專利名稱：發(fā)動機系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所述的主題涉及內(nèi)燃發(fā)動機，并且涉及排氣再循環(huán)系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動機包括具有燃燒室的多個氣缸，在燃燒室中設(shè)置有活塞。進入空氣被導(dǎo)入燃燒室中且在燃燒室中被壓縮。點燃的燃料在燃燒室中產(chǎn)生使活塞移動的壓力。燃料的點燃在燃燒室中形成氣態(tài)排氣。一些發(fā)動機嘗試通過使排氣的一部分再循環(huán)回到進氣中而改變進入空氣的組成。排氣再循環(huán)可稱為“EGR”。在某一構(gòu)造中，EGR發(fā)動機使氣態(tài)排氣從一個或更多專用氣缸再循環(huán)回到空氣進氣流中。提供氣態(tài)排氣的氣缸可稱為耗體、供體或輸出氣缸(donating cylinder)。有時可能希望有具有不同于目前可用的那些EGR發(fā)動機的構(gòu)件、特征或功能的發(fā)動機系統(tǒng)。同樣，可能希望有具有與在目前的EGR發(fā)動機上可用的那些操作模式不同的操作模式的發(fā)動機系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種發(fā)動機系統(tǒng)。該發(fā)動機系統(tǒng)包括多個氣缸，其包括一個或更多輸出氣缸和一個或更多非輸出氣缸?？刂颇K相對于或基于一個或更多非輸出氣缸的操作而控制一個或更多輸出氣缸的操作。在一個實施例中，提供一種柴油發(fā)動機系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括非輸出氣缸、輸出氣缸和控制模塊。非輸出氣缸具有第一活塞，該第一活塞接合到軸并且能夠按照多沖程循環(huán)在非輸出氣缸的第一燃燒室內(nèi)移動。輸出氣缸具有第二活塞，該第二活塞接合到軸并且能夠按照多沖程循環(huán)在輸出氣缸的第二燃燒室內(nèi)移動。非輸出氣缸和輸出氣缸根據(jù)非輸出氣缸和輸出氣缸的操作參數(shù)來接收空氣和柴油燃料，以點燃柴油燃料并使第一活塞和第二活塞分別在第一燃燒室和第二燃燒室內(nèi)移動。操作參數(shù)限定多沖程循環(huán)的閥定時、多沖程循環(huán)的噴射定時、或者在多沖程循環(huán)期間由非輸出氣缸和輸出氣缸接收的柴油燃料的量中的至少一個?？刂颇K與非輸出氣缸和輸出氣缸通信聯(lián)接?？刂颇K基于發(fā)動機性能指數(shù)或由輸出氣缸和非輸出氣缸中的一個或更多產(chǎn)生的氣態(tài)排氣的流出物特性指數(shù)中的一個或更多而相對于非輸出氣缸的操作參數(shù)來改變輸出氣缸的操作參數(shù)中的至少一個。在一個實施例中，提供一種用于柴油發(fā)動機系統(tǒng)的控制方法。該方法包括操作發(fā)動機的輸出氣缸和非輸出氣缸。


圖1是根據(jù)一個實施例的動力軌道交通工具的圖。圖2是根據(jù)一個實施例的圖1所示的柴油發(fā)動機系統(tǒng)的圖。圖3是根據(jù)一個實施例的圖2所示的輸出氣缸的圖。圖4示出根據(jù)一個實施例的圖2所示的輸出氣缸按照多沖程循環(huán)的操作的時間線。圖5是根據(jù)一個實施例的用于圖1所示的柴油發(fā)動機系統(tǒng)的控制方法的流程圖。
具體實施例方式提供了發(fā)動機系統(tǒng)以及操作該發(fā)動機系統(tǒng)的對應(yīng)方法。在一個實施例中，發(fā)動機系統(tǒng)包括多個氣缸，這些氣缸包括一個或更多輸出氣缸和一個或更多非輸出氣缸?？刂颇K相對于或基于一個或更多非輸出氣缸的操作而控制一個或更多輸出氣缸的操作。為說明清楚起見，一個或更多實施例可結(jié)合動力軌道交通工具系統(tǒng)進行描述，動力軌道交通工具系統(tǒng)具有帶尾隨的客車廂或貨車廂的柴油電力機車，然而，本文所述的實施例不限于這樣的機車或柴油發(fā)動機。例如，發(fā)動機系統(tǒng)可以是移動的或固定的。如果是移動的，則發(fā)動機系統(tǒng)可以是交通工具的構(gòu)件。合適的交通工具包括在一個或更多軌道上行進的那些、采礦車、汽車、航海船舶等。這些實施例可提供這樣的系統(tǒng)和方法，其相對于發(fā)動機中的其它非輸出氣缸而控制例如柴油或汽油動力發(fā)動機的輸出氣缸的操作參數(shù)，以減少諸如氮氧化物(NOx)的排氣組分的排放，同時避免操作效率的降低。圖1是根據(jù)一個實施例的動力軌道交通工具100的圖。軌道交通工具100包括牽引動力單元102，其聯(lián)接有沿一個或更多軌道106行進的若干拖車104。在一個實施例中，牽引動力單元102是設(shè)置在軌道交通工具100的前端的機車，而拖車104是用于承載乘客和/或其它貨物的貨車廂。牽引動力單元102包括柴油發(fā)動機系統(tǒng)116。柴油發(fā)動機系統(tǒng)116提供牽引作用以推進軌道交通工具100。柴油發(fā)動機系統(tǒng)116包括柴油發(fā)動機108，其為與軌道交通工具100的車輪112聯(lián)接的牽引馬達110提供動力。例如，柴油發(fā)動機系統(tǒng)可使與交流發(fā)電機或發(fā)電機(未示出)聯(lián)接的軸204(圖2中示出)旋轉(zhuǎn)。交流發(fā)電機或發(fā)電機基于軸204的旋轉(zhuǎn)而形成電流。電流被供應(yīng)至牽引馬達110,牽引馬達110轉(zhuǎn)動車輪112并推進軌道交通工具100。軌道交通工具100包括與柴油發(fā)動機系統(tǒng)通信聯(lián)接的控制模塊114。例如，控制模塊114可通過一個或更多有線和/或無線連接而與柴油發(fā)動機系統(tǒng)聯(lián)接?？刂颇K114改變柴油發(fā)動機系統(tǒng)的操作參數(shù)，以改變來自柴油發(fā)動機系統(tǒng)的組分的排放，同時避免柴油發(fā)動機系統(tǒng)的效率的顯著降低。例如，控制模塊114可切換和/或調(diào)整柴油發(fā)動機系統(tǒng)的操作參數(shù)，以減少來自柴油發(fā)動機系統(tǒng)的NOx排放，同時將發(fā)動機系統(tǒng)在將燃料轉(zhuǎn)換為功率方面的效率保持在效率閾值以上。此外，當發(fā)動機系統(tǒng)的負荷需求改變時,控制模塊可改變操作參數(shù)。負荷需求表示所需要或要求的來自發(fā)動機系統(tǒng)的功率。例如，對發(fā)動機系統(tǒng)的負荷需求可表示沿確定路線推進交通工具和關(guān)聯(lián)的貨物和/或乘客所需的馬力。負荷需求可由于路線的等級、限速等的變化而沿路線改變?？刂颇K隨負荷需求改變而調(diào)整操作參數(shù)，以落入排放限制內(nèi)或低于排放限制，同時避免發(fā)動機系統(tǒng)的效率的顯著降低。合適的控制模塊可包括處理器，例如計算機處理器、控制器、微控制器或其它類型的邏輯裝置，其基于存儲在有形和非易失性計算機可讀存儲介質(zhì)118上的指令集而操作。計算機可讀存儲介質(zhì)可以是電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、簡單的只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、閃存、硬盤或其它類型的計算機存儲器。此外，控制模塊可與遠程數(shù)據(jù)中心通信以交換數(shù)據(jù)、接收操作指令和/或軟件版本更新和補丁、提供法規(guī)遵從信息和報告、以及提供診斷和/或預(yù)測信息服務(wù)。圖2是根據(jù)一個實施例的發(fā)動機系統(tǒng)116的圖。發(fā)動機系統(tǒng)包括與控制模塊聯(lián)接的發(fā)動機系統(tǒng)。發(fā)動機系統(tǒng)包括若干氣缸200、202，本文稱之為非輸出氣缸和排氣輸出氣缸202。非輸出氣缸可以是排氣再循環(huán)(EGR)氣缸，其可稱為普通EGR氣缸。在圖示實施例中，發(fā)動機系統(tǒng)包括四個非輸出氣缸200和兩個輸出氣缸202。其它系統(tǒng)可包括不同數(shù)量的非輸出氣缸和/或輸出氣缸。參照圖示實施例，非輸出氣缸200和輸出氣缸202包括在非輸出氣缸200和輸出氣缸202內(nèi)移動的活塞302 (圖3中示出)。活塞302的移動轉(zhuǎn)變?yōu)檩S204的旋轉(zhuǎn)。如上所述，軸204的旋轉(zhuǎn)用來推進交通工具。非輸出氣缸200與排氣歧管206流體聯(lián)接。排氣歧管206包括將氣態(tài)排氣從非輸出氣缸200引導(dǎo)至渦輪增壓器208的一個或更多導(dǎo)管。非輸出氣缸200作為燃料在非輸出氣缸200中燃燒的結(jié)果而產(chǎn)生氣態(tài)排氣。氣態(tài)排氣由渦輪增壓器208接收并可用來吸入和將環(huán)境空氣泵入輸入歧管210中。輸入歧管210通過歧管閥214與發(fā)動機系統(tǒng)116的進氣歧管212流體聯(lián)接。輸出氣缸202與EGR歧管216流體聯(lián)接。所謂“流體聯(lián)接”是指輸出氣缸202與EGR歧管216聯(lián)接，使得諸如氣體或液體的流動的材料可從輸出氣缸202行進或流動至EGR歧管216。EGR歧管216包括將氣態(tài)排氣從輸出氣缸202引導(dǎo)至EGR冷卻器218的一個或更多導(dǎo)管。EGR冷卻器218是降低來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣的溫度或熱能的裝置。例如,EGR冷卻器218可包括冷卻來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣的一個或更多壓縮機或風(fēng)扇。EGR冷卻器218與歧管閥214流體聯(lián)接。歧管閥214將輸入歧管210與EGR冷卻器218流體聯(lián)接，使得由EGR冷卻器218冷卻的輸出氣缸202的氣態(tài)排氣與來自輸入歧管210的環(huán)境空氣混合。環(huán)境空氣與冷卻的氣態(tài)排氣的混合物可稱為“進入空氣”或由非輸出氣缸和/或輸出氣缸接收的空氣。進入空氣由歧管閥214導(dǎo)入進氣歧管212中。進氣歧管212將進入空氣引導(dǎo)至非輸出氣缸200和輸出氣缸202。非輸出氣缸200和輸出氣缸202使用進入空氣來燃燒非輸出氣缸200和輸出氣缸202內(nèi)的燃料。圖3是根據(jù)一個實施例的輸出氣缸中的一個的圖。雖然圖3的討論集中在輸出氣缸上，但輸出氣缸202的操作也可適用于非輸出氣缸(如圖2所不)。輸出氣缸包括燃燒室300?；钊?02設(shè)置在燃燒室300內(nèi)。在圖3所示的視圖中，活塞302在燃燒室300內(nèi)上下移動?；钊?02由曲軸304聯(lián)接到軸204。曲軸304將活塞302在燃燒室300中的線性移動轉(zhuǎn)化為軸204的旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，軸204是公共軸，在非輸出氣缸200(圖2中示出)和輸出氣缸202中的每一個中的活塞302通過曲軸304接合到該公共軸。輸出氣缸202包括進氣閥308，其打開以允許進入空氣進入燃燒室300中，并且關(guān)閉以防止另外的進入空氣進入燃燒室300。例如，輸出氣缸202可包括與進氣歧管212 (圖2中示出)流體聯(lián)接的入口 306。進氣閥308設(shè)置在燃燒室300和入口 306之間。進氣閥308打開以允許進入空氣從進氣歧管212進入燃燒室300中，并且關(guān)閉以防止進入空氣從進氣歧管212進入燃燒室300中。進氣閥308可由控制模塊114打開或關(guān)閉。諸如可變閥定時(VVT)凸輪(未示出)的固定或可變凸輪可與進氣閥308聯(lián)接并且構(gòu)造成由控制模塊114操作，以便打開或關(guān)閉進氣閥308。
輸出氣缸202包括排氣閥310，其打開以將燃燒室300中的氣態(tài)排氣導(dǎo)出燃燒室300，并且關(guān)閉以防止氣態(tài)排氣和/或進入空氣離開燃燒室300。例如，輸出氣缸200可包括與排氣歧管206(圖2中示出)流體聯(lián)接的出口 312。排氣閥310設(shè)置在燃燒室300和出口312之間。排氣閥310打開以允許燃燒室300中的氣態(tài)排氣離開燃燒室300進入出口 312和排氣歧管206中。排氣閥310關(guān)閉以防止燃燒室300中的氣態(tài)排氣和/或空氣離開燃燒室300進入排氣歧管206中。排氣閥310可由控制模塊114打開或關(guān)閉。諸如可變閥定時(VVT)凸輪(未示出)的固定或可變凸輪可與排氣閥310聯(lián)接并且構(gòu)造成由控制模塊114操作，以便打開或關(guān)閉排氣閥310。輸出 氣缸202包括燃料噴射器314，其將燃料(例如燃料)導(dǎo)入燃燒室300中。燃料噴射器314設(shè)置在諸如氣罐的燃料源或供應(yīng)(未示出)和燃燒室300之間。在一個實施例中，燃料噴射器314基于來自控制模塊114的命令或指令而將燃料噴入燃燒室300中。繼續(xù)參照圖3，圖4示出根據(jù)一個實施例的輸出氣缸202按照多沖程循環(huán)的操作的時間線400。雖然時間線400關(guān)于輸出氣缸202的操作進行描述，但備選地，時間線400可適用于非輸出氣缸200(圖2中示出)的操作。在一個 實施例中，輸出氣缸202基于多沖程循環(huán)而操作?；钊?02在多沖程循環(huán)期間在燃燒室300內(nèi)移動以使軸204旋轉(zhuǎn)。備選地，輸出氣缸202可基于不同循環(huán)而操作。多沖程循環(huán)在時間線400上示出。在圖示實施例中，多沖程循環(huán)為四沖程循環(huán)，其包括進氣沖程402、壓縮沖程404、燃燒沖程406和排氣沖程408。備選地，多沖程循環(huán)可包括不同數(shù)量的沖程。進氣沖程402從第一時間412持續(xù)到隨后的第二時間414。壓縮沖程404從第二時間414持續(xù)到隨后的第三時間416。燃燒沖程406從第三時間416持續(xù)到隨后的第四時間418。排氣沖程408從第四時間418持續(xù)到隨后的第五時間420。在進氣沖程402期間，進氣閥308打開以將進入空氣導(dǎo)入燃燒室300中。進入空氣到燃燒室300中的流入驅(qū)動活塞302遠離進氣閥308并朝向軸204。在圖示實施例中，進入空氣使活塞302向下移動。在進氣沖程402之后是壓縮沖程404。在壓縮沖程404期間，活塞302在相反方向上朝燃料噴射器314移動。例如，在圖示實施例中，活塞302朝燃燒室300的頂部向上移動。當活塞302向上移動時，燃燒室300內(nèi)的體積減小，而燃燒室300中的進入空氣保持相同。結(jié)果，燃燒室300中的進入空氣被活塞302壓縮。進入空氣的壓縮加熱燃燒室300內(nèi)部的進入空氣。在 壓縮沖程404之后是燃燒沖程406。在燃燒沖程406期間，燃料由燃料噴射器314噴入燃燒室300中。例如，在圖示實施例中，當活塞302到達或接近燃燒室300的頂部時，燃料噴射器314可將燃料噴入燃燒室300中。燃燒室300中的壓縮且加熱的進入空氣點燃燃燒室300中的燃料。燃料在燃燒室300內(nèi)點燃并燃燒。燃料的燃燒在燃燒室300內(nèi)形成增加的壓力，并且迫使活塞302遠離燃料噴射器314。例如，在圖3所示的視圖中，燃料的燃燒可迫使活塞302向下。在燃燒沖程406之后是排氣沖程408。燃料在燃燒室300內(nèi)的燃燒在燃燒室300中產(chǎn)生氣態(tài)排氣。氣態(tài)排氣可包括諸如N0X、SOj^P顆粒物(PM)的組分。在排氣沖程408期間，活塞302朝燃料噴射器314向上移回，并且排氣閥310打開以將氣態(tài)排氣導(dǎo)出燃燒室300。例如，排氣閥310可打開以允許氣態(tài)排氣從燃燒室300流入出口 312中，以及從出口312流入EGR歧管216(圖2中示出)中。關(guān)于非輸出氣缸200 (圖2中示出)，排氣閥310打開以將氣態(tài)排氣導(dǎo)入出口 312中并從出口 312導(dǎo)入排氣歧管206中?；钊?02的移動迫使氣態(tài)排氣離開燃燒室300。四沖程循環(huán)的四個沖程402、404、406、408在發(fā)動機系統(tǒng)的操作期間重復(fù)。例如，在第一四沖程循環(huán)的排氣沖程408之后是隨后的第二四沖程循環(huán)的進氣沖程402。輸出氣缸202和非輸出氣缸200的若干操作參數(shù)限定了閥定時、噴射定時、和/或在多沖程循環(huán)中使用的燃料的量。在一個實施例中，這些參數(shù)對于非輸出氣缸200可以是確定或固定的，但對于輸出氣缸202是可變的。例如，非輸出氣缸200的操作參數(shù)可以是確定的和/或不可改變的，例如確定的彼此的比率，其不基于發(fā)動機系統(tǒng)的負荷需求和/或改變的排放限制而改變或相對于彼此改變。另一方面，輸出氣缸202的操作參數(shù)可相對于非輸出氣缸200的操作參數(shù)進行調(diào)整，使得輸出氣缸202的操作參數(shù)可在不改變非輸出氣缸200的參數(shù)的情況下改變?？烧{(diào)整輸出氣缸202的操作參數(shù)，以將輸出氣缸202和/或發(fā)動機系統(tǒng)所選擇的排氣組分的排放減少至排放限制以下，同時避免發(fā)動機系統(tǒng)效率的降低。下面描述非輸出氣缸200和輸出氣缸202的若干操作參數(shù)。本文所述的參數(shù)的列表不是詳盡的，而是僅僅提供對于輸出氣缸202可相對于非輸出氣缸200的參數(shù)改變的參數(shù)的示例。在一個實施例中，非輸出氣缸200根據(jù)本文討論的操作參數(shù)中的一個或更多操作，其中操作參數(shù)是固定的或基于其它參數(shù)。相反，輸出氣缸202的操作參數(shù)可在不改變非輸出氣缸200的相同操作參數(shù)的情況下改變。進氣閥閉合(IVC)參數(shù)410表示進氣閥308保持打開以允許進入空氣流入燃燒室300中的時間段。IVC參數(shù)410可表示為進氣閥308保持打開的時間段、相對于發(fā)動機旋轉(zhuǎn)角度和進氣閥308關(guān)閉的時間、和/或進氣閥308的閥門升程。閥門升程可以是進氣閥308打開的距離。IVC參數(shù)410在圖4中示出為從第一時間412持續(xù)到第二時間414的時間段。第一時間412可指示進氣閥308打開時的時間，并且第二時間414可指示進氣閥308關(guān)閉時的時間?？刂颇K可通過將IVC參數(shù)410增加至更長的IVC參數(shù)410A而改變IVC參數(shù)410。更長的IVC參數(shù)410A將第二時間414延長至更長的第二時間414A，以便使進氣閥308在更長時間段內(nèi)保持打開并允許更大體積的進入空氣被導(dǎo)入燃燒室300中。備選地，可通過將第一時間412移至更早的時間點以及更早打開進氣閥308而增加IVC參數(shù)410。IVC參數(shù)410可被縮短至更短或更小的IVC參數(shù)410B。更小的IVC參數(shù)410B將第二時間414縮短至更短的第二時間414B或者更靠近第一時間412發(fā)生的第二時間414B。備選地，第一時間412可更晚發(fā)生以縮短IVC參數(shù)410?？s短IVC參數(shù)410B導(dǎo)致進氣閥308打開更短的時間段，以導(dǎo)致更小體積的進入空氣被導(dǎo)入燃燒室300中。噴射起點(SOI)參數(shù)422表示燃料噴射器314開始將燃料噴入燃燒室300中的時間。例如，SOI參數(shù)422可表示為在燃燒沖程406期間燃料噴射器314開始將燃料噴入燃燒室300中的時間。SOI參數(shù)422可由控制模塊114調(diào)整以改變?nèi)剂虾螘r被噴入燃燒室300中。如圖4所示，SOI參數(shù)422可延遲到SOI參數(shù)422A。延遲的SOI參數(shù)422A導(dǎo)致燃料噴射器314在更晚的時間點將燃料導(dǎo)入燃燒室300中。SOI參數(shù)422可改變至更快發(fā)生或在更早的時間點發(fā)生的SOI參數(shù)422B。SOI參數(shù)422B導(dǎo)致燃料噴射器314將燃料在更早的時間導(dǎo)入燃燒室300中。加燃料(fueling)參數(shù)表示由燃料噴射器314噴入燃燒室300中的燃料的量。例如，加燃料參數(shù)可表示為在燃燒沖程406期間被導(dǎo)入燃燒室300中的燃料的體積。控制模塊114可增加或減小加燃料參數(shù)。增加加燃料參數(shù)導(dǎo)致在燃燒沖程406期間更多的燃料被燃料噴射器314噴入燃燒室300中。相反，減小加燃料參數(shù)導(dǎo)致在燃燒沖程406期間更少的燃料被噴入燃燒室300中。在一個示例實施例中，在發(fā)動機系統(tǒng)116的操作期間，操作者可將發(fā)動機系統(tǒng)負荷從相對較低的負荷點增加至相對較高的負荷點。增加至較高負荷點可導(dǎo)致由燃料系統(tǒng)(例如，燃料箱或儲存室及關(guān)聯(lián)泵)提供給非輸出氣缸200和輸出氣缸202的燃料的總量增力口。在給定的加燃料速率(例如，由加燃料系統(tǒng)向氣缸200、202供應(yīng)燃料的速率)下，實際發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度可相對于較高負荷點的所需或所要求的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度而減小。例如，發(fā)動機系統(tǒng)116可能無法實現(xiàn)與較高負荷點對應(yīng)的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度。然而，發(fā)動機系統(tǒng)116可在較低的實際旋轉(zhuǎn)速度下操作?？刂颇K114可監(jiān)測并響應(yīng)于在實際旋轉(zhuǎn)速度和要求的旋轉(zhuǎn)速度之間的差值。控制模塊114可比較實際旋轉(zhuǎn)速度與所需旋轉(zhuǎn)速度以確定旋轉(zhuǎn)速度的差值。控制模塊114可查閱查找表功能或等同物(其可存儲在存儲介質(zhì)118中)，以確定加燃料速率或?qū)⒐?yīng)至輸出氣缸202的燃料的量。即，控制模塊114可確定或者在使用查找表時可返回可適用于非輸出氣缸200和輸出氣缸202的加燃料速率的比率。例如，該加燃料比率可為輸出氣缸202的加燃料速率與非輸出氣缸200的比率。加燃料速率可基于所要求的旋轉(zhuǎn)速度和/或發(fā)動機系統(tǒng)116的負荷操作條件。在一個實施例中，將該加燃料比率乘以非輸出氣缸200的加燃料速率得到輸出氣缸202的加燃料速率。排氣閥閉合(EVC)參數(shù)424表示排氣閥310保持打開以允許燃燒室300中的氣態(tài)排氣流出燃燒室300的時間段。例如，EVC參數(shù)424可表示為排氣閥310保持打開的時間段。EVC參數(shù)424在圖4中示出為從第四時間418持續(xù)到第五時間420的時間段，或者經(jīng)過排氣沖程408的持續(xù)時間。第四時間418可表示排氣閥310打開時的時間，并且第五時間420可表示排氣閥310關(guān)閉時的時間?？刂颇K114可改變EVC參數(shù)424以增加或減少排氣閥310打開的時間段。如圖4所示，通過將排氣閥310打開的時間或第四時間418移至更快發(fā)生的第四時間418A，可將EVC參數(shù)424增加至更長的EVC參數(shù)424A。備選地，可通過將排氣閥310關(guān)閉的時間或第五時間420移至更晚的時間點而增加EVC參數(shù)424。由于排氣閥310保持打開更長時間，因而更大體積的氣態(tài)排氣可被導(dǎo)出燃燒室300。通過將排氣閥310打開的時間或第四時間418移至更晚的第四時間418B，可將EVC參數(shù)424縮短至更短的EVC參數(shù)424B。備選地，可通過將排氣閥310關(guān)閉的時間或第五時間420移至更早的時間點而縮短EVC參數(shù)424?？s短EVC參數(shù)424B導(dǎo)致排氣閥310打開更短的時間段。由于排氣閥310保持打開的時間量減少，因而更少的氣態(tài)排氣能夠從燃燒室300逸出。IVC參數(shù)410、SOI參數(shù)422、加燃料參數(shù)以及EVC參數(shù)424可統(tǒng)稱為非輸出氣缸200和輸出氣缸202的操作參數(shù)。控制模塊可調(diào)整或改變輸出氣缸的操作參數(shù)中的一個或更多，而不改變非輸出氣缸的操作參數(shù)中的一個或更多。備選地，控制模塊可基于非輸出氣缸的操作參數(shù)的變化而為輸出氣缸和非輸出氣缸兩者同步或同時改變操作參數(shù)。輸出氣缸可具有不同于另一輸出氣缸操作參數(shù)的操作參數(shù)。操作參數(shù)可對于所有輸出氣缸相同?？刂颇K可將輸出氣缸的操作參數(shù)中的一個或更多改變與另一輸出氣缸的操作參數(shù)的變化不同的量。備選地，操作參數(shù)的變化可對于所有輸出氣缸相同?？刂颇K可基于發(fā)動機系統(tǒng)的ー個或更多指數(shù)而改變輸出氣缸的操作參數(shù)中的一個或更多。例如，控制模塊可基于發(fā)動機性能指數(shù)而改變操作參數(shù)。發(fā)動機性能指數(shù)表示發(fā)動機系統(tǒng)的操作的量度或可量化特性。在一個示例中，發(fā)動機性能指數(shù)表示置于發(fā)動機系統(tǒng)上的負荷或發(fā)動機系統(tǒng)的功率需求。在另ー示例中，發(fā)動機性能指數(shù)表示發(fā)動機系統(tǒng)的速度。發(fā)動機性能指數(shù)可表示通過發(fā)動機系統(tǒng)的空氣流的量度。在另ー示例中，發(fā)動機性能指數(shù)包括由輸出氣缸202產(chǎn)生的功率的量度。例如，發(fā)動機性能指數(shù)可以是由發(fā)動機系統(tǒng)的輸出氣缸產(chǎn)生的馬カ的量度。發(fā)動機性能指數(shù)可包括發(fā)動機系統(tǒng)的效率的量度。例如，發(fā)動機性能指數(shù)可包括輸出氣缸在將燃料轉(zhuǎn)化為功率方面的效率的量度。發(fā)動機性能指數(shù)可包括發(fā)動機系統(tǒng)的性能或操作的其它量度。在一個實施例中，發(fā)動機性能指數(shù)包括發(fā)動機系統(tǒng)的性能的多個量度。例如，發(fā)動機性能指數(shù)可包括或基于由輸出氣缸202產(chǎn)生的功率和輸出氣缸的效率的量度。與控制模塊通信的一個或更多傳感器可測量發(fā)動機性能指數(shù)。用于確定發(fā)動機性能指數(shù)的合適參數(shù)的其它示例可包括下列中的一個或更多:置于發(fā)動機系統(tǒng)上的負荷、發(fā)動機系統(tǒng)的速度、發(fā)動機系統(tǒng)的溫度、通過發(fā)動機系統(tǒng)的空氣流率、流過聯(lián)接到發(fā)動機系統(tǒng)的歧管的空氣的溫度、流過發(fā)動機系統(tǒng)的冷卻劑的溫度、置于發(fā)動機系統(tǒng)上的所要求的功率水平需求、進入發(fā)動機系統(tǒng)的空氣的氧含量、鄰近發(fā)動機系統(tǒng)測量的大氣壓、測量的渦輪增壓器速度、檢測到的渦輪增壓器喘振(surge)事件、或者前述中的一個或更多具有即將跨過確定閾值的值的指示。控制模塊可基于流出物特性指數(shù)而改變輸出氣缸的操作參數(shù)。在一個實施例中，流出物特性指數(shù)表示由非輸出氣缸和/或輸出氣缸產(chǎn)生的氣態(tài)排氣的量度或可量化特性。在一個示例中，流出物特性指數(shù)包括來自輸出氣缸的氣態(tài)排氣的排氣體積流率的量度。流出物特性指數(shù)可以是當輸出氣缸的排氣閥310打開時從輸出氣缸202流出的氣態(tài)排氣的質(zhì)量流率的量度。排氣體積流率可由傳感器(未示出)測量，例如與控制模塊114聯(lián)接的質(zhì)量流傳感器。排氣體積流率可表不為姆單位時間穿過表面區(qū)域的來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣的質(zhì)量。在一個實施例中，排氣體積流率可以是姆單位時間穿過表面的來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣中的ー種或多種成分的質(zhì)量的量度。例如,排氣體積流率可表不可在氣態(tài)排氣中流動的ー種或多種排氣組分(例如NOx)的量。在另ー示例中，流出物特性指數(shù)可包括由發(fā)動機系統(tǒng)產(chǎn)生的氣態(tài)排氣的一種或多種組成的成分的量度。例如，流出物特性指數(shù)可以是由非輸出氣缸200和/或輸出氣缸202產(chǎn)生的一種或多種氣態(tài)排氣組分(例如顆粒物、NOx或SOx)的濃度。備選地，流出物特性指數(shù)可以是由非輸出氣缸200和/或輸出氣缸202產(chǎn)生的氣態(tài)排氣的氧濃度的量度。在一個實施例中，流出物特性指數(shù)包括發(fā)動機系統(tǒng)的氣態(tài)排氣的多個量度。例如，流出物特性指數(shù)可包括或基于來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣的排氣體積流率的量度、以及來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣中的ー種或多種組成的濃度。圖5是根據(jù)一個實施例的用于發(fā)動機系統(tǒng)116的控制方法500的流程圖?？刂品椒?00可用來相對于非輸出氣缸200 (圖2中示出)的操作參數(shù)而調(diào)整輸出氣缸202 (圖2中示出)的操作參數(shù)，以便減少來自發(fā)動機系統(tǒng)的排放，同時作為減少組分排放的結(jié)果而限制發(fā)動機系統(tǒng)的效率的損失。ー個或更多輸出氣缸202的第一加燃料參數(shù)可基于非輸出氣缸200中的一個或更多的第二加燃料參數(shù)，例如通過使第一加燃料參數(shù)為第二加燃料參數(shù)的幾十倍。在502，發(fā)動機的非輸出氣缸和輸出氣缸根據(jù)操作參數(shù)操作。例如，發(fā)動機系統(tǒng)的非輸出氣缸和輸出氣缸基于或相對于ー個或更多操作參數(shù)而操作。操作參數(shù)可包括例如沖程402、404、406、408的定時和/或用來使活塞302 (圖3中示出)在非輸出氣缸200和輸出氣缸202內(nèi)移動的燃料的量。其它操作參數(shù)可包括IVC參數(shù)410 (圖4中示出)、SOI參數(shù)422(圖4中示出)、加燃料參數(shù)、和/或EVC參數(shù)424(圖4中示出)。IVC參數(shù)410 (圖4中示出)、S0I參數(shù)422 (圖4中示出)和EVC參數(shù)424 (圖4中示出)限定在活塞302 (圖3中示出)在非輸出氣缸200和輸出氣缸202 (圖2中示出)內(nèi)移動的四沖程循環(huán)期間發(fā)生的不同事件的定時。例如，IVC參數(shù)410限定進氣閥308(圖3中示出)的打開或關(guān)閉的定吋，SOI參數(shù)422限定燃料噴入非輸出氣缸200和輸出氣缸202的燃燒室300 (圖3中示出)中的定時，并且EVC參數(shù)424限定排氣閥310(圖3中示出)的打開或關(guān)閉的定吋。加燃料參數(shù)限定噴入燃燒室300中的燃料的量。在504，監(jiān)測發(fā)動機性能指數(shù)。例如，控制模塊114可測量發(fā)動機性能指數(shù)為由輸出氣缸202 (圖2中示出)產(chǎn)生的功率和/或輸出氣缸202在將噴入輸出氣缸202中的燃料轉(zhuǎn)化為功率方面的效率?？刂颇K114可定期測量輸出氣缸202的功率和/或效率，以反復(fù)監(jiān)測輸出氣缸202的發(fā)動機性能指數(shù)。在506，將發(fā)動機性能指數(shù)與一個或更多閾值相比較。例如，發(fā)動機性能指數(shù)可包括與功率閾值相比較的由輸出氣缸202 (圖2中示出)產(chǎn)生的功率的量度。如果由輸出氣缸202產(chǎn)生的功率超出功率閾值，則發(fā)動機性能指數(shù)可指示，輸出氣缸202基于當前操作參數(shù)的操作正產(chǎn)生足夠的功率。例如，由輸出氣缸202產(chǎn)生的功率可足以滿足由軌道交通エ具100置于發(fā)動機系統(tǒng)上的負荷需求。相反，如果發(fā)動機性能指數(shù)不超出功率閾值，則發(fā)動機性能指數(shù)可指示，輸出氣缸202 (圖2中示出)基于當前操作參數(shù)的操作可能不足以產(chǎn)生滿足發(fā)動機系統(tǒng)的負荷需求的足夠功率。結(jié)果，輸出氣缸202的操作參數(shù)中的一個或更多可能需要調(diào)整，以增加由輸出氣缸202輸出的功率。在另ー示例中，發(fā)動機性能指數(shù)可包括與效率閾值相比較的輸出氣缸202(圖2中示出)的效率的量度。如果輸出氣缸202的效率超出效率閾值，則發(fā)動機性能指數(shù)可指示，輸出氣缸202基于當前操作參數(shù)的操作正以足夠高的效率操作。另ー方面，如果發(fā)動機性能指數(shù)不超出效率閾值，則發(fā)動機性能指數(shù)可指示，輸出氣缸202的當前操作參數(shù)可能需要調(diào)整，以便增加輸出氣缸202的效率。在一個實施例中，將多于一個發(fā)動機性能指數(shù)與關(guān)聯(lián)的閾值相比較。例如，可將由輸出氣缸202 (圖2中示出)產(chǎn)生的功率與功率閾值相比較，同時將輸出氣缸202的效率與效率閾值相比較。如果至少確定數(shù)量的發(fā)動機性能指數(shù)超出關(guān)聯(lián)的閾值，則發(fā)動機性能指數(shù)可指示，不需要改變操作參數(shù)以改進發(fā)動機性能指數(shù)。備選地，如果少于確定數(shù)量的發(fā)動機性能指數(shù)超出關(guān)聯(lián)的閾值，則發(fā)動機性能指數(shù)可指示，需要改變操作參數(shù)以改進發(fā)動機性能指數(shù)。如果發(fā)動機性能指數(shù)不超出(多個)關(guān)聯(lián)的閾值，則方法500的流程前進至508。如果ー個或多個發(fā)動機性能指數(shù)確實超出(多個)關(guān)聯(lián)的閾值，則方法500的流程前進至510。在508，改變操作參 數(shù)中的一個或更多以增加發(fā)動機性能指數(shù)。例如，由控制模塊114改變輸出氣缸202 (圖2中示出)的一個或更多操作參數(shù)，以便增加由輸出氣缸202產(chǎn)生的功率和/或輸出氣缸202的效率。在一個實施例中，IVC參數(shù)410 (圖4中示出)増加以將更多進入空氣噴入輸出氣缸202的燃燒室300(圖3中示出)中。燃燒室300中增加的進入空氣的量可增加燃燒室300內(nèi)部的壓力，并且增加輸出氣缸202的功率和/或效率?？筛淖兗尤剂蠀?shù)以增加輸出氣缸202(圖2中示出)的功率和/或效率。例如，加燃料參數(shù)可增加以在燃燒沖程406(圖4中示出)期間噴射更多燃料。當更多的燃料被噴入輸出氣缸202的燃燒室300 (圖3中示出)中時，燃料的燃燒可在燃燒室300中形成更大壓カ并以更大的カ向下驅(qū)動活塞302(圖3中示出)。因此，軸204(圖2中示出)可被活塞302用更大扭矩旋轉(zhuǎn)。當軸204以更大的扭矩旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生更大的功率或電流。在另ー示例中，可減小加燃料參數(shù)，使得在燃燒沖程406 (圖4中示出)期間更少的燃料被噴入輸出氣缸202 (圖2中示出)的燃燒室300 (圖3中示出)中。減少噴入輸出氣缸202中的燃料可導(dǎo)致更低的壓カ和更高的空氣燃料比。另外，在輸出氣缸202(圖2中示出)中燃燒更少燃料可提供用于以相比非輸出氣缸200更低的效率操作輸出氣缸202，這可増加發(fā)動機系統(tǒng)的效率?？筛淖僑OI參數(shù)422(圖4中示出)以增加輸出氣缸202 (圖2中示出)的功率和/或效率。例如，可改變SOI參數(shù)422，使得燃料在更早的時間噴入輸出氣缸202的燃燒室300(圖3中示出)中。將燃料在更早的時間噴入燃燒室300中可增加當燃料在燃燒室300中燃燒時所產(chǎn)生的壓力。當壓カ增加時，活塞302(圖3中示出)可產(chǎn)生更大功率，如上所述。雖然以上描述了為了改變發(fā)動機性能指數(shù)而改變輸出氣缸202(圖2中示出)的不同操作參數(shù)的某些示例，但是備選地，可以基于一個或多個發(fā)動機性能指數(shù)而改變輸出氣缸202的其它操作參數(shù)。在510，監(jiān)測流出物特性指數(shù)?？刂颇K114可通過測量氣態(tài)排氣從輸出氣缸202(圖2中示出)流出的排氣體積流率和/或來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣中的一種或多種組分的濃度而監(jiān)測流出物特性指數(shù)?？刂颇K114可定期測量排氣體積流率和/或輸出氣缸202的組分濃度，以反復(fù)監(jiān)測輸出氣缸202的流出物特性指數(shù)。在512，將流出物特性指數(shù)與一個或更多閾值相比較。例如，流出物特性指數(shù)可包括與流率閾值相比較的來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣的排氣體積流率。如果測量的排氣體積流率超出流率閾值，則流出物特性指數(shù)可指示，輸出氣缸202基于當前操作參數(shù)的操作正產(chǎn)生過多的氣態(tài)排氣，或者正以相對較大的速率產(chǎn)生氣態(tài)排氣。當從輸出氣缸202流出的氣態(tài)排氣的量増加吋，由發(fā)動機系統(tǒng)產(chǎn)生的排氣組分濃度的量可増加。因此，輸出氣缸202的操作參數(shù)中的一個或更多可能需要調(diào)整，以減小由輸出氣缸202產(chǎn)生的氣態(tài)排氣的排氣體積流率。流率閾值可以是確定的速率和/或可基于發(fā)動機系統(tǒng)的位置。例如，交通工具可行進通過對于排氣組分濃度具有不同標準或閾值的區(qū)域。當軌道交通工具100進入帶有不同標準或閾值的區(qū)域時，流率閾值可調(diào)整至該區(qū)域的閾值。區(qū)域可由GPS位置、地理圍欄、環(huán)境測量、路旁或路邊的信號裝置等限定。
相反，如果流出物特性指數(shù)不超出流率閾值，則流出物特性指數(shù)可指示，排氣體積流率足夠低，以至于不需要調(diào)整當前操作參數(shù)。例如，輸出氣缸202可基于當前操作參數(shù)而產(chǎn)生足夠少量的氣態(tài)排氣，以至于不需要調(diào)整操作參數(shù)以減小排氣體積流率。在另ー示例中，流出物特性指數(shù)可包括由輸出氣缸202產(chǎn)生的氣態(tài)排氣中的ー種或多種組分的濃度的量度。將組分濃度與一個或更多濃度閾值相比較，以確定氣態(tài)排氣是否包括過高的組分濃度。如果組分濃度超出濃度閾值，則流出物特性指數(shù)可指示，發(fā)動機系統(tǒng)基于當前操作參數(shù)的操作正產(chǎn)生過多的特定組分。例如，輸出氣缸可能正產(chǎn)生過多的N0X。結(jié)果，輸出氣缸的ー個或更多操作參數(shù)可能需要調(diào)整，以減小來自發(fā)動機系統(tǒng)的氣態(tài)排氣中的NOx濃度。類似于流率閾值，濃度閾值可基于交通工具的位置或環(huán)境條件而改變。另ー方面，如果流出物特性指數(shù)不超出濃度閾值，則流出物特性指數(shù)可指示，當前操作參數(shù)不需要調(diào)整或者可調(diào)整以增加效率。例如，發(fā)動機系統(tǒng)可能正基于當前操作參數(shù)產(chǎn)生具有相對較低濃度的一種或多種組分的氣態(tài)排氣。結(jié)果，輸出氣缸的操作參數(shù)可能不需要改變或者可改變以增加效率，同時將組分濃度增加至高達但不超出限定的閾值。在一個實施例中，將多于ー個流出物特性指數(shù)與關(guān)聯(lián)的閾值相比較。例如，可將由輸出氣缸202產(chǎn)生的氣態(tài)排氣的排氣體積流率與流率閾值相比較，同時可將來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣的組分濃度與濃度閾值相比較。如果至少確定數(shù)量的流出物特性指數(shù)超出關(guān)聯(lián)的閾值，則流出物特性指數(shù)可指示，可能需要改變操作參數(shù)以改進流出物特性指數(shù)。備選地，如果少于確定數(shù)量的流出物特性指數(shù)超出關(guān)聯(lián)的閾值，則流出物特性指數(shù)可能不指示，需要改變操作參數(shù)以改進流出物特性指數(shù)。如果流出物特性指數(shù)不超出(多個)關(guān)聯(lián)的閾值，則方法500的流程返回至502，在此發(fā)動機系統(tǒng)繼續(xù)基于可能已基于方法500調(diào)整或未調(diào)整的操作參數(shù)而操作。如果流出物特性指數(shù)確實超出(多個)關(guān)聯(lián)的閾值，則方法500的流程前進至514。在514，改變輸出氣缸202的操作參數(shù)中的一個或更多?？筛淖儾僮鲄?shù)以減小由輸出氣缸202產(chǎn)生的氣態(tài)排氣的排氣體積流率和/或減小由輸出氣缸202產(chǎn)生的氣態(tài)排氣中的組分濃度。在一個實施例中，改變IVC參數(shù)410(圖4中示出)以減小來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣的排氣體積流率。可減小IVC參數(shù)410以將較少的空氣噴入燃燒室300(圖3中示出)中。輸出氣缸響應(yīng)于輸出氣缸202的燃燒室300中減少的空氣量而形成相對較少的氣態(tài)排氣。如果來自輸出氣缸202的氣態(tài)排氣的排氣體積流率超出流率閾值，則可減小IVC參數(shù)410以減小排氣體積流率?？筛淖僑OI參數(shù)422(圖4中示出)以減小排氣體積流率和/或由輸出氣缸202形成的氣態(tài)排氣的組分濃度。例如，改變SOI參數(shù)422使得燃料在更晚的時間被噴入輸出氣缸202的燃燒室300 (圖3中示出)中可減小燃燒室300內(nèi)部的壓力。減小壓力還可減小氣態(tài)排氣的組分濃度?？筛淖兗尤剂蠀?shù)以調(diào)整由輸出氣缸202形成的排氣中的燃燒氣體的功率、壓カ和濃度。例如，增加加燃料參數(shù)使得更多燃料被噴入輸出氣缸202的燃燒室300(圖3中示出)中可減少保持在氣態(tài)排氣中的氧的量，同時增加ニ氧化碳(CO2)和水的濃度。減少氧的量并增加將會再循環(huán)的排氣中的燃燒氣體的量可防止氮氧化物(NOx)在非輸出氣缸200的氣態(tài)排氣中形成。
一旦操作參數(shù)改變，方法500的流程便返回到502，在此輸出氣缸202繼續(xù)基于依據(jù)方法500調(diào)整的操作參數(shù)而操作。方法500可繼續(xù)以正向回路或反饋回路方式利用基于發(fā)動機性能指數(shù)和/或流出物特性指數(shù)調(diào)整的操作參數(shù)來操作，以便減少由輸出氣缸202產(chǎn)生的組分，同時避免輸出氣缸202的效率的顯著降低。例如，可定期改變操作參數(shù)以滿足發(fā)動機系統(tǒng)的排放和效率目標兩者。當發(fā)動機系統(tǒng)推進軌道交通工具100所需的功率改變時，方法500可改變操作參數(shù)以滿足排放和效率閾值或目標。除了以上結(jié)合方法500所描述的反饋回路之外或作為備選方案，可基于特性圖和發(fā)動機參數(shù)(例如速度和負荷以及所需的排放限制)來控制或改變操作參數(shù)。例如，控制模塊114可基于發(fā)動機系統(tǒng)的速度、對發(fā)動機系統(tǒng)的負荷需求、和/或確定的排放限制而改變操作參數(shù)中的一個或更多。特性圖可基于速度、負荷需求和/或排放限制的不同值而提供操作參數(shù)中的一個或更多的值或設(shè)置。當速度、負荷需求和/或排放限制改變時，控制模塊114可參考特性圖來確定操作參數(shù)的新的或調(diào)整后的值。特性圖可存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)118上并可從其中讀取。然而，為了滿足發(fā)動機系統(tǒng)的排放和效率目標兩者，方法500可嘗試以相反方式改變ー個或更多操作參數(shù)。例如，在508，為了增加發(fā)動機性能指數(shù)，方法500可確定IVC參數(shù)410 (圖4中示出)應(yīng)被延長以增加由燃燒室300 (圖3中示出)接收的進入空氣的量和燃燒室300內(nèi)部的壓力。但是，在514，為了減小流出物特性指數(shù)，方法500還可確定IVC參數(shù)410應(yīng)被縮短以減少由燃燒室300接收的進入空氣的量和燃燒室300內(nèi)部的壓力。在一個實施例中，方法500將優(yōu)先準則或規(guī)則應(yīng)用于對由方法500確定的操作參數(shù)的相反改變。例如，相比基于發(fā)動機性能指數(shù)與閾值的比較而對操作參數(shù)的改變，方法500可以為基于流出物特性指數(shù)與閾值的比較而對操作參數(shù)的改變賦予優(yōu)先權(quán)。如果基于流出物特性指數(shù)與閾值的比較而對操作參數(shù)的改變與基于發(fā)動機性能指數(shù)與閾值的比較而對操作參數(shù)的改變相反或以其它方式?jīng)_突，則將基于流出物特性指數(shù)的改變應(yīng)用于操作參數(shù)，而不應(yīng)用基于發(fā)動機性能指數(shù)的改變。備選地，如果基于發(fā)動機性能指數(shù)與閾值的比較而對操作參數(shù)的改變與基于流出物特性指數(shù)與閾值的比較而對操作參數(shù)的改變相反或以其它方式?jīng)_突，則將基于發(fā)動機性能指數(shù)的改變應(yīng)用于操作參數(shù)，而不應(yīng)用基于流出物特性指數(shù)的改變。如本文所用，以單數(shù)形式敘述和前接用詞“一”或“ー個”的元件或步驟應(yīng)被理解為并不排除多個所述元件或步驟，除非明確敘述了這種排除。此外，對當前描述主題的“一個實施例”的引用并非意圖被解釋為排除也并入所陳述特征的另外實施例的存在。此外，除非敘述為相反，否則“包括”或“具有”具有特定性質(zhì)的ー個或多個元件的實施例可包括沒有那種性質(zhì)的另外的此類元件。應(yīng)當理解，以上描述意圖為說明性的而不是限制性的。例如，上述實施例(和/或其方面)可彼此結(jié)合使用。此外，可做出許多修改以使特定情形或材料適合本文闡述的主題的教導(dǎo)，而不脫離其范圍。雖然本文所述材料的尺寸和類型意圖限定所公開主題的參數(shù)，但是它們決不是限制性的，而只是示例性的實施例。通過回顧以上描述，許多其它實施例對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將顯而易見。因此，本文所述主題的范圍應(yīng)當參照所附權(quán)利要求連同授予這些權(quán)利要求的等同物的全部范圍來共同確定。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“在其中”用作相應(yīng)術(shù)語“包含”和“其中”的普通英語等同物。此外，在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等只用作標簽，而并不意圖對其對象強加數(shù)字要求。本書面描述使用示例來公開本文所闡述的主題的若干實施例，包括最佳方式，并且還使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`所公開主題的實施例，包括制造和使用裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行方法。本文所述主題的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有與權(quán)利要求的字面語言沒有差別的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括具有與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這樣的其它示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機系統(tǒng)，包括: 多個氣缸，其包括一個或更多輸出氣缸和一個或更多非輸出氣缸；以及 控制模塊，其相對于或基于所述一個或更多非輸出氣缸的操作而控制所述一個或更多輸出氣缸的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊通過以相對于所述非輸出氣缸對應(yīng)操作參數(shù)的操作的確定比率影響輸出氣缸操作參數(shù)而控制所述輸出氣缸的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊基于所述非輸出氣缸的空氣燃料比而控制所述輸出氣缸的操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊基于發(fā)動機性能指數(shù)或流出物特性指數(shù)而控制所述輸出氣缸的操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機性能指數(shù)基于下列中的一個或更多:置于所述發(fā)動機系統(tǒng)上的負荷、所述發(fā)動機系統(tǒng)的速度、所述發(fā)動機系統(tǒng)的溫度、通過所述發(fā)動機系統(tǒng)的空氣流率、流過聯(lián)接到所述發(fā)動機系統(tǒng)的歧管的空氣的溫度、流過所述發(fā)動機系統(tǒng)的冷卻劑的溫度、置于所述發(fā)動機系統(tǒng)上的所要求的功率水平需求、進入所述發(fā)動機系統(tǒng)的空氣的氧含量、鄰近所述發(fā)動機系統(tǒng)測量的大氣壓、測量的渦輪增壓器速度、檢測到的渦輪增壓器喘振事件、或者前述中的一個或更多具有即將跨過確定閾值的值的指示。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述流出物特性指數(shù)表示氣態(tài)排氣的組分濃度，并且所述組分為顆粒物或者氧、一氧化碳、二氧化碳或氮氧化物中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊與下列中的一個或更多通信聯(lián)接: 至少一個輸出氣缸的進氣閥，以控制限定所述進氣閥何時打開或關(guān)閉的進氣閥閉合(IVC)參數(shù)； 所述輸出氣缸的排氣閥，以控制限定所述排氣閥何時打開或關(guān)閉的排氣閥閉合(EVC)參數(shù)；或者 燃料噴射器，以控制噴射起點(SOI)參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊與所述輸出氣缸的燃料噴射器通信聯(lián)接，以控制: 燃料何時被噴入所述一個 或更多輸出氣缸中， 多少燃料被噴入所述一個或更多輸出氣缸中， 噴入所述一個或更多輸出氣缸中的燃料/空氣混合物的燃料空氣比， 所述燃料被噴入所述一個或更多輸出氣缸中的壓力，或者 用于從所述燃料噴射器接收燃料的碗狀構(gòu)造。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊與發(fā)動機性能傳感器通信聯(lián)接，以監(jiān)測所述輸出氣缸的發(fā)動機性能指數(shù)為由所述輸出氣缸產(chǎn)生的功率或所述輸出氣缸的效率中的至少一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊與流出物傳感器通信聯(lián)接，以監(jiān)測由所述輸出氣缸產(chǎn)生的氣態(tài)排氣的流出物特性指數(shù)為來自所述輸出氣缸的氣態(tài)排氣的排氣體積流率或組分濃度中的至少一個。
11.一種用于控制多個氣缸的方法，所述多個氣缸包括一個或更多輸出氣缸和一個或更多非輸出氣缸，所述方法包括: 相對于或基于所述一個或更多非輸出氣缸的操作而控制所述一個或更多輸出氣缸的操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，控制所述操作包括按照由操作參數(shù)限定的多沖程循環(huán)來操作發(fā)動機系統(tǒng)的非輸出氣缸和輸出氣缸，所述操作參數(shù)包括所述多沖程循環(huán)的閥定時、所述多沖程循環(huán)的噴射定時、或者在所述多沖程循環(huán)期間由所述非輸出氣缸和所述輸出氣缸接收的燃料的量中的至少一個；并且，所述方法還包括: 監(jiān)測所述輸出氣缸的發(fā)動機性能指數(shù)或者由所述非輸出氣缸或所述輸出氣缸中的至少一個產(chǎn)生的氣態(tài)排氣的流出物特性指數(shù)中的至少一個；以及 基于所述發(fā)動機性能指數(shù)或所述流出物特性指數(shù)中的至少一個，相對于所述非輸出氣缸的多沖程循環(huán)的操作參數(shù)而改變所述輸出氣缸的多沖程循環(huán)的操作參數(shù)中的至少一個。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述改變包括調(diào)整所述輸出氣缸的操作參數(shù)中的進氣閥閉合(IVC)參數(shù)，所述IVC參數(shù)限定所述輸出氣缸的進氣閥何時打開或關(guān)閉。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述改變包括調(diào)整所述輸出氣缸的操作參數(shù)中的噴射起點(SOI)參數(shù)，所述SOI參數(shù)限定所述燃料何時被噴入所述輸出氣缸中。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述改變包括調(diào)整所述輸出氣缸的操作參數(shù)中的加燃料參 數(shù)，所述加燃料參數(shù)限定噴入所述輸出氣缸中的燃料的量。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述改變包括調(diào)整所述輸出氣缸的操作參數(shù)中的排氣閥閉合(EVC)參數(shù)，所述EVC參數(shù)限定所述輸出氣缸的排氣閥何時打開或關(guān)閉。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測包括測量所述輸出氣缸的發(fā)動機性能指數(shù)為由所述輸出氣缸產(chǎn)生的功率或所述輸出氣缸的效率中的至少一個。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，控制所述操作包括響應(yīng)性地調(diào)整所述輸出氣缸的操作參數(shù)中的進氣閥閉合(IVC)參數(shù)、噴射起點(SOI)參數(shù)、加燃料參數(shù)以及排氣閥閉合(EVC)參數(shù)中的一個或更多，所述IVC參數(shù)限定所述輸出氣缸的進氣閥何時打開或關(guān)閉，所述SOI參數(shù)限定所述燃料何時被噴入所述輸出氣缸中，所述加燃料參數(shù)限定噴入所述輸出氣缸中的燃料的量，并且所述EVC參數(shù)限定所述輸出氣缸的排氣閥何時打開或關(guān)閉。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括: 感測下列中的一個或更多:置于所述發(fā)動機系統(tǒng)上的負荷值、所述發(fā)動機系統(tǒng)的速度、所述發(fā)動機系統(tǒng)的溫度、通過所述發(fā)動機系統(tǒng)的空氣流率、流過聯(lián)接到所述發(fā)動機系統(tǒng)的歧管的空氣的溫度、流過所述發(fā)動機系統(tǒng)的冷卻劑的溫度、置于所述發(fā)動機系統(tǒng)上的所要求的功率水平需求、進入所述發(fā)動機系統(tǒng)的空氣的氧含量、鄰近所述發(fā)動機系統(tǒng)的大氣壓、渦輪增壓器速度、或者渦輪增壓器喘振事件；以及 通過以下方式控制所述輸出氣缸的操作:調(diào)整所述輸出氣缸中的進氣閥的定時、改變由燃料噴射器噴入輸出氣缸中的燃料的量或定時、或者調(diào)整所述輸出氣缸中的排氣口的定時。
20.一種發(fā)動機系統(tǒng),包括: 非輸出氣缸，其具有第一活塞，所述第一活塞接合到軸并且能夠按照多沖程循環(huán)在所述非輸出氣缸的第一燃燒室內(nèi)移動； 輸出氣缸，其具有第二活塞，所述第二活塞接合到所述軸并且能夠按照所述多沖程循環(huán)在所述輸出氣缸的第二燃燒室內(nèi)移動，所述非輸出氣缸和所述輸出氣缸根據(jù)所述非輸出氣缸和所述輸出氣缸的操作參數(shù)來接收空氣和燃料，以點燃所述燃料并使所述第一和第二活塞分別在所述第一和第二燃 燒室內(nèi)移動，所述操作參數(shù)限定所述多沖程循環(huán)的閥定時、所述多沖程循環(huán)的噴射定時、或者在所述多沖程循環(huán)期間由所述非輸出氣缸和所述輸出氣缸接收的燃料的量中的至少一個；以及 控制模塊，其與所述非輸出氣缸和所述輸出氣缸通信聯(lián)接，所述控制模塊基于發(fā)動機性能指數(shù)或由所述輸出氣缸和非輸出氣缸中的一個或更多產(chǎn)生的氣態(tài)排氣的流出物特性指數(shù)中的一個或更多而相對于所述非輸出氣缸的操作參數(shù)來改變所述輸出氣缸的操作參數(shù)中的至少一個。
全文摘要
提供一種發(fā)動機系統(tǒng)。該發(fā)動機系統(tǒng)包括多個氣缸，其包括一個或更多輸出氣缸和一個或更多非輸出氣缸?？刂颇K相對于或基于一個或更多非輸出氣缸的操作而控制一個或更多輸出氣缸的操作。
文檔編號F02D41/00GK103097707SQ201080069224
公開日2013年5月8日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月23日
發(fā)明者S.W.弗洛伊恩德, J.弗里茨, R.米希勒 申請人:通用電氣公司