DE102013203944A1

DE102013203944A1 - Method for operating an internal combustion engine in partial engine operation and means for its implementation

Info

Publication number: DE102013203944A1
Application number: DE102013203944.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kortwittenborg; Helmut Zell
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2014-09-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) mit einer Anzahl von Zylindern (11–23), die in einer Anzahl von Motorbänken (1, 2) mit jeweils einer Drosselklappe (15, 25) angeordnet sind, wobei jeweils der oder die Zylinder (11–23) einer Motorbank (1, 2) mit einem Frischluftstrom versorgt werden, der durch die Drosselklappe (15, 25) der Motorbank (1, 2) gedrosselt werden kann, und wobei das Verfahren (100) umfasst, während wenigstens einer Teilmotorbetriebsphase (C) den oder die Zylinder (11–23) wenigstens einer Motorbank (1, 2) durch Unterbinden einer Zufuhr von Kraftstoff in den oder die Zylinder (11–23) zu deaktivieren. Die Drosselklappe (15, 25) der wenigstens einen Motorbank (1, 2) wird zumindest während eines Teils der wenigstens einen Teilmotorbetriebsphase (C) auf eine Teilöffnungsstellung geregelt. Mittel zur Implementierung des Verfahrens sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The invention relates to a method (100) for operating an internal combustion engine (10) with a number of cylinders (11-23) arranged in a number of engine banks (1, 2) each having a throttle valve (15, 25) in each case the cylinder or cylinders (11-23) of an engine bank (1, 2) are supplied with a fresh air stream which can be throttled by the throttle flap (15, 25) of the engine bank (1, 2), and wherein the method (100) comprising, during at least one partial engine operating phase (C), deactivating the cylinder or cylinders (11-23) of at least one engine bank (1, 2) by inhibiting supply of fuel to the cylinder or cylinders (11-23). The throttle flap (15, 25) of the at least one engine bank (1, 2) is regulated to a partial open position at least during a part of the at least one partial engine operating phase (C). Means for implementing the method are also the subject of the present invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine im Teilmotorbetrieb und Mittel zu dessen Implementierung.The present invention relates to a method for operating an internal combustion engine in partial engine operation and means for its implementation.

Stand der TechnikState of the art

Beim Betrieb von Fahrzeugen mit mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen gibt es Betriebszustände bzw. Fahrsituationen, in denen die erforderliche Leistung bereits von einem Teil der Zylinder bereitgestellt werden kann. Zur Effizienzsteigerung können daher in solchen Betriebszuständen einzelne Zylinder oder Zylindergruppen deaktiviert werden. Durch die Deaktivierung eines oder mehrerer Zylinder können der oder die weiterhin aktiven Zylinder mit erhöhter Leistung und besserem Wirkungsgrad betrieben werden.When operating vehicles with multi-cylinder internal combustion engines, there are operating states or driving situations in which the required power can already be provided by a part of the cylinders. To increase efficiency, individual cylinders or cylinder groups can therefore be deactivated in such operating states. By deactivating one or more cylinders, the cylinder (s) still active can be operated with increased power and better efficiency.

Der Betrieb mit nur einem Teil der Zylinder wird auch als Teilmotorbetrieb bezeichnet, für entsprechende Betriebsphasen einer Brennkraftmaschine wird nachfolgend der Begriff Teilmotorbetriebsphasen verwendet. Sind sämtliche Zylinder aktiv, handelt es sich um den sogenannten Vollmotorbetrieb.The operation with only a part of the cylinder is also referred to as a partial engine operation, for corresponding operating phases of an internal combustion engine, the term partial engine operating phases is used below. Are all cylinders active, it is the so-called full engine operation.

Beispielsweise ist aus der DE 101 48 347 A1 ein Wechsel zwischen Vollmotorbetrieb und Teilmotorbetrieb bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine bekannt, wobei wenigstens die Einlassventile oder die Auslassventile eines Zylinders oder einer Gruppe von Zylindern im Vollmotorbetrieb aktiviert und im Teilmotorbetrieb deaktiviert werden.For example, is from the DE 101 48 347 A1 a change between full engine operation and partial engine operation in a multi-cylinder internal combustion engine is known, wherein at least the intake valves or the exhaust valves of a cylinder or a group of cylinders are activated in full engine operation and deactivated in partial engine operation.

Bei einer gruppenweisen Aktivierung bzw. Deaktivierung der Zylinder kann jeweils eine gesamte Motorbank aktiviert bzw. deaktiviert werden. Unter einer Motorbank wird dabei nachfolgend eine Gruppe von Zylindern verstanden, die in einer Brennkraftmaschine jeweils eine baulich und/oder steuerungstechnisch definierte Einheit bilden.When activating or deactivating the cylinders in groups, an entire motor bank can be activated or deactivated in each case. An engine bank is understood below to mean a group of cylinders which in each case form a structurally and / or control-technically defined unit in an internal combustion engine.

Entsprechende baulich und/oder steuerungstechnisch definierte Einheiten liegen beispielsweise in Brennkraftmaschinen vor, in denen die Zylinder jeweils einer Motorbank durch Lufteinlassleitungen (Saugrohre) an eine gemeinsame Drosselklappe und/oder über einen gemeinsamen Abgaskrümmer (Fächerkrümmer) an eine gemeinsame Abgasleitung angebunden sind. Insbesondere kann eine Frischluftversorgung einer Motorbank jeweils unabhängig von einer anderen Motorbank über eine Drosselklappe eingestellt werden. Der Begriff der Motorbank kann sich jedoch auch auf andere baulich und/oder steuerungstechnisch definierte Gruppen von Zylindern einer Brennkraftmaschine beziehen.Corresponding structurally and / or control-technically defined units are present, for example, in internal combustion engines, in which the cylinders of each engine bank are connected by air inlet lines (intake manifolds) to a common throttle valve and / or via a common exhaust manifold (manifold manifold) to a common exhaust pipe. In particular, a fresh air supply to an engine bank can each be set independently of another engine bank via a throttle valve. However, the term engine bank can also refer to other construction and / or control technology defined groups of cylinders of an internal combustion engine.

Die vorliegende Erfindung kommt insbesondere bei Brennkraftmaschinen zum Einsatz, bei denen, wie soeben erläutert, ein getrenntes Ansaug-(Frischluft-) und Abgassystem vorgesehen ist.The present invention is used in particular in internal combustion engines in which, as just explained, a separate intake (fresh air) and exhaust system is provided.

In Teilmotorbetriebsphasen kann die Kraftstoffzufuhr zu dem oder den zu deaktivierenden Zylindern, beispielsweise einer gesamten Motorbank, unterbrochen werden. Bei der Reaktivierung des oder der Zylinder oder der gesamten Motorbank wird die Kraftstoffzufuhr wieder aufgenommen. Hierbei kann die sogenannte Motorbank-Einspritzausblendung (MBEA) eingesetzt werden, bei der nur die Einspritzung in den oder die zu deaktivierenden Zylinder unterbrochen (ausgeblendet), der Ventiltrieb selbst jedoch nicht abgeschaltet wird. Bei Brennkraftmaschinen mit Motorbank-Einspritzausblendung ist i.d.R. keine Hardware vorhanden, mittels derer der Ventiltrieb für den oder die zu deaktivierenden Zylinder deaktivierbar ist. Im Gegensatz hierzu ist bei der sogenannten Motorbankabschaltung (MBA) eine entsprechende Deaktivierung möglich.In partial engine operating phases, the fuel supply to the cylinder or cylinders to be deactivated, for example an entire engine bank, can be interrupted. Upon reactivation of the cylinder (s) or the entire engine bank, fuel supply resumes. In this case, the so-called engine bank injection suppression (MBEA) can be used, in which only the injection in the cylinder or cylinders to be deactivated interrupted (hidden), the valve train itself is not turned off. For internal combustion engines with engine bank injection suppression, i.d.R. There is no hardware by means of which the valve drive for the cylinder or cylinders to be deactivated can be deactivated. In contrast, in the so-called Motorbankabschaltung (MBA) a corresponding deactivation is possible.

Bei der Deaktivierung einer Motorbank kann die Stellung einer dieser zugeordneten Drosselklappe beeinflusst werden. Beispielsweise ist es möglich, eine Drosselklappe einer deaktivierten Motorbank zu schließen. Auf diese Weise baut sich durch den Kolbenhub des oder der der deaktivierten Zylinder in dem oder den Saugrohren zwischen der Drosselklappe und dem oder den deaktivierten Zylindern ein Unterdruck auf, der bei der Reaktivierung des oder der Zylinder zu einer beschleunigten Füllung des oder der Saugrohre und des oder der jeweiligen Zylinder führt, weil keine Evakuierungsphase durchlaufen werden muss.When deactivating an engine bank, the position of one of these associated throttle valve can be influenced. For example, it is possible to close a throttle valve of a deactivated engine bank. In this way, builds up by the piston stroke of or the deactivated cylinder in the one or more suction pipes between the throttle valve and the deactivated cylinder or a negative pressure, which in reactivating the cylinder or to an accelerated filling of the suction pipes and the or the respective cylinder leads, because no evacuation phase must be run through.

Aus der bereits erwähnten DE 101 48 347 A1 ist bekannt, sowohl für die zu deaktivierenden Zylinder als auch für die weiter zu betreibenden Zylinder (also für jeweils eine Motorbank) eine eigene Drosselklappe vorzusehen. Die Leistung der zu deaktivierenden Zylinder (bzw. der zu deaktivierenden Motorbank) kann zunächst durch ein Schließen der zugehörigen Drosselklappe gedrosselt und die Leistung der weiter zu betreibenden Zylinder (bzw. der weiter zu betreibenden Motorbank) durch ein Öffnen der zugehörigen Drosselklappe erhöht werden. Bei der Reaktivierung der zuvor deaktivierten Zylinder wird umgekehrt verfahren.From the already mentioned DE 101 48 347 A1 It is known to provide its own throttle both for the cylinders to be deactivated and for the cylinders to be operated further (that is, for each engine bank). The power of the cylinders to be deactivated (or the engine bank to be deactivated) can first be throttled by closing the associated throttle valve and the power of the cylinders to be operated (or the engine bank to be operated further) can be increased by opening the associated throttle valve. The reactivation of the previously deactivated cylinders is reversed.

Wenngleich die aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen Vorteile beim Teilmotorbetrieb und/oder der Motorbank-Einspritzausblendung bieten, besteht weiterhin Bedarf nach Verbesserungen bei derartigen Verfahren.While the prior art measures provide advantages in partial engine operation and / or engine bank injection suppression, there remains a need for improvements in such processes.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine im Teilmotorbetrieb und Mittel zu dessen Implementierung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, a method for operating an internal combustion engine in partial engine operation and means for its implementation with the features of the independent claims are proposed according to the invention. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die vorliegende Erfindung geht von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von Zylindern aus, die in einer Anzahl von Motorbänken mit jeweils einer Drosselklappe angeordnet sind. Wie eingangs erläutert, umfasst die Zuordnung der einzelnen Zylinder zu einer Motorbank beispielsweise die gemeinsame Versorgung dieser Zylinder über ein Frischluftsystem, wobei die Luft des jeweiligen Frischluftsystems durch eine gemeinsame Drosselklappe gedrosselt werden kann. Die Zylinder einer Motorbank sind zudem vorteilhafterweise über einen gemeinsamen Abgaskrümmer an ein gemeinsames Abgassystem bzw. einen Abgasteilstrang angebunden, es kann jedoch auch vorgesehen sein, einen gemeinsamen Abgaskrümmer bzw. ein gemeinsames Abgassystem für die Zylinder mehrerer oder aller Motorbänke bereitzustellen.The present invention is based on a method for operating an internal combustion engine with a number of cylinders, which are arranged in a number of engine banks, each with a throttle valve. As explained above, the assignment of the individual cylinders to an engine bank, for example, the common supply of these cylinders via a fresh air system, wherein the air of the respective fresh air system can be throttled by a common throttle. The cylinders of an engine bank are also advantageously connected via a common exhaust manifold to a common exhaust system or an exhaust manifold, but it may also be provided to provide a common exhaust manifold or a common exhaust system for the cylinders of several or all engine banks.

Das Verfahren umfasst einen Teilmotorbetrieb, bei dem beispielsweise die eingangs erläuterte Einspritzausblendung erfolgen kann, also der oder die Zylinder wenigstens einer Motorbank während wenigstens einer Teilmotorbetriebsphase durch Unterbrechung einer Einspritzung in den oder die Zylinder deaktiviert werden. Erfindungsgemäß ist nun zusätzlich vorgesehen, die jeweilige Drosselklappe der wenigstens einen Motorbank während der Teilmotorbetriebsphase zumindest zeitweise auf eine Teilöffnungsstellung zu regeln.The method comprises a partial engine operation in which, for example, the injection suppression explained above can take place, that is, the cylinder or cylinders of at least one engine bank are deactivated during at least one partial engine operating phase by interruption of an injection into the cylinder or cylinders. According to the invention, it is additionally provided to regulate the respective throttle flap of the at least one engine bank at least temporarily to a partial open position during the partial engine operating phase.

Eine "Teilöffnungsstellung" bezeichnet dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Stellung, bei der die Drosselklappe weder vollständig geöffnet noch vollständig geschlossen ist sondern eine Zwischenstellung einnimmt, die entsprechend eingeregelt werden kann. Mit anderen Worten ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, mittels eines Regelalgorithmus während der Teilmotorbetriebsphase die Drosselklappe auf eine vorgegebene Position zu regeln, die von einer geschlossenen Position abweicht.In the context of the present invention, a "partial open position" designates a position in which the throttle flap is neither completely open nor completely closed but occupies an intermediate position which can be adjusted accordingly. In other words, it is provided in the context of the method according to the invention to regulate the throttle valve to a predetermined position, which deviates from a closed position, by means of a control algorithm during the partial engine operating phase.

Die Drosselklappenstellung wird dabei durch den Luftfaktor auch nach der Instationärphase beeinflusst, wobei eine "Instationärphase" den Übergang von einem Vollmotorbetrieb zu einem Teilmotorbetrieb umfasst. Während eines derartigen Übergangs selbst wird auch in herkömmlichen Verfahren eine langsame Veränderung der Drosselklappenstellung vorgenommen, um eine für den Fahrer möglichst nicht spürbaren Übergang in den Teilmotorbetrieb zu realisieren.The throttle position is influenced by the air factor even after the instationary phase, wherein an "instationary phase" includes the transition from a full engine operation to a partial engine operation. During such a transition even in conventional methods, a slow change in the throttle position is made in order to realize a possibly unnoticeable for the driver transition into the part of the engine operation.

Die Drosselklappe wird dabei nicht schlagartig geöffnet bzw. geschlossen sondern über einen vorgegebenen Zeitabschnitt. Ein derartiger Übergang von einem Vollmotorbetrieb zu einem Teilmotorbetrieb ist beispielsweise in der mehrfach erwähnten DE 101 48 347 A1 gezeigt. Wie dort beispielsweise in der 4 dargestellt, erfolgt in einem Vollmotorbetrieb herkömmlicherweise die Einstellung der Drosselklappe auf eine vorgegebene Drosselklappenstellung (bzw. einen entsprechenden Öffnungswinkel). Dies kann mittels einer geeigneten Stelleinrichtung bzw. Regelung erfolgen. Beim Übergang vom Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb wird der Öffnungswinkel der Drosselklappe der weiter betriebenen Zylinder bzw. einer entsprechenden Motorbank gegenüber dem ursprünglichen Öffnungswinkel erhöht, der Öffnungswinkel der zu deaktivierenden Zylinder hingegen verringert. Der Übergang vom Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb vollzieht sich innerhalb des genannten Zeitabschnitts, um für den Fahrer spürbare Momentenänderungen zu vermeiden.The throttle valve is not opened or closed abruptly but over a predetermined period of time. Such a transition from a full engine operation to a partial engine operation is, for example, in the several mentioned DE 101 48 347 A1 shown. Like there for example in the 4 shown, in a full engine operation conventionally, the setting of the throttle valve to a predetermined throttle position (or a corresponding opening angle). This can be done by means of a suitable adjusting device or regulation. In the transition from full engine operation in the partial engine operation, the opening angle of the throttle valve of the further operated cylinder or a corresponding engine bank is increased compared to the original opening angle, the opening angle of the cylinder to be deactivated, however, reduced. The transition from full engine operation in the partial engine operation takes place within the said period, in order to avoid noticeable torque changes for the driver.

Wie erläutert, ist erfindungsgemäß jedoch auch über den Beginn des Teilmotorbetriebs hinaus eine Regelung der Drosselklappenstellung der der deaktivierten Motorbank zugeordneten Drosselklappe vorgesehen. Der entsprechende Regelzeitraum setzt dabei vorteilhafterweise mit einem vorgegebenen zeitlichen Versatz nach dem Beginn der Teilmotorbetriebsphase ein.As explained, according to the invention, however, regulation of the throttle valve position of the throttle valve assigned to the deactivated engine bank is also provided beyond the beginning of the partial engine operation. The corresponding control period advantageously starts with a predetermined time offset after the start of the partial engine operating phase.

Die vorliegende Erfindung löst dabei einen Zielkonflikt bei der Luftversorgung der deaktivierten (ausgeblendeten) Motorbank, die sich aus einer angestrebten Reduzierung der Drosselverluste, einer angestrebten Reduzierung der Abkühlung des der Motorbank zugeordneten Katalysators und einer angestrebten Realisierung von längeren Teilmotorbetriebsphasen resultiert.The present invention solves a conflict in the air supply of the deactivated (hidden) engine bank, which results from a targeted reduction of the throttle losses, a targeted reduction of the cooling of the motor bank associated catalyst and a desired realization of longer Teilmotorbetriebsphasen.

Je weiter eine Drosselklappe geschlossen ist, d.h. je stärker sie die Frischluft im Ansaugtrakt bzw. Frischluftsystem drosselt, desto höher ist der Druckverlust der angesaugten Luft über die Drosselklappe und desto geringer der Druck der angesaugten Luft hinter der Drosselklappe und vor dem Einlass in den Brennraum. Da die deaktivierten Zylinder während des Teilmotorbetriebs mechanisch weiter über die Kurbelwelle angetrieben werden, saugen diese auch weiterhin Frischluft aus den jeweiligen Saugrohren an. Bei einer übermäßigen Drosselung der Frischluftzufuhr bremst daher der Ansaugwiderstand die deaktivierten Zylinder. Dies ist aus Effizienzgründen nachteilig. Um die Ansaugverluste zu reduzieren, ist daher eine möglichst weit geöffnete Drosselklappe wünschenswert.The further a throttle valve is closed, ie the more it throttles the fresh air in the intake or fresh air system, the higher the pressure loss of the intake air through the throttle and the lower the pressure of the intake air behind the throttle and before the inlet into the combustion chamber. Since the deactivated cylinders are mechanically further driven via the crankshaft during the partial engine operation, they continue to suck in fresh air from the respective intake manifolds. In the case of excessive throttling of the fresh air supply, therefore, the intake resistance brakes the deactivated cylinders. This is off Efficiency reasons disadvantageous. In order to reduce the intake losses, it is therefore desirable to have a throttle valve that is as wide open as possible.

Andererseits kommt es bei weit geöffneter Drosselklappe, d.h. bei hoher Frischluftzufuhr in den Zylinder, gleichzeitig zu einem erhöhten Ausstoß kalter Frischluft aus den deaktivierten Zylindern. Da in diesen Zylindern keine Verbrennung erfolgt, weist die ausgestoßene Luft im Wesentlichen Umgebungstemperatur auf und trifft mit dieser Umgebungstemperatur in den Katalysator im Kraftstoffsystem. Die Wirksamkeit bekannter Abgaskatalysatoren ist jedoch bekanntermaßen nur bei ausreichend hoher Katalysator- bzw. Abgastemperatur gewährleistet, so dass eine übermäßige Abkühlung des Katalysators aus Emissionsgründen zu vermeiden ist. Zur Reduzierung der Katalysatorabkühlung sind daher, gegenläufig zur Forderung nach Reduzierung der Drosselverluste, möglichst weitgehend geschlossene Drosselklappen wünschenswert.On the other hand, when the throttle is wide open, i. at high fresh air supply into the cylinder, at the same time to an increased output of cold fresh air from the deactivated cylinders. Because no combustion occurs in these cylinders, the exhausted air is at substantially ambient temperature and at that ambient temperature enters the catalyst in the fuel system. However, the efficiency of known catalytic converters is known to be ensured only at sufficiently high catalyst or exhaust gas temperature, so that excessive cooling of the catalyst for emission reasons is to be avoided. In order to reduce the cooling of the catalyst, it is therefore desirable, as opposed to the requirement for reducing throttling losses, to use throttles which are as closed as possible.

Diesen Zielkonflikt überlagert ist der Bedarf nach bisweilen längeren Teilmotorbetriebsphasen. Bei kürzeren Teilmotorbetriebsphasen kann gegebenenfalls eine weiter geöffnete Drosselklappenstellung toleriert werden, da die Katalysatorabkühlung naturgemäß nicht schlagartig erfolgt sondern erst bei längeren Zeiträumen der Beaufschlagung des Katalysators mit "kalter" Frischluft eintritt. Daher wird in solchen Fällen die Drosselklappe stärker geöffnet als in längeren Teilmotorbetriebsphasen. Hierbei kann auch dann, wenn die Teilmotorbetriebsphasen einen bestimmten Zeitraum überschreiten, das Regelziel verändert werden.Superimposed on this conflict of objectives is the need for sometimes longer partial engine operating phases. For shorter partial engine operating phases, a further open throttle position can possibly be tolerated, since the catalyst cooling does not occur abruptly, of course, but only when the catalyst is exposed to "cold" fresh air for longer periods of time. Therefore, in such cases, the throttle valve is opened more than in longer partial engine operating phases. In this case, even if the partial engine operating phases exceed a certain period of time, the control target can be changed.

Die vorliegende Erfindung löst diesen Zielkonflikt durch die bereitgestellte Regelung, die gewährleistet, dass stets ein Optimum der zuvor erläuterten Aspekte eingehalten werden kann. Eine entsprechende Regelung umfasst daher die Verwendung einer Drosselklappenstrategie, um die jeweils günstige Drosselklappenstellung zu applizieren bzw. einzuregeln.The present invention solves this conflict of objectives by the provided control, which ensures that always an optimum of the previously explained aspects can be met. A corresponding regulation therefore includes the use of a throttle valve strategy in order to apply or control the respectively favorable throttle valve position.

Dies kann auf unterschiedliche Weise und insbesondere auf Grundlage einer vermuteten bzw. prognostizierten Dauer der Teilmotorbetriebsphasen erfolgen. Hierzu kann beispielsweise eine Fahrertyperkennung verwendet werden. Bei einem Fahrer, der zu hoher Fahrdynamik neigt, kann davon ausgegangen werden, dass die Teilmotorbetriebsphasen eher kurz sein werden. Daher kann bei einem derartigen Fahrer die Drosselklappe in den Teilmotorbetriebsphasen stärker geöffnet werden als bei einem Fahrer mit einem weniger dynamischen Fahrstil, bei dem eher längere Teilmotorbetriebsphasen zu erwarten sind. Durch die stärker geöffnete Drosselklappe reduzieren sich, wie erwähnt, die Drosselverluste. Weil die Teilmotorbetriebsphasen jedoch kurz sind, findet keine übermäßige Katalysatorabkühlung statt.This can take place in different ways and in particular on the basis of a presumed or predicted duration of the partial engine operating phases. For this purpose, for example, a driver type recognition can be used. For a driver that tends to have high driving dynamics, it can be assumed that the partial engine operating phases will be rather short. Therefore, in such a driver, the throttle valve may be opened more in the partial engine operating phases than in a driver with a less dynamic driving style, in which rather longer partial engine operating phases are to be expected. By the more open throttle, as mentioned, reduce the throttle losses. However, because the sub-engine operating phases are short, there is no excessive catalyst cooling.

Ferner kann in diesem Zusammenhang auch eine Fahrstreckenerkennung zum Einsatz kommen, die beispielsweise unter Verwendung von Positionsdaten eines Navigationssystems erfolgen kann. Grundsätzlich ist beispielsweise bei Autobahnfahrten eher von längeren Teilmotorbetriebsphasen auszugehen als bei Stadtfahrten. Bei Autobahnfahrten besteht wiederum ein Unterschied zwischen Phasen flüssigen Fahrens und Stauphasen, die ein wiederholtes Beschleunigen und Abbremsen erfordern. Eine Autobahnfahrt kann beispielsweise auch über die Auswertung von gefahrenen Kurven (die auf Autobahnen seltener sind und größere Radien aufweisen) festgestellt werden. Stauphasen lassen sich aus erkannten Beschleunigungs-, Abbrems- und Stillstandszyklen oder übermittelten Verkehrsdaten (z.B. mittels des Navigationssystems) bestimmen. Das Verfahren kann auch mittels angelernter Streckenprofile arbeiten, die beispielsweise für einen Fahrer zu festgelegten Zeiten (beispielsweise Fahrt zur Arbeit) bestimmte Betriebszustände erwarten lassen. Wird beispielsweise eine Horizontal- oder Bergabfahrt durchgeführt (wie beispielsweise aus Navigationsdaten abgeleitet werden kann), sind längere Teilmotorbetriebsphasen zu erwarten als bei Bergauffahrt. Ist ferner beispielsweise eine Geschwindigkeitsregelanlage (Tempomat) vorhanden und aktiviert, kann von einer weniger dynamischen Fahrt ausgegangen werden, die längere Teilmotorbetriebsphasen erwarten lässt.Furthermore, in this context also a route detection can be used, which can be done for example by using position data of a navigation system. Basically, for example, when driving on freeways, it is more likely to start with longer engine operating phases than when driving on city streets. In highway driving, again, there is a difference between phases of fluid driving and stalls that require repeated acceleration and deceleration. For example, a motorway journey can also be determined by evaluating driven curves (which are rarer on motorways and have larger radii). Stall phases can be determined from detected acceleration, deceleration and stoppage cycles or transmitted traffic data (for example by means of the navigation system). The method may also work by means of learned route profiles which, for example, allow certain operating conditions to be expected for a driver at fixed times (for example drive to work). If, for example, a horizontal or downhill run is carried out (as can be derived, for example, from navigation data), longer partial engine operating phases are to be expected than when driving uphill. Furthermore, if, for example, a speed control system (cruise control) is present and activated, it can be assumed that the drive is less dynamic and can be expected to have longer partial engine operating phases.

Die Drosselklappenstellung kann auch von einem jeweils vorliegenden oder zu erwartenden Fahrerwunsch abhängig gemacht werden. Fordert der Fahrer eine höhere Leistung an, kann davon ausgegangen werden, dass die Teilmotorbetriebsphasen nur kurz sein werden.The throttle position can also be made dependent on an existing or expected driver request. If the driver requests a higher power, it can be assumed that the partial engine operating phases will only be short.

In diesem Zusammenhang kann auch beispielsweise eine Vermessung auf einem Motorprüfstand erfolgen und zur Ermittlung einer für unterschiedliche Fahrsituationen jeweils günstigsten Strategie verwendet werden. Als hauptsächliches Ziel ist hierbei eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs anzusehen.In this context, it is also possible, for example, to carry out a measurement on an engine test bench and to use it to determine a strategy which is the most favorable for different driving situations. The main goal is to reduce fuel consumption.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control device of a motor vehicle is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.The implementation of the method in the form of software is also advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is still used for further tasks and therefore exists anyway. Suitable media for providing the In particular, computer programs are floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically by means of exemplary embodiments in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine schematische Teildarstellung einer Brennkraftmaschine, die erfindungsgemäß betrieben werden kann. 1 shows a schematic partial view of an internal combustion engine, which can be operated according to the invention.

2 veranschaulicht Signale, die bei einer Regelung gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zum Einsatz kommen können. 2 illustrates signals that can be used in a control according to a particularly preferred embodiment of the invention.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist eine Brennkraftmaschine in Form einer stark schematisierten Teildarstellung gezeigt und insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Brennkraftmaschine 10 kann mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben werden.In 1 is an internal combustion engine shown in the form of a highly schematic partial representation and total with 10 designated. The internal combustion engine 10 can be operated by means of a method according to the invention.

Die Brennkraftmaschine 10 weist zwei Zylinder- bzw. Motorbänke 1, 2 auf. In den Motorbänken 1, 2 sind jeweils Zylinder 11 bis 13 (Motorbank 1) bzw. 21 bis 23 (Motorbank 2) vorgesehen. Jeder Zylinderbank 1, 2 ist eine Saugrohranordnung 14 bzw. 24 zugeordnet, die zur Zuführung von Frischluft (Verbrennungsluft) eingerichtet ist. Stromauf der Saugrohranordnung 14 ist eine Drosselklappe 15, stromauf der Saugrohranordnung 24 eine Drosselklappe 25 vorgesehen. Mittels der Drosselklappen 15 bzw. 25 ist der Frischluftstrom, mit dem die Motorbänke 1, 2 versorgt werden können, drosselbar. Mittels Einlassventilen 16 bzw. 27 kann Frischluft in die Zylinder 11 bis 13 (Motorbank 1) bzw. 21 bis 23 (Motorbank 2) eingelassen werden, über Auslassventile 17 bzw. 26 kann ein verbranntes Luft-Kraftstoff-Gemisch bzw. unverbrannte Frischluft (bei deaktivierten Zylindern) aus den Zylindern 11 bis 13 (Motorbank 1) bzw. 21 bis 23 (Motorbank 2) in entsprechende Abgaskrümmer 19 bzw. 29 ausgestoßen werden.The internal combustion engine 10 has two cylinder or engine banks 1 . 2 on. In the engine banks 1 . 2 are each cylinder 11 to 13 (Motor Bank 1 ) respectively. 21 to 23 (Motor Bank 2 ) intended. Each cylinder bank 1 . 2 is a suction tube arrangement 14 respectively. 24 assigned, which is adapted for the supply of fresh air (combustion air). Upstream of the intake manifold 14 is a throttle 15 , upstream of the intake manifold 24 a throttle 25 intended. By means of the throttle valves 15 respectively. 25 is the fresh air flow with which the engine banks 1 . 2 can be supplied, throttled. By means of inlet valves 16 respectively. 27 can fresh air into the cylinder 11 to 13 (Motor Bank 1 ) respectively. 21 to 23 (Motor Bank 2 ), via exhaust valves 17 respectively. 26 may cause a burnt air-fuel mixture or unburned fresh air (with cylinders deactivated) from the cylinders 11 to 13 (Motor Bank 1 ) respectively. 21 to 23 (Motor Bank 2 ) in corresponding exhaust manifold 19 respectively. 29 be ejected.

Die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern 11 bis 13 (Motorbank 1) bzw. 21 bis 23 (Motorbank 2) kann über jeweils den Motorbänken 1 bis 2 zugeordnete Kraftstoffleitungen 18 bzw. 28 erfolgen. Wie erläutert, umfasst das Verfahren während des Teilmotorbetriebs eine sogenannte Motorbank-Einspritzausblendung, so dass während der erfindungsgemäß vorgenommenen Teilmotorbetriebsphasen durch Unterbrechung der Einspritzung, d.h. der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern 11 bis 13 (Motorbank 1) bzw. 21 bis 23 (Motorbank 2) über die Kraftstoffleitungen 18 bzw. 28, ein Kraftstoffeintrag in die Zylinder 11 bis 13 (Motorbank 1) bzw. 21 bis 23 (Motorbank 2) unterbunden wird.The fuel supply to the cylinders 11 to 13 (Motor Bank 1 ) respectively. 21 to 23 (Motor Bank 2 ) can over each of the engine banks 1 to 2 associated fuel lines 18 respectively. 28 respectively. As discussed, during partial engine operation, the method includes so-called engine bank injection suppression, such that during the partial engine operating phases made in accordance with this invention by interrupting injection, ie, stopping fuel supply to the cylinders 11 to 13 (Motor Bank 1 ) respectively. 21 to 23 (Motor Bank 2 ) over the fuel lines 18 respectively. 28 , a fuel entry into the cylinder 11 to 13 (Motor Bank 1 ) respectively. 21 to 23 (Motor Bank 2 ) is prevented.

In den jeweiligen Teilmotorbetriebsphasen wird die weiterhin aktive Motorbank 1, 2 auch als "Master", die deaktivierte Motorbank 1, 2 auch als "Slave" bezeichnet. Master und Slave können dabei wechseln, um beispielsweise eine übermäßige Abnutzung einer selten deaktivierten Motorbank zu vermeiden.In the respective partial engine operating phases, the still active engine bank becomes 1 . 2 also called "Master", the deactivated engine bank 1 . 2 also called "slave". Master and slave can change, for example, to avoid excessive wear of a rarely deactivated engine bank.

Eine Steuereinheit 30 ist vorgesehen, die über nicht dargestellte Signalleitungen mittels Steuersignalen 31 eine Stellung der Drosselklappen 15 bzw. 25 beeinflussen kann. Die Steuereinheit 30 ist zur erfindungsgemäßen Regelung während der Teilmotorbetriebsphasen auf die Teilöffnungsstellung eingerichtet und kann hierzu beispielsweise über Eingänge 32, die ebenfalls über nicht dargestellte Signalleitungen an entsprechende Geber an den Drosselklappen 15 bzw. 25 angebunden sind, eine Stellung der Drosselklappen 15 bzw. 25 abfragen.A control unit 30 is provided, the signal lines not shown by means of control signals 31 a position of the throttle 15 respectively. 25 can influence. The control unit 30 is set up for the regulation according to the invention during the partial engine operating phases to the partial open position and can do this for example via inputs 32 , which also have signal lines, not shown, to appropriate donors to the throttle 15 respectively. 25 tethered, a position of the throttle 15 respectively. 25 Interrogate.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird weiter durch die in 2 dargestellten Signale, die im Rahmen der erfindungsgemäßen Ansteuerung verwendet werden können, veranschaulicht. Hierbei sind jeweils Signalverläufe über eine Zeit t auf einer x-Achse 210 dargestellt.The inventive method is further by the in 2 illustrated signals that can be used in the context of the control according to the invention, illustrated. In this case, signal curves over a time t are on an x-axis 210 shown.

Während eines Zeitabschnitts A wird die Brennkraftmaschine im Vollmotorbetrieb betrieben. Während eines Zeitabschnitts B geht die Brennkraftmaschine von dem Vollmotorbetrieb in einen Teilmotorbetrieb über (sogenannte Instationärphase), in einem Zeitabschnitt C läuft die Brennkraftmaschine im Teilmotorbetrieb.During a period A, the internal combustion engine is operated in full engine operation. During a period B, the internal combustion engine goes from full engine operation to a partial engine operation (so-called instationary phase), in a period C the engine runs in partial engine operation.

Der Übergang vom Vollmotorbetrieb A in den Teilmotorbetrieb B wird bereits vor der Instationärphase durch eine Signaländerung eines Signals 201 eingeleitet. Zu einem ersten Zeitpunkt t1 geht das Signal 201 dabei von einem niedrigen Pegel, beispielsweise 0 V, auf einen höheren Pegel, beispielsweise 1 V oder eine beliebige andere Signalspannung, über. Die Signaländerung kann dabei auf unterschiedliche Weise erfolgen und ist nicht auf die dargestellte Erhöhung bzw. Bereitstellung der Signalspannung beschränkt.The transition from full engine operation A to the partial engine operation B is already before the instationary phase by a signal change of a signal 201 initiated. At a first time t1, the signal goes 201 from a low level, for example 0 V, to a higher level, for example 1 V or any other signal voltage. The signal change can take place in different ways and is not on the illustrated Increasing or providing the signal voltage limited.

Ein Signal 202 leitet über eine entsprechende Signaländerung eine Drosselklappenregelung während der Teilmotorbetriebsphase C bzw. mit einem vorgegebenen zeitlichen Versatz nach deren Beginn ein, wobei das Signal 202 zu einem Zeitpunkt t2 ebenfalls von einem niedrigen Pegel auf einen höheren Pegel übergehen kann. Auch hier kann die Signaländerung in beliebiger Weise erfolgen.A signal 202 initiates via a corresponding signal change a throttle valve control during the Teilmotorbetriebsphase C or with a predetermined time offset after the beginning of a, wherein the signal 202 at a time t2 may also go from a low level to a higher level. Again, the signal change can be done in any way.

Zu dem Zeitpunkt t2 geht die Signalspannung des Signals 201 beispielsweise wieder auf einen niedrigeren Pegel über, wodurch der Übergang vom Vollmotorbetrieb in den Teilmotorbetrieb abgeschlossen wird.At the time t2, the signal voltage of the signal goes 201 for example, back to a lower level, thereby completing the transition from full engine operation to partial engine operation.

In der 2 sind weitere Signalverläufe dargestellt, wobei die mit M zusammengefassten Signale dem erläuterten Master, also weiterhin aktiven Motorbank, und die mit S zusammengefassten Signale dem Slave, also der zu deaktivierenden Motorbank, entsprechen.In the 2 Further signal waveforms are shown, wherein the signals combined with M the explained master, so continue to be active motor bank, and the signals combined with S the slave, ie the motor bank to be deactivated correspond.

Mit M1 bzw. S1 sind dabei Sollmomente auf dem Luftpfad, mit M2 bzw. S2 Sollmomente auf dem Zündungspfad dargestellt. Die Signale M3 bzw. S3 bezeichnen die Drosselklappensollwinkel, die beispielsweise mittels einer Steuereinrichtung 30 ausgegeben werden. Die Werte von M1 bzw. S1, M2 bzw. S2 und M3 bzw. S3 entsprechen einander dabei im Vollmotorbetrieb A im Wesentlichen.With M1 or S1, target torques are shown on the air path, with M2 and S2 target torques on the ignition path. The signals M3 and S3 denote the desired throttle valve angles, for example by means of a control device 30 be issued. The values of M1 or S1, M2 or S2 and M3 or S3 essentially correspond to each other in full engine mode A.

Bei Verfahren zur Ansteuerungen von Benzinmotoren werden derartige Luftpfade und Zündungspfade unterschieden, die sich insbesondere durch ihre Ansteuerdynamik unterscheiden. Zunächst wird in entsprechenden Verfahren ein Solldrehmoment (Momentenstruktur) berechnet. Dieses Solldrehmoment wird anschließend in einen Sollwert auf dem Luftpfad und einen Sollwert auf dem Zündungspfad umgerechnet. Diese Drehmomente wiederum werden in einen Drosselklappenwinkel bzw. Zündzeitpunkt umgerechnet. Der Luftpfad stellt hierbei einen "langsamen" Pfad dar, da in diesem über den Drosselklappenwinkel die Luftmenge eingestellt wird und sich erst mit einer gewissen Verzögerung (bedingt durch die Saugrohrzeitkonstante) das gewünschte Luftmoment einstellt. Über den Zündungspfad (den "schnellen" Pfad) kann hingegen (innerhalb bestimmter Momentengrenzen) relativ schnell das Sollmoment reduziert bzw. erhöht werden. Im Motorsteuergerät werden dabei beispielsweise die "Wünsche" von Fahrer, Getriebe, ESP usw. erst als Drehmomentwunsch berücksichtigt und koordiniert und dann in Stellgrößen auf Luft, Einspritzung und Zündung umgerechnet.In methods for driving gasoline engines such air paths and ignition paths are distinguished, which differ in particular by their driving dynamics. First, a setpoint torque (torque structure) is calculated in corresponding methods. This setpoint torque is then converted to a set point on the air path and a setpoint on the ignition path. These torques are in turn converted into a throttle angle or ignition point. In this case, the air path represents a "slow" path, since the air quantity is set here via the throttle flap angle and only with a certain delay (due to the intake tube time constant) does the desired air momentum set. On the other hand, the setpoint torque can be reduced or increased relatively quickly (within certain torque limits) via the ignition path (the "fast" path). In the engine control unit, for example, the "wishes" of the driver, transmission, ESP, etc., are considered and coordinated only as a torque request and then converted into control variables for air, injection and ignition.

Das Sollmoment S1 und M1 auf dem Luftpfad steht daher unmittelbar mit der Einstellung der Drosselklappe in Beziehung.The target torque S1 and M1 on the air path is therefore directly related to the setting of the throttle valve.

Zu Beginn der Instationärphase B werden die Sollmomente M1 und M2 erhöht. Wie bereits auch bei der Erläuterung des Standes der Technik ausgeführt, wird auch ein Sollwinkel M3 einer Drosselklappe beim Übergang in den Teilmotorbetrieb erhöht, so dass sich die Luftzufuhr zu den entsprechenden Zylindern der Motorbank ebenfalls erhöht und damit die Leistung der entsprechenden Motorbank ansteigt. Der jeweilige Maximalwert ist zu Beginn der Teilmotorbetriebsphase C, erreicht. Bei der zu deaktivierenden Motorbank wird zu Beginn der Instationärphase B die Momentenanforderung S1 auf dem Luftpfad verringert. Entsprechendes gilt für das Sollmoment S2 auf dem Zündungspfad. Entsprechend wird auch der Sollwinkel S3 für die Drosselklappe verringert.At the beginning of the instationary phase B, the setpoint torques M1 and M2 are increased. As already stated in the explanation of the prior art, a setpoint angle M3 of a throttle valve is also increased during the transition to the partial engine operation, so that the air supply to the corresponding cylinders of the engine bank also increases and thus the power of the corresponding engine bank increases. The respective maximum value is reached at the beginning of the partial engine operating phase C. In the motor bank to be deactivated, the moment requirement S1 on the air path is reduced at the beginning of the instationary phase B. The same applies to the desired torque S2 on the ignition path. Accordingly, the target angle S3 for the throttle valve is reduced.

Abweichend zum Stand der Technik wird jedoch die Drosselklappe des Slaves, also der deaktivierten Motorbank, nicht vollständig geschlossen oder auf einen festen Wert eingestellt, sondern ab dem Zeitpunkt t2 durch Aktivieren einer entsprechenden Regelung auf einen Teilöffnungswinkel eingeregelt, wie ab dem Zeitpunkt t2 durch den geringfügigen Anstieg des Sollwinkels S3 der Drosselklappe der zu deaktivierenden Motorbank bzw. der zu diesem Zeitpunkt deaktivierten Motorbank ersichtlich. Hieraus ergibt sich, dass das Sollmoment S2 auf dem Luftpfad sich ebenfalls entsprechend ändert.Deviating from the prior art, however, the throttle of the slave, ie the deactivated engine bank, not fully closed or set to a fixed value, but adjusted from the time t2 by activating a corresponding control to a partial opening angle, as from the time t2 by the minor Increase of the target angle S3 of the throttle of the motor bank to be deactivated or the motor bank deactivated at this time can be seen. It follows that the target torque S2 on the air path also changes accordingly.

Die Regelung erfolgt dabei wie oben erläutert und insbesondere auf Grundlage einer "erwarteten" Dauer der jeweils bevorstehenden Teilmotorbetriebsphasen mittels der erwähnten Verfahren.The regulation is carried out as explained above and in particular on the basis of an "expected" duration of the respective upcoming engine operating phases by means of the mentioned method.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10148347 A1 [0004, 0010, 0017]

Claims

Procedure ( 100 ) for operating an internal combustion engine ( 10 ) with a number of cylinders ( 11 - 23 ) installed in a number of engine banks ( 1 . 2 ) each with a throttle valve ( 15 . 25 ), wherein in each case the cylinder or cylinders ( 11 - 23 ) an engine bank ( 1 . 2 ) are supplied with a fresh air flow through the throttle valve ( 15 . 25 ) of the engine bank ( 1 . 2 ) and the method ( 100 ) during at least one partial engine operating phase (C) the cylinder (s) ( 11 - 23 ) at least one engine bank ( 1 . 2 ) by inhibiting a supply of fuel into the cylinder (s) ( 11 - 23 ), characterized in that the throttle valve ( 15 . 25 ) of the at least one engine bank ( 1 . 2 ) is regulated to a partial open position at least during a part of the at least one partial engine operating phase (C).

Method according to claim 1, wherein the regulation of the throttle valve ( 15 . 25 ) of the at least one engine bank ( 1 . 2 ) takes place in each case during a control phase which begins with a predetermined time offset after a start of the partial engine operating phase (C).

Method according to claim 1 or 2, wherein the deactivation of the cylinder (s) of the at least one engine bank during the at least one partial engine operating phase (C) is interrupted by interruption of an injection into the respective cylinder (s). 11 - 23 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims, wherein the partial open position in dependence on at least one size corresponding to a throttle loss and / or at least one of a cooling of a catalytic converter of the internal combustion engine ( 10 ) corresponding size is regulated.

Method according to one of the preceding claims, wherein the partial open position is regulated in dependence on an expected duration of the partial engine operating phase (C).

The method of claim 5, wherein the expected duration is determined based on a driver type, at least one route feature and / or at least one vehicle dynamics feature.

Method according to one of the preceding claims, wherein the partial open position a throttle angle of the throttle valve ( 15 . 25 ) of the at least one engine bank ( 1 . 2 ) corresponds.

Method according to one of the preceding claims, wherein the partial opening position is further regulated at least on the basis of an air factor of the corresponding engine bank.

Control unit ( 30 ), which is adapted to carry out a method according to one of the preceding claims, with control means, which are adapted to the throttle valve ( 15 . 25 ) of the at least one engine bank ( 1 . 2 ) to control to a partial open position at least during a part of the at least one partial engine operating phase (C).

Computer program with program code means comprising a computer, in particular a control unit ( 30 ) according to claim 9, to carry out a method according to one of claims 1 to 8, when they are executed on the corresponding arithmetic unit.

A machine-readable storage medium having a computer program stored thereon according to claim 10.