专利名称：内燃发动机系统及该发动机系统中的方法
技术领域：
于所述至少两个气缸中的每个，均设置有活塞、至少一个进气阀、至少一个 排气阀和用于将燃料直接喷射到气缸中的燃料喷射器件，所述发动机系统还 包括发动机控制单元。本发明还涉及一种这样的发动机系统中的方法。
背景4支术
与传统的均质混合物火花点火操作相比，允许需要具有相对低燃料含量 的混合物的内燃发动机均质供给压缩点火(HCCI, homogenous charge compression ignition)在降低燃料消耗方面潜力很大。此外，HCCI产生相当少 量的氧化氮(NOx)。然而，在HCCI操作中，不能如所述火花点火操作一样容 易地增加发动机的输出扭矩，这尤其在车辆应用方面是一个问题。在传统的 均质混合物火花点火操作中，通过增加空气/燃料供给来增加输出扭矩。在混 合物中多个位置处同时发生点火的HCCI操作中，热量释^L速率远快于在所 述火花点火操作的热量释放速率。因此，增加空气/燃料供给会导致无法接受 的NHV(噪声、振动和声振粗糙度)。
在现有的车辆内燃发动机技术中，，解决所述问题的通常方法就是在正常 运行期间在增加的所需扭矩处从HCCI操作切换到所述传统的火花点火操作， 导致失掉了 HCCI的优点。
已经提出了一些扩展HCCI操作的扭矩范围的建议。例如，所谓的增强 HCCI(boosted HCCI)利用专门的压缩机以增加最大扭矩限制，但使得解决方 案复杂并昂贵
发明内容
本发明的一个目的在于降低内燃发动机的燃料消耗。
本发明的 一个目的还在于在内燃发动机具有相对高的输出扭矩的同时降 低燃料消耗。
本发明的另 一 目的在于在内燃发动机的相对高的输出扭矩的同时增加内 燃发动机的效率。
本发明的又一 目的在于在内燃发动机的相对高的输出扭矩的同时允许均 质供给压缩点火。
本发明的再一 目的在子在内燃发动机的相对高的输出扭矩的同时降低排放。
通过最初提到的类型的发动机系统来实现这些目的，其中，发动机控制 单元适于控制发动机，使得至少一个气缸在均质供给压缩点火模式下运行， 同时至少一个其余的气缸在另一点火模式下运行。
这里，如本领域技术人员公知的，"均质供给压缩点火模式"表示这样的 模式，在该模式中，气缸中的全部空气/燃料混合物或至少这样的混合物的主 要部分由于压缩而点燃，该混合物是均质的或基本是均质的。因此，可以完 全通过由气缸活塞运动导致的混合物的压缩来引发点燃。可选择地，气缸中 的火花塞的火花可以被用于点燃的次要稳定性，燃烧的主要部分由压缩导致。
本发明允许其它点火模式，从而在没有在均质供给压缩点火(HCCI)时与
较高的空气/燃料供给或较高的空气/燃料比率有关的过度的热量释放速率和 预点火的风险的情况下，允许满足扭矩需求的较高的空气/燃料供给或较高的
空气/燃料比率。因此，可以扩展HCCI相关操作的范围。因此，可以在满足 相对高的输出扭矩需求的同时从HCCI的优点(具体地讲，增加的效率、低燃 料消耗，和低NOx排放)获益。
公知的是内燃发动机的不同的气缸在单独的模式下运行，例如， US6321714B1专利公开讨论了 一些气缸在分层供给模式下运行，其它的气缸 在均质供给火花点火模式下运行。然而，本发明提供的优于公知技术的优点 在于，在范围更广的发动机运行情况下允许效率、燃料消耗、和排放从HCCI 操作获益。
优选地，火花点火器件设置在每个气缸处，所述另一点火模式为火花点 火模式。这里"火花点火模式，，表示这样的模式，在该模式中，气缸中的全 部空气/燃料混合物或至少这样的混合物的主要部分由于火花点火器件的一次或多次发出火花而点燃，优选地，该混合物是均质的或基本是均质的。然 而，如本领域技术人员公知的，在火花点火模式下，混合物可被分层。
根据本发明的操作(其中，控制发动机，使得至少一个气缸在均质供给压 缩点火模式下运行，同时至少一个其余的气缸在另一点火模式下运行)可以保 持运行状态允许并需要保持的时间那么长。这表示在诸如气缸发火或循环的 多个连续的发动机事件中同时执行所述模式。更具体地讲，发动机控制单元
可以适于控制发动机，使得在发动机的至少720曲轴角度期间同时在所述点 火模式下运行。
优选地，在均质供给压缩点火模式下运行的至少一个气缸和在所述另一 点火模式下运行的至少一个其余的气缸适于发动机的点火顺序，从而发动机 的点火为均质供给压缩点火模式和所述另一点火模式交替点火。发动机系统 可以包括可变阀驱动系统，通过可变阀驱动系统可以调节至少 一个进气阀的 驱动，可变阀驱动系统适于对于第一组气缸和第二组气缸独立地调节阀驱动， 其中，气缸以点火顺序交替分布在第一组气缸和第二组气缸中。例如，可变 阀驱动系统可以适于调节阀升程量、阀升程的持续时间阀升程的正时和/或(例 如，在每个气缸对应多于一个吸气阀的情况下)提升的阀的数量。可变阀驱动 系统还可以适于调节排气阀的驱动。
这允许第一组气缸处于HCCI模式，第二组气缸处于所述另一点火模式， 因此，发动机的点火为均质供给压缩点火模式和所述另一点火模式的交替点 火。因此，这样的点火模式适于发动机的发火顺序为在HCCI点火之后，下 一次点火为所述另一点火模式的点火，在其后的下一次点火为HCCI点火， 等等。区别于所述另一点火模式(具体地讲，火花点火模式)的特性的均质供给 压缩点火模式的特别的特性(例如，关于在每次点火期间的能量释放速率以及 压强和温度)可以导致以一种模式点火时发动机性能的突然变化，在该模式之 后是其它气缸的其它模式的点火。在设置有发动机的车辆中，这会导致增加 NHV(噪声、振动和声振粗糙度)。
通过均质供给压缩点火模式的点火以及所述另 一点火模式的点火交替点 火，(这使得在运行期间任何成对的连续点火为单独的点火模式)将提供点火模 式的最大量的改变。这表示发动机性能将最大量的改变，这将是按时间均匀 分布的。因此，每次"模式改变"将发生的时刻足够靠近前一次"模式改变"， 从而降低或消除如上所述会由点火模式的混合导致的任何NHV的增加。优选地，发动机控制单元适于控制发动机，使得在均质供给压缩点火模 式下运行的至少 一个气缸的多次点火给出低于中间输出扭矩的输出扭矩，并 使得在所述另 一点火模式下运行的至少 一个气缸的多次点火给出高于中间输 出扭矩的输出扭矩，从而发动机产生中间输出扭矩。因此，可以满足相对高
的扭矩需求，同时依旧从HCCI模式的低燃料消耗获益，并同时避免HCCI 模式的过度的NHV。特别地，在均质供给压缩点火模式下运行的气缸和在所 述另一点火模式下运行的气缸的数量相同，并适于发动机的点火顺序，使得 发动机的点火为均质供给压缩点火模式的点火和所述另一点火模式的点火的 交替点火的情况下，可以产生高扭矩以及低燃料消耗和低NHV。例如，HCCI 模式点火可以产生90%的中间输出扭矩，所述另一点火模式的点火可以产生 110%的中间输出扭矩。
优选地，发动机系统包括适于接收来自第 一组气缸的排放气体的第 一排 气系统部分和适于接收来自第二组气缸的排放气体的第二排气系统部分，发 动机控制单元适于控制发动机，使得第一组气缸中的至少一个在均质供给压 缩点火模式下运行，同时第二组气缸中的至少一个在所述另 一点火模式下运 行。因此，如下面示出的，可以提供单独的第一排气系统部分和第二排气系 统部分，其中的每个包括至少一个催化转化器和气体传感器，从而排气处理 将适于对应的气缸组的点火模式。
应该注意的是，优选地，可以在第一组气缸和第二组气缸中的任何一组 执行所述点火模式。优点在于，允许周期性调节混合点火模式，使得在特定 时间段期间，第一组气缸在HCCI模式下运行，同时第二组气缸在所述另一 点火模式下运行，并使得在其它的时间段期间，第二组气缸在HCCI模式下 运行，同时第一组气缸在所述另一点火模式下运行。这将允许第一排气系统 部分和第二排气系统部分的排放气体处理设备经历类似的循环。进一步讲，
这将提供排放气体处理设备的类似的磨损特性。
所述目的还可以根据一种发动机系统中的方法来实现。所述发动机系统 包括具有至少两个气缸的内燃发动机，对于所述至少两个气缸中的每个，设 置有活塞、至少一个进气阀、至少一个排气阀和用于将燃料直接喷射到气缸 中的燃料喷射器件，所述方法的特征在于控制发动机，使得至少一个气缸 在均质供给压缩点火模式HCCI下运行，同时至少一个其余的气缸在另一点 火才莫式下运^亍。
下面，将参照附图来详细描述本发明，附图中
图1示出根据本发明一个实施例的发动机系统的部件的示意图2示出所述发动机系统的部件的另一示意图3示出所述发动机系统的部件的又一示意图4是示出发动机速度和所需扭矩参数的示图5是描述根据本发明优选实施例的方法中的步骤的框图。
具体实施例方式
图1示出包括内燃发动机的发动机系统1的部件的示意图。如可以从在 下面进行参照的图2和图3看出的，本示例中的发动机包括沿直线布置的六 个气缸，而在图1中，仅示意性示出一个气缸C1以及往复活塞3。在每个气 缸处，由进气阀5控制对应的气缸和吸气道4之间的相通，由排气阀7控制 对应的气缸和在下面描述的排气系统的排气道6之间的相通。当然，可以在 每个气缸处设置两个或更多的进气阀5和/或两个或更多的排气阀7,为描述 简洁起见，在图1中仅示出上述每个部件中的一个。
发动机系统1还包括发动机控制单元(ECU)9, ECU9可以设置为一个单 元，或可以设置为多于一个的在逻辑上相互关联的物理单元。
发动机系统包括可变阀驱动系统51 、 71。可变阀驱动系统包括进气阀驱 动装置51(下面参照图2进行描述)和排气阀驱动装置71。设置进气阀驱动装 置51和排气阀驱动装置71,并由ECU9控制进气阀驱动装置51和排气阀驱 动装置71,以控制进气阀5和排气阀7的打开和关闭正时(timing)以及升程(lift) 量。
ECU9适于控制气缸Cl-C6中的每个的包括燃料喷射器的燃料喷射器件 11,燃料喷射器件11适于将燃料直接喷射到对应的气缸中。燃料喷射器件11 经燃料泵(未示出)与燃料箱形式的燃料储存器件相通。ECU9还适于控制包括 吸气道4中的节流阀10的气流控制器件。
另夕卜，ECU9还适于基于从位于吸气道4中的气流传感器14接收的信号 来确定发动机气流。作为选4奪，如现有技术中公知的，可以基于诸如进气歧 管压强、节流位置、发动机速度、进气温度和/或大气压强的参数来计算气流。在现有技术中确定这些参数值的方式是公知的，这里不再进一步说明。
此外，在每个气缸处，设置可由ECU9控制的包括火花塞的点火器件16。 如现有技术中公知的，ECU还适于基于来自车辆中的加速踏板17的信 号来调节所需扭矩参数值，并至少部分地基于所需扭矩参数值来调节提供到 气缸的燃料和空气。
图2示出发动机系统1的部件的另一示意图。图2示出沿直线布置的六 个气缸C1-C6。为描述筒洁起见，在图2中，在气缸C1-C6中的每个处仅示 出进气阀5。图2还示出进气阀驱动装置51,进气阀驱动装置51适于驱动进 气阀5。下面，仅详细描述进气阀驱动装置51,但是应该理解的是，以与进 气阀驱动装置51对应的方式来布置用于驱动排气阀7的排气阀驱动装置 71(图1)。
进气阀驱动装置51包括凸轮轴513和凸轮轴513上的凸轮突部(cam 1obe)514、 515。在每个进气阀5处，挺杆516布置在凸轮轴513和对应的进 气阀5之间。每个挺杆516适于从凸轮轴将运动传递到对应的进气阔5。
再次参照图1。通过适当控制燃料喷射器件11、点火器件16和可变阀驱 动系统51 、71 ，可以将气缸Cl-C6的运行控制为包括均质供给压缩点火(HCCI) 模式或火花点火(SI)模式。
如在现有技术中已知的，在SI模式下(在现有技术中可选择的SI模式是 已知的)，可以如下控制燃料喷射器件11、点火器件16和可变阀驱动系统51、 71:在气缸的运行循环的排气冲程结束时并且在活塞3的上止点位置处或靠 近活塞3的上止点位置，控制关闭排气阀7并控制打开进气阀5。在吸气冲 程期间，打开进气阀5,从而将空气引入到气缸中，在活塞3的下止点位置 处或靠近活塞3的下止点位置，关闭进气阀5。然后，执行燃料喷射，然后， 控制点火器件16点燃混合物。
如在现有技术中已知的，在HCCI模式下(在现有技术中可选择的HCCI 模式是已知的)，可以如下控制燃料喷射器件11、点火器件16和可变阀驱动 系统51、 71:在气缸的运行循环的排气冲程结束并且在随后的吸气沖程开始 时，控制进气阀5和排气阀7以形成负阀重叠，从而捕获主燃烧残余物。在 负阀重叠期间执行引燃燃料(pilotfuel)喷射。在吸气冲程期间，打开进气阀5， 从而将空气引入到气缸中。在压缩冲程期间，即在活塞3的下止点位置之后， 关闭进气阀5以控制有效压缩比。在关闭进气阀5之后，执行主燃烧燃料喷射，并允许混合物的压缩点火燃烧。
再次参照图2。可变阀驱动系统与所谓CPS(凸轮廓线移位，Cam Profile Shifting)系统对应。因此，发动机适于在两种阀升程模式下运转，两种阀升程 模式区别在于影响阀运动(即，升程)的持续时间和/或距离的正时的阀升程特 性。下面描述可选择的可变阀驱动系统的示例。这里应该注意的是，本发明 也可以应用于适于在多于两种阀升程模式下运转的发动机。进气阀驱动装置 51包括驱动调节机构(未示出)，每个驱动调节机构布置在挺杆516处。每个 驱动调节机构布置适于调节对应的挺杆516，从而实现从一个阀升程模式变 换至另一阀升程模式。
进气阀驱动装置51包括凸轮轴513上的与每个阀5对应的低升程凸轮突 部514和高升程凸轮突部515。高升程凸轮突部515的偏心度大于低升程凸 轮突部514的偏心度。高升程凸轮突部515还可以(或可选择地)具有与低升程 凸轮突部514不同的轮廓，从而在部分或整个升程过程期间提供不同的阀升 程特性以及不同的升程过程持续时间和/或正时。
每个挺杆516包括两个部件主部件516a和附加部件(这里被称为高升 程部件516b),从而，高升程部件516b可以关于主部件516a沿与凸轮轴513 垂直的方向运动，并通过弹簧(未示出)偏向凸轮轴。驱动调节机构可以假设处 于可以实现低升程模式的第一位置。这样的低升程阀模式可以用于HCCI模 式。
在低升程模式中，挺杆516的主部件516a和高升程部件516b不彼此固 定。因此，低升程凸轮突部514推动挺杆516和进气阀5,此时，在不作用 在进气阀5上的情况下，高升程凸轮突部515沿主部件516a推动高升程部件 516b。
进气阀驱动装置51包括在下面进一步描述的液压系统522、 523、 524、 525、 526。通过调节液压系统中的液压，可以驱动驱动调节机构，从而将高 升程部件516b锁于主部件516a，以实现高升程模式。在高升程模式中，高升 程凸轮突部515经高升程部件516b和主部件516a作用在进气阀5上。这样 的高升程阀模式用于SI模式。
通过调节液压系统522、 523、 524、 525、 526中的液压，可以驱动驱动 调节机构，从而将高升程部件516b从主部件516a解锁，以实现低升程模式。
液压系统包括第 一机构控制系统522和第二机构控制系统523,第 一机构控制系统522和第二^4勾控制系统523适于净皮共用液压泵524加压。可选 择地，第一机构控制系统522和第二机构控制系统523可以为两个单独的液 压系统的对应的部件。
机构控制系统522、 523中的每个在对应的气缸组处的挺杆516处与驱动 调节机构相通。第一机构控制系统522和第二机构控制系统523分别包括第 一控制阀525和第二控制阀526，从而控制挺杆516处的压强。第一控制阀 525和第二控制阀526为可以通过来自ECU9的信号控制的电^f兹阀。
根据发动机的点火顺序来布置气缸组Cl-C3、 C4-C6。在本示例中，四 冲程模式下发动机的点火顺序或发火次序为1-5-3-6-2-4，这是直列六气缸发 动机的标准顺序。为了清楚起见，这样的点火顺序表示气缸遵循 Cl-C5-C3-C6-C2-C4的顺序点火。可以通过第一机构控制系统22控制的第一 组气缸包括最靠近气缸行的第一端的三个气缸C1-C3,可以通过第二机构控 制系统23控制的第二组气缸包括最靠近气缸行的第二端的其余的三个气缸 C4-C6。这表示的是，在没有任何中间点火的情况下，第二组气缸C4-C6中 的一个气缸的点火在第一组气缸C1-C3中的一个气缸的每次点火前进行，此 外，在没有任何中间点火的情况下，第二组气缸C4-C6中的一个气缸的点火 在第一组气缸C1-C3中的一个气缸的每次点火后进行。当然，类似地，在没 有任何中间点火的情况下，第一组气缸C1-C3中的一个气缸的点火在第二组 气缸C4-C6中的一个气缸的每次点火前进行，此外，在没有任何中间点火的 情况下，第一组气缸C1-C3中的一个气缸的点火在第二組气缸C4-C6中的一 个气缸的每次点火后进行。换句话说，在第一组气缸中的一个气缸和第二组 气缸中的一个气缸中交替地进行发动机点火。如上所述，这样的优点在于， 当 一组气缸Cl-C3在HCCI模式下运行时，另 一组气缸C4-C6在SI模式下运 行。
参照图3。在气缸Cl-C6的下游设置有排气系统6、 8,排气系统6、 8 包括第一排气系统部分6和第二排气系统部分8。第一组气缸Cl-C3与第一 排气系统部分6的第 一排气道61相通，第二组气缸C4-C6与第二排气系统部 分8的第二排气道81相通。在排气系统部分6、 8中的每个中，在对应的排 气道61、 81的下游，设置催化转化器形式的对应的排放气体处理设备62、 82。 ECU9适于接收来自对应的下游气体传感器63、 83以及来自对应的上游 气体传感器64、 84的信号，对应的下游气体传感器63、 83位于对应的催化转化器62、 82的下游，对应的上游气体传感器64、 84位于对应的排气道61、 81中在对应的气缸组中的气缸与对应的催化转化器62、 82之间。因此，ECU9 适于分别基于来自气体传感器63、 83、 64、 84的信号来确定对应的催化转化 器62、 82的上游和下游的排放气体中的氧含量。
分别适于接收来自第一组气缸和第二组气缸的排放气体的单独的第一排 气系统部分6和第二排气系统部分8提供对于第一组气缸和第二组气缸独立 控制的排放气体处理过程。这在一组气缸Cl-C3在HCCI模式下运行并且另 一组气缸C4-C6在SI模式下运行时提供了有效的排气控制。
将参照图4和图5来描述根据本发明优选实施例的方法。图4示出映射 发动机速度和所需扭矩的示图，这两个参数用于限定发动机的三个运行区域 Al、 A2、 A3。存储限定这样的运行区域Al、 A2、 A3的信息，使得ECU9 可以访问这样的运行区域Al、 A2、 A3的信息。第一运行区域A1包括相对 低的发动机速度和所需扭矩。第二运行区域A2包括比第一运行区域A1的发 动机速度高的发动机速度和/或比第一运行区域Al的所需扭矩高的所需扭 矩。第三运行区域A3包括比第二运行区域A2的发动机速度高的发动机速度 和/或比第二运行区域A2的所需扭矩高的所需扭矩。
图5示出所述方法中的步骤，包括ECU9确定发动机速度和所需扭矩 (201)。如果ECU确定发动机速度和所需扭矩在第一运行区域Al内(202),则 控制燃料喷射器件ll、点火器件16和可变阀驱动系统51、 71，使得所有的 气缸Cl-C6在HCCI模式下运行(203)。如果ECU确定发动机速度和所需扭 矩在第二运行区域A2内(204)，则控制燃料喷射器件11、点火器件16和可变 阀驱动系统51、 71，使得气缸在混合点火模式下运行(205)，其中，第一组气 缸Cl-C3在HCCI ^^莫式下运行，第二组气缸C4-C6在SI ^f莫式下运行。
在混合点火模式期间，ECU9控制点火，使得在HCCI模式下运行的第 一组气缸C1-C3中的点火给出低于所需扭矩的输出扭矩，在SI模式下运行的 第二组气缸C4-C6中的点火给出高于所需输出扭矩的输出扭矩，从而发动机 产生所需扭矩。因此，所需扭矩是中间值，这里也被称为在HCCI模式下点 火产生的输出扭矩和在SI模式下点火产生的输出扭矩的中间输出扭矩。
周期性地调节混合点火模式，使得在特定时间段期间第一组气缸Cl-C3 在HCCI模式下运行，同时第二组气缸C4-C6在SI模式下运行，并使得在其 它时间段期间第二组气缸C4-C6在HCCI模式下运行，同时第一组气缸Cl-C3在另 一点火模式下运行。这将允许第 一排气系统部分和第二系统排气部分的 排放气体处理设备遵循类似的循环。
如果ECU确定发动机速度和所需扭矩在第三运行区域A3内(206),则控 制燃料喷射器件11、点火器件16和可变阀驱动系统51、 71,使得所有的气 缸Cl-C6在SI模式下运行(207)。重复确定发动机速度和所需扭矩(201),从 而以所述方式来确定气缸是否要保持各自的点火模式或是否在任意、 一些或 所有气缸中实现点火模式切换。
当然，可以对参照图4和图5描述的方法做出替换。例如，关于点火模 式的确定可以部分基于以现有技术中公知的方式确定的发动机负载而不是所 需扭矩。
还应该注意的是，在可选实施例中，可以控制发动机，使得在HCCI模 式下运行的气缸的数量可以大于在SI模式下运行的气缸的数量，反之亦然。
对于可变阀驱动系统51、 71，可以使用一些替换物。例如，除了凸轮廓 线移位系统外，或作为凸轮廓线移位系统的替换物，可变阀驱动系统51、 71 可以包括可变阀正时(VVT)系统。可选#^也，可变阀驱动系统51、 71可以包 括电子-磁性、气动或电动液压驱动制动器，以独立控制对应的阀5、 7(即， 独立于发动机曲轴)。不管使用的可变阔驱动系统51、 71的类型如何，优选 的是适于改变阀升程的持续时间(即，从阀打开到阀关闭的时间)。
上面描述的发动机是直列六气缸发动机。然而，本发明还可以应用于具 有不同构造的发动机，例如，直列四或五气缸发动机或V-8发动机。优选地， 在任意情况下，如上所述地设置可变阀驱动系统使之适用于第一组气缸和第 二组气缸，所述气缸以点火顺序交替地分布在第一组和第二组中。此外，优 选地，在任意情况下，发动机具有如上所述的分开的排气系统，第一排气系 统部分6和第二排气系统部分8适于分别接收来自第一组气缸Cl-C3和第二 组气缸C4-C6的排》文气体。
作为选择，本发明可以用于控制柴油发动机，使得至少一个气缸在HCCI
模式下运行，同时其余的气缸在柴油模式下运行。
权利要求
1、一种发动机系统，包括具有至少两个气缸(C1-C6)的内燃发动机，对于所述至少两个气缸(C1-C6)中的每个，设置有活塞(3)、至少一个进气阀(5)、至少一个排气阀(7)和用于将燃料直接喷射到气缸(C1-C6)中的燃料喷射器件(11)，所述发动机系统还包括发动机控制单元(9)，所述发动机系统的特征在于发动机控制单元(9)适于控制发动机，使得至少一个气缸(C1-C3)在均质供给压缩点火模式HCCI下运行，同时至少一个其余的气缸(C4-C6)在另一点火模式下运行。
2、 如权利要求1所述的发动机系统，其中，火花点火器件(16)设置在气 缸(C1-C6)中的每个处，所述另一点火;f莫式为火花点火模式SI。
3、 如前述权利要求中任意一项所述的发动机系统，其中，发动机控制单 元(9)适于控制发动机，使得在发动机的至少720曲轴角度期间同时在均质供 给压缩点火模式HCCI和所述另 一点火模式下运行。
4、 如前述权利要求中任意一项所述的发动机系统，其中，在均质供给压 缩点火模式HCCI下运行的所述至少一个气缸(C1-C3)和在所述另一点火模式 下运行的所述至少一个其余的气缸(C4-C6)适于发动机的1-5-3-6-2-4的点火 顺序，从而发动机的点火为均质供给压缩点火模式HCCI和所述另一点火模 式交替点火。
5、 如前述权利要求中任意一项所述的发动机系统，其中，发动机系统包 括可变阀驱动系统(51、 71),通过可变阀驱动系统(51、 71)能够调节所述至少 一个进气阀(5)的驱动，可变阀驱动系统(51、 71)适于对于第一组气缸(C1-C3) 和第二组气缸(C4-C6)独立地调节阀驱动，其中，气缸(C1-C6)以1-5-3-6-2-4 的点火顺序交替分布在第 一组气缸(C1-C3)和第二组气缸(C4-C6)中。
6、 如前述权利要求中任意一项所述的发动机系统，其中，发动机控制单 元(9)适于控制发动机，使得在均质供给压缩点火模式HCCI下运行的所述至 少一个气缸(C1 -C3)的多次点火给出低于中间输出扭矩的输出扭矩，并使得在 所述另 一点火模式下运行的所述至少一个其余的气缸(C4-C6)的多次点火给 出高于中间输出扭矩的输出扭矩，从而发动机产生中间输出扭矩。
7、 如前述权利要求中任意一项所述的发动机系统，其中，发动机系统包 括适于接收来自第一组气缸(C1-C3)的排放气体的第一排气系统部分(6)和适于接收来自第二组气缸(C4-C6)的排放气体的第二排气系统部分(8)，发动机控 制单元(9)适于控制发动机，使得第一组气缸(C1-C3)中的至少一个在均质供给 压缩点火模式HCCI下运行，同时第二组气缸(C4-C6)中的至少一个在所述另 一点火模式下运行。
8、 一种发动机系统中的方法，所述发动机系统包括具有至少两个气缸 (Cl-C6)的内燃发动机，对于所述至少两个气缸(C1-C6)中的每个，设置有活塞 (3)、至少一个进气阀(5)、至少一个排气阀(7)和用于将燃料直接喷射到气缸 (Cl-C6)中的燃料喷射器件(11)，所述方法的特征在于控制发动机，使得至 少一个气缸(C1-C3)在均质供给压缩点火模式HCCI下运行，同时至少一个其 余的气缸(C4-C6)在另 一点火模式下运行。
9、 如权利要求8所述的方法，其中，火花点火器件(16)设置在气缸(C1-C6) 中的每个处，所述另一点火模式为火花点火模式SI。
10、 如权利要求8-9中任意一项所述的方法，其中，在发动机的至少720 曲轴角度期间同时执行均质供给压缩点火模式HCCI和所述另 一点火模式。
11、 如权利要求8-10中任意一项所述的方法，其中，在均质供给压缩点 火模式HCCI下运行的所述至少一个气缸(C1-C3)和在所述另一点火模式下运 行的所述至少一个其余的气缸(C4-C6)适于发动机的1-5-3-6-2-4的点火顺序， 从而发动机的点火为均质供给压缩点火模式HCCI和所述另一点火模式交替 点火。
12、 如权利要求8-11中任意一项所述的方法，其中，在均质供给压缩点 火模式HCCI下运行的所述至少一个气缸(C1-C3)的多次点火给出低于中间输 出扭矩的输出扭矩，在所述另一点火模式下运行的所述至少一个其余的气缸 (C4-C6)的多次点火给出高于中间输出扭矩的输出扭矩，从而发动机产生中间 输出扭矩。
全文摘要
本发明涉及一种发动机系统和一种发动机系统中的方法，所述发动机系统包括具有至少两个气缸(C1-C6)的内燃发动机，对于所述至少两个气缸(C1-C6)中的每个，设置有活塞(3)、至少一个进气阀(5)、至少一个排气阀(7)和用于将燃料直接喷射到气缸(C1-C6)中的燃料喷射器件(11)，所述发动机系统还包括发动机控制单元(9)。发动机控制单元(9)适于控制发动机，使得至少一个气缸(C1-C3)在均质供给压缩点火模式(HCCI)下运行，同时至少一个其余的气缸(C4-C6)在所述另一点火模式(SI)下运行。
文档编号F02B11/00GK101440740SQ20081016979
公开日2009年5月27日 申请日期2008年10月28日 优先权日2007年11月20日
发明者克莱尔斯·俄斯伯格, 罗布·奥特斯皮尔 申请人:福特全球技术公司