann die Zündfrühverstellung vergrößert werden und die Drosselöffnung kann vergrößert werden, wenn der Ventilhubbetrag gesenkt wird. Diese Anpassungen können zum Beschränken von Drehmomentstörungen verwendet werden, die durch Ändern der Ventilsteuerzeiten und des Ventilhubs hervorgerufen werden können.
  • Auch die Kraftstoffzeitsteuerung kann in diesem Schritt verändert werden, wenn sich die Zylinder-Prozess-Betriebsart ändert. In einer Ausführung, bei der Kraftstoff direkt in einen Zylinder eingespritzt wird, kann das Starten oder Beenden der Einspritzdauer geändert werden, wenn die Zylinder-Prozess-Betriebsart geändert wird. Weiterhin kann auch die Anzahl an Einspritzungen während eines Zylinder-Prozesses verändert werden, wenn sich die Zylinder-Prozess-Betriebsart ändert. Wenn zum Beispiel ein Motor einen Kraftstoff mit einer höheren Alkoholkonzentration verbrennt, kann die Kraftstoffeinspritzung beginnen, wenn das Einlassventil geöffnet wird, und fortfahren, nachdem das Einlassventil geschlossen ist. Wenn aber der Motor in der Atkinson-Betriebsart betrieben wird und einen Kraftstoff mit einer höheren Konzentration an Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl verbrennt, dann kann eine erste Kraftstoffeinspritzung gewisse Zeit nach dem Öffnen des Einlassventils beginnen. Die erste Einspritzung kann nach einer festgelegten Zeit gestoppt werden. Und eine zweite Einspritzung kann nach einer anderen festgelegten Zeitdauer beginnen. Die Routine rückt zu Schritt 521 vor.
  • Bei Schritt 521 können die Nockenphase, die Auslassventilsteuerzeiten, der Drosselöffnungsbetrag und der Zündwinkel als Reaktion auf einen Fahrer- oder Steuergerätbefehl angepasst werden. Typischerweise werden die Ventilsteuerzeiten, die in den Schritten 503, 505 und 513 ermittelt werden, zum Aufrechterhalten des Sollverdichtungsverhältnisses verwendet. Es ist aber auch möglich, das wirksame Verdichtungsverhältnis zu ändern, wenn sich die Motorlast ändert. Wenn zum Beispiel Kraftstoffeigenschaften bei Schritt 503 genutzt werden, um ein Sollverdichtungsverhältnis von 13:1 zu bestimmen, kann Schritt 521 bei Bedarf das wirksame Verdichtungsverhältnis senken, wenn die Motorlast niedrig ist. Die Drossel und Frühzündung können gemäß bekannten Verfahren gesteuert werden, beispielsweise durch Indizieren von Tabellen, die beispielsweise auf Motordrehzahl und Last beruhen. Die Routine rückt zum Ende vor.
  • Bei Schritt 525 ermittelt die Routine, ob ein anderer Kraftstoff zum Verbrennen im Zylinder verfügbar ist. Wenn ein Kraftstoff mit höherer Oktanzahl verfügbar ist, rückt die Routine zu Schritt 523 vor. Ansonsten rückt die Routine zu Schritt 511 vor. Dieser Schritt kann in Systemen genutzt werden, bei denen mehrere Kraftstoffquellen und mehrere Kraftstoffarten vorhanden sind (z.B. ein System, das mit Alkohol und Benzin arbeiten und diese einspritzen kann). Oder dieser Schritt kann bei Systemen genutzt werden, die einen gemischten Kraftstoff in einen Kraftstoff mit höherer Oktanzahl und einen Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl trennen können.
  • Bei Schritt 523 ändert die Routine den gewünschten Kraftstoff. Durch Ändern des Kraftstoffs zu einem Kraftstoff mit höherer Oktanzahl kann es möglich sein, den Zylinderdruck zu erhöhen, indem zum Beispiel die Frühzündung geändert wird, ohne Motorklopfen zu induzieren. Dies kann das von dem Zylinder erzeugte Drehmoment steigern und kann genügend Drehmoment zum Erfüllen des Solldrehmomentbetrags liefern.
  • Zu beachten ist, dass die durch 5 beschriebene Routine Zylinder-Prozess-Betriebsarten für einzelne Zylinder, Gruppen von Zylindern oder für einen ganzen Motor ändern kann.
  • Unter Bezug nun auf 6 wird ein Diagramm ausgewählter Signale für einen beispielhaften Wechsel von einem Atkinson-Prozess-Zylinderbetrieb zu einem Otto-Prozess-Zylinderbetrieb gezeigt. Das Diagramm veranschaulicht einen Zylinder-Prozess-Wechsel, der in der Beschreibung von 5, Schritt 519, erwähnt ist. Die Wechselfolge beginnt links und geht nach rechts. Die Motordrosselklappenstellung wird durch die Kurve 601 dargestellt. Ein niedrigeres Signal zeigt das stärkere Schließen der Drossel und ein höheres Signal zeigt das stärkere Öffnen der Drossel. Die Kurve 603 kennzeichnet den Zustand des Nockenprofils. Der untere Wert zeigt die Verwendung eines Nockenprofils mit niedrigerem Hub und der höhere Wert zeigt die Verwendung eines Nockenprofils mit höherem Hub. Zu beachten ist, dass das Signal nicht unbedingt wiedergibt, dass alle Zylinder gleichzeitig zu dem Nockenprofil mit höherem Hub umgeschaltet werden. Einige Nockenprofil-Schaltvorrichtungen schalten die Nockenprofile um, wenn sich der Nocken auf dem Grundkreisteil des Nocken befindet. Daher wird das durch die Kurve 604 beschriebene Nockenprofilumschalten für Veranschaulichungszwecke genutzt und soll nicht den Schutzumfang der vorliegenden Beschreibung beschränken oder verkleinern. Die Kurve 605 stellt die Zündwinkelfrühverstellung dar, wobei ein höheres Signal eine stärke Zündfrühverstellung darstellt und ein niedrigeres Signal eine stärkere Zündspätverstellung darstellt. Die Kurve 607 stellt den Betrag des Drehmomentwandlerkupplungsrutschens dar. Der höhere Anteil des Signals stellt mehr Rutschen dar, während der geringere Anteil des Signals weniger Rutschen darstellt. Die Kurve 609 stellt die Nockenphase dar. Der höhere Anteil des Signals stellt vermehrte Nockenfrühverstellung dar, während der niedrigere Anteil des Signals eine vermehrte Nockenspätverstellung darstellt.
  • Die vertikalen Markierungen t1, t2 und t3 stellen verschiedene Zeitpunkte während einer Zylinder-Prozess-Betriebsartänderung dar. Die Markierung t1 stellt den Beginn des Prozesswechsels dar. An diesem Punkt beginnt die Nockenphase auf spät zu gehen, der Drehmomentwandler beginnt zu rutschen und die Zündung zu früh zu wechseln. Der Nocken wird auf spät verstellt, um den Betrag der in den Zylinder eindringenden Luft zu reduzieren, während die Zündung auf früh verstellt wird, um das von dem Zylinder erzeugte Drehmoment zu vergrößern. Wenn daher das Nockenprofil gewechselt wird, ist die Änderung der eingelassenen Luftmenge durch den auf spät verstellten Nocken etwas beschränkt. Die Zündung kann aber auf spät verstellt werden, um ein zusätzliches Drehmoment auszugleichen, das durch die in den Zylinder eindringende Luft erzeugt wird, wenn das Profil tatsächlich gewechselt wird.
  • Das Nockenprofilumschalten erfolgt bei t2. Vor und nach dem Profilwechsel werden die Drossel und Zündung angepasst, um eine Drehmomentstörung zu mindern, die durch Wechseln der Nockenprofile ausgelöst werden kann. Die Zündzeitpunktfrühverstellung und der Drosselöffnungsbetrag werden reduziert, so dass das zusätzliche Drehmoment, das durch Einlassen zusätzlicher Luft in den Zylinder erzeugt wird, abgeschwächt werden kann.
  • Die Markierung t3 zeigt an, dass der Wechsel im Wesentlichen beendet ist und dass das Steuergerät 12 Verstellungen bei Nockenphase, Drosselstellung, Zündsteuerzeiten und Drehmomentwandlerkupplungsrutschen vornehmen kann, um den Fahrerforderungen gerecht zu werden.
  • Unter Bezug nun auf 7 wird ein Diagramm ausgewählter Signale für einen beispielhaften Wechsel von einem Otto-Prozess-Motorbetrieb zu einem Atkinson-Prozess-Motorbetrieb gezeigt. Die Folge und die Signale sind ähnlich den in 6 gezeigten. Die Kurve 701 stellt die Drosselklappenstellung dar, die Kurve 703 stellt die Anzeige des Nockenprofilwechsels dar, die Kurve 705 stellt den Zündwinkel dar, die Kurve 707 stellt das Drehmomentwandlerkupplungsrutschen dar und die Kurve 709 stellt die Nockenphase dar.
  • Der Wechsel wird bei t1 eingeleitet, wo die Nockenphase vergrößert wird, der Zündwinkel auf spät verstellt wird und das Rutschen der Drehmomentwandlerkupplung verstärkt wird. Durch Frühverstellen der Nockenphase und Spätverstellen der Zündung kann zusätzliche Luft in den Zylinder strömen, so dass die Änderung der Zylinderluftmenge während des Profilwechsels ausgeglichen werden kann. Das Drehmoment, das aus der zusätzlichen Luft aufgebaut werden kann, kann durch Anpassen der Zündspätverstellung abgeschwächt werden.
  • Der Wechsel vom Otto-Prozess zum Atkinson-Prozess erfolgt bei der Markierung t2. In etwa bei dieser Markierung werden die Drossel und Zündfrühverstellung schnell angepasst, um eine Drehmomentabnahme auszugleichen, zu der es kommt, wenn in die Motorzylinder eindringende Luft reduziert wird. Im Einzelnen wird die Drossel weiter geöffnet, um den Ansaugkrümmerdruck zu erhöhen, wodurch zusätzliche Luft zum Zylinder strömen kann, und die Zündzeitpunktfrühverstellung wird vergrößert, um das Motordrehmoment zu vergrößern.
  • Bei t3 ist der Wechsel im Wesentlichen beendet und die Drossel, die Zündsteuerzeiten, die Nockenphase und die Drehmomentwandlerkupplung können als Reaktion auf Fahrerbefehle angepasst werden.
  • Zu beachten ist, dass die obige Beschreibung eine Grundnockenposition erwägt, bei der der Nocken auf früh verstellt ist und von dort auf spät verstellt werden kann. Die Grundnockenposition könnte aber auch bei einem auf spät verstellten Winkel festgelegt werden, und dann könnte der Nocken von dieser Stelle auf früh verstellt werden. Daher sollen die in dieser Beschreibung erwähnten spezifischen Nockensteuerzeiten der Veranschaulichung dienen und sollen nicht den Schutzumfang oder die Reichweite der Beschreibung beschränken.
  • Unter Bezug nun auf 8 wird ein beispielhaftes Diagramm einer Funktion, die ein erwünschtes wirksames Verdichtungsverhältnis gegen eine Alkoholkonzentration in einem Kraftstoff beschreibt, gezeigt. Diese Funktion kann bei Schritt 503 von 5 verwendet werden, um ein Sollverdichtungsverhältnis zu wählen. Die rechte Seite der x-Achse stellt ein Benzingemisch dar, während die linke Seite ein Alkoholgemisch darstellt. Die y-Achse beginnt bei einen Verdichtungsverhältnis von 9:1 und geht bis zu 15:1. Die Kurve 801 veranschaulicht, dass das Sollverdichtungsverhältnis mit der Alkoholkonzentration im Kraftstoff zunimmt.
  • Wie für den Durchschnittsfachmann verständlich ist, können die in 3-5 beschriebenen Routinen ein oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können verschiedene gezeigte Schritte oder Funktionen in der gezeigten Abfolge oder parallel ausgeführt oder in manchen Fällen ausgelassen werden. Analog ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die hierin beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile zu verwirklichen, wird aber zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Auch wenn dies nicht ausdrücklich gezeigt wird, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass ein oder mehrere der gezeigten Schritte oder Funktionen abhängig von der jeweils eingesetzten Strategie wiederholt ausgeführt werden können.
  • Dies beendet die Beschreibung. Das Lesen derselben von einem Fachmann würde viele Änderungen und Abwandlungen bewusst machen, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, gasförmigen Kraftstoffen oder alternativen Kraftstoffauslegungen arbeiten, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Steuern der Verbrennung unterschiedlicher Kraftstoffe in einem Verbrennungsmotor, wobei das Verfahren umfasst: Vergrößern des Betrags der Spätverstellung von Ventilschließsteuerzeiten eines Einlassventils während eines Prozesses eines Zylinders, wenn die Konzentration eines Kraftstoffs mit niedrigerer Oktanzahl in einem Kraftstoff, der in dem Zylinder verbrannt wird, zunimmt, wobei die Ventilschließzeit von mindestens dem unteren Totpunkt des Ansaugtakts des Zylinders auf spät verstellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl Benzin ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff ein Gemisch aus Benzin und Alkohol ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin das Senken des Hubs des Einlassventils als Reaktion auf eine Zunahme der Konzentration des Kraftstoffs mit niedrigerer Oktanzahl in dem Kraftstoff umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin das Senken des Betrags des Kraftstoffs umfasst, wenn die Konzentration des Kraftstoffs mit niedrigerer Oktanzahl in dem Kraftstoff zunimmt.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, welches weiterhin das Beschränken des Öffnungsbetrags einer Drossel umfasst, wenn die Benzinkonzentration in dem Kraftstoff zunimmt.
  7. System zum Betreiben eines Motors, der unterschiedliche Kraftstoffe verwendet, wobei das System umfasst: eine Ventilsteuerzeitänderungsvorrichtung zum Spätverstellen der Schließzeit eines Einlassventils nach dem unteren Totpunkt eines Ansaugtakts, wobei das Einlassventil in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors betriebsfähig ist; eine Erfassungsvorrichtung zum Ermitteln von Eigenschaften eines Kraftstoffs; und ein Steuergerät, das die Ventilsteuerzeitänderungsvorrichtung anweist, den Betrag der Spätverstellung des Einlassventilschließens zu vergrößern, wenn die Erfassungsvorrichtung auf eine höhere Konzentration eines Kraftstoffs niedrigerer Oktanzahl anspricht, der in einem Kraftstoff vorhanden ist, der in dem Zylinder verbrannt wird.
  8. System nach Anspruch 7, welches weiterhin eine Vorrichtung zum Ändern des Hubs des Ventils als Reaktion auf die Konzentration des Kraftstoffs niedrigerer Oktanzahl umfasst.
  9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die den Hub des Ventils ändert, den Hub des Ventils als Reaktion auf eine Zunahme der Konzentration des in dem Zylinder verbrannten Benzins senkt.
  10. System nach Anspruch 7, welches weiterhin eine Vorrichtung zum Ändern der Zündsteuerzeiten des Zylinders als Reaktion auf die Konzentration des Kraftstoffs niedrigerer Oktanzahl umfasst.
  11. System nach Anspruch 7, welches weiterhin eine Auslassventilsteuervorrichtung zum Ändern der Steuerzeiten eines Auslassventils bei Änderung der Konzentration des Kraftstoffs mit niedrigerer Oktanzahl umfasst.
  12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventilsteuervorrichtung die Auslassventil-Öffnungszeit auf spät verstellt, wenn die Konzentration des Kraftstoffs mit niedrigerer Oktanzahl zunimmt.
  13. System zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, der unterschiedliche Kraftstoffe verwendet, wobei das System umfasst: einen Zylinder mit einem Ventil, das betrieben werden kann, um das Strömen zwischen dem Zylinder und einem Ansaugkrümmer zu regeln; und ein Steuergerät zum Betreiben des Motors in einer ersten Betriebsart, wobei die erste Betriebsart eine erste Ventilfolge umfasst, bei der eine Ventilsteuerung ein wirksames Verdichtungsverhältnis erzeugt, das unter 11:1 liegt, einer zweiten Betriebsart, wobei die zweite Betriebsart eine zweite Ventilfolge umfasst, bei der die Ventilsteuerung ein wirksames Verdichtungsverhältnis von mindestens 12,5:1 erzeugt, wobei das Steuergerät zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart wählt, wenn sich mindestens eine Eigenschaft des in dem Motor verbrannten Kraftstoffs ändert.
  14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät die zweite Betriebsart wählt, wenn die Eigenschaft eine Konzentration von mindestens 40% Alkohol in dem Kraftstoff ist.
  15. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventilfolge ein wirksames Verdichtungsverhältnis erzeugt, das größer als 13,5:1 ist.
  16. System nach Anspruch 13, welches weiterhin ein Einspritzventil umfasst, das Kraftstoff direkt in den Zylinder einspritzt und das von dem Steuergerät angewiesen wird, das Einsetzen oder Enden der Einspritzung zu verändern, wenn das Steuergerät zwischen der ersten und zweiten Betriebsart wechselt.
  17. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät den Motor während eines Starts in der ersten Betriebsart betreibt.
  18. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät die erste Betriebsart anordnet, bevor der Motor gestoppt wird.
  19. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät die Steuerzeiten der Ventilfolge so anpasst, dass das wirksame Verdichtungsverhältnis des Zylinders verändert wird, wenn sich die mindestens eine Eigenschaft des Kraftstoffs verändert.
  20. Maschinell lesbares Speichermedium mit gespeicherten Daten, die von einem Rechner ausführbare Befehle zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs darstellen, wobei das Speichermedium umfasst: Befehle zum Vergrößern des Betrags der Spätverstellung der Einlassventilschließsteuerzeiten eines Einlassventils, wenn die Benzinkonzentration in einem in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors verbrannten Kraftstoff zunimmt, wobei die Einlassventilschließzeit von mindestens dem unteren Totpunkt des Ansaugtakts des Zylinders auf spät verstellt wird; und Befehle zum weiteren Spätverstellen der Einlassventilschließsteuerzeiten oder zum Spätverstellen eines Betrags der Zündzeitpunktfrühverstellung als Reaktion auf Motorklopfen.
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