CN110017212A - 用于具有部分停用的发动机的方法和系统 - Google Patents

用于具有部分停用的发动机的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110017212A
CN110017212A CN201910022126.1A CN201910022126A CN110017212A CN 110017212 A CN110017212 A CN 110017212A CN 201910022126 A CN201910022126 A CN 201910022126A CN 110017212 A CN110017212 A CN 110017212A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder
group
cylinder group
engine
operation mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910022126.1A
Other languages
English (en)
Inventor
O·贝克迈尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN110017212A publication Critical patent/CN110017212A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/02—Cutting-out
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/02—Cutting-out
    • F02D17/023—Cutting-out the inactive cylinders acting as compressor other than for pumping air into the exhaust system
    • F02D17/026—Cutting-out the inactive cylinders acting as compressor other than for pumping air into the exhaust system delivering compressed fluid, e.g. air, reformed gas, to the active cylinders other than during starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0082—Controlling each cylinder individually per groups or banks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0085—Balancing of cylinder outputs, e.g. speed, torque or air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/41—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to the engine, e.g. to cylinder heads, liners, spark plugs or manifolds; characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to specially adapted combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
    • F02M69/046—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into both the combustion chamber and the intake conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/16—Indirect injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

本公开涉及用于具有部分停用的发动机的方法和系统。提供用于被配置为停用至少一些汽缸的发动机的方法和系统。在一个示例中，发动机系统可以包含具有第一压缩比的第一汽缸组和具有大于第一压缩比的第二压缩比的第二汽缸组。

Description

用于具有部分停用的发动机的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年1月10日提交的德国专利申请号102018200298.3的优先权。为了所有目的，上面提及的申请的整个内容以引用方式被完全并入本文。
技术领域
本发明总体涉及一种发动机，该发动机具有部分停用和具有不同压缩比的汽缸组以便增加不同发动机负荷下的燃料效率。
背景技术
内燃发动机可以通过涡轮增压器或机械增压器来升压以增加发动机性能，诸如发动机功率输出。此外，一些内燃发动机可以包括可停用汽缸以使得在由所有或一些汽缸提供的功率不被期望时(诸如在较低的发动机负荷期间)一部分发动机汽缸能够被停用。汽缸的停用可以包括阻止到汽缸的气流、到汽缸的燃料喷射、和/或汽缸中的火花(如果发动机是火花点火式发动机)中的一个或更多个。
将涡轮增压器和汽缸停用并入内燃发动机可能存在一些挑战。例如，在汽缸停用期间，排气产生可能不足以允许涡轮增压器向活动汽缸有效地输送升压。一些之前的示例包括将机械增压器布置在进气装置中以当排气流太低时补充压缩气流。然而，机械增压器增加制造成本并且增加封装约束。
发明内容
在一个示例中，上面描述的问题可以通过一种发动机系统来解决，所述发动机系统包含至少两个汽缸，所述至少两个汽缸被分成第一汽缸组和第二汽缸组，其中第一汽缸组包含第一压缩比，并且第二汽缸组包含大于第一压缩比的第二压缩比，以及第一汽缸组的第一燃料喷射器和第二汽缸组的第二燃料喷射器，所述第一燃料喷射器被设置为进气道喷射，所述第二燃料喷射器被设置为直接喷射。以该方式，汽缸组可以在不同的发动机负荷期间选择性地被运转，不同的汽缸压缩比增加了燃料经济性。
作为一个示例，汽缸组的相邻汽缸可以经由流动转移管道被流体地耦接。在更高的发动机负荷期间管道可以将排气从第一汽缸组引导至第二汽缸组。通过这样做，第二汽缸组中的爆震可以被减轻。
应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍一些概念的选择，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示意性地示出了应用点火的内燃发动机的第一实施例的汽缸。
图2图示被包括在混合动力车辆中的发动机的示意图。
图3示出用于使图1和图2的发动机运转的方法。
图4示出随着发动机参数改变而图示各种发动机工况的发动机运转顺序。
具体实施方式
以下描述涉及用于具有部分停用的发动机的系统和方法。图1示意性地示出了应用点火的内燃发动机的第一实施例的汽缸。图2图示了被包括在混合动力车辆中的发动机的示意图。图3示出了用于使图1和图2的发动机运转的方法。图4示出了随着发动机参数改变而图示各种发动机工况的发动机运转顺序。
图1-图2示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触、或直接耦接，那么此类元件可以分别被称为直接接触或直接耦接。类似地，至少在一个示例中，被示为彼此邻近或相邻的元件可以分别是彼此邻近或相邻的。作为一示例，彼此共面接触放置的部件可以被称为共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，被设置为彼此分开且在其之间仅有空间而没有其他部件的元件可以被如上称呼。作为又一示例，被示为在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧、或彼此的左侧/右侧可以相对于彼此被如上称呼。另外，如在图中示出的，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如在本文中使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于图的竖直轴线，并且被用于描述图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示出为在其他元件上方的元件被定位为在其他元件的竖直上方。作为又一示例，在图内描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如为环形的、直的、平面的、弯曲的、圆形的、倒角的、成角度的等)。另外，在至少一个示例中，被示出为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。此外，在一个示例中，被示出为在另一元件内或被示出为在另一元件外的元件可以被如上称呼。应认识到，根据制造公差(例如，在1-5％偏差内)，被称为“基本上类似和/或相同”的一个或更多个部件彼此不同。
在内燃发动机的发展中，普遍目标是最小化燃料消耗，其中所作出的努力中的重点是获得改善的总体效率。
燃料消耗并且因此效率特别在奥托循环(Otto-cycle)发动机的情况下(即在应用点火的内燃发动机的情况下)造成问题。这种情况的原因在于奥托循环发动机的基本运转过程。
如果不提供直接喷射，奥托循环发动机以通过借助于燃料被引入到进气系统中的进气内的外部混合物形成准备的均质燃料/空气混合物运转。负荷控制可以经由在进气系统中提供的节流挡板来执行。通过调整节流挡板，节流挡板下游的进气压力可以在更大或更小的程度上被降低。节流挡板越被关闭，即所述节流挡板越多地阻止进气道，跨过节流挡板的进气的压力损失越高，并且节流挡板下游和到至少两个汽缸(即燃烧室)的进口上游的进气的压力越低。对于恒定的燃烧室体积，以该方式经由进气的压力来设置空气质量(即量)是可能的。这可能导致用于进气道和/或进气喷射的部分负荷和/或中负荷范围内的燃料低效，因为低负荷需要进气系统的高度的节流和显著的压力降低，由此充气交换损失随着负荷降低和节流增加而增加。
为了减少所描述的损失，已经开发了用于使应用点火的内燃发动机去节流(dethrottling)的各种策略。
用于使奥托循环发动机去节流的方案的一种方法例如是利用直接喷射的奥托循环发动机运转过程。燃料直接喷射到汽缸的燃烧室内被认为是用于使奥托循环发动机工作过程去节流的合适措施，通过上述方式燃料消耗可以甚至在奥托循环发动机中被显著降低。在某些运转范围内，质量调节然后被使用。
在燃料直接喷射到燃烧室内的情况下，实现分层的燃烧室充气是尤其可能的，这可以显著促进奥托循环发动机工作过程的去节流，因为内燃发动机可以经由分层充气运转被稀化到很大的程度，当仅少量燃料要被喷射时，这尤其在部分负荷运转中(即在低和中负荷范围内)提供热力学优点。
分层充气以高度不均质的燃烧室充气为特征，其不能通过均匀空气比来表征，但是其具有稀(λ>1)混合物部分并且还具有富(λ<1)混合物部分两者，其中具有相对高燃料浓度的可点燃燃料-空气混合物存在于点火装置的区域中。
用于优化奥托循环发动机的燃烧过程的另一选项在于至少部分地可变气门驱动装置(drive)的使用。相比于气门升程和控制正时两者都不可变的常规气门驱动装置，对燃烧过程并且因此对燃料消耗有影响的这些参数可以经由可变气门驱动装置在更大或更小的程度上被改变。显著的燃料节省可以仅部分地利用可变气门驱动装置来获得。如果进气门的关闭时间和进气门升程可以被改变，这单独地使无节流并且因此无损失的负荷控制成为可能。在进气过程期间流入燃烧室的混合物质量然后不是经由节流挡板而是经由进气门升程和进气门的打开持续时间来进行控制。然而，可变气门驱动装置是昂贵的，并且对于连续(例如，大规模)生产可能是不期望的。
用于使奥托循环发动机去节流的方案的又一方法通过汽缸停用(即在某些负荷范围中停用个别汽缸)来提供。奥托循环发动机在部分负荷运转中的效率可以经由部分停用来改善(即增加)，因为如果发动机功率保持恒定，多缸内燃发动机的一个汽缸的停用增加了保持运转的其他汽缸上的负荷，使得节流挡板可以或可能被进一步打开，以便将更大的空气质量引入到所述汽缸内，由此总体上实现内燃发动机的去节流。此外，在部分停用期间，即在部分负荷下，持久运转的汽缸通常在比燃料消耗率更低的更高负荷的区域中运转。负荷集合朝向更高负荷转变。
此外，在部分停用期间保持运转的汽缸由于所供应的更大空气质量而表现出改善的混合物形成，并且容许更高的排气再循环速率。
实现了关于效率的进一步优点，因为由于不存在燃烧，停用汽缸不产生由于从燃烧气体到燃烧室壁的热转移的任何壁热损失。
然而，现有技术中描述的具有部分停用的多缸内燃发动机以及用于使所述内燃发动机运转的相关联的方法具有相当大的改进可能。
用于改善内燃发动机的效率和/或用于降低燃料消耗的又一措施在于内燃发动机的增压，其中增压主要是增加功率的方法，其中用于发动机中的燃烧过程的空气被压缩，由此更大的空气质量可以在每个工作循环被供应给每个汽缸。以该方式，可以增加燃料质量并且因此增加平均压力。
增压是用于增加内燃发动机功率同时保持扫气容积(swept volume)不变的合适方法，或者是用于减小扫气容积同时保持相同功率的合适方法。在所有情况下，增压导致体积功率输出的增加和更有利的功率-重量比。如果扫气容积减小，因此使负荷集合朝向比燃料消耗率更低的更高负荷转变是可能的。结合合适的变速器配置进行增压，还可能实现所谓的自动降速，由此实现更低的比燃料消耗率同样是可能的。
因此，增压可以帮助内燃发动机的开发中的最小化燃料消耗(即改善内燃发动机的效率)的不懈努力。
对于增压，可以使用排气涡轮增压器，其中压缩机和涡轮被布置在同一轴上。热排气流被供给到涡轮并且随着能量的释放在涡轮中膨胀，由此设置轴旋转。通过排气流被释放到涡轮并且最终到轴的能量被用于驱动同样被布置在该轴上的压缩机。压缩机传送并且压缩供给到其的增压空气，由此获得汽缸的增压。增压空气冷却器可以在压缩机的下游被有利地提供在进气系统中，在压缩的增压空气进入至少一个汽缸之前，经由该增压空气冷却器对压缩的增压空气进行冷却。冷却器降低温度并且由此增加增压空气的密度，使得冷却器也有助于改善汽缸的增压，也就是说有助于更大的空气质量。通过冷却的压缩发生。
排气涡轮增压器相对于机械增压器的优点在于排气涡轮增压器利用热排气的排气能量，而机械增压器直接或间接地从内燃发动机汲取用于驱动它的能量。通常，机械或动力学连接被期望用于机械增压器与内燃发动机之间的功率传输。
机械增压器(即增压鼓风机)相对于排气涡轮增压器的优点在于，具体地不管内燃发动机的运转状态如何，特别地不管曲轴的目前转速如何，机械增压器总是生成期望的充气压力并且使期望的充气压力可用。这特别适合于可以通过电机来驱动的机械增压器。
在之前的示例中，具体情况是在所有发动机转速范围内经由排气涡轮增压实现功率增加中遇到困难。在低于(undershot)某些发动机转速的情况下观察到相对严重的扭矩下降。如果考虑充气压力比依赖于涡轮压力比，那么所述扭矩下降是可理解的。如果发动机转速被降低，这导致更小的排气质量流量并且因此导致更低的涡轮压力比。因此，朝向更低的发动机转速，充气压力比同样减小。这相当于扭矩下降。
在应用点火的内燃发动机的背景下，也可以考虑奥托循环发动机的效率η与压缩比ε至少近似地相关联。即，效率η随着压缩比ε而增加，在存在相对高的压缩比的情况下效率η通常更高，并且在存在相对低的压缩比的情况下效率η通常更低。
因此，关于效率，内燃发动机的汽缸将会优选地必须被配置有尽可能高的压缩比。然而，压缩比不能在任意的程度上被增加，因为随着压缩比的增加，爆震倾向(即混合物成分的自动点火的倾向)也增加。现代的奥托循环发动机因此通常具有至多8至12的压缩比，其中大约15的压缩比预示着最佳效率。以该方式，尽管效率被限制，但是特别是高负荷下的期望的抗爆震也被确保。
根据之前的示例，爆震倾向还借助于例如在存在相对高的负荷的情况下根据需要延迟点火来抵消，由此燃烧重心被延迟并且燃烧压力和燃烧温度降低。然而，这可能对效率有不利影响。
朝向内燃发动机的运转可能由于爆震而被愈加限制的相对高的负荷，爆震倾向还可以通过延迟关闭汽缸的进口来抵消。可以通过延长进口侧打开持续时间或通过延迟关闭至少一个进气门来降低有效压缩比εeff，其中，由于进口仍然打开，汽缸新鲜充气或燃烧空气的一部分在压缩行程期间被再次移入进气系统。基本上被认为有利并且在相对低的负荷下很大程度上有助于改善效率的高几何压缩比εgeo可以以该方式在相对高的负荷下被实质上降低，或由更低的有效压缩比εeff代替，并且因此被减轻。
爆震也可以被抵消，因为使用排气再循环布置(EGR)，在适当情况下，随着负荷增加，增加的排气量同样被再循环。
由于为了汽缸新鲜充气中的排气分数的增加而将排气混合到汽缸新鲜充气，点火延迟可以被增加，并且燃烧速率被降低。以该方式，具体地经由外部排气再循环(即燃烧气体从内燃发动机的排气侧到进气侧的再循环)和经由内部排气再循环(即在充气交换期间排气在汽缸中的保持)实现低燃烧温度是可能的。随着排气再循环速率增加，内燃发动机的氮氧化物排放也可以被相当大地降低。
在一个实施例中，一种应用点火的内燃发动机具有至少两个汽缸，其中每个汽缸具有由用于经由排气排出系统排出排气的排气管路毗连的至少一个出气口，每个汽缸具有由用于经由进气系统供应增压空气的进气管路毗连的至少一个进气口，至少两个汽缸被配置为以便形成每组具有至少一个汽缸的至少两个组，每个组的至少一个汽缸被形成为能够以负荷依赖方式被激活并且如果低于预定负荷则被停用的汽缸，并且至少两个组以不同的压缩比εi为特征，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<ε1，并且该内燃发动机以如下事实为特征：第一组的至少一个汽缸配备有用于将燃料直接引入到汽缸特定燃烧室内的直接喷射配置，并且第二组的至少一个汽缸配备有用于将燃料引入到汽缸特定进气系统内的进气管喷射配置。
根据本公开的内燃发动机具有汽缸停用或部分停用配置，在此情况下，汽缸能够以依赖于目前负荷的方式被停用，使得至少一个剩余汽缸上的负荷需求增加，并且节流挡板的打开被期望以便将更大的空气质量引入到所述汽缸内。
根据本公开的内燃发动机的汽缸被分组，其中至少两个组的所有汽缸都是能够以负荷依赖方式被激活并且在低于预定负荷的情况下被停用或能够被停用的汽缸。
因此，所有汽缸可以是目前运转的汽缸(即被点火)，否则仅一个组的汽缸处于运转并且被点火。这产生了用于内燃发动机的许多不同运转模式。
在第一运转模式下，仅第二汽缸组被激活并且被点火，而第一组的至少一个汽缸被停用并不被点火。当内燃发动机被转变为第二运转模式时，第二组的至少一个汽缸被停用，并且第一组的至少一个汽缸被激活。第三运转模式以两个汽缸组被激活并且被点火的事实为特征。
显著促进内燃发动机的去节流的部分停用根据本公开通过结构特征(具体地通过汽缸组具有不同的压缩比εi的事实)来补充。
在目前情况下，第一组的汽缸具有更高的压缩比ε1，使得所述汽缸具有基本上更高的效率η，特别是与如果所述汽缸具有第二组的汽缸的更低的压缩比ε2的情况相比更高的效率。此处可以认为效率η差不多与压缩比εi相关联，即效率η通常在相对高的压缩比εi的情况下更高，并且通常在相对低的压缩比εi的情况下更低。然而，朝向非常高的压缩比，这种基本关系可能被破坏，因为然后尤其漏气剧烈增加，这对效率有不利影响。
不同的压缩比εi是针对不同运转或负荷范围的汽缸组配置的结果。第二组的汽缸被配置用于在内燃发动机的低负荷或低转速下的部分负荷运转，第一组的汽缸被配置用于在中负荷或中转速下的部分负荷运转。
在低负荷或低转速下，内燃发动机然后根据第一运转模式进行运转，其中仅第二汽缸组被点火。
随着负荷增加，内燃发动机然后被转变为第二运转模式，即第二汽缸组被停用并且第一汽缸组被激活，使得在中负荷或中转速下，仅第一组的至少一个汽缸被激活并且被点火。
随着负荷进一步增加，内燃发动机被转变为第三运转模式。然后，两个汽缸组在存在相对高、高和非常高的负荷的情况下被顺序地点火，以能够满足目前的负荷需求。在此，为了抵消第一汽缸组的爆震，在一些情况下实施合适的措施是必要的，例如第一汽缸组的汽缸新鲜充气中的排气分数的增加。
汽缸组不仅具有不同的压缩比εi，而且具有不同的燃料喷射概念。鉴于第一组的至少一个汽缸配备有直接喷射配置，第二组的至少一个汽缸具有进气管喷射配置。
因此，燃料喷射概念有利地对应于相应的压缩比。
因为由于燃料直接喷射到燃烧室内，仅少量时间可用于可点燃且可燃烧的燃料-空气混合物的准备，所以直接喷射内燃发动机关于混合物形成比具有进气管喷射的内燃发动机更敏感，由于该原因，进气管喷射配置在相对少的燃料量的情况下也关于燃料消耗提供了优点。
此外，利用进气管喷射的概念使燃料-空气混合物在显著更少的微粒的情况下燃烧。即，未处理的微粒或碳烟排放是相当更低的。在该方面，如果在低负荷或转速下，根据第一运转模式，仅内燃发动机的第二汽缸组被点火，被提供在排气排出系统中的微粒过滤器可能被绕过将是可能的。因此，具体地当过滤器被绕过时和当气流经过过滤器时，微粒过滤器上的加载将会更低，并且排气背压将会降低。更低的排气背压关于充气交换是有利的，并且进一步促进降低燃料消耗并增加效率。
由于所阐述的原因，实施例也可能是有利的，其中第一组的至少一个汽缸附加地配备有进气管喷射配置。
由于以上所阐述的，显而易见的是，根据本公开的内燃发动机不仅在低负荷或低转速下而且在中负荷或中转速的范围内具有增加的效率η，特别地还因为在中负荷下处于运转的具有其相对高的压缩比ε1的第一组汽缸促进内燃发动机的增加的总体效率。第一汽缸组由于相对高的压缩比ε1而增加的爆震倾向证明在中负荷下是个问题。然而，如果必要的话，在相对高的负荷下可以通过合适的措施允许增加的爆震倾向。
汽缸组还可以关于其他运转参数或设计特征(例如冷却布置、燃烧过程、进口管道、出口管道、喷射喷嘴和/或点火装置)而彼此不同。
通过根据本公开的内燃发动机，提供了关于效率进一步改善的应用点火的内燃发动机。本公开基于的第一目标因此被实现。
根据本公开的内燃发动机具有至少两个汽缸或每组具有至少一个汽缸的至少两个组。在这方面，具有每组具有一个汽缸的三个组方式进行配置的三个汽缸的内燃发动机或具有每组具有两个汽缸的三个组方式进行配置的六个汽缸的内燃发动机同样是根据本公开的内燃发动机。三个汽缸组可以具有不同的压缩比εi，并且在部分停用的背景下被相继地激活和停用。部分停用由此被进一步优化。汽缸组还可以包含不同数量的汽缸。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含其中至少两个汽缸形成两个组，每组具有至少一个汽缸。两个汽缸组相比于具有若干汽缸组的实施例所具有的优点是部分停用的控制或调节较不复杂。此外可以考虑到同样可以优选为部分地被激活的质量和力矩(moment)补偿的实现，该实现通过不同的压缩比εi变得更困难，并且用于此的费用随着汽缸组的数量的增加而相当大地增加。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε1，并且第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε2，其中ε2+1.5<ε1，或其中ε2+2<ε1。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε1，并且第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε2，其中ε2+2.5<ε1。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε1，并且第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε2，其中ε2+3<ε1，或其中ε2+3.5<ε1。
以上实施例涉及两个汽缸组在压缩比方面之间的相对差，而以下实施例涉及两个组的绝对压缩比。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε2，其中8<ε2<12。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε2，其中9<ε2<11。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中第一组的至少一个汽缸具有压缩比ε2，其中9.5<ε2<10.5。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε1，其中11.5<ε1<14.5。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε1，其中12.5<ε1<14.5。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中第二组的至少一个汽缸具有压缩比ε1，其中13<ε1<14.5。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中提供了至少一个流动转移管道，第一组的运转汽缸的排气能够经由所述至少一个流动转移管道被供应给第二组的运转汽缸。
在目前情况下，第一组的运转汽缸的排气可以经由流动转移通道被供应给第二组的运转汽缸。供应的排气可以用来降低第二汽缸组在相对高的负荷下的爆震倾向。
在该背景下，应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中作为排气排出汽缸的第一组的运转汽缸的排气可以在充气交换期间经由流动转移管道被提取并且被供应给作为排气接收汽缸的第二组的运转汽缸。
排出排气的汽缸也被称为排气排出汽缸，而接收排气的汽缸也被称为排气接收汽缸。第一组的每个运转汽缸可以充当排气排出汽缸，并且向第二组的每个或一个汽缸供应排气。
可以期望排气在充气交换期间被供应给第二组的汽缸。此处，可以考虑到，当流动转移管道被打开时，来自第一汽缸组的运转汽缸的排气由于朝向汽缸中的燃烧结束普遍存在的高压水平以及运转的排气排出汽缸与流动转移通道或排气接收汽缸之间的相关联的高压差而以高速流过流动转移管道进入排气接收汽缸。这种压力驱动的转移过程帮助排气的供应。
可以期望流动转移管道被成形为具有最小可能的体积或是尽可能短的，以减少封装约束。在四缸直列式发动机的情况下，可以期望外汽缸向直接相邻的内汽缸供应排气。
通过流动转移管道的排气的转移被有利地帮助，因为第二组的排气接收汽缸是按点火顺序的之后汽缸，并且第一组的排气排出汽缸是按点火顺序的之前汽缸。
工作过程的这种偏移提供了排气从一个汽缸到另一个汽缸内的转移。在其汽缸以点火顺序1–2–4–3进行运转的四缸直列式发动机的情况下，例如第四汽缸对于向第三汽缸供应排气是有利的情况，所述第三汽缸按点火顺序在所述第四汽缸之后。当第四汽缸在排气行程的过程期间通过活塞的指向上的行程移动来帮助排气的转移时，第三汽缸同时在进气行程的过程期间通过活塞的指向下的行程移动吸入排气。
由于活塞在排气行程期间的行程移动，排气排出汽缸以活塞类型的工作机器的方式将转移的排气泵送到排气接收汽缸内。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中至少一个流动转移管道至少由进气系统共同地形成。
具有直列式(in-line)布置方式的四个汽缸的应用点火的内燃发动机可以是本公开的实施例，其中两个内汽缸和两个外汽缸在每种情况下形成不同的组。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中每个汽缸配备有用于发起应用的点火的火花塞。火花塞是用于点火火花的可靠发起的点火装置，其还具有期望的耐久性并且还是便宜的。然而，用于发起应用的点火的其他点火装置也是可能的。
应用点火的内燃发动机的实施例可以包含，其中提供调节的节流挡板用于负荷控制。可调节的节流挡板的优点是，在部分停用(即汽缸)的激活或停用后，发动机的扭矩不下降或上升，并且驾驶员不需要像具有不可调节的节流挡板的情况那样调整加速器踏板以便维持负荷。
优选的是，可调节的节流挡板是电子调节的节流挡板，并且发动机控制器执行所述节流挡板的调节。所述实施例还关于成本是优选的。此处，实施例可以包含，其中节流挡板能够在闭环过程中被调节。
在一些实施例中，一种用于使上面描述的类型的应用点火的内燃发动机运转的方法经由如下方法来实现，其特征在于，在第一运转模式下，仅第一组的至少一个汽缸被激活并且被点火，其中第二组的至少一个汽缸被停用并不被点火。
方法变体可以包含，其中从第一运转模式开始，随着负荷增加并且在高于第一预定义负荷Tup，1的情况下，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激活，由此内燃发动机被转变为第三运转模式。
在该背景下，方法变体可以包含，其中随着负荷进一步增加并且在高于第二预定义负荷Tup，2的情况下，其中Tup，2>Tup，1，第一组的至少一个汽缸被再次激活，由此内燃发动机被转变为第二运转模式。
在该背景下，方法变体可以包含，其中在第三运转模式下，第一组的运转汽缸的排气在充气交换期间被供应给第二组的运转汽缸，以便降低第一汽缸组的爆震倾向。
在此，方法变体同样是有利的，其中从第二运转模式开始，随着负荷降低并且在低于第三预定义负荷Tdown，2的情况下，第一组的至少一个汽缸被停用，由此内燃发动机被转变为第三运转模式。
在该背景下，方法变体可以包含，其中从第三运转模式开始，随着负荷进一步降低并且在低于第四预定义负荷Tdown，1的情况下，第一组的至少一个汽缸被再次激活并且第二组的至少一个汽缸被停用，由此内燃发动机被转变为第一运转模式。
方法变体可以包含，其中预定义负荷Tup，1和/或Tup，2和/或Tdown，1和/或Tdown，2依赖于内燃发动机的转速n。
那么，不只存在一个特定负荷，在低于或高于特定负荷后，不管转速n如何，汽缸停用都发生。相反，遵循转速依赖方法，并且限定特性图中的部分负荷范围，其中执行部分停用或切换。
内燃发动机的进一步运转参数(例如内燃发动机的冷起动之后的发动机温度或冷却剂温度)被用作用于汽缸停用的标准是基本上可能的。
方法变体可以包含，其中停用汽缸的燃料供应和/或停用汽缸的应用的点火被停用。
停用汽缸的燃料供应被维持并且汽缸的停用专门通过应用的点火的停用来执行可以是可能的。然而，这关于燃料消耗和污染排放将是高度不利的，并且妨碍通过部分停用追求的具体地降低燃料消耗并且改善效率的目的。
在此，进气增压空气可以如之前的那样流过停用汽缸，其中由于没有燃料被引入的事实，没有可燃烧或可点燃燃料/空气混合物被提供，并且因此(甚至在点火火花正在发起的情况下)没有点火和没有燃烧在所述汽缸中发生。
在部分停用期间，停用汽缸基本上不促进内燃发动机的功率输出。如果增压空气供应不是被切断而是被维持，供应给停用汽缸的空气继续参与四个工作行程—进气、压缩、做功和排气—使得不仅停用汽缸不输出任何功率，而且更多功可以被执行用于所述汽缸中的充气交换，这降低了效率，即在热力学上是不利的。因此，方法变体可以是有利的，其中到停用汽缸的空气供应被停止。
分别针对下冲和过冲而预先定义的极限负荷Tdown，1和Tup，1以及Tdown，2和Tup，2可以具有相等的量值，但是也可以在量值上不同。
图1示意性地示出了四缸直列式应用点火的发动机10的四个汽缸1、2、3、4。
处于直列式配置的四个汽缸1、2、3、4形成每组具有两个汽缸1、2、3、4的两个汽缸组，其中第二组包含内汽缸2、3，并且第一组包含外汽缸1、4。每个汽缸1、2、3、4分别具有活塞1a、2a、3a、4a，并且被成形为能够以负荷依赖方式被激活并且在低于预定义负荷Tdown，1或Tdown，2的情况下处于停用状态或被停用的汽缸1、2、3、4。
两个汽缸组可以通过不同的压缩比来表征，其中第二组的汽缸2、3具有压缩比ε1，并且第一组的汽缸1、4具有压缩比ε2，其中ε2<ε1。
两个汽缸组可以附加地包含不同的喷射配置。第二组的汽缸2、3可以配备有用于将燃料直接引入到汽缸特定燃烧室内的直接喷射配置，而第一组的汽缸1、4可以配备有用于将燃料引入到汽缸特定进气系统(未图示)的进气管喷射和/或进气道喷射配置。
在第一运转模式下，在低负荷或低转速的部分负荷运转中，仅第一组的汽缸1、4被点火，而第二组的汽缸2、3被停用并不被点火。随着负荷增加并且在高于预定义负荷Tup，1的情况下，第一组的汽缸1、4被停用，并且第二组的汽缸2、3被激活，由此内燃发动机被转变为第三运转模式。随着负荷进一步增加并且在高于预定义负荷Tup，2>Tup，1的情况下，第一组的汽缸1、4被再次激活。内燃发动机然后以第二运转模式进行运转，所述第二运转模式以所有四个汽缸1、2、3、4都被激活并且被点火的事实为特征。
为了在第二运转模式中在高和非常高负荷下防止第二组的内汽缸2、3爆震并且允许第二汽缸组的高压缩比ε1，增加第二汽缸组的汽缸新鲜充气中的排气分数可能是或变得有利且期望的，以便增加点火延迟并且降低燃烧速率，由此降低燃烧温度和爆震趋势。
为此目的，提供了两个流动转移管道5a、5b，其中第一组的运转汽缸1、4的排气可以被供应给第二组的运转汽缸2、3。
在目前情况下，在每种情况下第一组的一个外汽缸1、4和第二组的相邻内汽缸2、3形成汽缸对，其中，在充气交互期间，作为排气排出汽缸1、4的第一组的外汽缸1、4经由流动转移管道5a、5b向作为排气接收汽缸2、3的第二组的相邻内汽缸2、3供应排气。
在一个实施例中，图1的发动机10包含四个汽缸，包括第一汽缸1、第二汽缸2、第三汽缸3和第四汽缸4。汽缸可以以如图所示的直列式布置方式进行布置。然而，应意识到，汽缸可以以V形、盒形、W形或其他配置方式进行布置而不脱离本公开的范围。
第一汽缸1和第四汽缸4可以是外汽缸，将第二汽缸2和第三汽缸3夹在中间。汽缸可以被分成单独的运转组，其中一组的每个汽缸可以独立于不同组中的汽缸被一起激活。在图1的示例中，汽缸被分成两个组，第一汽缸组包含第一汽缸1和第四汽缸4，而第二汽缸组包含第二汽缸2和第三汽缸3。
第一汽缸组可以与第二汽缸组不同，其不同之处至少在于第一汽缸1和第四汽缸4相比于第二汽缸2和第三汽缸3的压缩比。例如，第一汽缸1和第四汽缸4的压缩比可以小于第二汽缸2和第三汽缸3的压缩比。在一个示例中，第一汽缸1的压缩比基本上等于第四汽缸4的压缩比，其中第一汽缸1和第四汽缸4的压缩比为10：1。类似地，第二汽缸2的压缩比可以基本上等于第三汽缸3的压缩比，其中第二汽缸2和第三汽缸3的压缩比为14：1。应意识到，第一汽缸组和第二汽缸组的汽缸的压缩比可以被调整而不脱离本公开的范围。例如，第一汽缸组可以包含8：1的压缩比，而第二汽缸组可以包含16：1的压缩比。
由于更低的压缩比，第一汽缸组可以适时地在更低的发动机负荷下进行运转。这可以增加燃料效率。此外，第二汽缸组可以在更低的发动机负荷下被停用。随着发动机负荷增加至中负荷，第二汽缸组可以被激活，并且第一汽缸组被停用。随着发动机负荷继续增加至例如高发动机负荷，第一汽缸组和第二汽缸组中的每一个可以被激活以满足期望的发动机功率输出。
第一汽缸组和第二汽缸组可以经由燃料喷射配置被进一步区别。在一个示例中，第一汽缸组可以包含进气道和/或进气喷射配置。替代地，第二汽缸组可以包含直接喷射配置。
此外，第一汽缸组和第二汽缸组的汽缸可以经由第一流动转移管道5a和第二流动转移管道5b彼此流体地耦接。更具体地，第一流动转移管道5a可以在一些工况期间将第一汽缸1流体地耦接至第二汽缸2。第二流动转移管道5b可以在一些工况期间将第四汽缸4流体地耦接至第三汽缸3。在一个示例中，第一汽缸1和第四汽缸4在更高的发动机负荷期间分别被流体地耦接至第二汽缸2和第三汽缸3。在一个示例中，第一流动转移管道5a和第二流动转移管道5b可以被成形为使EGR从第一汽缸组流到第二汽缸组，这可以减轻爆震。
在一些示例中，附加地或替代地，第一流动转移管道5a和第二流动转移管道5b可以被用来使压缩气体(例如，空气和/或排气)从第一汽缸组流到第二汽缸组。如果压缩气体是空气，那么第一汽缸组可以不被供给燃料。例如，如上面描述的，在至少一些汽缸被停用的一些发动机运转期间，气流可能太低以至于不能有效地驱动涡轮增压器来将压缩进气提供到激活汽缸。因此，空气可以被输送给停用汽缸并且在其中被压缩，其中来自停用汽缸的压缩空气可以流过流动转移管道并且流到激活汽缸。
图2描绘了由车辆9的发动机系统7包括的内燃发动机10的汽缸的示例。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统以及经由输入装置132来自车辆操作者130的输入控制。在该示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸14(其在本中可以被称为燃烧室)可以包括燃烧室壁136，活塞138被设置在其中。活塞138可以被耦接至曲轴140，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦接至客运车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达(未示出)可以经由飞轮耦接至曲轴140，以实现发动机10的起动运转。
汽缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。进气通道146可以与除了汽缸14之外的发动机10的其他汽缸连通。图2示出了被配置为具有涡轮增压器175的发动机10，其中涡轮增压器175包括在进气通道142和进气通道144之间布置的压缩机174和沿排气通道148布置的排气涡轮176。排气涡轮176可以通过轴180至少部分地为压缩机174提供动力。包括节流板164的节气门162可以沿发动机的进气通道提供，用于改变提供给发动机汽缸的进气的流速和/或压力。例如，如在图2中示出的，节气门162被设置在压缩机174的下游，或可替代地，节气门162可以被提供在压缩机174的上游。
排气通道148可以从除了汽缸14之外的发动机10的其他汽缸接收排气。排气传感器128被示为耦接至排放控制装置178上游的排气道148。传感器128可以选自用于提供排气空燃比指示的各种合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如所描述的)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
发动机10的每个汽缸可以包括一个或更多个进气门和一个或更多个排气门。例如，汽缸14被示出为包括位于汽缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可以由控制器12通过致动器152控制。类似地，排气门156可以由控制器12通过致动器154控制。在一些状况期间，控制器12可以改变提供给致动器152和致动器154的信号，从而控制各个进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由各自的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电气门致动型或凸轮致动型、或其组合。可以同时控制进气门和排气门正时，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的可能性中的任一个。每个凸轮致动系统可以包括一个或更多个凸轮，并且可以使用由控制器12运转的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或更多个，以改变气门运转。例如，汽缸14可以可替代地包括通过电气门致动控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器或致动系统、或者可变气门正时致动器或致动系统控制。
汽缸14可以具有压缩比，其为活塞138在下止点时的体积与活塞138在上止点时的体积之比。在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于使燃烧开始的火花塞192。在选择运转模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统190可以经由火花塞192向汽缸14提供点火火花。然而，在一些实施例中，火花塞192可以被省略，诸如其中发动机10可以通过自动点火或通过燃料喷射使燃烧开始，这可以是一些柴油发动机的情况。
在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以被配置为具有用于向汽缸提供燃料的一个或更多个燃料喷射器。作为非限制性示例，汽缸14被示出为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和燃料喷射器170可以被配置为输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可以包括一个或更多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示出为直接耦接至汽缸14，用于经由电子驱动器168与从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到汽缸中。以该方式，燃料喷射器166提供了到燃烧汽缸14内的所谓的燃料直接喷射(在下文中被成为“DI”)。在一个示例中，燃料喷射器166可以与图1的汽缸2和汽缸3一起使用。虽然图2示出了设置在汽缸14一侧的喷射器166，但可代替地，它可以位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。当由于一些醇基燃料的更低的挥发性而以醇基燃料使发动机运转时，这种位置可以改善混合与燃烧。可替代地，喷射器可以位于顶部并靠近进气门，以改善混合。燃料可以经由高压燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送至燃料喷射器166。另外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。
燃料喷射器170被示出为以如下配置布置在进气通道146中，而不是在汽缸14中，该配置提供了所谓的到汽缸14上游的进气道内的进气道燃料喷射(在下文中被称为“PFI”)。燃料喷射器170可以与图1的汽缸1和汽缸4一起使用。燃料喷射器170可以经由电子驱动器171与从控制器12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统8接收的燃料。注意，单个驱动器168或171可以用于两个燃料喷射系统，或如所描述的那样使用多个驱动器(例如，用于燃料喷射器166的驱动器168和用于燃料喷射器170的驱动器171)。
在替代示例中，燃料喷射器166和燃料喷射器170中的每一个可以被配置为用于将燃料直接喷射到汽缸14内的直接燃料喷射器。在又一示例中，燃料喷射器166和燃料喷射器170中的每一个可以被配置为用于在进气门150上游喷射燃料的进气道燃料喷射器。在其他示例中，汽缸14可以只包括单个燃料喷射器，该单个燃料喷射器被配置为从燃料系统以不同相对量接收不同燃料作为燃料混合物，并且被进一步配置为作为直接燃料喷射器将该燃料混合物直接喷射到汽缸内或作为进气道燃料喷射器将该燃料混合物喷射到进气门的上游。
在汽缸的单个循环期间，燃料可以通过两个喷射器输送至汽缸。例如，每个喷射器可以输送在汽缸14中被燃烧的总燃料喷射的一部分。另外，从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随着工况(诸如，发动机负荷、爆震和排气温度)而变化，诸如在下文中描述的。可以在打开进气门事件、关闭进气门事件期间(例如，大体在进气行程之前)、以及在打开与关闭进气门运转期间输送进气道喷射的燃料。类似地，例如，可以在进气行程期间以及部分地在之前的排气行程期间、在进气行程期间、和部分地在压缩行程期间输送直接喷射的燃料。因此，甚至对于单个燃烧事件而言，可以从进气道和直接喷射器以不同的正时喷射喷射的燃料。此外，对于单个燃烧事件，可以在每个循环执行所输送的燃料的多次喷射。可以在压缩行程、进气行程或其任何适当的组合期间执行多次喷射。
在本文中，进气门150的运转可以被更详细地描述。例如，进气门150可以从完全打开位置被移动到完全关闭位置、或被移动到其之间的任何位置。由于所有状况都相同(例如，节气门位置、车辆速度、压力等)，完全打开位置比进气门150的任何其他位置允许更多的空气从进气通道146进入汽缸14。相反，与进气门150的任何其他位置相比，完全关闭位置可以防止和/或允许最少量的空气从进气通道146进入汽缸14。因此，完全打开与完全关闭位置之间的位置可以允许不同量的空气从进气通道146流到汽缸14。在一个示例中，将进气门150移动至更打开位置比其初始位置允许更多的空气从进气通道146流到汽缸14。
燃料喷射器166和燃料喷射器170可以具有不同的特征。这些特征包括尺寸的差异，例如，一个喷射器可以具有比另一个更大的喷射孔。其他差异包括但不限于不同的喷雾角度、不同的运转温度、不同的目标(targeting)、不同的喷射正时、不同的喷雾特性、不同的方位等。而且，取决于喷射器170与喷射器166之间的喷射燃料的分配比，可以实现不同的效果。
燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料，诸如，具有不同燃料品质和不同燃料成分的燃料。差异可以包括不同的醇含量、不同的含水量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料掺杂、和/或其组合等。具有不同汽化热的燃料的一个示例可以包括作为第一燃料类型的具有更低汽化热的汽油和作为第二燃料类型的具有更大汽化热的乙醇。在另一示例中，发动机可以将汽油用作第一燃料类型，而将含有燃料掺杂物的醇(诸如，E85(其约为85％乙醇和15％汽油)或M85(其约为85％甲醇和15％汽油))用作第二燃料类型。其他可行的物质包括水、甲醇、醇与水的混合物、水与甲醇的混合物、醇的混合物等。
控制器12在图2中被示为微型计算机，其包括微处理器单元106、输入/输出端口108、在该具体示例中示出为用于存储可执行指令的非临时性只读存储器芯片110的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器112、保活存取器114和数据总线。控制器12可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，信号还包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量计(MAF)的测量；来自耦接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接至曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)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)；以及来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以被用来提供进气歧管内的真空或压力的指示。控制器12可以基于发动机冷却剂温度来推测发动机温度。
如在上面描述的，图2仅示出了多缸发动机中的一个汽缸。同样地，每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞等。应认识到，发动机10可以包括任何合适数量的汽缸，包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个汽缸。另外，这些汽缸中的每一个均可以包括通过图2参照汽缸14描述并描绘的各种部件中的一些或全部。
在一些示例中，车辆9可以是具有可用于一个或更多个车辆车轮55的多个扭矩来源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆9是仅具有发动机的常规车辆。在所示出的示例中，车辆9包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或更多个离合器56被接合时，发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54被连接至车辆车轮55。在描绘的示例中，第一离合器56被提供在曲轴140与电机52之间，并且第二离合器56被提供在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送接合或分离离合器的信号，以便从电机52和被连接至其的部件连接或断开曲轴140，和/或从变速器54和被连接至其的部件连接或断开电机52。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统、或另一类型的变速器。动力传动系统可以以各种方式进行配置，包括作为并联、串联、或串并联混合动力车辆。
电机52从能量存储装置58(在本文中，电池58)接收电功率以向车辆车轮55提供扭矩。例如在制动运转期间，电机52还可以作为发电机进行运转以提供电功率来给电池58充电。在一些示例中，电机52可以被耦接至涡轮176，如将会在下面更详细地描述的。
控制器12从图2的各种传感器接收信号，并基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图2的各种致动器来调整发动机运转。例如，一个或更多个汽缸组的停用和/或激活可以响应于歧管真空和/或加速器踏板位置而发生。
现在转向图3，它示出了用于响应于发动机运转参数而激活和停用第一汽缸组和第二汽缸组的方法300。用于执行方法300的指令可以由控制器(例如，控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并且配合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图2描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以根据以下描述的方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机运转。
方法300在302处开始，其可以包括确定、估计和/或测量一个或更多个发动机运转参数。发动机运转参数可以包括但不限于节气门位置、歧管真空、EGR流速、发动机转速、发动机温度、发动机负荷和空燃比中的一个或更多个。
方法300前进到304，其可以包括确定发动机负荷是否小于或等于第一阈值。第一阈值可以对应于更低的发动机负荷。更具体地，第一阈值可以基本上等于第一汽缸组(诸如图1的第一汽缸组)的最大输出。因此，满足第一阈值的第一汽缸组和第二汽缸组的运转可能是无效率的，或可能提供太多功率输出。
如果发动机负荷小于或等于第一阈值，那么方法300前进到306，其可以包括进入第一运转模式。第一运转模式可以包括在308处激活第一汽缸组。如以上关于图1描述的，第一汽缸组可以包含第一汽缸1和第四汽缸4。此外，第一运转模式可以进一步包括在310处停用第二汽缸组。停用第二汽缸组可以包含阻止第二汽缸组的汽缸中的燃料喷射、气流和/或火花。因此，仅第一汽缸组的汽缸可以正在第一运转模式期间燃烧。
如果发动机负荷大于第一阈值，那么方法300前进到312，其可以包括确定发动机负荷是否大于第二阈值。第二阈值可以对应于更高的发动机负荷。更具体地，第二阈值可以基本上等于第二汽缸组的汽缸的最大输出。因此，第二阈值大于第一阈值，因为由于第二汽缸组的汽缸包含比第一汽缸组的汽缸的压缩比更大的压缩比，第二汽缸组的最大输出大于第一汽缸组的最大输出。
如果发动机负荷大于第二阈值，那么方法300前进到314，其可以包括进入第二运转模式。第二运转模式可以包含在316处激活第一汽缸组和第二汽缸组。因此，第一汽缸组和第二汽缸组中的每一个的汽缸可以接收燃料。如上面描述的，第一汽缸组可以包含进气道和/或进气通道燃料喷射配置，而第二汽缸组可以包含直接喷射燃料喷射配置。以该方式，第二阈值可以对应于当第一汽缸组和第二汽缸组的所有汽缸都正在燃烧时满足的发动机功率输出。
第二运转模式可以进一步包含在318处使EGR从第一汽缸组流到第二汽缸组。更具体地，第一流动转移管道可以被配置为使至少一些排气从第一汽缸流到第二汽缸。第二流动转移管道可以被配置为使至少一些排气从第四汽缸流到第三汽缸。因此，来自第一汽缸的排气可以不流到第三汽缸，并且来自第四汽缸的排气可以不流到第二汽缸。以该方式，第一流动转移管道中的排气可以不与第二流动转移管道中的排气混合。
在一些示例中，附加地或替代地，第一流动转移管道和第二流动转移管道可以包含用于计量从第一汽缸组到第二汽缸组的EGR流量的阀或其他类似的装置。阀可以被调整到更打开或更关闭的位置以增加或减少从第一汽缸组到第二汽缸组的EGR流量。相比更关闭的阀位置，更打开的阀位置可以使更多的EGR流动。在一个示例中，爆震的可能性可以基于来自传感器的反馈来进行估计，其中如果爆震的可能性太高，那么流动转移管道的阀可以被移动到更打开的位置，以允许更多的EGR从第一汽缸组流到第二汽缸组，从而降低爆震的可能性。
附加地或替代地，第一流动转移管道和第二流动转移管道可以没有阀。因此，为了调整从第一汽缸组到第二汽缸组的EGR流量，第一汽缸组的燃料供给可以被调整。例如，如果更少的EGR被期望，则第一汽缸组可以接收更少的燃料以更稀地运转。作为响应，第二汽缸组可以吸入更少的空气或接收更多的燃料以补偿从第一汽缸组到第二汽缸组输送的空气。
返回到312，如果发动机负荷不大于第二阈值，那么方法300前进到320，其中确定发动机负荷大于第一阈值且小于或等于第二阈值。因此，方法300前进到322，其可以包括进入第三运转模式。
第三运转模式可以包含在324处激活第二汽缸组。此外，第三运转模式可以包含在326处停用第一汽缸组。因此，在第三运转模式期间排气不经由第一汽缸组来产生。以该方式，在第三运转模式期间EGR可以不从第一汽缸组流到第二汽缸组。在一些示例中，附加地或替代地，在第三运转模式期间第一汽缸组可以被用于向第二汽缸组提供压缩空气。以该方式，在第三运转模式的一些运转期间可以经由压缩机和第一汽缸组将升压提供给第二汽缸组。这样的示例可以包括，其中压缩机可能不能满足当前升压需求并且补充升压被期望。
应意识到，方法300可以包括基于发动机负荷在第一运转模式、第二运转模式与第三运转模式之间进行切换。例如，如果发动机处于第一运转模式并且发动机负荷增加使得第三运转模式被期望，那么第二汽缸组可以开始接收燃料喷射，并且第一汽缸组可以被停用并且不再接收燃料喷射。作为另一示例，如果发动机处于第一运转模式并且发动机负荷增加使得第二运转模式被期望，那么第二汽缸组可以被激活并且开始接收燃料喷射，并且第一汽缸组可以被维持激活。
现在转向图4，它示出了图示随着车辆被运转而描绘各种发动机运转参数的发动机运转顺序的曲线图400。在一个示例中，发动机运转顺序描绘了正在结合图3的方法300执行的图1和图2的发动机10。曲线410图示了发动机负荷，虚线412图示了第一阈值，并且虚线414图示了第二阈值。如以上关于图3描述的，第一阈值和第二阈值可以分别基于第一汽缸组和第二汽缸组的功率输出，其中第二阈值大于第一阈值。曲线420图示了发动机正在运转的运转模式。曲线430图示了第一汽缸组的激活和停用。曲线440图示了第二汽缸组的激活和停用。曲线450图示了从第一汽缸组到第二汽缸组的EGR流量。应意识到，在一些示例中，发动机可以配备有与流动转移管道分开的EGR系统，使得当EGR未正在流过流动转移管道时EGR可以从EGR系统流动。时间从图的左侧向右侧增加。
在t1之前，发动机负荷(曲线410)在第一阈值(虚线412)之下并且正在朝向第一阈值增加。因此，发动机正在以第一运转模式(曲线420)运转。在第一运转模式期间，第一汽缸组被激活(曲线430)，而第二汽缸组被停用(曲线440)。由于第二汽缸组被停用，从第一汽缸组到第二汽缸组的EGR流量是相对低的(曲线450)。在图4的示例中，相对低的EGR流量基本上为零。
在t1处，发动机负荷增加至第一阈值以上，由此指示发动机的当前负荷已经超过第一汽缸组的上限(例如，最大输出)。因此，运转模式从第一运转模式转变为第三运转模式。从第一运转模式转变为第三运转模式可以包括停用第一汽缸组的燃料喷射器，所述第一汽缸组的燃料喷射器可以被布置在对应于第一汽缸组的汽缸的进气通道和/或进气道中。在一些示例中，转变还可以包括切换从其喷射燃料的燃料源。例如，由于第二汽缸组的更高的压缩比，可以期望喷射具有比在第一汽缸组中喷射的燃料更高的辛烷值的燃料以减轻过早燃烧。在其他示例中，附加地或替代地，被用作用于第一汽缸组的燃料源的燃料系统可以与被用作用于第二汽缸组的燃料源的燃料系统相同。在t1与t2之间，发动机负荷保持在第一阈值与第二阈值(虚线414)之间。运转模式保持处于第三运转模式。EGR不从第一汽缸组流到第二汽缸组，因为当第一汽缸组被停用时不在第一汽缸组中产生排气。然而，在一些示例中，第一汽缸组可以被用来压缩进气并且向第二汽缸组供应压缩进气以补充升压气流。
在t2处，发动机负荷增加至第二阈值以上，并且因此，运转模式从第三运转模式转变为第二运转模式。在转变期间，第二汽缸组被维持激活，并且第一汽缸组被激活，使得第一汽缸组和第二汽缸组同时为活动的。在t2与t3之间，发动机负荷保持在第二阈值以上，并且第一汽缸组和第二汽缸组继续接收燃料喷射并保持活动。EGR可以从第一汽缸组流到第二汽缸组，以减轻由于第二汽缸组的更高的压缩比而发生在第二汽缸组中的爆震的可能性。
在t3处，发动机负荷开始降低。在t3之后，发动机负荷降至小于第一阈值的负荷。因此，运转模式从第二运转模式转变为第一运转模式。因此，第二汽缸组被停用并且不再接收燃料喷射，而第一汽缸组被维持激活。因此，从第一汽缸组流到第二汽缸组的EGR降至基本上为零。
以该方式，可变排量发动机可以包含具有第一压缩比的第一汽缸组和包含第二压缩比的第二汽缸组。第一压缩比可以小于第二压缩比，使得第一汽缸组被配置为在较低发动机负荷期间比第二汽缸组更燃料有效。在中等负荷期间，第二汽缸组可以比第一汽缸组更有效。在更高的发动机负荷期间，第一汽缸组和第二汽缸组中的每一个可以被运转，以满足在以比具有单个压缩比的发动机更高的燃料经济性运转时的期望输出。使具有不同压缩比的汽缸组运转的技术效果是，增加通过一系列发动机负荷的燃料经济性，同时减少用于调整发动机的排量而依赖的阀和其他装置的数量。因此，制造成本可以降低，同时燃料经济性可以增加。
发动机系统的实施例包括至少两个汽缸，所述至少两个汽缸被分成第一汽缸组和第二汽缸组，其中第一汽缸组包括第一压缩比，并且第二汽缸组包括大于第一压缩比的第二压缩比；以及第一汽缸组的第一燃料喷射器和第二汽缸组的第二燃料喷射器，所述第一燃料喷射器被设置为进气道喷射，所述第二燃料喷射器被设置为直接喷射。发动机系统的第一示例还包括其中第一压缩比大于9且小于11。发动机系统的第二示例可选地包括第一示例，还包括其中第二压缩比大于11.5且小于14.5。发动机系统的第三示例可选地包括第一示例和/或第二示例，还包括以直列式配置布置的至少四个汽缸，其中第一汽缸组包括两个外汽缸，并且第二汽缸组包括两个内汽缸。发动机系统的第四示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，还包括其中两个外汽缸经由流动转移管道被流体地耦接到两个内汽缸。发动机系统的第五示例可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，还包括：其中两个外汽缸中的第一外汽缸包括将其流体地耦接至两个内汽缸中的第一内汽缸的第一流动转移管道，其中第一内汽缸与第一外汽缸直接相邻，并且其中两个外汽缸中的第二外汽缸包括将其流体地耦接至两个内汽缸中的第二内汽缸的第二流动转移管道，其中第二内汽缸与第二外汽缸直接相邻。
一种方法的实施例包括：响应于发动机负荷与第一阈值和第二阈值的比较，选择第一运转模式、第二运转模式或第三运转模式，第二阈值大于第一阈值；在第一运转模式和第二运转模式期间激活包含第一压缩比的第一汽缸组；以及在第二运转模式和第三运转模式期间激活包含第二压缩比的第二汽缸组。该方法的第一示例还包括其中响应于发动机负荷小于或等于第一阈值而选择第一运转模式，其中第一运转模式包括经由在对应于至少一个汽缸的进气道或进气通道中布置的燃料喷射器向第一汽缸组的至少一个汽缸输送燃料，并且其中第二汽缸组在第一运转模式期间被停用。该方法的第二示例可选地包括第一示例，还包括其中响应于发动机负荷大于第一阈值且小于或等于第二阈值选择第三运转模式，并且其中第三运转模式包括经由被设置为直接喷射到至少一个汽缸内的燃料喷射器将燃料输送到第二汽缸组的至少一个汽缸中，并且其中在第三运转模式期间第一汽缸组被停用。该方法的第三示例可选地包括第一示例和/或第二示例，还包括其中响应于发动机负荷大于第二阈值选择第二运转模式，其中第二运转模式包括将燃料输送到第一汽缸组和第二汽缸组的汽缸中。该方法的第四示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，还包括其中使排气从第一汽缸组的至少一个汽缸直接流到第二汽缸组的至少一个汽缸，并且其中排气从第一汽缸组流过流动转移管道并且直接流到第二汽缸组。该方法的第五示例可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，还包括其中第一阈值对应于较低的发动机负荷，并且第二阈值对应于较高的发动机负荷。
系统的附加实施例包括：发动机，所述发动机包括多个汽缸，所述多个汽缸包括第一汽缸、第二汽缸、第三汽缸和第四汽缸，第一汽缸和第四汽缸被布置在第二汽缸和第三汽缸的外侧，所述发动机进一步包括第一汽缸组和第二汽缸组，所述第一汽缸组包括第一汽缸和第四汽缸，并且所述第二汽缸组包括第二汽缸和第三汽缸，其中第一汽缸组包括第一压缩比，并且第二汽缸组包含大于第一压缩比的第二压缩比，其中第一汽缸组包括被设置为喷射到耦接至第一汽缸和第四汽缸的进气通道内的燃料喷射器，并且其中第二汽缸组包括被设置为直接喷射到第二汽缸和第三汽缸内的燃料喷射器；以及控制器，所述控制器具有被存储在其非临时性存储器上的计算机可读指令，当计算机可读指令被执行时使得控制器：响应于发动机负荷小于或等于第一阈值，激活第一汽缸组并且停用第二汽缸组；响应于发动机负荷大于第一阈值且小于或等于第二阈值，激活第二汽缸组并且停用第一汽缸组；以及响应于发动机负荷大于第二阈值，激活第一汽缸组和第二汽缸组中的每一个。该系统的第一示例还包括其中第一汽缸与第二汽缸直接相邻并且第一汽缸经由第一流动转移管道被流体地耦接至第二汽缸，并且其中第四汽缸与第三汽缸直接相邻并且第四汽缸经由第二流动转移管道被流体地耦接至第三汽缸。该系统的第二示例可选地包括第一示例，还包括：其中第一流动转移管道将排气从第一汽缸引导至第二汽缸，并且其中第二流动转移管道将排气从第四汽缸引导至第三汽缸，并且其中第一流动转移管道中的排气不与第二流动转移管道中的排气混合。该系统的第三示例可选地包括第一示例和/或第二示例，还包括其中控制器包括使控制器能够响应于发动机负荷小于或等于第一阈值而阻止燃料被喷射到第二汽缸组的指令。该系统的第四示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，还包括其中控制器包括使控制器能够响应于发动机负荷大于第一阈值且小于或等于第二阈值而阻止燃料被喷射到第一汽缸组的指令。该系统的第五示例可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，还包括其中第一压缩比在9与11之间，并且第二压缩比在11.5与14之间。该系统的第六示例可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，还包括其中第一汽缸组使压缩气体流到第二汽缸组。该系统的第七示例可选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个，还包括其中耦接至第一汽缸和第四汽缸的进气通道不被耦接至第二汽缸和第三汽缸。
注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制器的控制系统执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以以所示顺序被执行、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图示和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制意义的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和配置和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
如本文中使用的，术语“大约”被解释为范围的平均加或减5％，除非另外指定。
随附权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的合并，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可以通过修改现有权利要求或通过在该申请或关联申请中提出新的权利要求来要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种发动机系统，其包含：
至少两个汽缸，所述至少两个汽缸被分成第一汽缸组和第二汽缸组，其中所述第一汽缸组包含第一压缩比，并且所述第二汽缸组包含比所述第一压缩比更大的第二压缩比；以及
所述第一汽缸组的第一燃料喷射器和所述第二汽缸组的第二燃料喷射器，所述第一燃料喷射器被设置为进气道喷射，所述第二燃料喷射器被设置为直接喷射。
2.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第一压缩比大于9且小于11。
3.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第二压缩比大于11.5且小于14.5。
4.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述发动机系统包含以直列式配置进行布置的至少四个汽缸，其中所述第一汽缸组包含两个外汽缸，并且所述第二汽缸组包含两个内汽缸。
5.根据权利要求4所述的发动机系统，其中所述两个外汽缸经由流动转移管道被流体地耦接至所述两个内汽缸。
6.根据权利要求5所述的发动机系统，其中所述两个外汽缸中的第一外汽缸包含将其流体地耦接至所述两个内汽缸中的第一内汽缸的第一流动转移管道，其中所述第一内汽缸与所述第一外汽缸直接相邻，并且其中所述两个外汽缸中的第二外汽缸包含将其流体地耦接至所述两个内汽缸中的第二内汽缸的第二流动转移管道，其中所述第二内汽缸与所述第二外汽缸直接相邻。
7.一种方法，其包含：
响应于发动机负荷与第一阈值和第二阈值的比较，选择第一运转模式、第二运转模式、或第三运转模式，所述第二阈值大于所述第一阈值；
在所述第一运转模式和所述第二运转模式期间激活包含第一压缩比的第一汽缸组；以及
在所述第二运转模式和所述第三运转模式期间激活包含第二压缩比的第二汽缸组。
8.根据权利要求7所述的方法，其中响应于所述发动机负荷小于或等于所述第一阈值选择所述第一运转模式，其中所述第一运转模式包含经由在对应于所述至少一个汽缸的进气道或进气通道中布置的燃料喷射器向所述第一汽缸组的至少一个汽缸输送燃料，并且其中所述第二汽缸组在所述第一运转模式期间被停用。
9.根据权利要求7所述的方法，其中响应于所述发动机负荷大于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值选择所述第三运转模式，并且其中所述第三运转模式包含经由被设置为直接喷射到所述至少一个汽缸内的燃料喷射器将燃料输送到所述第二汽缸组的至少一个汽缸中，并且其中在所述第三运转模式期间所述第一汽缸组被停用。
10.根据权利要求7所述的方法，其中响应于所述发动机负荷大于所述第二阈值选择所述第二运转模式，其中所述第二运转模式包含将燃料输送到所述第一汽缸组和所述第二汽缸组的汽缸中。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包含使排气从所述第一汽缸组的至少一个汽缸直接流到所述第二汽缸组的至少一个汽缸，并且其中排气从所述第一汽缸组流过流动转移管道并且直接流到所述第二汽缸组。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一阈值对应于较低的发动机负荷，并且所述第二阈值对应于较高的发动机负荷。
13.一种系统，其包含：
发动机，所述发动机包含多个汽缸，所述多个汽缸包括第一汽缸、第二汽缸、第三汽缸和第四汽缸，所述第一汽缸和所述第四汽缸被布置在所述第二汽缸和所述第三汽缸的外侧，所述发动机进一步包含第一汽缸组和第二汽缸组，所述第一汽缸组包含所述第一汽缸和所述第四汽缸，并且所述第二汽缸组包含所述第二汽缸和所述第三汽缸，其中所述第一汽缸组包含第一压缩比，并且所述第二汽缸组包含大于所述第一压缩比的第二压缩比；其中
所述第一汽缸组包含被设置为喷射到耦接至所述第一汽缸和所述第四汽缸的进气通道内的燃料喷射器，并且其中所述第二汽缸组包含被设置为直接喷射到所述第二汽缸和所述第三汽缸内的燃料喷射器；以及
控制器，所述控制器具有被存储在其非临时性存储器上的计算机可读指令，当所述计算机可读指令被执行时使得所述控制器：
响应于发动机负荷小于或等于第一阈值，激活所述第一汽缸组并且停用所述第二汽缸组；
响应于所述发动机负荷大于所述第一阈值且小于或等于第二阈值，激活所述第二汽缸组并且停用所述第一汽缸组；以及
响应于所述发动机负荷大于所述第二阈值，激活所述第一汽缸组和所述第二汽缸组中的每一个。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述第一汽缸与所述第二汽缸直接相邻并且所述第一汽缸经由第一流动转移管道被流体地耦接至所述第二汽缸，并且其中所述第四汽缸与所述第三汽缸直接相邻并且所述第四汽缸经由第二流动转移管道被流体地耦接至所述第三汽缸。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述第一流动转移管道将排气从所述第一汽缸引导至所述第二汽缸，并且其中所述第二流动转移管道将排气从所述第四汽缸引导至所述第三汽缸，并且其中所述第一流动转移管道中的排气不与所述第二流动转移管道中的排气混合。
16.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制器包含使所述控制器能够响应于所述发动机负荷小于或等于所述第一阈值而阻止燃料被喷射到所述第二汽缸组的指令。
17.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制器包含使所述控制器能够响应于所述发动机负荷大于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值而阻止燃料被喷射到所述第一汽缸组的指令。
18.根据权利要求13所述的系统，其中所述第一压缩比在9与11之间，并且所述第二压缩比在11.5与14之间。
19.根据权利要求13所述的系统，其中所述第一汽缸组使压缩气体流到所述第二汽缸组。
20.根据权利要求13所述的系统，其中耦接至所述第一汽缸和所述第四汽缸的所述进气通道不被耦接至所述第二汽缸和所述第三汽缸。
CN201910022126.1A 2018-01-10 2019-01-10 用于具有部分停用的发动机的方法和系统 Pending CN110017212A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018200298.3 2018-01-10
DE102018200298.3A DE102018200298B4 (de) 2018-01-10 2018-01-10 Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110017212A true CN110017212A (zh) 2019-07-16

Family

ID=66995445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910022126.1A Pending CN110017212A (zh) 2018-01-10 2019-01-10 用于具有部分停用的发动机的方法和系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11111862B2 (zh)
CN (1) CN110017212A (zh)
DE (1) DE102018200298B4 (zh)

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2337509A1 (de) 1973-07-24 1975-02-13 Daimler Benz Ag Verbrennungsverfahren fuer eine viertakt-brennkraftmaschine mit fremdzuendung
DE3433619A1 (de) 1984-08-20 1986-02-27 Henderson, Leonard Louis, Akron, Ohio Doppelverbrennungsmischgas und waermekraftmaschine
JP4392689B2 (ja) 2004-05-25 2010-01-06 明男 石田 気筒群個別制御エンジン
DE102004054166B4 (de) 2004-11-10 2016-03-10 Volkswagen Ag Verfahren zur individuellen Ab- und Zuschaltung von Zylindern einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine und Mehrzylinderbrennkraftmaschine
DE102009027203A1 (de) * 2009-06-25 2011-01-27 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Aufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens vier Zylindern und einer zweiflutigen Turbine und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
EP2657484B1 (de) * 2012-04-24 2015-03-04 Ford Global Technologies, LLC Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
EP2657486A1 (de) * 2012-04-24 2013-10-30 Ford Global Technologies, LLC Selbstzündende Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung und Verfahren zum verbrauchsoptimierten Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
EP2657485B1 (de) * 2012-04-24 2015-08-05 Ford Global Technologies, LLC Verfahren zum Betreiben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung
EP2657487B1 (de) * 2012-04-24 2019-04-03 Ford Global Technologies, LLC Selbstzündende Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung und Verfahren zum emissionsoptimierten Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
US9790876B2 (en) 2013-03-14 2017-10-17 Cummins Ip, Inc. Advanced exhaust gas recirculation fueling control
WO2015066674A1 (en) 2013-11-04 2015-05-07 Cummins Inc. Systems and methods for fuel control of one or more egr cylinders
DE102014201215B4 (de) * 2014-01-23 2022-09-29 Ford Global Technologies, Llc Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Teilabschaltungund Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
US9739213B2 (en) * 2014-04-04 2017-08-22 Ford Global Technologies, Llc Methods for turbocharged engine with cylinder deactivation and variable valve timing
DE202014102194U1 (de) * 2014-05-09 2014-06-18 Ford Global Technologies, Llc Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung

Also Published As

Publication number Publication date
US11111862B2 (en) 2021-09-07
US20190211754A1 (en) 2019-07-11
DE102018200298B4 (de) 2019-09-19
DE102018200298A1 (de) 2019-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10882511B2 (en) Systems and methods for a split exhaust engine system
US10590875B2 (en) Systems and methods for a split exhaust engine system
US10753299B2 (en) Systems and methods for a split exhaust engine system
US10731573B2 (en) Systems and methods for a split exhaust engine system
US10557425B2 (en) Systems and methods for a split exhaust engine system
CN104454183B (zh) 用于在排气行程期间喷射气体燃料以减少涡轮迟滞的系统和方法
RU2669078C2 (ru) Способ для улучшения продувки с помощью разделенного выпуска
RU2604973C2 (ru) Способ приведения в действие двигателя с наддувом (варианты) и система двигателя
CN103883413B (zh) 发动机控制的方法和系统
US9145822B2 (en) Method and device for controlling a four-stroke internal combustion engine
CN104454184B (zh) 用于在燃烧气体燃料的排气行程期间控制点火能量以减少涡轮迟滞的系统和方法
CN105370450B (zh) 具有可变充气运动的专用egr汽缸
US10871104B2 (en) Systems and methods for a split exhaust engine system
CN103967629B (zh) 用于发动机的方法
CN105545498A (zh) 用于发动机温度控制的方法和系统
CN103375285B (zh) 部分停用的内燃发动机和该类型的内燃发动机的操作方法
CN105370416A (zh) 用于排气再循环控制的系统和方法
CN103670872A (zh) 火花点火式直喷发动机
CN103375283B9 (zh) 部分停用的内燃发动机和该类型的内燃发动机的操作方法
US10837395B2 (en) Methods and systems to control fuel scavenging in a split exhaust engine
RU2607147C2 (ru) Способ приведения в действие двигателя (варианты) и система двигателя
CN110439700A (zh) 用于可变排量发动机的双燃料系统的系统和方法
CN106609707A (zh) 用于发动机控制的方法和系统
CN110131051A (zh) 用于电动涡轮增压器的方法和系统
CN109944682A (zh) 经由电动涡轮增压器的发动机起动

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination