CN107299864B - 用于减少微粒物质排放的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于减少微粒物质排放的系统和方法。一种方法可以包括：将压力控制阀(PCV)定位在燃料轨的出口处；将体积控制阀(VCV)定位在高压泵的入口处；以及响应于排气微粒物质(PM)水平偏离目标PM水平，调节递送到发动机的第一燃料和第二燃料的燃料比，并且打开PCV和VCV中的一个。以这种方式，可以调节燃料氧含量，以在无DPF的情况下，在宽范围的发动机设计和工况下将PM维持在目标水平处或目标水平以下，同时维持燃料经济性。

Description

用于减少微粒物质排放的系统和方法
背景技术
柴油发动机通常包括柴油微粒过滤器(DPF)以减少来自柴油燃料燃烧的烟粒和其他微粒物质(PM)的排放。然而，DPF增加了动力传动系统的成本、复杂性和重量，并且可以降低发动机性能和燃料经济性。增加燃料氧含量是可以降低PM排放水平使得可以取消DPF的一种方法。将较高含氧燃料引入发动机燃烧室中可以促进更均匀的燃烧并且减少燃烧室内的燃料富集区域，在燃料富集区域中容易形成烟粒和PM。
然而，本发明人在此已经认识到使用上述方法的各种问题。即，对应于足够大的PM减少以满足发动机排放标准(无DPF)的燃料氧含量取决于许多因素，包括发动机和燃烧系统的设计。因此，具有较高燃料氧含量的燃料的燃烧可极度地不利于或可不必要地降低在PM排放固有地较低的条件下操作的发动机的燃料经济性。
发明内容
在一个示例中，可以通过一种方法至少部分地解决上述问题，该方法包括：将压力控制阀(PCV)定位在燃料轨的出口处；将体积控制阀(VCV)定位在高压泵的入口处；以及响应于排气微粒物质(PM)水平偏离目标PM水平，调节递送到发动机的第一燃料和第二燃料的燃料比，并且打开PCV和VCV中的一个。
在另一示例中，用于发动机的方法可以包括：估计递送到发动机的燃料的燃料氧含量；以及响应于燃料氧含量偏离目标燃料氧含量，调节到发动机的燃料轨的来自第一燃料箱的第一较高含氧燃料的流量和来自第二燃料箱的第二较低含氧燃料的流量，并且打开压力控制阀(PCV)和体积控制阀(VCV)中的一个，其中打开PCV将燃料从发动机上游的燃料轨中抽取(purge)，并且打开VCV将燃料从燃料轨上游的高压燃料泵中抽取。
在另一示例中，车辆系统可以包括：发动机；燃料系统，其包括第一燃料箱、第二燃料箱、定位在燃料轨和混合燃料箱之间的压力控制阀(PCV)以及定位在高压燃料泵和混合燃料箱之间的体积控制阀(VCV)；以及控制器，其具有可执行指令，以响应于排气微粒物质(PM)水平偏离目标PM水平，通过打开VCV将燃料从高压燃料泵抽取到混合燃料箱，通过打开PCV将燃料从燃料轨抽取到混合燃料箱，并且通过调节来自第一燃料箱、第二燃料箱和混合燃料箱中的一个的燃料流速来调节递送到发动机的燃料氧含量。
以这种方式，可以调节燃料氧含量以实现以下技术结果，即在无DPF的情况下，在宽范围的发动机设计和工况下将PM维持在目标水平处或目标水平以下，同时维持燃料经济性。此外，通过调节VCV和PCV中的一个或多个的打开，可以更快速地将燃料从燃料系统的高压侧(例如，高压泵、燃料轨)和通向高压泵和燃料轨的燃料管线抽取，从而使得对燃料氧含量的调节可以更易响应，从而进一步减少PM排放和提高燃料经济性。更进一步地，由于可以消除DPF而减小的排气系统背压，CO2排放可以减少，这继而可以增加发动机功率和扭矩，并且可以实现发动机小型化。更进一步地，从排气系统中消除DPF的技术结果降低了制造成本，并且可以使得能够进一步显著降低其他相关发动机部件诸如NOx后处理或EGR系统的成本。从排气系统消除DPF还消除了对DPF再生的需要，这进一步减少了PM和CO2排放并且提高了燃料经济性。更进一步地，在包括DPF的车辆系统发动机中，本文所述的方法和系统可以用于降低DPF再生的频率，从而降低燃料消耗和PM排放两者，并延长DPF的寿命。
当单独使用或结合附图时，本说明的上述优点和其他优点以及特征将从以下具体实施方式中显而易见。
应当理解，提供上述发明内容是为以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并非意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征，主题的保护范围随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示意性地示出车辆内燃发动机。
图2示出图1的发动机的简化示意图，以及流体地联接到图1的发动机的示例性燃料系统。
图3至图6示出用于减少颗粒排放的示例性方法的流程图。
图7至图8示出用于根据图3至图6所示的方法减少颗粒排放的示例性时间线。
具体实施方式
该具体实施方式涉及用于减少来自车辆内燃发动机诸如图1的发动机的微粒物质(PM)排放的系统和方法。响应于PM水平偏离发动机中的目标PM水平，可以调节从图2所示的燃料系统递送到发动机的燃料氧含量。具体地，如图3至图6的流程图所示，控制器可以执行可执行指令，以响应于PM水平偏离目标PM水平来调节递送到发动机的燃料氧含量。此外，如图3至图6的流程图所示，控制器可以执行可执行指令，以响应于排气PM偏离目标PM以及响应于燃料氧含量偏离目标燃料氧含量而打开体积控制阀(VCV)和压力控制阀(PCV)中的一个或多个。如在图2中的发动机的燃料系统中所示，VCV可以定位在高压燃料泵和燃料箱之间的高压燃料泵的入口处，并且PCV可以定位在燃料轨和燃料箱之间的燃料轨的出口处。图7至图8的时间线示出响应于PM水平偏离目标PM水平以及燃料氧含量偏离目标燃料氧含量所进行的燃料氧含量的调节以及VCV和/或PCV的打开。
以这种方式，可以更快速地调节燃料氧含量以实现以下技术结果，即在无DPF的情况下，在宽范围的发动机设计和工况下将PM维持在目标水平处或目标水平以下，同时维持燃料经济性。此外，通过调节VCV和PCV中的一个或多个的打开，对燃料氧含量的调节可以更易响应，从而进一步减少PM排放并且增加燃料经济性。更进一步地，由于DPF的消除而减小的排气系统背压，CO2排放可以减少，这继而可以增加发动机功率和扭矩，并且可以实现显著的发动机小型化。更进一步地，从排气系统中消除DPF的技术结果降低了制造成本，并且可以使得能够进一步降低其他相关发动机部件诸如NOx后处理或EGR系统的成本。从排气系统消除DPF还消除了对DPF再生的需要，这进一步减少可PM和CO2排放并且提高了燃料经济性。更进一步地，在包括DPF的车辆系统发动机中，本文所述的方法和系统可以用于降低DPF再生的频率，从而降低燃料消耗和PM排放两者，并延长DPF的寿命。
图1示出发动机110的气缸100的非限制性示例，包括与气缸接合的进气和排气系统部件。注意，气缸100可以对应于多个发动机气缸中的一个。气缸100至少部分地由燃烧室壁132和活塞136限定。活塞136可以经由连杆与发动机的其他活塞一起联接到曲轴141。曲轴141可以经由变速器与驱动轮和/或发电机操作地联接。
气缸100可以经由进气通道142接收进气空气。进气通道142还可以与发动机110的其他气缸连通。进气通道142可以包括节气门162，节气门162包括节流板164，节流板164可以由控制系统190调节以改变提供给发动机气缸的进气空气的流量。气缸100可以经由一个或多个进气门152与进气通道142连通。气缸100可以经由排气通道148排出燃烧产物。气缸100可以经由一个或多个排气门154与排气通道148连通。
在一些实施例中，气缸100可以可选地包括火花塞192，火花塞192可以由点火系统188致动。在气缸中可以提供燃料喷射器166以将燃料直接递送到气缸。然而，在其他实施例中，燃料喷射器可以布置在进气门152上游的进气通道142内。燃料喷射器166可以由驱动器168致动。燃料喷射器166可以联接到燃料系统201(如图2所示)，并且可以经由一个或多个燃料轨270(参见图2)接收燃料。
发动机110可以是增压发动机，该增压发动机包括增压装置诸如涡轮增压器，涡轮增压器包括沿进气通道142布置的压缩机196以及沿排气通道148布置的涡轮机194。由涡轮增压器提供的增压的量可以由控制系统190改变。在压缩机196下游的进气通道中可以包括可选的充气后冷却器(未示出)，以降低由涡轮增压器压缩的进气空气的温度。压缩机196可以经由轴198旋转地联接到涡轮机194。
发动机110可以进一步包括用于将排气的至少一部分从排气通道148再循环到进气通道142的一个或多个排气再循环(EGR)通道。例如，发动机可以包括低压EGR(LP-EGR)系统，该系统具有将涡轮机194下游的发动机排气联接到压缩机196上游的发动机进气的LP-EGR通道191。LP-EGR系统可以在诸如存在涡轮增压器增压并且/或者当排气温度高于阈值的条件期间操作。定位在压缩机上游的LP-EGR通道191中的EGR阀(未示出)可以经配置调节通过EGR通道转移的排气的量和/或速率。LP-EGR通道191可以进一步包括LP-EGR冷却器，以降低再循环到发动机进气中的排气的温度。在另选实施例中，还可以包括高压EGR(HP-EGR)系统(未示出)，其中HP-EGR通道可以经配置将来自涡轮机194上游的发动机排气至少一些排气转移到压缩机196下游的发动机进气通道142。
所示排放控制装置(ECD)170沿排气传感器126下游的排气通道148布置，并且可以包括多个排放控制装置。一个或多个排放控制装置可以包括三元催化剂、稀NOx捕集器(LNT)、微粒过滤器、氧化催化剂等。在图2所示的示例中，ECD 170包括一个或多个三元催化剂(TWC)171。ECD 170可以进一步包括其他排放控制装置(例如，选择性催化还原系统、NOx捕集器)或其组合。发动机110可以进一步包括流体地联接到ECD 170的尿素喷射系统(例如，尿素储存箱、尿素泵、尿素阀、尿素管线)，特别地在其中包括NOx催化剂用于减少NOx排放。在其他实施例中，TWC 171(和其他ECD装置)可以结合在一体式壳体中。如以下进一步详细描述的，可以控制发动机110的各个操作方面以促进ECD 170的性能。因此，利用参照图2至图8描述的系统和方法以降低PM水平，ECD 170可以在无微粒过滤器诸如柴油微粒过滤器(DPF)的情况下进行操作。在一些示例中，ECD 170可以包括微粒过滤器诸如DPF，并且在本文参照图2至图8描述的系统和方法可以用于降低微粒过滤器再生的频率，从而降低燃料消耗，同时降低PM水平且延长微粒过滤器的寿命。
在图1中示意性地描绘了控制系统190的非限制性示例。控制系统190可以包括处理子系统(CPU)102，处理子系统(CPU)102可以包括一个或多个处理器。CPU 102可以与存储器通信，存储器包括只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108和保活存储器(KAM)109中的一个或多个。作为非限制性示例，该存储器可以存储由处理子系统可执行的指令。在本文所述的处理流程、功能和方法可以表示为存储在控制系统的存储器处的可以由处理子系统执行的指令。
CPU 102可以经由输入/输出装置104与发动机110的各种传感器和致动器通信。作为非限制性示例，这些传感器可以以工况信息的形式向控制系统提供传感反馈，并且可以包括：经由传感器120的通过进气通道142的质量空气流量(MAF)的指示、经由传感器122的歧管空气压力(MAP)的指示、经由节气门162的节气门位置(TP)的指示、经由可以与冷却液通道114通信的传感器112的发动机冷却液温度(ECT)的指示、经由传感器118的发动机转速(PIP)的指示、经由排气组分传感器126的排气氧含量(EGO)的指示、经由曲轴箱强制通风排气管线气体传感器133的曲轴箱强制通风排气水分和烃含量的指示、经由传感器155的进气门位置的指示、以及经由传感器157的排气门位置的指示等。例如，传感器133可以是湿度传感器、氧传感器、烃传感器和/或其组合。传感器173可以表示测量与ECD相关的一个或多个温度或压力的一个或多个ECD传感器。另外，ECD传感器173还可以包括微粒物质(PM)传感器(例如，电极、光电二极管、压力传感器、温度传感器)，该微粒物质(PM)传感器指示排气流中的PM的量，包括在ECD 170处的PM的量。ECD传感器可以向控制系统190传送信号ECD，包括排气中的所测量的温度、压力和PM量。
PM可以由富集条件下的燃料燃烧产生。尽管空燃比总体上是稀的，但是发动机燃烧气缸内的扩散火焰可以包括可形成烟粒的较富集的燃烧区域。此外，在较富集的燃烧条件期间，一旦形成烟粒，燃烧气缸中降低的氧浓度就使烟粒氧化速率降低。增加燃料氧含量可以减少较富集的燃烧区域，从而减少PM的产生。在可以产生较高PM水平的发动机操作期间增加递送到发动机的较高含氧燃料的量可以有助于减少PM排放。可以从燃料燃烧产生较高PM水平的发动机操作的示例包括激进的后处理加热方法，该方法包括排气门提前打开、内部排气再循环和进气加热中的一个或多个。可以从燃料燃烧产生较高PM水平的发动机操作的另一示例包括气缸停用，其中操作的气缸的负荷相对高，但是通过联接到涡轮增压器压缩机196的涡轮机194的排气质量流量低，从而导致低增压压力。可以从燃料燃烧产生较高PM水平的发动机操作的另一示例包括用于LNT再生或柴油脱硫(DeSox)的富集的发动机操作。对于包括DPF的发动机系统，在执行DPF再生时PM排放可较高。因此，响应于可以产生较高PM水平的发动机操作，包括在本文所述的示例，可以采用在本文描述的用于降低PM水平的方法和系统。
此外，控制系统可以经由以下致动器中的一个或多个控制发动机110(包括气缸100)的操作：改变燃料喷射正时和量的驱动器168、改变火花正时和能量的点火系统188、改变进气门正时的进气门致动器251、改变排气门正时的排气门致动器153以及改变节流板164的位置的节气门162等。注意，进气门致动器151和排气门致动器153可以包括电磁阀致动器(EVA)和/或基于凸轮从动件的致动器。控制系统190可以从车辆操作者101接收操作者请求的车辆推进系统输出的指示。例如，控制系统190可以从与踏板193通信的踏板位置传感器195接收传感反馈。踏板193可以示意性地指制动踏板和/或加速器踏板。
发动机110还可以包括消息中心197。如下所述，消息中心197可以包括(一个或多个)指示灯和/或向操作者显示消息的基于文本的显示器，诸如请求操作者输入以启动发动机的消息。消息中心还可以包括用于接收操作者输入的各种输入部分，诸如按钮、触摸屏、语音输入/识别等。在另选实施例中，消息中心可以向操作者传达音频消息而不显示。进一步地，(一个或多个)传感器199可以包括指示燃料系统201(参见图2)中的一个或多个燃料箱是否已经耗空的传感器。这些装置可以连接到控制系统190。在一个示例中，控制系统可以响应于传感器199指示一个或多个燃料箱已经耗尽燃料(或者燃料液位已经下降到阈值燃料液位以下)而在消息中心197处提供音频和/或视觉指示。在另一示例中，响应于来自一个或多个燃料箱的燃料的耗尽，消息中心197可以通知操作者发动机操作调节(例如，使发动机负荷降低到阈值负荷以下、切断排气再循环等)。
现在转到图2，其示出联接到发动机110以经由一个或多个燃料喷射器166将燃料递送到发动机110的燃料系统201的示例性配置。如图2所示，燃料从燃料轨270直接喷射到发动机气缸100中，然而，在其他示例中，燃料可经由进气道燃料喷射递送到发动机110。另外，为降低发动机噪声，燃料喷射可以包括引燃喷射，由此就在主功率产生的燃料的脉冲喷射之前将少量燃料喷射到喷射器166。燃料系统201可以包括多个燃料箱210、230和250。燃料系统201还可以包括燃料轨270和高压泵280。通过经由控制系统190致动低压燃料泵220、240和260，燃料系统201可以将来自燃料箱210、230和250中的一个或多个的一种或多种燃料(或其混合物)递送到高压泵280。高压泵280可以由控制系统190致动以将燃料递送到燃料轨270以及一个或多个燃料喷射器166。
在一个示例中，燃料箱210可以用于存储较高含氧燃料，燃料箱250可以用于存储较低含氧燃料，并且燃料箱230可以用于存储较高含氧燃料和较低含氧燃料的燃料混合物。在燃料箱燃料补给期间，可以通过分别对应于燃料箱210、230和250的燃料补给门212、232和252将燃料从外部源泵送到车辆中。燃料箱210、230和250中的燃料可以包括多种燃料混合物，包括具有一定范围的醇浓度的燃料，诸如包括E10、E85的各种汽油-乙醇混合物，汽油，柴油，柴油含氧化合物(例如，醇、醚、乙二醇醚、缩醛、酯、碳酸酯等)等及其组合，然而，如上所述，燃料箱210中的燃料包括较高含氧燃料，燃料箱250中的燃料包括较低含氧燃料，并且燃料箱230中的燃料可包括具有在较高含氧燃料和较低含氧燃料中间的燃料氧含量的混合燃料。
分别位于燃料箱210、230和250中的燃料液位传感器214、234和254可以向控制系统190提供燃料液位的指示。如图所描绘，燃料液位传感器214、234和254可以包括连接到可变电阻器的浮子。另选地，可以使用其他类型的燃料液位传感器。燃料箱传感器216、236和256可以包括温度传感器、压力传感器和/或燃料氧传感器，分别用于确定燃料箱210、230和250中的温度、压力和/或燃料氧含量。燃料箱中的每个中的燃料氧含量还可以通过燃料氧模型并基于分配到每个燃料箱中的(已知燃料氧含量的)燃料量来估计。低压燃料泵220、240和260可以经配置分别对燃料箱210、230和250中的燃料加压，用于将燃料递送到高压泵280，以用于将燃料泵送到发动机110的燃料喷射器，诸如示例性喷射器166。低压燃料泵220、240和260(也称为低压燃料提升泵)可以包括用于将燃料递送到高压泵280的多速低压泵。低压燃料泵220、240和260可以将燃料递送到高压泵280，用于将燃料供应到发动机110，并且用于润滑和冷却高压泵。在较低的发动机转速和发动机负荷下，当来自发动机的燃料需求较低并且高压泵冷却和润滑需求较低时，低压燃料泵220、240和260可以以较低的速度(例如，较低的泵速率)操作，以便减少电负荷和燃料消耗。当发动机燃料需求或高压泵冷却和润滑需求较高时，低压燃料泵220、240和260可以以较高的速度(例如，较高的泵速率)操作，以便满足较高的燃料需求。
虽然仅示出了单个喷射器166，但是为每个气缸提供了附加的喷射器。应当理解，燃料系统201可以是无返回燃料系统、返回燃料系统或各种其他类型的燃料系统。在燃料箱210、230和250中产生的蒸气在被抽取到发动机进气通道142之前，可以被引导到燃料蒸气罐(未示出)。燃料系统可以进一步包括联接到燃料蒸气罐的附加部件(传感器、燃料管线、气门、真空设备等)，用于燃料蒸气泄漏检测，并且用于回收在燃料系统201中形成的燃料蒸气。可以在燃料填充期间估计和/或测量燃料箱(210、230和250)中的每个中的附加燃料性质，诸如燃料中的十六烷值、芳香烃含量、C-C键数、燃料能量密度、燃料挥发性(T90)(例如，可以从燃料泵送站将燃料性质提供或传送到车辆上的控制系统190，或者可以从存在于车载控制系统190的燃料性质模型并基于到每个燃料箱的燃料性质和燃料流速来估计燃料性质)。
三通阀202可定位在低压燃料泵220的下游，以将从燃料箱210泵送的较高含氧燃料引导到高压泵280用于递送到燃料轨270，或者引导到燃料箱230用于燃料混合(例如，使燃料箱230中的混合燃料的燃料氧含量升高)。三通阀204可以定位在低压燃料泵260的下游，以将从燃料箱250泵送的较低含氧燃料引导到高压泵280用于递送到燃料轨270，或者引导到燃料箱230用于燃料混合(例如，使燃料箱230中的混合燃料的燃料氧含量降低)。止回阀222、242和262可以分别定位在低压燃料泵220、240和260的下游，以分别防止燃料回流到燃料箱210、230和250。此外，止回阀224和244可以分别定位在三通阀202和燃料箱230以及三通阀204和燃料箱230之间，以分别防止燃料从燃料箱230向上游回流到三通阀202和204。
燃料箱230中的混合燃料可以包括从燃料系统返回的燃料，包括经由第一燃料返回管线285从燃料轨270返回的燃料和经由第二燃料返回管线283从高压泵280返回的燃料。控制系统190可以致动(例如，将阀位置调节到更打开位置或更关闭位置)压力控制阀(PCV)286，以便控制燃料轨压力。PCV 286可以定位在高压泵280下游的燃料轨270的出口处，或者PCV 286可以定位在第一燃料返回管线285中的燃料轨270下游的燃料轨的出口处。因此，将PCV 286定位在燃料轨270的出口处可以包括将PCV 286定位在燃料轨270处或者定位在燃料轨270和混合燃料箱230之间的燃料返回管线285处。作为示例，控制系统190可以打开压力控制阀(PCV)286，以使燃料从燃料轨270经由第一燃料返回管线285返回到燃料箱230，从而维持或减小燃料轨压力。第一燃料返回管线285中的止回阀288可以定位在PCV 286和燃料轨270的下游，以防止燃料向上游回流到燃料轨270。在一个示例中，控制系统190可打开PCV 286以降低或维持燃料轨压力，并且可以关闭PCV 286以升高或维持燃料轨压力。在某些条件期间，控制系统190可以响应于燃料轨压力超过阈值压力而打开PCV 286。在其他示例中，响应于测量的或估计的燃料氧含量偏离期望的燃料氧含量，控制系统190可以打开PCV阀以更快速地将燃料从燃料轨(和高压泵，以及高压燃料泵和燃料轨之间的燃料管线281)抽取。打开PCV 286可以包括将PCV调节到更打开位置，并且关闭PCV 286可以包括将PCV调节到更关闭位置。如关于图3至图6更详细地描述的，可以基于估计的或测量的排气微粒物质水平和期望的排气微粒物质水平之间的偏差确定期望的燃料氧含量。测量的燃料氧含量可以包括如由传感器292测量的第一燃料返回管线285内的燃料轨270下游的燃料氧含量。传感器292可以包括温度传感器、压力传感器和燃料氧传感器分别用于估计在第一燃料返回管线285内的燃料温度、燃料压力和燃料氧含量。燃料氧含量还可以经由燃料流量模型、燃料混合比和燃料系统燃料箱210、230和250中的已知燃料性质来估计。虽然传感器292在图2中定位在止回阀288的下游，但是传感器292可以沿第一燃料返回管线285定位在别处。在发动机停机条件期间(例如，减速燃料截止、发动机停止运转等)，PCV 286可以完全关闭以便维持当前的燃料系统和燃料轨压力，使得当发动机开启时，燃料系统可以容易地恢复燃料喷射。
体积控制阀(VCV)282可以定位在高压泵280处，特别地定位在高压泵280的入口处。将VCV 282定位在高压泵280的入口处可以包括将VCV 282定位在燃料箱210、230和250的下游和高压泵280上游的燃料管线289中，并且还可以包括将VCV 282定位在高压泵280的内部组件内，使得燃料在被驱动到较高压力之前，通过在高压泵280内的VCV 282。控制系统190可以致动VCV 282，将VCV 282调节到更打开位置或更关闭位置，以便调整经由燃料管线281递送到高压泵280并且最终递送到燃料轨270的燃料量。控制系统190可以结合VCV 282操作PCV 286，以控制通过高压泵280和燃料轨270的燃料轨压力和燃料流量。例如，控制系统190可以将PCV 286调节到更打开位置以维持或减小燃料轨压力，并且可以将PCV 286调节到更关闭位置以维持或增加燃料轨压力。此外，控制系统190可以将VCV 282调节到更打开位置，以增加到高压泵280和燃料轨270的燃料流量，或者可以将VCV 282调节到更关闭位置，以减小到高压泵280和燃料轨270的燃料流量。更进一步地，控制系统190可以在将VCV282调节到更打开位置的同时将PCV 286调节到更打开位置，以维持燃料轨压力，同时增加到高压泵280和燃料轨270的燃料流量。更进一步地，控制系统190可以在将VCV 282调节到更关闭位置的同时将PCV 286调节到更关闭位置，以维持燃料轨压力，同时减小到高压泵280和燃料轨270的燃料流量。通过调节PCV 286的位置控制燃料轨压力，并且通过调节VCV282的位置控制到高压泵280和燃料轨270的燃料流量，可以维持递送到发动机的燃料流速和发动机可操作性。在发动机停机条件期间(例如，减速燃料截止、发动机停止运转等)，可以将VCV 282调节到部分打开的位置，以便刚好维持期望的燃料系统和燃料轨压力，使得当发动机开启时，燃料系统可以容易地恢复燃料喷射。
VCV 282可以进一步由控制系统190调节以帮助控制燃料轨压力。例如，将VCV 282调节到更打开位置同时维持恒定的PCV 286位置可以增加到高压泵280和燃料轨270的燃料流率，并且可以使燃料轨压力升高。相反，将VCV 282调节到更关闭位置同时维持恒定的PCV286位置可以减小到高压泵280和燃料轨270的燃料流率，并且可以降低燃料轨压力。在燃料轨压力增加超过期望的燃料轨压力并且PCV 286完全打开的条件期间，可以将VCV 282调节到更关闭位置，从而降低到HP泵和燃料轨270的燃料流率，以便降低燃料轨压力。此外，当第一燃料返回管线285或第二燃料返回管线283中的燃料温度增加超过期望的燃料温度时，可以将VCV 282调节到更关闭位置，以便降低第一燃料返回管线285或第二燃料返回管线283中的燃料温度。
在一个示例中，响应于测量的或估计的燃料氧含量偏离期望的燃料氧含量，控制系统190可以打开VCV 282以增加递送到高压泵280的燃料流量，并且从高压泵280抽取燃料。打开VCV 282还可以允许将燃料从高压泵280上游的燃料管线289抽取。PCV 286可以在VCV 282打开的同时或就在其打开之后打开，使得待从燃料轨270、高压泵280和燃料管线281抽取的燃料被引导到第一燃料返回管线285并且返回到燃料箱230。基于燃料轨270、燃料管线281和高压泵280的容积以及燃料流速，可以将VCV 282和PCV 286打开或调节到更打开位置至一定的持续时间。随着燃料流速增加，VCV 282和PCV 286可以打开或调节到更打开位置的持续时间可以减少，因为抽取燃料轨270、燃料管线281和高压泵280的时间可以减少。对于具有有较大容积的燃料轨270、高压泵280和燃料管线281的燃料系统，VCV 282和PCV 286可以打开或调节到更打开位置的持续时间可以较长。相反，对于具有有较小容积的燃料轨270、高压泵280和燃料管线281的燃料系统，VCV 282和PCV 286可以打开或调节到更打开位置的持续时间可以较短。如关于图3至图6更详细地描述的，可以基于估计的或测量的排气微粒物质水平和期望的排气微粒物质水平之间的偏差确定期望的燃料氧含量。估计的或测量的燃料氧含量可以包括如由传感器294测量的在第二燃料返回管线283内的高压泵280下游的燃料氧含量。传感器294可以包括温度传感器、压力传感器和燃料氧传感器，用于估计第二燃料返回管线283内的燃料温度、燃料压力和燃料氧含量。虽然传感器294在图2中定位在止回阀284的下游，但是传感器294可以沿第二燃料返回管线283定位在别处。估计的或测量的燃料氧含量还可以包括基于燃料混合比模型和燃料箱210、230和250中的已知燃料性质所估计的燃料氧含量。
随着递送到发动机的燃料氧含量增加，燃料的能量含量可以减少，并且用于实现目标发动机负荷的燃料体积可以相应地增加。由此，当递送到发动机的燃料的估计的或测量的燃料氧含量较高时，燃料喷射系统可以增加燃料喷射体积(例如，燃料喷射流速)。相反，当递送到发动机的燃料的估计的或测量的燃料氧含量较低时，燃料喷射系统可以减小燃料喷射体积(例如，燃料喷射流速)。此外，当递送到发动机的燃料氧含量较高时，控制系统190可以将VCV 282调节到更打开位置并且/或者可以将VCV 282调节到更打开位置至较长的持续时间，因为递送较高的燃料喷射体积到发动机可以实现目标发动机负荷。此外，当递送到发动机的燃料氧含量较低时，控制系统190可以将VCV 282调节到较少打开位置并且/或者可以将VCV 282调节到更打开位置至较短的持续时间，因为递送较小的燃料喷射体积到发动机可以实现目标发动机负荷。
高压泵280还可以包括润滑和冷却回路(未在图2中示出)，从而经由燃料管线289从低压燃料泵220、240和260递送到高压泵280的燃料的一部分可以转移到润滑和冷却回路。如上所述，低压燃料泵220、240和260的泵速度可以确定转移到高压泵280内的润滑和冷却回路的燃料的流速。在较低的低压泵速度下，转移到润滑和冷却回路的燃料流速可以较低，而在较高的低压泵速度下，转移到润滑和冷却回路的燃料流速可以较高。转移到高压泵280内的润滑和冷却回路的燃料可以经由第二燃料返回管线283返回到混合燃料箱230。第二燃料返回管线283中的止回阀284可以定位在高压泵280的下游，以防止燃料向上游回流到高压泵280。因此，递送到高压泵280的燃料的主要部分可以通过VCV 282被引导到高压泵280的将燃料驱动到较高压力并递送到燃料轨270的部分。然后，高压燃料可以被喷射到发动机燃烧室中，或者可以从PCV 286溢出经由第一燃料返回管线285回到混合燃料箱230，或者可以从燃料喷射器166溢出经由第三燃料返回管线(未示出)返回到混合燃料箱230，第三燃料返回管线流体地联接在燃料喷射器166和第一燃料返回管线285之间。此外，递送到高压泵280的燃料的次要部分可以远离VCV 282转移到高压泵280内的润滑和冷却回路。燃料的次要部分可以在离开高压泵280时经由第二燃料返回管线283返回到混合燃料箱230。更进一步地，控制系统190可以致动低压燃料泵220、240和260中的一个或多个，以便调节递送到高压泵280的总燃料流速。通过增加低压燃料泵220、240和260的泵速度，可以增加递送到高压泵280和燃料轨270的总燃料流速，并且通过降低低压燃料泵220、240和260的泵速度，可以减小递送到高压泵280和燃料轨270的总燃料流速。在一个示例中，低压燃料泵220、240和260中的一个或多个的泵速度可以增加到阈值泵速度以上，以便减少从燃料管线289和281、高压燃料泵282(包括润滑和冷却回路)以及燃料轨270抽取燃料的时间。阈值泵速度可以直接随着燃料管线289和281、高压燃料泵282(包括润滑和冷却回路)以及燃料轨270的容积而变化。当燃料管线289和281、高压燃料泵282(包括润滑和冷却回路)以及燃料轨270的容积较高时，阈值泵速度可以较高，因为需要泵送较多的燃料以抽取燃料系统。相比以下，当燃料管线289和281、高压燃料泵282(包括润滑和冷却回路)以及燃料管线270的容积较小时，阈值泵速度可以较低，因为需要泵送较少的燃料以抽取燃料系统。
三通阀202和204可以响应于发动机工况由控制系统190致动。例如，响应于估计的和/或测量的燃料氧含量小于期望的燃料氧含量，控制系统190可以定位三通阀202以将较高含氧燃料从燃料箱210引导到高压泵280。此外，控制系统190可以增加低压燃料泵220的泵送速率，以增加从燃料箱210到高压泵280的较高含氧燃料的流量，并且控制系统190可以降低低压燃料泵260的泵送速率或切断低压燃料泵260的泵送速率，以降低或切断从燃料箱250到高压泵280的较低含氧燃料的流量。作为另一示例，响应于估计的和/或测量的燃料氧含量大于期望的燃料氧含量，控制系统190可以定位三通阀204以将较低含氧燃料从燃料箱210引导到高压泵280。此外，控制系统190可以增加低压燃料泵260的泵送速率，以增加从燃料箱250到高压泵280的较低含氧燃料的流量，并且控制系统190可以降低低压燃料泵220的泵送速率或切断低压燃料泵220的泵送速率，以减少或切断从燃料箱210到高压泵280的较高含氧燃料的流量。测量的燃料氧含量可以包括由传感器292测量的第一燃料返回管线285中的燃料氧含量或由传感器294测量的第二燃料返回管线283中的燃料氧含量。在其他示例中，可以基于高压泵280、低压泵(220、240和260)的泵送速率和燃料箱210、230和250中的燃料性质测量和/或估计燃料轨270中的燃料氧含量。
在另一个示例中，控制系统190可以操作低压燃料泵220、240和260，以向高压泵280递送特定的燃料流量比，从而实现到发动机110的期望的燃料氧含量。通过经由低压燃料泵220、240和260控制第一燃料和第二燃料的相对泵送速率，可以控制燃料流量比。如果期望的燃料氧含量高于燃料箱230中的测量的/估计的燃料氧含量，则控制系统190可以从燃料箱210和230泵送燃料，同时关掉低压燃料泵260。此外，基于燃料箱210和230的测量的/估计的燃料含量和待递送到发动机110的期望的燃料氧含量，控制系统190可以设置低压燃料泵220和240的相对泵送速率，以递送一定燃料比(例如，流速比)的燃料箱210中的较高含氧燃料和燃料箱230中的混合燃料。如果期望的燃料氧含量低于燃料箱230中的测量的/估计的燃料氧含量，则控制系统190可以在关掉低压燃料泵220的同时泵送来自燃料箱250和230的燃料。此外，基于燃料箱250和230的测量的/估计的燃料含量和待递送到发动机110的期望的燃料氧含量，控制系统190可以设置低压燃料泵260和240的相对泵送速率，以递送一定燃料比(例如，流速比)的燃料箱250中的较低含氧燃料和燃料箱230中的混合燃料。另选地，前馈燃料比控制策略可以包括基于燃料箱210、230和250中的测量的或估计的燃料氧含量向发动机递送一定燃料比的将较高含氧燃料和较低含氧燃料。较高含氧燃料和较低含氧燃料可以包括燃料箱210中的燃料和燃料箱230中的混合燃料(例如，以升高燃料氧含量)。较高含氧燃料和较低含氧燃料可以包括燃料箱230中的混合燃料和燃料箱250中的燃料(例如，以降低燃料氧含量)。更进一步地，控制系统190可以在维持燃料比的同时增加低压燃料泵220、240和260中的一个或多个的泵速度，以便增加总燃料流速，从而更迅速地从燃料管线289和281、高压泵280(包括高压泵润滑和冷却回路)以及燃料轨270抽取燃料。更迅速地从燃料管线289和281、高压泵280以及燃料轨270抽取燃料可以使得控制系统190能更迅速地实现期望的燃料氧含量。因此，响应于排气PM水平偏离目标PM水平超过阈值偏差，并且/或者响应于估计的/测量的燃料氧含量偏离期望的燃料氧含量超过阈值偏差，控制系统190可以将低压燃料泵中的一个或多个的泵速度增加到阈值泵速度以上。
除响应于测量的排气PM偏离期望的PM和/或测量的燃料氧含量偏离期望的燃料氧含量调节燃料流速之外，控制系统190可以进一步响应于燃料箱210、230和250中剩余的一种或多种燃料液位调节燃料流速。例如，如果燃料箱210中的较高含氧燃料的液位相对于燃料箱250中的较低含氧燃料的液位较低，或者相对于燃料箱230中的混合燃料的液位较低，则控制系统190可以稍微降低递送到发动机的较高含氧燃料的流速。如果排气PM大于期望的PM(并且/或者递送到发动机的燃料氧含量小于期望的燃料氧含量)，则稍微降低较高含氧燃料的流速可以减慢排气PM达到期望的PM(并且/或者燃料氧含量达到期望的燃料氧含量)的时间。因此，排气PM可以在短期内稍微增加。然而，通过保存燃料箱210中的较高含氧燃料的体积，可以降低可以导致排气PM较大增加的耗空燃料箱210的风险。此外，响应于较高含氧燃料的低液位，控制系统190可以向操作者发送消息，通知他们低燃料液位并且建议立即进行燃料补给。此外，为维持车辆驾驶性能，可以增加来自燃料箱230的混合燃料的流速，以补偿较高含氧燃料的流速的稍微降低，从而维持递送到发动机的等效的总燃料流速和含氧燃料含量。
作为进一步的示例，如果燃料箱250中的较低含氧燃料的液位相对于燃料箱210中的较高含氧燃料的液位较低，或者相对于燃料箱230中的混合燃料的液位较低，则控制系统190可以稍微降低递送到发动机的较低含氧燃料的流速。如果排气PM小于期望的PM(并且/或者递送到发动机的燃料氧含量大于期望的燃料氧含量)，则稍微降低较低含氧燃料的流速可以减慢排气PM达到期望的PM(并且/或者燃料氧含量达到期望的燃料氧含量)的时间。因此，在短期内燃料消耗可以稍微增加，并且排气PM可以稍微减少。然而，通过保存燃料箱210中的较高含氧燃料的体积，可以降低耗空燃料箱250的风险。此外，响应于较低含氧燃料的低液位，控制系统190可以向操作者发送消息，通知他们低燃料液位并且建议立即进行燃料补给。更进一步地，为维持车辆驾驶性能，可以增加来自燃料箱230的混合燃料的流速，以补偿较低含氧燃料的流速的稍微降低，从而维持递送到发动机的等效的总燃料流速和含氧燃料含量。
期望的燃料氧含量可以基于各种发动机工况包括基于排气微粒物质(PM)水平来调节。作为示例，排气PM水平可以由排气系统中的PM传感器173测量。例如，响应于测量的/估计的排气PM水平高于期望的排气PM水平，可以增加在发动机中燃烧的燃料氧含量，以便降低排气PM水平。具有较高氧含量的燃料的燃烧可以减少发动机中的烟粒形成，从而降低排气PM水平。相反，响应于测量的/估计的排气PM水平低于期望的排气PM水平，可以降低在发动机中燃烧的燃料氧含量。通过降低发动机中燃烧的燃料的氧含量，可以提高发动机燃料经济性，同时将排气PM水平维持在期望的排气PM水平以下。作为另一示例，响应于在具有较低PM排放标准的地点中驾驶，诸如具有对超过某些排放标准的车辆的限制的城市中心，控制系统190上的全球定位系统(GPS)可以用于增加期望的燃料氧含量。
燃料箱210、230和250的总燃料箱容积可以稍微大于单箱燃料系统中的燃料箱容积，以在较高含氧燃料的一部分或较低含氧燃料的一部分保持未使用时允许类似的车辆驾驶里程。然而，燃料箱210、230和250的尺寸可以设置成在发动机操作期间减少箱中的残余燃料。如果燃料箱250中的较低含氧燃料耗尽或者如果燃料箱250中的较低含氧燃料和燃料箱230中的混合燃料耗尽，则较高含氧燃料可以用于延长车辆里程；然而，控制系统190可以经由消息中心197传送通知，警告操作者燃料经济性次优并且建议进行燃料补给。如果燃料箱210中的较高含氧燃料耗尽或者如果燃料箱210中的较高含氧燃料和燃料箱230中的混合燃料耗尽，则燃料箱250中的较低含氧燃料可以用于推进车辆，直到可以执行燃料补给。然而，可以调节发动机操作以将排气PM排放维持在期望的排气PM水平以下，同时牺牲车辆驾驶性能、燃料经济性、发动机噪声和烃排放中的一个或多个。此外，控制系统190可以经由消息中心197显示消息，以通知操作者燃料箱210和230中的一个或多个中的燃料已耗尽。例如，响应于耗尽燃料箱210中的较高含氧燃料，可以将发动机负荷维持在阈值发动机负荷以下、可以停止EGR、可以增加到ECD 170的尿素喷射以降低由于较低含氧燃料的燃烧产生的NOx排放、可以减少燃料的引燃喷射、可以增加增压压力和燃料轨压力并且可以调节喷射开始(SOI)正时和车辆速度能力。
在某些条件下，可以在燃料补给期间将燃料箱210、230和250完全充满。然而，在一些情况下，在燃料补给时，燃料箱210、230和250中的相对残余燃料量可以存储在控制系统190中，并且可以用于基于一般车辆操作者驾驶习惯计算较高含氧燃料和较低含氧燃料的燃料补给体积比。通过优化燃料补给体积比，可以减少在耗尽其他燃料箱中的燃料之前耗尽燃料箱中的一个燃料箱中的燃料。例如，燃料箱210和250可以在燃料补给期间进行填充，但是燃料箱230可以部分填充。作为另一示例，通过优化燃料补给体积比或者通过获悉车辆操作者驾驶习惯，可以部分地填充燃料箱210和250中的一个，以降低在下次燃料补给之前携带未使用燃料的风险，从而减轻车辆重量并降低燃料消耗。此外，在燃料补给站的燃料补给期间，控制系统190可以通过向燃料补给泵发送待补给的期望燃料氧含量的信号来促进泵内燃料混合；燃料补给泵可以相应地为车辆提供低氧和高氧燃料的适当混合。
如上所述，当调节递送到燃料轨270和发动机110的燃料氧含量时，控制系统190可以打开定位在燃料轨270处(或在燃料轨270和燃料箱230之间的第一燃料返回管线285中)的PCV 286和定位在高压泵280的入口处的VCV 282中的一个或多个。打开PCV 286允许燃料轨270中和燃料管线281(在高压泵280的下游和燃料轨270的上游)中的燃料经由第一燃料返回管线285返回到燃料箱230。因此，打开PCV 286允许将燃料从燃料轨270和燃料管线281抽取。打开VCV 282增加进入高压泵280中的燃料流量，这有助于增加将燃料从高压泵280、燃料管线281和燃料轨270抽取的速率。此外，通过在打开VCV 282的同时或之后立即打开PCV 286，从燃料轨270、燃料管线281和高压泵280抽取的燃料可以被引导到第一燃料返回管线285。更进一步地，转移到高压泵280内的润滑和冷却回路的燃料可以在被引导到第二燃料返回管线283并返回到混合燃料箱230之前抽取润滑和冷却回路。
打开PCV 286以将燃料从燃料轨270、高压燃料泵和燃料管线281抽取可以有助于减少用于将燃料氧含量从测量的或估计的燃料氧含量调节到期望的燃料氧含量的过渡时间，因为燃料轨270和燃料管线281中的(具有测量的或估计的燃料氧含量的)燃料可以被抽取，而不是与具有期望燃料氧含量的进入燃料混合并递送到发动机。类似地，打开VCV 282以将燃料从高压燃料泵抽取可以有助于减少用于将燃料氧含量从测量的燃料氧含量调节到期望的燃料氧含量的过渡时间，因为高压泵280中的(具有测量的燃料氧含量的)燃料可以被抽取，而不是与具有期望燃料氧含量的进入燃料混合并递送到发动机。作为示例，测量的燃料和/或估计的氧含量可以是第一燃料返回管线285和/或第二燃料返回管线283中的燃料氧含量。例如，燃料氧含量可以从空燃比和/或如由气缸内压力传感器测量的指示平均有效压力(IMEP)进行推断或建模。此外，期望燃料氧含量可以基于测量的或估计的排气PM水平与期望的排气PM水平的偏差来确定。减少用于将燃料氧含量从测量的燃料氧含量调节到期望的燃料氧含量的过渡时间可以降低排气PM排放水平，因为在发动机中燃烧的其燃料氧含量偏离期望燃料氧含量的燃料的量减少。
打开PCV 286可以包括将PCV 286的位置调节到更打开位置，并且打开VCV 282可以包括将VCV 282的位置调节到更打开位置。在某些条件下，可以仅打开PCV 286和VCV 282中的一个。例如，当新燃料氧含量和现有燃料氧含量之间的差较小时，可以仅打开PCV 286和VCV 282中的一个以抽取燃料。PCV 286和/或VCV 282打开的持续时间和量可以取决于测量的燃料氧含量与期望的燃料氧含量的偏差。例如，当测量的燃料氧含量与期望的燃料氧含量的偏差较高时，PCV 286和/或VCV 282打开的量可以较高，并且PCV 286和/或VCV 282打开的持续时间可以较长。相反，当测量的燃料氧含量与期望的燃料氧含量的偏差较低时，PCV 286和/或VCV 282打开的量可以较少，并且PCV 286和/或VCV 282打开的持续时间可以较短。更进一步地，如上所述，与当燃料氧含量较低(并且燃料能量含量较高)时相比，当燃料氧含量较高(并且燃料能量含量较低)时，可以将VCV 282调节到更打开位置至较长的持续时间，因为可以将较高体积(或流速)的燃料递送到发动机用于实现目标发动机负荷。
打开PCV 286较大的量和/或至较长的持续时间可以在较短的时间段内从燃料轨270和燃料管线281抽取较大体积的燃料，而打开PCV 286较小的量和/或至较短的持续时间可以在较长的时间段内从燃料轨270和燃料管线281抽取较小体积的燃料。类似地，打开VCV282较大的量和/或至较长的持续时间可以在较短的时间段内从高压泵280抽取较大体积的燃料，而打开VCV 282较小的量和/或至较短的持续时间可以在较长的时间段内从高压泵280抽取较小体积的燃料。此外，PCV 286打开的持续时间可以基于从高压泵泵送到燃料轨270的总燃料流速确定。在PCV 286打开时，相比于从高压泵280泵送的(以及从低压燃料泵220、240和260递送的)总燃料流速较低时，当从高压泵280泵送的(以及从低压燃料泵220、240和260递送的)总燃料流速较高时，可以更快地将燃料从燃料轨270和燃料管线281抽取。在VCV 282打开时，相比于从高压泵280泵送的(以及从低压燃料泵220、240和260递送的)总燃料流速较低时，当从高压泵280泵送的(以及从低压燃料泵220、240和260递送的)总燃料流速较高时，可以更快地将燃料从高压泵280抽取。因此，在较高的总燃料流速下，与在较低的总燃料流速下相比，PCV 286和VCV 282可以打开至较短的持续时间和/或打开到较小的打开位置。在将燃料从燃料轨270、燃料管线281和高压泵280抽取之后，可以恢复PCV 286和VCV 282的正常操作。换句话说，控制系统190可以调节VCV 282以将期望的燃料流速递送到燃料轨270和发动机，并且可以调节PCV 286以维持期望的燃料轨压力。
在一些示例中，控制系统可以刚好在打开PCV 286(包括将PCV位置调节到更打开的置)和关闭PCV 286(包括将VCV位置调节到更关闭位置)之前，打开VCV 282(包括将VCV位置调节到更打开位置)和关闭VCV 282(包括将VCV位置调节到更关闭位置)，使得包含在高压泵280中的一定体积的燃料可以被抽取。打开和关闭PCV 286可以基于控制燃料轨压力执行。在其他示例中，控制系统190可以刚好在打开VCV 282之前打开PCV 286。以这种方式，打开VCV 282和/或打开PCV 286可以减少调节燃料氧含量以匹配期望的燃料氧含量的过渡时间，这可以降低排气PM排放水平，因为在发动机中燃烧较低量(其燃料氧含量偏离期望的燃料氧含量)的燃料。
以这种方式，车辆系统可以包括：发动机；燃料系统，其包括第一燃料箱、第二燃料箱、定位在燃料轨和混合燃料箱之间的压力控制阀(PCV)以及定位在高压燃料泵和混合燃料箱之间的体积控制阀(VCV)；以及控制器，其具有可执行指令以响应于排气微粒物质(PM)水平偏离目标PM水平，打开VCV和PCV从而将燃料从高压燃料泵和燃料轨抽取到混合燃料箱，并且通过调节来自第一燃料箱、第二燃料箱和混合燃料箱中的一个的燃料流速调节递送到发动机的燃料氧含量。另外地或另选地，用于调节递送到发动机的燃料氧含量的可执行指令包括，响应于排气PM水平增加到目标PM水平以上，通过升高来自第一燃料箱的较高含氧燃料的流速来升高燃料氧含量。另外地或另选地，用于调节递送到发动机的燃料氧含量的可执行指令包括，响应于排气PM水平下降到目标PM水平以下，通过升高来自第二燃料箱的较低含氧燃料的流速来降低燃料氧含量。另外地或另选地，可执行指令进一步包括响应于耗空第一燃料箱，在阈值发动机负荷以下操作发动机。另外地或另选地，可执行指令进一步包括响应于耗空第一燃料箱，停止发动机排气再循环。
现在转到图3至图6，它们分别示出用于减少排气颗粒排放的方法300、400、500和600的流程图。用于实行在本文包括的方法300和其余方法的指令可以由控制器诸如控制系统190基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器诸如以上参照图1至图2描述的传感器接收的信号来执行。根据下面描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器以调节发动机操作。例如，响应于测量的排气PM水平与期望的PM水平的偏差，控制系统190可以调节来自燃料箱210、230和250中的一个或多个的第一燃料流量和第二燃料流量，并且可以打开PCV 286和VCV 282中的一个或多个。
方法300开始于310处，在310处估计和/或测量车辆工况，诸如第一燃料流速(Q燃料1(Qfuel1))、第二燃料流速(Q燃料2)、排气PM水平、燃料氧含量(O2燃料(O2fuel))、发动机转速(rpm)、车辆速度(Vs)、发动机负荷等。方法300在330处继续，在330处，控制系统190确定测量的PM水平是否大于期望的PM水平PM目标。如果测量的PM>PM目标，则方法300继续到334，在334处，响应于测量的PM大于PM目标，控制系统190增加到燃料轨的总燃料氧流速，如由方法400在图4中所示。方法400开始于410处，在410处，控制系统190基于测量的PM和PM目标之间的偏差确定期望的燃料氧含量O2燃料，目标。接下来，在412处，控制系统190测量和/或估计燃料氧含量O2燃料。如上所述，O2燃料可以包括经由传感器292测量的第一燃料返回管线285中的燃料氧含量，或者可以包括经由传感器294测量的第二燃料返回管线283中的燃料氧含量。另选地，O2燃料可以包括在燃料轨270、燃料管线281或在高压泵280下游的另一位置处测量的燃料氧含量。此外，O2燃料可以包括从燃料系统中的一个或多个燃料氧测量值推导出的复合燃料氧含量。在一些示例中，测量的PM和PM目标可以分别包括排气中的PM水平的测量变化速率和PM的期望变化速率。因此，PM>PM目标可以对应于PM的测量变化速率大于PM(PM目标)的期望变化速率。更进一步地，燃料氧含量可以从对来自燃料箱210、230和250的燃料流速的混合比进行建模和已知的燃料性质来估计。
在420处，控制系统190确定是否O2燃料<O2燃料，目标。如果O2燃料<O2燃料，目标，则方法400在430处继续，在430处，控制系统190相对于来自混合燃料箱230的混合燃料的流量增加来自第一燃料箱(例如，燃料箱210)的较高含氧燃料流的流量。例如，控制系统190可以相对于低压燃料泵240的泵送速率增加低压燃料泵220的泵送速率，并且定位三通阀202以将较高氧燃料从燃料箱210引导到高压泵280。在434处，控制系统190可以调节来自混合燃料箱(例如，燃料箱230)的混合燃料的流量。如上所述，根据期望的燃料(流速)比，来自燃料箱230的燃料的流速可以与来自燃料箱210的较高含氧燃料的流速平衡，使得递送到高压泵的燃料的燃料氧含量匹配期望的燃料氧含量。燃料箱210和230中的燃料氧含量可以测量(例如，分别经由传感器216和236)并且/或者使用燃料、燃料箱燃料补给流速、经由第一燃料返回管线285和第二燃料返回管线283的燃料返回流速以及其他燃料数据来估计或建模。在436处，控制系统190可以相对于来自混合燃料箱230的混合燃料的流量减少来自第二燃料箱(例如，燃料箱250)的较低含氧燃料的流量，以进一步帮助增加燃料氧含量。相对于来自混合燃料箱230的混合燃料的流量减少来自燃料箱250的较低含氧燃料的流量包括停止来自燃料箱250的较低含氧燃料的流动。例如，控制系统190可以关掉低压燃料泵260。
在437处，控制系统190可以在维持来自燃料箱210、230和250的相对燃料流速比的同时，通过调节低压燃料泵220、240和260来调节到高压泵的总燃料流速。如上所述，响应于测量的PM与期望的PM的偏差(或者测量的燃料氧含量与期望的燃料氧含量的偏差)，控制系统190可以在维持来自低压燃料泵中的每个的相对燃料流量比的同时，通过增加低压燃料泵220、240和260的泵速度来增加到高压泵280的总燃料流速。通过更迅速地从燃料管线289、高压泵280、燃料管线281和燃料轨270抽取燃料，增加总燃料流速可以帮助减少从测量的PM到期望的PM(或者从测量的燃料氧含量到期望的燃料氧含量)的过渡时间。响应于较高的润滑和冷却需求和/或较高的发动机燃料需求(例如，较高的发动机负荷)，控制系统190可以在维持来自低压燃料泵中的每个的相对燃料流量比的同时，进一步增加低压燃料泵220、240和260的泵速度。
接下来在438处，控制系统190可以打开VCV 282和PCV 286中的一个或多个，以从高压泵向下游到燃料轨对燃料系统部件进行抽取。打开VCV 282和PCV 286中的一个或多个可以包括执行图6的方法600。方法600在610处开始，在610处，控制系统190可以将VCV 282调节到更打开位置，包括将VCV 282调节到完全打开的位置，以便抽取高压泵280、燃料管线281和燃料轨270中的燃料。将VCV 282调节到更打开位置包括完全打开VCV 282可以增加进入高压泵280、燃料管线281和燃料轨270中的燃料流速，并且可以减少对高压泵280、燃料管线281和燃料轨270进行抽取的时间。在614处，控制系统190可以调节PCV位置以维持期望的燃料轨压力。调节PCV位置可以至少部分地响应于完全打开VCV 282(或者将VCV 282调节到更打开位置)以便维持期望的燃料轨压力。例如，为维持期望的燃料轨压力，控制系统190可以响应于完全打开VCV而将PCV 286调节到更打开位置。在一些示例中，将PCV 286调节到更打开位置可以包括完全打开PCV 286，以便维持期望的燃料轨压力。
接下来，在620处，控制系统190可以基于到燃料轨270的总燃料流速确定VCV打开持续时间。当三通阀202和204定位成分别将来自燃料箱210和250的燃料流引导到高压泵280时，可以从低压燃料泵220、240和260的泵送速率的总和计算到燃料轨270的总燃料流速。当三通阀202定位成将来自燃料箱210的燃料流引导到燃料箱230时，可以从低压燃料泵240和260的泵送速率的总和计算到燃料轨的总燃料流速。当三通阀204定位成将来自燃料箱250的燃料流引导到燃料箱230时，可以从低压燃料泵220和240的泵送速率的总和计算到燃料轨的总燃料流速。当到燃料轨的总燃料速率较低时，VCV打开持续时间可以较高，因为将燃料从高压泵280、燃料管线281和燃料轨270抽取的时间段可以较长。当到燃料轨的总燃料速率较高时，VCV打开持续时间可以较低，因为将燃料从高压泵280、燃料管线281和燃料轨270抽取的时间段可以较短。因为在610处将VCV调节到完全打开的位置，所以在630处，控制系统可以确定是否已经超过在620处确定的VCV打开持续时间。
在630处，如果未超过VCV打开持续时间，则方法600在634处继续，在634处，控制系统190可以确定燃料轨压力P燃料轨是否大于目标燃料轨压力P燃料轨，目标，以及PCV是否完全打开。目标燃料轨压力可以对应于适合于可靠地将燃料喷射到发动机中以维持发动机可操作性并且降低发动机噪声、振动和粗糙度的燃料轨压力。在634处，如果P燃料轨>P燃料轨，目标并且PCV完全打开，则燃料轨压力不能通过调节PCV维持在P燃料轨，目标处。因此，在636处，响应于在PCV完全打开时燃料轨压力增加到目标燃料轨压力以上，控制系统190可以将VCV位置从完全打开位置调节到较少打开的位置(例如，更关闭的位置)。以这种方式，可以在保持燃料氧含量的同时，减少进入高压泵280、燃料管线281和燃料轨270的燃料流速，从而降低燃料轨压力。
返回到634，如果P燃料轨不大于P燃料轨，目标或者如果PCV未完全打开，则方法600在638处继续，在638处，控制系统190确定第一燃料返回管线285中的燃料温度T燃料返回是否大于阈值燃料温度T燃料返回，阈值。阈值燃料返回温度可以对应于高于其燃料汽化风险会较高的燃料温度。因此，维持T燃料返回<T燃料返回，阈值可以减少燃料汽化的风险。在另一示例中，T燃料返回，阈值可以对应于高于其就可以超过燃料冷却装置容量的燃料温度，从而导致一个或多个燃料箱温度超过燃料箱温度阈值(例如，燃料箱温度阈值可以对应于燃料汽化温度)。在另一示例中，T燃料返回，阈值可以对应于高于其燃料添加剂的劣化会增加的燃料温度。因此，方法600从638在636处继续，在636处，响应于第一燃料返回管线285中的T燃料返回增加到阈值燃料温度以上，可以将VCV位置从完全打开的位置(或更打开位置)调节到较少打开的位置(例如，更关闭的位置)。返回到638，如果T燃料返回不大于T燃料返回，阈值，或在636处之后，方法600在630处继续，在630处，控制系统190再次评估是否已经超过VCV打开持续时间。返回到630，如果已经超过VCV打开持续时间，则方法600在640处继续，在640处，控制系统在执行方法600之前将VCV和PCV返回到其初始的更关闭位置。另选地，控制系统190可以调节VCV的位置以将O2燃料维持在O2燃料，目标处，并且可以调节PCV的位置以将燃料轨压力维持在期望的压力处。在640之后，方法600返回到方法400的438处之后，其中，方法400结束，从而返回到方法300的334处之后，其中，方法300结束。
返回到方法400，在420处，如果O2燃料不小于O2燃料，目标，则O2燃料已经达到O2燃料，目标，并且在440处控制系统190维持当前的燃料氧含量并且恢复正常的发动机和燃料系统操作。换句话说，控制系统190可以调节VCV 282以向燃料轨270和发动机递送期望的燃料流速，并且可以调节PCV 286以维持期望的燃料轨压力。在另一示例中，控制系统190可以将PCV调节到更关闭位置，包括完全关闭的位置，以减少从燃料轨泄漏的燃料量，并且控制系统190可以调节VCV位置以实现期望的燃料轨压力。如上所述，当O2燃料较高时，可以增加燃料喷射系统激励时间和水平，以补偿与O2燃料较低时相比的较低的燃料能量含量。当燃料能量含量较低时，可以向发动机喷射较大体积的燃料以实现相同的发动机负荷。由此，对于给定的发动机负荷，VCV 282可以维持在更打开位置处至较长的持续时间，以适应递送到发动机的较大体积的燃料。在440之后，方法400结束，并且返回到在方法300的334处之后，其中，方法300结束。返回到方法300，在330处，如果测量的PM不大于PM目标，则方法300在340处继续，在340处，控制系统190确定是否测量的和/或估计的PM<PM目标。如果测量的PM<PM目标，则方法300在344处继续，在344处，控制系统190减小到燃料轨270的总燃料氧流速，如图5的方法500所示。
方法500开始于510处，在510处，控制系统190基于测量的PM和PM目标之间的偏差确定期望的燃料氧含量O2燃料，目标。接下来，在512处，控制系统190测量和/或估计燃料氧含量O2燃料。如上所述，O2燃料可以包括经由传感器292测量的第一燃料返回管线285中的燃料氧含量，或者可以包括经由传感器294测量的第二燃料返回管线283中的燃料氧含量。另选地，O2燃料可以包括在燃料轨270、燃料管线281处或在高压泵280下游的另一位置处测量的燃料氧含量。此外，O2燃料可以包括从燃料系统中的一个或多个燃料氧测量值推导出的复合燃料氧含量。在一些示例中，测量的PM和PM目标可以分别包括排气中的PM水平的测量的变化速率和PM的期望变化速率。因此，PM<PM目标可以对应于PM的测量的变化速率小于PM期望的变化速率PM目标。更进一步地，燃料氧含量可以从对来自燃料箱210、230和250的燃料流速的混合比进行建模和已知的燃料性质来估计。
在520处，控制系统190确定是否O2燃料>O2燃料，目标。如果O2燃料>O2燃料，目标，则方法500在530处继续，在530处，控制系统190相对于来自混合燃料箱230的混合燃料的流量增加来自第一燃料箱(例如，燃料箱250)的较低含氧燃料流的流量。例如，控制系统190可以相对于低压燃料泵240的泵送速率增加低压燃料泵260的泵送速率，并且定位三通阀204以将低氧燃料从燃料箱250引导到高压泵280。在534处，控制系统190可以调节来自混合燃料箱(例如，燃料箱230)的混合燃料的流量。如上所述，根据期望的燃料(流流速)比，来自燃料箱230的燃料的流速可以与来自燃料箱210的较高含氧燃料的流速平衡，使得递送到高压泵的燃料的燃料氧含量匹配期望的燃料氧含量。燃料箱250和230中的燃料氧含量可以测量(例如，分别经由传感器256和236)并且/或者可以使用燃料、燃料箱燃料补给流速、经由第一燃料返回管线285和第二燃料返回管线283的燃料返回流速以及其他燃料数据来估计或建模。在536处，控制系统190可以相对于来自混合燃料箱230的混合燃料的流量减少来自第二燃料箱(例如，燃料箱210)的较高含氧燃料的流量，以进一步帮助增加燃料氧含量。相对于来自混合燃料箱230的混合燃料的流量减少来自燃料箱210的较高含氧燃料的流量包括停止来自燃料箱210的较高含氧燃料的流动。例如，控制系统190可以关掉低压燃料泵220。
在537处，控制系统190可以在维持来自燃料箱210、230和250的相对燃料流速比的同时，通过调节低压燃料泵220、240和260来调节到高压泵的总燃料流速。如上所述，响应于测量的PM与期望的PM的偏差(或者测量的燃料氧含量与期望的燃料氧含量的偏差)，控制系统190可以在维持来自低压燃料泵中的每个的相对燃料流量比的同时，通过增加低压燃料泵220、240和260的泵速度来增加到高压泵280的总燃料流速。通过更迅速地从燃料管线289、高压泵280、燃料管线281和燃料轨270抽取燃料，增加总燃料流速可以帮助减少从测量的PM到期望的PM(或者从测量的燃料氧含量到期望的燃料氧含量)的过渡时间。响应于较高的润滑和冷却需求和/或较高的发动机燃料需求(例如，较高的发动机负荷)，控制系统190可以在维持来自低压燃料泵中的每个的相对燃料流量比的同时，进一步增加低压燃料泵220、240和260的泵速度。
接下来，在538处，控制系统190可以打开VCV 282和PCV 286中的一个或多个，以从高压泵向下游到燃料轨对燃料系统部件进行抽取。打开VCV 282和PCV 286中的一个或多个可以包括执行图6的方法600(如上所述)。在执行方法600或方法652之后，控制系统190返回执行方法500的538之后，其中，方法500结束，从而返回到方法300的344之后，其中，方法300结束。返回到方法500，在520处，如果O2燃料不大于O2燃料，目标，则O2燃料已经达到O2燃料，目标，并且控制系统190在540处维持当前的燃料氧含量并恢复正常的发动机和燃料系统操作。换句话说，控制系统190可以调节VCV 282以向燃料轨270和发动机递送期望的燃料流速，并且可以调节PCV 286以维持期望的燃料轨压力。在另一示例中，控制系统190可以将PCV调节到更关闭位置，包括完全关闭位置，以减少从燃料轨泄漏的燃料的量，并且控制系统190可以调节VCV位置以实现期望的燃料轨压力。如上所述，当O2燃料较高时，可以增加燃料喷射系统激励时间和水平，以补偿与O2燃料较低时相比的较低的燃料能量含量。当燃料能量含量较低时，可以向发动机喷射较大体积的燃料以实现相同的发动机负荷。由此，对于给定的发动机负荷，VCV 282可以维持在更打开位置处至较长的持续时间，以适应递送到发动机的较大体积的燃料。在540之后，方法500结束，并且返回到方法300的344之后，其中，方法300结束。返回到方法300，在340处，如果测量的PM不小于PM目标，则排气PM水平匹配期望的PM水平，并且方法300在350处继续，在350处，控制系统190维持当前的燃料氧含量并恢复正常的发动机和燃料系统操作。换句话说，控制系统190可以调节VCV 282以向燃料轨270和发动机递送期望的燃料流率，并且可以调节PCV 286以维持期望的燃料轨压力。在另一示例中，控制系统190可以将PCV调节到更关闭位置，包括完全关闭位置，以减少从燃料轨泄漏的燃料的量，并且控制系统190可以调节VCV位置以实现期望的燃料轨压力。如上所述，当O2燃料较高时，可以增加燃料喷射系统激励时间和水平，以补偿与O2燃料较低时相比的较低的燃料能量含量。当燃料能量含量较低时，可以向发动机喷射较大体积的燃料以实现相同的发动机负荷。由此，对于给定的发动机负荷，VCV 282可以维持在更打开位置处至较长的持续时间，以适应递送到发动机的较大体积的燃料。在540之后，方法500结束，并且返回到方法300的344之后，其中，方法300结束。返回到方法300，在340处，如果测量的PM不小于PM目标，则排气PM水平匹配期望的PM水平，并且方法300在350处继续，在350处，控制系统190维持当前的燃料氧含量并恢复正常的发动机和燃料系统操作。
以这种方式，方法可以包括：将压力控制阀(PCV)定位在燃料轨的出口处；将体积控制阀(VCV)定位在高压泵的入口处；以及响应于排气微粒物质(PM)水平偏离目标PM水平，调节递送到发动机的第一燃料和第二燃料的燃料比，并且打开PCV和VCV中的一个。另外地或另选地，第一燃料包括较高含氧燃料，并且第二燃料包括较低含氧燃料。另外地或另选地，将VCV定位在高压燃料泵的入口处包括将VCV定位在高压燃料泵的内部组件内。另外地或另选地，调节燃料比包括响应于排气PM水平增加到目标PM水平以上升高到发动机的燃料氧流速，以及响应于排气PM水平降低到目标PM水平以下降低到发动机的燃料氧流速。另外地或另选地，该方法可以包括响应于排气PM水平偏离目标PM水平打开PCV和VCV。另外地或另选地，打开VCV包括完全打开VCV。另外地或另选地，打开VCV包括在使VCV返回到更关闭位置之前将VCV从更关闭位置打开至第一持续时间，并且第一持续时间包括用于从高压泵和燃料轨抽取燃料的持续时间。另外地或另选地，打开PCV包括将PCV位置调节到更打开位置，以将燃料轨压力维持在期望的燃料轨压力处。另外地或另选地，第一持续时间随着到发动机的总燃料流速的减小而增加，并且第一持续时间随着到发动机的总燃料流速的增加而减小。
以这种方式，用于发动机的方法可以包括：估计递送到发动机的燃料的燃料氧含量；以及响应于燃料氧含量偏离目标燃料氧含量，调节到发动机的燃料轨的来自第一燃料箱的第一较高含氧燃料的流量和来自第二燃料箱的第二较低含氧燃料的流量，并且打开压力控制阀(PCV)和体积控制阀(VCV)中的一个，其中PCV定位在燃料轨的出口处，并且VCV定位在高压燃料泵的入口处。另外地或另选地，调节第一较高含氧燃料和第二较低含氧燃料的流量基于第一燃料箱中的第一较高含氧燃料的估计量和第二燃料箱中的第二较低含氧燃料的估计量。
另外地或另选地，目标燃料氧含量基于测量的排气微粒物质(PM)水平来确定。另外地或另选地，燃料氧含量包括在VCV和高压燃料泵之间确定的燃料氧含量。另外地或另选地，燃料氧含量包括在PCV和高压燃料泵之间确定的燃料氧含量。另外地或另选地，打开PCV和VCV包括，基于燃料氧含量与目标燃料氧含量的偏差，将PCV的位置调节到更打开的PCV位置，以及将VCV调节到更打开的VCV位置。
现在转到图7，其示出根据图3至图6所示的用于减少排气颗粒排放的方法操作发动机和燃料系统的时间线700。时间线700包括用于以下各项的趋势线：排气PM 710、测量的O2燃料720、较高含氧燃料的流速Q燃料1730、较低含氧燃料的流速Q燃料2734、混合燃料的流速Q燃料 3736、VCV位置740、PCV位置750、发动机负荷760、EGR状态770、燃料箱1中的较高含氧燃料(燃料1)的燃料液位液位燃料1(Levelfuel1)780、燃料轨压力790和PM事件状态786。还示出了期望的PM水平PM目标712、期望的燃料氧含量O2燃料，目标722、阈值发动机负荷负荷阈值762、阈值箱液位液位阈值782和期望的燃料轨压力792。PM事件状态786为ON可以表示产生较高PM水平的发动机工况，并且PM事件状态786为OFF可以表示产生较低PM水平的发动机工况。可以产生较高PM水平(并且其中PM事件状态可以为ON)的发动机工况的非限制性示例包括发动机气缸中的一个或多个停用，其中操作的发动机气缸的负荷高，但是通过联接到涡轮增压器压缩机的排气涡轮机的质量流量低，从而导致低增压压力。进一步的非限制性示例包括发动机在用于LNT催化剂再生或用于脱硫(DeSOx)的富集的空燃条件下操作。作为另一非限制性示例，发动机可以采用增加PM产生的激进的后处理方法，包括排气门提前打开、内部EGR和进气加热中的一个或多个。对于包括DPF的发动机系统，另一非限制性示例包括在DPF再生期间操作发动机。基于非事件的发动机操作还可以引起PM水平的更加渐进的变化。例如，PM水平可以分别随着发动机负荷的增加和减少而增加和降低。此外，PM水平可以随着较富集和较稀的燃料燃烧条件而增加和降低。
在时间t1之前，测量的PM匹配PM目标、O2燃料匹配O2燃料，目标、VCV和PCV处于更关闭的位置、EGR为ON、并且液位燃料1为高。在时间t1时，响应于PM事件状态786从OFF改变为ON，测量的PM增加到期望的PM(PM目标)以上。具体地，测量的PM在时间t1时的增加可以响应于在有利于产生较高PM水平的条件下的发动机操作。例如，气缸中的一个或多个可以停用，其中操作的气缸的负荷高，但是通过联接到涡轮增压器压缩机的排气涡轮机的质量流量低，从而导致低增压压力。作为另一示例，发动机可以在用于LNT催化剂再生或用于脱硫(DeSOx)的富集的空燃条件下操作。作为另一示例，发动机可以采用增加PM产生的激进的后处理方法，包括排气门提前打开、内部EGR和进气加热中的一个或多个。对于包括DPF的发动机系统，在DPF再生期间可以出现较高的PM水平。PM在时间t1时的增加可以进一步(至少部分地)归因于发动机负荷760在时间t1时的突然增加。
PM可以在ECD 170的上游或下游的排气通道148中测量和/或估计。响应于测量的PM与PM目标的偏差，控制系统190升高O2燃料，目标，因为增加燃料氧含量可以减少烟粒从发动机中的燃料燃烧中产生，从而减少PM排放。控制系统190测量当前的燃料氧含量O2燃料。可以在高压泵280下游的燃料系统中，诸如在第一燃料返回管线285、第二燃料返回管线283、燃料轨270或燃料管线281中测量和/或估计O2燃料。响应于O2燃料与O2燃料，目标的偏差，控制系统190调节燃料流速以升高燃料氧含量O2燃料，从而匹配O2燃料，目标。具体地，控制系统190升高低压燃料泵220的泵送速率，以相对于到高压泵280的混合燃料流速增加较高含氧燃料的流速Q燃料 1730。在时间t1时，控制系统190还稍微增加低压燃料泵240的泵送速率以增加混合燃料的流速Q燃料3736，从而平衡Q燃料1的增加并且向高压泵280提供期望的燃料比(包含期望的燃料氧含量O2燃料，目标)。在时间t1时，控制系统还降低低压燃料泵260的泵送速率，以相对于混合燃料流速降低(或关掉)较低含氧燃料的流速Q燃料2734。
为减少过渡到新的期望的O2燃料，目标的时间，响应于测量的PM与PM目标的偏差以及响应于O2燃料偏离O2燃料，目标，在时间t1时，控制系统190还可以打开VCV和PCV中的一个或多个。打开VCV可以包括将VCV位置740调节到更打开的位置(由箭头744指示)至VCV打开持续时间(由箭头745指示)。VCV打开持续时间可以对应于抽取燃料管线281和289、高压泵280和燃料轨270的时间。VCV打开持续时间可以随着总燃料流速的减小而增加，并且可以随着总燃料流速的增加而减小。在一个示例中，将VCV位置740调节到更打开位置包括完全打开VCV282。响应于打开VCV，测量的O2燃料在时间t1之后开始增加。此外，响应于O2燃料的增加，测量的PM在时间t1之后开始减小。同样响应于在时间t1时打开VCV，燃料轨压力790增加到期望的燃料轨压力792以上。
在时间线700的示例中，在时间t1时，PCV也响应于O2燃料偏离O2燃料，目标而打开，以便使燃料轨压力790返回到期望的燃料轨压力792。在其他示例中，响应于VCV在时间t1时打开，PCV可以刚好在时间t1之后打开，以将燃料轨压力维持在期望的压力处。在其他示例中，响应于PM事件状态切换为ON而预期VCV打开，可以刚好在时间t1之前打开PCV。打开PCV可以包括将PCV位置750调节到更打开位置(由箭头754指示)至PCV打开持续时间(由箭头755指示)。PCV打开持续时间可以稍微大于、稍微小于或等于VCV打开持续时间。响应于在时间t1时打开PCV，燃料轨压力790返回到期望的燃料轨压力792。控制系统190从时间t1直到时间t1b维持PCV的打开，以便在VCV位置是打开的同时维持燃料轨压力790和期望的燃料轨压力792。在时间t1a处，PM事件状态切换到OFF，指示产生较高PM水平的发动机工况已终止。例如，控制系统190可以停止一个或多个发动机气缸的停用、可以完成LNT或DPF再生、可以完成DeSox方法、可以完成激进的后处理方法、可以将发动机负荷从较高负荷减少等。
在时间t1b时，在VCV打开持续时间已经结束之后，由于在高压泵280、燃料管线281和289以及燃料轨270中的燃料(具有偏离期望的燃料氧含量的先前测量的燃料氧含量)已经抽取，所以VCV位置740和PCV位置750返回到它们更关闭的位置(它们在时间t1之前的位置)。响应于在时间t1b时将燃料从高压泵280、燃料管线281和289以及燃料轨270抽取，测量的O2燃料的增加速率再次增加。此外，在时间t1b时，测量的PM响应于O2燃料的较快增加开始以较高的速率下降。更进一步地，在时间t1b时，响应于液位燃料1的下降，控制系统190可以稍微降低Q燃料1730，以减少与燃料箱250中的较低含氧燃料或混合燃料箱230中的混合燃料相比过早地耗尽燃料箱210中的较高含氧燃料的风险。在t1b时，控制系统190还可以同时增加Q燃料3736以维持递送到发动机的总燃料流速。
一旦在时间t1b时已经对燃料轨270、燃料管线281和高压泵280进行抽取，则测量的O2燃料就快速地达到O2燃料，目标。在O2燃料达到O2燃料，目标之后，测量的PM达到PM目标，因为排气通道中的排气的体积大，并且由于燃料燃烧变化而导致的排气PM水平的变化可以随着它们渗透通过整个排气通道而延迟。在时间t2时，响应于测量的PM匹配PM目标和O2燃料匹配O2燃料，目标，控制系统190维持与PM减少有关的当前的发动机和燃料系统工况。从时间t1到时间t2，随着较高含氧燃料(燃料1)从燃料箱210中消耗，所示液位燃料1稳定地降低。
在稍后的时间t3之前，测量的PM匹配PM目标、O2燃料匹配O2燃料，目标、VCV2和PCV处于更关闭的位置、EGR为ON以及液位燃料1为低但大于液位阈值。在时间t3时，响应于PM事件状态786从ON改变为OFF，测量的PM减少到期望的PM(PM目标)以下。具体地，在时间t1时，测量的PM的减少可以响应于停止在有利于产生较高的PM水平的条件下的发动机操作。PM在时间t3时的减少可以进一步(至少部分地)归因于发动机负荷760在时间t3时的突然减小。如上所述，可以在ECD 170的上游或下游的排气通道148中测量和/或估计测量的PM。响应于测量的PM与PM目标的偏差，控制系统190减少O2燃料，目标，因为减少燃料氧含量可以增加PM排放，但可以降低燃料消耗。控制系统190确定当前的O2燃料，当前的O2燃料可以在高压泵280下游的燃料系统中测量和/或估计，诸如在第一燃料返回管线285、第二燃料返回管线283、燃料轨270或燃料管线281中。响应于O2燃料与O2燃料，目标的偏差，控制系统190调节燃料流速以减少燃料氧含量O2燃料从而匹配O2燃料，目标。具体地，控制系统190升高低压泵260的泵送速率，以增加到高压泵280的较低含氧燃料的流速Q燃料2734。在时间t3时，控制系统190还增加低压泵240的泵送速率以增加混合燃料的流速Q燃料3736，从而平衡Q燃料1的增加并且向高压泵280提供期望的燃料比(包含期望的燃料氧含量O2燃料，目标)。在时间t3时，控制系统还降低低压燃料泵220的泵送速率以减少(或关掉)较高含氧燃料的流速Q燃料1730。
为减少过渡到新的期望的O2燃料，目标的时间，响应于测量的PM与PM目标的偏差以及响应于O2燃料偏离O2燃料，目标，在时间t3时，控制系统190还可以打开VCV和PCV中的一个或多个。打开VCV可以包括将VCV位置740调节到更打开位置(由箭头746指示)至VCV打开持续时间(由箭头747指示)。VCV打开持续时间可以对应于对燃料管线281和289、高压泵280和燃料轨270进行抽取的时间。VCV打开持续时间可以随着总燃料流速的减小而增加，并且可以随着总燃料流速的增加而减小。在一个示例中，将VCV位置740调节到更打开的位置包括完全打开VCV282。响应于打开VCV，测量的O2燃料在时间t3之后开始减小。此外，响应于O2燃料的增加，测量的PM在时间t3之后开始增加。同样响应于在时间t1时打开VCV，燃料轨压力790增加到期望的燃料轨压力792以上。
在时间线700的示例中，在时间t3时，PCV也响应于O2燃料偏离O2燃料，目标而打开，以便使燃料轨压力790返回到期望的燃料轨压力792。在其他示例中，响应于在时间t3时的VCV打开，PCV可以刚好在时间t3之后打开，以将燃料轨压力维持在期望的压力处。在其他示例中，响应于PM事件状态切换为ON而预期VCV打开，可以刚好在时间t3之前打开PCV。打开PCV可以包括将PCV位置750调节到更打开位置(由箭头756指示)至PCV打开持续时间(由箭头757指示)。PCV打开持续时间可以稍微大于、稍微小于或等于VCV打开持续时间。
响应于在时间t3时打开PCV，燃料轨压力790返回到期望的燃料轨压力792。控制系统190从时间t3直到时间t3b维持PCV的打开，以便在VCV位置是打开的同时维持燃料轨压力790和期望的燃料轨压力792。在时间t3b时，在VCV打开持续时间已经结束之后，由于在高压泵280、燃料管线281和289以及燃料轨270中的燃料(具有偏离期望的燃料氧含量的先前测量的燃料氧含量)已经抽取，所以VCV位置740和PCV位置750返回到它们更关闭的位置(它们在时间t3之前的位置)。响应于在时间t3b时将燃料从高压泵280、燃料管线281和289以及燃料轨270抽取，测量的O2燃料的减少速率再次增加。此外，在时间t3b时，测量的PM响应于O2燃料的较快的减少开始以较高的速率增加。
VCV打开持续时间747和PCV打开持续时间757可以分别比VCV打开持续时间745和PCV打开持续时间755短，因为在t3时PM与PM目标的偏差和O2燃料与O2燃料，目标的偏差小于在t1时的偏差。类似地，VCV打开调节746和PCV打开调节756的大小可以分别小于VCV打开调节744和PCV打开调节754的大小，因为在t3时PM与PM目标的偏差和O2燃料与O2燃料，目标的偏差小于在t1时的偏差。如前所述，VCV打开持续时间和PCV打开持续时间可以进一步取决于递送到高压泵的总燃料流速：当总燃料流速较高时，由于燃料抽取速率较快，所以VCV打开持续时间和PCV打开持续时间可以较低；当总燃料流速较低时，由于抽取速率较慢，所以VCV打开持续时间和PCV打开持续时间可以较高。例如，在时间t1至时间t1b之间，可以通过增加低压燃料泵220、240和260的泵速度来增加总燃料流速(同时保持每种燃料类型的燃料氧含量或燃料比)。通过增加总燃料流速，可以减少从燃料管线281和289、燃料轨270和高压泵280抽取燃料的时间；相应地可以减少VCV打开持续时间745和PCV打开持续时间755。类似地，通过增加低压燃料泵220、240和260的泵速度以增加总燃料流速和减少从燃料管线281和289、燃料轨270和高压泵280抽取燃料的时间，可以减少VCV打开持续时间747和PCV打开持续时间757。
在时间t3b时，将PCV位置调节回到更关闭位置。响应于打开PCV(并且在从燃料管线281和燃料轨270抽取燃料之后)，在时间t3b时，测量的O2燃料的减少速率再次上升。此外，在时间t3b时，响应于O2燃料的较快的减少，测量的PM开始以较快的速率增加。一旦已经在时间t3b时对燃料轨270、燃料管线281和高压泵280进行抽取，测量的O2燃料就快速地达到O2燃料，目标。在O2燃料达到O2燃料，目标之后，测量的PM达到PM目标，因为排气通道中的排气的体积大，并且由于燃料燃烧变化而导致的排气PM水平的变化可以随着它们渗透通过整个排气通道而延迟。在时间t4时，响应于测量的PM匹配PM目标以及O2燃料匹配O2燃料，目标，控制系统190维持与PM减少有关的当前的发动机和燃料系统工况。从时间t3到时间t4，随着较高含氧燃料(燃料1)从燃料箱210消耗，液位燃料1稳定地但是以比从t1到t2慢的速率下降。
在时间t5时，响应于液位燃料1下降到液位阈值以下，为减慢PM排放的增加，控制系统190将EGR切换为OFF，将发动机负荷限制在负荷阈值以下，并且经由消息中心197通知操作者耗空的较高含氧燃料箱并且建议进行燃料补给。在时间t5之后，因为仅剩余较低含氧燃料来推进车辆，所以O2燃料开始降低到O2燃料，目标以下，并且PM开始增加到PM目标以上。
现在转到图8，其示出根据图3至图6所示的用于减少排气颗粒排放的方法操作发动机和燃料系统的时间线800。时间线800包括用于以下各项的趋势线：排气PM 810、测量的O2燃料820、较高含氧燃料与较低含氧燃料的燃料流速比Q燃料比12830、较低含氧燃料与较高含氧燃料的燃料流速比Q燃料比21834、VCV位置840、PCV位置850、发动机负荷860、EGR状态870、燃料箱1中的较高含氧燃料(燃料1)的燃料液位液位燃料1880、PM事件状态886和燃料轨压力890。还示出了期望的PM水平PM目标812、期望的燃料氧含量O2燃料，目标822、阈值发动机负荷负荷阈值862、阈值箱液位液位阈值882和期望的燃料轨压力892。
除控制系统190响应于测量的PM与PM目标的偏差以及测量的O2燃料与O2燃料，目标的偏差调节燃料流速比Q燃料比12830和Q燃料比21834以增加或减少递送到高压泵和发动机的燃料氧含量之外，时间线800的事件和行为类似于时间线700。换句话说，响应于测量的PM>PM目标和测量的O2燃料<O2燃料，目标，控制系统190增加Q燃料比12并降低Q燃料比21以增加递送到发动机的燃料氧含量。类似地，响应于测量的PM<PM目标和测量的O2燃料>O2燃料，目标，控制系统190增加Q燃料比21并降低Q燃料比12以减少递送到发动机的燃料氧含量(并且增加燃料经济性)。
注意，本文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以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合实行。本文描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一种或多种，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。由此，所示的各种行为、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行或在一些情况下省略。同样，处理的次序并非是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为易于说明和描述提供。根据所使用的具体策略，可以重复地执行所示出的行为、操作和/或功能中的一个或多个。进一步地，所描述的行为、操作和/或功能可以用图形表示待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，其中所描述的行为通过在包括各种发动机硬件部件的系统中与电子控制器结合执行所述指令来实行。
应当理解，本文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意义，因为可能有许多变化。例如，上述技术可以应用于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/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。此类权利要求，无论是更宽于、更窄于、等于或不同于原始权利要求范围，仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (19)

1.一种用于发动机的方法，所述方法包括：
将压力控制阀即PCV定位在燃料轨的出口处；
将体积控制阀即VCV定位在高压燃料泵的入口处；以及
响应于排气微粒物质水平即排气PM水平偏离目标PM水平，
调节递送到发动机的来自第一燃料箱的第一燃料和来自第二燃料箱的第二燃料的燃料比以调节递送到所述发动机的燃料氧含量，并且打开所述PCV和所述VCV中的一个；
调节所述燃料比包括响应于所述排气PM水平增加到所述目标PM水平以上升高到所述发动机的燃料氧流速。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一燃料包括较高含氧燃料，并且所述第二燃料包括较低含氧燃料。
3.根据权利要求2所述的方法，将所述VCV定位在所述高压燃料泵的入口处包括将所述VCV定位在所述高压燃料泵的内部组件内。
4.根据权利要求1所述的方法，其中调节所述燃料比包括，响应于所述排气PM水平下降到所述目标PM水平以下降低到所述发动机的燃料氧流速。
5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括响应于所述排气PM水平偏离所述目标PM水平，打开所述PCV和所述VCV。
6.根据权利要求5所述的方法，其中打开所述VCV包括完全打开所述VCV。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
打开所述VCV包括在使所述VCV返回到更关闭位置之前将所述VCV从所述更关闭位置打开至第一持续时间，以及
所述第一持续时间包括用于将燃料从所述高压燃料泵和所述燃料轨抽取的持续时间。
8.根据权利要求7所述的方法，其中打开所述PCV包括将所述PCV位置调节到更打开位置，以将燃料轨压力维持在期望的燃料轨压力处。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一持续时间随着到所述发动机的总燃料流速的减小而增加，并且所述第一持续时间随着到所述发动机的总燃料流速的增加而减少。
10.一种用于发动机的方法，所述方法包括：
估计递送到所述发动机的燃料的燃料氧含量；以及
响应于所述燃料氧含量偏离目标燃料氧含量，
调节到所述发动机的燃料轨的来自第一燃料箱的第一较高含氧燃料的流量和来自第二燃料箱的第二较低含氧燃料的流量以调节到所述发动机的燃料轨的燃料氧含量，以及
打开压力控制阀即PCV和体积控制阀即VCV中的一个，其中，
所述PCV定位在燃料轨的出口处，以及
所述VCV定位在高压燃料泵的入口处；
其中调节到所述发动机的所述燃料轨的所述燃料氧含量包括，响应于排气PM水平增加到目标PM水平以上，通过升高来自所述第一燃料箱的较高含氧燃料的流速来升高所述燃料氧含量。
11.根据权利要求10所述的方法，其中调节所述第一较高含氧燃料和所述第二较低含氧燃料的所述流量基于所述第一燃料箱中的所述第一较高含氧燃料的估计量和所述第二燃料箱中的所述第二较低含氧燃料的估计量。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述目标燃料氧含量基于测量的排气微粒物质水平即排气PM水平来确定。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述燃料氧含量包括在所述VCV和所述高压燃料泵之间确定的燃料氧含量。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述燃料氧含量包括在所述PCV和所述高压燃料泵之间确定的燃料氧含量。
15.根据权利要求14所述的方法，其中打开所述PCV和所述VCV包括，基于所述燃料氧含量与所述目标燃料氧含量的偏差将所述PCV的位置调节到更打开的PCV位置，以及将所述VCV调节到更打开的VCV位置。
16.一种车辆系统，所述车辆系统包括：
发动机；
燃料系统，其包括第一燃料箱、第二燃料箱、定位在燃料轨和混合燃料箱之间的压力控制阀即PCV以及定位在高压燃料泵和所述混合燃料箱之间的体积控制阀即VCV；以及
控制器，其具有可执行指令以，
响应于排气微粒物质水平即排气PM水平偏离目标PM水平，
打开所述VCV和所述PCV，以将燃料从所述高压燃料泵和所述燃料轨抽取到混合燃料箱，以及
通过调节来自所述第一燃料箱、所述第二燃料箱和所述混合燃料箱中的一个的燃料流速来调节递送到所述发动机的燃料氧含量，其中响应于所述排气PM水平增加到所述目标PM水平以上，通过升高来自所述第一燃料箱的较高含氧燃料的流速来升高所述燃料氧含量。
17.根据权利要求16所述的车辆系统，其中用于调节递送到所述发动机的所述燃料氧含量的所述可执行指令包括，响应于所述排气PM水平下降到所述目标PM水平以下，通过升高来自所述第二燃料箱的较低含氧燃料的流速来降低所述燃料氧含量。
18.根据权利要求17所述的车辆系统，其中所述可执行指令进一步包括，响应于耗空所述第一燃料箱，在阈值发动机负荷以下操作所述发动机。
19.根据权利要求16所述的车辆系统，其中：
所述燃料系统进一步包括低压燃料泵，所述低压燃料泵定位在所述第一燃料箱、所述第二燃料箱和所述混合燃料箱中的一个中，以及
所述可执行指令进一步包括，响应于排气微粒物质水平即排气PM水平偏离目标PM水平，将所述低压燃料泵的泵速度增加到阈值泵速度以上。
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