部分停用的自动点火内燃发动机及运转所述类型的内燃发动机的方法技术

提供优化多汽缸自动点火内燃发动机运转的方法和系统。通过基于压缩比构造多组汽缸和以负荷依赖性方式运转汽缸，可优化燃料消耗。

【技术实现步骤摘要】
部分停用的自动点火内燃发动机及运转所述类型的内燃发动机的方法优先权要求本申请要求2012年4月24日提交的欧洲专利申请号12165339.8的优先权，其全部内容在此被引入作为参考，用于所有目的。专利
本公开涉及部分停用的自动点火内燃发动机优化运转的系统和方法。背景和概述在内燃发动机的发展中，基本目标是最小化燃料消耗，其中提高的整体效率是努力的焦点。尽管柴油发动机——即自动点火内燃发动机的一个实例，由于其所采用的质量调控，从而相对于通过用新混合物装载汽缸进行数量调控以设置负荷的奥托循环发动机，具有较高的效率，即较低的燃料消耗，但关于柴油发动机情况下的燃料消耗和效率还存在改进的可能性和改进的需求。减少燃料消耗的一个思路是在特定负荷范围内停用(deactivation)单个汽缸。部分负荷运转的柴油发动机的效率可通过部分停用得到改进，因为在恒定发动机功率的情况下，多汽缸内燃发动机的至少一个汽缸停用使其他仍在运转的汽缸的负荷增加，使得所述汽缸在较高负荷区域中运转，在较高负荷区域中燃料比耗降低。柴油发动机的部分负荷运转中的负荷集合向较高负荷转变。在部分停用过程中继续运转的汽缸还耐受较大燃料供应质量导致的较高排气再循环速率。在效率方面的进一步益处造成停用的汽缸由于不存在燃烧而不产生任何由燃烧气至燃烧室壁的热传递导致的壁热损失。现有技术中描述的部分停用的多汽缸内燃发动机以及运转所述内燃发动机的相关方法，仍然具有相当大的改进可能性。在本文中，本专利技术人已经确定上述问题和内燃发动机运转的改进可能性。在一个实例中，自动点火内燃发动机的部分停用可至少通过包括如下的自动点火内燃发动机优化：至少两个汽缸，其中至少两个汽缸被构造形成至少两组，在每种情况下每组均具有至少一个汽缸，至少一组的至少一个汽缸形成可以以负荷依赖性（load-dependent）方式切换的汽缸，其中-至少两组的特征在于不同的压缩比εi，-第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε1，而第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε2，其中ε2<ε1。至少一组的汽缸形成以便得可进行切换，其不仅允许启用(deactivation)，而且尤其是允许切换和如果适当的话稍后新的启用。例如，在内燃发动机部分负荷运转过程中，即，在低负荷和如果适当的话中等负荷下，一组的至少一个汽缸停用，而至少一个其他组的至少一个汽缸继续运转。如果可预限定负荷未达到（undershot），则部分停用由此发生，因此对保持运转的至少一个汽缸的负荷需求增加，导致上文已述的益处。对部分停用过程中仍在运转的汽缸的功率需求增加，使得所述汽缸在较高负荷下以较低燃料比耗运转。此外，停用的汽缸不产生任何壁热损失，因此不会由于热传递到发动机结构中而增加效率损失。此外，由于效率与汽缸压缩比相关，柴油发动机的部分负荷运转可通过具有不同压缩比的汽缸组而进一步改进。在这种方式下，通过采用多个效率不同的汽缸组，可改进自动点火内燃发动机的部分负荷运转。应当理解，提供上文概述是引入在详述中进一步描述的思路选择的简化形式。其并非意为确定所请求保护的主题的关键或基本特征，所请求保护的主题的范围仅由所附权利要求限定。另外，所请求保护的主题不限于解决上文或本公开任何部分所述的任意缺陷的实施方式。附图简述本公开的主题将通过阅读下文参考附图对非限制性实施方式的详细描述而得到更好的理解。图1显示内燃发动机的示意图。图2显示内燃发动机的不同汽缸组的示意图。图3显示示例内燃发动机部分负荷运转方法的流程图。图4显示示例内燃发动机部分负荷运转方法的流程图。详述提供内燃发动机运转的方法和系统，如图1的发动机系统。图1的内燃发动机可如图2所示构造。根据图3和4所示的流程图中描述的程序，内燃发动机的运转可在燃料消耗方面得到优化。参考图1，内燃发动机10包括多个汽缸，其中一个汽缸显示在图1中。发动机10可至少部分通过包括控制器12的控制系统和通过车辆操作人员132经由输入装置130的输入来控制。在此实例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室（即，汽缸）30可包括燃烧室壁32，活塞36被布置其中。活塞36可耦联于曲轴40，以使活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可通过中间传动系统耦联于车辆的至少一个驱动轮。进一步，起动机可通过飞轮耦联于曲轴40，从而能够启动发动机10的运转。燃烧室30显示与进气歧管44和排气歧管48通过分别的进气门52和排气门54连通。各进气和排气门可通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。可选地，进气门和排气门中的一个或多个可通过通过电控机械式控制的气门线圈和电枢组合件运转。进气凸轮51的位置可通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可通过排气凸轮传感器57确定。燃料喷射器66显示为直接耦联于燃烧室30，用于通过电子驱动器68与控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接喷射其中的燃料。在这种方式下，燃料喷射器66提供所谓直接喷射燃料进入燃烧室30。燃料喷射器可被安置在例如燃烧室侧部或燃烧室顶部。直接燃料喷射器可通入燃烧室，用于引入燃料。燃料可通过燃料系统（未显示）被输送至燃料喷射器66，该燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料轨。在一些实施方式中，燃烧室30可以可选地或另外地包括燃料喷射器，其被以这样的构造安排在进气通道42中，所述构造提供所谓进气道喷射燃料进入燃烧室30上游的进气口。进气通道42可包括节气门62，该节气门62具有节流板64。在此具体实例中，节流板64的位置可通过与节气门62一起包括在内的电动马达或电致动器所提供的信号由控制器12改变，该结构常被称为电子节气门控制（ETC）。在这种方式下，节气门62可运转以改变提供给其他发动机汽缸之间的燃烧室30的进气。节流板64的位置可通过节气门位置信号TP被提供给控制器12。进气通道42可包括质量空气流量传感器120，用于向控制器12提供质量空气流量MAF信号。排气传感器126显示耦联于排放控制装置70上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供排气/燃料比指示的任何适当的传感器，如线性氧传感器或UEGO（通用或宽范围排气氧）、双态氧传感器或EGO、HEGO（加热式EGO）、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置70显示沿排气传感器126下游的排气通道48安排。装置70可以是三元催化器（TWC）、NOx捕集器多种其他排放控制装置或其组合。在一些实施方式中，在发动机10运转过程中，排放控制装置70可通过在特定空燃比内运转发动机的至少一个汽缸而周期性地复位。进一步，排气再循环（EGR）系统可将期望部分的排气从排气通道48经由EGR通道140通过EGR阀142和EGR节流孔（orifice）（未显示）送至进气歧管44。通过EGR系统再循环的排气可通过进气歧管44被引至多汽缸发动机中存在的所有汽缸。在涡轮增压发动机中，EGR系统可以是高压系统（从涡轮上游至压缩机下游）或低压EGR系统（从涡轮下游至压缩机上游）。控制器12在图1中显示为常规的微计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活（keepalive）存储器110和常规的数据总线。除了前述那些信号外，控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
自动点火内燃发动机，其具有至少两个汽缸，其中所述至少两个汽缸被配置以形成至少两组，在每种情况下每组均具有至少一个汽缸，至少一组的所述至少一个汽缸形成为以负荷依赖性方式切换的汽缸，其中?所述至少两组的特征在于不同的压缩比εi；和?第一组的所述至少一个汽缸具有压缩比ε1，并且第二组的所述至少一个汽缸具有压缩比ε2，其中ε2<ε1。

【技术特征摘要】
2012.04.24 EP 1216533981.自动点火内燃发动机，其具有至少四个汽缸，其中所述至少四个汽缸被配置以形成至少两组，在每种情况下每组均具有至少两个汽缸，其中至少一组的至少一个汽缸形成为以负荷依赖性方式切换的汽缸；所述至少两组的特征在于不同的压缩比εi；第一组的所述至少两个汽缸中的每一个具有压缩比ε1和第一宽度，并且第二组的所述至少两个汽缸中的每一个具有压缩比ε2和第二宽度，其中ε2<ε1，并且所述第一宽度小于所述第二宽度；当所述发动机运转时，所述第一组的所述至少两个汽缸中的至少第一汽缸和所述第二组的所述至少两个汽缸中的至少第一汽缸启用；以及所述第一组的所述至少两个汽缸中的至少第一汽缸和所述第二组的所述至少两个汽缸中的至少第一汽缸的停用和再启用基于相对于各自发动机负荷阈值的发动机负荷，以及相对于所述阈值的负荷范围内发动机运转的持续时间。2.权利要求1所述的自动点火内燃发动机，其中，在较低部分负荷范围内部分停用的情况下，所述第一组的所述至少两个汽缸运转。3.权利要求2所述的自动点火内燃发动机，其中所述第二组的所述至少一个汽缸形成为可启用汽缸，所述可启用汽缸在未达到可预限定负荷Tdown的情况下停用，并在超过可预限定负荷Tup的情况下启用。4.权利要求2所述的自动点火内燃发动机，其中所述第一组的所述至少一个汽缸和所述第二组的所述至少一个汽缸均形成可切换汽缸。5.权利要求4所述的自动点火内燃发动机，其中所述至少四个汽缸形成两组，在每种情况下每组均具有至少两个汽缸。6.权利要求5所述的自动点火内燃发动机，其中所述第一组的所述至少两个汽缸中的每一个具有压缩比ε1，并且所述第二组的所述至少两个汽缸中的每一个具有压缩比ε2，其中ε2+1<ε1。7.权利要求5所述的自动点火内燃发动机，其中所述第一组的所述至少两个汽缸中的每一个具有压缩比ε1，并且所述第二组的所述至少两个汽缸中的每一个具有压缩比ε2，其中ε2+2<ε1。8.权利要求5所述的自动点火内燃发动机，其中所述第二组的所述至少两个汽缸中的每一个具有压缩比ε2，其中13<ε2<17。9.权利要求5所述的自动点火内燃发动机，其中所述第一组的所述至少两个汽缸中的每一个具有压缩比ε1，其中17<ε1<2...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·K·施普林格，A·布罗伊尔，T·洛伦茨，H·H·鲁兰德，J·林泽尔，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：