專利名稱：用于在瞬間操作期間控制機(jī)車排煙的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種用于當(dāng)操作員推進(jìn)機(jī)車節(jié)流閥位置時減少機(jī)車排煙的裝置和方法，具體上涉及一種延遲向發(fā)動機(jī)施加負(fù)載和修改發(fā)動機(jī)定時的裝置和方法。
背景技術(shù)：
對美國環(huán)境法規(guī)的近期修改要求降低從機(jī)車柴油機(jī)中的所許可的排放，包括可見的煙霧。一種這樣的要求是降低NOx排放，這可以通過延遲機(jī)車柴油機(jī)的燃料注入定時來實(shí)現(xiàn)。但是這個定時修改負(fù)面地影響燃料的消耗，因此期望提高發(fā)動機(jī)的壓縮比以贏回一些燃料消耗損失。
但是，提高壓縮比也增加了在部分發(fā)動機(jī)加載時的可見煙霧排放。在瞬間負(fù)載和速度改變期間、即當(dāng)機(jī)車操作員推進(jìn)節(jié)流閥(即將節(jié)流閥移動到較高的擋位上)以獲得較高速度和/或較大的負(fù)載拉動能力(即機(jī)車馬力)時，可見煙霧的問題尤其尖銳。當(dāng)節(jié)流閥從較低位置開始被推進(jìn)到較高的節(jié)流閥位置時，排煙趨向于更差。
在現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)車中，當(dāng)節(jié)流閥從一個位置被推進(jìn)到下一個(其中節(jié)流閥位置通稱為擋)時，被施加到牽引電機(jī)的柴油機(jī)速度和負(fù)載(或電流激勵)被同時增加到新的擋位的速度和馬力點(diǎn)。響應(yīng)于擋位的改變，通過電子控制單元來控制到新的速度點(diǎn)的發(fā)動機(jī)加速。同時，機(jī)車控制系統(tǒng)向主交流發(fā)電機(jī)施加更多的激勵電流，所述主交流發(fā)電機(jī)繼而向牽引電機(jī)提供更多的電流，因此增加了電機(jī)馬力。雖然速度和負(fù)載增加到它們新的各個點(diǎn)上，但是根據(jù)發(fā)動機(jī)速度來從查找表中確定注入燃料的定時。如上所述，在這些擋或暫態(tài)變化期間，產(chǎn)生不期望的排煙。
在現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)車系統(tǒng)中，所述電子控制單元響應(yīng)于由機(jī)車控制系統(tǒng)所請求的速度變化而起速度控制器的作用。在現(xiàn)有技術(shù)中，速度控制器當(dāng)節(jié)流閥從一個擋位被改變到另一個時不接收來自節(jié)流閥的信號，因此不知道何時已經(jīng)發(fā)生擋的改變；所述速度控制器僅僅知道發(fā)動機(jī)速度的需求。事實(shí)上，存在改變由牽引電機(jī)所提供的馬力而不是發(fā)動機(jī)速度的多種擋設(shè)置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以減輕上述在節(jié)流閥擋改變(也稱為暫態(tài))期間的不期望的可見排煙，本發(fā)明涉及一種新穎的和非顯而易見的裝置和方法，用于控制發(fā)動機(jī)定時和負(fù)載施加，以便有益地影響在發(fā)動機(jī)暫態(tài)期間的可見煙霧排放。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的教程，監(jiān)控用于指示在節(jié)流閥擋設(shè)置中的增加的參數(shù)，并且向機(jī)車控制器提供表示擋增加的數(shù)據(jù)。作為響應(yīng)，機(jī)車發(fā)電機(jī)被控制來向發(fā)動機(jī)施加附加的負(fù)載來作為在預(yù)定時間周期上的斜坡函數(shù)，從而當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于所增加的負(fù)載時減少來自發(fā)動機(jī)的排放。


通過考慮優(yōu)選實(shí)施例的說明和附圖，可以更容易地了解本發(fā)明，并且其進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和用途將變得更為明顯，其中圖1是用于說明本發(fā)明的操作的流程圖；圖2說明了根據(jù)用于限制排煙的本發(fā)明的一個實(shí)施例的發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化角推進(jìn)斜坡函數(shù)；圖3說明了根據(jù)用于限制排煙的本發(fā)明的一個實(shí)施例的負(fù)載施加斜坡函數(shù)；圖4是與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的機(jī)車部件的方框圖。
具體實(shí)施例方式
在詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的特定暫態(tài)煙霧減少系統(tǒng)之前，應(yīng)當(dāng)觀察到本發(fā)明主要在于與在鐵路機(jī)車中的煙霧減少相關(guān)的步驟和裝置的新穎組合。因此，這些硬件部件和方法步驟已經(jīng)由附圖中的傳統(tǒng)元件所表示，所述附圖僅僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的那些具體細(xì)節(jié)，以便不將本公開與結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)相混淆，所述結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)對于已經(jīng)了解了在此的說明的益處的本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員是明顯的。
圖1是用于說明本發(fā)明的操作的流程圖。在步驟10，檢測到機(jī)車操作員將節(jié)流閥手柄向較高擋位移動。當(dāng)發(fā)動機(jī)和機(jī)車操作參數(shù)改變?yōu)橛尚碌膿跷凰畹哪切r，暫態(tài)操作周期隨之發(fā)生。存在可以被監(jiān)控來檢測擋位增加的幾種發(fā)動機(jī)和機(jī)車操作參數(shù)，所述擋位增加包括例如發(fā)動機(jī)速度(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))、發(fā)動機(jī)加速度、到牽引交流發(fā)電機(jī)的激勵電流、發(fā)動機(jī)馬力、發(fā)動機(jī)燃料值(被注入發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)的燃料數(shù)量)、牽引電機(jī)交流發(fā)電機(jī)輸出電流和進(jìn)氣管氣壓(它被渦輪速度和由此的發(fā)動機(jī)速度所影響)。響應(yīng)于一個或多個這些被監(jiān)控的參數(shù)，在步驟12，機(jī)車控制系統(tǒng)(圖1中未示出)確定已經(jīng)發(fā)生了擋改變，并且向機(jī)車柴油機(jī)的激勵控制器和電子控制單元(EGU)發(fā)送一個表示信號。所述激勵控制器控制提供到牽引交流發(fā)電機(jī)場繞組的電流，并由此影響由牽引交流發(fā)電機(jī)向牽引電機(jī)提供的功率(即，電流)。電子控制單元控制提供到每個發(fā)電機(jī)汽缸的燃料值，并由此影響發(fā)電機(jī)速度。參見1998年10月27日發(fā)布的、共同擁有的美國專利5,826,563，以便獲得激勵控制器和電子控制單元的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
在步驟14，參考一個定時發(fā)火變化角查找表來確定用于控制在擋暫態(tài)期間推進(jìn)發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化角的處理(其結(jié)果是限制排煙)的各種參數(shù)中的一個或多個。在步驟16，按照所述一個或多個參數(shù)來推進(jìn)發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化角。
在一個實(shí)施例中，不立即推進(jìn)所述定時發(fā)火變化角(即不是一步改變)，而是從當(dāng)前或基本值向期望值斜坡式(或旋轉(zhuǎn)式)地改變所述定時發(fā)火變化角。當(dāng)用于確定擋改變的被監(jiān)控操作參數(shù)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值時，發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化推進(jìn)角回轉(zhuǎn)到與新的擋位相關(guān)聯(lián)的值。
存在可以用于定義向最后的定時發(fā)火變化推進(jìn)角旋轉(zhuǎn)的處理的幾個參數(shù)，可以按照本發(fā)明的各種實(shí)施例來選擇這些參數(shù)。一個這樣的參數(shù)是轉(zhuǎn)換速率(或行斜率)，它在一個實(shí)施例中是線性的并且大約為每秒10度。這個參數(shù)被圖2中的附圖標(biāo)號32所標(biāo)識。轉(zhuǎn)換速率也可以遵循曲線。在另一個實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換速率依賴于在由機(jī)車操作員啟動的改變之前的操作擋位置。
同樣，旋轉(zhuǎn)或斜坡的開始可以被延遲預(yù)定的時間，這由在圖2中的時間t＝0和t1之間的時段所表示。旋轉(zhuǎn)的持續(xù)時間也可以按照期望被選擇，這由在t＝0和t2之間的間隔表示。在另一個實(shí)施例中，這些旋轉(zhuǎn)參數(shù)被確定為初始擋位的函數(shù)，因此作為在初始擋位處的定時發(fā)火變化角推進(jìn)(θ1)的函數(shù)，如圖2中所示。這些各種旋轉(zhuǎn)參數(shù)可以在查找表中被給出或者從一個或多個函數(shù)方程被計(jì)算出。在一個實(shí)施例中，可以修改旋轉(zhuǎn)參數(shù)以用于機(jī)車的大高度的運(yùn)行。已知由于在較高高度的較低空氣密度，對于大高度運(yùn)行的擋設(shè)置具有與用于傳統(tǒng)運(yùn)行的擋設(shè)置不同的與其相關(guān)聯(lián)的速度。
本領(lǐng)域內(nèi)公知，以高負(fù)載來推進(jìn)發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化角可以引起過量的發(fā)動機(jī)汽缸壓力。因此，對于在高負(fù)載條件中結(jié)束的暫態(tài)條件(即節(jié)流閥擋位改變)，定時發(fā)火變化角可以在實(shí)現(xiàn)全負(fù)載施加之前返回到標(biāo)稱值。按照本發(fā)明，其完成是通過當(dāng)燃料值達(dá)到預(yù)定極限時停止定時發(fā)火變化角推進(jìn)和返回到標(biāo)稱的定時發(fā)火變化角。這個特征是在圖1的確定步驟18處完成的，其中將燃料值與預(yù)定的燃料值極限相比較。如果超過那個極限，則來自確定步驟18的結(jié)果是真的，并且處理移動到步驟20，其中定時發(fā)火變化角返回到其標(biāo)稱值。在步驟22，處理終止。
或者，在確定步驟18，也確定是否用于推進(jìn)發(fā)動機(jī)定時的預(yù)定時段已經(jīng)期滿。如果結(jié)果為真，則處理也繼續(xù)到步驟20，其中定時發(fā)火變化角返回到與新的擋位相關(guān)聯(lián)的標(biāo)稱值。同樣，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件時，發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化推進(jìn)角返回到新的擋位的推進(jìn)角。
和在步驟16處提高定時發(fā)火變化推進(jìn)角一樣，在此在步驟20同樣不要求將定時發(fā)火變化角推進(jìn)改變?yōu)殡A躍函數(shù)，而是可以從當(dāng)前值向新的值(它由終端擋位所確定)斜坡或旋轉(zhuǎn)改變定時發(fā)火變化角。與旋轉(zhuǎn)到新的推進(jìn)角的這個處理相結(jié)合，可以按照期望來選擇各種旋轉(zhuǎn)參數(shù)(例如，轉(zhuǎn)換速率、直到旋轉(zhuǎn)間隔的開始為止的延遲)。例如，在一個實(shí)施例中，在步驟20處的轉(zhuǎn)換速率是每秒兩度。
如果來自確定步驟18的結(jié)果是否定的，則處理進(jìn)行到步驟21，它僅僅指示所推進(jìn)的定時發(fā)火變化角條件繼續(xù)進(jìn)行。
在其中一個或多個定時發(fā)火變化角推進(jìn)參數(shù)(例如轉(zhuǎn)換速率)依賴于最后的擋位的一個實(shí)施例中，需要表示最后擋位的操作參數(shù)。這可以從被監(jiān)控的機(jī)車操作參數(shù)中確定出來，如上結(jié)合圖1的步驟10所述。
返回圖1，右分支說明了這樣的處理，通過它，按照本發(fā)明的教程，控制與新?lián)跷幌嚓P(guān)聯(lián)的附加負(fù)載的施加，即，不可瞬時施加所述負(fù)載(這將通過使用階躍函數(shù)來控制負(fù)載施加而實(shí)現(xiàn))。一旦已經(jīng)檢測到擋改變并且啟動暫態(tài)操作條件，如上結(jié)合步驟10所述，則在步驟26確定用于控制施加新的負(fù)載值的一個或多個參數(shù)。在步驟28，這些參數(shù)操作用于控制負(fù)載施加。一旦已經(jīng)施加了在新的擋位處的滿負(fù)載，則在步驟30結(jié)束負(fù)載施加控制處理。
在一個實(shí)施例中，所述操作負(fù)載施加參數(shù)是簡單地將負(fù)載施加延遲預(yù)定的時間。在這個實(shí)施例中，可以從查找表來確定延遲周期。從暫態(tài)操作的開始測量，通常的延遲時間一般小于大約10秒。
在另一個實(shí)施例中，附加的負(fù)載可以作為在指示擋增加之后的預(yù)定的時間周期上、即暫態(tài)操作，的斜坡函數(shù)被施加。所述斜坡可以是在所述預(yù)定時間上的線性或曲線函數(shù)。所述預(yù)定時間周期可以基于擋改變的程度(即在初始節(jié)流閥位置和最后節(jié)流閥位置之間的擋設(shè)置的數(shù)量)。同樣，可以根據(jù)擋改變的程度來延遲斜坡函數(shù)的啟動(即，施加附加負(fù)載)。也可以選擇旋轉(zhuǎn)速率(或斜坡的斜率)，并且在一個實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)速率是基于擋改變的程度。圖3中說明了一個代表性的斜坡函數(shù)34，其中假定在t1檢測到擋的增加。在其中一個或多個負(fù)載施加參數(shù)依賴于最后的擋位的實(shí)施例中，需要表示最后擋位的操作參數(shù)。這可以從被監(jiān)控的機(jī)車操作參數(shù)來確定，如上結(jié)合圖1的步驟10所述。
圖4說明了與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的硬件元件。由機(jī)車操作員來控制包括如上所述的擋位的節(jié)流閥40。在一個實(shí)施例中，當(dāng)操作員從一個位置向另一個位置移動節(jié)流閥手柄時，用于指示那個改變的信號被提供到機(jī)車控制器42。在其他的實(shí)施例中，各種發(fā)動機(jī)和機(jī)車操作參數(shù)被監(jiān)控以檢測擋改變。響應(yīng)于擋改變，并且按照在步驟26處確定的一個或多個負(fù)載施加延遲參數(shù)，機(jī)車控制器42控制激勵控制器43，該激勵控制器43繼而向牽引交流發(fā)電機(jī)44提供激勵電流。牽引交流發(fā)電機(jī)的輸出電流被作為輸入電流提供到牽引電機(jī)45，以產(chǎn)生與每個擋位相關(guān)聯(lián)的馬力。
同樣，響應(yīng)于節(jié)流閥擋調(diào)整的指示，機(jī)車控制器42向電子控制單元46發(fā)送對應(yīng)的信號。電子控制單元46如結(jié)合圖1的流程圖所述那樣控制發(fā)動機(jī)速度。發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化角響應(yīng)于在步驟14處確定的定時發(fā)火變化角推進(jìn)參數(shù)而被推進(jìn)。
圖1的流程圖(包括確定與定時發(fā)火變化角推進(jìn)和負(fù)載施加延遲相關(guān)聯(lián)的參數(shù))可以由諸如計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行。這種實(shí)現(xiàn)方式是本領(lǐng)域內(nèi)公知的，事實(shí)上處理器可以被包含在圖4所示的機(jī)車控制器42和電子控制單元46內(nèi)。在處理器的只讀存儲器控制操作中和在圖1的流程圖的示范實(shí)施例中的指令可以在隨機(jī)存取存儲器中給出。圖1流程圖的執(zhí)行包括產(chǎn)生輸入到柴油機(jī)48和激勵控制器43的控制信號，如圖4所示。
在共同擁有的美國專利號6.341.596中給出了本發(fā)明的特定方面的其他細(xì)節(jié)，這里將其引入作為參考。
雖然已經(jīng)參照一個優(yōu)選實(shí)施例說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會明白，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變和可以將等同的元素替換本發(fā)明的元素。另外，可以進(jìn)行修改以在不脫離本發(fā)明的必要范圍的情況下將特定的情況或應(yīng)用適配到本發(fā)明的教程。因此，意欲本發(fā)明不限于作為用于執(zhí)行本發(fā)明所考慮的最佳方式而所公開的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于控制鐵路機(jī)車的運(yùn)行以便當(dāng)發(fā)動機(jī)對增加的負(fù)載作出響應(yīng)時減少在運(yùn)行的負(fù)載暫態(tài)模式期間的排放的方法，所述機(jī)車包括多個車輪；用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)45；具有多個汽缸的柴油機(jī)48；連接到柴油機(jī)的發(fā)電機(jī)44，用于產(chǎn)生和向用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)提供電源；節(jié)流閥40，用于控制機(jī)車的運(yùn)行，其中節(jié)流閥40通過離散的節(jié)流閥擋設(shè)置來移動，以便利用與在發(fā)電機(jī)44處產(chǎn)生的電功率的唯一等級相對應(yīng)的每個擋設(shè)置以及利用與所產(chǎn)生的電功率的較高等級相對應(yīng)的較高的擋設(shè)置，來控制所產(chǎn)生的電功率的等級和施加到發(fā)動機(jī)的最終負(fù)載，其中在機(jī)車的運(yùn)行期間，操作員將擋設(shè)置從初始的擋設(shè)置起開始提高，以便利用施加到發(fā)動機(jī)的負(fù)載中的最終增加來產(chǎn)生更多的電功率，所述方法包括監(jiān)控10用于指示在節(jié)流閥擋設(shè)置中的增加的參數(shù)；向機(jī)車控制器42發(fā)送12用于表示在擋設(shè)置中的增加的數(shù)據(jù)；響應(yīng)于用于表示在擋設(shè)置中的增加的數(shù)據(jù)而經(jīng)由機(jī)車控制器42來控制28發(fā)電機(jī)44的運(yùn)行，以控制作為在增加擋設(shè)置后的預(yù)定時間周期上的斜坡函數(shù)34的在發(fā)動機(jī)上的附加負(fù)載的施加，從而減少當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于增加的負(fù)載時來自發(fā)動機(jī)的排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述斜坡函數(shù)34在所述預(yù)定時間周期上是線性的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述斜坡函數(shù)34在所述預(yù)定時間周期上是曲線的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定時間的數(shù)量是至少部分地基于擋設(shè)置中的初始擋設(shè)置和增加程度之一或兩者的26。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述斜坡函數(shù)的開始在擋設(shè)置中的增加之后被延遲一個延遲周期26。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中斜坡函數(shù)34的負(fù)載增加速率是至少部分地基于擋設(shè)置的初始擋設(shè)置和增加程度之一或更多26。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從下列項(xiàng)目中選擇用于指示擋改變的參數(shù)，所述下列項(xiàng)目為發(fā)動機(jī)速度、發(fā)動機(jī)加速度、激勵電流、發(fā)動機(jī)馬力、發(fā)動機(jī)燃料值、牽引交流發(fā)電機(jī)輸出電流和進(jìn)氣管氣壓26。
8.一種用于控制鐵路機(jī)車的運(yùn)行以便當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于增加的負(fù)載時減少在運(yùn)行的負(fù)載暫態(tài)模式期間的排放的方法，所述機(jī)車包括多個車輪；用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)45；具有多個汽缸的柴油機(jī)48；連接到柴油機(jī)的發(fā)電機(jī)44，用于產(chǎn)生和向用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)提供電源；節(jié)流閥40，用于控制機(jī)車的運(yùn)行，其中節(jié)流閥40通過離散的節(jié)流閥擋設(shè)置來移動，以便利用與在發(fā)電機(jī)44處所產(chǎn)生的發(fā)動機(jī)運(yùn)行的命令速度和電功率的唯一等級相對應(yīng)的每個擋設(shè)置以及利用與所產(chǎn)生的電功率的較高等級相對應(yīng)的較高的擋設(shè)置，來控制所產(chǎn)生的電功率的等級和施加到發(fā)動機(jī)的最終負(fù)載，其中在機(jī)車的運(yùn)行期間，操作員將擋設(shè)置從初始的擋設(shè)置起開始提高，以便利用施加到發(fā)動機(jī)的負(fù)載中的最終增加來產(chǎn)生更多的電功率，所述方法包括監(jiān)控10用于指示與在節(jié)流閥擋設(shè)置中的增加相對應(yīng)的所命令的發(fā)動機(jī)48運(yùn)行速度的參數(shù)；發(fā)送12用于表示所命令的發(fā)動機(jī)的運(yùn)行速度的數(shù)據(jù)；監(jiān)控用于指示發(fā)動機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度的參數(shù)；發(fā)送12用于表示發(fā)動機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度的數(shù)據(jù)；檢測26何時所命令的運(yùn)行速度超過運(yùn)行的實(shí)際速度，以便建立運(yùn)行的負(fù)載暫態(tài)模式；向機(jī)車控制器發(fā)送用于指示運(yùn)行的負(fù)載暫態(tài)模式的數(shù)據(jù)；以及響應(yīng)于用于指示負(fù)載暫態(tài)模式的數(shù)據(jù)而經(jīng)由機(jī)車控制器來控制28發(fā)電機(jī)44的運(yùn)行，以便控制作為在預(yù)定的時間周期上的斜坡函數(shù)34的向發(fā)動機(jī)的附加負(fù)載的施加，從而減少當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于增加的負(fù)載時來自發(fā)動機(jī)的排放。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述預(yù)定時間的數(shù)量是至少部分地基于在實(shí)際的和所命令的運(yùn)行速度之間的差別的26。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述斜坡函數(shù)的開始在檢測到何時所命令的運(yùn)行速度超過實(shí)際的運(yùn)行速度之后被延遲一個延遲時間26。
11.一種用于控制鐵路機(jī)車的運(yùn)行以便當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于速度增加命令時減少在運(yùn)行的負(fù)載暫態(tài)模式期間的排放的方法，所述機(jī)車包括多個車輪；用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)45；柴油機(jī)48，具有多個汽缸，并且有時在推進(jìn)發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化角處進(jìn)行工作；連接到柴油機(jī)48的發(fā)電機(jī)44，用于產(chǎn)生和向用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)45提供電源；節(jié)流閥40，用于控制機(jī)車的運(yùn)行，其中節(jié)流閥40通過離散的節(jié)流閥擋設(shè)置來移動，以便利用與所命令的發(fā)動機(jī)速度相對應(yīng)的每個擋設(shè)置以及利用與較高的所命令的發(fā)動機(jī)速度相對應(yīng)的較高的節(jié)流閥擋設(shè)置，來控制發(fā)動機(jī)速度，其中在機(jī)車的運(yùn)行期間，操作員將擋設(shè)置從初始的擋設(shè)置起開始增加，以便增加發(fā)動機(jī)速度，所述方法包括監(jiān)控10用于指示在節(jié)流閥擋設(shè)置中的增加的參數(shù)；向發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送12用于表示在擋設(shè)置中的增加的數(shù)據(jù)；響應(yīng)于用于表示擋設(shè)置中的增加的數(shù)據(jù)而經(jīng)由發(fā)動機(jī)控制器來控制16柴油機(jī)48的運(yùn)行，以改變作為在增加擋設(shè)置后的預(yù)定時間周期上的斜坡函數(shù)32的發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化推進(jìn)角，從而減少當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于所命令的速度增加時來自發(fā)動機(jī)的排放。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述斜坡函數(shù)32在所述預(yù)定的時間周期上是線性的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述斜坡函數(shù)32在所述預(yù)定時間周期上是曲線性的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述預(yù)定時間的數(shù)量是至少部分地基于在擋設(shè)置中的初始擋設(shè)置和增加程度之一或兩者的14。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述斜坡函數(shù)32的開始在增加擋設(shè)置之后被延遲一個延遲時間14。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中斜坡函數(shù)的推進(jìn)定時發(fā)火變化角增加的速率是至少部分地基于在擋設(shè)置中的初始擋設(shè)置和增加程度之一或兩者14。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中從發(fā)動機(jī)速度、發(fā)動機(jī)加速度、激勵電流、發(fā)動機(jī)馬力、發(fā)動機(jī)燃料值、牽引交流發(fā)電機(jī)輸出電流和進(jìn)氣管氣壓之中選擇用于指示擋改變的參數(shù)14。
18.一種用于控制鐵路機(jī)車的運(yùn)行以便當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于增加的負(fù)載時減少在運(yùn)行的暫態(tài)模式期間的排放的方法，所述機(jī)車包括多個車輪；用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)45；具有多個汽缸的柴油機(jī)48；連接到柴油機(jī)48的發(fā)電機(jī)44，用于產(chǎn)生和向用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)45提供電源；節(jié)流閥40，用于控制機(jī)車的運(yùn)行，其中節(jié)流閥40通過離散的節(jié)流閥擋設(shè)置來移動，以便利用與所命令的發(fā)動機(jī)速度和在發(fā)電機(jī)44處所產(chǎn)生的電功率的預(yù)定等級相對應(yīng)的每個擋設(shè)置和與所產(chǎn)生的電功率的較高等級相對應(yīng)的較高的擋設(shè)置，來控制發(fā)動機(jī)速度和所產(chǎn)生的電功率的等級和施加到發(fā)動機(jī)上的最終負(fù)載，其中在機(jī)車的運(yùn)行期間，操作員增加擋設(shè)置，以便利用施加到發(fā)動機(jī)的負(fù)載中的最終增加來產(chǎn)生更多的電功率，所述方法包括監(jiān)控10用于指示與節(jié)流閥擋設(shè)置相對應(yīng)的所命令的發(fā)動機(jī)速度的參數(shù)；發(fā)送12用于表示所命令的發(fā)動機(jī)速度的數(shù)據(jù)；監(jiān)控用于指示實(shí)際的發(fā)動機(jī)速度的參數(shù)；發(fā)送12用于表示實(shí)際的發(fā)動機(jī)速度的數(shù)據(jù)；檢測26何時所命令的發(fā)動機(jī)速度超過實(shí)際的發(fā)動機(jī)速度以建立運(yùn)行的暫態(tài)模式；向機(jī)車控制器發(fā)送用于指示運(yùn)行的暫態(tài)模式的數(shù)據(jù)；以及響應(yīng)于用于表示暫態(tài)模式的數(shù)據(jù)而經(jīng)由發(fā)動機(jī)控制器來控制16柴油機(jī)48的運(yùn)行，以便改變作為在預(yù)定時間周期上的斜坡函數(shù)32的發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化推進(jìn)角，從而減少當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于所命令的速度增加時來自發(fā)動機(jī)的排放。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述預(yù)定時間的數(shù)量是至少部分地基于在實(shí)際的和所命令的發(fā)動機(jī)速度之間的差別的14。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述斜坡函數(shù)32的開始在檢測到何時所命令的發(fā)動機(jī)速度超過實(shí)際的發(fā)動機(jī)速度之后被延遲一個延遲時間14。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中斜坡函數(shù)的負(fù)載增加速率是至少部分地基于在實(shí)際的和所命令的發(fā)動機(jī)速度之間的差別的14。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括當(dāng)實(shí)際的發(fā)動機(jī)速度大致等于所命令的發(fā)動機(jī)速度時經(jīng)由發(fā)動機(jī)控制器來控制柴油機(jī)的運(yùn)行，以便將作為斜坡函數(shù)的發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化推進(jìn)角改變?yōu)榕c所命令的發(fā)動機(jī)速度相關(guān)聯(lián)的推進(jìn)角14。
23.一種用于控制鐵路機(jī)車的運(yùn)行以便當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于增加的負(fù)載時減少在運(yùn)行的暫態(tài)模式期間的排放的裝置，所述機(jī)車包括多個車輪；用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)45；具有多個汽缸的柴油機(jī)；連接到柴油機(jī)48的發(fā)電機(jī)44，用于產(chǎn)生和向用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)45提供電源；節(jié)流閥40，用于控制機(jī)車的運(yùn)行，其中該節(jié)流閥通過離散的節(jié)流閥擋設(shè)置來移動，以便利用與在發(fā)電機(jī)44處所產(chǎn)生的電功率的唯一等級相對應(yīng)的每個擋設(shè)置和與所產(chǎn)生的電功率的較高等級相對應(yīng)的較高的擋設(shè)置，來控制所產(chǎn)生的電功率的等級和施加到發(fā)動機(jī)48上的最終負(fù)載，其中在機(jī)車的運(yùn)行期間，操作員增加擋設(shè)置，以便利用施加到發(fā)動機(jī)的負(fù)載中的最終增加來產(chǎn)生更多的電功率，所述裝置包括機(jī)車控制器42，用于監(jiān)控用于指示在節(jié)流閥擋設(shè)置中的增加的參數(shù)；激勵控制器43，響應(yīng)于機(jī)車控制器42，用于響應(yīng)于在擋設(shè)置中的增加而控制發(fā)電機(jī)44的運(yùn)行，以便控制作為在增加擋設(shè)置后的預(yù)定時間周期上的斜坡函數(shù)34的在發(fā)動機(jī)48上的附加負(fù)載的施加，從而減少當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于增加的負(fù)載時來自發(fā)動機(jī)48的排放。
24.一種用于控制鐵路機(jī)車的運(yùn)行以便當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于速度增加命令時減少在運(yùn)行的暫態(tài)模式期間的排放的裝置，所述機(jī)車包括多個車輪；用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)45；柴油機(jī)48，具有多個汽缸，并且有時通過推進(jìn)發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化角來進(jìn)行運(yùn)行；連接到柴油機(jī)48的發(fā)電機(jī)44，用于產(chǎn)生和向用于驅(qū)動車輪的牽引電機(jī)45提供電源；節(jié)流閥40，用于控制機(jī)車的運(yùn)行，其中該節(jié)流閥通過離散的節(jié)流閥擋設(shè)置來移動，以便利用與所命令的發(fā)動機(jī)速度相對應(yīng)的每個擋設(shè)置和與較高的所命令的發(fā)動機(jī)速度相對應(yīng)的較高的節(jié)流閥擋設(shè)置，來控制發(fā)動機(jī)速度，其中在機(jī)車的運(yùn)行期間，操作員將擋設(shè)置從初始的擋設(shè)置起開始增加，以便增加發(fā)動機(jī)速度，所述裝置包括機(jī)車控制器42，用于監(jiān)控用于指示在節(jié)流閥擋設(shè)置中的增加的參數(shù)；以及激勵控制器43，響應(yīng)于機(jī)車控制器，用于響應(yīng)于擋設(shè)置中的增加而控制柴油機(jī)48的運(yùn)行，以便改變作為在增加擋設(shè)置后的預(yù)定時間周期上的斜坡函數(shù)32的發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化推進(jìn)角，從而減少當(dāng)發(fā)動機(jī)響應(yīng)于所命令的速度增加時來自發(fā)動機(jī)48的排放。
全文摘要
一種用于減少鐵路機(jī)車在節(jié)流閥擋改變期間的排煙的方法和裝置。對于某種節(jié)流閥擋提高，本發(fā)明按照某些預(yù)定參數(shù)推進(jìn)發(fā)動機(jī)定時發(fā)火變化角，并且控制在新的節(jié)流閥擋位置處的負(fù)載的施加。這些策略當(dāng)一起或分別被使用時最小化了在暫態(tài)運(yùn)行期間的可見煙霧。
文檔編號F02D29/02GK1712687SQ20041005982
公開日2005年12月28日 申請日期2004年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月22日
發(fā)明者埃里克·R·迪倫, 肖恩·M·加拉格爾, 文森特·F·鄧斯沃思, 約瑟夫·T·奧林科 申請人:通用電氣公司