DE19824915C1 - Verfahren zum Wechseln der Betriebsart einer direkt-einspritzenden Otto-Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Wechseln der Betriebsart einer direkt-einspritzenden Otto-Brennkraftmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wechseln der Be­ triebsart einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraft­ maschine zwischen einem Schichtladungsbetrieb mit Kraft­ stoffeinspritzung während des Kompressionstaktes und mage­ rer Gemischbildung und einer Betriebsart mit homogener Ge­ mischbildung durch Kraftstoffeinspritzung während des An­ saugtaktes der Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Die Verbrennung kann bei einer direkteinspritzenden Otto- Brennkraftmaschine prinzipiell in zwei verschiedenen Be­ triebsarten erfolgen. Der Unterschied liegt dabei grund­ sätzlich in der Qualität des im Brennraum gebildeten Kraft­ stoff-/Luft-Gemisches. In der Betriebsart mit homogener Ge­ mischbildung wird in jedem Arbeitsspiel eine dem jeweils vorliegenden Lastpunkt der Brennkraftmaschine zugeordnete Ansaugluftmasse in den Brennraum eingelassen, welche durch entsprechende Drosselung des Ansaugluft-Massenstroms ein­ stellbar ist. Der Kraftstoff wird während des Ansaugtaktes direkt in den Brennraum und die darin befindliche Ansaug­ luft eingespritzt, wobei in dem verbleibenden Zeitraum bis zur Zündung am Ende des Kompressionstaktes ein homogenes Gemisch mit Luftzahlen im zündbaren Bereich, d. h. etwa λ = 1, gebildet wird. Die Luftzahl Lambda bezeichnet üb­ licherweise das Verhältnis der Kraftstoffmenge zur Luft­ menge der Brennraumladung. Bei homogener Gemischbildung wird demnach der gesamte Brennraum mit zündbarem Gemisch ausgefüllt, so daß in jedem Fall sichergestellt ist, daß an den Elektroden einer Zündkerze die Entflammung der Brenn­ raumladung erfolgen kann. Bei homogener Gemischbildung er­ folgt also eine Quantitätsregelung der Last der Brennkraft­ maschine über die Drosselung des Ansaugluft-Massenstroms und die Einstellung der pro Arbeitsspiel einem Zylinder zur Gemischbildung zugemessenen Ansaugluftmenge.
Im Schichtladungsbetrieb wird die Ansaugluft ungedrosselt geführt, d. h. es wird die maximal übliche Luftmenge ange­ saugt. Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt während des Kom­ pressionstaktes und damit zu einem späten Zeitpunkt im Ar­ beitsspiel kurz vor der Zündung. Dabei entsteht im Brenn­ raum ein inhomogenes, geschichtetes Kraftstoff-/Luft-Ge­ misch mit örtlich unterschiedlichen Luftzahlen, wobei nahe dem Injektor eine kraftstoffreiche Gemischwolke vorliegt, welche durch den Zündfunken entflammbar ist. Die kraft­ stoffreiche Gemischwolke ist umgeben mit Gebieten mit hohem Luftüberschuß. Im Schichtladungsbetrieb erfolgt eine Qualitätsregelung der Betriebslast der Brennkraftmaschine über die Einstellung der Einspritzmenge, aus der örtlich vorliegendes, zündbares Gemisch gebildet wird. Auf das ge­ samte Volumen bezogen, wird im Schichtladungsbetrieb eine Brennraumladung mit Luftzahlen λ < 1 gebildet, wodurch im Schichtladungsbetrieb Vorteile hinsichtlich des Kraft­ stoffverbrauchs von über 20% gegenüber homogener Gemisch­ bildung mit λ = 1 bei gleicher Betriebslast erreichbar sind.
Die vorteilhafte Ladungsschichtung kann jedoch bei höheren Betriebslasten der Brennkraftmaschine zu einer zunehmenden Verschlechterung des Wirkungsgrades führen, und darüber hinaus sind bei einem Schichtladungsbetrieb in diesen Lei­ stungsbereichen der Brennkraftmaschine Gemischaufberei­ tungsprobleme nicht zu vermeiden. Die Brennkraftmaschine wird daher im unteren und mittleren Teillastbereich mit La­ dungsschichtung betrieben, und für die höheren Lastbereiche ist die Betriebsart mit homogener Gemischbildung vorge­ sehen.
Das Abgas der Brennkraftmaschine wird von einem NOx-Spei­ cherkatalysator entgiftet, welcher im Schichtladungsbetrieb die im durchströmenden, sauerstoffreichen Abgas der Brenn­ kraftmaschine enthaltenen Stickoxide adsorbiert. Der Spei­ cherkatalysator beinhaltet in bekannter Weise zusätzlich die Funktion eines Drei-Wege-Katalysators für den Betrieb bei homogener Gemischbildung und stöchiometrischen oder auch fetten Luftzahlen λ ≦ 1. Der Speicherkatalysator ad­ sorbiert die im Schichtladungsbetrieb emittierten Stick­ oxide und muß turnusmäßig regeneriert werden.
Die DE 43 15 278 A1 schlägt zur Regenerierung des Speicher­ katalysators vor, ein Reduktionsmittel, nämlich Ammoniak, in das Abgas zu geben. Die im Abgas enthaltenen Stickoxide sollen gemeinsam mit dem beigemischten Reduktionsmittel nach dem Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion zu umweltfreundlichem Stickstoff und Wasser umgesetzt wer­ den. Das bekannte Verfahren sieht vor, zur Dosierung des Reduktionsmittels die in das Abgas eingebrachte Reduktions­ mittelrate in Abhängigkeit von betriebsrelevanten Para­ metern des Abgases, des Katalysators und ggf. des Motors einzustellen. Das bekannte Verfahren ist jedoch zur Regene­ rierung eines Speicherkatalysators für eine Brennkraft­ maschine zum Antrieb von Fahrzeugen nicht geeignet, da das Mitführen eines Reduktionsmittelvorrates im Fahrzeug unbe­ dingt erforderlich ist.
Aus der DE 195 43 219 C1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors bekannt, welches zur Desorption des Speicherkatalysators zusätzlichen Kraftstoff als Reduk­ tionsmittel einsetzt. Zur Regenerierung des Speicherkata­ lysators wird daher die Brennkraftmaschine mit fettem Ge­ misch (Luftzahl λ < 1) unterhalb des stöchiometrischen Ge­ mischverhältnisses λ = 1 betrieben. Das bekannte Verfahren sieht eine Fett-/Mager-Regelung des Dieselmotors in Abhän­ gigkeit von dessen Betriebsparametern Last, Drehzahl und Einspritzmenge vor. Die Regenerierung des NOx-Speicherkata­ lysators soll nicht nur durch einen einfachen Lambda-Sprung realisiert werden, sondern es werden weitere, auf den Die­ selmotor angepaßte Maßnahmen vorgeschlagen, um die nach­ motorische Stickoxid-Minderung des Dieselmotors zu errei­ chen.
Als derartige Maßnahmen werden eine auf das Abgasnachbe­ handlungssystem optimierte Abgasrückführung, eine angepaßte Ansaugluftdrosselung und eine zusätzliche Einspritzung von Kraftstoff angegeben. Ziel dieser Maßnahmen soll sein, zum einen ausreichend Reduktionsmittel in Form von Kohlenwasserstoffen zur NOx-Reduktion zur Verfügung zu stellen und zum anderen kurzzeitig im Abgas eine reduzie­ rend wirkende Atmosphäre zu erzeugen, die den Regenera­ tionsprozeß erst ermöglicht. Der Stickoxidgehalt des Ab­ gases wird von einem NOx-Sensor erfaßt, wobei bei Erreichen eines kennfeldmäßig in Abhängigkeit von Drehzahl und Last variierenden NOx-Speicher-Schwellwertes von einem Betrieb des Dieselmotors mit einem Lambda-Wert < 1 auf einen Be­ trieb mit einem Lambda-Wert < 1 umgeschaltet wird. Schaltet der NOx-Sensor bei Erreichen des NOx-Schwellwertes auf den Regenerationsbetrieb um, so soll bei dem bekannten Verfah­ ren die Abgaszusammensetzung verändert werden, was neben den Maßnahmen der Abgasrückführung, der Ansaugluft­ drosselung und der zusätzlichen Nacheinspritzung von Die­ selkraftstoff durch die Optimierung der Abgaszusammen­ setzung mittels Messung der Rußpartikel sowie durch eine Steuerung der Regenerationstemperatur des Speicherkataly­ sators erfolgen soll.
Die bekannten Motorregelungsmaßnahmen sind speziell dem Be­ triebsverhalten und den Bedürfnissen der Diesel-Brennkraft­ maschine angepaßt. Darüber hinaus sind der DE 195 43 219 C1 keinerlei Angaben entnehmbar, in welcher Weise die sich ge­ genseitig beeinflussenden Regelungsmaßnahmen und Betriebs­ parameter der Brennkraftmaschine bei einem Betriebsartwech­ sel in Einklang gebracht werden sollen. Das bekannte Ver­ fahren zeigt zwar eine Möglichkeit auf, wie die Regenera­ tionsbedingungen des NOx-Speicherkatalysators im Rahmen der Mager-/Fett-Regelung des Dieselmotors erzeugt werden kann. Sie beschäftigt sich jedoch nicht mit den spezifischen Be­ dürfnissen der Gemischaufbereitung beim Wechseln der Be­ triebsart (Ladungsschichtung/homogene Gemischbildung) einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschine.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welches bei einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschine einen raschen Betriebsartwechsel insbesondere zur Regenerierung eines NOx-Speicherkatalysators zur Entgiftung der Maschi­ nenabgase ohne Veränderung des Laufverhaltens der Brenn­ kraftmaschine ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird beim Wechseln der Betriebsart der Übergang zwischen den unterschiedlichen Ge­ mischbildungsweisen im Schichtladungsbetrieb und bei homo­ gener Gemischbildung harmonisiert, wobei der eigentliche Betriebsartwechsel plötzlich zu einem Umschaltzeitpunkt durch die Verlegung des Einspritzendes der Kraftstoffein­ spritzung in den für die angeforderte Betriebsart vorge­ sehenen Arbeitstakt erfolgt. Demgemäß wird bei einem Wech­ sel vom Schichtladungsbetrieb auf homogene Gemischbildung die einzuspritzende Kraftstoffmenge vor dem Umschaltzeit­ punkt dem Schichtladungsprinzip entsprechend während des Kompressionstaktes eingespritzt. Ab dem Umschaltzeitpunkt liegt das Einspritzende der Kraftstoffeinspritzung im An­ saugtakt, d. h. vor dem Erreichen des unteren Totpunktes im Kurbelkreis des betrachteten Zylinders der Otto-Brennkraft­ maschine. Während der durch den Umschaltzeitpunkt begrenz­ ten homogenen Betriebsphase wird die pro Arbeitsspiel ein­ zuspritzende Kraftstoffmenge der aktuellen Ansaugluftmasse entsprechend zugemessen. Die erforderliche Kraftstoffmenge wird dabei durch Einstellung der jeweiligen Einspritzzeit, d. h. der Dauer der Kraftstoffeinspritzung, eingestellt.
Der Betriebsartwechsel erfolgt plötzlich, da die Einspritz­ zeit und damit die Kraftstoffeinspritzmenge praktisch ver­ zögerungsfrei veränderbar ist. Es treten jedoch Ver­ zögerungen beim Aufbau des erforderlichen Ansaugluft-Mas­ senstroms der angeforderten Betriebsart auf. Zur turnus­ mäßigen Regeneration des NOx-Speicherkatalysators wird während des Schichtladungsbetriebes mit ungedrosseltem An­ saugluftstrom die pro Arbeitsspiel einzuspritzende Kraft­ stoffmenge für die Dauer der Desorption soweit erhöht, daß mit der im Brennraum vorhandenen Ansaugluftmasse homogenes Gemisch mit der zur Desorption erforderlichen Luftzahl Lambda erzeugt wird. Die Regenerierung des Speicherkataly­ sators kann daher ohne Drosselung des Ansaugluftstroms er­ folgen, wobei ausschließlich durch die Erhöhung der Ein­ spritzzeit das zur Regeneration erforderliche Gemischver­ hältnis Lambda hergestellt wird. Nach erfolgter Re­ generation wird in den Schichtladungsbetrieb zurückge­ schaltet, wobei die Einspritzzeit für den Schichtladungs­ betrieb entsprechend der vorliegenden Betriebslast der Brennkraftmaschine eingestellt wird.
Obwohl bei der Umschaltung der Betriebsart vom Schicht­ ladungsbetrieb auf die Betriebsart mit homogener Gemisch­ bildung die Einspritzmenge bei gleicher Betriebslast erhöht wird und die aktuelle Ansaugluftmasse für einen mehr oder weniger kurzen Zeitraum nicht der angeforderten Betriebsart entspricht, wirkt sich dies nicht auf das Laufverhalten der Brennkraftmaschine etwa durch kurzzeitige Leistungserhöhung aus, da durch die erfindungsgemäße Verstellung des Zünd­ zeitpunktes eine Regelung des Motordrehmomentes und damit ein Abgleich der Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine er­ möglich ist. Der Zündzeitpunkt der Gemischzündung wird zeitgleich und proportional mit der Änderung der Ein­ spritzzeit verstellt, und zwar mit zunehmender Einspritz­ zeit in Richtung später Zündung, wodurch das von der Brenn­ kraftmaschine abgegebene Drehmoment konstant gehalten wird. Bei späterer Gemischzündung, die kurz vor dem Erreichen oder sogar gegebenenfalls hinter dem Zünd-Totpunkt im Kur­ belkreis ausgelöst wird, erfolgt die Gemischverbrennung und Energieumsetzung erst spät im Expansionstakt und damit mit einem vergleichsweise schlechten Wirkungsgrad. Durch die geeignete Wahl des Zündzeitpunktes kann die beim Be­ triebsartwechsel veränderte und gegebenenfalls zu große Kraftstoffeinspritzmenge derartig neutralisiert werden, daß das Drehmoment nicht größer ist als im Stationärbetrieb der jeweiligen Betriebsart mit optimaler Einspritzmenge und entsprechend optimiertem Zündzeitpunkt.
Die kurzzeitige Überhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge im Schichtladungsbetrieb zur Herstellung einer entsprechend kurzzeitigen homogenen Gemischbildung ist besonders zur Re­ generation des Speicherkatalysators geeignet, wenn nach Ab­ lauf der Desorption die Brennkraftmaschine weiterhin mit Ladungsschichtung im Teillastbereich betrieben werden soll. Das Verlegen des Einspritzendes der Kraftstoffeinspritzung, die Veränderung der Einspritzzeit und des Zündzeitpunktes erfolgt gleichzeitig und augenblicklich zum Umschaltzeit­ punkt, so daß verzögerungsfrei und aufgrund der Zündzeit­ punktverstellung ohne Einfluß auf das Laufverhalten der Brennkraftmaschine die Regeneration des Speicherkatalysa­ tors erfolgen kann. Es ist daher zweckmäßig, wenn der Zünd­ zeitpunkt nach einer vorgegebenen Abhängigkeit von der ab­ zugebenden Leistung der Brennkraftmaschine und der aktuel­ len Einspritzmenge ermittelt wird.
Soll ein lastbedingter Wechsel auf homogene Gemischbildung oder nach der Regeneration des Speicherkatalysators die Brennkraftmaschine in der Betriebsart mit homogener Ge­ mischbildung weiterlaufen, so ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, ein auf den Ansaugluftstrom wirkendes Drosselorgan vor dem Umschalt­ zeitpunkt in Richtung des minimalen Durchsatzes zu ver­ stellen. Dabei erfolgt zunächst eine Androsselung des An­ saugluftstroms und eine leichte Erhöhung der Einspritz­ menge, d. h. der Einspritzzeit, wodurch dieser Vorgang bis zur bald darauf erfolgenden Umschaltung leicht beherrschbar bleibt. Ab dem Wechsel zu homogenem Betrieb ist die Ein­ spritzzeit durch die Zylinderfüllung und das gewünschte ho­ mogene Luftverhältnis Lambda vorgegeben. Dabei ergibt sich eine kurzzeitig lange Einspritzzeit entsprechend einer großen Ansaugluftmenge, welche in der Folge entsprechend dem Drosselvorgang abnimmt und schließlich den stationären Wert erreicht. Die Verstellung des Zündzeitpunktes erfolgt dabei zeitgleich und proportional der Veränderung der Einspritzzeit, so daß das Drehmoment der Brennkraftmaschine während der Übergangszeit des Drosselungsvorganges konstant bleibt.
Im homogenen Betrieb wird ein späterer Zündzeitpunkt ge­ wählt, welcher während der Übergangsphase der noch nicht abgeschlossenen Drosselung des Ansaugluftstroms sehr spät liegt, um die kurzzeitig überhöhte Einspritzmenge zu neu­ tralisieren. Bei einem Wechsel von der Betriebsart mit ho­ mogener Gemischbildung auf den Schichtladungsbetrieb wird das Drosselorgan analog in die Öffnungsstellung verstellt, wobei auch hier die Verstellung des Drosselorgans vor dem Umschaltzeitpunkt erfolgt. In der verbleibenden Restzeit von der Verstellung des Drosselorgans bis zum Umschalt­ zeitpunkt wird dabei bereits ausgehend vom stationären, d. h. gedrosselten Ansaugluftstrom das Saugrohr der Brenn­ kraftmaschine rasch befüllt.
Als Drosselorgan wird eine Drosselklappe im Saugrohr der Brennkraftmaschine vorgeschlagen, welche bei einem Wechsel zur homogenen Gemischbildung vor dem Umschaltzeitpunkt in die Schließstellung mit minimalem Durchsatz gebracht wird, so daß die Gasmasse im Zylinder in den folgenden Arbeits­ spielen der Brennkraftmaschine rasch abnimmt. Am Ende der Drosselungsphase beim Betriebsartwechsel auf homogene Ge­ mischbildung wird die Drosselklappe aus der Schließstellung in eine dem angeforderten Stationärzustand entsprechende Stellung gebracht, in der der Ansaugluftstrom auf das zur homogenen Gemischbildung erforderliche Maß gedrosselt wird. Die Überführung der Drosselklappe in die Stationärstellung am Ende der Drosselungsphase kann an einen Schwellwert der Abweichung der vorliegenden Zylinderfüllung von dem Statio­ närwert gekoppelt werden. Dieser Schwellwert kann bei­ spielsweise bei 5% liegen.
Die Harmonisierung des Betriebsartwechsels und damit das gleichbleibende Laufverhalten beim und nach dem Betriebs­ artwechsel kann verbessert werden, wenn die Schließbewegung des Drosselorgans in zwei Schritten erfolgt. Nach einem er­ sten Teilschritt wird dabei das Drosselorgan kurzfristig in der Zwischenstellung gehalten, wodurch die Einspritzzeiten entsprechend der Ansaugluftmenge eingeregelt werden kann und ebenso der Zündzeitpunkt optimal angeglichen werden kann.
Vorteilhaft erfolgt die Drosselung des Ansaugluftstroms durch eine variabel einstellbare Ventilsteuerung der Gas­ wechselventile der Brennkraftmaschine, bei denen beispiels­ weise der Ventilhub oder die Ventilsteuerzeiten variabel einstellbar sind. Eine solche variable Ventilsteuerung bie­ tet die Möglichkeit, die Zylinderfüllung von einem Arbeits­ spiel zum nächsten sprungartig zu verändern, wodurch auch der Betriebsartwechsel erheblich beschleunigt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Zylinder einer direkt­ einspritzenden Otto-Brennkraftmaschine,
Fig. 2 graphische Schaubilder des zeitlichen Verlaufes re­ levanter Motorparameter beim Wechsel der Betriebs­ art vom Schichtladungsbetrieb zu homogener Gemisch­ bildung,
Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der Motorparameter bei einem Wechsel auf Schichtladungsbetrieb mit dem Verfahren gemäß Fig. 1,
Fig. 4 Parameterverläufe während eines Betriebsartwechsels homogener Gemischbildung bei einer weiteren Ver­ fahrensvariante gemäß der Erfindung,
Fig. 5 die zeitlichen Parameterverläufe während eines Wechsels zum Schichtladungsbetrieb bei dem Verfah­ ren gemäß Fig. 4.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Zylinder 2 einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschine 1, wel­ che diesen einen oder auch beliebig viele gleichartige Zy­ linder 2 aufweisen kann. In dem Zylinder 2 ist ein Kolben 3 längsbeweglich angeordnet und begrenzt in dem Zylinder 2 einen Brennraum 4. Der Zylinder 2 und damit der Brennraum 4 sind von einem Zylinderkopf 8 verschlossen. In zentraler Lage auf einer Längsachse 7 des Zylinders 2 durchsetzt ein Injektor 5 den Zylinderkopf 8 und ragt mit seiner Injektor­ düse 6 in den Brennraum 4. Das Brennraumdach 13 des Zylin­ derkopfes 8, d. h. die dem Brennraum 4 zugewandte Seite des Zylinderkopfes 8, ist in zentraler Lage kegelförmig erwei­ tert ausgebildet. Die Injektordüse 6 ist im Ausführungsbei­ spiel als Kegelstrahldüse ausgebildet, so daß bei jeder Einspritzung der Kraftstoff in einem Kegelstrahl 9 mit dem Öffnungswinkel a zum Kolben 3 in den Brennraum 4 einge­ spritzt wird.
Zur Gemischbildung mit dem eingespritzten Kraftstoff ist dem Brennraum 4 durch einen Einlaßkanal 12 im Zylinderkopf 8 Frischluft zuführbar. In der Mündung des Einlaßkanals 12 in den Brennraum 4 ist im Brennraumdach 13 ein Ventilsitz 14 für ein Einlaß-Gaswechselventil angeordnet. Das Gas­ wechsel-Ventil selbst ist in der Zeichnung nicht darge­ stellt und steuert die Frischluftzufuhr in den Brennraum durch Abheben vom Ventilsitz 14. In dem Zylinderkopf ist weiterhin ein bzw. bei Vier-Ventil-Motoren zwei Auslaß­ kanäle zur Abgasausfuhr aus dem Brennraum 4 vorgesehen, welcher aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht darge­ stellt ist. Die Steuerzeiten der Abgasabfuhr aus dem Brenn­ raum 4 durch den Auslaßkanal wird gleich der Frischluft­ zufuhr durch ein Gaswechsel-Ventil gesteuert. In dem Zylin­ derkopf ist weiterhin eine Zündkerze 11 angeordnet, deren Elektroden in den Brennraum 4 einragen und durch Auslösung eines Zündfunkens die Entflammung der Brennraumladung ver­ anlassen.
Die direkteinspritzende Otto-Brennkraftmaschine 1 ist grundsätzlich in zwei verschiedenen Betriebsarten, nämlich im Schichtladungsbetrieb oder mit homogener Gemischbildung, betreibbar. Bei homogener Gemischbildung wird der Kraft­ stoff während des Ansaugtaktes der Brennkraftmaschine in den Brennraum 4 eingespritzt und in der einströmenden Ver­ brennungsluft verteilt. Die Ansaugluftmenge wird dabei in Abhängigkeit von der Betriebslast der Brennkraftmaschine 1 zugemessen, d. h. der Ansaugluftstrom durch den Einlaßkanal 12 wird mittels eines Drosselorgans eingestellt. In der verbleibenden Zeit bis zur Zündung am Ende des Kompres­ sionstaktes wird der Kraftstoff im gesamten Brennraum 4 gleichmäßig verteilt und somit ein homogenes Kraftstoff-/Luft- Gemisch gebildet. Die Betriebslast der Brennkraft­ maschine wird bei homogener Gemischbildung über die Ein­ stellung, d. h. die Drosselung des Ansaugluftstroms, gere­ gelt (Quantitätsregelung). Die Luftzahlen Lambda des Ge­ misches, d. h. das Verhältnis zwischen dem eingespritzten Kraftstoff und der Ansaugluftmenge, liegt bei homogener Ge­ mischbildung innerhalb eines Lambda-Fensters im Bereich der stöchiometrischen Zusammensetzung λ = 1. Homogener Betrieb der Brennkraftmaschine ist etwa innerhalb des Bereiches λ = 0,7 bis λ = 1,4 möglich. Im Schichtladungsbetrieb wird der Kraftstoff während des Kompressionstaktes der Brenn­ kraftmaschine eingespritzt, wobei mit ungedrosselt zuge­ führter Ansaugluft mageres Kraftstoff-/Luft-Gemisch mit Luftzahlen λ < 1 gebildet wird. Im Schichtladungsbetrieb wird grundsätzlich die maximal mögliche Luftmenge angesaugt und bei der späten Kraftstoffeinspritzung entstehen im Brennraum Tellvolumina mit sektorial unterschiedlichen Luftzahlen. Mit dem Kraftstoff des zentral angeordneten In­ jektors 5 wird entsprechend dem kegelförmigen Kraftstoff­ strahl 9 im Brennraum eine zentrale Gemischwolke 10 mit ho­ her Kraftstoffkonzentration gebildet, welche von Volumen­ bereichen mit hohem Luftüberschuß umgeben ist. Die Be­ triebslast der Brennkraftmaschine wird über die Variation der Einspritzmenge geregelt (Qualitätsregelung). Die Be­ triebsart mit homogener Gemischbildung ist für höhere Last­ bereiche der Brennkraftmaschine vorgesehen.
Eine Steuer- bzw. Reglereinheit (nicht dargestellt) be­ stimmt spezifisch für jeden Betriebspunkt der Brennkraft­ maschine 1 den Zeitpunkt der Freigabe der Düsenöffnung 6, ab dem Kraftstoff in den Brennraum abgespritzt wird, sowie den Schließzeitpunkt des Injektors 5. Über die geeignete Wahl der Steuerzeitpunkte des Injektors 5 sind die Dauer der Kraftstoffeinspritzung, die Kraftstoff-Einspritzmenge sowie auch der Einspritzwinkel α des Kegelstrahls 9 vari­ ierbar. Die Steuereinheit ordnet die Steuerzeiten des In­ jektors der momentanen Stellung des Kolbens 3 im Zylinder 2 zu. Das Ende der Kraftstoffeinspritzung liegt dabei während des homogenen Betriebes im Ansaugtakt vor dem Erreichen des unteren Totpunktes der Kolbenbewegung im Kurbelkreis. Die Steuereinheit bestimmt weiterhin den Zündzeitpunkt ent­ sprechend der vorliegenden Betriebslast und Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 sowie weiterhin die Einstellung eines Drosselorgans zur Beeinflussung des Ansaugluft-Mas­ senstroms.
Die Otto-Brennkraftmaschine 1 wird in weiten Kennfeldbe­ reichen mit Abgasrückführung betrieben. Die Menge des rück­ geführten Abgases, d. h. die Abgasrückführungsrate, wird von der Steuereinheit in Koordination mit den anderen Gemisch­ bildungsparametern durch Einstellung eines entsprechenden Stellgliedes gesteuert. Das Stellglied kann beispielsweise ein Drosselventil in einer Abgasrückführungsleitung zur äußeren Abgasrückführung bilden. Es kann jedoch auch die innere Abgasrückführung beim Ladungswechsel durch Kontrolle der Steuerzeiten der Gaswechsel-Ventile berücksichtigt wer­ den und durch Variation der Steuerzeiten in einen zulässi­ gen Rahmen beeinflußt werden. Zur Beeinflussung der inneren Abgasrückführung kann das Drosselorgan des Ansaugluft­ stromes eingesetzt werden. Das Drosselorgan bildet daher vorteilhaft eine variable Ventilsteuerung der Gaswechsel- Ventile mit variabel einstellbaren Öffnungszeiten und va­ riabel einstellbarem Öffnungshub.
Die Abgase der Otto-Brennkraftmaschine werden durch einen NOx-Speicherkatalysator geleitet und entgiftet. Der Spei­ cherkatalysator beinhaltet die Funktion eines Drei-Wege-Ka­ talysators, welcher bei homogener Gemischbildung bei λ ≦ 1 in bewährter Weise die Abgasemission der Brennkraftmaschine reduziert und die verschiedenen Schadstoffbestandteile des stöchiometrisch zusammengesetzten Abgases einer selektiven katalytischen Reaktion unterzieht. Die im sauerstoffreichen Abgas bei mageren Luftzahlen Lambda im Schicht­ ladungsbetrieb auftretenden Stickoxide werden in dieser Be­ triebsart in dem NOx-Speicherkatalysator adsorbiert. Zur turnusmäßigen Regeneration des Speicherkatalysators wird zu einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit fetten Luftzahlen Lambda unterhalb des stöchiometrischen Gemischverhältnisses λ = 1 gewechselt, beispielsweise λ = 0,8 oder λ = 0,9. Bei homogener Gemischbildung mit fetten Luftzahlen werden die gespeicherten Stickoxide desorbiert und mit Hilfe der weiteren anwesenden Schadstoffe wie Kohlenmonoxid oder unverbranntem Kohlenwasserstoffen als Reduktionsmittel anschließend reduziert.
Ein Wechsel der Betriebsart zwischen Schichtladungsbetrieb oder der Betriebsart mit homogener Gemischbildung findet einerseits statt bei Über- bzw. Unterschreiten einer be­ stimmten Lastschwelle, welcher die entsprechenden Betriebs­ bereiche mit der jeweiligen Betriebsart im Kennfeld der Brennkraftmaschine trennt. Andererseits ist im Schicht­ ladungsbetrieb turnusmäßig die Regeneration des Speicher­ katalysators vorzunehmen und hierfür die Betriebsart zu wechseln.
Im folgenden werden mehrere Verfahrensvarianten zum Wech­ seln der Betriebsart gemäß der vorliegenden Erfindung näher erläutert, wobei in jeder der Zeichnungsfiguren 2 bis 5 die zeitlichen Verläufe der charakteristischen Gemischbildungs- und Verbrennungsparameter dargestellt sind. Zur Erleichterung des Verständnisses sind die Diagramme der je­ weiligen Parameter in jeder der Zeichnungsfiguren in der gleichen Reihenfolge angegeben. Im jeweils ersten Schaubild links oben ist dabei der zeitliche Verlauf des Sollwerts für den Stellungswinkel einer Drosselklappe im Einlaßkanal der Brennkraftmaschine gezeigt, darunter folgen in der linken Spalte der Verlauf der Gemischmasse m im Brennraum in Milligramm pro Arbeitsspiel (mg/Asp), das Einspritzende T der Kraftstoffeinspritzung in °KW vor dem Erreichen des oberen Totpunktes im vierten Takt (ZOT) sowie den Sollwert für den Ventilhub eines Abgasrückführungs-Ventils AGR in Millimeter. In der jeweils rechten Spalte der Zeichnungs­ figuren sind von oben nach unten Schaubilder des zeitlichen Verlaufs der Luftzahl Lambda, der Einspritzzeit t in Millisekunden sowie des Zündzeitpunktes ZZ in °KW vor ZOT gezeigt.
In Fig. 2 sind die Parameterverläufe bei einem Betriebsart­ wechsel von Schichtladungsbetrieb mit λ = 3,5 in die homo­ gene Betriebsart mit λ = 0,8 zur Regeneration des Speicher­ katalysators gezeigt. Der Zeitpunkt der Kraftstoffeinsprit­ zung wird dabei wie bereits beschrieben vom Kompres­ sionstakt in den Ansaugtrakt verlegt, wie sich aus dem Schaubild des Verlaufes des Einspritzendes ergibt, wird das Einspritzende T von einem Einspritzwinkel von 60°KW vor ZOT um 240° auf 300°KW vor ZOT in den Ansaughub des Kolbens vorverlegt. Die Veränderung des Einspritzendes T erfolgt plötzlich zum Umschaltzeitpunkt Tu, welcher somit die in den Schaubildern links dargestellte Betriebsphase mit La­ dungsschichtung von der rechts der strichlierten Umschalt­ linie beginnenden homogenen Betriebsphase trennt. Während der homogenen Betriebsphase wird die pro Arbeitsspiel ein­ zuspritzende Kraftstoffmenge der aktuellen Ansaugluftmasse entsprechend zugemessen durch Einstellung der jeweiligen Einspritzzeit t. Bei homogener Gemischbildung ist bei glei­ cher Betriebslast wie im Schichtladungsbetrieb eine größere Einspritzmenge notwendig, so daß zum Umschaltzeitpunkt Tu die Einspritzzeit t - wie im entsprechenden Diagramm er­ sichtlich - sprungartig erhöht wird, um die Bildung eines zündfähigen, homogenen Gemisches mit dem vorliegenden An­ saugluft-Massenstrom zu ermöglichen.
Zum Betriebsartwechsel zur homogenen Gemischbildung wird eine auf den Ansaugluftstrom wirkende Drosselklappe in Richtung des minimalen Durchsatzes verstellt. Nach dem Schließen der Drosselklappe wird das im Schichtladungs­ betrieb vollständig luftgefüllte Saugrohr zunächst mög­ lichst rasch entleert, bevor die stationäre Zylinderfüllung m erreicht wird. Die zeitliche Dauer für die Abnahme der Brennraummasse m ist hauptsächlich drehzahlabhängig, da die Anzahl der Arbeitsspiele für den zeitlichen Verlauf der Ge­ mischmasse entscheidend ist. Die Verstellung der Drossel­ klappe erfolgt sowohl beim Betriebsartwechsel zu homogener Gemischbildung als auch beim Wechsel in den Schichtladungs­ betrieb vor dem Umschaltzeitpunkt Tu. Der Abstand des Schließzeitpunktes Ds der Drosselklappe zu dem Umschalt­ zeitpunkt Tu wird von der Steuereinheit bestimmt. Um eine möglichst rasche Entleerung des Saugrohres zu erreichen, wird die Drosselklappe zunächst in die vollständige Schließstellung gebracht und erst am Ende einer Übergangs­ phase der Gemischbildungsparameter während des Betriebsart­ wechsels in die vorgesehene Stationärstellung zur Kataly­ satorregeneration bzw. in die Stationärstellung entspre­ chend der geforderten Betriebslast bei homogener Gemisch­ bildung gebracht.
Vor dem Betriebsartwechsel zum Umschaltzeitpunkt Tu wird also der Ansaugluftstrom bereits angedrosselt, wodurch die Gemischmasse m pro Arbeitsspiel sinkt und entsprechend die Luftzahl Lambda fällt. Der zeitliche Verlauf der Einspritz­ zeit, d. h. der tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge, steigt zum Umschaltzeitpunkt Tu zunächst auf einen sehr ho­ hen Wert, um mit der noch vorhandenen großen Luftmenge pro Arbeitsspiel ein homogenes Gemisch zu bilden. Die Ein­ spritzzeit t wird proportional mit der zeitlichen Abnahme der Zylinderfüllung reduziert auf den Stationärzustand.
Erfindungsgemäß wird zeitgleich und proportional mit der Änderung der Einspritzzeit t der Zündzeitpunkt ZZ der Ge­ mischzündung verstellt, wodurch ein konstantes Drehmoment während der Übergangsphase gewährleistet wird. Der Zünd­ zeitpunkt wird beim Wechsel zu homogener Gemischbildung, d. h. zunehmender Einspritzzeit in Richtung später Zündung verstellt. Der Zündzeitpunkt wird von der Steuereinheit nach einer vorgegebenen Abhängigkeit von der abzugebenden Leistung der Brennkraftmaschine und der aktuellen Ein­ spritzmenge vorgegeben.
Zum Umschaltzeitpunkt Tu wird der Zündzeitpunkt ZZ um mehr als 40°KW in Richtung des oberen Totpunktes verschoben. Die Gemischzündung erfolgt im Ausführungsbeispiel sogar hinter dem Zünd-OT, so daß die Gemischverbrennung erst weit in der Expansionsphase beginnt. Die beim Betriebsartwechsel zu homogener Gemischbildung über den eigentlichen Leistungs­ bedarf erhöhte Einspritzmenge wird durch die späte Ver­ brennung mit einem schlechten Wirkungsgrad neutralisiert. Mit dem zur Einspritzzeit proportionalen Verlauf des Zünd­ zeitpunktes wird die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine während des instationären Betriebes beim Betriebsartwechsel konstant gehalten, wodurch keinerlei Veränderungen des Laufverhaltens der Brennkraftmaschine in dieser Be­ triebsphase auftreten können.
Der Betriebsartwechsel kann weiter harmonisiert werden, wenn die Schließbewegung der Drosselklappe in zwei Schrit­ ten erfolgt. Der Umschaltzeitpunkt Tu liegt bei dieser Ver­ fahrensvariante in der Zwischenphase der beiden Schließ­ schritte der Drosselklappe. Die Drosselklappe kann auch bei dieser Verfahrensvariante zunächst vollständig in die Schließstellung gebracht werden, um das Entleeren des Saug­ rohres durch Verringerung der nachströmenden Ansaugluft­ menge zu beschleunigen. Erst bei Erreichen des stationär angestrebten Saugrohrdruckes wird die Drosselklappe wieder geöffnet und in die dem gewünschten Stationärzustand ent­ sprechende Stellung gebracht.
Bei einem Betriebsartwechsel zur Ladungsschichtung wird ge­ mäß Fig. 3 analog der Ansaugluftstrom erhöht und das Ein­ spritzende T vom Ansaugtakt in den Kompressionstakt bei et­ wa 50°KW vor ZOT verlegt. Vor dem Schaltzeitpunkt Tu wird die Drosselklappe DK in die Stellung mit größtmöglichem An­ saugluft-Durchsatz gebracht, wodurch die Zylinderfüllung m rasch ansteigt. Entsprechend dem Anstieg der Ansaugluft­ masse wird auch die Einspritzzeit t während der Betriebs­ phase mit (noch) homogener Gemischbildung bis zum Umschalt­ zeitpunkt Tu erhöht. Proportional zur Verlängerung der Ein­ spritzzeit t und der damit verbundenen Erhöhung der Kraft­ stoff-Einspritzmenge wird der Zündzeitpunkt ZZ zunächst bis zum Umschaltzeitpunkt Tu in Richtung späte Zündung ver­ stellt. Zum Umschaltzeitpunkt Tu wird die Einspritzzeit t und somit auch der proportional verlaufende Zündzeitpunkt ZZ von der Steuereinheit auf die entsprechenden Stationär­ werte für den Schichtladungsbetrieb eingestellt.
Das anhand von Fig. 2 und Fig. 3 beschriebene Verfahren zum Betriebsartwechsel mit Drosselung bzw. Entdrosselung des Ansaugluft-Massenstroms wird vorteilhaft zur Regeneration des Speicherkatalysators eingesetzt, wenn die Brennkraft­ maschine nach der Desorption mit homogener Gemischbildung weiterlaufen soll. Das beschriebene Verfahren ist besonders für den Retriebsartwechsel bei Unter- bzw. Überschreiten der lastpunktspezifischen Umschaltschwelle im Kennfeld der Brennkraftmaschine geeignet.
Eine Desorption des Speicherkatalysators wird vorteilhaft bei jedem Umschalten von Schichtladungsbetrieb auf homogene Gemischbildung vorgenommen, so daß eine unkontrollierte Desorption gespeicherter Stickoxide während des homogenen Betriebs ausgeschlossen ist.
Gemäß einer weiteren Verfahrensvariante zum Betriebsart­ wechsel mit Verstellung der Drosselklappe wird der Um­ schaltzeitpunkt Tu beim Wechsel zu homogenem Betrieb an das Ende der Abnahmephase der Zylinderfüllung m gelegt, wodurch eine starke Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge nicht er­ forderlich ist. Der resultierende Lambda-Verlauf fällt da­ bei zunächst langsam bis λ = 1 ab und der stationäre Lamb­ da-Sollwert für die homogene Betriebsart wird sprungartig erreicht. Erfolgt die Umschaltung der Kraftstoffeinsprit­ zung zwischen Ansaug- und Kompressionstakt während der Ab­ nahmephase der Zylinderfüllung, so wird die Zylinderfüllung m beim Wechsel zu homogenem Betrieb entsprechend der homogenen Magerlaufgrenze der Brennkraftmaschine gesteuert. Dabei kann die schließende Verstellung der Drosselklappe in zwei Schritten erfolgen und der Zwischenschritt bei Erreichen der Magerlaufgrenze beginnen.
Grundsätzlich ist es gemäß einer weiteren Verfahrens­ variante auch möglich, den Umschaltzeitpunkt zeitgleich mit dem Schließen der Drosselklappe zu legen. Die Zylinder­ füllung m ist dabei zum Zeitpunkt des Betriebsartwechsels zu homogener Gemischbildung gegenüber dem Schichtladungs­ betrieb noch unverändert. Die angeforderte Luftzahl wird bei dieser Verfahrensvariante mit großer Einspritzmenge und sehr spätem Zündzeitpunkt sprungartig erreicht.
Im Abgasrückführungsbetrieb liegt die maximale AGR-Rate im homogenen Betrieb niedriger als im Schichtladungsbetrieb.
Abgasrückführungsraten wie bei Ladungsschichtung würden bei homogener Gemischbildung zu ungünstiger Verbrennung oder sogar zu Zündaussetzern führen. Daher wird auch die notwen­ dige Veränderung der Abgasrückführungsrate von der Steuer­ einheit in den dynamischen Betriebsartwechsel mit einbezo­ gen. Die Abgasrückführungsrate wird dabei vor dem Um­ schaltzeitpunkt Tu verringert. Die Verringerung der Abgas­ rückführungsrate erfolgt beim Wechsel zum Schichtladungsbe­ trieb spätestens zum Umschaltzeitpunkt Tu. Bei einem Be­ triebsartwechsel mit Veränderung des Ansaugluft-Massen­ stroms durch Verstellung der Drosselklappe DK wird bei einem Wechsel zu homogener Gemischbildung zunächst die Ab­ gasrückführungsrate verringert, bevor kurz darauf mit der Verstellung der Drosselklappe begonnen wird. Ein Abgas­ rückführungs-Ventil wird dabei vollständig geschlossen. Während der Betriebsphase mit homogener Gemischbildung zur Regeneration des Speicherkatalysators erfolgt keine Abgas­ rückführung. Es kann jedoch vorteilhaft unmittelbar nach Abschluß des Betriebsartwechsels bei Einstellung der sta­ tionär erforderlichen Zylinderfüllung der für homogene Ge­ mischbildung vorgesehene Stationärwert der Abgasrückfüh­ rungsrate eingestellt werden. Sofern der homogene Betrieb mit Abgasrückführung erfolgen soll, kann die entsprechende Öffnung des Abgasrückführungs-Ventils gleichzeitig oder mit einem bestimmten Zeitversatz gegenüber der Drosselklappe erfolgen.
In den Fig. 4 und 5 sind die Parameterverläufe für eine Verfahrensvariante des Betriebsartwechsels angegeben, wel­ che besonders zur Regeneration des Speicherkatalysators während des Schichtladungsbetriebs mit anschließender Rück­ schaltung auf Ladungsschichtung geeignet ist. Die Drossel­ klappe DK wird zur Regeneration des Speicherkatalysators mit vorübergehender homogener Gemischbildung nicht betä­ tigt, d. h. auch während der Regenerationsphase liegt die maximale Zylinderfüllmasse m gemäß dem Schichtladungs­ betrieb vor. Die Bildung des homogenen Kraftstoff-/Luft-Ge­ misches wird - wie bereits beschrieben - durch die Ver­ legung des Einspritzendes T vom Kompressionstakt in den Ansaugtakt sprungartig zum Umschaltzeitpunkt Tu erreicht. Der unverändert bleibenden Ansaugluftmasse entsprechend wird die Einspritzzeit verändert. Mit der sprungartigen Verlängerung der Einspritzzeit t zum Umschaltzeitpunkt Tu wird mit der gleichen Ansaugluftmasse wie im Schicht­ ladungsbetrieb und der entsprechend erhöhten Kraftstoff­ menge homogenes Gemisch gebildet. Ausgehend von der mageren Luftzahl Lambda von etwa 3,5 im Schichtladungsbetrieb wird somit verzögerungsfrei zur Regeneration des Speicherkata­ lysators mit fetten Gemischen und Luftzahlen λ ≦ 1 umge­ schaltet. Während der gesamten Dauer der Regeneration wird die erhöhte Kraftstoffmenge eingespritzt, um die gewünschte Luftzahl λ < 1 zu erreichen. Trotz des verzögerungsfreien Betriebsartwechsels wird bei der plötzlichen Umschaltung der Einspritzparameter das Laufverhalten der Brennkraft­ maschine nicht beeinflußt, da durch eine proportionale, d. h. in dem Fall sprunghafte Verstellung des Zündzeitpunk­ tes in Richtung Späterzündung, die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine konstant gehalten wird. Die mit der er­ höhten Kraftstoff-Einspritzmenge bei gleicher Ansaugluft­ masse mögliche Erhöhung des Motordrehmomentes wird durch die Verschiebung des Zündzeitpunktes unmittelbar neutrali­ siert.
Die Abgasrückführungsrate wird während der Regenera­ tionsphase des Speicherkatalysators reduziert. Das Abgas­ rückführungs-Ventil wird von der Steuereinheit vor dem Um­ schaltzeitpunkt Tu in Richtung Schließstellung verstellt, so daß während der Regenerationsphase eine entsprechend ge­ ringere Abgasrückführungsrate vorliegt. Die Sollwert-Kurve für den Hub des Abgasrückführungs-Ventils ist in der Fig. 4 mit den Verfahrensverläufen für den Betriebsartwechsel zum Regenerieren des Speicherkatalysators dargestellt.
Bei der Rückschaltung auf Schichtladungsbetrieb am Ende der Regenerationsphase entsprechend dem Parameterverlauf von Fig. 5 werden die Einspritzparameter Einspritzende T und Einspritzzeit t sowie der Zündzeitpunkt ZZ zum Umschalt­ zeitpunkt Tu sprungartig auf die Stationärwerte für den Schichtladungsbetrieb verstellt. Die Luftzahl Lambda steigt dadurch sprungartig von der homogenen Gemischbildung mit fetten Luftzahlen unterhalb λ = 1 auf den mageren Schicht­ ladungsbetrieb mit λ = 3,5.
Die Steuerung der Abgasrückführungsrate erfolgt grundsätz­ lich mittels der Einstellung des Durchtrittsquerschnitts des AGR-Ventils gekoppelt mit der Stellung der Drossel­ klappe. Mit einer geeigneten Stellung der Drosselklappe kann am geöffneten Abgasrückführungs-Ventil das erforder­ liche Druckgefälle zum Erreichen einer höheren bzw. niedri­ geren Abgasrückführungsrate eingestellt werden. Bei der ge­ zeigten Verfahrensvariante ohne Veränderung der Drossel­ klappenstellung wird nach Beendigung der Regeneration des Speicherkatalysators und Rückschaltung auf Schichtladungs­ betrieb die mögliche Erhöhung der Abgasrückführungsrate ausschließlich durch Vergrößerung des Durchtrittsquer­ schnitts des AGR-Ventils erreicht. Der Hub des AGR-Ventils wird sprungartig im Umschaltzeitpunkt Tu zum Schicht­ ladungsbetrieb angehoben.

Claims (12)

1. Verfahren zum Wechseln der Betriebsart einer direktein­ spritzenden Otto-Brennkraftmaschine (1) zwischen einem Schichtladungsbetrieb mit später Kraftstoffeinspritzung während des Kompressionstaktes und ungedrosselt zuge­ führter Ansaugluft, wobei mageres Kraftstoff-/Luft-Ge­ misch mit Luftzahlen λ < 1 gebildet wird, und einer für höhere Lastbereiche der Brennkraftmaschine (1) vorge­ sehene Betriebsart mit homogener Gemischbildung durch Kraftstoffeinspritzung während des Ansaugtaktes, wobei die Brennkraftmaschine zur turnusmäßigen Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators, welcher die durch­ strömenden Abgase der Brennkraftmaschine (1) bei ma­ geren Luftzahlen (λ) entgiftet, mit homogener Gemisch­ bildung und fetten Luftzahlen (λ) unterhalb des stöchiometrischen Gemischverhältnisses λ = 1 betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem Umschaltzeitpunkt (Tu) das Einspritzende (T) der Kraftstoffeinspritzung in den für die angeforderte Betriebsart vorgesehenen Arbeitstakt verlegt wird und während einer durch den Umschaltzeitpunkt (Tu) begrenzten homogenen Betriebs­ phase die pro Arbeitsspiel einzuspritzende Kraftstoff­ menge der aktuellen Ansaugluftmasse entsprechend zuge­ messen wird durch Einstellung der jeweiligen Einspritz­ zeit (t) und daß zeitgleich und proportional mit der Änderung der Einspritzzeit (t) der Zündzeitpunkt (ZZ) der Gemischzündung mit zunehmender Einspritzzeit (t) in Richtung später Zündung verstellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündzeitpunkt (ZZ) nach einer vorgegebenen Abhängigkeit von der abzugebenden Leistung der Brennkraftmaschine (1) und der aktuellen Einspritzmenge ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Abgasrück­ führungsbetrieb der Brennkraftmaschine (1) die Abgas­ rückführungsrate vor dem Umschaltzeitpunkt (Tu) verrin­ gert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Abgas­ rückführungsrate spätestens zum Umschaltzeitpunkt (Tu) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgasrückführungs-Ven­ til während des Betriebsartwechsels geschlossen wird und anschließend der vorgesehene Stationärwert der Ab­ gasrückführungsrate eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzparameter Ein­ spritzzeit (t) und Einspritzende (T) sowie der Zünd­ zeitpunkt (ZZ) zum Umschaltzeitpunkt (Tu) sprungartig auf die zur Regeneration des NOx-Speicherkatalysators vorgesehenen Stationärwerte verstellt werden und die Rückschaltung gleichsam sprungartig erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf den Ansaugluftstrom wirkendes Drosselorgan bei einem Wechsel auf homogene Gemischbildung in Richtung des minimalen Durchsatzes und analog bei einem Wechsel zum Schichtladungsbetrieb in die Öffnungsstellung verstellt wird, wobei die Ver­ stellung des Drosselorgans vor dem Umschaltzeitpunkt (Tu) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan bei einem Wechsel zur Betriebsart mit homogener Gemischbildung vor dem Umschaltzeitpunkt (Tu) in die Schließstellung mit minimalem Durchsatz gebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan nach dem Umschaltzeitpunkt (Tu) in eine dem erforderlichen An­ saugluftdurchsatz für den angeforderten Lastpunkt der Brennkraftmaschine (1) bei homogener Gemischbildung zu­ geordnete Stationärstellung gebracht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließbewegung des Drosselorgans in zwei Schritten erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung des Ansaug­ luftstroms durch eine variabel einstellbare Ventil­ steuerung der Gaswechsel-Ventile der Brennkraftmaschine (1) erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration des NOx-Spei­ cherkatalysators bei jedem Wechsel zur Betriebsart mit homogener Gemischbildung erfolgt.
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