DE10053336C1 - Verfahren, Computerprogramm, Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Eine Brennkraftmaschine (10) umfasst mindestens einen Brennraum (12), mindestens ein Einlassventil (18), ein Auslassventil (34), mindestens ein Einspritzventil (14) und mindestens eine Zündeinrichtung (30). Die besagten Komponenten können dabei unabhängig voneinander betrieben werden. Um das von der Brennkraftmaschine (10) leistbare Drehmoment zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass das Einlassventil (18), das Auslassventil (34), das Einspritzventil (14) und die Zündeinrichtung (30) so angesteuert werden, dass die Brennkraftmaschine (10) im Viertakt- und im Zweitaktverfahren betrieben werden kann.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum, mindestens einem Ein- und einem Auslassventil, mindestens einem Einspritzventil und mindestens einer Zündeinrichtung, welche jeweils unabhängig voneinander betrieben werden können.

Ein derartiges Verfahren ist vom Markt her bekannt. Bei ihm arbeitet die Brennkraftmaschine nach dem Viertaktprinzip. Die Ein- und Auslassventile werden nicht über eine Nockenwelle, sondern elektrohydraulisch angesteuert und können somit unabhängig voneinander (also zu beliebigen Zeitpunkten) und von der Stellung des Kolbens geöffnet und geschlossen werden. Gleiches gilt für das Einspritzventil und die Zündeinrichtung.

Bei dem bekannten Verfahren ist das im Schichtbetrieb sowie im Homogenbetrieb erreichbare Drehmoment jedoch begrenzt, da bei jedem Arbeitstakt nur eine bestimmte Menge an Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt werden kann.

Die DE 195 45 153 C1 beschreibt einen Verbrennungsmotor, bei dem der gleiche Motorblock werksseitig entweder für Zweitakt- oder auf Viertaktbetrieb eingerichtet werden kann. In der DE 195 46 652 A1 wird vorgeschlagen, zur Erzeugung eines Bremmsmoments einer Brennkraftmaschine beide Ventile zu schließen und so einen Zweitaktkompressor zu schaffen.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, das Verfahren der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass der zur Verfügung stehende Drehmomentbereich noch größer ist.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass Einlassventil, Auslassventil, Einspritzventil und Zündeinrichtung so angesteuert werden, dass die Brennkraftmaschine Drehmoment im Viertaktverfahren und im Zweitaktverfahren erzeugen kann, wobei die Umschaltung vom Viertakt- auf Zweitaktbetrieb und/oder umgekehrt abhängig von einem Soll-Drehmoment und/oder abhängig von einer aktuellen Drehzahl erfolgt.

Der erfindungsgemäße Gedanke ist ebenso einfach wie wirkungsvoll: Da beim Viertaktverfahren pro Zylinder nur bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle eine Zündung und somit eine Verbrennung des in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffes erfolgen kann, wird auch nur bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle in diesem Brennraum Arbeit geleistet. Beim Zweitaktverfahren dagegen findet bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine entsprechende Zündung und Verbrennung statt, so dass beim Zweitaktverfahren zumindest theoretisch das doppelte Drehmoment gegenüber dem Viertaktverfahren zur Verfügung steht.

Anders als beim Viertaktverfahren fallen beim Zweitaktverfahren jedoch die Ansaugphase und die Verdichtungsphase sowie die Verbrennungsphase und die Ausstoßphase jeweils in einen Takt. Um dies zu ermöglichen, sind beim üblichen Zweitaktmotor sog. Steuerschlitze vorhanden, durch welche der Gaswechsel erfolgt. Derartige Steuerschlitze sind beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr erforderlich, da Ein- und Auslassventil sowie Einspritzventil unabhängig voneinander betrieben werden können. Die Kolbenstellung wird dabei aus der Stellung der Kurbelwelle bestimmt, welche wiederum durch geeignete Mittel erfasst wird.

Am Ende der Verbrennungsphase sind das Einlassventil und das Auslassventil zumindest teilweise gleichzeitig offen, um die im Zweitaktverfahren notwendige Spülung des Brennraumes mit Frischgas zu ermöglichen. Im Viertaktverfahren dagegen werden die Ventile in der bekannten Art alternierend betrieben bzw. geöffnet und geschlossen. Analog hierzu wird die Zündanlage im Viertaktbetrieb so angesteuert, dass nur bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung eine Zündung im entsprechenden Brennraum erfolgt, wohingegen sie im Zweitaktverfahren so angesteuert wird, dass bei jeder Kurbelwellenumdrehung eine Zündung pro Brennraum ausgelöst wird. Gleiches gilt auch für das Einspritzventil.

Dadurch, dass die Umschaltung vom Viertakt- auf Zweitaktbetrieb und/oder umgekehrt abhängig von einem Soll- Drehmoment und/oder abhängig von einer aktuellen Drehzahl erfolgt, kann für jeden Drehmoment- und/oder Drehzahlbereich die jeweils optimale Betriebsart gewählt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

So wird beispielsweise angegeben, dass der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird und vorzugsweise mindestens zeitweise geschichtet vorliegt. Der Vorteil der Direkteinspritzung ist u. a. der, dass die im Zweitaktbetrieb notwendige Spülung des Brennraums mit reiner Luft erfolgen kann. Der Kraftstoff wird also erst nach erfolgter Spülung eingespritzt. Somit treten keine Spülverluste auf, was den Wirkungsgrad erheblich verbessert.

Die Schichtung des Kraftstoffs im Brennraum besteht darin, dass in der Nähe der Zündeinrichtung, im Allgemeinen eine Zündkerze, ein so ausreichend fettes Gemisch vorliegt, dass eine Zündung erfolgen kann, wohingegen in den Bereichen des Brennraums, welche von der Zündeinrichtung entfernt sind, nur ein mageres Gemisch bis hin zu reiner Luft vorhanden ist (ggf. liegt in diesen Bereichen auch ein Gemisch aus Luft, sog. internem Restgas - bei nicht vollständiger Spülung - und externem Restgas - bei Abgasrückführung - vor). Durch diese Schichtung des Kraftstoffs im Brennraum kann ein sehr kraftstoffsparender Betrieb der Brennkraftmaschine realisiert werden.

Die erfindungsgemäße Möglichkeit, vom Viertakt- in den Zweitaktbetrieb und umgekehrt umzuschalten, wirkt sich bei einer solchen Brennkraftmaschine besonders günstig aus: Aus systemspezifischen Gründen ist nämlich im Viertaktverfahren die Schichtung des Kraftstoffs im Brennraum nur bis ca. 40% des maximal möglichen Drehmoments möglich. Wird ein höheres Drehmoment vom Benutzer der Brennkraftmaschine gefordert, muss im Viertaktverfahren der Kraftstoff "homogen" eingebracht werden, wodurch sich der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine erhöhen würde. Durch eine Umschaltung in ein Zweitaktverfahren ist es jedoch möglich, bis zu einem Drehmoment von ungefähr 80% des maximal möglichen Drehmoments der Brennkraftmaschine diese im Schichtbetrieb arbeiten zu lassen. Der Vorteil der Kraftstoffersparnis durch einen solchen Schichtbetrieb liegt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren also auch noch in einem relativ hohen Drehmomentbereich vor.

Hierbei ist besonders bevorzugt, wenn die Brennkraftmaschine in einem ersten Soll-Drehmomentbereich mindestens im Wesentlichen im Viertakt-Schichtbetrieb, in einem zweiten Soll-Drehmomentbereich, der höher ist als der erste Soll-Drehmomentbereich, mindestens im Wesentlichen im Zweitakt-Schichtbetrieb, in einem dritten Soll- Drehmomentbereich, der höher ist als der zweite Soll- Drehmomentbereich, mindestens im Wesentlichen im Viertakt- Homogenbetrieb, und in einem vierten Soll- Drehmomentbereich, der höher ist als der dritte Soll- Drehmomentbereich, mindestens im Wesentlichen im Zweitakt- Homogenbetrieb arbeitet. Auf diese Weise wird die Brennkraftmaschine in jedem Soll-Drehmomentbereich ihres Betriebsspektrums nach jenem Verfahren betrieben, welches einerseits technisch machbar ist und andererseits den geringst möglichen Kraftstoffverbrauch garantiert. Insgesamt ist ferner im wesentlichen eine Verdoppelung des erzielbaren Drehmoments möglich.

Um beim Übergang zwischen Zwei- und Viertaktbetrieb eine schlagartige Drehmomentänderung zu vermeiden wird vorgeschlagen, die pro Einspritzung in den Brennraum eingespritzte Kraftstoffmenge so anzupassen, dass die Drehmomentänderung sanft erfolgt.

Vorzugsweise erfolgt die Einspritzung des Kraftstoffs im Zweitaktbetrieb bei geschlossenem Ein- und Auslassventil während des Verdichtungshubs. Dies hat u. a. den Vorteil, dass ein Klopfen verhindert wird, da aufgrund der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit zwischen dem Einspritzzeitpunkt und dem Zündzeitpunkt der Kraftstoff nicht bis in die entfernten Bereiche des Brennraums gelangen kann.

Vorgeschlagen wird auch ein Verfahren, bei dem im Zweitaktbetrieb die Spülung des Brennraums bei geöffnetem Ein- und Auslassventil durch ein Gebläse, insbesondere einem Kompressor oder Turbolader erfolgt. Bei kleineren Motoren wird aus Kostengründen eher eine elektrische Pumpe zum Einsatz kommen, wohingegen bei größeren Motoren ein mechanischer oder ein Abgas-Turbolader zur Spülung verwendet werden kann. Durch eine solche Zwangsspülung kann der Wirkungsgrad im Zweitaktverfahren nochmals erhöht werden.

Die unabhängige Ansteuerung des Einlass- und des Auslassventils erfolgt vorzugsweise elektrohydraulisch.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Auslassventil während des Expansionshubes so rechtzeitig geschlossen, dass eine gewünschte Menge an Restgas im Brennraum verbleibt. Bei diesem auch als "interne Abgasrückführung" bezeichneten Verfahren wird die bei der Verbrennung auftretende Spitzentemperatur reduziert und die Geschwindigkeit der Verbrennung verlangsamt. Dies bedeutet wiederum eine Reduktion von Stickoxyden im Abgas, was aus Umweltgründen erwünscht ist.

Ggf. kann die Abgasrückführung aber auch extern erfolgen, z. B. über eine spezielle Rückführleitung des Abgases von einer Abgasleitung. Eine externe Abgasrückführung hat im Grunde den gleichen Effekt wie eine interne Abgasrückführung. Die oben vorgeschlagene interne Abgasrückführung kann also die externe Abgasrückführung ersetzen, was den Vorteil hat, dass das bei der externen Abgasrückführung erforderliche Ventil entfallen kann. Hierdurch werden Kosten reduziert.

Ein besonderer Vorteil der internen Abgasrückführung besteht darin, dass die Messung der Ansaugluftmenge nicht verfälscht wird und die Restgasmenge im Brennraum exakt bestimmt werden kann. Dies verbessert die Füllungsberechnung.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches zur Durchführung des obigen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird. Besonders bevorzugt ist, wenn das Computerprogramm auf einen Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Um die eingangs genannten Vorteile erzielen zu können, ist dieses zum Steuern und/oder Regeln eines der obigen Verfahren geeignet.

Die Erfindung betrifft schließlich noch eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum, mindestens einem Ein- und Auslassventil, mindestens einem direkt in den Brennraum einspritzenden Einspritzventil und mindestens einer Zündeinrichtung, welche jeweils unabhängig voneinander betrieben werden können. Um bei einer solchen Brennkraftmaschine ebenfalls die eingangs genannten Vorteile erzielen zu können, werden bei dieser Einlassventil, Auslassventil, Einspritzventil und Zündeinrichtung so angesteuert, dass die Brennkraftmaschine im Viertakt- und im Zweitaktverfahren betrieben werden kann.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine;

Fig. 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine von Fig. 1; und

Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Betriebszustände der Brennkraftmaschine von Fig. 1 dargestellt sind.

In Fig. 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst einen Brennraum 12, dem Kraftstoff direkt durch ein Einspritzventil 14 zugeführt wird. Das Einspritzventil 14 ist wiederum mit einem Kraftstoffsystem 16 verbunden.

Die für die Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs im Brennraum 12 notwendige Luft wird dem Brennraum 12 durch ein Einlassventil 18 zugeführt, welches wiederum mit einem Ansaugrohr 20 verbunden ist. Im Ansaugrohr 20 ist eine Drosselklappe 22 beweglich gelagert. Die Bewegung der Drosselklappe 22 wird durch einen Stellmotor 24 bewirkt. Stromaufwärts von der Drosselklappe 22 mündet in das Ansaugrohr 20 eine Stichleitung 26, die an eine elektrisch betriebene Luftpumpe 28 angeschlossen ist. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist anstelle der Luftpumpe 28 ein mechanischer Lader oder ein Abgasturbolader vorgesehen.

Die Zündung des im Brennraum 12 gebildeten Luft- Kraftstoffgemisches erfolgt durch eine Zündkerze 30, die von einer Zündanlage 32 angesteuert wird. Die Verbrennungsabgase verlassen den Brennraum 12 über ein Auslassventil 34 in ein Abgasrohr 36.

Die Brennkraftmaschine 10 umfasst schließlich noch eine Kurbelwelle 38, deren Drehzahl von einem Drehzahlgeber 40 abgegriffen wird. Der Drehzahlgeber erfasst auch die genaue Winkelstellung der Kurbelwelle 38. Der Drehzahlgeber 40 leitet ein entsprechendes Signal an ein Steuer- und Regelgerät 42. Dieses erhält ferner die Signale von einem Drucksensor 44, welcher den Druck im Ansaugrohr 20 erfasst. Weiter ist ein Stellungsgeber 46 vorgesehen, der die Stellung der Drosselklappe 22 abgreift und entsprechende Signale an das Steuer- und Regelgerät 42 leitet.

Ein Heißfilm-Luftmengenmesser 48 ("HFM-Sensor") im Ansaugrohr stromaufwärts der Drosselklappe 22 erfasst die angesaugte Luftmenge und leitet entsprechende Signale an das Steuer- und Regelgerät 42. Schließlich ist noch ein Stellungsgeber 50 vorgesehen, welcher die Winkelstellung eines Gaspedals 52 abgreift und signaltechnisch entsprechend mit dem Steuer- und Regelgerät 42 verbunden ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Brennkraftmaschine 10 ist keine Nockenwelle vorhanden. Das Einlassventil 18 sowie das Auslassventil 34 können also unabhängig von der Stellung der Kurbelwelle 38 direkt vom Steuer- und Regelgerät 42 zu beliebigen Zeitpunkten geöffnet bzw. geschlossen werden. Analog können auch das Einspritzventil 14 und die Zündkerze 30 frei und unabhängig voneinander vom Steuer- und Regelgerät 42 angesteuert werden. Die Ansteuerung der Ventile erfolgt dabei vorzugsweise elektrohydraulisch.

Die in Fig. 1 dargestellte Brennkraftmaschine 10 wird folgendermaßen betrieben (vergl. Fig. 2 und 3):
Die Stellung wped des Gaspedals 52 wird vom Stellungsgeber 50 erfasst und ein entsprechendes Signal an das Steuer- und Regelgerät 42 abgegeben. Aus der Gaspedalstellung wird nun in einem Block 54 (Fig. 2) ein vom Benutzer der Brennkraftmaschine 10 gewünschtes Drehmoment mifab errechnet. Dieses Fahrerwunschmoment mifab wird nun in einen Block 56 eingespeist, in dem mehrere Kennfelder abgelegt sind. In die im Block 56 vorhandenen Kennfelder werden außerdem die Drehzahl nmot vom Drehzahlgeber 40, die Luftmasse rl vom HFM-Sensor 48, der Druck psdss im Ansaugrohr 20, welcher vom Drucksensor 44 erfasst wird und die Winkelstellung wdk der Drosselklappe 22, die vom Stellungsgeber 46 abgegriffen wird, eingespeist.

Abhängig von den von den Sensoren 40, 44, 46 und 48 eingespeisten Signalen werden in den Kennfeldern 56 Parameter definiert, welche dazu führen, dass die Brennkraftmaschine 10 das vom Benutzer gewünschte Drehmoment mifab bereitstellt. Zu den entsprechenden Parametern gehört der Zeitpunkt des Öffnens und des Schließens des Einspritzventils 14, des Einlassventils 18 und des Auslassventils 34, sowie der Zeitpunkt der Ansteuerung der Zündanlage 32 bzw. der Zündung der Zündkerze 30, also der Zündwinkel. Darüber hinaus wird durch die Kennfelder im Blockfeld 56 die Stellung der Drosselklappe 22 über eine Betätigung des Stellmotors 24 und die Betätigung der Luftpumpe 28 eingestellt.

Wird vom Benutzer nur ein relativ geringes Drehmoment gefordert, typischerweise weniger als ungefähr 40% des maximalen von der Brennkraftmaschine 10 leistbaren Drehmoments (vergl. Fig. 3, Bezugszeichen 58), bewirken die von den Kennfeldern 56 wenigstens mittelbar erzeugten Steuergrößen, das die Brennkraftmaschine 10 im Viertakt- Schichtbetrieb arbeitet. Dies bedeutet, dass nur bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle 38 eine Zündung durch die Zündkerze 30 erfolgt und eine Verbrennung im Brennraum 12 stattfindet. Im Schichtbetrieb 58 wird ferner der Kraftstoff durch das Einspritzventil 14 so in den Brennraum 12 eingespritzt und die Drosselklappe 22 so gestellt, dass der Kraftstoff im Brennraum 12 geschichtet vorliegt, d. h., dass im Bereich der Zündkerze 30 ein überfettes Gemisch vorhanden ist, wohingegen in den von der Zündkerze 30 entfernten Bereichen im Brennraum 12 ein sehr mageres Gemisch bis hin zu reiner Luft vorhanden ist.

Das Einlassventil 18 und das Auslassventil 34 werden alternierend betrieben, d. h., dass das Einlassventil 18 während des Ansaugtaktes geöffnet ist, wohingegen das Auslassventil 34 während des Auslasstaktes der Brennkraftmaschine 10 geöffnet ist. Die Luftpumpe 28 ist in diesem Betriebszustand nicht in Betrieb. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Luftpumpe 28 auch dauernd in Betrieb sein, das Einblasen von Luft in das Ausaugrohr 20 aber durch ein entsprechendes Ventil gesteuert werden.

Wird nun vom Benutzer ein höheres Drehmoment gefordert, typischerweise im Bereich von 40% bis 80% des maximalen von der Brennkraftmaschine bereitstellbaren Drehmoments (Bereich 60), ändern sich die im Block 56 von den Kennfeldern erzeugten Parameter so, dass die Brennkraftmaschine 10 von Viertaktbetrieb auf Zweitaktbetrieb umschaltet. Es versteht sich, dass sich die Bedingungen zum Umschalten von Viertakt- auf Zweitaktbetrieb und von Zweitakt- auf Viertaktbetrieb durch einen Hysteresefaktor unterscheiden können, um ein dauerndes Hin- und Herschalten beim Betrieb der Brennkraftmaschine im entsprechenden Grenzbereich zu vermeiden.

In der Praxis bedeutet dies nun, dass im Brennraum 12 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 38 eine Zündung bzw. Verbrennung stattfindet. Das Einspritzventil 14 wird dabei so angesteuert, dass die Einspritzung des Kraftstoffs während der Kompressionsphase im Brennraum 12 erfolgt, kurz vor der Zündung durch die Zündkerze 30. Am Ende der Expansionsphase wird zunächst das Auslassventil 34 geöffnet, so dass die Verbrennungsabgase beginnen können aus dem Brennraum 12 in das Abgasrohr 36 zu entweichen. Kurz vor dem unteren Totpunkt des Kolbens (in der Zeichnung nicht dargestellt) wird auch das Einlassventil 18 geöffnet und die Luftpumpe 28 so angesteuert, dass der Brennraum 12 mit reiner Frischluft gespült wird. Das Auslassventil 34 wird jedoch so rechtzeitig geschlossen, dass ein gewünschter Anteil an Restgas im Brennraum 12 verbleibt.

Anschließend wird auch das Einlassventil 18 wieder geschlossen und es beginnt die Verdichtungsphase, in der wieder kurz vor der Zündung durch die Zündkerze 30 die im Block 56 bestimmte Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Um einen sanften Übergang vom Viertakt- in den Zweitaktbetrieb zu gewährleisten, wird die einzuspritzende Kraftstoffmenge bei diesem Übergang zunächst in etwa halbiert, so dass nicht schlagartig ein wesentlich höheres Drehmoment zur Verfügung steht. Hierdurch wird einerseits der Komfort beim Betrieb der Brennkraftmaschine 10 verbessert und andererseits werden die Belastungen auf die Brennkraftmaschine 10 bei einem derartigen Umschalten vermindert.

Da bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 38 ein Verbrennungsvorgang im Brennraum 12 stattfindet, muss, wie oben ausgeführt worden ist, bei jedem Verbrennungsvorgang nur in etwa halb so viel Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt werden als bei einem entsprechenden Soll- Drehmoment im Viertaktbetrieb. Der Bereich, in dem die Brennkraftmaschine 10 im Schichtbetrieb arbeiten kann, wird durch diese Maßnahme also erweitert.

Durch die entsprechende Ansteuerung des Einlassventils 18 und des Auslassventils 34 wird darüber hinaus eine sog. "innere Restgasrate" realisiert, welche zu einer Reduktion der Emissionen im Betrieb führt. Die bei üblichen Zweitaktmotoren auftretenden Spülverluste werden schließlich durch die Einspritzung des Kraftstoffs während der Verdichtungsphase behoben. Insgesamt werden also die Grenzen des Schichtbetriebs im Zweitaktverfahren erweitert, da höhere Leistungen und Motordrehmomente bei gleicher Drehzahl als im Schichtbetrieb im Viertaktverfahren möglich sind.

Wird ein noch höheres Drehmoment 62 vom Benutzer gewünscht, kann wieder in den Viertaktbetrieb umgeschaltet werden, indem dann jedoch die Gemischbildung im Brennraum 12 so erfolgt, dass der Kraftstoff nicht geschichtet, sondern in etwa homogen im Brennraum 12 verteilt vorliegt. Entsprechende Parameter werden im Block 56 typischerweise bei einem Drehmoment oberhalb von 80% des von der Brennkraftmaschine 10 maximal leistbaren Drehmoments gebildet (vergl. Fig. 3). Schließlich kann bei noch höherer Leistungsanforderung noch in den Zweitakt- Homogenbetrieb übergegangen werden (Bereich 64 in Fig. 3).

Claims (12)

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), mit mindestens einem Brennraum (12), mindestens einem Ein- (18) und einem Auslassventil (34), mindestens einem Einspritzventil (14) und mindestens einer Zündeinrichtung (30), welche jeweils unabhängig voneinander betrieben werden können, dadurch gekennzeichnet, dass Einlassventil (18), Auslassventil (34), Einspritzventil (14) und Zündeinrichtung (30) so angesteuert werden, dass die Brennkraftmaschine (10) Drehmoment im Viertaktverfahren (58, 62) und im Zweitaktverfahren (60, 64) erzeugen kann, wobei die Umschaltung vom Viertakt- (58) auf Zweitaktbetrieb (60) und/oder umgekehrt abhängig von einem Soll-Drehmoment (mifab) und/oder abhängig von einer aktuellen Drehzahl (nmot) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird und im Brennraum (12) vorzugsweise mindestens zeitweise geschichtet vorliegt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (10) in einem ersten Soll-Drehmomentbereich mindestens im wesentlichen im Viertakt-Schichtbetrieb (58), in einem zweiten Soll-Drehmomentbereich, der höher ist als der erste Soll-Drehmomentbereich, mindestens im wesentlichen im Zweitakt-Schichtbetrieb (60), in einem dritten Soll- Drehmomentbereich, der höher ist als der zweite Soll- Drehmomentbereich, mindestens im wesentlichen im Viertakt- Homogenbetrieb (62) arbeitet, und ggf. in einem vierten Soll-Drehmomentbereich, der höher liegt als der dritte Soll-Drehmomentbereich, mindestens im wesentlichen im Zweitakt-Homogenbetrieb (64) arbeitet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Übergang vom Viertaktbetrieb (58, 62) in den Zweitaktbetrieb (60) und umgekehrt die pro Einspritzung in den Brennraum (12) eingespritzte Kraftstoffmenge so angepasst wird, dass eine sanfte Drehmomentänderung erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zweitaktbetrieb (60) die Einspritzung des Kraftstoffs bei geschlossenem Ein- (18) und Auslassventil (34) während des Verdichtungshubs erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zweitaktbetrieb (60) die Spülung des Brennraums (12) bei geöffnetem Einlassventil (18) und geöffnetem Auslassventil (34) durch ein Gebläse (28), insbesondere einen Kompressor oder einen Turbolader erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (18) und/oder das (34) Auslassventil elektrohydraulisch angesteuert wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (34) während des Expansionshubs so rechtzeitig geschlossen wird, dass ein gewünschter Anteil an Restgas im Brennraum (12) verbleibt.

9. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird.

10. Computerprogramm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash- Memory, abgespeichert ist.

11. Steuer und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Steuern und/oder Regeln eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist.

12. Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum (12), mindestens einem Ein- (18) und einem Auslassventil (34), mindestens einem Einspritzventil (14) und mindestens einer Zündeinrichtung (30), welche jeweils unabhängig voneinander betrieben werden können, dadurch gekennzeichnet, dass Einlassventil (18), Auslassventil (34), Einspritzventil (14) und Zündeinrichtung (30) so angesteuert werden, dass die Brennkraftmaschine im Viertakt- (58, 62) und im Zweitaktverfahren (60) betrieben werden kann, und dass sie ein Steuer- und/oder Regelgerät umfasst, welches die Umschaltung vom Viertakt- (58) auf Zweitaktbetrieb (60) und/oder umgekehrt abhängig von einem Soll-Drehmoment (mifab) und/oder abhängig von einer aktuellen Drehzahl (nmot) vornimmt.