技术领域
[0001] 本
发明涉及一种具有
权利要求1的前序部分的特征的内燃机和一种用于运行具有权利要求15的前序部分的特征的内燃机的方法。
背景技术
[0002] 各个内燃机的
燃烧室构成为
活塞-
气缸单元(通常简称为气缸)。根据内燃机的类型，燃烧室可以划分为预燃室和
主燃烧室。在这种情况下，点火装置大多配设于预燃室。
[0003] 出于各种原因可以值得企望的是，至少暂时地选择性地关断内燃机的气缸，这在本发明的上下文中应如此理解，所述相应的点火装置和/或
燃料引入装置保持未激活。
[0004] 由
现有技术已知用于气缸关断的方法，即“跳跃点火”(英语Skip-firing)。气缸关断主要在具有多于六个气缸的较大
发动机的情况下使用，以便在功率要求降低的情况下降低燃油消耗和排放。
[0005] 例如在DE 43 10 261中描述，为了保护发动机以防过载可以预定用于选择性关断气缸的模式(在该文献中称为抑
制模式)。
[0006] 所述模式有利地如此与气缸数相协调，使得产生循环的抑制顺序，亦即，在最短的时间内减轻每个气缸的负担。
[0007] 由DE 2928075还已知，如此选择用于点火和用于气缸关断的命令的顺序，使得所述内燃机尽量平稳地运行，特别是避免发动机悬架和传动系的共振
频率的谐波。
[0008] 在美国
专利申请US 20130289853中描述了一种气缸关断的方法，其中，点火命令存储在查找表(英语Look-up table)中并且借助于计数器在查找表中确定下一个点火命令的记录。
发明内容
[0009] 本发明的任务在于，提供一种内燃机和一种用于运行内燃机的方法，在所述内燃机中或者在所述运行内燃机的方法中通过跳跃点火避免过度的机械负荷或磨损。
[0010] 该任务通过一种具有权利要求1的特征的内燃机或者一种具有权利要求15的特征的方法得到解决。本发明有利的实施形式在
从属权利要求中给出。
[0011] 所述控制或调节装置构成为用于根据所述至少一个用于检测每个气缸特征
温度的测量装置的
信号如此控制或调节所述点火装置和/或燃料引入装置，使得在至少一个周期期间在至少一个所选择的气缸中不进行点火，由此可以达到内燃机更均匀的热状态。这随之带来了多项优点：
[0012] 更均匀的热状态导致内燃机的更少的机械负荷和更少的磨损。因为在
润滑剂回路中进行更少的热输入，所以改善了润滑剂预算。
[0013] 在本公开内容中，“燃料”理解为纯燃料(如燃气)或燃料-空气混合物。发动机的工作循环理解为“周期”，也就是说在
四冲程发动机的情况下720°的
曲轴转
角转动，在二冲程发动机的情况下360°的
曲轴转角转动，其中，360°相当于全角。
[0014] 在本申请的上下文中，“点火”也理解为点燃，亦即，如果“在一个周期内不进行点火”，则可以如此理解，即，在该周期内不点燃所述混合物，亦即，相应的点火装置和/或燃料引入装置保持未激活。
[0015] 所述特征温度例如可以是废气温度、气缸本身中的温度、
连杆轴承或气缸各个部件(例如气缸头、防火板、活塞或套筒)的温度。所述
传感器可以相应地设置在内燃机中，如这对于本领域技术人员所熟悉的那样。
[0016] 优选可以规定，所述控制或调节装置构成为用于在所述至少一个周期内如此控制或调节所述至少一个所选择的气缸的燃料引入装置，使得燃料的喷入在所述至少一个所选择的气缸中被中断。在这种情况下，必要时(allenfalls)设置的点火装置可以保持激活或接通，因为在燃烧室中原本就不存在可点燃的燃料。
[0017] 附加地或备选地可以规定，所述控制或调节装置构成为用于在所述至少一个周期内关断或不激活所述至少一个所选择的气缸的点火装置。在该情况下甚至可以规定，必要时设置的燃料引入装置保持激活或接通，因为处于燃烧室中的燃料不被点燃。
[0018] 所述燃料引入装置例如可以构成为进气道喷射
阀、可变气
门机构的可变进气阀或直接设置在气缸中的喷射器。所述喷射器可以构成为用于燃料在
汽油机中的直喷或用于柴油在柴油机中的喷射。
[0019] 所述点火装置(如果存在点火装置)例如可以构成为电火花点火装置、电晕点火装置、炽热头或也构成为
激光点火装置。
[0020] 在本发明的另一种优选的实施形式中规定，输出模式存储在所述控制或调节装置的
电子存储器中，根据该输出模式能通过控制或调节装置如此控制或调
节点火装置和/或燃料引入装置，使得在至少一个周期期间在至少一个所选择的气缸中不进行点火，其中，所述控制或调节装置构成为用于在第一运行模式中根据所述输出模式控制和调节所述点火装置和/或燃料引入装置而不考虑所述至少一个测量装置的信号。如由现有技术已知的那样，可以如此选择所述输出模式，使得点火或者排气的顺序产生对发动机的机械和热负荷的均匀分布。用于关断气缸的输出模式可以与内燃机的当前功率需求相协调。
[0021] 特别优选地规定，所述控制或调节装置构成为用于在所述气缸中的至少一个气缸的特征温度达到或超过预定的上限值的情况下如此控制或调节所述至少一个气缸，使得不进行点火。对于如前所描述的、根据输出模式在第一运行模式中进行的情况，所述措施可以规定为第二运行模式，从第一运行模式转变到该第二模式中。由此实现，对具有特别高的特征温度的气缸被排除在点火之外并且由此降低对相应的气缸的热负荷。
[0022] 特别优选地规定，所述控制或调节装置构成为用于在所述气缸中的至少一个气缸的特征温度达到或低于预定的下限值的情况下如此控制或调节所述气缸，使得进行点火。该措施可以以单独的方式或结合上面所描述的措施来实施。由此实现，具有特别低的特征温度的气缸不被排除在点火之外，以此从下一个周期开始点火，并且由此提高对相应的气缸的热负荷。
[0023] 例如也可以规定，所述上限值和/或下限值基于所有气缸(或在变型方案中仅所选择的气缸、例如仅那些气缸排的气缸)的平均温度而确定。
[0024] 所述平均温度可以通过算术平均值或中值确定。由平均温度和偏差计算所述上限和下限。所述偏差可以不同地选择，根据多少气缸设置为未点火的。所述偏差因此等于相对于平均温度的偏差带，所涉及的气缸超过上限则得到不点火的指令，或者所涉及的气缸低于下限则得到点火的指令。利用一个数例来说明：直接在排气阀中检测的温度的平均温度达350℃，所述偏差选择为100℃。于是所述上限为450℃，在达到上限的情况下所涉及的气缸得到不点火的指令。所述下限于是为250℃，在达到下限的情况下所涉及的气缸得到点火的指令。因此所述偏差确定偏差带为多宽，在其点火状态改变前，各个气缸温度允许处于该偏差带中。可以更窄地选择所述偏差，例如30-40℃，这将导致多个在气缸点火状态方面的调节干预。在更宽地选择所述带的情况下、即通过更大的偏差，所述气缸温度可以更强烈地互相偏离。不过所述措施的目的在于，将气缸温度保持在一个尽可能窄的带中，亦即达到在所有气缸上的均匀的温度分布。在实际中将关于平均温度不对称地选择所述偏差，亦即例如，确定气缸温度下限的下偏差在数值上选择为比上偏差更大，所述上偏差确定气缸的温度上限。
[0025] 特别优选地规定，除了测量装置的信号之外，也能给所述控制或调节装置提供表征内燃机的转速和/或负荷预定值的信号，并且所述控制或调节装置构成为根据其他信号来确定总共现有的气缸的多少份额发生点火。因此考虑，气缸的排气应该仅以如下程度进行，该程度匹配于发动机的当前负荷或转速要求。这例如意味着，在内燃机全负荷的情况下应该不进行点火排气。
[0026] 如果例如用于保持转速或功率的预定值要求每个周期要点火的气缸数目比当前设定的更高，优选通过所述控制或调节装置来控制或调节如下气缸以用于点火，所述气缸与其他气缸相比具有更低的特征温度。
[0027] 如果例如用于保持转速或功率的预定值要求每个周期要点火的气缸数目比当前设定的更低，优选通过所述控制或调节装置来控制或调节如下气缸以用于点火，所述气缸与其他气缸相比具有更高的特征温度。
[0028] 特别优选地规定，所述控制或调节装置构成为用于在缺少一个气缸的特征温度的信号的情况下在其点火方面根据过去周期的预定数值来控制或调节该气缸。因此确保，在缺少相应的气缸的传感器的情况下按照过去周期去点火。
[0029] 所述上限值和/或下限值基于所有气缸或所选择的气缸的平均温度而确定。在此所述平均温度可以通过算术平均值或中值来确定。可以形成分组，例如各一个气缸排，对其应用
算法。
[0030] 作为方法规定，根据至少一个气缸的特征温度对所述至少一个气缸进行关断。在装置方面阐述的可能性的实施方案适用于此。
附图说明
[0031] 本发明其他的细节与优点由附图以及所属的对附图的说明得出。
[0032] 图1示意性地示出内燃机1的
电路图和线路图，
[0033] 图2示意性地示出按照图1的内燃机1的电路图和线路图，
[0034] 图3示意性地示出内燃机1的电路图和线路图，
[0035] 图4示出内燃机的参数随时间的图，
[0036] 图5示出内燃机的参数随时间的图，以及
[0037] 图6示出内燃机的参数随时间的图。
具体实施方式
[0038] 图1示意性地示出内燃机1的电路图和线路图。所述内燃机1具有多个气缸2，所述气缸可以通过燃料引入装置4提供燃料。为了清楚起见，仅示出三个气缸2。所述控制或调节装置5通过温度信号线S3由确定气缸2的特征温度的测量装置的传感器6接收对于所述气缸2的特征温度的信息，并且此外通过信号线S2接收表征内燃机1的功率和转速的信号。
[0039] 在图1中没有示出的，但是显而易见能够存在的是点火装置3。所述控制或调节装置5可以通过燃料供应信号线S1向燃料引入装置4发送用于喷射燃料的指令。所述燃料供应通过燃料供应管路G进行。空气供应在此通过空气供应管路L单独地进行。
[0040] 所述实施形式例如对于配备有进气道喷射或可变进气阀的内燃机是重要的。
[0041] 图2示意性地示出按照图1的内燃机1的电路图和线路图，其中，示出了点火装置3。如在图1中所描述的，所述控制或调节装置5通过温度信号线S3由用于确定气缸2的特征温度的测量装置的传感器6接收信号以及此外由其他传感器(没有示出)接收表征内燃机1的功率和转速的其他信号。所述控制或调节装置5可以通过点火信号线S4向点火装置3发送用于点火或不点火的指令。
[0042] 图3示意性地示出内燃机1的电路图和线路图，其中，示出点火装置3和燃料引入装置4。在此给出如下可能性，即，借助于点火信号线S4或燃料供应信号线S1单独地控制所述点火装置3和燃料引入装置4。
[0043] 图4示出以时间为X轴的图。Y轴是中断的并且在上面部分以任意的单位示出示例性示出的五个气缸2的特征温度。其中所述五个示例性选择的气缸2能通过标记Z1至Z5区别开并且可辨别。
[0044] 附加地，在Y轴上还示出了所述五个气缸2Z1至Z5的每个气缸的点火状态，其中，“1”表示所涉及的气缸2在一个周期内被点燃并且“0”表示在一个周期内不被点火。
[0045] 在X轴之下的单独的图形中，根据在X轴上绘出的时间示出要不点火的气缸2的数量(根据内燃机1的功率和/或转速要求由所述控制或调节装置5确定)。可以看出，直到时间点t1没有气缸被排除(零)，并且从时间点t1开始两个气缸(通过数值2示出)设置为不点火。
[0046] 在时间点t1处通过控制或调节装置5给出用于不点火的指令。在上述情况下这意味着，所选择的气缸2的燃料引入装置4(在上述情况下，第一气缸和第四气缸)不被激活，从而没有燃料被喷射到这些气缸2中，并且因此所述气缸2在下一个周期内不点火。所述用于对两个气缸不进行点火的预定相当于如下输出模式的预定，所述输出模式例如反应内燃机1的当前的功率要求。
[0047] 在时间点t1之后不再通过输出模式的预定来决定对气缸2进行不点火还是进行点火，而是根据通过传感器6检测的气缸2的特征温度来决定对气缸进行不点火还是进行点火。
[0048] 现在按照图4的例子根据各个气缸2的特征温度阐述气缸关断的过程：
[0049] 首先具有号码Z4的气缸在时间点t2时低于特征温度UL的下限并且因此由所述控制或调节装置5在下一个周期设置为点火。同时所述具有号码Z2的气缸具有最高的特征温度，达到了上温度界限OL并且因此在下一个周期中不进行点火；接着气缸Z1达到下限值UL并且因此在下一个周期内设置为点火。
[0050] 可以良好地看出，在所选择的例子中通过相对于完全点火(亦即没有气缸2被排除)的状态排除(Auslassen)两个气缸2，使所述特征温度的平均值M下降。
[0051] 仅示例性地选择所示出的五个气缸2的数量，在现实中可以设置任意多个气缸，在实际中通常处于12至24个之间
[0052] 图5以类似于图4的图示出如下情况，即，在时间点t2时设置为排除(不点火)的气缸从两个转变到仅一个气缸，所述气缸不应被点火。例如通过提高的负荷要求而必要的是，再对一个气缸2进行点火。接通具有最低的特征温度的气缸2以用于点火，在所示的例子中该气缸具有号码Z4。设置为排除的气缸数量在
主轴之下的一个独立的图中示出。其中可以看到，在时间点t2设置为排除的气缸的状态由两个跳变到一个。
[0053] 图6以类似于图5的图示出如下情况，即，在时间点t3时设置为排除(不点火)的气缸从两个转变到三个气缸。例如通过降低的负荷要求而必要的是，排除另一个气缸2。将具有最高的特征温度的气缸2从进行点火断开，在所示的例子中所述气缸具有号码3。设置为排除的气缸数量又示出在主轴之下的一个单独的图中。其中可以看到，在时间点t3，状态从两个不被点火的气缸跳变到三个不被点火的气缸。
[0054] 按照本发明的内燃机优选构成为稳定发动机(优选燃气-
汽油发动机)，所述发动机优选与用于产生
电流的发
电机耦合。
[0055] 附图标记列表
[0056] 1 内燃机
[0057] 2 气缸
[0058] 3 点火装置
[0059] 4 燃料引入装置
[0060] 5 控制或调节装置
[0061] 6 用于确定特征温度测量装置的传感器
[0062] G 燃料供应管路
[0063] L 空气供应管路
[0064] S1 燃料供应信号线
[0065] S2 发动机信号线
[0066] S3 温度信号线
[0067] S4 信号线
[0068] T 温度
[0069] t 时间
[0070] M 平均温度
[0071] OL 温度上限
[0072] UL 温度下限
[0073] Z1-Zi 所选择的气缸的标记
