CN112727624A - 用于提高微粒过滤器的效率的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于提高微粒过滤器的效率的方法和系统”。描述了一种用于操作包括微粒过滤器的发动机的发动机系统和方法。在一个示例中，增加所述绿色微粒过滤器的烟粒负荷以提高绿色微粒过滤器的效率。所述绿色微粒过滤器的烟粒加载可以被加速，从而当车辆到达客户或测试设施时，可以以期望的效率水平操作所述绿色微粒过滤器。

Description

用于提高微粒过滤器的效率的方法和系统
技术领域
本公开总体上涉及车辆发动机，并且更特别地，涉及车辆发动机微粒过滤器。
背景技术
直喷式汽油发动机可以包括用于从排气中移除碳质烟粒(例如，烟粒)的微粒过滤器。微粒过滤器开始其没有烟粒的使用寿命，并且随着发动机排气流过微粒过滤器，烟粒可能随着时间的推移在微粒过滤器内积聚。最初，微粒过滤器的烟粒捕集效率可能相对较低；然而，随着时间的推移并且烟粒在微粒过滤器内积聚，微粒过滤器的烟粒捕集效率可能增加。然而，当包括微粒过滤器的车辆到达零售商店或车辆排放测试中心时，微粒过滤器的烟粒捕集效率可能低于可能期望的。因此，车辆最初排出的烟粒可能会比期望的多，并且从车辆排出的烟粒的量可能不代表车辆在较低烟粒输出水平下操作的长期能力。
发明内容
本发明人已经认识到上述限制，并且已经开发了一种发动机操作方法，其包括：经由控制器对绿色(green)汽油微粒过滤器(例如，没有暴露于发动机排气超过阈值时间量的微粒过滤器)执行循环前烟粒装载至预定烟粒负荷，以提高绿色汽油微粒过滤器的效率；以及在绿色汽油微粒过滤器的首次再生之后，中断循环前烟粒装载。
通过在循环前期间向微粒过滤器装载烟粒，可以提供减少微粒过滤器到达期望的烟粒捕集效率所花费的时间量的技术结果。此外，在微粒过滤器所在的车辆到达最终用户或车辆排放测试设施之前，可能实现期望水平的微粒过滤器效率，从而车辆达到期望的工作状态。微粒过滤器的装载可在车辆制造现场开始，和/或当车辆在运送给客户时车辆的发动机起动时开始。因此，车辆可在制造后以一定状态到达其目的地，在所述状态下，车辆的微粒过滤器以期望水平的烟粒捕集效率操作。
本说明书可以提供若干优点。具体地说，所述方法可在微粒过滤器所在的车辆投入使用之前预先调节微粒过滤器。因此，车辆可以按其预期操作到达其目的地。另外，所述方法可以加速微粒过滤器效率的提高，从而微粒过滤器更早地以更高的效率操作。此外，所述方法可在不需要人为干预的情况下自动地执行。
当单独地或结合附图来理解时，根据以下具体实施方式，本说明书的以上优点和其他优点以及特征将显而易见。
应理解，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。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在详细描述之后的权利要求界定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了发动机的示意图；
图2示出了示例微粒过滤器效率曲线图；
图3示出了根据图2的方法的示例发动机操作序列；以及
图4示出了用于操作发动机的示例方法。
具体实施方式
本说明书涉及操作火花点火发动机，所述火花点火发动机在其排放系统中包括微粒过滤器。在图1中示出了一个示例发动机系统。如图2中示出的，微粒过滤器可以以作为微粒过滤器的烟粒负荷的函数的效率操作。发动机系统可以如图3的序列中示出的那样进行操作。图4示出了用于操作在其排放系统中包括微粒过滤器的发动机的方法。
参考图1，内燃发动机10(包括多个气缸，图1中示出其中一个气缸)由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，活塞36定位在气缸壁32中并连接到曲轴40。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53来操作。进气凸轮51的位置可以通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以通过排气凸轮传感器57确定。
燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。可替代地，燃料可被喷射到进气道，这被本领域技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66与由控制器12提供的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。
进气歧管44由压缩机162供应空气。排气使联接到轴161的涡轮164旋转，从而驱动压缩机162。在一些示例中，包括旁通通道，从而排气可在选定的工况期间绕过涡轮164。此外，在一些示例中，可以提供压缩机旁通通道来限制由压缩机162提供的压力。另外，进气歧管44被示出为与中央节气门62连通，所述中央节气门62调整节流板64的位置以控制来自发动机进气口42的气流。中央节气门62可以是电操作的。
无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为在催化转化器70上游联接到排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。
在一个示例中，转化器70可包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多个排出控制装置，每个排出控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化器。微粒过滤器71定位在转化器70的下游。第二UEGO 125定位在转化器70的下游，以提供转化器70的氧气存储状态的指示。
控制器12在图1中被示出为常规的微计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。除了先前讨论的那些信号之外，控制器12被示出为还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；位置传感器134，其联接到加速踏板130，用于感测由人脚132调整的加速器位置；来自连联接进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线式空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置测量值。还可感测(传感器未示出)大气压力以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每一转中产生预定数量的等距脉冲，根据所述预定数量的等距脉冲可以确定发动机转速(RPM)。
在一些示例中，发动机可联接到混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混合动力车辆可具有并联配置、串联配置或其变型或组合。此外，在一些实施例中，可以采用其他发动机配置，例如柴油发动机。
在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来说，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部以便增加燃烧室30内的体积。活塞36在气缸的底部附近并且处于其冲程结束时的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程的结束并最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小体积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室中。在下文称为点火的过程中，由诸如火花塞92的已知点火装置点燃所喷射的燃料，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。注意，上文仅作为示例进行描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。
因此，图1的系统提供一种用于控制发动机的系统，其包括：车辆，所述车辆包括发动机；点火系统，其向发动机供应火花；微粒过滤器，其在所述发动机排放系统中；以及控制器，其包括可执行指令，所述可执行指令存储在非暂时性存储器中以用于响应于自所述车辆制造以来所述发动机被起动小于阈值实际总次数而从所述发动机的基本燃料喷射正时延迟所述发动机的燃料喷射正时。所述系统还包括另外的可执行指令以用于响应于自车辆制造以来发动机被起动小于阈值实际总次数而从发动机的基本火花正时延迟发动机的火花正时。
在一些示例中，所述系统还包括另外的可执行指令以用于响应于自车辆制造以来发动机被起动小于阈值实际总次数而使发动机的空燃比从基本发动机空燃比富化。所述系统还包括另外的可执行指令以响应于微粒过滤器的烟粒负荷来调整输送到微粒过滤器的氧气的量。所述系统包括，其中调整输送到微粒过滤器的氧气的量包括当微粒过滤器的烟粒负荷超过第一阈值水平时将多于第一量的氧气输送到微粒过滤器。所述系统包括，其中调整输送到微粒过滤器的氧气的量包括当微粒过滤器的烟粒负荷小于第一阈值水平时将小于第一量的氧气输送到微粒过滤器，并且其中调整输送到微粒过滤器的氧气的量包括当微粒过滤器的烟粒负荷大于第二阈值水平时将多于第二量的氧气输送到微粒过滤器，第二阈值水平小于第一阈值水平。
现在参考图2，示出了微粒过滤器效率与微粒过滤器的烟粒负荷之间的曲线图。曲线图的竖直轴线代表微粒过滤器效率，并且微粒过滤器效率在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线代表微粒过滤器的烟粒负荷，并且微粒过滤器的烟粒负荷在水平轴线箭头的方向上增加。微粒过滤器效率范围从0％到100％(例如，1)。微粒过滤器烟粒负荷范围从0克到0.025克。
实线202代表作为微粒过滤器烟粒负荷的函数的微粒过滤器效率。水平线252代表微粒过滤器的烟粒捕集效率达到90％的地方。竖直线250代表微粒过滤器的烟粒捕集效率达到90％时的烟粒负荷。因此，可以从线250和252的交点观察到，当微粒过滤器内的烟粒负荷约为0.011克时，微粒过滤器达到90％的烟粒捕集效率。因此，为了实现90％的烟粒捕集效率，可能期望给微粒过滤器装载至少0.011克烟粒。
现在参考图3，示出了示例预示发动机和排放系统操作序列。可由图1的系统执行图4中示出的方法的指令来提供所述序列。竖直线t0-t10代表序列中感兴趣的具体时间。
从图3顶部开始的第一曲线图是汽油微粒过滤器(GPF)烟粒负荷与时间的曲线图。水平轴线代表时间，并且竖直轴线代表GPF烟粒负荷。时间从图的左侧向图的右侧增加。GPF烟粒负荷在竖直轴线箭头的方向上增加。迹线302代表GPF烟粒负荷。水平线350代表烟粒负荷阈值，高于所述烟粒负荷阈值，微粒过滤器的烟粒捕集效率大干90％。
从图3顶部开始的第二曲线图是燃料喷射的燃料喷射开始曲轴角度与时间的曲线图。水平轴线代表时间，并且竖直轴线代表燃料喷射的燃料喷射开始时间。时间从图的左侧向图的右侧增加。燃料喷射的喷射开始曲轴角度在竖直轴线箭头的方向上提前。迹线304代表发动机燃料喷射开始曲轴角度。水平线352代表基本燃料喷射开始曲轴角度。例如，在发动机循环期间，针对发动机循环的气缸的燃料喷射开始时间可以从在气缸到达上止点压缩冲程之前的260曲轴度开始。
从图3顶部开始的第三曲线图是发动机火花正时曲轴角度与时间的曲线图。火花在发动机火花正时曲轴角度输送到气缸。水平轴线代表时间，并且竖直轴线代表发动机火花正时曲轴角度。时间从图的左侧向图的右侧增加。发动机火花正时曲轴角度在竖直轴线箭头的方向上提前。迹线306代表发动机火花正时曲轴角度。水平线354代表基本发动机火花开始正时曲轴角度。
从图3顶部开始的第四曲线图是发动机空燃比与时间的曲线图。水平轴线代表时间，并且竖直轴线代表发动机空燃比。时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线308代表发动机空燃比。水平线356代表化学计量的发动机空燃比。发动机空燃比在线356之上为稀，并且在线356之下为富。
从图3顶部开始的第五曲线图是自车辆制造以来发动机起动的实际总数的曲线图(例如，自制造日期以来车辆的发动机总起动次数，其包括生产线终端测试和用于移动车辆的发动机起动)。水平轴线代表时间，并且竖直轴线代表自车辆的制造日期以来车辆的发动机总起动次数。时间从图的左侧向图的右侧增加。发动机总起动次数在竖直轴线箭头的方向上增加。迹线310代表自车辆制造以来发动机总起动次数。
从图3顶部开始的第六曲线图是输送到汽油微粒过滤器(GPF)的过量氧气的量与时间的曲线图。水平轴线代表时间，并且竖直轴线代表流向GPF的过量氧气的量。时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线312代表输送到GPF的过量氧气的量。
从图3顶部开始的第七曲线图是减速燃料切断(DFSO)操作状态与时间的曲线图。水平轴线代表时间，并且竖直轴线代表车辆的DFSO状态。时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线314代表DFSO状态。迹线314代表车辆的DFSO状态。
从图3顶部开始的第八曲线图是发动机操作状态与时间的曲线图。水平轴线代表时间，并且竖直轴线代表发动机操作状态。时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线316代表发动机操作状态。当迹线316在竖直轴线箭头附近的较高水平时，发动机正在操作或开启(例如，旋转和燃烧燃料)。当迹线316在水平轴线附近的较低水平时，发动机关闭(例如，不旋转并且不燃烧燃料)。
在时间t0处，发动机关闭，并且自发动机制造后发动机没有起动。由于发动机关闭，因此燃料喷射正时不存在，火花正时不存在，并且发动机空燃比不存在。过量氧气不流向GPF，并且车辆也不在DFSO中。
在时间t1处，发动机自制造以来首次起动。经由从基本火花正时延迟发动机火花正时，以富空燃比操作发动机，以及从基本喷射正时延迟燃料喷射开始正时(例如，在气缸的微粒循环期间气缸的燃料喷射开始的曲轴角度)，发动机的烟粒产生水平从基本发动机烟粒产生增加。GPF中的烟粒负荷开始增加，并且自发动机制造以来的发动机总起动次数增递增。流向GPF的过量氧气是低的，并且车辆也不在DFSO中。
在时间t2处，发动机停止并且GPF中的烟粒负荷仍低于阈值350。由于发动机停止，因此燃料喷射、火花和发动机空燃比都不存在，并且自制造以来发动机总起动次数仍为一次。
在时间t3处，发动机第二次起动并且发动机空燃比为富，以增加发动机烟粒产生。发动机火花正时也从基本火花正时延迟，并且燃料喷射的燃料喷射开始正时从基本燃料喷射正时延迟以增加发动机烟粒产生。增加发动机烟粒产生增加被捕集在GPF中的烟粒的量，从而提高GPF效率。自车辆制造以来，发动机实际总起动次数增加一次，并且流入GPF的过量氧气是低的。发动机不在DFSO中，并且GPF烟粒负荷再次开始增加。
在时间t4处，捕集在GPF中的烟粒的量超过阈值350，因此燃料喷射开始正时提前到基本燃料喷射开始正时，从而减少发动机烟粒输出。发动机火花正时也被提前回到基本发动机火花正时，并且发动机空燃比被调整到化学计量的空燃比。发动机总起动次数保持在两次，并且GPF中的烟粒负荷以较低的速率增加。发动机在不处于DFSO模式的情况下继续操作。当发动机在化学计量的空燃比附近操作时，流向GPF的过量氧气增加到少量。
在时间t5处，发动机停止并且GPF的烟粒负荷仍高于阈值350。由于发动机停止，因此燃料喷射、火花和发动机空燃比都不存在，并且自制造以来发动机总起动次数仍为一次。
在时间t6处，发动机第三次起动，并且发动机空燃比是化学计量的以减少发动机排放。发动机火花正时处于基本正时，并且燃料喷射的燃料喷射开始正时处于基本正时。GPF烟粒负荷高于阈值350，并且发动机总起动次数递增到三次。自车辆制造以来，发动机实际总起动次数增加一次，并且流入GPF的过量氧气是低的。发动机不在DFSO中，并且GPF烟粒负荷再次开始增加。
在时间t7处，发动机保持旋转，但是发动机进入DFSO，在DFSO中燃料不供应给发动机气缸。当车辆高于阈值速度并且驾驶员需求扭矩小于阈值水平时，发动机可以进入DFSO。随着存储在GPF中的烟粒经由流向GPF的过量氧气被氧化，流向GPF的过量氧气流率增加，并且GPF的烟粒负荷开始减少。由于发动机进入DFSO，燃料喷射停止、火花正时停止、并且发动机空燃比为稀。发动机总起动次数保持在三次。
在时间t8处，发动机退出DFSO模式，并且再次向发动机供应燃料。因此，当退出DFSO时重新起动发动机。发动机可以响应于发动机负荷的增加而退出DFSO。发动机空燃比是化学计量的，燃料喷射开始正时是基本正时，并且发动机火花正时是基本火花正时。发动机的总起动次数保持在三次，并且烟粒开始在GPF中再次积聚。捕集在GPF中的烟粒的量保持在阈值350以上。少量的过量氧气流到GPF。
在时间t9处，发动机停止并且GPF的烟粒负荷仍高于阈值350。由于发动机停止，因此燃料喷射、火花和发动机空燃比都不存在，并且自制造以来发动机总起动次数仍为一次。发动机可以自动停止，或者其可以响应于由人产生的发动机停止请求而停止。
在时间t10处，发动机第四次起动，并且发动机空燃比是化学计量的以减少发动机排放。发动机火花正时处于基本正时，并且燃料喷射的燃料喷射开始正时处于基本正时。GPF烟粒负荷高于阈值350。自车辆制造以来，发动机实际总起动次数增加一次，并且流入GPF的过量氧气是低的。发动机不在DFSO中，并且GPF烟粒负荷再次开始增加。
以这种方式，当GPF中的烟粒负荷小于阈值时，可以增加输送到GPF的烟粒，从而可以提高GPF效率。此外，在GPF中的烟粒负荷高于阈值水平之后，可以减少输送到GPF的烟粒，因为增加GPF的烟粒负荷可能提供有限的回报。GPF中的烟粒负荷还可以减少，但是保持在阈值以上，以将GPF捕集效率维持在阈值水平以上。
现在参考图4，示出了用于操作发动机和提高汽油微粒过滤器的效率的方法。方法400的至少部分可以被实施为存储在非暂时性存储器中的可执行控制器指令。方法400可以与图1的系统协作地操作。另外，方法400的部分可以是在物理世界中采取的用以改变致动器或装置的操作状态的动作。图4的方法可以作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令结合到图1的系统中。
在402处，方法400确定包括GPF内的烟粒负荷的车辆工况。车辆工况可以包括但不限于车辆速度、自车辆制造以来的发动机总起动次数、发动机转速、发动机温度以及存储在GPF中的烟粒的量。方法400前进到404。
在404处，方法400判断自车辆制造以来是否首次请求发动机起动，或者自发动机制造以来是否在预定的发动机实际总起动次数内(例如，自车辆制造时起10次发动机起动内)请求发动机起动。方法400还可以判断存储在微粒过滤器中的烟粒的量是否小于阈值量，以及是否再生(例如，经由存储在GPF中的烟粒的氧化来减少存储在GPF中的烟粒的量)。如果方法400判断请求发动机起动，并且发动机起动是自车辆制造以来的首次发动机起动，或者存储在GPF中的烟粒的量小于阈值量，并且GPF自车辆制造以来没有被再生，则答案为是，并且方法400前进到406。方法400可在此类条件期间判断GPF是“绿色”GPF。否则，答案为否，并且方法400前进到408。
如果在404处的答案为是，则方法400可以确定车辆正在循环前(例如，在排放测试之前)或者在交付给客户之前操作。所述确定可能有助于提高GPF烟粒捕集效率，以便当车辆进入排放测试或为客户或最终用户提供服务时，GPF可以按预期操作。
在406处，方法400调整发动机操作以将发动机烟粒输出增加到基本发动机烟粒输出水平之上。在一个示例中，方法400可以调整燃料喷射开始正时、火花正时和发动机空燃比中的一者或多者。特别地，方法400可以从基本火花正时延迟火花正时，从气缸的基本燃料喷射开始正时延迟发动机气缸的燃料喷射开始正时，并且使发动机的空燃比从基本发动机空燃比富化，从而发动机的烟粒输出可以暂时升高，从而可以提高GPF效率。在此外其他示例中，方法400可以将发动机烟粒输出维持在基线水平，同时增加存储在GPF中的烟粒量。发动机烟粒输出可从基本烟粒输出水平增加，直到GPF的烟粒负荷大于阈值水平(例如，GPF烟粒捕集效率大于90％的水平)。自车辆制造以来，一旦GPF首次再生，发动机烟粒量就可能不再增加。方法400前进到408。
在407处，方法400判断是否请求GPF再生。响应于存储在GPF内的烟粒负荷大于阈值量以及有利于再生GPF的车辆工况，可以请求GPF再生。用于再生GPF的有利条件可以包括但不限于大于阈值温度的发动机温度、大于阈值速度的发动机转速以及大于阈值负荷的发动机负荷。另外，方法400可能需要另外的或更少的条件来确定是否可以请求GPF再生。如果方法400判断请求GPF再生，则答案为是，并且方法400前进到408。否则，回答为否并且方法400前进到退出。
在408处，方法400判断存储在微粒过滤器中的烟粒的量是否大于第一阈值量(例如，微粒过滤器的在微粒过滤器内存储烟粒的能力的80％)。如果方法400判断存储在GPF中的烟粒的量大于第一阈值量，则答案为是，并且方法400前进到430。否则，答案为否，并且方法400前进到410。
在430处，方法400在DFSO期间或在主动GPF再生期间(例如，在发动机操作时通过经由发动机加热GPF来再生GPF，使发动机稀燃操作，并且以延迟的火花正时操作发动机)向GPF供应大于第一阈值量的过量氧气。方法400可以经由调整燃料喷射量和发动机空气流量中的一者或多者来控制提供给GPF的过量氧气(例如，流过发动机气缸但不参与发动机气缸内燃烧的氧气)。可以经由调整发动机节气门的位置和/或凸轮正时来调整发动机空气流量。流向GPF的过量氧气可以帮助氧化存储在GPF中的烟粒。可以经由减少流向GPF的过量氧气和/或冷却GPF来停止存储在GPF中的烟粒的氧化。当存储在GPF内的烟粒的量小于在存储在GPF中的烟粒的第三阈值量的阈值烟粒存储量或在存储在GPF中的烟粒的第三阈值量的阈值烟粒存储量内时，可以停止存储在GPF中的烟粒的氧化。存储在GPF中的烟粒的第三阈值量可以是允许GPF烟粒捕集效率超过阈值烟粒捕集效率(例如，90％的烟粒捕集效率)的烟粒的量。方法400前进到退出。
在410处，方法400判断存储在微粒过滤器中的烟粒的量是否小于第二阈值量(例如，微粒过滤器的在微粒过滤器内存储烟粒的能力的40％)。如果方法400判断存储在GPF中的烟粒的量小于第二阈值量，则答案为是，并且方法400前进到440。否则，答案为否并且方法400前进到412。
在440处，方法400在DFSO期间或在主动GPF再生期间向GPF供应小于第三阈值量的过量氧气。第三阈值量的过量氧气可以小于第一阈值量的过量氧气和第二阈值量的过量氧气。当存储在GPF内的烟粒的量小于存储在GPF中的烟粒的第三阈值量的阈值烟粒存储量或在存储在GPF中的烟粒的第三阈值量的烟粒存储量阈值内时，可以停止存储在GPF中的烟粒的氧化。存储在GPF中的烟粒的第三阈值量可以是允许GPF烟粒捕集效率超过阈值烟粒捕集效率(例如，90％)的烟粒的量。方法400前进到退出。
在412处，方法400向GPF供应第二量的过量氧气，所述第二量的过量氧气小于第一阈值量的过量氧气并且大于第三阈值量的过量氧气。当存储在GPF内的烟粒的量小于存储在GPF中的烟粒的第三阈值量的阈值烟粒存储量或在存储在GPF中的烟粒的第三阈值量的阈值烟粒存储量内时，可以停止存储在GPF中的烟粒的氧化。存储在GPF中的烟粒的第三阈值量可以是允许GPF烟粒捕集效率超过阈值烟粒捕集效率(例如，90％)的烟粒的量。方法400前进到退出。
因此，当请求GPF再生时，方法400可以调整供应给GPF的过量氧气的量以再生GPF。过量氧气可以用于控制在GPF内被氧化的烟粒的量。另外，方法400可以暂时增加发动机烟粒输出以增加GPF烟粒捕集效率。发动机烟粒输出可在生产线下线发动机测试期间增加，从而可在车外处理可以流过GPF的烟粒。
因此，图4的方法提供一种发动机操作方法，其包括：经由控制器对绿色汽油微粒过滤器执行循环前烟粒装载至预定烟粒负荷，以提高绿色汽油微粒过滤器的效率；以及在绿色汽油微粒过滤器的首次再生之后，中断循环前烟粒装载。所述发动机操作方法包括其中循环前烟粒装载包括将发动机的烟粒输出增加到基线发动机烟粒输出之上。所述发动机操作方法包括其中绿色汽油微粒过滤器是具有小于阈值操作小时数的微粒过滤器。所述发动机操作方法包括其中预定烟粒负荷是所述绿色汽油微粒过滤器的其中所述绿色汽油微粒过滤器的烟粒捕集效率大于百分之九十的烟粒负荷。所述发动机操作方法包括响应于绿色汽油微粒过滤器内的烟粒负荷大于阈值烟粒负荷而执行首次再生，并且其中阈值烟粒负荷大于预定烟粒负荷。
在一些示例中，所述发动机操作方法包括其中中断所述循环前烟粒装载包括针对所述绿色汽油微粒过滤器的使用寿命中断所述循环前烟粒装载。所述发动机操作方法包括其中在减速燃料切断期间执行首次再生。所述发动机操作方法包括其中首次再生是其中发动机的空燃比是稀的并且其中发动机的火花正时从发动机的标称火花正时延迟的主动再生。
图4的方法还提供一种发动机操作方法，其包括：响应于绿色微粒过滤器的烟粒负荷小于阈值量，经由控制器调整发动机的燃料喷射开始正时、空燃比和火花正时中的至少一者，以将发动机的烟粒输出增加到基本发动机烟粒输出之上。所述发动机操作方法还包括响应于绿色微粒过滤器的烟粒负荷大于阈值量而停止增加发动机的烟粒输出。所述发动机操作方法还包括在减速燃料切断期间调整流向绿色微粒过滤器的氧气的量。所述发动机操作方法包括其中经由调整节气门来调整流向绿色微粒过滤器的氧气的量。所述发动机操作方法还包括其中调整燃料喷射开始正时包括延迟燃料喷射开始正时。所述发动机操作方法包括其中调整空燃比包括使空燃比富化。
如本领域普通技术人员将理解的那样，图4中描述的方法可以代表任意数量的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一者或多者。因此，示出的各种步骤或功能可按示出的顺序执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文所描述的目标、特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。虽然没有明确地示出，但是本领域的普通技术人员将认识到，可以取决于所使用的特定策略而重复地执行所示的步骤或功能中的一个或多个。
说明书到此结束。在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，本领域技术人员在阅读本说明书之后，将想到许多变化形式和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料配置进行操作的单缸I2、I3、I4、I5、V6、V8、V10、V12和V16发动机可以使用本说明书来获益。

Claims (14)

1.一种发动机操作方法，其包括：
经由控制器对绿色汽油微粒过滤器执行循环前烟粒装载至预定烟粒负荷，以提高所述绿色汽油微粒过滤器的效率；以及
在所述绿色汽油微粒过滤器的首次再生之后，中断所述循环前烟粒装载。
2.如权利要求1所述的发动机操作方法，其中所述循环前烟粒装载包括将发动机的烟粒输出增加到基线发动机烟粒输出之上。
3.如权利要求1所述的发动机操作方法，其中所述绿色汽油微粒过滤器是已经暴露于发动机排气小于阈值小时数的微粒过滤器。
4.如权利要求1所述的发动机操作方法，其中所述预定烟粒负荷是所述绿色汽油微粒过滤器的其中所述绿色汽油微粒过滤器的烟粒捕集效率大于百分之九十的烟粒负荷。
5.如权利要求1所述的发动机操作方法，其中响应于所述绿色汽油微粒过滤器内的烟粒负荷大于阈值烟粒负荷而执行所述首次再生，并且其中所述阈值烟粒负荷大于所述预定烟粒负荷。
6.如权利要求1所述的发动机操作方法，其中中断所述循环前烟粒装载包括针对所述绿色汽油微粒过滤器的使用寿命中断所述循环前烟粒装载。
7.如权利要求1所述的发动机操作方法，其中在减速燃料切断期间执行所述首次再生。
8.如权利要求1所述的发动机操作方法，其中所述首次再生是其中发动机的空燃比是稀的并且其中所述发动机的火花正时从所述发动机的标称火花正时延迟的主动再生。
9.一种用于控制发动机的系统，其包括：
车辆，其包括发动机；
点火系统，其向所述发动机供应火花；
微粒过滤器，其在所述发动机排放系统中；以及
控制器，其包括可执行指令，所述可执行指令存储在非暂时性存储器中以用于响应于自所述车辆制造以来所述发动机被起动小于阈值实际总次数而从所述发动机的基本燃料喷射正时延迟所述发动机的燃料喷射正时。
10.如权利要求9所述的系统，其还包括另外的可执行指令以用于响应于自所述车辆制造以来所述发动机被起动小于所述阈值实际总次数而从所述发动机的基本火花正时延迟所述发动机的火花正时。
11.如权利要求9所述的系统，其还包括另外的可执行指令以用于响应于自所述车辆制造以来所述发动机被起动小于所述阈值实际总次数而使所述发动机的空燃比从基本发动机空燃比富化。
12.如权利要求11所述的系统，其还包括另外的可执行指令以响应于所述微粒过滤器的烟粒负荷来调整输送到所述微粒过滤器的氧气的量。
13.如权利要求12所述的系统，其中调整输送到所述微粒过滤器的氧气的量包括当所述微粒过滤器的烟粒负荷超过第一阈值水平时将多于第一量的氧气输送到所述微粒过滤器。
14.如权利要求13所述的系统，其中调整输送到所述微粒过滤器的所述氧气的量包括当所述微粒过滤器的所述烟粒负荷小于所述第一阈值水平时将小于所述第一量的氧气输送到所述微粒过滤器，并且其中调整输送到所述微粒过滤器的氧气的所述量包括当所述微粒过滤器的所述烟粒负荷大于第二阈值水平时将多于第二量的氧气输送到所述微粒过滤器，所述第二阈值水平小于所述第一阈值水平。
CN202011093612.1A 2019-10-14 2020-10-13 用于提高微粒过滤器的效率的方法和系统 Pending CN112727624A (zh)

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