CN106401758B - 具有部分停用的排气涡轮增压内燃发动机及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供用于在部分停用模式中操作发动机的实施例。在一个示例中，用于具有第一汽缸组和第二汽缸组的发动机的方法包含：响应于第一发动机速度‑负载区中的发动机操作，将第二汽缸组的一个或多个汽缸停用，且响应于停用，调整第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时。所述方法进一步包含响应于第二发动机速度‑负载区中的发动机操作，调整第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时，且响应于调整，将第二汽缸组的一个或多个汽缸停用。

Description

具有部分停用的排气涡轮增压内燃发动机及其操作方法
相关申请案的交叉参考
本申请请求于2015年7月31日递交的第102015214616.2号德国专利申请的优先权，所述德国专利申请的全部内容在此以引用的方式并入以用于所有目的。
技术领域
本发明涉及机械增压内燃发动机。
背景技术
机械增压是用于增加内燃发动机的动力同时维持容积排量不变或用于减少容积排量同时维持相同动力的合适的方式。在任何情况下，增压导致体积功率输出的增加以及更有利的动力重量比。如果容积排量减少，那么因此在相同的交通工具边界条件下可能使负载共同朝向较高负载移位，在较高负载下比燃料消耗量(specific fuel consumption)较低。
内燃发动机可以通过排气涡轮增压而增压。排气涡轮增压器例如与机械增压器相比的优点在于增压器与内燃发动机之间不需要用于传输动力的机械连接。机械增压器完全从内燃发动机提取用于其驱动所需的能量，并且由此减少了输出功率且因此对效率产生不利影响，而排气涡轮增压器利用热排气的排气能量。
机械增压内燃发动机优选地配备有增压空气冷却布置，借助于所述布置而在压缩燃烧空气进入汽缸之前被冷却。以此方式，进一步增加所供应增压空气的密度。以此方式，冷却同样有助于燃烧室的压缩和改善的增压，也就是说促成改善的体积效率。增压空气冷却器配备有旁路管线可为有利的，以便能够在需要时，例如在冷启动之后绕过增压空气冷却器。
在内燃发动机的开发中，基本目的是最小化燃料消耗，其中做出的努力的重点是获得改善的总效率。
尤其在奥托循环发动机的情况下，即在应用点火内燃发动机的情况下的问题，燃料消耗且因此效率带来了问题。对此的原因在于奥托循环发动机的基本操作过程中。一般借助于进气系统中提供的节流挡板来实行负载控制。通过调整节流挡板，节流挡板下游的引入空气的压力可以被减少到更大或更小的程度。进一步关闭节流气门，也就是说所述节流挡板阻挡进气系统越多，所引入的空气在节流挡板两端的压力损失越高，且节流挡板下游和进入至少三个汽缸(也就是说燃烧室)的进口上游的引入空气的压力越低。对于恒定的燃烧室容积，有可能以此方式借助于引入空气的压力来设定空气质量，也就是说空气量。这也解释了为何数量调节已经证明为尤其在部分负载操作中是不利的，因为低负载需要进气系统中的高度节流和减压，因此随着负载减小和节流增加，进气交换损耗增加。
为了减少所描述的损耗，已经开发用于对应用点火内燃发动机减少节流的各种策略。
用于对奥托循环发动机减少节流的解决方案的一个方法是例如具有直接喷射的奥托循环发动机操作过程。燃料的直接喷射是用于实现分层的燃烧室进气的合适方式。燃料进入燃烧室的直接喷射因此准许奥托循环发动机中在某些限制内的质量调节。混合物形成是通过将燃料直接喷射到汽缸内或位于汽缸中的空气内发生的，而不是通过外部混合物形成，其中燃料被引入到进气系统中的引入空气中。
优化奥托循环发动机的燃烧过程的另一选项在于使用至少部分可变的气门驱动器。与气门的升程和正时都是不变的常规气门驱动器相比，对燃烧过程且因此对燃料消耗产生影响的这些参数可通过可变的气门驱动器变化到更大或更小的范围。如果进口气门的关闭时间和进口气门升程可改变，那么这单独使得无节流且因此无损失的负载控制成为可能。在进气过程期间流动到燃烧室中的混合物质量随后不由节流挡板控制，而是由进口气门的进口气门升程和打开持续时间控制。
用于对奥托循环发动机减少节流的解决方案的另一方法是通过汽缸停用而提供，也就是说在某些负载范围停用个别汽缸。通过部分停用可改善、也就是说增加奥托循环发动机在部分负载操作中的效率，因为如果发动机功率保持恒定，那么多汽缸内燃发动机的一个汽缸的停用增加了保持操作的其它汽缸上的负载，使得可进一步打开节流挡板以便将较大空气质量引入到所述汽缸中，借此总体达到内燃发动机的减少节流。在部分停用期间，连续操作的汽缸进一步在较高负载的区域中操作，在该区域比燃料消耗量较低。共同负载(load collective)朝向较高负载移位。
在部分停用期间保持操作的汽缸此外还展现出改善的混合物形成，原因是被供应较大的空气质量或混合物质量。
达到关于效率的进一步优点是因为停用的汽缸由于不存在燃烧，因此不产生由于从燃烧气体到燃烧室壁的热传递所致的任何壁热损耗。
与如上文所描述通过关于汽缸的进气进行节流或数量调节来调整负载的奥托循环发动机相比，即使柴油发动机(也就是说自燃内燃发动机)由于它们所基于的质量调节而展现较大效率，也就是说较低燃料消耗，在柴油发动机的情况下也存在改进的可能以及针对关于燃料消耗和效率的改进的需求。
同样在柴油发动机的情况下减少燃料消耗的一个概念是汽缸停用，也就是说某些负载范围中停用个别汽缸。通过部分停用可改善、也就是说增加柴油发动机在部分负载操作中的效率，因为即使在柴油发动机的情况下，在恒定的发动机功率的情况下，多汽缸内燃发动机的至少一个汽缸的停用增加了仍在操作中的其它汽缸上的负载，使得所述汽缸在较高负载的区中操作，其中比燃料消耗量较低。柴油发动机的部分负载操作中的共同负载朝向较高负载移位。
关于壁热损耗，也可以在奥托循环发动机的情况下获得相同的优点，为此原因参考给定的对应陈述。
在柴油发动机的情况下，作为在由于所使用燃料量的减少而负载下降的情况下的质量调节的部分，部分停用也预期防止燃料-空气混合物变得太稀。
本发明人已经认识到上文描述的具有部分停用的多汽缸内燃发动机以及用于操作所述内燃发动机的相关联方法仍然具有相当大的改进可能，如下文将基于柴油发动机作为示例简要地解释。
在直接喷射柴油发动机中，出于部分停用的目的，如果停止也就是说中断到可停用汽缸的燃料供应，那么停用汽缸在所述汽缸的相关联气门驱动器未停用或无法停用的情况下会继续参与进气交换。因此产生的进气交换损耗减轻且抵消了通过部分停用实现关于燃料消耗和效率的改进，使得部分停用的益处至少部分丢失，也就是说部分停用实际上产生总体较不明显的改进。
为了补救上述不利效应，可有利地在进口侧和在出口侧提供可切换的气门驱动器，通过所述气门驱动器，停用汽缸保持关闭且因此在部分停用期间不再参与进气交换。
然而，在通过排气涡轮增压而机械增压的内燃发动机的情况下，可切换的气门驱动器可导致进一步问题，因为排气涡轮增压器的涡轮经配置以用于某一排气流率，且因此也用于某一数目的汽缸。如果停用汽缸的气门驱动器被停用，那么由于通过停用汽缸的质量流的省略，通过内燃发动机的汽缸总质量流减少。传递通过涡轮的排气质量流减小，且涡轮压力比一般也因此减小。减小的涡轮压力比具有的影响是进气压力比同样减小，也就是说进气压力下降，且仅少量增压空气或少于预期的增压空气被供应到仍在操作的汽缸。小的增压空气流还可具有压缩机超出喘振极限而操作的影响。
在部分停用期间借助于停用汽缸继续参与进气交换而再次增加传递通过内燃发动机的汽缸的总质量流不是有利的，因为传递通过停用汽缸的相对冷的增压空气大大减少了提供到涡轮的排气流的焓。此处，必须考虑热排气的排气焓是由排气压力和排气温度显著确定的。排气质量因此不是当考虑所讨论问题时的仅有相关方面。
上述影响导致部分停用的实用性的限制，尤其导致部分停用可使用的负载范围的限制。供应到在部分停用期间操作的汽缸的增压空气流动速率的减少可以减少燃烧的效率或质量，且对燃料消耗和污染物排放具有不良影响。
在部分停用期间的进气压力且因此供应到保持操作的汽缸的增压空气流动速率可例如通过涡轮横截面的小配置且通过同时的排气排放而增加，借此对于部分停用相关的负载范围也将再次扩展。然而此方法的缺点在于，当全部汽缸操作时机械增压行为不充分。
在部分停用期间的进气压力且因此供应到仍操作的汽缸的增压空气流动速率也可借助于配备有可变涡轮几何形状的涡轮而被增加，这准许有效涡轮横截面适配于当前排气流。然而涡轮上游的排气排出系统中的排气背压将随后同时增加，又导致仍操作的汽缸中的较高进气交换损耗。
发明内容
因此，本发明人在此提供至少部分解决以上问题的方法。在一个示例中，用于具有第一汽缸组和第二汽缸组的发动机的方法包含响应于第一发动机速度-负载区中的发动机操作，将所述第二汽缸组的一或多个汽缸停用，且响应于所述停用，调整所述第一汽缸组的一或多个汽缸的排气门正时。所述方法进一步包含响应于第二发动机速度-负载区中的发动机操作，调整所述第一汽缸组的所述一或多个汽缸的排气门正时，且响应于所述调整，将所述第二汽缸组的所述一或多个汽缸停用。
在另一示例中，一种机械增压内燃发动机包含至少三个汽缸，每一汽缸具有通过排气管线邻接的至少一个出口开口，所述排气管线用于经由排气排出系统排放排气，每一汽缸进一步具有通过进气管线邻接的至少一个进口开口，所述进气管线用于经由进气系统供应增压空气，所述至少三个汽缸布置成在每一情况下具有至少一个汽缸的至少两个组，所述至少两个组中的第一组的每一汽缸是即使在所述内燃发动机的部分停用的情况下也在操作中的汽缸，且所述至少两个组中的第二组的每一汽缸形成为根据负载可切换的汽缸，所述第一组中的至少一个汽缸的至少一个出口开口配备有至少部分可变气门驱动器，具有摆动的出口气门，所述摆动的出口气门打开或关断相关联出口开口且至少关于打开的控制时间是可调整的，所述摆动的出口气门实现打开位置与关闭位置之间的气门升程Δh1，ex且在打开持续时间Δt1，ex期间开放所述相关联出口开口。所述内燃发动机进一步包含：排气涡轮增压器，其包括布置于所述排气排出系统中的涡轮和布置于所述进气系统中的压缩机；排气再循环布置；以及控制器，其存储指令，所述指令被执行时致使所述控制器在第一条件期间将所述第二汽缸组的至少一个汽缸停用，且响应于所述停用，调整所述至少部分可变气门驱动器以相对早地打开所述相关联出口开口。
在根据本发明的内燃发动机中，即使在所述内燃发动机的部分停用期间也操作的汽缸的至少一个出口开口被配备有至少部分可变气门驱动器，其出口气门至少关于打开的控制时间是可调整的。
这使得在部分停用的内燃发动机的操作期间相对早地打开第一汽缸组的所述至少一个可调整的出口气门是可能的。通过此措施，可增加供应到涡轮的排气的温度，以使得在所述至少一个排气涡轮增压器的涡轮进口处较大焓的排气可用。
较大的排气焓产生较高的涡轮压力比，且因此较高的进气压力比，其结果是更多增压空气可以被或被供应到在部分停用期间保持操作的汽缸，尤其即使停用汽缸不再参与进气交换且通过内燃发动机的质量流极大地减少也是如此。可防止压缩机的喘振。可有效地使用部分停用的负载范围得到扩展。在部分停用期间机械增压内燃发动机的扭矩特性大大改善。
如果在燃烧仍在进行的同时所述至少一个可调整的出口气门在部分停用期间打开，那么在第一组的进气交换的过程期间，仍在燃烧过程中的燃料-空气混合物被排放进入排气排出系统，且燃料中所含的能量或热被释放到排气排出系统中，且因此靠近涡轮。根据本发明预期的且实现的效果，具体地说增加排气焓的效果随后尤其明显。
应理解，上述概述提供用于以简化形式引入在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。它并非意指标识所要求保护的主题的关键或必要特征，所述所要求保护的主题的范围唯一地由所附的权利要求书来界定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上文所提到的或在本发明的任何部分中的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示意性地展示内燃发动机的实施例。
图2是说明用于操作发动机的方法的流程图。
图3是说明在图2的方法的执行期间可观测的示例操作参数的图。
图4是示例速度-负载图。
具体实施方式
所陈述类型的内燃发动机用作机动车辆驱动单元。在本发明的上下文内，表述“内燃发动机”涵盖柴油发动机，而且涵盖奥托循环发动机和混合内燃发动机，也就是说使用混合燃烧过程操作的内燃发动机，以及不仅包括内燃发动机而且包括电机的混合驱动器，所述电机可在驱动方面连接到内燃发动机且从内燃发动机接收功率或作为可切换的辅助驱动器而另外输出功率。
根据本发明的内燃发动机可配备有至少一个排气再循环布置，其包括从排气排出系统分支出来且通向进气系统的再循环管线。
排气再循环，也就是说燃烧气体的再循环，是减少氮氧化物排放的合适方式，其中有可能通过增加排气再循环率而大大减少氮氧化物排放。此处，排气再循环率xEGR确定为xEGR＝mEGR/(mEGR+m新鲜空气)，其中mEGR表示经再循环排气的质量且m新鲜空气表示适当时通过压缩机传递且压缩的所供应新鲜空气。为了获得氮氧化物排放的相当大的减少，需要高排气再循环率，所述排气再循环率可以是xEGR≈60％到70％的数量级。
此处，提供内燃发动机的实施例，其中用于调整再循环排气流率的气门布置于排气再循环布置的再循环管线中。
根据本发明的内燃发动机可具有至少三个汽缸或每组具有至少一个汽缸的至少两组汽缸。就此而言，具有被配置为每组一个汽缸的三个组的三个汽缸的内燃发动机或者具有被配置为每组两个汽缸的三个组的六个汽缸的内燃发动机同样是根据本发明的内燃发动机。在部分停用的上下文内，可依次激活或停用三个汽缸组，借此也可以实现两次切换。进而进一步优化部分停用。汽缸组还可包括不同数目的汽缸。
根据本发明的内燃发动机的实施例优化了内燃发动机在部分负载操作中也就是说在低负载下的效率，其中低负载Tlow优选地是相当于小于当前发动机速度n下的最大负载Tmax，n的50％的，优选小于30％的负载。
提供增压内燃发动机的实施例，其中第一组的每一汽缸的至少一个出口开口配备有至少部分可变的气门驱动器，其中出口气门打开或关断相关联出口开口且至少关于打开的控制时间是可调整的，摆动出口气门实现打开位置与关闭位置之间的气门升程Δh1，ex且在打开持续时间Δt1，ex期间开放相关联出口开口。
在以上实施例中，第一组的每一汽缸具有至少一个出口气门，其关于打开的控制时间是可调整的，即使第一组的仅一个汽缸具有所述类型的出口气门或者第一组的并非全部汽缸具有所述类型的出口气门，也可以实现根据本发明预期的增加排气焓的效果。然而，第一组的越多汽缸具有所述类型的出口气门，预期效果全部越明显。
因此还提供机械增压内燃发动机的实施例，其中第一组的每一汽缸的每一出口开口配备有至少部分可变的气门驱动器，其中出口气门打开或关断相关联出口开口且至少关于打开的控制时间是可调整的，摆动出口气门实现打开位置与关闭位置之间的气门升程Δh1，ex且在打开持续时间Δt1，ex期间开放相关联出口开口。
在以上实施例中，第一组的每一汽缸的每一出口开口具有出口气门，其关于打开的控制时间是可调整的。
提供机械增压内燃发动机的实施例，其中第一组的汽缸的至少部分可变的气门驱动器的每一出口气门是关于打开可调整的出口气门。关于打开可调整的出口气门至少关于打开的控制时间是可调整的，但可能也关于打开持续时间和/或出口气门打开的速度是可调整的。
因此提供机械增压内燃发动机的实施例，其中第一组的汽缸的至少部分可变的气门驱动器的每一出口气门是关于打开持续时间Δt1，ex可调整的出口气门。
与此相关，提供机械增压内燃发动机的实施例，其中出口气门是以两级方式关于打开持续时间Δt1，ex可调整的出口气门。
可例如借助于两个不同凸轮而实现出口气门的两个不同打开持续时间，其中当部分停用起始和结束时执行所述凸轮之间的切换。不同的凸轮轮廓可改变打开的控制时间和关闭的控制时间，或者仅改变打开的控制时间同时维持关闭的控制时间。
还提供机械增压内燃发动机的实施例，其中出口气门是以多级方式关于打开持续时间Δt1，ex可调整的出口气门。
具体来说，提供机械增压内燃发动机的实施例，其中出口气门是以连续方式关于打开持续时间Δt1，ex可调整的出口气门。
提供增压内燃发动机的实施例，其中第二组的每一汽缸的每一出口开口配备有至少部分可变的气门驱动器，其中出口气门打开或关断相关联出口开口，摆动出口气门实现打开位置与关闭位置之间的气门升程Δh2，ex且在打开持续时间Δt2，ex期间开放相关联出口开口。
借助于至少部分可变的气门驱动器致动的出口气门还可用于防止或减少排气进入第二组的停用汽缸的不期望回流。此外，通过对出口气门的合适控制可减少停用汽缸的进气交换损耗。当在相关联停用汽缸中负压盛行或比排气排出系统中的压力低的压力盛行时应优选地阻止出口气门的打开。
出口气门可控制排气从第二组的在内燃发动机的部分停用期间停用的汽缸的排放。然而严格来说，在部分停用期间排放的不是热排气而是增压空气。然而，至少在部分停用的第一工作周期期间，经由排气排出系统排放先前工作周期的排气，且因此排放最近点火工作周期的热排气。随后，在部分停用的随后工作循环期间排放增压空气(如果存在)。
在此上下文中，提供机械增压内燃发动机的实施例，其中第二组的汽缸的至少部分可变的气门驱动器的每一出口气门是可切换出口气门，其中停用出口气门关断相关联出口开口，且经激活的出口气门在打开持续时间Δt2，ex期间打开相关联出口开口且在该过程中形成气门升程Δh2，ex。
在此上下文中，还提供机械增压内燃发动机的实施例，其中第二组的汽缸的至少部分可变的气门驱动器的每一出口气门是在打开持续时间Δt2，ex和/或气门升程Δh2，ex方面可调整的出口气门。
在气门升程Δh2，ex方面可调整的出口气门在汽缸激活的情况下基本上展现正常升程。此外，所述类型的提升气门准许具有升程减少的至少一个进一步致动。也就是说，在以上意义中可调整的出口气门是准许至少两个不同气门升程Δh2，ex的出口气门。在停用状态中展现零升程的可激活出口气门因此同样是在气门升程Δh方面可调整的出口气门。具体来说，可提供所讨论出口气门不是可停用气门的实施例。
关于打开持续时间Δt2，ex可调整的出口气门使得有可能实现至少两个不同的打开持续时间。在激活汽缸组的情况下，基本上情况是实现正常打开持续时间，也就是说例如另一第一汽缸组的出口开口的打开持续时间的打开持续时间。此外，具有缩短的打开持续时间的至少一个进一步致动是可能的。未经致动且因此未打开的停用出口气门具有为零的打开持续时间。具体来说，可提供所讨论出口气门不是可停用气门的实施例。
提供实施例，其中第二组的汽缸的至少部分可变的气门驱动器的每一出口气门是以分级方式可调整的出口气门，具体来说是以两级方式可调整的出口气门，或以连续方式可调整的出口气门。
提供机械增压内燃发动机的实施例，其中在至少一个根据负载可切换汽缸的至少一个排气管线中提供出口侧节流元件，通过所述节流元件可改变排气管线的流动横截面的大小，且通过所述节流元件可控制在内燃发动机的部分停用的情况下从第二组的至少一个停用汽缸的排放。
在这种情况下，在所述至少一个根据负载可切换汽缸的排气排出系统中布置至少一个出口侧节流元件。鉴于进口侧节流元件控制增压空气对停用汽缸的供应，也就是说减少或可能甚至消除在部分停用期间供应的增压空气流动速率，出口侧节流元件用以防止或减少排气进入第二组的停用汽缸内的不期望回流。此外，通过对出口侧节流元件的合适控制可减少停用汽缸的进气交换损耗。当在相关联停用汽缸中负压盛行或在排气排出系统中比汽缸与出口侧节流元件之间的压力低的压力盛行时可阻止出口侧节流元件的打开。至少一个出口侧节流元件的提供相对于部分地可变或可切换的气门驱动器具有成本优点。
提供机械增压内燃发动机的实施例，其中第二组的每一汽缸的每一进口开口配备有至少部分可变的气门驱动器，其中进口气门打开或关断相关联进口开口，摆动进口气门实现打开位置与关闭位置之间的气门升程Δh2，in且在打开持续时间Δt2，in期间开放相关联进口开口。
与可调整的出口气门结合做出的陈述类似地适用。就此而言，对相应的陈述尤其是关于第二汽缸组的出口气门的可调性的陈述做出引用。
在此上下文中，提供机械增压内燃发动机的实施例，其中第二组的汽缸的至少部分可变的气门驱动器的每一进口气门是可切换进口气门，其中停用的进口气门关断相关联进口开口，且激活的进口气门在打开持续时间Δt2，in期间打开相关联进口开口且在该过程中形成气门升程Δh2，in。
在此上下文中，还提供机械增压内燃发动机的实施例，其中第二组的汽缸的至少部分可变的气门驱动器的每一进口气门是在打开持续时间Δt2，in和/或气门升程Δh2，in方面可调整的进口气门。
提供机械增压内燃发动机的实施例，其中在至少一个根据负载可切换汽缸的至少一个进气管线中提供进口侧节流元件，通过所述节流元件可改变进气管线的流动横截面的大小，借此可调整在内燃发动机的部分停用的情况下供应到所述至少一个停用汽缸的增压空气流动速率。
在以上实施例中，在每一根据负载可切换汽缸的至少一个进气管线中提供节流元件，通过所述节流元件可改变进气管线的流动横截面的大小，借此可调整在内燃发动机的部分停用的情况下供应到停用汽缸的增压空气流动速率。以此方式，有可能减少和控制、甚至可能完全消除对停用汽缸的增压空气供应，即部分停用期间供应的增压空气流动速率，而可切换汽缸不必在进口侧配备有可切换气门驱动器。
通过在停用汽缸的进气管线中提供的节流元件的致动，改变进气管线的流动横截面，具体来说减少大小，借此可调整、计量和控制在部分停用期间供应到停用汽缸的增压空气流动速率。
如果停用汽缸的气门驱动器继续经致动也就是说继续操作且不连同所述汽缸一起停用的情况下停用汽缸可继续参与进气交换。然而如上文所描述，可通过节流元件减少增压空气的供应。供应较少增压空气或不供应增压空气，以便减少停用汽缸的进气交换损耗。
通过至少一个停用汽缸减少的增压空气流动相对于在进气管线完全打开的情况下的不变的增压空气流动而言由于对流而导致减少的热传递，使得停用汽缸在部分停用期间并不冷却或冷却到较小的程度。这尤其关于污染物排放具有优点，具体来说关于未燃尽的碳氢化合物的排放，因为停用汽缸紧接在部分停用的结束之后再次到达或展现其操作温度。
借助于节流元件的增压空气流动的减少相对于其中通过可切换气门驱动器完全阻止增压空气供应的内燃发动机而言具有的优点在于，通过内燃发动机的质量流量在增压空气供应减少的情况下比在增压空气供应被完全阻止的情况下更大。
在通过排气涡轮增压而机械增压的内燃发动机的情况下，较大质量流量导致较高涡轮压力比且因此导致较高进气压力，使得可对在部分停用期间操作的汽缸提供较大增压空气流动速率。这也扩展了部分停用的适用性范围，具体地说可使用部分停用的负载范围，且改善了燃烧的质量且因此改善了内燃发动机的消耗和排放特性。
还提供内燃发动机的实施例，其中所述至少一个进口侧节流元件是气门或可枢转挡板，其优选地以两级或连续方式可调整。可以操作特定点的方式，具体来说关于最低可能的进气交换损耗和/或所需的进气压力而执行增压空气流动速率的计量。节流元件的控制可考虑负载T、发动机速度n、在液体冷却内燃发动机的情况下的冷却剂温度、油温度和/或类似物。
在具有成直列式布置的四个汽缸的机械增压内燃发动机的情况下，提供其中两个外部汽缸和两个内部汽缸在每一情况下形成一个组的实施例。
提供机械增压内燃发动机的实施例，其中提供至少两个排气涡轮增压器，每个包括布置于排气排出系统中的涡轮和布置于进气系统中的压缩机。
在排气涡轮增压布置的配置中一般遇到问题，其中基本上寻求在所有发动机速度范围中获得明显性能增加。在某一发动机速度下冲的情况下通常观测到严重的扭矩下降。机械增压内燃发动机的扭矩特性可通过各种措施而改善，例如借助于在排气排出系统中以并联和/或串联布置提供多个排气涡轮增压器。
机械增压内燃发动机的扭矩特性可通过平行布置的多个涡轮增压器而改善，也就是说通过平行布置的相对较小涡轮横截面的多个涡轮，类似于顺序增压，涡轮被增加的排气流率连续地激活。
扭矩特性也可以由串联连接的多个排气涡轮增压器有利地影响。通过串联连接两个排气涡轮增压器，其中一个排气涡轮增压器充当高压级而一个排气涡轮增压器充当低压级，可以有利地扩大压缩机的特性映射，特别是在较小压缩机流动方向上以及在较大压缩机流动方向上。
提供内燃发动机的实施例，其中在排气排出系统中提供至少一个排气后处理系统，例如氧化催化转化器、三元催化转化器、储存催化转化器、选择性催化转化器和/或颗粒过滤器。
在具有至少一个排气涡轮增压器和排气再循环布置的内燃发动机的情况下，提供实施例，其中排气再循环布置的再循环管线在所述至少一个排气涡轮增压器的涡轮的上游从排气排出系统分支出来，且流入压缩机下游的进气系统。在所述所谓的高压EGR布置的情况下，排气被从涡轮上游的排气排出系统提取且馈送到压缩机下游的进气系统，借此排气无需经受排气后处理，具体来说供应到颗粒过滤器，然后经再循环，因为不存在压缩机结垢的风险。
然而在具有排气涡轮增压以及高压EGR的同时使用的内燃发动机的操作的情况下，可能产生冲突，因为经再循环排气不再可用于驱动涡轮。在排气再循环率增加的情况下，引入到涡轮中的排气流减小。通过涡轮的经减少的排气质量流量导致较低涡轮压力比，其结果是进气压力比也下降，这等于较小的增压空气流动。
对此的一个解决方案是所谓的低压EGR。与高压EGR相比，在低压EGR的情况下，已经流动通过涡轮的排气被引入到进气系统中。为此目的，低压EGR布置具有在涡轮的下游从排气排出系统分支出来并且优选地在压缩机的上游流入进气系统的再循环管线。
经由低压EGR布置再循环到进口侧的排气与新鲜空气混合。以此方式产生的新鲜空气与再循环排气的混合物形成被供应到压缩机并且被压缩的增压空气。
由于在低压EGR布置内，排气通常传递通过压缩机，所述排气可先前经受排气后处理，具体来说在颗粒过滤器中的后处理。可防止压缩机中改变压缩机几何形状(具体来说流动横截面)且进而有损压缩机的效率的沉积物。
出于上文陈述的原因，提供内燃发动机的实施例，其中排气再循环布置的再循环管线从所述至少一个排气涡轮增压器的涡轮的下游的排气排出系统分支出来且流入压缩机的上游的进气系统。
提供机械增压内燃发动机的实施例，其中每一汽缸配备有用于燃料引入的直接喷射装置。此处，提供其中每一汽缸配备有用于直接喷射目的的喷射喷嘴的实施例。
出于部分停用的目的，在直接喷射内燃发动机的情况下比在进气管喷射的内燃发动机的情况下可以更快速且更可靠地停用燃料供应，其中进气管中的燃料残余可导经停用汽缸中的不期望的燃烧。
然而，可提供内燃发动机的实施例，其中出于供应燃料的目的而提供进气管喷射装置。
用于操作上述类型的内燃发动机的方法借助于以下方法实现，其中第一组的汽缸的至少部分可变的气门驱动器的每一出口气门在部分停用期间被相对早地打开。
已经关于根据本发明的内燃发动机陈述的内容也适用于根据本发明的方法，为此原因在此连接处一般参考上述关于内燃发动机做出的陈述。不同的内燃发动机部分地需要不同的方法变化形式。
提供方法变化形式，其中第一组的汽缸的至少部分可变的气门驱动器的每一出口气门在部分停用期间打开，同时燃烧仍在进行。随后，在第一组的进气交换的过程期间，仍在燃烧过程中的燃料-空气混合物被排放到排气排出系统中，且燃料所含的能量或热量被释放在排气排出系统中且因此靠近涡轮。
方法变化形式基本上是有利的，其中第二组的至少一个可切换汽缸随内燃发动机的负载T而变进行切换，其方式为使得所述至少一个可切换汽缸在可预先限定的负载Tdown下冲的情况下停用且在超过可预先限定的负载Tup的情况下激活。
分别针对下冲和超过而预先限定的限制负载Tdown和Tup可具有相等量值，但也可以量值不同。当内燃发动机在操作中时，第一汽缸组的汽缸是连续操作的汽缸。第二汽缸组的切换发生，也就是说所述第二组的激活和停用。
提供方法的实施例，其中可预先限定的负载Tdown和/或Tup取决于内燃发动机的发动机速度n。随后，在无论发动机速度n如何都发生切换的下冲或超过之后，存在不仅一个特定负载。实际上，遵循依赖发动机速度的方法，且界定其中发生部分停用的特性映射中的区。
基本上可能将内燃发动机的进一步操作参数用作用于部分停用的准则，例如在内燃发动机的冷启动之后的发动机温度或冷却剂温度。
提供方法变化形式，其中当预先限定的负载Tdown下冲且当前负载低于所述预先限定的负载Tdown达可预先限定的时间周期时停用第二组的至少一个汽缸。
第二组的汽缸的停用(也就是说部分停用)的额外条件的引入预期防止在负载仅短暂地下降到低于预先限定的负载Tdown且随后再次上升或者在负载Tdown的预先限定的值周围波动的情况下过度频繁的激活和停用(具体来说部分停用)，而不需要证明或必需部分停用的下冲。
出于这些原因，同样提供方法变化形式，其中当超过预先限定的负载Tup且当前负载高于所述预先限定的负载Tup达可预先限定的时间周期时激活第二组的至少一个汽缸。
提供方法的实施例，其中第二组的每一汽缸的每一出口开口和第二组的每一汽缸的每一进口开口在部分停用期间保持封闭。为此目的，第二组的汽缸应当或是在进口侧和在出口侧装备有以至少两级方式可切换的气门驱动器。
也可以提供方法变化形式，其中可预先限定的最小流动速率的增压空气(不会再少)被供应到所述至少一个经停用汽缸。
提供方法的实施例，其中供应到所述至少一个经停用汽缸的增压空气流动速率是由负载T、发动机速度n、冷却剂温度、油温度、发动机温度和/或类似物共同确定。
提供方法变化形式，其中出于部分停用的目的，首先将对所述至少一个可切换汽缸的燃料供应停用。这产生关于燃料消耗和污染物排放的优点，因此帮助通过部分停用达成目的，具体地说减少燃料消耗且改善效率的目的。在自燃内燃发动机的情况下，甚至可能必须停用燃料供应以便可靠地防止位于汽缸中的混合物的点燃。
现在转向图式，图1示意性地展示内燃发动机10的实施例。图1展示具有各种组件的相对定位的示例配置。如果示出为彼此直接接触或直接耦合，那么至少在一个示例中，此类元件可以被分别称为直接接触的或直接耦合的。类似地，示出为彼此邻接或邻近的元件可以至少在一个示例中分别为彼此邻接或邻近的。作为一示例，以共享面的方式彼此接触放置的组件可以被称为以共享面的方式接触。作为另一示例，彼此隔开放置并且在其中仅具有空间而没有其它组件的元件可以在至少一个示例中被称为如此。作为又另一个示例，示出为在彼此上方/下方、在彼此相对侧处、或在彼此左侧/右侧的元件可以被称为相对于彼此如此。另外，如图中所示，元件的最顶端元件或点可以在至少一个示例中被称为组件“顶部”，并且元件的最底端元件或点可以被称为组件“底部”。如本文中所使用，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于图的竖轴，并且用来描述图的元件相对于彼此的置放。如此，示出为在其它元件上方的元件在一个示例中垂直地定位在其它元件上方。作为又另一个示例，图中描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，例如是圆形的、直式的、平面的、弯曲的、圆形的、斜面的、成角度的等)。此外，示出为彼此相交的元件可以在至少一个示例中被称为相交元件或彼此相交。又另外，示出为在另一元件内部或示出为在另一元件外部的元件可以在一个示例中被称为如此。
所述内燃发动机是具有直接喷射的四汽缸直列式发动机10，其中所述四个汽缸1、2、3、4沿着汽缸盖的纵向轴线布置，也就是说成直列式，且在每一情况下配备有用于喷射燃料的喷射器，其中喷射的燃料量用于调整空气-燃料比λ(未说明)。
每一汽缸1、2、3、4具有用于经由进气系统6供应增压空气的进气管线5a、5b，以及用于经由排气排出系统8排放排气的排气管线7a、7b。如所示，汽缸1和4各自耦合到进气管线5a和排气管线7a，而汽缸2和3各自耦合到进气管线5b和排气管线7b。
内燃发动机10出于机械增压的目的而配备有排气涡轮增压器12，其中涡轮12a布置于排气排出系统8的总排气管线18中，且压缩机12b布置于进气系统6的总进气管线16中。供应到内燃发动机10的新鲜空气在压缩机12b中压缩，为此目的在涡轮12a中利用排气流的焓。对于排气的后处理，充当排气后处理系统13的微粒过滤器14被提供于涡轮12a下游的总排气管线18中。
内燃发动机10此外配备有排气再循环布置15，具体地说具有高压EGR布置。为此目的，再循环管线17从涡轮12a上游的排气排出系统8分支出来且通向压缩机12b下游的进气系统6。用于调整经再循环排气流率的气门19布置于排气再循环布置15的再循环管线17中。
所述四个汽缸1、2、3、4经配置且形成在每一情况下具有两个汽缸的两个组，其中两个外部汽缸1、4形成第一组。第一组的汽缸1、4即使在内燃发动机10的部分停用的情况下也在操作中。两个内部汽缸2、3形成第二组，其中汽缸2、3被形成为在部分停用期间被停用的根据负载可切换的汽缸2、3。
第二组的每一汽缸2、3的每一进口开口配备有部分地可变气门驱动器9，其进口气门是可切换进口气门，其中停用的进口气门关断相关联进口开口且激活的进口气门在打开持续时间Δt2，in期间打开相关联进口开口且在过程中形成气门升程Δh2，in。因此，第二组的汽缸中的每一汽缸的每一进口开口由相应进口气门调节，所述进口气门经由部分地可变气门驱动器而可切换。当被激活时，进口气门经致动(例如，打开和关闭)以控制增压空气进入汽缸2、3的流动。当被停用时，进口气门不经致动且保持关闭，从而防止允许增压空气进入汽缸2、3。
第二组的每一汽缸2、3的每一出口开口配备有部分地可变气门驱动器11，其出口气门是可切换出口气门，其中停用的出口气门关断相关联出口开口，且激活的出口气门在打开持续时间Δt2，ex期间打开相关联出口开口且在过程中形成气门升程Δh2，ex。因此，第二组的汽缸中的每一汽缸的每一出口开口由相应出口气门调节，所述出口气门经由部分地可变气门驱动器而可切换。当被激活时，出口气门经致动(例如，打开和关闭)以控制排气离开汽缸2、3的流动。当被停用时，出口气门不被致动且保持关闭，从而防止排气从汽缸2、3的释放。
在这种情况下，第二组的汽缸2、3被形成为当可预先限定的负载下冲时在部分负载操作中被停用的可激活汽缸2、3。在这种情况下，停用是借助于燃料喷射被停用且进口侧和出口侧气门被停用而实现。保持在操作中的第一组的汽缸1、4上的负载需求以此方式增加，所述汽缸随后在具有较低比燃料消耗量的较高负载下操作。这带来效率的改进。
甚至在内燃发动机10的部分停用期间操作的每一汽缸1、4的每一出口开口配备有部分地可变气门驱动器20，其出口气门关于打开的控制时间是可调整的。
在部分停用的内燃发动机10的操作期间，第一汽缸组的可调整的出口气门相对早地打开，借此供应到涡轮12a的排气的温度增加。较高排气焓确保较高进气压力，使得更多增压空气可供应到在部分停用期间保持操作的汽缸1、4。
在此，术语“进口开口”和“进口气门”可分别与术语“进气开口”和“进气门”互换使用。同样，术语“出口开口”和“出口气门”可分别与术语“排气开口”和“排气门”互换使用。因此，上述进口开口可被称为进气开口，上述进口气门可被称为进气门，上述出口开口可被称为排气开口，且上述出口气门可被称为排气门。
发动机系统可进一步包含控制系统。控制系统可包含控制器112。控制器112在图1中展示为微型计算机，包含微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的电子存储介质的在此特定示例中展示为只读存储器芯片106、随机存取存储器108、不失效存储器110，以及数据总线。控制器112可接收来自耦合到发动机1的传感器的各种信号，包含来自质量空气流量传感器的引入的质量空气流(MAF)的测量值；来自耦合到冷却套管的温度传感器的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦合到发动机的曲轴的霍尔效应传感器(或其它类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自MAP传感器的绝对歧管压力信号MAP。发动机速度信号RPM可以通过控制器112从信号PIP中产生。
存储介质只读存储器106可以用表示可通过处理器102执行的指令的计算机可读数据来编程，用于执行下文所描述的方法以及预期的但是并非专门列出的其它变化形式。参考图2描述示例方法。
控制器112从图1的各种传感器接收信号且采用图1的各种致动器以基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令而调整发动机操作。例如，控制器可从各种传感器接收指示发动机速度和负载的信号，且控制器可基于所接收的信号调整各自与相应可停用汽缸相关联的一或多个致动器(例如，排气门致动器、进气门致动器、燃料喷射器)以使得基于例如发动机负载而激活或停用可停用汽缸。在一个示例中，为了在汽缸停用期间维持进气压力和催化剂温度，控制器可从各种传感器接收指示发动机负载、进气压力等的信号，且调整不可停用汽缸的排气门正时。
因此，本文所描述的发动机包含两个汽缸组。所述两个汽缸组的第一组包含不可停用汽缸，其中所述汽缸甚至在中到低发动机负载条件期间也操作。所述两个汽缸组的第二组包含可停用汽缸，其中所述汽缸经配置以在某些条件期间被停用，例如在中到低发动机负载条件期间(例如，当发动机负载是最大额定负载的30％或更低时)。第二组的汽缸可通过将对那些汽缸的燃料喷射停用且将进气门和排气门致动停用而被停用。在汽缸停用期间，当第一汽缸组的汽缸保持有效时，将增加的燃料喷射到第一汽缸组的汽缸中，且将额外进气引入到那些汽缸中。
在某些条件期间，可经由可变气门驱动器调整第一汽缸组的排气门正时。可变气门驱动器可调整何时打开排气门。例如，在第二汽缸组的汽缸停用期间，可调整第一组的汽缸中的汽缸的排气门以与当全部汽缸有效时相比更早地打开。这样做，较大体积的较高温度排气可从第一组的汽缸释放到排气系统，从而增加涡轮速度且因此增加进气压力。
图2是说明用于操作例如图1的发动机10等发动机的方法200的流程图。用于实行方法200和本文所描述的方法的其余部分的指令可由控制器基于存储在控制器(例如，控制器112)的存储器上的指令且与从发动机系统的传感器(例如上文参考图1描述的传感器)接收的信号结合而执行。根据下文所描述的方法，所述控制器可采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
在202，方法200包含确定操作参数。所确定的操作参数可包含发动机速度、发动机负载、后处理装置温度、进气压力，以及其它合适的参数。在204，方法200确定发动机速度和负载是否在可变排量发动机(VDE)区内。VDE区可包含具有在阈值负载(例如最大额定负载的30％)以下的负载以及在阈值速度(例如2500RPM)以下的速度的发动机操作点。图4中说明可存储在控制器的存储器中的示例速度-负载图400。VDE区402包含在阈值负载以下和在阈值速度以下的全部速度-负载点。
如果发动机不在VDE区中操作，例如如果发动机以阈值负载以上的负载和/或阈值速度以上的速度操作，那么方法200前进到206以关于全部有效汽缸而操作。当全部汽缸有效时，每一汽缸接收燃料且每一汽缸以至少一个有效进气门和至少一个有效排气门操作。在一些示例中，方法200包含在208当指示时调整第一汽缸组的气门正时。如上文所解释，第一汽缸组可包含可变气门驱动器，其可调整第一汽缸组的排气门的打开和/或关闭时间。可以调整第一汽缸组的排气门正时以相对于未经调整的排气门正时以相应汽缸的循环中的较早的正时打开每一排气门。这样做，排气门打开的持续时间(且因此排气从汽缸排出的持续时间)可被延长，且较高温度排气可从汽缸释放。可能需要以经调整的排气门正时操作的工况包含发动机冷启动(以便加快后处理装置暖机)或其它合适的状况。方法200随后返回。
如果确定发动机在VDE区中操作，那么方法200前进到210以确定发动机是否在以低升压区中的速度和负载操作。低升压区可在VDE区内，且可包含第二阈值负载(低于VDE区阈值负载)下方和第二阈值速度(低于VDE区阈值速度)下方的发动机操作点。例如，参考图4的图400，影线框是低升压区404。在低升压区中的操作期间，即使早期气门打开将额外热排气引导到涡轮，有效汽缸的排气门正时的调整也可导致升压压力的下降，原因在于在燃烧完成之前和/或在可从相应汽缸活塞获得最大的功之前汽缸压力的释放。因此，在低升压区操作期间，可有益的是以汽缸被停用且调整气门正时的方式进行调整，如下文将解释。
如果发动机不在低升压区中操作，那么方法200前进到212以将第二汽缸组的至少一个汽缸停用。如先前所解释，为了将汽缸停用，禁用对所述汽缸的燃料喷射且将所述汽缸的进气门(多个)和排气门(多个)的致动停用。当第二汽缸的至少一个汽缸被停用时，剩余有效汽缸将经受负载的增加(例如，增加的燃料喷射量和增加的增压空气)以维持扭矩。这样做，有效汽缸可以增加的效率操作，从而增加燃料效率。
在一些示例中，在以部分汽缸停用(例如，其中第二汽缸组的汽缸中的一或多者被停用)的操作期间，增压空气的总质量流量且随后通过发动机的排气可减小。这可导致被减少的涡轮速度、进气压力和发动机输出，因此限制停用可发生的负载范围。因此，为了抵消此进气压力的下降，可调整有效汽缸中的至少一者的气门正时。例如，可调整至少一个有效汽缸的排气门(多个)以使得所述气门(多个)相对于不具有汽缸停用的操作而言较早地打开。
因此，方法200包含在214调整第一汽缸组的气门正时。这可包含提前当第一汽缸组的排气门打开时的正时。这使得在部分停用的内燃发动机的操作期间可能相对较早地打开第一汽缸组的至少一个排气门。通过此措施，可增加供应到涡轮的排气的温度，以使得在涡轮增压器的涡轮进口处具有较大焓的排气可用。较大的排气焓产生较高涡轮压力比，且因此较高进气压力比，其结果是在部分停用期间更多增压空气可被供应到有效汽缸，因此扩展了停用是有效的负载范围且改善了发动机扭矩特性。可在每次第二汽缸组的汽缸被停用时调整第一汽缸组的排气门正时。然而，在其它示例中可仅当第二汽缸组被停用且已经满足某些工况(例如负载低于第二阈值(低于用于起始停用的阈值)、排气温度低于阈值温度或其它条件)时调整排气门正时。在调整第一汽缸组的气门正时之后，方法200前进到220以再次评估发动机操作，这将在下文更详细解释。
返回到210，如果确定发动机在低升压区中操作，那么方法200前进到216以在全部汽缸仍有效时调整第一汽缸组的汽缸的气门正时。类似于上述气门正时调整，在216执行的气门正时调整包含提前排气门的打开正时，以使得排气门例如在燃烧冲程期间较早打开。通过在汽缸全部有效的同时调整气门正时而不是与可停用汽缸的停用同时或在其之后调整气门正时，升压压力可在停用之前短暂增加，这可减少或防止在停用后的升压损失。对应地，气门停用可经延迟直到实现所需增加的升压压力(例如，经由关闭排气门，且随后等待例如实现期望的升压压力增加)。在218，方法200包含一旦升压压力已增加便将第二汽缸组停用。
在220，方法200确定发动机操作是否已移出VDE区。如果不是，那么方法200循环回到220以继续以停用的第二汽缸组和经调整的第一组的气门正时而操作。如果发动机操作已移出VDE区，例如如果发动机速度和/或负载已增加，那么方法200前进到222以通过激活燃料喷射且致动那些汽缸的进气和排气门而再激活第二汽缸组的汽缸。在224，方法200包含例如通过延缓排气门打开的正时而调整第一汽缸组的汽缸的气门正时。方法200随后返回。
图3是说明例如在方法200的执行期间可观测的各种操作参数的图300。图300包含由曲线302展示的发动机负载的绘图、第一汽缸组的燃料喷射状态的绘图(曲线304)、第二汽缸组的燃料喷射状态的绘图(曲线306)、第二汽缸组的排气门和进气门状态的绘图(分别为曲线308和310)，以及第一汽缸组的排气门和进气门状态的绘图(分别为曲线312和314)。对于图300的每一绘图，沿着水平x轴标绘发动机位置(例如以曲柄角度的度数)，同时沿着垂直y轴标绘每一相应操作参数的值。沿着x轴的散列标记表示第一汽缸组的代表性汽缸的活塞的交替的下止点(BDC)和上止点(TDC)位置。线303表示阈值发动机负载，而线305表示当做出向部分停用模式中的操作的切换时的发动机位置。
在线305之前(例如，线305的左边)的发动机操作期间，发动机负载高于阈值负载。因此，全部汽缸有效，如燃料喷射对于第一汽缸组和第二汽缸组两者的汽缸有效所示。同样，第一汽缸组和第二汽缸组两者的汽缸的进气门和排气门有效。例如，曲线308展示第二汽缸组中的汽缸的排气门在所述汽缸的相应排气冲程期间的致动。曲线312展示第一汽缸组中的汽缸的排气门在所述汽缸的相应排气冲程期间的致动。对于在线305之前的每一排气门致动事件，排气门近似当相关联汽缸的相应活塞在上止点时打开，且当所述活塞在下止点时关闭。
在对应于线305的时间，发动机负载下降到阈值发动机负载以下。因此，部分停用模式中的操作开始。对第二组的汽缸的燃料喷射断开，如由曲线306所示，同时对第一组的汽缸的燃料喷射保持有效，如由曲线304所示。针对第二组的汽缸将进气门和排气门致动停用，同时针对第一组的汽缸使进气和排气门致动保持有效。然而，在过渡到部分停用模式后将第一汽缸组的排气门的打开的正时调整到较早正时。因此，如所示，在线305之后，第一汽缸组的所说明汽缸的排气门致动(由曲线312展示)相对于在线305之前的正时较早地发生。例如，在排气冲程之前的燃烧冲程中间，排气门开始在TDC之前打开。因为排气门与部分停用模式中的操作之前在相同时间关闭，所以排气门打开的持续时间增加。此外，虽然将气门升程说明为保持恒定，但应理解在一些示例中，也可以调整气门升程。相比之下，在图300中，第一组的汽缸中的汽缸的进气门维持与部分停用模式之前相同的正时(打开和关闭)。
提供用于具有第一汽缸组和第二汽缸组的发动机的方法的实施例。所述方法包含响应于第一发动机速度-负载区中的发动机操作，将第二汽缸组的一个或多个汽缸停用，且响应于所述停用，调整第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时。所述方法进一步包含响应于第二发动机速度-负载区中的发动机操作，调整第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时，且响应于所述调整，将第二汽缸组的一个或多个汽缸停用。在一个示例中，调整排气门正时包括提前排气门打开正时。
在一个示例中，将第二汽缸组的一个或多个汽缸停用，且响应于所述停用，调整第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时包括首先将第二汽缸组的一个或多个汽缸停用，且随后一旦第二汽缸的一个或多个汽缸被停用便调整第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时。调整第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时且响应于所述调整将第二汽缸组的一个或多个汽缸停用包括首先调整第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时，且随后一旦已经调整第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时便将第二汽缸组的一个或多个汽缸停用。
在一个示例中，第二发动机速度-负载区域包括具有发动机负载低于第一阈值负载且具有发动机速度低于第一阈值速度的发动机操作点，且第一发动机速度-负载区域包括具有发动机负载高于第一阈值负载且低于第二阈值负载且具有发动机速度高于第一阈值速度且低于第二阈值速度的发动机操作点。
系统的实施例包含：发动机，其包含第一汽缸和第二汽缸，所述第一汽缸包含第一进气门和第一排气门，所述第二汽缸包含第二进气门和第二排气门；可变气门驱动器，其经配置以致动所述第一进气门、第二进气门、第一排气门和第二排气门；以及控制器，其将指令存储在存储器中，所述指令当被执行时致使所述控制器响应于发动机负载低于阈值负载而调整所述可变气门驱动器以将所述第二进气门和第二排气门的致动停用且提前所述第一排气门的打开正时。
应注意，在本文中包含的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文中揭示的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，且可由包含控制器与各种传感器、致动器和其它发动机硬件组合的控制系统执行。本文所述的特定例程可以表示任意数目的处理策略中的一者或多者，例如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。由此，可以按所说明的顺序、并行地执行所说明的各种动作、操作或功能，或者在一些情况下可以将它们省略。同样地，处理顺序对于获得本文中所描述的示例实施例的特征和优点并不是必需的，而是为了便于说明和描述而被提供。根据所使用的特定策略，可以重复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形方式表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储媒体的非暂时性存储器中的代码，其中所描述动作是通过执行包含各种发动机硬件组件与电子控制器组合的系统中的指令而完成。
将了解本文中所公开的配置和例程在本质上是示范性的，并且并不将这些具体实施例视为具有限制含义，这是因为可能存在众多的变化形式。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本发明的主题包括本文揭示的各种系统和配置以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合以及子组合。
所附权利要求书特别地指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指代“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应被理解为包含一个或多个此类元件的并入，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可通过本发明的权利要求的修改或通过在此申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。此类权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比是更宽广的、更狭窄的、相同的还是不同的，也被视为包括在本发明的主题内。

Claims (19)

1.一种机械增压内燃发动机，其包括：
至少三个汽缸，每一汽缸具有至少一个出口开口，所述至少一个出口开口被排气管线邻接以用于经由排气排出系统排放排气，每一汽缸进一步具有至少一个进口开口，所述至少一个进口开口被进气管线邻接以用于经由进气系统供应增压空气，所述至少三个汽缸被布置成在每一情况下具有至少一个汽缸的至少两个组，所述至少两个组中的第一组的每个汽缸是即使在所述内燃发动机的部分停用的情况下也在操作中的汽缸，且所述至少两个组中的第二组的每个汽缸被形成为根据负载可切换的汽缸，所述第一组中的至少一个汽缸的至少一个出口开口被配备有至少部分可变气门驱动器，具有摆动的出口气门打开或关断相关联出口开口且至少关于打开的控制时间是可调整的，所述摆动的出口气门在打开持续时间Δt1,ex期间在打开位置与关闭位置之间实现气门升程Δh1,ex且开放所述相关联出口开口；
排气涡轮增压器，其包括布置于所述排气排出系统中的涡轮和布置于所述进气系统中的压缩机；
排气再循环布置；以及
控制器，其存储指令，当执行所述指令时致使所述控制器在第一条件期间将所述第二组的至少一个汽缸停用，且响应于所述停用，调整所述至少部分可变气门驱动器以相对早地打开所述相关联出口开口。
2.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述至少部分可变气门驱动器经调整以在燃烧仍在进行的同时打开所述相关联出口。
3.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述第一组的每一汽缸的至少一个出口开口配备有所述至少部分可变气门驱动器。
4.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述第一组的每一汽缸的每一出口开口配备有所述至少部分可变气门驱动器。
5.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述第二组的每一汽缸的每一出口开口配备有第二至少部分可变气门驱动器。
6.根据权利要求5所述的机械增压内燃发动机，其中所述第二组的每一汽缸的每个出口气门是可切换出口气门，所述可切换出口气门当被停用时关断相关联出口开口且当被激活时在打开持续时间Δt2,ex期间打开所述相关联出口开口，从而形成气门升程Δh2,ex。
7.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其进一步包括在所述根据负载可切换的汽缸的所述排气管线中的出口侧节流元件，通过所述节流元件改变所述排气管线的流动横截面的大小，且在所述内燃发动机的部分停用的情况下通过所述节流元件控制来自所述第二组的被停用的所述至少一个汽缸的排放。
8.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述第二组的每一汽缸的每个进口开口配备有至少部分可变气门驱动器，具有进口气门，所述进口气门打开或关断相关联进口开口，从而在打开位置与关闭位置之间实现气门升程Δh2,in且在打开持续时间Δt2,in期间开放所述相关联进口开口。
9.根据权利要求8所述的机械增压内燃发动机，其中所述第二组的每一汽缸的每个进口气门是可切换进口气门，所述可切换进口气门当被停用时关断所述相关联进口开口且当被激活时在打开持续时间Δt2,in期间打开所述相关联进口开口，从而形成气门升程Δh2,in。
10.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中在所述根据负载可切换的汽缸的所述进气管线中提供进口侧节流元件，通过所述节流元件改变所述进气管线的流动横截面的大小，借此调整在所述内燃发动机的部分停用的情况下供应到被停用的所述至少一个汽缸的增压空气流动速率。
11.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述至少三个汽缸包含成直列式布置的四个汽缸，其中两个外部汽缸和两个内部汽缸在每一情况下形成一个组。
12.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中所述第二组的每一汽缸的每个出口开口和所述第二组的每一汽缸的每个进口开口在所述部分停用期间保持关闭。
13.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中可预先限定的最小流动速率的增压空气被供应到被停用的所述至少一个汽缸。
14.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机，其中出于部分停用的目的，将对所述根据负载可切换的汽缸的燃料供应停用。
15.一种用于具有第一汽缸组和第二汽缸组的发动机的方法，其包括：
响应于第一发动机速度-负载区中的发动机操作，将所述第二汽缸组的一个或多个汽缸停用，且响应于所述停用，调整所述第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时；以及
响应于第二发动机速度-负载区中的发动机操作，调整所述第一汽缸组的所述一个或多个汽缸的排气门正时，且响应于所述调整，将所述第二汽缸组的所述一个或多个汽缸停用。
16.根据权利要求15所述的方法，其中调整排气门正时包括提前排气门打开正时。
17.根据权利要求15所述的方法，其中将所述第二汽缸组的一个或多个汽缸停用，且响应于所述停用，调整所述第一汽缸组的一个或多个汽缸的排气门正时包括：
首先将所述第二汽缸组的一个或多个汽缸停用，且随后一旦所述第二汽缸组的所述一个或多个汽缸被停用便调整所述第一汽缸组的所述一个或多个汽缸的排气门正时；
其中调整所述第一汽缸组的所述一个或多个汽缸的排气门正时，且响应于所述调整，将所述第二汽缸组的所述一个或多个汽缸停用包括：
首先调整所述第一汽缸组的所述一个或多个汽缸的排气门正时，且随后一旦已经调整所述第一汽缸组的所述一个或多个汽缸的所述排气门正时便将所述第二汽缸组的所述一个或多个汽缸停用。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二发动机速度-负载区包括具有发动机负载低于第一阈值负载且具有发动机速度低于第一阈值速度的发动机操作点，且其中所述第一发动机速度-负载区包括具有发动机负载高于所述第一阈值负载且低于第二阈值负载且具有发动机速度高于所述第一阈值速度且低于第二阈值速度的发动机操作点。
19.一种用于发动机的系统，其包括：
所述发动机，其包含第一汽缸和第二汽缸，所述第一汽缸包含第一进气门和第一排气门，所述第二汽缸包含第二进气门和第二排气门；
可变气门驱动器，其经配置以致动所述第一进气门、所述第二进气门、所述第一排气门和所述第二排气门；以及
控制器，其将指令存储在存储器中，当执行所述指令时致使所述控制器响应于发动机负载低于阈值负载而调整所述可变气门驱动器以将所述第二进气门和所述第二排气门的致动停用且提前所述第一排气门的打开正时。
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