(57)【要約】本発明は、特に自動車に用いられる、触媒を備えた内燃機関を運転するための方法であって、触媒を加熱するために、内燃機関の燃焼室内への燃料の１回の噴射を伴う均質燃焼運転状態と、内燃機関の燃焼室内への燃料の、少なくとも２つの噴射時点に分割された噴射を伴う運転状態との間で切換を行い、この場合、分割された噴射において、両噴射時点が、燃料／空気混合物の点火前に位置している形式のものに関する。本発明によれば、均質燃焼運転状態から、分割された噴射を伴う運転状態への切換過程時に第１の噴射時点が、均質燃焼運転状態の噴射時点にほぼ相当しており、分割された噴射の第２の噴射をまず、分割された噴射を伴う運転時に生ぜしめられる混合気が均質の混合気にほぼ相当しているように早めに行い、切換を行った後、設定された混合気調整が達成されるまで第２の噴射時点を遅めの方向にシフトし、この場合、分割された噴射を伴う運転状態から均質燃焼運転状態への切換時に第２の噴射時点のシフトを逆方向に行うことが提案される。さらに、本発明は、コンピュータプログラムに関する。本発明によれば、当該コンピュータプログラムが、コンピュータで実施される前記方法を実施するために適していることが提案される。
2005513320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車に用いられる、触媒を備えた内燃機関を運転するための方法であって、触媒を加熱するために、内燃機関の燃焼室内への燃料の１回の噴射を伴う均質燃焼運転状態と、内燃機関の燃焼室内への燃料の、少なくとも２つの噴射時点に分割された噴射を伴う運転状態との間で切換を行い、この場合、分割された噴射において、両噴射時点が、燃料／空気混合物の点火前に位置している形式のものにおいて、均質燃焼運転状態から、分割された噴射を伴う運転状態への切換過程時に第１の噴射時点が、均質燃焼運転状態の噴射時点にほぼ相当しており、分割された噴射の第２の噴射をまず、分割された噴射を伴う運転時に生ぜしめられる混合気が均質の混合気にほぼ相当しているように早めに行い、切換を行った後、設定された混合気調整が達成されるまで第２の噴射時点を遅めの方向にシフトし、この場合、分割された噴射を伴う運転状態から均質燃焼運転状態への切換時に第２の噴射時点のシフトを逆方向に行うことを特徴とする、内燃機関を運転するための方法。
【請求項２】
燃焼室内の空気充填量が、設定された限界値を上回っているかどうかを切換前に検査する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
第２の噴射時点を遅めの方向にシフトする場合に空気充填量を、均質燃焼運転状態から、分割された噴射を伴う運転状態への切換後に増加させ、この場合、均質燃焼運転状態への逆方向の切換前に空気充填量の適合を相応に逆方向で行う、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
均質燃焼運転状態から、分割された噴射を伴う運転状態への切換後にかつ／または分割された噴射を伴う運転状態から均質燃焼運転状態への切換前に第２の噴射時点のシフト時に点火時点をシフトする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
第２の噴射時点のシフトを連続的にまたは複数の不連続のステップで行う、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
噴射される燃料量を、遅めの方向への第２の噴射のシフトの間に減少させ、これによって、全体的にリーンなラムダを獲得する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
早めの方向への第２の噴射のシフトに伴って、噴射される燃料量を再び増加させ、これによって、単純に均質の噴射時のリーン運転限界を維持する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
コンピュータプログラムにおいて、当該コンピュータプログラムが、コンピュータで実施される場合に請求項１から７までのいずれか１項記載の方法を実施するために適していることを特徴とする、コンピュータプログラム。
【請求項９】
当該コンピュータプログラムが、メモリ、特にフラッシュ・メモリに記憶されている、請求項８記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０】
内燃機関を運転するための開ループ制御装置および／または閉ループ制御装置において、当該開ループ制御装置および／または閉ループ制御装置が、メモリを有しており、該メモリに請求項８または９記載のコンピュータプログラムが記憶されていることを特徴とする、内燃機関を運転するための開ループ制御装置および／または閉ループ制御装置。
【請求項１１】
内燃機関であって、燃焼室と、燃料噴射装置とが設けられており、該燃料噴射装置を介して燃料が、燃焼室内に到達するようになっており、さらに、開ループ制御・閉ループ制御装置と、触媒とが設けられており、特に該触媒を加熱するために、内燃機関の燃焼室内への燃料の１回の噴射を伴う均質燃焼運転状態と、内燃機関の燃焼室内への燃料の、少なくとも２つの噴射時点に分割された噴射を伴う運転状態との間の切換が提案されており、分割された噴射において、両噴射時点が、燃料／空気混合物の点火前に位置している形式のものにおいて、均質燃焼運転状態から、分割された噴射を伴う運転状態への切換過程直後に第１の噴射時点が、均質燃焼運転状態の噴射時点にほぼ相当しており、分割された噴射の第２の噴射時点が、まず第１の噴射時点の極めて近くに位置しており、この場合に生ぜしめられる混合気が、均質の混合気にほぼ相当しており、設定された混合気調整が達成されるまで、第２の噴射時点が、第１の噴射時点から離れる方向で遅めの方向にシフト可能であり、分割された噴射を伴う運転状態から均質燃焼運転状態への切換時に第２の噴射時点が逆方向にシフト可能であることを特徴とする、内燃機関。
【請求項１２】
当該内燃機関が、請求項１０記載の開ループ制御装置および／または閉ループ制御装置を有している、請求項１１記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は、特に自動車に用いられる内燃機関を運転するための方法であって、触媒を加熱するために、内燃機関の燃焼室内への燃料の１回の噴射を伴う均質燃焼運転状態と、内燃機関の燃焼室内への燃料の、少なくとも２つの噴射時点に分割された噴射を伴う運転状態との間で切換を行い、この場合、分割された噴射において、両噴射時点が、燃料／空気混合物の点火前に位置している形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の方法は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願第１０１００６８２．９号明細書に基づき公知である。このドイツ連邦共和国特許出願第１０１００６８２．９号明細書には、以下のステップ：
−点火を「遅め」の方向に調整し、
−空気によるシリンダの充填量が、設定された閾値を上回っているかどうかを検査し、
−空気充填量が閾値を上回っている場合に燃料噴射量を、点火前に噴射される２つの部分量に分割する、
によって、ガソリン直接噴射を伴う内燃機関における触媒を加熱するための方法が記載される。
【０００３】
内燃機関を備えた車両は、排ガス浄化のためにエキゾーストマニホールド内に触媒を必要とする。この触媒はコールドスタート（冷間始動）後に可能な限り迅速に運転温度にもたらされなければならないので、加熱のための手段が設けられる。たとえば触媒はコールドスタート後に高い排ガス温度によって加熱することができる。いわゆる「エンジン依存式の触媒加熱（ｍｏｔｏｒｉｓｃｈ．Ｋａｔｈｅｉｚｅｎ）」は、付加的な構成要素なしで十分であるという利点を有している。
【０００４】
原則的に内燃機関では、燃焼の効率が悪化させられることによって排ガス温度を上昇させることができる。エンジン燃焼の効率悪化は、たとえば最適な時点からの点火時点のずれによって生ぜしめることができる。この場合、最適な時点は最大の効率によって規定される。効率損失によって、排ガスは、効率損失なしの運転に比べて高温となる。したがって、強化された加熱作用が触媒に生ぜしめられる。
【０００５】
ガソリン直接噴射を伴うエンジンに対して、原則的には、付加的な構成要素を設けることなしに排ガス温度を上昇させるための２つの可能性が存在している：
１．燃焼の効率を悪化させるための遅めの点火。この場合、点火される混合気は理論空燃比であるかまたは僅かにリーンである。
【０００６】
２．点火後の後燃焼のための燃料の付加的な噴射。この場合、点火される混合気は極めてリーンである（成層燃焼運転）。
【０００７】
増大する作動非円滑性によって、均質の混合気の場合には遅めの点火が制限されている。さらに、触媒温度が低い場合には、エミッションは、僅かにリーンな排ガスラムダによって改善することができる。しかし、濃度減少は、エンジンが冷態の場合には制限されてしか可能とならない。
【０００８】
触媒加熱のためにポスト噴射が行われる場合には、付加的な燃料量の完全燃焼が保証されていなければならない。確実なかつ完全な燃焼をエキゾーストマニホールド内で保証するためには、このエキゾーストマニホールドの構造が、十分な混合とより少ない熱質量とに対して最適化されなければならない。これによって、別の目的、たとえば組込みスペースの減少および出力最適化が制限され得る。原則的には、エキゾーストマニホールドが冷態の場合の後反応はより劣悪に実行される。したがって、ここでは、エミッションを始動直後にほとんど低減することができない。
【０００９】
燃焼室内には、より高い温度が形成されるので、すでに始動直後の燃焼室内での後燃焼時には少ないエミッションを達成することができる。燃料をさらに燃焼室内で点火したい場合には、運転パラメータが狭いウィンドウに保持されなければならない。特に噴射は極めて早期に開始されなければならず、したがって、モーメント発生もしくはトルク発生に著しく貢献している。このことは、小さな負荷点に対して、極めて短い噴射時間を前提としている。このことは、噴射弁に極めて高い要求が課せられることを意味している。
【００１０】
点火前の噴射の分割によって混合気調整が変化させられる。したがって、この混合気タイプによってエンジン運転を改善することができる。基本的には、より悪い効率ひいてはより遅めの点火時点およびより高い排ガス温度において、より良好な作動円滑性が獲得可能となり、混合気を１回の噴射による均質の混合気の場合よりも早く始動後に著しく濃度減少させることができる。これによって、より少ないエミッションが生ぜしめられる。
【００１１】
しかし、量が少ない場合の噴射弁の精度は極めて悪い。したがって、噴射の分割はより少ない空気充填量に対して不可能となる。
【００１２】
エンジン、すなわち、内燃機関の確実な始動および高回転を保証するためには、この段階に対して、まだ、単純な均質の噴射が必要となり得る。噴射の分割は、空気充填量が十分に存在している場合に初めて行われる。これによって、不精密な燃料調量を生ぜしめる恐れがある過度に短い噴射時間が回避される。
【００１３】
噴射の分割によって混合気成層化が生ぜしめられる。これによって、点火プラグには、どちらかというとリッチな混合気が接触することができる。この場合、総計ラムダはまだリーンである。プラグの周辺のリッチな混合気によって、確実な点火を総計ラムダがリーンな場合でも確保することができる。
【００１４】
付加的には、遅めの点火にもかかわらず、混合気の確実で迅速な燃焼を保証することができる。これによって、遅めの点火時の作動円滑性が改善される。
【００１５】
点火前に行われる分割された噴射時には、異なる混合気分配が生ぜしめられる、つまり、燃焼室中央ではリッチであり、燃料室壁ではリーンであるので、壁熱損失を低減することができる。燃焼室形状およびパラメータに関連して、以下のこと：
（ｉ）触媒のための同じ排ガス量でのより高い排ガス温度ひいてはより多くの加熱出力
（ｉｉ）同じ温度での少ない排ガス量（なぜならば、壁熱損失がより少ないからである。これによって、マニホールド内のかつ触媒内の有害物質成分の滞留時間がより長くなり、後反応が助成される。すなわち、これによって、触媒の後方のエミッションを改善することもできる。）
に影響を与えることができる。
【００１６】
基本的には、少なくとも１回、始動段階において、単純な均質の噴射（始動および高回転）から、分割された噴射（触媒の加熱）にかつ逆に分割された噴射から単純な均質の噴射に切換が行われなければならない。噴射量における比率は全く変化させられ得ないかまたはほんの僅かしか変化させられ得ないので、この両混合気タイプの間の切換は厳密に行われなければならない。
【００１７】
この場合、運転者が、モーメントジャンプ（Ｍｏｍｅｎｔｅｎｓｐｒｕｎｇ）を有し得る切換を車両における衝撃と感知することが生ぜしめられ得る。モーメント発生は、単純な均質の噴射と分割された噴射とにおける互いに異なる混合気タイプおよび異なる燃焼速度に基づき著しく異なっている。したがって、切換によって、点火時点が急激にシフトされなければならず、空気充填量が迅速に変化させられなければならない。モーメント発生をこの変化に対して正確に変調することができる場合でも、センサとアクチュエータとの誤差、たとえば空気充填量とクランク角との不正確な検出によって不精度が生ぜしめられる。
【００１８】
さらに、まだ燃料調量の不精度が存在している。なぜならば、いま、１つの長い噴射時間に対して２つの短い噴射時間が付与されるからである。これによって、付加的にラムダ偏差が生ぜしめられ得る。この場合、この問題は、より正確な噴射弁によってしか排除することができない。
【００１９】
したがって、本発明の課題は、調整パラメータひいてはトルクの突然の変化を減少させることができると同時に触媒の加熱を改善することができる方法を提供することである。
【００２０】
本発明は、この課題を、前述した方法において、均質燃焼運転状態から、分割された噴射を伴う運転状態への切換過程時に第１の噴射時点が、均質燃焼運転状態の噴射時点にほぼ相当しており、分割された噴射の第２の噴射時点をまず、この場合に生ぜしめられる混合気が均質の混合気にほぼ相当しているように早めに生ぜしめ、切換を行った後、設定された混合気調整が達成されるまで第２の噴射時点を遅めの方向にシフトし、この場合、分割された噴射を伴う運転状態から均質燃焼運転状態への切換時に第２の噴射時点のシフトを逆方向に行う、すなわち、第１の噴射時点の方向に行うことによって解決する。
【００２１】
こうして、均質のかつ分割された噴射のモーメント発生がまだ類似しているように混合気調整を切り換えることができる。これによって、万が一の不精度は、感知可能なモーメントジャンプをもはや生ぜしめ得ない。切換後に初めて、分割された噴射は、所望の混合気調整が達成されるまで連続的に変化させられる。
【００２２】
この場合、シフトは連続的にまたはステップ式に行われ得る。この場合、個々の不連続の区分は、それぞれ運転者に対するモーメントジャンプが感知不能となるように選択されていることが望ましい。
【００２３】
この場合、最適なことは連続的なシフトである。
【００２４】
前述した課題は、請求項に記載したコンピュータプログラム、開ループ制御・閉ループ制御装置ならびに内燃機関によっても解決される。
【００２５】
第２の噴射時点が、切換直後に第１の噴射時点のすぐ近くに位置していることによって、混合気は、分割された噴射を伴う運転状態への切換直後には、個々の噴射を伴う均質の混合気にほぼ相当している。単純な均質の噴射と、分割された噴射との間の切換は常に、極めて早めに位置する、すなわち、第１の噴射の近くに位置する第２の噴射を備えて行われるので、点火時点と空気充填量とは切換直後に最小限適合されさえすればよい。この場合、分割された噴射への切換後、第２の噴射時点は遅めの方向、すなわち、本来の目標値に向かってシフトされる。この場合、空気充填量の適合が行われ、逆の事例では、逆方向への切換前に同じく空気充填量の適合が行われる。したがって、一般的には、空気充填量が、分割された噴射を伴う運転状態への切換時に増加させられるようになっている。さらに、この場合、点火時点の適合が必要となり得る。
【００２６】
特に本発明は、燃焼室内の空気充填量が、設定された限界値を上回っているかどうかを切換前に検査する方法に関する。この場合、このことは必要となる。なぜならば、燃料調量の精度はある程度の噴射量以降に初めて確実に達成されるからである。噴射の分割時には、燃料調量の精度が変化させられる。なぜならば、いま、１つの長い噴射時間に対して２つの短い噴射時間が付与されるからである。この場合、少なくとも平均的な空気充填量が付与されることが必要となる。この場合、両燃料量はほぼ同じ大きさに設定されていなければならない。大きな空気充填量が達成された場合に初めて、第１の噴射量を、分割された噴射時の第２の噴射量に比べて変化させることができる。
【００２７】
さらに、第２の噴射時点のシフトを連続的にまたは別個の複数の不連続のステップで行うことが提案されていてよい。特に点火時点と空気充填量との連続的な調整による連続的な調整が特に有利である。
【００２８】
さらに、均質燃焼運転状態から、分割された噴射を伴う運転状態への切換後にかつ／または分割された噴射を伴う運転状態から均質燃焼運転状態への切換前に第２の噴射時点のシフト時に点火時点をシフトし、これによって、効率を変化させることが提案されていてよい。
【００２９】
特に分割された噴射では、より遅めの点火時点が可能となる。これによって、より悪い効率が獲得可能となる。この効率は、他方では、触媒のより良好な加熱を生ぜしめる。しかし、より遅めの点火時点に基づくより悪い効率にもかかわらず、分割された噴射を伴う運転時の作動円滑性は改善されている。
【００３０】
さらに、本発明は、コンピュータプログラムを有している。このコンピュータプログラムは、コンピュータで実施される場合に前記方法を実施するために適している。この場合、コンピュータプログラムは特にメモリ、特にフラッシュ・メモリに記憶されていてよい。
【００３１】
さらに、本発明は、内燃機関を運転するための開ループ制御装置および／または閉ループ制御装置を有している。この開ループ制御装置および／または閉ループ制御装置はメモリを有している。このメモリには前記コンピュータプログラムが記憶されている。このような形式の開ループ制御・閉ループ制御装置は、エンジンにおける全ての過程、たとえばその都度の噴射量の調量、点火時点の調整、相応の空気量の調量等を制御するために働く。
【００３２】
さらに、本発明は、内燃機関を有している。この内燃機関は燃焼室と燃料噴射装置とを備えている。この燃料噴射装置を介して燃料が燃焼室内に到達する。この場合、内燃機関は開ループ制御装置および／または閉ループ制御装置と触媒とを有している。この場合、特にこの触媒を加熱するためには、内燃機関の燃焼室内への燃料の１回の噴射を伴う均質燃焼運転状態から、内燃機関の燃焼室内への燃料の、少なくとも２つの噴射時点に分割された噴射を伴う運転状態への切換が提案されており、分割された噴射において、両噴射時点が、燃料／空気混合物の点火前に位置している。この場合、均質燃焼運転状態から、分割された噴射を伴う運転状態への切換過程直後に第１の噴射時点が、均質燃焼運転状態の第１の噴射時点にほぼ相当しており、分割された噴射の第２の噴射時点が、まず第１の噴射時点の極めて近くに位置しており、この場合に生ぜしめられる混合気が、均質の混合気にほぼ相当しており、この場合、設定された混合気調整が達成されるまで、第２の噴射時点が、遅めの方向で第１の噴射時点から離れる方向にシフト可能であり、分割された噴射を伴う運転状態から均質燃焼運転状態への切換時に第２の噴射時点が逆方向にシフト可能である。
【００３３】
全体的に噴射の分割によって、ここでは、異なる混合気タイプが付与されるので、以下の利点：
−エンジン運転が改善され、
−より良好な作動円滑性において、より悪い効率（より遅めの点火時点）が可能となり、
−混合気を著しく濃度減少させることができる
が達成される。
【００３４】
同時に前記切換によって、調整パラメータの突然の変化を回避することができる。混合気調整は、均質のかつ分割された噴射のモーメント発生が類似しているように切り換えられる。この場合、たとえばセンサとアクチュエータとの誤差による不精度はもはや感知可能なモーメントジャンプを生ぜしめない。さらに、運転者が「衝撃」の形で感知するモーメント損失も切換時に感知不能となる。
【００３５】
本発明のさらなる特徴、使用可能性および利点は、図面に基づき説明する以下の実施例の説明から明らかとなる。この場合、記載または図示した全ての特徴はそれ自体または任意に組み合わせて本発明の対象を成している。
【００３６】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００３７】
図１には、自動車の内燃機関１が示してある。この内燃機関１では、ピストン２がシリンダ３内で往復運動可能である。このシリンダ３は燃焼室４を備えている。この燃焼室４は特にピストン２と、吸気弁５と、排気弁６とによって仕切られている。吸気弁５には吸気管７が接続されており、排気弁６には排気管８が接続されている。吸気弁５と排気弁６との領域では、噴射弁９と点火プラグ１０とが燃焼室４内に突入している。噴射弁９を介して燃料を燃焼室４内に噴射することができる。点火プラグ１０によって燃焼室４内の燃料に点火することができる。
【００３８】
吸気管７内には、回動可能なスロットルバルブ１１が収納されている。このスロットルバルブ１１を介して吸気管７に空気が供給可能となる。供給される空気の量はスロットルバルブ１１の角度位置に関連している。排気管８内には触媒１２が収納されている。この触媒１２は、燃料の燃焼によって生ぜしめられた排ガスを浄化するために働く。
【００３９】
排気管８からは、排ガス戻し管１３が吸気管７に戻されている。排ガス戻し管１３内には排ガス戻し弁１４が収納されている。この排ガス戻し弁１４によって、吸気管７内に戻される排ガスの量を調整することができる。
【００４０】
燃料タンク１５からは、タンク空気抜き管路１６が吸気管７に通じている。タンク空気抜き管路１６内にはタンク充填弁１７が収納されている。このタンク充填弁１７によって、燃料タンク１５から吸気管７に供給される燃料蒸気の量が調整可能となる。
【００４１】
ピストン２は、燃焼室４内での燃料の燃焼によって往復運動させられる。この往復運動はクランクシャフト（図示せず）に伝達され、このクランクシャフトにトルクを加える。
【００４２】
開ループ制御および／または閉ループ制御のための制御装置１８は入力信号１９によって負荷されている。この入力信号１９は、内燃機関１の、センサによって測定された運転量を成している。たとえば制御装置１８は空気質量センサ、酸素センサ、回転数センサおよびこれに類するものに接続されている。さらに、制御装置１８はアクセルペダルセンサに接続されている。このアクセルペダルセンサは、運転者によって操作可能なアクセルペダルの位置ひいては要求されたトルクを示す信号を発生させる。
【００４３】
制御装置１８は出力信号２０を発生させる。この出力信号２０によって、アクチュエータもしくは作動器を介して内燃機関１の特性に影響を与えることができる。たとえば制御装置１８は噴射弁９、点火プラグ１０またはスロットルバルブ１１およびこれに類するものに接続されていて、これらの構成部材を制御するために必要となる信号を発生させる。
【００４４】
特に制御装置１８は、内燃機関１の運転量を開ループ制御しかつ／または閉ループ制御するために設けられている。特に噴射弁９によって燃焼室４内に噴射される燃料量は、制御装置１８によって特に少ない燃料消費率および／または少ない有害物質発生に関して開ループ制御されかつ／または閉ループ制御される。この目的のためには、制御装置１８がマイクロプロセッサ（コンピュータ）を備えている。このマイクロプロセッサは、前述した開ループ制御および／または閉ループ制御を実施するために適したプログラムを記憶媒体、特にフラッシュ・メモリに記憶している。
【００４５】
特に制御装置１８はスロットルバルブ角度と噴射パルス幅とを規定している。このスロットルバルブ角度と噴射パルス幅とは、所望のトルクと、所望の排ガス組成と、所望の排ガス温度とを実現するための、互いに調和させたい主要な作動量を成している。これらの量に影響を与えるための別の主要な作動量はピストン運動に対して相対的な点火の角度位置である。
【００４６】
この流れで触媒温度を規定することができる。この場合、ここでは、第１に測定だけでなく運転量からの変調も考慮される。しかし、特にエンジンの始動時には、触媒１２がまだ十分な運転温度を有していないという問題がある。したがって、触媒１２がコールドスタート後に可能な限り迅速に運転温度にもたらされることが必要となる。この加熱は、高い排ガス温度による、いわゆる「エンジン依存式の触媒加熱」で行うことができる。
【００４７】
エンジンの始動は一般的に第１の運転モード、内燃機関１の、いわゆる「均質燃焼運転」で行われる。この場合、スロットルバルブ１１は所望のトルクに関連して部分的に開放されるかもしくは閉鎖される。燃料は噴射弁９によって、ピストン２により生ぜしめられる吸気段階の間に燃焼室４内に噴射される。同時にスロットルバルブ１１を介して吸い込まれた空気によって、噴射された燃料に渦流が付与され、これによって、燃料が燃焼室４内にほぼ均一に分配される。その後、燃料／空気混合物（混合気）が圧縮段階の間に圧縮され、その後、点火プラグ１０によって点火される。点火された燃料の膨張によってピストン２が駆動される。生ぜしめられるトルクは、均質燃焼運転では、スロットルバルブ１１の位置にほぼ関連している。このスロットルバルブ１１は、始動段階では、ほぼ閉鎖されている。少ない有害物質発生に関して、燃料／空気混合物が可能な限りラムダ（λ；空気過剰率）＝１またはラムダ＞１（僅かにリーン）に調整される。
【００４８】
この場合、排ガス温度を上昇させるために、点火がより遅めのクランク角で行われることによって燃焼の効率を悪化させることを提案することができる。この場合、点火される混合気は理論空燃比にまたは僅かにリーンに調整されている。しかし、この場合、均質燃焼運転モードでは、エンジンの作動円滑性に関して満足感が得られないという欠点がある。
【００４９】
にもかかわらず、本発明によれば、内燃機関１の始動が均質燃焼運転モードで行われる。なぜならば、分割された噴射に対して、始動経過時の空気量が常に十分でないからである。
【００５０】
スロットルバルブ１１の位置または別のセンサ信号から、十分に大きな空気充填量、少なくとも平均的な空気充填量が推測され得るやいなや、触媒１２の加熱のために、分割された噴射を伴う運転状態への切換が実施される。この場合、まず第１の噴射量が燃焼室４内に噴射され、より遅めのクランク角で第２の噴射量が噴射される。この場合、両噴射時点は点火プラグ１０の点火時点前に位置している。噴射の分割によって混合気成層化が生ぜしめられる。この場合、点火プラグ１０には、燃焼室４全体における総計ラムダがまだリーンであるにもかかわらず、どちらかというとリッチな混合気が接触している。プラグの周辺のリッチな混合気によって、極めてリーンな総計ラムダでも確実な点火を確保することができる。付加的には、遅めの点火にもかかわらず、混合気の確実で迅速な燃焼を保証することができる。これによって、遅めの点火ひいてはより悪い効率でも作動円滑性が向上させられる。こうして、壁熱損失を減少させることができ、より高い排ガス温度が同じ排ガス量で獲得可能となる。これによって、触媒１２の加熱がより迅速に達成される。
【００５１】
いま、切換時には、以下の問題がある：したがって、まず切換は、最小空気充填量が付与される場合にしか行うことができない。なぜならば、さもないと、燃料供給の調整が十分な精度を有していることを保証するために、噴射したい燃料量が噴射ごとに過度に少なくなるからである。さらに、モーメント発生は、単純な均質の噴射と分割された噴射とにおける互いに異なる混合気タイプおよび異なる燃焼速度に基づき著しく異なっている。したがって、切換によって、点火時点が急激にシフトされなければならず、空気充填量が迅速に変化させられなければならない。モーメント発生をこの変化に対して正確にモデリングすることができる場合でも、センサとアクチュエータとの誤差によって不精度が生ぜしめられる。したがって、運転者が感知するモーメントジャンプが生ぜしめられ得る。さらに、ラムダ偏差が生ぜしめられ得る。なぜならば、両噴射モードに対する燃料調量の精度が異なっているからである。
【００５２】
したがって、本発明によれば、均質の噴射と分割された噴射とのモーメント発生が切換の時点でまだ類似しているように混合気調整に手を加えることが提案される。この場合、万が一の不精度によって、感知可能なモーメントジャンプはもはや生ぜしめられ得ない。この場合、切換後、分割された噴射は連続的に変化させられる。すなわち、両噴射時点が互いに引き離される。この場合、第２の噴射時点は、所望の混合気調整が達成されるまで遅めの方向にシフトされる。
【００５３】
切換直後、第２の噴射時点は早めに位置している。この場合、この第２の噴射時点はほぼ第１の噴射時点に位置しており、したがって、混合気は、個々の噴射を伴う均質の混合気にほぼ相当している。この場合、点火時点と空気充填量とは最小限適合されさえすればよい。この場合、切換後、第２の噴射時点が連続的に本来の目標値に向かって、すなわち、点火時点の方向にシフトされ得る。この場合、この点火時点と空気充填量とは、変化させられた混合気調整とモーメント発生とに適合される。特に空気充填量は、モーメント損失に抗して作用するために増加させられる。点火時点は不変の作動円滑性でさらに後方にシフトされ得る。なぜならば、分割された噴射が、均質の噴射よりも高い作動円滑性と同時に悪い効率を許容しているからである。
【００５４】
全体的に混合気タイプは切換時に類似の特性を有している。したがって、センサとアクチュエータとの不精度は異なる影響を与えない。特に第２の燃料量の第２の噴射時点のシフトがゆっくりとかつ連続的に行われる場合には、ここでは、不精度はもはや感知不能となり、自動車の走行特性における損失を生ぜしめない。
【００５５】
第２の燃料噴射が遅めの方向にシフトされた後にまたはシフトされる間に空気充填量が増加させられると、点火時点が、より高い充填量および変化させられた混合気調整に相応に適合される。これによって、全体的には、最適な点火時の最大のモーメントで生ぜしめられる段とジャンプとを、個々の運転状態がほぼ連続的に互いに移行するような形式で近づけることができる。
【００５６】
図２につき、切換過程が急激にまたは第２の燃料噴射の連続的なシフトによって時点に関して変化させられる場合に個々のパラメータがどのように変化するのかを明確にする。
【００５７】
図２のそれぞれ左側には、最適な点火時の最大のモーメント、上死点前の間隔に対する噴射時点、上死点での間隔に対する点火時点および分割された噴射における所望の目標値への直接的な切換のための空気充填量が示してある。これに対して、右側には、本発明による「傾き（Ａｕｆｒａｍｐｅｎ）」が示してある。この場合、第２の燃料量の噴射時点はまず第１の噴射時点の近くに位置しており、したがって、混合気特性が均質の噴射の混合気特性にほぼ相当している。
【００５８】
したがって、最適な点火時の最大のモーメントを示している一番下側の図面には、個々の噴射時に時間に関して、まずコンスタントなモーメントが付与されることを特に良好に見ることができる。この場合、このモーメントは上昇する。なぜならば、分割された噴射における最適な点火時でも、単純な均質の噴射よりも少ないモーメントがもたらされ、したがって、切換前にすでに空気充填量がより多く付与されなければならないからである。したがって、この場合、均質の噴射に対する最適なモーメントが空気充填量と共に上昇する。その後、このモーメントは、それぞれ鉛直方向に延びる中間の破線によって図示した切換の時点で急激に降下する。この出力損失は、点火時点の修正によって十分に補償されない限り運転者によって衝撃として感知可能となる。その後、空気量の増加ならびに再び最適な点火時点の調整によって、モーメントをゆっくりと再び上昇させることができる。
【００５９】
第２の燃料噴射がまず早めに行われる、すなわち、はるか上死点前に行われる切換時には、混合気がまず切換後も均質の混合気のような状態にある。その後、点火時点と第２の燃料噴射とのシフトによって、最適なモーメントが再び最終値に上昇する。ジャンプは切換を介してほぼ確認され得ない。
【００６０】
下から２番目の図面には、第２の噴射時点に対する下死点からの間隔が示してある。この間隔が比較的短い間隔を上死点からすでに切換の時点で有していることが左側に図示してある場合には、この間隔がまず上死点から著しい間隔を切換後に有していて、その後、切換の途中に初めて、上死点の近くに位置する目標値に近づけられることが右側の図面から除去されてよい。
【００６１】
まず１回の均質の噴射における点火時点が比較的大きな間隔を上死点で有している、すなわち、早めの点火が行われることも同じく見ることができる。なぜならば、この場合にしか、１回の均質の噴射における良好な作動円滑性が保証されていないからである。切換に向かって、この時点は、一番上側の図面から明らかである増加させられた空気充填量において、均質燃焼運転モードにおけるモーメントのさらなる上昇に抗して作用するために後方にシフトされる。しかし、点火時点の後方へのシフトによって、作動円滑性は悪化させられる。
【００６２】
この場合、切換後、不変の空気充填量でまずモーメント減少に抗して作用し、したがって、最適な点火を獲得するために、点火時点は急激に再び早めの方向にシフトされなければならない。この場合、より遅めの時点では、点火時点が再び後方にシフトされ得る。この場合、シフトは全体的に著しくはるか後方に行われ得る、すなわち、均質燃焼運転モードよりも遅めの時点で点火が行われ得る。なぜならば、ここでは、より悪い効率でも、作動円滑性が損なわれていないからである。
【００６３】
いま、右側の図面を考慮すると、ここでも、点火時点が小さなジャンプしか行わないことが分かる。なぜならば、ここでも、切換の時点での混合気特性が類似しているからである。
【００６４】
空気充填量は急激な切換だけでなく、連続的な切換に対してもほぼ同じような状態にある。なぜならば、空気充填量は、最適なモーメントを達成することができるようにするために、分割された噴射を伴う運転モードで増加させられなければならないからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
内燃機関を示す図である。
【図２】
第２の噴射時点のシフトを伴う切換時のかつ自然な切換時のパラメータ経過を示す図である。
【符号の説明】
１  内燃機関、  ２  ピストン、  ３  シリンダ、  ４  燃焼室、  ５  吸気弁、  ６  排気弁、  ７  吸気管、  ８  排気管、  ９  噴射弁、  １０  点火プラグ、  １１  スロットルバルブ、  １２  触媒、  １３  排ガス戻し管、  １４  排ガス戻し弁、  １５  燃料タンク、  １６  タンク空気抜き管路、  １７  タンク充填弁、  １８  制御装置、  １９  入力信号、  ２０  出力信号
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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