用于汽油微粒过滤器的再生的系统
阅读：479发布：2021-12-31
专利汇可以提供用于汽油微粒过滤器的再生的系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了用于 汽油 微粒 过滤器 的再生的系统。一种系统包括 烟尘 模 块 、协调器模块、再生模块以及 致动器 模块。烟尘模块确定汽油 发动机 的微粒过滤器中的烟尘 质量 的当前量，其中微粒过滤器在 汽油发动机 的下游并且接收来自汽油发动机的排气。协调器模块产生启用 信号 、 扭矩 储备信号以及当量比。再生模块基于烟尘质量的当前量和启用信号产生再生信号以再生微粒过滤器。致动器模块基于再生信号、扭矩储备信号和等值比拖延火花以及增加到微粒过滤器的空气流的量。致动器模块维持再生期间的汽油发动机输出的扭矩的量与微粒过滤器的再生之前来自汽油发动机的输出相同。，下面是用于汽油微粒过滤器的再生的系统专利的具体信息内容。
1.一种用于汽油发动机的微粒过滤器的再生的系统，包括：
烟尘模块，所述烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前量，其中所述微粒过滤器在所述汽油发动机的下游并且接收来自所述汽油发动机的排气；
协调器模块，所述协调器模块被配置成产生启用信号、扭矩储备信号以及第一当量比，其中所述第一当量比是(i)当前空气/燃料比与化学计量的空气/燃料比的比率，或(ii)化学计量的空气/燃料比与命令的第二当量比的比率；
再生模块，所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和所述启用信号产生再生信号以再生所述微粒过滤器；以及
多个致动器模块，所述多个致动器模块被配置成基于所述再生信号、所述扭矩储备信号和所述第一当量比：(i)拖延所述汽油发动机的火花，以及(ii)增加到所述微粒过滤器的空气流的量，其中所述多个致动器模块被配置成维持所述微粒过滤器的再生期间的汽油发动机输出的扭矩的量与所述微粒过滤器的再生之前来自所述汽油发动机的输出相同。
2.如权利要求1所述的系统，其进一步包括状态模块，所述状态模块被配置成基于(a)所述微粒过滤器的温度、(b)所述汽油发动机的转速和(c)横跨所述微粒过滤器的压力差来产生(i)理想烟尘容量值和(ii)流阻值，
其中所述烟尘模块被配置成基于所述理想烟尘容量值和所述流阻值来确定烟尘质量的当前量。
3.如权利要求2所述的系统，其中：
所述状态模块被配置成基于大气压力产生流阻值；以及
其中所述烟尘模块被配置成基于所述大气压力确定烟尘质量的当前量。
4.如权利要求1所述的系统，其中：
所述烟尘模块被配置成基于烟尘的所述当前量来确定烟尘百分比；以及
所述再生模块被配置成基于所述烟尘百分比来产生所述再生信号。
5.如权利要求4所述的系统，其进一步包括状态模块，所述状态模块被配置成基于(a)所述微粒过滤器的温度、(b)所述汽油发动机的转速和(c)横跨所述微粒过滤器的压力差来产生(i)理想烟尘容量值和(ii)流阻值，
其中所述烟尘模块被配置成(i)基于所述理想烟尘容量值和所述流阻值来确定烟尘质量的当前量以及(ii)基于所述理想烟尘容量值确定烟尘百分比。
6.如权利要求1所述的系统，其中：
所述协调器模块被配置成基于多个参数产生启用信号、扭矩储备信号和第一当量比；
以及
所述多个参数包括所述汽油发动机的转速、所述微粒过滤器的温度、催化剂的温度、所述汽油发动机的温度以及所述汽油发动机的每汽缸空气的量。
7.如权利要求1所述的系统，其中：
所述协调器模块被配置成在所述微粒过滤器的再生期间调整凸轮轴相位器位置或者在多燃料喷射模式下操作；以及
所述多燃料喷射模式包括在所述汽油发动机的燃烧循环期间在所述汽油发动机的汽缸中喷射燃料的多个脉冲。
8.一种用于汽油发动机的微粒过滤器的再生的系统，包括：
烟尘模块，所述烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前量，其中所述微粒过滤器在所述汽油发动机的下游并且接收来自所述汽油发动机的排气；
启用模块，所述启用模块被配置成将进入所述微粒过滤器的排气的温度与预定阈值相比较并且基于所述比较产生启用信号；
协调器模块，所述协调器模块被配置成基于所述比较产生稀薄化学计量的第一当量比，其中所述第一当量比是(i)当前空气/燃料比与化学计量的空气/燃料比的比率，或(ii)化学计量的空气/燃料比与命令的第二当量比的比率；
再生模块，所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量产生再生信号以再生所述微粒过滤器；以及
多个致动器模块，所述多个致动器模块被配置成：
基于是否产生所述第一当量比来在化学计量的空气/燃料比下操作所述发动机，以及基于所述再生信号和所述第一当量比，增加到所述微粒过滤器的空气流的量。
9.如权利要求8所述的系统，其中：
所述协调器模块被配置成产生第二启用信号和扭矩储备信号；
所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和所述第二启用信号，产生再生信号以再生所述微粒过滤器；以及
基于所述再生信号和所述第一当量比，(i)拖延所述汽油发动机的火花，以及(ii)增加到所述微粒过滤器的空气流的所述量。
10.如权利要求9所述的系统，其进一步包括阈值模块，所述阈值模块被配置成将所述微粒过滤器的温度与第二预定阈值相比较，
其中所述协调器模块被配置成基于所述微粒过滤器的所述温度与所述第二预定阈值的比较来产生扭矩储备信号。
11.如权利要求8所述的系统，其中所述协调器模块被配置成如果所述微粒过滤器的所述温度大于预定阈值则产生所述第一当量比。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述协调器模块被配置成如果所述微粒过滤器的温度小于或等于预定阈值则抑制产生所述第一当量比。
13.如权利要求8所述的系统，其进一步包括：
火花正时模块，所述火花正时模块被配置成基于所述汽油发动机的转速和所述汽油发动机的每汽缸空气的量来确定火花角度；
扭矩确定模块，所述扭矩确定模块被配置成基于所述火花角度确定扭矩量；以及扭矩储备模块，所述扭矩储备模块被配置成基于所述扭矩量确定扭矩储备，其中所述协调器模块被配置成产生扭矩储备信号以指示所述扭矩储备，以及其中所述多个致动器模块被配置成基于所述扭矩储备信号来稀燃地操作所述汽油发动机。
14.如权利要求13所述的系统，其进一步包括非受管理扭矩模块，所述非受管理扭矩模块被配置成确定非受管理扭矩值，其中：
所述扭矩储备模块被配置成基于所述非受管理扭矩确定所述扭矩储备。
15.一种用于汽油发动机的微粒过滤器的再生的系统，包括：
烟尘模块，所述烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前量，其中所述微粒过滤器在所述汽油发动机的下游并且接收来自所述汽油发动机的排气；
启用模块，所述启用模块被配置成将进入所述微粒过滤器的排气的温度与预定阈值相比较并且基于所述比较产生启用信号；
协调器模块，所述协调器模块被配置成基于所述比较基于所述微粒过滤器的温度产生扭矩储备信号；
再生模块，所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量产生再生信号以再生所述微粒过滤器；以及
多个致动器模块，所述多个致动器模块被配置成基于(i)所述再生信号和(ii)所述扭矩储备信号来拖延所述汽油发动机的火花；
其中：所述协调器模块被配置成产生第二启用信号和当量比；
所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和所述第二启用信号，产生再生信号以再生所述微粒过滤器；以及
所述多个致动器模块被配置成基于所述当量比增加到所述微粒过滤器的空气流的量。
16.如权利要求15所述的系统，其进一步包括阈值模块，所述阈值模块被配置成将所述微粒过滤器的温度与第二预定阈值相比较，
其中所述协调器模块被配置成基于所述微粒过滤器的温度与所述第二预定阈值的比较来产生当量比。
17.如权利要求15所述的系统，其中所述协调器模块被配置成(i)如果所述微粒过滤器的温度小于预定阈值则产生所述扭矩储备信号，以及(ii)如果所述微粒过滤器的温度大于或等于所述预定阈值则抑制产生所述扭矩储备信号。
18.如权利要求15所述的系统，其进一步包括：
火花正时模块，所述火花正时模块被配置成基于所述汽油发动机的转速和所述汽油发动机的每汽缸空气的量来确定火花角度；
扭矩确定模块，所述扭矩确定模块被配置成基于所述火花角度确定扭矩量；以及扭矩储备模块，所述扭矩储备模块被配置成基于所述扭矩量确定扭矩储备，其中所述协调器模块被配置成产生扭矩储备信号以指示所述扭矩储备。
19.如权利要求18所述的系统，其进一步包括非受管理扭矩模块，所述非受管理扭矩模块被配置成确定非受管理扭矩值，其中：
所述扭矩储备模块被配置成基于所述非受管理扭矩确定所述扭矩储备。
用于汽油微粒过滤器的再生的系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 此申请要求2014年10月31日提交的美国临时申请号62/073,546的权益。以上提及的申请的全部披露内容以引用的方式并入本文。
技术领域
背景技术
[0004] 本文所提供的背景技术描述的目的在于从总体上介绍本公开的背景。当前提及的发明人的工作——以在此背景技术部分中所描述的为限——以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本公开的现有技术。
[0005] 汽油内燃发动机（ICE）通常包括具有催化转化器的排气系统。排气系统还可以包括在催化转化器下游的汽油微粒过滤器（GPF）。GPF过滤器过滤来自从汽油ICE输出的排气的烟尘和微粒。
[0006] 在汽油ICE的操作期间，汽油ICE的GPF中的氧气（O2）水平可能低于氧化GPF中的烟尘所需的水平。此外，GPF所接收到的排气的温度可能在不利于烟尘氧化的温度范围中（例如，在低于预定温度的温度）。因此，在某些操作条件期间，可能不能执行和/或可能不能高效地执行GPF的再生。当GPF中存在大量氧气（O2）但是GPF并非处于足以氧化的温度时，低效再生也可能在燃料切断事件期间发生。燃料切断事件的实例是离合器燃料切断（CFCO）事件和减速燃料切断（DFCO）事件。燃料切断事件可能由于汽缸停用而发生。汽缸停用系统可以在发动机操作期间停用发动机的一个或多个汽缸以节省燃料。
[0007] DFCO是用于多种原因。当车辆的加速器未被致动时（例如，车辆操作者未施压于加速踏板），DFCO可以用来提供减速（动力总成制动）力。在高海拔（山地）区域和/或具有大海拔变化的区域中，DFCO用来提供动力总成制动以避免对车辆的摩擦制动器的损坏。
[0008] DFCO还可以用来防止对催化转化器的损坏。例如，可以校准并固定节气门位置以便对发动机提供最小量的每汽缸空气（APC），由此在下坡行驶时提供车辆减速。由于固定的节气门位置和/或变速器手动下拉（PRNDL）换挡杆（例如，换挡到低速挡，诸如L1或L2），ICE的APC水平可能变得太低并且导致熄火。熄火是指发动机的汽缸中空气/燃料混合物的不完全燃烧。此熄火可能导致燃料进入排气系统并且在排气系统中点火，这增加催化转化器的催化剂的温度。当催化剂的温度超过阈值时，可能发生对催化剂的损害。通过使用DFCO，燃料被禁用，这保护催化剂免受熄火事件损害。
发明内容
[0010] 提供一种系统，并且该系统包括烟尘模块、协调器模块、再生模块以及致动器模块。烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前量，其中微粒过滤器在汽油发动机的下游并且接收来自汽油发动机的排气。协调器模块被配置成产生启用信号、扭矩储备信号以及当量比。再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和启用信号产生再生信号以再生微粒过滤器。致动器模块被配置成基于再生信号、扭矩储备信号和当量比：(i)拖延汽油发动机的火花，以及(ii)增加到微粒过滤器的空气流的量，其中致动器模块被配置成维持微粒过滤器的再生期间的汽油发动机输出的扭矩的量与微粒过滤器的再生之前来自汽油发动机的输出相同。致动器模块还可以(i)改变当量比以增加排出的O2，(ii)启用每燃烧循环的多个燃料喷射，(ii)增加静止的怠速，以及(iv)通过改变进气和/或排气阀正时来改变捕获的燃烧残余物的量。
[0011] 在其他特征中，提供一种系统，并且该系统包括烟尘模块、启用模块、协调器模块、再生模块以及致动器模块。烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前量，其中微粒过滤器在汽油发动机的下游并且接收来自汽油发动机的排气。启用模块被配置成将进入微粒过滤器的排气的温度与预定阈值相比较并且基于该比较产生启用信号。协调器模块被配置成基于该比较产生稀薄化学计量的当量比。再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量产生再生信号以再生微粒过滤器。致动器模块被配置成基于是否产生当量比来在化学计量的空气/燃料比下操作发动机，并且基于再生信号和当量比增加到微粒过滤器的空气流的量。化学计量的空气/燃料比和/或稀薄的化学计量的空气/燃料比下的操作可以基于是否产生当量比和/或协调器模块是否请求扭矩储备。可以请求扭矩储备以增加汽油微粒过滤器的温度。
[0012] 在其他特征中，提供一种系统，并且该系统包括烟尘模块、启用模块、协调器模块、再生模块以及致动器模块。烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前量，其中微粒过滤器在汽油发动机的下游并且接收来自汽油发动机的排气。启用模块被配置成将进入微粒过滤器的排气的温度与预定阈值相比较并且基于该比较产生启用信号。协调器模块被配置成基于该比较基于微粒过滤器的温度产生扭矩储备信号。再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量产生再生信号以再生微粒过滤器。致动器模块被配置成基于(i)再生信号和(ii)扭矩储备信号来拖延汽油发动机的火花。致动器模块也可以被配置成提供稀薄化学计量当量比，由此减少供应到汽油发动机的燃料量并增加汽油微粒过滤器处的氧气量。
[0013] 本发明包括以下方案：
[0014] 1. 一种系统，包括：
[0015] 烟尘模块，所述烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前量，其中所述微粒过滤器在所述汽油发动机的下游并且接收来自所述汽油发动机的排气；
[0016] 协调器模块，所述协调器模块被配置成产生启用信号、扭矩储备信号以及当量比；
[0017] 再生模块，所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和所述启用信号产生再生信号以再生所述微粒过滤器；以及
[0018] 多个致动器模块，所述多个致动器模块被配置成基于所述再生信号、所述扭矩储备信号和所述当量值比：(i)拖延所述汽油发动机的火花，以及(ii)增加到所述微粒过滤器的空气流的量，其中所述多个致动器模块被配置成维持所述微粒过滤器的再生期间的汽油发动机输出的扭矩的量与所述微粒过滤器的再生之前来自所述汽油发动机的输出相同。
[0019] 2. 如方案1所述的系统，其进一步包括状态模块，所述状态模块被配置成基于(a)所述微粒过滤器的温度、(b)所述汽油发动机的转速和(c)横跨所述微粒过滤器的压力差来产生(i)理想烟尘容量值和(ii)流阻值，
[0020] 其中所述烟尘模块被配置成基于所述理想烟尘容量值和所述流阻值来确定烟尘质量的当前量。
[0021] 3. 如方案2所述的系统，其中：
[0022] 所述状态模块被配置成基于大气压力产生流阻值；以及
[0023] 其中所述烟尘模块被配置成基于所述大气压力确定烟尘质量的当前量。
[0024] 4. 如方案1所述的系统，其中：
[0025] 所述烟尘模块被配置成基于烟尘的所述当前量来确定烟尘百分比；以及
[0026] 所述再生模块被配置成基于所述烟尘百分比来产生所述再生信号。
[0027] 5. 如方案4所述的系统，其进一步包括状态模块，所述状态模块被配置成基于(a)所述微粒过滤器的温度、(b)所述汽油发动机的转速和(c)横跨所述微粒过滤器的压力差来产生(i)理想烟尘容量值和(ii)流阻值，
[0028] 其中所述烟尘模块被配置成(i)基于所述理想烟尘容量值和所述流阻值来确定烟尘质量的当前量以及(ii)基于所述理想烟尘容量值确定烟尘百分比。
[0029] 6. 如方案1所述的系统，其中：
[0030] 所述协调器模块被配置成基于多个参数产生启用信号、扭矩储备信号和当量比；以及
[0031] 所述多个参数包括所述汽油发动机的转速、所述微粒过滤器的温度、催化剂的温度、所述汽油发动机的温度以及所述汽油发动机的每汽缸空气的量。
[0032] 7. 如方案1所述的系统，其中：
[0034] 所述多燃料喷射模式包括在所述汽油发动机的燃烧循环期间在所述汽油发动机的汽缸中喷射燃料的多个脉冲。
[0035] 8. 一种系统，包括：
[0036] 烟尘模块，所述烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前量，其中所述微粒过滤器在所述汽油发动机的下游并且接收来自所述汽油发动机的排气；
[0037] 启用模块，所述启用模块被配置成将进入所述微粒过滤器的排气的温度与预定阈值相比较并且基于所述比较产生启用信号；
[0038] 协调器模块，所述协调器模块被配置成基于所述比较产生稀薄化学计量的当量比；
[0039] 再生模块，所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量产生再生信号以再生所述微粒过滤器；以及
[0040] 多个致动器模块，所述多个致动器模块被配置成：
[0041] 基于是否产生所述当量比来在化学计量的空气/燃料比下操作所述发动机，以及[0042] 基于所述再生信号和所述当量比，增加到所述微粒过滤器的空气流的量。
[0043] 9. 如方案8所述的系统，其中：
[0044] 所述协调器模块被配置成产生第二启用信号和扭矩储备信号；
[0045] 所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和所述第二启用信号，产生再生信号以再生所述微粒过滤器；以及
[0046] 基于所述再生信号和所述当量比，(i)拖延所述汽油发动机的火花，以及(ii)增加到所述微粒过滤器的空气流的所述量。
[0047] 10. 如方案9所述的系统，其进一步包括阈值模块，所述阈值模块被配置成将所述微粒过滤器的温度与第二预定阈值相比较，
[0048] 其中所述协调器模块被配置成基于所述微粒过滤器的所述温度与所述第二预定阈值的比较来产生扭矩储备信号。
[0049] 11. 如方案8所述的系统，其中所述协调器模块被配置成如果所述微粒过滤器的所述温度大于预定阈值则产生所述当量比。
[0050] 12. 如方案11所述的系统，其中所述协调器模块被配置成如果所述微粒过滤器的温度小于或等于预定阈值则抑制产生所述当量比。
[0051] 13. 如方案8所述的系统，其进一步包括：
[0052] 火花正时模块，所述火花正时模块被配置成基于所述汽油发动机的转速和所述汽油发动机的每汽缸空气的量来确定火花角度；
[0053] 扭矩确定模块，所述扭矩确定模块被配置成基于所述火花角度确定扭矩量；以及[0054] 扭矩储备模块，所述扭矩储备模块被配置成基于所述扭矩量确定扭矩储备，[0055] 其中所述协调器模块被配置成产生扭矩储备信号以指示所述扭矩储备，以及[0056] 其中所述多个致动器模块被配置成基于所述扭矩储备信号来稀燃地操作所述汽油发动机。
[0057] 14. 如方案13所述的系统，其进一步包括非受管理扭矩模块，所述非受管理扭矩模块被配置成确定非受管理扭矩值，其中：
[0058] 所述扭矩储备模块被配置成基于所述非受管理扭矩确定所述扭矩储备。
[0059] 15. 一种系统，包括：
[0060] 烟尘模块，所述烟尘模块被配置成确定汽油发动机的微粒过滤器中的烟尘质量的当前量，其中所述微粒过滤器在所述汽油发动机的下游并且接收来自所述汽油发动机的排气；
[0061] 启用模块，所述启用模块被配置成将进入所述微粒过滤器的排气的温度与预定阈值相比较并且基于所述比较产生启用信号；
[0062] 协调器模块，所述协调器模块被配置成基于所述比较基于所述微粒过滤器的温度产生扭矩储备信号；
[0063] 再生模块，所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量产生再生信号以再生所述微粒过滤器；以及
[0064] 多个致动器模块，所述多个致动器模块被配置成基于(i)所述再生信号和(ii)所述扭矩储备信号来拖延所述汽油发动机的火花。
[0065] 16. 如方案15所述的系统，其中：
[0066] 所述协调器模块被配置成产生第二启用信号和当量比；
[0067] 所述再生模块被配置成基于烟尘质量的当前量和所述第二启用信号，产生再生信号以再生所述微粒过滤器；以及
[0068] 所述多个致动器模块被配置成基于所述当量比增加到所述微粒过滤器的空气流的量。
[0069] 17. 如方案16所述的系统，其进一步包括阈值模块，所述阈值模块被配置成将所述微粒过滤器的温度与第二预定阈值相比较，
[0070] 其中所述协调器模块被配置成基于所述微粒过滤器的温度与所述第二预定阈值的比较来产生当量比。
[0071] 18. 如方案15所述的系统，其中所述协调器模块被配置成(i)如果所述微粒过滤器的温度小于预定阈值则产生所述扭矩储备信号，以及(ii)如果所述微粒过滤器的温度大于或等于所述预定阈值则抑制产生所述扭矩储备信号。
[0072] 19. 如方案15所述的系统，其进一步包括：
[0073] 火花正时模块，所述火花正时模块被配置成基于所述汽油发动机的转速和所述汽油发动机的每汽缸空气的量来确定火花角度；
[0074] 扭矩确定模块，所述扭矩确定模块被配置成基于所述火花角度确定扭矩量；以及[0075] 扭矩储备模块，所述扭矩储备模块被配置成基于所述扭矩量确定扭矩储备，[0076] 其中所述协调器模块被配置成产生扭矩储备信号以指示所述扭矩储备。
[0077] 20. 如方案19所述的系统，其进一步包括非受管理扭矩模块，所述非受管理扭矩模块被配置成确定非受管理扭矩值，其中：
[0078] 所述扭矩储备模块被配置成基于所述非受管理扭矩确定所述扭矩储备。
[0080] 本公开将从详细描述和附图变得更完整理解，其中：
[0081] 图1是并入根据本公开的GPF模块的动力总成系统的功能方框图；
[0082] 图2是并入包括根据本公开的原理的GPF模块的发动机控制模块的控制系统的功能方框图；
[0083] 图3是根据本公开的原理的GPF模块的功能方框图；
[0084] 图4是根据本公开的原理的GPF模块的协调器模块的功能方框图；
[0085] 图5示出根据本公开的原理的再生方法；
[0086] 图6示出根据本公开的原理的当量比方法；以及
[0087] 图7示出根据本公开的原理的扭矩储备方法。
[0088] 图中，可以重复使用参考数字以指示类似和/或相同元件。
具体实施方式
[0089] 以下提供用于使汽油发动机的微粒过滤器再生的实例。实例包括将微粒过滤器的温度增加并保持在预定阈值以上并且增加到微粒过滤器的空气流以促进并高效地再生微粒过滤器。实例进一步包括基于微粒过滤器的温度来启用和禁用扭矩储备请求，以促进微粒过滤器的再生并最小化再生时间。
[0090] 图1示出包括发动机系统12和变速器系统14的动力总成系统10，该变速器系统可以包括扭矩转换器离合器15。发动机系统12包括发动机16和具有GPF模块20的发动机控制模块（ECM）17。变速器系统14包括变速器控制模块（TCM）21。变速器系统14可以包括例如自动变速器、半自动变速器、双离合器变速器等（下文变速器17）。GPF模块20控制发动机16的排气系统24中的GPF 22的再生。下文相对于图2至7进一步描述GPF模块20的操作。
[0091] 动力总成系统10包括发动机16，发动机基于来自驾驶者输入模块104的驾驶者输入来燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动扭矩。空气通过节气门阀112吸入到进气歧管110中。ECM 17控制调节节气门阀112的开度以控制吸入到进气歧管110中的空气量的节气门致动器模块116。当进气歧管110内的压力小于（即，是较大真空）制动升压器106内的压力时，制动升压器106从进气歧管110抽吸真空。制动升压器106帮助车辆用户实施车辆的制动。
[0092] 来自进气歧管110的空气被吸入到发动机16的汽缸（展示一个）中。ECM 17可以指示汽缸致动器模块120选择性地停用一些汽缸，这在某些发动机操作条件下可以提高燃料经济性。发动机16可以使用四冲程汽缸循环来操作。以下描述的四冲程被称为为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程以及排气冲程。在曲轴（未示出）的每次旋转过程中，四个冲程中的两个在汽缸118内发生。
[0093] 在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气阀122吸入到汽缸118中。ECM 17控制调节燃料喷射以实现所需空气/燃料比的燃料致动器模块124。燃料可以在中心位置或者在多个位置（诸如靠近每个汽缸的进气阀122）喷射到进气歧管110中。在各个实施（未示出）中，燃料可以直接喷射到汽缸中或者喷射到与汽缸相关的混合腔室中。燃料致动器模块124可以暂停对被停用的汽缸的燃料喷射。
[0094] 在汽缸118中，喷射的燃料与空气混合并且产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞（未示出）压缩空气/燃料混合物。基于来自ECM 17的信号，火花致动器模块126激励汽缸118中的火花塞128，其点燃空气/燃料混合物。火花的正时可以相对于活塞位于其最顶部位置（称为上止点（TDC））的时间来指定。
[0095] 火花致动器模块126可以由指定在TDC之前或之后多久产生火花的正时信号来控制。因为活塞位置与曲轴旋转直接有关，所以火花致动器模块126的操作可以与曲轴角同步。在各个实施中，火花致动器模块126可以暂停对被停用的汽缸的火花提供。
[0096] 在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动曲轴。在排气冲程期间，活塞开始从上止点（BDC）向上移动，并且通过排气阀130排出燃烧副产物。燃烧副产物通过排气系统24从车辆排出。
[0097] 排气系统24包括催化剂136和GPF 22。催化剂136接收由发动机16输出的排气并且与排气的各种成分反应。仅举例而言，催化剂可以包括三元催化剂（TWC）、催化转化器或另一种适合的排气催化剂。GPF 22可以在催化剂136的下游并且过滤来自从催化剂接收到的排气的烟尘。
[0098] 进气阀122可以由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可以由排气凸轮轴142控制。汽缸致动器模块120可以通过禁用进气阀122和/或排气阀130的打开来停用汽缸118。在各个其他实施中，进气阀122和/或排气阀130可以由除凸轮轴以外的设备（诸如电磁致动器）控制。
[0099] 进气阀122和排气阀130打开的时间可以通过进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150相对于活塞TDC来改变。相位器致动器模块158可以基于来自ECM 17的信号来控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。
[0100] 动力总成系统10可以包括升压设备，该升压设备对进气歧管110提供增压空气。例如，图1示出涡轮增压器，该涡轮增压器包括由流过排气系统24的热排气供以动力的热涡轮160-1。涡轮增压器还包括由涡轮160-1驱动的冷空气压缩机160-2，该压缩机160-2压缩引入节气门阀112中的空气。在各个实施中，由曲轴驱动的增压器（未示出）可以压缩来自节气门阀112的空气并且将压缩的空气传递到进气歧管110。
[0101] 废气门162可以允许排气绕开涡轮160-1，由此减少由涡轮增压器的升压（进气空气压缩的量）。ECM 17可以通过升压致动器模块164来控制涡轮增压器。升压致动器模块164可以通过控制废气门162的位置来调节涡轮增压器的升压。
[0102] 动力总成系统10可以包括选择性地将排气重新引导回进气歧管110的排气再循环（EGR）阀170。EGR阀170可以位于涡轮增压器的涡轮160-1的上游。EGR阀170可以由EGR致动器模块172控制。
[0103] 动力总成系统10可以使用RPM传感器178测量曲轴的转速（即，发动机转速），以每分钟转数（RPM）为单位。发动机油的温度可以使用油温（OT）传感器180来测量。发动机冷却液的温度可以使用发动机冷却液温度（ECT）传感器182来测量。ECT传感器182可以位于发动机16内或者在冷却液循环的其他位置，诸如散热器（未示出）处。发动机的温度可以被指示为TENG。发动机的温度TENG可以等于发动机油温和/或发动机冷却液温度或者基于发动机油温和/或发动机冷却液温度来确定。
[0104] 进气歧管110内的压力可以使用歧管绝对压力（MAP）传感器184来测量。流入到进气歧管110中的空气的质量流率可以使用空气质量流量（MAF）传感器186来测量。在各个实施中，MAF传感器186可以位于壳体（也包括节气门阀112）中。
[0105] 节气门致动器模块116可以使用一个或多个节气门位置传感器（TPS）190来监控节气门阀112的位置。吸入到发动机16中的空气的周围温度可以使用进气温度（IAT）传感器192来测量。ECM 17可以使用来自传感器中的一个或多个的信号来做出关于动力总成系统
10的控制决定。
10的控制决定。
[0106] ECM 17可以与TCM 21通信以协调变速器（未示出）中的换挡（并且更具体来说传动比）。例如，ECM 17可以在换挡期间减少发动机扭矩。ECM 17可以与混合控制模块196通信以协调发动机16和电动机198的操作（即，扭矩输出产生）。
[0107] 电动机198也可以用作发电机，并且可以用来产生电能以供车辆电气系统使用和/或以供存储在能量储存设备（例如，电池）中。电能的产生可以称为再生制动。电动机198可以在发动机16上应用制动（即，负）扭矩以执行再生制动并产生电能。动力总成系统10还可以包括一个或多个额外的电动机。在各个实施中，ECM 114、TCM 21以及混合控制模块196的各种功能可以集成到一个或多个模块中。
[0108] 改变发动机参数的每个系统都可以称为发动机致动器。每个发动机致动器接收相关的致动器值。例如，节气门致动器模块116可以称为发动机致动器并且节气门开口面积可以称为相关的致动器值。在图1的实例中，节气门致动器模块116通过调整节气门阀112的叶片的角度实现节气门开口面积。
[0109] 类似地，火花致动器模块126可以称为发动机致动器，而相关的致动器值可以是相对于汽缸TDC的火花提前量。其他致动器可以包括汽缸致动器模块120、燃料致动器模块124、相位器致动器模块158、升压致动器模块164以及EGR致动器模块172。对于这些发动机致动器而言，相关的致动器值可以指示：启动的汽缸数量；加燃料速率；进气和排气凸轮相位器角度；升压压力；以及EGR阀开口面积。ECM 17可以控制致动器值以使得发动机16产生所需发动机输出扭矩。
[0110] 动力总成系统10可以进一步包括与发动机16啮合和/或在发动机16上提供负载的一个或多个设备和/或配件199。所述设备和/或配件可以包括空调系统、压缩机和/或离合器、交流发电机、发电机、冷却风扇等。ECM 17可以控制设备和/或配件199的操作。
[0111] 发动机系统12可以进一步包括在排气系统12上的任何数量的温度和/或压力传感器以用于检测排气的温度和/或压力、催化剂136的温度、GPF 24的温度和/或催化剂136和/或GPF 24内部和外部的压力。温度传感器193被展示用于检测GPF 24的温度TGPF。压力传感器195、197被展示用于检测GPF 24的入口压力P1和出口压力P2。
[0112] 图2示出包括ECM 17（或其一部分）的控制系统200。ECM 17包括GPF模块20，下文更详细描述该模块。例如，参见标题为GPF再生的部分和随后的描述。ECM 17还包括驾驶者扭矩模块202，该模块基于来自驾驶者输入模块104的驾驶者输入来确定驾驶者扭矩请求。驾驶者输入可以基于加速踏板的位置和/或基于巡航控制输入。
[0113] 车轴扭矩仲裁模块204在来自驾驶者扭矩模块202的驾驶者扭矩请求与其他车轴扭矩请求之间进行仲裁。扭矩请求可以包括绝对扭矩请求以及相对扭矩请求和斜变请求。仅举例而言，斜变请求可以包括对下降至最小发动机关闭扭矩的斜变扭矩或者对从最小发动机关闭扭矩上升的斜变扭矩的请求。相对扭矩请求可以包括暂时或持续的扭矩减少或增加。每个扭矩请求可以包括指示产生该扭矩请求的系统或模块（即，请求者）的数据。
[0114] 车轴扭矩请求可以包括在检测到正车轮滑移时由牵引控制系统请求的扭矩减少。当车轴扭矩克服车轮与路面之间的摩擦时发生正车轮滑移，并且车轮开始对抗路面沿向前方向滑移。车轴扭矩请求还可以包括抵消负车轮滑移的扭矩增加请求，其中因为车轴扭矩为负而使得车辆的轮胎相对于路面沿相反的方向滑移。
[0115] 车轴扭矩请求还可以包括制动管理请求和车辆超速扭矩请求。制动管理请求可以减少发动机输出扭矩以确保发动机输出扭矩不会超出当车辆停止时保持住车辆的制动能力。车辆超速扭矩请求可以减少发动机输出扭矩以防止车辆超出预定速度。车轴扭矩请求还可以由车辆稳定性控制系统产生。
[0116] 车轴扭矩仲裁模块204基于接收到的扭矩请求之间的仲裁结果输出预测扭矩请求和中间扭矩请求。如以下所描述，来自车轴扭矩仲裁模块204的预测扭矩请求和中间扭矩请求可以在用于控制发动机16的致动器之前选择性地由其他模块来调整。
[0117] 一般而言，中间扭矩请求是当前所需的发动机输出扭矩的量，而预测扭矩请求是忽然可能需要的发动机输出扭矩的量。因此，ECM 17控制发动机系统16产生等于中间扭矩请求的发动机输出扭矩。然而，致动器值的不同组合可以产生相同的发动机输出扭矩。因此，ECM 17可以控制致动器值以使得快速过渡到预测扭矩请求，同时仍将发动机输出扭矩维持在中间扭矩请求。
[0118] 在各个实施中，预测扭矩请求可以基于驾驶者扭矩请求。诸如当驾驶者扭矩请求导致冰面上的正车轮滑移时，中间扭矩请求可以小于预测扭矩请求。在此状况下，牵引控制系统（未示出）可以通过中间扭矩请求请求减少，并且ECM 17将发动机16产生的扭矩减少至中间扭矩请求。然而，一旦正车轮滑移停止则ECM 17控制发动机致动器，以使得发动机16可以迅速地恢复产生预测扭矩请求。
[0119] 一般而言，中间扭矩请求与预测扭矩请求之间的差异可以称为扭矩储备。扭矩储备代表发动机16可以开始以最小延迟产生的大于中间扭矩请求的扭矩的量。快发动机致动器用来增加或减少发动机输出扭矩。如下文更详细描述，快发动机致动器是相对于慢发动机致动器而言基于其产生发动机输出扭矩的响应的能力来定义。
[0120] 在各个实施中，快发动机致动器能够在一个范围内改变发动机输出扭矩，其中该范围由慢发动机致动器建立。在这些实施中，范围的上限是预测扭矩请求，而范围的下限由快发动机致动器的扭矩能力限制。
[0121] 一般而言，快发动机致动器可以比慢发动机致动器更迅速地改变发动机输出扭矩。慢发动机致动器可以比快致动器更慢地响应以改变其相应的致动器值。例如，慢发动机致动器可以包括需要时间来响应于相关致动器值的改变而从一个位置移动到另一个位置的机械部件。
[0122] 慢发动机致动器的特征还可以在于一旦慢发动机致动器开始实施改变后的致动器值则其使得发动机输出扭矩开始改变所花费的时间量。通常，此时间量对于慢发动机致动器而言将比对于快发动机致动器而言长。此外，即使在发动机输出扭矩开始改变之后，发动机输出扭矩也可能花费较长时间来达到由于改变后的致动器值而预期的发动机输出扭矩。
[0123] 仅举例而言，如果快发动机致动器被设置为适当的值，则ECM 17可以将用于慢发动机致动器的致动器值设置为将使得发动机16能够产生预测扭矩请求的值。同时，在给定慢致动器值的情况下，ECM 17可以将用于快发动机致动器的致动器值设置为使得发动机16产生中间扭矩请求而非预测扭矩请求的值。
[0124] 因此，快致动器值使得发动机16产生中间扭矩请求。当ECM 17决定将发动机输出扭矩从中间扭矩请求转变为预测扭矩请求时，ECM 17将与一个或多个快发动机致动器相关的致动器值改变为对应于预测扭矩请求的值。因为已经基于预测扭矩请求设置与慢发动机致动器相关的致动器值，所以发动机16能够仅在由于快发动机致动器引起的延迟之后产生预测扭矩请求。换言之，避免了否则将会由于使用慢发动机致动器改变发动机输出扭矩而产生的较长延迟。
[0125] 仅举例而言，当预测扭矩请求等于驾驶者扭矩请求时，在中间扭矩请求由于暂时扭矩减少请求而小于驾驶扭矩请求时可以产生扭矩储备。替代地，扭矩储备可以通过将预测扭矩请求增加到驾驶者扭矩请求以上同时将中间扭矩请求维持在驾驶者扭矩请求来产生。
[0126] 所产生的扭矩储备可以用来补偿所需的发动机输出扭矩的突然增加。仅举例而言，来自空调或动力转向泵的突加负荷可以通过增加中间扭矩请求来补偿。如果中间扭矩请求的增加小于扭矩储备，则可以通过使用快发动机致动器快速地产生增加。随后，也可以增加预测扭矩请求以重新建立先前扭矩储备。
[0127] 作为另一个实例，扭矩储备可以用来减少慢致动器值的波动。由于其相对慢的速度，使得改变慢致动器值可能产生控制不稳定性。此外，慢发动机致动器可能包括机械零件，这些机械零件可以吸取更多动力和/或在频繁移动时更快地磨损。
[0128] 产生足够的扭矩储备允许通过经由中间扭矩请求改变快发动机致动器同时维持慢发动机致动器的值来进行所需扭矩的改变。仅举例而言，为了维持给定的怠速，中间扭矩请求可以在一个范围内改变。如果预测扭矩请求被设置为高于此范围的水平，则可以在无需调整慢发动机致动器的情况下使用快发动机致动器来进行维持怠速的中间扭矩请求的变化。
[0129] 在接收新的致动器值之后，火花致动器模块126可以能够改变用于随后点火事件的火花正时。当用于点火事件的火花正时（也称为火花提前）被设置为校准值时，在点火事件之后立即在燃烧冲程中产生最大扭矩。然而，偏离校准值的火花提前可能减少在燃烧冲程中产生的扭矩量。因此，火花致动器模块126可以能够在一发生下一个点火事件时就通过改变火花正时来改变发动机输出扭矩。仅举例而言，对应于不同发动机操作条件的火花正时表可以在车辆设计的校准阶段期间确定，并且校准值是基于当前发动机操作条件从该表中进行选择。
[0130] 通过对比，节气门开口面积的改变花费较长时间来影响发动机输出扭矩。节气门致动器模块116通过调整节气门阀112的叶片的角度来改变节气门开口面积。因此，一旦接收到新的致动器值，则由于节气门阀112基于新的致动器值从其先前位置移动到新位置而存在机械延迟。此外，基于节气门阀开口的空气流改变在进气歧管110中经历空气输送延迟。此外，进入进气歧管110中的增加的空气流直到汽缸118在下一个进气冲程中接收额外空气、压缩额外空气并且开始燃烧冲程才被实现为发动机输出扭矩的增加。
[0131] 在实例中使用节气门开口面积和火花正时，扭矩储备可以通过将节气门开口面积设置为将会允许发动机16产生预测扭矩请求的值来产生。同时，火花正时可以基于中间扭矩请求来设置，该中间扭矩请求小于预测扭矩请求。尽管节气门开口面积产生足够发动机16产生预测扭矩请求的空气流，但是火花正时基于中间扭矩请求而受到拖延（这减少发动机的输出扭矩）。因此，发动机输出扭矩将等于中间扭矩请求。
[0132] 当需要额外扭矩时，诸如当空调压缩机被啮合时，或者当牵引控制确定车轮滑移已经结束时，火花正时可以基于预测扭矩请求来设置。通过随后的点火事件，火花致动器模块126可以将火花正时返回到允许发动机16产生最大发动机输出扭矩的校准值。因此，发动机输出扭矩可以被快速增加到预测扭矩请求，而不会经历由于改变节气门开口面积引起的延迟。
[0133] 车轴扭矩仲裁模块204可以将预测扭矩请求和中间扭矩请求输出到推进扭矩仲裁模块206。取决于混合动力车辆的类型，车轴扭矩仲裁模块204可以将预测扭矩请求和中间扭矩请求输出到混合控制模块196。
[0134] 推进扭矩仲裁模块206接收到的预测和中间扭矩请求从车轴扭矩域（车轮上的扭矩）转换为推进扭矩域（曲轴上的扭矩）。在一些实施中，预测和中间扭矩请求可以在提供到推进扭矩仲裁模块206之前被转换为推进扭矩域。在一些实施中，推进扭矩域中的预测和中间扭矩请求可以提供给混合控制模块196。混合控制模块196可以基于扭矩请求中的一个或多个来控制电动机198，并且可以将修改后的预测和中间扭矩请求提供给推进扭矩仲裁模块206。
[0135] 推进扭矩仲裁模块206在推进扭矩请求（包括转换后的预测和中间扭矩请求）之间进行仲裁。推进扭矩仲裁模块206基于该仲裁产生仲裁的预测扭矩请求和仲裁的中间扭矩请求。仲裁的扭矩请求可以通过从接收到的请求中选择获胜的请求来产生。替代地或额外地，仲裁的扭矩请求可以通过基于接收到的请求中的另一个或多个来修改接收到的请求中的一个来产生。
[0136] 其他推进扭矩请求可以包括用于发动机超速保护的扭矩减少、用于停转防止的扭矩增加以及由变速器控制模块194请求以适应换挡的扭矩减少。其他推进扭矩请求还可以包括在检测到致命故障时开始的发动机关闭请求。仅举例而言，致命故障可以包括车辆盗窃、卡住起动器电机、电子节气门控制问题以及非预期的扭矩增加的检测。在各个实施中，当存在发动机关闭请求时，仲裁选择发动机关闭请求作为获胜的请求。当存在发动机关闭请求时，推进扭矩仲裁模块206可以输出零作为仲裁的扭矩。
[0137] 在各个实施中，发动机关闭请求可以与仲裁过程分开地仅关闭发动机16。推进扭矩仲裁模块206仍可以接收发动机关闭请求，这样使得例如适当的数据可以被反馈到其他扭矩请求者。例如，所有其他请求者可以被通知他们已输掉仲裁。
[0138] 储备/负载模块220从推进扭矩仲裁模块206接收仲裁的预测扭矩请求和中间扭矩请求。储备/负载模块220可以调整仲裁的预测和中间扭矩请求来创建扭矩储备和/或补偿一个或多个负载。储备/负载模块220随后将调整后的预测和中间扭矩请求输出到致动模块224。
[0139] 致动模块224从储备/负载模块220接收预测和中间扭矩请求。致动模块224确定将如何实现预测和中间扭矩请求。致动模块224可以是发动机类型专有的。例如，致动模块224可以不同地实施或者对于火花点火发动机相对压缩点火发动机使用不同的控制方案。
[0140] 在各个实施中，致动模块224可以定义所有发动机类型共用的模块与发动机类型专有的模块之间的界线。例如，发动机类型可以包括火花点火和压缩点火。致动模块224之前的模块（诸如推进扭矩仲裁模块206）可以是发动机类型共用的，而致动模块224和随后的模块可以是发动机类型专有的。
[0141] 例如，在火花点火发动机中，由于慢发动机致动器允许大范围的扭矩控制，所以致动模块224可以改变节气门阀112的开度。致动模块224可以使用汽缸致动器模块120来禁用汽缸，这样也提供大范围的扭矩控制但是还可能慢并且可能涉及驾驶性能和排放问题。致动模块224可以使用火花正时作为快发动机致动器。然而，火花正时不可以提供同样大范围的扭矩控制。此外，火花正时的改变可能产生的扭矩控制的量（称为火花储备能力）可以随着一个或多个空气流条件改变而变化。
[0142] 在各个实施中，致动模块224可以基于预测扭矩请求产生空气扭矩请求。空气扭矩请求可以等于预测扭矩请求，由此控制发动机空气流致动器以使得可以通过调整与快发动机致动器相关的一个或多个致动器值来快速地实现调整后的预测扭矩请求。
[0143] 空气控制模块228可以基于空气扭矩请求来确定用于发动机空气流致动器的所需致动器值。例如，空气控制模块228可以确定所需歧管绝对压力（MAP）、所需节气门面积和/或所需每汽缸空气（APC）。所需MAP可以用来确定所需升压，并且所需APC可以用来确定所需凸轮相位器位置。在各个实施中，空气控制模块228还可以确定EGR阀179的所需开度以及其他发动机空气流参数。
[0144] 致动模块224还可以产生火花扭矩请求、汽缸关闭扭矩请求和燃料质量扭矩请求。仅举例而言，致动模块224可以基于中间扭矩请求产生火花扭矩请求、汽缸关闭扭矩请求和/或燃料质量扭矩请求。
[0145] 致动模块224可以基于请求者产生这些请求中的一个或多个。作为一个实例，当燃料切断控制模块225产生用于禁用对发动机16的燃料提供的中间扭矩请求时，致动模块224可以基于请求者产生这些扭矩请求中的一个。下文进一步论述燃料切断控制模块225。
[0146] 火花扭矩请求可以由火花控制模块232用来确定从校准的火花提前将火花正时拖延多久（这减少发动机输出扭矩）。汽缸关闭扭矩请求可以由汽缸控制模块236用来确定停用多少个汽缸。汽缸控制模块236可以指示汽缸致动器模块120停用发动机16的一个或多个汽缸。在各个实施中，可以共同地停用预定组的汽缸。
[0147] 汽缸控制模块236还可以指示燃料控制模块240以停止为停用汽缸提供燃料并且可以指示火花控制模块232以停止为停用汽缸提供火花。在各个实施中，火花控制模块232仅在汽缸中已经存在的任何燃料/空气混合物已燃尽的情况下停止用于汽缸的火花。
[0148] 在各个实施中，汽缸致动器模块120可以包括液压系统，该液压系统选择性地将进气阀和/或排气阀从用于一个或多个汽缸的对应凸轮轴分开，以停用那些汽缸。仅举例而言，用于一半汽缸的阀作为一个组由汽缸致动器模块120液压地联接或分开。在各个实施中，汽缸可以仅通过暂停对那些汽缸的燃料提供被停用，而无需停止进气阀和排气阀的打开和关闭。在这些实施中，可以省略汽缸致动器模块120。
[0149] 燃料控制模块240可以基于来自致动模块224的燃料质量扭矩请求来改变提供给每个汽缸的燃料量。在火花点火发动机的正常操作期间，燃料控制模块240可以试图维持化学计量的空气/燃料比。因此，燃料控制模块240可以确定在与当前APC组合时将会产生化学计量的燃烧的燃料质量。燃料控制模块240可以指示燃料致动器模块124对于每个启动的汽缸喷射此燃料质量。
[0150] 基于燃料质量扭矩请求，燃料控制模块240可以相对于化学计量调整空气/燃料比，以增加或减少发动机输出扭矩。燃料控制模块240随后可以确定实现所需空气/燃料比的用于每个汽缸的燃料质量。在柴油机系统中，燃料质量可以是用于控制发动机输出扭矩的主要致动器。在燃料切断期间，致动模块224可以产生燃料质量扭矩请求，从而使得燃料控制模块240禁用对发动机16的燃料提供。
[0151] 扭矩估计模块244可以估计发动机16的扭矩输出。此估计的扭矩可以由空气控制模块228用来执行发动机空气流参数（诸如节气门面积、MAF、MAP、APC和相位器位置）的闭环控制。仅举例而言，扭矩可以被确定为以下内容的函数：每汽缸空气（APC）的质量；火花提前（S）；进气凸轮相位器位置（I）；排气凸轮相位器位置（E）；空气/燃料比（AF）；油温（OT）；以及启动的汽缸的数量（#）。也可以考虑额外的变量，诸如排气再循环（EGR）阀的开口程度。
[0152] 此关系可以由方程建模和/或可以存储作为查找表。扭矩估计模块244可以基于MAF和RPM确定APC，由此允许基于当前发动机空气流条件进行发动机空气流参数控制的闭环控制。所使用的进气和排气凸轮相位器位置可以基于实际位置，因为相位器可能正在朝向所需位置行进。
[0153] 扭矩估计模块244可以使用实际火花提前来估计发动机输出扭矩。当使用校准的火花提前值来估计发动机输出扭矩时，估计出的扭矩可以称为估计的空气扭矩或仅称为空气扭矩。空气扭矩是如果去除火花拖延（即，火花正时被设置为校准的火花提前值）并且所有汽缸被供应燃料则发动机16在当前空气流条件下可能产生多少扭矩的估计。
[0154] 空气控制模块228可以将所需面积信号输出到节气门致动器模块116。节气门致动器模块116随后调节节气门阀112以产生所需节气门面积。空气控制模块228可以基于逆扭矩模型和空气扭矩请求来产生所需面积信号。空气控制模块228可以使用估计的空气扭矩和/或MAF信号，以执行发动机空气流致动器的闭环控制。例如，可以控制所需面积信号以最小化估计的空气扭矩与空气扭矩请求之间的差异。
[0155] 空气控制模块228可以将所需MAP信号输出到升压排程模块248。升压排程模块248可以使用所需MAP信号来控制升压致动器模块164。升压致动器模块164随后控制一个或多个涡轮增压器（例如，包括涡轮160-1和压缩机160-2的涡轮增压器）和/或增压器。所需MAP还可以由节气门致动器模块116用于控制节气门阀112。
[0156] 空气控制模块228还可以将所需每汽缸空气（APC）信号输出到相位器排程模块252。基于所需APC信号和RPM信号，相位器排程模块252可以使用相位器致动器模块158控制进气凸轮相位器148和/或排气凸轮相位器150的位置。
[0157] 返回参照火花控制模块232，校准的火花提前值可以基于各种发动机操作条件而变化。仅举例而言，可以反转扭矩关系以解决所需的火花提前。对于给定的扭矩请求（Tdes），所需火花提前（Sdes）可以被确定为参数Tdes、APC、I、E、AF、OT以及#的函数。此关系可以实施为方程和/或查找表。空气/燃料比（AF）可以是实际空气/燃料比，如由燃料控制模块240所报告的。
[0158] 当火花提前被设置为校准的火花提前时，所得的扭矩可以尽可能接近平均最佳扭矩（MBT）。MBT是指在使用比预定辛烷值大的辛烷值的燃料并且使用化学计量加燃料时，由于火花提前增加而对于给定发动机空气流条件可实现的最大发动机输出扭矩。MBT发生的火花提前称为MBT火花正时。校准的火花提前可能由于例如燃料质量（诸如当使用较低辛烷燃料时）和环境因素而与MBT火花正时稍微不同。因此，使用校准的火花提前产生的发动机输出扭矩可能小于MBT。
[0159] 燃料切断控制模块225选择性地产生用于燃料切断（FCO）事件的推进扭矩请求。仅举例而言，燃料切断控制模块225可以产生推进扭矩请求以开始并控制离合器燃料切断（CFCO）事件和减速燃料切断（DFCO）事件的执行。燃料切断控制模块225还可以产生用于其他类型的FCO事件的推进扭矩请求。
[0160] 燃料切断控制模块225可以产生FCO预测扭矩请求和FCO中间扭矩请求。在接收到时，在仲裁获胜时，推进扭矩仲裁模块206可以从燃料切断控制模块225选择FCO扭矩请求。以此方式，在FCO事件期间基于FCO扭矩请求来控制发动机致动器。
[0161] 在一些混合动力车辆中，燃料切断控制模块225可以从混合控制模块196接收混合中间扭矩请求。燃料切断控制模块225可以基于混合中间扭矩请求来产生FCO中间扭矩请求。在其他混合动力车辆中，混合控制模块196可以将混合中间扭矩请求直接提供给推进扭矩仲裁模块206。在这些实施中，在仲裁获胜时，推进扭矩仲裁模块206可以从燃料切断控制模块225选择预测扭矩请求并且从混合控制模块196接收混合中间扭矩请求。随后，基于这些扭矩请求来控制发动机致动器。
[0162] 图3中所示的发动机能力模块274可以确定发动机16的一个或多个扭矩能力。仅举例而言，发动机能力模块274可以确定最大关闭扭矩能力和最小关闭扭矩能力。发动机能力模块274还可以确定一个或多个其他发动机扭矩能力。
[0163] 最大关闭扭矩能力可以对应于在DFCO期间在禁用燃料提供并且发动机空气流致动器被调整以最小化泵送损失的情况下可实现的最大发动机输出扭矩。换言之，在DFCO期间，基于最大关闭扭矩能力控制发动机空气流致动器可以实现泵送损失的最大减少。
[0164] 最小关闭扭矩能力可以对应于在DFCO期间在禁用燃料提供并且发动机致动器被调整以最大化泵送损失的情况下可实现的最小发动机输出扭矩。换言之，基于最小关闭扭矩能力控制发动机空气流致动器可以提供在DFCO期间维持的泵送损失的零减少。在一些实施中，可以将最小关闭扭矩能力和最大关闭扭矩能力提供给混合控制模块196。
[0165] 发动机能力模块274可以基于RPM、滑动摩擦和将制动（即，负）就施加给发动机16的配件负载来确定最大关闭扭矩能力和最小关闭扭矩能力。滑动摩擦可以基于油温来确定。配件负载可以由例如动力转向泵、空调（A/C）压缩机和/或其他适合的负载来施加。
[0166] 最小关闭扭矩能力可以进一步基于用于燃烧的最小APC来确定，并且最大关闭扭矩能力可以进一步基于所需MAP或所需APC来确定。燃料切断控制模块225可以在DFCO期间提供所需MAP和/或所需APC。燃料切断控制模块225可以在DFCO期间确定所需MAP和所需APC以实现泵送损失减少。换言之，燃料切断控制模块225可以确定所需MAP和所需APC以实现DFCO泵送损失减少（DPLR）。
[0167] 在将执行DPLR时，燃料切断控制模块225将DPLR信号提供给相位器排程模块252。在DPLR期间，相位器排程模块252可以控制进气阀122和排气阀130的阀正时以最小化阀开启重叠。阀开启重叠可以描述进气阀122和排气阀130打开的周期。最小化阀开启重叠且由此最小化泵送损失的进气和排气凸轮相位器角度可以被预先确定并且可以基于操作条件来选择。当未接收到DPLR信号时，相位器排程模块252可以基于空气扭矩请求来调整进气阀
122和排气阀130的正时。仅举例而言，在DFCO期间，当未接收到DPLR信号时，相位器排程模块可以消除阀开启重叠。
122和排气阀130的正时。仅举例而言，在DFCO期间，当未接收到DPLR信号时，相位器排程模块可以消除阀开启重叠。
[0168] GPF再生
[0169] GPF模块产生再现信号REGEN、扭矩储备请求信号TR REQ、当量比请求信号EQR REQ、扭矩能力请求信号TC REQ、任务图表（或模式）信号MP、双脉冲加燃料（DPF）信号以及凸轮轴相位器信号CAM PHAS。这些信号被提供给如图2中所示的发动机控制模块17的模块。再生信号REGEN指示是否再生GPF 22并且被提供给模块210、220、224、228、232、240、244、252。作为一个实例，如果再生信号REGEN是高或“1”，则再生GPF 22。如果再生信号REGEN是低或“0”，则不再生GPF 22。
[0170] 扭矩储备请求信号TR REQ指示所请求的扭矩储备并且被提供给储备/负载模块220。GPF模块20可以请求扭矩储备以增加GPF模块20中的热量的量。通过提供扭矩储备，可以拖延火花正时并且可以增加到GPF的空气流。储备/负载模块220可以接收来自GPF模块20和ECM 17的和/或ECM 17外部的其他模块的多个扭矩储备请求。储备/负载模块220可以提供所请求的最高扭矩储备。
[0171] 当量比请求信号EQR REQ请求当量比。在GPF再生期间，要求稀薄化学计量的AFR以提供排气O2。当量比可以被确定为(i)当前空气/燃料比（AFR）与化学计量的AFR的比率，和/或(ii)化学计量的AFR与命令的当量比的比率。当量比可以通过提供发动机转速与每汽缸空气的量之间的关系的表来确定。当量比请求信号EQR REQ被提供给扭矩估计模块244和燃料控制模块240。扭矩估计模块244基于再生信号REGEN和当量比请求信号EQR REQ产生估计的空气扭矩信号。燃料控制模块240基于EQR REQ调整加燃料速率。
[0172] 扭矩能力请求信号TC REQ指示由GPF模块20请求的扭矩能力。任务轮廓（或模式）信号MP指示操作模式并且被提供给RPM轨迹模块212。任务轮廓信号MP可以基于发动机转速、发动机负载（或每汽缸空气的量）和/或车辆速度来确定。可以将这些参数与预定阈值相比较以确定发动机是在怠速模式、轻负载模式还是高负载模式下操作。当任务轮廓MP信号指示怠速模式和低车辆速度时并且当REGEN信号为真或（高）时，在RPM轨迹模块212中修改所需RPM。RPM控制模块210产生对应的预测扭矩信号PredictedTorqueRPM和中间扭矩信号ImmediateTorqueRPM。
[0173] 双脉冲加燃料信号DPF指示在每汽缸的每燃烧循环是否喷射燃料的两个脉冲或多个脉冲。双脉冲加燃料信号DPF被提供给燃料控制模块240，燃料控制模块基于再生信号REGEN、当量比请求信号EQR REQ、DPF信号和/或来自致动模块224的燃料扭矩请求产生燃料速率信号。
[0174] 在GPF 22的再生期间并且在请求扭矩储备以拖延火花正时从而增加GPF内的温度时，可以请求双或多脉冲加燃料以帮助稳定发动机燃烧。在GPF 22的再生期间并且当请求扭矩储备时，也可以产生凸轮轴相位器信号CAM PHAS以帮助稳定发动机燃烧。
[0175] 在GPF 22的再生期间，GPF模块通过任务轮廓信号MP请求发动机16的怠速的增加，从而增加GPF 22的温度。发动机可能在与怠速相关的较慢发动机转速下可能不产生足够热量来再生GPF 22。当被校准以允许怠速状态期间的过滤器再生时，请求更多空气流并且将更多空气流指示给RPM控制模块210。当发动机在怠速状态下操作时，所请求的怠速增加使得GPF 22能够实现用于再生的适当温度。任务轮廓信号MP被提供给RPM轨迹模块。RPM控制模块210基于所需RPM信号产生预测扭矩信号PredictedTorqueRPM和中间扭矩信号ImmediateTorqueRPM。
[0176] 图3示出GPF模块20。GPF模块20包括GPF状态模块280、烟尘模块282、再生模块284、模式模块286以及协调器模块288。图4示出协调器模块288。协调器模块288包括扭矩储备输出模块290和当量比输出模块292。扭矩储备输出模块290包括第一阈值模块294、当量比启用模块296、当量比转发模块298以及当量比确定模块300。当量比输出模块292包括第二阈值模块302、扭矩储备启用模块304、扭矩储备转发模块306、火花正时模块308、扭矩确定模块310以及扭矩储备确定模块312。关于图5的方法描述图3的模块。关于图6至7的方法描述图4的模块。
[0177] 本文披露的发动机系统可以使用若干方法来操作，图5至7中示出示例性方法。可以在执行图5的方法的同时执行图6至7的方法。可以在执行图6的方法的同时执行图7的方法。在图5中，示出再生方法。尽管主要关于图5的实施描述以下任务，但是可以容易地修改任务以应用于本公开的其他实施。可以迭代地执行任务。
[0178] 方法可以在314开始。在316，如以上所描述产生和/或测量参数。参数可以包括GPF 22的温度TGP（F 322）、发动机16的转速RPM（324）、大气压力BARO（326）、横跨GPF 22的压力差dP（328）（例如，P2-P1）、催化剂136的温度TCA（T 330）、涡轮保护信号TURBO（332）、发动机16的温度TEN（G 334）、每汽缸空气量（APC）信号（336）、车辆速度信号VS（338）以及怠速状态信号IDLE（340）。如果例如涡轮的操作条件适于GPF 22的再生，则可以将涡轮保护信号设置为LO。如果操作条件不适于再生，则可以将涡轮保护信号设置为HI。怠速状态信号IDLE可以指示发动机16是否在怠速状态（即，在怠速下运行）下操作。
[0179] 在318，GPF状态模块280确定理想烟尘容量（ISC）（342）。GPF在新的时可以具有最初的内部容积，并且能够保持烟尘的预定最大量（或质量）。由于GPF随着时间被使用，可能在GPF中累积一定量的油灰。油灰可能不能再生（或燃烧）离开GPF。因此，GPF可以保持的烟尘的内部容积和/或最大量（或质量）由于油灰的累积而随时间减少。ISR指示在考虑到在当前时间的灰累积之后的可用内部容积。表可以基于：GPF 22的模型；GPF 22的使用年限；GPF 22的使用小时；使用GPF 22期间对应车辆的英里数等等。表可以存储在ECM 17的存储器中。
[0180] 在320，GPF状态模块基于温度TGPF、转速RPM、大气压力BARO以及压差dP确定流阻FR（344）。可以在执行任务318的同时执行任务320。流阻FR可以等于压差dP（或横跨GPF 22的压降）除以通过GPF 22的当前体积流率。排气的体积流率可以基于排气质量流率和温度TGPF来确定。
[0181] 在321，烟尘模块282基于FR、通过GPF 22的排气的体积流率、GPF 22的温度（温度TGPF和/或GPF 22的入口温度）以及GPF中存在的油灰的当前量来确定GPF 22中的烟尘质量SM（346）的当前量。可以使用将这些参数相关的预定表和/或GPF 22的模型来确定烟尘质量SM的当前量。表和/或模型可以存储在ECM 17的存储器中。可以使用FR、通过GPF 22的排气的体积流率、GPF 22的温度以及GPF中存在的油灰的当前量来确定中间值，该中间值随后可以用来估计烟尘质量SM的当前量。
[0182] 在323，烟尘模块282确定烟尘百分比Soot%（348）。可以在执行任务320的同时执行任务321。烟尘百分比Soot%可以等于烟尘质量SM的当前量除以理想烟尘容量ISC。
[0183] 在325，模式模块286确定通过任务轮廓信号MP（350）指示的操作模式。模式模块286可以基于发动机转速RPM、每汽缸空气APC、车辆速度VS和怠速信号IDLE确定操作模式。
例如，当发动机转速信号RPM和/或怠速信号IDLE指示发动机正在怠速下操作时，任务轮廓信号MP可以指示在怠速模式下操作。为了帮助GPF 22中的烟尘的再生，可以在GPF 22的再生期间增加怠速，以增加离开发动机的热量的量。GPF 22中可能存在过量氧气从而氧化在GPF 22中捕获的烟尘。增加的热量输出增加烟尘的氧化。这可以包括在再生期间调整和/或使用不同的怠速分布图。如果GPF 22的温度TGPF小于预定温度（例如，450℃），则怠速可以从第一速度增加到第二速度从而增加GPF 22的温度。怠速的此增加可以通过提供给RPM控制模块210的任务轮廓信号MP来请求。RPM控制模块210随后可以产生中间扭矩信号immediate torqueRPM和预测扭矩信号predicted torqueRPM，从而增加怠速。此外，可以请求扭矩储备和稀薄化学计量的EQR。
例如，当发动机转速信号RPM和/或怠速信号IDLE指示发动机正在怠速下操作时，任务轮廓信号MP可以指示在怠速模式下操作。为了帮助GPF 22中的烟尘的再生，可以在GPF 22的再生期间增加怠速，以增加离开发动机的热量的量。GPF 22中可能存在过量氧气从而氧化在GPF 22中捕获的烟尘。增加的热量输出增加烟尘的氧化。这可以包括在再生期间调整和/或使用不同的怠速分布图。如果GPF 22的温度TGPF小于预定温度（例如，450℃），则怠速可以从第一速度增加到第二速度从而增加GPF 22的温度。怠速的此增加可以通过提供给RPM控制模块210的任务轮廓信号MP来请求。RPM控制模块210随后可以产生中间扭矩信号immediate torqueRPM和预测扭矩信号predicted torqueRPM，从而增加怠速。此外，可以请求扭矩储备和稀薄化学计量的EQR。
[0184] 如果发动机转速RPM、每汽缸空气APC、车辆速度VS和/或怠速信号IDLE指示发动机并不在怠速下操作并且对应值在指示低负载条件的预定范围内，则任务轮廓信号MP指示在低负载模式下操作。如果发动机转速RPM、每汽缸空气APC、车辆速度VS和/或怠速信号IDLE指示发动机并不在怠速下操作并且对应值在指示高负载条件的预定范围内，则任务轮廓信号MP指示在高负载模式下操作。在低负载和高负载模式期间，RPM请求（或发动机转速）不增加。在GPF再生（或再生模式）期间，速度控制模块210并不改变操作功能。在低负载模式期间，燃料控制模块240可以请求DPF。
[0185] 在327，协调器模块产生指示是否启用GPF 22的再生的再生启用信号ENABLE（352）。当存在某些预定操作条件时，再生启用信号ENABLE可以被设置为高。预定操作条件是指发动机转速RPM、温度TGPF、TCAT、TENG、涡轮保护信号TURBO以及每汽缸空气APC在相应的预定范围内和/或预定状态下。
[0186] 在329，协调器模块288基于各种参数产生扭矩请求TR REQ（354）、当量比请求EQR REQ（356）和扭矩能力请求TC REQ（358）中的每一个。如所示出，参数可以包括发动机转速RPM、温度TGPF、TCAT、TENG、涡轮保护信号TURBO以及每汽缸空气APC的量。可以如以下在任务502至514所描述的确定扭矩请求信号TR REQ。在GPF 22的再生期间，产生扭矩请求信号TR REQ以增加到GPF 22的空气流并且拖延发动机16的火花正时。可以通过增加离开发动机16的空气流（或者另外打开节气门阀）来增加到GPF 22的空气流。这样维持发动机16的当前输出扭矩。因此，在GPF 22的再生期间的发动机16的扭矩输出可以与在GPF 22的再生期间的发动机16的扭矩输出相同。
[0187] 在再生期间，拖延火花以使得GPF 22高达用于发生烟尘氧化的预定温度。增加离开发动机16的空气流以维持发动机16输出的扭矩的相同水平。可以产生凸轮轴相位器信号CAM PHAS（359）和双脉冲加燃料信号DPF（361）以稳定发动机16内的燃烧事件，如以上所描述。可以基于再生信号REGEN和/或扭矩储备请求信号TR REQ来产生凸轮轴相位器信号CAM PHAS和双脉冲加燃料信号DPF。例如，当(i)再生信号REGEN指示正在再生GPF 22和/或(ii)扭矩储备请求信号TR REQ请求用于增加的空气流和拖延的火花正时的扭矩储备时，可以调整凸轮轴相位器正时和/或可以执行多脉冲模式。
[0188] 可以如以上和/或以下关于任务404所描述的确定当量比请求EQR REQ。发动机能力模块274可以如以上所描述产生扭矩能力请求TC REQ。可以在执行任务327的同时执行任务329。可以在执行任务318、320、321、323的同时执行任务325、327和329。
[0189] 在331，再生模块284基于烟尘质量SM的当前量、烟尘百分比Soot%以及再生启用信号ENABLE产生再生信号REGEN（317）。再生信号REGEN指示GPF模块和/或ECM 17是否正在再生GPF 22。如果例如烟尘百分比Soot%大于预定烟尘百分比阈值，则再生信号REGEN可以被设置为高。如果例如烟尘百分比Soot%小于或等于预定烟尘百分比阈值，则再生信号REGEN可以被设置为低。再生模块284将烟尘百分比Soot%与预定烟尘百分比阈值相比较以确定是否再生GPF 22。如果再生启用信号ENABLE为高，则可以产生再生信号REGEN和/或该信号指示GPF 22的再生。方法可以在333结束。
[0190] 图6示出当量比方法。可以迭代地执行以下任务。方法可以在400开始。在402，第一阈值模块294基于发动机转速RPM确定第一阈值THRS1（401）。作为一个实例，第一阈值可以是450℃或其他预定温度。第一阈值可以与以上在312描述的预定温度不同。
[0191] 在404，当量比确定模块300如以上所描述确定当量比EQR（405）。当量比可以基于发动机转速RPM和每汽缸空气APC的量来确定。当量比请求EQR REQ可以等于化学计量的空气燃料比除以命令的空气/燃料比。当量比请求EQR REQ可以基于将当量比请求EQR REQ与发动机转速RPM和每汽缸空气APC的量相关的图表（或映射）来确定。在GPF 22的再生期间，当量比可以小于1以提供稀薄的发动机操作。稀薄运行可以减少排气的温度，且因此降低GPF 22的温度。
[0192] 在406，当量比启用模块296确定是否启用当量比请求信号EQR REQ的产生。作为一个实例，当量比启用模块296将温度TGPF与第一阈值相比较。如果温度TGPF小于第一阈值，则执行任务408。在408，当量比启用信号EQRENABLE（403）被设置为低。当量比启用信号EQRENABLE被设置为低以将发动机16的加燃料维持在化学计量的水平。通过禁用当量比请求信号EQR REQ的转发，可以在化学计量的空气燃料比下操作发动机16持续一段时间，从而增加GPF 22的温度。
[0193] 如果温度TGPF大于或等于第一阈值，则执行任务410。在410，当量比启用信号EQRENABLE被设置为高。当量比启用信号EQRENABLE被设置为高以允许当量比转发模块298将当量比请求信号EQR REQ转发到燃料控制模块240。方法可以在412结束。
[0194] 图7示出扭矩储备方法。可以迭代地执行以下任务。方法可以在500开始。在502，第二阈值模块302基于发动机转速RPM确定第二阈值（503）。第二阈值可以与以上在402描述的第一阈值相同或不同。作为一个实例，第一阈值可以是450℃，并且第二阈值可以是550℃。
[0195] 在504，火花正时模块308基于发动机转速RPM和每汽缸空气APC的量产生火花角度信号SA（507）。在GPF 22的再生期间，火花角度可以被拖延。再生期间的火花角度与再生之前或之后的火花角度相比可能被拖延。火花角度可以基于以下内容来确定：周围压力；温度TENG；发动机16是否处于怠速状态下；发动机负载；发动机转速RPM；当前操作的火花角度；和/或其他火花相关参数。可以使用多个转换映射连同当前火花角度操作点和火花相关参数来确定下一个火花角度。
[0196] 在506，扭矩确定模块基于火花角度信号SA、发动机转速RPM、每汽缸空气APC的量、进气凸轮轴相位器位置ICP（509）以及排气凸轮轴相位器位置（511）来确定扭矩量（513）。扭矩量可以基于将这些参数相关的表和/或分布图来确定。扭矩量可以指发动机16的输出扭矩。扭矩量可以指在当前火花角度正时和每汽缸空气的情况下由发动机16产生的扭矩量。
[0197] 在508，可能包括在ECM 17中的非受管理扭矩模块512确定非受管理扭矩Tun（517）。非受管理扭矩Tun是指具备的火花等于用于最佳扭矩输出值SMBT的最小火花的扭矩。
[0198] 在510，扭矩储备确定模块312确定扭矩储备TR（515）。扭矩储备TR可以被设置为等于(i) 非受管理扭矩Tun与(ii)中间扭矩或在506确定的扭矩量之间的差。扭矩储备可以基于发动机的当前输出扭矩和在506确定的扭矩值。
[0199] 作为一个实例，ECM 17具有确定德尔塔火花或ΔS，其是指最小火花SMin与火花基础Sb之间的差。最小火花SMin可以是预定值并且是指当在多脉冲模式下操作发动机时（诸如当在双脉冲模式下操作时）的最小火花值或最小火花提前值。火花基础Sb是指当在多脉冲模式下操作时提供最小量的碳氢化合物的火花提前。ΔS是基于每汽缸空气APC的量和发动机转速RPM来确定。最小火花SMin可以基于每汽缸空气APC的量、发动机转速RPM、进气凸轮轴相位器位置ICP和排气凸轮轴相位器位置ECP来确定。最小火花SMin可以使用存储的表格数据来确定。火花基础Sb可以通过从最小火花SMin减去ΔS来确定。火花基础Sb可以用来产生火花命令信号SFinal，如表达式1中所示，其中SP是比例火花。火花命令信号SFinal可以指用于在发动机16的汽缸内的火花的正时的火花控制信号。表达式2提供用于火花基础Sb与比例火花Sb的和的怠速火花限制。
[0200]
[0201] 扭矩基础Tb可以基于火花基础Sb、发动机转速RPM、每汽缸空气APC的量、进气凸轮轴相位器位置ICP和排气凸轮轴相位器位置ECP来确定。扭矩基础Tb可以如表达式3中所提供来确定。
[0202]
[0203] 可以从非受管理扭矩Tun减去扭矩基础Tb以产生扭矩储备TR。扭矩储备TR可以如表达式7所提供来确定。
[0204]
[0205] 扭矩储备TR可以通过设置较慢发动机致动器以产生预测扭矩同时设置较快发动机致动器以产生小于预测扭矩的中间扭矩来创建。例如，可以打开节气门阀，由此增加空气流并且准备产生预测扭矩。同时，可以减少火花提前（换言之，可以拖延火花正时），从而减少到中间扭矩的实际发动机扭矩输出。
[0206] 预测扭矩与中间扭矩之间的差可以称为扭矩储备TR，这与非受管理扭矩TUN与中间扭矩之间的差相同。当存在扭矩储备时，可以通过改变较快致动器来将发动机输出扭矩快速地从中间扭矩增加到预测扭矩。由此，在无需等待由于较慢致动器中的一个的调整导致的扭矩改变的情况下实现预测扭矩。
[0207] 在512，扭矩储备启用模块304将温度TGPF与第二阈值相比较。如果温度TGPF大于第二阈值，则执行任务514。在514，将扭矩储备启用信号TRENABLE设置为高。如果温度TGPF小于或等于第二阈值THRS2，则执行任务516。在516，将扭矩储备启用信号TRENABLE设置为低。
[0208] 在514，如果扭矩储备启用信号TRENABLE为高，则扭矩储备转发模块306产生扭矩储备请求信号TR REQ以指示扭矩储备TR。如果扭矩储备启用信号TRENABLE为低，则可以执行任务502，或者方法可以在516结束。
[0209] 图5至7的上述任务意味着说明性实例；取决于应用，可以顺序地、同步地、同时地、连续地、在重叠的时间周期期间或者以不同的次序执行任务。另外，取决于事件的实施和/或顺序，可以不执行任务中的任一个或者跳过任务中的任一个。
[0210] 当GPF中积累的烟尘量超出阈值时，上述方法包括触发替代的发动机操作。此替代的发动机操作包括请求扭矩储备以使得火花正时被拖延同时到GPF的空气流的量增加。在维持发动机输出的扭矩量的同时提供替代发动机操作。改变发动机的空气/燃料比以操作稀薄（EQR<1），并且使用对应的扭矩模型来进行补偿以提供相同量的输出扭矩。因此，在再生期间，输出扭矩的量与再生之前相比不变。GPF的再生维持GPF中的低烟尘水平，从而维持高效的发动机操作和性能。这还增加发动机系统的持久性。
[0211] 上述方法还包括考虑到由于稀薄操作引起的排气和/或GPF温度的下降。方法还包括在化学计量的空气/燃料比下操作发动机直到进入GPF的排气的温度和/或GPF的温度大于阈值。随后，通过稀薄的空气/燃料比操作发动机以氧化烟尘。提供闭环反馈控制以确定GPF的温度保持在用于烟尘氧化的阈值之上。控制可以在化学计量的空气/燃料比与稀薄下运行之间循环，以将GPF的温度维持在阈值之上。维持GPF的温度减少再生GPF所需的时间。通过最小化再生GPF所需的时间，最小化在潜在的驾驶性与性能折中的情况下的低效发动机操作的时间。
[0212] 上述方法还包括禁用在GPF的再生期间请求的扭矩储备，其中请求扭矩储备以拖延火花和维持当前输出扭矩。这被执行以提高再生速率和发动机性能。如果GPF所接收到的排气的温度和/或GPF的温度大于阈值，则禁用GPF扭矩储备请求。当排气和/或GPF的温度小于阈值时，启用GPF扭矩储备请求。这提供对排气焓的反馈控制。此温度反馈控制使得GPF的再生适于周围条件和其他变化。
[0213] 以上描述实质上仅是说明性的，而绝不意欲限制本公开、其应用或使用。本公开的广泛教示可以各种形式来实施。因此，虽然本公开包括具体实例，但是本公开的真实范围不应限于此，因为其他修改将在学习附图、说明书以及随附权利要求之后变得显而易见。如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应解释为意味着使用非排他性的逻辑或的逻辑（A或B或C），而不应解释为意味着“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。应理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可以不同的次序（或同时地）执行。
[0214] 在包括以下定义的此申请中，术语“模块”或者术语“控制器”可以由术语“电路”取代。术语“模块”可以指代以下内容、是其一部分或者包括以下内容：特定应用集成电路（ASIC）；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器电路（共享、专用或集群）；存储由处理器电路执行的代码的内存（共享、专用或集群）；提供所描述的功能性的其他适合的硬件部件；或者以上中的一些或所有的组合，诸如在片上系统中。
[0215] 模块可以包括一个或多个接口电路。在一些实例中，接口电路可以包括连接到局域网（LAN）、互联网、广域网（WAN）或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能性可以分布在通过接口电路连接的多个模块之间。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另一个实例中，服务器（也称为远程或云）模块可以实现代表客户端模块的一些功能性。
[0216] 如以上所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、功能、分类、数据结构和/或目标。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的一些或所有代码的单个处理器电路。术语集群处理器电路涵盖与额外处理器电路组合执行来自一个或多个模块的一些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的参考涵盖分立裸片上的多个处理器电路、单个裸片上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个芯、单个处理器电路的多个线程或者以上的组合。术语共享内存电路涵盖存储来自多个模块的一些或所有代码的单个内存电路。术语集群内存电路涵盖与额外内存组合存储来自一个或多个模块的一些或所有代码的内存电路。
[0217] 术语内存电路可以是术语计算机可读媒体的子集。如本文所使用，术语计算机可读媒体并不涵盖通过媒体（诸如在载波上）传播的暂时电信号或电磁信号；并且因此术语计算机可读媒体可以被认为是有形且永久的。永久的有形计算机可读媒体的非限制性实例是非易失性内存电路（诸如闪存电路、可擦可编程只读内存单元或掩码只读内存电路）、易失性内存电路（诸如静态随机访问内存电路或动态随机访问内存电路）、磁性存储媒体（诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动）和光学存储器媒体（诸如CD、DVD或蓝光光碟）。
[0218] 此申请中描述的装置和方法可以部分地或完全地由专用计算机来实施，该专用计算机通过配置通用计算机以执行计算机程序中实施的一个或多个特定功能来创建。以上描述的功能方框和流程图用作软件规范，所述软件规范可以通过技术人员或程序员的日常工作来翻译成计算机程序。
[0219] 计算机程序包括存储在至少一个永久的有形计算机可读媒体上的处理器可执行指令。计算机程序也可以包括和/或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件对接的基本输入/输出系统（BIOS）、与专用计算机的特定设备对接的设备驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
[0220] 计算机程序可以包括：(i) 用于解析的描述性文本，诸如HTML（超文本标记语言）或XML（可延伸标记语言）；(ii)汇编代码；(iii)通过编译程序从源代码产生的目标代码；(iv)用于由解释程序执行的源代码；(v)用于由即时编译程序编译和执行的源代码等。仅作为实例，可以使用来自包括C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5、Ada、ASP (动态服务器网页)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua和Python®的语言的语法写入源代码。
[0221] 权利要求中列举出的元件都不意欲是35 U.S.C. §112(f)的意义内的装置加功能元件，除非元件使用“用于……的装置”的短语来明确列举，或者在方法权利要求的情况下使用“用于……的操作”或“用于……的步骤”的短语来明确列举。
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