阅读说明：本技术 用于操作发动机的方法和系统 (Method and system for operating an engine ) 是由 贾斯汀·巴杰 肯尼士·弗雷德里克 罗伯特·赫利 于 2020-02-25 设计创作，主要内容包括：本公开提供了“用于操作发动机的方法和系统”。描述了用于操作火花点火发动机的系统和方法,所述火花点火发动机在所述发动机的排气系统中包括微粒过滤器。在一个示例中,当所述火花点火发动机向电机提供功率时,防止所述发动机超过阈值发动机负荷,从而可以减少发动机排放。(The present disclosure provides "methods and systems for operating an engine". Systems and methods for operating a spark-ignition engine including a particulate filter in an exhaust system of the engine are described. In one example, when the spark-ignition engine is providing power to an electric machine, the engine is prevented from exceeding a threshold engine load, such that engine emissions may be reduced.)

用于操作发动机的方法和系统

技术领域

本说明书涉及用于操作包括微粒过滤器的发动机的方法和系统。

背景技术

发动机可以配备有包括微粒过滤器的排气系统。微粒过滤器可以在发动机可能生成碳烟的期间，捕集碳烟。例如，在较冷的发动机温度下，碳烟可能会从发动机排放到发动机的排气系统，而微粒过滤器可以阻止碳烟离开发动机的排气系统。另外，当发动机在较高的发动机负荷下操作时，发动机可能产生的碳烟量可能会增加。碳烟可能会积聚在微粒过滤器中，直到微粒过滤器两端的压降超过阈值水平时为止。一旦微粒过滤器两端的压降超过阈值水平，就可以通过使微粒过滤器内的碳烟氧化来使微粒过滤器再生。然而，微粒过滤器的效率可能比期望的低。因此，可能有少量碳烟通过微粒过滤器。因此，可能希望提供一种减少碳烟排放的方法，以使更少的碳烟通过微粒过滤器。

发明内容

本文的发明人已经认识到上述问题并开发了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：响应于存储在火花点火发动机的微粒过滤器中的碳烟量，经由控制器调整不得超过的阈值发动机负荷；以及经由所述控制器在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作发动机。

通过根据存储在微粒过滤器中的碳烟量来调整最大发动机负荷阈值，可以提供在发动机生成较高碳烟量的条件期间使流过微粒过滤器的碳烟减少的技术结果。具体地，如果存储在微粒过滤器中的碳烟量低，则可以降低最大发动机负荷阈值，从而当微粒过滤器的碳烟捕集效率可能较低时，发动机可生成较少的碳烟。相反，如果存储在微粒过滤器中的碳烟量高，则可以增加最大发动机负荷阈值，从而可以增加发动机输出功率以满足需求要求。本文的发明人已经认识到，微粒过滤器捕集碳烟的效率随着存储在微粒过滤器内的碳烟量的增加而提高。因此，至少在某些条件期间，可以根据存储在微粒过滤器中的碳烟量来增大或减小最大发动机负荷，以使更少的碳烟可以通过微粒过滤器。

本说明书可以提供若干优点。具体地，所述方法可以减少发动机碳烟排放。此外，可以在不显著减少动力传动系统推进功率损耗的情况下应用所述方法。另外，所述方法可以增加发动机生成更少碳烟的机会，但在被请求时仍提供最大动力传动系统功率。

通过单独或结合附图来看以下

具体实施方式

，将容易明白本说明书的上述优点和其他优点以及特征。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定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由随附于具体实施方式的权利要求书唯一地限定。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

通过单独或参考附图阅读本文中称为具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解本文所述的优点，在附图中：

图1是发动机的示意图；

图2是第一混合动力车辆传动系的示意图；

图3是第二混合动力车辆传动系的示意图；

图4示出了根据图5的方法的示例性发动机操作序列的曲线图；

图5示出了用于操作发动机的示例性方法；

图6示出了微粒过滤器碳烟捕集效率对存储在微粒过滤器中的碳烟量的曲线图；

图7示出了最大发动机负荷对微粒过滤器碳烟负荷和发动机温度的曲线图；并且

图8示出了加速踏板位置对发动机功率请求和微粒过滤器碳烟负荷的曲线图。

具体实施方式

本说明书涉及操作包括微粒过滤器的发动机。所述发动机可以是图1所示的类型。所述发动机可以包括在如图2和图3所示的混合动力车辆的传动系中。所述发动机可以根据图4所示的序列来操作。图4的序列可以经由图1至图3的系统以及图5的方法来提供。图5中示出了用于操作具有微粒过滤器的发动机的方法的流程图。图6中示出了微粒过滤器中捕集的碳烟量与微粒过滤器的碳烟捕集效率之间的关系的曲线图。图7和图8示出了如何控制发动机负荷的曲线图。

参考图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，所述内燃发动机包括多个气缸，其中一个气缸在图1中示出。控制器12从图1至图3中示出的各种传感器接收信号，并且基于接收到的信号和存储在控制器12的存储器中的指令采用图1至图3中示出的致动器来调整发动机和传动系操作。

发动机10由气缸盖35和缸体33组成，所述气缸盖和缸体包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36位于其中并且经由与曲轴40的连接来进行往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。任选的起动机96(例如，低电压(以小于30伏进行操作的)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由皮带或链条选择性地向曲轴40供应功率。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。燃烧室30被示出为与进气歧管44和排气歧管48经由相应的进气门52和排气门54连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。进气门52可由气门激活装置59选择性地激活和停用。排气门54可由气门激活装置58选择性地激活和停用。气门激活装置58和59可以是机电装置。

直接燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射。进气道燃料喷射器67被示出为定位成将燃料喷射到气缸30的进气道中，这是本领域技术人员已知的进气道喷射。燃料喷射器66和67与由控制器12提供的脉冲宽度成比例地递送液体燃料。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)递送到燃料喷射器66和67。

另外，进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气道42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地联接到涡轮增压器压缩机162。任选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的气流。由于节气门62的入口在增压室45内，因此增压室45中的压力可以被称为节气门入口压力。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可以选择性地调整到完全打开与完全闭合之间的多个位置。废气门163可以经由控制器12进行调整以允许排气选择性地绕过涡轮164，从而控制压缩机162的速度。空气滤清器43清洁进入发动机进气口42的空气。

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被示出为联接到微粒过滤器70上游的排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。

在一个示例中，微粒过滤器70可以包括多个砖和三元催化剂涂层。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。可以从上游压力传感器71和下游压力传感器72确定微粒过滤器70两端的压差。压差传感器可以参考以经验确定的可能存储在微粒过滤器70中的碳烟量的表。所述表响应于微粒过滤器70两端的压降而输出碳烟量。

控制器12在图1中示出为常规微计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。控制器12被示出为除了接收先前所讨论的那些信号之外还从联接到发动机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)；联接到加速踏板130(例如，人/机接口)以用于感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器134；联接到制动踏板150(例如，人/机接口)以用于感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器154；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量结果；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的进入发动机的空气质量的测量结果；以及来自传感器68的节气门位置的测量结果。还可以感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，曲轴每旋转一转，发动机位置传感器118就产生预定数量的等距脉冲，据此可确定发动机转速(RPM)。

控制器12还可接收来自人/机接口11的输入。起动发动机或车辆的请求可以经由人生成并输入到人/机接口11。人/机接口11可以是触摸屏显示器、按钮、按键开关或其他已知的装置。

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，一般来讲，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内的容积。活塞36靠近气缸底部并且处于其冲程终点(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域的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闭合。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处于其冲程终点并且最靠近气缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，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喷射的燃料，从而导致燃烧。

在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞移动转换成旋转轴的旋转功率。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。应当注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，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。

图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括图1所示的发动机10。动力传动系统200被示出为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254、能量存储装置控制器253和制动器控制器250。控制器可通过控制器局域网(CAN)299进行通信。控制器中的每一个都可以向其他控制器提供信息，诸如功率输出极限(例如，受控装置或部件的不应超过的功率输出)、功率输入极限(例如，受控装置或部件的不应超过的功率输入)、受控装置的功率输出、传感器和致动器数据、诊断信息(例如，关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息、关于劣化的电机的信息、关于劣化的制动器的信息)。此外，车辆系统控制器255可以向发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250提供命令，以实现驾驶员输入请求和基于车辆工况的其他请求。

例如，响应于驾驶员释放加速踏板和车辆速度，车辆系统控制器255可以请求所需的车轮功率或车轮功率水平以提供所需的车辆减速率。所请求的所需车轮功率可以通过车辆系统控制器255向电机控制器252请求第一制动功率和向发动机控制器12请求第二制动功率来提供，第一功率和第二功率提供车轮216处的所需传动系制动功率。车辆系统控制器255还可以经由制动器控制器250请求摩擦制动功率。由于制动功率使传动系和车轮旋转减慢，因此它们可以被称为负功率。正功率可以维持或加速传动系和车轮旋转。

在其他示例中，控制动力传动系统装置的划分可以与图2所示不同的方式进行划分。例如，单个控制器可取代车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250。替代地，车辆系统控制器255和发动机控制器12可以是单个单元，而电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250是独立的控制器。

在这个示例中，动力传动系统200可由发动机10和电机240提供功率。在其他示例中，可以省略发动机10。发动机10可以通过图1所示的发动机起动系统、经由BISG 219或者经由也称为集成式起动机/发电机的传动系集成式起动机/发电机(ISG)240起动。可以经由任选的BISG速度传感器203来确定BISG 219的速度。传动系ISG 240(例如，高压(以大于30伏操作的)电机)也可称为电机、马达和/或发电机。此外，发动机10的功率可以经由诸如燃料喷射器、节气门等的功率致动器204来调整。

BISG 219经由带231机械地联接到发动机10。BISG可以联接到曲轴40或凸轮轴(例如，图1的51或53)。当经由电能存储装置275或低压电池280供应电功率时，BISG可以作为马达操作。BISG可以作为发电机操作，从而向电能存储装置275或低压电池280供应电功率。双向DC/DC转换器281可以将电能从高压总线274传递到低压总线273，反之亦然。低压电池280电联接到低压总线273。电能存储装置275电联接到高压总线274。低压电池280选择性地向起动机马达96供应电能。

发动机输出功率可以通过双质量飞轮215传输到动力传动系统分离离合器235的输入侧或第一侧。分离离合器236可以是电致动或液压致动的。分离离合器236的下游侧或第二侧234被示出为机械地联接到ISG输入轴237。

当发动机10向车轮216供应功率时，分离离合器236可以完全闭合。当发动机10停止(例如，不燃烧燃料)时或当发动机10向BISG 219供电并且BISG 219产生电荷以对电能存储装置275充电或向ISG 240供应电荷时，分离离合器236可以完全打开。

ISG 240可以***作以向动力传动系统200提供功率，或者在再生模式中将动力传动系统功率转换成电能以便存储在电能存储装置275中。ISG 240与电能存储装置275电连通。ISG 240具有比图1所示的起动机96或BISG 219更高的输出功率容量。另外，ISG 240直接驱动动力传动系统200或由动力传动系统200直接驱动。不存在将ISG 240联接到动力传动系统200的带、齿轮或链条。而是，ISG 240以与动力传动系统200相同的速率旋转。电能存储装置275(例如，高压电池或电源)可以是电池、电容器或电感器。ISG 240的下游侧经由轴241机械地联接到变矩器206的泵轮285。ISG 240的上游侧机械地联接到分离离合器236。ISG 240可经由如电机控制器252所指示作为马达或发电机操作来向动力传动系统200提供正功率或负功率。

变矩器206包括涡轮286以将功率输出到输入轴270。输入轴270将变矩器206机械地联接到自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁路锁止离合器212(TCC)。当TCC被锁定时，功率从泵轮285直接传递到涡轮286。TCC由控制器12电操作。替代地，TCC可以是液压锁定的。在一个示例中，变矩器可称为变速器的部件。

当变矩器锁止离合器212完全脱离接合时，变矩器206经由变矩器涡轮286和变矩器泵轮285之间的流体传递将发动机功率传输到自动变速器208，从而实现功率倍增。相比之下，当变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出功率经由变矩器离合器直接传递到变速器208的输入轴270。替代地，变矩器锁止离合器212可以部分地接合，由此使得能够调整直接传递到变速器的功率量。变速器控制器254可以被配置为通过响应于各种发动机工况或者根据基于驾驶员的发动机操作请求来调整变矩器锁止离合器从而调整变矩器212传输的功率量。

变矩器206还包括泵283，所述泵对流体加压以操作分离离合器236、前进离合器210和挡位离合器211。泵283经由泵轮285驱动，所述泵轮以与ISG 240相同的速度旋转。

自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1-10)211和前进离合器210。自动变速器208是固定齿轮比变速器。替代地，变速器208可以是具有模拟固定齿轮比变速器和固定齿轮比的能力的无级变速器。挡位离合器211和前进离合器210可选择性地接合，以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数之比。挡位离合器211可通过经由换挡控制电磁阀209调整供应到离合器的流体来接合或脱离接合。来自自动变速器208的功率输出也可以经由输出轴260传递到车轮216以推进车辆。具体地，自动变速器208可以在将输出驱动功率传输到车轮216之前，响应于车辆行进状况而在输入轴270处传递输入驱动功率。变速器控制器254选择性地激活或接合TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。变速器控制器还选择性地停用或脱离接合TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。

此外，可以通过接合摩擦车轮制动器218将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，摩擦车轮制动器218可以响应于人类驾驶员将他们的脚压在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动器控制器250内的指令而接合。另外，制动器控制器250可以响应于由车辆系统控制器255做出的信息和/或请求而施用制动器218。通过相同方式，可以通过响应于人类驾驶员将他们的脚从制动踏板释放、制动器控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息而脱离接合车轮制动器218来减小对车轮、216的摩擦力。例如，作为自动发动机停止程序的一部分，车辆制动器可以经由控制器250向车轮216施加摩擦力。

响应于使车辆225加速的请求，车辆系统控制器可以从加速踏板或其他装置获得驾驶员需求功率或功率请求。车辆系统控制器255然后将请求驾驶员需求功率的一部分分配给发动机，并将剩余部分分配给ISG或BISG。车辆系统控制器255向发动机控制器12请求发动机功率并向电机控制器252请求ISG功率。如果ISG功率加上发动机功率小于变速器输入功率极限(例如，不应超过的阈值)，则将功率输送到变矩器206，所述变矩器然后将请求功率的至少一部分传递到变速器输入轴270。变速器控制器254响应于可以基于输入轴功率和车辆速度的换挡规律和TCC锁止规律而选择性地锁定变矩器离合器212并经由挡位离合器211接合挡位。在一些条件下，当可能期望对电能存储装置275充电时，可在存在非零驾驶员需求功率的同时请求充电功率(例如，负ISG功率)。车辆系统控制器255可以请求增加发动机功率来克服充电功率以满足驾驶员需求功率。

响应于使车辆225减速并提供再生制动的请求，车辆系统控制器可以基于车辆速度和制动踏板位置来提供负期望车轮功率(例如，期望或请求动力传动系统车轮功率)。车辆系统控制器255然后将负期望车轮功率的一部分分配给ISG 240和发动机10。车辆系统控制器还可以将请求制动功率的一部分分配给摩擦制动器218(例如，所需的摩擦制动车轮功率)。另外，车辆系统控制器可以向变速器控制器254通知车辆处于再生制动模式，使得变速器控制器254基于唯一换挡规律来变换挡位211，以提高再生效率。发动机10和ISG 240可以向变速器输入轴270供应负功率，但是由ISG 240和发动机10提供的负功率可以由变速器控制器254限制，所述变速器控制器输出变速器输入轴负功率极限(例如，不应超过的阈值)。另外，ISG 240的负功率可以由车辆系统控制器255或电机控制器252基于电能存储装置275的工况来限制(例如，约束到小于阈值负阈值功率)。由于变速器或ISG极限而不能由ISG240提供的期望负车轮功率的任何部分可以分配给发动机10和/或摩擦制动器218，使得通过经由摩擦制动器218、发动机10和ISG 240的负功率(例如，吸收的功率)的组合来提供期望车轮功率。

因此，各种动力传动系统部件的功率控制可以由车辆系统控制器255通过经由发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250对发动机10、变速器208、电机240和制动器218提供的局部功率控制来监控。

作为一个示例，可以通过借助于控制涡轮增压发动机或机械增压发动机的节气门开度和/或气门正时、气门升程和增压调整点火正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合来控制发动机功率输出。在柴油发动机的情况下，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合来控制发动机功率输出。可以通过在发动机产生的功率不足以旋转发动机的情况下旋转发动机来提供发动机制动功率或负发动机功率。因此，发动机可以经由在燃烧燃料的同时且在一个或多个气缸停用的情况下(例如，不燃烧燃料)、或者在所有气缸停用的情况下且在旋转发动机的同时以低功率操作来产生制动功率。可以经由调整发动机气门正时来调整发动机制动功率的量。可以调整发动机气门正时以增加或减少发动机压缩功。此外，可以调整发动机气门正时以增加或减少发动机膨胀功。在所有情况下，可以在逐缸的基础上执行发动机控制以控制发动机功率输出。

电机控制器252可以通过调整流入和流出ISG的磁场和/或电枢绕组的电流来控制来自ISG 240的功率输出和电能产生，如所属领域中已知的。

变速器控制器254经由位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以经由对来自位置传感器271的信号进行微分或对预定时间间隔内的已知角距离脉冲的数量进行计数来将变速器输入轴位置转换成输入轴速度。变速器控制器254可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。替代地，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，则控制器254可以对预定时间间隔内的轴位置脉冲进行计数，以确定变速器输出轴转速。变速器控制器254还可以对变速器输出轴速度进行微分以确定变速器输出轴加速度。变速器控制器254、发动机控制器12和车辆系统控制器255还可从传感器277接收另外的变速器信息，所述传感器可以包括但不限于泵输出管线压力传感器、变速器液压传感器(例如，挡位离合器流体压力传感器)、ISG温度传感器和BISG温度、换挡杆传感器以及环境温度传感器。变速器控制器254还可以从换挡选择器290(例如，人/机接口装置)接收请求的挡位输入。换挡杆可包括挡位1-N(其中N是高挡位数)、D(驱动)和P(驻车)的位置。

制动器控制器250经由车轮速度传感器221接收车轮速度信息并且从车辆系统控制器255接收制动请求。制动器控制器250还可以直接地或通过CAN 299从图1所示的制动踏板传感器154接收制动踏板位置信息。制动器控制器250可以响应于来自车辆系统控制器255的车轮功率命令来提供制动。制动器控制器250还可以提供防抱死和车辆稳定性制动，以改善车辆制动和稳定性。因此，制动器控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮功率极限(例如，不应超过的阈值负车轮功率)，使得负ISG功率不会导致超过车轮功率极限。例如，如果控制器250发出50N-m的负车轮功率极限，则调整ISG功率以在车轮处提供小于50N-m(例如，49N-m)的负功率，包括考虑到变速器齿轮传动。

现在参考图3，示出了替代传动系300的示例。传动系300包括如图1和图2所示的发动机10和扭矩致动器204。发动机10经由扭矩输入轴345向变速器344传递功率。在所描绘的示例中，变速器344为功率分流变速器(或驱动桥)，其包括行星齿轮组302，所述行星齿轮组包括一个或多个旋转齿轮元件。变速器344还包括发电机304和电动马达306。发电机304和电动马达306也可以被称为电机，因为它们各自可以作为马达或发电机来操作。从变速器344输出扭矩，以用于经由动力传动装置310、扭矩输出轴319以及差速器和车桥总成366推进车辆牵引轮216。

发电机304可驱动地连接到电动马达306，从而可以使用来自电能存储装置275的电能来操作发电机304和电动马达306中的每一个。在一些示例中，诸如逆变器271的能量转换装置可以联接在电池与马达之间，以将电池的DC输出转换为AC输出以供马达306使用。由于行星齿轮组302的机械特性，可以由行星齿轮组302的功率输出元件(在输出侧)经由机械连接322驱动发电机304。

电动马达306可以以再生模式操作，即作为发电机操作，以从车辆和/或发动机吸收动能并将所吸收的动能转换成适合于存储在电能存储装置275中的能量形式。另外，电动马达306可以根据需要作为马达或发电机操作，以诸如在发动机10在不同燃烧模式之间的过渡期间，增加或吸收由发动机提供的扭矩。

行星齿轮组302包括环形齿轮342、中心齿轮343和行星齿轮架总成346。环形齿轮和中心齿轮可以经由齿轮架346彼此联接。行星齿轮组302的第一输入侧联接到发动机10，而行星齿轮组302的第二输入侧联接到发电机304。行星齿轮组302的输出侧经由包括一个或多个啮合齿轮元件360的动力传动装置310联接到车辆牵引轮216。在一个示例中，啮合齿轮元件360可以为阶梯传动比齿轮，其中齿轮架总成346可以将扭矩分配给阶梯传动比齿轮。电动马达306驱动齿轮元件370并且发电机304联接到齿轮元件369。以此方式，行星齿轮架346(以及因此发动机和发电机)可以经由一个或多个齿轮元件联接到车轮和马达306。混合动力推进系统300可以以各种模式操作，包括完全混合动力模式，其中车辆仅由发动机10和发电机304配合驱动、或者仅由电动马达306驱动、或者它们的组合。替代地，也可以采用辅助或轻度混合动力示例，其中发动机10是主要动力源，并且电动马达306在特定条件期间，诸如在踩加速器踏板事件(例如，踩加速踏板)期间选择性地增加扭矩。

车辆可以以第一发动机启动模式驾驶，所述第一发动机启动模式可以被称为“发动机”模式，其中发动机10与发电机304一起操作(向行星齿轮组提供反扭矩并且允许净行星输出扭矩以用于推进车辆)，并且用作用于为车轮216提供动力的主要功率和扭矩来源(如果在电动模式下，发电机也可以向车轮提供扭矩)。在“发动机”模式期间，可以经由燃料喷射器66从燃料箱向发动机10提供燃料，这样可以对发动机旋转式加注燃料以提供用于推进车辆的扭矩。具体地，向行星齿轮组302的环形齿轮342传递发动机功率，从而向车轮216传递功率。替代地，可以操作发动机以输出比推进所需的扭矩更多的扭矩，在这种情况下，可以由发电机304吸收附加功率(在发电模式下)以对电能存储装置275充电或为其他车辆电气负荷提供电功率。

在另一示例中，可以在第二发动机启动模式下驱动混合动力推进系统，所述第二发动机启动模式可以被称为“辅助”模式。在辅助模式期间，操作发动机10并将其用作向车轮216提供动力的主要扭矩源，并且将电动马达306用于与发动机10配合并补充发动机所提供的扭矩的附加扭矩源。在“辅助”模式期间，如在纯发动机模式中一样，向发动机10提供燃料，以对发动机旋转式加注燃料并向车轮提供扭矩。

在再一示例中，可以在发动机关闭模式下驱动混合动力推进系统300，所述发动机关闭模式可以被称为纯电动模式，其中操作电池供电的电动马达306并将其用作用于驱动车轮216的唯一功率源。因此，在发动机关闭模式期间，无论发动机是否在旋转，都不能将燃料喷射到发动机10。例如，可以在制动期间、在低速期间、在车辆停在交通信号灯处时等采用“发动机关闭”模式。具体地，向齿轮元件370传递马达功率，所述齿轮元件继而驱动齿轮元件360，从而驱动车轮216。

在发动机关闭模式期间，基于车辆速度和驾驶员需求扭矩，车辆可以在第一纯电动模式下操作，其中车辆由电能存储装置275经由电动马达306推进，而发动机不旋转也不加注燃料，或者车辆可以在第二纯电动模式下操作，其中车辆由电能存储装置275经由电动马达306推进，而发动机在不加注燃料的情况下旋转。在第二纯电动模式期间，发电机304通过中心齿轮343向行星齿轮组302施加扭矩。行星齿轮架346提供针对该发电机扭矩的反扭矩，并且因此将转矩引导至发动机10以使发动机10旋转。在该示例中，向马达306提供由齿轮架346提供的反扭矩(或替代地，减速事件期间的车辆动量)，并且因此减小了从马达到车轮的扭矩。

因此，图1至图3的系统提供一种系统，所述系统包括：火花点火发动机；微粒过滤器，所述微粒过滤器在所述火花点火发动机的排气系统中；以及控制器，所述控制器包括可执行指令，所述可执行指令存储在非暂时性存储器中，用于响应于存储在微粒过滤器中的碳烟量和驾驶员需求功率来维持发动机负荷小于阈值发动机负荷。所述系统包括附加指令，用于响应于所述驾驶员需求功率的增加，将发动机负荷增加到高于所述阈值发动机负荷。所述系统还包括电机和附加指令，所述附加指令用于当维持发动机负荷小于所述阈值发动机负荷时，从所述火花点火发动机向所述电机提供功率。所述系统还包括附加指令，用于响应于存储在所述微粒过滤器中的所述碳烟量来调整所述阈值发动机负荷。所述系统包括其中所述驾驶员需求功率是加速踏板位置的函数。所述系统还包括附加指令，用于估计存储在所述微粒过滤器中的所述碳烟量。

现在参考图4，示出了发动机操作序列的示例性曲线图。所述操作序列可以经由图1至图3的系统与图5的方法配合来执行。时刻t0-t6处的竖直线表示所述序列期间的感兴趣时刻。图4中的曲线图是时间对准的并且同时发生。沿着每个曲线图的水平轴线的//标记表示时间的中断，并且时间中断的持续时间可以长，也可以短。

自图4顶部起的第一曲线图是发动机温度对时间的曲线图。竖直轴线表示发动机温度并且发动机温度沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。实线402表示发动机温度。

自图4顶部起的第二曲线图是在微粒过滤器内部积聚的碳烟量对时间的曲线图。竖直轴线表示在微粒过滤器内部积聚的碳烟量，并且在微粒过滤器内部积聚的碳烟量沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。实线404表示在微粒过滤器内部积聚的碳烟量。

自图4顶部起的第三曲线图是最大发动机负荷或不得超过的发动机负荷对时间的曲线图。竖直轴线表示最大发动机负荷并且最大发动机负荷沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。实线406表示最大发动机负荷。发动机负荷可以被定义为气缸中的当前空气质量除以在不使发动机增压的情况下在当前环境温度和压力下在气缸中可能存在的最大理论空气质量。

自图4顶部起的第四曲线图是传动系操作模式对时间的曲线图。当迹线408在竖直轴箭头附近处于较高水平时，传动系以发动机推进模式操作(例如，将发动机扭矩传递至车轮)。当迹线408在水平轴线附近处于较低水平时，传动系以纯电动推进模式操作(例如，电机在不向发动机向车轮提供扭矩的情况下推进车辆)。实线408表示传动系操作模式。

在时刻t0，发动机温度为较低的中间水平温度，并且存储在微粒过滤器中的碳烟量较低。传动系以发动机推进模式操作，在该模式下，发动机向车轮提供了机械扭矩。在这些条件期间，将最大发动机负荷调整到较高水平，从而可以将所有可用的发动机扭矩都提供给车轮。这使传动系可以满足驾驶员的功率或扭矩请求。

在时刻t1，传动系退出发动机推进模式并进入电机推进模式。发动机继续操作并向发电机(例如，304，未示出)提供扭矩，使得电能存储装置可以充电，但没有向车轮提供发动机扭矩。此外，电机(例如，306)可以通过由发动机使发电机旋转而产生的电量来推进车辆。自时刻t0以来，捕集在微粒过滤器中的碳烟量已经增加了少量。响应于车辆进入电机推进模式并且捕集在微粒过滤器中的碳烟量较低，最大发动机负荷降低到较低水平。

在时刻t1和时刻t2之间，发动机温度升高，同时发动机使发电机旋转并向电能存储装置和马达(未示出)提供电荷。存储在微粒过滤器中的碳烟量也继续增加，从而提高了微粒过滤器的碳烟捕集效率。随着发动机温度的升高以及存储在微粒过滤器中的碳烟量的增加，最大发动机负荷也增加，这是因为发动机在较高温度下操作时可能会产生较少的碳烟，以及因为微粒过滤器的效率可能会随着存储在微粒过滤器中的碳烟量的增加而提高。因此，较少的碳烟可从微粒过滤器排出。传动系保持在电动推进模式。

在时刻t2，发生时间中断。时间中断的持续时间可以长，也可以短。发动机温度已达到较高水平，并且存储在微粒过滤器中的碳烟量已增加。随着发动机温度和存储在微粒过滤器中的碳烟量的增加，最大发动机负荷已增加。这允许发动机生成更高的扭矩，使得发电机(未示出)可以增加电荷的产生。传动系保持在电动推进模式。

在时刻t3，时间的中断结束并且传动系保持在电机推进模式。发动机继续操作并向发电机(例如，304，未示出)提供扭矩，使得电能存储装置可以充电，但没有向车轮机械地提供发动机扭矩。电机(例如，306)可以通过由发动机使发电机旋转而产生的电量来推进车辆。自时刻t2以来，捕集在微粒过滤器中的碳烟量已经增加了少量。发动机温度低，并且响应于低的发动机温度和存储在微粒过滤器中的少量碳烟，最大发动机负荷降低到较低水平。

在时刻t3和时刻t4之间，发动机温度升高，同时发动机使发电机旋转并且发电机向电能存储装置和马达(未示出)提供电荷。存储在微粒过滤器中的碳烟量也继续增加，从而提高了微粒过滤器的碳烟捕集效率。随着发动机温度的升高以及存储在微粒过滤器中的碳烟量的增加，最大发动机负荷也增加，这是因为发动机在较高温度下操作时可能会产生较少的碳烟，以及因为微粒过滤器的效率可能会随着存储在微粒过滤器中的碳烟量的增加而提高。传动系保持在电动推进模式。

在时刻t4，发生第二时间中断。第二时间中断的持续时间可以长，也可以短。发动机温度已达到较高水平，并且存储在微粒过滤器中的碳烟量已增加。随着发动机温度和存储在微粒过滤器中的碳烟量的增加，最大发动机负荷已增加。时刻t4的最大发动机负荷大于时刻t2的最大发动机负荷，因为随着存储在微粒过滤器中的碳烟量的增加，碳烟的捕集效率已提高。传动系保持在电动推进模式。

在时刻t5，时间的中断结束并且传动系保持在电机推进模式。发动机继续操作并向发电机(例如，304，未示出)提供扭矩，使得电能存储装置可以充电，但没有向车轮机械地提供发动机扭矩。电机(例如，306)可以通过由发动机使发电机旋转而产生的电量来推进车辆。自时刻t5以来，捕集在微粒过滤器中的碳烟量已经增加了少量。发动机温度低并且最大发动机负荷接近中间水平，因为微粒过滤器的捕集效率提高了。时刻t5的最大发动机负荷大于时刻t1和时刻t3的最大发动机负荷。

在时刻t5和时刻t6之间，发动机温度升高，同时发动机使发电机旋转并且发电机向电能存储装置和马达(未示出)提供电荷。由于存储在微粒过滤器中的碳烟量持续增加，因此最大发动机负荷随时间增加到比时刻t4的最大发动机负荷更高的水平。随着发动机温度升高，最大发动机负荷也增加。传动系保持在电动推进模式。

在时刻t6，所述序列结束并且最大发动机负荷已增加到与传动系以发动机推进模式操作时的最大发动机负荷相等的水平。这允许发动机产生大量可转换为电荷的扭矩。发动机温度已达到较高水平，并且存储在微粒过滤器中的碳烟量已增加。传动系保持在电动推进模式。

以此方式，可以响应于发动机温度和存储在微粒过滤器中的碳烟量或微粒过滤器效率来调整最大发动机负荷。在发动机推进模式下可能无法调整最大发动机扭矩，因此如果需要，可以向车轮提供所有发动机功率。然而，在其他示例中，在发动机推进模式下可以调整最大发动机扭矩，因此如果需要，可以向车轮提供少于所有可用发动机功率的功率。

现在参考图5，示出了用于操作具有微粒过滤器的发动机的方法的流程图。图5的方法可以并入图1至图3的系统中并且可以与所述系统配合。此外，图5的方法的至少部分可以被并入作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令，而所述方法的其他部分可以经由控制器变换物理世界中的装置和致动器的操作状态来执行。

在502处，方法500确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于发动机转速、微粒过滤器两端的压力、发动机操作的小时数、车辆行驶的距离、发动机温度、发动机转速、发动机负荷和驾驶员需求扭矩或功率。方法500前进到504。

在504处，方法500估计存储在微粒过滤器中的碳烟量。在一个示例中，方法500确定微粒过滤器两端的压降并且参考或索引以经验确定的碳烟量的表或函数。所述表输出存储在微粒过滤器中的碳烟量并且方法500前进到506。

在506处，方法500判断存储在微粒过滤器中的碳烟量是否大于阈值量。所述阈值量可以随着微粒过滤器的容积而变化。如果方法500判断存储在微粒过滤器中的碳烟量大于阈值量，则答案为是并且方法500前进到508。否则，答案为否并且方法500前进到512。

在508处，方法使汽油发动机微粒过滤器主动地再生。在一个示例中，经由延迟发动机点火正时和增加流动通过微粒过滤器的排气来加热微粒过滤器。通过增加微粒过滤器的温度，存储在微粒过滤器中的碳烟可以被氧化，从而可以减少存储在微粒过滤器中的碳烟量。此外，可以在微粒过滤器再生之后增加发动机自动停止温度，以便维持排气尾管排放水平。另外，当微粒过滤器的碳烟负荷高于第一阈值且低于第二阈值碳烟负荷时，可以停止主动再生，从而可以维持期望水平的微粒过滤器碳烟捕集效率并且发动机负荷极限阈值可以高于允许更高水平的发动机输出的阈值水平。例如，微粒过滤器的碳烟负荷可以保持高于第一阈值，从而在微粒过滤器再生之后发动机负荷不受限制。

当发动机以更高的速度和负荷操作以满足驾驶员需求时，微粒过滤器也可以被动地再生。因此，当没有特别请求微粒过滤器再生时，微粒过滤器可以再生。这可能导致微粒过滤器的碳烟负荷降低到低于先前提到的第一碳烟负荷阈值。在这种被动的微粒过滤器再生之后，发动机负荷极限阈值可以立即减小，从而减少排气尾管碳烟排放。方法500前进到510。

因此，本方法可以响应于存储在火花点火发动机的微粒过滤器中的碳烟量而经由控制器来调整不得超过的阈值发动机负荷，以回应被动微粒过滤器再生，所述被动微粒过滤器再生是未被请求的且不基于微粒过滤器负荷的，而是由于高驾驶员需求而发生的；并且本方法可能并不响应于主动微粒过滤器再生来调整不得超过的阈值发动机负荷，所述主动微粒过滤器再生是响应于微粒过滤器碳烟负荷而请求的，因为当微粒过滤器的负荷已经减小到微粒过滤器的捕集效率超过阈值水平的阈值水平时，主动微粒过滤器再生可能会停止。

在510处，方法500估计存储在微粒过滤器中的碳烟量。方法500可以经由确定微粒过滤器两端的压降来确定微粒过滤器中剩余的碳烟量，如在504处所描述的。方法500前进到512。

替代地或另外地，方法500可以估计汽油微粒过滤器捕集碳烟的效率。在一个示例中，方法500通过索引或参考以经验确定的微粒过滤器效率值的表或函数(例如，图6)来估计微粒过滤器碳烟捕集效率。可以通过存储在微粒过滤器中的碳烟量来索引或参考所述表。此外，在一些示例中，可以通过车辆已经行驶的距离和发动机已经操作的小时数来参考所述表。微粒过滤器效率可能会随着发动机操作小时数的增加而提高，并且随着车辆已经行驶的距离的增加而提高。所述表输出微粒过滤器效率的估计值并且方法500前进到512。

在512处，方法500判断是否请求发动机操作。发动机操作可以包括旋转发动机曲轴和燃烧燃料以经由发动机生成扭矩。响应于较高的驾驶员需求扭矩或功率水平、低的电池荷电状态以及其他车辆工况，可以请求发动机工况。如果请求发动机操作，则答案为是并且方法500前进到514。否则，回答为否并且方法500前进到540。

在540处，方法500仅经由电机(例如，图2的240或图3的306)来提供推进扭矩(例如，使车轮旋转的扭矩)。如果车辆传动系为图2所示的配置，那么当仅经由电机240供应推进扭矩时，传动系分离离合器236可以完全打开。如果车辆传动系为图3所示的配置，那么仅经由电机306供应推进扭矩。电机所供应的推进扭矩的量可以是加速踏板位置和车辆速度的函数。方法500前进到退出。

在514处，方法500操作发动机。可以经由将燃料喷射到发动机、燃烧燃料并旋转发动机曲轴来操作发动机。方法500前进到516。

在516处，方法500判断发动机是否要向车轮提供推进扭矩或功率。在一个示例中，方法500可以响应于驾驶员需求扭矩或功率超过阈值水平而判断要向车轮提供发动机推进扭矩或功率。当驾驶员需求功率或扭矩小于阈值时，方法500可以判断不向车轮提供发动机推进扭矩或功率。当电池的荷电状态较低或存在电机劣化时，也可以向车轮提供发动机推进扭矩。如果方法500判断要向车轮提供发动机推进扭矩，则答案为是并且方法500前进到530。否则，答案为否并且方法500前进到518。

在530处，方法500任选地根据微粒过滤器碳烟负荷或效率来调整加速踏板位置到传动系或发动机功率或扭矩的映射。在一个示例中，可以根据加速器位置来调整传动系或发动机功率，如图8所示。例如，如果存储在微粒过滤器中的碳烟量较低以至于微粒过滤器效率较低，则对于小的或中等的加速踏板位置，可以生成发动机功率或扭矩请求的逐渐增加。然而，在较大的加速踏板位置，可以生成发动机功率或扭矩的较大变化。这经由图8中的曲线802示出。然而，如果存储在微粒过滤器中的碳烟量较高以至于微粒过滤器效率较高，则对于小的或中等的加速踏板位置，可以生成发动机功率或扭矩请求的更大增加。并且，在较大的加速踏板位置，发动机功率或扭矩的增加可以导致与较小的加速踏板输入水平几乎相同的增加率。这经由图8中的曲线804示出。方法500前进到退出。

以这种方式，可以根据加速踏板位置和存储在微粒过滤器中的碳烟量或微粒过滤器效率来调整发动机功率或扭矩输出。这允许发动机负荷逐渐增加，从而可以减少碳烟的生成。然而，如果加速踏板输入较大，则发动机功率或扭矩输出可能会增加至特定发动机转速的额定发动机输出功率。

在518处，方法500根据微粒过滤器碳烟负荷或微粒过滤器效率来调整最大发动机负荷阈值或限制(例如，不得超过的发动机负荷)。在一个示例中，最大发动机负荷可以如图7所示进行调整。具体地，最大发动机负荷阈值可以如曲线702所指示随着存储在微粒过滤器中的碳烟量或微粒过滤器效率的增加而增加。此外，最大发动机负荷阈值可以如曲线704所示随着发动机温度的升高而增加。在调整了发动机负荷阈值之后，方法500前进到520。

在520处，方法500操作发动机直至达到在518处确定的发动机负荷极限阈值。可以操作发动机以提供非推进扭矩(例如，未机械地传递到车轮的扭矩)。可以根据将要经由发电机(例如，图2的BISG 219或图3的发电机304)产生的期望的充电扭矩或期望的电荷量来调整发动机负荷。如果期望的电荷量将导致发动机负荷超过在518处确定的阈值，则可以经由限制或约束节气门位置或凸轮轴正时来限制发动机负荷。例如，如果发动机负荷极限为2000RPM时的0.5负荷，则发动机节气门开度可能不会超过节气门全开开度的25％，以确保不超过发动机负荷阈值。在一个示例中，可以根据将发动机负荷与特定发动机转速下的节气门位置相关联的表或函数来调整节气门开度。在将发动机负荷约束到小于发动机负荷阈值的水平之后，方法500继续到退出。

以这种方式，当发动机没有向车轮提供推进扭矩时，发动机负荷可以保持小于阈值发动机负荷。然而，如果发动机将推进扭矩传递到车轮，则发动机负荷可能不会被约束为小于阈值发动机负荷。当可以经由电机满足驾驶员需求扭矩时，这种操作可以减少发动机微粒排放，并且当发动机提供推进扭矩或功率时，这种操作允许发动机提供所请求的扭矩或功率，从而可以满足驾驶员需求。

因此，图5的方法提供一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：响应于存储在火花点火发动机的微粒过滤器中的碳烟量而经由控制器来调整不得超过的阈值发动机负荷；以及经由所述控制器在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作发动机。所述方法包括其中调整包括响应于存储在所述微粒过滤器中的所述碳烟量的减少，降低所述不得超过的阈值发动机负荷。所述方法包括其中调整包括响应于存储在所述微粒过滤器中的所述碳烟量的增加，增加所述不得超过的阈值发动机负荷。所述方法还包括限制节气门的开度以在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作所述发动机。所述方法还包括限制燃料喷射量以在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作所述发动机。所述方法还包括使所述微粒过滤器再生以及紧接着所述再生而响应于存储在所述微粒过滤器中的所述碳烟量来降低所述不得超过的阈值发动机负荷。所述方法包括其中在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作所述发动机包括向电机提供发动机输出功率。

图5的方法提供一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：响应于存储在火花点火发动机的微粒过滤器中的碳烟量而经由控制器来调整不得超过的阈值发动机负荷；经由所述控制器在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作发动机，同时不向车轮提供推进扭矩；以及经由所述控制器操作所述发动机并超过所述不得超过的阈值发动机负荷，同时向车轮提供推进扭矩。所述方法还包括响应于存储在所述微粒过滤器中的碳烟量超过阈值水平而使所述微粒过滤器再生。所述方法还包括紧接着所述再生而响应于存储在所述微粒过滤器中的碳烟量的估计值来调整所述不得超过的阈值发动机负荷。所述方法还包括从所述发动机向电机提供扭矩，同时不向车轮提供推进扭矩。所述方法包括其中响应于驾驶员需求功率小于阈值功率来操作所述发动机，同时不向车轮提供推进扭矩。所述方法包括其中响应于所述驾驶员需求功率大于所述阈值功率来操作所述发动机，同时向车轮提供推进扭矩。所述方法还包括当在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作所述发动机时，仅经由电机向所述车轮提供推进功率。

在另一种表示中，所述方法还提供一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：根据加速踏板位置和存储在微粒过滤器中的碳烟量来调整发动机输出扭矩或功率。所述方法还可以包括根据发动机温度来调整所述发动机输出功率。所述方法可以包括对于存储在微粒过滤器中的碳烟量小于第一量，以第一速率增加所述发动机输出功率。所述方法可以包括对于存储在所述微粒过滤器中的碳烟量大于所述第一量，以第二速率增加所述发动机输出功率。

现在参考图6，示出了捕集在微粒过滤器中的碳烟量与所述微粒过滤器的碳烟捕集效率之间的示例性关系(例如，函数)的曲线图。曲线602示出了微粒过滤器的碳烟捕集效率随着捕集在微粒过滤器中的碳烟量增加而提高。因此，微粒过滤器可以捕集更多的碳烟，使得即使发动机在较低温度和较高发动机负荷下操作，发动机排气尾管排放仍然可能是低的。这可以提高发动机满足性能和排放目标的能力。可以通过经由捕集在过滤器中的碳烟量参考表或函数来估计微粒过滤器碳烟捕集效率，并且所述表或函数输出微粒过滤器碳烟捕集效率的估计值。

现在参考图7，示出了微粒过滤器碳烟负荷(例如，存储在微粒过滤器中的碳烟量)、最大发动机负荷阈值与发动机温度之间的示例性关系(例如，函数)的曲线图。竖直轴线表示最大发动机负荷阈值并且最大发动机负荷阈值沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示存储在微粒过滤器中的碳烟量并且存储在微粒过滤器中的碳烟量沿水平轴线的方向增加。第三轴线表示发动机温度并且发动机温度沿第三轴线箭头的方向增加。控制器存储器中的表或函数可以描述图7所示的关系，并且可以经由在测功机上操作发动机并确定随着发动机温度和微粒过滤器碳烟负荷的变化，哪些发动机负荷值将从微粒过滤器中流出的微粒保持低于阈值，从而以经验确定表或函数中的值。

曲线702示出最大发动机负荷可以随着存储在微粒过滤器中的碳烟量的增加而增加。这允许发动机输出增加，同时排气尾管排放可能仍然很低。曲线704示出最大发动机负荷也可能随着发动机温度的升高而增加。这允许发动机负荷在较高的发动机温度下增加，其中在较高负荷下操作发动机而导致的微粒排放的增加可以通过发动机在较高温度下操作(其中发动机碳烟的产生可能会减少)来补偿或抵消。网格700示出了这些车辆工况与如何调整最大发动机负荷以减少微粒排放之间的相互关系。

可以通过经由捕集在过滤器中的碳烟量和发动机温度而参考表或函数来估计最大发动机负荷。所述表或函数输出最大发动机负荷。

现在参考图8，示出了加速踏板位置、微粒过滤器碳烟负荷(例如，存储在微粒过滤器中的碳烟量)、发动机功率请求量之间的示例性关系(例如，函数)的曲线图。竖直轴线表示加速踏板位置并且加速踏板位置沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示发动机功率请求并且发动机功率请求沿水平轴线箭头的方向增加。第三轴线表示微粒过滤器碳烟负荷并且微粒过滤器碳烟负荷沿第三轴箭头的方向增加。可以通过经由加速踏板位置和微粒过滤器碳烟负荷而参考控制器存储器中的表或函数来确定发动机功率请求。所述表或函数输出发动机功率请求。

曲线802示出发动机功率请求随着加速踏板位置的增加而增加。然而，对于小的加速踏板输入，发动机功率以第一速率增加，而对于较大的加速踏板输入，发动机功率以第二速率增加，第二速率大于第一速率。因此，发动机功率请求在较小的加速踏板输入下少量地增加，然后对于较大的加速踏板输入较大量地增加。这种关系提供了较大的加速踏板输入，然后再显著增加发动机功率请求，从而对于较大的加速踏板输入，发动机可以输出较少量的碳烟。对于紧张地踩下加速踏板的驾驶员来说，这可能会减少发动机碳烟的输出。

曲线804示出对于较高的微粒过滤器碳烟负荷，发动机功率请求随着加速踏板位置线性地增加。由于微粒过滤器可以在较高的微粒过滤器碳烟负荷下以较高的效率操作，因此这可以允许驾驶员在保持排气尾管的碳烟水平的同时感觉到更灵敏的加速踏板感觉。网格800示出对于曲线802和804之间的微粒过滤器碳烟负荷，可以混合发动机功率请求以根据加速踏板位置和微粒过滤器碳烟负荷来提供所请求的发动机功率的平稳进展。

以这种方式，可以根据微粒过滤器碳烟负荷和加速踏板位置来调整发动机功率请求，以在微粒过滤器碳烟负荷较低时针对较低的加速踏板位置减少发动机碳烟输出。然而，对于大的加速踏板输入和不同的微粒过滤器碳烟负荷，所有可用的发动机功率都可能是可用的，因此可以在需要时提供紧急的发动机功率。

应注意，本文包括的示例性控制和估计例程可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文公开的控制方法和例程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结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可按所示的序列执行、并行地执行或者在一些情况下可省略。同样地，处理顺序不一定是实现本文所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才提供的。可以取决于所使用的特定策略而反复地执行示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所述的动作、操作和/或功能的至少一部分可以图形地表示将被编程到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。当通过在包括与一个或多个控制器结合的各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施所述的动作时，控制动作还可以改变物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。

以下是对本说明书进行的总结。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了本说明书之后将想到许多改变和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料配置操作的直列3缸、直列4缸、直列5缸、V型6缸、V型8缸、V型10缸和V型12缸发动机可使用本说明书来获益。

根据本发明，提供一种发动机操作方法，所述发动机操作方法具有：响应于存储在火花点火发动机的微粒过滤器中的碳烟量，经由控制器调整不得超过的阈值发动机负荷；以及经由所述控制器在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作发动机。

根据实施例，调整包括响应于存储在所述微粒过滤器中的所述碳烟量的减少，降低所述不得超过的阈值发动机负荷。

根据实施例，调整包括响应于存储在所述微粒过滤器中的所述碳烟量的增加，增加所述不得超过的阈值发动机负荷。

根据实施例，本发明的特征还在于，限制节气门的开度以在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作所述发动机。

根据实施例，本发明的特征还在于，限制燃料喷射量以在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作所述发动机。

根据实施例，本发明的特征还在于，使所述微粒过滤器再生以及紧接着所述再生而响应于存储在所述微粒过滤器中的所述碳烟量来减小所述不得超过的阈值发动机负荷。

根据实施例，在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作所述发动机包括向电机提供发动机输出功率。

根据本发明，提供一种发动机操作方法，所述发动机操作方法具有：响应于存储在火花点火发动机的微粒过滤器中的碳烟量，经由控制器调整不得超过的阈值发动机负荷；经由所述控制器在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作发动机，同时不向车轮提供推进扭矩；以及在超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下经由所述控制器操作所述发动机，同时向车轮提供推进扭矩。

根据实施例，本发明的特征还在于，响应于存储在所述微粒过滤器中的碳烟量超过阈值水平而使所述微粒过滤器再生。

根据实施例，本发明的特征还在于，紧接着所述再生而响应于存储在所述微粒过滤器中的碳烟量的估计值来调整所述不得超过的阈值发动机负荷。

根据实施例，本发明的特征还在于，从所述发动机向电机提供扭矩，同时不向车轮提供推进扭矩。

根据实施例，响应于驾驶员需求功率小于阈值功率，操作所述发动机，同时不向车轮提供推进扭矩。

根据实施例，响应于所述驾驶员需求功率大于所述阈值功率，操作所述发动机，同时向车轮提供推进扭矩。

根据实施例，本发明的特征还在于，当在不超过所述不得超过的阈值发动机负荷的情况下操作所述发动机时，仅经由电机向所述车轮提供推进功率。

根据本发明，提供一种系统，所述系统包括：火花点火发动机；微粒过滤器，所述微粒过滤器在所述火花点火发动机的排气系统中；以及控制器，所述控制器包括可执行指令，所述可执行指令存储在非暂时性存储器中，用于响应于存储在微粒过滤器中的碳烟量和驾驶员需求功率来维持发动机负荷小于阈值发动机负荷。

根据实施例，上述发明的特征还在于附加指令，用于响应于所述驾驶员需求功率的增加，将发动机负荷增加到高于所述阈值发动机负荷。

根据实施例，本发明的特征还在于电机和附加指令，用于当维持发动机负荷小于所述阈值发动机负荷时，从所述火花点火发动机向所述电机提供功率。

根据实施例，本发明的特征还在于附加指令，用于响应于存储在所述微粒过滤器中的所述碳烟量来调整所述阈值发动机负荷。

根据实施例，所述驾驶员需求功率是加速踏板的函数。

根据实施例，本发明的特征还在于附加指令，用于估计存储在所述微粒过滤器中的所述碳烟量。