WO2000026525A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2000026525A1
WO2000026525A1 PCT/DE1999/003463 DE9903463W WO0026525A1 WO 2000026525 A1 WO2000026525 A1 WO 2000026525A1 DE 9903463 W DE9903463 W DE 9903463W WO 0026525 A1 WO0026525 A1 WO 0026525A1
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intermediate state
operating mode
combustion engine
internal combustion
operating modes
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Ernst Wild
Juergen Pantring
Mirjam Steger
Lutz Reuschenbach
Michael Oder
Werner Hess
Bernd Roos
Georg Mallebrein
Christian Koehler
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02D41/3076—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special conditions for selecting a mode of combustion, e.g. for starting, for diagnosing

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, in which fuel is injected into a combustion chamber in at least two operating modes, and in which between the
  • the invention also relates to an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, with a combustion chamber into which fuel can be injected in at least two operating modes, and with a control device with which it is possible to switch between the operating modes.
  • Such a method and such an internal combustion engine are known, for example, from a so-called gasoline direct injection.
  • Fuel is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine in a homogeneous mode during the intake phase or in a stratified mode during the compression phase.
  • Homogeneous operation is preferably provided for full-load operation of the internal combustion engine, while stratified operation is suitable for idling and part-load operation. For example, depending on the requested torque, such a direct-injection internal combustion engine switches between the above-mentioned operating modes.
  • the object of the invention is to provide a method for operating an internal combustion engine, with which switching between the operating modes is flexible and possible without problems.
  • This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned at the outset by changing to an intermediate state when switching between the operating modes.
  • the object is achieved in that the control device can be used to switch to an intermediate state when the operating modes are switched.
  • the invention thus creates an intermediate state between the modes to be switched.
  • the introduction of the intermediate state makes it possible to carry out any transition between any operating modes in this intermediate state.
  • the intermediate state thus represents that program in the control unit of the internal combustion engine through which the switchover between the operating modes is realized. This makes it possible to flexibly adapt these switchovers to the respective operating modes. It is also achieved that the programs for the switchover can be set up and structured clearly and clearly. It is no longer necessary to check all programs of the control device with regard to any changes to be made in the event of a change in an operating mode, but the necessary changes can be carried out directly in the program of the intermediate state. This simplifies the entire programming of the control unit and reduces the susceptibility to errors. It also makes it possible to make any changes to the operating modes and switchovers extremely flexibly and quickly.
  • a changeover between different operating modes leads to different intermediate states.
  • the intermediate state or the intermediate states are carried out independently or in the context of an operating mode. It is therefore possible, on the one hand, that the intermediate state or the intermediate states are in each case as independent programs are implemented that are available regardless of the operating modes and their programs. On the other hand, however, it is also possible for the intermediate state or the intermediate states to be present in the program in the context of one of the operating modes. In the latter case it is possible, for example, that the intermediate state which is provided for a switchover to shift operation is available as a program within the framework of the programs relating to shift operation. In the latter case, it is therefore possible for the intermediate state to be subordinate to the associated operating mode in terms of programming.
  • the measures that are required for switching between the operating modes are carried out in the intermediate state or in the intermediate states. It is particularly advantageous if the processes for switching are carried out from the intermediate state or the intermediate states, in particular the communication required for the switching and / or if the actuating functions are set to that operating mode in the intermediate state or in the intermediate states that should be switched.
  • an operating mode is switched to an intermediate state and then to another operating mode. This case represents the transition from a first operating mode to a second operating mode without a request for switching to a third operating mode being received during this switchover.
  • an operating mode is switched to an intermediate state and then to another intermediate state.
  • goes during the U circuit a request for switching to a third operating mode in the second operating mode.
  • the intermediate state which would implement the transition to the second operating mode, is changed to another intermediate state, which carries out the switchover to the third operating mode.
  • the invention thus provides the possibility that a further, different request for a switchover can be carried out even during a switchover that is currently being carried out. This is achieved by the transition from the current intermediate state to the other intermediate state in a particularly simple but extremely flexible manner.
  • the invention can also process a number of requests of different operating modes which follow one another in short succession, without this leading to any sequence or other problems.
  • the operating modes, the intermediate states and the transitions between the operating modes and the intermediate states form an automatic switching device that can be executed by the control device.
  • This automatic switch controls and controls all transitions between the operating modes of the internal combustion engine.
  • the Individual operating modes, intermediate states and transitions are preferably implemented as module-like programs, which increases flexibility and clarity at the same time and reduces the susceptibility to errors.
  • a desired target operating mode and a current actual operating mode are stored in the form of binary data words in the control device, each operating mode being represented by a specific bit in the binary data words. Every program and every function of the control unit can access this binary data word. This makes it particularly easy to determine the current actual operating mode and the desired target operating mode at any time.
  • a program is stored on the control element, which is executable on a computing device, in particular on a microprocessor, and is suitable for executing the method according to the invention.
  • the invention is thus implemented by a program stored on the control element, so that this control element provided with the program represents the invention in the same way as the method, for the execution of which the program is suitable.
  • an electrical storage medium for example a read-only memory, can be used as the control element.
  • Figure 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of an inventive
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 of a motor vehicle, in which a piston 2 in a
  • Cylinder 3 is reciprocable.
  • the cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4 which is delimited inter alia by the piston 2, an inlet valve 5 and an outlet valve 6.
  • An intake pipe 7 is coupled to the inlet valve 5 and an exhaust pipe 8 is coupled to the exhaust valve 6.
  • an injection valve 9 and a spark plug 10 protrude into the combustion chamber 4.
  • Fuel can be injected into the combustion chamber 4 via the injection valve 9.
  • the fuel in the combustion chamber 4 can be ignited with the spark plug 10.
  • a rotatable throttle valve 11 is accommodated, via which air can be fed to the intake pipe 7.
  • the amount of air supplied depends on the
  • Angular position of the throttle valve 11 is in the exhaust pipe 8 a catalyst 12 is housed, which serves to purify the exhaust gases resulting from the combustion of the fuel.
  • An exhaust gas recirculation pipe 13 leads from the exhaust pipe 8 back to the intake pipe 7.
  • An exhaust gas recirculation valve 14 is accommodated in the exhaust gas recirculation pipe 13, with which the amount of exhaust gas recirculated into the intake pipe 7 can be adjusted.
  • the exhaust gas recirculation pipe 13 and the exhaust gas recirculation valve 14 form a so-called exhaust gas recirculation.
  • a tank ventilation line 16 leads from a fuel tank 15 to the intake pipe 7.
  • a tank ventilation valve 17 is accommodated in the tank ventilation line 16, with which the amount of fuel vapor supplied to the intake pipe 7 from the fuel tank 15 can be adjusted.
  • the tank ventilation line 16 and the tank ventilation valve 17 form a so-called tank ventilation.
  • the combustion of the fuel in the combustion chamber 4 causes the piston 2 to move back and forth, which is transmitted to a crankshaft (not shown) and exerts a torque thereon.
  • control device 18 is acted upon by input signals 19, which represent operating variables of the internal combustion engine 1 measured by sensors.
  • control unit 18 is equipped with an air mass sensor, a lambda
  • control unit 18 is connected to an accelerator pedal sensor which generates a signal which indicates the position of an accelerator pedal which can be actuated by a driver and thus the requested torque.
  • the control unit 18 generates output signals 20 with which the actuators or actuators Behavior of the internal combustion engine 1 can be influenced.
  • the control unit 18 is connected to the injection valve 9, the spark plug 10 and the throttle valve 11 and the like and generates the signals required to control them.
  • control unit 18 is provided to control and / or regulate the operating variables of the internal combustion engine 1.
  • the fuel mass injected into the combustion chamber 4 by the injection valve 9 is controlled and / or regulated by the control unit 18, in particular with regard to low fuel consumption and / or low pollutant development.
  • the control unit 18 is provided with a microprocessor, which has stored a program in a storage medium, in particular in a read-only memory, which is suitable for carrying out the control and / or regulation mentioned.
  • the throttle valve 11 is partially opened or closed depending on the desired torque.
  • the fuel is injected from the injection valve 9 during an induction phase caused by the piston 2
  • Combustion chamber 4 injected.
  • the injected fuel is swirled by the air simultaneously sucked in via the throttle valve 11 and is thus distributed substantially uniformly in the combustion chamber 4.
  • the fuel / air mixture is then compressed during the compression phase in order to then be ignited by the spark plug 10.
  • the piston 2 is driven by the expansion of the ignited fuel.
  • the resulting torque essentially depends on the position of the throttle valve 11 in homogeneous operation.
  • Intake phase injected into the combustion chamber 4.
  • the fuel / air mixture can also occur with lambda> 1.
  • the throttle valve 11 is opened wide.
  • the fuel is injected from the injection valve 9 into the combustion chamber 4 during a compression phase caused by the piston 2, specifically locally in the immediate vicinity of the spark plug 10 and at a suitable time before the ignition point.
  • the fuel is ignited with the aid of the spark plug 10, so that the piston 2 is driven in the now following working phase by the expansion of the ignited fuel.
  • the resulting torque largely depends on the injected fuel mass in shift operation.
  • the stratified operation is essentially provided for the idle operation and the partial load operation of the internal combustion engine 1.
  • a so-called homogeneous stratified operation "hos" of the internal combustion engine 1 a double injection takes place in the same work cycle. Fuel is injected into the combustion chamber 4 from the injection valve 9 during the intake phase and during the compression phase. Homogeneous shift operation thus combines the properties of shift operation and homogeneous operation. With the help of homogeneous shift operation, for example, a particularly smooth transition from shift operation to homogeneous operation and vice versa can be achieved.
  • a so-called stratified heating "skh" of the internal combustion engine 1 a double injection also takes place. Fuel is injected into the combustion chamber 4 from the injection valve 9 during the compression phase and during the working phase. In this way, essentially no additional torque is achieved, but rather a rapid heating of the catalytic converter 12 is brought about by the fuel injected in the working phase. This is important, for example, when the internal combustion engine 1 is cold started.
  • the control unit 18 It is possible to switch back and forth or toggle between the described operating modes of the internal combustion engine 1. Such switching operations are carried out by the control unit 18. A changeover is triggered by an operating state of the internal combustion engine 1 or by its executing function of the control device 18. For example, the fifth operating mode, namely stratified catalytic heating, can be triggered during a cold start, with which the catalytic converter 12 is quickly heated to an operating temperature.
  • the fifth operating mode namely stratified catalytic heating
  • FIGS. 2 and 3 show a method that can be carried out by control unit 18 and that is suitable for switching back and forth between the different operating modes of internal combustion engine 1.
  • the block 21 shown in FIG. 2 represents a placeholder for the representation of FIG. 3.
  • the circles shown in FIG. 3 represent the five operating modes of internal combustion engine 1 described, the ellipses shown represent so-called intermediate states, and the solid and dashed lines Arrows and the double arrows represent transitions between the operating modes and the intermediate states.
  • FIG. 2 shows a target byte 22 which is used to store the described operating modes of the internal combustion engine 1 in the control unit 18.
  • the target byte 22 has eight bits, of which three bits are not occupied.
  • the internal combustion engine 1 described with reference to FIG. 1 and the method described with reference to FIGS. 2 and 3 can also be carried out with fewer or with more than five different operating modes. In this case, more or fewer bits are not occupied in the target byte 22.
  • the homogeneous operation "ho”, the homogeneous lean operation “hmm”, the stratified operation “seh”, the homogeneous stratified operation “hos” and the stratified heating “skh” are each represented by one of the remaining five bits of the target byte 22.
  • the target byte 22 shown in FIG. 2 is intended to identify the target operating mode, that is to say the desired operating mode of the internal combustion engine 1. If the internal combustion engine 1 is to be operated, for example, in homogeneous mode as the desired target operating mode, the bit “hom” in the target byte 22 is set to “1", while the bits “hmm”, “seh”, “hos” and “skh” all are set to "0". In the target byte 22, one of the relevant five bits is therefore always set to "1", while the other bits are set to "0". The bit set to "1" identifies the desired target operating mode of internal combustion engine 1.
  • the target byte 22 is present in the control unit 18 as described above and acts on the block 21 in accordance with FIG. 2.
  • the actual operating mode can be stored in an actual byte corresponding to the target byte 22 in the control unit 18, as is indicated in FIG. 2. In this last-mentioned actual byte, only that bit is set that represents the operating mode in which the internal combustion engine 1 is currently located.
  • the target byte 22 for the target operating mode and the corresponding actual byte for the actual operating mode are each a binary data word, each of the operating modes being represented by a specific bit at the same position in the respective binary data word. It should be noted that the target byte 22 and the actual byte differ from one another as described and must be kept apart accordingly.
  • the internal combustion engine 1 In stratified operation, the internal combustion engine 1 is controlled and / or regulated in a predetermined manner. In homogeneous operation, the internal combustion engine 1 is controlled and / or regulated in a different manner.
  • the throttle valve 11 In stratified operation, the throttle valve 11 is usually wide open, while in homogeneous operation the resulting torque is influenced by throttling the air supply via the throttle valve 11.
  • the exhaust gas recirculation valve 14 is usually opened further in stratified operation than in homogeneous operation and the tank ventilation valve 17 is controlled differently in the above-mentioned operating modes.
  • control unit 18 detects on the basis of the target byte 22 that the current actual operating mode, ie the
  • Shift operation from the desired target operating mode, that is the homogeneous operation, deviates from the actual operating mode "seh" to the intermediate state "zhom".
  • This intermediate state can be an independent program that is only intended to implement the intermediate state. It is also possible that the intermediate state is assigned to an operating mode in terms of programming. It is thus possible for the intermediate state to represent a program in the context of the actual operating mode or the target operating mode.
  • this includes the processes for switching from the actual operating mode to the target operating mode.
  • the intermediate state is therefore responsible for the switchover. In particular, all the communication with external functions and the like that is required for the switchover is carried out from the intermediate state.
  • requirements are generated which are given, for example, to control functions such as exhaust gas recirculation and / or tank ventilation.
  • control functions such as exhaust gas recirculation and / or tank ventilation.
  • the requirements for actuating functions for quick torque interventions and / or for filling interventions and / or the like can be passed on.
  • the control functions mentioned are indicated that a desired target operating mode is requested.
  • the actuating functions then check the target byte 22 in order to derive the desired target operating mode therefrom. Then the control functions set themselves to the desired target operating mode. As soon as one of the control functions this Has carried out setting, it sends a receipt to the intermediate state "zhom" according to FIG.
  • the exhaust gas recirculation is transferred from an open state to a rather closed state. As soon as this state is reached, the exhaust gas recirculation system issues a receipt to the intermediate state "zhom".
  • the procedure is similar for tank ventilation or for the position of the throttle valve 11.
  • the desired set operating mode is read from the set byte 22 by the corresponding actuating function.
  • the respective actuating function is then set to this target operating mode. As soon as the respective control function is set to the desired target operating mode, the associated acknowledgment is generated.
  • the requirements can possibly only be given to certain of the existing control functions. Likewise, only certain of the incoming receipts can possibly be used by the intermediate state "zhom”. From the intermediate state "zhom”, the requirements can thus be given to all or only to individual control functions. Accordingly, all or only individual receipts from the intermediate state "zhom” can be used.
  • a transition to the "hom” operating mode is the associated intermediate state "zhom” already mentioned in the above example.
  • a transition to the "hmm” operating mode is the associated intermediate state "zhmm”. With a transition to
  • Operating mode "hos” is the associated intermediate state “zhos” and a transition to operating mode “seh” is the associated intermediate state "zsch”.
  • the specification of a first target operating mode according to FIG. 3 results in a transition to a first intermediate state.
  • the measures required for the first target operating mode are carried out. If the request for a different, second target operating mode is received while these measures are being carried out, the measures required for this second target operating mode cannot be carried out from the first intermediate state.
  • each of the four intermediate states is connected to each other of the intermediate states. A transition from everyone is possible
  • This transition from a first intermediate state to a second intermediate state can be repeated on the basis of corresponding third and further requirements of different target operating modes. If there is no request to switch over to another desired operating mode, the last intermediate state carried out is switched to the last desired operating mode.
  • Shift operation "see” can be transferred. Correspondingly, it is possible to switch directly from shift heating "skh” to shift operation "see”.
  • the operating modes "hom”, “hmm”, “hos”, “seh” and “skh”, the intermediate states “zhom”, “zhmm”, “zhos” and “zsch” and the transitions between these operating modes and the intermediate states according to Figure 3 form a so-called automatic switch, which is carried out by the control unit 18 and thus realized.
  • the automatic switch controls and controls the sequence when switching between the operating modes.
  • the automatic switch of Figure 3 can be easily expanded or reduced to more or less operating modes or intermediate states.

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Abstract

Es wird eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die mit einem Brennraum versehen ist, in den Kraftstoff in mindestens zwei Betriebsarten einspritzbar ist. Es ist ein Steuergerät vorgesehen, mit dem zwischen den Betriebsarten umgeschaltet werden kann. Durch das Steuergerät kann bei einem Umschalten zwischen den Betriebsarten (23, 24) in einen Zwischenzustand (25) übergegangen werden.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff in mindestens zwei Betriebsarten in einen Brennraum eingespritzt wird, und bei dem zwischen den
Betriebsarten umgeschaltet wird. Ebenfalls betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Brennraum, in den Kraftstoff in mindestens zwei Betriebsarten einspritzbar ist, und mit einem Steuergerät, mit dem zwischen den Betriebsarten umgeschaltet werden kann.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Brennkraftmaschine sind beispielsweise von einer sogenannten Benzin-Direkteinspritzung bekannt. Dort wird
Kraftstoff in einem Homogenbetrieb während der Ansaugphase oder in einem Schichtbetrieb während der Verdichtungsphase in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Der Homogenbetrieb ist vorzugsweise für den Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine vorgesehen, während der Schichtbetrieb für den Leerlauf- und Teillastbetrieb geeignet ist. Beispielsweise in Abhängigkeit von dem angeforderten Drehmoment wird bei einer derartigen direkteinspritzenden Brennkraftmaschine zwischen den genannten Betriebsarten umgeschaltet.
Bei dem genannten Homogenbetrieb kann zwischen einem normalen Homgenbetrieb und einem mageren Homgenbetrieb unterschieden werden. Im ersten Fall wird die Brennkraftmaschine etwa bei Lambda = 1 betrieben, während im zweiten Fall Lambda > 1 sein kann. Auch zwischen diesen beiden Betriebsarten ist eine Umschaltung erforderlich.
Derartige Umschaltungen zwischen unterschiedlichen Betriebsarten der Brennkraftmaschine sind mit einer Mehrzahl von Problemen verbunden. So ist es beispielsweise erforderlich, daß das Umschalten ruckfrei und damit für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs nicht spürbar erfolgt. Ebenfalls muß gewährleistet sein, daß in jedem Zeitpunkt in die für die Brennkraftmaschine korrekte Betriebsart umgeschaltet werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit dem das Umschalten zwischen den Betriebsarten flexibel und problemlos möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Umschalten zwischen den Betriebsarten in einen Zwischenzustand übergegangen wird. Bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch das Steuergerät bei einem Umschalten zwischen den Betriebsarten in einen Zwischenzustand übergegangen werden kann.
Die Erfindung schafft somit einen Zwischenzustand zwischen den umzuschaltenden Betriebsarten. Durch die Einführung des Zwischenzustands ist es möglich, jeden Übergang zwischen irgenwelchen Betriebsarten in diesem Zwischenzustand durchzuführen. Der Zwischenzustand stellt somit dasjenige Programm in dem Steuergerät der Brennkraftmaschine dar, durch das die Umschaltung zwischen den Betriebsarten realisiert ist. Damit ist es möglich, diese Umschaltungen flexibel an die jeweiligen Betriebsarten anzupassen. Ebenfalls wird dadurch erreicht, daß die Programme für die Umschaltungen klar und übersichtlich aufgebaut und strukturiert werden können. Es ist nicht mehr erforderlich, bei einer Veränderung einer Betriebsart sämtliche Programme des Steuergeräts im Hinblick auf eventuell durchzuführende Änderungen bei Übergängen in diese Betriebsart zu überprüfen, sondern die erforderlichen Änderungen können direkt in dem Programm des Zwischenzustands durchgeführt werden. Damit wird die gesamte Programmierung des Steuergerät vereinfacht und die Fehleranfälligkeit vermindert. Ebenfalls ist es dadurch möglich, äußerst flexibel und schnell jegliche Änderungen bei den Betriebsarten und den Umschaltungen vorzunehmen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem Umschalten zwischen verschiedenen Betriebsarten in verschiedene Zwischenzustände übergegangen.
In diesem Fall ist also insbesondere für jeden der Übergänge zwischen zwei beliebigen Betriebsarten ein separater Zwischenzustand vorgesehen. Damit wird die Modularität der zugehörigen Programme weiter erhöht. Es ist damit möglich, äußerst schnell und einfach Änderungen bei den einzelnen Umschaltungen einzuführen. Ebenfalls ist es möglich, jede einzelne Umschaltung zwischen zwei Betriebsarten individuell an die jeweiligen Betriebsarten anzupassen. Die Flexibilität und die Betriebssicherheit werden dadurch wesentlich erhöht.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden der Zwischenzustand bzw. die Zwischenzustände eigenständig oder im Rahmen einer Betriebsart ausgeführt. Es ist also einerseits möglich, daß der Zwischenzustand bzw. die Zwischenzustände jeweils als eigenständige Programme realisiert sind, die unabhängig von den Betriebsarten und deren Programmen vorhanden sind. Es ist aber andererseits ebenfalls möglich, daß der Zwischenzustand bzw. die Zwischenzustände programmtechnisch im Rahmen einer der Betriebsarten vorhanden sind. Im letzteren Fall ist es beispielsweise möglich, daß derjenige Zwischenzustand, der für eine Umschaltung in den Schichtbetrieb vorgesehen ist, als Programm im Rahmen der den Schichtbetrieb betreffenden Programme vorhanden ist. Im letzteren Fall ist es somit möglich, daß der Zwischenzustand programmtechnisch der zugehörigen Betriebsart untergeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden in dem Zwischenzustand bzw. in den Zwischenzuständen die Maßnahmen durchgeführt, die für die Umschaltung zwischen den Betriebsarten erforderlich sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn von dem Zwischenzustand bzw. von den Zwischenzuständen die Abläufe für das Umschalten ausgeführt werden, insbesondere die für das Umschalten erforderliche Kommunikation und/oder wenn in dem Zwischenzustand bzw. in den Zwischenzuständen die Stellfunktionen auf diejenige Betriebsart eingestellt werden, in die umgeschaltet werden soll.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird von einer Betriebsart in einen Zwischenzustand und dann in eine andere Betriebsart übergegangen. Dieser Fall stellt den Übergang von einer ersten Betriebsart in eine zweite Betriebsart dar, ohne daß während dieser Umschaltung eine Anforderung zur Umschaltung in eine dritte Betriebsart eingeht .
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird von einer Betriebsart in einen Zwischenzustand und dann in einen anderen Zwischenzustand übergegangen. In diesem Fall geht während der U schaltung in die zweite Betriebsart eine Anforderung zur Umschaltung in eine dritte Betriebsart ein. Dies hat zur Folge, daß von dem Zwischenzustand, der den Übergang in die zweite Betriebsart realisieren würde, in einen anderen Zwischenzustand übergegange wird, der die Umschaltung in die dritte Betriebsart durchführt. Die Erfindung stellt somit die Möglichkeit zur Verfügung, daß auch während einer momentan durchgeführten Umschaltung eine weitere, abweichende Anforderung für eine Umschaltung ausgeführt werden kann. Dies wird durch den Übergang von dem momentanen Zwischenzustand in den anderen Zwischenzustand in besonders einfacher, aber trotzdem äußerst flexibler Weise erreicht.
In dem letztgenannten Fall kann gegebenenfalls von dem anderen Zwischenzustand in einen weiteren Zwischenzustand übergegangen werden. Dies wird dann durchgeführt, wenn eine erneute Anforderung einer anderen, vierten Betriebsart eingeht, bevor in die bisher angeforderte dritte Betriebsart umgeschaltet worden ist. Damit können auch mehrere kurzzeitig aufeinanderfolgende Anforderungen unterschiedlicher Betriebsarten von der Erfindung verarbeitet werden, ohne daß dies zu irgendwelchen Ablauf - oder sonstigen Problemen führt.
Ebenfalls ist es in dem letztgenannten Fall möglich, daß in eine andere Betriebsart übergegangen wird. Dies bedeutet, daß durch die Erfindung letztlich in die angeforderte Betriebsart übergegangen wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden die Betriebsarten, die Zwischenzustände und die Übergänge zwischen den Betriebsarten und den Zwischenzuständen einen durch das Steuergerät ausführbaren Schaltautomaten. Dieser Schaltautomat steuert und kontrolliert sämtliche Übergänge zwischen den Betriebsarten der Brennkraftmaschine. Die einzelnen Betriebsarten, Zwischenzustände und Übergänge sind vorzugsweise als modulartige Programme realisiert, wodurch die Flexibilität und gleichzeitig die Übersichtlichkeit erhöht und die Fehleranfälligkeit vermindert wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in dem Steuergerät eine erwünschte Soll-Betriebsart und eine momentane Ist- Betriebsart in der Form von binären Datenwörtern abgespeichert sind, wobei jede Betriebsart durch ein bestimmtes Bit in den binären Datenwörtern repräsentiert ist. Auf dieses binäre Datenwort kann jedes Programm und jede Funktion des Steuergeräts zugreifen. Damit ist es auf besonders einfache Weise möglich, jederzeit die momentanen Ist-Betriebsart und die erwünschte Soll-Betriebsart festzustellen .
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer
Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so daß dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory .
Weitere Merkmale, Anwendungsmδglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine, und Figuren
2 und 3 zeigen ein schematisches Blockschaltbild bzw. eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine der Figur 1.
In der Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, bei der ein Kolben 2 in einem
Zylinder 3 hin- und herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen, der unter anderem durch den Kolben 2, ein Einlaßventil 5 und ein Auslaßventil 6 begrenzt ist. Mit dem Einlaßventil 5 ist ein Ansaugrohr 7 und mit dem Auslaßventil 6 ist ein Abgasrohr 8 gekoppelt.
Im Bereich des Einlaßventils 5 und des Auslaßventils 6 ragen ein Einspritzventil 9 und eine Zündkerze 10 in den Brennraum 4. Über das Einspritzventil 9 kann Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt werden. Mit der Zündkerze 10 kann der Kraftstoff in dem Brennraum 4 entzündet werden.
In dem Ansaugrohr 7 ist eine drehbare Drosselklappe 11 untergebracht, über die dem Ansaugrohr 7 Luft zuführbar ist. Die Menge der zugeführten Luft ist abhängig von der
Winkelstellung der Drosselklappe 11. In dem Abgasrohr 8 ist ein Katalysator 12 untergebracht, der der Reinigung der durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstehenden Abgase dient .
Von dem Abgasrohr 8 führt eine Abgasrückführrohr 13 zurück zu dem Ansaugrohr 7. In dem Abgasrückführrohr 13 ist ein Abgasrückführventil 14 untergebracht, mit dem die Menge des in das Ansaugrohr 7 rückgeführten Abgases eingestellt werden kann. Das Abgasrückführrohr 13 und das Abgasrückführventil 14 bilden eine sogenannte Abgasrückführung .
Von einem Kraftstofftank 15 führt eine Tankentlüftungsleitung 16 zu dem Ansaugrohr 7. In der Tankentlüftungsleitung 16 ist ein Tankentlüftungsventil 17 untergebracht, mit dem die Menge des dem Ansaugrohr 7 zugeführten Kraftstoffdampfes aus dem Kraftstofftank 15 einstellbar ist. Die Tankentlüftungsleitung 16 und das Tankentlüftungsventil 17 bilden eine sogenannte Tankentlüftung.
Der Kolben 2 wird durch die Verbrennung des Kraftstoffs in dem Brennraum 4 in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die auf eine nicht-dargestellte Kurbelwelle übertragen wird und auf diese ein Drehmoment ausübt.
Ein Steuergerät 18 ist von Eingangssignalen 19 beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das Steuergerät 18 mit einem Luftmassensensor, einem Lambda-
Sensor, einem Drehzahlsenεor und dergleichen verbunden. Des weiteren ist das Steuergerät 18 mit einem Fahrpedalsensor verbunden, der ein Signal erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer betätigbaren Fahrpedals und damit das angeforderte Drehmoment angibt. Das Steuergerät 18 erzeugt Ausgangssignale 20, mit denen über Aktoren bzw. Steller das Verhalten der Brennkraftmaschine 1 beeinflußt werden kann. Beispielsweise ist das Steuergerät 18 mit dem Einspritzventil 9, der Zündkerze 10 und der Drosselklappe 11 und dergleichen verbunden und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale.
Unter anderem ist das Steuergerät 18 dazu vorgesehen, die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 zu steuern und/oder zu regeln. Beispielsweise wird die von dem Einspritzventil 9 in den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse von dem Steuergerät 18 insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch und/oder eine geringe Schadstoffentwicklung gesteuert und/oder geregelt. Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 18 mit einem Mikroprozessor versehen, der in einem Speichermedium, insbesondere in einem Read-Only-Memory ein Programm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.
In einer ersten Betriebsart, einem sogenannten
Homogenbetrieb "hom" der Brennkraftmaschine 1, wird die Drosselklappe 11 in Abhängigkeit von dem erwünschten Drehmoment teilweise geöffnet bzw. geschlossen. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 9 während einer durch den Kolben 2 hervorgerufenen Ansaugphase in den
Brennraum 4 eingespritzt. Durch die gleichzeitig über die Drosselklappe 11 angesaugte Luft wird der eingespritzte Kraftstoff verwirbelt und damit in dem Brennraum 4 im wesentlichen gleichmäßig verteilt. Danach wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch während der Verdichtungsphase verdichtet, um dann von der Zündkerze 10 entzündet zu werden. Durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs wird der Kolben 2 angetrieben. Das entstehende Drehmoment hängt im Homogenbetrieb im wesentlichen von der Stellung der Drosselklappe 11 ab. Im Hinblick auf eine geringe Schadstoffentwicklung wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch möglichst auf Lambda = 1 oder Lambda < 1 eingestellt.
In einer zweiten Betriebsart, einem sogenannten homogenen Magerbetrieb "hmm" der Brennkraftmaschine 1, wird der Kraftstoff wie bei dem Homogenbetrieb während der
Ansaugphase in den Brennraum 4 eingespritzt. Im Unterschied zu dem Homogenbetrieb kann das Kraftstoff/Luft-Gemisch jedoch auch mit Lambda > 1 auftreten.
In einer dritten Betriebsart, einem sogenannten
Schichtbetrieb "seh" der Brennkraftmaschine 1, wird die Drosselklappe 11 weit geöffnet. Der Kraftstoff wird von dem Einspritzventil 9 während einer durch den Kolben 2 hervorgerufenen Verdichtungsphase in den Brennraum 4 eingespritzt, und zwar örtlich in die unmittelbare Umgebung der Zündkerze 10 sowie zeitlich in geeignetem Abstand vor dem Zündzeitpunkt. Dann wird mit Hilfe der Zündkerze 10 der Kraftstoff entzündet, so daß der Kolben 2 in der nunmehr folgenden Arbeitsphase durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs angetrieben wird. Das entstehende Drehmoment hängt im Schichtbetrieb weitgehend von der eingespritzten Kraftstoffmasse ab. Im wesentlichen ist der Schichtbetrieb für den Leerlaufbetrieb und den Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen.
In einer vierten Betriebsart, einem sogenannten Homogen- Schicht-Betrieb "hos" der Brennkraftmaschine 1, erfolgt eine Doppeleinspritzung in demselben Arbeitsspiel. Es wird Kraftstoff von dem Einspritzventil 9 während der Ansaugphase und während der Verdichtungsphase in den Brennraum 4 eingespritzt. Der Homogen-Schicht-Betrieb verknüpft damit die Eigenschaften des Schichtbetriebs und des Homogenbetriebs. Mit Hilfe des Homogen-Schicht-Betriebs kann beispielsweise ein besonders weicher Übergang von dem Schichtbetrieb in den Homogenbetrieb und umgekehrt erreicht werden . In einer fünften Betriebsart, einem sogenannten Schicht- Katheizen "skh" der Brennkraftmaschine 1, erfolgt ebenfalls eine Doppeleinspritzung. Es wird Kraftstoff von dem Einspritzventil 9 während der Verdichtungsphase und während der Arbeitsphase in den Brennraum 4 eingespritzt. Auf diese Weise wird im wesentlichen kein zusätzliches Drehmoment erreicht, sondern es wird durch den in der Arbeitsphase eingespritzten Kraftstoff eine schnelle Erwärmung des Katalysators 12 bewirkt. Dies ist beispielsweise bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 1 von Bedeutung.
Zwischen den beschriebenen Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 kann hin- und her- bzw. umgeschaltet werden. Derartige Umschaltungen werden von dem Steuergerät 18 durchgeführt. Die Auslösung einer Umschaltung erfolgt durch einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 bzw. durch dessen ausführende Funktion des Steuergeräts 18. Beispielsweise kann bei einem Kaltstart die fünfte Betriebsart, nämlich das Schicht-Katheizen ausgelöst werden, mit dem der Katalysator 12 schnell auf eine Betriebstemperatur erwärmt wird.
In den Figuren 2 und 3 ist ein Verfahren dargestellt, das von dem Steuergerät 18 ausgeführt werden kann, und das dazu geeignet ist, zwischen den verschiedenen Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 hin- und herzuschalten. Der in der Figur 2 gezeigte Block 21 stellt dabei einen Platzhalter dar für die Darstellung der Figur 3. Die in der Figur 3 gezeigten Kreise stellen die beschriebenen fünf Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 dar, die gezeigten Ellipsen stellen sogenannte Zwischenzustände dar, und die durchgezogenen und gestrichelten Pfeile sowie die Doppelpfeile stellen Übergänge zwischen den Betriebsarten und den Zwischenzuständen dar.
Die in der Figur 3 dargestellten Betriebsarten, Zwischenzustände und Übergänge sind in dem Steuergerät 18 durch Programme repräsentiert. Insbesondere die zeitlichen Abfolgen der Übergänge zwischen den Betriebsarten und den Zwischenzuständen werden damit durch die Programme des Steuergeräts 18 vorgegeben und kontrolliert.
In der Figur 2 ist ein Sollbyte 22 dargestellt, das der Abspeicherung der beschriebenen Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 in dem Steuergerät 18 dient. Das Sollbyte 22 besitzt acht Bits, von denen drei Bits nicht besetzt sind. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, daß die anhand der Figur 1 beschriebene Brennkraftmaschine 1 und das anhand der Figuren 2 und 3 beschriebene Verfahren auch mit weniger oder mit mehr als fünf verschiedenen Betriebsarten durchgeführt werden kann. In diesem Fall sind in dem Sollbyte 22 mehr oder weniger Bits nicht besetzt.
Der Homogenbetrieb "ho ", der homogene Magerbetrieb "hmm", der Schichtbetrieb "seh", der Homogen-Schicht-Betrieb "hos" und das Schicht-Katheizen "skh" sind durch jeweils eines der verbleibenden fünf Bits des Sollbytes 22 repräsentiert.
Das in der Figur 2 dargestellte Sollbyte 22 ist dazu vorgesehen, die Soll-Betriebsart, also die erwünschte Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 zu kennzeichnen. Soll die Brennkraftmaschine 1 beispielsweise im Homogenbetrieb als erwünschter Soll-Betriebsart betrieben werden, so ist in dem Sollbyte 22 das Bit "hom" auf "1" gesetzt, während die Bits "hmm", "seh", "hos" und "skh" alle auf "0" gesetzt sind. In dem Sollbyte 22 ist somit immer eines der relevanten fünf Bits auf "1" gesetzt, während die anderen Bits auf "0" gesetzt sind. Das auf "1" gesetzte Bit kennzeichnet dabei die erwünschte Soll-Betriebsart der Brennkraftmaschine 1.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, daß es im vorliegenden Zusammenhang nicht darauf ankommt, auf welche Art und Weise oder durch welche Betriebszustände bzw. Funktionen die Soll-Betriebsart gesetzt wird. Stattdessen wird vorliegend davon ausgegangen, daß das Sollbyte 22 wie vorstehend beschrieben in dem Steuergerät 18 vorhanden ist und entsprechend der Figur 2 den Block 21 beaufschlagt.
Weicht die von dem Sollbyte 22 gesetzte erwünschte Soll- Betriebsart von der momentanten Ist-Betriebsart der Brennkraftmaschine 1 ab, so ist eine Umschaltung der
Betriebsart erforderlich. Diese Umschaltung erfolgt durch das Steuergerät 18 entsprechend dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Verfahren.
Die Ist-Betriebsart kann dabei in einem dem Sollbyte 22 entsprechenden Istbyte in dem Steuergerät 18 abgespeichert sein, wie dies in der Figur 2 angedeutet ist. In diesem letztgenannten Istbyte ist dann nur dasjenige Bit gesetzt, das die Betriebsart repräsentiert, in der sich die Brennkraftmaschine 1 momentan tatsächlich befindet.
Bei dem Sollbyte 22 für die Soll-Betriebsart und dem entsprechenden Istbyte für die Ist-Betriebsart handelt es sich jeweils um ein binäres Datenwort, wobei jede der Betriebsarten durch ein bestimmtes Bit an derselben Stelle des jeweiligen binären Datenwortes repräsentiert ist. Es ist zu beachten, daß das Sollbyte 22 und das Istbyte sich wie beschrieben voneinander unterscheiden und entsprechend auseinandergehalten werden müssen.
Es wird nachfolgend beispielhaft davon ausgegangen, daß sich die Brennkraftmaschine 1 in der momentanen Ist- Betriebsart des Schichtbetriebs "seh" befindet, und daß in dem Sollbyte 22 der Homogenbetrieb "hom" als erwünschte Soll-Betriebsart gesetzt ist. In der Darstellung der Figur 3 befindet sich die Brennkraftmaschine 1 damit in dem Kreis 23 und soll in den Kreis 24 übergehen.
Im Schichtbetrieb wird die Brennkraftmaschine 1 auf eine vorgegebene Art und Weise gesteuert und/oder geregelt . Im Homogenbetrieb wird die Brennkraftmaschine 1 auf eine davon abweichende Art und Weise gesteuert und/oder geregelt. Beispielsweise ist im Schichtbetrieb die Drosselklappe 11 üblicherweise weit geöffnet, während im Homogenbetrieb das entstehende Drehmoment durch eine Drosselung der Luftzufuhr über die Drosselklappe 11 beeinflußt wird. Des weiteren ist z.B. das Abgasrückführventil 14 im Schichtbetrieb üblicherweise weiter geöffnet als im Homogenbetrieb und auch das Tankentlüftungsventil 17 wird in den genannten Betriebsarten unterschiedlich angesteuert.
Es ist damit erforderlich, eine Reihe von Maßnahmen durchzuführen, um von dem Schichtbetrieb in den Homogenbetrieb zu gelangen. Diese Maßnahmen werden in einem Zwischenzustand "zhom" durchgeführt, der in der Figur 3 als Ellipse 25 dargestellt ist.
Für die Umschaltung der Brennkraftmaschine 1 von dem Schichtbetrieb "seh", Kreis 23, in den Homogenbetrieb "hom", Kreis 24, wird also zuerst entsprechend dem Pfeil 26 der Figur 3 von dem Schichtbetrieb "seh" in den
Zwischenzustand "zhom", Ellipse 25, übergegangen. In dem Zwischenzustand "zhom" werden dann alle Maßnahmen durchgeführt, die für die genannte Umschaltung erforderlich sind. Wenn alle erforderlichen Maßnahmen durchgeführt sind, wird entsprechend dem Pfeil 27 der Figur 3 von dem Zwischenzustand "zhom" in den Homogenbetrieb "hom" übergegangen.
Wird von dem Steuergerät 18 anhand des Sollbytes 22 erkannt, daß die momentane Ist-Betriebsart , also der
Schichtbetrieb, von der erwünschten Soll-Betriebsart, also dem Homogenbetrieb, abweicht, so wird von der Ist- Betriebsart "seh" in den Zwischenzustand "zhom" übergegangen .
Dieser Zwischenzustand kann dabei ein eigenständiges Programm sein, das nur dazu vorgesehen ist, den Zwischenzustand zu realisieren. Ebenfalls ist es möglich, daß der Zwischenzustand programmtechnisch einer Betriebsart zugeordnet ist. So ist es möglich, daß der Zwischenzustand ein Programm im Rahmen der Ist-Betriebsart oder Soll- Betriebsart darstellt.
Unabhängig von der programmtechnischen Ausgestaltung des Zwischenzustands beinhaltet dieser die Abläufe für die Umschaltung von der Ist-Betriebsart in die Soll- Betriebsart. Der Zwischenzustand ist somit für die Umschaltung verantwortlich. Insbesondere wird von dem Zwischenzustand all diejenige Kommunikation mit externen Funktionen und dergleichen durchgeführt, die für die Umschaltung erforderlich ist.
In dem Zwischenzustand "zhom" werden gemäß dem Block 21 der Figur 2 Anforderungen erzeugt, die beispielsweise an Stellfunktionen wie die Abgasrückführung und/oder die Tankentlüftung abgegeben werden. Als weitere Möglichkeiten können die Anforderungen an Stellfunktionen für schnelle Momenteneingriffe und/oder für Füllungseingriffe und/oder dergleichen weitergegeben werden. Mit den ausgesendeten Anforderungen werden die genannten Stellfunktionen darauf hingewiesen, daß eine erwünschte Soll-Betriebsart angefordert ist.
Die Stellfunktionen prüfen daraufhin das Sollbyte 22, um daraus die erwünschte Soll-Betriebsart zu entnehmen. Dann stellen sich die Stellfunktionen auf die erwünschte Soll- Betriebsart ein. Sobald eine der Stellfunktionen diese Einstellung durchgeführt hat, sendet sie gemäß der Figur 2 eine Quittung an den Zwischenzustand "zhom".
Aufgrund der Anforderung des Homogenbetriebs wird beispielsweise die Abgasrückführung von einem geöffneten Zustand in einen eher geschlossenen Zustand überführt. Sobald dieser Zustand erreicht ist, gibt die Abgasrückführung eine Quittung an den Zwischenzustand "zhom" ab. Ähnlich wird bei der Tankentlüftung oder bei der Stellung der Drosselklappe 11 verfahren. In all diesen Fällen wird von der entsprechenden Stellfunktion die erwünschte Soll-Betriebsart aus dem Sollbyte 22 ausgelesen. Danach wird die jeweilige Stellfunktion auf diese Soll- Betriebsart eingestellt. Sobald die jeweilige Stellfunktion auf die erwünschte Soll-Betriebsart eingestellt ist, wird die zugehörige Quittung erzeugt.
Sind die erforderlichen Quittungen von den Stellfunktionen bei dem Zwischenzustand "zhom" eingegangen, so bedeutet dies, daß die Stellfunktionen für den Übergang in die erwünschte Soll-Betriebsart bereit sind. Es wird daraufhin gemäß der Figur 3 von dem Zwischenzustand "zhom" in die Soll-Betriebsart "hom" übergegangen.
Die Anforderungen können von dem Zwischenzustand "zhom" gegebenenfalls nur an bestimmte der vorhandenen Stellfunktionen abgegeben werden. Ebenfalls können von dem Zwischenzustand "zhom" gegebenenfalls nur bestimmte der eingehenden Quittungen verwertet werden. Die Anforderungen können somit von dem Zwischenzustand "zhom" an alle oder nur an einzelne Stellfunktionen abgegeben werden. Entsprechend können alle oder nur einzelne Quittungen von dem Zwischenzustand "zhom" verwertet werden.
Die Anforderungen können von dem Zwischenzustand "zhom" in einer zeitlichen Abfolge an die verschiedenen Stellfunktionen abgegeben werden. So ist es möglich, daß die Anforderung an eine bestimmte Stellfunktion erst abgegeben wird, wenn die Quittung einer anderen Stellfunktion eingegangen ist. Die Anforderungen können somit von dem Zwischenzustand "zhom" in zeitlicher Hinsicht parallel und/oder seriell abgegeben werden.
Bei der Verwertung der Quittungen der Stellfunktionen durch den Zwischenzustand "zhom" kann deren einzelne AntwortZeitdauern und/oder deren zeitliche Reihenfolge von Bedeutung sein. So ist es möglich, daß nur dann in die erwünschte Soll -Betriebsart übergegangen wird, wenn bestimmte Quittungen in jedem Fall innerhalb einer bestimmten Zeitdauer eingegangen sind.
Vorstehend wurde beispielhaft ein Übergang der Brennkraftmaschine 1 von dem Schichtbetrieb "εch" über den Zwischenzustand "zhom" in den Homogenbetrieb "hom" erläutert .
Entsprechend der Figur 3 ist ein derartiger Übergang von jeder der vier Betriebsarten "hom", "hmm", "hos" und "seh" in jede der anderen Betriebsarten möglich. Dabei ist bei jedem dieser Übergänge ein Zwischenzustand vorhanden.
Bei einem Übergang in die Betriebsart "hom" handelt es sich um den im obigen Beispielfall bereits genannten zugehörigen Zwischenzustand "zhom". Bei einem Übergang in die Betriebsart "hmm" handelt es sich um den zugehörigen Zwischenzustand "zhmm". Bei einem Übergang in die
Betriebsart "hos" handelt es sich um den zugehörigen Zwischenzustand "zhos" und bei einem Übergang in die Betriebsart "seh" handelt es sich um den zugehörigen Zwischenzustand "zsch".
Diese Möglichkeiten von Übergängen sind in der Figur 3 dadurch dargestellt, daß von jeder der vier Betriebsarten ein durchgezogener Pfeil zu jedem der nicht-zugehörigen drei Zwischenzuständen eingezeichnet ist. Von der Betriebsart "seh" sind beispielsweise durchgezogene Pfeile zu den nicht-zugehörigen Zwischenzuständen "zhom", "zhmm" und "zhos" eingezeichnet.
Des weiteren ist in der Figur 3 von jedem der vier Zwischenzustände jeweils ein Doppelpfeil zu der zugehörigen Betriebsart eingezeichnet. So ist beispielsweise von dem Zwischenzustand "zhom" ein Doppelpfeil zu der zugehörigen Betriebsart "hom" eingezeichnet.
Der beschriebene Übergang von einer der Betriebsarten in eine andere der Betriebsarten über einen der
Zwischenzustände erfordert eine bestimmte Zeitdauer. Während dieser Zeitdauer besteht die Möglichkeit, daß sich die erwünschte Soll-Betriebsart ändert. Es ist also möglich, daß eine Soll-Betriebsart vorgegeben wird, daß jedoch vor einem Übergang in diese Soll-Betriebsart bereits eine andere Soll -Betriebsart erwünscht wird.
In diesem Fall hat die Vorgabe einer ersten Soll- Betriebsart entsprechend der Figur 3 einen Übergang in einen ersten Zwischenzustand zur Folge. In diesem ersten Zwischenzustand werden die für die erste Soll-Betriebsart erforderlichen Maßnahmen durchgeführt. Geht nun während der Durchführung dieser Maßnahmen die Anforderung einer anderen, zweiten Soll-Betriebsart ein, so können die zu dieser zweiten Soll-Betriebsart erforderlichen Maßnahmen nicht von dem ersten Zwischenzustand durchgeführt werden.
Wie aus der Figur 3 ersichtlich ist, ist jeder der vier Zwischenzustände mit jedem anderen der Zwischenzustände verbunden. Es ist somit ein Übergang möglich von jedem
Zwischenzustand in jeden anderen Zwischenzustand. Dies ist in der Figur 3 durch gestrichelte Pfeile dargestellt.
Liegt der zuvor genannte Fall vor, geht also während der Durchführung der für die erste Soll-Betriebsart erforderlichen Maßnahmen durch den ersten Zwischenzustand die Anforderung der zweiten Soll-Betriebsart ein, so erfolgt ein Übergang von dem ersten Zwischenzustand in den zugehörigen zweiten Zwischenzustand. Es wird also entsprechend der Figur 3 von dem momentanen ersten Zwischenzustand in denjenigen zweiten Zwischenzustand übergegangen, der für die Durchführung der Maßnahmen für die zweite Soll-Betriebsart erforderlich ist.
Dieser Übergang von einem ersten Zwischenzustand in einen zweiten Zwischenzustand kann sich aufgrund von entsprechenden dritten und weiteren Anforderungen jeweils verschiedener Soll-Betriebsarten wiederholen. Liegt keine Anforderung zur Umschaltung in eine andere Soll-Betriebsart vor, so wird von dem zuletzt durchgeführten Zwischenzustand in die zuletzt erwünschte Soll-Betriebsart übergegangen.
Die Betriebsart Schicht-Katheizen "skh", die in der Figur 3 durch den Kreis 28 gekennzeichnet ist, stellt eine Ausnahme dar. Zu dieser Betriebsart "skh" kann ohne die Zwischenschaltung eines Zwischenzustands direkt von dem
Schichtbetrieb "seh" übergegangen werden. Entsprechend kann von dem Schicht-Katheizen "skh" direkt in den Schichtbetrieb "seh" umgeschaltet werden.
Der Grund hierfür liegt in der weitgehenden Übereinstimmung der beiden Betriebsarten des Schichtbetriebs und des Schicht-Katheizens. In der letztgenannten Betriebsart wird in der gleichen Art und Weise wie bei dem Schichtbetrieb Kraftstoff während der Verdichtungsphase in den Brennraum 4 eingespritzt. Der Unterschied zum Schichtbetrieb besteht nur darin, daß bei dem Schicht-Katheizen zusätzlich Kraftstoff während der Arbeitsphase in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt wird. Da sich hierdurch das entstehende Drehmoment im wesentlichen nicht ändert, ist es nicht erforderlich, die Stellfunktionen oder sonstige Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 bei einem Übergang von dem Schichtbetrieb in das Schicht-Katheizen oder umgekehrt zu verändern. Ein hierzu erforderlicher Zwischenzustand ist somit nicht notwendig.
Die Betriebsarten "hom", "hmm", "hos", "seh" und "skh", die Zwischenzustände "zhom", "zhmm", "zhos" und "zsch" und die Übergänge zwischen diesen Betriebsarten und den Zwischenzuständen entsprechend der Figur 3 bilden einen sogenannten Schaltautomaten, der durch das Steuergerät 18 ausgeführt und damit realisiert ist. Der Schaltautomat steuert und kontrolliert den Ablauf bei einem Umschalten zwischen den Betriebsarten. Der Schaltautomat der Figur 3 ist dabei ohne weiteres auf mehr oder weniger Betriebsarten oder Zwischenzustände erweiterbar oder reduzierbar.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff in mindestens zwei Betriebsarten in einen Brennraum (4) eingespritzt wird, und bei dem zwischen den Betriebsarten umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Umschalten zwischen den Betriebsarten (23, 24) in einen Zwischenzustand (25) übergegangen wird (26) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Umschalten zwischen verschiedenen Betriebsarten in verschiedene Zwischenzustände übergegangen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenzustand (25) bzw. die Zwischenzustände eigenständig oder im Rahmen einer Betriebsart (23, 24) ausgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenzustand bzw. in den Zwischenzuständen die Maßnahmen durchgeführt werden, die für die Umschaltung zwischen den Betriebsarten erforderlich sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Zwischenzustand (25) bzw. von den Zwischenzuständen die Abläufe für das Umschalten ausgeführt werden, insbesondere die für das Umschalten erforderliche Kommunikation.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenzustand bzw. in den Zwischenzuständen die Stellfunktionen auf diejenige Betriebsart eingestellt werden, in die umgeschaltet werden soll.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Betriebsart (23) in einen Zwischenzustand (25) und dann in eine andere Betriebsart (24) übergegangen wird (26, 27) .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Betriebsart in einen Zwischenzustand und dann in einen anderen Zwischenzustand übergegangen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß von dem anderen Zwischenzustand in einen weiteren Zwischenzustand oder in eine andere Betriebsart übergegangen wird.
10. Steuerelelement, insbesondere Read-Only-Memory, für ein Steuergerät (18) einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 geeignet ist .
11. Brennkraftmaschine (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Brennraum (4) , in den Kraftstoff in mindestens zwei Betriebsarten einspritzbar ist, und mit einem Steuergerät (18) , mit dem zwischen den Betriebsarten umgeschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Steuergerät (18) bei einem Umschalten zwischen den Betriebsarten (23, 24) in einen Zwischenzustand (25) übergegangen werden kann.
12. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Steuergerät (18) bei einem Umschalten zwischen verschiedenen Betriebsarten in verschiedene Zwischenzustände übergegangen werden kann.
13. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsarten, die Zwischenzustände und die Übergänge zwischen den Betriebsarten und den Zwischenzuständen einen durch das Steuergerät (18) ausführbaren Schaltautomaten bilden.
14. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steuergerät (18) eine erwünschte Soll-Betriebsart und eine momentane Ist- Betriebsart in der Form von binären Datenwortern abgespeichert sind, wobei jede Betriebsart durch ein bestimmtes Bit in den binären Datenwörtern repräsentiert ist .
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