Obwohl auf beliebige Kraftstoffe und Motoren beliebiger Fahrzeuge anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in bezug auf eine sen- zindirekteinspritzung einer Brennkraftmaschine eines Perso- nenwagens erläutert.

Bei solchen Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinsprit- zung wird zur vollständigen Nutzung des Verbrauchsvorteils in bestimmten Betriebsbereichen eine sogenannte Ladungs- schichtung im Brennraum realisiert, was im folgenden als Schichtbetrieb bezeichnet wird.

Beim sogenannten Normalbetrieb der Benzindirekteinspritzung wird der gesamte Brennraum mit einem stöchiometrischen Luft-/Krafstoffgemisch homogen gefüllt, das zum Zündzeit- punkt durch den Zündfunken gezündet wird.

Beim Schichtbetrieb hingegen wird lediglich eine kleine stöchiometrische Wolke in den Brennraum eingebracht, welche lokal zündbar ist, wohingegen der restliche Inhalt des Brennraums nicht gezündet werden kann. Der Vorteil dieses Schichtbetriebs liegt in einem erweiterten Magerbetrieb der Brennkraftmaschine und damit letztendlich in einer Kraft- stoffersparnis..

Es ist somit wünschenswert, den Betriebsbereich des Schichtbetriebs möglichst groß zu gestalten, also insbeson- dere auf möglichst hohe Lasten und hohe Drehzahlen auszu- dehnen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik besteht allgemein darin, daß ein Lester Zündzeitpunkt nötig ist, um die geschichtete Ladung im Brennraum sicher ent- flammen zu können. Dieser feste Zündzeitpunkt kann bei be- stimmten Betriebspunkten u. U. sehr früh liegen, und zwar typischerweise bis zu einer Stellung Kurbelwelle von 50° vor dem oberen Totpunkt (OT).

Als nachteilhaft hat sich dabei die Tatsache herausge- stellt, daß es bei derartigen Betriebspunkten im geschich- teten ungedrosselten Betrieb zu klopfenden Verbrennungen kommen kann. Da der Zündwinkel nicht variiert werden kann, d. h. auf einen"späteren"oder näher bei OT liegenden Wert verstellt werden kann, sind andere Maßnahmen erforderlich, um auftretende klopfende Verbrennungen zu beseitigen.

VORTEILE DER ERFINDUNG Das erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber den bekannten Lö- sungsansätzen den Vorteil auf, daß die Brennkraftmaschine soweit wie möglich im verbrauchsgünstigen Schichtbetrieb betrieben wird, und erst dann in den homogenen Normalbe- trieb umgeschaltet wird, wenn klopfende Verbrennungen (z. B. bei hohen Ansaugluft-und/oder Kühlwassertemperaturen dies unbedingt erforderlich machen, weil ansonsten die Gef-ahr der Beschädigung von Teilen des Motors herrscht.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be- steht darin, daß eine Umschaltung vom inhomogenen Schicht- betrieb auf den homogenen Normalbetrieb bei auftretenden klopfenden Verbrennungen durchgeführt wird. Sollte nach dem Umschalten und der Androsselung im homogenen Normalbetrieb immer noch ein Klopfen vorliegen, kann zusätzlich mit einer Verstellung des Zündwinkels reagiert werden, was im inhomo- genen Schichtbetrieb nicht möglich ist.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil- dungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Kraftstoff-Einspritzverfahrens.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Erfassen der Klopfintensität als für das Klopfen charakteristische Größe an dem mindestens einen Zylinder der Brennkraftma-

schine im inhomogenen Schichtbetrieb und ein Umschalten von mindestens dem einen Zylinder vom inhomogenen Schichtbe- trieb auf den homogenen Normalbetrieb, wenn die Klopfinten- sität des einen Zylinders einen vorbestimmten ersten Klop- fintensitätsschwellwertüberschreitet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Erfassen der Klopfhäufigkeit als für das Klopfen charakte- ristische Größe an mehreren Zylindern der Brennkraftmaschi- ne im inhomogenen Schichtbetrieb und ein Umschalten von den mehreren Zylindern vom inhomogenen Schichtbetrieb auf den homogenen Normalbetrieb, wenn die Klopfhäufigkeit der meh- reren Zylinder einen vorbestimmten ersten Klopfhaufigkeits- schwellwert überschreitet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Durchführen einer Androsselung im homogenen Normalbetrieb nach der Umschaltung, ein Erfassen einer für das Klopfen charakteristischen Größe an mindestens einem Zylinder der Brennkraftmaschine im homogenen Normalbetrieb und ein Ver- stellen des Zündwinkels, wenn die erfaßte charakteristische Größe des einen Zylinders ein vorbestimmtes zweites Krite- rium, vorzugsweise hinsichtlich Klopfintensität oder Klopf- häufigkeit, erfüllt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Durchführen des homogenen Normalbetriebs während einer be- triebspunktabhängigen Zeitspanne und ein Umschalten von

mindestens dem einen Zylinder vom homogenen Normalbetrieb auf den inhomogenen Schichtbetrieb.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Erfassen einer für das Klopfen charakteristischen Größe an mindestens einem Zylinder der Brennkraftmaschine im homoge- nen Normalbetrieb und ein Umschalten von mindestens dem ei- nen Zylinder vom homogenen Normalbetrieb auf den inhomoge- nen Schichtbetrieb nach dem Durchführen des homogenen Nor- malbetriebs während einer betriebspunktabhängigen Zeitspan- ne nur dann, wenn die erfaßte charakteristische Größe des einen Zylinders ein vorbestimmtes drittes Kriterium, vor- zugsweise hinsichtlich Klopfintensität oder Klopfhaufig- keit, erfüllt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Festlegen einer Kennlinie, bei der eine Umschaltung zwi- schen dem homogenen Normalbetrieb und dem inhomogenen Schichtbetrieb durchgeführt wird, als Funktion mindestens eines motorspezifischen Parameters, vorzugsweise Drehzahl und Last, und ein Verschieben zumindest eines Teils der Kennlinie ansprechend auf die Tatsache, daß an einem Be- triebspunkt, für den der inhomogene Schichtbetrieb vorgese- hen ist, erfaßt wird, daß die erfaßte charakteristische Größe des einen Zylinders ein vorbestimmtes viertes Krite- rium, vorzugsweise hinsichtlich Klopfintensität oder Klopf- Häufigkeit, erfüllt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Verschieben eines Stützpunktes der Kennlinie entsprechend dem Betriebspunkt um einen vorbestimmten ersten Betrag zu einem adaptierten Stützpunkt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Erfassen der Klopfintensität als für das Klopfen charakte- ristische Größe an dem mindestens einen Zylinder der Brenn- kraftmaschine im inhomogenen Schichtbetrieb und ein Ver- schieben des Teils der Kennlinie, wenn die Klopf Intensität des einen Zylinders einen vorbestimmten zweiten Klopf inten- sitätsschwellwert überschreitet, welcher kleiner als der erste ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Erfassen der Klopfhäufigkeit als für das Klopfen charakte- ristische Größe an mehreren Zylindern der Brennkraftmaschi- ne im inhomogenen Schichtbetrieb und ein Verschieben des Teils der Kennlinie, wenn die Klopfhäufigkeit des einen Zy- ~ders einen vorbestimmten zweiten Klopfhäufigkeits- schwellwert überschreitet, welcher kleiner als der erste Klopfhäufigkeitsschwellwert ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Rückverschieben des adaptierten Stützpunktes der Kennlinie entsprechend dem Betriebspunkt um einen vorbestimmten zwei- ten Betrag in Richtung des ursprünglichen Stützpunktes, wenn die erfaßte charakteristische Größe des einen Zylin- ders für eine bestimmte Zeitspanne ein vorbestimmtes fünf-

tes Kriterium, vorzugsweise hinsichtlich Klopfintensität oder Klopfhäufigkeit, erfüllt, wobei der vorbestimmte zwei- te Betrag vorzugsweise kleiner als der vorbestimmten erste Betrag ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Zy- linder durch jeweilige Einzeldrosselklappen steuerbar und wird das Erfassen und das Umschalten für jeden Zylinder se- parat durchgeführt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Androsseln von mindestens dem einen Zylinder im inhomogenen Schichtbetrieb, wenn die erfaßte charakteristische Größe des einen Zylinders ein vorbestimmtes sechstes Kriterium, vorzugsweise hinsichtlich Klopfintensität oder Klopfhäufig- keit, erfüllt.

Gemäß einer Weiterbildungerfolgteinbevorzugten Erfassen der Klopfintensität als für das Klopfen charakte- ristische Größe an dem mindestens einen Zylinder der Brenn- kraftmaschine im inhomogenen Schichtbetrieb und ein Andros- seln von mindestens dem einen Zylinder im inhomogenen Schichtbetrieb, wenn die Klopfintensitat des einen Zylin- ders einen vorbestimmten dritten Klopfintensitätsschwell- wert überschreitet, welcher kleiner als der vorbestimmte erste und zweite Klopfintensitätsschwellwert ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Erfassen der Klopfhäufigkeit als für das Klopfen charakte-

ristische Größe an mehreren Zylindern der Brennkraftmaschi- ne im inhomogenen Schichtbetrieb und ein Androsseln von den mehreren Zylindern im inhomogenen Schichtbetrieb, wenn die Klopfhäufigkeit der mehreren Zylinder einen vorbestimmten dritten Klopfhäufigkeitschwellwert überschreitet, welcher kleiner als der vorbestimmte erste und zweite Klopfhäufig- keitsschwellwert ist.

ZEICHNUNGEN Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er- läutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Anpassung einer Kennlinie, bei der eine Umschaltung zwi- schen dem homogenen Normalbetrieb und dem inhomo- genen Schichtbetrieb als Funktion der Drehzahl und Last durchgeführt wird gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoff- Einspritzverfahrens.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein Ausführungsbeispiel des er- findungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzverfahrens erläutert.

In Fig. 1 bezeichnen D die Drehzahl und L die Last der be- treffenden Brennkraftmaschine, U die Kennlinie, bei der ei- ne Umschaltung zwischen dem homogenen Normalbetrieb und dem

inhomogenen Schichtbetrieb als Funktion der Drehzahl D und Last L durchgeführt wird, wobei S1-S5 Stützpunkte der Kenn- linie U sind, zwischen denen zweckmäßigerweise interpoliert wird. Dabei ist I der Bereich für inhomogenen Schichtbe- trieb und II der Bereich für homogenen Normalbetrieb. S3' ist ein adaptierter Stützpunkt und U'eine entsprechend ad- aptierte Kennlinie. A ist ein Verschiebungsbetrag des Stützpunktes S3 in Richtung des Bereiches II, und 5 ein entsprechender Rückverschiebungsbetrag in Richtung des Be- reiches I.

Bei diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraft- stoff-Einspritzverfahrens für eine Brennkraftmaschine mit einer Drosselklappe und einem Saugrohr erfolgt ein konti- nierliches Erfassen der Klopfintensität als für das Klopfen charakteristische Größe an jedem Zylinder der Brennkraftma- schine im inhomogenen Schichtbetrieb und im homogenen Nor- malbetrieb.

Wenn die Klopfintensität eines Zylinders im inhomogenen Schichtbetrieb einen vorbestimmten ersten Klopf intensitäts- schwellwert überschreitet, erfolgt ein Umschalten aller Zy- lindern vom inhomogenen Schichtbetrieb auf den homogenen Normalbetrieb. im homogenen Normalbetrieb erfolgt ein Durchiühren einer Androsselung nach der Umschaltung und wird das Erfassen der Klopfintensität fortgeführt.

Wenn die Klopfintensität immer noch zu hoch ist, kann im homogenen Normalbetrieb ein Verstellen des Zündwinkels er- folgen.

Nach Durchführen des homogenen Normalbetriebs während einer betriebspunktabhängigen Zeitspanne erfolgt ein Umschalten von allen Zylindern vom homogenen Normalbetrieb auf den in- homogenen Schichtbetrieb, wenn die Klopfintensität ausrei- chend niedrig ist.

Desweiteren erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel ein Ver- ändern der Kennlinie U ansprechend auf die Tatsache, daß an einem Betriebspunkt, hier B, füµ den der inhomogene Schichtbetrieb vorgesehen ist, erfaßt wird, daß die erfaßte charakteristische Größe eines Zylinders ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt, nämlich wenn die Klopf Intensität minde- stens eines Zylinders einen vorbestimmten zweiten Klopfin- tensitätsschwellwert überschreitet, der niedriger ist als der erste Klopfintensitätsschwellwert.

Insbesondere erfolgt ein Verschieben des Stützpunktes S3 der Kennlinie U entsprechend dem Betriebspunkt (B) um einen vorbestimmten ersten Betrag A zu einem adaptierten Stütz- punkt S3'. Daraus läßt sich der adaptierte Kennlinienteil U' (gestrichelt) bilden, an dem die Umschaltung zwischen inhomogenen Schichtbetrieb und homogenen Normalbetrieb er- folgt.

Liegt kein Zylinder mehr über dem zweiten Klopfintensitäts- schwellwert, erfolgt ein Rückverschieben des adaptierten Stützpunktes S3'der Kennlinie U entsprechend dem Betrieb- spunkt B um einen vorbestimmten zweiten Betrag 5 in Rich- tung des ursprünglichen Stützpunktes S3, wobei der vorbe- <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> stimmte zweite Betrag 6 kleiner als der vorbestimmten erste<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Betrag A ist. Dies wird periodisch solange wiederholt, bis der ursprüngliche Stützpunkt S3 wieder erreicht ist.

Die Umschaltung zwischen inhomogenen Schichtbetrieb und ho- mogenen Normalbetrieb erfolgt jeweils gemäß der momentanen adaptierten Kennlinie.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem die Zylin- der durch jeweilige Einzeldrosselklappen steuerbar sind, kann nicht nur das Erfassen, sondern auch das Umschalten für jeden Zylinder separat durchgeführt werden.

Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein An- drosseln von einem Zylinder im inhomogenen Schichtbetrieb erfolgen, wenn die Klopfintensität des einen Zylinders ei- nen vorbestimmten dritten Klopfintensitätsschwellwert über- schreitet, welcher kleiner als der vorbestimmte erste und zweite Klopfintensitätsschwellwert ist. Wieweit dieses Androsseln erfolgen kann, hängt von dem betreffenden Motor- typ ab.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevor- zugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie dar- auf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifi- zierbar.

Die Erfassung der Klopfintensitat und der Klopfhäufigkeit können selbstverständlich auch gleichzeitig erfolgen.

Auch können komplexere Kennlinien unter Verwendung mehrerer Parameter verwendet werden.

Schließlich kann die Adaption der Kennlinie auf beliebige Art und Weise erfolgen und ist nicht auf die illustrierte Art beschränkt.

Kraftstoff-Einspritzverfahren BEZUGSZEICHENLISTE : Drehzahl L Last U Kennlinie BBetriebspunkt 'S1-S5Stützpunkte I Bereich für inhomogenen Schichtbetrieb fürhomogenenNormalbetriebIIBereich S3'adaptierter Stützpunkt U'adaptierte Kennlinie #Verschiebungsbetrag #Rückverschiebungsbetrag