CN106837476B - 用于使汽油微粒过滤器再生的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于使汽油微粒过滤器再生的方法和系统。提供了用于使微粒过滤器再生的方法和系统。在一个示例中，车辆速度控制模式参数可以响应于微粒过滤器中存储的碳烟量大于第一阈值而被调整。车辆速度控制参数可以响应于微粒过滤器中存储的碳烟量小于第二阈值而被返回到基本值。

Description

用于使汽油微粒过滤器再生的方法和系统

技术领域

本发明大体涉及用于提高当车辆正在以自动速度控制模式运转时使汽油微粒过滤器(GPF)再生的可能性的方法和系统。

背景技术

包括直接喷射汽油发动机的车辆可以包括GPF。GPF可以存储由直接喷射发动机产生的碳质碳烟。GPF可以被不时地再生，以降低排气背压和GPF中存储的碳烟量。GPF可以通过使GPF在阈值温度之上运转并且为GPF提供过多氧气而被再生。过多氧气可以有助于燃烧GPF中存储的碳烟，由此减少GPF中存储的碳烟量。过多氧气可以通过在发动机中燃烧稀空燃比或经由为GPF提供空气而被提供。然而，如果发动机以稀空燃比被运转或如果为车辆的排气后处理系统提供空气，车辆排放则会增加。因此，会希望增加使车辆在可以为GPF提供氧气而不增加车辆排放的状况下运转的可能性。

发明内容

发明人在此已经认识到上面提到的问题，并且已经研发了一种车辆系统，其包含：火花点火式发动机；排气系统，其被耦连至所述火花点火式发动机，所述排气系统包括微粒过滤器；以及控制器，所述控制器包括可执行指令，所述可执行指令被存储在非临时性存储器中用于：使所述火花点火式发动机运转，并且响应于微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值量而调整一个或更多个自动车辆速度控制器参数。

通过响应于微粒过滤器中存储的碳烟量而调整一个或更多个车辆速度控制器参数，可以能够提供相比于在车辆在自动车辆速度控制期间以相同的一组车辆速度控制器参数运转的情况下更频繁地再生微粒过滤器的技术效果。具体地，基本车辆速度控制器控制限制可以被充填有将车辆速度维持在期望的车辆速度加上或减去预定车辆速度的值。此外，车辆速度控制器可以包括将车辆速度维持在车辆速度上限和车辆速度下限内的适度增益。然而，如果大量的碳烟被存储在微粒过滤器中，车辆速度控制器增益可以被增加，并且期望的车辆速度范围可以被增加，以引起更频繁地进入减速燃料切断，使得当使车辆以速度控制模式运转时，微粒过滤器可以被动地再生。

例如，当微粒过滤器中存储的碳烟量小于第一阈值时，期望的车辆速度可以为100KPH(公里每小时)。控制器可以具有103KPH的车辆速度上边界和97KPH的车辆速度下边界。如果车辆速度超过103KPH，发动机扭矩可以被逐渐降低，以便不造成快速的发动机扭矩改变。类似地，如果车辆速度小于97KPH，发动机扭矩可以被逐渐增加，以便提供发动机扭矩和车辆速度的逐渐增加。以此方式，当微粒过滤器中存储的碳烟量小于第一阈值时，车辆速度可以被控制为期望的车辆速度而不引起更大的发动机扭矩改变。

另一方面，如果微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值，车辆速度控制器参数可以被调整以增加进入减速燃料切断模式的可能性。例如，对于100KPH的期望车辆速度，控制器车辆速度上限可以被调整到108KPH，并且车辆速度下限可以被调整到93KPH。此外，响应于微粒过滤器内存储的碳烟量，车辆速度控制器增益可以更积极(例如，被增加)。

响应于微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值，车辆速度控制车辆速度上限可以被增加并且车辆速度下限可以被降低，以便如果车辆遇到负坡度则允许请求的发动机扭矩在更长的时间段内接近零。此外，响应于微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值，车辆速度控制器增益可以被增加，使得更大且更长的发动机扭矩降低可以被提供，以增加进入减速燃料切断模式的可能性。

本发明可以提供若干优点。具体地，当使车辆以自动速度控制模式运转时，该方案可以增加更大的发动机扭矩改变的倾向，使得车辆具有进入减速燃料切断模式的更大可能性。此外，该方案可以降低微粒过滤器被主动再生的可能性，由此增加车辆燃料效率。此外，该方案可以增加微粒过滤器在减速燃料切断模式期间准备好再生的可能性。

当单独参照以下具体实施方式或结合附图参照以下具体实施方式时，本发明的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些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基本特征，要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。而且，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示出了可以被包括在本文中描述的系统和方法中的示例车辆；

图2示出了用于图1的车辆的示例发动机；

图3示出了用于图1的车辆的示例动力传动系统；

图4示出了示例车辆速度控制器的方框图；

图5示出了用于使车辆运转的示例方法；以及

图6示出了根据图5的方法的示例车辆运转顺序。

具体实施方式

以下描述涉及当车辆正在以自动速度控制模式或巡航控制模式运转时使微粒过滤器再生的系统和方法。图1示出了用于以巡航控制模式运转并且使微粒过滤器被动再生的非限制性示例车辆。图2示出了用于图1的车辆的示例发动机。在图3中示出了用于图1的车辆的动力传动系统或传动系。在图4中示出了示例车辆速度控制器的方框图。在图5中示出了用于使车辆运转的方法。最后，在图6中示出了根据图5的方法的车辆运转顺序。

现在参照图1，车辆100包括用于接收传感器数据并且调整致动器的控制器12。控制器12可以使车辆100在巡航控制模式下运转，其中车辆速度被维持在由上限车辆速度阈值和下限车辆速度阈值限定的期望的车辆速度范围内。在一些示例中，控制器12可以与额外的控制器协作以使车辆100运转。车辆100被示为具有全球定位系统(GPS)接收器130。卫星102向GPS接收器130提供时间标记信息(time stamped information)，所述GPS接收器130向车辆位置确定系统140传递该信息。车辆位置确定系统140基于卫星数据向控制器12传递当前和未来的道路坡度数据。车辆100还可以配备有用于观察车辆135的路径中的道路状况的可选摄像机135。例如，摄像机135可以从道路侧符号166或显示采集道路状况。车辆位置确定系统140可以替代地经由接收器132从静止广播塔104采集用于确定车辆位置的信息。在一些示例中，车辆100可以还包括用于确定车辆100的行进路径中的车辆的接近度的传感器138。传感器138可以是基于激光、声音或雷达信号的。

在该示例中，车辆100被示为乘用车辆。然而，在一些示例中，车辆100可以是商用车辆，诸如货运运输半挂车或卡车。

现在参照图2，示出了示例车辆发动机。在该示例中，发动机是火花点火式发动机(例如，发动机中的燃烧通过经由火花塞产生的火花而被开始)。

图2是示出发动机系统200中的多缸发动机230的一个汽缸的示意图。发动机230可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统以及通过经由输入装置280来自车辆操作者282的输入而被控制。在这个示例中，输入装置280包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号的踏板位置传感器284。

发动机230的燃烧室232可以包括由汽缸壁234形成的汽缸，活塞236被设置在其中。活塞236可以被耦连至曲轴240，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴240可以经由中间变速器系统耦连至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至曲轴240，以实现发动机230的启动运转。

燃烧室232可以经由进气通道242从进气歧管244接收进气，并且可以经由排气通道248排出燃烧气体。进气歧管244和排气通道248可以经由各自的进气门252和排气门254与燃烧室232选择性地连通。在一些示例中，燃烧室232可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。

在该示例中，可以经由各自的凸轮致动系统251和253通过凸轮致动来控制进气门252和排气门254。凸轮致动系统251和253均可以包括一个或更多个凸轮，并且可以使用可以由控制器12运转以改变气门运转的凸轮轮廓线变换(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)系统中的一个或更多个。进气门252和排气门254的位置可以分别由位置传感器255和257确定。在可替代的示例中，进气门252和/或排气门254可以由电动气门致动来控制。例如，汽缸232可以可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系统的凸轮致动控制的排气门。

燃料喷射器269被示为直接耦连至燃烧室232，以便与自控制器12接收的信号的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射进其中。以此方式，燃料喷射器269提供到燃烧室232内的所谓的燃料直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧室的侧面中或在燃烧室的顶部中。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)输送至燃料喷射器269。在一些示例中，可替代地或额外地，燃烧室232可以包括以如下构造布置在进气歧管244中的燃料喷射器，所述构造提供了到燃烧室232上游的进气道内的所谓的燃料进气道喷射。

火花经由火花塞266提供给燃烧室232。点火系统可以进一步包含用于增加向火花塞266供应的电压的点火线圈(未示出)。

进气通道242可以包括具有节流板264的节气门262。在这个特定示例中，节流板264的位置可以通过控制器12经由提供给被包括在节气门262内的电动马达或致动器(这种构造通常被称为电子节气门控制(ETC))的信号而被改变。以此方式，节气门262可以被运转为改变提供给燃烧室232以及其他发动机汽缸的进气。节流板264的位置可以通过节气门位置信号提供给控制器12。进气通道242可以包括质量空气流量传感器220和歧管空气压力传感器222，用于感测进入发动机230的空气量。

排气传感器227被示为耦连至根据排气流方向在排放控制装置270上游的排气通道248。传感器227可以是用于提供排气空燃比指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。在一个示例中，上游排气传感器227是被配置为提供输出的UEGO，输出诸如为与存在于排气中的氧气量成比例的电压信号。控制器12经由氧传感器传递函数将氧传感器输出转换为排气空燃比。

排放控制装置270被示为沿着排气传感器227下游的排气通道248布置。装置270可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、微粒过滤器或其组合。在一些示例中，在发动机230的运转期间，排放控制装置270可以通过使发动机的至少一个汽缸在特定空燃比内运转而被周期性地重置。在排放控制装置270是微粒过滤器的示例中，被捕集在排放控制装置270中的碳烟可以被燃烧以使该装置再生。排放控制装置270两端的压力比可以从压力传感器277和278来确定。压力比可以表示被存储在排放控制装置270中的碳烟量。

控制器12在图3中被示为微型计算机，包括微处理单元202、输入/输出端口204、在这个具体示例中作为只读存储器芯片(ROM)206(例如，非临时性存储器)示出的用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)208、不失效存储器(KAM)210和数据总线。控制器12可以接收来自耦连至发动机230的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括来自质量空气流量传感器220的进气质量空气流量计(MAF)的测量；来自耦连至冷却套筒214的温度传感器223的发动机冷却剂温度(ECT)；来自感测曲轴240位置的霍尔效应传感器218(或其他类型)的发动机位置信号；来自节气门位置传感器265的节气门位置；以及来自传感器222的歧管绝对压力(MAP)信号。发动机转速信号可以由控制器12从曲轴位置传感器118产生。歧管压力信号还提供进气歧管244内的真空或压力的指示。注意，可以使用上述传感器的各种组合，诸如有MAF传感器而没有MAP传感器，反之亦然。在发动机运转期间，发动机扭矩可以根据MAP传感器222的输出和发动机转速来推测。此外，该传感器连同所检测的发动机转速可以是用于估计被吸入汽缸内的充气(包括空气)的基础。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的曲轴位置传感器218可以在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲。

存储介质只读存储器206可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示可由处理器202执行的非临时性指令，用于实现以下所述方法的至少某些部分以及预料到但没有具体列出的其他变体。

在运转期间，发动机230内的每个汽缸通常经历四冲程循环：循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程期间，排气门254关闭，而进气门252打开。空气经由进气歧管244引入燃烧室232，并且活塞236移动至汽缸的底部，以便增加燃烧室232内的容积。活塞236靠近汽缸的底部并在其冲程结束的位置(例如，当燃烧室232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252和排气门254关闭。活塞236朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室232内的空气。活塞236在其冲程结束并最靠近汽缸盖的位置(例如，当燃烧室232处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火手段诸如火花塞266点燃，从而导致燃烧。

在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞236推回至BDC。曲轴240将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门254打开，以便将已燃烧的空气-燃料混合物释放至排气歧管248，并且活塞返回至TDC。注意，上述内容仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。

如在上面描述的，图2仅示出了多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。

现在参照图3，示出了车辆传动系统300的示意图。传动系统300可以由如在图2中更详细地示出的发动机230提供动力。在一个示例中，发动机230可以是汽油发动机。发动机230可以用发动机启动系统(未示出)来启动。另外，发动机230可以经由扭矩致动器304来产生或调整扭矩，扭矩致动器304诸如为燃料喷射器、节气门、凸轮等。

发动机输出扭矩可以被传输至液力变矩器306，以通过接合一个或更多个离合器(包括前进离合器310)驱动阶梯传动比自动变速器308，其中液力变矩器可以称为变速器的一个部件。液力变矩器306包括经由液压流体向涡轮322传输扭矩的泵轮320。一个或更多个齿轮离合器324可以被接合，以改变发动机230与车轮314之间的齿轮比。液力变矩器306的输出又可以通过液力变矩器锁止离合器312控制。因此，当液力变矩器锁止离合器312完全分离时，液力变矩器306经由液力变矩器涡轮322与液力变矩器泵轮320之间的流体转移将扭矩传输至自动变速器308，由此实现扭矩增加。相比之下，当液力变矩器锁止离合器312完全接合时，发动机输出扭矩经由液力变矩器离合器312直接转移至变速器308的输入轴。可替代地，液力变矩器锁止离合器312可以被部分地接合，由此使传递至变速器的扭矩量能够被调整。控制器12可以被配置为，响应于各种发动机工况或根据基于驾驶员的发动机运转请求，通过调整液力变矩器锁止离合器来调整由液力变矩器传输的扭矩量。

从自动变速器308输出的扭矩又被传递至车轮314，以推动车辆。具体地，在将输出驱动扭矩传输至车轮之前，响应于车辆行进条件，自动变速器308可以在输入轴(未示出)处调整输入驱动扭矩。车辆速度可以经由速度传感器330来确定。

此外，车轮314可以通过接合车轮制动器316来锁定。在一个示例中，车轮制动器316可以响应于驾驶员将其足部压在制动器踏板(未示出)上而被接合。以类似的方式，车轮314可以通过响应于驾驶员从制动器踏板释放其足部来分离车轮制动器316而被解除锁定。

现在参照图4，示出了示例车辆巡航控制系统的方框图。车辆速度控制系统或巡航控制系统400包括期望的车辆速度。期望的车辆速度可以经由驾驶员被输入，或它可以是当驾驶员经由开关或其他输入装置激活速度控制模式时车辆的当前速度。期望的车辆速度被输入到求和点404和方框406。

在408处，系统408估计车辆的微粒过滤器中存储的碳烟量。在一个示例中，碳烟量基于在当前的发动机空气流速下通过发动机的气流和微粒过滤器两端的压降而被估计。在一个示例中，表或函数保存经验确定的碳烟量。表或函数经由发动机空气流速和微粒过滤器两端的压降被索引。在408处确定的碳烟量被输入到方框406和方框410。

在方框406处，碳烟负荷估计和期望的车辆速度是确定用于以速度控制模式运转的车辆速度上限和下限的基础。在一个示例中，碳烟负荷估计被用来索引输出加法器值的函数，所述加法器值是用于车辆的速度上限和车辆的速度下限的基础。具体地，加法器值被添加到在402处确定的期望的车辆速度。例如，如果函数输出3KPH的值，在402处确定的期望的车辆速度加上3KPH等于车辆的速度上限。期望的车辆速度减去3KPH等于车辆的速度下限。车辆速度上限和下限被输入到方框410。

在404处，从期望的车辆速度中减去从变速器308确定的实际车辆速度以产生车辆速度误差。车辆速度误差被传到方框410。

在410处，车辆速度误差乘以比例增益值。比例增益值从一个或更多个表或函数输出，所述一个或更多个表或函数基于相对于车辆速度上限和车辆速度下限的车辆速度而被选择。比例增益进一步基于微粒过滤器中存储的碳烟量。在一个示例中，从六个表或函数中一个中输出比例增益。当微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值时或当微粒过滤器再生被需要时(例如，当SOOT_MAX_LATCH等于1时)，第一表供应当车辆速度小于车辆速度下限时的比例增益。当微粒过滤器中存储的碳烟量小于阈值时或当微粒过滤器再生不被需要时(例如，当SOOT_MAX_LATCH等于0时)，第二表供应当车辆速度小于车辆速度下限时的比例增益。当微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值时或当微粒过滤器再生被需要时(例如，当SOOT_MAX_LATCH等于1时)，第三表供应当车辆速度大于车辆速度下限并且小于车辆速度上限时的比例增益。当微粒过滤器中存储的碳烟量小于阈值时或当微粒过滤器再生被需要时(例如，当SOOT_MAX_LATCH等于0时)，第四表供应当车辆速度大于车辆速度下限并且小于车辆速度上限时的比例增益。当微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值时或当微粒过滤器再生被需要时(例如，当SOOT_MAX_LATCH等于1时)，第五表供应当车辆速度大于车辆速度上限时的比例增益。当微粒过滤器中存储的碳烟量小于阈值时或当微粒过滤器再生被需要时(例如，当SOOT_MAX_LATCH等于0时)，第六表供应当车辆速度大于车辆速度上限时的比例增益。乘法运算的结果被传到方框412。

在412处，控制器400调整一个或更多个发动机致动器(例如，节气门、燃料喷射正时等)，以增加或降低发动机扭矩，使得车辆速度可以朝向期望的车辆速度被调节。发动机扭矩调整被应用于发动机230。发动机扭矩被应用于变速器308以调整车辆速度。

应当注意，控制器400在本质上是示例性的，并不意图进行限制。例如，期望的车辆速度和微粒过滤器中存储的碳烟量可以是调整比例/积分车辆速度控制器中的比例和积分增益的基础。此外，期望的车辆速度和微粒过滤器中存储的碳烟量可以是调整状态空间控制器或其他已知控制器类型的增益矩阵中的值的基础。此外，各种可能的控制器设计中的车辆速度上限和下限可以基于期望的车辆速度和微粒过滤器中存储的碳烟量来调整。增益和限制可以被经验地确定，并且被存储在控制器存储器中。

因此，图1-4的系统提供了一种车辆系统，其包含火花点火式发动机；排气系统，其被耦连至火花点火式发动机，排气系统包括微粒过滤器；以及控制器，控制器包括被存储在非临时性存储器中用于以下操作的可执行指令：使火花点火式发动机运转，并且响应于微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值量，调整一个或更多个自动车辆速度控制器参数。车辆系统进一步包含用于以下操作的额外指令：在减速燃料切断的状况期间响应于微粒过滤器中存储的碳烟量，控制流过火花点火式发动机的空气量。

在一些示例中，车辆系统进一步包含用于以下操作的额外指令：响应于处于预期的道路状况的阈值距离内，其中减速燃料切断被预期，而延迟火花点火式发动机的火花正时。车辆系统包括，其中一个或更多个自动车辆速度控制器参数包括控制器增益变量。车辆系统包括，其中一个或更多个自动车辆速度控制器参数包括控制器车辆速度上限。车辆系统包括，其中一个或更多个自动车辆速度控制器参数被调整以增加进入减速燃料切断模式的运转的可能性。车辆系统包括，其中在减速燃料切断模式被供应给一个或更多个发动机汽缸的燃料停止流动。

图1-4的系统还提供了一种车辆系统，其包含：火花点火式发动机；控制器，控制器包括被存储在非临时性存储器中用于以下操作的可执行指令：使火花点火式发动机运转，并且当车辆以速度控制模式运转时，响应于由道路的一路段的道路状况引起的车辆状况和微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值量，进入减速燃料切断模式。车辆系统进一步包含用于以下操作的额外指令：当车辆正在以速度控制模式运转时，响应于由道路的该路段的道路状况引起的车辆状况和微粒过滤器中存储的碳烟量小于阈值量，不进入减速燃料切断模式。

在一些示例中，车辆系统进一步包含，响应于微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值量，调整一个或更多个车辆速度控制参数。车辆系统包括，其中道路状况是道路坡度的改变。车辆系统包括，其中道路坡度的改变是从正坡度到负坡度。车辆系统进一步包含用于以下操作的额外指令：预料到道路状况和微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值量而延迟火花正时。车辆系统包括，其中道路状况经由导航系统被预料到。

现在参照图5，示出了用于使具有微粒过滤器的车辆运转的示例方法500。方法500的至少多个部分可以作为存储在非临时性存储器中的可执行指令被包括在如图1-3中示出的系统中。此外，方法500的多个部分可以在物理世界中经由控制器、致动器和传感器被执行。此外，图5的方法可以提供图6中示出的运转顺序。图5的方法可以在道路上行驶的车辆中被实时执行。

在502处，方法500判断车辆巡航控制模式是否被请求。车辆巡航控制可以经由驾驶员操作推动式按钮或其他人机界面而被请求。在车辆速度控制模式或巡航控制模式下，车辆速度被控制为由驾驶员请求的期望的速度。发动机扭矩经由扭矩致动器(诸如节气门、燃料喷射器、和/或凸轮正时)而被调整以将车辆速度控制为期望的速度。因此，发动机扭矩可以被改变或被调整，以将车辆速度维持在由驾驶员请求的期望的车辆速度。如果车辆速度控制模式被请求，则方法500进入到504。否则，方法500退出。

在504处，方法500判断GPF碳烟负荷(例如，微粒过滤器中存储的碳烟量)是否大于(G.T.)第一阈值或控制器存储器中的变量SOOT_MAX_LATCH是否被设定为预定值(例如，1)。如果这样的话，方法500进入到508。否则，方法500进入到506。设定SOOT_MAX_LATCH使得微粒过滤器的被动再生能够在车辆正在移动并且正在被驱动时发生。

在506处，方法500监测一个或更多个传感器以估计微粒过滤器中存储的碳烟量。在一个示例中，微粒过滤器中存储的碳烟量可以基于当发动机正在燃烧空气和燃料时微粒过滤器两端的压力比来估计。压力比索引表或函数，该表或函数包含基于微粒过滤器两端的压力比的经验确定的微粒过滤器中存储的碳烟量。在微粒过滤器中存储的碳烟量被确定之后，方法500进入到507。

在507处，方法500将车辆速度控制器增益和限制调整为基本值(例如，当微粒过滤器内存储的微粒物质小于第二阈值时使用的值)。相比于当微粒过滤器正在存储多于第一阈值碳烟量时的车辆速度上限和下限，基本值可以约束更接近期望的车辆速度的车辆速度上限和下限。例如，当期望的车辆速度为100KPH时，基本车辆速度上限可以为104KPH，并且当期望的车辆速度为100KPH时，当微粒过滤器正在存储多于第一阈值碳烟量时的车辆速度上限可以为107KPH。当期望的车辆速度为100KPH时，基本车辆速度下限可以为96KPH，并且当期望的车辆速度为100KPH时，当微粒过滤器正在存储多于第一阈值碳烟量时的车辆速度下限可以为93KPH。此外，对于当微粒过滤器中存储的碳烟量小于第二阈值量时的时候，车辆速度控制器增益可以被返回到基本值。在一个示例中，相比于当微粒过滤器中存储的碳烟量大于第一阈值时的车辆速度控制器增益，对于当微粒过滤器中存储的碳烟量小于第二阈值时的基本车辆速度控制器增益可以被降低。因此，发动机扭矩要求可以不与当微粒过滤器中存储的碳烟量小于第二阈值时一样快速地改变，以便不频繁地进入减速燃料切断。在车辆速度控制器增益和限制被调整为基本值之后，方法500返回到502。

在508处，方法500将SOOT_MAX_LATCH变量设定为值1以指示微粒过滤器再生被期望。将变量设定为值1指示着微粒过滤器再生被期望。此外，在一些示例中，方法500可以开始针对道路状况监测道路的路段(诸如目前道路坡度和相距车辆预定距离处的道路坡度)。如果相距目前道路坡度预定距离处的道路坡度改变多于阈值量，如果微粒过滤器温度小于阈值温度，那么方法500可以开始延迟火花。通过在道路坡度改变之前延迟火花正时，可能能够在车辆进入减速燃料切断模式之前将微粒过滤器温度升高至微粒物质再生所期望的温度。目前的道路坡度和相距车辆的目前位置预定距离处的道路坡度可以经由被存储在控制器中的地图和GPS系统被供应。以此方式，微粒过滤器可以被再生的状况可以被预料到，使得微粒过滤器准备好再生。在变量被设定为值1之后，方法500进入到510。

在510处，方法500判断GPF温度是否大于阈值温度。GPF温度可以从火花正时和发动机转速与负荷来测量或推测。如果方法500判断GPF温度大于阈值温度，那么回答为是，并且方法500进入到512。否则，回答为否，并且方法500进入到506。在一个示例中，阈值温度是当暴露于空气时存储的碳烟燃烧的温度。

此外，在一些示例中，在510处额外的状况可以被评估。例如，如果车辆处于巡航控制模式并且车辆正在跟随小于阈值距离处的车辆，方法500可以进入到506和507，以使车辆在速度控制器增益被调整为基本增益的情况下运转，使得速度可以被控制为更接近期望的速度，努力维持距正在被跟随的车辆的期望距离。然而，如果车辆处于巡航控制模式并且车辆正在跟随大于阈值距离处的车辆，方法500可以进入到512，以便增加进入减速燃料切断的可能性。

在一些示例中，取决于车辆是否处于车辆正在前面车辆的后面维持一定距离并自动控制车辆速度的自适应巡航控制模式，并且进一步可选地取决于车辆是否处于基于检测到的道路车道自动执行转向的车道保持模式，控制器增益可以被不同地调整。例如，如在下面512中描述的，程序可以基于碳烟负荷并且进一步基于存在的车辆速度控制模式的类型来更改控制器增益和阈值限制。

在512处，方法500将车辆速度控制器增益和限制更改为当车辆处于速度控制模式或巡航控制模式时增加进入减速燃料切断模式的可能性的值。车辆速度控制器增益和限制可以被调整，以当车辆速度在期望的速度范围(例如，期望的速度范围可以从车辆速度下限延伸到车辆速度上限)内时，允许从期望的车辆速度的更大的车辆速度的变化和更快的发动机扭矩的降低。在一个示例中，当微粒过滤器中存储的碳烟量大于第一阈值时的控制器值可以比当微粒过滤器未正在存储多于第一阈值碳烟量时的车辆速度上限和下限更多地从期望的车辆速度扩展车辆速度上限和下限。例如，当期望的车辆速度为100KPH时，当微粒过滤器中存储的碳烟量大于第一阈值时的速度上限可以为107KPH，并且当期望的车辆速度为100KPH时，当微粒过滤器未正在存储多于第一阈值碳烟量时的速度上限可以为104KPH。当期望的车辆速度为100KPH，当微粒过滤器中存储的碳烟量大于第一阈值时的速度下限可以为93KPH，并且当期望的车辆速度为100KPH时，当微粒过滤器未正在存储多于第一阈值碳烟量时的速度下限可以为96KPH。另外，相比于当微粒过滤器中存储的碳烟量小于第一阈值时的车辆速度控制器增益，当微粒过滤器中存储的碳烟量大于第一阈值时的车辆速度控制器增益可以被增加。例如，当微粒过滤器中存储的碳烟量大于第一阈值时的比例车辆速度控制器增益可以为2。另一方面，当微粒过滤器中存储的碳烟量不大于第一阈值时的比例车辆速度控制器增益可以为1.2。因此，当微粒过滤器中存储的碳烟量大于第一阈值时，发动机扭矩要求可以更快地改变，以便更频繁地进入减速燃料切断(例如，当发动机正在旋转时，停止向一个或更多个发动机汽缸供给燃料)。在车辆速度控制器增益和限制被调整之后，方法500进入到514。

此外，增益和限制可以基于车辆是否处于自适应巡航控制模式而被进一步调整。如果这样的话，增益和限制可以被进一步调整。在一个示例中，当距正在被跟随的车辆的前面距离减小时，增益和/或限制(作为碳烟的函数)的增加量和/或减小量可以被减小。在一个示例中，当距离减小至最小距离时，增益可以接近当碳烟在阈值之下时使用的增益和限制。以此方式，当跟随距离减小时，获得更密集的速度控制。同样地，相比于手动转向控制，基于碳烟对增益的调整可以在车道保持控制的状况下被减少。因此，即使当碳烟存储在触发增益和限制调整的阈值之上时，当在车道保持控制模式下时和/或当距前面车辆的距离在自适应巡航控制模式下达到最小阈值时，这样的调整也被减少或被消除。

在514处，车辆在基于微粒过滤器中存储的碳烟量的限制和增益超过第一阈值的情况下以速度或巡航控制模式被运转。经由调整一个或更多个发动机扭矩致动器，车辆速度被控制为期望的车辆速度。在开始以经修正的车辆速度控制器参数运转车辆之后，方法500进入到516。

在516处，方法500判断车辆状况是否适于进入减速燃料切断。在一个示例中，当车轮扭矩要求(例如，经由车辆速度控制器请求的请求量的扭矩)小于阈值车轮扭矩要求时，当车辆速度大于阈值车辆速度时，以及当车轮扭矩要求已经小于阈值车轮扭矩要求持续长于阈值时间量时，方法500可以判断状况适于进入减速燃料切断。这样的状况可以由道路状况和以速度控制模式的运转引起。在其他示例中，响应于道路坡度的改变或当负道路坡度的量值大于阈值时，方法500可以判断进入减速燃料切断。例如，如果GPS系统或倾斜计指示从平坦道路坡度或正道路坡度到负道路坡度的改变，方法500可以进入减速燃料切断。此外，如果负道路坡度的量值大于阈值，方法500可以进入减速燃料切断。当以巡航控制模式或速度控制模式运转时，车辆可以进入减速燃料切断模式。例如，如果车辆开始沿具有允许车辆速度在小车轮扭矩要求的情况下被维持的负坡度的道路路段向下行进，车辆可以进入减速燃料切断模式。如果方法500判断状况适于进入减速燃料切断，方法500进入到518。否则，方法500进入到506。因此，如果当车辆速度大于阈值速度时由车辆正在行进的道路路段的道路状况引起的车辆状况不足以降低车轮扭矩要求达预定时间量，可以不进入减速燃料切断模式。

在518处，方法500停止向一个或更多个发动机汽缸喷射燃料，并且进入减速燃料切断模式。通过停止向一个或更多个汽缸喷射燃料，过多量的空气可以经过发动机到达微粒过滤器，从而促进微粒过滤器中存储的碳烟的燃烧。此外，在一些示例中，发动机节气门位置可以基于微粒过滤器中存储的碳烟量被调整。例如，如果微粒过滤器中存储的碳烟量大于第一阈值量，第一量的空气可以被允许流过发动机到达微粒过滤器。如果微粒过滤器中存储的碳烟量小于第一阈值量，大于第一量的空气的第二量的空气可以被允许流过发动机到达微粒过滤器。以此方式，微粒过滤器中的碳烟的燃烧速率可以被控制。在车辆进入减速燃料切断模式之后，方法500进入到520。

在520处，方法500判断是否期望退出减速燃料切断(DFSO)模式。在一个示例中，减速燃料切断模式可以响应于请求的车轮扭矩的增加而退出。如果车辆速度被降至小于阈值速度，减速燃料切断模式也可以被退出。如果方法500判断退出减速燃料切断模式，那么回答为是，并且方法500进入到522。否则，回答为否，并且方法500返回到518。

在522处，方法500判断碳烟负荷或微粒过滤器中存储的碳烟量是否小于(L.T.)第二阈值GPF_LOAD_MIN。在一个示例中，微粒过滤器中存储的碳烟量基于微粒过滤器两端的压力改变或下降。如果方法500判断微粒过滤器中存储的碳烟量小于第二阈值，那么回答为是，并且方法500进入到524。否则，回答为否，并且方法500进入到506。

在524处，方法500通过将变量SOOT_MAX_LATCH设定为值0来清除变量SOOT_MAX_LATCH。重新设定变量指示着微粒过滤器再生完成。在SOOT_MAX_LATCH被清除之后，方法500进入到506。

因此，图5的方法提供了一种用于使微粒过滤器再生的方法，其包含：使车辆以自动速度控制模式运转；当使车辆以自动速度控制模式运转时，响应于微粒过滤器中存储的碳烟量超过第一阈值，调整一个或更多个车辆速度控制模式参数；以及当使车辆以自动速度控制模式运转时，进入减速燃料切断模式。方法包括，其中发动机的扭矩被调整以在自动速度控制模式下将车辆速度维持在期望的速度。方法还包括，其中调整一个或更多个车辆速度控制模式参数增加进入减速燃料切断模式的可能性。方法进一步包含，响应于微粒过滤器中存储的碳烟量小于第二阈值量，调整一个或更多个车辆速度控制参数。方法进一步包含，预料到道路状况和微粒过滤器的温度而延迟火花正时。方法包括，其中道路状况是道路坡度的改变。

现在参照图6，示出了用于车辆在道路上以巡航控制模式运转的示例车辆运转顺序。时间T0-T6处的竖直标记表示顺序期间的感兴趣时间。所有曲线图都同时并且在相同的车辆工况下发生。在巡航控制模式下，车轮扭矩命令或动力源(motive power source)扭矩要求经由除驾驶员之外的车辆速度控制器来提供。车辆速度控制器在巡航控制模式下具有影响由控制器输出的扭矩要求的目标，并且该目标可以至少部分地被约束(诸如最大和最小车辆速度限制)限定。车辆速度控制器可以在巡航控制模式下改变发动机扭矩要求，以将车辆速度保持在期望的车辆速度范围内，而无需到车辆速度控制器的驾驶员输入或无需驾驶员从发动机请求扭矩。因此，巡航控制模式下的扭矩命令可以基于由驾驶员请求的期望的车辆速度。车辆速度控制器可以调整动力扭矩源(motive torque source)的扭矩以实现期望的车辆速度。

自图6顶部的第一曲线图是车辆速度随着时间变化的曲线图。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。竖直轴线表示车辆速度，并且车辆速度沿竖直轴线箭头的方向增加。水平线602表示最大车辆速度限制。水平线606表示最小车辆速度限制。点划线604表示期望的车辆速度。期望的车辆速度可以被驾驶员选择，或它可以基于车辆正在其上行驶的道路的速度限制。在一个示例中，最大和最小车辆速度限制602和606基于期望的车辆速度。例如，最大和最小车辆速度可以分别是期望的车辆速度加上偏移(例如，最大车辆速度)和减去偏移(例如，最小车辆速度)。实际车辆速度由实线指示。

自图6顶部的第二曲线图是车辆速度控制器增益随着时间变化的曲线图。在一个示例中，增益是比例增益；然而，取决于车辆速度控制器的类型，增益可以是积分增益或增益值的矩阵。在该示例中，增益是用于比例控制器的增益。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。竖直轴线表示车辆速度控制器增益，并且车辆速度控制器增益沿竖直轴线箭头的方向增加。

自图6顶部的第三曲线图是汽油微粒过滤器(GPF)碳烟负荷或微粒过滤器中存储的碳烟量随着时间变化的曲线图。竖直轴线表示微粒过滤器中存储的碳烟量，并且碳烟量沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。水平线610表示较高的或第一阈值碳烟负荷，高于该第一阈值碳烟负荷，车辆速度控制器控制参数会被调整。水平线612表示较低的或第二阈值碳烟负荷，低于该第二阈值碳烟负荷，车辆速度控制器控制参数为基本值。

自图6顶部的第四曲线图是车辆减速燃料切断模式(DFSO)状态随着时间变化的曲线图。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。竖直轴线表示DFSO状态，并且当轨迹处于接近竖直轴线箭头的更高的值时，DFSO激活。当轨迹处于接近水平轴线箭头的更低水平时，DFSO不激活。

自图6顶部的第五曲线图是汽油微粒过滤器(GPF)再生状态随着时间变化的曲线图。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。竖直轴线表示GPF再生，并且当轨迹处于接近竖直轴线箭头的更高的值时，GPF正在被再生。当轨迹处于接近水平轴线箭头的更低水平时，GPF未正在被再生。

在时间T0处，车辆处于巡航控制模式，并且控制器增益处于更低的水平。车辆速度上限和车辆速度下限相对接近期望的车辆速度604。GPF碳烟负荷小于610，并且车辆未处于DFSO模式。此外，GPF未正在被再生。当车辆正在水平道路上以巡航控制模式行进时，这些状况可以被观察到。

在时间T0与时间T1之间，GPF碳烟负荷继续增加，并且车辆速度被维持在上限602与下限606之间。控制器增益和车辆速度限制保持在其相同的相应水平，并且车辆不进入DFSO或GPF再生。

在时间T1处，GPF碳烟阈值超过第一阈值水平610。响应于碳烟阈值，车辆速度控制器增益被增加，并且车辆速度上限被增加，并且车辆速度下限被减小。通过改变车辆速度控制器增益以及车辆速度上限和车辆速度下限，发动机扭矩降低可以在量值和持续时间方面增加，使得DFSO和GPF再生可以更频繁地发生并且持续更长的持续时间。在一个示例中，存储器中的表包含经验确定的车辆速度控制器增益和作为微粒过滤器中存储的碳烟量的函数的车辆速度限制调整。车辆不进入DFSO，并且GPF未正在被再生。

在时间T2处，车辆进入DFSO模式，并且被动GPF再生开始。通过在到汽缸的燃料被切断之后当发动机旋转时允许空气流过发动机汽缸，微粒过滤器中的碳烟的燃烧可以被开始。在GPF再生开始时，微粒过滤器中存储的碳烟量开始被减少。当在DFSO模式下时，车辆正在减速。经调整的车辆速度控制器增益和车辆速度限制可以提供更大且更快的发动机扭矩的改变，使得相比于在车辆速度控制器以基本控制参数被运转的情况下，DFSO模式可以被更快地进入并且持续更长的持续时间。

在时间T3处，车辆速度接近车辆速度下限606，并且发动机扭矩被增加(未示出)，使得车辆速度保持在车辆速度上限602与车辆速度下限606之间。响应于发动机扭矩增加，车辆退出DFSO模式和GPF再生模式。GPF中存储的碳烟量保持在第二阈值612之上，因此车辆速度控制器增益和车辆速度限制保持在其相同的水平。

在时间T4处，车辆再次进入DFSO，并且GPF再生第二次开始。当车辆减速时，车辆进入DFSO。当微粒过滤器经由利用被泵送通过发动机的空气燃烧微粒过滤器中存储的碳烟而再生时，微粒过滤器中存储的碳烟量被减少。车辆速度控制器增益以及车辆速度上限和下限保持在其之前的水平。

在时间T4与时间T5之间，微粒过滤器中存储的碳烟量继续减少。所有其他工况都保持在其相应的水平。

在时间T5处，微粒过滤器中存储的碳烟量被减少至小于阈值612。响应于微粒过滤器中存储的碳烟量小于阈值612，车辆退出DFSO和GPF再生。响应于微粒过滤器中存储的碳烟量小于阈值612，车辆速度上限被降低，并且车辆速度下限被增加。此外，响应于微粒过滤器中存储的碳烟量小于阈值612，车辆速度控制器增益被降低。

在时间T5与时间T6之间，微粒过滤器中存储的碳烟量保持小于第一阈值水平610。因此，车辆速度控制器增益以及车辆速度上限和下限保持在其相应的基本水平，在基本水平下车辆被预期更不频繁地进入减速燃料切断并且持续更短的持续时间。车辆不进入减速燃料切断，微粒过滤器也不被再生。

在时间T6处，车辆进入减速燃料切断模式，但是微粒过滤器不被再生，因为微粒过滤器温度(未示出)未高到足以使微粒过滤器再生。车辆进入减速燃料切断仅持续短的持续时间，然后退出。因为微粒过滤器中存储的碳烟量小于第一阈值水平610，车辆速度控制器增益以及车辆速度上限和下限保持在其相应的基本水平。

以此方式，汽油微粒过滤器可以经由调整车辆速度控制器控制参数而被周期性地再生，使得车辆可以更频繁地进入减速燃料切断模式，在减速燃料切断模式中微粒过滤器可以被再生。此外，车辆可以保持在车辆速度控制模式下，使得车辆可以继续以预期的方式运转。

注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。此外，本文描述的方法可以是在物理世界中的控制器所采取的行动和控制器内的指令的结合。在本文中所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、致动器和其他发动机硬件而被执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所说明的各种动作、操作和/或功能可以所说明的顺序执行，并行地执行，或者在一些情况下被省略。同样，所述处理顺序不是实现本文所描述的示例实施例的特征和优点必须需要的，而是为了便于说明和描述而被提供。取决于所使用的特定策略，所说明的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被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内的代码，其中通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使描述的动作得以实现。当描述的动作通过结合一个或更多个控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而被执行时，控制动作也可以转变物理世界中的一个或更多个传感器或致动器的运转状态。

在此结束本说明书。本领域技术人员阅读本说明书将会想到不违背本发明的精神实质和范围的许多变化和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可替代的燃料配置运转的L3、L4、L5、V6、V8、V10和V12发动机可以利用本说明书以受益。

所附的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可以通过修改现有权利要求或通过在本申请或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种车辆系统，其包含：

火花点火式发动机；

排气系统，其被耦连至所述火花点火式发动机，所述排气系统包括微粒过滤器；以及

控制器，所述控制器包括可执行指令，所述可执行指令被存储在非临时性存储器中用于：使所述火花点火式发动机运转，并且当所述车辆以速度控制模式运转时响应于所述微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值量而调整一个或多个自动车辆速度控制器参数。

2.根据权利要求1所述的车辆系统，其进一步包含额外指令，用于：在减速燃料切断的状况期间响应于所述微粒过滤器中存储的所述碳烟量，控制流过所述火花点火式发动机的空气量。

3.根据权利要求1所述的车辆系统，其进一步包含额外指令，用于：响应于处于预期的道路状况的阈值距离内，延迟所述火花点火式发动机的火花正时，其中在处于所述预期的道路状况的阈值距离内的情况下减速燃料切断被预期。

4.根据权利要求1所述的车辆系统，其中所述一个或多个自动车辆速度控制器参数包括控制器增益变量。

5.根据权利要求4所述的车辆系统，其中所述一个或多个自动车辆速度控制器参数包括控制器期望的车辆速度上限。

6.根据权利要求1所述的车辆系统，其中所述一个或多个自动车辆速度控制器参数被调整以增加进入减速燃料切断模式的运转的频率。

7.根据权利要求6所述的车辆系统，其中在所述减速燃料切断模式被供应给一个或多个发动机汽缸的燃料停止流动。

8.一种车辆系统，其包含

火花点火式发动机；

控制器，所述控制器包括可执行指令，所述可执行指令被存储在非临时性存储器中用于：使所述火花点火式发动机运转，并且当所述车辆以速度控制模式被运转时，响应于由道路的路段的道路状况引起的车辆状况和微粒过滤器中存储的碳烟量大于阈值量，进入减速燃料切断模式。

9.根据权利要求8所述的车辆系统，其进一步包含额外指令，用于：当所述车辆正在以所述速度控制模式运转时，响应于由所述道路的路段的道路状况引起的车辆状况和所述微粒过滤器中存储的所述碳烟量小于所述阈值量，不进入所述减速燃料切断模式。

10.根据权利要求8所述的车辆系统，其进一步包含，响应于所述微粒过滤器中存储的所述碳烟量大于所述阈值量，调整一个或多个车辆速度控制参数。

11.根据权利要求8所述的车辆系统，其中所述道路状况是道路坡度的改变。

12.根据权利要求11所述的车辆系统，其中所述道路坡度的改变是从正坡度到负坡度。

13.根据权利要求8所述的车辆系统，其进一步包含额外指令，用于：预料到道路状况和所述微粒过滤器中存储的所述碳烟量大于所述阈值量而延迟火花正时。

14.根据权利要求13所述的车辆系统，其中所述道路状况经由导航系统被预料到。

15.一种用于使微粒过滤器再生的方法，其包含：

使车辆以自动速度控制模式运转；

当使所述车辆以所述自动速度控制模式运转时，响应于微粒过滤器中存储的碳烟量超过第一阈值，调整一个或多个车辆速度控制模式参数；以及

当使所述车辆以所述自动速度控制模式运转时，进入减速燃料切断模式。

16.根据权利要求15所述的方法，其中发动机的扭矩被调整以在所述自动速度控制模式下将车辆速度维持在期望的速度。

17.根据权利要求15所述的方法，其中调整所述一个或多个车辆速度控制模式参数以增加进入所述减速燃料切断模式的频率。

18.根据权利要求15所述的方法，其进一步包含，响应于所述微粒过滤器中存储的所述碳烟量小于第二阈值量，调整所述一个或多个车辆速度控制参数。

19.根据权利要求15所述的方法，其进一步包含，预料到道路状况和所述微粒过滤器的温度而延迟火花正时。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述道路状况是道路坡度的改变。

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