Zur Abgasreinigung von Dieselmotoren werden Adsorptionseinrich- tungen für Stickoxide (NOx) verwendet. NOx-Adsorbersysteme speichern unter bestimmten Voraussetzungen, z. B. freie Spei- cherkapazität, aktives Temperaturfenster, die Stickoxide von Verbrennungskraftmaschinen bei magerer Verbrennung, d. h. über- stöchiometrischer Verbrennung mit X > 1 und Restsauerstoff im Abgas. NOx-Adsorbersysteme speichern auch den im Kraftstoff und Motoröl enthaltenen Schwefel in Form von Sulfaten (SOx). Die Sulfate belegen durch die höheren chemischen Bindungskräfte un- erwünscht die Speicherstellen für die Stickoxide. Zur Regenera- tion solcher NOx-Adsorbersysteme, also eine Desorption von NOx und ein gleichzeitiger NOx-Umsatz sowie eine Desorption von SOx und gleichzeitiger SOx-Umsatz, wird sauerstofffreies Abgas mit X < 1 und möglichst hohem Reduktionsmittelgehalt benötigt. Eine solche Regeneration eines NOx-Adsorbersystems kann durch zeit- weisen fetten Motorbetrieb, d. h. mit unterstöchiometrischer Verbrennung mit X < 1, realisiert werden.

In der Patentschrift DE 195 43 219 Cl ist ein Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors beschrieben, bei dem zwischen ei- nem Magerbetrieb mit überstöchiometrischem Verbrennungsluftver- hältnis X > 1 und einem Fettbetrieb mit unterstöchiometrischem Verbrennungsluftverhältnis X < 1 umgeschaltet wird. Die Um- schaltung erfolgt zur Regeneration einer Abgasreinigungsanlage mit einem NOx-Adsorbersystem. Das Umschalten von Magerbetrieb auf Fettbetrieb erfolgt durch elektronisch geregelte Abgasrück- führung, Ansaugluftdrosselung, zusätzliche Nacheinspritzung von Kraftstoff sowie Erhöhung des Abgasgegendrucks.

In der Patentschrift DE 197 50 226 Cl ist ein Motorregelsystem für einen Dieselmotor beschrieben, bei dem mit dem Umschalten zwischen Magerbetrieb und Fettbetrieb gleichzeitig zwischen ge- speicherten Kennfeldern für den Magerbetrieb und Kennfeldern für den Fettbetrieb umgeschaltet wird. Damit soll unter anderem erreicht werden, dass der Fahrer das Umschalten zwischen Mager- betrieb und Fettbetrieb nicht als störend empfindet bzw. nicht bemerkt. Der Dieselmotor liefert aber nur in einem begrenzten Bereich des Fettbetriebes etwa die gleiche Leistung wie in dem entsprechenden Magerbetrieb, so dass ein unbemerkter Wechsel zwischen den Betriebsarten nur in diesem begrenzten Bereich er- folgen kann.

In der Patentschrift DE 197 53 718 Cl ist ein Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors beschrieben, bei dem nur bei Vor- liegen eines stationären oder quasi stationären Motorbetriebs- zustandes von Magerbetrieb auf Fettbetrieb des Dieselmotors um- geschaltet wird. Dadurch soll erreicht werden, dass beim Um- schalten hinsichtlich der Leistungsentfaltung des Dieselmotors vom Fahrer keine Veränderung bemerkt wird. Bei Vorliegen eines instationären Motorbetriebszustandes im Fettbetrieb wird vom Fettbetrieb in den Magerbetrieb zurückgeschaltet. In einem Speicher der Motorsteuerung sind sowohl Kennfelder für den Ma- gerbetrieb als auch für den Fettbetrieb des Dieselmotors abge- speichert.

Die Offenlegungsschrift DE 196 36 790 AI beschreibt das Ein- stellen eines fetten Abgasgemisches eines Dieselmotors, wobei eine Leistungseinbuße dadurch verhindert werden soll, dass das fette Abgasgemisch lediglich bei niedriger Belastung, in Schub- phasen oder im Leerlauf eingestellt wird.

In der Offenlegungsschrift DE 196 36 040 AI wird vorgeschlagen, ein fettes Abgasgemisch zur Regeneration eines NOx-Speichers durch Anheben einer Abgasrückführungsrate zu erreichen. Bei hö- heren Lasten der Brennkraftmaschine, insbesondere > 20% der Nennleistung, wird vorgeschlagen, das Verhältnis von rückge- führtem Abgasstrom zur Ansaugluft zu verkleinern, um einem Leistungsabfall entgegenzuwirken.

Die Offenlegungsschrift DE 199 14 787 AI beschreibt ein Abgas- reinigungssystem für einen Dieselmotor, bei dem zur Regenerati- on eines NOx-Speichers Reduktionsmittel in den Abgasstrang ein- gespritzt wird und eine Abgasdurchflussmenge mit einer Abgas- drosselklappe reduziert wird. Da ein solcher Regenerationsbe- trieb den Pumpverlust des Motors erhöht, die Motorleistung re- duziert und dadurch einen Drehmomentstoß verursacht, wird die in die Verbrennungskammer eingespritzte Kraftstoffmenge sowie ein Öffnungsgrad eines Abgasrückführungsventils erhöht, um die- selbe Motorleistung wie vor der Reduzierung der Abgasdurch- flussmenge sicherzustellen.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Ver- fahren zum Betreiben eines Dieselmotors und einen Dieselmotor anzugeben, bei denen eine Umschaltung zwischen einem Magerbe- trieb und einem Fettbetrieb des Dieselmotors für den Fahrer un- bemerkt und ohne Einbußen an Fahrkomfort geschehen kann.

Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Dieselmo- tor mit den Merkmalen von Anspruch 13 vorgesehen.

Indem Motormomentschwankungen während des Umschaltens bestimmt werden, kann unmittelbar auf den Fahrkomfort beeinträchtigende Drehmomentstöße reagiert werden. In Verbindung mit dem Kon- stanthalten des Motormoments während des Umschaltens durch Ein- stellen von das Motormoment beeinflussende Parametern ist es möglich, auch bei hoher Motorlast und instationären Betriebszu- ständen in den Fettbetrieb umzuschalten, ohne dass dies von ei- nem Fahrer bemerkt wird. Durch die Bestimmung tatsächlich auf- tretender Motormomentschwankungen können auch die Auswirkungen von Fertigungstoleranzen und Verschleiß auf Drehmomentstöße beim Umschalten ausgeglichen werden.

Durch Erfassen eines Fahrzustandes im Fettbetrieb, Ermitteln eines bei dem erfassten Fahrzustand im Magerbetrieb abgegebenen Motormoments und Einstellen eines bei dem erfassten Fahrzustand im Fettbetrieb abgegebenen Motormoments auf das für den Mager- betrieb ermittelte Motormoment ist ein Vergleich zwischen Fett- betrieb und Magerbetrieb ermöglicht. Indem die das Motormoment beeinflussenden Parameter eingestellt werden, kann im Fettbe- trieb das gleiche Motormoment wie bei einem entsprechenden Fahrzustand im Magerbetrieb erreicht werden, so dass ein Fahrer die eingestellte Betriebsart nicht bemerkt. Der Fahrzustand kann dabei durch die Drehzahl und die Fahrpedalstellung be- stimmt sein. Ein solches Verfahren ermöglicht es auch, Ferti- gungstoleranzen zwischen verschiedenen Motoren und Verschleiß durch einen Vergleich von Magerbetrieb und Fettbetrieb zu de- tektieren.

Indem beim Umschalten von Magerbetrieb auf Fettbetrieb der Wechsel von einem kraftstoffgeführten Gemischbildungsverfahren auf ein luftmassengeführtes Gemischbildungsverfahren erfolgt, kann auch im Fettbetrieb eine Laständerung in weiten Bereichen erreicht werden. Eine Regelung im Fettbetrieb über die Einstel- lung der Luftmasse, anstatt über die Einstellung der Kraft- stoffmenge wie im Magerbetrieb, ist vorteilhaft, da bei einem Dieselmotor im Fettbetrieb kaum noch Laständerungen durch eine Variation der Kraftstoffmasse erreichbar sind. Der Wechsel zwi- schen kraftstoffgeführtem Gemischbildungsverfahren und luftmas- sengeführtem Gemischbildungsverfahren kann dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.

Das Einstellen der das Motormoment beeinflussenden Parameter beinhaltet das Einstellen einer zugeteilten Luftmasse. Dies kann über eine Drosseleinrichtung im Ansaugweg, z. B. ein elekt- risch oder pneumatisch betätigtes Ventil oder eine Drosselklap- pe, bewirkt werden. Eine Vorrichtung zur Bestimmung der Luft- masse, z. B. ein Heißfilm-Luftmassen-Durchflußmesser, kann vor- gesehen sein.

Ein weiterer das Motormoment beeinflussender Parameter ist eine Abgasrückführrate, die über ein elektrisch oder pneumatisch be- tätigtes Abgasrückführventil eingestellt werden kann. Ein Ab- gasrückführungskühler kann ebenfalls vorgesehen sein.

Das Motormoment wird auch durch die Einstellung eines Saugrohr- drucks beeinflusst, der beispielsweise durch eine Drosselein- richtung im Ansaugweg, eine Abgasrückführung und eine Auflade- einrichtung, wie ein Turbolader, eingestellt wird.

Weitere, das Motormoment beeinflussende Parameter sind Abgasge- gendruck, Einspritzbeginn und Einspritzmenge. Variationsmög- lichkeiten des Einspritzvorgangs bestehen bezüglich einer Vor-, Haupt-und Nacheinspritzung, beispielsweise so, dass nacheinge- spritzter Kraftstoff nicht mehr an einer Verbrennung teilnehmen kann.

Ein komfortabler Fahrbetrieb wird auch dadurch erreicht, dass bei Vorliegen ungünstiger Randbedingungen das Umschalten zwi- schen Magerbetrieb und Fettbetrieb zeitlich verzögert wird.

Ein neutraler Übergang wird dadurch begünstigt, dass vor dem Wechsel von dem kraftstoffgeführten Gemischbildungsverfahren auf das luftmassengeführte Gemischbildungsverfahren eine Ein- stellung von einen Luftpfad betreffenden Parametern erfolgt. So werden beispielsweise eine Drosselklappe und ein Abgasrückfüh- rungsventil bereits vor dem Wechsel auf das luftmassengeführte Gemischbildungsverfahren in die dann benötigte Stellung gefah- ren.

Indem das Verändern der das Motormoment beeinflussenden Parame- ter durch eine adaptive Regelung oder eine adaptive Steuerung erfolgt, kann eine schnellere Anpassung des Motormoments er- reicht werden, da bereits von durch Adaption voreingestellten Werten ausgegangen werden kann.

Ein erfindungsgemäßer Dieselmotor weist einen Drehzahlsensor und/oder einen Motormomentsensor auf. Damit, insbesondere mit einem hochauflösenden Drehzahlsensor, ist die Ausgangsbasis für eine genaue Bestimmung von Motormomentschwankungen vorhanden.

Mit einer Drosseleinrichtung mit einem ersten Stellglied im An- saugweg und/oder einer Abgasrückführeinrichtung mit einem Ab- gasrückführventil mit einem zweiten Stellglied können die zuge- teilte Luftmasse, der Saugrohrdruck und/oder die Abgasrückführ- rate beeinflusst werden. Motormomentschwankungen und die für das Konstanthalten des Motormoments notwendigen Einstellungen der das Motormoment beeinflussenden Parameter werden in einer Motorsteuerungseinheit bestimmt, die auch die Stellglieder durch entsprechende Signale steuert, zwischen Magerbetrieb und Fettbetrieb umschaltet, Motormomentschwankungen bestimmt und das Motormoment regelt. Das Abgasrückführungsventil kann strom- aufwärts oder stromabwärts der Drosseleinrichtung im Ansaugweg angeordnet sein.

Vorteilhafterweise weist der Dieselmotor eine mit dem Ansaugweg verbundene Aufladeeinrichtung, beispielsweise einen Turbolader, mit einem dritten Stellglied auf, das von der Motorsteuerungs- einheit ansteuerbar ist. Über die Motorsteuerungseinheit und das dritte Stellglied kann bei einem Abgasturbolader beispiels- weise ein Ladedruck im Ansaugweg, ein Abgasgegendruck, ein durchströmter Querschnitt und ein durchströmendes Abgasvolumen eingestellt werden.

Eine genaue Einstellung der zugeteilten Luftmasse wird durch eine Vorrichtung zum Verändern eines Ansaugquerschnitts eines jeden Zylinders mit einem vierten Stellglied, das von der Mo- torsteuerungseinheit ansteuerbar ist, begünstigt. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise als Einzeldrosselklappe im An- saugtrakt jedes Zylinders realisiert sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, die folgendes zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Dieselmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 eine schematische Darstellung von Schritten des erfin- dungsgemäRen Verfahrens.

Der in der Fig. 1 schematisch dargestellte Dieselmotor 10 weist einen Drehzahlsensor 12 und einen Motormomentsensor 14 auf. Der Drehmomentsensor 12 und der Motormomentsensor 14 sind mit einer Motorsteuerungseinheit 16 verbunden. Anhand der Signale von dem Drehzahlsensor 12 und dem Motormomentsensor 14 bestimmt die Mo- torsteuerungseinheit 16 eventuell auftretende Motormoment- schwankungen.

Die Motorsteuerungseinheit 16 steuert eine Einspritzanlage 18, über ein erstes Stellglied 20 eine Drosselklappe 22, über ein zweites Stellglied 24 ein Abgasrückführungsventil 26, über ein drittes Stellglied 28 die Abgasturbine 30 eines Abgasturbola- ders 31 und über ein viertes Stellglied 32 Einzeldrosselklappen 34 im Ansaugweg jedes Zylinders. Das Abgasrückführungsventil 26 öffnet und verschließt einen Abgasrückführungskanal 36, der von einem Auspuffkrümmer 38 ausgeht, einen Abgasrückführungskühler 40 durchläuft und im Ansaugweg 42 des Dieselmotors 10 mündet.

Der Eintritt von Frischluft in den Ansaugweg 42 des Dieselmo- tors 10 ist mit einem Pfeil 44 bezeichnet. Die bei 44 eintre- tende Frischluft passiert eine Verdichterturbine des Abgastur- boladers 31, passiert die Drosselklappe 22 und das Abgasrück- führungsventil 26 und gelangt vorbei an den Einzeldrosselklap- pen 34 im Ansaugtrakt jedes Zylinders in die Verbrennungsräume der Zylinder. Aus dem Verbrennungsraum ausgestoßenes Abgas ge- langt in den Auspuffkrümmer 38, in die Abgasturbine 30, pas- siert einen NOx-Adsorber 46 und verlässt den Dieselmotor 10 an der mit einem Pfeil 48 bezeichneten Stelle.

Mit Hilfe der Motorsteuerung 16 kann der Dieselmotor 10 zwi- schen einem Magerbetrieb mit überstöchiometrischem Verbren- nungsluftverhältnis X > 1 und einem Fettbetrieb mit unterstö- chiometrischem Verbrennungsluftverhältnis X < 1 umgeschaltet werden. Hierzu erhöht die Motorsteuerung 16 beispielsweise die von der Einspritzanlage 18 eingespritzte Kraftstoffmenge und verringert gleichzeitig über das Stellglied 20 und die Drossel- klappe 22 die zugeführte Luftmasse. Ein zeitweiser Fettbetrieb des Dieselmotors 10 ist für eine Regeneration des NOx-Adsorbers 46 erforderlich. Damit eine solche Umschaltung zwischen Mager- betrieb und Fettbetrieb für den Fahrer unbemerkt geschehen kann, bestimmt die Motorsteuerung 16 aus den Signalen des Dreh- zahlsensors 12 und/oder den Signalen des Motormomentsensors 14 Motormomentschwankungen, die während des Umschaltens auftreten.

Detektiert die Motorsteuerungseinheit 16 auftretende Schwankun- gen des Motormoments, so hält sie das Motormoment während des Umschaltens konstant, indem sie zur Einstellung von das Motor- moment beeinflussenden Parametern Signale an das erste, zweite, dritte und vierte Stellglied 20,24,28,32 und an die Ein- spritzanlage 18 ausgibt.

Solche Parameter sind eine zugeteilte Luftmasse, die durch Ein- stellung der Drosselklappe 22, der Einzeldrosselklappen 34, des Abgasrückführungsventils 26 sowie des Abgasturboladers 31 ver- ändert werden kann. Eine Messung der zugeteilten Luftmasse er- folgt beispielsweise über einen nicht dargestellten Heißfilm- Luftmassen-Durchflußmesser im Ansaugweg 42. Das Motormoment wird auch durch den Saugrohrdruck im Ansaugweg 42 beeinflußt, der von der Motorsteuerungseinheit 16 durch Einstellung des Ab- gasrückführungsventils 26, der Drosselklappe 22, der Einzel- drosselklappen 34 und des Abgasturboladers 31 verändert wird.

Weiter wird das Motormoment durch die Abgasrückführrate beein- flusst, die von der Motorsteuerungseinheit 16 durch Einstellung des Abgasrückführungsventils 26, der Drosselklappe 22 und des Abgasturboladers 31 verändert werden kann. Als weitere Parame- ter, die das Motormoment beeinflussen, werden von der Mo- torsteuerungseinheit 16 über die Einspritzanlage 18 ein Ein- spritzbeginn und eine Einspritzmenge des Kraftstoffs einer Vor-, Haupt-und Nacheinspritzung verändert. Schließlich beein- flusst ein Abgasgegendruck das Motormoment, der von der Mo- torsteuerungseinheit 16 mit Hilfe des Stellglieds 28 an der Ab- gasturbine 30 eingestellt werden kann.

Im Magerbetrieb wird der Dieselmotor 10 durch die Motorsteue- rungseinheit 16 mit einem kraftstoffgeführten Gemischbildungs- verfahren betrieben. Dabei erfolgt eine Regelung des Motormo- ments durch Einstellung der zugeteilten Kraftstoffmenge. Beim Umschalten von Magerbetrieb auf Fettbetrieb des Dieselmotors 10 stellt die Motorsteuerungseinheit 16 auf ein luftmassengeführ- tes Gemischbildungsverfahren um. Dabei erfolgt die Regelung des Motormoments über eine Einstellung der zugeteilten Luftmasse.

Im Fettbetrieb des Dieselmotors 10 ermöglicht erst ein solches luftmassengeführtes Gemischbildungsverfahren die Regelung des Motormoments im gesamten Betriebsbereich des Dieselmotors 10, da im Fettbetrieb eine Laständerung des Dieselmotors kaum noch durch eine Variation der Kraftstoffmasse erreichbar ist. Damit kann die Motorsteuerungseinheit 16 auch bei instationären Be- triebszuständen und/oder hoher Motorlast zwischen Magerbetrieb und Fettbetrieb umschalten, ohne dass durch das Umschalten ein Drehmomentstoß spürbar würde. Der Übergang von dem kraftstoff- massengeführten auf das luftmassengeführte Gemischbildungsver- fahren und zurück erfolgt durch kontinuierliches Nachführen al- ler oder einzelner Stellglieder 20,24,28,32.

Auch nach dem Umschalten auf den Fettbetrieb wertet die Mo- torsteuerungseinheit 16 die Signale von dem Drehzahlsensor 12 und dem Motormomentsensor 14 aus und ordnet das so ermittelte Motormoment dem gerade aktuellen Fahrzustand, beispielsweise Drehzahl und Fahrpedalstellung, zu. Dieses bei einem bestimmten Fahrzustand ermittelte Motormoment im Fettbetrieb wird mit ei- nem Motormoment verglichen, das bei dem erfassten Fahrzustand im Magerbetrieb abgegeben würde. Stellt die Motorsteuerungsein- heit eine Abweichung des Motormoments im Fettbetrieb im Ver- gleich zum Magerbetrieb fest, wird das im Fettbetrieb bei dem erfassten Fahrzustand abgegebene Motormoment auf das für den Magerbetrieb ermittelte Motormoment eingestellt. Durch einen solchen Vergleich der beiden Betriebsarten können sowohl Ferti- gungstoleranzen von Motoren als auch langfristige Verschiebun- gen aufgrund von Alterungs-oder Verschleißvorgängen detektiert werden. Auch bemerkt ein Fahrer nicht, ob der Dieselmotor 10 gerade im Magerbetrieb oder im Fettbetrieb läuft.

Fig. 2 verdeutlicht schematisch den Ablauf des erfindungsgemä- ßen Verfahrens zum Betreiben des Dieselmotors 10. Im Schritt 50 werden von der Motorsteuerungseinheit 16 Umschaltkriterien für die Umschaltung zwischen Magerbetrieb und Fettbetrieb und umge- kehrt abgeprüft. Diese betreffen beispielsweise die vorhandene Speicherkapazität des NOx-Adsorbers 46 und die vorliegende Ab- gastemperatur, die beide über geeignete Sensoren bestimmt und der Motorsteuerungseinheit 16 übermittelt werden. Sind die Um- schaltkriterien nicht erfüllt, wird der Dieselmotor 10, wie im Schritt 52 dargestellt, von der Motorsteuerungseinheit 16 wei- ter im Magerbetrieb betrieben. Die im Magerbetrieb erfolgende Regelung des Motormoments ist durch Schritte 54,56... 58 an- gedeutet, in denen einzelne, das Motormoment beeinflussende Pa- rameter, wie Saugrohrdruck im Ansaugweg 42 und Menge des von der Einspritzanlage 18 eingespritzten Kraftstoffs entsprechend dem bei Magerbetrieb angewandten kraftstoffgeführten Gemisch- bildungsverfahren eingestellt werden.

Sind dagegen die Umschaltkriterien im Schritt 50 erfüllt, schaltet die Motorsteuerungseinheit 16 im Schritt 52 auf Fett- betrieb des Dieselmotors 10 um und wechselt auf ein luftmassen- geführtes Gemischbildungsverfahren über. Die Regelung des Mo- tormoments während des Umschaltens, d. h. bis zum Erreichen ei- nes unterstöchiometrischen Luftverhältnisses X < 1, und im Fettbetrieb durch Einstellen von das Motormoment beeinflussen- den Parametern, wie die zugeteilte Luftmasse und die Abgasrück- führungsrate, entsprechend dem bei Fettbetrieb angewandten luftmassengeführten Gemischbildungsverfahren, ist durch die Schritte 60,62... 64 angedeutet. Ergibt die fortlaufende berprüfung der Umschaltkriterien im Schritt 50, dass die Um- schaltkriterien nicht mehr erfüllt sind, schaltet die Mo- torsteuerungseinheit 16 im Schritt 52 wieder auf Magerbetrieb des Dieselmotors 10 um. Auch bei dieser Rückumschaltung wird das Motormoment konstant gehalten, so dass der Umschaltvorgang vom Fahrer nicht bemerkt wird.

Die Regelung des Motormoments in den Schritten 54,56,58 bzw.

60,62,64 erfolgt in adaptiver Weise. Durch Adaption werden die einzustellenden Parameter auf Werte aus einem zu erwarten- den Bereich voreingestellt, so dass zur Regelung kleine Verän- derungen genügen.