Способ для двигателя (варианты)

Способ для двигателя (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к регулировке стратегии впрыска топлива при работе в или переходе между режимами в двигателе внутреннего сгорания с переменным рабочим объемом (VDE).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатели могут быть выполнены с возможностью работы на переменном количестве действующих или выведенных из работы цилиндров, чтобы повышать экономию топлива, по выбору, наряду с поддержанием общего топливно-воздушного соотношения смеси выхлопных газов около стехиометрии. Такие двигатели известны как двигатели с переменным рабочим объемом (VDE). В некоторых примерах, часть цилиндров двигателя может быть выведена из работы в заданных условиях, в которых заданные условия могут определяться параметрами, такими как интервал скоростей вращения/нагрузки, а также различными другими условиями работы, в том числе, скоростью транспортного средства. Система управления VDE может выводить из работы выбранные цилиндры посредством управления множеством деактиваторов клапанов цилиндра, которые оказывают воздействие на работу впускных и выпускных клапанов цилиндра, или посредством управления множеством избирательно отключаемых топливных форсунок, которые оказывают воздействие на топливоснабжение цилиндра. При переключении между режимом VDE (где выведены из работы один или более цилиндров) и режимом без VDE (где все цилиндры являются действующими), система управления может регулировать один или более рабочих параметров двигателя для уменьшения возмущений (например, возмущений крутящего момента) и ослаблять возмущение при переключении.

Один из примерных подходов для управления двигателем при переключении VDE показан Паллеттом и другими в US 7,225,782 (опубл. 05.06.2007, МПК F02B 75/06, F02D 17/02). Здесь двигатель VDE расположен в транспортном средстве с гибридным электрическим приводом, имеющим электродвигатель. При запуске в работу или выключении из работы цилиндра, крутящий момент из электродвигателя меняется для компенсации переходных изменений крутящего момента на выходном валу двигателя, вызванных запуском в работу или выключением из работы цилиндра. В частности, электродвигатель управляется, чтобы скрывать какие бы то ни было проблемы ездовых качеств, связанные с переключениями VDE и/или плохой стабильностью сгорания.

Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у такого подхода. В качестве одного из примеров, стабильность сгорания может ухудшаться при переключении. Более точно, при переключении из режима VDE (или режима на частичном количестве цилиндров) на режим без VDE (или режим на полном количестве цилиндров), нагрузка цилиндра снижается на основании уменьшения заряда воздуха. Более легкие нагрузки цилиндра обычно имеют менее стабильное сгорания, и взаимодействие с компенсацией переходного топливоснабжения и другие условия цилиндра, которые являются иными, чем у работающих цилиндров вследствие охлаждения при выводе из работы, могут вносить вклад в менее стабильное сгорание при возобновлении работы. Если двигатель оснащен для рециркуляции выхлопных газов, регулирование EGR, используемое при переключении, может усугублять проблемы сгорания. В частности, EGR может продолжать мешать более легкой нагрузке цилиндра до тех пор, пока EGR, подаваемая в цилиндры, не была в достаточной мере стравлена для уменьшения проблем сгорания. В некоторых вариантах осуществления, клапаны управления движением заряда (CMCV) могут использоваться для регулировки движения топливно-воздушной смеси внутри цилиндра, подаваемой в цилиндр при переключении. Высокое движение в цилиндре дает в результате лучшее смешивание и более стабильное сгорание. Однако вследствие медленного времени реакции CMCV (например, CMCV не переключается достаточно быстро при переходе на более низкую нагрузку цилиндра), стабильность сгорания может компрометироваться. Плохие условия сгорания также могут приводить к медленному горению и даже пропускам зажигания. В общем и целом, стабильность сгорания и рабочие характеристики двигателя могут ухудшаться.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть по меньшей мере частично преодолены посредством способа для двигателя, включающего в себя этапы, на которых:

избирательно выводят из работы один или более цилиндров двигателя в ответ на условия работы; и

осуществляют работу подвергаемых возобновлению работы цилиндров с разделенным впрыском топлива, при возобновлении работы цилиндров.

В одном из вариантов предложен способ, в котором работа подвергаемых возобновлению работы цилиндров с разделенным впрыском топлива включает в себя этапы, на которых осуществляют работу подвергаемых возобновлению работы цилиндров с разделенным впрыском топлива в течение некоторого количества событий сгорания, а затем возобновляют одиночный впрыск топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором работа подвергаемых возобновлению работы цилиндров с разделенным впрыском топлива включает в себя этап, на котором осуществляют работу с по меньшей мере первым впрыском на такте впуска и вторым впрыском на такте сжатия.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первый впрыск на такте впуска является обедненным однородным впрыском на такте впуска, при этом второй впрыск на такте сжатия является обогащенным послойным впрыском на такте сжатия.

В одном из вариантов предложен способ, в котором соотношение разделения разделенного впрыска топлива основано на продолжительности времени выборочного вывода из работы, причем соотношение разделения регулируют, чтобы уменьшать величину первого впрыска на такте впуска наряду с соответствующим увеличением величины второго впрыска на такте сжатия, с увеличением продолжительности времени избирательного вывода из работы.

В одном из вариантов предложен способ, в котором соотношение разделения дополнительно основано на температуре каталитического нейтрализатора выхлопных газов, причем соотношение разделения регулируют, чтобы повышать величину первого впрыска на такте впуска наряду с соответствующим понижением величины второго впрыска на такте сжатия при падении температуры каталитического нейтрализатора ниже порогового значения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором одно или более из соотношения разделения, временных характеристик и давления впрыска топлива дополнительно регулируют на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива, причем величину второго впрыска на такте сжатия повышают, а величину первого впрыска на такте впуска соответственно понижают при увеличении содержания спирта впрыскиваемого топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором разделенный впрыск топлива регулируют на основании уровня рециркуляции выхлопных газов (EGR) действующих цилиндров при избирательном выводе из работы, причем разделенный впрыск топлива продолжают до тех пор, пока уровень EGR при возобновлении работы не будет ниже пороговой интенсивности EGR.

В одном из вариантов предложен способ, в котором количество событий сгорания основано на нагрузке двигателя при возобновлении работы цилиндров, причем количество событий сгорания увеличивают до тех пор, пока нагрузка двигателя не достигает условий установившегося режима.

В одном из вариантов предложен способ, в котором количество событий сгорания дополнительно основано на продолжительности времени избирательного вывода из работы, температуре хладагента двигателя и уровне EGR при выводе из работы, причем количество событий сгорания увеличивают с увеличением продолжительности времени, понижением температуры хладагента двигателя, и увеличением уровня EGR.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых, при возобновлении работы, осуществляют работу уже действующих цилиндров с одиночным впрыском топлива в течение количества событий сгорания, причем одиночный впрыск топлива содержит топливо, впрыскиваемое в виде одиночного впрыска на такте впуска.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором осуществляют работу подвергнутых возобновлению работы цилиндров на топливе, впрыскиваемом в виде одиночного впрыска топлива на такте впуска, через некоторое количество событий сгорания.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором осуществляют запаздывание установки момента зажигания в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах при возобновлении работы, причем величина запаздывания искрового зажигания основана на температуре каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

избирательно выводят из работы один или более цилиндров двигателя в ответ на условия работы;

при возобновлении работы, осуществляют работу подвергаемых возобновлению работы цилиндров на топливе, впрыскиваемом в виде впрыска на такте впуска и впрыска на такте сжатия в течение некоторого количества событий сгорания после возобновления работы.

В одном из вариантов предложен способ, в котором соотношение топлива, впрыскиваемого при впрыске на такте впуска, относительно впрыска на такте сжатия основано на температуре каталитического нейтрализатора выхлопных газов, причем количество топлива, впрыскиваемого на такте впуска, увеличивают при падении температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов ниже порогового значения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором избирательный вывод из работы одного или более цилиндров двигателя включает в себя этап, на котором выводят из работы один или более цилиндров двигателя из первого ряда цилиндров двигателя, содержащего второй ряд цилиндров, при этом соотношение впрыскиваемого топлива основано на температуре каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного к первому ряду цилиндров, а не ко второму ряду цилиндров.

В одном из вариантов предложен способ, в котором соотношение разделения впрыскиваемого топлива дополнительно основано на содержании спирта впрыскиваемого топлива, причем количество топлива, впрыскиваемого при впрыске на такте впуска, уменьшают, а количество топлива, впрыскиваемого при впрыске на такте сжатия, соответственно уменьшают с увеличением содержания спирта впрыскиваемого топлива.

В одном из еще дополнительных аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

избирательно выводят из работы один или более цилиндров; и

осуществляют работу подвергаемых возобновлению работы цилиндров на топливе, впрыскиваемом в виде одиночного впрыска, при первом возобновлении работы; и

осуществляют работу подвергаемых возобновлению работы цилиндров на топливе, впрыскиваемом в виде разделенного впрыска топлива, впрыскиваемого в виде каждого из впрыска на такте впуска и впрыска на такте сжатия, при втором возобновлении работы.

В одном из вариантов предложен способ, в котором второе возобновление работы происходит через более длительную продолжительность времени вывода из работы, а первое возобновление работы происходит через более короткую продолжительность времени вывода из работы.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых поддерживают установку момента зажигания подвергаемых возобновлению работы цилиндров, при первом возобновлении работы, и осуществляют запаздывание установки момента зажигания подвергаемых возобновлению работы цилиндров, при втором возобновлении работы.

Таким образом, впрыск топлива подвергаемых возобновлению работы цилиндров может кратковременно переключаться на каждый из впрыска на такте впуска и такте сжатия в течение некоторого количества событий сгорания. Таким образом, стабильность сгорания при перезапуске улучшается, и уменьшаются возмущения крутящего момента при переключении из режима работы с VDE.

В одном из примеров, двигатель с переменным рабочим объемом может быть выполнен с возможностью избирательного отключения топливных форсунок. В ответ на выбранные условия работы, таких как пониженное требование нагрузки или крутящего момента двигателя, один или более цилиндров могут выводиться из работы, и двигатель может работать в режиме VDE. Например, двигатель может работать с половиной цилиндров, выведенных из работы, и с оставшейся половиной действующих цилиндров, работающих на более высокой нагрузке цилиндра. При выводе из работы, действующие цилиндры могут работать с топливом, подаваемым в виде одиночного впрыска топлива на такте впуска. В дополнение, вследствие более высокой средней нагрузки цилиндра, цилиндры могут быть работающими с EGR, не подвергаясь проблемам стабильности сгорания, навлекаемым в ином случае на низких нагрузках двигателя. Использование EGR при работе с VDE дает дополнительные выигрыши экономии топлива.

В ответ на условия возобновления работы, такие как повышенные нагрузка двигателя или требование крутящего момента, выведенные из работы цилиндры могут подвергаться возобновлению работы, и двигатель может возобновлять режим работы без VDE, в котором все цилиндры осуществляют работу на низкой средней нагрузке цилиндра. В дополнение, EGR может прекращаться (например, посредством закрывания клапана EGR) вследствие уменьшения допустимого предела EGR при возобновлении работы, когда цилиндры переходят на более низкую нагрузку цилиндра. Даже если клапан EGR закрывается, вследствие транспортных задержек по каналу EGR, EGR может вычищаться из системы впуска воздуха медленнее, чем требуется, давая в результате повышенное разбавление EGR всасываемого воздуха при возобновлении работы. К тому же, при работе в режиме VDE, каталитический нейтрализатор выхлопных газов может становиться насыщенным кислородом и может нуждаться в том, чтобы восстанавливаться при возобновлении работы цилиндров. Поэтому для уменьшения проблем стабильности сгорания, происходящих от повышенного разбавления EGR всасываемого воздуха, а также для ускорения восстановления каталитического нейтрализатора, при возобновлении работы, в течение некоторого количества событий сгорания после возобновления работы, подвергнутые возобновлению работы цилиндры могут работать на топливе, подаваемом в виде разделенного впрыска топлива. Например, топливо может подаваться в виде по меньшей мере первого впрыска на такте впуска и второго впрыска на такте сжатия. В дополнение, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию. Соотношение разделения топлива, подаваемого в первом впрыске на такте впуска относительно топлива, подаваемого во втором впрыске на такте сжатия, может регулироваться на основании одного или более из продолжительности времени вывода из работы, температуры или загрузки кислородом каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от подвергаемых возобновлению работы цилиндров, применяемой величины запаздывания искрового зажигания и уровня EGR при возобновлении работы. Посредством временного переключения на разделенный впрыск топлива наряду с осуществлением запаздывания искрового зажигания, возобновление работы каталитического нейтрализатора выхлопных газов может ускоряться, улучшая выбросы с выхлопными газами. В дополнение, проблемы стабильности сгорания, происходящие от снижения индивидуальной нагрузки цилиндров во время выхода из режима VDE, могут лучше подвергаться принятию ответных мер, в особенности в присутствии EGR. Соотношение разделения также может регулироваться на основании других рабочих параметров двигателя, таких как содержание спирта впрыскиваемого топлива, для компенсации проблем ездовых качеств и дергания двигателя. По существу, использование разделенного впрыска и запаздывания искрового зажигания может продолжаться в течение некоторого количества событий сгорания до тех пор пока скорость вращения двигателя не будет на или выше пороговой скорости вращения, где стабильность сгорания улучшается (например, на или выше скорости вращения холостого хода), и/или до тех пор, пока EGR не стравлена в достаточной мере.

Таким образом, посредством работы подвергаемых возобновлению работы цилиндров с разделенным впрыском топлива в течение некоторого количества событий сгорания при возобновлении работы из режима работы двигателя с VDE, улучшается стабильность сгорания при перезапуске цилиндров. Посредством впрыска по меньшей мере части топлива во время такта впуска, а оставшейся части на такте сжатия, восстановление каталитического нейтрализатора выхлопных газов после режима работы с VDE может ускоряться, обеспечивая преимущество по выбросам. Посредством дополнительной регулировки соотношения разделения на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива, могут уменьшаться события плохого сгорания, которые могут давать в результате дергание. По существу это уменьшает ухудшение ездовых качеств от использования смешанного топлива. В дополнение, использование разделенного впрыска при возобновлении работы улучшает использование EGR в действующих цилиндрах во время предшествующего вывода из работы. В общем и целом, улучшаются рабочие характеристики двигателя.

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

Фиг. 1-2 показывают примерные варианты осуществления двигателя и компоновки системы выпуска.

Фиг. 3 - местный вид двигателя.

Фиг. 4 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа регулировки впрыска топлива при переходе между режимами работы двигателя VDE и без VDE.

Фиг. 5 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций для регулировки впрыска топлива в режиме работы двигателя VDE в ответ на падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

Фиг. 6 показывает примерную регулировку впрыска топлива при переходе из режима работы с VDE в без VDE.

Фиг. 7-9 показывает примерные регулировки впрыска топлива в режиме работы с VDE или при переходе из режима работы с VDE в без VDE, которые могут использоваться для управления температурой каталитического нейтрализатора выхлопных газов и стабильностью сгорания.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предусмотрены способы и системы для регулировки профиля впрыска топлива при работы двигателя с переменным рабочим объемом, такого как двигатель по фиг. 1-3. Профиль впрыска топлива может регулироваться для действующих цилиндров в режиме работы с VDE, чтобы ускорять прогрев каталитического нейтрализатора выхлопных газов и, тем самым, продлевать работу в режиме VDE. В качестве альтернативы, профиль впрыска топлива может регулироваться для подвергнутых возобновлению работы цилиндров при переходе из режима работы с VDE на режим без VDE, чтобы уменьшать возмущения крутящего момента и проблемы стабильности сгорания наряду с улучшением выбросов с выхлопными газами. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру, такую как процедура по фиг. 4, чтобы переключать профиль впрыска топлива для выбранного цилиндра с одиночного впрыска на такте впуска на по меньшей мере первый впрыск на такте впуска и второй впрыск на такте сжатия. Например, как показано на фиг. 5 и фиг. 7, контроллер может переключать действующие цилиндры в режиме VDE на разделенный впрыск топлива. В качестве еще одного примера, как показано на фиг. 6 и фиг. 8-9, контроллер может переключать цилиндры, подвергаемые возобновлению работы во время выхода из режима VDE, на разделенный впрыск топлива. Таким образом, вопросы стабильности сгорания могут улучшаться при выходе из режима работы с VDE, а возобновление работы цилиндров может ускоряться.

Фиг. 1-2 показывают примерные варианты 100 и 200 осуществления двигателя 10, в которых двигатель выполнен в виде двигателя с переменным рабочим объемом (VDE). Двигатель 10 с переменным рабочим объемом включает в себя множество камер или цилиндров 31 сгорания. Множество цилиндров 31 двигателя расположены в виде групп цилиндров или отдельных рядов двигателя. В изображенном примере, двигатель 10 включает в себя два ряда 14A, 14B двигателя. Таким образом, цилиндры расположены в виде первой группы цилиндров (четырех цилиндров в изображенном примере), расположенной в первом ряду 14A двигателя и второй группы цилиндров (четырех цилиндров в изображенном примере), расположенной во втором ряду 14B двигателя. Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что варианты осуществления, изображенные на фиг. 1-2, показывают V-образный двигатель с цилиндрами, расположенными в разных рядах, это не подразумевается ограничивающим, и, в альтернативных вариантах осуществления, двигатель может быть рядным двигателем со всеми цилиндрами двигателя в общем ряду двигателя.

Двигатель 10 с переменным рабочим объемом может принимать всасываемый воздух через впускной канал 142, сообщающийся с разветвленным впускным коллектором 44A, 44B. Более точно, первый ряд 14A двигателя принимает всасываемый воздух из впускного канала 142 через первый впускной коллектор 44A наряду с тем, что второй ряд 14B двигателя принимает всасываемый воздух из впускного канала 142 через второй впускной коллектор 44B. Несмотря на то, что ряды 14A, 14B двигателя показаны с отдельными впускными коллекторами, следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, они могут совместно использовать общий впускной коллектор или часть общего впускного коллектора. Количество воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, может регулироваться посредством регулировки положения дросселя 62. Дополнительно, количество воздуха, подаваемого в каждую группу цилиндров в специфичном ряду, может регулироваться посредством изменения установки фаз распределения впускных клапанов одного или более впускных клапанов, присоединенных к цилиндрам.

Со ссылкой на фиг. 1, продукты сгорания, вырабатываемые в цилиндрах первого ряда 14A двигателя, направляются в один или более каталитических нейтрализаторов выхлопных газов в первом выпускном коллекторе 48A, где продукты сгорания очищаются перед выпусканием в атмосферу. Первое устройство 70A снижения токсичности выхлопных газов присоединено к первому выпускному коллектору 48A. Первое устройство 70A снижения токсичности выхлопных газов может включать в себя один или более каталитических нейтрализаторов выхлопных газов, таких как тесно соединенный каталитический нейтрализатор. В одном из примеров, тесно соединенный каталитический нейтрализатор в устройстве 70A снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором. Выхлопные газы, вырабатываемые в первом ряду 14A двигателя, очищаются в устройстве 70A снижения токсичности выхлопных газов перед направлением в первое устройство 80A снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова. Первое устройство 80A снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова может включать в себя первый каталитический нейтрализатор 82A выхлопных газов под днищем кузова и второй каталитический нейтрализатор 84A выхлопных газов под днищем кузова. В частности, первый каталитический нейтрализатор 82A под днищем кузова и второй каталитический нейтрализатор 84A под днищем кузова могут быть встроены в устройство 80A снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова в стыковом распределенном контакте друг с другом. В одном из примеров, первый каталитический нейтрализатор 82A выхлопных газов под днищем кузова включает в себя каталитический нейтрализатор SCR, выполненный с возможностью для каталитического раскисления, при котором разновидности NOx восстанавливаются в азот с использованием аммиака. В виде еще одного примера, второй каталитический нейтрализатор 84A выхлопных газов под днищем кузова включает в себя трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Первый каталитический нейтрализатор 82A выхлопных газов под днищем кузова расположен выше по потоку от второго каталитического нейтрализатора 84A выхлопных газов под днищем кузова (в направлении потока выхлопных газов) в устройстве 80A снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова, но ниже по потоку от третьего тесно присоединенного каталитического нейтрализатора выхлопных газов (включенного в устройство 70A снижения токсичности выхлопных газов).

Выхлопные газы, которые очищаются при прохождении сквозь первое устройство 70A снижения токсичности выхлопных газов и первое устройство 80A снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова, затем направляются в направлении места 55 соединения выпусков вдоль первого выпускного коллектора 48A. Оттуда, выхлопные газы могут направляться в атмосферу через общий выпускной канал 50.

Продукты сгорания, вырабатываемые в цилиндрах второго ряда 14B двигателя, выпускаются в атмосферу через второй выпускной коллектор 48B. Второе устройство 70B снижения токсичности выхлопных газов присоединено ко второму выпускному коллектору 48B. Второе устройство 70B снижения токсичности выхлопных газов может включать в себя один или более каталитических нейтрализаторов выхлопных газов, таких как тесно соединенный каталитический нейтрализатор. В одном из примеров, тесно соединенный каталитический нейтрализатор в устройстве 70A снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором. Выхлопные газы, вырабатываемые во втором ряду 14B двигателя, очищаются в устройстве 70B снижения токсичности выхлопных газов перед направлением во второе устройство 80B снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова. Второе устройство 80B снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова также может включать в себя первый каталитический нейтрализатор 82B выхлопных газов под днищем кузова и второй каталитический нейтрализатор 84B выхлопных газов под днищем кузова. В частности, первый каталитический нейтрализатор 82B под днищем кузова и второй каталитический нейтрализатор 84B под днищем кузова могут быть встроены в устройство 80B снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова в стыковом распределенном контакте друг с другом. В одном из примеров, первый каталитический нейтрализатор 82B выхлопных газов под днищем кузова включает в себя каталитический нейтрализатор SCR наряду с тем, что второй каталитический нейтрализатор 84B выхлопных газов под днищем кузова включает в себя трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Второй каталитический нейтрализатор 82B выхлопных газов под днищем кузова расположен выше по потоку от второго каталитического нейтрализатора 84B выхлопных газов под днищем кузова (в направлении потока выхлопных газов) в устройстве 80B снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова, но ниже по потоку от третьего тесно присоединенного каталитического нейтрализатора выхлопных газов (включенного в устройство 70B снижения токсичности выхлопных газов).

Несмотря на то, что вариант осуществления по фиг. 1 показывает каждый ряд двигателя присоединенным к соответствующим устройствам снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова, в альтернативных вариантах осуществления, таких как показанный на фиг. 2, каждый ряд двигателя присоединен к соответствующим устройствам 70A, 70B снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова, но общему устройству 80 снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова. В варианте 200 осуществления, изображенном на фиг. 2, общее устройство 80 снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова расположено ниже по потоку от места 55 соединения выпусков и общего выпускного канала 50. Общее устройство 80 снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова показано с первым каталитическим нейтрализатором 82 выхлопных газов под днищем кузова, расположенным выше по потоку от и объединяемым образом присоединенным ко второму каталитическому нейтрализатору 84 выхлопных газов под днищем кузова (в направлении потока выхлопных газов) в устройстве 80 снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова.

Различные датчики топливно-воздушного соотношения могут быть присоединены к двигателю 10. Например, первый датчик 72 топливно-воздушного соотношения может быть присоединен к первому выпускному коллектору 48A первого ряда 14A двигателя ниже по потоку от первого устройства 70A снижения токсичности выхлопных газов наряду с тем, что второй датчик 74 топливно-воздушного соотношения присоединен ко втором выпускному коллектору 48B второго ряда 14B двигателя ниже по потоку от второго устройства 70B снижения токсичности выхлопных газов. В дополнительных вариантах осуществления, датчики топливно-воздушного соотношения могут быть присоединены выше по потоку от устройств снижения токсичности выхлопных газов. Кроме того другие датчики топливно-воздушного соотношения могут быть включены в состав. например, присоединенные к устройству(ам) снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова. Как конкретизировано на фиг. 3, датчики топливно-воздушного соотношения могут включать в себя датчики кислорода, такие как датчики EGO, HEGO или UEGO. В одном из примеров, расположенные ниже по потоку датчики 72,74 топливно-воздушного соотношения, присоединенные ниже по потоку от устройств 70A, 70B снижения токсичности выхлопных газов, могут быть датчиками HEGO, используемыми для контроля каталитического нейтрализатора, наряду с тем, что расположенные выше по потоку датчики топливно-воздушного соотношения, присоединенные выше по потоку от устройств 70A, 70B снижения токсичности выхлопных газов (когда включены в состав), являются датчиками UEGO, используемыми для управления двигателем.

Кроме того еще, один или более датчиков температуры могут быть присоединены к устройству снижения токсичности выхлопных газов для оценки температуры выхлопных газов, поступающих в устройство, и для оценки температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов. Как конкретизировано в материалах настоящего описания, контроллер может регулировать впрыск топлива в один или более цилиндров двигателя на основании оцененной температуры. Например, как конкретизировано на фиг. 4-6, контроллер может регулировать впрыск топлива цилиндров двигателя среди выведенных из работы при возобновлении работы на основании оцененной температуры. В виде альтернативы, контроллер может регулировать впрыск топлива действующих цилиндров двигателя при работе двигателя в режиме VDE на основании оцененной температуры.

Один или более цилиндров двигателя могут избирательно выводиться из работы в заданных условиях работы двигателя. Например, во время низких нагрузок двигателя, один или более цилиндров выбранного ряда двигателя могут избирательно выводиться из работы. Даже если нагрузка двигателя является более низкой, посредством вывода из работы выбранных цилиндров двигателя, средняя нагрузка цилиндров оставшихся действующих цилиндров повышается, улучшая насосную эффективность. В дополнение, более высокое использование EGR может быть возможным в действующих цилиндрах, даже если нагрузка двигателя является более низкой. Более точно, EGR может использоваться, когда нагрузки двигателя находятся выше, чем пороговое значение, чтобы обеспечивать выигрыши по экономии топлива и выбросам. Однако, на более низких скоростях вращения двигателя, использование EGR может не быть предпочтительным вследствие проблем стабильности сгорания. Посредством работы действующих цилиндров на более высокой средней нагрузке, их допустимые пределы EGR улучшаются, и более высокая интенсивность EGR может использоваться в режиме работы с VDE даже при более низких общих нагрузках двигателя. Синергетическое использование EGR и VDE дополнительно улучшает экономию топлива двигателя.

Избирательный вывод из работы цилиндров может включать в себя вывод из работы топливоснабжения и искрового зажигания на выбранных цилиндрах двигателя (или выбранном ряду цилиндров двигателя, если весь ряд выводится из работы, к примеру, при горизонтальных компоновках коленчатого вала). В дополнение, установка фаз распределения впускных и/или выпускных клапанов может регулироваться, так чтобы по существу нисколько воздуха не прокачивалось через бездействующий ряд двигателя наряду с тем, что воздух продолжает течь через действующий ряд двигателя. В некоторых вариантах осуществления, выведенные из работы цилиндры могут иметь клапаны цилиндра, удерживаемые закрытыми во время одного или более циклов двигателя, при этом клапаны цилиндра выводятся из работы посредством толкателей с гидравлическим приводом или посредством механизма переключения профиля кулачка (CPS), в котором рабочий выступ кулачка без подъема используется для выведенных из работы клапанов. В одном из примеров, контроллер двигателя может избирательно выводить из работы все цилиндры данного ряда двигателя (любого из 14A или 14B) при переключении в режим VDE, а затем, возобновлять работу цилиндров при переключении обратно в режим без VDE.

Посредством избирательного вывода из работы цилиндров двигателя во время условий низкой нагрузки двигателя, насосные потери и потери на трение двигателя понижаются, а экономия топлива улучшается. Однако, продолжающийся поток воздуха через недействующий ряд цилиндров может приводить к падению температуры в устройствах снижения токсичности выхлопных газов, расположенных ниже по потоку от недействующего ряда. В частности, в горизонтальных компоновках коленчатого вала двигателя, имеющих уравновешенную очередность зажигания, таких как двигатель типа V6 или V10, где весь ряд цилиндров выводится из работы в режиме VDE, или двигатель с воздействиями на NVH, которые предоставляют возможность вывода из работы всего ряда цилиндров, каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, присоединенному ниже по потоку от недействующего ряда цилиндров, может быть необходимо подвергаться повторному возобновлению работы вследствие охлаждения каталитического нейтрализатора, когда ряд цилиндров не эксплуатируется (и насыщения кислородом, если клапаны продолжают прокачивать воздух через недействующие цилиндры).

Следует принимать во внимание, что, при других компоновках коленчатого вала двигателя, таких как двигатель типа V8, в режиме VDE, каждый ряд цилиндров может иметь набор выведенных из работы цилиндров. Например, внешние цилиндры и внутренние каждого ряда цилиндров могут выводиться из работы вперемежку. В этих компоновках, где полный ряд цилиндров не выводится из работы в режиме VDE, каталитический нейтрализатор выхлопных газов, присоединенный ниже по потоку от устройства снижения токсичности выхлопных газов, может не подвергаться падению температуры.

Если продолжительность времени работы с VDE коротка, значительное обогащение и/или запаздывание зажигания могут требоваться после выхода из режима VDE, чтобы быстро возобновлять работу каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Это обогащение усиливает повышение расхода топлива. В некоторых случаях, повышение расхода топлива, связанное с возобновлением работы, может сводить к нулю или даже иметь перевес над выигрышем экономии топлива от режима работы двигателя с VDE.

Как конкретизировано в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 3-6, контроллер может осуществлять работу действующих цилиндров с разделенным впрыском топливом в течение некоторой продолжительности времени, чтобы поддерживать температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов выше порогового значения, тем самым, откладывая необходимость в значительном обогащении при возобновлении работы. В дополнение, использование