[发明专利]用于控制四行程内燃发动机的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年7月16日提交的德国专利申请No.102012212405.5的优先权，为了所有目的，德国专利申请No.102012212405.5的整个内容被并入本文中以供参考。

技术领域

本申请涉及用于控制四行程内燃发动机的方法和装置。

背景技术

内燃发动机特别是用于机动车辆的内燃发动机可以装备燃料喷射系统。特别是在用于使用点火的发动机的汽油喷射的情况下，对进气管喷射（也被称为进气道喷射）和直接喷射加以区别，在进气管喷射的情况下喷射阀位于各个汽缸的进气门上游的进气管中，在直接喷射的情况下燃料被直接喷射到汽缸内。进气管喷射允许简单地产生均匀的燃料空气混合物，该燃料空气混合物被引入到汽缸的燃烧室内。

直接喷射可以允许不同形式的燃烧。首先，有可能在汽缸的燃烧室中产生分层充气，由此在部分负荷范围内发动机可以通过“稀”混合物以高效率运行。其次，也有可能在燃烧室中产生均匀的燃料空气混合物，这在全负荷的范围内可能是最佳的。为了允许使用分层“稀”混合物燃烧和也使用均匀混合物燃烧，在喷射喷嘴、燃烧室的几何形状、点火火花的位置和被引入燃烧室的气体的流动之间要求复杂的相互配合。由于实现不同形式的燃烧，具有直接喷射的内燃发动机可以更有效地利用燃料。使用具有直接喷射的内燃发动机运行的机动车辆因此可以表现出比带有对应的具有进气管喷射的内燃发动机的机动车辆更低的燃料消耗。

在可以由直接喷射装置实现的不同形式的燃烧之间转换时，可以采取预防措施以确保燃烧的稳定性。此外，不同形式的燃烧可以保持排气中的颗粒形成在碳烟质量和碳烟微粒数量方面均足够低，使得可以不使用微粒过滤器以遵循适用的排气规定。为了这个目的，众所周知的是，不仅提供用于到燃烧室内的直接喷射的喷射系统，而且也提供用于进气管喷射的另外的喷射系统。进气管喷射与直接喷射的结合可以使其可能确保燃烧的稳定性和排气中碳烟形成的充分抑制。然而，由于多个喷射系统，进气管喷射和直接喷射的这种结合可能涉及相当多的费用。

同样众所周知的是，为了在部分负荷范围内降低燃料消耗，个别汽缸不用于动力产生（选择性的汽缸停用）。US2005/0011485A1描述了重型发动机，其中在低负荷下，汽缸可以选择性地停用。为了避免泵送损失，停用汽缸的进气门和排气门保持关闭。这不允许充分减少碳烟形成的同时在不同的负荷范围内有效利用燃料。

发明内容

发明人在此认识到上述缺点，并公开了通过选择性汽缸停用而降低泵送损失和碳烟形成的系统和方法。根据本公开运行或控制的四行程内燃发动机具有多个汽缸、燃料直接喷射装置和选择性汽缸停用装置。该内燃发动机特别是使用点火的发动机。内燃发动机具有喷射系统，对于每个汽缸来说，该喷射系统包含至少一个喷射喷嘴，其用于将燃料直接喷射到各个汽缸的燃烧室内。喷射系统可以进一步包含一个或更多个喷射泵和对应的管路以及用于控制喷射阀与一个泵或多个泵的控制器。内燃发动机进一步具有选择性汽缸停用装置，并且因此有可能在部分负荷范围内一个或更多个汽缸不用于动力产生，并且因此可以减少内燃发动机在部分负荷范围内的燃料消耗。特殊的情况是，喷射系统被相应地设计用于实现选择性汽缸停用。

根据本公开，在内燃发动机的负荷转换范围内，在第一汽缸的压缩行程期间，燃料被喷射到第一汽缸的燃烧室内，其中该第一汽缸不用于动力产生，也就是说该第一汽缸被“停用”。特别地，负荷转换范围是中等负荷范围，其中一旦从内燃发动机的部分负荷范围转换到内燃发动机的全负荷范围，或相反，从内燃发动机的全负荷范围转换到内燃发动机的部分负荷范围，就会经过该中等负荷范围。特别地，在相对于压缩行程的持续时间而言较短的时期中，也就是说相对于活塞的向上移动的持续时间而言较短的时期中，发生燃料喷射，并且所述燃料喷射可以例如采取主喷射的形式，或类似于分解为多个部分喷射的喷射过程的主喷射。