CN108350818B - 稀燃内燃发动机排气温度控制 - Google Patents

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Abstract

披露了多种用于控制稀燃跳过点火控制内燃发动机的排气温度的方法和安排。在一个方面中，发动机控制器包括后处理系统监测器和点火正时确定单元。该后处理监测器获得与一个或多个后处理元件、诸如催化转换器的温度相关的数据。至少部分地基于这个数据，该点火正时确定单元生成用于以跳过点火方式操作该发动机的点火顺序，这样使得该后处理元件的温度被控制在其有效操作范围内。

Description

稀燃内燃发动机排气温度控制
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年11月11日提交的美国临时申请号62/254,049的优先权，该美国临时申请通过援引以其全文并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于内燃发动机的跳过点火发动机控制系统。更确切地，本发明涉及用于控制排气温度以改进排放控制系统的效力的安排和方法。
背景技术
现今操作中的大多数车辆由内燃(IC)发动机提供动力。内燃发动机典型地具有多个汽缸或其中发生燃烧的其他工作室。由发动机生成的动力取决于递送到每个工作室的燃料和空气的量。发动机必须在大范围的操作速度和转矩输出负载内操作以便适应日常行驶的需要。
存在两种基础类型的IC发动机：火花点火发动机和压缩点火发动机。在前者中，燃烧是由火花引发的，并且在后者中，燃烧是通过与压缩工作室充量相关联的温度增大引发的。压缩点火发动机可进一步分类为分层充量压缩点火发动机(例如，最常规的柴油发动机，并且缩写为SCCI)、预混充量压缩点火(PCCI)、反应性控制压缩点火(RCCI)、汽油压缩点火发动机(GCI或GCIE)、以及均匀充量压缩点火(HCCI)。一些柴油发动机、特别是比较老式的柴油发动机总体上不使用节流阀来控制进入发动机中的空气流量。火花点火发动机总体上以一定化学计量的燃料/空气比进行操作并且通过控制工作室中的质量空气充量(MAC)来控制其输出转矩。质量空气充量总体上使用节流阀控制以降低进气歧管绝对压力(MAP)。压缩点火发动机典型地通过控制所喷射燃料的量(因此改变空气/燃料化学计量)而不是穿过发动机的空气流量来控制发动机输出。发动机输出转矩通过向进入工作室的空气添加更少燃料、即使发动机更稀薄地运行来减小。例如，相比于近似14.5的化学计量空气/燃料比，柴油发动机可以典型地以20至55的空气/燃料比进行操作。
内燃发动机的燃料效率可通过改变发动机排量来在实质上改进。这允许在需要时可获得最大转矩，也可以在不需要最大转矩时，通过使用更小排量来显著地减少泵送损失并改进热效率。现今实现可变排量发动机的最常见方法是基本上同时地停用一组汽缸。在这种方法中，当希望跳过燃烧事件时，与所停用汽缸相关联的进气阀和排气阀保持关闭并且不喷射燃料。例如，8缸可变排量发动机可以停用这些汽缸中的一半(即，4个汽缸)，这样使得其仅使用剩余的4个汽缸进行操作。现今可获得的可商购的可变排量发动机典型地仅支持两种或至多三种排量。
改变发动机的有效排量的另一种发动机控制方法被称为“跳过点火”发动机控制。总的来说，跳过点火发动机控制设想到在选定点火时机过程中选择性地跳过某些汽缸的点火。因此，特定汽缸可以在一个发动机循过程中被点火，并且然后在下一个发动机循环过程中被跳过并在下一个发动机循环过程中选择性地被跳过或点火。以此方式，对有效发动机排量的甚至更精细控制是可能的。例如，对4缸发动机中的每三个汽缸进行点火将提供达最大发动机排量的1/3的有效减少，这是通过简单地停用一组汽缸以形成均匀点火模式所无法获得的分数排量。
火花点火发动机和压缩点火发动机都需要包括一个或多个后处理元件的排放控制系统以限制所不希望污染物的排放，这些污染物是燃烧副产物。催化转换器和微粒过滤器是两种常见的后处理元件。火花点火发动机总体上使用3效催化剂，该3效催化剂既氧化未燃烧碳氢化合物和一氧化碳又还原氮氧化物(NOx)。这些催化剂需要发动机燃烧平均处于或接近一定化学计量的空气/燃料比，这样使得氧化和还原反应均可在催化转换器中发生。由于压缩点火发动机总体上稀薄地运行，因此它们无法仅仅依赖于常规的3效催化剂来满足排放法规。替代地，它们使用另一种类型的后处理装置来还原NOx排放物。这些后处理装置可以使用催化剂、稀NOx捕集器和选择性催化还原(SCR)来将氮氧化物还原成分子氮。最常见的SCR系统在发动机排气流动穿过基于SCR的催化转换器之前向发动机排气添加尿素/水混合物。在SCR元件中，尿素分解成氨，氨与SCR中的氮氧化物反应以形成分子氮(N2)和水(H2O)。另外地，柴油发动机常常需要微粒过滤器来减少烟灰排放。
为了成功地限制发动机排放物，所有后处理系统元件都需要在特定高温范围内操作以更有效地起作用。由于3效催化剂在其中发动机空气流量受控制的火花点火发动机中使用，因此维持在400C范围内的足够高的发动机排气温度，以便有助于3效催化剂中的有效污染物去除是相对容易的。维持稀燃发动机中的充分排气温度更加困难，因为排气温度是由流动穿过发动机的过量空气降低的。存在对于能够在大发动机操作条件范围内控制稀燃发动机的排气温度的改进的方法和设备的需求。
发明内容
描述了用于加热或控制稀燃内燃发动机的排气系统中的后处理元件的温度的多种方法和安排。在一个方面中，发动机控制器包括后处理元件监测器和点火正时确定单元。该后处理元件监测器被安排以获得与一个或多个后处理元件、诸如催化转换器的温度相关的数据。这个数据可以呈后处理元件温度模型的形式和/或可以涉及对该后处理元件的温度的直接测量或感测。该点火正时确定单元确定用于以跳过点火方式操作该发动机的这些工作室的点火顺序。该点火顺序至少部分地基于该后处理元件温度数据。
一些实现方式涉及一种跳过点火发动机控制系统，该跳过点火发动机控制系统响应于多种条件和发动机参数而动态地调整点火分数或点火顺序，这些条件和发动机参数包括氧气传感器数据、NOx传感器数据、排气温度、大气压力、环境湿度、环境温度和/或催化转换器温度。在不同实施例中，逐点火时机地确定点火顺序。
在另一个方面中，描述了一种在冷启动过程中操作具有多个工作室的稀燃内燃发动机的方法。该方法包括：停用至少一个工作室，这样使得没有空气被泵送穿过该工作室；获得与后处理系统中的元件的温度相关的数据；并且确定用于以跳过点火方式操作该发动机的这些工作室的点火顺序。该点火顺序是至少部分地基于该后处理温度数据生成的。
附图说明
通过结合附图参考以下说明可以最佳地理解本发明及其优点可，在附图中：
图1A是用于示例性压缩点火发动机的代表性发动机排气系统的示意图。
图1B是用于示例性压缩点火发动机的替代代表性发动机排气系统的示意图。
图2是示例性压缩点火发动机的排气温度对发动机负载的曲线图。
图3是根据本发明的特定实施例的跳过点火发动机控制器。
图4是示例性压缩点火发动机的排气温度对发动机负载的曲线图，该压缩点火发动机在其中被跳过汽缸被停用的跳过点火控制下进行操作。
图5是示例性压缩点火发动机的排气温度对发动机负载的曲线图，该压缩点火发动机在其中被跳过汽缸泵送空气的跳过点火控制下进行操作。
图6是冷启动过程中和行驶循环的一部分内的后处理元件温度的现有技术代表性曲线图。
图7是使用跳过点火控制的冷启动过程中和行驶循环的一部分内的后处理元件温度的代表性曲线图。
在附图中，相同的参考标号有时用于指定相同的结构元件。还应当认识到，附图中的描绘是图解的而不是按比例的。
具体实施方式
本发明涉及一种用于内燃发动机(并且特别地，稀燃内燃发动机)的跳过点火发动机控制系统。更确切地，本发明涉及用于控制排气温度以改进排放控制系统的效力的安排和方法。在不同实施例中，逐点火时机地或使用Σ-δ或等效地δ-Σ转换器来确定点火顺序。这种跳过点火控制系统可以被定义为动态跳过点火控制。
跳过点火发动机控制设想到在选定点火时机过程中选择性地跳过某些汽缸的点火。因此，例如，特定汽缸可以在一个点火时机过程中被点火并且然后可以在下一个点火时机过程中被跳过，并且然后在下一个点火时机过程中被选择性地跳过或点火。这与常规可变排量发动机操作形成对比，在常规可变排量发动机操作中，在某些低负载操作条件的过程中停用固定的一组汽缸。在跳过点火操作中，可以动态地、例如逐点火时机地做出点火决定，尽管这不是所要求的。
对于其中可以通过在更高的平均MAP水平下进行操作来减少泵送损失的火花点火发动机，跳过点火发动机控制可以提供不同优点，包括燃料经济方面的实质性改进。由于压缩点火发动机典型地不是在低歧管压力下运行，因此对于这种类型的发动机来说，跳过点火控制并不使泵送损失显著减少。然而，跳过点火控制提供用于在大发动机操作条件范围内控制发动机排气温度的手段。具体地，跳过点火控制可以用于增大排气温度，这样使得该温度总体上维持在后处理排放控制系统可以有效地减少尾管排放物的范围内。在轻负载下，例如，在低于1巴BMEP(制动平均有效压力)的负载下，跳过点火控制可以使压缩点火发动机的效率提高10％。
图1A是示例性稀燃发动机和排气系统的示意图。发动机111具有其中发生燃烧的数个工作室或汽缸114。来自燃烧过程的排气通过排气歧管102离开汽缸114。排气系统103a包括一个或多个后处理元件以便减少有害物质到环境中的排放。这些元件可以包括微粒过滤器104、氧化催化转换器106、还原剂喷射系统108、以及还原催化转换器113。这些不同后处理元件或装置可以集体地称为后处理系统。微粒过滤器104去除可能存在于排气流中的微粒物质，即烟灰。氧化催化转换器106氧化排气流中的未燃烧碳氢化合物和一氧化碳。由于发动机111总体上在稀薄空气/燃料比下进行操作，因此排气流中存在总体上充分的氧气来氧化这些不完全燃烧产物。还原剂喷射系统108将还原剂(常常是尿素和水的混合物)引入到废物流中。还原催化转换器113可以使用选择性催化还原法(SCR)来将氮氧化物还原成分子氮和水。还原催化转换器113可以使用两种催化剂。第一催化剂110用于将还原剂108中的尿素转变为氨，并且第二催化剂112用于将氮氧化物和氨转变为分子氮和水。在穿过还原催化转换器113后，排气流经由尾管124离开排气系统103a并进入环境中。排气系统103a中的不同后处理元件可以充分地从排气流去除有害污染物，这样使得排气流与现行环境法规相容。
排气系统103a另外可以包括一个或多个传感器。例如，氧气传感器109a和109b可以对应地放置在氧化催化转换器106之前和之后。NOx传感器117可以位于还原催化转换器113下游。一个或多个温度传感器也可以合并在排气系统103a中。确切地，可存在用于监测氧化催化转换器106的温度的温度传感器107、用于监测微粒过滤器104的温度的温度传感器105、以及用于监测还原催化转换器113的温度的温度传感器115。另外的传感器(图1A或图1B未示出)、诸如排气歧管中的温度传感器可以合并到排气系统中。
为了使排气系统中的后处理元件适当地起作用，它们需要在一定高温范围内操作。具体地，氧化催化转换器106和还原催化转换器113两者中的催化剂都需要在相对窄的温度范围内操作。还原催化剂的代表性操作范围可以介于200C与400C之间，尽管其他催化剂可以具有不同范围。氧化催化剂可以具有更宽且某种程度上更高的操作范围。将氧化催化剂放置在还原催化剂上游导致氧化催化剂总体上暴露于更高温度的排气，因为气体具有更少的时间来在排气系统中冷却。总的来说，排气系统中的后处理元件可以被安排成使得具有更高操作温度范围的元件比其他元件更靠近发动机。这允许第一后处理元件、例如图1A的微粒过滤器104经历最高温度排气流。除非在任何后处理装置中从放热化学反应、从外部热源、未燃烧碳氢化合物的氧化、或从一些其他热源释放显著能量，否则排气流将在其穿过排气路径中的后续元件时总体上冷却。
后处理元件的温度将总体上接近于穿过它的排气的温度，尽管在一些情况下，由催化剂促进的放热化学反应可以增大排气的温度。总的来说，排气将在它们穿过排气系统时由于从排气系统元件和管路到环境中的热传递而冷却，尽管未燃烧或部分燃烧的燃料的继续氧化可以增大排气温度。这种氧化可以在排气流中或在氧化催化剂上发生。相比于穿过催化剂的排气的质量流量率，后处理系统催化剂的质量也是相对大的，因此典型地使催化剂的温度与流动穿过它的排气的温度平衡要花费数分钟。
应当理解，后处理系统中的元件的次序可以修改。图1A所示的安排对于其中微粒过滤器104不需要活性清洁或再生过程的系统来说可以是适当的。图1B示出了替代代表性排气系统103b。这个系统与图1A所示的排气系统103a之间的差别在于不同后处理元件在排气流中的次序。在图1B中，氧化催化转换器106放置在微粒过滤器104的上游。当微粒过滤器104需要通过使其温度上升到大约500C或600C以便烧尽微粒过滤器104上的累积烟灰的主动过程来定期清洁时，这种安排可以是有利的。主动清洁过程可以包括：将未燃烧碳氢化合物引入到排气流中，并且通过在氧化催化转换器106中对它们进行氧化来将它们转换成热量。通过将氧化催化转换器106定位在微粒过滤器104上游，可以在清洁过程中主动地控制微粒过滤器温度。可替代地，微粒过滤器104可以位于还原催化转换器113下游。后处理元件的次序可以根据其操作温度范围和最大可允许温度而改变。
图1A和图1B未示出的不同其他特征和元件可以合并到排气系统中。此类元件可以包括但不限于排气再循环系统(EGR)、用于给涡轮增压器提供动力的涡轮机、以及用于控制穿过涡轮机的排气流量的废气门。
图2示出了在1250rpm下操作的代表性升压压缩点火发动机的排气歧管(图1A和图1B中的102)处的排气温度对发动机操作负载。曲线280表示在所有发动机汽缸都在基本上相同的条件下点火的情况下随发动机负载而变的排气温度，该发动机负载以制动平均有效压力(BMEP)来表达。发动机输出总体上通过改变所喷射燃料的量来控制，尽管诸如燃料喷射正时和排气再循环等其他发动机参数可能影响发动机输出。在空气充量中的基本上所有氧气都在燃烧过程中消耗掉的情况下，最高输出负载与化学计量空气燃料比相关联。更低的输出负载对应于更稀薄的空气/燃料比并改变燃料喷射的正时。图2中还作为阴影区域270示出了实现有效后处理操作的发动机排气温度的操作温度范围。有效温度范围可以由还原催化转换器113中的SCR催化剂限制，SCR催化剂常常具有比氧化催化剂和微粒过滤器更有限的操作温度范围。图2所描绘的阴影区域270具有约200C的操作范围，200C是典型值。SCR催化剂需要维持在这个温度范围内，以便使后处理系统有效地从排气流去除NOx。在一些情况下，如果SCR催化剂在其操作温度范围内，那么其他后处理元件在其对应操作范围内。在这种情况下，SCR催化剂的温度操作范围表示整个后处理系统的温度操作范围。如果排气系统中的其他后处理元件具有不同或更窄的操作温度范围，那么图2所描绘的操作温度范围270可能需要修改。
应当理解，图2所描绘的操作范围270不必是催化剂的操作温度范围，但它是排气歧管中的排气导致催化剂处于其操作温度范围内的温度范围。例如，SCR催化剂操作温度范围可以是200C至400C，并且排气可以在到达催化剂之前冷却了25C。因此，阴影区域270表示近似225C至425C的排气温度范围。不同发动机操作点和发动机设计可以在排气温度与SCR催化剂或后处理系统中的其他催化剂的温度之间具有不同稳态偏移。在一些情况下，排气温度可以在排气系统中由于放热化学反应而上升。以上针对催化剂温度操作范围以及催化剂与排气歧管气体温度之间的偏移温度给出的值仅是代表性的，而不应当被解释为限制本发明的范围。
对图2的审查指示：排气温度仅在发动机操作范围的约一半内落入有效NOx去除的可接受范围内。有利地，跳过点火发动机控制可以用于在典型行驶循环中所经历的发动机操作负载范围的大部分内控制排气温度，这样使得后处理系统温度保持在其操作温度窗口内。具体地，停用一个或多个汽缸以使得在操作循环过程中没有空气被泵送穿过汽缸增大了离开发动机的排气的平均温度。汽缸可以通过停用汽缸进气阀、汽缸排气阀或两种阀来停用。有效地切断汽缸导致有更少的空气来稀释通过燃烧生成的热排气。具体地，跳过点火控制可以用于在低负载条件下使排气流的温度上升。
首先参考图3，将描述根据本发明的一个实施例的跳过点火发动机控制器200。发动机控制器200包括点火分数计算器206、点火正时确定单元204、传动系参数调整模块216、点火控制单元240、以及后处理监测器202。点火控制单元240从点火正时确定单元204、后处理监测器202和传动系参数调整模块216接收输入并基于那个输入管理发动机的工作室的操作。
后处理监测器202表示获得与后处理元件的温度相关的数据的任何适合的模块、机构和/或传感器。温度可以对应于还原催化转换器113、氧化催化转换器106或微粒过滤器104(见图1A和图1B)的温度。如果还原催化转换器具有任何后处理元件的最窄操作范围，那么可以仅使用表示其温度的数据。在不同实施例中，例如，后处理监测器202可以包括来自氧气传感器109a和/或109b的氧气传感器数据。后处理监测器还可以包括来自放置在还原催化转换器113之前和之后的NOx传感器的测量值。后处理监测器202还可以包括诸如环境空气温度、排气歧管中的排气温度、大气压力、环境湿度和/或发动机冷却液温度等输入。温度数据可以使用一个或多个传感器、诸如温度传感器105、107和115来获得。在一些实施例中，发动机控制器200和后处理监测器202不需要对后处理元件的温度进行直接测量或感测。替代地，可以使用利用一个或多个输入的算法、诸如催化转换器温度模型来确定后处理元件或系统温度。模型是基于代表性的或与催化转换器温度相关的以上参数(例如，氧气传感器数据、NOx传感器数据、排气温度、环境温度、大气压力、环境湿度等)中的一个或多个。在一些实施例中，温度模型的组合可以与所测量温度值结合以便确定温度数据。具体地，模型可以用于预测瞬时情况(像发动机启动或发动机负载之间的转变)下的后处理元件温度。在这种情况下，可以使用基于前馈的控制系统来控制后处理元件的温度。在又其他实施例中，后处理监测器202直接估计或感测催化转换器温度或后处理系统中的其他元件的温度。后处理监测器202将后处理系统温度数据传输到传动系参数调整模块216、点火正时确定单元204、点火控制单元240和/或点火分数计算器206。
除了后处理监测器温度数据之外，点火分数计算器206接收指示所希望转矩的输入信号210或其他控制信号。信号210可以从加速踏板位置传感器(APP)或其他适合的来源、诸如巡航控制器、转矩控制器等接收或得到。
基于以上输入，点火分数计算器206被安排以确定跳过点火点火分数(即，所命令点火分数223)。点火分数指示当前(或所指挥)操作条件下的递送所希望的输出和后处理元件温度所要求的点火的百分比。在一些情况下，点火分数可以基于递送所希望的输出和后处理元件温度所要求的优化点火的百分比确定(例如，当工作室在针对燃料效率充分优化的操作点下点火时)。应当理解，点火分数可以用多种多样的方式来传达或表示。例如，点火分数可以采取点火图案、顺序、或涉及或固有地传达上述点火百分比的任何其他点火特性的形式。
点火分数计算器206考虑到可能影响或帮助指示后处理元件温度的多种多样的参数。也就是说，点火分数至少部分地基于从后处理监测器202接收的后处理元件温度数据来确定。在一些方法中，点火分数是基于对后处理元件的直接测量。另外地，可以使用其他信息来确定点火分数，其他信息例如：氧气传感器数据、NOx传感器数据、环境空气温度、排气温度、催化剂温度、大气压力、环境湿度、发动机冷却液温度等。在不同实施例中，由于这些参数随时间的流逝而改变，因此可以响应于这些变化动态地调整点火分数。
用于生成点火分数的方法可以根据特定应用的需要广泛地改变。在一种特定方法中，至少部分地根据时间生成点火分数。也就是说，生成初步点火分数值，根据从发动机启动开始所经过的时间量来以预先确定的方式调整该初步点火分数值。然后，可以基于以上参数(诸如，环境空气温度、排气温度、催化剂温度、NOx传感器数据、和/或氧气传感器数据)中的任一个使用算法来进一步调整初步值。在不同实施例中，已知一些点火分数在特定车辆或发动机设计中会引起不希望的噪声、振动和不平顺性(NVH)，并且可以调整或避免此类点火分数。在又其他实施例中，基于后处理元件温度数据来从具有可接受NVH特性的点火分数的预定义库选择点火分数。后处理元件温度数据可以从后处理元件温度模型获得，或可以是感测到的后处理元件温度。
在所示实施例中，提供与点火分数计算器206合作的传动系参数调整模块216。传动系参数调整模块216指挥点火控制单元240适当地设定选定传动系参数，以便确保实际发动机输出基本上等于所命令点火分数下的所请求发动机输出。通过举例，传动系参数调整模块216可以负责确定所希望的燃料供给水平、燃料喷射事件的数量、燃料喷射正时、排气再循环(EGR)、和/或可希望帮助确保实际发动机输出与所请求发动机输出相匹配的其他发动机设置。当然，在其他实施例中，传动系参数调整模块216可以被安排以直接地控制不同发动机设置。
在本发明的一些实现方式中，传动系参数调整模块216被安排以在不同操作模式之间变换被跳过工作室。如早先所指出的，跳过点火发动机操作涉及点火选定工作室的一个或多个选定工作循环并跳过其他的。在第一操作模式中，被跳过工作室在被跳过工作循环过程中被停用，即，在相应工作循环的持续时间内，非常少的空气或没有空气穿过相应工作室。这种模式通过停用允许空气进入和离开工作室的进气阀和/或排气阀来实现。如果进气阀和排气阀两者都关闭，那么气体被截留在工作室中，从而有效地形成气动弹簧。
在第二操作模式中，用于被跳过工作室的进气阀和排气阀在相应工作循环过程中不密封，并且空气得以流动穿过该工作室。在这种操作模式中，被跳过工作室中不发生燃烧，并且被泵送穿过被跳过工作室的空气被递送到排气系统。这具有稀释排气流并降低其温度的效果。这还将过量氧气引入到排气流中。
在第三操作模式中，在动力冲程后期，被跳过工作室的进气阀和排气阀打开，并且燃料被喷射到汽缸中。结果是由被跳过工作室递送的排气流中的未燃烧或仅轻微燃烧的燃料。未燃烧碳氢化合物进入氧化催化转换器并与来自被跳过工作室的空气发生放热反应。这个反应帮助加热氧化催化转换器。这种方法在发动机启动周期过程中可以是特别有用的，在发动机启动周期中，氧化催化转换器需要快速地加热以便使污染物的排放最小化。在其他实施例中，未燃烧碳氢化合物对于通过使微粒过滤器104的温度上升以烧尽累积烟灰来清洁微粒过滤器可以是有用的。尽管思考将碳氢化合物引入到排气系统中在一些情况下可以是有用的，但总体上应当避免或最少化这种实践，因为它降低了燃料经济性。
应当理解，被跳过汽缸可以按三种操作模式中的任一种来操作，这三种操作模式即停用、在无燃料喷射的情况下操作阀、或以几乎不产生燃烧的方式喷射燃料。也就是说，被跳过汽缸可以在一些工作循环上利用禁用阀来操作，并且在后续循环上利用操作阀来操作，并且在之后的循环上利用禁用阀来操作。汽缸是被跳过还是被点火也以动态方式来控制。这种水平的控制允许优化由被跳过汽缸递送到排气系统中的空气、氧气和未燃烧燃料的量。被点火汽缸总体上产生包含一些残留氧(因为这些汽缸总体上稀薄地运行)以及一些残留水平的未燃烧碳氢化合物的热排气。
控制发动机启动过程中的排放是有技术挑战性的，因为不同后处理元件尚未达到其操作温度。最初从冷启动开始，所有发动机和排气部件都是冷的。可能希望在以标称化学计量的空气/燃料比点火对汽缸点火的情况下以相对低的点火分数启动发动机，并且使所有被跳过汽缸处于模式一以便避免将任何空气泵送到氧化催化转换器中。一旦氧化催化转换器温度开始上升，就可以通过以第二或第三模式操作被跳过汽缸中的至少一些来将氧气递送到催化转换器。可以通过以富空气/燃料比运行点火汽缸或经由穿过被跳过汽缸的后期燃料喷射来在同时将未燃烧碳氢化合物递送到氧化催化转换器，即模式三操作。然后，氧气和未燃烧碳氢化合物可以在氧化催化转换器中发生放热反应以便更快速地增大其温度。这个反应仅可以在氧化催化转换器处于或高于碳氢化合物起燃温度时发生，并且因此可能希望只有一旦氧化催化转换器达到那个温度，才将氧气和未燃烧碳氢化合物引入到催化转换器。一旦氧化催化转换器已经达到其操作温度，就可以按模式三(穿过被跳过汽缸的后期燃料喷射)操作所有被跳过汽缸，以便使排气温度上升。应当理解，通过向氧化催化剂供应未燃烧燃料和氧气来加热氧化催化剂还将加热在排气系统中位于氧化催化剂下游的其他后处理元件。这些后处理元件可以包括还原催化剂和/或微粒过滤器。
在不同实现方式中，传动系参数调整模块216被安排以基于后处理元件温度数据和/或其他发动机操作参数引起发动机在这三种操作模式之间变换。例如，在一些方法中，如果发动机控制器确定后处理元件的温度低于其有效操作温度范围、但高于起燃温度(例如，在冷启动过程中或在延长的低负载条件下)，那么传动系参数调整模块可以利用第三操作模式(例如，涉及将未燃烧碳氢化合物递送到氧化催化转换器的跳过点火发动机操作)。这种操作模式可以帮助加速将氧化催化剂加热到所希望的操作温度。然而，如果发动机控制器确定氧化催化剂的温度足够高或已经达到有效操作温度范围温度，那么传动系参数调整模块将变换到第一操作模式(例如，涉及将稀薄空气燃料混合物递送到被点火工作室以及停用被跳过工作室的跳过点火发动机操作)。
还可能存在其中催化剂温度太高并且需要冷却的情况。例如，压缩点火发动机典型地与后处理排放控制元件联接，该后处理排放控制元件在比火花点火发动机稍微更窄的操作温度带内操作。在一些情况下，后处理元件的温度可能超过这个带。所希望的是避免此类情况，因为过度的温度可能损坏或损害后处理元件的性能。因此，在一些实施例中，发动机控制器做出关于后处理元件是否已经超过特定阈值温度的确定。如果情况是那样，那么可以在温度超过操作温度范围的任何后处理元件之前将外界空气喷射到排气系统中。流动穿过排气系统的额外空气将帮助冷却后处理排放控制元件。一旦发动机控制器确定后处理元件的温度在所希望的操作温度带内，就可以终止外界空气喷射。
应当理解，在一些实施例中，可以将不同模式应用于不同工作循环。换言之，在特定工作室的选定工作循环过程中，工作室可以按第二模式操作，而在紧接的下一个工作循环中，相应工作室将以第一模式操作。换言之，在一个工作循环中，被跳过工作室可以允许空气穿过，而在涉及被跳过工作室的紧接的下一个点火时机中，工作室被停用并密封。空气燃料混合物的递送和工作室阀的操作的变化可以响应于排气系统温度数据和/或多种发动机操作参数从一个工作循环到下一个工作循环并从一个工作室向下一个工作室动态地改变。
点火正时确定单元204从点火分数计算器206和/或传动系参数调整模块216接收输入，并且被安排以发出引起发动机递送由所命令点火分数223指定的点火百分比的一系列点火命令(例如，驱动脉冲信号213)。点火正时确定单元204可以采取多种多样的不同形式。例如，在一些实施例中，点火正时确定单元204可以利用不同类型的查询表来实施所希望的控制算法。在其他实施例中，使用Σ-δ转换器或其他机构。由点火正时确定单元204输出的一系列点火命令(有时被称为驱动脉冲信号213)可以被传送到编排实际点火的点火控制单元240。
一些实现方式涉及特定工作室而不是其他工作室的选择性点火。例如，在从冷启动开始的发动机启动周期过程中，发动机控制器可以仅点火在物理上更靠近排气系统中的后处理元件的(即具有到后处理元件的更短排气流路径的)特定工作室子组。由于来自那些工作室的排气具有更短的行进路径，因此排气损失更少热能并且可以帮助更快且更有效地加热后处理元件。至少一个工作室可以被停用，这样使得没有空气被泵送穿过工作室，从而使排气的温度上升、持续数个工作循环。该至少一个被停用工作室可以是定位成距被加热的后处理元件最远的工作室。
发动机控制器200、点火分数计算器206、传动系参数调整模块216和点火正时确定单元204可以采取多种多样的不同形式和功能。例如，图3所示的不同模块可以合并到更少的部件中或使其特征由更大数量的模块执行。另外的特征和模块可以添加到发动机控制器。通过举例，一些适合的点火分数计算器、点火正时确定单元、传动系参数调整模块和其他相关联模块在共同转让的美国专利号7,954,474；7,886,715；7,849,835；7,577,511；8,099,224；8,131,445；8,131,447；9,086,020；和9,120,478；美国专利申请号13/774,134；13/963,686；13/953,615；13/886,107；13/963,759；13/963,819；13/961,701；13/843,567；13/794,157；13/842,234；13/004,839；13/654,244和13/004,844中进行描述，这些专利中的每一个出于所有目的通过援引以其全文并入本文。以上专利文献中描述的任何特征、模块和操作可以添加到控制器200。在不同替代实现方式中，这些功能块可以使用微处理器、ECU或其他计算装置、使用模拟或数字部件、使用可编程逻辑、使用上述各项的组合和/或以任何其他适合的方式来在算法上实现。
图4示出了具有跳过点火控制的在1250rpm下操作的代表性升压压缩点火发动机的排气歧管气体温度对发动机操作负载。发动机操作负载以相对于在所有汽缸都操作的情况下的总发动机排量的BMEP来表达。图4示出了多条操作曲线410a至410j。这些曲线对应于使发动机以关于停用汽缸的不同点火分数操作，即以上所描述的操作模式一。最左侧曲线410a对应于最低点火分数，并且最右侧曲线410j对应于最高点火分数，即点火分数为1、所有汽缸都点火。中间曲线410b至410i对应于相继更高的点火分数。对应于点火分数为一的曲线410j与图2所示的曲线280的相应部分完全相同。所选择的点火分数可以对应于提供可接受NVH(噪声、振动和不平顺性)特性的点火分数，如共同转让的美国专利号9,086,020和未决美国专利申请号13/963,686和14/638,908中所描述的。图4还示出了阴影区域270，该阴影区域描绘了将排气系统中的后处理元件提升到其操作温度范围所要求的排气歧管气体温度。这个区域与图2所示的阴影区域270完全相同。
在所允许操作区域内，可以通过按曲线410a至410j中所指示的点火分数中的一个进行操作来生成所要求发动机输出，同时将发动机排气温度维持在所要求温度限值内。在一些情况下，若干点火分数可以递送可接受的发动机输出和排气温度。在这些情况下，可以由点火分数计算器206(图3)选择提供最燃料有效的操作的点火分数来操作发动机。对图4的审查示出：使用跳过点火控制所允许的稳态操作范围远大于如图2所示的在无这种控制下的相应范围。针对其他发动机速度，可以生成类似的操作曲线410a至410j和排气歧管气体温度范围470。总的来说，具有变化的点火分数的跳过点火控制中的操作将允许大发动机负载范围内的稳态操作。
如图4所示，存在高于近似9.5巴BMEP的高负载条件范围，其中发动机无法在稳态下进行操作并将后处理系统中的元件维持在其所希望的温度范围内。这些高负载要求对所有汽缸进行操作并且因此没有汽缸被跳过，即点火分数为一。在这些条件下，可以通过将外界空气喷射到排气系统中来降低后处理系统温度，如早先所描述。而且，在典型行驶循环下，发动机很少在延长的时间段内在这个高负载区域内进行操作。由于后处理系统的热惰性，这种高负载工作状态下(诸如，当经过或爬上陡坡时)的持续短时间段的操作总体上将不导致后处理系统超过其操作温度范围。在这些情况下，不需要向后处理系统施加外界空气，因为它将不超过其操作温度范围。
具有跳过点火控制并停用被跳过汽缸的压缩点火内部燃烧的操作允许在大发动机操作范围内维持高排气温度。高排气温度对于微粒过滤器(图1A和图1B中的104)总体上是有利的，该微粒过滤器可以是后处理系统的一部分。将微粒过滤器104维持在高温下将促进截留在过滤器中的烟灰颗粒的氧化。
一些微粒过滤器104要求其温度周期性地上升到大约500C至600C来去除过滤器上的累积烟灰，以便过滤器再次起作用。这种主动温度管理过程是非常消耗燃料的。即使根据过滤器的大小必须每200英里至400英里发生清除/再生过程，但燃料经济性上的总损失可能是显著的。跳过点火操作可以减少或消除对于再生的需求，在该再生中，微粒过滤器104被加热以完全氧化截留在过滤器中的烟灰，从而清洁过滤器。在跳过点火操作的情况下，微粒过滤器总体上可以在更高温度下操作，这降低烟灰堆积速率，从而延长清洁循环之间的周期。在一些情况下，跳过点火控制可以在主动再生过程中用于暂时地故意使排气系统温度上升以清洁微粒过滤器104。这种清洁方法将比依赖于将未燃碳氢化合物引入到排气流中的清洁方法更燃料有效。
图5示出了具有跳过点火控制的在1250rpm下操作的代表性升压压缩点火发动机的排气歧管气体温度对发动机操作负载。图5类似于图4，只是被跳过汽缸不是被停用，而是它们在不添加任何燃料的情况下泵送空气(模式2)。不同曲线510a至510j表示在不同点火分数下进行的操作。数字标志符510a至510j表示与图4所示相同的点火分数。对应于在为一的点火分数下进行的操作的曲线510j与曲线410j和曲线280完全相同。这是如以上所描述的操作模式二。阴影区域270与图2和图4所示的阴影区域完全相同，并且表示将后处理系统中的元件加热到其操作温度范围内所要求的排气温度。对图5的审查示出：相对于所有汽缸都点火(图2所示)，以不向被跳过汽缸添加燃料的模式二进行的操作对扩展可允许稳态操作条件的范围作用不大。在一些情况下，处于模式2的一些被跳过汽缸的操作(泵送)以及处于模式1的一些被跳过汽缸(被停用)对于控制排气温度可以是有用的。
跳过点火控制特别有用的两个操作区域是在启动过程中和在轻负载下，在轻负载下，压缩点火发动机通常非常稀薄运行。这是因为由于轻负载，燃料流量非常低。在大多数比较老式的压缩点火发动机中，由于这些发动机总体上不具有节流阀，因此无法进一步减小空气流量。因此，排气温度对于催化剂中的有效NOx转换来说有时可能太低。一些现有技术解决方案已经使用碳氢化合物到排气系统中的喷射来在排气系统中生成另外的热量，从而将一个或多个后处理元件维持在其所希望的操作温度范围内。这种控制方法牺牲了燃料经济性。跳过点火控制的使用可以消除或至少显著地减轻对这种碳氢化合物喷射的需要。
图6示出了后处理元件606在现有技术压缩点火发动机的冷启动以及行驶循环的一部分内的温度。该图还示出了：起燃温度602，即排气流中的一些碳氢化合物将自燃的温度；以及后处理元件的有效操作范围的下边界604。在这个图中，起燃温度被示出为150C并且下后处理操作范围被示出为200C；然而，这些应当仅被视为代表性值，并且在实践中，它们可以是更大的或更小的。
行驶循环在后处理元件处于环境温度(假设为20C)的情况下开始。后处理元件在时间t1达到起燃温度。只有在这个时间之后，将碳氢化合物喷射到排气流中才可使后处理元件的温度上升。后处理元件温度继续上升、直到时间t2为止，其中后处理元件达到其有效操作范围。在时间t2之前，后处理元件对于排气流去除污染物是无效的。后处理元件对于去除污染物保持有效、直到时间t3为止，该时间表示行驶循环的延长的低负载部分。对于t3与t4之间的时段，后处理元件低于其操作范围并且对于去除污染物是无效的。
为了减少排放，所希望的是减少直到后处理元件达到其操作温度的启动时间，并减少或消除后处理元件在低负载条件过程中下降到低于其操作温度的情况。图7示出了使用本发明的代表性行驶循环。现有技术后处理元件温度被示出为虚线606，这与图6所示的后处理温度完全相同。起燃温度602和后处理元件操作温度的下限604如图6。曲线608描绘了后处理元件温度。使后处理元件达到其操作温度的时间已经从t2减少到t2’。而且，后处理元件在t3与t4之间的延长的低负载时段内维持在其有效操作范围内。发动机控制器可以维持后处理元件温度稍微高于其最小操作温度范围，以便维持高于这个值的缓冲区。维持缓冲区帮助防止后处理元件温度在发动机负载进一步减小的情况下下降到低于后处理元件的操作范围。与图6所示的现有技术相比，当使用图7所示的本发明时，行驶循环内的发动机排放因此更低。
本发明已经主要在控制适合在电动车辆中使用的4冲程、压缩点火、活塞式发动机的点火的背景下进行描述。压缩点火可以使用分层燃料充量、均匀燃料充量、部分均匀充量、或一些其他类型的燃料充量。然而，应当理解，所描述的跳过点火方法非常良好地适于在多种多样的内燃发动机中使用。这些内燃发动机包括用于几乎任何类型的交通工具(包括轿车、卡车、船、营建机具、航空器、摩托车、轻便摩托车等)以及涉及工作室的点火并利用内燃发动机的几乎任何其他应用的发动机。
在一些优选实施例中，点火正时确定模块利用Σ-δ转换。尽管据信Σ-δ转换器非常良好地适于在本申请中使用，但应当理解，这些转换器可以采用多种多样的调制方案。例如，可以使用脉冲宽度调制、脉冲高度调制、面向CDMA的调制或其他调制方案来递送驱动脉冲信号。所描述实施例中的一些利用一阶转换器。然而，在其他实施例中，可以使用更高阶转换器或预先确定的点火顺序的库。
在本发明的其他实施例中，进气阀和排气阀控制可比简单的二进制控制(即打开或关闭)更复杂。可以使用可变升降阀，并且/或者可以由凸轮相位器调整阀打开/关闭正时。这些致动器允许在不使用节流阀且无其相关联泵送损失的情况下有限地控制汽缸MAC。有利地，对汽缸MAC的调整允许针对固定燃料充量对燃料/空气化学计量进行控制。然后，可以优化燃烧条件以获得改进的燃料效率或以便提供燃烧排气中的所希望条件，即氧气水平、温度等。
虽然已经详细描述了本发明的几个实施例，但应当理解，本发明可以在不背离本发明的精神或范围的情况下以许多其他形式来实施。例如，附图和实施例有时描述具体安排、操作步骤和控制机构。应当理解，这些机构和步骤可以适当地修改以适合不同应用的需要。例如，可以更改图1A和图1B所示的排气路径中的不同后处理排放控制元件的次序。可以使用另外的后处理装置，并且可以将单独元件的功能结合到单个元件中。可以更改执行氧化和还原步骤的方法；例如，可以使用稀NOx捕集器替代SCR催化剂。将NOx吸收器/NOx捕集器用于稀燃发动机要求发动机稍富地周期性地(诸如，每分钟或每两分钟)运行，以便从吸收器净化NOx，从而使NOx捕集器再生。由于压缩点火发动机典型地在非常稀薄的条件下操作，尤其是在轻负载下，因此为了使发动机在富集条件下操作以净化NOx捕集器，需要显著减小穿过发动机的空气流量，这通常需要对发动机空气流进行节流。再生过程也是非常消耗燃料的。与净化NOx捕集器的传统方法相比，使用跳过点火控制来净化NOx捕集器将是非常有利的。跳过点火控制的使用可以消除对在发动机中具有节流阀的要求，从而降低发动机成本和复杂性。在其他实施例中，跳过点火控制的使用可以与发动机节流阀配合使用以控制排气温度。
另外地，尽管本发明总体上已经就压缩点火发动机进行描述，但本发明也可以在火花点火、火花点火辅助或电热塞点火辅助发动机中使用。特别地，本发明可应用于稀燃火花点火发动机。这些发动机具有压缩点火发动机的一些属性，诸如排气流中的氧气，因此它们总体上无法使用常规的基于3效催化剂的后处理系统。在一些实施例中，不是发动机中的所有汽缸都需要能够停用。相对于使所有汽缸能够停用的发动机，这可以降低成本。在一些实施例中，重新排序、替换、修改或去除所描述操作中的一个或多个。因此，本发明实施例应当被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于在此给出的这些细节。

Claims (31)

1.一种用于以跳过点火方式操作稀燃内燃发动机的发动机控制器，该发动机包括多个工作室，其中至少一个工作室具有可停用进气阀和/或排气阀，该发动机控制器包括：
点火分数计算器，该点火分数计算器被安排以确定点火分数；
后处理监测器，该后处理监测器被安排以获得与发动机排气系统中的后处理元件的温度相关的数据；以及
点火正时确定单元，该点火正时确定单元被安排以接收该点火分数并确定用于以跳过点火方式操作该发动机的具有可停用进气阀和/或排气阀的该至少一个工作室的点火顺序，其中，该点火顺序至少部分地基于该后处理元件温度数据来生成；并且
其中，该发动机控制器被配置成用于在每个被跳过工作循环过程中选择性地指挥停用相关联进气阀和/或排气阀中的一者或两者，这样使得空气不被泵送穿过该工作室而进入该发动机排气系统中，
其中，对于给定的有效发动机排量，用于操作该至少一个工作室的该点火顺序是逐点火时机地确定的，使得哪个工作循环来点火或跳过的选择是根据该点火分数分别在每个点火时机时单独地做出的。
2.如权利要求1所述的发动机控制器，其中，该后处理元件温度数据是从选自由后处理元件温度模型和所感测后处理元件温度组成的组获得的。
3. 如权利要求1所述的发动机控制器，其中：
该后处理元件温度数据是从后处理元件温度模型获得的；并且
该后处理元件温度模型是基于选自下组的一个或多个，该组由以下各项组成：氧气传感器数据、NOx传感器数据、排气温度、环境温度、穿过该发动机的空气流的质量、所喷射燃料、燃料喷射的正时、歧管压力、凸轮轴位置、残留的截留排气、再循环排气、环境湿度、大气压力、以及发动机冷却液温度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的发动机控制器，其中，该后处理元件是催化转换器。
5.如权利要求4所述的发动机控制器，其中，该后处理元件是使用选择性催化还原催化剂的催化转换器。
6.如权利要求1至3中任一项所述的发动机控制器，其中，该后处理元件是稀NOx捕集器。
7.如权利要求1至3中任一项所述的发动机控制器，其中，该稀燃内燃发动机是选自下组的一个，该组由以下各项组成：分层压缩点火发动机、均匀充量压缩点火发动机、部分均匀充量压缩点火发动机以及稀燃火花点火发动机。
8.如权利要求1至3中任一项所述的发动机控制器，其中，该发动机控制器被配置成用于在发动机启动过程中停用距该后处理元件最远的工作室。
9.如权利要求1至3中任一项所述的发动机控制器，其中，该内燃发动机不具有用于控制进入这些工作室中的空气流的节流阀。
10.如权利要求1至3中任一项所述的发动机控制器，其中，对于该给定的有效发动机排量，逐点火时机地确定用于操作该稀燃内燃发动机的该点火顺序导致该至少一个工作室在连续工作循环中被点火、被跳过、以及被跳过或被点火。
11.一种通过根据权利要求1所述的以跳过点火方式操作稀燃内燃发动机的发动机控制器来控制后处理系统中的元件的温度的方法，所述稀燃内燃发动机具有多个工作室，该方法包括：
获得与排气系统中的后处理元件的温度相关的数据；
确定用于以跳过点火方式操作该发动机的这些工作室的点火顺序，这样使得一些工作室工作循环被跳过并且一些工作室工作循环被点火，其中，该点火顺序至少部分地基于该后处理温度数据来生成，并且
针对这些被跳过工作室工作循环中的一个或多个，在该工作循环的动力冲程后期发起燃料到该工作室中的喷射，该动力冲程中的后期喷射不在该工作室中产生内部燃烧，从而引起未燃烧碳氢化合物被引入到该排气系统中。
12.如权利要求11所述的方法，其中，该后处理元件的该温度暂时地升高以便主动地使该后处理元件再生。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中，该后处理元件是微粒过滤器。
14.如权利要求11或12所述的方法，其中，该稀燃内燃发动机是选自下组的一个，该组由以下各项组成：分层压缩点火发动机、均匀充量压缩点火发动机、部分均匀充量压缩点火发动机以及稀燃火花点火发动机。
15.如权利要求11或12所述的方法，其中，在选定被跳过工作循环过程中，停用这些相应工作室，这样使得在被跳过工作循环过程中没有空气被泵送穿过该相应工作室。
16.如权利要求11或12所述的方法，其中，跳过或点火每个工作室工作循环的决定是在该发动机的跳过点火操作过程中在每次点火时机时单独地做出的。
17.如权利要求11或12所述的方法，其中，该后处理元件是催化转换器。
18.如权利要求11或12所述的方法，其中，该后处理元件是稀NOx捕集器。
19.一种通过根据权利要求1所述的用于以跳过点火方式操作稀燃内燃发动机的发动机控制器来冷启动具有多个工作室的稀燃内燃发动机的方法，每个工作室被安排以在一系列连续工作循环中操作，该方法包括：
在冷启动之后，在选定工作循环过程中通过停用这些工作室中的至少一个来以第一减少有效排量模式操作该稀燃内燃发动机，这样使得在这些选定工作循环过程中没有空气被泵送穿过相应工作室，其中，该稀燃内燃发动机以该第一减少有效排量模式进行操作，至少直到与该稀燃内燃发动机相关联的排气系统中的后处理元件达到碳氢化合物起燃温度为止；
确定该后处理元件是否已经达到至少该碳氢化合物起燃温度；并且
在确定该后处理元件已经达到至少该碳氢化合物起燃温度之后，使该发动机以主动预热跳过点火操作模式进行操作，至少直到该后处理元件已经达到至少所指定操作温度为止，其中，在以该主动预热跳过点火操作模式进行操作的过程中，致使氧气和未燃碳氢化合物被传送到该排气系统中，这样使得这些碳氢化合物中的至少一些由该后处理元件氧化以便加速该后处理元件的预热。
20.如权利要求19所述的方法，其中，在以该第一减少有效排量模式进行操作的过程中，仅这些工作室中在物理上更靠近该排气系统中的该后处理元件的子组被点火。
21.如权利要求19或20所述的方法，其中，在以该第一减少有效排量模式进行操作的过程中，这些工作室在额定化学计量空气/燃料比下进行操作。
22.如权利要求19或20所述的方法，其中，在该第一减少有效排量模式中利用跳过点火发动机操作。
23.如权利要求19或20所述的方法，其中，在这些被点火跳过点火工作循环中的至少一些中，这些未燃烧碳氢化合物中的至少一些是通过利用富空气/燃料比来引入的。
24.如权利要求19或20所述的方法，其中，在主动预热跳过点火模式期间，在这些未燃烧跳过点火工作循环中的至少一些中，这些未燃烧碳氢化合物中的至少一些是经由后期燃料喷射引入的。
25.一种发动机设备，包括：
排气传感器，该排气传感器用于监测用于车辆的内燃发动机的排气系统的操作温度；
发动机控制器，该发动机控制器用于控制该内燃发动机的操作，该发动机控制器被配置成用于接收：
（a）转矩信号，该转矩信号指示该内燃发动机的所请求转矩需求；以及
（b）温度信号，该温度信号来自该排气传感器、指示该车辆的该排气系统的操作温度；
该发动机控制器进一步包括被配置成用于限定多个点火分数的点火分数计算器，每个点火分数限定小于该内燃发动机的全排量的不同有效减少排量，
该发动机控制器进一步被配置成以跳过点火方式控制该内燃发动机的汽缸的点火，同时使用该多个点火分数中的相应一个以选定的减少有效排量操作，这样使得逐点火时机地做出点火这些汽缸或者跳过点火这些汽缸的决定，以便在连续点火时机中，给定汽缸对应地被点火、被跳过以及选择性地被点火或被跳过；
其中，跳过点火控制引起该内燃发动机动态地：
满足如由该转矩信号的变化所指示的改变的转矩需求；并且
响应于该温度信号的变动调整该排气系统的该操作温度以便在预定义温度范围内操作。
26.如权利要求25所述的发动机设备，其中，该发动机控制器进一步被配置成用于对应地在该内燃发动机的一个或多个汽缸的跳过点火过程中防止空气穿过该一个或多个汽缸，该防止空气穿过该一个或多个汽缸而进入该排气系统中起作用来增大该排气系统的该操作温度。
27.如权利要求26所述的发动机设备，其中，该发动机控制器进一步被配置成用于对应地针对该一个或多个汽缸，在防止燃烧的同时通过打开进气阀和排气阀来将空气泵送到该排气系统中，所泵送空气起作用来降低该排气系统的该操作温度。
28.如权利要求25至27中任一项所述的发动机设备，其中，该发动机控制器进一步被配置成用于在基本上无燃烧的情况下喷射并允许燃料穿过一个或多个汽缸，这样使得所传送燃料在该排气系统中被点燃，所点燃燃料增大该排气系统的该操作温度并烧尽该排气系统中的微粒。
29.一种用于以跳过点火方式操作稀燃内燃发动机的发动机控制器，该发动机包括多个工作室，其中至少一个工作室具有可停用进气阀或排气阀，该发动机控制器包括：
点火分数计算器，该点火分数计算器被安排以确定点火分数；
后处理监测器，该后处理监测器被安排以获得与发动机排气系统中的后处理元件的温度相关的数据；以及
点火正时确定单元，该点火正时确定单元被安排以接收该点火分数并确定用于以跳过点火方式操作该发动机的具有可停用进气阀或排气阀的该至少一个工作室的点火顺序，其中，该点火顺序至少部分地基于该后处理元件温度数据来生成，
其中，对于给定的发动机排量，用于操作该至少一个工作室的该点火顺序是逐点火时机地确定的，使得哪个工作循环来点火或跳过的选择是根据该点火分数分别在每个点火时机时单独地做出的。
30.如权利要求29所述的发动机控制器，其中，跳过或点火该多个工作室工作循环中的每一个的决定是在该稀燃内燃发动机的跳过点火操作过程中在每次点火时机时单独地做出的。
31.如权利要求29或30所述的发动机控制器，其中，逐点火时机地确定用于操作该稀燃内燃发动机的该点火顺序导致该至少一个工作室在连续工作循环中被点火、被跳过、以及被跳过或被点火。
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