WO2006007954A1 - Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2006007954A1
WO2006007954A1 PCT/EP2005/007111 EP2005007111W WO2006007954A1 WO 2006007954 A1 WO2006007954 A1 WO 2006007954A1 EP 2005007111 W EP2005007111 W EP 2005007111W WO 2006007954 A1 WO2006007954 A1 WO 2006007954A1
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WO
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valve
spark
operating
ignition
internal combustion
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Application number
PCT/EP2005/007111
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rüdiger Herweg
Matthias Pfau
Jochen SCHÄFLEIN
Mayk Stelter
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3064—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine with a change between a spark-ignition operation and a compression ignition operation of the type specified in the preamble of claim 1.
  • a longitudinally movably arranged piston in each cylinder defines a combustion chamber in which a mixture of fuel and oxygen-containing fresh gas is burned.
  • the gas exchange valves are controlled to carry out the cyclic charge exchange of a valve train.
  • the fuel mixture formed in the combustion chamber is ignited by the spark of a projecting into the combustion chamber of the respective cylinder spark plug.
  • the spark ignition according to the Otto principle provides for a stoichiometric fuel mixture, in which the amount of fresh gas required for mixture formation is provided by throttling in the inlet channel.
  • an operating mode of the internal combustion engine called compression ignition or even room ignition is known, in which the fuel mixture formed is brought to self-ignition by deliberately raising the combustion chamber temperature. In this mode, in which the fresh gas can be fed unthrottled, a better efficiency of Fuel combustion is achieved as in the Otto engine operation, and also less nitrogen oxides are formed.
  • the operation with compression ignition is to be limited to the partial load range of the internal combustion engine for various reasons.
  • the increasing noise caused by the pressure increases louder combustion noise in engines for motor vehicles unacceptable.
  • the nitrogen oxide emission increases in the combustion of lean air / fuel mixtures in compression ignition at higher loads to a level that would require a very complex exhaust aftertreatment.
  • the temperature increase required in the combustion chamber in the combustion chamber due to exhaust gas retention is achieved in compression ignition operation and the admixture of combustion exhaust gases at high loads leads to so-called lambda limits.
  • the ottomotorische operation is provided at higher operating loads. It is therefore required in accordance with the required operating load, a change of mode between spark-ignition operation and compression ignition operation in lower load ranges.
  • DE 199 23 413 A1 discloses a method for operating a four-stroke reciprocating internal combustion engine with variable compression and spark ignition at full load and stoichiometric mixture formation, in which the exhaust gas retention to promote auto-ignition by a switchable valve undercutting and simultaneous exhaust backlog is to be done by an exhaust flap ,
  • the change between valve undercutting and valve overlap, ie the switching between the timing of the gas exchange valves in Kompressionszünd safely and in the spark ignition operation is carried out by shifting a camshaft, whereby the phase position of the opening operations is changed.
  • the known method To change the operating mode, the known method must detect a variety of operating parameters, namely the exhaust gas retention, the throttling of the fresh charge and the size of the ignition angle in the spark ignition operation and the amount and timing of the fuel injection and finally an exhaust gas recirculation rate. All actuating means for these parameters to be taken into account when changing the operating mode should be matched to one another during operation with the respective operating mode. Since these manipulated variables are not controllable in their variety when changing the operating mode, in the known method, the change of the operating mode over several cycles extend, initially the displacement of the camshaft is provided and then carried out closing or opening the throttle and the exhaust gas damper should. In this case, the fuel injection is to be switched off during the change of the operating mode.
  • US Pat. No. 6,336,436 B1 provides for a change in the phase position of the gas exchange valves for realizing increased exhaust gas retention in the combustion chamber for compression ignition.
  • the closing timing of the exhaust valve is shifted in the "late" direction compared to the spark-ignition operation should.
  • the opening timing of the intake valve is advanced, resulting in the required valve undercut.
  • a change of operating modes should extend over several cycles of the internal combustion engine, wherein a transitional operation is provided, in which the injection times of a direct fuel injection to be varied and the Fuel injection is provided during the intake stroke with ⁇ inlassventil closed.
  • the particular approach to transient operation is considered mandatory to allow for long transient operation to counteract knocking of the engine when the mode is switched.
  • DE 101 22 775 A1 describes a hybrid engine with variable compression ignition and spark ignition, in which a camshaft is provided for intake valves and exhaust valves and which has a variable camshaft timing for switching the timing of the gas exchange valves.
  • the timing of both camshafts should be designed so that large changes in the valve overlaps can be made and it is achieved that in the compression ignition mode such a large valve overlap is present that the inlet valve opens before the exhaust valve closes.
  • the timing is made in the known engine by changing the phase positions of the opening events of the gas exchange valves.
  • a fully variable valve train is provided according to the known proposals , which is operated mechanically, electromechanically or electro-hydraulically.
  • Such fully variable valve trains are associated with high costs.
  • the present invention has for its object to provide a method for operating an internal combustion engine with a change between a spark-ignition and a compression ignition mode, with the lowest possible structural complexity change the modes with high smoothness of the engine and optimal exhaust emissions even at load jumps Operating mode change is achieved.
  • the valve control when changing the operating mode between spark-ignition operation and compression-ignition operation, the changes in the injection parameters, the throttling required in the Otto mode and the valve control coincide, the valve control being switched by changing the amplitude and the phase position of the valve lift. It has been found that by changing the amplitude and the phase position both load-neutral switching and load jumps in the mode change without noticeable impairment of the running uniformity of the internal combustion engine can be displayed.
  • the change in the amplitude and the phase position of the valve lift can be performed with a fully variable valve train, such as a mechanical, electro-mechanical or elektrohydrauli Image
  • Cam valve train Cam valve train.
  • the method according to the invention can also be carried out with simpler valve drives with which the amplitude and the phase position can be switched over and the changes in the injection parameters and the throttling are coordinated with each other in order to represent optimum mode changes.
  • the amplitude of the valve lift is changed by replacing two alternatively usable cam contours of the valve train, wherein a different valve lift is used for each mode.
  • a bucket tappet can be used or alternatively a shift rocker be provided.
  • a partially variable cam valve drive for carrying out the method according to the invention with simple structural means has to change the phase position of the opening stroke on phaser on the or the camshaft. In the case of internal combustion engines with two camshafts, it is possible to achieve a change in the valve overlap by means of alternative cam contours both on the inlet side and on the outlet side.
  • the injection parameters are changed in accordance with the required operating load of the internal combustion engine, wherein the injection duration of a main injection is reduced in a change to Kompressionszünd ist and is shifted in the first cycle of the cylinder with compression ignition of the injection timing towards later injection.
  • the transient behavior of the throttle-throttled spark ignition process only marginally affects the UmsehaltVorgang and the rapid adjustment of the throttle valve and a quick response of the intake manifold pressure to limit the UmsehaltVorganges to a few cycles. It is useful when switching to
  • the combustion process is sensitive to changes in the temperature of the intake air and is also significantly influenced by the temperature of the retained combustion exhaust gas.
  • the relatively hot combustion exhaust gases of the preceding spark ignition operation may cause too premature and rapid combustion of the mixture in the compression ignition mode and may be counteracted by tuning control measures via the throttle body.
  • tuning control measures via the throttle body.
  • the following switching measures of the procedure according to the invention be preceded by a few working cycles of throttling the fresh gas flow.
  • the throttle valve By closing the throttle valve, the intake manifold pressure is reduced even in the compression ignition mode and thus the mixture is enriched.
  • the engine can be operated for a few cycles in ottomotorischen operation with a small intake valve lift and late opening of the intake valve, thus ensuring the necessary combustion stability during the transition.
  • the throttling is initiated about five cycles before changing the injection parameters.
  • the main injection duration is adjusted in accordance with a constant load and, in accordance with the higher fuel requirement, with spark-ignited combustion, more fuel is added.
  • Fig. 1 is a schematic view of an internal combustion engine
  • Fig. 2 is a graph showing the amplitudes and the opening strokes of the gas exchange valves
  • 3 is a graphical representation of the course of characteristic operating parameters of the internal combustion engine during the switching operation from the spark-ignition operation to the compression ignition operation;
  • Fig. 4 in a graphic representation of the course of
  • Fig. 1 shows a reciprocating internal combustion engine 1, in the cylinders 2 each have a reciprocating piston 3 is arranged longitudinally movable and limits a combustion chamber 4, which is completed by a cylinder head 2 mounted on the cylinder head 5.
  • a combustion chamber 4 which is completed by a cylinder head 2 mounted on the cylinder head 5.
  • In the cylinder head 5 at least one inlet channel 13 and an outlet channel 14 are formed, is supplied through the inlet channel 13 oxygen-rich fresh gas to form a combustible fuel / air mixture.
  • the outlet channel 14 the combustion exhaust gases are discharged from the combustion chamber after each combustion.
  • the cyclic charge change in the cylinder 2 is controlled by gas exchange valves 6, 7, which are forcibly controlled by a cam valve drive 26.
  • valve pulses of the gas exchange valves 6, 7 are actuated by the cam contour 27 of the cam drive 26, which are driven by a camshaft 29.
  • a camshaft 29 is expediently assigned to the intake valves 6 and the exhaust valves 7.
  • a direct injection valve 10 is arranged in each cylinder head 5, which emits a fuel jet 11 directly into the combustion chamber 4.
  • a Saugrohrinjektor 12 is provided, which optionally emits fuel into the inlet channel 13.
  • the direct injection valve 10 and the Saugrohrinjektor 12 are fed by fuel lines 15, 16 from a fuel pump 18, which is supplied via a feed line 17 from a fuel tank 20.
  • the arrangement of a prefeed pump 19 in the flow line 17 is expedient.
  • the direct injection valve 10 is connected via a signal line 23 and the Saugrohrinjektor 12 via a signal line 22 to the output side of a control unit 9, which adjusts the fuel metering depending on the operating point of the internal combustion engine and corresponding injection commands via the signal line 22, 23 outputs.
  • the controller unit continuously inputs information about the operating load L and the rotational speed n or other operating parameters.
  • the internal combustion engine is operated in higher load ranges of the internal combustion engine with spark ignition, wherein a stoichiometric fuel / air mixture is ignited by the spark of a arranged in the cylinder head 5 and projecting with their electrodes into the combustion chamber 4 spark plug 8.
  • the ignition timing determines the control unit 9, which is connected via a control line 30 to the spark plug 8.
  • the fresh gas mass flow is adjusted to the operating state of the engine by means of a throttle valve 24 arranged in the intake passage 13 Throttle engine corresponding extent throttled, wherein the setting angle of the throttle valve 24 is determined via a control line 25 of the regulator unit 9.
  • a compression ignition operation in which the fresh gas mass flow is conducted unthrottled or almost unthrottled into the combustion chamber 4 and a lean fuel mixture is brought to self-ignition in the combustion chamber.
  • the fuel is injected from the direct injection valve 10 preferably synchronously and before ZOT.
  • the auto-ignition of the fuel mixture is brought about by a temperature increase in the combustion chamber by means of exhaust gas retention.
  • the exhaust gas retention is effected by a change in the valve timing with respect to the spark-ignition operation, with a greater valve overlap of the timing of the gas exchange valves is brought about.
  • the setting of the control of the gas exchange valves 6, 7 is adjusted such that the combustion chamber temperature increases due to the recovered exhaust gas and a self-ignition of the heated by the compression by the piston 3 mixture charge can be done.
  • the cam valve drive 26 is designed such that different amplitudes and phase positions of the valve lift of the gas exchange valves 6, 7 can be set in the spark-ignition operation and in the compression ignition operation.
  • a structurally simple and cost-effective solution for switching the amplitude and the phase position of the valve is a partially variable cam valve drive, which has two alternatively usable cam contours 27 with different amplitudes of the valve.
  • As a switching element for the alternative cam contours 27 is a switchable Tassenst ⁇ ßel or a Heidelbergepphebel provided.
  • the phase position of the opening stroke is changed by phase splitters on a camshaft 29 controlling the respective gas exchange valve 6, 7.
  • the switching of the valve control when changing the operating modes between compression ignition and spark-ignition mode is initiated by the control unit 9 via a signal line 28.
  • the control unit 9 has a map memory 21, from which the adjustment parameters are taken according to the present mode of operation for the controlled by her actuators as needed.
  • FIG. 3 shows a graphic representation of the time profile of the injection parameters of the throttle valve and of the conversion of the cam valve drive when switching the combustion mode from the spark-ignited Otto operation to the compression-ignition operation RZV.
  • the main injection duration is adjusted according to the load requirement in compression ignition operation.
  • the compression ignition combustion has a better efficiency than the Otto engine Combustion, so that in a load-neutral mode change the injection quantity is reduced.
  • the main injection duration is adjusted accordingly.
  • the injection timing in the first cycle in the compression ignition operation after the mode change in the direction of subsequent injection is adjusted to reduce the burning speed.
  • a pre-injection is switched on only a few working cycles of successful switching.
  • Adjustment speed of the switchable cam valve drive the adjustment deviates from the adjustment according to the dashed line shown in the measurement of the adjustment, it has been found that the hot exhaust gas in spark-ignited operation is sufficient to achieve the required for the auto-ignition temperature level despite low exhaust gas retention rates.
  • the switching operation from the spark-ignition operation to the compression ignition operation is negligibly affected by the transient behavior of the throttled Otto operation.
  • the very quick adjustment of the throttle and the rapid change of the intake manifold pressure when opening the throttle valve allow rapid switching.
  • the changes in the injection parameters and the cam valve drive and the throttle position can be done within a period of only five cycles.
  • Main injection timing towards "late” and variation of the throttle position can be stable combustion in the Transitional operation can be achieved during the five modified cycles and counteracts a pre-ignition or too rapid combustion of the mixture in the compression ignition mode and the sensitive reaction of the combustion in Kompressionszündmodus be taken into account temperature changes of the intake air and the retained residual gas.
  • the late main injection and possibly a post-injection reduce the pressure increases when changing the modes to the compression ignition mode, whereby excessive cylinder pressure and knock tendency are turned off.
  • the control unit 9 determines the number of spark-ignited cycles before the change of the operating mode as a function of the operating load in the previous Otto engine operation and takes into account the temperature of the internal combustion engine.
  • FIG. 4 shows a graphic representation of the parameters of the internal combustion engine that can be changed during the change of operating mode when changing from
  • the throttle valve is closed in the inlet area and thus reduces the pressure in the inlet channel and also enriches the mixture in the combustion chamber.
  • the closing of the throttle valve takes place a few cycles before the intended change of the operating mode, wherein the number of cycles depends on the intake manifold volume between the throttle valve and intake valves of the internal combustion engine and the number of connected cylinder and thus of the construction of the internal combustion engine.
  • the amplitude and the valve lift of the gas exchange valves is adjusted to the extent intended for the Otto engine operation.
  • a transitional operation is provided when changing to the spark ignition mode, in which a spark-ignited operation is provided with small amplitude and later phasing of the intake valve, which results in a lean Otto engine operation with high combustion stability.
  • the transition operation with a small opening stroke of the inlet valve preceding closure of the throttle valve ensures that there is a throttled fresh gas flow in the transient mode during transitional operation.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Wechsel zwischen einem Kompressionszündungsbetrieb und einer Betriebsart mit Fremdzündung in höheren Lastbereichen ist ein Nockenventiltrieb mittels entsprechender Steilmittel zwischen einer Ventilsteuerung für den Fremdzündungsbetrieb und einer für den Kompressionszündbetrieb vorgesehenen Zwangssteuerung mit größerer Ventilüberschneidung der Steuerzeiten bedarfsweise umschaltbar. Zur Erreichung hoher Laufgleichförmigkeit und optimalen Abgasemissionen auch bei Lastsprüngen beim Betriebsartwechsel ist vorgesehen, dass ein Wechsel der Betriebsart durch aufeinander abgestimmte Veränderungen der Einspritzparameter der Drosselung sowie der Ventilsteuerung erfolgt, wobei die Ventilsteuerung durch Veränderung der Amplitude und der Phasenlage des Ventilhubes wenigstens eines der Gaswechselventile umgeschaltet wird.

Description

Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Wechsel zwischen einem Fremdzündungsbetrieb und einem Kompressionszündungsbetrieb der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
In einer Hubkolbenbrennkraftmaschine begrenzt in jedem Zylinder ein längsbeweglich angeordneter Kolben einen Brennraum, in dem ein Gemisch aus Kraftstoff und sauerstoffhaltigem Frischgas verbrannt wird. Zur Zuführung von Frischgas und Abführung der Verbrennungsabgase sind Einlasskanäle und Auslasskanäle vorgesehen, deren Gaswechselventile zur Durchführung des zyklischen Ladungswechsels von einem Ventiltrieb angesteuert werden.
Bei einer Betriebsart mit Fremdzündung wird das im Brennraum gebildete Kraftstoffgemisch von dem Zündfunken einer in den Brennraum des jeweiligen Zylinders einragenden Zündkerze gezündet. Die Fremdzündung nach dem Otto-Prinzip sieht ein stöchiometrisches Kraftstoffgemisch vor, bei dem die zur Gemischbildung erforderliche Frischgasmenge durch Drosselung im Einlasskanal bereitgestellt wird. Daneben ist eine als Kompressionszündung oder auch Raumzündung genannte Betriebsart der Brennkraftmaschine bekannt, bei der durch gezielte Anhebung der Brennraumtemperatur das gebildete Kraftstoffgemisch zur Selbstzündung gebracht wird. Bei dieser Betriebsart, bei der das Frischgas ungedrosselt zugeführt werden kann, wird ein besserer Wirkungsgrad der KraftstoffVerbrennung erreicht als beim ottomotorischen Betrieb, und darüber hinaus werden weniger Stickoxide gebildet. Der Betrieb mit Kompressionszündung ist jedoch aus verschiedenen Gründen auf den Teillastbereich der Brennkraftmaschine zu beschränken. Zum einen sind die mit steigender Last aufgrund der Druckanstiege lauter werdenden Verbrennungsgeräusche bei Motoren für Kraftfahrzeuge nicht hinnehmbar. Des Weiteren steigt die Stickoxidemission bei der Verbrennung magerer Luft-/Kraftstoffgemische im Kompressionszündungsbetrieb bei höheren Lasten auf ein Maß, welches eine äußerst aufwendige Abgasnachbehandlung erforderlich machen würde. Schließlich ist zu berücksichtigen, dass die im Kompressionszündungsbetrieb erforderliche Temperaturanhebung im Brennraum durch Abgasrückhaltung erreicht wird und die Beimischung von Verbrennungsabgasen bei hohen Lasten zu so genannten Lambda- Grenzen führen. Um der Anforderung an einen Fahrzeugmotor zu genügen, den gesamten notwendigen Last- und Drehzahlbereich abzudecken, ist bei höheren Betriebslasten der ottomotorische Betrieb vorgesehen. Es ist daher entsprechend der angeforderten Betriebslast ein Wechsel der Betriebsart zwischen Fremdzündungsbetrieb und Kompressionszündungsbetrieb in unteren Lastbereichen erforderlich.
Die DE 199 23 413 Al offenbart ein Verfahren zum Betrieb einer im Viertakt arbeitenden Hubkolben-Brennkraftmaschine mit wechselnder Kompressions- und Fremdzündung bei Volllast und stöchiometrischer Gemischbildung, bei dem die Abgasrückhaltung zur Begünstigung der Selbstzündung durch eine schaltbare Ventilunterschneidung und gleichzeitigem Abgasaufstau durch eine Abgasklappe erfolgen soll. Der Wechsel zwischen Ventilunterschneidung und Ventilüberschneidung, d.h. dem Umschalten zwischen den Steuerzeiten der Gaswechselventile im Kompressionszündbetrieb und im Fremdkzündungsbetrieb erfolgt durch Verschieben einer Nockenwelle, wodurch die Phasenlage der Öffnungsvorgänge verändert wird. Zum Wechsel der Betriebsart muss das bekannte Verfahren eine Vielzahl von Betriebsparametern erfassen, nämlich die Abgasrückhaltung, die Drosselung der Frischladung sowie die Größe des Zündwinkels im Fremdzündungsbetrieb und der Menge und dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung sowie schließlich auch eine Abgasrückführungsrate. Alle Stellmittel für diese beim Wechsel der Betriebsart zu berücksichtigenden Parameter sollen im Betrieb mit der jeweiligen Betriebsart aufeinander abgestimmt werden. Da diese Stellgrößen in ihrer Vielzahl beim Wechsel der Betriebsart nicht beherrschbar sind, soll sich bei dem bekannten Verfahren der Wechsel der Betriebsart über mehrere Arbeitszyklen erstrecken, wobei zunächst die Verschiebung der Nockenwelle vorgesehen ist und anschließend das Schließen bzw. Öffnen der Drosselklappe und der Abgasstauklappe erfolgen soll. Dabei ist die Kraftstoffeinspritzung während des Wechsels der Betriebsart abzuschalten.
In ähnlicher Weise sieht die US 6,336,436 Bl bei einem Wechsel der Betriebsart zwischen Fremdzündungsbetrieb und Kompressionszündungsbetrieb eine Veränderung der Phasenlage der Gaswechselventile zur Realisierung erhöhter Abgasrückhaltung im Brennraum zur Kompressionszündung vor, wobei im Kompressionszündungsbetrieb der Schließzeitpunkt des Auslassventils gegenüber dem Fremdzündungsbetrieb in Richtung "Spät" verschoben werden soll. Gleichzeitig wird der Öffnungszeitpunkt des Einlassventils vorgezogen, so dass sich die geforderte Ventilunterschneidung ergibt . Ein Wechsel der Betriebsarten soll sich über mehrere Arbeitsspiele der Brennkraftmaschine erstrecken, wobei ein Übergangsbetrieb vorgesehen ist, in dem die Einspritzzeiten einer direkten Kraftstoffeinspritzung variiert werden sollen und die Kraftstoffeinspritzung während des Einlasstaktes bei geschlossenem Ξinlassventil vorgesehen ist. Die besondere Vorgehensweise beim Übergangsbetrieb wird als zwingend angesehen, um einen langen Übergangsbetrieb zu ermöglichen, um Klopferscheinungen der Brennkraftmaschine beim Umschalten der Betriebsart entgegenzuwirken.
Die DE 101 22 775 Al beschreibt einen hybriden Motor mit wechselnder Kompressionszündung und Funkenzündung, bei dem für Einlassventile und Auslassventile jeweils eine Nockenwelle vorgesehen ist und welcher eine variable Nockenwellen-Zeitsteuerung aufweist zur Umschaltung der Steuerzeiten der Gaswechselventile. Dabei soll die Zeitsteuerung beider Nockenwellen so ausgebildet sein, dass große Veränderungen der Ventilüberlappungen hergestellt werden können und erreicht wird, dass im Kompressionszündungs-Modus eine solch große Ventil- Überlappung vorhanden ist, dass das Einlassventil öffnet, bevor das Auslassventil schließt. Die Steuerzeiten werden bei dem bekannten Motor durch Veränderungen der Phasenlagen der Öffnungsereignisse der Gaswechselventile hergestellt.
Um sowohl die für die Kompressionszündung erforderliche Abgasrückhaltung durch Ventilunterschneidung zu erzeugen als auch im Fremdzündungsbetrieb eine kleine Ventilüberschneidung bei der Steuerung der Gaswechselventile bereitzustellen und so über den gesamten Last- und Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine zwei Brennverfahren einzusetzen, wird nach den bekannten Vorschlägen ein voll variabler Ventiltrieb vorgesehen, welcher mechanisch, elektromechanisch oder elektrohydraulisch betrieben wird. Solche voll variablen Ventiltriebe sind jedoch mit hohen Kosten verbunden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Wechsel zwischen einem Fremdzündungsmodus und einer Betriebsart mit Kompressionszündung zu schaffen, mit dem bei möglichst geringem baulichen Aufwand ein Wechsel der Betriebsarten mit hoher Laufgleichförmigkeit der Brennkraftmaschine und optimalen Abgasemissionen auch bei Lastsprüngen beim Betriebsartwechsel erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst .
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, beim Wechsel der Betriebsart zwischen Fremdzündungsbetrieb und Kompressionszündungsbetrieb die Veränderungen der Einspritzparameter, der im Ottobetrieb erforderlichen Drosselung sowie der Ventilsteuerung aufeinander abzustimmen, wobei die Ventilsteuerung durch Veränderung der Amplitude und der Phasenlage des Ventilhubes umgeschaltet wird. Es hat sich gezeigt, dass durch Veränderung der Amplitude und der Phasenlage sowohl lastneutrale Umschaltungen als auch Lastsprünge beim Betriebsartwechsel ohne merkbare Beeinträchtigung der Laufgleichförmigkeit der Brennkraftmaschine darstellbar sind. Die Veränderung der Amplitude und der Phasenlage des Ventilhubes kann mit einem voll variablen Ventiltrieb durchgeführt werden, beispielsweise einem mechanischen, elektromechanischen oder elektrohydraulisehen
Nockenventiltrieb. Jedoch kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einfacheren Ventiltrieben durchgeführt werden, mit denen die Amplitude und die Phasenlage umschaltbar sind und zur Darstellung optimaler Betriebsartwechsel die Veränderungen der Einspritzparameter und der Drosselung aufeinander abgestimmt werden. Vorteilhaft wird die Amplitude des Ventilhubes durch Auswechslung zweier alternativ einsetzbarer Nockenkonturen des Ventiltriebes verändert, wobei für jede Betriebsart ein anderer Ventilhub eingesetzt wird. Für die Umschaltung der alternativ einsetzbaren Nockenkonturen kann vorteilhaft ein Tassenstößel eingesetzt werden oder alternativ ein Schaltschlepphebel vorgesehen sein. Ein teilvariabler Nockenventiltrieb zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einfachen baulichen Mitteln verfügt zur Veränderung der Phasenlage des Öffnungshubes über Phasensteller an der bzw. den Nockenwellen. Dabei kann bei Verbrennungsmotoren mit zwei Nockenwellen sowohl einlass- als auch auslassseitig eine Veränderung der Ventilüberschneidung durch alternative Nockenkonturen erreicht werden.
Bei einem Wechsel der Betriebsarten werden entsprechend der angeforderten Betriebslast der Brennkraftmaschine die Einspritzparameter verändert, wobei bei einem Wechsel zum Kompressionszündbetrieb die Einspritzdauer einer Haupteinspritzung reduziert und im ersten Arbeitsspiel des Zylinders mit Kompressionszündung der Einspritzzeitpunkt in Richtung spätere Einspritzung verschoben wird. Das transiente Verhalten des mit einer Drosselklappe gedrosselten Fremdzündverfahrens beeinträchtigt den UmsehaltVorgang nur unwesentlich und die schnelle Verstellbarkeit der Drosselklappe und eine schnelle Antwort des Saugrohrdrucks ermöglichen die Begrenzung des UmsehaltVorganges auf wenige Zyklen. Zweckmäßig wird beim Umschalten auf
Kompressionszündbetrieb eine Voreinspritzung ausgesetzt und erst wenige Zyklen nach dem Erfolgen der Umschaltung wieder zugeschaltet. Es hat sich gezeigt, dass die sehr rasch ausführbaren Maßnahmen der Anpassung der Einspritzmenge und der Öffnung der Drosselklappe beim Umschalten auf Kompressionszündbetrieb einen stabilen Betrieb in den ersten Arbeitsspielen bereitstellt. Auch wenn mechanische Stelleinrichtungen zur Umschaltung des Ventiltriebs mit vergleichsweise geringen Verstellgeschwindigkeiten arbeiten und daher zunächst nur geringe Abgasrückhalteraten bereitstehen, kann die zur Selbstzündung erforderliche Abgastemperatur durch das vom ottomotorischen Betrieb heiße Abgas erreicht werden.
Bei Kompressionszündungsbetrieb reagiert der
Verbrennungsvorgang sensibel auf Temperaturveränderungen der Ansaugluft und wird auch maßgeblich von der Temperatur des zurückgehaltenen Verbrennungsabgases beeinflusst. Die relativ heißen Verbrennungsabgase des vorausgehenden Fremdzündungsbetriebes können eine zu frühe und zu schnelle Verbrennung des Gemisches im Kompressionszündungsmodus verursachen und dem kann durch abstimmende Steuermaßnahmen über das Drosselorgan entgegengewirkt werden. Daneben kann nach dem Entfall der Voreinspritzung beim
Betriebsartenwechsel eine späte Kraftstoffeinspritzung zur Reduzierung des Druckanstieges zweckmäßig sein.
Bei einem Umschalten vom Fremdzündungsmodus mit hoher Last zum Kompressionszündbetrieb mit geringerer Last wird zur Reduzierung des maximalen Druckradianten im Brennraum zunächst die Last auf das einzustellende Lastniveau abgesenkt und anschließend der Betriebsartenwechsel durchgeführt.
Bei einem Wechsel vom Kompressionszündungsbetrieb zum Fremdzündungsmodus wird vorgeschlagen, den folgenden Umschaltmaßnahmen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise einige Arbeitsspiele vorausgehend die Drosselung des Frischgasstroms zu schließen. Durch Schließung der Drosselklappe wird der Saugrohrdruck schon im Kompressionszündbetrieb verringert und damit das Gemisch angefettet. Nach Umschalten der Einspritzparameter kann die Brennkraftmaschine für einige Zyklen im ottomotorischen Betrieb mit kleinem Einlassventilhub und spätem Öffnen des Einlassventils betrieben werden und so die notwendige Verbrennungsstabilität beim Übergang gewährleistet werden. Vorteilhaft wird die Drosselung etwa fünf Arbeitsspiele vor der Veränderung der Einspritzparameter eingeleitet. Im mageren Ottobetrieb mit geringem Ventilhub wird das Gemisch soweit angefettet, daß eine lastneutrale Umschaltung der Betriebsarten mit stabiler Verbrennung ermöglicht ist. Dabei wird die Haupteinspritzdauer entsprechend konstanter Last angepasst und entsprechend dem höheren Kraftstoffbedarf bei fremdgezündeter Verbrennung mehr Kraftstoff zugemessen.
Bei einer Umschaltung der Betriebsarten vom Kompressionszündungsmodus zur Fremdzündung mit Lasterhöhung wird eine rasche Umschaltung mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen erreicht, indem die Drosselung des Ansaugluftstroms eingeschaltet wird und bereits nach wenigen Zyklen die Fremdzündung in Richtung "früher" Zündung verstellt wird. Da beim Wechsel mit Lasterhöhung gegenüber lastneutraler Umschaltung geringere Differenzen im Saugrohrdruck auftreten, können sich die Anspassungsmaßnahmen während des Umsehaltvorganges auf die Verstellung der Drosselung und die Einspritzmenge beschränken, wobei auch aufgrund der Fremdzündung der Zündzeitpunkt einzustellen ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine; Fig. 2 eine graphische Darstellung der Amplituden und der Öffnungshübe der Gaswechselventile;
Fig. 3 in graphischer Darstellung den Verlauf charakteristischer Betriebsparameter der Brennkraftmaschine beim Umschaltvorgang vom Fremdzündungsbetrieb zum Kompressionszündbetrieb;
Fig. 4 in graphischer Darstellung den Verlauf der
Betriebsparameter während des UmsehaltVorganges vom Kompressionszündbetrieb zum Fremdzündbetrieb.
Fig. 1 zeigt eine Hubkolbenbrennkraftmaschine 1, in deren Zylindern 2 jeweils ein Hubkolben 3 längsbeweglich angeordnet ist und einen Brennraum 4 begrenzt, welcher von einem auf dem Zylinder 2 aufgesetzten Zylinderkopf 5 abgeschlossen ist. In dem Zylinderkopf 5 sind mindestens ein Einlasskanal 13 und ein Auslasskanal 14 ausgebildet, wobei durch den Einlasskanal 13 Sauerstoffreiches Frischgas zugeführt wird zur Bildung eines brennbaren Kraftstoff-/Luftgemisches. Durch den Auslasskanal 14 werden nach jeder Verbrennung die Verbrennungsabgase aus dem Brennraum abgeführt. Der zyklische Ladungswechsel im Zylinder 2 wird von Gaswechselventilen 6, 7 gesteuert, welche von einem Nockenventiltrieb 26 zwangsgesteuert werden. Die Ventilstöße der Gaswechselventile 6, 7 werden von der Nockenkontur 27 des Nockentriebes 26 betätigt, welche von einer Nockenwelle 29 angetrieben werden. Dabei wird zweckmäßig den Einlassventilen 6 und den Auslassventilen 7 jeweils eine Nockenwelle 29 zugeordnet.
Zwecks Kraftstoffzumessung ist in jedem Zylinderkopf 5 ein Direkteinspritzventil 10 angeordnet, welches einen Brennstoffstrahl 11 direkt in den Brennraum 4 abgibt . Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein Saugrohrinjektor 12 vorgesehen, welcher optional Kraftstoff in den Einlasskanal 13 abgibt. Durch Saugrohreinspritzung kann homogenes Kraftstoff-/Luftgemisch durch den Einlasskanal in den Brennraum 4 zugeführt werden und insbesondere in höheren Betriebslasten beide Injektoren gleichzeitig zur Zumessung einer größeren Kraftstoffmenge eingesetzt werden. Das Direkteinspritzventil 10 und der Saugrohrinjektor 12 werden von Kraftstoffleitungen 15, 16 von einer Kraftstoffpumpe 18 gespeist, welche über eine Vorlaufleitung 17 aus einem Kraftstofftank 20 versorgt ist. Insbesondere bei Ausgestaltung der Kraftstoffpumpe 18 als Hochdruckpumpe ist die Anordnung einer Vorförderpumpe 19 in der Vorlaufleitung 17 zweckdienlich. Das Direkteinspritzventil 10 ist über eine Signalleitung 23 und der Saugrohrinjektor 12 über eine Signalleitung 22 mit der Ausgangsseite einer Reglereinheit 9 verbunden, welche in Abhängigkeit des Betriebspunktes der Brennkraftmaschine die Kraftstoffzumessung einstellt und entsprechende Einspritzbefehle über die Signalleitung 22, 23 abgibt. Zur Ermittlung des jeweils vorliegenden Betriebspunktes der Brennkraftmaschine werden der Reglereinheit laufend gemessene Informationen über die Betriebslast L und die Drehzahl n oder andere Betriebsparameter eingegeben.
Die Brennkraftmaschine wird in höheren Lastbereichen der Brennkraftmaschine mit Fremdzündung betrieben, wobei ein stöchiometrisches Kraftstoff-/Luftgemisch durch den Zündfunken einer im Zylinderkopf 5 angeordneten und mit ihren Elektroden in den Brennraum 4 einragenden Zündkerze 8 gezündet wird. Den Zündzeitpunkt bestimmt die Reglereinheit 9, welche über eine Steuerleitung 30 mit der Zündkerze 8 verbunden ist. Im Fremdzündungsbetrieb wird der Frischgasmassenstrom mittels einer im Einlasskanal 13 angeordneten Drosselklappe 24 auf das dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine entsprechende Maß gedrosselt, wobei der Einstellwinkel der Drosselklappe 24 über eine Steuerleitung 25 von der Reglereinheit 9 bestimmt wird.
In unteren und mittleren Lastbereichen der Brennkraftmaschine ist ein Kompressionszündungsbetrieb vorgesehen, bei dem der Frischgasmassenstrom ungedrosselt oder nahezu ungedrosselt in den Brennraum 4 geführt wird und im Brennraum ein mageres Kraftstoffgemisch zur Selbstzündung gebracht wird. Der Kraftstoff wird dabei von dem Direkteinspritzventil 10 vorzugsweise saugsynchron und vor ZOT eingespritzt. Die Selbstzündung des Kraftstoffgemisches wird durch eine Temperaturanhebung im Brennraum mittels Abgasrückhaltung herbeigeführt. Die Abgasrückhaltung erfolgt durch eine Veränderung der Ventilsteuerzeiten gegenüber dem Fremdzündungsbetrieb, wobei eine größere Ventilüberschneidung der Steuerzeiten der Gaswechselventile herbeigeführt wird. Die Einstellung der Steuerung der Gaswechselventile 6, 7 wird dabei derart eingestellt, dass die Brennraumtemperatur infolge des zurückerhaltenen Abgases ansteigt und eine Selbstzündung der durch die Kompression durch den Kolben 3 erwärmten Gemischladung erfolgen kann.
Erfindungsgemäß ist der Nockenventiltrieb 26 derart ausgebildet, dass im Fremdzündungsbetrieb und im Kompressionszündbetrieb unterschiedliche Amplituden und Phasenlagen des Ventilhubes der Gaswechselventile 6, 7 eingestellt werden können. Eine baulich einfache und kostengünstige Lösung zur Umschaltung der Amplitude und der Phasenlage des Ventilhubes ist ein teilvariabler Nockenventiltrieb, welcher über zwei alternativ einsetzbare Nockenkonturen 27 mit unterschiedlichen Amplituden des Ventilhubes verfügt. Als Schaltelement für die alternativen Nockenkonturen 27 ist ein schaltbarer Tassenstδßel oder auch ein Schaltschlepphebel vorgesehen. Die Phasenlage des Öffnungshubes wird durch Phasensteiler an einer das betreffende Gaswechselventil 6, 7 steuernden Nockenwelle 29 verändert. Die Umschaltung der Ventilsteuerung beim Wechsel der Betriebsarten zwischen Kompressionszündung und Fremdzündungsmodus wird von der Steuereinheit 9 über eine Signalleitung 28 veranlasst. Die Steuereinheit 9 verfügt über einen Kennfeldspeicher 21, aus dem die Einstellparameter entsprechend der vorliegenden Betriebsart für die von ihr beherrschten Stellorgane bedarfsweise entnommen werden.
Fig. 2 zeigt in graphischer Darstellung den Verlauf der Öffnungshübe des Einlassventils EV und des Auslassventils AV für den fremdgezündeten Ottobetrieb und für den Kompressions- zündungsbetrieb RZV. Dabei ist erkennbar, dass sowohl die Phasenlage im Kurbelwinkelbereich nach dem oberen Totpunkt des Kolbenhubes verschoben werden kann und außerdem der Ventilhub variierbar ist. Die Abstimmung der vom Nockenventiltrieb beim Betriebsartwechsel einstellbaren Parameter der Phasenverstellung und des Ventilhubes mit den beim Betriebsartwechsel umgestellten Parametern mit Auswirkung auf den Verbrennungsvorgang, nämlich die Ein- spritzparameter und die Drosselung sowie die Ein- und Ausschaltung der Fremdzündung wird nachstehend anhand der Zeichnungen 3 und 4 näher erläutert .
Fig. 3 zeigt in graphischer Darstellung den zeitlichen Verlauf der Einspritzparameter der Drosselklappe sowie der Umstellung des Nockenventiltriebs bei einer Umschaltung des Verbrennungsmodus vom fremdgezündeten Ottobetrieb zum Kompressionszündungsbetrieb RZV. Die Haupteinspritzdauer wird entsprechend der Lastanforderung im Kompressionszündbetrieb angepasst . Die Verbrennung im Kompressionszündbetrieb weist einen besseren Wirkungsgrad auf als die ottomotorische Verbrennung, so dass bei einem lastneutralen Betriebsartwechsel die Einspritzmenge verringert wird. Die Haupteinspritzdauer wird dabei entsprechend angepasst . Dabei wird der Einspritzzeitpunkt im ersten Arbeitsspiel im Kompressionszündungsbetrieb nach dem Betriebsartwechsel in Richtung spätere Einspritzung verstellt, um die Brenngeschwindigkeit zu reduzieren. Eine Voreinspritzung wird erst einige Arbeitsspiele erfolgter Umschaltung zugeschaltet. Beim Betriebsartwechsel wird die Phasenlage des Öffnungshubes des Auslassventils von ihrer mit spätem Schließen verbundenen Stellung im Fremdzündungsbetrieb erst nach dem Betriebsartwechsel auf den stationären
Kompressionszündungsbetrieb vorgesehenen Wert gestellt. Auch wenn aufgrund der vergleichsweise geringen
Verstellgeschwindigkeit des umschaltbaren Nockenventiltriebs die Verstellung gemäß der gestrichelt dargestellten graphischen Linie der Messung von der Verstellung abweicht, hat sich gezeigt, dass das im fremdgezündeten Betrieb heiße Abgas ausreicht, trotz niedriger Abgasrückhalteraten das für die Selbstzündung erforderliche Temperaturniveau zu erreichen.
Der Umschaltvorgang vom Fremdzündungsbetrieb zum Kompressionszündungsbetrieb wird vom transienten Verhalten des gedrosselten Ottobetriebs vernachlässigbar beeinträchtigt. Die sehr schnelle Verstellbarkeit der Drosselklappe und die rasche Änderung des Saugrohrdrucks bei Öffnung der Drosselklappe ermöglichen eine rasche Umschaltung. Die Veränderungen der Einspritzparameter und des Nockenventiltriebs sowie der Drosselklappenstellung kann innerhalb eines Zeitraumes von lediglich fünf Zyklen erfolgen. Durch die Verschiebung des
Haupteinspritzzeitpunktes in Richtung "spät" und Variation der Drosselklappenstellung kann eine stabile Verbrennung im Übergangsbetrieb während der fünf modifizierten Zyklen erreicht werden und einer Frühzündung oder zu schnellen Verbrennung des Gemisches im Kompressionszündungsmodus entgegengewirkt werden und der sensiblen Reaktion der Verbrennung im Kompressionszündmodus auf Temperaturveränderungen der angesaugten Luft und des zurückgehaltenen Restgases Rechnung getragen werden. Die späte Haupteinspritzung und gegebenenfalls eine Nacheinspritzung reduzieren die Druckanstiege beim Wechsel der Betriebsarten zum Kompressionszündmodus, wodurch überhöhte Zylinderdrucke und Klopfneigung ausgeschaltet sind.
Bei einem Wechsel vom Fremdzündungsbetrieb zum Kompressionszündungsbetrieb mit Verringerung der Betriebslast ist vorgesehen, zunächst die Betriebslast im fremdgezündeten Modus auf das neu einzustellende Lastniveau zu reduzieren und anschließend einen lastneutralen Umschaltvorgang nach den vorstehenden Ausführungen durchzuführen. Die Reglereinheit 9 bestimmt die Anzahl der fremdgezündeten Zyklen vor dem Wechsel der Betriebsart in Abhängigkeit der Betriebslast im vorausgehenden ottomotorischen Betrieb und berücksichtigt die Temperatur der Brennkraftmaschine.
Fig. 4 zeigt in graphischer Darstellung den bei Betriebsartwechsel veränderbaren Parameter der Brennkraftmaschine beim Wechsel vom
Kompressionszündungsbetrieb zum Fremdzündungsmodus. Dabei wird zunächst die Drosselklappe im Einlassbereich geschlossen und somit der Druck im Einlasskanal reduziert und auch das Gemisch im Brennraum angefettet. Das Schließen der Drosselklappe erfolgt einige Zyklen vor dem vorgesehenen Wechsel der Betriebsart, wobei die Anzahl der Zyklen abhängig ist vom Saugrohrvolumen zwischen Drosselklappe und Einlassventilen der Brennkraftmaschine sowie der Anzahl der angeschlossenen Zylinder und somit von der Konstruktion der Brennkraftmaschine. Zum Wechsel der Betriebsart wird die Amplitude und der Ventilhub der Gaswechselventile auf das für den ottomotorischen Betrieb vorgesehene Maß verstellt. Dabei ist beim Wechsel zum Fremdzündungsmodus ein Übergangsbetrieb vorgesehen, bei dem ein fremdgezündeter Betrieb mit kleiner Amplitude und später Phasenlage des Einlassventilhubs vorgesehen ist, wodurch sich ein magerer ottomotorischer Betrieb mit hoher Verbrennungsstabilität ergibt. Die dem Übergangsbetrieb mit kleinem Öffnungshub des Einlassventils vorausgehende Schließung der Drosselklappe stellt sicher, dass auch im ottomotorischen Übergangsbetrieb ein gedrosselter Frischgasstrom vorliegt.
Bei einem Umschalten vom Kompressionszündungsbetrieb zum ottomotorischen Betrieb mit Lasterhöhung kann die Dauer des Umschaltvorganges reduziert werden, da bei größerer Last eine größere Menge des Kraftstoff-/Luftgemisches benötigt wird und die Anzahl der Arbeitsspiele mit geschlossener Drosselklappe reduziert werden kann. Die ersten Zyklen mit fremdgezündeter Verbrennung erfolgen mit magerem Gemisch und die einsetzende Fremdzündung durch die Zündkerze wird in Richtung früher Zündung gestellt. Beim Wechsel der Betriebsart wird die eingespritzte Kraftstoffmenge in den ersten ottomotorischen Zyklen gegenüber stöchiometrisch ottomotorischer Verbrennung reduziert, um dem besseren Wirkungsgrad bei mageren Gemischen Rechnung zu tragen.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (1) , in deren Zylindern (2) jeweils ein Brennraum (4) von einem längsbeweglichen Kolben (3) begrenzt ist, den Zylindern (2) Kraftstoff und Frischgas zur Bildung eines brennbaren Kraftstoffgemisches zugeführt wird, wobei die Zuführung von Frischgas durch Einlasskanäle (13) und die Abführung von Verbrennungsabgasen durch Auslasskanäle (14) erfolgt, welche von Einlassventilen (6) und Auslassventilen (7) freigebbar sind, die zur Durchführung des zyklischen Ladungswechsels von einem Nockenventiltrieb (26) zwangsgesteuert werden, wobei in höheren Lastbereichen der Brennkraftmaschine eine Betriebsart mit Fremdzündung (Otto) vorgesehen ist, bei der ein stöchiometrisches Kraftstoffgemisch mit einem drosselbaren Frischgasstrom gebildet und durch eine Zündkerze (8) gezündet wird und bei geringeren Lastanforderungen der Brennkraftmaschine (1) eine Betriebsart mit Kompressionszündung (RZV) vorgesehen ist, bei welcher ein mageres Kraftstoffgemisch mit zugeführtem Frischgas gebildet und zur Selbstzündung gebracht wird durch Temperaturanhebung mittels derartiger Veränderung der Steuerzeiten der Gaswechselventile (6, 7) , dass Verbrennungsabgase im Brennraum (4) zurückgehalten und beim folgenden Arbeitsspiel des Zylinders (2) an der Frischgemischbildung teilnehmen, wobei der Nockenventiltrieb (26) zwischen einer Ventilsteuerung für den Fremzündungsbetrieb (Otto) und einer für den Kompressionszündbetrieb (RZV) vorgesehenen ZwangsSteuerung mit größerer Ventilunterschneidung der Steuerzeiten der Gaswechselventile (6, 7) bedarfsweise umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel der Betriebsart zwischen Fremdzündungsbetrieb (Otto) und
Kompressionszündungsbetrieb (RZV) durch aufeinander abgestimmte Veränderungen der Einspritzparameter, der Drosselung des Frischgasstroms sowie der Ventilsteuerung erfolgt, wobei die Ventilsteuerung durch Veränderung der Amplitude und der Phasenlage des Ventilhubes wenigstens eines der Gaswechselventile (6, 7) umgeschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude des Ventilhubes durch Wechsel zweier alternativ einsetzbarer Nockenkonturen (27) des Ventiltriebs (26) verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelement ein schaltbarer Tassenstößel eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelement ein Schaltschlepphebel eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage des Öffnungshubes durch Phasensteller an einer das betreffende Gaswechselventil (6, 7) steuernden Nockenwelle (29) verändert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel der Betriebsarten die Einspritzparameter, entsprechend der angeforderten Betriebslast (L) der Brennkraftmaschine (1) verändert werden, wobei bei einem Wechsel zum
Kompressionszündungsbetrieb (RZV) die Einspritzdauer einer Haupteinspritzung reduziert und im ersten Arbeitsspiel des Zylinders mit Kompressionszündung der Einspritzzeitpunkt in Richtung spätere Einspritzung verschoben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel zum Kompressionszündungsbetrieb (RZV) eine Voreinspritzung abgestellt und einige Zyklen nach dem Wechsel der Betriebsart zugeschaltet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umschalten der Einspritzparameter der Ventiltrieb (26) des Auslassventils (7) eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel der Betriebsarten zum Fremdzündungsbetrieb (Otto) den folgenden Umsehaltmaßnahmen einige Arbeitsspiele vorausgehend eine Drosselung des Frischgasstroms einsetzt .
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Differenz der angeforderten Betriebslast gegenüber der vorherigen Betriebslast der Zeitpunkt des Beginns der Drosselmaßnahmen vor dem Wechsel der Betriebsart bestimmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Einlasskanal (13) angeordnetes Drosselorgan (24) geschlossen wird und anschließend auf die angeforderte Betriebslast (L) der Brennkraftmaschine (1) eingeregelt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel der Betriebsarten zum Fremdzündungsbetrieb (Otto) der Öffnungshub vergrößert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine beim Wechsel zum Fremdzündungsbetrieb (Otto) zunächst ein fremdgezündeter Übergangsbetrieb mit geringem Öffnungshub und späten Öffnen des Einlassventils vorgesehen ist und die Einstellung des Ventiltriebes (26) des Einlassventils (6) auf das im Fremdzündungsbetrieb vorgesehene Maß als abschließende Maßnahme des Betriebsartwechsels erfolgt.
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