帶有氣缸切斷的量調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于運(yùn)行量調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)的方法以及一種根據(jù)權(quán)利要求8所述的量調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在量調(diào)節(jié)的、也被稱為充量調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)中，為了調(diào)節(jié)功率，使被輸送給內(nèi)燃機(jī)的氣缸的可燃的新鮮空氣-燃料混合物的量根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)或負(fù)荷點(diǎn)改變。通過將可燃的新鮮空氣-燃料混合物的可變的充量或量輸送給氣缸來相應(yīng)地調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率。在此，在所有運(yùn)行點(diǎn)中，始終維持在所輸送的燃料量與所輸送的新鮮空氣量之間的精確比例，其中，典型地將燃料相對于新鮮空氣的化學(xué)計(jì)算比輸送給氣缸，其中，實(shí)現(xiàn)I的λ值。然而可能的是，燃料-新鮮空氣比隨內(nèi)燃機(jī)的相應(yīng)的運(yùn)行點(diǎn)變化，尤其也可根據(jù)運(yùn)行點(diǎn)偏離于I的λ值。已知燃料-新鮮空氣混合物在氣體混合器或化油器中來產(chǎn)生并且被輸入通向各個(gè)氣缸的進(jìn)氣管中的內(nèi)燃機(jī)。使用流動(dòng)影響元件如具有完全可變的氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(Vent i Itrieb)的進(jìn)氣門(EinlassventiI)或節(jié)流閥用于量調(diào)節(jié)?？赡艿氖牵ㄟ^多點(diǎn)噴射或者直接噴射單個(gè)氣缸地給氣缸供給燃料，而單獨(dú)地通過進(jìn)氣管來輸送與燃料量相匹配的新鮮空氣量。在此，為了調(diào)節(jié)所輸送的新鮮空氣量，也可使用節(jié)流閥或具有完全可變的氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣門。氣缸單獨(dú)的燃料供給允許在部分負(fù)荷或怠速運(yùn)行中切斷單個(gè)氣缸或氣缸組。燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)也屬于量調(diào)節(jié)的或充量調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)。需要較少的充量用于內(nèi)燃機(jī)在低負(fù)荷范圍中的運(yùn)行。相應(yīng)地關(guān)閉節(jié)流閥或具有完全可變的氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣門，從而僅將少量新鮮質(zhì)量流輸送給氣缸。在此也產(chǎn)生少量廢氣質(zhì)量流。如果內(nèi)燃機(jī)具有廢氣渦輪增壓器(其具有壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的渦輪)，則在低負(fù)荷范圍中僅由少量廢氣質(zhì)量流加載渦輪，從而廢氣渦輪增壓器總體上在較低的轉(zhuǎn)速下通過壓縮機(jī)輸送較少質(zhì)量流。在此，存在低于壓縮機(jī)的栗極限的風(fēng)險(xiǎn)，由此導(dǎo)致壓縮機(jī)栗吸(Verdichterpumpen)。為了防止這，典型地設(shè)置有跨接廢氣渦輪增壓器的流體路徑，并且在該流體路徑中布置有閥元件，通過該閥元件可在第一功能位置中閉鎖流體路徑而在第二功能位置中開啟流體路徑?？赡艿氖牵黧w路徑跨接廢氣渦輪增壓器的渦輪，從而其構(gòu)造為渦輪旁路。借助于構(gòu)造為廢氣門的閥元件那么可在低負(fù)荷范圍中打開渦輪旁路，以防止低于栗極限。也可能的是，流體路徑跨接廢氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)，其中，其構(gòu)造為壓縮機(jī)旁路。在低負(fù)荷范圍中借助于閥元件打開該壓縮機(jī)旁路，使得沿著流體路徑從在壓縮機(jī)下游的高壓區(qū)域回流到在壓縮機(jī)上游的低壓區(qū)域中是可能的。以該方式，提高了名義上由壓縮機(jī)所輸送的質(zhì)量流，從而不低于栗極限并且不造成壓縮機(jī)栗吸。在要求內(nèi)燃機(jī)較高負(fù)荷的負(fù)荷接入(Lastaufschaltung)的情況下，關(guān)閉在流體路徑中的閥元件并且打開節(jié)流閥或具有完全可變的氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣門，以提高氣缸充量。這樣提高的輸送給氣缸的新鮮質(zhì)量也導(dǎo)致提高的廢氣質(zhì)量流或?qū)е驴晒U氣渦輪增壓器使用的廢氣能量的提高。由此，在壓縮機(jī)處再次提供更高的增壓壓力?？偟貋碚f，如此建立迭代過程，其最終導(dǎo)致靜態(tài)的平衡狀態(tài)。然而問題是，廢氣渦輪增壓器響應(yīng)緩慢且延遲，由此也引起增壓壓力的緩慢的且延遲的建立并且因此引起在負(fù)荷切斷時(shí)內(nèi)燃機(jī)的不那么自發(fā)的響應(yīng)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種用于運(yùn)行量調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)的方法以及一種量調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)，在其中不出現(xiàn)所述缺點(diǎn)。借助于該方法尤其應(yīng)能改善在負(fù)荷接入時(shí)內(nèi)燃機(jī)的特性，其中，內(nèi)燃機(jī)尤其應(yīng)不那么緩慢和延遲地、優(yōu)選地自動(dòng)地對提高的負(fù)荷要求做出響應(yīng)。
[0004]通過提供一種具有權(quán)利要求1的步驟的方法來實(shí)現(xiàn)該目的。在該方法的范圍中，首先測定內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，確定待切斷的氣缸或氣缸組的數(shù)量。如果所確定的數(shù)量不等于零、即應(yīng)切斷或者根據(jù)之前的運(yùn)行狀態(tài)保持切斷至少一個(gè)氣缸或至少一個(gè)氣缸組，解除激活或保持解除激活對于至少一個(gè)待切斷的氣缸或至少一個(gè)待切斷的氣缸組的燃料供給。打開與該至少一個(gè)氣缸或該至少一個(gè)氣缸組相關(guān)聯(lián)的、用于對該至少一個(gè)待切斷的氣缸或該至少一個(gè)待切斷的氣缸組的新鮮質(zhì)量供給的流動(dòng)影響元件。
[0005]該方法利用，在具有至少兩個(gè)氣缸和氣缸獨(dú)立的燃料供給(例如通過多點(diǎn)噴射或通過直接噴射)的內(nèi)燃機(jī)中可通過不將燃料輸送給它們且因此不使其燃燒來切斷各個(gè)氣缸或氣缸組。通常，在可切斷各個(gè)氣缸或氣缸組的內(nèi)燃機(jī)中，相應(yīng)地關(guān)閉相關(guān)聯(lián)的流動(dòng)影響元件、例如節(jié)流閥或具有完全可變的氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣門，從而沒有或僅最少的新鮮質(zhì)量流被輸送給切斷的氣缸。然而，在本發(fā)明的范圍中認(rèn)識到，可利用被切斷的氣缸，以通過該氣缸在沒有燃燒的情況下栗吸新鮮空氣。典型地在怠速運(yùn)行中和/或在部分負(fù)荷運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)氣缸切斷，其中，可能根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)切斷變化的數(shù)量的氣缸或氣缸組。在全負(fù)荷運(yùn)行中，典型地沒有氣缸被切斷，或者說使所有氣缸燃燒?，F(xiàn)在在該方法的范圍中，與其它常見方法不同，打開與該至少一個(gè)被切斷的氣缸或該至少一個(gè)被切斷的氣缸組相關(guān)聯(lián)的流動(dòng)影響元件，從而更高的新鮮質(zhì)量流流過所述至少一個(gè)被切斷的氣缸。由此，提高了整體引導(dǎo)經(jīng)過內(nèi)燃機(jī)的充量質(zhì)量，由此同時(shí)提高了廢氣質(zhì)量流量。這又導(dǎo)致在渦輪增壓器處可供使用的能量的提高。有效地避免了低于壓縮機(jī)的栗極限和壓縮機(jī)栗吸，并且附加的能量可被用于產(chǎn)生增壓壓力。如此導(dǎo)致渦輪增壓器的更高的轉(zhuǎn)速和更高的壓力水平。由此，渦輪增壓器以及內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性改善，因?yàn)闇u輪增壓器的轉(zhuǎn)速在低負(fù)荷范圍中也不以至今已知的方式下降，其中，不必在負(fù)荷接入的情況下才使渦輪增壓器加速。而是全部壓縮機(jī)功率直接在負(fù)荷接入時(shí)可供使用。
[0006]在該方法的范圍中，尤其測定當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)或運(yùn)行點(diǎn)是相應(yīng)于怠速運(yùn)行、部分負(fù)荷運(yùn)行還是全負(fù)荷運(yùn)行。在此，在怠速運(yùn)行中或在部分負(fù)荷下切斷氣缸，其中，優(yōu)選地根據(jù)當(dāng)前的負(fù)荷要求來確定待切斷的氣缸或氣缸組的具體數(shù)量。在該方法的一簡單的實(shí)施形式中可能在怠速運(yùn)行中以及在部分負(fù)荷中始終切斷剛好一個(gè)事先確定的氣缸組、例如V形發(fā)動(dòng)機(jī)的一氣缸排(ZyIinderbank)。該方法的較復(fù)雜的實(shí)施形式設(shè)置完全可變地切斷各個(gè)氣缸，其中，尤其根據(jù)運(yùn)行點(diǎn)可能不切斷氣缸或者還不切斷僅僅一個(gè)氣缸。尤其在怠速運(yùn)行中可能的是，使僅僅一個(gè)氣缸燃燒。在該方法的復(fù)雜的實(shí)施形式中，在這些極限之間優(yōu)選地可實(shí)現(xiàn)根據(jù)運(yùn)行點(diǎn)切斷任意數(shù)量的氣缸的所有可能性。
[0007]燃料供給部和流動(dòng)影響元件另一方面用于內(nèi)燃機(jī)的量調(diào)節(jié)。在此，優(yōu)選地其彼此相協(xié)調(diào)并且/或者能夠共同操控成使得對于未被切斷的氣缸的充量始終得到燃料相對于新鮮空氣的(優(yōu)選地與運(yùn)行點(diǎn)相關(guān)的)預(yù)先確定的比例。該至少一個(gè)流動(dòng)影響元件優(yōu)選地在第一功能位置中完全關(guān)閉而在第二功能位置中完全打開。特別優(yōu)選地，在這兩個(gè)功能位置之間可實(shí)現(xiàn)多個(gè)、特別優(yōu)選地連續(xù)的具有可變的打開程度的功能位置。在該方法的范圍中，優(yōu)選地完全打開與該至少一個(gè)待切斷的氣缸或該至少一個(gè)待切斷的氣缸組相關(guān)聯(lián)的流動(dòng)影響元件，從而可通過該至少一個(gè)被切斷的氣缸來引導(dǎo)最大的新鮮質(zhì)量流。
[0008]優(yōu)選一方法，其特征在于，布置在跨接廢氣渦輪增壓器的流體路徑中的閥元件被關(guān)閉。如果在具有壓縮機(jī)旁路、即跨接新鮮質(zhì)量-壓縮機(jī)的流體路徑的內(nèi)燃機(jī)中執(zhí)行該方法，這是優(yōu)選的，其中，閥元件布置在壓縮機(jī)旁路中。借助于該方法在低負(fù)荷范圍中不再需要打開在流體路徑中的閥元件，因?yàn)樵靖鶕?jù)現(xiàn)有技術(shù)沿著流體路徑引導(dǎo)的質(zhì)量流現(xiàn)在被引導(dǎo)經(jīng)過切斷的氣缸。由此引導(dǎo)足夠大的質(zhì)量流經(jīng)過壓縮機(jī)，從而可靠地避免了低于栗極限和壓縮機(jī)栗吸。相反，在該情況中閥元件的打開不利地影響內(nèi)燃機(jī)的功率。
[0009]備選地或附加地優(yōu)選的是，關(guān)閉布置在跨接廢氣渦輪增壓器的渦輪的流體路徑中的閥元件。在該情況中，在方法的范圍中不再需要打開在構(gòu)造為渦輪旁路的流體路徑中的構(gòu)造為廢氣門的閥元件，以使廢氣渦輪增壓器卸載。
[0010]相應(yīng)地可能將該方法應(yīng)用在具有帶有壓縮機(jī)旁路和布置在其中的閥元件的廢氣渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)中。也可能將該方法應(yīng)用在具有帶有跨接渦輪的流體路徑(因此渦輪旁路)和布置在其中的閥元件、即所謂的廢氣門的廢氣渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)中。最后可能將該方法應(yīng)用在包括不僅具有帶有閥元件的壓縮機(jī)旁路而且具有帶有閥元件、即所謂的廢氣門的渦輪旁路的廢氣渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)中。在該情況中，優(yōu)選地在該方法的范圍中關(guān)閉在兩個(gè)流體路徑中的兩個(gè)閥元件。
[0011 ]然而也可能根據(jù)該方法運(yùn)行不具有跨接新鮮質(zhì)量-壓縮機(jī)或渦輪的流體路徑的內(nèi)燃機(jī)。在該情況中，當(dāng)然不存在可被關(guān)閉的閥元件。當(dāng)利用在此提出的方法來運(yùn)行該內(nèi)燃機(jī)時(shí)，可省去流體路徑，因?yàn)樵诘拓?fù)荷范圍中以及在怠速運(yùn)行中也不用擔(dān)心壓縮機(jī)栗吸。
[0012]還優(yōu)選一方法，其特征在于，如果測定了全負(fù)荷運(yùn)行，不切斷氣缸。這意味著，在全負(fù)荷運(yùn)行中給內(nèi)燃機(jī)的所有氣缸供給燃料。由此，在全負(fù)荷運(yùn)行中不出現(xiàn)廢氣質(zhì)量流過小的問題，也不出現(xiàn)壓縮機(jī)栗吸的問題。在該方法的范圍中，如果確定了全負(fù)荷運(yùn)行，將待切斷的氣缸或氣缸組的數(shù)量確定成零。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的歷史、尤其根據(jù)最后測定的運(yùn)行狀態(tài)，那么對于所有氣缸激活或保持激活燃料供給。
[0013]還優(yōu)選一方法，在其中通過借助于與單個(gè)氣缸相關(guān)聯(lián)的噴射器的多點(diǎn)噴射將燃料供給給內(nèi)燃機(jī)的單個(gè)氣缸。