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Title:
METHOD FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/096725
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an internal combustion engine (1), especially for an automobile, in which the fuel can be directly injected into a combustion chamber (4) in at least two operating modes and in which the gas can be delivered to said combustion chamber (4). Said gas can be caused to move in a predetermined manner (22, 23) inside the combustion chamber (4). A control device (18) for eliminating the knocking of the internal combustion engine (1) by regulation is provided. The gas can be moved once in the predetermined manner (22, 23) and once in a manner other than said predetermined manner (22, 23) inside the combustion chamber (4), in the same operating mode. The control device (18) provides a means of checking whether, when the knocking of the internal combustion engine (1) has been eliminated by regulation, the ignition angle with the predetermined gas movement (22, 23) differs significantly from the ignition angle without the predetermined gas movement (22, 23).

Inventors:
KOEHLER CHRISTIAN
Application Number:
PCT/DE2001/001846
Publication Date:
December 20, 2001
Filing Date:
May 16, 2001
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F02B23/08; F02B31/00; F02D37/02; F02D41/22; F02D41/30; F02D45/00; F02P5/152; F02P5/153; F02D21/08; F02M25/08; (IPC1-7): F02D41/22; F02B31/06; F02D37/02; F02P5/152
Foreign References:
EP0849454A21998-06-24
DE19860323A11999-07-08
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 09 30 September 1997 (1997-09-30)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 08 29 September 1995 (1995-09-29)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 06 31 July 1995 (1995-07-31)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff in mindestens zwei Betriebsarten direkt in einen Brennraum (4) eingespritzt wird, bei dem Gas dem Brennraum (4) zugeführt wird, wobei das Gas innerhalb des Brennraums (4) in eine vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt werden kann, und bei dem ein Klopfen der Brennkraftmaschine (1) ausgeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einund derselben Betriebsart das Gas innerhalb des Brennraums (4) einmal in die vorgegebene Bewegung (22,23) und einmal nicht in die vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt wird, und dass geprüft wird, ob bei jeweils ausgeregeltem Klopfen der Brennkraftmaschine (1) der Zündwinkel bei vorhandener vorgegebener Bewegung (22,23) des Gases sich von dem Zündwinkel bei nichtvorhandener vorgegebener Bewegung (22, 23) des Gases wesentlich unterscheidet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei etwa gleichen Zündwinkeln darauf geschlossen wird, dass ein Defekt im Hinblick auf die Erzeugung der vorgegebenen Bewegung (22,23) des Gases innerhalb des Brennraums (4) vorhanden ist.
3. Verfahren nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei wesentlich unterschiedlichen Zündwinkeln darauf geschlossen wird, dass das Gas innerhalb des Brennraums (4) in korrekter Weise in die vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt werden kann.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Gas innerhalb des Brennraums (4) in die vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt wird, der Zündwinkel nach spät eingestellt wird, dass, wenn das Gas innerhalb des Brennraums (4) nicht in die vorgebenene Bewegung (22,23) versetzt wird, der Zündwinkel nach früh eingestellt wird, und dass geprüft wird, ob diese Zündwinkel aufgrund eines Klopfens der Brennkraftmaschine (1) wesentlich verändert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer wesentlichen Veränderung eines der beiden Zündwinkel darauf geschlossen wird, dass ein Defekt im Hinblick auf die Erzeugung der vorgegebenen Bewegung (22, 23) des Gases innerhalb des Brennraums (4) vorhanden ist, und dass bei geringfügigen Veränderungen der Zündwinkel darauf geschlossen wird, dass das Gas innerhalb des Brennraums (4) in korrekter Weise in die vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt werden kann.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nach einem Ausregeln eines Klopfens eingestellten Zündwinkel überprüft werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem Ausregeln eines Klopfens hervorgerufenen Korrekturen der Zündwinkel überprüft werden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas innerhalb des Brennraums (4) in die vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt wird, dass bei gleichem Zündwinkel das Gas innerhalb des Brennraums (4) nicht in die Bewegung (22,23) versetzt wird, und dass geprüft wird, ob der Zündwinkel aufgrund eines Klopfens der Brennkraftmaschine (1) wesentlich verändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nur geringfügigen Veränderung des Zündwinkels darauf geschlossen wird, dass ein Defekt im Hinblick auf die Erzeugung der vorgegebenen Bewegung (22,23) des Gases innerhalb des Brennraums (4) vorhanden ist, und dass bei einer wesentlichen Veränderung des Zündwinkels darauf geschlossen wird, dass das Gas innerhalb des Brennraums (4) in korrekter Weise in die vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt werden kann.
10. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 geeignet ist, wenn aus auf einem Computer ausgeführt wird.
11. Computerprogramm nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Speicher abgespeichert ist, insbesondere auf einem FlashMemory.
12. Steuergerät (18) für eine Brennkraftmaschine (1) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei bei der Brennkraftmaschine (1) Kraftstoff in mindestens zwei Betriebsarten direkt in einen Brennraum (4) einspritzbar ist, wobei Gas dem Brennraum (4) zuführbar ist, wobei das Gas innerhalb des Brennraums (4) in eine vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt werden kann, und wobei durch das Steuergerät (18)'ein Klopfen der Brennkraftmaschine (1) ausregelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einund derselben Betriebsart das Gas innerhalb des Brennraums (4) einmal in die vorgegebene Bewegung (22, 23) und einmal nicht in die vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt werden kann, und dass durch das Steuergerät (18) geprüft werden kann, ob bei jeweils ausgeregeltem Klopfen der Brennkraftmaschine (1) der Zündwinkel bei vorhandener vorgegebener Bewegung (22,23) des Gases sich von dem Zündwinkel bei nichtvorhandener vorgegebener Bewegung (22, 23) des Gases wesentlich unterscheidet.
13. Brennkraftmaschine (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei der Kraftstoff in mindestens zwei Betriebsarten direkt in einen Brennraum (4) einspritzbar ist, und bei der Gas dem Brennraum (4) zuführbar ist, wobei das Gas innerhalb des Brennraums (4) in eine vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt werden kann, mit einem Steuergerät (18) zum Ausregeln eines Klopfens der Brennkraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass in einund derselben Betriebsart das Gas innerhalb des Brennraums (4) einmal in die vorgegebene Bewegung (22,23) und einmal nicht in die vorgegebene Bewegung (22,23) versetzt werden kann, und dass durch das Steuergerät (18) geprüft werden kann, ob bei jeweils ausgeregeltem Klopfen der Brennkraftmaschine (1) der Zündwinkel bei vorhandener vorgegebener Bewegung (22,23) des Gases sich von dem Zündwinkel bei nichtvorhandener vorgegebener Bewegung (22, 23) des Gases wesentlich unterscheidet.
Description:
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem Kraftstoff in mindestens zwei Betriebsarten direkt in einen Brennraum eingespritzt wird, bei dem Gas dem Brennraum zugeführt wird, wobei das Gas innerhalb des Brennraums in eine vorgegebene Bewegung versetzt werden kann, und bei dem ein Klopfen der Brennkraftmaschine ausgeregelt wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine entsprechende Brennkraftmaschine sowie ein Steuergerät für eine derartige Brennkraftmaschine.

Ein derartiges Verfahren, eine derartige Brennkraftmaschine und ein derartiges Steuergerät sind bspw. von einer sog.

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 Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine vorgesehen, während der Schichtbetrieb für den Leerlauf-und Teillastbetrieb geeignet ist. ; In Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine wird zwischen den genannten Betriebsarten umgeschaltet.

Dies kann bspw. von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine mit Hilfe eines Betriebsartenkennfelds durchgeführt werden.

Weiterhin ist das Steuergerät dazu vorgesehen, ein mögliches Klopfen der Brennkraftmaschine durch eine entsprechende Klopfregelung auszuregeln. Die Brennkraftmaschine wird daher im Wesentlichen an ihrer Klopfgrenze betrieben.

Für den Schichtbetrieb ist es erforderlich, dass der eingespritzte Kraftstoff in den Bereich der Zündkerze gelangt, um dort von der Zündkerze entzündet zu werden. Zu diesem Zweck ist es bekannt, eine Ladungsbewegungsklappe im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine vorzusehen, mit der dem Gas, das dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeführt wird, eine vorgegebene Bewegung verliehen werden kann.

Bspw. ist es möglich, mit einer derartigen Ladungsbewegungsklappe das dem Brennraum zugeführte Gas innerhalb des Brennraums in eine walzenartige Bewegung zu versetzen. Durch diese walzenartige Bewegung wird dann auch der von dem Einspritzventil in den Brennraum eingespritzte Kraftstoff mitgerissen und letztlich der Zündkerze zugeführt.

Im Homogenbetrieb, insbesondere bei einem Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine ist die Ladungsbewegungsklappe jedoch nicht erforderlich, sondern eher hinderlich. Aus diesem Grund muss in diesem Fall die Stellung der Ladungsbewegungsklappe verändert werden. Daraus ergibt sich das Risiko, dass die Ladungsbewegungsklappe auf Grund eines Defekts bspw. festgeklemmt ist, und dadurch die Stellung der Ladungsbewegungsklappe nicht mehr verändert werden kann. Dies kann zu Fehlfunktionen der gesamten Brennkraftmaschine führen.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein Defekt beispielsweise der Ladungsbewegungsklappe erkannt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in ein- und derselben Betriebsart das Gas innerhalb des Brennraums einmal in die vorgegebene Bewegung und einmal nicht in die vorgegebene Bewegung versetzt wird, und dass geprüft wird, ob bei jeweils ausgeregeltem Klopfen der Brennkraftmaschine, also bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine an der Klopfgrenze, der Zündwinkel bei vorhandener vorgegebener Bewegung des Gases sich von dem Zündwinkel bei nicht-vorhandener vorgegebener Bewegung des Gases wesentlich unterscheidet. Bei einer Brennkraftmaschine und einem Steuergerät der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß entsprechend gelöst.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass der Homogenbetrieb der Brennkraftmaschine in beiden Stellungen der Ladungsbewegungsklappe ausgeführt werden kann. Bei dieser Betriebsart der Brennkraftmaschine kann also das Gas innerhalb des Brennraums in die vorgegebene Bewegung versetzt werden oder auch nicht. Wie gesagt kann bei beiden Möglichkeiten der Homogenbetrieb ausgeführt werden. Der Unterschied zwischen diesen beiden Möglichkeiten besteht jedoch u. a. darin, dass für einen optimalen Verbrennungsvorgang unterschiedliche Zündwinkel eingestellt werden müssen. Ist innerhalb des Brennraums die vorgegebene Bewegung des Gases vorhanden, so muss der Zündwinkel nach spät eingestellt werden. Ist hingegen die vorgegebene Bewegung innerhalb des Brennraums der Brennkraftmaschine nicht vorhanden, so muss der Zündwinkel nach früh eingestellt werden. Dieser Unterschied wird erfindungsgemäß dazu ausgenützt, die Funktionsfähigkeit der Ladungsbewegungsklappe zu überprüfen. Ist nämlich bei den beiden genannten Möglichkeiten der erläuterte Unterschied der jeweiligen Zündwinkel nicht vorhanden, so bedeutet dies, dass die Ladungsbewegungsklappe einen Defekt aufweist. Ist jedoch der genannte Unterschied der jeweiligen Zündwinkel vorhanden, so bedeutet dies, dass die Ladungsbewegungsklappe zumindest insoweit in Ordnung ist.

Durch die Erfindung wird somit ein einfaches, aber trotzdem äußerst effektives Verfahren zur Verfügung gestellt, mit dem die Funktionsfähigkeit der Ladungsbewegungsklappe sicher erkannt werden kann. Dabei ist für das erfindungsgemäße Verfahren kein zusätzlicher Hardware- Aufwand erforderlich. Stattdessen kann das erfindungsgemäße Verfahren vollständig durch eine entsprechende Software realisiert werden.

Weiterhin weist das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil auf, dass es keinerlei nachteilige Auswirkungen auf den Betrieb der Brennkraftmaschine hat. Insbesondere wird durch das erfindungsgemäße Verfahren keine Verschlechterung der Abgasemissionen oder des Fahrkomforts bewirkt. Stattdessen bleibt für den Fahrer des Kraftfahrzeugs die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unbemerkt.

Besonders vorteilhaft ist, wenn bei etwa gleichen Zündwinkeln darauf geschlossen wird, dass ein Defekt im Hinblick auf die Erzeugung der vorgegebenen Bewegung des Gases innerhalb des Brennraums vorhanden ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei wesentlich unterschiedlichen Zündwinkeln darauf geschlossen wird, dass das Gas innerhalb des Brennraums in korrekter Weise in die vorgegebene Bewegung versetzt werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird, wenn das Gas innerhalb des Brennraums in die vorgegebene Bewegung versetzt wird, der Zündwinkel nach spät eingestellt, und es wird, wenn das Gas innerhalb des Brennraums nicht in die vorgegebene Bewegung versetzt wird, der Zündwinkel nach früh eingestellt, und es wird geprüft, ob diese Zündwinkel auf Grund eines Klopfens der Brennkraftmaschine wesentlich verändert werden.

In diesem Fall wird also die unterschiedliche Einstellung der Zündwinkel bei vorhandener bzw. nicht vorhandener Bewegung des Gases innerhalb des Brennraums aktiv vorgenommen. Dies hat zur Folge, dass an sich kein Klopfen der Brennkraftmaschine entstehen darf. Ist dies jedoch nicht der Fall, weist die Brennkraftmaschine nachfolgend ein Klopfen auf, so kann daraus auf einen Defekt der Ladungsbewegungsklappe geschlossen werden.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn bei einer wesentlichen Veränderung eines der beiden Zündwinkel darauf geschlossen wird, dass ein Defekt im Hinblick auf die Erzeugung der vorgegebenen Bewegung des Gases innerhalb des Brennraums vorhanden ist, und wenn bei geringfügigen Veränderungen der Zündwinkel darauf geschlossen wird, dass das Gas innerhalb des Brennraums in korrekter Weise in die vorgegebene Bewegung versetzt werden kann.

Bei vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung werden die nach einem Ausregeln eines Klopfens eingestellten Zündwinkel überprüft, oder es werden die von einem Ausregeln eines Klopfens hervorgerufenen Korrekturen der 'tt Zündwinkel überprüft. Bei der zweitgenannten Möglichkeit ergibt sich dabei der Vorteil, dass die Korrekturen der Zündwinkel mit einem Schwellwert verglichen werden können, der unabhängig davon ist, in welchem Betriebspunkt die Brennkraftmaschine momentan betrieben wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Gas innerhalb des Brennraums in die vorgegebene Bewegung versetzt, und es wird bei gleichem Zündwinkel das Gas innerhalb des Brennraums nicht in die Bewegung versetzt, und es wird geprüft, ob der Zündwinkel auf Grund eines Klopfens der Brennkraftmaschine wesentlich verändert wird.

Bei dieser Möglichkeit einer Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gezielt eine fehlerhafte Einstellung des Zündwinkels hervorgerufen. Diese fehlerhafte Einstellung wird dann von der Klopfregelung korrigiert. Das Vorhandensein dieser Korrektur kann dann dazu verwendet werden, zu erkennen, ob die Ladungsbewegungsklappe defekt ist oder nicht.

Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Computerprogramms, das für das Steuergerät der Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Das Computerprogramm ist auf einem Computer des Steuergeräts ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. In diesem Fall wird also die Erfindung durch das Computerprogramm realisiert, so dass dieses Computerprogramm in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm geeignet ist. Das Computerprogramm kann vorzugsweise auf einem Flash-Memory abgespeichert werden.

Als Computer kann vorzugsweise ein Mikroprozessor vorhanden sein.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten 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.

Ausführungsbeispiele der Erfindung Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, und Figur 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine der Figur l.

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 ein 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 Tankentluftungsleitung 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 Drehzahlsensor 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 Flash-Memory ein Programm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die genannte Steuerung und/oder Regelung durchzuführen.

Die Brennkraftmaschine l der Figur 1 kann in einer Mehrzahl von Betriebsarten betrieben werden. So ist es möglich, die Brennkraftmaschine 1 in einem Homogenbetrieb, einem Schichtbetrieb, einem homogenen Magerbetrieb, einem Schichtbetrieb mit homogener Grundladung und dergleichen zu betreiben.

Im Homogenbetrieb wird der Kraftstoff während der Ansaugphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt. Der Kraftstoff wird dadurch bis zur Zündung noch weitgehend verwirbelt, so dass im Brennraum 4 ein im Wesentlichen homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch entsteht. Das zu erzeugende Moment wird dabei im Wesentlichen über die Stellung der Drosselklappe 11 von dem Steuergerät'18 eingestellt. Im Homogenbetrieb werden die Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 derart gesteuert und/oder geregelt, dass Lambda gleich Eins ist. Der Homogenbetrieb wird insbesondere bei Vollast angewendet.

Der homogene Magerbetrieb entspricht weitgehend dem Homogenbetrieb, es wird jedoch das Lambda auf einen Wert größer Eins eingestellt.

Im Schichtbetrieb wird der Kraftstoff während der Verdichtungsphase von dem Einspritzventil 9 direkt in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 eingespritzt und zwar möglichst in den Bereich der Zündkerze 10. Damit ist bei der Zündung durch die Zündkerze 10 kein homogenes Gemisch im Brennraum 4 vorhanden, sondern eine Kraftstoffschichtung. Die Drosselklappe 11 kann, abgesehen von Anforderungen z. B. der Abgasrückführung und/oder der Tankentlüftung, vollständig geöffnet und die Brennkraftmaschine 1 damit entdrosselt betrieben werden.

Das zu erzeugende Moment wird im Schichtbetrieb weitgehend über die Kraftstoffmasse eingestellt. Mit dem Schichtbetrieb kann die Brennkraftmaschine 1 insbesondere im Leerlauf und bei Teillast betrieben werden.

Zwischen den genannten Betriebsarten der Brennkraftmaschine 1 kann in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 hin-und her-bzw. umgeschaltet werden. Derartige Umschaltungen werden von dem Steuergerät 18 durchgeführt. Hierzu ist in dem Steuergerät 18 ein Betriebsartenkennfeld vorhanden, in dem für jeden Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 eine zugehörige Betriebsart abgespeichert ist.

Wie erläutert wurde, wird der Kraftstoff im Schichtbetrieb möglichst in den Bereich der Zündkerze 10 eingespritzt.

Dies wird entsprechend der Figur 1 dadurch unterstützt, dass im Ansaugrohr 7 eine schwenkbare Ladungsbewegungsklappe 21 vorhanden ist. Die Ladungsbewegungsklappe 21 kann einen offenen und einen geschlossenen Zustand einnehmen. In der Figur 1 ist der geschlossene Zustand der Ladungsbewegungsklappe 21 dargestellt. Der geöffnete Zustand kann dadurch erreicht werden, dass die Ladungsbewegungsklappe 21 in Richtung des Pfeils geschwenkt wird.

In dem gezeigten geschlossenen Zustand der Ladungsbewegungsklappe 21 kann in dem in der Figur 1 dargestellten, unteren Bereich des Ansaugrohrs 7 bei geöffnetem Einlassventil 5 keine Luft bzw. kein Gas in den Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 gelangen. Stattdessen kann das Gas nur entsprechend dem in der Figur 1 angegebenen Pfeil 22 über den oberen Bereich des Ansaugrohrs 7 an dem Einlassventil 5 vorbei in den Brennraum 4 gelangen.

Das gemäß dem Pfeil 22 in den Brennraum 4 einströmende Gas führt innerhalb des Brennraums 4 eine walzenartige oder drallartige Bewegung durch. Dies ist in der Figur I mit dem Pfeil 23 angedeutet. Die walzenförmige Bewegung wird durch eine entsprechende Ausnehmung 24 in dem Kolben 2 der Brennkraftmaschine 1 unterstützt.

Wird der Kraftstoff über das Einspritzventil 9 eingespritzt, so wird dieser Kraftstoff von dem einströmenden Gas mitgerissen. Das Gas mit dem Kraftstoff führt die walzenartige oder drallartige Bewegung durch und gelangt schließlich direkt zu der Zündkerze 10. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Zündkerze 10 kann diese in genau demjenigen Zeitpunkt gezündet werden, in dem das Gas mit dem Kraftstoff bei der Zündkerze 10 ankommt. Damit ist es möglich, den von dem Einspritzventil 9 eingespritzten Kraftstoff zu der Zündkerze 10 zu transportieren und dort zu zünden.

Ist hingegen die Ladungsbewegungsklappe 21 geöffnet, befindet sie sich also in dem in der Figur 1 nicht- dargestellten Zustand, so entsteht keine walzenartige oder drallartige Bewegung des in den Brennraum 4 einströmenden Gases. Dies ergibt sich daraus, dass bei geöffneter Ladungsbewegungsklappe 21 das Gas aus dem Ansaugrohr 7 über den gesamten Querschnitt an dem Einlassventil 5 vorbei in den Brennraum 4 einströmen kann. Dabei weist das einströmende Gas keine besondere Strömungsrichtung mehr auf, so dass auch keine besondere Bewegung, insbesondere keine walzenartige Bewegung innerhalb des Brennraums 4 der Brennkraftmaschine 1 entsteht.

Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Ladungsbewegungsklappe 21 bei Brennkraftmaschinen mit einem Einlassventil pro Zylinder verwendet werden kann, jedoch in gleicher Weise auch bei Brennkraftmaschinen mit zwei Einlassventilen pro Zylinder. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die Ladungsbewegungsklappe 21 dadurch ersetzt werden kann, dass bei einer Brennkraftmaschine mit zwei Einlassventilen pro Zylinder nur eines dieser beiden Einlassventile geöffnet wird. Durch das zweite, verschlossen bleibende Einlassventil erhält das in den Brennraum einströmende Gas in diesem Fall eine etwa drallartige Bewegung innerhalb des Brennraums.

Wie erwähnt wurde, kommt die Ladungsbewegungsklappe 21 der Figur 1 insbesondere im Schichtbetrieb der Brennkraftmaschine 1 zum Einsatz. In diesem Schichtbetrieb wird die Ladungsbewegungsklappe 21 entsprechend der Darstellung der Figur l geschlossen. Im Homogenbetrieb hingegen ist es erforderlich, möglichst viel Gas dem Brennraum 4 der Brennkraftmaschine 1 zuzuführen. Die Ladungsbewegungsklappe 21 wird daher im Homogenbetrieb geöffnet, so dass keine gezielte Bewegung des GasEs innerhalb des Brennraums 4 entsteht. Alternativ ist es jedoch ebenfalls möglich, die Ladungsbewegungsklappe 21 im Homogenbetrieb der Brennkraftmaschine 1 in ihrem in der Figur 1 gezeigten geschlossenen Zustand zu belassen.

Wird der Homogenbetrieb der Brennkraftmaschine 1 mit geöffneter Ladungsbewegungsklappe 21 durchgeführt, so hat dies zur Folge, dass keine gezielte Bewegung des in den Brennraum 4 einströmenden Gases vorhanden ist. Es handelt sich damit um einen üblichen Homogenbetrieb, bei dem der über das Einspritzventil 9 eingespritzte Kraftstoff sich im Wesentlichen gleichmäßig innerhalb des Brennraums 4 verteilt. Es ergibt sich damit ein im Wesentlichen homogenes Gemisch innerhalb des Brennraums 4, das dann mittels der Zündkerze 10 entzündet wird. Die in dem Brennraum 4 ablaufende Verbrennung ist auf Grund der nicht vorhandenen Ladungsbewegung innerhalb des Brennraums 4 relativ langsam. Dadurch muss der Zündwinkel für die Zündung der Zündkerze 10 relativ früh eingestellt werden.

Wird hingegen der Homogenbetrieb mit geschlossener Ladungsbewegungsklappe 21 durchgeführt, so hat dies zur Folge, dass das in dem Brennraum 4 einströmende Gas eine gezielte Bewegung innerhalb des Brennraums 4 durchführt.

Durch diese Bewegung läuft die Verbrennung innerhalb des Brennraums 4 wesentlich schneller ab. Zur Vermeidung eines Klopfens der Brennkraftmaschine 1 ist es damit erforderlich, dass der Zündwinkel relativ spät eingestellt werden muss.

Der Unterschied zwischen einem Homogenbetrieb mit geöffneter Ladungsbewegungsklappe 21 und einem homogenen Betrieb mit geschlossener Ladungsbewegungsklappe 21 besteht also u. a. darin, dass bei geschlossener Ladungsbewegungsklappe 21 der Zündwinkel für die Zündung der Zündkerze 10 nach spät verstellt werden muss.

Dieser Unterschied bei den vorgenannten beiden Möglichkeiten zur Durchführung des Homogenbetriebs wird dazu ausgenutzt, die Funktionsfähigkeit der Ladungsbewegungsklappe 21 zu überprüfen. Hierzu wird -allgemein ausgedrückt-der Homogenbetrieb nacheinander mit geöffneter und geschlossener Ladungsbewegungsklappe 21 durchgeführt. Dies ist, wie erwähnt wurde, nur durch eine jeweils entsprechende Einstellung des Zündwinkels ausführbar. Ist die Ladungsbewegungsklappe 21 defekt, ist dieselbe bspw. im geöffneten oder im geschlossenen Zustand festgeklemmt, so hat dies zur Folge, dass durch die Veränderung des Zündwinkels die Brennkraftmaschine 1 zu klopfen beginnt. Dieses Klopfen kann detektiert werden, um daraus dann auf einen Defekt der Ladungsbewegungsklappe 21 zu schließen.

An Hand der Figur 2 wird nachfolgend beispielhaft ein Verfahren erläutert, mit dem ein Defekt der Ladungsbewegungsklappe 21 erkannt werden kann. Hierzu wird die Brennkraftmaschine 1 in einem Schritt 25 in den Homogenbetrieb umgeschaltet.

Dann wird in einem Schritt 26 die Ladungsbewegungsklappe 21 geöffnet, so dass innerhalb des Brennraums 4 der Brennkraftmaschine 1 keine gezielte Bewegung des in den Brennraum 4 einströmenden Gases vorhanden ist. Die Ladungsbewegungsklappe 21 befindet sich damit in dem in der Figur 1 nicht-dargestellten Zustand.

In einem Schritt 27 wird der Zündwinkel für die Zündkerze 10 entsprechend einem vorhandenen Kennfeld eingestellt. Auf Grund der nicht-vorhandenen Ladungsbewegung wird der Zündwinkel relativ früh eingestellt. Dann wird in demselben Schritt 27 von einer vorhandenen Klopfregelung der Zündwinkel derart korrigiert, dass die Brennkraftmaschine 2 danach an ihrer Klopfgrenze betrieben wird.

In einem Schritt 28 wird die Ladungsbewegungsklappe 21 in ihren geschlossenen Zustand überführt. Daraus ergibt sich eine gezielte Bewegung des in den Brennraum 4 einströmenden Gases.

In einem Schritt 29 wird daraufhin der Zündwinkel für die Zündkerze 10 entsprechend einem vorhandenen Kennfeld eingestellt. Auf Grund der geschlossenen Ladungsbewegungsklappe 21 wird dieser Zündwinkel relativ spät eingestellt.

Weiterhin wird in diesem Schritt 29 von einer Klopfregelung der Zündwinkel derart korrigiert, dass die Brennkraftmaschine 1 danach an ihrer Klopfgrenze betrieben wird.

In einem nachfolgenden Schritt 30 wird derjenige Korrekturwert, mit dem die Klopfregelung im Schritt 27 den Zündwinkel korrigiert hat, mit demjenigen Korrekturwert, mit dem die Klopfregelung im Schritt 29 den Zündwinkel korrigiert hat, verglichen. Dieser Vergleich kann im einfachsten Fall durch eine Differenzbildung durchgeführt werden.

In einem Schritt 31 wird das Vergleichsergebnis mit einem Schwellwert verglichen. Ist das Vergleichsergebnis größer als der Schwellwert, so wird in einem Schritt 32 auf einen Defekt der Ladungsbewegungsklappe 21 geschlossen. Ist hingegen das Vergleichsergebnis kleiner als der Schwellwert, so wird die Ladungsbewegungsklappe 21 als funktionsfähig diagnostiziert.

In einem Schritt 34 wird die Ladungsbewegungsklappe 21 wieder in ihren geöffneten Zustand überführt, und es wird der Zündwinkel entsprechend diesem geöffneten Zustand eingestellt. Die Brennkraftmaschine 1 wird in ihrem homogenen Betrieb weiter betrieben.

Bei intakter Ladungsbewegungsklappe 21 sind die aus den Kennfeldern entnommenen Zündwinkel für den Homogenbetrieb bei geöffneter Ladungsbewegungsklappe und für den Homogenbetrieb bei geschlossener Ladungsbewegungsklappe 21 im Wesentlichen korrekt. Die Klopfregelung muss daher, wenn überhaupt, nur geringfügige Korrekturen an diesen Zündwinkeln vornehmen. Weiterhin sind diese Korrekturen, sofern vorhanden, üblicherweise bei beiden Möglichkeiten des Homogenbetriebs in derselben Weise vorzunehmen. Dies hat zur Folge, dass bei dem Vergleich des Schrittes 30 sich die beiden Korrekturwerte im Wesentlichen aufheben, so dass das Vergleichsergebnis in jedem Fall kleiner als der Schwellwert bleibt. Damit wird, wie gesagt, die Ladungsbewegungsklappe 21 als funktionsfähig diagnostiziert.

Ist die Ladungsbewegungsklappe 21 jedoch defekt, so hat dies zur Folge, dass bei einer der beiden Möglichkeiten zur Durchführung des Homogenbetriebs der aus dem jeweiligen Kennfeld entnommene Zündwinkel nicht korrekt ist. Ist die Ladungsbewegungsklappe 21 bspw. in ihrem geöffneten Zustand festgeklemmt, und soll der Homogenbetrieb auf diejenige Art und Weise durchgeführt werden, bei der die Ladungsbewegungsklappe geschlossen werden muss, so hat die damit einhergehende Spätverstellung des Zündwinkels zur Folge, dass-auf Grund der nicht vorhandenen Ladungsbewegung innerhalb des Brennraums 4-die Brennkraftmaschine 1 zu klopfen beginnt. Dies wird von der Klopfregelung erkannt, und der Zündwinkel wird entsprechend korrigiert. Die Korrektur des Zündwinkels ist dabei von erheblichem Ausmaß, so dass bei dem nachfolgenden Vergleich im Schritt 30 ein Vergleichsergebnis entsteht, das in jedem Fall größer ist als der vorgegebene Schwellwert. Dies hat zur Folge, dass die Ladungsbewegungsklappe 21 als defekt erkannt wird.

Es wird darauf hingewiesen, dass das in der Figur 2 dargestellte Verfahren auch andersartig ausgeführt werden kann. So ist es bspw. möglich, nicht die Korrekturwerte der Klopfregelung miteinander zu vergleichen, sondern die tatsächlichen Zündwinkel bei den beiden Möglichkeiten für den Homogenbetrieb miteinander zu vergleichen. Stimmen diese tatsächlichen Zündwinkel bei beiden Möglichkeiten des Homogenbetriebs im Wesentlichen überein, so muss daraus auf einen Defekt der Ladungsbewegungsklappe 21 geschlossen werden. Sind die beiden Zündwinkel jedoch unterschiedlich, so bedeutet dies entsprechend den bisherigen Ausführungen, dass die Ladungsbewegungsklappe 21 in korrekter Weise ihren geöffneten oder geschlossenen Zustand eingenommen hat.

Eine weitere Möglichkeit für die Ausführung des Verfahrens nach der Figur 2 besteht darin, dass die Ladungsbewegungsklappe 21 im Homogenbetrieb der Brennkraftmaschine l von ihrem geöffneten in ihren geschlossenen Zustand überführt wird, ohne dass der Zündwinkel korrigiert wird. Dies hat zur Folge, dass die Klopfregelung ein Klopfen der Brennkraftmaschine l erkennt und eine entsprechende Korrektur des Zündwinkels durchführt. An Hand dieser Korrektur kann dann erkannt werden, dass die Ladungsbewegungsklappe 21 korrekt funktioniert.