用于镍基汽油微粒过滤器的系统和方法与流程

1.本说明书总体上涉及用于处理来自车辆发动机的排气排放物的系统和方法，并且具体地涉及用具有镍基涂层的汽油微粒过滤器处理排气排放物。


背景技术：

2.多组分排气处理系统通常用于减少来自车辆的发动机的排放物。通常，此类系统的每种组分催化剂可以涉及减少或存储某些类别的排放物。作为示例，可以实施汽油微粒过滤器(gpf)以存储和氧化从排气通道中的排气捕获的烟粒和其他微粒物质(pm)。
3.因为gpf具有用于pm的有限存储容量，所以可能需要周期性再生以减小由于满容量gpf或几乎满容量gpf阻止排气的至少一部分离开车辆而可能发生的背压。此类背压事件可能最终降低燃料经济性，因为可能增加发动机负荷以排出排气。在再生期间，排气温度可以升高到高于阈值再生温度(例如，600℃)，使得可以以足以燃尽积聚在gpf处的pm并由此减少pm排放物并维持燃料经济性的速率来发生烟粒氧化。此外，可以供应富氧环境，这可以提供过量的氧化剂以进一步帮助烟粒氧化。
4.再生过程通常可以被表征为“被动的”或“主动的”。被动再生可以在典型的驾驶循环期间实现，其中排气温度可以在发动机操作期间超过阈值再生温度。在一些示例中，为了提供富氧环境，一个或多个燃料喷射器可以在车辆滑行期间在所谓的瞬态燃料切断(tfso)事件中停用。
5.然而，在典型的驾驶循环期间产生的状况可能取决于特定的车辆操作员和车辆。因而，在一些情况下，在典型的发动机操作期间可能无法实现再生条件(例如，排气温度可能长时间保持低于阈值再生温度)。在此类情况下，可以实施主动再生，由此可以校准发动机工况以产生更高的排气温度。例如，可以通过增加燃料喷射或延迟点火或燃料喷射正时来升高排气温度。在主动再生期间发动机工况的这种变化可能对燃料经济性产生负面影响。因此，可能期望总体减少主动再生过程。
6.减少主动再生的其他尝试包括制造具有催化金属涂层的gpf，这可以增强gpf的总体烟粒氧化能力。qi等人在国际专利公开第2019/161775号中示出了一种示例性方法。其中，将铂基催化剂涂覆到gpf上以促进pm氧化。
7.然而，本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，由于铂和其他铂族金属(pgm；例如，钯、铑)可以被认为是低丰度金属，因此此类金属由于总体供应有限以及在开采和加工中面临的对应困难而可能具有高成本。相比之下，在一些示例中(例如，在三元催化剂中)，基于更具成本效益和更大丰度的金属(诸如镍)的催化剂已经被示出为表现出比基于pgm的催化剂更大的氧存储功能性和对硫“中毒”(例如，排气中的硫使催化活性失活)的增加的耐受性。实际上，尽管qi等人的铂基催化剂可以任选地包括附加金属，但是在其中公开的每种涂层组成中采用铂。


技术实现要素：

8.在一个示例中，上述问题可以通过一种用于车辆的排放物处理装置来解决，所述排放物处理装置包括：多孔基板，所述多孔基板被配置为从离开所述车辆的排气中过滤烟粒；以及装载在所述多孔基板上的催化涂层，所述催化涂层被配置为在车辆操作期间氧化所述烟粒，其中所述催化涂层可以包括镍但不包括其他催化活性金属。通过这种方式，可以实施涂覆镍的gpf以在被动再生期间促进烟粒氧化，由此通过减少主动再生事件的总数来维持燃料经济性。此外，涂覆镍的gpf可以提供增加的氧存储容量和对硫中毒的增加的耐受性(其中每一者都可以进一步促进烟粒氧化)，并且相对于涂覆pgm的gpf可以具有降低的总成本。
9.作为一个示例，gpf可以包括多个通道，可以在所述多个通道上设置具有镍的第一催化涂层。在一些示例中，第一催化涂层可以被限于多个通道中的每一者的长度的一部分，使得最小量的第一催化涂层可以用于实现阈值烟粒氧化能力或阈值氧存储容量。在另外的示例中，具有一个或多个pgm的第二催化涂层可以被设置在多个通道中的每一者的长度的剩余部分上，以进一步促进烟粒氧化。通过这种方式，可以改变gpf的配置，使得gpf的总成本可以保持为低，同时维持或改善烟粒氧化。
10.作为另一个示例，排气处理系统可以包括串联地设置在排气通道中的两个gpf，使得这两个gpf中没有催化涂层的上游gpf可以为这两个gpf中具有镍基催化涂层的下游gpf提供附加的保护。由于上游gpf可以积聚在排气排放物中的pm的一部分，因此可以延长下游gpf的使用寿命。因此，可以增加再生事件之间的持续时间，由此增加适时地发起被动再生事件的机会。此外，由于上游gpf可以是无涂层的，因此排气处理系统的总成本可以保持相对较低。通过这种方式，双gpf排气处理系统可以延长其中的gpf的再生循环，由此通过延长每个gpf的使用寿命来减少主动再生事件的总数并维持相对较低的成本。
11.应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在详细描述之后的权利要求限定。另外，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
12.图1示出了具有示例性排气处理系统的多缸发动机的示例性气缸的示意图。
13.图2示出了示例性排气处理系统的示意图。
14.图3a和图3b示出了具有镍基涂层的汽油微粒过滤器(gpf)的示例性入口面和示例性出口面的示意图。
15.图4a至图4d示出了具有一种或种个涂层的gpf的示例性配置的示意图。
16.图5示出了用于在示例性排气处理系统中被动地和主动地再生一个或多个gpf的方法的流程图。
17.图6示出了示出三个示例性gpf的烟粒氧化能力的曲线图。
具体实施方式
18.以下描述涉及用于用包括具有镍基催化剂的汽油微粒过滤器(gpf)的排气处理系
统来处理排气排放物的系统和方法。例如，图1和图2描绘了示例性车辆，其中车辆包括排气处理系统，所述排气处理系统包括具有镍基涂层的gpf。gpf可以在入口面处接收排气排放物，由此排气排放物可以通过gpf并在出口面处离开gpf。因此，图3a和图3b分别描绘了gpf的示例性入口面和示例性出口面。图4a至图4d描绘了gpf中所包括的一种或多种涂层的各种示例性配置。此外，图6描绘了将具有镍基涂层的gpf与没有镍的其他gpf进行比较的曲线图。
19.在一些示例中，控制程序可以在进一步包括在车辆中的控制器处实施，并且被配置为改变发动机工况或参数以再生一个或多个gpf。例如，控制程序可以是图5所描绘的用于在示例性排气处理系统中被动地和主动地再生两个gpf的方法。所述方法还可以包括诊断这两个gpf以确定其相应的劣化状态。
20.现在参考图1，描绘了包括在车辆5的发动机系统7中的内燃发动机10的气缸的示例。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统和来自车辆操作员130经由输入装置132的输入来控制。在该示例中，输入装置132包括加速踏板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10的气缸14(在本文中可称为燃烧室)可以包括活塞138定位在其中的燃烧室壁136。活塞138可以联接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统联接到车辆5的至少一个驱动轮。此外，起动机马达(未示出)可经由飞轮联接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
21.气缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了气缸14之外，进气通道146还可以与发动机10的其他气缸连通。图1示出被配置有涡轮增压器175的发动机10，所述涡轮增压器包括被布置在进气通道142与144之间的压缩机174以及沿着排气通道148布置的排气涡轮176。排气涡轮176可以经由轴180至少部分地给压缩机174提供动力。包括节流板164的节气门162可以沿着发动机的进气通道设置，以用于改变提供给发动机气缸的进气的流量和/或压力。例如，节气门162可位于压缩机174的下游，如图1所示，或者替代地，可以被设置在压缩机174的上游。
22.除了气缸14之外，排气通道148还可以从发动机10的其他气缸接收排气。上游传感器128被示出为在车身底部排放物处理装置178的上游(并且在第一排放物处理装置182、第二排放物处理装置184和第三排放物处理装置188的上游)联接到排气通道148。上游传感器128可以从用于提供排气空燃比的指示的各种合适的传感器中选择，所述各种合适的传感器诸如例如线性氧传感器或uego(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或ego(如所描绘)、hego(加热型ego)、hc、co或no
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传感器。在其他示例中，上游传感器128可以是用于测量排气通道148中的排气压力的压力传感器。
23.在本文中，当提及设置在排气通道148中的部件(例如，传感器、排放物处理装置等)时，“上游”可以指代一个部件的位置比另一部件的位置更靠近发动机10；类似地，“下游”可以指代一个部件的位置比另一部件的位置更远离发动机10。
24.车身底部排放物处理装置178可以是三元催化器(twc)、hc捕集器、no
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捕集器、gpf、各种其他排放物处理装置或其组合。在一个示例中，车身底部排放物处理装置178被布置在远侧车辆车身底部中。相比较地，该位置可以在紧密联接的位置(诸如第一排放物处理装置182的位置)的下游。通过这种方式，第一排放物处理装置182被布置在第二排放物处理装置184、第三排放物处理装置188和车身底部排放物处理装置178中的每一者的上游。因
此，第一排放物处理装置182可以对在排气通道148中设置在第一排放物处理装置182下游的其他排放物处理装置(例如，184、188)起到保护作用。即，第一排放物处理装置182可以通过提供一个或多个类似的排放物处理功能性来延长此类下游排放物处理装置的使用寿命。
25.在一个示例中，第一排放物处理装置182可以是twc、gpf、过渡金属催化剂或其组合。例如，第一排放物处理装置182可以是gpf(诸如下面参考图3a至图4d描述的gpf)，其包括多孔基板或支撑材料，诸如壁流式蜂窝陶瓷(ceramic honeycomb wall flow monolith)，其中多孔基板可以在其中包括多个通道或通路。在一些示例中，壁流式蜂窝陶瓷可以被配置为经由其中的每一个他通道的堵塞来迫使排气穿过壁流式蜂窝陶瓷的壁，使得可以处理和/或捕获排放物。在其他示例中，壁流式蜂窝陶瓷可以由其他材料形成，诸如碳化硅、钛酸铝或金属或金属合金基材料。在一些示例中，多个通道可以具有设置在其上的催化涂层，其中催化涂层包括ni、pt、pd和rh中的一种或多种。在一个示例中，多孔基板可以基本上没有任何催化涂层。
26.第二排放物处理装置184可以被布置在位于第一排放物处理装置182与第三排放物处理装置188之间的位置中。通过这种方式，第二排放物处理装置184可以被布置在第一排放物处理装置182的下游以及第三排放物处理装置188和车身底部排放物处理装置178中的每一者的上游。在一些示例中，第二排放物处理装置184可以比车身底部排放物处理装置178更靠近第一排放物处理装置182和第三排放物处理装置188。
27.在一个示例中，第二催化剂184可以是twc、gpf、过渡金属催化剂或其组合。例如，第二排放物处理装置184可以是gpf(诸如下面参考图3a至图4d描述的gpf)，其包括多孔基板或支撑材料，诸如壁流式蜂窝陶瓷。因此，多孔基板可以在其中包括多个通道或通路。在一些示例中，多个通道可以具有设置在其上的催化涂层，其中催化涂层包括ni、pt、pd和rh中的一种或多种。在一个示例中，催化涂层可以包括单一金属。例如，催化涂层可以包括ni但不包括其他金属。
28.第三排放物处理装置188可以被布置在位于第二排放物处理装置184与车身底部排放物处理装置178之间的位置中。通过这种方式，第三排放物处理装置188可以被布置在第一排放物处理装置182和第二排放物处理装置184中的每一者的下游以及车身底部排放物处理装置178的上游。在一些示例中，第三排放物处理装置188可以比车身底部排放物处理装置178更靠近第一排放物处理装置182和第二排放物处理装置184。
29.在一个示例中，第三催化剂188可以是twc、gpf、过渡金属催化剂或其组合。例如，第三排放物处理装置188可以是gpf(诸如下面参考图3a至图4d描述的gpf)，其包括多孔基板或支撑材料，诸如壁流式蜂窝陶瓷。因此，多孔基板可以在其中包括多个通道或通路。在一些示例中，多个通道可以具有设置在其上的催化涂层，其中催化涂层包括ni、pt、pd和rh中的一种或多种。
30.应当理解，尽管所描绘的示例示出了与排气通道148联接的四个不同的排放物处理装置(例如，182、184、188、178)，但是在其他示例中，可以存在更多或更少数量的排放物处理装置。此外，给定的排放物处理装置的多个副本可按所描绘的顺序或按不同的顺序存在。关于所描绘的顺序，组分催化剂的功能可以依赖于彼此以有效地处理排气排放物。
31.紧密联接位置与远侧车辆车身底部位置之间的差异可以包括与发动机的距离，其中紧密联接位置比远侧车辆车身底部位置更靠近发动机。即，紧密联接位置中的部件位于
远侧车辆车身底部位置中的部件的上游。此外，紧密联接位置中的部件所经历的排气温度可能高于远侧车辆车身底部位置中的部件所经历的排气温度。
32.第一传感器183可以被布置在第一排放物处理装置182与第二排放物处理装置184之间的位置中。此外，第二传感器185和第三传感器187可以被布置在第二排放物处理装置184与第三排放物处理装置188之间。此外，第四传感器189可以被布置在第三排放物处理装置188与车身底部排放物处理装置178之间。传感器183、185、187和189可以独立地包括温度传感器、排气传感器(例如，hc、co或no
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传感器)、氧传感器、压力传感器等中的一者或多者。在一些示例中，控制器12可以使用来自传感器128、183、185、187和/或189的反馈来推断一个或多个排放物处理装置的劣化并通知操作员任何推断的劣化。
33.应当理解，尽管所描绘的示例示出了与排气通道148联接的四个不同的传感器183、185、187和189，但是在其他示例中，可以存在更多或更少数量的传感器。此外，给定传感器的多个副本可按所描绘的顺序或按不同的顺序存在。
34.发动机10的每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸14被示为包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，发动机10的每个气缸(包括气缸14)可以包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
35.进气门150可由控制器12经由致动器152来控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由致动器154来控制。在一些状况期间，控制器12可以改变提供给致动器152和154的信号，以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以分别由相应的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以为电动气门致动类型或凸轮致动类型，或其组合。可以同时控制进气门正时和排气门正时，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的可能性中的任一者。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(cps)、可变凸轮正时(vct)、可变气门正时(vvt)和/或可变气门升程(vvl)系统中的一者或多者。例如，气缸14可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由凸轮致动(包括cps和/或vct)控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统来控制。
36.气缸14可以具有压缩比，所述压缩比是当活塞138处于下止点与处于上止点时的容积比。在一个示例中，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，可以增大压缩比。例如，当使用较高辛烷值燃料或具有较高的汽化潜焓的燃料时可能会出现这种情况。如果使用直接喷射，由于直接喷射对发动机爆震的影响，则压缩比也可能会增大。
37.在一些示例中，发动机10的每个气缸可以包括用于引发燃烧的火花塞192。在选择操作模式下，点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号sa而经由火花塞192向气缸14提供点火火花。然而，在一些实施例中，诸如在发动机10可以通过自动点火或通过燃料喷射来发起燃烧的情况下，可以省略火花塞192，就如同一些柴油发动机的情况那样。
38.在一些示例中，发动机10的每个气缸可以被配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，气缸14被示出为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可以被配置为输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可以包括一个或多个
燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示为直接联接到气缸14，以用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号fpw
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1的脉冲宽度成比例地直接向气缸中喷射燃料。通过这种方式，燃料喷射器166向燃烧气缸14提供所谓的直接燃料喷射。尽管图1示出了喷射器166被定位到气缸14的一侧，但是喷射器替代地可以位于活塞的顶部上方，诸如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料的较低挥发性，因此当使用醇基燃料操作发动机10时，此类位置可以改善混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于进气门顶部上方和附近以提高混合。燃料可以经由高压燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送给燃料喷射器166。此外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。
39.在向气缸14上游的进气道提供所谓的进气道燃料喷射的配置中，燃料喷射器170被示为布置在进气通道146中而不是在气缸14中。燃料喷射器170可与经由电子驱动器171从控制器12接收的信号fpw
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2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统8接收的燃料。注意，单个驱动器168或171可以用于两个燃料喷射系统，或者如所描绘的，可以使用多个驱动器，例如用于燃料喷射器166的驱动器168和用于燃料喷射器170的驱动器171。
40.在替代示例中，燃料喷射器166和170中的每一者可被配置为用于将燃料直接喷射到气缸14中的直接燃料喷射器。在又另一个示例中，燃料喷射器166和170中的每一者可以被配置为用于在进气门150的上游喷射燃料的进气道燃料喷射器。在其他示例中，气缸14可以仅包括单个燃料喷射器，所述单个燃料喷射器被配置为以不同的相对量从燃料系统接收不同的燃料作为燃料混合物，并且进一步被配置为作为直接燃料喷射器将此燃料混合物直接喷射到气缸中或者作为进气道燃料喷射器在进气门的上游喷射此燃料混合物。
41.在气缸的单个循环期间，燃料可以通过两个喷射器输送到气缸。例如，每个喷射器可以输送在气缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。此外，从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随着工况而变化，所述工况诸如是诸如在下文描述的发动机负荷、爆震和排气温度。可在打开进气门事件、关闭进气门事件(例如，基本上在进气冲程之前)期间以及在打开和关闭进气门操作期间输送进气道喷射的燃料。类似地，例如，可在进气冲程期间以及部分在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间并且部分在压缩冲程期间输送直接喷射的燃料。因而，甚至对于单个燃烧事件，可在不同的正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射所喷射的燃料。此外，对于单个燃烧事件，可以每循环执行输送的燃料的多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或者它们的任何适当组合期间执行多次喷射。
42.在本文中，可以更详细地描述进气门150的操作。例如，进气门150可以从全开位置移动到全闭位置，或者移动到它们之间的任何位置。对于所有相等的条件(例如，节气门位置、车辆速度、压力等)，全开位置与进气门150的任何其他位置相比允许来自进气通道146的更多空气进入气缸14。相反地，全闭位置可以阻止来自进气通道146的空气进入气缸14，或者与进气门150的任何其他位置相比可以允许最少量的空气进入气缸。因此，全开位置与全闭位置之间的位置可以允许不同量的空气在进气通道146与气缸14之间流动。在一个示例中，与进气门150的初始位置相比，将进气门移动到更加打开的位置允许更多空气从进气通道146流到气缸14。
43.燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些不同的特性包括大小差异，例如，一个喷射器与另一个相比可以具有更大的喷射孔。其他差异包括但不限于不同的喷射角、不同的工作温度、不同的目标、不同的喷射正时、不同的喷雾特性、不同的位置等。此外，根
据喷射器170和166当中所喷射燃料的分配比，可以实现不同的效果。
44.燃料系统8中的燃料箱可以保存不同燃料类型的燃料，诸如具有不同燃料质量和不同燃料成分的燃料。差异可以包括不同的醇含量、不同的含水量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料共混物和/或它们的组合等。具有不同的汽化热的燃料的一个示例可以包括作为具有较低汽化热的第一燃料类型的汽油和作为具有较大汽化热的第二种燃料类型的乙醇。在另一个示例中，发动机可以使用汽油作为第一燃料类型并使用含醇燃料共混物(诸如e85(它是大约85％的乙醇和15％的汽油)或m85(它是大约85％的甲醇和15％的汽油))作为第二燃料类型。其他可行物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、醇的混合物等。
45.控制器12在图1中被示为微计算机，所述微计算机包括：微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在此特定示例中被示为用于存储可执行指令的非暂时性只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114以及数据总线。除先前讨论的那些信号之外，控制器12还可以接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，其包括以下的测量值：来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(maf)；来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ect)；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火传感信号(pip)；来自节气门位置传感器的节气门位置(tp)；以及来自传感器124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根据信号pip来生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号map可以用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可以基于发动机冷却剂温度来推断发动机温度。
46.如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个气缸。因而，每个气缸可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。应当理解，发动机10可以包括任何合适数量的气缸，包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。另外，这些气缸中的每一者可以包括通过图1参考气缸14描述和描绘的各种部件的一些或全部。
47.控制器12从图1的各种传感器接收信号，然后可以通知车辆操作员130存在潜在问题，和/或采用图1的各种致动器以基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。即，非暂时性只读存储器芯片110可以用非暂时性计算机可读数据进行编程，所述非暂时性计算机可读数据表示可由微处理器单元106执行以用于执行各种诊断程序的指令。因此，通过下面参考图5详细描述的方法提供了示例性诊断程序。
48.具体地，在其中排放物处理装置(例如，178、182、184、188)中的至少一者是gpf的示例中，控制器12可操作以改变多个发动机工况或参数中的至少一者以便产生富氧环境以促进gpf的被动再生。例如，一个或多个燃料喷射器(例如，166、170)可以在车辆滑行期间在瞬态燃料切断(tfso)事件中被停用。此外，可以改变多个发动机工况中的至少一者以便主动地再生gpf。例如，可以增加由一个或多个燃料喷射器进行的燃料喷射，可以延迟点火(火花)，或者可以延迟燃料喷射正时。在一些示例中，控制器12还可操作以响应于(如基于来自传感器(例如，128、183、185、187、189)中的一者或多者的输入)gpf达到阈值劣化状态改变多个发动机工况中的一者或多者，诸如调整一个或多个燃料喷射器、调整节气门162等。
49.现在参考图2，描绘了图1的车辆5。因而，先前介绍的部件可以参考图2类似地编号。车辆5可以包括发动机10，所述发动机可以经由排气通道148流体地联接到第一排放物
处理装置182、第二排放物处理装置184、第三排放物处理装置188和车身底部排放物处理装置。如上面参考图1所述，第一排放物处理装置182可以被布置在紧密联接位置中，车身底部排放物处理装置178可以被布置在远侧车辆车身底部位置中，并且第二排放物处理装置184和第三排放物处理装置188中的每一者可以被布置在它们之间。
50.排气可以通过排气通道148离开发动机10，并且在离开车辆5之前依次流过第一排放物处理装置182、第二排放物处理装置184、第三排放物处理装置188和车身底部排放物处理装置178中的每一者。其中，第一排放物处理装置182、第二排放物处理装置184、第三排放物处理装置188和车身底部排放物处理装置178中的每一者可以提供一种或多种催化或捕集功能性来处理排气。例如，第一排放物处理装置182、第二排放物处理装置184、第三排放物处理装置188和车身底部排放物处理装置178中的至少一者可以包括被设置在多孔基板的多个通道的表面上的催化涂层，如下面参考图3a至图4d进一步详细描述的。在一些示例中，催化涂层可以包括镍但不包括其他催化活性金属。具体地，多孔基板可以在车辆操作期间保留微粒物质(pm)，诸如烟粒，然后可以在再生事件期间释放pm。因此，当多孔基板处的条件促进释放的pm进行镍催化氧化时，可以选择性地发生再生事件。相对于一些其他催化活性金属(诸如铂族金属(pgm，例如，pt、pd、rh))，镍可以进一步提供增加的氧存储容量和对硫“中毒”(例如，排气中的硫使催化活性失活)的增加的耐受性，这可以进一步增强包括镍的催化涂层的氧化能力。
51.第一排放物处理装置182可以在排气通道148中定位在发动机10下游的紧密联接距离处，作为一个示例，诸如在发动机10下游13cm至33cm的范围内。作为一个示例，车身底部排放物处理装置178可以在第一排放物处理装置182的下游一段合适的距离处，诸如在25cm或更大的距离处。第二排放物处理装置184和第三排放物处理装置188中的每一者可以在排气通道148内位于第一排放物处理装置182的下游和车身底部排放物处理装置178的上游，并且可以分别放置在第一排放物处理装置182与车身底部排放物处理装置178之间的任何位置处，使得第二排放物处理装置184被设置在第三排放物处理装置188的上游。
52.在一些示例中，排放物处理装置(例如，178、182、184、188)中的一者或多者可以是包括多孔基板的gpf。在附加的或替代示例中，排放物处理装置中的一者或多者还可以包括催化涂层，所述催化涂层包括具有三元催化(twc)、氧存储和/或烟粒氧化功能性的一种或多种金属。在一个示例中，车身底部排放物处理装置178可以包括具有twc功能性的基于pgm的涂层，使得未被上游排放物处理装置处理的no
x
、co和hc可以在离开排气通道148之前进行处理。例如，在排气通道148中被设置在车身底部排放物处理装置178上游的gpf(例如，排放物处理装置182、184和188中的一者或多者)的再生事件可能产生co(例如，由于烟粒氧化)和未转化的hc，所述co和未转化的hc然后可以在从车辆5释放排气之前由车身底部排放物处理装置178进行处理。应当理解，有利于再生事件的排气条件(例如，富氧空燃比)可以类似地有助于车身底部排放物处理装置178的twc(例如，氧化)功能性。
53.在特定示例中，上游排放物处理装置(例如，第一排放物处理装置182或第二排放物处理装置184)可以是没有催化涂层的gpf。此外，在排气通道148中被设置在上游排放物处理装置(例如，第二排放物处理装置184或第三排放物处理装置188)下游的排放物处理装置可以是具有包括单一金属的第一催化涂层的gpf，所述单一金属是镍。在另一个具体示例中，上游排放物处理装置可以是具有包括单一金属的第一催化涂层的gpf，所述单一金属是
镍，并且下游排放物处理装置可以是具有包括镍、铂、钯和铑中的一者或多者的第二催化涂层的gpf。通过这种方式，上游排放物处理装置可以通过过滤排气中的pm的至少一部分来向下游排放物处理装置提供保护。具体地，将两个gpf配置为具有不同的组成可以降低总成本，同时保持pm存储和氧化优点，因为上游排放物处理装置的组成可以被选择为具有比下游排放物处理装置更低的成本，并且上游排放物处理装置可以通过采用其功能性的至少一部分来延长下游排放物处理装置的使用寿命。此外，通过串联地设置两个gpf，可以延长再生事件之间的平均持续时间，从而增加用于被动再生的适时车辆工况的机会(由此减少主动再生事件的总数)。
54.在一些示例中，排放物处理装置(例如，178、182、184、188)中的每一者可以彼此物理地分离(例如，通过相应的中间排气通道段或通过被设置在其间的附加排放物处理装置)。例如，给定的排放物处理装置可能包括含有反应性金属(例如，cu)的催化涂层，所述催化涂层可以使相邻的排放物处理装置上的催化涂层失活或“中毒”。因而，排放物处理装置彼此的物理分离可以缓解这种催化中毒。
55.在其他示例中，排放物处理装置(例如，178、182、184、188)中的两者可以彼此相邻布置，使得排放物处理装置中的两者可以直接彼此联接(例如，没有排放物通道的中间段)。因而，对于两个单独涂覆的单块基板、上游排放物处理装置(例如，182或184)的出口和下游排放物处理装置(例如，184或188)的入口可以共面接触。在附加的或替代示例中，第三排放物处理装置188可以与车身底部排放物处理装置178相邻，使得第三排放物处理装置188和车身底部排放物处理装置178以类似方式彼此直接联接。
56.在附加的或替代示例中，排放物处理装置(例如，178、182、184、188)中的至少三者可以彼此相邻布置，使得排放物处理装置中的至少三者可以依次直接联接到彼此(例如，没有排放物通道的中间段)。通过这种方式，位于上游排放物处理装置(例如，182或184)与下游排放物处理装置(例如，188或178)之间的一个或多个排放物处理装置(例如，184和/或188)可以用作用于将上游排放物处理装置和下游排放物处理装置彼此分离的物理屏障。
57.车身底部排放物处理装置178可以经历比第一排放物处理装置182、第二排放物处理装置184和第三排放物处理装置188中的每一者经历的排气温度更低的排气温度。该温度差可以导致排放物处理装置182、184、188中的一者或多者比车身底部排放物处理装置178更快地劣化。因而，车身底部排放物处理装置178可以包括具有给定功能性(例如，twc、氧存储、烟粒氧化等)的第一涂层，即使在其中排放物处理装置182、184、188中的一者包括具有相同功能性的第二涂层的示例中也是这样。
58.在一个示例中，如图所示，第一传感器183可以被布置在第一排放物处理装置182与第二排放物处理装置184之间的位置中。在附加的或替代示例中，如图所示，第二传感器185和第三传感器187可以依次被布置在第二排放物处理装置184与第三排放物处理装置188之间。然而，应当理解，在一些示例中，第二传感器185和第三传感器187中的每一者可以替代地在排气通道148中彼此相对地布置，而不是如图所示依次布置。在附加的或替代示例中，第四传感器189可以被布置在第三排放物处理装置188与车身底部排放物处理装置178之间。
59.应当理解，被设置在两个排放物处理装置(例如，178、182、184、188)之间的给定传感器(例如，183、185、187、189)可以被布置成更靠近这两个排放物处理装置中的一者而不
是另一者。作为示例中，第一传感器183可以被布置成更靠近第一排放物处理装置182或第二排放物处理装置184。作为另一个示例，第二传感器185和第三传感器187中的一者或两者可以被布置成更靠近第二排放物处理装置184或第三排放物处理装置188。作为又一示例，第四传感器189可以被布置成更靠近第三排放物处理装置188或车身底部排放物处理装置178。在特定示例中，第一传感器183可以直接联接到第一排放物处理装置182的出口(例如，下游)面，第二传感器185和第三传感器187中的每一者可以直接联接到第二排放物处理装置184的出口(例如，下游)面，并且第四传感器可以直接联接到第三排放物处理装置188的出口(例如，下游)面。
60.在一个示例中，可以基于来自传感器183、185、187、189中的一者或多者的反馈来调整发动机操作参数。作为示例，如果排放物处理装置中的一者是gpf，则可以基于从传感器183、185、187、189中的一者或多者接收的信号来确定再生事件的正时和类型(例如，被动或主动)，并且可以相应地调整多个发动机工况中的至少一者以发起再生事件。作为另一个示例，如果基于从传感器183、185、187、189中的一者或多者接收到的信号，经由催化剂监测反馈回路确定排放物处理装置中的一者劣化到超过阈值，则可以相应地调整多个发动机工况中的至少一者以防止进一步劣化。
61.尽管图2描绘了第一排放物处理装置182、第一传感器183、第二排放物处理装置184、第二传感器185、第三传感器187、第三排放物处理装置188、第四传感器189和车身底部排放物处理装置178沿着排气通道148依次布置，但是应当理解，可以在本公开的范围内考虑添加、省略和替代。作为非限制性示例，排放物处理装置的总数可以增加或减少(例如，多于或少于四个)，传感器的总数可以增加或减少(例如，多于或少于四个)，排放物处理装置和传感器的顺序排序可以相对于所示的顺序排序发生改变，一个或多个排放物处理装置可以代替一个或多个所描绘的排放物处理装置，一个或多个传感器可以代替一个或多个所描绘的传感器等。
62.现在参考图3a和图3b，描绘了分别示出gpf 301的入口面310和出口面360的示意图300和350。在一些示例中，gpf 301可以是在上面参考图1和图2描述的排放物处理装置(例如，178、182、184、188)中的一者或多者。应当理解，可在本公开的范围内考虑进一步的配置，并且由图3a和图3b所描绘的具体配置不被视为限制。此外，应当理解，在图3a和图3b以及图4a至图4d(下面更详细地描述)中，相互垂直的轴线351、352和353可以相对于示意图300和350限定三维空间。因此，示意图300和350分别描绘了平行于由轴线351和352限定的平面的入口面310和出口面360的一部分的俯视图，其中轴线353垂直于俯视图的平面。轴线351、352和353被进一步描绘为具有方向性，从而示出了由示意图350描绘的俯视图相对于由示意图300描绘的俯视图围绕轴线352旋转。
63.如图所示，gpf 301可以包括多孔基板302，所述多孔基板具有用插塞306塞住的多个入口通道304a和多个出口通道304b。如进一步所示，催化涂层308可以被设置在多个入口通道304a的表面303a和多个出口通道304b的表面303b上。具体地，催化涂层308可以沉积或涂覆到多个入口通道304a的表面303a和多个出口通道304b的表面303b中的每一者上，使得催化涂层308可以与多孔基板302直接相互作用。
64.在一些示例中，多孔基板302可以包括铈基材料。例如，多孔基板302可以包括铈金属、二氧化铈和高铈锆氧化物(例如，ce
0.75
zr
0.25
o2)中的一种或多种。在一个示例中，多孔基
板302可以是壁流式蜂窝陶瓷。多孔基板302的铈基材料可以相应地将氧存储容量赋予gpf 301，并且可以不与催化涂层308中的金属发生反应。
65.多个入口通道304a的开口305a可以被设置在入口面310上，如示意图300中所示。在一些示例中，多个入口通道304a可以延伸穿过gpf 301的平行于轴线353的长度。然而，在一些示例中，插塞306可以在出口面360处塞住或填充多个入口通道304a。在其他示例中，多个入口通道304a可以不沿着gpf 301的沿着轴线353的长度完全延伸。在此类示例中，多孔基板302可以替代地被配置为塞住多个入口通道304a，使得在出口面360处不包括插塞306。
66.类似地，多个出口通道304b的开口305b可以被设置在出口面360上，如示意图350中所示。在一些示例中，多个出口通道304b可以延伸穿过gpf 301的平行于轴线353的长度。然而，在一些示例中，插塞306可以在入口面310处塞住或填充多个出口通道304b。在其他示例中，多个出口通道304b可以不沿着gpf 301的沿着轴线353的长度完全延伸。在此类示例中，多孔基板302可以替代地被配置为塞住多个出口通道304b，使得在入口面310处不包括插塞306。
67.如示意图300中所示，多个入口通道304a可以以网格状配置进行布置。具体地，开口305a和插塞306的交替阵列可以被设置在入口面310中，使得任何给定的一对开口305a可以沿着轴线351或352中的任一者不彼此直接相邻，并且任何给定的一对插塞306可以沿着轴线351或352中的任一者不彼此直接相邻。相反，通向任何给定入口通道304a的开口305a可以与沿着轴线351的至少一个插塞306和沿着轴线352的至少一个插塞306直接相邻。
68.类似地，如示意图350中所示，多个出口通道304b可以以网格状配置进行布置。具体地，开口305b和插塞306的交替阵列可以被设置在出口面360中，使得任何给定的一对开口305b可以沿着轴线351或352中的任一者不彼此直接相邻，并且任何给定的一对插塞306可以沿着轴线351或352中的任一者不彼此直接相邻。相反，通向任何给定出口通道304b的开口305b可以与沿着轴线351的至少一个插塞306和沿着轴线352的至少一个插塞306直接相邻。
69.如图所示，催化涂层308可以被涂覆在多个入口通道304a的表面303a和多个出口通道304b的表面303b上。因此，催化涂层308可以被认为是不连续地涂覆的，因为被设置在给定通道(例如，304a或304b)的表面(例如，303a或303b)上的催化涂层308的一部分可以与被设置在另一个通道(例如，304a或304b)的表面(例如，303a或303b)上的催化涂层308的一部分是不邻接的。
70.催化涂层308可以包括催化活性金属。在一些示例中，催化活性金属可以包括ni、pt、pd和rh中的一种或多种。在一个示例中，催化活性金属可以包括ni但不包括其他金属。催化涂层308可以包括直接装载在多孔基板302的通道304a、304b的表面303a、303b上的一定量的催化活性金属(诸如ni)。在一些示例中，催化活性金属的量可能不足以完全覆盖通道304a、304b的表面303a、303b。在其他示例中，催化活性金属的量可以完全覆盖通道304a、304b的表面303a、303b。在另外的示例中，提供一定量的催化活性金属可以缩短催化涂层308的诱导时段或诱导时间段。
71.通道304a、304b的表面303a、303b上的催化活性金属相对于gpf 301的总体积的装载量可以大于0.15g/in3。在附加的或替代示例中，通道304a、204b的表面303a、303b上的催化活性金属相对于gpf 301的总体积的装载量可以小于0.6g/in3。在一些示例中，通道
304a、304b的表面303a、303b上的催化活性金属相对于gpf 301的总体积的装载量可以约为0.3g/in3。催化活性金属可以大于约15重量％的总重量比存在于催化涂层308中。在附加的或替代示例中，催化活性金属可以小于约60重量％的总重量比存在于催化涂层308中。在一些示例中，催化活性金属可以约30重量％的总重量比存在于催化涂层308中。通道304a、304b的表面303a、303b上的催化活性金属的装载量可以不线性地取决于催化涂层308中的催化活性金属的总重量比，因为催化涂层308可以在其中包括另外的组分，其可以改变催化涂层308中的催化活性金属的总重量比。因此，催化涂层308相对于gpf 301的总体积的装载量可以大于约0.1g/in3。在附加的或替代示例中，催化涂层308相对于gpf 301的总体积的装载量可以小于约3g/in3。在一些示例中，催化涂层308相对于gpf 301的总体积的装载量可以为约1g/in3。
72.在一个示例中，催化涂层308可以通过形成载体材料(例如，氧化铝、二氧化铈、铈锆复合氧化物、沸石、其组合等)和催化活性金属的浆液来制备。然后可以将多孔基板302浸入浆料中以在其上形成催化涂层308的涂覆。在一些示例中，可以通过引起压力变化(例如，经由真空)来进一步辅助涂覆。在一些示例中，可以首先将载体材料涂覆到多孔基板302上，然后将催化活性金属涂覆到载体材料上。在附加的或替代示例中，气溶胶可以由载体材料和/或催化活性金属形成，使得多孔基板302可以经由喷涂技术涂覆以在其上形成催化涂层308。
73.通过这种方式并且如下面参考图4a至图4d详细地描述，穿过其中可以设置有gpf 301的排气通道(例如，148)的排气可以进入给定的入口通道304a的开口305a，穿过多孔基板302和涂覆在其表面上的催化涂层308，进入与给定的入口通道304a相邻的出口通道304b，并且离开相邻的出口通道304b的开口305b。因此，pm可以从排气中过滤出来并存储在gpf 301的多孔基板302中。此外，催化涂层308中的催化活性金属可以促进pm的至少一部分的氧化，并且可以增加氧存储容量和对gpf 301的催化中毒的耐受性。在其中催化活性金属包括镍但不包括其他金属的特定示例中，相对于其中催化活性金属包括一种或多种pgm的示例，可以增加gpf 301的氧存储容量和硫中毒耐受性中的每一者。
74.现在参考图4a至图4d，描绘了分别示出具有一种或种个涂层的gpf 401、421、441和461的示例性配置的示意图400、420、440和460。在一些示例中，gpf 401、421、441和461中的一者或多者可以是在上面参考图1和图2描述的排放物处理装置(例如，178、182、184、188)中的一者或多者。应当理解，可在本公开的范围内考虑进一步的配置，并且由图4a至图4d所描绘的具体配置不被视为限制。此外，应当理解，示意图400、420、440和460描绘了由轴线352和353限定的平面中的gpf 401、421、441和461的部分的相应横截面视图，其中轴线351垂直于横截面视图的平面。
75.如图4a中作为第一示例示出，gpf 401可以包括多孔基板402，所述多孔基板具有多个入口通道404a和多个出口通道404b。尽管示意图400描绘了一个入口通道404a和一个出口通道404b，但是应当理解，所描绘的入口通道404a和所描绘的出口通道404b分别说明多个入口通道404a和多个出口通道404b。多个入口通道404a中的每一者可以由多个插塞406中的一者在相应的入口通道404a的长度的与开口405a相对的端部处被塞住。类似地，多个出口通道404b中的每一者可以由多个插塞406中的一者在相应的出口通道404b的长度的与开口405b相对的端部处被塞住。如进一步所示，多个入口通道404a的开口405a中的每一
者可以被配置在gpf 401的沿着轴线353的长度的与多个出口通道404b的开口405b中的每一者相对的端部处。
76.第一催化涂层408a可以被设置在多个入口通道404a的表面403a上。在一些示例中，第一催化涂层408a可以沿着多个入口通道404a中的每一者的整个长度(即，在相应的开口405a与相应的插塞406之间)设置。类似地，第二催化涂层408b可以被设置在多个出口通道404b的表面403b上。在一些示例中，第二催化涂层408b可以沿着多个出口通道404b中的每一者的整个长度(即，在相应的开口405b与相应的插塞406之间)设置。
77.第一催化涂层408a和第二催化涂层408b中的一者或两者可以包括金属，其中所述金属可以是ni、pt、pd和rh中的一种或多种。在一个示例中，第一催化涂层408a和第二催化涂层408b中的一者或两者可以包括单一金属，所述单一金属是ni。在一些示例中，第一催化涂层408a和第二催化涂层408b可以具有不同的组成。在其他示例中，第一催化涂层408a和第二催化涂层408b中的每一者可以具有相同的组成。
78.如示意图400所示，排气可以沿着预示路径412穿过gpf 401。具体地，排气可以进入入口通道404a的开口405a，由此排气可以穿过第一催化涂层408a到达多孔基板402，其中可以存储来自排气的pm。当适时地达到一个或多个发动机工况和/或主动地改变其以进入再生事件时，催化涂层408a、408b可以被活化以便氧化pm的至少一部分并释放存储的氧气(这可以进一步促进pm氧化)。此外，在再生事件期间，pm可以从多孔基板402释放并且可以沿着预示路径412继续，从而穿过第二催化涂层408b到达出口通道404b。应当理解，来自上游排气的背压可以防止所存储的pm穿过第一催化涂层408a返回到入口通道404a。然后，排气可以经由开口405b从出口通道404b离开。
79.如图4b中作为第二示例示出，gpf 421可以包括多孔基板422，所述多孔基板具有多个入口通道424a和多个出口通道424b。尽管示意图420描绘了一个入口通道424a和一个出口通道424b，但是应当理解，所描绘的入口通道424a和所描绘的出口通道424b分别说明多个入口通道424a和多个出口通道424b。多个入口通道424a中的每一者可以由多个插塞426中的一者在相应的入口通道424a的长度的与开口425a相对的端部处被塞住。类似地，多个出口通道424b中的每一者可以由多个插塞426中的一者在相应的出口通道424b的长度的与开口425b相对的端部处被塞住。如进一步所示，多个入口通道424a的开口425a中的每一者可以被配置在gpf 421的沿着轴线353的长度的与多个出口通道424b的开口425b中的每一者相对的端部处。
80.第一催化涂层428a和第二催化涂层428b中的每一者可以被设置在多个入口通道404a的表面423a和多个出口通道424b的表面423b上。在一些示例中，基本上所有表面423a、423b都覆盖有第一催化涂层428a或第二催化涂层428b。例如，第一催化涂层428a可以沿着多个入口通道424a中的每一者的长度的一部分(即，沿着轴线353从相应开口425a到平面434)设置，所述轴线353垂直于平面434。因此，第二催化涂层428b可以沿着多个入口通道424a中的每一者的长度的剩余部分(即，沿着轴线353从平面434到相应的插塞426)设置。此外，第一催化涂层428a可以沿着多个出口通道424b中的每一者的长度的一部分(即，沿着轴线353从相应的插塞426到平面434)设置。因此，第二催化涂层428b可以沿着多个出口通道428b中的每一者的长度的剩余部分(即，沿着轴线353从平面434到相应的开口425b)设置。在一些示例中，平面434可以被定位成使得平面434可以沿着轴线353将多个入口通道424a
和多个出口通道424b中的每一者二等分。通过这种方式，第一催化涂层428a和第二催化涂层428b可以以分区配置布置在多孔基板422上。
81.在一些示例中，多个入口通道424a中的每一者的长度的部分(可以沿着其设置第一催化涂层428a)可以是整个长度的30％至70％。例如，第一催化涂层428a可以沿着入口通道424a中的每一者的长度的基本上50％设置，使得第二催化涂层428b也可以沿着入口通道424a中的每一者的长度的基本上50％(例如，剩余部分)设置。类似地，在一些示例中，多个出口通道424b中的每一者的长度的部分(可以沿着其设置第一催化涂层428a)可以是整个长度的30％至70％。例如，第一催化涂层428a可以沿着出口通道424b中的每一者的长度的基本上50％设置，使得第二催化涂层428b也可以沿着出口通道424b中的每一者的长度的基本上50％(例如，剩余部分)设置。
82.第一催化涂层428a和第二催化涂层428b中的一者或两者可以包括金属，其中所述金属可以是ni、pt、pd和rh中的一种或多种。在一个示例中，第一催化涂层428a和第二催化涂层428b中的一者或两者可以包括单一金属，所述单一金属是ni。在一些示例中，第一催化涂层428a和第二催化涂层428b可以具有不同的组成。在其他示例中，第一催化涂层428a和第二催化涂层428b中的每一者可以具有相同的组成。
83.如示意图420所示，排气可以沿着预示路径432穿过gpf 421。具体地，排气可以进入入口通道424a的开口425a，由此排气可以穿过第一催化涂层428a到达多孔基板422，其中可以存储来自排气的pm。应当理解，预示路径432仅是示例性的，并且排气也可以穿过被设置在入口通道424a的表面423a上的第二催化涂层428b。当适时地达到一个或多个发动机工况和/或主动地改变其以进入再生事件时，催化涂层428a、428b可以被活化以便氧化pm的至少一部分并释放存储的氧气(这可以进一步促进pm氧化)。此外，在再生事件期间，pm可以从多孔基板422释放并且可以沿着预示路径432继续，从而穿过第二催化涂层428b到达出口通道424b。如上所述，由于预示路径432仅是示例性的，因此排气在从多孔基板422释放时也可以穿过被设置在出口通道424b的表面423b上的第一催化涂层428a。应当理解，来自上游排气的背压可以防止所存储的pm穿过被设置在表面423a上的第一催化涂层428a或第二催化涂层428b到达入口通道404a。然后，排气可以经由开口425b从出口通道424b离开。
84.如图4c中作为第三示例示出，gpf 441可以包括多孔基板442，所述多孔基板具有多个入口通道444a和多个出口通道444b。尽管示意图440描绘了一个入口通道444a和一个出口通道444b，但是应当理解，所描绘的入口通道444a和所描绘的出口通道444b分别说明多个入口通道444a和多个出口通道444b。多个入口通道444a中的每一者可以由多个插塞446中的一者在相应的入口通道444a的长度的与开口445a相对的端部处被塞住。类似地，多个出口通道444b中的每一者可以由多个插塞446中的一者在相应的出口通道444b的长度的与开口445b相对的端部处被塞住。如进一步所示，多个入口通道444a的开口445a中的每一者可以被配置在gpf 441的沿着轴线353的长度的与多个出口通道444b的开口445b中的每一者相对的端部处。
85.第一催化涂层448a可以被设置在多个入口通道444a的表面443a和多个出口通道444b的表面443b中的每一者上。在一些示例中，第一催化涂层448a可以沿着多个入口通道444a中的每一者的整个长度(即，在相应的开口445a与相应的插塞446之间)以及多个出口通道444b中的每一者的整个长度(即，在相应的开口445b与相应的插塞446之间)设置。此
外，第二催化涂层448b可以被设置在第一催化涂层448a上，使得第一催化涂层448a可以分别插置在第二催化涂层448b与表面443a、443b之间。在一些示例中，第二催化涂层448b可以沿着多个入口通道444a中的每一者的整个长度(即，在相应的开口445a与相应的插塞446之间)以及多个出口通道444b中的每一者的整个长度(即，在相应的开口445b与相应的插塞446之间)设置。通过这种方式，第一催化涂层448a和第二催化涂层448b可以以分层配置布置在多孔基板442上。
86.第一催化涂层448a和第二催化涂层448b中的一者或两者可以包括金属，其中所述金属可以是ni、pt、pd和rh中的一种或多种。在一个示例中，第一催化涂层448a和第二催化涂层448b中的一者或两者可以包括单一金属，所述单一金属是ni。在一些示例中，第一催化涂层448a和第二催化涂层448b可以具有不同的组成。在其他示例中，第一催化涂层448a和第二催化涂层448b中的每一者可以具有相同的组成。
87.如示意图440所示，排气可以沿着预示路径452穿过gpf 441。具体地，排气可以进入入口通道444a的开口445a，由此排气可以依次穿过第二催化涂层448b以及被设置在表面443a上的第一催化涂层448a到达多孔基板442，其中可以存储来自排气的pm。当适时地达到一个或多个发动机工况和/或主动地改变其以进入再生事件时，催化涂层448a、448b可以被活化以便氧化pm的至少一部分并释放存储的氧气(这可以进一步促进pm氧化)。此外，在再生事件期间，pm可以从多孔基板442释放并且可以沿着预示路径452继续，从而依次穿过被设置在表面443b上的第一催化涂层448a以及第二催化涂层448b到达出口通道444b。应当理解，来自上游排气的背压可以防止所存储的pm穿过第一催化涂层448a返回到入口通道444a。然后，排气可以经由开口445b从出口通道444b离开。
88.如图4d中作为第四示例示出，gpf 461可以包括多孔基板462，所述多孔基板具有多个入口通道464a和多个出口通道464b。尽管示意图460描绘了一个入口通道464a和一个出口通道464b，但是应当理解，所描绘的入口通道464a和所描绘的出口通道464b分别说明多个入口通道464a和多个出口通道464b。多个入口通道464a中的每一者可以由多个插塞466中的一者在相应的入口通道464a的长度的与开口465a相对的端部处被塞住。类似地，多个出口通道464b中的每一者可以由多个插塞466中的一者在相应的出口通道464b的长度的与开口465b相对的端部处被塞住。如进一步所示，多个入口通道464a的开口465a中的每一者可以被配置在gpf 461的沿着轴线353的长度的与多个出口通道464b的开口465b中的每一者相对的端部处。
89.第一催化涂层468a可以被设置在多个入口通道464a的表面463a上。在一些示例中，第一催化涂层468a可以沿着多个入口通道464a中的每一者的长度的一部分(即，沿着轴线353从相应开口465a到平面474)设置，所述轴线353垂直于平面474。因此，多个入口通道464a中的每一者的长度的剩余部分(即，沿着轴线353从平面474到相应的插塞466)的上面可以没有设置涂层。类似地，第二催化涂层468b可以被设置在多个出口通道464b的表面463b上。在一些示例中，第二催化涂层468b可以沿着多个出口通道464b中的每一者的长度的一部分(即，沿着轴线353从平面474到相应的开口465b)设置。因此，多个出口通道464b中的每一者的长度的剩余部分(即，沿着轴线353从相应的插塞466到平面474)的上面可以没有设置涂层。在一些示例中，平面474可以被定位成使得平面474可以沿着轴线353将多个入口通道464a和多个出口通道464b中的每一者二等分。
90.在一些示例中，多个入口通道464a中的每一者的长度的部分(可以沿着其设置第一催化涂层468a)可以是整个长度的30％至70％。例如，第一催化涂层468a可以沿着入口通道464a中的每一者的长度的基本上50％设置，使得入口通道464a中的每一者的长度的基本上50％(例如，剩余部分)的上面可以没有设置涂层。类似地，在一些示例中，多个出口通道464b中的每一者的长度的部分(可以沿着其设置第一催化涂层468a)可以是整个长度的30％至70％。例如，第一催化涂层468a可以沿着出口通道464b中的每一者的长度的基本上50％设置，使得出口通道464b中的每一者的长度的基本上50％(例如，剩余部分)的上面可以没有设置涂层。
91.第一催化涂层468a和第二催化涂层468b中的一者或两者可以包括金属，其中所述金属可以是ni、pt、pd和rh中的一种或多种。在一个示例中，第一催化涂层468a和第二催化涂层468b中的一者或两者可以包括单一金属，所述单一金属是ni。在一些示例中，第一催化涂层468a和第二催化涂层468b可以具有不同的组成。在其他示例中，第一催化涂层468a和第二催化涂层468b中的每一者可以具有相同的组成。在此类示例中，gpf 461可以被认为具有沿着多个通道464a、464b中的每一者的长度的一部分设置的一个催化涂层，其中多个通道464a、464b中的每一者的长度的剩余部分的上面可以没有设置涂层。
92.如示意图460所示，排气可以沿着预示路径472穿过gpf 461。具体地，排气可以进入入口通道464a的开口465a，由此排气可以穿过第一催化涂层468a到达多孔基板462，其中可以存储来自排气的pm。应当理解，预示路径472仅是示例性的，并且排气也可以在入口通道464a的上面没有设置任何催化涂层的一部分处进入多孔基板462。当适时地达到一个或多个发动机工况和/或主动地改变其以进入再生事件时，催化涂层468a、468b可以被活化以便氧化pm的至少一部分并释放存储的氧气(这可以进一步促进pm氧化)。此外，在再生事件期间，pm可以从多孔基板462释放并且可以沿着预示路径472继续，从而穿过第二催化涂层468b到达出口通道464b。如上所述，由于预示路径472仅是示例性的，因此排气也可以在出口通道464b的上面没有设置任何催化涂层的一部分处从多孔基板462释放。应当理解，来自上游排气的背压可以防止所存储的pm穿过第一催化涂层468a返回到入口通道464a。然后，排气可以经由开口465b从出口通道464b离开。
93.现在参考图5，描绘了用于在示例性排气处理系统中被动地和主动地再生一个或多个gpf的示例性程序500的流程图。在一些示例中，排气处理系统可以包括被设置在车辆的排气通道中的第一gpf。第一gpf可以具有包括镍但不包括其他金属的催化涂层。作为示例，第一gpf可以是图1和图2的第三排放物处理装置188。因此，应当理解，可以采用程序500的至少一部分来在没有任何附加gpf的情况下再生和监测第一gpf。可以在程序500中包括的元件(例如，具有单个gpf(例如，不存在任何附加gpf的第一gpf))在图5中用实线指示。在此类示例中，并且如下文所采用的，第一gpf可以被称为上游gpf。
94.然而，在一些示例中，第一gpf可以没有催化涂层，并且排气处理系统还可以包括第二gpf，所述第二gpf被设置在第一gpf上游的排气通道中。第二gpf可以替代地具有包括镍但不包括其他金属的催化涂层。作为示例，第一gpf和第二gpf可以分别是图1和图2的第二排放物处理装置184和第三排放物处理装置188。因此，在一些示例中，可以采用程序500来再生和监测第一gpf和第二gpf中的每一者。可以在程序500中包括的元件(例如，具有两个或更多个gpf(例如，串联设置在排气通道中的第一gpf和第二gpf))在图5中用实线和虚
线指示。在此类示例中，并且如下文所采用的，第一gpf可以被称为上游gpf，而第二gpf可以被称为下游gpf。
95.用于执行程序500的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图1和图2描述的传感器)接收的信号来执行。例如，传感器128、183、185、187和189中的一者或多者可以将反馈供应到发动机系统7的控制器12。此外，根据下文描述的程序500，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。因而，程序500可以实现对发动机推进的车辆中的一个或多个gpf的再生和诊断监测。
96.在502处，程序500可以包括估计和/或测量上游gpf的负荷、下游gpf的负荷、排气温度中的一者或多者以及一个或多个发动机工况，包括发动机转速、发动机负荷、发动机温度、环境条件(例如，环境温度、压力、湿度等)、当前操作员扭矩需求、歧管压力、歧管空气流量、燃料温度、排气空燃比等。一个或多个发动机工况可以通过通信地耦合到控制器的一个或多个传感器来测量(例如，排气温度可以直接经由传感器183、185、187和189中的一者来测量)或者可以基于可用数据来推断(例如，发动机温度可以根据由发动机冷却剂温度传感器测量的发动机冷却剂温度来估计)。
97.作为一个示例，可以基于在排气通道中被设置在上游gpf的上游的压力传感器(例如，上游传感器128或第一传感器183)处测量的排气背压来确定上游gpf负荷。作为另一个示例，可以基于在排气通道中设置在下游gpf的上游的压力传感器(例如，第二传感器185或第三传感器187)处测量的排气背压来确定下游gpf负荷。作为又一示例，可以在排气通道中设置在上游gpf的上游的温度传感器(例如，上游传感器128或第一传感器183)或上游gpf的下游的温度传感器(例如，第二传感器185或第三传感器187)处测量排气温度。作为又一示例，可以在排气通道中设置在下游gpf的上游的温度传感器(例如，第二传感器185或第三传感器187)或下游gpf的下游的温度传感器(例如，第四传感器189)处测量排气温度。
98.程序500可以使用一个或多个发动机工况来推断发动机操作的当前状态，然后至少基于上游gpf负荷、下游gpf负荷和排气温度中的一者或多者来确定是否改变发动机操作状态。例如，在504处，程序500可以包括确定上游gpf负荷是否大于第一阈值gpf负荷。在一些示例中，第一阈值gpf负荷可以远低于排气背压可以显著增加时的gpf负荷。如果上游gpf负荷小于或等于第一阈值gpf负荷，则程序500可以进行到506，其中程序500可以包括维持当前发动机操作。因而，可以不发起gpf再生，然后可以结束程序500。
99.如果上游gpf负荷大于第一阈值gpf负荷，则程序500可以进行到508，其中程序500可以包括确定排气温度是否高于阈值温度。在一些示例中，阈值温度可以是可以进行gpf再生的排气温度(例如，600℃或更高)。因此，如果排气温度高于阈值温度，则程序可以进行到510，其中程序500可以包括被动地再生上游gpf和下游gpf中的一者或两者并监测一氧化碳(co)和/或二氧化碳(co2)。
100.在一些示例中，监测co可以包括经由排气通道中被设置在上游gpf的下游(例如，在上游gpf与下游gpf之间)的co传感器(例如，第二传感器185或第三传感器187)和/或排气通道中被设置在下游gpf的下游的co传感器(例如，第四传感器189)测量co量。然而，尽管pm排放物中的碳最初可以被氧化成co，但是co可以通过no2进一步被氧化成co2，如由反应式(1)和(2)所示：
101.no2+c
→
no+co
ꢀꢀ
(1)
102.no2+co
→
no+co2ꢀꢀ
(2)
103.因此，每氧化一摩尔(例如，当量)碳可以消耗至少两摩尔的no2。因而，在510处，程序500可以包括监测co2，这可以包括基于co量和no2量来估计co2量，其中基于从排气通道中被设置在上游gpf的下游(例如，在上游gpf与下游gpf之间)的no
x
传感器(例如，第二传感器185或第三传感器187)和/或被设置在下游gpf的下游的no
x
传感器(例如，第四传感器189)接收的测量值来确定no2。例如，控制器可以将co量和no2量输入到存储在其存储器中的一个或多个查找表、函数或映射图中，所述查找表、函数或映射图可以输出对应的co2量。
104.在一些示例中，可以改变一个或多个发动机工况，以便产生富氧环境以促进被动再生。在一个示例中，可以发起tfso事件，使得可以增大排气的空燃比以提供富氧环境。例如，在510处，程序500还可以包括基于所估计和/或所测量的一个或多个发动机工况和/或其他车辆工况来确定是否已经满足一个或多个tfso进入条件。例如，可以采用车辆速度、车辆加速度、发动机转速、发动机负荷、节气门位置、加速踏板位置、变速器挡位位置以及各种其他参数中的一者或多者的组合来确定是否已经满足tfso进入条件。在一个示例中，可以基于发动机转速低于阈值发动机转速来确认tfso进入条件。在另一个示例中，可以基于发动机负荷或操作员扭矩需求低于阈值来确认tfso进入条件。在又一示例中，可以基于诸如在松加速器踏板事件发起时加速器位置低于阈值位移(例如，诸如在滑行期间驾驶员释放加速踏板)来确认tfso进入条件。
105.如果排气温度低于或等于阈值温度，则程序500可以进行到512，其中程序500可以包括确定下游gpf负荷是否小于第二阈值gpf负荷。在一些示例中，第二阈值gpf负荷可以远低于排气背压可以显著增加时的gpf负荷。在其他示例中，第二阈值gpf负荷可以稍微低于或等于排气背压可以显著增加时的gpf负荷。在一些示例中，第一阈值gpf负荷可以小于第二阈值gpf负荷。在其他示例中，第一阈值gpf负荷可以大于第二阈值gpf负荷。在其他示例中，第一阈值gpf负荷可以基本上等于第二阈值gpf负荷。如果下游gpf负荷小于或等于第二阈值gpf负荷，则程序500可以进行到506，其中程序500可以包括维持当前发动机操作。因而，可以不发起gpf再生，然后可以结束程序500。
106.如果gpf负荷大于第二阈值gpf负荷，则程序500可以进行到514，其中程序500可以包括主动地再生上游gpf和下游gpf中的一者或两者并监测排气中的co和/或co2。为了发起主动再生，可以改变一个或多个发动机工况以将排气温度升高到高于阈值温度。在一个示例中，可以增加由一个或多个燃料喷射器进行的燃料喷射。在另一个示例中，可以延迟点火(火花)。在又一示例中，可以延迟由一个或多个燃料喷射器进行的燃料喷射。
107.在一些示例中，监测co可以包括经由排气通道中被设置在上游gpf的下游(例如，在上游gpf与下游gpf之间)的co传感器(例如，第二传感器185或第三传感器187)和/或排气通道中被设置在下游gpf的下游的co传感器(例如，第四传感器189)测量co量。在一些示例中，监测co2可以包括如上文在510处所描述地例如基于co量和no2量来估计co2，其中基于从排气通道中被设置在上游gpf的下游(例如，在上游gpf与下游gpf之间)的no
x
传感器(例如，第二传感器185或第三传感器187)和/或被设置在下游gpf的下游的no
x
传感器(例如，第四传感器189)接收的测量值来确定no2量。
108.一旦gpf再生完成(例如，在510或514处)，则程序500就可以包括基于所监测的co
和co2来确定排气通道中在下游gpf的下游的co和co2的总量和/或排气通道中在上游gpf的下游(例如，上游gpf与下游gpf之间)的co和co2的总量。在一些示例中，可以确定在gpf再生期间的单个瞬间时或短持续时间中的co和co2的总量。在一些示例中，可以确定在gpf再生期间的整个持续时间中co和co2的总量。
109.因此，在516处，程序500可以包括确定上游gpf的下游(例如，上游gpf与下游gpf之间)的co和co2的总量是否小于第一阈值量。如果上游gpf的下游的co和co2的总量小于第一阈值量，则程序500可以进行到518，其中程序500可以包括指示由于上游gpf劣化而导致的上游gpf功能性降低以及将第一老化计数器递增一。具体地，如果上游gpf的下游的co和co2的总量低于预期(例如，低于第一阈值量)，则控制器可以推断出上游gpf可能不再有效地存储pm排放物以便在gpf再生期间进行氧化(即，上游gpf可能已从全使用寿命状态劣化)。在其中上游gpf包括催化涂层的示例中，可以进一步指示上游gpf的催化活性的劣化。
110.如果上游gpf的下游(例如，上游gpf与下游gpf之间)的co和co2的总量大于或等于第一阈值量，则程序500可以进行到520，其中程序500可以包括确定下游gpf的下游的co和co2的总量是否小于第二阈值量。在一些示例中，第一阈值量可以小于第二阈值量。在其他示例中，第一阈值量可以大于第二阈值量。在其他示例中，第一阈值量可以基本上等于第二阈值量。
111.如果下游gpf的下游的co和co2的总量大于或等于第二阈值量，则程序500可以进行到506，其中程序500可以包括维持当前发动机操作。因而，可以不将老化计数器递增，然后可以结束程序500。
112.如果下游gpf的下游的co和co2的总量小于第二阈值量，则程序500可以进行到522，其中程序500可以包括指示由于下游gpf劣化而导致的下游gpf功能性降低以及将第二老化计数器递增一。具体地，如果下游gpf的下游的co和co2的总量低于预期(例如，低于第二阈值量)，则控制器可以推断出下游gpf可能不再有效地存储pm排放物以便在gpf再生期间进行氧化(即，下游gpf可能已从全使用寿命状态劣化)。另外地或替代地，可以指示下游gpf的催化涂层的催化活性的劣化。
113.一旦第一老化计数器已经递增(例如，在518处)或第二老化计数器已经递增(例如，在522处)，就可以对应地评估上游gpf或下游gpf的劣化状态。因而，在524处，程序500可以包括确定递增的老化计数器(例如，在518处的第一老化计数器或在522处的第二老化计数器)是否大于阈值计数。如果递增的老化计数器小于或等于阈值计数，则程序500可以进行到506，其中程序500可以包括维持当前发动机操作。因而，可以指示没有gpf劣化，然后可以结束程序500。
114.如果递增的老化计数器大于阈值计数，则程序500可以进行到526，其中程序500可以包括生成对给定gpf(例如，上游gpf或下游gpf)的劣化状态或老化的驾驶员指示，存储诊断代码和/或基于给定的劣化状态或老化来改变一个或多个发动机工况。例如，驾驶员指示可以包括点亮故障指示灯(mil)，并且可以设定诊断代码并将其存储在控制器的存储器中。在一个示例中，点亮mil可以指示将车辆送往维修技术员的请求，并且所设定的诊断代码可以向维修技术员指示给定的gpf劣化。然后，在已经维修车辆并且已经更换给定的gpf之后，可以重置指示灯和代码。在一些示例中，在具有劣化的gpf的车辆操作期间，可以根据gpf劣化来调整一个或多个发动机工况。例如，生成附加的pm的一个或多个工况可以被最小化。这
可以包括例如随着给定的gpf的老化增加而限制发动机负荷和/或排气空燃比的富化。然后可以结束程序500。
115.现在参考图6，描绘了示例性曲线图600，其示出了在斜坡温度和氧脉冲下三个示例性gpf的烟粒氧化能力(如由沿着y轴的相对百分比所指示)。柱601描绘了在温度斜坡上升到650℃下没有涂层的第一示例性gpf的烟粒氧化能力，并且柱602描绘了在类似温度斜坡和10秒20％氧脉冲下第一示例性gpf的烟粒氧化能力(例如，以模拟由tfso事件产生的富氧环境)。柱611描绘了在温度斜坡上升到650℃下具有包括pd和rh的催化涂层的第二示例性gpf的烟粒氧化能力，并且柱612描绘了在类似温度斜坡和10秒20％氧脉冲下第二示例性gpf的烟粒氧化能力。柱621描绘了在温度斜坡上升到650℃下具有包括ni的催化涂层的第三示例性gpf的烟粒氧化能力，并且柱622描绘了在类似温度斜坡和10秒20％氧脉冲下第三示例性gpf的烟粒氧化能力。示例性gpf中的每一者被预先装载有氧气和1g/l烟粒，然后经历氮气环境。通过测量在烟粒氧化期间产生的co和co2的总量来确定所描绘的烟粒氧化能力。
116.如柱601和602所示，第一示例性gpf在缺少氧脉冲的情况下实际上没有氧化烟粒。即使提供氧脉冲，第一示例性gpf与第二示例性gpf(柱611和柱612)和第三示例性gpf(柱621和622)相比也氧化较少的烟粒。在这两个涂覆的gpf中，第三示例性gpf在温度斜坡下表现出最高的烟粒氧化能力(如通过将柱611与柱621进行比较所示)。第三示例性gpf的较高烟粒氧化可以归因于包括ni的催化涂层，因为与第二示例性gpf中的包括pd和rh的催化涂层相比，ni可以提供更高的氧存储容量(由此进一步促进烟粒氧化)。然而，当提供氧脉冲时，第二示例性gpf和第三示例性gpf表现出更接近的烟粒氧化能力(如通过将柱612与柱622进行比较所示)，因为gpf中的每一者都暴露于类似的氧化促进条件。然而，第三示例性gpf在有或没有氧脉冲的情况下氧化烟粒的至少25％(如由柱621和622所示)，从而指示在车辆中，包括镍但没有其他催化活性金属的gpf在被动或主动再生过程期间氧化排气中的烟粒的至少25％。
117.通过这种方式，提供了一种汽油微粒过滤器(gpf)，所述gpf具有催化涂层，所述催化涂层被配置为氧化离开车辆的排气中的烟粒。在一些示例中，催化涂层可以包括镍但不包括其他催化活性金属。在催化涂层中包括镍的技术效果是在被动再生期间可以促进烟粒氧化，使得可以减少主动再生事件的总数并且因此可以维持燃料经济性。此外，与包括铂族金属的催化涂层相比，包括镍的催化涂层可以表现出更大的氧存储功能性和对硫中毒的更大耐受性。在一些示例中，催化涂层的覆盖范围可以被限于gpf的某些部分，或者可以提供附加的催化涂层，使得可以在保持烟粒氧化能力的同时缓解gpf的总成本。在另外的示例中，没有催化涂层的附加gpf可以在车辆的排气通道中被设置在具有催化涂层的gpf的上游。包括没有催化涂层的附加gpf的技术效果是可以延长具有催化涂层的gpf的使用寿命。此外，因为附加的gpf可能没有催化涂层，所以gpf的组合成本可以保持相对较低。
118.一种用于车辆的排放物处理装置的示例包括：多孔基板，所述多孔基板被配置为从离开所述车辆的排气中过滤烟粒；以及装载在所述多孔基板上的催化涂层，所述催化涂层被配置为在车辆操作期间氧化所述烟粒，其中所述催化涂层包括镍并且不包括其他催化活性金属。所述排放物处理装置的第一示例还包括其中所述镍以大于15重量％存在于所述催化涂层中。任选地包括所述排放物处理装置的所述第一示例的所述排放物处理装置的第
二示例还包括其中所述催化涂层中的所述镍相对于所述排放物处理装置的总体积的装载量大于0.15g/in3。任选地包括所述排放物处理装置的所述第一和第二示例中的一者或多者的所述排放物处理装置的第三示例还包括其中所述排放物处理装置在再生过程期间氧化所述排气中的所述烟粒的至少25％。
119.一种系统的示例包括：排气通道；以及设置在所述排气通道中的第一汽油微粒过滤器(gpf)，所述第一gpf包括多孔基板和第一催化涂层，其中所述第一催化涂层包括单一金属，所述单一金属金属是镍。所述系统的第一示例还包括其中所述多孔基板包括多个通道，并且所述第一催化涂层被设置在所述多个通道的表面上。任选地包括所述系统的所述第一示例的所述系统的第二示例还包括：所述第一催化涂层沿着所述多个通道中的每一者的长度的一部分设置，并且沿着所述多个通道中的每一者的所述长度的剩余部分的上面没有设置涂层。任选地包括所述系统的所述第一和第二示例中的一者或多者的所述系统的第三示例还包括在所述排气通道中设置在所述第一gpf上游的第二gpf，所述第二gpf没有催化涂层。任选地包括所述系统的所述第一至第三示例中的一者或多者的所述系统的第四示例还包括在所述排气通道中设置在所述第一gpf下游的第二gpf，所述第二gpf包括多孔基板和第二催化涂层，其中所述第二催化涂层包括镍、铂、钯和铑中的一种或多种。任选地包括所述系统的所述第一至第四示例中的一者或多者的所述系统的第五示例还包括其中所述第一gpf包括第二催化涂层，所述第二催化涂层包括镍、铂、钯和铑中的一种或多种。任选地包括所述系统的所述第一至第五示例中的一者或多者的所述系统的第六示例还包括其中所述第一催化涂层和所述第二催化涂层以分层配置布置在所述多孔基板上。任选地包括所述系统的所述第一至第六示例中的一者或多者的所述系统的第七示例还包括其中所述多孔基板包括多个入口通道和多个出口通道，所述第一催化涂层沿着所述多个入口通道中的每一者的长度的一部分和所述多个出口通道中的每一者的长度的一部分设置，并且所述第二催化涂层沿着所述多个入口通道中的每一者的所述长度的剩余部分和所述多个出口通道中的每一者的所述长度的剩余部分设置。任选地包括所述系统的所述第一至第七示例中的一者或多者的所述系统的第八示例还包括其中所述多孔基板包括多个入口通道和多个出口通道，所述第一催化涂层被设置在所述多个入口通道的表面上，并且所述第二催化涂层被设置在所述多个出口通道的表面上。任选地包括所述系统的所述第一至第八示例中的一者或多者的所述系统的第九示例还包括其中所述第一催化涂层沿着所述多个入口通道中的每一者的长度的一部分设置，所述第二催化涂层沿着所述多个出口通道中的每一者的长度的一部分设置，所述多个入口通道中的每一者的所述长度的剩余部分的上面没有设置涂层，并且所述多个出口通道中的每一者的所述长度的剩余部分的上面没有设置涂层。
120.一种用于处理排气通道中的排气的方法的示例包括：使所述排气流过被设置在所述排气通道中的第一汽油微粒过滤器(gpf)，所述第一gpf具有催化涂层；确定所述第一gpf处的第一gpf负荷和排气温度中的每一者；以及响应于所述第一gpf负荷大于第一阈值gpf负荷和所述排气温度高于阈值温度中的每一者，通过改变多个发动机工况中的至少一者以增大所述排气的空燃比来被动地再生所述第一gpf，其中所述催化涂层包括镍但不包括其他金属。所述方法的第一示例还包括：响应于所述第一gpf负荷大于所述第一阈值gpf负荷和所述排气温度低于所述阈值温度中的每一者，通过改变所述多个发动机工况中的至少一者以将所述排气温度升高到高于所述阈值温度来主动地再生所述第一gpf。任选地包括所
述方法的所述第一示例的所述方法的第二示例还包括：确定所述排气通道中的所述第一gpf下游的co和co2的总量；响应于所述co和co2的总量小于阈值量，将老化计数器递增一；以及响应于所述老化计数器大于阈值计数，指示所述第一gpf的劣化。任选地包括所述方法的所述第一和第二示例中的一者或多者的所述方法的第三示例还包括：使所述排气流过所述排气通道中被设置在所述第一gpf上游的第二gpf，所述第二gpf没有催化涂层；以及进一步响应于所述第一gpf负荷大于所述第一阈值gpf负荷和所述排气温度高于所述阈值温度中的每一者，通过改变所述多个发动机工况中的至少一者以增大所述排气的空燃比来被动地再生所述第二gpf。任选地包括所述方法的所述第一至第三示例中的一者或多者的所述方法的第四示例还包括：确定第二gpf负荷；以及响应于所述第一gpf负荷大于所述第一阈值gpf负荷、所述第二gpf负荷大于第二阈值gpf负荷和所述排气温度低于所述阈值温度中的每一者，通过改变所述多个发动机工况中的至少一者以将所述排气温度升高到高于所述阈值温度来主动地再生所述第一gpf和所述第二gpf中的每一者。任选地包括所述方法的所述第一至第四示例的所述方法的第五示例还包括：确定所述排气通道中的所述第一gpf与所述第二gpf之间的co和co2的总量；响应于所述co和co2的总量小于阈值量，将老化计数器递增一；以及响应于所述老化计数器大于阈值计数，指示所述第二gpf的劣化。
121.应当注意，本文所包括的示例性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作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可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。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一种或多种。因而，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文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而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略而重复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示将被编程到发动机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，其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令而执行。
122.应当理解，本文中公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些特定的实施例不应被视为具有限制意义，因为众多变化是可能的。例如，以上技术可以应用于v
‑
6、i
‑
4、i
‑
6、v
‑
12、对置4缸以及其他发动机类型。此外，除非明确地相反指出，否则术语“第一”、“第二”、“第三”等不意图表示任何顺序、位置、数量或重要性，而是仅用作标记以区分一个元件与另一个元件。本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的且非明显的组合和子组合。
123.如本文所使用，除非另有指定，否则术语“约”被解释为表示所述范围的
±
5％。
124.所附权利要求特别地指出被视为新颖的且非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被视为包括在本公开的主题内。