Способы снижения токсичности выхлопных газов (варианты)

Способы снижения токсичности выхлопных газов (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к снижению токсичности выбросов из двигателей в конкретных гибридных дизельных силовых передачах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Нормы по контролю HC, CO и NOx находились без изменений в течение некоторого времени. Только недавно была предложена техническая норма по так называемым парниковым газам, в частности, CO₂. CO₂ имеет непосредственное отношение к экономии топлива и коэффициенту полезного действия двигателя, и не требует никаких дополнительных устройств очистки выбросов. Техническая норма по N₂O, еще одному предполагаемому парниковому газу, которая была предложена недавно, представляет новые проблемы.

Авторы в материалах настоящего описания выявили, что N₂O наиболее вероятно должен создаваться в низкотемпературных системах доочистки выхлопных газов дизельных двигателей и, в частности, дизельных двигателей гибридного привода. В таких системах доочистки, окислительный каталитический нейтрализатор (или DOC) расположен в выпуске двигателя, чтобы окислять HC и CO на каталитической поверхности, типично содержащей в себе благородные металлы, такие как платина и палладий. Основанный на избирательном восстановлении металлический каталитический нейтрализатор (или SCR), расположен ниже по потоку от DOC и присоединен к системе впрыска аммиака, использует основанный на аммиаке восстановитель в качестве водного раствора мочевины, который впрыскивается в определенных условиях работы двигателя, чтобы химически восстанавливать NOx аммиаком.

В частности, авторы выявили, что HC от двигателя могут реагировать с NOx в DOC, чтобы вырабатывать N₂O, когда DOC является работающим в температурном интервале, достаточно высоком, чтобы происходила реакция, но достаточно низком, чтобы окислялся не весь HC. Если дизельное топливо используется для подогрева DOC, то даже больше N₂O вырабатывалось бы дополнительным HC. Еще одна реакция N₂O может происходить в SCR посредством реагирования аммиака с NOx.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для преодоления вышеуказанных проблем авторы предложили способ снижения токсичности выхлопных газов двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

направляют выхлопные газы от двигателя через окислительный каталитический нейтрализатор, содержащий покрытие с палладием или платиной, или с обоими;

определяют формирование N₂O из указанного каталитического нейтрализатора по одному или более из температуры каталитического нейтрализатора, отношения HC к NOx или отношения NO₂ к NOx в указанных выхлопных газах двигателя; и

уменьшают указанное формирование N₂O, когда указанный каталитический нейтрализатор работает в температурном диапазоне, связанном с формированием N₂O.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанное уменьшение формирования N₂O включает в себя этап, на котором нагревают указанный каталитический нейтрализатор от внешнего источника для уменьшения указанного формирования N₂O.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанное нагревание указанного каталитического нейтрализатора включает в себя этапы, на которых электрически нагревают указанный каталитический нейтрализатор и заканчивают указанное нагревание, когда указанная температура каталитического нейтрализатора поднимается выше температурного диапазона, связанного с формированием N₂O.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанный окислительный каталитический нейтрализатор дополнительно содержит кордиеритовую подложку, металлическую подложку или цеолитовую подложку.

В одном из вариантов предложен способ, в котором двигатель представляет собой дизельный двигатель.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанное уменьшение формирования N₂O включает в себя этап, на котором повышают действующую степень сжатия двигателя для уменьшения формирования HC двигателем, когда указанное определенное формирование N₂O превышает заданное значение.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанное повышение степени сжатия двигателя включает в себя по меньшей мере один из этапов, на которых изменяют установку фаз распределения впускных клапанов двигателя, повышают давление воздуха, нагнетаемого в двигатель, или уменьшают объем камер сгорания двигателя.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ снижения токсичности выхлопных газов для дизельного двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

направляют выхлопные газы от двигателя через окислительный каталитический нейтрализатор, содержащий покрытие с палладием или платиной, или с обоими;

направляют выхлопные газы от указанного окислительного каталитического нейтрализатора в каталитический нейтрализатор с избирательным восстановлением;

добавляют аммиак в указанный каталитический нейтрализатор с избирательным восстановлением в заданных условиях для снижения NOx;

определяют формирование N₂O из указанного окислительного каталитического нейтрализатора по температуре указанного каталитического нейтрализатора, HC и NOx, а также NO₂ в указанных выхлопных газах двигателя;

определяют N₂O вне указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением по температуре указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением, указанному определенному формированию N₂O из указанного окислительного каталитического нейтрализатора и указанному аммиаку; и

нагревают указанный окислительный каталитический нейтрализатор от внешнего источника для понижения указанного N₂O вне указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением, когда указанная температура окислительного каталитического нейтрализатора находится ниже заданного диапазона, и указанный N₂O вне указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением превышает заданную величину.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанный определенный N₂O из указанного окислительного каталитического нейтрализатора определяют по температуре указанного окислительного каталитического нейтрализатора и отношению HC к NOx, а также отношению NO₂ к NOx в указанных выхлопных газах.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанный внешний источник тепла содержит электронагреватель.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанный внешний источник тепла содержит тепловой насос.

В одном из вариантов предложен способ, в котором сгорание в двигателе модифицируют, когда указанное определенное формирование N₂O превышает заданное значение, для уменьшения формирования NOx.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанная модификация двигателя включает в себя этап, на котором увеличивают рециркуляцию указанных выхлопных газов в камеры сгорания двигателя для понижения температур сгорания и уменьшения формирования NOx.

В одном из еще дополнительных аспектов предложен способ снижения токсичности выхлопных газов для дизельного двигателя в транспортном средстве с гибридным приводом, приводимом в движение дизельным двигателем или электродвигателем, включающий в себя этапы, на которых:

направляют выхлопные газы от двигателя через окислительный каталитический нейтрализатор, содержащий покрытие с палладием или платиной, или с обоими;

направляют выхлопные газы от указанного окислительного каталитического нейтрализатора в каталитический нейтрализатор с избирательным восстановлением;

добавляют аммиак в указанный каталитический нейтрализатор с избирательным восстановлением в заданных условиях для снижения NOx;

определяют формирование N₂O из указанного окислительного каталитического нейтрализатора по температуре указанного каталитического нейтрализатора, отношению HC к NOx и NO₂ в указанных выхлопных газах двигателя;

определяют N₂O вне указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением по температуре указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением, указанному определенному формированию N₂O из указанного окислительного каталитического нейтрализатора, NOx из дизельного двигателя и указанному аммиаку;

нагревают указанный окислительный каталитический нейтрализатор электронагревателем для уменьшения указанного формирования N₂O из указанного окислительного каталитического нейтрализатора, когда указанная температура окислительного каталитического нейтрализатора находится ниже заданного диапазона, и указанный определенный N₂O вне указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением превышает заданную величину; и

прекращают указанное электрическое нагревание, когда указанная температура окислительного каталитического нейтрализатора превышает указанный заданный диапазон.

В одном из вариантов предложен способ, в котором мощность на выходе дизельного двигателя снижается, когда указанный определенный N₂O вне указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением находится выше заданного значения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором электродвигатель управляется, чтобы по существу обеспечивать указанное снижение мощности от дизельного двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором часть дизельного топлива, подаваемого в двигатель, сокращают, когда указанный определенный N₂O вне указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением находится выше заданного значения, и второе топливо, имеющее меньшее содержание углерода, чем дизельное топливо, добавляют в дизельный двигатель для компенсации потери мощности, которая происходила бы иначе у дизельного двигателя вследствие указанного сокращения дизельного топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором сгорание в дизельном двигателе модифицируют, когда указанный определенный N₂O вне указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением превышает заданное значение.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанная модификация сгорания включает в себя этап, на котором усиливают рециркуляцию указанных выхлопных газов в камеры сгорания дизельного двигателя для понижения температур сгорания и уменьшения формирования NOx.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых оценивают CO₂, вырабатываемый из дизельного двигателя и прибавляют кратное число указанного определенного N₂O указанного каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением к указанной оценке CO₂.

Таким образом, в одном из конкретных аспектов изобретения, авторы приняли меры в ответ на формирование N₂O способом, в котором выхлопные газы от двигателя направляют через окислительный каталитический нейтрализатор, который включает в себя покрытие с палладием или платиной, или с обоими. Формирование N₂O из окислительного каталитического нейтрализатора определяется по одному или более из температуры каталитического нейтрализатора, отношения HC к NOx или отношения NO₂ к NOx в выхлопных газах двигателя; и уменьшение формирования N₂O, когда каталитический нейтрализатор является работающим в температурном интервале, связанном с формированием N₂O. В дополнительном аспекте, формирование N₂O уменьшается посредством нагревания каталитического нейтрализатора от внешнего источника. Таким образом, достигается технический результат, и каталитический нейтрализатор предпочтительно нагревается электронагревателем, и нагревание заканчивается, когда температура каталитического нейтрализатора поднимается выше температурного диапазона, связанного с формированием N₂O.

В кроме того дополнительном аспекте, уменьшение формирования N₂O содержит повышение действующей степени сжатия двигателя для уменьшения формирования HC двигателем, когда определенное формирование N₂O превышает заданное значение. Повышение степени сжатия двигателя содержит по меньшей мере одно из следующего: изменения установки фаз распределения впускных клапанов двигателя, повышения давления воздуха, нагнетаемого в двигатель, или уменьшения объема камер сгорания двигателя.

В еще одном аспекте изобретения, способ включает в себя направление выхлопных газов от двигателя через окислительный каталитический нейтрализатор, который включает в себя покрытие с палладием или платиной, или с обоими; направление выхлопных газов из окислительного каталитического нейтрализатора в каталитический нейтрализатор с избирательным восстановлением; добавление аммиака в каталитический нейтрализатор с избирательным восстановлением в заданных условиях для снижения NOx; логическое определение формирования N₂O из окислительного каталитического нейтрализатора по температуре окислительного каталитического нейтрализатора, HC и NOx, а также NO₂ в выхлопных газах двигателя; логическое определение N₂O вне каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением по температуре каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением, определенному формированию N₂O из окислительного каталитического нейтрализатора и аммиаку; и нагревание окислительного каталитического нейтрализатора от внешнего источника для понижения N₂O вне каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением, когда температура окислительного каталитического нейтрализатора находится ниже заданного диапазона, и N₂O вне каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением превышает заданную величину. Предпочтительно, определенный N₂O из окислительного каталитического нейтрализатора определяется по температуре окислительного каталитического нейтрализатора и отношению HC к NOx, а также отношению NO₂ к NOx в выхлопных газах.

В кроме того еще одном аспекте, изобретение применяется к дизельному двигателю гибридного привода. В этом аспекте, осуществляемый на практике способ содержит: направление выхлопных газов от двигателя через окислительный каталитический нейтрализатор, который включает в себя покрытие с палладием или платиной, или с обоими; направление выхлопных газов из окислительного каталитического нейтрализатора в каталитический нейтрализатор с избирательным восстановлением; добавление аммиака в каталитический нейтрализатор с избирательным восстановлением в заданных условиях для снижения NOx; логическое определение формирования N₂O из окислительного каталитического нейтрализатора по температуре каталитического нейтрализатора, отношению HC к NOx и NO₂ в выхлопных газах двигателя; логическое определение N₂O вне каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением по температуре каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением, определенному формированию N₂O из окислительного каталитического нейтрализатора, NOx из дизельного двигателя и аммиаку; нагревание окислительного каталитического нейтрализатора электронагревателем для уменьшения формирования N₂O из окислительного каталитического нейтрализатора, когда температура окислительного каталитического нейтрализатора находится ниже заданного диапазона, и определенный N₂O вне каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением превышает заданную величину; и прекращение электрического нагревания, когда температура окислительного каталитического нейтрализатора превышает заданный диапазон.

В еще одном аспекте, мощность на выходе дизельного двигателя снижается, когда определенный N₂O вне каталитического нейтрализатора с избирательным восстановлением находится выше заданного значения. Кроме того, электродвигатель управляется, чтобы выдавать мощность, зависящую от понижения мощности от дизельного двигателя.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами. Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Преимущества, описанные в материалах настоящего описания, будут полнее понятны по прочтению примера варианта осуществления, указанного в материалах настоящего описания как описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения, когда воспринимаются по отдельности или со ссылкой на чертежи, где:

фиг. 1 иллюстрирует примерную гибридную силовую установку транспортного средства;

фиг. 2 показывает схематичное изображение системы двигателя;

фиг. 3 показывает примерную систему снижения токсичности выхлопных газов согласно настоящему раскрытию;

фиг. 4 показывает примерную блок-схему последовательности операций способа независимого контроля N₂O за окислительным каталитическим нейтрализатором и уменьшения формирования N₂O из него;

фиг. 5 - примерная блок-схема последовательности операций способа нагрева окислительного каталитического нейтрализатора, чтобы уменьшать формирование N₂O в нем;

фиг. 6 показывает примерную блок-схему последовательности операций способа регулировки одного или более режимов работы двигателя для снижения формирования N₂O в системе выпуска;

фиг. 7 показывает примерную блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую примерную модификацию режимов работы двигателя в ответ на состояние двигателя;

фиг. 8 показывает примерную блок-схему последовательности операций способа снижения выбросов N₂O на основании формирования N₂O относительно регулируемого верхнего предела;

фиг. 9 дополнительно показывает примерный график, иллюстрирующий заданный диапазон, в котором одна или более модификаций двигателя производятся для снижения формирования N₂O относительно регулируемого верхнего предела; и

фиг. 10 показывает примерную блок-схему последовательности операций способа управления ухудшением по углероду во время работы транспортного средства на основании определенных выбросов N₂O из него.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы выявили, что N₂O наиболее вероятно должен создаваться в низкотемпературных системах доочистки выхлопных газов дизельных двигателей и, в частности, дизельных двигателей гибридного привода. По существу, для простоты, в материалах настоящего описания описаны способы сдерживания формирования N₂O в примерном дизельном двигателе гибридного привода. В частности, фиг. 1 и 2 соответственно иллюстрируют примерную гибридную силовую установку транспортного средства и схематичное изображение двигателя. Затем, фиг. 3 показывает примерную систему снижения токсичности выхлопных газов согласно настоящему раскрытию. Со ссылкой на управление системой очистки выбросов, фиг. 4 показывает примерную блок-схему последовательности операций способа независимого контроля N₂O за окислительным каталитическим нейтрализатором и снижения формирования N₂O из него наряду с тем, что примерные блок-схемы последовательности операций способа по фиг. 5-7 иллюстрируют различные способы регулировки одного или более режимов работы двигателя, чтобы снижать выбросы N₂O в системе выпуска. Так как N₂O является регулируемым парниковым газом, фиг. 8-10 включены в состав для иллюстрации примерных способов снижения выбросов N₂O на основании регулируемого верхнего предела, чтобы предотвращать ухудшение по углероду.

С обращением к дизельному двигателю гибридного привода, фиг. 1 иллюстрирует примерную силовую установку 100 транспортного средства. Силовая установка 100 транспортного средства включает в себя сжигающий топливо двигатель 110 и электродвигатель 120. В качестве неограничивающего примера, двигатель 110 содержит двигатель внутреннего сгорания, а электродвигатель 120 содержит электрический двигатель. Электродвигатель 120 может быть выполнен с возможностью использовать или потреблять иные источники энергии, чем двигатель 110. Например, двигатель 110 может потреблять дизельное топливо (например, изооктан), чтобы вырабатывать выходную мощность двигателя, наряду с тем, что электродвигатель 120 может потреблять электрическую энергию, чтобы вырабатывать выходную мощность электродвигателя. По существу, транспортное средство с силовой установкой 100 может указываться ссылкой как транспортное средство с гибридным электрическим приводом (HEV).

Силовая установка 100 транспортного средства может использовать многообразие разных рабочих режимов в зависимости от условий работы, встречаемых силовой установкой транспортного средства. Некоторые из этих режимов могут давать двигателю 110 возможность поддерживаться в отключенном состоянии (например, устанавливаться в выведенное из работы состояние), где прекращается сгорание топлива в двигателе. Например, в выбранных условиях работы, электродвигатель 120 может приводить в движение транспортное средство посредством ведущего колеса 122, как указано стрелкой 124, в то время как двигатель 110 выведен из работы.

Во время других условий работы, двигатель 110 может устанавливаться в выведенное из работы состояние (как описано выше) наряду с тем, что электродвигатель 120 может приводиться в действие для зарядки устройства 150 накопления энергии, такого как аккумуляторная батарея. Например, электродвигатель 120 может принимать крутящий момент на колесе с ведущего колеса 122, как указано стрелкой 124, где электродвигатель может преобразовывать кинетическую энергию транспортного средства в электрическую энергию для накопления в устройстве 150 аккумулирования энергии, как указано стрелкой 126. Эта операция может указываться ссылкой как рекуперативное торможение транспортного средства. Таким образом, электродвигатель 120 может обеспечивать функцию генератора в некоторых вариантах осуществления. Однако, в других вариантах осуществления, генератор 160, взамен, может принимать крутящий момент на колесе с ведущего колеса 122, где генератор может преобразовывать кинетическую энергию транспортного средства в электрическую энергию для накопления в устройстве 150 накопления энергии, как указано стрелкой 162.

Во время кроме того других условий, двигатель 110 может приводиться в действие посредством сжигания топлива, принимаемого из топливной системы 140, как указано стрелкой 142. Например, двигатель 110 может приводиться в действие, чтобы приводить в движение транспортное средство посредством ведущего колеса 122, как указано стрелкой 112, в то время как электродвигатель 120 выведен из работы. Во время других условий работы, как двигатель 110, так и электродвигатель 120, каждый может эксплуатироваться для приведения в движение транспортного средства посредством ведущего колеса 122, как указано стрелками 112 и 124, соответственно. Конфигурация, где оба, двигатель и электродвигатель, могут избирательно приводить в движение транспортное средство, может указываться ссылкой как силовая установка транспортного средства параллельного типа. Отметим, что, в некоторых вариантах осуществления, электродвигатель 120 может приводить в движение транспортное средство через первый набор ведущих колес, а двигатель 110 может приводить в движение транспортное средство через второй набор ведущих колес.

В других вариантах осуществления, силовая установка 100 транспортного средства может быть выполнена в виде силовой установки транспортного средства последовательного типа, в силу чего, двигатель не приводит в движение ведущие колеса непосредственно. Скорее, двигатель 110 может эксплуатироваться для питания электродвигателя 120, который, в свою очередь, может приводить в движение транспортное средство через ведущее колесо 122, как указано стрелкой 124. Например, во время выбранных условий работы, двигатель 110 может приводить в действие генератор 160, который, в свою очередь, подает электрическую энергию на одно или более от электродвигателя 120, как указано стрелкой 114, или устройство 150 накопления энергии, как указано стрелкой 162. В качестве еще одного примера, двигатель 110 может эксплуатироваться для приведения в движение электродвигателя 120, который, в свою очередь, обеспечивает функцию генератора, чтобы преобразовывать выходную мощность двигателя в электрическую энергию, где электрическая энергия может накапливаться в устройстве 150 накопления энергии для более позднего использования электродвигателем.

Как будет описано со ссылкой на поток обработки по фиг. 6 и 7, силовая установка транспортного средства может быть выполнена с возможностью переключаться между двумя или более рабочими режимами, описанными выше, в зависимости от условий работы.

Топливная система 140 может включать в себя один или более баков 144 хранения топлива для хранения топлива на борту транспортного средства. Например, топливный бак 144 может хранить одно или более жидких видов топлива, в том числе, но не в качестве ограничения: бензин, дизельное топливо и спиртовое топливо. В некоторых вариантах осуществления, топливо может храниться на борту транспортного средства в качестве смеси двух или более разных видов топлива. Например, топливный бак 144 может быть выполнен с возможностью хранить смесь бензина и этилового спирта (например, E10, E85, и т.д.) или смесь бензина и метилового спирта (например, M10, M85, и т.д.), в силу чего, эти виды топлива или топливные смеси могут подаваться в двигатель 110, как указано стрелкой 142. Кроме того, другие пригодные виды топлива и топливные смеси могут подаваться в двигатель 110, где они могут сжигаться в двигателе для выработки выходной мощности двигателя. Выходная мощность двигателя может использоваться для приведения в движение транспортного средства, как указано стрелкой 112, или для подзарядки устройства 150 накопления энергии через электродвигатель 120 или генератор 160.

В некоторых вариантах осуществления, устройство 150 накопления энергии может быть выполнено с возможностью накапливать электрическую энергию, которая может подаваться на другие электрические нагрузки, находящиеся на борту транспортного средства (иные, чем электродвигатель), в том числе, системы отопления и кондиционирования воздуха в кабине, запуска двигателя, фары, аудио и видеосистемы кабины. В качестве неограничивающего примера, устройство 150 накопления энергии может включать в себя одну или более аккумуляторных батарей и/или конденсаторов.

Система 180 управления может поддерживать связь с одним или более от двигателя 110, электродвигателя 120, топливной системы 140, устройства 150 накопления энергии и генератора 160. Как описано в материалах настоящего описания, система 180 управления может принимать сенсорную информацию обратной связи с одного или более от двигателя 110, электродвигателя 120, топливной системы 140, устройства 150 накопления энергии и генератора 160. Кроме того, система 180 управления может отправлять сигналы управления в одно или более от двигателя 110, электродвигателя 120, топливной системы 140, устройства 150 накопления энергии и генератора 160 в ответ на эту сенсорную обратную связь. Система 180 управления может принимать запрошенную водителем выходную мощность силовой установки транспортного средства от водителя 132 транспортного средства. Например, система 180 управления может принимать сенсорную обратную связь с датчика 134 положения педали, который поддерживает связь с устройством 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Педаль 130 может схематично указывать ссылкой на педаль акселератора и/или тормозную педаль.

Устройство 150 накопления энергии может периодически принимать электрическую энергию из источника 152 электропитания, находящегося вне транспортного средства (например, не части транспортного средства), как указано стрелкой 156. В качестве неограничивающего примера, силовая установка 100 транспортного средства может быть выполнена в виде подключаемого к бытовой сети транспортного средства с гибридным электрическим приводом (HEV), в силу чего, электрическая энергия может подаваться в устройство 150 накопления энергии из источника 152 электропитания через электрический кабель 154 передачи энергии. Во время операции подзарядки устройства 150 накопления энергии из источника 152 электропитания, электрический кабель 154 передачи может электрически соединять устройство 150 накопления энергии и источник 152 электропитания. В то время как силовая установка транспортного средства приводится в действие, чтобы приводить в движение транспортное средство, электрический кабель 154 передачи может быть разъединен между источником 152 электропитания и устройством 150 накопления энергии. Система 180 управления может идентифицировать и/или управлять количеством электрической энергии, накопленной в устройстве накопления энергии, которое может указываться ссылкой как состояние заряда.

В других вариантах осуществления, электрический кабель 154 передачи может быть опущен, где электрическая энергия может приниматься беспроводным образом в устройстве 150 накопления энергии из источника 152 электропитания. Например, устройство 150 накопления энергии может принимать электрическую энергию из источника 152 электропитания посредством одного или более из электромагнитной индукции, радиоволн и электромагнитного резонанса. По существу, следует принимать во внимание, что любой пригодный подход может использоваться для подзарядки устройства 150 накопления энергии от источника электропитания, который не составляет часть транспортного средства. Таким образом, электродвигатель 120 может приводить в движение транспортное средство посредством использования источника энергии, иного чем топливо, используемое двигателем 110.

Топливная система 140 может периодически принимать топливо из источника топлива, находящегося вне транспортного средства. В качестве неограничивающего примера, силовая установка 100 транспортного средства может дозаправляться посредством приема топлива через устройство 170 налива топлива, как указано стрелкой 172. В некоторых вариантах осуществления, топливный бак 144 может быть выполнен с возможностью хранить топливо, принятое из устройства 170 налива топлива, до тех пор, пока оно не подается в двигатель 110 для сгорания.

Это подключаемое к бытовой сети транспортное средство с гибридным электрическим приводом, как описано со ссылкой на силовую установку 100 транспортного средства, может быть выполнено с возможностью использовать вспомогательную форму энергии (например, электрическую энергию), которая периодически принимается из источника энергии, который, в в других отношениях, не является частью транспортного средства.

Силовая установка 100 транспортного средства также может включать в себя дисплей 190 сообщений системы диагностики, датчик 192 температуры/влажности окружающей среды и датчика контроля поперечной устойчивости, такого как датчик(и) 194 поперечной и/или продольной скорости, и/или скорости рыскания. Дисплей сообщений системы диагностики может включать в себя световой индикатор(ы) и/или текстовое устройство отображения, на котором сообщения отображаются для водителя, такие как сообщения, запрашивающие ввод оператора для запуска двигателя. Дисплей сообщений системы диагностики также может включать в себя различные части ввода для приема водительского ввода, такие как кнопки, сенсорные экраны, устройство речевого ввода/распознавания речи. В альтернативном варианте осуществления, дисплей сообщений системы диагностики может передавать звуковые сообщения водителю без отображения.

Фиг. 2 - схематичное изображение, показывающее один цилиндр многоцилиндрового двигателя 110, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 110 может по меньшей мере частично управляться системой 180 управления (также указываемой ссылкой как контроллер) и входным сигналом от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. Камера 230 (например, цилиндр) сгорания двигателя 110 может включать в себя стенки 232 камеры сгорания с поршнем 236, расположенными в них. В некоторых вариантах осуществления, поверхность поршня 236 внутри цилиндра 230 может иметь выемку. Поршень 236 может быть присоединен к коленчатому валу 240, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 240 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 240 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 110.

Камера 230 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 244 через впускной канал 242 и может выпускать газообразные продукты сгорания выхлопных газов через выпускной канал 248. Впускной коллектор 244 и выпускной канал 248 могут избирательно сообщаться с камерой 230 сгорания через соответствующие впускной клапан 252 и выпускной клапан 254. В некоторых вариантах осуществления, камера 230 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.

Впускной клапан 252 может управляться контроллером 180 посредством электрического привода 251 клапана (EVA). Подобным образом, выпускной клапан 254 может управляться контроллером 180 посредством EVA 253. Во время некоторых условий, контроллер 180 может изменять сигналы, выдаваемые на приводы 251 и 253, для управления открыванием и закрыванием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 252 и выпускного клапана 254 может определяться датчиками 255 и 257 положения клапана, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие одним или более кулачков и могут использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемых фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемых фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапанов (VVL) для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 230, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе, CPS и/или VCT.

Топливная форсунка 266 показана присоединенной непосредственно к камере 230 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее. Впрыск топлива может происходить посредством системы с общей направляющей-распределителем для топлива. Топливо может подаваться в топливную форсунку 266 топливной системой высокого давления (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива. В некоторых вариантах осуществления, цилиндр 230 по выбору может включать в себя свечу зажигания, которая может приводиться в действие системой зажигания. Топливная форсунка 266 может быть предусмотрена в цилиндре для подачи топлива непосредственно в него. Однако, в других вариантах осуществления, топливная форсунка может быть расположена в пределах впускного коллектора 244 выше по потоку от впускного клапана 252. Топливная форсунка 266 может приводиться в действие формирователем 268.

Впускной канал 242 может включать в себя дроссель 290, имеющий дроссельную заслонку 292. В этом конкретном примере, положен