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技术领域

本申请大体涉及具有包括微粒过滤器的排气系统的发动机。

背景技术

汽油微粒过滤器(GPF)保留残余烟粒和其他碳氢化合物，以便在车辆操作期间降 低发动机的排放。然后，存储的保留的微粒可以在减少烟粒负荷的再生过程中被氧化以产 生CO2。GPF再生可以在高温(例如，600℃以上)下进行，以迅速燃烧微粒并且防止释放到大 气。提高再生过程和更有效地氧化烟粒的一种方法是通过例如调节发动机操作以将富氧空 气引入GPF的入口，来使进入微粒过滤器的排气变稀。

US2011/0120090A1公开用于通过在操作期间停用汽缸以将空气引入排气流而再 生GPF的过程。导致GPF升温的操作调节(诸如点火延迟或延迟喷射)被进一步包括，从而提 高再生过程。US8347612B2进一步描述配置有车载导航系统的车辆，用于当预计车辆工况 表明存在再生过滤器的机会时(例如，当车辆负荷和运动操作状态表示车辆没有操作在高 速高负荷工况时)再生过滤器。

发明内容

本发明人已经认识到上述方法的问题，并且本文描述用于例如在低转速/负荷下 执行过滤器再生的系统和方法。特别地，本文描述了一种方法，其用于响应于发动机输出下 降到低于预定低动力阈值而调节发动机操作以再生微粒过滤器，所述再生进一步基于输出 连续地低于低动力阈值的估计的持续时间。

在一个示例中，该方法包括处理来自云导航系统的信息并且基于来自云导航系统 的信息估计发动机输出下降到低于低动力阈值的不间断持续时间。然后，控制器被包括以 当发动机输出下降到低于低动力阈值时，调节发动机操作以便再生微粒过滤器。例如，该方 法可以允许基于发动机输出下降到低于低动力阈值的估计的持续时间，再生微粒过滤器， 所述方法包括处理云数据以估计发动机输出下降到低于低动力阈值的持续时间，将估计的 持续时间与预定时间阈值比较，以及响应于基于发动机输出下降到低于低动力阈值的估计 的持续时间而调节发动机操作以再生微粒过滤器。使用云导航系统的GPF再生的优点在于， 可以响应于估计的持续时间超过预定时间阈值，执行完全GPF再生，而可以响应于估计的持 续时间下降到低于预定时间阈值，执行部分GPF再生或再进一步的一系列部分GPF再生。当 以这种方式配置时，实现这样的技术效果：GPF再生可以在车辆操作期间当发动机的动力负 荷为低时执行，这有利地允许在当调节基本上不损害发动机的动力需求时的时段期间进行 操作调节。

作为一个示例，邮政运输车辆可能不经常以增加的速度操作，在以增加速度操作 时存在较高的温度用于再生过滤器。更具体地，邮政车辆可能被操作在下面的状况下，即随 着该车辆在操作期间(例如，未以高速公路行驶速度操作)沿小巷或小路被导航，车辆短时 间猛然驱动。例如，邮政车辆可以被操作在存在较冷发动机温度的低负荷条件下。然而，在 低车辆负荷下快速达到用于再生GPF过滤器的温度(例如，在稀状况下的极端火花延迟)的 发动机调节也引入不期望的发动机爆震的可能性。出于这个原因，根据本说明书的系统和 方法允许基于车辆在低速度下操作的估计的持续时间，在低速度下再生GPF。例如，示例性 车辆可以在怠速状态的低负荷状态下在持续时间内执行再生，该持续时间足够长从而允许 操作调节，所述操作调节基于发动机以怠速状态操作的持续时间产生用于再生过滤器的温 度。

在单独阅读或与附图结合阅读下面具体实施方式时，本说明书的以上优点和其他 优点以及特征将是显而易见的。但是应当理解，提供以上概述以便以简化形式介绍一系列 概念，所述概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的 关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附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述缺点或本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过单独或参照附图阅读实施例的示例(在此称为具体实施方式)，本文所描述的 优点将被更全面地理解，其中：

图1示出根据本公开配置的车辆的示意图；

图2描绘部分发动机视图；

图3示出用于基于发动机怠速持续时间执行完全或部分再生的示例方法；和

图4示出在其中响应于发动机怠速持续时间超过预定时间阈值而执行完全再生的 第一示例发动机操作序列；和

图5示出第二示例操作序列，其中当具有增加的发动机输出的中间时段的发动机 怠速持续时间下降到低于预定时间阈值时，微粒过滤器在一系列部分再生中被再生。

具体实施方式

下面的描述涉及用于估计车辆操作在低动力阈值以下的持续时间并且基于估计 的持续时间(例如，怠速持续时间)执行微粒过滤器再生的系统和方法。术语怠速被用于指 代提供非负荷承载状态中的发动机操作的基线发动机动力。也就是说，当发动机开启并运 行但是未以增加的发动机负荷推进车辆时。然而，术语怠速或者更具体的怠速持续时间也 可以在某些情况下用于描述车辆被操作在足够低的负荷状况下(例如，下降到低于低动力 阈值的负荷，即，升高的排气温度(例如，600℃)没有达到用于再生过滤器的程度)的时间 段。以这种方式，低动力阈值被选择以指示阈值输出，其中可以执行微粒过滤器再生，同时 车辆保持发动机上的负荷。如上所述，为简单起见，该系统和方法按照其中发动机在非负荷 承载状况下被提供动力的怠速状态来描述。

因此，所描述的微粒过滤器再生依靠识别在车辆操作期间的长的怠速持续时间。 作为一个示例，车辆可以被配置有车载算法，所述车载算法基于最近的工况或活动确定车 辆的长的怠速趋势。作为另一示例，车辆可以被配置为除了处理基于GPS的导航信息之外还 处理云数据，以规划或监测操作期间的行程路线。云导航系统允许基于操作期间的行程路 线的动态反馈。例如，沿行程路线的高密度交通区域可以指示当发动机输出可以下降连续 低于低动力阈值时即将发生的低车辆操作时段。这种动态反馈有利地允许预测和/或确认 即将发生的怠速状态，在怠速状态中GPF再生可以在导航期间被执行。出于这个原因，图1示 意性地示出与云导航系统无线通信的车辆。连接到云允许车辆接收云数据，该云数据被处 理以识别和/或估计在操作期间的即将发生的怠速状态的时间长度或持续时间。然后，图2 描绘车辆的部分发动机视图以示出在操作期间可以被调节的各种发动机元件。根据本说明 书的车辆可以被配置为当识别到足够长的怠速持续时间(例如，发动机输出低于低动力阈 值)时执行完全再生，或基于估计的怠速持续时间执行部分再生(或者协调地执行一系列部 分再生)。图3示出用于基于发动机怠速持续时间执行完全或部分再生的示例性方法。为了 说明该方法，图4示出第一示例发动机操作序列，其中响应于估计的怠速持续时间超过预定 时间阈值，估计的持续时间足够长以允许完全再生。可替代地，图5描绘允许基于下降到低 于预定时间阈值的估计持续时间的一系列部分再生的第二示例操作序列。

图1示出车辆100的示意图。根据本公开，车辆100包括控制系统12，控制系统12被 配置为从车载导航处理器14接收关于车辆位置的信息。作为一个示例，导航处理器14可以 包括全球定位系统(GPS)。GPS14是基于空间的卫星导航系统，其基于到多个GPS卫星的通 畅视线提供地球上或附近的位置和时间信息。从GPS接收的信息可以包括车辆速度、车辆海 拔高度、车辆位置等。该信息可以被用来推断发动机操作参数，诸如本地大气压力。控制系 统12进一步被配置为经由因特网或其他通信网络诸如云导航系统16接收信息，例如，所述 云导航系统16是一种基于云的计算系统。作为一个示例，云计算系统16可以被配置为接收 来自大量远程服务器的信息，所述大量远程服务器被联网以允许对计算机服务或资源的集 中式数据存储和在线访问。从GPS接收的信息可以通过互联网交叉参考可用信息，以确定当 地气候条件、当地交通条件、当地车辆条例等。控制系统12还可以利用因特网获得可被存储 到非临时性存储器的更新的软件模块。

车辆100进一步包括用于存储操作期间的微粒或烟粒的汽油微粒过滤器70。根据 本公开，车辆可以被配置成估计在微粒过滤器中的微粒或烟粒的量。例如，烟粒量的估计可 以基于例如微粒过滤器两端的测量的压力降或烟粒累积模型。然后，足够高的烟粒负荷的 识别允许控制器12例如通过接收的发动机参数和/或云数据、GPS信息等来处理操作信息， 以确定当车辆上的负荷为低或下降到低动力阈值以下时的时间段。估计的车辆操作在低负 荷状况下的持续时间随后可以用于确定在低发动机输出的时段期间是否存在足够的时间 用于执行完全再生。否则，如果在预期操作序列期间(例如，驱动循环)一个或多个时间段或 持续时间被确定下降到低于预定时间阈值，所述方法可以基于针对低动力的每个时段所估 计的持续时间，替代地执行部分再生或一系列部分再生。以这种方式，可以进行操作调节， 以基于发动机下降连续低于低动力阈值的估计持续时间来控制部分GPF再生的程度。替代 地或另外，系统进一步可以被配置为基于多个估计持续时间执行一系列部分GPF再生，多个 估计的持续时间指示发动机输出下降到低于低动力阈值的时间段，其中多个估计的持续时 间的每个由发动机输出超过低动力阈值的中间时段隔开。因此，控制器12可以基于即将发 生的或预期的工况在车辆操作期间协调地再生发动机。每个部分GPF再生的程度可以进一 步基于估计的每个持续时间，在某些情况下，该一系列的部分GPF再生协调地执行完全GPF 再生。以这种方式，车辆100可以有利地使用低发动机输出的时段，以基于估计的持续时间 进行操作调节，以便再生微粒过滤器同时也保持发动机怠速的质量。

图2是示出可以被包括在机动车的推进系统中的多汽缸发动机210中的一个汽缸 的示意图200。发动机210可以是可变排量内燃发动机和/或可以被配置为响应于怠速状况 而选择性地被停用。发动机210可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统和通过经由 输入装置的来自车辆操作者132的输入而被控制。在一个示例中，输入装置包括加速器踏板 130和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。

发动机210的燃烧室30可以包括汽缸壁32，活塞36定位在其中。活塞36可以被耦连 到曲轴40，以便活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系 统被耦连到车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达可以经由飞轮耦连到曲轴40，以实现 发动机210的起动操作。

燃烧室30可以经由进气通道142从进气歧管144接收进气空气，并且可以经由排气 通道148排放燃烧气体。进气歧管144和排气通道148可以经由相应的进气门52和排气门54 选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或 两个或更多个排气门。排气凸轮轴53根据沿排气凸轮轴的长度定位的凸轮的廓线操作排气 门54。进气凸轮轴51根据沿凸轮轴的长度定位的凸轮的廓线操作进气门52。排气凸轮位置 传感器57和进气凸轮位置传感器55传送相应的凸轮轴位置到控制器12。

示出的燃料喷射器66被直接耦连到燃烧室30，用于与经由电子驱动器68从控制器 12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射在燃烧室30中。以这种方式，燃料喷 射器66提供称为燃料到燃烧室30的直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧室的一 侧中或者安装在燃烧室的顶部中。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统 (未示出)被输送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可以可替代地或另外地包括 燃料喷射器，所述燃料喷射器以下面的配置被布置在进气歧管144中，该配置提供称为燃料 到燃烧室30上游的进气道的进气道喷射。

进气通道142可以包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，节流板64的位 置可以通过控制器12经由提供给包括有节气门62的电动马达或执行器的信号而被改变，该 电动马达或执行器为一种通常称为电子节气门控制(ETC)的配置。以这种方式，节气门62可 以被操作，以改变提供给其他发动机汽缸中的燃烧室30的进气空气。节流板64的位置可以 由节气门位置信号TP提供给控制器12。进气通道142可以进一步包括用于向控制器12提供 相应信号MAF和MAP的质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122。

在选择的操作模式下，点火系统88可以响应于来自控制器12的点火提前信号SA经 由火花塞92提供点火火花到燃烧室30。虽然火花点火部件被示出，在一些实施例中，发动机 210的燃烧室30或者一个或多个其它燃烧室可以在压缩点火模式下在具有或不具有点火火 花的情况下操作。

发动机210可以被配置成在怠速停止状况期间进行操作调节。例如，根据本公开， 控制器可以在过滤器再生期间停用一个或多个发动机汽缸。在一个示例中，发动机汽缸可 以在怠速停止状况期间被停用，同时喷射到剩余循环的燃料量在再生期间被增加。以这种 方式，喷射到一个或多个剩余汽缸的燃料量被增加，同时防止向汽缸的燃料喷射以保持基 线发动机动力。在汽缸停用期间，控制器可以因此致动耦连到每个汽缸的燃料喷射器。

排气传感器126被示出耦连到GPF70上游的排气通道148，GPF是示例性排放控制 装置。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感 器或UEGO(通用或宽范围排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热EGO)、NOx、HC或CO传感 器。GPF70被示出沿排气传感器126下游的排气通道148布置。尽管未示出，排气通道148可 以进一步包括三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、SCR催化剂和/或各种其它排放控制装置或其 组合。在一些实施例中，在发动机210的操作期间，GPF70可以通过在特定的空燃比内操作 发动机的至少一个汽缸来周期性地复位。

控制器12在图2中示为微型计算机，包括微处理器单元102、输入/输出端口104、在 该特定示例中作为只读存储器106示出的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机 存取存储器108、不失效存储器(KAM)110和数据总线。控制器12可以从耦连到发动机210的 传感器接收各种信号，除前面讨论的那些信号以外，还包括来自空气质量流量传感器120的 进气空气质量流量(MAF)的测量；来自耦连到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却 剂温度(ECT)；车辆制动；来自耦连到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型传感器)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)；和来自歧管压力传感 器122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从信号PIP产生。来自 歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中真空或压力的指示。注意，可 以使用上述传感器的各种组合，诸如MAF传感器而没有MAP传感器，或反之亦然。在一个示例 中，也用作发动机转速传感器的传感器118可以在曲轴的每转产生预定数量的等间隔脉冲。

存储介质只读存储器106可以编程有计算机可读数据，计算机可读数据表示用于 执行以下所述的方法以及预期的但未具体列出的其他变型的能够由微处理器单元102执行 的指令。

控制器12还接收来自变速器(未示出)的信号并且向变速器提供控制信号。变速器 信号可以包括但不限于：变速器输入和输出速度、用于调节传动系压力(例如，供给到变速 器离合器的流体压力)的信号以及用于控制被供给到离合器以致动变速器齿轮的压力的信 号。

如上所述，图2仅示出多汽缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸可以类似地包括其 自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。

图3示出用于基于发动机怠速持续时间执行完全或部分再生的示例程序300。特别 地，发动机控制器诸如发动机控制器12可以处理来自车载云连接的信息，同时监测微粒过 滤器的烟粒负荷。然后，当再生条件得到满足并且处于被识别用于再生过滤器的时间段时， 即发动机负荷下降到低于支持过滤器再生的低动力阈值达一段时间时，可以进行调节以与 预定时间阈值相比基于估计的持续时间进行过滤器再生。

例如，程序300可以在包括2.0L汽油涡轮直接喷射(GTDI)发动机的车辆内执行，该 GTDI发动机被配置具有1750RPM的低负荷阈值(例如，基于加速器踏板130下压通过约15％ 的可能下压范围，在15％的节流处)。然后，当发动机上的负荷下降到低于1750RPM长达足够 支持过滤器再生的一段延长时段时，可以进行操作调节以再生过滤器。示例性发动机的调 节包括响应于发动机负荷低于低动力阈值，通过阻止向汽缸喷射来关闭一个汽缸。因此，响 应于发动机输出下降到低于预定的低动力阈值而调节发动机操作以再生微粒过滤器包括 阻止燃料喷射到发动机的汽缸中，其中，喷射到汽缸的燃料量(或阻止的燃料喷射的量)基 于发动机输出低于低动力阈值的估计的和不间断的持续时间。额外的调节包括在上止点之 后(ATDC)将拉姆达(lambda)控制到0.84(例如，空燃比)并且将火花延迟调节到9.2度。这种 调节允许额外的氧(例如，2-3％更多的氧)被引导到排气通道以增加其中的温度(例如，温 度在600℃左右)，以便再生过滤器。此外，响应于阻止到汽缸的燃料喷射，可以增加喷射到 一个或多个剩余汽缸的燃料量，从而使得在微粒过滤器再生期间维持发动机输出。以这种 方式，根据本公开的方法包括控制喷射到发动机的汽缸的燃料水平以调节到微粒过滤器的 氧流量，到微粒过滤器的氧流量提供以调节再生率。

根据本公开的方法的优点在于当发动机上的负荷为低时可以执行操作调节，这允 许维持发动机怠速的质量。而且，由于该方法包括估计当发动机被操作在低负荷(例如，怠 速状态)时的持续时间，该方法还支持基于估计的持续时间安排再生，从而使得在车辆操作 期间基于估计的持续时间进行再生。然后，一旦车辆操作实际下降到低于低负载阈值，识别 的微粒过滤器再生可以在低发动机输出的一个或多个时段期间同步执行，同时维持车辆负 荷。换句话说，控制器12可以控制到汽缸的燃料喷射，同时维持发动机输出低于预定的低动 力阈值，从而使得燃料喷射的调节被正时以允许当发动机输出下降连续低于低动力阈值时 再生微粒过滤器。采用这种布置，基于减速燃料切断(DFSO)事件的过滤器再生可能被减少， 该减速燃料切断(DFSO)事件在较高车辆输出(例如，更高的速度/负载)时段之后的减速时 段期间切断到汽缸的燃料喷射。额外的协调允许稀化(enleanment)事件到低负载时段的正 时，以相比化学计量操作减少使用的燃料量，这可以产生燃料经济性的增加的节约。

转向程序300，其用于基于发动机怠速持续时间执行完全或部分再生，在302处，方 法300包括监测在车辆操作期间保留在微粒过滤器上的烟粒量。如本文所述，在微粒过滤器 中的微粒量或烟粒量可以通过例如测量微粒过滤器两端的压力降或采用烟粒累积模型而 被估计。

在310处，方法300包括将保留在微粒过滤器上的烟粒负荷或烟粒量与烟粒负荷阈 值比较。烟粒负荷阈值可以被选择以指示存储的微粒量，高于该微粒量，排气中释放的排放 不再被有效地存储，并且因此改为经由排气管被释放到大气。因此，当足够高的烟粒负荷存 在于微粒过滤器时，可以采取措施以使过滤器再生。作为响应，在框312处，方法300包括启 动再生检测，以识别支持微粒过滤器再生的工况，例如，低发动机输出的区域。可替代地，当 烟粒负荷下降到低于烟粒负荷阈值时，如框314指示，控制器12可以继续监测在车辆操作期 间存储在微粒过滤器中的烟粒量或烟粒负荷的量。在一些情况下，烟粒传感器可以被包含 在并且定位在GPF70的下游，以评估从GPF70释放的烟粒水平。

此处，识别支持微粒过滤器再生的工况包括确定在发动机操作期间发动机输出为 低的时段。在低发动机输出时段期间的发动机调节有利地允许再生微粒过滤器同时保持发 动机输出，因为发动机输出驻留在低输出状态。换言之，在同步执行程序的同时，可以维持 发动机操作的质量。出于这个原因，在框320处，方法300包括比较发动机输出与被选择以指 示支持微粒过滤器再生的状况的动力阈值。然后，当低输出的时段被识别到时，控制器12可 以响应于发动机输出低于预定的低动力阈值而调节发动机的操作以再生微粒过滤器，所述 再生进一步基于输出下降连续低于低动力阈值的估计的持续时间，以再生微粒过滤器。在 一些示例中，可以识别到多个时段，其中输出被预期下降连续低于低动力阈值，但是其中低 动力时段通过在其中发动机输出上升至高于低动力阈值的中间时段(例如，邮政或运载车 辆进行沿已知路线的频繁停靠)而彼此间隔开。如框324指示的，在低发动机动力时段未被 识别到同时累积的烟粒负荷超过烟粒负荷阈值的情况下，车辆100可以基于在驱动循环期 间所进行的操作调节来执行非怠速再生，同时车辆以较高速度操作以提供较高温度，以便 再生微粒过滤器。然而，基于发动机动力超过低动力阈值执行非怠速再生所做出的操作调 节可能涉及损害驾驶体验质量的DFSO事件或操作调节(例如，通过减少在再生期间的车辆 动力负荷)。本文的方法可替代地以低车辆动力负荷执行再生。

在识别到在车辆上的负荷为低或下降到低于低动力阈值时的一个或多个时段之 后，车辆被操作在减小的负荷状况下的持续时间可以在框322中被估计。估计发动机输出下 降到低于动力负荷阈值的持续时间允许在低发动机输出时段期间基于估计的持续时间执 行至少部分再生。虽然方法300依据识别在其中发动机输出下降到低于动力负荷阈值的一 个或多个时段来描述，该方法可以基于除了处理操作信息之外还处理例如接收到的云数据 和/或GPS信息的信息，以识别其中发动机输出低于低负荷阈值的沿导航路线的时段。因此， 该方法进一步包括处理从云导航系统接收的信息，并且在一些情况下基于从云导航系统接 收的信息估计发动机输出下降到低于低动力阈值的不间断持续时间。在其它示例中，车辆 可以额外地或替代地被配置成使用例如被配置为监测车辆速度和/或车辆齿轮廓线(gear profile)以识别低发动机输出的时段的算法，来检测长的怠速趋势。以这种方式，该方法可 以进一步允许基于车辆的检测的输出趋势来估计发动机操作在低动力状态的持续时间。例 如，输出趋势可以由长怠速趋势检测单元产生，长怠速趋势检测单元被配置有存储在不失 效存储器110中的自回归移动平均模型。自回归移动平均模型允许在发动机操作期间基于 车辆的最近或周期性的发动机输出趋势识别和/或预期即将发生的长怠速趋势。一些车辆 如邮政车辆每日导航出行路线，并且由此允许积累能够用于执行所描述的方法的周期性数 据，尤其与可用于监测沿识别的路线的行进的云数据结合。可替代地，其他车辆诸如运输车 辆可以调节每天跟随的行程线路，然而，行程可以被预编程到非暂时性存储器，以便在操作 期间有效地导航路线。因此，该方法允许以下面的方式监测发动机状况，即，即将发生的支 持过滤器再生的停止和/或交通等可以在车辆操作期间被预测或确认。以这种方式，控制器 可以计算沿导航路线的交通模式，以识别在期望低发动机输出的即将发生的时段。根据本 说明书配置的车辆可以因此被配置用于识别发动机输出下降连续低于低动力阈值的操作 时段，并且进一步被配置为响应于烟粒负荷超过阈值来估计不间断的低动力持续时间。

基于估计低发动机输出的持续时间的方法有利地允许基于与预定时间阈值比较 的估计的持续时间，识别再生的类型。例如，程序300可以进一步包括当存在足够的时间用 于基于所识别的状况进行发动机调节时，响应于估计的和不间断的持续时间超过预定时间 阈值，执行完全再生，并且响应于发动机调节进一步再生过滤器。可替代地，当估计的不间 断持续时间下降到低于预定时间阈值时，程序300响应于估计的不间断持续时间下降到低 于预定时间阈值，替代地仅执行部分再生。

为此，在330处，程序300包括比较怠速持续时间与预定时间阈值。然后，当存在足 够的时间用于执行完全再生时，换句话说，当持续时间超过预定时间阈值时，控制器12可以 调节发动机操作以切断对汽缸的汽缸操作同时执行完全GPF再生。可替代地，如果估计的持 续时间下降到低于预定时间阈值，可以基于估计的持续时间执行部分再生以减少GPF的烟 粒负荷，其中在该估计的持续时间期间，进行调节以再生过滤器。此外，如果识别到具有较 高发动机输出(例如，发动机输出高于低动力阈值)的中间时段的多于一个时间段或持续时 间下降到低于预定时间阈值，控制器12可以改为经由一系列部分再生来进行连续的部分再 生，从而在操作期间协调地再生GPF70。虽然依照协调地执行部分再生以实现完全再生描 述该方法，但这是非限制性的。在一些示例中，车辆可以代替地执行部分再生以降低微粒过 滤器的烟粒负荷，而不执行完全再生。换言之，车辆可以有利地使用识别到的低动力输出的 时段，仅部分地再生GPF，以便延长具有降低的排放的高效车辆操作时段。为简单起见，并且 举例说明方法的应用，以下描述的示意性操作序列执行完全GPF再生(例如，图4)或执行提 供完全再生的一系列部分GPF再生(例如，图5)。

图4示出图示说明根据本公开的车辆的示例操作的一组曲线图400。尤其地，该组 曲线图400描绘车辆的操作，其中车辆包括被配置有以上关于图3所讨论的方法的控制器， 所述方法基于估计当发动机输出下降到低于低负荷或动力阈值时的持续时间，并且基于估 计的持续时间执行微粒过滤器再生。一组曲线400包括发动机负荷随时间的曲线402、发动 机汽缸的激活状态随时间的曲线图410、空燃比(AFR)随时间的曲线图420以及烟粒负荷状 态随时间的曲线图430。在每条曲线中，时间沿横坐标从左至右增加。虽然示意性地示出，但 可以基于在车辆操作期间接收到的信息来预测该组曲线400的一个或多个。例如，导航系统 14可以处理从云导航系统16接收的反馈以监测沿预期行程路线的交通流量，同时基于显示 的曲线来产生和处理信息，在某些情况下曲线可以大致反映在操作期间所遇到的状况。

在时间t₀，例如通过旋转钥匙点火启动发动机，开始车辆操作。在非负荷承载状态 中的发动机点火然后提供用于车辆操作的基线动力。为此，从t₀到t₁，车辆以非负荷承载状 态怠速，同时保持发动机上的基线动力。在早期发动机点火的时间段期间，曲线410示出发 动机操作的状态是非VDE模式(例如，使用全部汽缸)，而曲线420示出在其中维持AFR接近化 学计量阈值422的化学计量操作，并且曲线430示意性地绘出微粒过滤器上的烟粒负荷以低 烟粒负荷的状态驻留的曲线430。

在时间t₁，随着车辆的操作者加速以开始沿期望的行进路线的车辆导航，动力需 求增加。如图所示，随着车辆在到达一个或多个目的地的途中加速到巡航速度，车辆上的负 荷增加。在该时段期间，车辆100花费该时段的初始部分以低于低动力阈值404的发动机输 出操作，并且花费剩余部分以超过低动力阈值的发动机输出操作。曲线410示出非VDE模式 中的发动机操作状态，其中所有汽缸是有效的并且运行以基于由车辆操作者所要求的动力 需求沿期望路线推进车辆。曲线420还示出发动机操作在化学计量发动机操作，在该化学计 量发动机操作中AFR维持在接近化学计量阈值422。烟粒负荷曲线430示意性地示出随着微 粒在操作期间被保留，在微粒过滤器负荷上的增加的烟粒负荷。为简单起见，烟粒负荷被示 出基于增加的加速度和发动机输出而增加。

在时间t₂，车辆达到超过低动力阈值404的巡航速度。在从t₂到t₃的时间期间，发动 机操作可以继续处于基于化学计量AFR使用全部可用的发动机汽缸的非VDE模式。因为发动 机以较高的输出操作，烟粒负荷在此时段期间也可以增加，如由达到并最终超过烟粒负荷 阈值432的增加的烟粒负荷所表示的。此后，车辆100可以启动关于图3所描述的再生检测并 且/或者处理(例如，从云导航系统16接收的)信息，以识别在支持微粒过滤器再生的驱动循 环期间的时间段。如说明的示例所示，控制器12可以预期即将到来的持续时间d1，在持续时 间d1中发动机输出下降连续低于低动力阈值404达不间断的持续时间或从t₄到t₅的时间段 所示的长度。作为一个示例，时间段可以基于沿导航路线的交通模式识别。使用基于云的连 接可以接收并识别交通模式，例如，交通模式基于接收到的云数据识别高交通密度的时段， 这可能表明，即将到来的降低车辆速度的时段将要在操作期间发生。以这种方式，发动机下 降到低于预定时间阈值的估计的持续时间可以基于来自云导航系统的信息来确定，从而使 得微粒过滤器的再生基于估计的持续时间，但是被延迟直到发动机输出实际上下降到低于 指示低发动机负荷的预定低动力阈值404。

在t₃处，随着车辆在到达目的地的途中接近识别到的低发动机输出的时段(例如， 高密度交通的缓慢部分)，车辆开始减速。虽然在车辆减速期间可以不进行操作调节，但在 某些情况下，车辆100可以继续监测操作，以便为即将发生的低发动机输出时段做准备，这 允许基于识别的估计的持续时间(例如，d1)的同步GPF再生。

在时间t₄，车辆输出下降到低于低动力阈值404，其中低发动机输出连续低于指示 的低动力阈值持续达持续时间d1。为简单起见，持续时间d1足够长以允许完全微粒过滤器 再生。换句话说，估计的持续时间d1超过指示完全再生(未示出)的预定时间阈值。为增加汽 油微粒过滤器的温度，到GPF的入口的氧气量可以经由排气增加。一种增加排气中的氧气量 的此类方法是在操作期间切断到发动机汽缸的燃料喷射。因此，如图4所示，响应于发动机 输出下降到低于低动力阈值404，可以做出操作调节以增加排气中存在的氧气量。

在刚描述的示例之后，可以进行调节以阻止燃料喷射到汽缸，同时进一步控制被 阻止的燃料喷射的水平，以便调节到微粒过滤器的氧气流量或氧气量。到GPF过滤器的氧气 流量可以确定微粒过滤器的温度，氧气流量和微粒过滤器温度提供用于再生。这里，估计的 持续时间被用来调节车辆操作以基于估计的持续时间执行再生，例如，通过在发动机下降 到低于预定阈值的持续时间期间执行GPF再生。然而，在一些情况下，氧气流量可以更精细 地被调节，以便通过控制微粒过滤器加热率来控制再生量。过滤器加热到再生温度的增加 的比率可以有利地允许过滤器在操作期间更迅速地被再生。更快的温度升高进一步有利地 允许基于所估计的持续时间正时再生率。例如，在一些情况下，可以基于较短的估计持续时 间，通过增加排气中的氧气量，来执行完全GPF再生。可替代地，较长的估计持续时间允许 GPF达到再生温度的较长的热升温速率，从而使得在估计的时间段期间执行完全再生。如本 文所述，该方法允许基于所识别的工况最佳地再生过滤器。

返回到图4的描述，曲线410示出汽缸停用，其中发动机模式被调节以便在t₄处以 VDE模式操作。此外，对剩余汽缸进行富操作424的发动机调节，以在过滤器再生期间维持发 动机输出。如曲线430所示，估计的持续时间d1长于由曲线430中的线434所指示的完全再 生。线434示意性地示出微粒过滤器的再生率。因为估计的持续时间d1超过低动力阈值404， 所以完全过滤器再生基于图4刚描述和示出的调节在指示的时间段d1内被执行。虽然图4中 未示出，指示再生率的线434可以响应于发动机下降连续低于低动力阈值404的估计持续时 间基于所做出的操作调节而被控制。因此，方法进一步包括控制喷射到汽缸的燃料量以调 节GPF再生率，燃料喷射的程度允许通过基于估计的持续时间调节进入排气的氧气的流量 来调节GPF再生率，这在某些情况下允许对完全再生434的斜率的进一步调节。例如，切断的 燃料的水平(例如，基本上从0％至100％的范围)可以被控制以满足目标氧浓度和GPF温度， 同时保持发动机的怠速质量(例如，通过最小化怠速质量与最佳怠速的偏差)。以这种方式， 发动机操作可以被调节以确保完全再生发生在识别的时段内。

虽然说明书关于在估计的持续时间d1期间的完全再生进行描述，在一些情况下， 车辆操作者可以在低发动机输出的时段期间要求增加的输出，例如，以便再次开始车辆操 作。因此，在超驰再生的过滤器再生期间，基于加速器踏板132的快速深度压紧，也可以包括 手动超驰。作为响应，控制器12可以将发动机的操作模式重新调节回到非VDE模式，在非VDE 模式中所有汽缸用于导航车辆。换句话说，在某些情况下，所描述的方法还可以包括中断再 生事件并且调节发动机操作，以基于驾驶员请求提供超过预定阈值的发动机动力。当发生 这种情况时，根据本说明书，控制器12可以被配置成继续监测烟粒负荷同时识别用于再生 过滤器的低动力操作时段。

在时间t₅，随着车辆导航的继续，车辆加速度高于低动力阈值可能再次发生。作为 响应，车辆模式可以被重新调节到非VDE操作模式，同时随着车辆导航沿期望行程继续进 行，以化学计量AFR操作发动机。此后，排气中的烟粒可以再次保留在再生过滤器，以基于发 动机的发动机输出增加烟粒负荷。

图5示出图示说明示例性车辆操作的一组曲线500，其中微粒过滤器再生基于针对 识别到的每个低动力时段的估计的持续时间发生在一系列事件中。如所描述的，本文的方 法进一步包括响应于估计的不间断的持续时间下降到低于预定时间阈值而仅执行部分再 生，其中，每个不间断的持续时间对应于支持至少部分GPF再生的低动力输出时段。图5的示 例性操作序列包括识别当发动机输出下降连续低于低负荷或动力阈值(例如，怠速状态)时 的多个持续时间。换句话说，每段持续时间包括低于低动力阈值404的发动机操作的不间断 持续时间，这允许微粒过滤器在两个或更多个时间段再生。因而，方法允许微粒过滤器再生 在识别到的两个或更多个时间段上被协调地执行，从而使得再生基于识别到的每段低动力 持续时间。所提供的示例性的一系列部分GPF再生基于邮政运输卡车的车辆100，该邮政运 输卡车在操作期间沿着已知路线遵循周期性行程并且频繁地停靠。如上所述，车辆的行程 路线可以被预编程到车辆的控制器内。因此，在一些情况下，已知的邮政路线可以被存储到 车载非暂时性存储器内，并且与云数据一起使用，以在操作期间通过一系列停止或怠速时 段安排再生。一组曲线图500通过发动机负荷随时间的曲线502、汽缸的激活状态随时间的 曲线510、空燃比(AFR)随时间的曲线520以及烟粒负荷状态随时间的曲线530示出一个此类 示例。在每个曲线中，时间沿横坐标从左到右增加。

在时间t₀发动机参与点火事件，点火事件向发动机提供非负荷承载基线动力负 荷。在时间t₁，示例性邮政车辆从基站被驱动到将要执行的邮政路线的开始，这可以作为当 天的行程路线被存储并保存到存储器内。在此时段期间，在发动机上的负荷可以在输出超 过低动力阈值404的情况下操作。从t₁至t₂，由于来自发动机的排放被保留在微粒过滤器上， 因此发动机上的烟粒负荷可以基于增加的发动机输出而增加。如图所示，排放增加至高于 烟粒负荷阈值432的水平，烟粒负荷阈值432表示一个点，高于该点，微粒过滤器再生事件可 以恢复汽油微粒过滤器的效率，并且因此在操作期间减少排放。因为在某些情况下行程路 线可能是已知的，并且因为方法可以基于云导航系统，所以对沿线路的每次停靠和行进的 导航可以在操作期间被监测并且被同步更新，以增加估计的低发动机输出的持续时间的准 确性，这可以从t₃-t₄、t₅-t₆以及t₇-t₈示出。

在时间t₂，随着车辆接近行程的第一站，发动机开始减速，第一站开始于时间t₃。在 此时段期间，车辆可以在即将到来的低动力时段期间基于估计的持续时间开始准备作出调 节。关于车辆经历周期性车辆操作(例如，由于行程路线定期被重复)时的估计持续时间，先 前的数据可以提供在操作期间所作出的停靠的频率、位置和持续时间的指示。因此，所描述 的系统和方法可以包括长怠速趋势检测算法，该算法基于存储到存储器单元的使用模式 和/或行程路线，可能结合从云导航系统接收的信息，估计停靠的持续时间。从t₃到t₄，车辆 100进行沿着路线的第一次停靠，从而使得发动机输出以怠速状态操作达由d2表示的短暂 的持续时间，该短暂的持续时间下降连续低于指示完全再生的预定时间阈值。虽然d2不支 持微粒过滤器的完全再生，但是d2足够长以允许基于做出的发动机调节的对微粒过滤器部 分再生，发动机调节也可以被更精细地调节，以调节部分再生率。出于这个原因，在t₃处，控 制器12通过(至少部分地)阻止到第一汽缸的燃料喷射，将发动机模式调节到操作的VDE模 式，同时剩余汽缸在524处富运转以增加被供给的燃料的量，以维持基线动力输出。在此时 段期间，第一部分再生532发生，其被示意性地示出以显示微粒过滤器的烟粒负荷基于发动 机调节正被减小。

在时间t₄，随着车辆遵循沿行程路线到第二站的路线，发动机负荷暂时地上升到 高于低动力阈值404。为简单起见，此时间段包括发动机在操作期间的加速和减速时段。在 从t₄到t₅的时段期间，如所示，操作模式被调节到非VDE模式，同时所有汽缸被用于为沿路线 正被导航的车辆提供动力。因为发动机输出相对于低动力负荷增加，所以基于在此时段期 间的增加的发动机输出，由微粒过滤器保留的烟粒的量也可能增加。出于这个原因，微粒过 滤器上的烟粒负荷被示出在第二再生事件之前略微增加。

在时间t₅，车辆再次停靠达由d3表示的另一短暂时间段，d3可能比上述的d2更长 或更短。在d3期间，基于与针对第一次部分再生532所描述的操作调节类似的一组操作调 节，执行第二次部分再生534。在第二次部分再生534期间，甚至进一步基于相对于在d2期间 发生的再生事件532的以上示出的再生，烟粒负荷可以被减小到一个水平。用于执行第二次 部分再生534的操作调节可以不同于或类似于用于基于所识别的工况和估计持续时间而执 行第一次部分再生532的操作调节。不同的工况的影响是不同的再生率，而类似的工况的影 响可能是类似的再生率。因此，尽管示出的再生率示意性地相似，但在某些情况下，在由d2 和d3指示的时段期间的再生率可以是基本不同的。虽然显示的低动力的持续时间被分别称 为d2和d3，在一些情况下，该时间段也可以是相同的(例如，d2)。类似地，随后，可以与关于 第一再生事件所描述的类似的方式但基于第二持续时间事件的估计的持续时间，执行步 骤。出于这个原因，在t₅，控制器12通过(至少部分地)阻止到第一汽缸的燃料喷射，将发动 机模式调节到操作的VDE模式，同时剩余汽缸在526处富运行以增加供给的燃料量，从而再 次维持基线动力输出。如所述，在第二次部分再生之后，过滤器还没有被完全再生。

在时间t₆，随着车辆遵循沿行程路线到下一站的路线，发动机负荷再次暂时上升 到高于低动力阈值404。这个时间段包括发动机在与上述相同的方式操作期间的加速和减 速时段，然而发动机负荷被示出较高，因为到下一站的路线和地形可能不同于到第二站遵 循的路线。在从t₆到t₇的时段期间，如图所示，操作模式被调节到非VDE模式，同时所有汽缸 被用于为沿导航路线的车辆提供动力。因为发动机输出相对于低动力负荷增加，所以由微 粒过滤器保留的烟粒的量可以基于在该时段期间增加的发动机输出而再次增加，这通过相 对于第二再生事件534结束处在微粒过滤器上增加的烟粒负荷示出。

在时间t₇，车辆停靠达由d4表示的另一短暂时段，d4可以比上述的d2或d3更长、更 短或基本上相同。在d4期间，第三次部分再生536基于识别的一组操作调节来执行，从而在 车辆操作期间完成GPF过滤器的再生。在第三次部分再生536期间，烟粒负荷可以被减小到 用于指示完全再生的汽油微粒过滤器的基线水平。所使用的操作调节可以与上述的那些不 同或类似，但基于识别到的工况和估计的持续时间d4。基于为估计持续时间识别的调节，再 次控制再生率，例如，以确保完全再生在第三再生事件期间完成。另外或可替代地，可以结 合制成表的效率使用不同的再生率，以基于识别的道路状况(诸如交通和路线状况(例如， 陡峭地形))优化一系列再生事件，以便在再生期间使用较少的燃料执行GPF再生，这增加基 于操作的燃油经济性和成本节约量。类似地，随后，可以以与关于第一再生事件所述的类似 的方式，但基于第三持续时间事件d4的估计持续时间，来执行所述步骤。出于这个原因，在 t₇，控制器12通过(至少部分地)阻止到第一汽缸的燃料喷射，将发动机模式调节到操作的 VDE模式，同时其余汽缸在528处富运行以增加供给的燃料量，从而再次维持基线动力输出。 如所示，在第三再生事件之后，汽油微粒过滤器已经基于识别的每个时段的估计持续时间 被再生，这通过根据本公开的系统和方法协调地执行。

在时间t₈，随着车辆导航沿行程继续进行，车辆加速度再次发生。作为响应，车辆 模式可以被重新调节到非VDE操作模式，同时以化学计量的AFR操作发动机。此后，基于发动 机的发动机输出，排气中的烟粒可以再次保留在再生的过滤器上以增加烟粒负荷。

虽然根据方法进行描述，说明书还涉及被配置为执行该方法的系统。因此，发动机 系统被实现，其包括至少两个汽缸，该至少两个汽缸被配置有连通地附连到每个汽缸的燃 料喷射器、汽油微粒过滤器以及控制器，该控制器被配置为处理一个或多个云数据和发动 机输出趋势，以估计发动机动力低于低动力阈值的持续时间，该控制器被配置为响应于基 于发动机动力下降连续低于低动力阈值的估计持续时间，调节用于再生微粒过滤器的发动 机操作。发动机系统还包括基于估计的持续时间的用于指示再生程度的预定时间阈值，其 中该系统被配置为响应于估计的持续时间超过时间阈值而执行完全GPF再生，并且被配置 为当估计的持续时间低于预定时间阈值时仅执行部分GPF再生。

发动机系统可以被配置成如关于图3所述那样，基于发动机动力下降到低于低动 力阈值的连续不间断的估计持续时间，执行完全GPF再生。然而，当估计的持续时间比预定 时间阈值短时，系统可以改为仅执行部分再生事件，其中部分GPF再生的程度基于发动机下 降连续低于低动力阈值的估计的持续时间。以这种方式，系统可以基于多个估计持续时间 协调地执行一系列部分GPF再生，所述多个估计持续时间指示发动机输出下降到低于低动 力阈值的时间段，多个估计持续时间中的每个由发动机输出超过低动力阈值的中间时段隔 开。此外，每个部分GPF再生的程度可以进一步基于估计的每个持续时间，一系列部分GPF再 生在低发动机输出的时段期间协调地执行完全GPF再生。

关于可以在操作期间被执行的GPF再生，发动机系统进一步可以包括减少喷射到 汽缸的燃料量以再生微粒过滤器，同时提高喷射到一个或更多个其余汽缸的燃料量以维持 在再生期间的发动机输出，并且可以进一步包括控制喷射到汽缸的燃料量以调节GPF再生 率，燃料喷射的程度允许通过基于估计的持续时间调节进入排气的氧气流量而调节GPF再 生率。因此，发动机系统可以被配置为基于在发动机输出低于低动力阈值的时段期间的估 计持续时间，控制喷射到一个或多个剩余汽缸的燃料的量以保持发动机输出。

以这种方式，所描述的系统和方法可以用于当发动机调节允许基于估计的持续时 间优化再生时，在低车辆活动时段期间再生过滤器，同时保持发动机输出(或怠速)的质量。 特别地，所描述的系统和方法被配置成估计发动机输出下降到低于低动力阈值的持续时 间。然后，操作调节被包括，用于当发动机输出下降到低于低负荷阈值时调节发动机操作以 再生微粒过滤器。当以这种方式配置时，可以响应于怠速状态超过预定时间阈值，执行完全 再生，而可以响应于怠速状态的持续时间低于预定时间阈值，执行部分再生或一系列部分 再生。

应注意到，本文包括的示例性的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临时性存储器 中并且可以通过包括控制器的控制系统结合各种传感器、执行器和其他发动机硬件实现。 本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，处理策略诸如事件驱 动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，说明的各种行动、操作和/或功能可以以所示的顺序 执行、并行地执行或在一些情况下被省略。同样，处理顺序不是实现本文所述的示例性实施 例的特征和优点必须要求的，而是为了便于说明和描述的目的被提供。说明的行动、操作 和/或功能中的一个或多个可以根据使用的特定策略重复地执行。此外，所述的行动、操作 和/或功能可以以图形方式表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临 时性存储器中的代码，其中所述的行动通过执行在包括与电子控制器结合的各种发动机硬 件部件的系统中的指令来实现。

将理解的是本文公开的配置和方法在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不 以限制意义进行考虑，因为许多变型都是可能的。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/或属性的所有新颖且非显而易见的组合及子组合。

随附权利要求特别地指出视为新颖且非显而易见的某些组合及子组合。这些权利 要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或它们的等同物。此类权利要求应该理解为包括一 个或更多个此类元件的合并，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/或属性的其他组合及子组合可以通过对本权利要求的修改或通过在本申请中 或相关申请中提出新权利要求而请求保护。此类权利要求无论在范围上比原始权利要求更 宽、更窄或与其相等或不同，也被视为包括在本公开的主题内。