数字化内燃机和其控制方法与流程

本公开涉及数字化内燃机和其控制方法。

背景技术：

本节的陈述只提供与本公开有关的背景资料，并不构成现有的技术。

内燃机是一种被广泛应用，为汽车和其他车辆提供动力的装置。一般而言，内燃机将来自燃料的化学能转换成机械能以驱动车辆。典型的四冲程、火花塞点火的内燃机包括进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在进气冲程中,空气燃料混合物进入燃烧室。然后，压缩冲程压缩空气燃料混合物造成燃烧室的温度和压力增高。接着，火花塞点燃空气燃料混合物而生成爆炸。在动力冲程中产生机械能以驱动车辆。最后，排气冲程从汽缸排出由燃烧产生的废气。

空气燃料混合物的空气燃料比是影响内燃机工作的一个重要特性，在某种程度上，决定了发动机的输出功率和燃料经济性。具体而言，空气燃料比(AFR)是一定量的空气和一定量的燃料在燃烧室中混合燃烧的比例。

在标准内燃机中，所有的燃烧室都工作以产生发动机的功率输出。内燃机以改变其空气与燃料的比率来增加或减少发动机的输出功率。一般情况下，发动机里的空气与燃料的比率变化在贫油混合物和富油混合物之间。贫油混合物中的空气量较高，而富油混合物中的空气量较低。贫油混合物的燃油经济性较好，但其输出功率较小。富油混合物能提供较多的动力输出，但它的燃料效率较差。

相对于内燃机提供的能量，内燃机的体积较小而重量又较轻。此外，内燃机通常运行可靠而制造成本又低。但是，标准内燃机的缺点是它的低燃料效率和高污染排放。

人们一直在寻找和开发内燃机的替代品以提高燃料效率和降低污染排放。例如，混合动力发动机结合了传统内燃机和电动机以产生动力来驱动车辆。混合式发动机比现行的内燃机有更高的燃料效率和更低的污染物排放。 但是混合动力引擎功率输出通常较低，而它的生产成本和维修费用又比较昂贵，并在实际操作中有新的危险。

事实上，内燃机还是有很大的改善余地来提高其燃料效率和降低废气排放。

技术实现要素：

本公开提供的数字化内燃机和它的控制方法能够提高汽车的燃油效率和减少汽车的污染物排放，同时又保持传统内燃机的可靠性和相对较低的制造成本。

根据本公开的一种形式，数字式内燃机包括有多个燃烧单元，例如第一燃烧单元和第二燃烧单元。而第一燃烧单元和第二燃烧单元又可分别拥有多个燃烧室。在第一燃烧单元和第二燃烧单元中的每个燃烧室的工作方式被设置能在不燃烧模式和燃烧模式之间切换。当燃烧室在不燃烧模式工作时，没有燃料进入燃烧室，火花塞也不点火。当燃烧室在燃烧模式工作时,所期望的空气燃料比例的混合物进入燃烧室，例如恒定的、非零比例的空气和燃料的混合物,然后火花塞点火。恒定的、非零比例的空气和燃料的混合物的气燃比例可以被设定为15.4：1。在一些实施方式中，发动机可以是旋转式发动机。

在第一和第二燃烧单元中的燃烧室可被划分成若干个组群，比如第一组燃烧室、第二组燃烧室和第三组燃烧室。每组燃烧室可包括至少一个燃烧室位于第一燃烧单元和至少一个燃烧室位于第二燃烧单元。每组的燃烧室被设置在对称的位置上而形成其独特的布局。例如，任何给定的燃烧室组群可以包括布置在第一燃烧单元的燃烧室和设置在第二燃烧单元的相对应的燃烧室。这些燃烧室被几何对称布置，使得在一组燃烧室内的燃烧室总是对称的。在一组燃烧室内相关的燃烧室可以工作在同一循环相位上。例如，如果该组燃烧室里的第一燃烧室是处在进气循环周期时，该组燃烧室里所对应的燃烧室也是处在进气循环周期。在一组燃烧室内的燃烧室保持相同的内燃机循环步骤。具体来说在同一组中相关的燃烧室可以同时进气，同时输入燃料，同时点火，和同时燃烧。同一燃烧单元中同一组的燃烧室总被设置在相反的位置。例如，如果一个燃烧室是位于在燃烧单元的“顶部”，而同一组的第二燃烧室则位于此燃烧单元的“底部”。此相对设置有助于保持发动机的动态平衡。

当要求增加发动机功率输出时，一些燃烧室组群可以从不燃烧模式切换到燃烧模式。具体来说，当电子控制单元所要求的发动机功率输出低于第一阈值时，第一组的燃烧室可以在燃烧模式运行，而第二组和第三组的燃烧室则在不燃烧模式工作。当电子控制单元要求的功率输出高于第一阈值,但低于第二阈值时，第一组和第二组的燃烧室可以在燃烧模式运行，而第三组的燃烧室则在不燃烧模式工作。当电子控制单元要求的功率输出高于第二阈值时，第一组、第二组和第三组的燃烧室都在燃烧模式工作。

根据本公开的另一种形式，数字式内燃机可包括电子控制单元、第一组燃烧室、第二组燃烧室和第三组燃烧室。每组燃烧室都被设置能在非燃烧模式和燃烧模式之间切换，并且能独立工作于其他组燃烧室。在给定的时间内，在燃烧模式运行的燃烧室数目可以根据电子控制单元确定的发动机的功率输出要求而逐步改变。发动机可以是旋转发动机。

燃烧室在非燃烧模式运操时，可以无燃料输入和无火花塞点火。燃烧室在燃烧模式运操时，可以输入由电子控制单元设定的固定比例但非零比的空气燃料混合物。在燃烧模式运行的固定比例但非零比的空气燃料混合物的空燃比可以是15.4:1。

在燃烧模式运行的燃烧室组的数量可以根据发动机功率输出要求增加而增加。同样,在燃烧模式运行的燃烧室组的数量也可以根据发动机功率输出要求减少而减少。当发动机的输出功率的要求为零时，在燃烧模式运行下的燃烧室组的数量可以是零。

在本公开的另一种形式中，数字内燃机可以由电子控制单元来控制。电子控制单元控制步骤为：接收用户输入信号，接收工作状况信号和接收发动机输出信号；在所接收到的信号基础上计算发动机功率输出要求，计算能满足发动机功率输出要求并在一恒定空气燃料比燃烧所需的燃烧室数量；而且提供有关信号给发动机来控制在燃烧模式运行所需的燃烧室数量。这些在恒定空气燃料比燃烧的燃烧室能刚好满足发动机功率输出要求。具体而言，发动机输入信号会控制燃料注入到这些燃烧室，并操控火花塞来点燃燃烧室中的燃料。

此外，在燃烧模式运行的燃烧室可以运行在恒定的空气燃料比15.4:1状态下。用户输入信号可以是期望的车辆速度。

控制内燃机的方法还包括选择相向设置在燃烧模式运行的恒定空气燃料比的燃烧室以保持发动机的动态平衡。

此外，控制内燃机的方法可进一步包括在设定的时间间隔内、在闭路循环控制系统中重复控制步骤。用于控制内燃机的进一步步骤还可包括当要求发动机增加输出功率时，增加在燃烧模式运行的恒定空气燃料比的燃烧室数量。同样也包括当要求发动机减少输出功率时，减少在燃烧模式运行的恒定空气燃料比的燃烧室数。

本文所述更广泛应用的领域是显而易见的。但是应当理解的是描述和具体实例仅供说明所用，而并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了使本公开可以被更好地理解，现将参考附图，描述各种形式的示例，其中：

图1是说明根据本公开的一种形式的数字化内燃机的示意图；

图2描述了标准内燃机在其空气燃料比工作区域内的输出功率和燃料效率的变化；

图3描述了标准内燃机在其空气燃料比工作区域内的主要废气排放变化；

图4描述了根据本公开的一种形式的数字化内燃机在其空气燃料比工作区域内的输出功率和燃料效率；

图5描述了根据本公开的一种形式的数字化内燃机在其空气燃料比工作区域内的主要废气排放；

图6是根据本公开的一种形式的具有单一单元的数字化内燃机的燃烧室工作示意图；

图7是根据本公开的一种形式的具有多单元的数字化内燃机的燃烧室工作示意图；和

图8是根据本发明公开的一种形式的方框图，示出了用于数字内燃机的数字控制器。

本文所描述的附图仅用于说明的目的，而并不是要以任何方式去限制本公开的范围。

具体实施方式

下面的描述在实质上只是起示范作用，并不是为了限制本公开、应用、或使用。应该理解在所有图中，相应的附图标记表示相关的部分和特征。

本公开涉及数字化内燃机及其控制方法。因此，首先将描述各种形式的数字化内燃机，然后再描述数字化内燃机的控制方法。

首先参照图1，根据本公开的一种形式的系统100通常包括内燃机10、电子控制单元(Electronic Control Unit缩写为“ECU”)16、用于确定或理解工作状况26以及用户输入24的传感器等其他装置。内燃机10以及相关的其它部件至少有一个燃烧单元12和有多个燃烧室14。内燃机10可以是旋转式发动机。电子控制单元16被设置通过电线或电缆(未示出)来和内燃机10交换之间的通信信号。电子控制单元16送至内燃机10的控制信号是相关于发动机的运行，包括但不限于：燃料喷射的时间和数量18，诸如火花塞20的元件的点火控制和时间20以及进气和排气的时间和位置22。电子控制单元16也被设置用来接收信息，包括但不限于用户输入24和工作状况输入26。用户输入24可以是用户需求，如该发动机车辆的操作者。用户输入24可以采用功率踏板或速度踏板的位置的形式。这种功率或速度踏板可以看作是类似于在传统内燃机车辆中的油门踏板。这油门踏板被驾驶员用来控制所期望的车辆速度。车辆驾驶员踏压“油门踏板”导致不同量的燃料供应至发动机，以获得所期望的车辆速度或功率。在本公开的数字化内燃机中，传统的油门踏板被功率踏板所替代。车辆驾驶员可以踏压这样的功率踏板来控制所期望的车辆速度，根据踏板压下的程度来增加或减少在燃烧模式运行的燃烧室数目。工作状况输入26包括但不限于：信息，如运行温度，当前行进速度，当前功率需求，路面梯度，牵引负荷和总重量。电子控制单元16还可以接收从发动机10回送来的信息，包括但不限于：发动机10当前的功率输出28。本领域的技术人员应该理解，电子控制单元ECU 16也可以发送接收其它信息，只是为了示例的目的，在本文仅列出一部分。

每一个燃烧室14被设置能在两种运行模式之间切换：不燃烧模式和燃烧模式。发动机运行时，当一燃烧室14在不燃烧模式工作时，可没有燃料进入燃烧室，火花塞也可不点火。关于非燃烧模式的另一种说法是在此工作条件下该燃烧室14被“关闭”了或是处在“非功能”状态下。当然，这个“关闭”状态可能只是暂时的，因为根据来自电子控制单元16的指令，燃烧室14可随 时被切换到燃烧模式。当一燃烧室14是在燃烧模式工作时，燃料会进入燃烧室，此时的燃料是恒定的非零的空气燃料比例的混合物。关于燃烧模式的另一种说法是，在此工作条件下，该燃烧室14被“打开”了或是处在“功能”状态下。和不燃烧模式一样，对于任何特定的燃烧室14来说，它的燃烧模式可能只是暂时的。

空气燃料比是内燃机的重要工作参数。因为它会直接影响到发动机的输出功率和燃料效率。空气燃料比是空气燃料混合物在燃烧室燃烧时它们的质量之比。图2描绘了x轴的空气燃料比和y轴的发动机的输出功率及燃料效率之间的关系。图2中有发动机燃料效率曲线33和输出功率曲线31。汽油燃料化学当量比或理想的空气燃料比30为14.7：1。在该空气燃料比值时，发动机功率输出31相对而言是较高的，而燃料消耗也是较低的。同时所有的空气和燃料在燃烧过程中完全燃尽，没有过量的空气残存在于燃烧室中。当浓空气燃料比32为12.6：1时，功率输出达到最大值。但是浓空气燃料比会导致黑烟燃烧、低燃料效率、瞎火、烟灰在燃烧室和火花塞上沉淀导致的启动问题、未燃烧的汽油沉积在发动机歧管中导致的过热、和黑烟尾气导致的排放问题。最经济的燃油混合物34为空气燃料比15.4：1。但它的问题是输出功率较低。

通常，传统内燃机在运行时，在设定时间内所有的燃烧室都在工作。换句话说，燃烧室可为全部“开”或为全部“关”。这些传统内燃机输出功率的增加或减少是通过改变其在燃烧室内燃烧的空气与燃料的比率来满足汽车控制要求。大多数内燃机工作时，它燃烧室内燃烧的空气与燃料的比率一直在其最大功率输出的气燃混合物32与最佳燃油经济性混合物34之间变化，这就是它的工作区域36。

空气燃料比也会影响到发动机的废气排放。图3描绘了x轴的空气燃料比与y轴的废气排放之间的关系。如图3所示，发动机在燃烧过程中排出的废气主要包括未燃尽的碳氢化合物(HC)35、一氧化碳(CO)39和氮氧化物(NOx)37。在标准内燃机空气燃料比工作区域36内，发动机的废气排放水平也会随着空气燃料比在浓空气燃料混合物32和贫空气燃料混合物34之间的变化而变化。

如上述讨论的，在本公开内容的一些形式中，每个燃烧室14都被设置能切换于两种操作模式：不燃烧模式和燃烧模式。发动机10工作时，当燃烧室 14运行在不燃烧模式时，没有燃料进入燃烧室，也没有火花塞点火。关于不燃烧模式的另一种说法是，在此情况下，燃烧室14处在被“关闭”或“非功能”状态下。当燃烧室14运行在燃烧模式时，会有燃料进入燃烧室和火花塞点火。此燃料的空气燃料比是恒定但不为零。同样，关于燃烧模式的另一种说法可以是，在此情况下，燃烧室14处在被“打开”或“功能”状态下。该发动机电子控制单元16能控制燃烧室14内的恒定的非零的空气燃料比的值。

根据本公开的某些形式，在燃烧模式运行的燃烧室14中的恒定的、非零的空气燃料比在14.7：1和15.7：1之间，优选在15.3：1和15.5：1之间，当然最佳为15.4：1。本处所讨论的恒定而非零的空气与燃料比率是指在稳定状态工作的发动机。在一些特定的条件下，比如在车辆起动时或当车辆工作在寒冷天气条件下，将会有更多的燃料提供给在燃烧模式工作的燃烧室。图4描绘了沿x轴的空气燃料比和沿y轴的功率输出和燃料消耗之间的关系。如图所示，空气燃料比为15.4：1的混合物34能提供最佳的燃料经济性。图5描绘了沿x轴的空气燃料比和沿y轴的车辆废气排放的关系。图5显示当燃烧室使用最佳燃油经济性混合物34时，它的CO 39和HC 35废气排放量较低。就像我们已经讨论过的，最佳的燃油经济混合物34产生的功率输出稍低些。但我们可通过增加在燃烧模式工作的燃烧室14的数量来加大发动机10的功率输出28。不同于传统的内燃机，本公开的数字化内燃机10的燃烧室14可以各自独立运行。比如在任何给定的时间内，并不是所有的燃烧室14都必须在燃烧模式运行。当输出功率要求低时，一些燃烧室会被“关闭”。也就是，在给定时间内，一部分燃烧室14可能在不燃烧模式运行，而另一部分燃烧室14可能是在燃烧模式运行。

根据本公开的某些形式，如图6所示，燃烧室14以小组的形式工作，比如组A、组B和组C。图6描述了单一燃烧单元的数字化发动机。然而，单一燃烧单元数字化发动机的结构和操作方法也可以运用于多燃烧单元的数字化发动机。当电子控制单元16接收到相关的用户输入信息24和工作状况输入信息26，并算出发动机输出要求28时，电子控制单元16就可确定能满足发动机输出要求28而在燃烧模式运行的燃烧室14的数量。用户输入24可以是用户所期望的车辆速度。这个用户输入24可以通过位于用户车内的输入设备传递给电子控制单元16。输入设备可以是功率踏板，其操作位置和操作方式类似于传统内燃机的油门踏板。驾驶员可以通过踏压功率踏板来控制车辆 的速度。电子控制单元16将这些信息发送到发动机，并由此来控制从非燃烧模式切换到燃烧模式的燃烧室14的数量。更具体地，可以以小组A，B，C的形式来增减在燃烧模式运行的燃烧室14的数量。如图6所示，小组内的燃烧室可以少到两个燃烧室14(如组A和组B)，或两个以上的燃烧室14(如组C)。当然组C也可以进一步划分为仅包括两个燃烧室14的组C，和具有两个燃烧室14的组D。虽然，在本实例讨论中是三个组群，但是在实际运用中也可使用三个以上的组群。

例如，当发动机功率输出要求28被逐步增加时，第一组燃烧室A就从非燃烧模式切换到燃烧模式。当输出功率要求28被再增加时，第二组燃烧室B加入第一组燃烧室A进入燃烧模式运行。当然也可以，如果燃烧模式运行的燃烧室总数保持不变，当燃烧室组B切换到燃烧模式时，而燃烧室组A则转换到不燃烧模式，这样在燃烧模式运行的燃烧室总数不变，所以总输出功率28还是不变。当功率输出要求28再进一步增大时，第三组燃烧室C也加入第一组A和第二组B进入燃烧模式运行。当然也可以这样运行，燃烧室C可以切换到燃烧模式，而燃烧室A和燃烧室B切换到不燃烧模式。燃烧室A，B，C，在燃烧模式运行主要取决于发动机功率输出的要求。当所有燃烧室14都在燃烧模式工作时，发动机输出功率达到了最大值。当电子控制单元接收到用户释放功率踏板的信号时，或车辆的负荷降低时，发动机10的功率输出要求28就减小了，第三组的燃烧室C可以从燃烧模式切换到不燃烧模式，仅留下第一和第二组燃烧室A和B在燃烧模式运行。在一些实现方式中，当电子控制单元16传送到发动机10的功率输出要求28进一步降低时，燃烧室A和燃烧室B切换到不燃烧模式，仅燃烧室C仍在燃烧模式运行。当电子控制单元16接收到驾驶员刹车或车辆不需要动力的信号时，例如车辆行驶在下坡路上，电子控制单元16就会控制发动机10将所有燃烧模式的燃烧室14切换到不燃烧模式，从而节约燃料和提高燃油效率。在一些实现方式中，每组燃烧室可具有相同的体积和形状。在另一些实现方式中，一组燃烧室可有不同的体积和形状。

如图6所示的单一燃烧单元的发动机配置，燃烧室14组群里的燃烧室组A，B，C都是彼此相对设置的。这样的布置有助于确保发动机10的动态平衡。燃烧室14组群里的各组燃烧室相对设置从而构成其特定设置的燃烧室组群。在几何上相对设置燃烧室14使得在一组燃烧室中的燃烧室都是处于对称 的位置。同组里相关的燃烧室都与第一燃烧室处于相同的工作循环。例如，如果该组的第一燃烧室是处于吸入循环周期时，该组里相对应的燃烧室也是处在吸入循环周期。燃烧室14组群中的同一组的燃烧室保持相同的内燃机循环周期。更具体地，在同一组燃烧室中的燃烧室会同时吸入空气，同时注入燃料，同时点火，并同时燃烧。燃烧室14组群中同组的各燃烧室是对称布置的。例如，如果第一燃烧室是在燃烧单元的“顶部”，同一组的第二燃烧室可被布置在燃烧单元的“底部”。这样相对设置排列的每组燃烧室14能帮助维持发动机10的动态平衡。

如图7所示，数字内燃机10可以有多个燃烧单元，如12A，12B。增加的燃烧单元12可以为发动机10提供更大的输出功率和更广泛的调节能力。为了说明的目的，这里只用两个燃烧单元12A和12B的例子来讨论，同样的原则也适用于其他含有更多燃烧单元12的发动机。每个燃烧单元12A，12B可以包含有多个燃烧室14。这些燃烧室14可以被分成一组组的燃烧室C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8。燃烧室组群的数量和每个燃烧单元里的燃烧室的数量有关。每组的燃烧室C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8包括至少一个来自第一燃烧单元12A的燃烧室14和至少一个来自第二燃烧单元12B的燃烧室14。例如，C1组可以包括燃烧室C1A和C1B，C2组可以包括燃烧室C2A和C2B。基于发动机10的功率输出要求28，电子控制单元16控制发动机的燃烧序列，将这一组组的燃烧室从非燃烧模式切换到燃烧模式，或从燃烧模式切换到非燃烧模式。发动机10的功率输出要求28可以部分来自用户的需求。除此之外，也可以是车辆运行负载，道路状况，道路坡度，车辆自身重量等等。可以通过用户踏压发动机的功率踏板来将用户需求传送到电子控制单元，以确定发动机功率输出要求。

在低功率输出要求28情况下，C1组燃烧室可以由不燃烧模式切换到燃烧模式，这也就是第一燃烧单元12A中的燃烧室C1A和第二燃烧单元12B中的燃烧室C1B将运行在燃烧模式。当输出功率要求28再增加时，燃烧室在燃烧模式运行的数目也需要增加。例如，C2组燃烧室可以由不燃烧模式切换到燃烧模式，即第一燃烧单元12A的燃烧室C2A和第二燃烧单元12B的燃烧室C2B也将在燃烧模式运行。

如表1中所述，因为发动机动态平衡的原因，直接将数字内燃机技术应用于当前的内燃机实在是一种挑战。为了使数字内燃机的运行更加平稳和有 效，数字内燃机要求有一较大的调节度。传统内燃机气缸不具备单独或独立于发动机中其他汽缸的工作能力。这些传统的内燃机至少需要三个或四个气缸同时工作才能维持发动机动态平衡。而应用于汽车的数字内燃机需要八个或更多级的调节。所以只有单一燃烧单元的发动机至少要有16个燃烧室。

表1.

图7显示了在一时间段内，燃烧室组C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8的数量是如何随着发动机10的功率输出要求28变化而变化。当发动机10速度或功率输出增加时，在燃烧模式运行的燃烧室14的数量也需增加；而随着发动机10的速度或功率输出下降，在燃烧模式运行的燃烧室14的数量则下降；当发动机10的速度或输出功率保持不变时，在燃烧模式运行的燃烧室14的数量保持不变；当发动机10的速度或功率输出要求为零时，或者换句话说，当用户在刹车时，在燃烧模式运行的燃烧室14的数量下降至零。

在低速运行时，发动机的动力输出的要求也较低，只需要少量的燃烧室在燃烧模式运行。在高速运行时，需要的发动机功率输出也高，所以这时所有的燃烧室都要运行在燃烧模式。

本公开的另一种形式提供一种用于控制数字内燃机的方法。图1和图8显示了数字内燃机控制方法的各个步骤。首先，电子控制单元(ECU)16接收用户输入信号24和工作状况信号26。电子控制单元16还可以接收发动机输出信号28。然后电子控制单元16在所接收到的信号基础上计算出发动机的功率输出需求。电子控制单元16还计算在恒定空气燃料比燃烧运行所需燃烧室14的数量以满足发动机动力输出的要求。电子控制单元16然后将发动机输入信号38提供给发动机10，来操作恰当数量的恒定空气燃料比的燃烧室14工作，以满足发动机功率输出需求。

从电子控制单元16到内燃机10的通信是与发动机运行有关的控制信号，包括但不限于：燃料喷射时间和喷射量18，诸如火花塞20的元件的点火控制及时间20，以及进气和排气阀定时和位置22。电子控制单元16还被设置接收信息，包括但不限于：用户输入24和工作状况输入26。用户输入24可以是来自用户，如车辆操作者的命令。用户输入24可以采用功率踏板位置的形式。工作状况输入26包括但不限于：如工作温度、当前行进速度、当前功率需求、道路坡度、牵引负荷和总重量等的信息。电子控制单元16还可以接收从发动机10回返的信息，包括但不限于：当前发动机10的功率输出28或它的速度。本领域的技术人员理解，电子控制单元16还可以接收或发送一些其它相关和附属信息。但是，为了示例的目的，在本文中仅列出一部分。

图8是数字控制器的方框图。发动机控制单元16可以包括数字控制器110。数字控制器110被设置用来监控所期望的动态响应偏差源的变化，比如所期望的车辆速度或负荷的偏差值。数字控制器110接收表示所期望车辆速度或负荷的信号24。模拟-数字转换器(A/D)112转换车辆速度信号(模拟信号)到数字信号113，来表征工作燃烧室的数目。数字信号113也可以指定特定的燃烧室。求和模块114将数字信号113与数字反馈信号115结合起来。求和模块114基于数字信号113和数字反馈信号115而产生误差信号118。数字信号处理模块116确定数字输出信号120。数字信号处理模块116的输出信号被提供给数字-模拟转换器(D/A)122以控制发动机的操作。D/A模块122将来自模块116的数字信号转换成模拟信号并提供给发动机10。发动机10的输出130，例如发动机速度或功率，可由A/D模块140监控。A/D模块140将监控发动机10的输出130的模拟信号转换成发动机速度或负荷的数字反馈信号115，从而完成一个反馈循环来控制燃烧室以响应发动机的速度或负荷的需求。此外，时钟控制150被用来监控每个时钟周期或T(秒时)的处理器122和140的信号值。数字处理模块116计算所期望的发动机功率输出R(t)和实际发动机功率输出y(t)的采样值的动态系统以便校正两者之间的任何偏差。时钟控制150可以控制模拟到数字转换(A/D)的处理模块140和数字到模拟转换(D/A)的处理模块122的工作。在每一个时钟周期中，数字处理模块116将输出的采样值与所希望的输出值进行比较，并将其校正值输入到该系统。

当燃烧室14在燃烧模式工作时，燃烧室14中的恒定的空气与燃料比为15.4：1。如上所讨论的，该空气燃料比为最佳的燃油经济混合物。

用来控制数字内燃机的方法还可以包括选择相对设置在燃烧模式运行的燃烧室群14以保持发动机10的动态平衡。具体地，就是被切换到燃烧模式的一组燃烧室14总是处在彼此相对的位置，如以上讨论并示于图6和图7中。

用于控制数字内燃机还可以包括在一定时间段内在一个闭路循环系统里重复该控制方法的步骤。在这个闭路循环控制系统中，当要求发动机10增加或减少其功率输出要28时，电子控制单元16会重新计算和调整在燃烧模式下运行的所需燃烧室14的数目，以满足发动机功率输出要求28。更具体地，当要求发动机增加其输出功率时，在燃烧模式运行的燃烧室14的数量将会增加。同样，随着要求发动机的功率输出降低时，在燃烧模式运行的燃烧室14的数量也会被减少。

本公开内容的数字内燃机还可以应用均质压燃(HCCI)技术。在均质压燃发动机中，燃料和空气预先混合。由于压缩，增加了混合物的密度和温度，从而使混合物燃烧。燃烧同时发生在均质压燃发动机的整个燃烧区域。均质压燃发动机在燃烧室没有火花塞。运用均质压燃技术于数字内燃机是两者的天然结合，因为数字内燃机可以根据均质压燃的需求来精确控制燃烧室内的燃烧条件。结合了均质压燃技术的数字内燃机系统有更高燃料效率，同时还产生更少的有害排放物，特别是氮氧化物(NOx)和颗粒物质(PM)几乎为零。

本公开的描述实质上仅仅是示范性的。因此，仼何实质上不脱离本公开的偏离尝试都属于本公开的范畴。这样的偏离都不应被视为脱离本公开的精神和范围内。