CN103375282A

CN103375282A - 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

Info

Publication number: CN103375282A
Application number: CN2013101457382A
Authority: CN
Inventors: M·K·施普林格; A·布罗伊尔; T·洛伦茨; H·H·鲁兰德; J·林泽尔
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2033-04-24
Also published as: EP2657486A1; CN103375282B; US20130276755A1; BR102013009780A2; RU2635738C2; RU2013118707A; US9376967B2

Abstract

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。

Description

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。

发明领域

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，本发明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ε_i，

-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（keep alive）存储器110和常规的数据总线。除了前述那些信号外，控制器12显示接收来自耦联于发动机10的传感器的不同信号，包括：来自耦联于冷却套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度（ECT）；耦联于加速踏板130、用于感测脚132施加的力的位置传感器134；来自耦联于进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力（MAP）测量；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量测量；和来自传感器58的节气门位置测量。大气压力也可被感测（传感器未显示），用于通过控制器12的处理。在本说明的优选方面，发动机位置传感器118产生曲轴每转预定数量的等距脉冲，由此可确定发动机速度（RPM）。

在一些实施方式中，发动机可在混合动力车辆中耦联于电动马达/电池系统。混合动力车辆可具有并联构造、串联构造或其变型或组合。

在运转中，发动机10中各汽缸一般经历四行程循环：该循环包括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。在进气行程期间，总体上，排气门54关闭并且进气门52开启。空气通过进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36移至汽缸底部，从而增加燃烧室30中的容积。活塞36接近汽缸底部并处于其行程终点（例如，燃烧室30处于其最大容积时）的位置一般被本领域技术人员称为下止点（BDC）。在压缩行程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36移向汽缸盖，从而压缩燃烧室30中的空气。活塞36处于其行程终点并最接近汽缸盖（例如，燃烧室30处于其最小容积时）的点一般被本领域技术人员称为上止点（TDC）。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文被称为点火的过程中，喷射燃料被已知的点火装置如火花塞92点火，导致燃烧。在膨胀行程期间，膨胀气体推动活塞36返回BDC。曲轴40使活塞运动转变为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气行程期间，排气门54开启以释放燃烧空气-燃料混合物至排气歧管48，并且活塞返回TDC。注意，以上仅作为实例显示，并且进气门和排气门的开启和/或关闭正时可改变，以便提供正或负气门重叠，晚期进气门关闭或多种其他实例。

在选定运转模式下，点火系统88可响应来自控制器12的火花提前信号SA，通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。虽然显示火花点火组件，但在一些实施方式中，发动机10的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室可以以具有或不具有点火火花的压缩点火模式运转。

例如，发动机10可被控制以在火花点火（SI）模式和均质充气压缩点火（HCCI）模式之间改变运转。在SI模式的燃烧中，点火系统88响应来自控制器12的火花提前信号SA，通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。虽然SI燃烧可应用跨越宽范围的发动机扭矩和速度，但其与其他燃烧类型相比可产生增加水平的NOx和较低的燃料效率。可选地，发动机10可选择进行HCCI模式的燃烧，其中空气和燃料混合物达到通过自动点火发生燃烧的温度，而无需火花装置的火花。在HCCI模式或受控自动点火（CAI）模式中，燃烧室气体的自动点火发生在燃烧循环压缩行程以后的预定点，或接近压缩上止点。一般，当采用压缩点火预混合的空气和燃料充气时，燃料通常与空气均质地预混合，如在进气行程期间在进气道喷射火花-点火的发动机或直接喷射的燃料中，但具有高的空燃比。由于空气/燃料混合物被空气或残留排气高度稀释，导致较低峰值燃烧气温度，NOx的产生可相对于与SI燃烧中发现的水平减少。此外，以压缩燃烧模式运转时的燃料效率可通过如下增加：减少发动机泵气损失，增加气体比热比，和应用较高压缩比。发动机的多种运转条件可改变以提供不同的燃烧模式，如燃料喷射正时和数量、EGR、气门正时、气门升程、气门操纵、气门停用、进气加热和/或冷却、涡轮增压、节流等。在另外的实例中，发动机可根据柴油燃料在喷射时自动点火的柴油燃烧循环而运转。

进一步，包括多个汽缸的发动机系统10可根据负荷条件被控制器12控制。

在这种方式下，上述发动机系统可被构造形成包括多个可以以负荷依赖性方式控制的汽缸的自动点火内燃发动机。

转至图2，其示意性示例四汽缸同轴（in-line）自动点火发动机的四个汽缸1、2、3、4。

同轴构造下的四个汽缸1、2、3、4形成两个汽缸组，在每种情况下每组均具有两个汽缸1、2、3、4，其中第一组包括外汽缸1、4，第二组包括内汽缸2、3。属于第1组的外汽缸1和4的宽度可小于属于第2组的内汽缸2和3。各汽缸可通过连杆耦联于共同的曲轴。例如，连杆202、204、206和208可将汽缸1、2、3和4分别耦联于曲轴40。

在所示简图中，第一和第二汽缸1、2的活塞210、212位于下止点，而第三和第四汽缸3、4的活塞214、216位于上止点。

两个汽缸组的特征在于不同的压缩比，其中第一组的汽缸1、4具有压缩比ε₁，并且第二组的汽缸2、3具有压缩比ε₂，其中ε₂<ε₁。第1组和第2组的汽缸1和2分别一起同步运动。类似地，第1组和第2组的汽缸3和4分别一起同步运动。进一步，包括汽缸1、2、3和4的多汽缸发动机可进行顺序燃烧，其中汽缸1先点燃，然后汽缸3，然后汽缸4，最后汽缸2。换句话说，在顺序燃烧过程中，各汽缸以4行程循环运转，连贯的点火顺序可以是1、3、4和2。

在此，第二组的汽缸2、3形成为可启用汽缸2、3，其在部分负荷运转中在未达到可预限定负荷时通过控制器停用。汽缸可在各发动机循环过程中通过由控制器调节进气门和排气门而停用。在这种方式下，通过在部分负荷运转过程中停用汽缸2和3，对仍在运转的第一组的汽缸1、4的负荷需求增加，然后所述汽缸以较低燃料比耗在负荷下运转。由此，可提高效率。

在此，可认为效率η或多或少与压缩比ε_i相关，例如在整个选定范围内成比例。在一个实例中，效率η总体上在相对高压缩比ε_i的情况下较高，并且总体上在相对低压缩比ε_i的情况下较低。但是，此基本关系可在趋向极高压缩比时打破，因为那时漏气等急剧增加，其对效率具有不利影响。

不同的压缩比ε_i源于不同运转状态和负荷范围的汽缸组构造。柴油发动机采用特定的压缩比，也就是最小压缩比，以引发自动点火，尤其是在启动时，也就是在第一次引发燃烧时——此时内燃发动机可能还是凉的。冷启动过程中可采用例如εi≈18的压缩比，以确保可靠的自动点火——如不进行其他测量，使得较低压缩比是可耐受的。但是，从单纯热力学方面，选择压缩比εi≈16，以优化内燃发动机的效率。

由上所述得出，在较低部分负荷范围内运转的至少一个汽缸应有利地被配置以较高压缩比ε₁。然后，内燃发动机也可以以所述至少一个汽缸可靠地启动。因而，第二组的至少一个汽缸应被构造为较高负荷，也就是说，应被配置以较低压缩比ε₂。后者在相对高负荷下还允许较高温度和压力水平。低压缩比ε₂可能降低相关的第二汽缸组的效率，但在相对高负荷下也减少发动机结构的机械负荷和在所述负荷范围内的漏气，以依次产生在效率方面的益处。

由上所述还显示，根据本发明所述的内燃发动机不仅在部分负荷运转中而且在相对高负荷范围内具有较高效率η。

汽缸组还可相互区别于其他运转参数或设计特征，例如冷却安排、燃烧处理、空气比λ、进气管、出气管和/或喷射喷嘴。

根据本发明所述的内燃发动机具有至少两个汽缸或至少两组——在每种情况下每组均具有至少一个汽缸。在这方面，具有构造成三组——在每种情况下每组均具有一个汽缸——的三个汽缸的内燃发动机或具有构造成三组——在每种情况下每组均具有两个汽缸——的六个汽缸的内燃发动机同样是根据本发明所述的内燃发动机。三汽缸组可具有不同的压缩比ε_i，并可被相继启用、作为部分停用的部分被相互分别和独立停用，由此还可实现双切换。因此，部分停用得到进一步优化。汽缸组还可包括不同数量的汽缸。

如下自动点火内燃发动机的实施方式可以是有利的：其中在部分停用的情况下，第一组的至少一个汽缸是内燃发动机在部分负荷运转时处于运转中的至少一个汽缸，从而在较高压缩比ε₁下，低负荷下的内燃发动机的效率被优化，其中低负荷T_low，也就是较低部分负荷范围内的负荷，是被布置以小于当前旋转速度n下最大负荷T_max,n的50%，优选小于30%，的负荷。

如下自动点火内燃发动机的实施方式也是有利的：其中两汽缸组均形成为可切换汽缸。其不仅允许启用，而且允许在至少两个汽缸组之间切换，以及切换和启用组合。

如下自动点火内燃发动机的实施方式是有利的：其中至少两个汽缸形成两组，在每种情况下每组均具有至少一个汽缸。

两个汽缸组相对于数个汽缸组的实施方式具有部分停用的控制或调控较不复杂的益处。此外必须考虑，质量和力矩补偿的实现——可优选同样被部分启用——由于不同的压缩比ε₁而更难以进行，并且为此的支出随汽缸组数量增加而显著增加。

如下自动点火内燃发动机的实施方式是有利的：其中第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε₁，并且第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε₂，其中ε₂+1<ε₁。

如下自动点火内燃发动机的实施方式也是有利的：其中第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε₁，并且第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε₂，其中ε₂+2<ε₁。

如下自动点火内燃发动机的实施方式也是有利的：其中第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε₁，并且第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε₂，其中ε₂+3<ε₁。

鉴于上述三种实施方式涉及两个汽缸组在压缩比ε_i方面的相对差异，下面的实施方式涉及两组的绝对压缩比。

如下自动点火内燃发动机的实施方式是有利的：其中第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε₂，其中13<ε₂<17，优选14<ε₂<16.5。

第二组的至少一个汽缸具有热力学上有利或更有利的压缩比，具有该压缩比的第二汽缸组的效率、从而内燃发动机的效率η可得到提高。

如下自动点火内燃发动机的实施方式也是有利的：其中第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε₁，其中17<ε₁<20，优选17.5<ε₁<19。

第一组的至少一个汽缸的压缩比高到足以确保可靠地引发自动点火，使得所述汽缸组至少对于启动或冷启动内燃发动机是优选组。

如下自动点火内燃发动机的实施方式是有利的：

-至少两组的特征在于不同的汽缸容积V_i,

-第一组的至少一个汽缸具有汽缸容积V₁，并且第二组的至少一个汽缸具有汽缸容积V₂，其中V₂>V₁。

提供具有不同汽缸容积V_i的两个汽缸组依次用于优化部分停用。为此，除强制不同的压缩比ε_i外，特别考虑内燃发动机或汽缸的结构特征，也就是汽缸容积V_i。

第一组的汽缸具有较小——优选明显较小——的汽缸容积V₁，使得——假设每组汽缸数量相等——内燃发动机总体积的主要比例被第二组汽缸占据，因此被具有热力学上更有利的压缩比ε₂的汽缸占据。

如下自动点火内燃发动机的实施方式是有利的：其中第一组的至少一个汽缸具有汽缸容积V₁，并且第二组的至少一个汽缸具有汽缸容积V₂，其中1·V₁<V₂<2·V₁。

如下自动点火内燃发动机的实施方式是有利的：其中第一组的至少一个汽缸具有汽缸容积V₁，并且第二组的至少一个汽缸具有汽缸容积V₂，其中1.3·V₁<V₂<2·V₁。

如下自动点火内燃发动机的实施方式是有利的：其中第一组的至少一个汽缸具有汽缸容积V₁，并且第二组的至少一个汽缸具有汽缸容积V₂，其中1.3·V₁<V₂<1.75·V₁。

如下自动点火内燃发动机的实施方式是有利的：其中各汽缸被配备有用于引入燃料的直接喷射装置。

在此，如下实施方式是有利的：其中各汽缸以直接喷射为目的配备有喷射喷嘴。

然而，如下自动点火内燃发动机的实施方式可以是有利的：其中进气管喷射装置被提供以供应燃料。在这种方式下，可实现在部分停用方面优化的自动点火内燃发动机。

现转至图3，显示内燃发动机部分负荷运转的实例程序，其中第1组的至少一个汽缸（图2所示）可永久运转。本文所述实例示例四汽缸自动点火发动机的程序。如上文关于图2所述，四个汽缸1、2、3和4可被构造成两组，其中第1组包括汽缸1和4，第2组包括汽缸2和3。进一步，两组的特征可在于不同的压缩比，并且第1组的压缩比高于第2组的压缩比。此外，第1组的汽缸容积可低于第2组的汽缸容积。

在302，可确定是否出现发动机开启事件，其可以是操作人员引起的发动机开启事件。在确定发动机开启事件时，在304，第1组的至少一个汽缸可运转，并且第2组的至少一个汽缸可停用。

然后在306，可估测发动机的当前负荷。在估测负荷时，在308可确定估测的负荷是否已经超过可预限定负荷T_up。如果“是”，则在312可启用第1组的至少一个汽缸和第2组的至少一个汽缸。如果在308估测的负荷不大于T_up，则在310可确定负荷是否在可预限定的阈值T_down以下。如果“是”，则在314可启用第1组的至少一个汽缸和可停用第2组的至少一个汽缸。如果估测的负荷不小于T_down，则程序可再次确定负荷，并可如上所述从308开始继续评价负荷条件。

在一个实例中，可预限定的极限负荷T_down和T_up可以是同等幅度，尽管在一些其他实例中，T_up和T_down也可以是不同幅度。当内燃发动机运转时，第一汽缸组的汽缸在当前情况下是永久运转的汽缸。仅发生切换第二汽缸组，也就是启用和停用所述第二组。

在一些实例中，当未达到可预限定负荷T_down并且当前负荷保持低于所述可预限定负荷T_down以可预限定的时间Δt₁时，第二组的至少一个汽缸停用。

对停用第二组汽缸的额外条件的介绍旨在防止过度频繁的启用和停用，例如，尤其是部分停用——如负荷仅短暂地落在可预限定负荷T_down以下然后再次升高，或在负荷T_down的可预限定值上下波动，而没有表明或必需部分停用的未达目标（undershooting）。

类似地，当超过可预限定负荷T_up并且当前负荷保持高于所述可预限定负荷T_up以可预限定的时间Δt2时，启用第二组的至少一个汽缸。

在这种方式下，如下自动点火内燃发动机的实施方式是有利的：其中第二组的至少一个汽缸形成为可启用汽缸，其在未达到可预限定负荷T_down的情况下停用，并且在超过可预限定负荷T_up的情况下启用。

内燃发动机可以在低负荷下以第一组至少一个汽缸启动并运转。第一组的高压缩比ε₁确保低负荷下的内燃发动机效率提高。第二组的至少一个汽缸被构造用于相对高负荷，并在超过可预限定负荷T_up的情况下启用，其中第一组的至少一个汽缸是永久运转的汽缸。

现转至图4，显示内燃发动机部分负荷运转的实例程序，其中第1组的至少一个汽缸和第2组的至少一个汽缸形成为可切换汽缸。例如，从第一组的至少一个汽缸在低负荷下运转开始，如果超过第一可预限定负荷T_up,1，则可对第二组的至少一个汽缸进行切换。第1组和第2组可如图2和3所示构造，其中第1组可包括汽缸1和4，其压缩比高于并且其容积低于第2组（包括汽缸2和3）。

在402，可确定发动机是否已被开启。在本文中，发动机开启事件可以是操作人员引起的发动机-开启事件。在确定发动机-开启事件时，在404可确定负荷。负荷可取决于内燃发动机的旋转速度。然后，存在不止一个具体负荷，切换在未达或超过该具体负荷时发生，而与旋转速度n无关。相反，遵循旋转速度依赖性方法，并且限定特征图中部分停用发生的区域。

进一步，在一些实例中，内燃发动机的参数，例如内燃发动机冷启动后的发动机温度或冷却剂温度，可被认为是部分停用的标准。

然后，在估测负荷后，在406可确定估测的负荷是否已超过第一可预限定的阈值负荷T_up,1。如果在406估测的负荷不大于T_up,1，则控制器可在408启用第一组的至少一个汽缸和停用第二组的至少一个汽缸，例如控制器可启用第一组的全部汽缸和停用第二组的全部汽缸。因此，从低负荷开始，首先，点火——即运转——第一组的至少一个汽缸，从而提供所需动力，同时停用第二组的至少一个汽缸。

如果在406估测的负荷大于T_up,1，则程序可进行至410。在410，可确定估测的负荷是否已超过第二可预定阈值T_up,2。如果估测的负荷大于T_up,1但小于T_up,2，则可确定发动机在渐增的负荷条件下运转，并且在414，第一组的至少一个汽缸可停用，第二组的至少一个汽缸可启用。因此，随着负荷增加，可发生至少两个汽缸组之间的切换，其中当超过负荷T_up,1时，第一组的至少一个汽缸被停用并且第二组的至少一个汽缸被启用。在一个实例中，在这种情况下，第一组的所有汽缸均被停用，并且第二组的汽缸均被启用。

在410，如果估测的负荷大于T_up,2，则第一组的至少一个汽缸，任选地第一组的所有汽缸，可在412再次启用。这种运转在如下条件可以是有利的：从在负荷渐增的情况下运转第二组的至少一个汽缸开始，如果超过第二可预限定负荷T_up,2，则第一组的至少一个汽缸再次启用。在这种方式下，内燃发动机的动力输出可被进一步增加。

然后，在416，在基于估测的负荷运转不同组的汽缸后，可确定当前负荷条件。在确定当前负荷条件后，程序可前往406，并如上所述基于负荷进行。在一个实例中，除第1组和第2组停用和再启用汽缸以外的汽缸可在发动机运转时保持在启用状态。

在这种方式下，如下方法的实施方式是有利的：其中停用汽缸的燃料供应被停用。在燃料消耗和污染物排放方面获得益处，其有助于实现部分停用所追求的目标，尤其是减少燃料消耗和提高效率。

要理解的是，本文公开的构造本质上是示例性的，并且这些具体实施方式不认为具有限制意义，因为多种变型是可能的。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、反4及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的不同系统和构造及其他特征、作用和/或性质的所有新型和非显而易见的组合和子组合。

如本领域技术人员理解，图3-4所示方法可代表任意数量的诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等的处理策略中的一个或多个。因此，示例的不同步骤或作用可以以所示顺序进行，平行进行，或在一些情况下省略。同样，不必要求处理顺序实现本文所述目标、特征和益处，其提供是为易于示例和描述。进一步，示例步骤或作用可根据所用具体策略反复进行，并可表现耦联于发动机的控制器的存储器中储存的指令或代码。

所附权利要求具体指出认为新颖并且非而易显见的特定组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同形式。这些权利要求应当理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、作用、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或在本申请和相关申请中提出新权利要求来主张。这些权利要求，无论比原权利要求在范围上是更宽、更窄、相等或不同，都被认为包含在本公开的主题内。

Claims

1.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ε_i；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。

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一个汽缸是内燃发动机的至少一个运转汽缸。

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T_down的情况下停用，并在超过可预限定负荷T_up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，其中所述至少两个汽缸形成两组，在每种情况下每组均具有至少一个汽缸。

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一个汽缸具有压缩比ε₁，并且所述第二组的所述至少一个汽缸具有压缩比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一个汽缸具有压缩比ε₁，并且所述第二组的所述至少一个汽缸具有压缩比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一个汽缸具有压缩比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一个汽缸具有压缩比ε₁，其中17<ε₁<20。

10.权利要求5所述的自动点火内燃发动机，其中

-所述至少两组的特征在于不同的汽缸容积V_i，

-所述第一组的所述至少一个汽缸具有汽缸容积V₁，并且所述第二组的所述至少一个汽缸具有汽缸容积V₂，其中V₂>V₁。

11.权利要求10所述的自动点火内燃发动机，其中各汽缸配备有用于引入燃料的直接喷射喷射器，所述直接喷射喷射器通入燃烧室中。

12.方法，包括：

运转发动机的第一和第二汽缸以执行自动点火燃烧，所述第一汽缸相对于所述第二汽缸具有较高压缩比和较低汽缸容积；和

以负荷依赖性方式停用所述汽缸中的一个。

13.权利要求12所述的方法，其中所述汽缸中的一个在第一发动机速度的第一负荷下以及在第二不同发动机速度的第二不同负荷下停用。

14.权利要求13所述的方法，其中所述第二汽缸在所述所述第一发动机速度的第一负荷以下停用，并且在所述第一速度的所述第一负荷以上启用。

15.权利要求14所述的方法，进一步包括响应发动机负荷停用所述第一汽缸。

16.权利要求14所述的方法，进一步包括启用时直接喷射燃料至所述第一和第二汽缸。

17.权利要求16所述的方法，其中启用所述第一和第二汽缸包括在停用的汽缸循环后立即引发自动点火燃烧。

18.方法，包括：

基于相对于各自发动机负荷阈值的发动机负荷停用和再启用所述第一和第二汽缸中的每一个。

19.权利要求18所述的方法，其中在第一负荷期间，启用所述第一汽缸并且停用所述第二汽缸，在第二负荷期间停用所述第一汽缸并且启用所述第二汽缸，以及在第三负荷期间，启用所述第一和第二汽缸，所述第一负荷低于所述第二负荷，所述第二负荷低于所述第三负荷。

20.权利要求18所述的方法，其中所述第一汽缸是第一组汽缸的部分，并且所述第二汽缸是第二不同组汽缸的部分，其中除所述第一和第二汽缸以外的汽缸在任何条件中均不停用，并且在所述发动机运转时保持启用。