環境溫度、以及載荷。照此，發電機輸出可為發電機輸出電壓、發電機輸出電流、以及發電機輸出功率中的一個或更多個。
[0049]在304，方法300包括基于獲得期望的發電機輸出的估計操作條件而確定期望的發電機轉速。確定期望的發電機轉速的細節將關于圖4被進一步地詳細描述。接下來，在306，該方法可包括在當前所估計的發動機轉速和載荷情況下基于期望的發電機轉速確定渦輪機閾值轉速。例如，渦輪機閾值轉速可為這樣一種渦輪機轉速:當高于該渦輪機轉速時，渦輪機的效率可降低到閾值效率以下。可替代地，閾值轉速可為這樣一種渦輪機轉速:當高于該渦輪機轉速時，渦輪機和/或發電機耐久性在當前的排氣溫度和環境溫度下降級。
[0050]在確定期望的閾值轉速之后，在308，該方法可包括確定是否實際渦輪機轉速大于閾值轉速。如果在308處的答案為是，那么方法進入312。在312，該方法可包括調節第一排氣氣門(即，排污氣門)、第二排氣氣門(即，清除氣門)和/或廢氣旁通閥的氣門正時和/或持續時間，以減小禍輪機轉速和/或發電機輸出。發電機輸出可包括發電機輸出電壓、發電機輸出電流、發電機輸出功率中的一個或多個。例如，連接至第一排氣通道的第一排氣氣門的第一排氣氣門正時以及連接至第二排氣通道的第二排氣氣門的第二排氣氣門正時可被調節。第一排氣氣門正時可包括第一排氣氣門打開正時和第一排氣氣門關閉正時，并且第二排氣氣門正時可包括第二排氣氣門打開正時和第二氣門關閉正時。因此，可基于發動機操作條件來調節氣門正時。在一個實例中，當第一排氣氣門和第二排氣氣門連接至排氣氣門致動器時，可調節排氣凸輪軸的相位以在第一排氣氣門正時打開第一排氣氣門以及在第二排氣氣門正時打開第二排氣氣門。可基于發動機操作條件相對于第二排氣氣門正時調節第一排氣氣門正時。
[0051 ]具體地，在正常的發動機操作期間，可將第一排氣氣門正時調節為在發動機循環中早于第二排氣氣門正時。例如，如在圖6中進一步地詳細描述，第一排氣氣門可更早(SP，顯著地在180度ATDC之前)而第二排氣氣門正時可更遲(S卩，接近180度ATDC)。然而，當渦輪機轉速增加到高于閾值轉速和/或當發電機輸出增加為高于閾值輸出時，可調節第一排氣氣門和第二排氣氣門的正時和/或持續時間以減少輸送至渦輪機的排污排氣氣體流量。具體地，在一個實例中，為了減少輸送至渦輪機的排污排氣氣體，第一排氣氣門可被延遲并且第二排氣氣門正時可被提前。在另一個實例中，可增加第二排氣氣門的持續時間以增加繞過渦輪機的排氣氣體的量。因此，可減小至渦輪機的排污氣體。
[0052]在一些實例中，在正常的操作期間，調節第二排氣氣門的正時可包括在上止點之后的170度至210度之間打開第二排氣氣門以及在上止點之后的350度至390度之間關閉第二排氣氣門O
[0053]除了第一排氣氣門和第二排氣氣門的正時和持續時間，還可確定對于每個排氣氣門的氣門升程。可相應地調節凸輪軸的相位。在一個實例中，可通過第一量的氣門升程打開第一排氣氣門，而通過第二、不同量的氣門升程打開第二排氣氣門。例如，如在圖6至圖7中詳細描述的，第一排氣氣門的第一量的氣門升程可小于第二排氣氣門的第二量的氣門升程。在另一個實例中，第一排氣氣門可打開第一持續時間而第二排氣氣門可打開第二、不同的持續時間。例如，如在圖6至圖7中詳細描述的，第一排氣氣門可比第二排氣氣門打開更短的持續時間。
[0054]在一些實例中，除了調節第一排氣氣門正時和第二排氣氣門正時、持續時間和升程，也可調節廢氣旁通閥(如在圖1中的廢氣旁通閥127)。例如，可增大廢氣旁通閥打開量以增加轉移離開渦輪機的排氣氣體的量。
[0055]轉向308，如果確定實際渦輪機轉速小于閾值渦輪機轉速，該方法可進入310。在310，該方法可包括確定是否發電機輸出大于閾值。如果在310處的答案為是，那么方法可進入312以調節第一排氣氣門和/或第二排氣氣門的正時、持續時間和/或升程，從而如上所討論地減小渦輪機轉速。通過減小渦輪機轉速，可減小渦輪機-發電機的發電機輸出。調節第一排氣氣門和第二排氣氣門的正時、持續時間和升程以減小渦輪機轉速，并且因此減小發電機輸出將關于圖7被進一步地詳細描述。
[0056]如果在310處的答案為否(S卩，如果發電機輸出小于閾值)，那么方法可進入318。
[0057]在318，該方法可包括通過正常氣門正時操作發動機。即，如果確定渦輪機轉速低于閾值，發電機輸出低于閾值，以及實際發電機輸出與期望發電機輸出之間的差值低于閾值差值，則發動機可正常地操作，其中正常的發動機操作可包括首先打開排污氣門以將排氣能量的初始部分經由排污氣門輸送至渦輪機，隨后打開清除氣門以將排氣能量的后面部分輸送至排氣催化劑。進一步地，在正常發動機操作期間，可關閉廢氣旁通閥。正常發動機操作的細節將關于圖6被進一步地詳細描述。
[0058]以這種方式，響應于渦輪機轉速大于閾值轉速或發送機輸出大于閾值，可調節第一和/或第二排氣氣門的正時、持續時間和/或氣門升程以減小輸送至渦輪機的排污能量的量，以防止渦輪機超速和/或以減小渦輪機-發電機的輸出。
[0059]在一些實例中，第一和/或第二排氣氣門和/或廢氣旁通閥的正時、持續時間和/或氣門升程可響應于實際發電機輸出與期望發電機輸出之間的差值大于閾值差值而被調節。
[0060]在一個實例中，一種用于具有分離排氣的發動機的方法可包括:響應于渦輪機轉速大于第一閾值渦輪機轉速，延遲輸送排氣氣體至渦輪機-發電機的渦輪機的汽缸的第一排氣氣門的打開時間。該方法還可進一步地包括提前輸送排氣至排氣催化劑同時繞過渦輪機的汽缸的第二排氣氣門的打開時間。更進一步地，第二排氣氣門的打開持續時間可響應于渦輪機轉速大于第一閾值轉速而增加。此外，廢氣旁通閥打開的量可響應于渦輪機轉速大于第一閾值轉速而增加，其中第一渦輪機閾值轉速基于期望的發電機轉速。期望的發電機轉速可基于電池荷電狀態、電氣需求或電氣負載、發動機轉速、發動機載荷、以及經由第一排氣氣門流動進入渦輪機的排氣質量流量的量。
[0061]該方法可進一步包括延遲第一排氣氣門的打開時間；以及響應于發電機輸出大于閾值而提前第二排氣氣門的打開時間。更進一步地，響應于實際發電機輸出與期望發電機輸出之間的差值小于第一閾值差值，第一排氣氣門可以以第一正常排氣氣門打開正時和第一正常排氣氣門打開持續時間操作；以及第二排氣氣門可以以第二正常排氣氣門打開正時和第二正常排氣氣門打開持續時間操作，其中第一正常排氣氣門打開時間相對于第二正常排氣氣門打開時間提前。
[0062]圖4示出了用于確定位于帶有分離排氣歧管的發動機系統(例如在圖1中的發動機系統10)的第一排氣歧管(例如在圖1中第一排氣歧管59)中的渦輪機-發電機(例如在圖1中的渦輪機-發電機190)的期望發電機轉速的示例性方法400。期望的發電機轉速可為渦輪機-發電機可關于當前發動機操作條件操作以獲得期望的發電機輸出時的發電機轉速。圖4的方法可與圖3的方法結合使用。例如，方法400可在方法300的步驟304執行。圖4的方法可作為可執行的指令被存儲在如圖1至圖2中示出的控制器12的永久存儲器中。
[0063]在404處，程序可包括確定操作條件，包括電池荷電狀態、電氣需求或電氣載荷、環境溫度、發動機轉速、發動機載荷以及流動至渦輪機的排氣質量流量。流動至渦輪機的排氣質量流量可為經由第一排氣氣門和第一排氣通道輸送至渦輪機-發電機的渦輪機的排氣質量流量的量。如上所討論地，在排氣階段的第一部分，第一部分的排氣氣體可經由第一排氣氣門和第一排氣通道被輸送至渦輪機。
[0064]在確定操作條件之后，該方法包括，在406處，基于當前的發動機轉速/載荷條件以及進一步地基于至渦輪機的排氣質量流量確定期望的發電機轉速。當電池荷電狀態較低時，或當電氣載荷較高時，可選擇期望的發電機轉速以使發電機輸出最大化，或者選擇期望的發電機轉速以使發電機輸出與當前電氣載荷相匹配。在一個實例中，可從存儲有用于多個發動機轉速和載荷條件以及電氣輸出水平的查找表中確定期望的發電機轉速。例如，在多個發動機轉速和負載條件中的每一者處，期望的發電機轉速可至少地基于發動機轉速和負載條件、以及至渦輪機的排氣質量流量、以及期望的電氣輸出而被確定。進一步地，期望的發電機轉速還可額外地基于在多個發動機轉速和載荷條件中的每一者處的渦輪機效率和發電機效率。查找表可產生為包括對于每個轉速/載荷條件而言的期望的轉速，并且該查找表可用于在發動機操作期間確定期望的發電機轉速。期望的發電機轉速還可基于作為排氣溫度和/或大氣溫度的函數的渦輪機和/或發電機耐久性而縮短(truncate)。
[0065]以這種方式，通過基于電氣條件、發動機轉速/負載條件、以及至渦輪機的排氣流量來設定期望的發電機轉速，可調節渦輪機-發電機的電氣輸出以提高效率和性能以及耐久性。
[0066]圖5示出了用于調節第一排氣氣門(本文也稱為排污排氣氣門或排污氣門)和第二排氣氣門(本文也稱為清除排氣氣門或清除氣門)的正時和/或持續時間以減少至渦輪機-發電機的渦輪機的排氣能量從而防止渦輪機超速情況和/或減小發電機輸出。具體而言，圖5示出了當渦輪機轉速增加到高于閾值轉速和/或當發電機輸出增加到超過閾值輸出時用于調節排污氣門和/或清除氣門的正時和/或持續時間的方法500。圖5的方法可以與圖3的方法結合。例如，方法500可在方法300的步驟312執行。圖5的方法可作為可執行的指令被存儲在圖1至圖2所示的控制器12的永久存儲器中。
[0067]在502，方法500可包括確定和/或估計操作條件。操作條件可包括但不限制于電池荷電狀態、電氣需求或電氣載荷、環境溫度、禍輪機轉速、發電機轉速、發電機輸出、發動機轉速、加速器位置、節氣門位置、制動踏板位置、車輛速度、發動機溫度、排氣質量流量以及發動機載荷。接下來，在504，該方法可包括基于操作條件確定渦輪機轉速、期望的發電機輸出以及實際的發電機輸出。因此，期望的發電機輸出可以與對于圖6的步驟406的如上所述相似的方式基于操作條件。
[0068]接下來，在506，該方法可包括確定是否渦輪機轉速大于第二閾值轉速。如果是，那么程序進入510。在510，該方法可包括基于渦輪機轉速調節排污氣門和/或清除氣門的正時和/或持續時間以減少輸送至渦輪機的排氣能量。例如，當渦輪機轉速大于第二閾值時，排污氣門正時可相對于正常排污氣門正時延遲第一角度，和/或清除氣門正時可相對于正常清除氣門正時提前第二角度。進一步地，可將清除氣門的持續時間調節至大于正常清除氣門持續時間的第二清除氣門持續時間以允許更多的排氣氣體繞過渦輪機流動至排氣催化劑。更進一步地，可以以第一廢氣旁通閥打開量打開廢氣旁通閥以將排氣氣體轉移離開渦輪機。
[0069]因此，在正常發動機操作期間(S卩，當渦輪機轉速小于第一閾值時，和/或當發電機輸出小于閾值輸出時)可使用正常排污氣門正時、正常清除氣門正時、以及正常清除氣門持續時間。例如，在正常發動機操作期間(如在圖6中所詳細描述的)，排氣沖程中的排污氣門正時可更早(即，在180度ATDC之前)而在相同的排氣沖程中清除氣門正時可更遲(S卩，接近180 度ATDC)。
[0070]在一個實例中，可通過提前清除氣門的打開正時來增加清除氣門的持續時間。在另一個實例中，清除氣門的持續時間可基于發動機轉速而改變。例如，當發動機轉速增大時，清除氣門的持續時間可增加。以這種方式，通過隨發動機轉速的增加而增加清除氣門的持續時間，可減小栗送損失。
[0071]在一個實例中，可基于渦輪機轉速調節排污氣門的第一角度的延遲、清除氣門的第二角度的提前、