CN112459912A - 用于改善排气系统效率的方法和系统 - Google Patents

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约翰·埃里克·罗林杰
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Abstract

本公开提供了“用于改善排气系统效率的方法和系统”。提供了用于改善车辆的排气后处理系统的效率的方法和系统。在一个示例中，第一组发动机气缸连续地以富空燃比进行操作，而第二组发动机气缸连续地以稀空燃比进行操作。来自所述两组发动机气缸的富排气和稀排气可以在排气后处理系统内被氧化以改善催化剂效率。

Description

用于改善排气系统效率的方法和系统
技术领域
本申请涉及用于改善发动机排气后处理系统的效率的方法和系统。所述系统和方法可以经由减少达到发动机排气后处理系统的起燃温度的时间量来改善发动机排气后处理系统的效率。
背景技术
内燃发动机可以包括用于处理发动机排气的排气后处理系统。排气后处理系统的效率可以是温度相关的，并且排气后处理系统的效率可以随着排气后处理系统的温度升高直到阈值温度而提高。因此，在发动机冷起动之后，可以通过使排气后处理系统在发动机冷起动之后更快地达到阈值温度来提高排气后处理系统的效率。然而，在发动机冷起动之后，发动机的排气的温度可能不足以如可能所期望那样快地提高排气后处理系统的效率，从而无法如所可能期望那样多地减少发动机排放。因此，可能期望提供一种在减少的时间量内提高排气后处理系统的效率由此减少发动机排气尾管排放的方式。
发明内容
发明人在本文中已经认识到，可能期望提高发动机排气系统效率并且已经开发了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：响应于排气后处理温度低于阈值温度而经由控制器以富空燃比连续地操作至少一个发动机气缸持续多个发动机循环并且以稀空燃比连续地操作至少一个发动机气缸持续所述多个发动机循环，其中所述富空燃比是请求输送到排气后处理系统的热通量的大小的函数。
通过根据请求输送到排气后处理系统的热通量的大小来调整一组气缸的富空燃比，可以提供经由减少催化剂达到起燃或阈值工作温度所花费的时间量来改善催化剂效率的技术结果。减少催化剂达到起燃互阈值温度所需的时间量可以在发动机操作时间段的过程中提高催化剂效率。可以经由使排气中所含的碳氢化合物在催化剂处氧化来升高催化剂温度。碳氢化合物可以经由从以稀空燃比操作的气缸供应的排气中所含的氧气来氧化。此外，发动机的总空燃比平均起来可以为化学计量空燃比，使得催化剂效率可以为高。
本文描述的系统和方法可以提供若干优点。具体地，本文描述的方法和系统可以提高催化剂效率。此外，所述系统和方法可以应用于一种以上的发动机类型。更进一步地，所述系统和方法可以在不增加系统成本的情况下改善催化剂效率。
应当理解，提供以上发明内容来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在详细描述之后的权利要求限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了车辆的发动机系统的示意图。
图2和图3示出了图1所示的发动机的两种不同的发动机缸体配置。
图4示出了用于图1至图3的系统的示例性发动机操作序列。
图5示出了用于操作图1至图3的系统的方法。
具体实施方式
以下描述涉及用于改善发动机的排气系统的效率的系统和方法。发动机可以是图1至图3所示的类型。发动机可以根据图4的序列进行操作。可以调整发动机气缸的空燃比以增加进入催化剂的碳氢化合物的氧化，使得催化剂温度升高，由此提高催化剂的效率。一组气缸向催化剂提供氧气，而另一组气缸向催化剂提供碳氢化合物。平均起来，排气成分等效于在发动机中燃烧化学计量的空气-燃料混合物。图5示出了用于操作图1至图3的系统以产生图4的序列的方法。
现在转向附图，图1描绘了内燃发动机10的气缸14的示例，所述内燃发动机可以包括在车辆5中。发动机10可以是如下文进一步描述的可变排量发动机(VDE)。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统和通过来自人类车辆操作员130经由输入装置132的输入来控制。在该示例中，输入装置132包括加速踏板和踏板位置传感器134，所述踏板位置传感器用于产生比例踏板位置信号。发动机10的气缸(在本文也被称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136，其中活塞138位于所述燃烧室壁中。活塞138可以联接到曲轴140，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器54联接到车辆5的至少一个车轮55，如下面进一步描述。此外，起动机马达(未示出)可以经由飞轮联接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
在一些示例中，车辆5可以是具有对一个或多个车轮55可用的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56和57接合时，发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中，第一离合器56设置在曲轴140与电机52之间，而第二离合器57设置在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号以接合或分离离合器，以便将曲轴140与电机52和与其连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。控制器12还可接收输入并将输出提供给人/机接口17。人/机接口17可以接受人类驾驶员输入请求以起动车辆和发动机。人/机接口17还可以向人类提供诊断信息。人/机接口17可以是触摸屏显示器、按钮、钥匙开关或其他已知类型的人/机接口。
动力传动系统可以通过各种方式配置，这些方式包括并联、串联或混联式混合动力车辆。在电动车辆示例中，系统电池58可以是牵引电池，所述牵引电池将电力输送到电机52以向车轮55提供扭矩。在一些示例中，电机52还可以充当发电机操作以例如在制动操作期间提供电力以对系统电池58充电。应当明白，在包括非电动车辆示例的其他示例中，系统电池58可以是联接到交流发电机46的典型起动、照明、点火(SLI)电池。
交流发电机46可以被配置为在发动机运行期间经由曲轴140使用发动机扭矩对系统电池58充电。另外，交流发电机46可基于发动机的一个或多个电气系统(诸如一个或多个辅助系统，包括暖通空调(HVAC)系统、车灯、车载娱乐系统和其他辅助系统)的对应的电气需求来对它们供电。在一个示例中，在交流发电机上汲取的电流可基于驾驶舱冷却需求、电池充电要求、其他辅助车辆系统需求和马达扭矩中的每一者而不断改变。电压调节器可联接到交流发电机46以便基于系统使用要求(包括辅助系统需求)来调节交流发电机的功率输出。
发动机10的气缸14可经由一系列进气通道142和144以及进气歧管146来接收进气。除了气缸14之外，进气歧管146还可与发动机10的其他气缸连通。进气通道中的一者或多者可以包括一个或多个增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了配置有涡轮增压器的发动机10，所述涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174以及沿着排气通道135布置的排气涡轮176。当增压装置被配置为涡轮增压器时，压缩机174可至少部分地通过排气涡轮176经由轴180提供动力。然而，在其他示例中，诸如当发动机10设置有机械增压器时，压缩机174可以通过来自马达或发动机的机械输入提供动力，并且可以可选地省略排气涡轮176。在另外的其他示例中，发动机10可以设置有电动机械增压器(例如，“电增压器”)，并且压缩机174可以由电动马达驱动。在另外的其他示例中，诸如当发动机10是自然进气式发动机时，发动机10可以不设置有增压装置。
包括节流板164的节气门162可以设置在发动机进气通道中以用于改变被提供给发动机气缸的进气的流量和/或压力。例如，节气门162可定位在压缩机174的下游，如图1所示，或者可以替代地设置在压缩机174的上游。节气门162的位置可以经由来自节气门位置传感器的信号被传送到控制器12。
除了气缸14之外，排气歧管148还可以从发动机10的其他气缸接收排气。排气传感器126被示为联接到排放控制装置178的上游的排气歧管148。排气传感器126可从用于提供排气空燃比(AFR)的指示的各种合适的传感器中选择，例如，这些合适的传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。在图1的示例中，排气传感器126是UEGO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或者它们的组合。在图1的示例中，排放控制装置178是三元催化剂。
发动机10的每个气缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸14被示为包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，包括气缸14的发动机10的每个气缸都可以包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。在该示例中，进气门150可以由控制器12通过经由包括一个或多个凸轮151的凸轮致动系统152的凸轮致动来控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由包括一个或多个凸轮153的凸轮致动系统154来控制。进气门150和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器(未示出)和/或凸轮轴位置传感器155和157来确定。
在一些状况期间，控制器12可以改变被提供给凸轮致动系统152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。可以同时控制进气门正时和排气门正时，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的可能性中的任一种。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可以由控制器12操作来改变气门操作的可变排量发动机(VDE)、凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者。在替代示例中，进气门150和/或排气门156可以通过电动气门致动来控制。例如，气缸14可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由凸轮致动(包括CPS和/或VCT系统)控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器(或致动系统)或可变气门正时致动器(或致动系统)控制。
如本文进一步所述，进气门150和排气门156可以在VDE模式期间经由电致动摇臂机构来停用。在另一个示例中，进气门150和排气门156可以经由CPS机构来停用，在所述CPS机构中，没有升程的凸轮凸角用于停用的气门。还可以使用另外的其他气门停用机构，诸如用于电致动气门的机构。在一个示例中，进气门150的停用可以由第一VDE致动器(例如，联接到进气门150的第一电致动摇臂机构)控制，而排气门156的停用可以由第二VDE致动器(例如，联接到排气门156的第二电致动摇臂机构)控制。在替代示例中，单个VDE致动器可以控制气缸的进气门和排气门两者的停用。在另外的其他示例中，单个气缸气门致动器停用多个气缸(进气门和排气门两者)，诸如发动机组中的所有气缸，或者不同的致动器可以控制所有进气门的停用，而另一个不同的致动器控制停用的气缸的所有排气门的停用。应当明白，如果气缸是VDE发动机的不可停用的气缸，则气缸可以不具有任何气门停用致动器。每个发动机气缸可以包括本文所述的气门控制机构。在被停用时，进气门和排气门在一个或多个发动机循环保持在关闭位置以便防止流入或流出气缸14。
气缸14可以具有压缩比，所述压缩比是当活塞138处于下止点(BDC)时与处于上止点(TDC)时的容积比。在一个示例中，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以增大。例如，当使用较高辛烷值的燃料或具有较高潜在汽化焓的燃料时，可能发生这种情况。如果使用直接喷射，由于直接喷射对发动机爆震的影响，则压缩比也可以增大。
发动机10的每个气缸可以包括用于发起燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。可以基于发动机工况和驾驶员扭矩需求来调整火花正时。例如，可以在最佳扭矩最小点火提前角(MBT)正时提供火花以将发动机功率和效率最大化。控制器12可以将发动机工况(包括发动机转速、发动机负荷和排气AFR)输入到查找表中，并且输出针对所输入的发动机工况的对应MBT正时。在其他示例中，火花可从MBT延迟，诸如以便在发动机起动期间加速催化剂预热，或以便减少发动机爆震的发生。
在一些示例中，发动机10的每个气缸都可以被配置有一个或多个燃料喷射器以用于向其提供燃料。作为非限制性示例，气缸14被示为包括直接燃料喷射器166和进气道燃料喷射器66。燃料喷射器166和66可以被配置为输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示为直接联接到气缸14以用于与从控制器12接收的信号的脉冲宽度成比例地直接在其中喷射燃料。进气道燃料喷射器66可以由控制器12以类似的方式控制。通过这种方式，燃料喷射器166提供所谓的燃料直接喷射(下文也被称为“DI”)到气缸14中。尽管图1示出了定位到气缸14的一个侧面的燃料喷射器166，但是燃料喷射器166可以替代地位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料的较低挥发性，所以当使用醇基燃料操作发动机时，这样的位置可能增加混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于顶部并靠近进气门以增加混合。燃料可以经由燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器166和66。此外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。
燃料喷射器166和66可以被配置为以不同的相对量从燃料系统8接收不同的燃料作为燃料混合物，并且还被配置为将所述燃料混合物直接喷射到气缸中。例如，燃料喷射器166可以接收醇燃料，而燃料喷射器66可以接收汽油。此外，可在气缸的单个循环的不同冲程期间将燃料输送到气缸14。例如，直接喷射的燃料可以在前一排气冲程期间、在进气冲程期间和/或在压缩冲程期间至少部分地输送。进气道喷射的燃料可以在接收燃料的气缸的前一循环的进气门关闭之后喷射且直到当前气缸循环的进气门关闭。因此，对于单个燃烧事件(例如，经由火花点火在气缸中燃烧燃料)，可以经由任一个或两个喷射器在每个循环中执行一次或多次燃料喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或者它们的任何适当组合期间执行多次DI喷射，这被称为分流燃料喷射。
燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料，诸如具有不同燃料质量和不同燃料成分的燃料。差异可以包括不同的醇含量、不同的含水量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料掺混物和/或它们的组合等。具有不同的汽化热的燃料的一个示例包括作为具有较低汽化热的第一燃料类型的和作为具有较大汽化热的第二种燃料类型的乙醇。在另一个示例中，发动机可以使用汽油作为第一燃料类型并使用诸如E85(大约85％乙醇和15％汽油)或M85(大约85％甲醇和15％汽油)的含醇燃料掺混物作为第二燃料类型。其他可行的物质包括水、甲醇、醇与水的混合物、水与甲醇的混合物、醇的混合物等。在又一示例中，这两种燃料都可以是具有不同醇成分的醇掺混物，其中第一燃料类型可以是具有较低醇浓度的汽油醇掺混物，诸如E10(大约10％乙醇)，而第二燃料类型可以是具有更高醇浓度的汽油醇掺混物，诸如E85(大约85％乙醇)。另外，第一燃料和第二燃料在其他燃料质量方面也可能不同，诸如温度、粘度、辛烷值等的差异。此外，一个或两个燃料箱的燃料特性可能例如由于燃料箱重新填充的每日变化而经常变化。
控制器12在图1中被示为微计算机，所述微计算机包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序(例如，可执行指令)和校准值的电子存储介质(在该特定示例中被示为非暂时性只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。控制器12可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括先前讨论的信号并另外包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到排气通道135的温度传感器158的排气温度；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型的传感器)的曲轴位置信号；来自节气门位置传感器163的节气门位置；来自排气传感器126的信号UEGO，其可以由控制器12使用来确定排气的空燃比；经由爆震传感器90的发动机振动(例如，爆震)；以及来自MAP传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。控制器12可以根据曲轴位置产生发动机转速信号RPM。来自MAP传感器124的歧管压力信号MAP可以用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可以基于发动机冷却剂温度来推断发动机温度，并基于从温度传感器158接收的信号来推断排放控制装置178的温度。
控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器来基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如，控制器可通过致动气门致动器152和154以使停用选定气缸来使发动机转换到在VDE模式下操作。
如上所述，图1仅示出多缸发动机中的一个气缸。因而，每个气缸可以类似地包括其自身的一组进气门/排气门、一个或多个燃料喷射器、火花塞等。应当明白，发动机10可以包括任何合适数量的气缸，包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。此外，这些气缸中的每一个可以包括由图1参考气缸14所描述和描绘的各种部件中的一些或所有部件。
在选定状况期间，诸如当未请求发动机10的全扭矩能力时，控制器12可以选择停用第一或第二气缸组中的一者(在本文中也被称为VDE操作模式)。在VDE模式期间，可以通过关闭相应的燃料喷射器166和66来停用选定气缸组的气缸。此外，气门150和156可以被停用并在一个或多个发动机循环内保持关闭。尽管禁用的气缸的燃料喷射器被关闭，但其余启用的气缸继续执行燃烧，其中对应的燃料喷射器以及进气门和排气门是活动的并且在操作。为了满足扭矩需要，控制器调整进入活动发动机气缸的空气量。因此，为了提供八缸发动机在0.2发动机负荷和特定发动机转速下产生的等效发动机扭矩，与当发动机在所有发动机气缸都活动的情况下操作时的发动机气缸相比，活动发动机气缸可以在更高的压力下操作。这需要更高的歧管压力，从而导致降低泵气损失并提高发动机效率。另外地，暴露于燃烧的较小的有效表面积(仅来自活动气缸)减少了发动机热损失，从而提高了发动机的热效率。
现在参考图2，示出了发动机10的平面图。发动机10的前部10a可以包括前端附件驱动器(FEAD)(未示出)以向交流发电机、动力转向系统和空调压缩机提供动力。在该示例中，发动机10被示为具有编号为1至8的八个气缸的V8配置。发动机10包括第一气缸组10b，所述第一气缸组包括编号为1至4的气缸。发动机10包括第二气缸组10c，所述第二气缸组包括编号为5至8的气缸。来自第一气缸组10b的排气可以被引导到第一排气催化剂，并且来自第二气缸组10c的排气可以被引导到第二催化剂。
现在参考图3，示出了发动机10的前视图。在该示例中，发动机10仅包括单个气缸组10b。一号气缸位于气缸组10b的前部10a处。来自气缸1至4的排气可以被引导到如图1所示的催化剂178。
因此，图1至图3提供了一种用于操作发动机的系统，所述系统包括：发动机，所述发动机包括排气后处理系统；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令来以富空燃比连续地操作第一实际总数的发动机气缸持续多个发动机循环，并且以稀空燃比连续地操作第二实际总数的发动机气缸持续所述多个发动机循环，其中所述第一实际总数的发动机气缸是基于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的大小。所述系统包括：其中所述第二实际总数的发动机气缸是基于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的所述大小。
在一个示例中，所述系统还包括附加指令以与所述第二实际总数的发动机气缸的火花正时不同地调整所述第一实际总数的发动机气缸的火花正时。所述系统包括：其中所述第一实际总数的气缸等于所述第二实际总数的气缸。所述系统包括：其中所述第一实际总数的气缸大于所述第二实际总数的气缸。所述系统包括：其中所述第一实际总数的气缸小于所述第二实际总数的气缸。所述系统还包括附加指令来以平均起来为化学计量空燃比操作所述发动机。所述系统还包括附加指令以响应于催化剂温度超过阈值温度而以振荡的富到稀空燃比和稀到富空燃比来操作所述第一实际总数的发动机气缸。
现在参考图4，示出了示例性发动机操作序列。图4的序列可以经由图1至图3的系统结合图5的方法来提供。图4所示的曲线图在时间上对齐并且曲线图在同一时间发生。时刻t0和t1处的竖直线表示序列中的感兴趣时间。图4的序列用于点火顺序为1-3-4-2的四冲程四缸发动机。
从图4顶部起的第一曲线图是一号气缸空燃比相对于发动机循环的曲线图。竖直轴线表示一号气缸空燃比，并且发动机空燃比沿竖直轴线箭头的方向增大。水平轴线表示发动机循环，并且自从最近发动机停止以来的实际总数的发动机循环以竖直线开始并且以竖直线结束。例如，竖直线460表示发动机循环一的结束和发动机循环二的开始。水平线450表示化学计量空燃比。迹线402表示一号气缸的空燃比。
从图4顶部起的第二曲线图是三号气缸空燃比相对于发动机循环的曲线图。竖直轴线表示三号气缸空燃比，并且发动机空燃比沿竖直轴线箭头的方向增大。水平轴线表示发动机循环，并且自从最近发动机停止以来的实际总数的发动机循环以竖直线开始并且以竖直线结束。水平线452表示化学计量空燃比。迹线404表示三号气缸的空燃比。
从图4顶部起的第三曲线图是四号气缸空燃比相对于发动机循环的曲线图。竖直轴线表示四号气缸空燃比，并且发动机空燃比沿竖直轴线箭头的方向增大。水平轴线表示发动机循环，并且自从最近发动机停止以来的实际总数的发动机循环以竖直线开始并且以竖直线结束。水平线454表示化学计量空燃比。迹线406表示四号气缸的空燃比。
从图4顶部起的第四曲线图是一号气缸空燃比相对于发动机循环的曲线图。竖直轴线表示二号气缸空燃比，并且发动机空燃比沿竖直轴线箭头的方向增大。水平轴线表示发动机循环，并且自从最近发动机停止以来的实际总数的发动机循环以竖直线开始并且以竖直线结束。水平线456表示化学计量空燃比。迹线408表示二号气缸的空燃比。
在前四个曲线图中，高于化学计量空燃比的空燃比的迹线表示进行稀操作的气缸。低于化学计量空燃比的空燃比的迹线表示进行富操作的气缸。
自图4顶部起的第五曲线图是催化剂温度相对于发动机循环的曲线图。竖直轴线表示催化剂温度，并且催化剂温度沿竖直轴线箭头的方向升高。水平轴线表示发动机循环，并且自从最近发动机停止以来的实际总数的发动机循环以竖直线开始并且以竖直线结束。水平线458表示催化剂起燃温度或催化剂阈值温度。迹线410表示催化剂温度。
从图4顶部起的第六曲线图是具有稀空燃比的气缸中的发动机火花能量相对于发动机循环的曲线图。竖直轴线表示发动机火花能量，并且发动机火花能量沿竖直轴线箭头的方向增加。迹线412表示具有稀空燃比的气缸的火花能量。
从图4顶部起的第七曲线图是具有富空燃比的气缸中的发动机火花能量相对于发动机循环的曲线图。竖直轴线表示发动机火花能量，并且发动机火花能量沿竖直轴线箭头的方向增加。迹线414表示具有富空燃比的气缸的火花能量。
在时间t0处，发动机停止并且催化剂温度低。发动机不接收火花并且发动机不旋转。在时间t0之后不久和右侧，请求发动机起动(未示出)。发动机经由起动机(未示出)旋转，并且开始向发动机喷射燃料。发动机被定位成使得一号气缸在其进气冲程上，并且一号气缸是在经由起动机马达开始发动机转动起动之后接收燃料的第一气缸。一号气缸的空燃比从在时间t0处的最近发动机停止以来的发动机的第一循环开始调整为稀空气-燃料混合物。当发动机旋转时，燃料接下来被喷射到三号气缸中。三号气缸的空燃比为富。发动机继续旋转，并且燃料接下来被喷射到四号气缸中。四号气缸的空燃比为稀。最后，在第一发动机循环期间，将燃料喷射到二号气缸。二号气缸的空燃比为稀。所有发动机气缸的组合发动机空燃比是化学计量空燃比。催化剂温度低并且它开始升高。稀气缸的发动机火花能量为高水平以降低发动机失火的可能性。稀气缸的发动机火花能量是中等水平。
在时间t0至时间t1之间，一号气缸和四号气缸继续以稀空气-燃料混合物进行操作，并且发动机加速。二号气缸和三号气缸继续以富空气-燃料混合物进行操作。催化剂温度继续升高，并且富气缸和稀气缸的火花能量水平保持不变。发动机空燃比使催化剂温度以一定加速速率升高以改善催化剂效率。
在时间t2处，催化剂温度超过阈值温度458。控制每个发动机气缸的空燃比以在富空燃比与稀空燃比之间振荡。此外，将每个气缸的火花能量调整到中间水平。因此，发动机开始以标准闭环空气燃料控制模式操作。
在该示例中，发动机经由燃烧自从最近发动机停止(例如，发动机不旋转并且不燃烧燃料)以来的第一空气-燃料混合物(其是稀空气-燃料混合物)而开始操作。通过自从最近发动机停止以来以稀空燃比操作第一气缸，可以减少发动机排气尾管碳氢化合物排放并减少催化剂起燃时间。以富空燃比操作的发动机气缸(例如，三号气缸号和四号气缸)不进行点火，直到自从最近发动机停止以来的第二次燃烧事件，使得碳氢化合物在催化剂不会遇到催化剂，直到已经经由来自稀空气-燃料混合物的排气加热了催化剂。这可以减少催化剂起燃时间并减少发动机排放。因此，在该示例中，来自气缸中的至少一次稀燃烧事件的排气在来自富燃烧事件的排气到达催化剂之前使催化剂升温，使得可以减少催化剂起燃时间。
在其他示例中，发动机可以经由在所有发动机气缸中燃烧稀空气-燃料混合物持续自从最近发动机停止(例如，发动机不旋转并且不燃烧燃料)以来的预定数量的燃烧事件(例如，燃烧事件是气缸中的空气和燃料的燃烧)而开始操作。通过在所有发动机气缸具有稀空燃比的情况下操作发动机，可以减少发动机排气尾管碳氢化合物排放并减少催化剂起燃时间。在预定数量的燃烧事件之后，发动机气缸的一部分以富空燃比进行操作以加速催化剂起燃时间。在预定数量的燃烧事件之后，发动机气缸的一部分继续燃烧稀空气-燃料混合物。另外，在预定数量的燃烧事件之后，发动机气缸的一部分可以化学计量空气-燃料混合物进行操作。这种操作可以减少催化剂起燃时间并减少发动机排放。因此，在该示例中，来自多次稀燃烧事件的排气在来自富燃烧事件的排气到达催化剂之前使催化剂升温，使得可以减少催化剂起燃时间。
现在参考图5，示出了用于操作发动机并减少催化剂达到请求的或期望的温度的时间量的方法。方法500的至少部分可被实施为存储在非暂时性存储器中的可执行控制器指令。方法500可以与图1至图3的系统协作地操作。另外，方法500的部分可以是在物理世界中采取以转变致动器或装置的操作状态的动作。
在502处，方法500确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于发动机转速、发动机温度、催化剂温度、环境温度、环境压力、发动机空气流量和发动机空燃比。可经由控制器和联接到控制器的各个传感器确定工况。方法500前进到504。
在504处，方法500判断是否存在发动机冷起动的请求。如果控制器12从人/机接口接收到输入，则方法500可以判断存在起动发动机的冷起动请求。替代地，控制器12可以响应于输入而自动地产生发动机起动请求。如果方法500判断存在发动机起动请求，则答案为是并且方法500前进到506。否则，答案为否并且方法500前进到550。
在550处，方法500判断催化剂温度是否低于阈值温度。在一个示例中，阈值温度是催化剂效率可以达到预定水平(例如，50％效率)的温度。如果方法500判断催化剂温度低于阈值温度，则答案为是并且方法500前进到506。否则，答案为否并且方法500前进到520。
在506处，方法500确定用于将催化剂或另一个排气系统部件加热到期望的或请求的温度的热通量大小。热通量大小是每单位时间每单位面积的能量流(量例如，千瓦/米2)。所述面积可以是催化剂、发动机排气歧管的出口或被加热的排气部件的正面面积。可以根据被加热物体或装置(例如，催化剂)的初始温度、经由发动机产生不同大小的热通量并向被加热物体或装置供应热通量并且测量从热通量首次被引导到被加热物体的时间到物体达到请求的温度的时间所花费的时间量来以经验确定用于将催化剂加热到请求的温度的热通量大小。可以经由温度传感器和流速传感器(例如，发动机质量空气流速传感器)来确定输送到被加热装置的热能的量。用于加热催化剂或排气系统部件的热通量大小可以存储在控制器存储器中的表或函数中。可以经由催化剂的初始温度来参考所述表或函数，并且所述表输出用于将催化剂或另一排气系统部件加热到期望的或请求的温度的以经验确定的热通量大小。每个气缸组可能存在唯一的热通量大小。因此，可以存在用于确定包括两个气缸组的排气系统的热通量的一个或多个函数。例如，所述表或函数可以输出2千瓦的值以在20秒的时间段内将催化剂从20℃加热到550℃。应当注意，催化剂不需要是最上游催化剂(例如，最靠近发动机的催化剂)也能确定将催化剂或排气系统部件加热到请求的温度(例如，催化剂起燃温度)的热通量。方法500在确定所请求的热通量之后前进到508。
在508处，确定可以经由以富空燃比进行操作的一个气缸产生的热通量的大小。具体地，方法500参考针对气缸以经验确定的热通量值的表或函数，所述热通量值是基于在气缸中发生燃烧之后不参与气缸内的燃烧的碳氢化合物的量。例如，如果在0.3负荷和怠速下气缸接收到富燃烧极限为12:1的空燃比(其中化学计量空燃比为14.6:1)，则气缸可以排出未燃烧的碳氢化合物，其可以在二十秒内在催化剂处产生最大0.5千瓦。可以经由测量当发动机以空气-燃料不平衡进行操作时的催化剂或排气系统部件的温度升高来以经验确定可以经由空燃比不平衡产生的热通量大小。以发动机处于各个转速、负荷和富极限空燃比处进行操作的发动机气缸的热通量大小存储在控制器存储器中的表或函数中。可以经由发动机转速和发动机负荷来参考或索引所述表或函数。所述表输出用于在当前发动机转速和发动机负荷下操作空燃比(其是富极限空燃比)不平衡的气缸的最大热通量(例如，不允许气缸空燃比低于富极限空燃比)。这是以富空燃比不平衡进行操作的每个气缸可以提供的最大热通量大小。当前发动机转速和负荷可以是针对发动机冷起动状况的预定发动机转速和负荷(例如，在0.35发动机负荷下，发动机转速＝1100RPM)。方法500前进到510。
在510处，方法500确定用于产生经由发动机气缸之间的空燃比不平衡而提供给催化剂或排气系统部件的热通量的一部分的发动机气缸的总数。空气燃料不平衡可以被描述为发动机气缸之间的空燃比差。例如，一些发动机气缸可以富空燃比进行操作，而其他气缸以稀空燃比进行操作。在发动机气缸中未参与燃烧的过量碳氢化合物可以经由在发动机气缸中未参与燃烧的过量氧气在排气系统中被氧化，以增加提供给催化剂或排气系统部件的热通量。
在一个示例中，方法500确定可以经由发动机在发动机怠速和预定发动机负荷(例如，0.3至0.4之间的发动机负荷)下以最大量的火花延迟进行操作而提供的热通量的大小。方法500可以参考针对在发动机怠速下以气缸燃烧化学计量空燃比进行操作的发动机以经验确定的发动机热通量输出值的表或函数。可以经由针对发动机冷起动状况或当前发动机工况的发动机负荷和火花正时值参考所述表或函数。所述表或函数输出可以经由发动机排气中的热量提供的热通量大小。这可以被称为纯火花延迟热通量(spark retard onlyheat flux)。如果纯火花延迟热通量小于在506处确定的热通量，则在506处确定的热通量减去纯火花热通量之间的差是经由气缸空燃比不平衡产生的热通量。例如，如果纯火花延迟热通量可以提供在指定时间范围内请求的2千瓦中的1千瓦，则请求经由气缸空燃比不平衡在所述时间范围内产生1千瓦的热通量。
一旦通过从用于将催化剂或排气部件在指定时间范围内加热到请求的温度的热通量中减去纯火花热通量来确定热通量不足，则通过将所述结果除以可以经由在所述时间范围内以富空燃比操作的一个气缸可能产生的最大热通量大小来确定以不平衡的富空燃比进行操作的气缸的数量。例如，如果指定时间范围内的总热通量为2千瓦，并且在所述时间范围内纯火花延迟热通量为1千瓦，则可以通过两个气缸(1千瓦/每个气缸0.5千瓦)经由空气燃料不平衡在指定时间范围内提供1千瓦热通量(例如，2千瓦-1千瓦)。相反，如果需要经由空燃比不平衡产生1.1千瓦的热通量，则可以经由三个气缸(1.1千瓦/每个气缸0.5千瓦(在当前发动机转速和负荷下每个气缸的最大热通量)＝2.2，其向舍入到最接近的整数三)提供1.1千瓦。
经由每个气缸提供的热通量的大小是需要经由空燃比不平衡产生的热通量除以提供空燃比不平衡热通量的气缸的数量。例如，如果需要在指定时间范围内经由空燃比不平衡产生1.1千瓦的热通量，并且如果采用三个发动机气缸来经由空燃比不平衡提供所请求的热通量(例如，1.1千瓦/每个气缸0.5千瓦(在当前发动机转速和负荷下每个气缸的最大热通量)＝3(向上舍入))，则每个气缸要提供的热通量为1.1千瓦/3＝每个气缸0.366千瓦。
通过这种方式，可以用以富空燃比不平衡进行操作的最少数量的发动机气缸产生将经由气缸空燃比不平衡产生的热通量。方法500前进到512。
在512处，如果不能仅经由调整火花正时来实现热通量，则方法500确定以富空燃比不平衡进行操作的气缸的模式。在一个示例中，供应到发动机的气缸组的气缸的富空燃比是补充物，使得富空燃比针对气缸组均匀地分布。例如，如果发动机是点火顺序为1-3-4-2的四缸发动机，并且需要具有富空燃比的两个气缸来产生请求的热通量，则一号气缸和四号气缸或三号气缸和二号气缸可以被选择来接收富空燃比，因为在接收富空气-燃料混合物的气缸中，在每个气缸燃烧事件之间存在180度曲轴转角并且在燃烧事件之间存在360度曲轴转角。因此，流到催化剂的排气可以为稀，然后为富，然后为稀，然后为富，以此类推。因此，在发动机循环(例如，四冲程发动机的两转)内，每360度曲轴转角将富排气输送到催化剂。此外，在每次将富排气输送到催化剂之间，将稀排气输送到催化剂。这有助于确保存在足够的氧气来氧化经由富空气-燃料排气输送到催化剂的碳氢化合物。
如果发动机是具有两个气缸组的V8或V6发动机，则供应到发动机的气缸组的气缸的富空燃比是补充物，使得富空燃比针对气缸组尽可能均匀地分布。例如，如果发动机是点火顺序为1-5-4-8-6-3-7-2的八缸发动机并且气缸1至4在一个气缸组上，则气缸1和3或气缸2和4可以被选择来接收富空燃比以产生所请求的热通量。对于另一气缸组，气缸5和6或者气缸7和8可以被选择来接收富空气-燃料混合物。方法500前进到514。
在514处，方法500操作被确定为以富空气-燃料混合物进行操作的总数的气缸以提供如在510处所述每个气缸要提供的热通量。例如，方法500可以操作每个气缸以在指定的排气部件或催化剂加热时间范围内提供0.366千瓦的功(例如，1.1千瓦/3个富操作气缸＝每个气缸0.366千瓦)。在一个示例中，发动机的当前负荷、转速和每气缸请求的热通量参考表，并且所述表输出用于操作富气缸的空燃比。例如，对于发动机转速为1100RPM和发动机负荷为0.35下的0.366千瓦的热通量，所述表可以输出13:1的空燃比。所述表中的值可以随着热通量大小的增加而减小。可以经由在测功机上操作发动机并在监测在变化的发动机转速和负荷下催化剂处的温度时调整气缸空燃比来以经验确定存储在表中并由表输出的发动机空燃比值。方法500以经由表输出的空燃比操作以富空燃比进行操作的总数的气缸。发动机气缸可以富空燃比连续地操作持续多个发动机循环。此外，如果发动机正在冷起动，则在选定气缸以富空气-燃料混合物操作之前，所有发动机气缸都可以稀空气-燃料混合物进行操作持续预定数量的燃烧事件，使得富排气可在催化剂处遇到稀状况。另外，操作稀气缸持续预定数量的燃烧事件可以降低经由富排气冷却催化剂的可能性。一旦超过预定数量的燃烧事件，发动机就可以在一组气缸接收富空气-燃料混合物的情况下操作以加速催化剂温度升高。
方法500还以稀空燃比操作气缸，使得总发动机空燃比是化学计量空燃比。例如，如果气缸组的两个发动机气缸以13:1的空燃比进行操作，则发动机的其他两个气缸可以16.2:1的空燃比进行操作，使得气缸组的气缸的总体平均空燃比为14.6:1(例如，化学计量空燃比)。类似于气缸进行富操作，气缸进行稀操作可以被约束为以小于稀阈值空燃比(例如，17:1)的空燃比进行操作。方法500还以尽可能少的气缸具有稀空燃比进行操作以使得平均发动机空燃比是化学计量空燃比。因此，在附加发动机气缸可以进行稀操作之前，进行稀操作的气缸可以达到稀空燃极限，以确保发动机的空燃比是化学计量空燃比。发动机气缸可以稀空燃比连续地操作持续多个发动机循环。以富空燃比进行操作的发动机气缸的总数可以小于以富空燃比进行操作的发动机气缸的总数，因为发动机可能不太容忍进行稀操作。
方法500还可以响应于以空燃比不平衡操作发动机而调整火花正时和火花能量。例如，方法500可以增加供应给以稀空燃比进行操作的气缸的火花能量的大小，以降低发动机失火的可能性。此外，方法500可以使火花正时从基本火花正时延迟，使得发动机气缸提供纯火花延迟热通量。方法500前进到516。
方法500还可以增加发动机负荷，使得每个发动机气缸的负荷响应于请求的热通量大小而增加。在一个示例中，经由请求的热通量大小来参考或索引以经验确定的请求的发动机负荷值的函数。所述函数输出与请求的热通量大小相对应的发动机负荷值。因此，如果热通量大小增加，则发动机负荷可能增加，反之亦然。可以经由调整节气门和气门正时来调整发动机负荷。
在516处，方法500调整具有富空燃比的气缸的操作，使得产生期望的热通量。具体地，如果方法500判断发动机在指定时间范围内未提供请求的热通量大小，则方法500可以响应于请求的催化剂温度减去实际催化剂温度的差而使以富空燃比操作的发动机气缸的空燃比富化。较富的空气-燃料混合物可以允许在排气系统中产生附加热量。以稀空气-燃料混合物进行操作的气缸的空燃比也可以变得更稀，使得发动机的平均空燃比保持为化学计量空燃比。因此，响应于在排气系统内观察到的热通量，可以对以富空气-燃料混合物进行操作的气缸的富度进行闭环控制。方法500前进到518。
在518处，方法500判断催化剂或排气部件是否处于请求的阈值温度。如果是，则答案为是并且方法500前进到520。否则，答案为否并且方法500前进到530。
在520处，方法500从进行富操作的气缸和进行稀操作的气缸中消除空气-燃料不平衡。方法500可以调整所有发动机气缸的空燃比以围绕化学计量空燃比振荡。方法500还以基本火花正时操作发动机气缸。方法500前进到退出。
在530处，方法500判断催化剂温度误差是否高于阈值。可以经由从预期催化剂温度中减去实际催化剂温度来确定催化剂误差。可以经验确定预期催化剂温度并将其存储在控制器存储器中。可以经由调整进行富操作的气缸的空燃比并监测催化剂温度来确定预期催化剂温度。如果方法500判断催化剂温度误差大于阈值，则答案为是，并且方法500前进到532。否则，答案为否，并且方法500返回到514或者替代地返回到506。
在532处，方法500指示催化剂加热系统的劣化。劣化可能是由于向发动机喷射比预期或其他状况更少的燃料引起的。方法500前进到520。
通过这种方式，可以提供增加的催化剂和排气部件加热，使得可以提高催化剂效率。此外，可以调整经由发动机和发动机空燃比控制产生的热通量，使得催化剂加热与目标催化剂加热匹配。
因此，图5的方法提供了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：响应于排气后处理温度低于阈值温度而经由控制器以富空燃比连续地操作至少一个发动机气缸持续多个发动机循环和以稀空燃比连续地操作至少一个发动机气缸持续所述多个发动机循环，其中所述富空燃比是请求输送到排气后处理系统的热通量的大小的函数。所述方法包括：其中所述富空燃比的富度随着所请求的热通量的大小的增加而增加。所述方法包括：其中所述富空燃比的所述富度随着所请求的热通量的所述大小的减小而减小。所述方法还包括随着所请求的热通量的所述大小增加而增加具有所述富空燃比的至少一个发动机气缸的负荷。所述方法还包括随着所请求的热通量的所述大小增加而减小具有所述富空燃比的所述至少一个发动机气缸的负荷。所述方法包括：其中所请求的热通量的所述大小是基于所述排气后处理系统的初始温度。所述方法包括：其中所请求的热通量的所述大小是基于发动机的气缸组。
图5的方法还提供了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：响应于排气后处理温度低于阈值温度而经由控制器以富空燃比连续地操作第一实际总数的发动机气缸持续多个发动机循环并且以稀空燃比连续地操作第二实际总数的发动机气缸持续所述多个发动机循环；以及响应于请求输送到排气后处理系统的热通量的大小而调整所述第一实际总数的发动机气缸的模式。所述方法还包括响应于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的大小而调整所述第二实际数量的发动机气缸的模式。所述方法还包括响应于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的所述大小而调整所述第一实际总数的发动机气缸的负荷。所述方法还包括响应于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的所述大小而调整所述第二实际总数的发动机气缸的负荷。所述方法还包括响应于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的所述大小而调整所述富空燃比的所述富度。
应注意，本文中包括的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可表示任何数目的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一种或多种。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文所述的示例性示例的特征和优点所需要的，而是为了便于说明和描述才提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可根据所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述动作、操作和/或功能可以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述动作通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行。
应当明白，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求特别地指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”要素或“第一”要素或其等效物。此类权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论与原权利要求相比在范围上是更广、更窄、等同还是不同，都被视为包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种发动机操作方法包括：响应于排气后处理温度低于阈值温度而经由控制器以富空燃比连续地操作至少一个发动机气缸持续多个发动机循环并且以稀空燃比连续地操作至少一个发动机气缸持续所述多个发动机循环，其中所述富空燃比是请求输送到排气后处理系统的热通量的大小的函数。
根据一个实施例，所述富空燃比的富度随着所请求的热通量的大小的增加而增加。
根据一个实施例，所述富空燃比的所述富度随着所请求的热通量的所述大小的减小而减小。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，随着所请求的热通量的所述大小增加而增加具有所述富空燃比的至少一个发动机气缸的负荷。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，随着所请求的热通量的所述大小增加而减小具有所述富空燃比的至少一个发动机气缸的负荷。
根据一个实施例，所请求的热通量的所述大小是基于所述排气后处理系统的初始温度。
根据一个实施例，所请求的热通量的所述大小是基于发动机的气缸组。
根据本发明，提供了一种用于操作发动机的系统，所述系统具有：发动机，所述发动机包括排气后处理系统；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令来以富空燃比连续地操作第一实际总数的发动机气缸持续多个发动机循环，并且以稀空燃比连续地操作第二实际总数的发动机气缸持续所述多个发动机循环，其中所述第一实际总数的发动机气缸是基于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的大小。
根据一个实施例，所述第二实际总数的发动机气缸是基于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的所述大小。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于附加指令以与所述第二实际总数的发动机气缸的火花正时不同地调整所述第一实际总数的发动机气缸的火花正时。
根据一个实施例，所述第一实际总数的气缸等于所述第二实际总数的气缸。
根据一个实施例，所述第一实际总数的气缸大于所述第二实际总数的气缸。
根据一个实施例，所述第一实际总数的气缸小于所述第二实际总数的气缸。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于附加指令来以平均起来为化学计量空燃比操作所述发动机。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于附加指令以响应于催化剂温度超过阈值温度而以振荡的富到稀空燃比和稀到富空燃比来操作所述第一实际总数的发动机气缸。
根据本发明，一种发动机操作方法包括：响应于排气后处理温度低于阈值温度而经由控制器以富空燃比连续地操作第一实际总数的发动机气缸持续多个发动机循环并且以稀空燃比连续地操作第二实际总数的发动机气缸持续所述多个发动机循环；以及响应于请求输送到排气后处理系统的热通量的大小而调整所述第一实际数量的发动机气缸的模式。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的大小而调整第二实际数量的发动机气缸的模式。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的所述大小而调整所述第一实际总数的发动机气缸的负荷。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的所述大小而调整所述第二实际总数的发动机气缸的负荷。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的所述大小而调整所述富空燃比的所述富度。

Claims (15)

1.一种发动机操作方法，其包括：
响应于排气后处理温度低于阈值温度而经由控制器以富空燃比连续地操作至少一个发动机气缸持续多个发动机循环并且以稀空燃比连续地操作至少一个发动机气缸持续所述多个发动机循环，其中所述富空燃比是请求输送到排气后处理系统的热通量的大小的函数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述富空燃比的富度随着所请求的热通量的所述大小的增加而增加。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述富空燃比的所述富度随着所请求的热通量的所述大小的减小而减小。
4.根据权利要求1所述的方法，其还包括随着所请求的热通量的所述大小增加而增加具有所述富空燃比的所述至少一个发动机气缸的负荷。
5.根据权利要求1所述的方法，其还包括随着所请求的热通量的所述大小增加而减小具有所述富空燃比的所述至少一个发动机气缸的负荷。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所请求的热通量的所述大小是基于所述排气后处理系统的初始温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所请求的热通量的所述大小是基于发动机的气缸组。
8.一种用于操作发动机的系统，其包括：
发动机，所述发动机包括排气后处理系统；以及
控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令来以富空燃比连续地操作第一实际总数的发动机气缸持续多个发动机循环，并且以稀空燃比连续地操作第二实际总数的发动机气缸持续所述多个发动机循环，其中所述第一实际总数的发动机气缸是基于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的大小。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第二实际总数的发动机气缸是基于请求输送到所述排气后处理系统的热通量的所述大小。
10.根据权利要求8所述的系统，其还包括附加指令以与所述第二实际总数的发动机气缸的火花正时不同地调整所述第一实际总数的发动机气缸的火花正时。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一实际总数的气缸等于所述第二实际总数的气缸。
12.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一实际总数的气缸大于所述第二实际总数的气缸。
13.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一实际总数的气缸小于所述第二实际总数的气缸。
14.根据权利要求8所述的系统，其还包括附加指令来以平均起来为化学计量空燃比操作所述发动机。
15.根据权利要求8所述的系统，其还包括附加指令以响应于催化剂温度超过阈值温度而以振荡的富到稀空燃比和稀到富空燃比来操作所述第一实际总数的发动机气缸。
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