用于操作跳过的气缸以提供二次空气的方法和系统与流程

1.本说明书总体上涉及用于将二次空气引入内燃发动机系统中的方法和系统。

背景技术：

2.排气排放控制装置(诸如催化转化器(在本文中也称为“催化器”))在达到预定工作温度(例如，起燃温度)之后实现更高的排放减少。因此，为了降低车辆排放，各种方法尝试尽可能快地升高排放控制装置的温度。例如，催化器当前尽可能靠近发动机放置，以最大程度地减少热损失和发动机冷起动之后的催化器预热时间。由于“λ一号”排放法规，期望将催化器从发动机进一步向下游移动以减少峰值功率期间的催化器劣化，因为将来可能无法使用富集来控制排气温度。然而，这可能会增加催化器达到其起燃温度之前的时间量。因此，即使催化器位于发动机的更下游，也需要新的解决方案来快速预热催化器并同时最大程度地减少预热期间的碳氢化合物排放。
3.在预热期间减少碳氢化合物排放的其他尝试包括利用发动机跳缸点火操作。glugla等人在us 9,708,993 b2中示出了一种示例性方法。其中，发动机可以在一组气缸被选择性地停用的情况下进行操作，其中其余活动气缸上的火花延迟增加，并且发动机转速增加以减少跳缸点火操作期间的噪声、振动和粗糙性(nvh)问题。
4.然而，本文的发明人已经认识到，还可以利用停用的气缸来提供热反应器功能性。通常，热反应器向排放控制装置上游的排气系统提供空气，所述空气与排气中的未燃烧燃料发生反应以产生放热反应，所述放热反应将加热排放控制装置。本文的发明人已经认识到，可以使用停用的(例如，跳过的)气缸来将二次(例如，热反应器)空气泵送到排气系统，而非具有专用的热反应器部件。本文的发明人还认识到，对于二次空气与排气的良好混合(其可能有助于产生放热)而言所期望的跳缸点火模式可致使提供过量的二次空气并冷却排气系统。因此，期望对排气与二次空气的比率进行更精细的控制，以便在减少nvh并增加混合的同时加快排放控制装置加热。

技术实现要素：

5.在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来解决，所述方法包括：在冷起动状况期间，在发动机循环期间在第一数量的气缸不点火且其余数量的气缸点火的情况下操作发动机；在所述不点火气缸的膨胀冲程期间打开所述第一数量的气缸中的不点火气缸的进气门；以及在所述不点火气缸的压缩冲程期间打开所述不点火气缸的排气门。通过这种方式，不点火气缸可以通过增加二次空气与排气之间的混合的方式提供二次空气，因此增加放热产生。
6.作为一个示例，所述进气门可以经由进气连续可变气门升程(cvvl)致动器来控制，并且所述排气门可以经由排气cvvl致动器来控制。例如，所述进气cvvl致动器可以包括进气凸轮，所述进气凸轮具有在所述不点火气缸的进气冲程期间提供第一进气门升程间隔的第一进气凸轮凸角和在所述不点火气缸的所述膨胀冲程期间提供第二进气门升程间隔
的第二进气凸轮凸角。类似地，所述排气cvvl致动器可以包括排气凸轮，所述排气凸轮具有在所述不点火气缸的排气冲程期间提供第一排气门升程间隔的第一排气凸轮凸角和在所述不点火气缸的所述压缩冲程期间提供第二排气门升程间隔的第二排气凸轮凸角。在这样的示例中，所述方法可以包括使所述进气凸轮和所述排气凸轮中的每一者以所述发动机的曲轴的转速的一半旋转。替代地，所述进气凸轮和所述排气凸轮中的每一者可以包括单个气门升程间隔，并且所述方法可以包括使所述进气凸轮和所述排气凸轮中的每一者以所述发动机的所述曲轴的所述转速旋转。
7.作为另一示例，为了在所述膨胀冲程期间打开所述不点火气缸的所述进气门，所述进气cvvl致动器中的第一液压压力可以在所述第二进气门升程间隔期间维持高于阈值压力。因而，所述第一液压压力可以在所述第二进气门间隔期间克服所述进气门的弹簧力以打开所述进气门。类似地，为了在所述不点火气缸的所述压缩冲程期间打开所述不点火气缸的所述排气门，所述排气cvvl致动器中的第二液压压力可以在所述第二排气门升程间隔期间维持高于所述阈值压力。此外，在冷起动状况期间，诸如通过在第一进气门升程间隔期间维持第一液压压力低于阈值液压压力，可以在不点火气缸的进气冲程期间维持不点火气缸的进气门关闭，并且通过在第一排气门升程间隔期间维持第二液压压力低于阈值液压压力，可以在不点火气缸的排气冲程期间维持不点火气缸的排气门关闭。替代地，进气门可以在冷起动状况期间在进气冲程和膨胀冲程两者期间打开，并且排气门可以在冷起动状况期间在排气冲程和压缩冲程两者期间打开。
8.通过这种方式，在对应的不点火气缸的至少压缩冲程期间，在催化器达到其起燃温度之前，可以在冷起动状况期间由不点火气缸的至少部分提供二次空气。通过经由不点火气缸中的一者或多者而不是单独的专用热反应器空气源提供二次空气，可以降低系统的成本。此外，通过在压缩冲程期间排出二次空气，可以发生与来自点火气缸的排气的增加混合，因为点火气缸可以在排出二次空气的同时放出排气。通过使用一个或多个不点火气缸增加混合，可以在不使用导致过量二次空气流的气缸停用模式的情况下增加放热产生。通过减少或防止过量的二次气流，可以减少或防止排气系统冷却，从而进一步加快催化器预热并进一步减少车辆排放。
9.应当理解，提供以上发明内容是为了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。其并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。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
10.图1示意性地描绘了内燃发动机的示例性气缸。
11.图2示出了用于发动机的示例性可变凸轮正时(vct)机构。
12.图3a示出了描绘示例性基线vct定相的曲线图。
13.图3b示出了描绘可以用于在顺序地点火的气缸之间改变气门打开正时和持续时间的第一示例性经调整vct定相的曲线图。
14.图3c示出了描绘可以用于在顺序地点火的气缸之间改变气门打开正时和持续时间的第二示例性经调整vct定相的曲线图。
15.图4示出了用于发动机的示例性连续可变气门升程机构的示意图。
16.图5a和图5b示出了用于在发动机冷起动期间以热反应器模式操作发动机以经由停用的气缸提供二次空气用于催化器加热的示例性方法。
17.图6示出了不向排气系统提供二次空气的第一示例性气缸停用模式。
18.图7示出了向排气系统提供二次空气的第二示例性气缸停用模式。
19.图8示出了在增强混合时向排气系统提供二次空气的第三示例性气缸停用模式。
20.图9示出了在曲轴箱泄放的一次循环之后向排气系统提供二次空气的第四示例性气缸停用模式。
21.图10示出了不向排气系统提供二次空气的第五示例性气缸停用模式。
22.图11示出了向排气系统提供二次空气的第六示例性气缸停用模式。
23.图12示出了在增强混合时向排气系统提供二次空气的第七示例性气缸停用模式。
24.图13示出了在曲轴箱泄放的两次循环之后向排气系统提供二次空气的第八示例性气缸停用模式。
25.图14示出了在曲轴箱泄放的一次循环之后向排气系统提供二次空气的第九示例性气缸停用模式。
26.图15示出了在曲轴箱泄放和附加混合的一次循环之后向排气系统提供二次空气的第十示例性气缸停用模式。
27.图16示出了不向排气系统提供二次空气的第十一示例性气缸停用模式。
28.图17示出了向排气系统提供二次空气的第十二示例性气缸停用模式。
29.图18示出了在增强混合时向排气系统提供二次空气的第十三示例性气缸停用模式。
30.图19示出了对不同气缸使用多个不同滚动模式向排气系统提供二次空气的第十四示例性气缸停用模式。
31.图20示出了对每个气缸使用同一滚动模式向排气系统提供二次空气的第十五示例性气缸停用模式。
32.图21示出了在增强混合时对每个气缸使用同一滚动模式向排气系统提供二次空气的第十六示例性气缸停用模式。
33.图22示出了用于在发动机冷起动期间调整发动机操作参数以经由停用的气缸提供二次空气用于催化器加热的预示性示例性时间线。
具体实施方式
34.以下描述涉及用于减少发动机起动期间的排气排放的系统和方法。发动机可以是例如图1中示意性地示出的发动机，并且可以是可变排量发动机(vde)，其中可以在一定数量的气缸(在本文中称为停用的气缸)中中断燃烧，同时其余数量的活动气缸产生扭矩。此外，发动机可以包括气门致动机构，所述气门致动机构使得能够针对每个气缸或气缸组进行不同的调整。例如，气门致动机构可以是可变凸轮正时(vct)机构，诸如图2中所示的vct机构，或连续可变气门升程(cvvl)机构，诸如图4中所示的cvvl机构。具体地，vct机构可以是“快速”vct机构，其使得能够在点火顺序上连续的气缸之间进行气门正时调整，诸如图3a至图3c的示例性vct定相曲线图中所示。在催化器达到其起燃温度之前的发动机操作期间，
控制器可以基于催化器加热需求来选择气缸停用模式，以便经由停用的气缸的至少一部分向发动机的排气系统提供二次空气。来自其余的活动气缸的废气可以与二次空气混合以产生放热，这可以加热催化器。此外，可以通过诸如根据图5a和图5b的示例性方法调整气缸停用模式和调整气缸进气门和/或排气门中的一者或多者来调整废气与二次空气比率以及废气与二次空气的混合程度。图6至图21示出了具有不同点火密度、混合效果和二次空气产生的示例性气缸停用模式。此外，图22示出了用于在操作提供二次空气的同时调整点火密度和气门设置的示例性时间线。通过这种方式，催化器可以达到其起燃温度，以在更快地处理排气排放方面变得最具效率。
35.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102中。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统并且通过来自车辆操作员130经由加速踏板132和用于生成比例踏板位置信号pp的加速踏板位置传感器134的输入来进行控制。发动机10的气缸(在本文中也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136，活塞138定位在所述燃烧室壁中。活塞138可联接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由变速器54联接到至少一个车轮55，如下文进一步描述的。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。
36.在一些示例中，车辆102可以是混合动力车辆，其具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源。在其他示例中，车辆102是仅具有发动机的常规车辆。在所示示例中，车辆102包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当接合一个或多个离合器56时，发动机10的曲轴140以及电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中，在曲轴140与电机52之间提供第一离合器56，并且在电机52与变速器54之间提供第二离合器56。控制器12可向每个离合器56的致动器发送接合或脱离离合器的信号，以便将曲轴140与电机52以及与电机连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54以及与变速器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。
37.动力传动系统可以各种方式进行配置，包括被配置为并联式、串联式或混联式混合动力车辆。在电动车辆实施例中，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。在一些实施例中，电机52还可充当发电机以例如在制动操作期间提供电力以对系统电池58充电。应当理解，在包括非电动车辆实施例的其他实施例中，系统电池58可以是联接到交流发电机的典型的起动、照明、点火(sli)电池。
38.车轮55可以包括机械制动器59以减慢车轮55的旋转。机械制动器59可以包括摩擦制动器，诸如盘式制动器或鼓式制动器，或电磁(例如，电磁致动)制动器，例如摩擦制动器和电磁制动器两者被配置为减慢车轮55的旋转并且因此减慢车辆102的线性运动。作为一个示例，机械制动器59可以包括液压制动系统，所述液压制动系统包括制动钳、制动伺服机构和制动管线，所述制动管线被配置为在制动伺服机构与制动钳之间运载制动流体。机械制动器59可以被配置为使得由制动系统施加到车轮55的制动扭矩根据系统内(诸如制动管线内)的制动流体的压力而变化。此外，车辆操作员130可以踩下制动踏板133以诸如通过控制制动管线内的制动流体的压力来控制由机械制动器59供应的制动扭矩的量，以使车辆102减速和/或保持车辆102静止。例如，制动踏板位置传感器137可以生成比例制动踏板位置信号bpp，所述制动踏板位置信号可以用于确定车辆操作员130请求的制动扭矩量。此外，机械制动器59可以(例如，经由电机52)与再生制动结合使用以使车辆102减速。
39.发动机10的气缸14可以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还可以与发动机10的其他气缸连通。在一些示例中，进气通道中的一者或多者可以包括增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了被配置有涡轮增压器170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。排气涡轮176可以经由轴180至少部分地给压缩机174提供动力。在涡轮增压器170是可变几何涡轮增压器(vgt)的示例中，可以改变排气涡轮176的有效纵横比(或流动区域)。此外，在一些示例中，排气涡轮176可以是单涡管涡轮，而在其他示例，排气涡轮176可以是双涡管涡轮。在排气涡轮176是双涡管涡轮的示例中，排气涡轮176的第一涡管可以从发动机10的第一组气缸接收排气，并且排气涡轮176的第二涡管可以从发动机10的第二不同气缸组接收排气。
40.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提供给发动机气缸的进气的流率和/或压力。例如，节气门162可定位在压缩机174的下游，如图1中所示，或者可以替代地设置在压缩机174的上游。可提供节气门位置传感器以测量节流板164的位置。然而，在其他示例中，诸如在发动机10是柴油发动机或无节气门式汽油发动机的情况下，发动机10可以不包括节气门162。
41.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128被示出为联接到排放控制装置178上游的排气歧管148。例如，排气传感器128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，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(如图所描绘的)、hego(加热型ego)、nox、hc或co传感器。排放控制装置178(在本文也被称为“催化器”或“催化转化器”)可以为三元催化器、nox捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。作为示例，三元催化器在以化学计量afr下以最大效率处理排气，如下文进一步讨论的。此外，当(例如，排放控制装置178的)三元催化器的温度高于被称为起燃温度的预定工作温度时，三元催化器可以最大效率处理排气。
42.在本文中，afr将作为相对afr来描述，该相对afr被定义为给定混合物的实际afr与化学计量的比率并由lambda(λ)表示。在化学计量下(例如，在化学计量操作期间)发生λ值1，其中空气-燃料混合物产生完全燃烧反应。例如，发动机10可以在标称操作期间以化学计量燃料供应操作，以便减少车辆排放。标称化学计量操作可以包括afr围绕化学计量波动，诸如按λ大体上保持在化学计量的预定百分比(例如，2％)以内的方式波动。例如，在标称化学计量操作期间，发动机10可以从小于1的浓λ值(其中提供比完全燃烧反应更多的燃料，从而导致过量的未燃烧燃料)转变到大于1的稀λ值(其中提供的空气多于用于完全燃烧反应的空气，从而导致过量的未燃烧空气)并且在喷射循环之间从稀转变到浓，从而导致化学计量下的“平均”操作。
43.因此，当发动机10以化学计量比操作并且排放控制装置178的温度高于其起燃温度时，排放控制装置178可以最大效率减少车辆排放。使得排放控制装置178能够在发动机起动时更快地达到其起燃温度以及向排放控制装置178提供基本上化学计量的排气的系统和方法因此减少了车辆排放，如将在本文中详细描述的。
44.发动机10的每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸14被示出为包括位于气缸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，发动机10的每个气缸(包括气缸14)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。进气门150可以由控制器12经由进气门致动器(或致动系统)152来控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由排气门致动器(或致动系统)154来控制。进气门150和排气门156的位置可由相应的气门位置传感器(未示出)和/或凸轮轴位置传感器(未示出)确定。
45.在一些状况期间，控制器12可以改变提供给致动器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。气门致动器可以是电动气门致动型的、凸轮致动型的或它们的组合。可同时控制进气门正时和排气门正时，或可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者。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可利用可由控制器12操作以改变气门操作的气缸停用气门控制(cdvc)系统、凸轮廓线变换(cps)系统、可变凸轮正时(vct)系统、可变气门正时(vvt)系统和/或可变气门升程(vvl)系统中的一者或多者。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包括cps和/或vct的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可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。示例性vct系统在下文关于图2更详细地描述，而示例性连续可变气门升程(cvvl)系统在下文关于图4更详细地描述。
46.如本文中进一步所述，进气门150和/或排气门156可以在选定状况期间(诸如在发动机起动以经由排气通道135向排放控制装置178提供二次空气期间)被停用或以其他方式调整。如本文所使用的，术语“二次空气”(也称为“热反应器空气”)是指提供给发动机10的不用于经由燃烧产生扭矩的空气。相比之下，引入发动机10中并用于经由燃烧产生扭矩的空气可以被称为“初级空气”。例如，发动机10的一个或多个气缸可以不加燃料操作，并且可以响应于冷起动状况而共同充当热反应器。诸如通过选择性地仅中断对第一发动机组上的一个或多个气缸的加燃料、选择性地仅中断对第二发动机组上的一个或多个气缸的加燃料或选择性地中断对第一发动机组和第二发动机组中的每一者上的一个或多个气缸的加燃料，不加燃料操作的气缸的数量和标识可以是对称的或不对称的。在一些示例中，进气门150和/或排气门156可以分别由对应的气门致动器152或154调整，以调整提供给排放控制装置178的废气与二次空气的比率和/或增加混合，如将在本文中关于图5a至图5b详细描述。
47.气缸14可以具有一定压缩比，所述压缩比是活塞138处于下止点(bdc)时的容积与处于上止点(tdc)时的容积之比。在一个示例中，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在一些示例中，诸如在使用不同燃料的情况下，所述压缩比可增大。例如，当使用辛烷值较高的燃料或具有较高潜在蒸发焓的燃料时，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，则压缩比也可能会增大。
48.在一些示例中，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可响应于来自控制器12的火花提前信号sa而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。信号sa的正时可以基于发动机工况和驾驶员扭矩需求来调整。例如，可在处于或接近最大制动扭矩(mbt)正时时提供火花以使发动机功率和效率最大化。替代地，可从mbt正时延迟地提供火花以产生扭矩储备。例如，控制器12可将发动机工况(包括发动机转速、发动机负荷和排气afr)输入到查表中，并输出所输入的发动机工况所对应的火花正时。然而，在其他示例中，诸如当使用压缩点火时，可以省略火花塞192。
49.在一些示例中，发动机10的每个气缸可以被配置有一个或多个燃料喷射器以向其提供燃料。作为非限制性示例，气缸14被示出为包括一个燃料喷射器166。燃料喷射器166被示出为直接地联接到气缸14，以用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号fpw的脉冲宽度成比例地在其中直接地喷射燃料。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将喷射器166示出为侧喷射器，但所述喷射器也可位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。当使用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的较低挥发性，此种位置可增加混合和燃烧。替代地，喷射器可位于进气门的顶上及其附近以增加混合。燃料可从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统172输送到燃料喷射器166。替代地，燃料可由单级燃料泵在较低压力下输送，在这种情况下，直接燃料喷射的正时与使用高压燃料系统的情况相比可能在压缩冲程期间的较窄范围期间。此外，尽管未示出，但是燃料箱可具有向控制器12提供信号的压力传感器。
50.应当理解，在替代实施例中，燃料喷射器166可为进气道喷射器，其将燃料提供到在气缸14上游的进气道中。此外，尽管示例性实施例示出了燃料经由单个喷射器喷射到气缸，但是发动机可替代地通过经由多个喷射器(诸如一个直接喷射器和一个进气道喷射器)喷射燃料来操作。在这种配置中，控制器可改变来自每个喷射器的相对喷射量。
51.在气缸的单个循环期间，燃料可由燃料喷射器166输送到气缸。此外，从喷射器输送的燃料的分配和/或相对量或爆震控制流体可以随工况变化。此外，对于单个燃烧事件，每次循环可执行输送的燃料的多次喷射。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喷射。
52.燃料系统172中的燃料箱可以保存不同燃料类型的燃料，诸如具有不同燃料品质和不同燃料成分的燃料。差异可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的蒸发热、不同的燃料共混物和/或它们的组合等。具有不同的蒸发热的燃料的一个示例包括作为具有较低的蒸发热的第一燃料类型的汽油和作为具有较高的蒸发热的第二燃料类型的乙醇。在另一个示例中，发动机可使用汽油作为第一燃料类型并使用含醇燃料共混物(诸如e85(其为约85％的乙醇和15％的汽油)或m85(其为约85％的甲醇和15％的汽油))作为第二燃料类型。其他可行物质包括水、甲醇、乙醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、醇的混合物等。在又一个示例中，两种燃料可以是具有不同的醇成分的醇共混物，其中第一燃料类型可以是具有较低醇浓度的汽油醇共混物，诸如e10(其为约10％的乙醇)，而第二燃料类型可以是具有较高醇浓度的汽油醇共混物，诸如e85(其为约85％的乙醇)。另外，第一燃料和第二燃料在其他燃料品质方面也可以不同，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例如由于燃料箱重新填充的每日变化而频繁变化。
53.控制器12在图1中被示出为微计算机，包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于存储可执行程序(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出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可从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括先前论述的信号，并且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)的测量结果；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)；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型的传感器)的表面点火感测信号(pip)；来自节气门位置传感器的节气门位置(tp)；来自排气传感器128的信号ego，控制器12可使用所述信号ego来确定排气的afr；来
自联接到排气通道135的温度传感器158的排气温度信号(egt)，其可以由控制器12使用以确定排放控制装置178的温度；以及来自map传感器124的绝对歧管压力信号(map)。发动机转速信号rpm可以由控制器12根据信号pip生成。来自map传感器124的歧管压力信号map可用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可基于发动机冷却剂温度来推断发动机温度。
54.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，在从温度传感器116和/或温度传感器158接收到指示存在冷起动状况的信号后，控制器12可以通过调整来自电子驱动器168的信号fpw来调整对气缸14的燃料供应，并且可以分别经由致动器152和154进一步调整进气门150和排气门156，如下文关于图5a至图5b详细描述。例如，气缸14可以以浓燃料供应操作以向排气通道135提供未燃烧燃料，或者可以不加燃料以向排气通道135提供二次空气以与未燃烧燃料(例如，来自其他已加燃料的气缸)发生反应并升高排放控制装置178的温度。此外，控制器12可以调整进气门150和/或排气门156的正时、升程和/或持续时间，以调整经由排气通道135提供给排放控制装置178的排气与二次空气的比率。
55.如上所述，图1仅示出了多缸发动机的一个气缸。因而，每个气缸可类似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。应当理解，在各种配置中，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，这些气缸中的每一者可以包括通过图1参考气缸14所描述和描绘的各种部件中的一些或全部。
56.图2示出了发动机200的示例性实施例，所述发动机包括可变凸轮正时(vct)系统232和具有多个气缸14的发动机缸体206。发动机200可以是图1中描述的发动机10的一个示例，因而发动机200的与关于图1的发动机10介绍的部件相同地作用的部件具有相同编号并且将不会重新介绍。例如，发动机200被示出为具有被配置为向气缸14供应进气和/或燃料的进气歧管146和被配置为从气缸14排出燃烧产物的排气歧管148。环境空气流可以通过进气通道142进入进气系统，其中进气的流率可以至少部分地由节气门(参见图1)控制。
57.发动机缸体206包括多个气缸14，在本文中为四个(标记为14a至14d)。在所描绘的示例中，所有四个气缸都在共同的发动机组上。在替代示例中，气缸可以划分在多个发动机组之间。例如，气缸14a和14b可以在第一发动机组上，而气缸14c和14d在第二发动机组上。气缸14a至14d可以各自包括火花塞和用于将燃料直接输送到燃烧室的燃料喷射器，如上文在图1中所描述的。
58.在本示例中，每个气缸14a至14d包括对应的进气门150和排气门156。每个进气门150都可在允许进气进入对应气缸的打开位置与基本上阻止进气进入气缸的关闭位置之间致动。此外，图2示出了气缸14a至14d的进气门150可以如何由共同的进气凸轮轴238致动。进气凸轮轴238可以包括在进气门致动系统152中。进气凸轮轴238包括进气凸轮218，所述进气凸轮具有用于在限定的进气持续时间内打开进气门150的凸轮凸角廓线。在一些示例(未示出)中，凸轮轴可以包括附加的进气凸轮，每个凸轮具有允许进气门150打开不同的持续时间的不同凸轮凸角廓线(在本文中也称为凸轮廓线切换系统)。基于附加的进气凸轮的凸角廓线，不同的持续时间可以长于或短于为进气凸轮218限定的进气持续时间。凸角廓线可能会影响凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。控制器12可以通过纵向地移动进
气凸轮轴238并在进气凸轮廓线之间切换来切换进气门持续时间。然而，在其他示例中，可以不包括凸轮廓线切换。
59.以相同方式，每个排气门156都可在允许排气从对应气缸离开的打开位置与基本上将气体保持在气缸内的关闭位置之间致动。此外，图2示出了可以如何通过共同的排气凸轮轴240来致动气缸14a至14d的排气门156。排气凸轮轴240可以包括在排气门致动系统154中。排气凸轮轴240包括排气凸轮228，所述排气凸轮具有用于在限定的排气持续时间内打开排气门156的凸轮凸角廓线。在一些示例(未示出)中，凸轮轴可以包括附加的排气凸轮，每个排气凸轮具有允许排气门156打开不同的持续时间的不同凸轮凸角廓线。基于附加的排气凸轮的凸角廓线，不同的持续时间可以长于或短于为排气凸轮228限定的排气持续时间。凸角廓线可能会影响凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。当包括附加的凸轮时，控制器12可以通过纵向地移动排气凸轮轴240并在排气凸轮廓线之间切换来切换排气门持续时间。
60.应当理解，虽然所描绘的示例示出了联接到每个气缸14a至14d的进气门的共同的进气凸轮轴238和联接到每个气缸14a至14d的排气门的共同的排气凸轮轴240，但在其他实施例中，凸轮轴可联接到气缸子组，并且可存在多个进气凸轮轴和/或排气凸轮轴。例如，第一进气凸轮轴可以联接到第一气缸子组(例如，联接到气缸14a和14b)的进气门，而第二进气凸轮轴联接到第二气缸子组(例如，联接到气缸14c和14d)的进气门。同样，第一排气凸轮轴可以联接到第一气缸子组的排气门，而第二排气凸轮轴可以联接到第二气缸子组的排气门。此外，一个或多个进气门和排气门可联接到每个凸轮轴。联接到每个凸轮轴的气缸子组可以基于它们沿着发动机缸体206的位置、它们的点火顺序、发动机配置等。
61.进气门致动系统152和排气门致动系统154还可以包括推杆、摇臂、挺柱等。此类部件可以通过将凸轮的旋转运动转换成气门的平移运动来控制进气门150和排气门156的致动。如先前所讨论的，气门可经由凸轮轴上的额外的凸轮凸角廓线来致动，其中不同气门之间的凸轮凸角廓线可提供变化的凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。然而，如果需要，可以使用替代的凸轮轴(顶置和/或推杆)布置。此外，在一些示例中，气缸14a至14d可以各自具有多于一个排气门和/或进气门。在其他示例中，一个或多个气缸的排气门156和进气门150中的每一者可以由共同的凸轮轴致动。更进一步地，在一些示例中，进气门150和/或排气门156中的一些可以由它们自己的独立凸轮轴或另一种类型的气门致动系统来致动，诸如上面关于图1所讨论的。
62.发动机200可以包括可变气门正时系统，例如，vct系统232。在所示示例中，vct系统232是双独立可变凸轮轴正时(ti-vct)系统，使得进气门正时和排气门正时可以彼此独立地改变。vct系统232包括联接到共同的进气凸轮轴238以用于改变进气门正时的进气凸轮轴相位器234以及联接到共同的排气凸轮轴240以用于改变排气门正时的排气凸轮轴相位器236。vct系统232可以被配置为通过将凸轮正时提前或延迟来提前或延迟气门正时，并且可以经由例如控制器12来控制。vct系统232可以被配置为通过改变曲轴位置与对应的凸轮轴位置之间的关系来改变气门打开和关闭事件的正时。例如，vct系统232可以被配置为独立于曲轴来旋转进气凸轮轴238和/或排气凸轮轴240，以使气门正时提前或延迟。
63.上述的气门/凸轮控制装置和系统可以是液压驱动的、电力致动的或其组合。在一些示例中，vct系统232可以是被配置为快速改变凸轮正时的凸轮扭矩致动装置。在一些示
例中，可经由保真度超过大多数液压操作的凸轮相位器的保真度的电气致动器(例如，电气致动的凸轮相位器)的凸轮相位调整来改变凸轮轴的位置。控制器12可以向vct系统232发送控制信号并且可从vct系统接收凸轮正时和/或凸轮选择测量结果。
64.在所描绘的示例中，因为所有气缸14a至14d的进气门都由进气凸轮轴238致动，所以进气凸轮轴238相对于曲轴(例如，图1中所示的曲轴140)的位置的变化将影响所有气缸的进气门位置和正时。同样，因为所有气缸14a至14d的排气门由排气凸轮轴240致动，所以排气凸轮轴240相对于凸轮轴的位置的变化将影响所有气缸的排气门位置和正时。例如，将第一气缸14a的(进气或排气)气门正时提前的进气和/或排气凸轮轴的位置变化也会将其余气缸14b至14d的(进气或排气)气门正时提前。
65.然而，因为在给定的发动机循环中没有两个气缸同时点火，所以可以在发动机怠速状况(例如，低发动机转速)期间针对两个或更多个气缸的每个四冲程循环逐气缸地调整联接到两个或更多个气缸的凸轮轴。如本文所使用的，术语“发动机循环”是参考四冲程发动机来使用的并且是指发动机的曲轴的720度旋转。因此，可以执行第一次凸轮轴调整以将共同的凸轮轴移动到第一位置(或沿第一方向移动)以对两个或更多个气缸中的第一气缸执行第一气门正时调整，然后可以执行第二次不同的凸轮轴调整以将共同的凸轮轴移动到第二不同位置(或沿第二方向移动)以对两个或更多个气缸中的第二气缸执行第二次不同的气门正时调整，并且对联接到共同凸轮轴的所有气缸，以此类推。
66.例如，转向图3a至图3c，多个图形展示了“快速”vct系统(诸如图2中所示的vct系统232)的vct定相调整对气缸气门正时的影响。具体地，曲线图302示出了关于发动机曲轴的曲柄转角(水平轴线，以度为单位)的vct定相(竖直轴线，以度为单位)，其中负(例如，减小)vct定相调整导致将对应凸轮提前，而正(例如，增加)vct定相调整导致将对应凸轮延迟。此外，一组曲线图305示出了关于多个气缸中的每一者的一个气门的发动机曲柄转角(水平轴线)的归一化气门升程(竖直轴线)。具体地，曲线图304示出了第一气缸(“气缸1”)的归一化气门升程，曲线图306示出了第二气缸(“气缸2”)的归一化气门升程，曲线图308示出了第三气缸(“气缸3”)的归一化气门升程，曲线图310示出了第四气缸(“气缸4”)的归一化气门升程，曲线图312示出了第五气缸(“气缸5”)的归一化气门升程，曲线图314示出了第六气缸(“气缸6”)的归一化气门升程，曲线图316示出了第七气缸(“气缸7”)的归一化气门升程，并且曲线图318示出了第八气缸(“气缸8”)的归一化气门升程。此外，不同气缸的曲线图通过不同的线型来区分，如图例307中所示。归一化气门升程的范围为0至1，其中0指示对应气门完全关闭，而1指示对应气门完全打开。
67.此外，曲柄转角值针对曲线图302和该组曲线图305对齐以使得能够将在两个发动机循环(例如，发动机曲轴的两次720度旋转)内关于曲柄转角调整vct定相与关于曲柄转角的所得气门调整进行直接比较。例如，vct定相可以是被配置为调整进气凸轮轴(例如，图2的进气凸轮轴238)相对于发动机曲轴的位置的进气凸轮轴相位器(诸如图2的进气凸轮轴相位器234)的定相，并且进气凸轮轴的位置确定多个气缸中的每一者的进气门打开和关闭正时。替代地，vct定相可以是被配置为调整排气凸轮轴(例如，图2的排气凸轮轴240)相对于发动机曲轴的位置的排气凸轮轴相位器(诸如图2的排气凸轮轴相位器236)的定相，以便控制多个气缸中的每一者的排气门的打开和关闭正时。然而，为了简单起见，将关于进气门示例来描述气门。
68.首先参考图3a，第一组图形300示出了示例性基线vct定相。即，vct定相被设定为0并且在整个两个发动机循环中保持为0，如曲线图302所示。在vct定相被设定为0的情况下，对应凸轮轴的位置相对于发动机曲轴不改变，并且每个气缸的气门在对应气缸的进气冲程内以相同的相对正时打开。即，第一气缸的气门在第一气缸的进气冲程的上止点(tdc)处打开并在第一气缸的进气冲程的下止点(bdc)处关闭，第二气缸的气门在第二气缸的进气冲程的tdc处打开并在第二气缸的进气冲程的bdc处关闭等。
69.现在参考图3b，第二组曲线图315示出了第一示例性经调整的vct定相。如在曲线图302中可见，在整个两个发动机循环中连续地调整vct定相。在所示示例中，vct定相以周期性正弦方式提前和延迟，从而导致不同气缸的气门持续时间不同。具体地，在气门打开(并接近全升程)时通过使vct定相沿正方向移动来将凸轮轴延迟减少了气门的打开持续时间，诸如对于第七气缸(曲线图316)的气门在cad1与cad2之间示出的，同时在气门打开(并接近全升程)时通过使vct定相沿负方向移动来将凸轮轴提前增加了气门的打开持续时间，诸如对于第四气缸(曲线图310)的气门在cad3与cad4之间示出的。此外，将凸轮轴延迟导致更迟的气门打开正时(例如，相对于tdc)。
70.结果，第一气缸(曲线图304)、第三气缸(曲线图308)、第五气缸(曲线图312)和第七气缸(曲线图316)的气门打开的持续时间比第二气缸(曲线图306)、第四气缸(曲线图310)、第六气缸(曲线图314)和第八气缸(曲线图318)的气门的打开持续时间更短。此外，与图3a中所示的基线vct定相相比，第一气缸(曲线图304)、第三气缸(曲线图308)、第五气缸(曲线图312)和第七气缸(曲线图316)的气门的打开持续时间更短。类似地，与图3a中所示的基线vct定相相比，第二气缸(曲线图306)、第四气缸(曲线图310)、第六气缸(曲线图314)和第八气缸(曲线图318)的气门的打开持续时间更长。因为第一气缸、第三气缸、第五气缸和第七气缸的打开持续时间小于第二气缸、第四气缸、第六气缸和第八气缸的打开持续时间，所以第一气缸、第三气缸、第五气缸和第七气缸可能比第二气缸、第四气缸、第六气缸和第八气缸吸入更少的空气。
71.图3c示出了描绘第二示例性经调整的vct定相的第三组图形325。类似于图3b，在整个两个发动机循环中连续地调整vct定相。在所示示例中，vct定相以周期性的、类似锯齿的方式提前和延迟。具体地，提前在比延迟(例如，在cad7与cad8之间)更短的曲柄转角范围内(例如，在cad5与cad6之间)发生，从而导致气缸之间和发动机循环之间的气门持续时间不同。例如，cad5与cad6之间的差值d1小于cad7与cad8之间的差值d2。结果，第七气缸的气门的持续时间(曲线图316)在cad5与cad6之间增加，而第三气缸的气门的持续时间(曲线图308)和第二气缸的气门的持续时间(曲线图306)在cad7与cad8之间减小。
72.此外，图3c中所示的经调整的vct定相导致一些气缸的发动机循环之间的气门持续时间不同。例如，相对于第二发动机循环，第五气缸的气门(曲线图312)在第一发动机循环期间打开更长的持续时间。作为另一个示例，相对于第二发动机循环，第四气缸的气门(曲线图310)在第一发动机循环期间打开更短的持续时间。相反，在第一发动机循环和第二发动机循环两者中，第六气缸(曲线图314)和第三气缸(曲线图308)的气门各自打开较短的持续时间。通过这种方式，可以使用第二经调整的vct定相以较短持续时间-较短持续时间-较长持续时间三循环模式(其中两个在图3c中示出)来操作所有气缸。因此，“快速”vct系统灵活地使得凸轮轴正时能够在连续气门升程事件之间变化，以减少或延长给定气门保持打
开的持续时间以及打开正时。
73.返回到图2，如上所述，示出了内燃发动机以及相关联的进气系统和排气系统的非限制性示例。应当理解，在一些示例中，发动机可以具有更多或更少气缸。示例性发动机可以具有以“v”形配置而不是所示的直列配置布置的气缸。此外，可以经由气门致动系统的任何组合来调整每个气缸的进气门和排气门，所述气门致动系统包括但不限于与排气vct、排气电动气门致动(eva)、排气cvvl、排气门停用和/或排气cps中的一者组合的进气门vct；以及与进气vct、进气eva、进气cvvl、进气门停用和/或进气cps中的一者组合的排气vct。
74.接下来，图4示意性地示出示例性cvvl系统400。cvvl系统400是液压气门致动机构，并且可以包括在例如图1的进气门致动器152和/或排气门致动器154中。例如，进气门致动器152可以是进气cvvl致动器和/或排气门致动器154可以是排气cvvl致动器。此外，图4描绘了cvvl系统400的x-y平面视图，如参考轴线499所示。cvvl系统400将凸轮轴423的凸轮414液压地联接到气缸的气门412。气门412可以是气缸的进气门和排气门中的一者。具体地，cvvl系统400可以被配置为使得调整凸轮414与气门412之间的液压压力的量改变气门412的气门升程量。
75.如图4所示，cvvl系统400包括凸轮气缸408中的凸轮活塞402和气门气缸410中的气门活塞404。凸轮气缸408和气门气缸410中的每一者可以至少部分地填充有液压流体，并且凸轮气缸408可以经由缸间管线(或通道)420流体地联接到气门气缸410。此外，凸轮414可以保持与凸轮活塞402接触，并且凸轮气缸408中的压力量可以基于由凸轮414控制的凸轮活塞402的位置而变化。因此，凸轮气缸408中的压力在凸轮414处于基圆处时较低并且在凸轮414的凸角416与凸轮活塞402接触时较高，其中压力随着与凸轮活塞接触的凸角部分的升程增加而增加，因为这进一步使凸轮活塞相对于参考轴线499沿负y方向移位。这进而可以增加气门气缸410中施加到阀活塞404的液压压力的量，从而可以调整气门412的位置。
76.当施加到气门活塞404的液压压力克服气门弹簧430的相反弹簧力时，气门412可以沿气门升程方向413打开。增加液压压力量可以使气门412进一步沿气门升程方向413移动，从而导致气门412的开度(例如，升程量)更大。气门升程方向413平行于参考轴线499的y轴。具体地，增加气门412的气门升程量包括使气门相对于参考轴线499沿负y方向移动。当施加到气门活塞404的液压压力小于气门弹簧430的弹簧力时，气门弹簧430可以维持气门412关闭。
77.可以通过调整液压控制阀406来调整cvvl系统400中的液压压力的量，所述液压控制阀可以位于液压供应管线(通道)422中。例如，可以经由液压供应管线422提供和补给cvvl系统400中的液压流体。作为一个示例，液压控制阀406在多个位置之间是可调整的，所述多个位置的范围从完全关闭(其中通过液压控制阀406的液压流体的流动被阻止)至完全打开(其中在液压控制阀406中提供最大流动面积)。在一些示例中，液压控制阀406可以是连续可变阀，而在其他示例中，液压控制阀406可以包括有限数量的级数或位置。在再一些其他示例中，液压控制阀406可以是在完全关闭位置与完全打开位置之间可调且其间没有位置的开/关阀。此外，液压控制阀406可以是电子致动阀，其响应于(例如，响应)来自电子控制器(诸如图1的控制器12)的控制信号而调整以便调整气门412的气门升程量。调整气门412的气门升程量可以通过调整进/出气缸的气流来改变一个或多个气缸操作参数。
78.在cvvl系统400的一些示例中，可以通过调整cvvl系统400的液压压力来在任何凸
轮位置处打开或关闭气门。例如，增加cvvl系统400的液压压力(例如，高于上限阈值压力)可以使得气门412即使在凸轮414处于基圆上也能够打开，而减小cvvl系统400的液压压力(例如，低于下限阈值压力)可以维持气门412关闭，即使凸角416与凸轮活塞402接触也是如此。例如，当液压压力大于上限阈值压力时，液压流体可以向气门活塞404施加大于气门弹簧430的弹簧力的力，而不管凸轮414的位置如何，从而导致气门412在液压压力维持高于上限阈值压力的同时打开。相反，当液压压力小于下限阈值压力时，由液压流体施加在气门活塞404上的力可以小于气门弹簧430的弹簧力，即使凸角416处于最高升程也是如此，从而导致气门412在液压压力维持低于下限阈值压力的同时关闭。调整液压流体的压力可以促进对气门412的打开正时、关闭正时和/或升程的精确调整。例如，可以基于气门412在发动机循环中的给定点处的期望打开量或关闭量来将压力调整到下限阈值压力与上限阈值压力之间的任何压力。然而，在其他示例中，气门412可以仅在凸角416与凸轮活塞402接触时打开，但是可以通过经由气门406减小cvvl系统400中的液压压力来减小或防止气门打开(例如，升程)。
79.在cvvl系统400的一些示例中，凸轮轴423的转速是发动机的曲轴(例如，图1的曲轴140)的转速的一半。例如，对于曲轴的每720度旋转，凸轮轴423可以旋转360度。在一些这样的示例中，cvvl系统400可以包括第二凸轮凸角417，其任选地在图4中由虚线指示。第二凸轮凸角417可以具有与凸角416相同或不同的凸角廓线。在气门412是进气门的示例中，凸角416可以位于凸轮轴423上以在气缸的进气冲程期间打开气门412，并且第二凸轮凸角417可以位于凸轮轴423上以在气缸的膨胀冲程期间打开气门412。在气门412是排气门的示例中，凸角416可以位于凸轮轴423上以在气缸的排气冲程期间打开气门412，并且第二凸轮凸角417可以位于凸轮轴423上以在气缸的压缩冲程期间打开气门412。在标称操作期间，诸如通过在第二凸轮凸角417接触凸轮活塞402之前将cvvl系统400中的液压压力减小到低于下限阈值压力(被称为绕过第二凸轮凸角417的凸轮上升间隔)以及在凸角416接触凸轮活塞402之前将cvvl系统400中的液压压力升高到高于下限阈值压力，可以调整cvvl系统400中的液压压力以便实现气门412的单次打开事件。结果，在曲轴的720度旋转期间可能发生气门412的仅一个气门升程间隔(或打开事件)，这对应于凸角416的凸轮上升间隔。
80.在下文将关于图5a至图5b详细描述的选定工况期间，cvvl系统400中的液压压力替代地可以在凸角416接触凸轮活塞402之前降低到低于下限阈值压力，并且在第二凸轮凸角417接触凸轮活塞402之前升高到高于下限阈值压力，使得凸角416被绕过并且仅第二凸轮凸角417打开气门412。值得注意地是，第二凸轮凸角417可以被定位成使得由第二凸轮凸角417实现的气门打开事件从由凸角416实现的气门打开事件移位360度曲柄转角。例如，气门412可以是进气门。在这样的示例中，凸角416可以被定位成基本上在四冲程燃烧循环(例如，进气、压缩、膨胀、排气)的进气冲程内打开气门412，并且第二凸轮凸角417可以被定位成基本上在膨胀冲程内打开气门412。此外，在一些工况期间，cvvl系统400可以被操作以在两个凸轮凸角上升期间打开气门412以进行二冲程气缸操作，如下面另外将参考图5a至图5b详细描述。
81.在cvvl系统400的其他示例中，凸轮轴423的转速可以与发动机的曲轴的转速相同，并且可以不包括第二凸轮凸角417。因而，在曲轴的720度旋转期间可能发生两个凸轮凸角上升间隔，这类似于上面针对两个凸轮凸角描述的方式并且以曲轴的速度的一半旋转。
因此，可以调整cvvl系统400的操作以在四冲程操作期间每隔一个凸轮凸角上升间隔提供气门开度，其中所绕过的凸轮上升间隔(例如，不用于打开气门412)基于工况而改变。替代地，当使用二冲程操作时，可以不绕过凸轮凸角上升间隔。此外，相对于凸轮轴423以曲轴的一半速度操作，凸角416的宽度可以加倍以维持凸轮上升间隔的相同持续时间(以曲柄转角为单位)。
82.注意，通过示例的方式提供了cvvl系统400，并且实现连续可变气门升程和气门正时调整的其他机构也是可能的，诸如eva。
83.上述气门致动机构可以有利地与可变排量发动机(vde)操作模式结合使用，以在具有更精细控制的加热期间向催化器提供二次(例如，热反应器)气流，由此减少排气冷却的发生以及减少向例如催化器输送过量空气的发生。因此，图5a和图5b示出了用于调整气缸停用(例如，跳缸点火)模式以及活动气缸和/或停用气缸的气缸进气门和/或排气门操作以向发动机的排气系统提供二次空气的方法500。经由一个或多个停用气缸提供二次空气可以被称为以热反应器模式操作发动机。发动机可以是例如关于图1描述的发动机10，并且可以包括位于催化器(例如，图1的排放控制装置178)上游的多个气缸。用于执行方法500的指令可由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图1描述以及另外在下文详细描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以根据下文描述的方法采用发动机系统的发动机致动器(诸如燃料喷射器和气门致动器)来调节发动机操作。
84.开始于图5a，在502处，方法500包括估计和/或测量工况。工况可以包括例如发动机转速、进气歧管压力(例如，map)、提供给发动机的进气的质量空气流量(例如，maf)、发动机温度、扭矩需求、排气温度、命令的发动机afr、测量的发动机afr、加速踏板位置、制动踏板位置等。作为一个示例，排气温度可以由排气温度传感器(诸如图1的温度传感器158)测量，并且可以用于推断催化器的温度。作为另一个示例，可以基于来自排气氧传感器(例如，图1的排气传感器128)的输出来确定测量的afr。进气歧管压力可以由map传感器(诸如图1的map传感器124)来测量，并且进气质量空气流量可以由maf传感器(诸如图1的maf传感器122)来测量。作为再一示例，发动机温度可以根据发动机冷却剂温度传感器(诸如图1的ect传感器116)的输出来确定。此外，加速踏板位置可以由加速踏板位置传感器(诸如图1的加速踏板位置传感器134)来测量，而制动踏板位置可以由制动踏板位置传感器(诸如图1的制动踏板位置传感器137)来测量。加速踏板位置和制动踏板位置一起可以指示扭矩需求。
85.在504处，方法500包括确定是否请求二次空气。例如，可以响应于发动机的冷起动状况而请求二次空气。当发动机温度低于第一阈值温度时，可确认冷起动。第一阈值温度可与存储在控制器的存储器中的非零的正温度值相对应，高于所述非零的正温度值，发动机被认为是暖的并且处于稳态工作温度。作为另一个示例，在发动机起动时(例如，当发动机从零转速转动起动到非零转速且提供燃料和火花以发起燃烧时)，当发动机温度基本上等于环境温度(例如，在环境温度的阈值内，诸如在10℃内)时，可以确认冷起动。作为又一个示例，可在发动机已经不活动超过阈值持续时间时确认冷起动，所述阈值持续时间可与非零时间量(例如，数分钟、数小时或数天)相对应，在此期间，发动机可能会冷却到大约环境温度。
86.另外或替代地，可以响应于催化器的温度低于期望的工作温度而请求二次空气。
作为一个示例，期望的工作温度可为催化器的起燃温度。例如，催化器的起燃温度可以为存储在控制器的存储器中的预定的第二阈值温度，在等于或高于所述第二阈值温度时实现高催化效率，从而使得催化器能够有效地减少车辆排放。例如，当发动机温度低于第一阈值温度时，催化器可能低于其起燃温度，因此在冷起动状况期间可以请求通过供应二次空气以在排气系统中产生放热反应而加热催化器。
87.因为停用气缸用于提供二次空气而不是产生扭矩，所以用于以热反应器模式操作的状况可能与用于以vde模式操作的状况(例如，vde模式工况)重叠。用于以vde模式操作的状况可以包括扭矩需求或发动机负荷低于阈值。阈值扭矩可以是指在气缸停用的情况下操作时不能满足或超过的正的非零扭矩量(或发动机负荷)。例如，当扭矩需求小于阈值时，则可以在停用一个或多个气缸时通过其余活动气缸(以及任选地在电动辅助下)满足扭矩需求，如在下文进一步描述的。因此，用于以热反应器模式操作的状况可以包括用于以vde模式操作的状况，并且可以另外包括催化器的温度低于期望的工作温度和/或发动机温度低于第一阈值温度。
88.如果未请求二次空气，则方法500前进到506并且包括不停用气缸来提供二次空气。然而，在一些示例中，可以响应于以vde模式操作的请求而停用一个或多个气缸，其中当扭矩需求小于阈值时停用气缸子组，如上所述。然后可以结束方法500。
89.返回到504，如果请求二次空气，则方法500前进到508并且包括确定期望的气流成分。期望的气流成分是指要提供给排气系统的气体的期望成分，并且包括期望的废气与二次空气比率以及废气与二次空气的期望混合程度两者。例如，废气(例如，排气)与二次空气比率可以与发动机的点火密度相关，所述点火密度是点火(例如，活动)气缸的数量除以发动机气缸的总数(点火的和跳过的气缸两者)。废气与二次空气比率还可以与跳过的气缸的容积效率(或气缸捕集质量)和点火气缸的容积效率(或气缸捕集质量)相关。例如，期望的废气与二次空气比率可以随着催化器温度的降低而减小，以便通过停用更大比例的气缸和/或提高停用气缸的容积效率(例如，通过增加停用气缸的进气门升程或持续时间)来向较冷催化器提供更多二次空气。在其他示例中，期望的废气与二次空气比率可以在热反应器模式下的整个操作中保持相对恒定。在一些示例中，期望的废气与二次空气比率可以基于发动机的配置(诸如气缸的布局和总数、能够被停用的气缸的标识等)和扭矩需求而被约束为预定范围，如下面在510处详细描述的，以及防止过量空气流向催化器。此外，如本文所使用的，术语“废气”表示在气缸内的燃烧事件之后排出的气体，并且可以包括未燃烧的燃料。
90.在510处，方法500包括基于期望的气流成分、扭矩需求以及噪声、振动和粗糙性(nvh)考虑因素来选择气缸停用模式。气缸停用模式可以基于扭矩需求来选择，以便在其余的被供应以燃料的气缸提供所有发动机扭矩时维持车辆的可操作性和操控性。此外，可以取决于发动机的配置来选择气缸停用模式以便缓解nvh。气缸停用模式可以进一步由发动机的硬件约束决定。例如，一些发动机配置可以允许滚动vde(rvde)和/或使得能够实现更多数量的点火密度，而其他发动机配置具有可以被停用的固定气缸(例如，静态气缸停用模式)和/或启用要实现的较少数量的点火密度。因此，在一些示例中，被选择用于停用的气缸的数量和标识在每个发动机循环或停用事件中可以是恒定的，而在其他示例中，被选择用于停用的气缸的数量和标识可以在发动机循环之间变化，和/或在停用事件之间变化。更进
一步地，混合动力电动车辆(hev)可以使得发动机能够以更少的活动气缸操作并且仍然满足扭矩需求，如下面将关于522详细描述的。
91.可以通过在发动机的已知点火顺序内使活动的、点火的气缸之前和/或之后是停用的、跳过的气缸来增加废气与二次空气的混合。例如，可能的气缸停用模式可以包括在点火顺序内在活动气缸与停用(例如，不点火)气缸之间循环(例如，s-f-s-f-s-f，其中“s”是停用气缸而“f”是活动气缸)，两个停用气缸之前和/或之后是点火气缸(例如，s-s-f-s-s-f)，或者两个点火气缸之前和/或之后是停用气缸(例如，s-f-f-s-f-f)。然而，增加混合的气缸停用模式可能无法产生期望的废气与二次空气比率和/或可能无法满足扭矩需求。因此，当增加混合的气缸停用模式也能够产生期望的废气与二次空气比率和扭矩需求时，控制器可以选择所述气缸停用模式。例如，在选择气缸停用模式时，相对于废气和二次空气的期望混合，控制器可以对期望的废气与二次空气比率和扭矩需求进行更大程度地加权。
92.更进一步地，如下面将详细描述的，废气与二次空气比率和混合都可能受到调整进气门和/或排气门参数的影响。因此，控制器还可以在选择气缸停用模式时考虑可用的气缸气门调整及其影响。可用的气缸气门调整可以由控制每个进气门和排气门的气门致动机构决定。例如，气门致动机构可以包括vct系统(诸如图2中所示的vct系统232)、cvvl系统(诸如图4中所示的cvvl系统400)、电动气门致动系统(例如，无凸轮系统)或气门停用系统。具体地，与即使在低发动机转速(例如，怠速)下也不能在连续点火事件之间改变凸轮正时的“慢速”vct系统相比，vct系统可以是使得凸轮正时能够在连续点火事件之间变化的“快速”vct系统。因此，在一些示例中，控制器可以将期望的废气与二次空气比率和扭矩需求输入到一个或多个查表、算法和映射图中，所述查表、算法和映射图可以输出要选择来在给定可用气缸气门调整的情况下导致最有利的混合和降低nvh的气缸停用模式。
93.如在512处所指示，选择气缸停用模式包括确定要在每个发动机循环中停用的气缸的数量和标识。例如，控制器可以基于发动机工况和期望的废气与二次空气比率选择要停用的一组气缸和/或发动机组。作为另一个示例，要停用的气缸的数量可随驾驶员扭矩需求减小而增加。在再一些其他示例中，控制器可以至少基于扭矩需求和期望的废气与二次空气比率来确定期望的点火密度或期望的进气比(气缸点火事件的总数量除以气缸压缩冲程的总数量)。控制器可以通过将工况(诸如扭矩需求和期望的废气与二次空气比率中的一者或多者)输入到一个或多个查表、映射或算法中来确定要停用的气缸的数量(或期望的进气比率)，所述查表、映射或算法可以输出对于给定状况要停用的气缸的数量。作为示例，点火密度为0.5的模式可以包括每隔一个气缸被点火(其中在气缸的燃烧循环期间在气缸内执行燃烧)或者不点火(其中燃料供应被禁用并且燃烧不会发生)。
94.如在514处所指示，选择气缸停用模式还包括确定选定模式中每个气缸的停用持续时间。例如，控制器可确定要维持选择的气缸停用的燃烧事件或发动机循环的数量。在一些示例中，可以针对每个连续的发动机循环应用相同模式，使得相同气缸在连续的发动机循环中不点火(例如，跳过)，而其余气缸在每个发动机循环中点火。在其他示例中，在每个发动机循环中不同的气缸可不被点火，使得点火和不点火是循环的或在发动机气缸之间分布。此外，在一些示例中，可以在每次满足气缸停用条件时选择相同的气缸组进行停用，而在其他示例中，每次满足气缸停用条件时可以改变停用气缸的标识。
95.在516处，方法500包括以选定停用模式停用气缸。具体地，如在518处所指示，以选
定停用模式停用气缸包括以选定停用模式禁用气缸中的燃料和火花达所确定的停用持续时间(例如，一个发动机循环、两个发动机循环或更多发动机循环)。然而，处于选定停用模式的气缸的进气门和排气门可以取决于选定停用模式继续打开和关闭，以便将空气泵送通过停用的气缸。如下面将详细描述的，选定停用模式可以包括在一个或多个不同的跳过状态下基于对废气和二次空气的期望控制来操作停用的气缸，所述一个或多个不同的跳过状态包括进气门和/或排气门设置的差异，所述设置包括不同的气门正时设置、不同的气门升程设置、不同的气门持续时间设置和不同的气门停用设置中的一者或多者。例如，对废气和二次空气的期望控制可以包括(例如，基于期望的废气与二次空气比率)控制(或改变)相对量以及控制(或改变)废气与二次空气之间的混合程度。因此，如本文所使用的，除非明确说明，否则停用气缸不包括停用该气缸的进气门和排气门。因而，发动机可以转变为以热反应器模式操作以向排气系统提供二次空气。
96.在520处，方法500包括调整操作参数以维持扭矩需求并增加热量产生。例如，可以在活动气缸中调整空气流、火花正时和气缸气门正时中的一者或多者，以便维持发动机扭矩需求并最小化扭矩扰动以及进一步加速催化器加热。因而，发动机可以在以选定模式停用气缸子组而其余数量的活动气缸提供所有扭矩需求的情况下操作。
97.作为一个示例，活动气缸可以浓afr操作，使得来自点火气缸的附加燃料与来自跳过的气缸的二次空气一起燃烧以加热催化器。控制器可以通过将期望的排气与二次空气比率和催化器温度输入到存储在存储器中的查表来确定富化程度，所述查表可以输出对应的富化程度。作为另一个示例，可以延迟火花正时以升高活动的点火气缸的排气温度。延迟的火花正时还可能增加排气门打开时的缸内压力，从而导致更大的泄放脉冲和增加混合。然而，因为延迟的火花正时减小了扭矩，所以可允许的火花延迟量可以取决于扭矩需求、活动气缸的数量以及电动扭矩辅助的可用性，这将在下面详细描述。例如，控制器可以将扭矩需求、活动气缸的数量和电动扭矩辅助量(当可用时)输入到查表中，所述查表可以输出火花延迟量(或延迟的火花正时)以在给定输入参数的情况下使用。
98.在一些示例中，调整操作参数以维持扭矩需求任选地包括用来自电机的扭矩(例如，电机扭矩)补充发动机扭矩以满足扭矩需求，如任选地在522处所指示。具体地，当发动机包括在hev中时，车辆可以利用电动扭矩辅助进行操作，其中电机(例如，图1中所示的电机52)从系统电池(例如，图1的电池58)汲取电力以向发动机的曲轴提供附加的正扭矩。因而，扭矩需求的第一部分可以由活动气缸提供，而扭矩需求的第二其余部分可以由电机提供。通过这种方式，与车辆不是hev时相比，发动机可以以更少的活动气缸进行操作，从而使得控制器能够在更多数量的可能气缸停用模式之间进行选择和/或以更大的火花延迟量来操作活动气缸。
99.在524处，方法500包括调整气缸进气门和/或排气门以改变气缸之间的捕集质量。即，通过调整第一气缸和第二气缸中的一者或两者的进气门和/或排气门，可以使第一气缸(或第一数量的气缸)中的捕集质量相对于第二气缸(或第二数量的气缸)中的捕集质量发生变化。在一些示例中，活动气缸的捕集质量可以相对于停用气缸的捕集质量而变化(反之亦然)。另外或替代地，第一停用气缸(或第一数量的停用气缸)的捕集质量可以相对于第二停用气缸(或第二数量的停用气缸)的捕集质量而变化。作为另一示例，另外或替代地，第一活动气缸(或第一数量的活动气缸)的捕集质量可以相对于第二活动气缸(或第二数量的活
动气缸)的捕集质量而变化。因此，控制器可以选择气缸进气门和/或排气门调整，所述气缸进气门和/或排气门调整将在给定选定气缸停用模式的点火密度的情况下产生期望的废气与二次空气比率。例如，控制器可以将扭矩需求、点火密度和期望的废气与二次空气比率输入到存储在存储器中的查表中，所述查表包含针对安装在发动机中的气门致动系统的类型的可用进气门和排气门调整，并且查表可以输出将针对输入约束产生最大混合的进气门和/或排气门调整。
100.在一些示例中，调整气缸进气门和/或排气门包括调整进气门正时、持续时间和/或升程，如任选地在526处所指示。例如，如果进气门致动系统使得不同的气缸能够以不同方式“呼吸”，则可以不同地调整一些或全部活动气缸和/或一些或全部停用气缸的进气门。因为不同的气缸基于它们的位置和进气歧管配置而与进气歧管不同地相互作用，所以至少在一些示例中进气门正时、持续时间和升程在活动气缸中的每一者和停用气缸中的每一者之间可能不同，以便考虑这些不同的相互作用。可以允许这种调整的进气门致动系统包括快速vct系统、cvvl系统和电动气门致动系统。例如，快速vct系统的进气凸轮轴相位器(例如，图2的进气凸轮轴相位器234)可以在打开停用气缸的进气门之前延迟以延迟其打开正时和/或在停用气缸打开的同时延迟以减少进气门的打开持续时间，诸如关于图3b和图3c所描述的。作为另一个示例，可以通过部分地打开液压控制阀以减小进气门升程来减小cvvl系统中的液压压力。
101.作为说明性示例，当期望的废气与二次空气比率为4比1时，可以使用f-s-f-s-f-s的交替气缸停用模式，其中停用气缸通过与活动气缸相比减少停用气缸的进气门持续时间和/或升程来捕集由活动气缸捕集的质量的四分之一。可以(例如，在510处)选择该气缸停用模式而不是f-f-f-f-s-f-f-f-f-s，当不使用不同的进气门调整时，这也将产生4比1的期望的已燃气体与二次空气比率，因为交替的气缸停用模式增加了混合。此外，减少停用气缸的捕集质量可以通过在排气门打开时增加停用气缸中的真空来进一步增加混合，这可能导致吸入效应，所述吸入效应在排气冲程中产生反向流动、随后产生正向排气流动，因为对应的停用的气缸内的活塞上升。
102.在其他示例中，调整气缸进气门和/或排气门包括将停用气缸的进气门和排气门停用达一定的持续时间，如任选地在528处所指示。例如，当发动机包括气门停用系统、电动气门致动系统或用于控制每个停用气缸的进气门和排气门的cvvl系统时，可以停用一些或所有停用气缸的进气门和/或排气门。作为一个示例，控制器可以通过完全打开液压控制阀来将cvvl系统中的液压压力降低到低于阈值液压压力。阈值液压压力是指预定压力，高于所述预定压力，在凸轮凸角上升间隔期间打开对应的进气门或排气门，诸如上文关于图4所描述的。因此，当液压压力小于阈值压力时，由凸轮凸角上升间隔引起的液压压力增加无法克服维持对应的进气门或排气门关闭的弹簧力，并且阻止气门升程。相反，当发动机包括用于控制每个停用气缸的进气门和排气门的vct系统时，可以不执行将停用气缸的进气门和/或排气门停用达一定的持续时间。
103.持续时间可以是存储在控制器的存储器中的预定值，所述预定值被校准以在活动气缸与停用气缸之间提供期望的捕集质量变化，从而例如产生期望的废气与二次空气比率。作为一个示例，持续时间可以是一个或多个发动机循环。例如，停用的气缸的全部或一部分可以在具有停用的进气门和活动的排气门与具有活动的进气门和停用的排气门之间
交替(或循环)。此外，在一些示例中，在将空气引入对应的停用气缸中之后，进气门和排气门两者都可以被停用达一个或多个发动机循环。因而，空气充气可以在进气门未被停用的发动机循环期间被吸入到对应的停用气缸中，并且可以被捕集在气缸内直到其中排气门活动的后续发动机循环(例如，在所述持续时间之后)。空气充气的一部分可以在被捕集在停用气缸内的同时泄放到发动机的曲轴箱中，因此在重新激活排气门后排出空气充气时减少空气充气的质量。例如，这可以使得能够选择nvh减少的气缸停用模式(例如，在510处)。此类气缸停用模式的示例将在下面参考图9和图13进行描述。
104.在另一个示例中，另外或替代地，停用气缸的一部分的进气门和排气门两者都可以停用达所述持续时间。因而，第一数量的停用气缸可以在第一跳过状态下操作以提供二次空气和/或混合，而第二数量的停用气缸(例如，具有完全关闭的进气门和排气门)以第二不同的跳过状态操作以减少泵气损失，同时不参与二次空气产生或混合。
105.继续到图5b，在530处，方法500包括调整气缸进气门和/或排气门以调整废气与二次空气的混合。如前所述，经由进气门调整来减少停用气缸的捕集质量可以增加停用气缸的排气门开口处的真空，这可以增加混合。然而，对于单独的停用气缸和/或活动气缸，进气门和/或排气门操作可以进一步变化，以便另外增加混合。在一些示例中，控制器可以基于包括在气缸中的气门致动系统的类型(如下文将详细描述的)以及扭矩需求、选定气缸停用模式的点火密度以及期望的废气与二次空气比率来调整活动气缸和/或停用的气缸中的一者或多者或每一者的气缸进气门和/或排气门以基本上最大化混合。即，控制器可以选择气缸进气门和/或排气门调整，所述气缸进气门和/或排气门调整将导致最大混合增加，同时仍然满足扭矩需求并产生期望的废气与二次空气比率。例如，控制器可以将扭矩需求、选定的气缸停用模式的点火密度和期望的废气与二次空气比率输入到存储在存储器中的查表中，所述查表包含在给定控制每个进气门和排气门的气门致动系统的类型的情况下可用进气门和排气门调整，并且查表可以输出将针对输入约束产生最大混合的进气门和/或排气门调整。
106.因此，在一些示例中，调整气缸进气门和/或排气门以调整废气和二次空气的混合包括调整排气门打开(evo)正时，如在532处任选地所指示。距bdc较远的evo正时(提前或延迟)可能由于较高的缸内压力而导致活动气缸产生较大泄放脉冲，这导致发动机的排气歧管中有更多湍流和压力梯度以增加混合。作为一个示例，一些或所有活动气缸的evo正时可以被延迟以增加泄放脉冲，其中在evo之后立即排出较高压力的废气。此外，活动气缸的evo正时可以从bdc延迟而不是从bdc提前，以确保在燃烧完成之前不会发生evo。作为另一个示例，停用气缸的evo正时更接近bdc(例如，较少提前或较少延迟)可以在evo处产生较高的缸内真空，这导致回流到停用的气缸中以增加混合。例如，当发动机包括快速vct系统、cvvl系统或用于控制排气门的电动气门致动系统时，可以执行调整evo正时。作为一个示例，控制器可以在停用气缸的排气门打开之前将排气凸轮轴相位器(例如，图2的排气凸轮轴相位器236)调整到更接近bdc的定相，并且在活动气缸的排气门打开之前将排气凸轮轴相位器调整到从bdc更延迟的定相。
107.在其他示例中，调整气缸进气门和/或排气门以调整废气和二次空气的混合包括调整排气门升程，如在534处任选地所指示。较小的排气门升程增加了穿过气门的气体流动速度，这在排气歧管中产生增加的湍流以增加混合。此外，可以在较大升程与较小升程之间
调整排气门升程以改变气体流动性质。作为停用气缸在evo处具有真空的一个示例，最初可以使用大的排气门升程来从排气歧管吸入增加的气体量。然后，在同一排气门打开事件期间，停用气缸可以切换到以小的排气门升程进行操作，以随着活塞在气缸内上升并排出内容物而增加气体流动速度。大的排气门升程之后是小的排气门升程(在同一排气门打开事件期间)也可以用于活动气缸以产生初始大的泄放，之后是更高速度的泄放后排气。
108.例如，当发动机包括cvvl系统或用于控制排气门的电动气门致动系统时，可以执行调整排气门升程。作为一个示例，通过进一步打开对应的液压控制阀来减小cvvl系统中的液压压力(同时将液压压力保持高于阈值液压压力)可以减小排气门升程，而通过进一步关闭对应的液压控制阀来增加cvvl系统中的液压压力可以增加排气门升程。
109.在再一些其他示例中，调整气缸进气门和/或排气门以调整废气和二次空气的混合包括以二冲程模式操作停用的气缸，如在536处任选地所指示。在二冲程模式中，停用的气缸可以在进气冲程和膨胀冲程两者期间进气，并且在排气冲程和压缩冲程两者期间排气。当在本文中提及停用的气缸的冲程时，根据在基于发动机的已知点火顺序在四冲程发动机循环期间执行燃烧的情况下停用的气缸将处于哪个冲程来命名每个冲程。因此，即使一个或多个停用的气缸可能以二冲程模式操作，但是因为活动气缸以四冲程模式操作，所以仍将参考四冲程发动机循环。当进气门和排气门由具有附加凸轮凸角的cvvl系统(诸如图4所示的系统、以曲柄转速(而不是曲柄转速的一半)驱动的cvvl系统或电动气门致动系统)控制时，可以实现以二冲程模式操作停用的气缸。
110.作为一个示例，为了以二冲程模式操作停用的气缸，控制器可以在停用的气缸的进气冲程和膨胀冲程两者期间在控制停用的气缸的进气门的进气cvvl致动器中维持液压压力高于阈值液压压力(例如，上文在528处所述)。另外，控制器可以在停用的气缸的排气冲程和压缩冲程两者期间在控制停用的气缸的排气门的排气cvvl致动器中维持液压压力高于阈值液压压力。控制器可以调整进气cvvl致动器的液压控制阀以维持进气cvvl致动器中的液压压力高于阈值液压压力，并调整排气cvvl致动器的液压控制阀以维持排气cvvl中的液压压力高于阈值液压压力。例如，控制器可以进一步(例如，完全地)关闭对应的液压控制阀，使得凸轮凸角上升间隔进一步增加对应气门的气门活塞上的液压压力，因此克服弹簧力以打开对应气门。
111.以二冲程模式操作停用的气缸可以使得能够选择非常规的气缸停用模式(例如，在510处)，因为以二冲程模式操作的每个停用的气缸提供的二次空气的频率是每个活动气缸提供废气的频率。此外，以二冲程模式操作停用气缸促进混合，因为一些二次空气与来自活动气缸的废气同时排出。
112.在又一些其他示例中，调整气缸进气门和/或排气门以调整废气与二次空气的混合包括将停用的气缸移位360曲柄转角度数(cad)，如在538处任选地所指示。类似于二冲程模式，当进气门和排气门由cvvl系统或电动气门致动控制并且导致二次空气与废气同时从活动气缸中排出时，可以执行将停用的气缸移位360度。即，代替进气门在进气冲程期间打开并且排气门在排气冲程期间打开的是，停用的气缸的进气门和排气门可以替代地分别在传统的膨胀和压缩冲程期间打开。
113.例如，如上面关于图4所述，以曲柄转速(或包括具有两个凸轮凸角的凸轮)驱动的cvvl系统可以用于将停用的气缸移位360度，其中液压流体每隔一个凸轮凸角上升间隔被
绕过。控制器可以在进气冲程期间诸如通过进一步(例如，完全)打开对应的液压控制阀来将进气cvvl致动器中的液压压力维持低于阈值液压压力，使得凸轮上升间隔不会克服弹簧力来在进气冲程期间打开进气门。控制器可以在膨胀冲程期间诸如通过关闭对应的液压控制阀来将进气cvvl致动器中的液压压力维持高于阈值液压压力，以在膨胀冲程期间打开进气门，诸如上文在536处所述。类似地，控制器可以打开排气cvvl致动器的液压控制阀以在排气冲程期间维持排气cvvl致动器中的液压压力低于阈值液压压力，并关闭排气cvvl致动器的液压控制阀以在压缩冲程期间维持排气cvvl致动器中的液压压力高于阈值液压压力，因此在压缩冲程期间但不在排气冲程期间打开排气门。因而，可以选择非常规的气缸停用模式(例如，在510处)。此外，由于移位，凸轮凸角可以由多个气缸(例如，两个或三个气缸)共享，从而能够降低成本。
114.在一些示例中，调整气缸进气门和/或排气门以调整废气和二次空气的混合包括将停用的气缸的一部分的进气门停用，如在540处任选地所指示。通过这种方式，其余数量的停用气缸可以提供所有二次空气，而停用的气缸中具有停用进气门的一部分停用的气缸经由活动排气门提供混合。例如，可以使用f-s-s-f-s-s的气缸停用模式，其中“s”个停用气缸中的每一者的进气门完全停用，并且“s”个停用气缸中的每一者的进气门保持活动(例如，在相对于“f”个活动气缸的进行或不进行调整，这取决于期望的废气与二次空气比率)。下面将关于图8描述这种气缸停用模式的示例。将停用的气缸的进气门停用可以在包括气门停用系统、电动气门致动系统或用于控制进气门的cvvl系统的发动机系统中执行。
115.可以理解，上面从524到540描述的气门调整可以单独使用或组合使用。例如，以二冲程模式操作的停用气缸(例如，如在536处所述)也可以在进气冲程和膨胀冲程两者期间以进气门调整进行操作(例如，如在526处所述)以控制进气空气质量和低排气门升程(例如，如在534处所述)以增加气流速度和湍流以增加混合。类似地，停用气缸可以移位360度(例如，如在538处所述)并且也可以在膨胀冲程两者期间以进气门调整进行操作(例如，如在526处所述)以在压缩冲程期间控制进气空气质量和低排气门升程(例如，如在534处所述)以增加气流速度和湍流以增加混合。
116.在542处，再次确定是否请求二次空气。例如，响应于催化器达到其起燃温度，可能不再请求二次空气。如果继续请求二次空气，则方法500返回到508(参见图5a)以基于催化器温度来确定期望的气流成分。例如，期望的气流成分(包括期望的废气与二次空气比率和/或期望的混合程度)可以随着催化器温度的变化而变化，并且因此可以相应地调整气缸停用模式和气缸气门调整。另外或替代地，可以响应于催化器温度的变化和/或扭矩需求的变化而调整气缸停用模式和/或操作参数，其示例将关于图22进行描述。
117.如果不再请求二次空气，则方法500前进到544并且包括重新激活停用的气缸。重新激活停用的气缸包括调整停用的气缸的进气门和排气门，如在546处所指示。例如，每个发动机气缸(包括先前被选择停用的气缸)的进气门和排气门可以在整个发动机循环中以预定时间打开和关闭，以使得进气能够被吸入每个气缸中并且从每个气缸中排出排气。例如，可以基于当前工况(诸如扭矩需求)来选择预定时间。
118.重新激活停用的气缸还包括向每个气缸提供燃料和火花，如在548处所指示。例如，可以在先前停用的气缸中恢复燃料和火花。结果，重新激活的气缸可以开始在其中燃烧空气和燃料以产生扭矩。因而，发动机的每个气缸可以被提供有燃料和点火火花，并且燃烧
可以根据点火次序在发动机的每个气缸中发生。
119.重新激活停用的气缸还包括调整发动机操作参数以维持扭矩需求，如在550处所指示。因为所有气缸现在都是活动的，所以相对于提供二次空气，每个活动气缸可以以较低的平均气缸负荷操作以满足扭矩需求。在一些示例中，可以调整气流、火花正时和气缸气门正时中的一者或多者，以便使转变到在不提供二次空气的情况下操作期间的扭矩扰动最小化。此外，在一些示例中，诸如当车辆是hev时，可以逐渐地重新激活停用气缸，同时逐渐地减小来自电机的扭矩以便以减小的扭矩扰动提供更平稳转变。
120.然后可以结束方法500。因此，可以认为从热反应器模式转变到在所有气缸活动的情况下操作已完成，并且发动机可以继续以非vde模式操作以提供所需扭矩。此外，可以重复方法500使得可以继续评估发动机工况，这使得发动机能够响应于再次满足vde模式进入条件(例如，由于诸如扭矩需求等工况发生改变)而转变回以vde模式进行操作。
121.通过这种方式，方法500可以经由至少一个停用的气缸向催化器提供二次空气以加速催化器升温。此外，上述进气门和排气门调整可以实现对所提供的二次空气量的精细控制，同时增加混合并减少nvh。总之，可以通过减少催化器达到其起燃温度之前的时间量来减少车辆排放，同时通过减少扭矩扰动来增加操作员舒适度。
122.接下来，图6至图21各自示出了点火顺序为1-3-7-2-6-5-4-8的八缸(例如，v-8)四冲程发动机的示例性气缸停用模式的图表。例如，气缸1、2、3和4可以包括在第一发动机组上，而气缸5、6、7和8可以包括在第二发动机组上。每个图表的竖直轴线表示气缸编号，而每个图表的水平轴线示出循环(例如，发动机循环)编号。每个气缸由所有气缸活动将发生的点火顺序中的编号圆圈表示。此外，编号圆圈与竖直轴线上的对应气缸编号对齐。因此，八个气缸中的每一者在每个发动机循环都经历四冲程活塞移动，而不论气缸是点火(例如，活动)还是跳过(例如，不点火/停用)，其中冲程参考标称气门和点火正时命名。
123.编号圆圈具有不同的填充以区分不同的气缸状态，如由包括在图6至图21中的每一者中的图例602所指示。如本文所使用的，“气缸状态”是指气缸是点火(例如，活动)还是不点火(例如，跳过/停用)以及进气门状态(例如，活动或停用)和排气门状态(例如，活动或停用)。例如，不同的气缸状态可以用于产生扭矩、提供二次空气或减少泵气损失，如下面将详细描述的。因此，每个气缸可以在每个发动机循环中点火或跳过，并且跳过的气缸可以在不同的跳过状态下操作以便更精细地控制二次空气产生和混合(例如，与来自点火气缸的废气的混合)。点火气缸由第一对角线填充604指示，具有完全停用的进气门(iv)和排气门(ev)的跳过的气缸由开口填充606指示，被操作以产生二次空气的具有活动进气门和排气门的跳过的气缸由第一点填充608指示，仅具有被操作以提供二次空气的活动进气门(和停用排气门)的跳过的气缸由第二对角线填充610指示，被操作用于混合的仅具有活动排气门(和停用进气门)的跳过的气缸由菱形填充612指示，并且被操作以产生二次空气的仅具有活动排气门的跳过的气缸由第二点填充614指示。因此，提供了五种不同的跳过状态，这将在下面详细描述。
124.首先转向图6，示出了点火密度为1/2的第一气缸停用模式600。第一气缸停用模式600是静态气缸停用模式，因为每个发动机循环都点火并跳过相同的气缸。具体地，气缸1、4、6和7在每个发动机循环中被停用并且不产生扭矩，而气缸2、3、5和8在每个发动机循环中都是活动的并且通过燃烧产生扭矩。此外，停用气缸处于第一跳过状态，其中气缸1、4、6和7
中的每一者的进气门和排气门在整个每个发动机循环中完全停用并且保持完全关闭(例如，开口填充606)。因而，气缸1、4、6和7不提供二次空气或混合，并且发动机以vde模式而不是热反应器模式操作。
125.接下来，图7示出了点火密度为1/2的第二气缸停用模式700。类似于图6中所示的第一气缸停用模式600，第二气缸停用模式700是静态气缸停用模式，其包括在每个发动机循环中停用气缸1、4、6和7以及在每个发动机循环中气缸2、3、5和8活动。然而，与图6的第一气缸停用模式600不同，处于第二气缸停用模式700的停用气缸在两个不同的跳过状态之间进行划分。停用气缸4和7在第一跳过状态下操作，其中进气门和排气门完全停用，并且不产生二次空气或辅助混合，但是停用气缸1和6在包括活动进气门和排气门的第二跳过状态下操作(例如，第一点填充608)。因而，气缸1和6将二次空气泵送到发动机的排气歧管。例如，气缸1将二次空气泵送到联接到第一发动机组的第一排气歧管，而气缸6将二次空气泵送到联接到第二发动机组的第二排气歧管。至少在一些示例中，每个排气歧管可以包括其自己的专用催化器。因为四个气缸是活动的并且两个气缸提供二次空气，所以废气与二次空气比率可以大约为2。然而，如上文关于图5a和图5b所述，停用气缸1和6相对于活动气缸2、3、5和8的进气门正时、持续时间和/或升程调整可以相对于点火气缸改变第二跳过状态中的跳过的气缸中的捕集质量。因此，废气与二次空气比率可以经由上述进气门调整而从2开始变化。
126.现在转向图8，示出了点火密度为1/2的第三气缸停用模式800。类似于图6中所示的第一气缸停用模式600和图7中所示的第二气缸停用模式700，第三气缸停用模式800是静态气缸停用模式，其包括在每个发动机循环中停用气缸1、4、6和7以及在每个发动机循环中气缸2、3、5和8活动。第三气缸停用模式800中的停用气缸在两个不同的跳过状态之间划分以提供二次空气和混合。停用气缸4和7在第三跳过状态下操作，其中进气门完全停用而排气门活动，并且不产生二次空气但提供混合(例如，菱形填充612)。停用气缸1和6在第二跳过状态下操作以向排气歧管提供二次空气。
127.通过这种方式，气缸1和6将二次空气泵送到发动机的排气歧管，并且在排气门打开后，气缸4和7从排气歧管吸入二次空气与废气的混合物。例如，气缸4可以从第一排气歧管吸入混合物，而气缸7可以从第二排气歧管吸入混合物。当气缸4和7中的每一者内的活塞朝向tdc上升并且对应的排气门保持打开时，混合物从对应气缸排出而回到对应的排气歧管中。特别是如果排气门升程在整个排气冲程中变化(例如，如关于图5b的534所描述)，则回流到气缸4和7中以及随后排出进一步使混合物均匀化并且在排气歧管中产生附加湍流。正如图7的第二气缸停用模式700，因为四个气缸是活动的并且两个气缸提供二次空气，所以废气与二次空气比率可以大约为2，或者可以通过经由进气门调整相对于点火气缸调整第二跳过状态中的跳过的气缸中的捕集质量而从2改变。
128.接下来，图9示出了点火密度为1/2的第四气缸停用模式900。然而，与图6至图8中所示的静态气缸停用模式不同，第四气缸停用模式900是滚动气缸停用模式。在第四气缸停用模式900的示例中，气缸2、3、5和8在每个发动机循环中都是活动的，这与在图6至图8中所示的静态气缸停用模式中一样，但是停用气缸在两个不同的跳过状态之间“滚动”以向热反应器空气提供曲轴箱泄放。在所示示例中，停用气缸1、4、6和7在第四跳过状态(第二对角线填充610)与第五跳过状态(例如，第二点填充614)之间循环，其中在所述第四跳过状态中，
在发动机循环的整个其余时间中进气门处于活动中以吸入空气而排气门被停用以捕集空气，在所述第五跳过状态中，在整个发动机循环中排气门处于活动中以排出捕集空气而进气门被停用以阻止附加进气。注意，尽管第三跳过状态(例如，菱形填充612)和第五跳过状态(例如，第二点填充614)使用相同或类似的气缸气门设置，但是第三跳过状态和第五跳过状态基于是否使用停用的气缸以排出二次空气来彼此区分开。
129.在第一发动机循环期间(例如，在循环编号0与循环编号1之间发生)，气缸1、4和6在第五跳过状态下操作，而气缸7在第四跳过状态下操作。因而，气缸7吸入空气，所述空气由于气缸7的排气门停用且完全关闭而被捕集。尽管空气被捕集，但是空气质量随着空气的一部分泄放到发动机的曲轴箱而减少。在第二发动机循环期间(例如，在循环编号1与循环编号2之间发生)，气缸1、4和6在第四跳过状态下操作以吸入并捕集空气，而气缸7在第五跳过状态下操作以排出减少的空气质量。在第三发动机循环期间(例如，在循环编号2与循环编号3之间发生)，气缸1、4和6排出空气(例如，在第二发动机循环期间一部分空气泄放至曲轴箱之后)，而气缸7进气并捕集空气。因此，当发动机继续以第四气缸停用模式900操作时，模式重复。
130.通过这种方式，类似于图7的第二气缸停用模式700和图8的第三气缸停用模式800，在每两次点火之后排出二次空气，但是可能由于曲轴箱泄放(例如，一个循环捕集)而减少了质量，诸如上文关于图5a的528所描述的。因此，通过相对于吸入的二次空气的量减少排出的二次空气的量，废气与二次空气比率可以大于2。
131.接下来转向图10，示出了点火密度为1/4的第五气缸停用模式1000。第五气缸停用模式1000是静态气缸停用模式，因为每个发动机循环都点火并跳过相同的气缸。具体地，气缸1、2、4、6、7和8在每个发动机循环中被停用并且不产生扭矩，而气缸3和5在每个发动机循环中都是活动的并且通过燃烧产生扭矩。此外，停用气缸处于第一跳过状态并且不提供二次空气或混合。因而，发动机经由第五气缸停用模式1000以vde模式而不是以热反应器模式操作。
132.接下来，图11示出了点火密度为1/4的第六气缸停用模式1100，其类似于图10中所示的第五气缸停用模式1000。第六气缸停用模式1100是静态气缸停用模式，其包括在每个发动机循环中气缸1、2、4、6、7和8被停用以及在每个发动机循环中气缸3和5是活动的。类似于图7的第二气缸停用模式700，处于第六气缸停用模式的跳过的气缸在两个不同的跳过状态之间进行划分。停用气缸2、4、7和8在第一跳过状态(例如，开口填充606)下操作，其中进气门和排气门完全停用，而停用气缸1和6在第二跳过状态下操作(例如，第一点填充608)，其中在每个发动机循环中进气门和排气门是活动的。因而，气缸1和6将二次空气泵送到发动机的排气歧管。因为两个气缸是活动的并且两个气缸提供二次空气，所以废气与二次空气比率可以大约为1。然而，如上文关于图5a和图5b所述，停用气缸1和6相对于活动气缸3和5的进气门正时、持续时间和/或升程调整可以相对于点火气缸改变第二跳过状态中的跳过的气缸中的捕集质量，这可以改变废气与二次空气比率。
133.图12示出了第七气缸停用模式1200。类似于图10中所示的第五气缸停用模式1000和图11中所示的第六气缸停用模式1100，第七气缸停用模式1200是点火密度为1/4的静态气缸停用模式。即，气缸1、2、4、6、7和8在每个发动机循环中被停用，而气缸3和5在每个发动机循环中都是活动的。类似于图8的第三气缸停用模式800，第七气缸停用模式1200中的停
用气缸在两个不同的跳过状态之间划分以提供二次空气和混合。停用气缸2、4、7和8在第三跳过状态(例如，菱形填充612)下操作，其中进气门完全停用而排气门是活动的，并且不产生二次空气但提供混合，而停用气缸1和6以第二跳过状态(例如，第一点填充608)操作以提供二次空气。通过这种方式，气缸1和6将二次空气泵送到发动机的排气歧管，而气缸2、4、7和8在排气门打开后吸入二次空气(例如，从气缸1和6排出)与废气(例如，从气缸3和5排出)的混合物以增加混合。
134.在替代示例中，如果仅停用气缸2和8的进气门提供足够多混合，则气缸4和7可以在第一跳过状态(例如，开口填充606)下操作，其中进气门和排气门两者被完全停用，以减少泵气损失。
135.接下来，图13示出了点火密度为1/4的第八气缸停用模式1300。然而，与图10至图12所示的静态气缸停用模式不同，第八气缸停用模式1300是具有曲轴箱泄放的滚动气缸停用模式，其类似于图9的第四气缸停用模式900。在第八气缸停用模式1300的示例中，气缸3和5在每个发动机循环中都是活动的，这与在图10至图12中所示的静态气缸停用模式中一样，但是停用气缸在三个不同的跳过状态之间“滚动”以提供具有曲轴箱泄放的热反应器空气。如图所示，停用气缸1、2、4、6、7和8在第一跳过状态(开口填充606)、第四跳过状态(第二对角线填充610)与第五跳过状态(例如，第二点填充614)之间循环，在所述第一跳过状态中，进气门和排气门被完全停用，在所述第四跳过状态中，在发动机循环的整个其余时间中进气门处于活动以吸入空气而排气门被停用以捕集空气，在所述第五跳过状态中，在整个发动机循环中排气门处于活动以排出捕集的空气而进气门被停用以阻止附加进气。
136.在第一发动机循环期间(例如，在循环编号0与循环编号1之间发生)，气缸4在第一跳过状态下操作，气缸1、2、6和8在第五跳过状态下操作，而气缸7在第四跳过状态下操作。因而，气缸7吸入空气，所述空气由于气缸7的排气门停用且完全关闭而被捕集。尽管空气被捕集，但是空气质量随着空气泄放到发动机的曲轴箱而减少。在第二发动机循环期间(例如，在循环编号1与循环编号2之间发生)，气缸7在第一跳过状态下操作，气缸4在第五跳过状态下操作，而气缸1、2、6和8在第四跳过状态下操作以吸入并捕集空气。因而，在第一发动机循环期间由气缸7吸入的空气在整个第二发动机循环期间被捕集，从而由于曲轴箱泄放而进一步减少其质量。
137.在第三发动机循环期间(例如，在循环编号2与循环编号3之间发生)，气缸1、2、6和8在第一跳过状态下操作，使得在第二发动机循环期间吸入的空气在整个第三发动机循环期间保持被捕集。气缸4在第四跳过状态下操作以吸入并捕集空气，而气缸7在第五跳过状态下操作以最终排出在第一发动机循环期间捕集的空气。因此，由气缸7引入的空气的一部分在其被排出之前在第一发动机循环和第二发动机循环期间泄放到曲轴箱。因此，当发动机继续以第八气缸停用模式1300操作时，模式重复。
138.通过这种方式，在第四跳过状态与第五跳过状态之间使用第一跳过状态以进行附加的曲轴箱泄放。结果，由于在两个发动机循环内进行曲轴箱泄放(例如，两个循环捕集)，可以进一步减少在每个停用气缸内捕集的二次空气的质量。此外，在活动气缸的每次点火之间(例如，在气缸3点火与气缸5点火之间)排出二次空气以进行有利混合。
139.图14示出了第九气缸停用模式1400。类似于图13的第八气缸停用模式1300，第九气缸停用模式1400是具有曲轴箱泄放的滚动气缸停用模式并且具有1/4的点火密度。在第
九气缸停用模式1400的示例中，气缸3和5在每个发动机循环中都是活动的，这与在图10至图12中所示的静态气缸停用模式中一样，但是停用气缸在不同的三个不同的跳过状态之间“滚动”以向热反应器空气提供曲轴箱泄放。类似于图13的第八气缸停用模式1300，停用气缸1、2、4、6、7和8在第一跳过状态(开口填充606)、第四跳过状态(第二对角线填充610)与第五跳过状态(例如，第二点填充614)之间循环，在所述第一跳过状态中，进气门和排气门被完全停用，在所述第四跳过状态中，在发动机循环的整个其余时间中进气门处于活动以吸入空气而排气门被停用以捕集空气，在所述第五跳过状态中，在整个发动机循环中排气门处于活动以排出捕集的空气而进气门被停用以阻止附加进气。然而，不同的跳过状态的排序在图13的第八气缸停用模式1300与第九气缸停用模式1400之间变化以改变发生的曲轴箱泄放量。具体地，第九气缸停用模式1400包括单循环捕集(相对于图13的第八气缸停用模式1300的双循环捕集)，如下面将详细描述的。
140.在第一发动机循环期间(例如，在循环编号0与循环编号1之间发生)，气缸7在第一跳过状态下操作，气缸1、2、6和8在第五跳过状态下操作，而气缸4在第四跳过状态下操作。因而，气缸4吸入空气，所述空气由于气缸4的排气门停用且完全关闭而被捕集。尽管空气被捕集，但是空气质量随着空气泄放到发动机的曲轴箱而减少。在第二发动机循环期间(例如，在循环编号1与循环编号2之间发生)，气缸4在第五跳过状态下操作以排出捕集的空气，气缸7在第四跳过状态下操作以吸入空气，而气缸1、2、6和8在第一跳过状态下操作以减少泵气损失。
141.在第三发动机循环期间(例如，在循环编号2与循环编号3之间发生)，气缸1、2、6和8在第四跳过状态下操作以吸入并捕集空气。气缸4在第一跳过状态下操作以减少泵气损失，而气缸7在第五跳过状态下操作以最终排出在第二发动机循环期间捕集的空气。因此，当发动机继续以第九气缸停用模式1400操作时，模式重复。
142.通过这种方式，曲轴箱放气可以减少在给定的停用气缸中捕集的空气量，但是减少程度小于图13的第八气缸停用模式1300中的空气量。代替在第四跳过状态与第五跳过状态之间使用第一跳过状态来进行附加的曲轴箱放气的是，第五跳过状态在发动机循环期间紧接在第四跳过状态之后发生，并且第一跳过状态在发动机循环期间紧接在第五跳过状态之后发生。因而，第一跳过状态在不影响捕集空气质量的情况下提供减少的泵气损失，并且在活动气缸的每次点火之后(例如，在气缸3点火与气缸5点火之间)排出二次空气。
143.继续到图15，示出了第十气缸停用模式1500。类似于图13的第八气缸停用模式1300和图14的第九气缸停用模式1400，第十气缸停用模式1500是具有曲轴箱泄放的滚动气缸停用模式并且具有1/4的点火密度。然而，第十气缸停用模式1500包括相对于图13的第八气缸停用模式1300和图14的第九气缸停用模式1400的增加混合。在图15中所示的示例中，气缸3和5在每个发动机循环中都是活动的，这与在图10至图12中所示的静态气缸停用模式中一样，但是停用气缸在不同的三个不同的跳过状态之间“滚动”以向热反应器空气提供曲轴箱泄放和混合。具体地，停用气缸1、2、4、6、7和8在第三跳过状态(例如，菱形填充612)、第四跳过状态(例如，第二对角线填充610)与第五跳过状态(例如，第二点填充614)之间循环，在所述第三跳过状态中，排气门是活动的以用于混合而进气门被停用，在所述第四跳过状态中，在发动机循环的整个其余时间中进气门处于活动以吸入空气而排气门被停用以捕集空气，在所述第五跳过状态中，在整个发动机循环中排气门处于活动以排出捕集的空气而
进气门被停用以阻止附加进气。此外，第十气缸停用模式1500包括单循环捕集，如下面将详细描述的。
144.在第一发动机循环期间(例如，在循环编号0与循环编号1之间发生)，气缸7在第三跳过状态下操作，气缸1、2、6和8在第五跳过状态下操作，而气缸4在第四跳过状态下操作。因而，气缸4吸入空气，所述空气由于气缸4的排气门停用且完全关闭而被捕集。尽管空气被捕集，但是空气质量随着空气泄放到发动机的曲轴箱而减少。在第二发动机循环期间(例如，在循环编号1与循环编号2之间发生)，气缸4在第五跳过状态下操作以排出捕集的空气，气缸7在第四跳过状态下操作以吸入空气，而气缸1、2、6和8在第三跳过状态下操作。在气缸1、2、6和8中的每一者的排气门打开后，二次空气(例如，在第一发动机循环期间从气缸1、2、6和8排出，而在第二发动机循环中从气缸4排出)与废气(例如，在每个发动机循环中从气缸3和5排出)的混合物在被再次挤出之前随着活塞在对应气缸中上升而被吸入对应气缸中。由于回流和前向流，二次空气与废气的混合增加。
145.在第三发动机循环期间(例如，在循环编号2与循环编号3之间发生)，气缸1、2、6和8在第四跳过状态下操作以吸入并捕集空气。气缸4在第三跳过状态下操作以提供混合，而气缸7在第五跳过状态下操作以最终排出在第二发动机循环期间捕集的空气。因此，当发动机继续以第十气缸停用模式1500操作时，模式重复。
146.通过这种方式，曲轴箱放气可以减少在给定的停用气缸中捕集的空气量，但是减少程度小于图13的第八气缸停用模式1300中的空气量。代替使用紧接在第五跳过状态之后的第一跳过状态的是，与在图14的第九气缸停用模式1400中一样，通过在发动机循环中使用紧接在第五跳过状态之后且紧接在第四跳过状态之前的第三跳过状态，在不影响捕集空气质量或向排气歧管提供二次空气的频率的情况下增加混合。
147.接下来转向图16，示出了点火密度为1/3的第十一气缸停用模式1600。第十一气缸停用模式1600是滚动气缸停用模式，因为在每个发动机循环中点火并跳过不同的气缸。具体地，每个气缸在被点火一次之后被跳过两个连续的发动机循环。此外，停用气缸处于第一跳过状态并且不提供二次空气或混合。因而，发动机以vde模式而不是以热反应器模式操作。
148.例如，气缸1、2和4在第一发动机循环期间(例如，在循环编号0与循环编号1之间发生)是活动的(例如，第一对角线填充604)并且在第二发动机循环期间(例如，在循环编号1与循环编号2之间发生)和在第三发动机循环期间(例如，在循环编号2与循环编号3之间发生)以第一跳过状态(例如，开口填充606)被停用，然后在第四发动机循环期间(例如，在循环编号3与循环编号4之间发生)再次点火。气缸3、6和8在第一发动机循环期间以第一跳过状态被停用，在第二发动机循环期间点火，并且在第三发动机循环和第四发动机循环两者期间以第一跳过状态被停用。气缸5和7在第一发动机循环和第二发动机循环期间在第一跳过状态下被停用，并且在第三发动机循环期间点火，然后在第四发动机循环期间再次被停用(例如，在第一跳过状态下被停用)。因而，在两个发动机循环中的每一者之后是包括两个燃烧事件的一个发动机循环期间存在三个扭矩产生燃烧事件。因此，当发动机继续以第十一气缸停用模式1600操作时，模式可以重复。
149.接下来，图17示出了第十二气缸停用模式1700。类似于图16中所示的第十一气缸停用模式1600，第十二气缸停用模式1700的点火密度为1/3。第十二气缸停用模式1700是滚
动气缸停用模式，其中气缸状态在每个发动机循环中或每个数量的发动机循环中改变。此外，在给定的发动机循环期间，仅使用停用的气缸的一部分(例如，子组)来提供二次空气，而其余的停用气缸处于第一跳过状态(例如，开口填充606)，其中进气门和排气门完全停用以减少泵气损失。因此，点火和跳过状态两者都遵循滚动模式。
150.在图17中所示的示例中，气缸1、2和4在第一发动机循环期间(例如，在循环编号0与循环编号1之间发生)是活动的，而气缸3在第二跳过状态(例如，第一点填充608)下操作以提供二次空气。此外，气缸5、6、7和8在第一跳过状态下被停用以减少泵气损失而不影响废气与二次空气比率或混合。因此，在第一发动机循环期间，仅气缸3提供二次空气，所述二次空气与从气缸1、2和4排出的废气混合。因为气缸3与气缸1、2和4在同一发动机组(例如，第一发动机组)上，所以可以增加二次空气与废气的混合。
151.在第二发动机循环期间(例如，在循环编号1与循环编号2之间发生)，气缸3、6和8是活动的，气缸1和5在第二跳过状态下被停用以提供二次空气，并且气缸2、4和7在第一跳过状态下被停用以减少泵气损失。因此，气缸1和5两者在第二发动机循环期间提供二次空气，所述二次空气与从气缸3、6和8排出的废气混合。具体地，来自气缸1的二次空气可以最初与来自气缸3的废气混合，因为这两个气缸都在第一发动机组上，并且来自气缸5的二次空气最初可以与来自气缸6和8的废气混合，这是由于它们位于第二发动机组上。此外，来自气缸1的二次空气最初也可以与在前一发动机循环(例如，第一发动机循环)中来自气缸4的废气混合。在第三发动机循环期间(例如，在循环编号2与循环编号3之间发生)，气缸5和7是活动的，而气缸6在第二跳过状态下操作以提供二次空气。此外，气缸1、2、3、4和8在第一跳过状态下被停用以减少泵气损失而不影响废气与二次空气的比率或混合。因此，在第三发动机循环期间，仅气缸6提供二次空气，所述二次空气与从气缸5和7排出的废气混合。因为气缸6与气缸5和7在第二发动机组上，所以可以增加二次空气与废气的混合。因此，当发动机继续以第十二气缸停用模式1700操作时，模式可以重复。
152.如图17中所示，气缸的第一部分在每个发动机循环中切换状态，而气缸的第二其余部分不太频繁地改变状态。例如，气缸1、3、5和6各自在第一跳过状态、第二跳过状态和活动状态之间(以不同顺序)循环，而气缸2、4、7和8各自维持在第一跳过状态持续连续两个发动机循环，然后维持在活动状态持续一个发动机循环。因而，仅气缸1、3、5和6在第十二气缸停用模式1700中产生二次空气(例如，在它们跳过的一半期间)，而气缸中的每一者被用于在两个连续停用循环之后产生扭矩。可注意到，在每个发动机组上，点火气缸之后或之前是处于第二跳过状态的跳过的气缸。例如，在第一发动机循环期间，活动气缸1之后是跳过的(例如，第二跳过状态)气缸3，其在活动气缸2之前。此外，在第一发动机循环期间的活动气缸4之后是第二发动机循环期间跳过的(例如，第二跳过状态)气缸1，其在第二发动机循环期间的活动气缸3之前。
153.图18示出了点火密度为1/3的第十三气缸停用模式1800。第十三气缸停用模式1800与图17的第十二气缸停用模式1700的类似之处在于：第十三气缸停用模式1800是滚动气缸停用模式，其中气缸状态在每个发动机循环中或在每个数量的发动机循环中改变。然而，第十三气缸停用模式1800与第十二气缸停用模式1700的不同之处在于：未用于提供二次空气的停用气缸以第三跳过状态(例如，菱形填充612)操作以进行混合。
154.在图18中所示的示例中，气缸1、2和4在第一发动机循环期间(例如，在循环编号0
与循环编号1之间发生)是活动的，而气缸3在第二跳过状态(例如，第一点填充608)下操作以提供二次空气。此外，气缸5、6、7和8在第三跳过状态下操作以在排气门打开后吸入废气和二次空气，由此增加混合。因此，在第一发动机循环期间，仅气缸3提供二次空气，所述二次空气与从气缸1、2和4排出的废气混合。
155.在第二发动机循环期间(例如，在循环编号1与循环编号2之间发生)，气缸3、6和8是活动的，气缸1和5在第二跳过状态下被停用以提供二次空气，并且气缸2、4和7在第三跳过状态下被停用以增加混合。因此，气缸1和5两者在第二发动机循环期间提供二次空气，所述二次空气与从气缸3、6和8排出的废气混合。具体地，来自气缸1的二次空气和来自气缸3的废气可以在排气门打开后被吸入气缸2和4中，因为所有气缸都在第一发动机组上，并且来自气缸5的二次空气和来自气缸6和8的废气可以被吸入气缸7中，这是因为它们位于第二发动机组上。
156.在第三发动机循环期间(例如，在循环编号2与循环编号3之间发生)，气缸5和7是活动的，而气缸6在第二跳过状态下操作以提供二次空气。此外，气缸1、2、3、4和8在第三跳过状态下被停用以提供混合。因此，在第三发动机循环期间，仅气缸6提供二次空气，所述二次空气与从气缸5和7排出的废气混合。因为气缸5、6、7和8全部在第二发动机组上，所以可以增加二次空气与废气的混合。因此，当发动机继续以第十三气缸停用模式1800操作时，模式可以重复。
157.类似于图17的第十二气缸停用模式1700，气缸的第一部分在每个发动机循环中切换状态，而气缸的第二其余部分不太频繁地改变状态。例如，气缸1、3、5和6各自在第二跳过状态、第三跳过状态和活动状态之间(以不同顺序)循环，而气缸2、4、7和8各自维持在第二跳过状态持续连续两个发动机循环，然后维持在活动状态持续一个发动机循环。因而，仅气缸1、3、5和6在第十三气缸停用模式1800中产生二次空气，而气缸中的每一者在两个连续停用循环之后产生扭矩。
158.此外，在一些示例中，如果排气门致动系统(诸如vct系统)不足以快速地在事件间改变正时，则可以在点火与混合之间调整排气门正时。例如，在气缸3点火之后的第二发动机循环期间，可以沿第一方向调整第一发动机组上的气缸的排气门正时(例如，从bdc较少延迟)，然后在气缸1点火之前的第三发动机循环结束时沿第二方向进行调整(例如，从bdc更多地延迟)。第二发动机组上的气缸的排气门正时可以经历类似调整。例如，排气门正时可以在气缸6点火之前的第二发动机循环期间沿第二方向调整，然后在气缸5点火之后的第三发动机循环期间沿第一方向调整。通过这种方式，点火气缸可以由于更延迟的排气门打开正时而排出更大的泄放脉冲，并且处于第三跳过状态的停用气缸可以由于更少延迟的排气门打开正时而增加真空。结果，可以增加混合。
159.在替代示例中，如果以第三跳过状态操作第一数量的气缸提供足够多混合，则不提供二次空气的其余数量的跳过的气缸可以在第一跳过状态(例如，开口填充606)下操作，其中进气门和排气门两者被完全停用，以减少泵气损失。
160.接下来，图19示出了点火密度为1/3的第十四气缸停用模式1900。第十四气缸停用模式1900与图18的第十三气缸停用模式1800和图17的第十二气缸停用模式1700的类似之处在于：第十四气缸停用模式1900是滚动气缸停用模式，其中气缸状态在每个发动机循环中或在每个数量的发动机循环中改变。然而，第十四气缸停用模式1900与第十三气缸停用
模式1800和第十二气缸停用模式1700的不同之处在于：在提供二次空气的气缸的一部分中使用曲轴箱泄放以便减少所提供的二次空气的总质量。
161.在图19中所示的示例中，气缸1、2和4在第一发动机循环期间(例如，在循环编号0与循环编号1之间发生)是活动的，而气缸3在第五跳过状态(例如，第二点填充614)下操作以排出在前一发动机循环期间捕集的二次空气。因为二次空气已经被捕集持续一个发动机循环，所以二次空气的质量由于曲轴箱泄放而减少。此外，气缸6、7和8在第三跳过状态(例如，菱形填充612)下操作以在排气门打开后吸入废气和二次空气，而气缸5在第四跳过状态(例如，第二对角填充610)下操作以吸入和捕集空气充气。因此，虽然气缸3、6、7和8都是具有活动排气门和停用进气门的气缸，但是在第一发动机循环期间仅使用气缸3来提供二次空气。
162.在第二发动机循环期间(例如，在循环编号1与循环编号2之间发生)，气缸3、6和8是活动的，气缸1在第二跳过状态下被停用以提供二次空气而没有曲轴箱泄放(例如，第一点填充608)，气缸5以第五跳过状态操作以排出在第一发动机循环期间吸入和捕集的二次空气，并且气缸2、4和7在第三跳过状态下被停用以增加混合。因此，气缸1和5两者在第二发动机循环期间提供二次空气，所述二次空气与从气缸3、6和8排出的废气混合。然而，从气缸5排出的二次空气的质量可能小于从气缸1排出的二次空气的质量，因为二次空气被捕集在气缸5内持续一个循环，而不是气缸1在同一循环中吸气和排气。
163.在第三发动机循环期间(例如，在循环编号2与循环编号3之间发生)，气缸5和7是活动的，而气缸6在第二跳过状态下操作以提供二次空气。此外，气缸3在第四跳过状态下操作以吸入和捕集二次空气，而气缸1、2、4和8在第三跳过状态下停用以提供混合。因此，在第三发动机循环期间，仅气缸6提供二次空气，所述二次空气与从气缸5和7排出的废气混合。因为气缸5、6、7和8全部在第二发动机组上，所以可以增加二次空气与废气的混合。因此，当发动机继续以第十四气缸停用模式1900操作时，模式可以重复。
164.通过这种方式，在第十四气缸停用模式1900中组合多个不同的滚动模式。例如，气缸2、4、7和8各自遵循第一模式，所述第一模式包括一个活动发动机循环，之后是处于第三跳过状态的两个连续发动机循环以进行混合。然而，所述模式在气缸之间偏移，使得气缸8在气缸2和4被点火之后的发动机循环中被点火，并且气缸7在发动机循环中在气缸8之后被点火。作为另一个示例，气缸1和6各自遵循第二模式，所述第二模式包括一个活动循环，之后是处于第二跳过状态的停用循环，之后进一步是处于第三跳过状态的停用循环。正如气缸4和8，模式是偏移的，使得气缸6在气缸1点火之后的发动机循环中点火。作为又一个示例，气缸3和5各自遵循第三模式，所述第三模式包括一个活动发动机循环，之后是处于第四跳过状态的停用循环，之后进一步是处于第五跳过状态的停用循环。此外，气缸3和5的模式是偏移的，使得气缸5在气缸3点火之后的发动机循环中点火。因而，第二模式和第三模式两者都包括提供三次发动机循环中的一个发动机循环，但是由于第三模式中的曲轴箱泄放的影响，第二模式可以提供比第三模式更大的二次空气质量。
165.然而，在一些示例中，替代地以相同的滚动模式操作所有气缸可能是有利的。因此，图20示出了点火密度为1/3的第十五气缸停用模式2000。第十五气缸停用模式2000是滚动气缸停用模式，其中气缸状态在每个发动机循环中对于每个气缸以相同顺序改变，其中不同的气缸在模式内以不同的状态起动，以便错开废气和二次空气的产生。即，每个气缸具
有一个活动发动机循环(例如，第一对角线填充604)，紧接着是在第一跳过状态下的停用循环(例如，开口填充606)，紧接着是在第二跳过状态下的停用循环(例如，第一点填充608)。
166.在图20中所示的示例中，气缸1、2和4在第一发动机循环期间(例如，在循环编号0与循环编号1之间发生)是活动的。气缸5和7在第一跳过状态下被停用，其中进气门和排气门完全停用，以在不提供二次空气的情况下减少泵气损失。气缸3、6和8在第二跳过状态下操作以在没有曲轴箱泄放的情况下提供二次空气。在第二发动机循环期间(例如，在循环编号1与循环编号2之间发生)，气缸3、6和8是活动的并且产生扭矩，而气缸1、2、4被切换为在第一跳过状态下完全停用。在第一发动机循环期间处于第一跳过状态的气缸5和7被切换到第二跳过状态以提供二次空气。在第三发动机循环期间(例如，在循环编号2与循环编号3之间发生)，气缸1、2和4在第二跳过状态下提供二次空气，气缸5和7在活动状态下产生扭矩，并且气缸3、6和8在第一跳过状态下减少泵气损失。因此，当发动机继续以第十五气缸停用模式2000操作时，模式可以重复。
167.通过这种方式，可以增加每个气缸的排气道内的混合，而不是排气歧管内的混合，因为在每个单独的气缸的点火事件之前紧接二次空气产生事件。因此，保留在排气流道中的排出的二次空气可以与在后一发动机循环中排出的废气混合。
168.对于每个气缸使用相同的滚动模式的其他模式也是可能的。例如，图21示出了第十六气缸停用模式2100。类似于图20的第十五气缸停用模式2000，第十六气缸停用模式2100是滚动气缸停用模式，其中气缸状态在每个发动机循环中并且对于每个发动机循环以相同顺序改变，并且点火密度为1/3。然而，代替第一跳过状态的是，包括第三跳过状态(例如，菱形填充612)以进一步增加混合。在所示示例中，每个气缸具有一个活动发动机循环(例如，第一对角线填充604)，紧接着是在第三跳过状态下的停用循环，紧接着是在第二跳过状态下的停用循环(例如，第一点填充608)，以提供二次空气。
169.在图21中所示的示例中，气缸1、2和4在第一发动机循环期间(例如，在循环编号0与循环编号1之间发生)是活动的。气缸5和7在第三跳过状态下被停用，其中进气门完全停用而排气门是活动的，以在不提供二次空气的情况下提供混合。此外，气缸3、6和8在第二跳过状态下操作以在没有曲轴箱泄放的情况下提供二次空气。在第二发动机循环期间(例如，在循环编号1与循环编号2之间发生)，气缸3、6和8是活动的并且产生扭矩，而气缸1、2、4被切换为第三跳过状态以产生混合。在第一发动机循环期间处于第三跳过状态的气缸5和7被切换到第二跳过状态以提供二次空气。在第三发动机循环期间(例如，在循环编号2与循环编号3之间发生)，气缸1、2和4在第二跳过状态下提供二次空气，气缸5和7在活动状态下产生扭矩，并且气缸3、6和8在第三跳过状态下增加混合。因此，当发动机继续以第十六气缸停用模式2100操作时，气缸停用模式可以重复。
170.通过这种方式，由于在第三跳过状态下停用气缸时在排气门打开后出现的真空，可以进一步增加每个气缸的排气道内的混合。由于混合，可以减少催化器达到其起燃温度之前的时间量。
171.注意，图6至图21提供了利用不同点火密度、跳过状态以及滚动模式与静态模式(针对活动气缸与停用气缸两者以及针对停用气缸的不同跳过状态)的示例性气缸停用模式。然而，在不脱离本公开的范围的情况下，其他气缸停用模式也是可能的，所述其他气缸停用模式利用本文所述的不同的发动机配置、不同的点火密度以及不同的气缸状态和气门
调整模式。
172.现在转向图22，示例性时间线2200示出了在联接于发动机的排气系统中的催化器达到其起燃温度之前在冷起动期间对发动机操作的调整。例如，发动机可以是图1中所示的发动机10并且可以包括气门致动机构，所述气门致动机构使得能够针对每个气缸或气缸组进行不同的调整。具体地，不同数量的气缸在冷起动期间被停用并且不经由燃烧产生发动机扭矩，而其余数量的气缸产生所有发动机扭矩，并且至少一些停用气缸向排气系统提供二次空气。在曲线图2202中示出了发动机的点火密度，在曲线图2204中示出了催化器温度，在曲线图2206中示出了废气与二次空气比率，在曲线图2208中示出了活动气缸的火花延迟量，在曲线图2210中示出了用于活动气缸的进气门升程，在虚线曲线图2212中示出了用于提供二次空气的停用气缸的进气门升程，在点状曲线图2214中示出了用于不提供二次空气的停用气缸的进气门升程，在曲线图2216中示出用于活动气缸的进气门持续时间，在虚线曲线图2216中示出了用于提供二次空气的停用气缸的进气门持续时间，在点状曲线图2216中示出了用于不提供二次空气的停用气缸的进气门持续时间在，在曲线图2222中示出了用于活动气缸的排气门打开(evo)正时，并且在虚线曲线图2224中示出了用于提供二次空气的停用气缸的evo正时。
173.对于以上所有曲线图，水平轴线表示时间，其中时间沿着水平轴线从左向右增加。每个曲线图的竖直轴线表示标记的参数。对于曲线图2202，竖直轴线示出了相对于1的点火密度，其中1对应于在所有气缸都活动的情况下操作发动机。点火密度小于1对应于在多个气缸停用的情况下操作发动机。如本文所述，点火密度被定义为活动气缸的数量除以发动机的气缸总数。对于曲线图2204，催化器温度沿着竖直轴线向上(例如，沿箭头方向)升高，并且相对于环境温度和由虚线2205表示的阈值催化器温度示出。在本示例中，阈值催化器温度是催化器的起燃温度。对于曲线图2206、2208、2210、2212、2214、2216、2218和2220，标记的竖直参数的量值在箭头方向上沿着竖直轴线向上增加。此外，曲线图2210、2212和2214的进气门升程是指在气缸循环(例如，在对应气缸的进气冲程期间)可能发生持续一定的持续时间(例如，曲线图2216、2218和2220中所示的相对持续时间)的气门打开期间的最大高度。因而，进气门升程和进气门持续时间为零表示进气门在每个气缸循环中完全停用并且保持完全关闭(例如，进气门不打开)。对于曲线图2222和2224，相对于下止点(bdc)正时示出了evo正时。低于(例如，小于)bdc的值从bdc延迟，而高于(例如，大于)bdc的值从bdc提前。
174.在时间t1之前，发动机关闭，并且发动机的任何气缸中都不发生燃烧(例如，点火密度为零)。此外，催化器温度(曲线2204)近似等于环境温度。发动机在时间t1处起动，并且最初响应于发动机起动而在每个气缸中发生燃烧(曲线图2202)。然而，因为催化器温度(曲线图2204)低于阈值催化器温度(虚线2205)，所以存在冷起动状况，并且需要催化器加热。
175.作为响应，发动机在时间t2处转变为以热反应器模式操作，并且发动机的点火密度(曲线图2202)降低以便向排气系统提供热控空气。应注意，在其他示例中，控制器(例如，图1的控制器12)可以预期发动机冷起动，并且发动机可以热反应器模式(例如，在时间t1)起动，而不是在发动机起动之后转变到热反应器模式。在所示示例中，点火密度在时间t2处减小到2/3(例如，每三个气缸有两个活动的点火气缸)，并且使用f-f-s-f-f-s的气缸停用模式来增加混合。此外，所有停用气缸都用于提供二次空气，并且由虚线2207表示的期望的
废气与二次空气比率为4，以便防止排气系统冷却。为了提供期望的废气与二次空气比率为四，停用气缸的进气门升程(虚线曲线图2212)相对于活动气缸的进气门升程(曲线图2210)减小，并且停用气缸的进气门持续时间(虚线曲线图2218)相对于活动气缸的进气门持续时间(曲线图2216)减少。因为活动气缸是停用气缸的两倍，所以停用气缸的进气门升程减小和进气门持续时间减少导致停用气缸的捕集质量是活动气缸的捕集质量的一半。结果，由所有活动气缸排出的废气的质量是由所有停用气缸排出的二次空气的质量的大约四倍，从而产生的废气与二次空气比率(曲线图2206)大约为四。
176.注意，在其他示例中，在停用气缸中，相对于活动气缸，进气门升程和进气门持续时间中的一者可以减少(而不是两者)。此外，在其他示例中，除了进气门升程和/或持续时间调整之外或作为其替代，停用气缸中的进气门打开正时可以相对于活动气缸延迟。因此，时间线2200提供了进气门调整的一个示例，所述进气门调整可以用于相对于活动气缸中的捕集质量减少停用气缸中的捕集质量，并且其他气门调整是可能的，诸如本文关于图5a和图5b的方法500描述的气门调整以及关于图6至图21描述的示例性气缸停用模式。
177.同样在时间t2处，活动气缸的evo正时(曲线图2222)从bdc正时进一步延迟，而提供二次空气的停用气缸的evo正时朝向bdc正时(曲线图2224)提前。因而，并且另外由于停用气缸中的捕集质量减少，evo处的缸内真空在停用气缸中增加，从而在二次空气与来自活动气缸的废气之间产生更大混合。此外，每个活动气缸在时间t2处以浓afr操作以向排气系统提供燃料以与二次空气反应，从而产生放热，所述放热加热催化器。更进一步地，活动气缸以激进的火花延迟操作，以向排气提供附加的废热。结果，催化器温度在时间t2与时间t3之间升高(曲线图2204)。
178.在时间t3处，催化器温度(曲线图2204)升高但保持低于阈值催化器温度(虚线2205)。因为催化器温度升高，所以可以使用较不激进的火花延迟，从而允许每个活动气缸产生更多的扭矩。因而，发动机可以用更少的活动气缸操作以满足扭矩需求，并且在时间t3处，点火密度减小(曲线图2202)并且火花延迟减小(曲线图2208)。点火密度降低到1/2，这允许使用f-s-f-s-f-s的跳缸点火模式，其中所有停用气缸继续都向排气系统提供二次空气。
179.与在时间t2处开始使用的f-f-s-f-f-s模式相比，f-s-f-s-f-s增加了混合。然而，期望的废气与二次空气比率(虚线2207)保持为四，并且因为停用气缸的数量已经增加，所以在时间t3处执行附加的进气门调整以将每个停用气缸的捕集质量减少到活动气缸的捕集质量的1/4。在本示例中，停用气缸的进气门升程(虚线曲线图2212)相对于活动气缸的进气门升程(曲线图2210)进一步减小，并且停用气缸的进气门持续时间(虚线曲线图2218)相对于活动气缸的进气门持续时间(曲线图2216)进一步增加。结果，废气与二次空气比率保持大约为四(曲线图2206)。此外，在时间t3处，其余的活动气缸继续以延迟的evo正时操作(曲线图2222)，而停用气缸继续以接近bdc正时的evo正时操作(虚线曲线图2224)。
180.在时间t4处，催化器温度(曲线图2204)进一步升高但保持低于阈值催化器温度(虚线2205)。点火密度减小到1/3(曲线图2202)，并且相应地进一步减小火花延迟(曲线图2208)，以便经由每个其余的活动气缸产生更多扭矩。此外，使用f-s-s-f-s-s的气缸停用模式，其中停用气缸的一半不向排气系统提供二次空气。因而，不提供二次空气的停用气缸的进气门升程减小到零(虚线曲线图2214)，不提供二次空气的停用的气缸进气门持续时间
(虚线曲线图2220)也是如此。因为活动气缸与提供二次空气的停用气缸的数量继续相等，所以提供二次空气的停用气缸的进气门升程(虚线曲线图2212)保持相同，提供二次空气的停用气缸的进气门持续时间(虚线曲线图2220)也是如此。
181.在时间t5处，催化器温度(曲线图2204)达到阈值催化器温度(虚线2205)。然而，如果发动机不以热反应器模式操作并且仅使用火花延迟来向排气系统提供热量，则催化器温度将更缓慢地升高并且在时间t5之前不会达到阈值催化器温度，诸如由虚线段2203所表示。响应于达到阈值催化器温度，停用的气缸被重新激活，并且点火密度增加到一(曲线图2202)。此外，火花延迟(曲线图2208)最初增加以减少扭矩扰动，因为发动机的所有气缸都在产生扭矩，但是然后随着调整附加的发动机参数(诸如气流)以补偿增加数量的活动气缸，火花延迟减小。此外，在所示示例中，以从bdc正时略微提前的evo正时(曲线图2222)操作气缸，以便减少泵气损失。
182.通过这种方式，可以通过使用由跳过的(例如，停用的)气缸提供的二次空气在排气中产生放热来减少催化器预热期间的碳氢化合物排放。通过经由跳过的气缸而不是单独的专用热反应器空气源提供二次空气，可以降低系统的成本。此外，通过使用进气门和排气门调整来控制二次空气产生和与废气混合，可以使用降低nvh并进一步增加混合的点火密度，否则将产生太多或太少的二次空气。通过减少或防止过量的二次气流，可以减少或防止排气系统冷却，从而进一步加快催化器预热并进一步减少车辆排放。
183.经由气缸气门调整相对于来自点火气缸的废气量控制由不点火气缸提供的二次空气量的技术效果是可以在减少车辆排放的情况下加速催化器预热。
184.在经由一个或多个不点火气缸提供二次空气的同时相对于点火气缸的进气门调整不点火气缸的进气门的技术效果是可以减少排气系统冷却。
185.在经由一个或多个不点火气缸提供二次空气的同时相对于点火气缸的排气门调整不点火气缸的排气门的技术效果是可以增加排气系统中的放热产生。
186.在催化器加热期间以二冲程模式操作四冲程发动机的不点火气缸的技术效果是可以在每个发动机循环期间两次提供二次空气以增加发动机的排气系统中的混合和放热产生。
187.作为一个示例，一种方法包括：在冷起动状况期间，在发动机循环期间在第一数量的气缸不点火且其余数量的气缸点火的情况下操作发动机；在所述不点火气缸的膨胀冲程期间打开所述第一数量的气缸中的不点火气缸的进气门；以及在所述不点火气缸的压缩冲程期间打开所述不点火气缸的排气门。在所述方法的一个示例中，所述进气门经由进气连续可变气门升程(cvvl)致动器来控制，并且所述排气门经由排气cvvl致动器来控制。在所述方法的第二示例(任选地包括第一示例)中，所述进气cvvl致动器包括进气凸轮，所述进气凸轮包括在所述不点火气缸的进气冲程期间提供第一进气门升程间隔的第一进气凸轮凸角和在所述不点火气缸的所述膨胀冲程期间提供第二进气门升程间隔的第二进气凸轮凸角，所述排气cvvl致动器包括排气凸轮，所述排气凸轮包括在所述不点火气缸的排气冲程期间提供第一排气门升程间隔的第一排气凸轮凸角和在所述不点火气缸的所述压缩冲程期间提供第二排气门升程间隔的第二排气凸轮凸角，并且所述方法还包括使所述进气凸轮和所述排气凸轮中的每一者以所述发动机的曲轴的转速的一半旋转。在所述方法的第三示例(任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者)中，在所述不点火气缸的所述膨胀
冲程期间打开所述不点火气缸的所述进气门包括在所述第二进气门升程间隔期间维持所述进气cvvl致动器中的第一液压压力高于第一阈值压力，并且其中在所述不点火气缸的所述压缩冲程期间打开所述不点火气缸的所述排气门包括在所述第二排气门升程间隔期间维持所述排气cvvl致动器中的第二液压压力高于第二阈值压力。在所述方法的第四示例(任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者或每一者)中，所述方法还包括：在冷起动状况期间：通过在所述第一进气门升程间隔期间维持所述进气cvvl致动器中的所述第一液压压力低于所述第一阈值压力，在所述不点火气缸的所述进气冲程期间维持所述进气门关闭，并且通过在所述第一排气门升程间隔期间维持所述排气cvvl致动器中的所述第二液压压力低于所述第二阈值压力，在所述不点火气缸的所述排气冲程期间维持所述排气门关闭。在所述方法的第五示例(任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者或每一者)中，所述方法还包括：在不存在所述冷起动状况时：在每个发动机循环期间在每个气缸都点火的情况下操作所述发动机；通过在所述第一进气门升程间隔期间维持所述第一液压压力高于所述第一阈值压力并且在所述第二进气门升程间隔期间维持所述第一液压压力低于所述第一阈值压力，在所述进气冲程而不是所述膨胀冲程期间打开所述进气门；以及通过在所述第一排气门升程间隔期间维持所述第二液压压力高于所述第二阈值压力并且在所述第二排气门升程间隔期间维持所述第二液压压力低于所述第二阈值压力，在所述排气冲程而不是所述压缩冲程期间打开所述排气门。在所述方法的第六示例(任选地包括第一示例至第五示例中的一者或多者或每一者)中，所述进气cvvl致动器包括具有单个进气凸轮凸角的进气凸轮，所述排气cvvl致动器包括具有单个排气凸轮凸角的排气凸轮，并且所述方法还包括使所述进气凸轮和所述排气凸轮中的每一者以与所述发动机的曲轴相同的转速旋转。在所述方法的第七示例(任选地包括第一示例至第六示例中的一者或多者或每一者)中，所述单个进气凸轮凸角提供在所述不点火气缸的进气冲程和所述不点火气缸的所述膨胀冲程两者期间发生的进气门升程间隔，所述单个排气凸轮凸角提供在所述不点火气缸的排气冲程和所述不点火气缸的所述压缩冲程两者期间发生的排气门升程间隔，并且所述方法还包括：在所述冷起动状况期间：通过将所述进气cvvl致动器中的第一液压压力减小到低于用于打开所述进气门的第一阈值压力而在所述不点火气缸的所述进气冲程期间绕过所述进气门升程间隔，并且通过将所述排气cvvl致动器中的第二液压压力减小到低于用于打开所述排气门的第二阈值压力而在所述不点火气缸的所述排气冲程期间绕过所述排气门升程间隔。在所述方法的第八示例(任选地包括第一示例至第七示例中的一者或多者或每一者)中，所述方法还包括：在不存在所述冷起动状况时：在每个发动机循环期间在每个气缸都点火的情况下操作所述发动机；通过在所述进气冲程期间维持所述第一液压压力高于所述第一阈值压力并且在所述排气冲程期间维持所述第一液压压力低于所述第一阈值压力，在所述进气冲程而不是所述膨胀冲程期间打开所述进气门；以及通过在所述排气冲程期间维持所述第二液压压力高于所述第二阈值压力并且在所述压缩冲程期间维持所述第二液压压力低于所述第二阈值压力，在所述排气冲程而不是所述压缩冲程期间打开所述排气门。在所述方法的第九示例(任选地包括第一示例至第八示例中的一者或多者或每一者)中，所述方法还包括：通过减小所述进气cvvl致动器中的液压压力而相对于所述其余数量的气缸的进气门升程减小所述不点火气缸的所述进气门的升程。
188.作为另一个示例，一种方法包括：在冷起动期间，在每个发动机循环中以第一数量
的跳过的气缸和第二其余数量的活动气缸操作所述发动机；经由连续可变气门升程机构调整所述第一数量的跳过的气缸中的至少第一气缸的气门打开的冲程。在所述方法的第一示例中，每个发动机循环在所述发动机的曲轴的720度曲柄转角内发生，并且其中调整所述第一数量的跳过的气缸中的至少所述第一气缸的所述气门打开期间的所述冲程包括在第一冲程期间打开所述气门，所述第一冲程与在所述第一气缸处于活动的同时打开所述气门的第二冲程分开360度曲柄转角。在所述方法的第二示例(任选地包括第一示例)中，所述气门是进气门，所述第一冲程是所述第一气缸的膨胀冲程，并且所述第二冲程是所述第一气缸的进气冲程。在所述方法的第三示例(任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者中)中，所述气门是排气门，所述第一冲程是所述第一气缸的压缩冲程，并且所述第二冲程是所述第一气缸的排气冲程。在所述方法的第四示例(任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者或每一者)中，调整所述第一数量的跳过的气缸中的所述至少所述第一气缸的所述气门打开的所述冲程还包括除了在所述冷起动期间在所述第一冲程期间打开所述气门之外还在所述第二冲程期间打开所述气门。在所述方法的第五示例(任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者或每一者)中，所述第一数量的跳过的气缸的至少一部分向所述发动机的排气系统提供空气，并且所述第二数量的活动气缸中的每一者向所述排气系统提供排气。在所述方法的第六示例(任选地包括第一示例至第五示例中的一者或多者或每一者)中，经由所述连续可变气门升程机构调整所述第一数量的跳过的气缸中的所述至少所述第一气缸的所述气门打开的所述冲程包括通过调整液压控制阀的位置来调整将凸轮气缸流体地联接到气门气缸的通道内的液压压力。
189.在又一个示例中，一种系统包括：可变排量发动机，所述可变排量发动机包括多个气缸，所述多个气缸中的每一者包括进气门和排气门；以及控制器，所述控制器将指令存储在非暂时性存储器中，所述指令在被执行时使所述控制器：在冷起动期间在所述多个气缸的一部分不点火且所述多个气缸的其余部分被点火的情况下操作所述可变排量发动机；在所述至少一个不点火气缸的膨胀冲程期间打开所述多个气缸的所述部分中的至少一个不点火气缸的所述进气门；并且在所述至少一个不点火气缸的压缩冲程期间打开所述至少一个不点火气缸的所述排气门。在所述系统的第一示例中，所述进气门由进气连续可变气门升程(cvvl)致动器控制，所述进气cvvl致动器包括进气凸轮，所述进气凸轮具有所述可变排量发动机的曲轴每旋转360
°
的上升间隔，所述上升间隔被定位成在所述进气cvvl致动器的液压压力大于阈值液压压力的同时在所述至少一个不点火气缸的进气冲程期间以及在所述至少一个不点火气缸的所述膨胀冲程期间打开所述进气门。在所述系统的第二示例(任选地包括第一示例)中，所述排气门由排气连续可变气门升程(cvvl)致动器控制，所述排气cvvl致动器包括排气凸轮，所述排气凸轮具有所述可变排量发动机的曲轴每旋转360
°
的上升间隔，所述上升间隔被定位成在所述排气cvvl致动器的液压压力大于阈值液压压力的同时在所述至少一个不点火气缸的排气冲程期间以及在所述至少一个不点火气缸的所述压缩冲程期间打开所述排气门。
190.应注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文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实施。本文所述的具体程序可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多
线程的等)中的一者或多者。因而，示出的各种动作、操作和/或功能可按示出的顺序执行、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描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供。可以根据所使用的特定策略重复执行所示动作、操作和/或功能中的一者或多者。另外，所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示将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，其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施。
191.应当理解，本文中公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制性含义，因为众多变化是可能的。例如，以上技术可应用于v型6缸、直列4缸、直列6缸、v型12缸、对置4缸和其他发动机类型。此外，除非明确地相反指出，否则术语“第一”、“第二”、“第三”等不意图表示任何顺序、位置、数量或重要性，而是仅用作标记以区分一个元件与另一个元件。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/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
192.如本文所使用，除非另有指定，否则术语“约”被解释为表示所述范围的
±
5％。
193.所附权利要求特别地指出被视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些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。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同，也都被视为包括在本公开的主题内。

技术特征：

1.一种方法，其包括：在冷起动状况期间，在发动机循环期间在第一数量的气缸不点火且其余数量的气缸点火的情况下操作发动机；在所述不点火气缸的膨胀冲程期间打开所述第一数量的气缸中的不点火气缸的进气门；以及在所述不点火气缸的压缩冲程期间打开所述不点火气缸的排气门。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述进气门经由进气连续可变气门升程(cvvl)致动器来控制，并且所述排气门经由排气cvvl致动器来控制。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述进气cvvl致动器包括进气凸轮，所述进气凸轮包括在所述不点火气缸的进气冲程期间提供第一进气门升程间隔的第一进气凸轮凸角和在所述不点火气缸的所述膨胀冲程期间提供第二进气门升程间隔的第二进气凸轮凸角，所述排气cvvl致动器包括排气凸轮，所述排气凸轮包括在所述不点火气缸的排气冲程期间提供第一排气门升程间隔的第一排气凸轮凸角和在所述不点火气缸的所述压缩冲程期间提供第二排气门升程间隔的第二排气凸轮凸角，并且所述方法还包括使所述进气凸轮和所述排气凸轮中的每一者以所述发动机的曲轴的转速的一半旋转。4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述不点火气缸的所述膨胀冲程期间打开所述不点火气缸的所述进气门包括在所述第二进气门升程间隔期间维持所述进气cvvl致动器中的第一液压压力高于第一阈值压力，并且其中在所述不点火气缸的所述压缩冲程期间打开所述不点火气缸的所述排气门包括在所述第二排气门升程间隔期间维持所述排气cvvl致动器中的第二液压压力高于第二阈值压力。5.根据权利要求4所述的方法，其还包括：在所述冷起动状况期间：通过在所述第一进气门升程间隔期间维持所述进气cvvl致动器中的所述第一液压压力低于所述第一阈值压力，在所述不点火气缸的所述进气冲程期间维持所述进气门关闭；以及通过在所述第一排气门升程间隔期间维持所述排气cvvl致动器中的所述第二液压压力低于所述第二阈值压力，在所述不点火气缸的所述排气冲程期间维持所述排气门关闭。6.根据权利要求4所述的方法，其还包括：在不存在所述冷起动状况时：在每个发动机循环期间在每个气缸都点火的情况下操作所述发动机；通过在所述第一进气门升程间隔期间维持所述第一液压压力高于所述第一阈值压力并且在所述第二进气门升程间隔期间维持所述第一液压压力低于所述第一阈值压力，在所述进气冲程而不是所述膨胀冲程期间打开所述进气门；以及通过在所述第一排气门升程间隔期间维持所述第二液压压力高于所述第二阈值压力并且在所述第二排气门升程间隔期间维持所述第二液压压力低于所述第二阈值压力，在所述排气冲程而不是所述压缩冲程期间打开所述排气门。7.根据权利要求2所述的方法，其中所述进气cvvl致动器包括具有单个进气凸轮凸角的进气凸轮，所述排气cvvl致动器包括具有单个排气凸轮凸角的排气凸轮，并且所述方法
还包括使所述进气凸轮和所述排气凸轮中的每一者以与所述发动机的曲轴相同的转速旋转。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述单个进气凸轮凸角提供在所述不点火气缸的进气冲程和所述不点火气缸的所述膨胀冲程两者期间发生的进气门升程间隔，所述单个排气凸轮凸角提供在所述不点火气缸的排气冲程和所述不点火气缸的所述压缩冲程两者期间发生的排气门升程间隔，并且所述方法还包括：在所述冷起动状况期间：通过将所述进气cvvl致动器中的第一液压压力减小到低于用于打开所述进气门的第一阈值压力而在所述不点火气缸的所述进气冲程期间绕过所述进气门升程间隔；以及通过将所述排气cvvl致动器中的第二液压压力减小到低于用于打开所述排气门的第二阈值压力而在所述不点火气缸的所述排气冲程期间绕过所述排气门升程间隔。9.根据权利要求8所述的方法，其还包括：在不存在所述冷起动状况时：在每个发动机循环期间在每个气缸都点火的情况下操作所述发动机；通过在所述进气冲程期间维持所述第一液压压力高于所述第一阈值压力并且在所述排气冲程期间维持所述第一液压压力低于所述第一阈值压力，在所述进气冲程而不是所述膨胀冲程期间打开所述进气门；以及通过在所述排气冲程期间维持所述第二液压压力高于所述第二阈值压力并且在所述压缩冲程期间维持所述第二液压压力低于所述第二阈值压力，在所述排气冲程而不是所述压缩冲程期间打开所述排气门。10.根据权利要求2所述的方法，其还包括：通过减小所述进气cvvl致动器中的液压压力而相对于所述其余数量的气缸的进气门升程减小所述不点火气缸的所述进气门的升程。11.一种系统，其包括：可变排量发动机，所述可变排量发动机包括多个气缸，所述多个气缸中的每一者包括进气门和排气门；以及控制器，所述控制器将指令存储在非暂时性存储器中，所述指令在被执行时使所述控制器：在冷起动期间在所述多个气缸的一部分不点火且所述多个气缸的其余部分被点火的情况下操作所述可变排量发动机；在所述至少一个不点火气缸的膨胀冲程期间打开所述多个气缸的所述部分中的至少一个不点火气缸的所述进气门；以及在所述至少一个不点火气缸的压缩冲程期间打开所述至少一个不点火气缸的所述排气门。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述进气门由进气连续可变气门升程(cvvl)致动器控制，所述进气cvvl致动器包括进气凸轮，所述进气凸轮具有所述可变排量发动机的曲轴每旋转360
°
的上升间隔。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述上升间隔被定位成在所述进气cvvl致动器的液压压力大于阈值液压压力的同时在所述至少一个不点火气缸的进气冲程期间以及在
所述至少一个不点火气缸的所述膨胀冲程期间打开所述进气门。14.根据权利要求11所述的系统，其中所述排气门由排气连续可变气门升程(cvvl)致动器控制，所述排气cvvl致动器包括排气凸轮，所述排气凸轮具有所述可变排量发动机的曲轴每旋转360
°
的上升间隔。15.根据权利要求14所述的系统，其中所述上升间隔被定位成在所述排气cvvl致动器的液压压力大于阈值液压压力的同时在所述至少一个不点火气缸的排气冲程期间以及在所述至少一个不点火气缸的所述压缩冲程期间打开所述排气门。

技术总结

本公开提供了“用于操作跳过的气缸以提供二次空气的方法和系统”。提供了用于在催化器预热期间向排气系统提供二次空气的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：在冷起动状况期间，在发动机循环期间在第一数量的气缸不点火且其余数量的气缸点火的情况下操作发动机；在所述不点火气缸的膨胀冲程期间打开所述第一数量的气缸中的不点火气缸的进气门；以及在所述不点火气缸的压缩冲程期间打开所述不点火气缸的排气门。通过这种方式，不点火气缸可以在增加二次空气与来自点火气缸的废气的混合的冲程期间向排气系统提供二次空气，因此增加排气系统中的放热产生以升高催化器的温度。温度。温度。