基于环境和车辆运行条件的活性再生触发的最优化

摘要

本发明涉及基于环境和车辆运行条件的活性再生触发的最优化，具体地，一种控制颗粒过滤器的再生的方法包括：对于所述车辆的至少一个运行参数限定再生触发限度；基于所感测的环境运行条件和所感测的车辆运行条件修改所述再生触发限度，以限定修改后的再生触发限度；以及当达到对于所述运行参数的所述修改后的再生触发限度时，使所述颗粒过滤器再生。

说明书

技术领域

本方法总体涉及一种控制车辆的排气系统的颗粒过滤器的再生的方法。

背景技术

用于车辆的排气系统可以包括颗粒过滤器。如果发动机包括柴油发动机，则将颗粒过滤器称作柴油颗粒过滤器。颗粒过滤器捕获来自发动机的废气的颗粒物，即，烟灰。颗粒过滤器可以包括限定多个孔的基板，其中废气必流经孔。当废气流经孔时，颗粒物聚集在基板上。有时使颗粒过滤器再生，以去除聚集的颗粒物。颗粒过滤器的再生包括将颗粒过滤器加热至足以使聚集的颗粒物燃烧的温度，从而使颗粒物转换为消散到大气中的二氧化碳。

可以采用烟灰模型来预测何时需要使颗粒过滤器再生。跨颗粒过滤器的压力差，即颗粒过滤器的上游端和下游端之间的压力差，是到烟灰模型的主要输入之一。烟灰模型基于跨颗粒过滤器的压力差预测再生的必要性，或预测到需要再生的时间。还可以采用诸如连续的再生之间的预定义时间、在连续的再生之间车辆行进的预定义距离或在连续的再生之间车辆的预定义燃料消耗之类的辅助再生触发来开始颗粒过滤器的再生。因此，当任何辅助触发发生时，可以开始颗粒过滤器的再生。

发明内容

提供了一种控制车辆的排气系统的颗粒过滤器的再生的方法。所述方法包括：对于所述车辆的至少一个运行参数限定再生触发限度、感测至少一个环境运行条件以及感测至少一个车辆运行条件。所述方法还包括：基于所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件修改所述再生触发限度以限定修改后的再生触发限度、以及当达到针对所述运行参数的所述修改后的再生触发限度时使所述颗粒过滤器再生。

还提供了一种控制车辆的排气系统的颗粒过滤器的再生的方法。所述方法包括：感测所述颗粒过滤器的上游压力和所述颗粒过滤器的下游压力之间的压力差、以及将所感测到的压力差与烟灰模型进行比较以预测何时需要所述颗粒过滤器的再生。所述方法还包括：对于所述车辆的至少一个运行参数限定再生触发限度、感测至少一个环境运行条件以及感测至少一个车辆运行条件。所述方法还包括：基于所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件修改所述再生触发限度以限定修改后的再生触发限度、以及当达到针对所述运行参数的所述修改后的再生触发限度时或者当所述烟灰模型预测到需要再生时，使所述颗粒过滤器再生。

因此，通过修改针对所述至少一个运行参数的所述再生触发限度，可以将所述车辆运行的不同环境运行条件和所述车辆运行的不同车辆运行条件考虑在内，以确定所述颗粒过滤器的再生何时发生。因此，如果在烟灰模型预测中存在高水平的置信度，则可以延长所述颗粒过滤器的连续的再生之间的时间段，而如果在烟灰模型预测中存在低水平的置信度，则可以缩短所述颗粒过滤器的连续的再生之间的时间段。这样，当所述车辆运行在产生比所述烟灰模型可预测的更少的烟灰即颗粒物的条件下时，考虑这些运行条件，并可以延长连续的再生之间的时间段，由此提高所述车辆的燃料效率，并延长所述颗粒过滤器和其它相关联的部件的预期寿命。

根据结合附图，从对用于实施本发明的最佳方式的以下详细描述，本发明的以上特征和优点及其它特征和优点更加明显。

本发明还提供如下方案：

方案1. 一种控制车辆的排气系统的颗粒过滤器的再生的方法，所述方法包括：

对于所述车辆的至少一个运行参数限定再生触发限度；

感测至少一个环境运行条件；

感测至少一个车辆运行条件；

基于所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件修改所述再生触发限度，以限定修改后的再生触发限度；以及

当达到对于所述运行参数的所述修改后的再生触发限度时，使所述颗粒过滤器再生。

方案2.根据方案1所述的方法，其特征在于，其还包括：感测所述颗粒过滤器的上游压力和所述颗粒过滤器的下游压力之间的压力差。

方案3.根据方案2所述的方法，其特征在于，其还包括：将所感测到的压力差输入到烟灰模型中，以预测何时需要所述颗粒过滤器的再生。

方案4.根据方案3所述的方法，其特征在于，当达到针对所述运行参数的所述修改后的再生触发限度时使所述颗粒过滤器再生还被定义为：当达到针对所述运行参数的所述修改后的再生触发限度时，或者当所述烟灰模型预测到需要再生时，使所述颗粒过滤器再生。

方案5.根据方案1所述的方法，其特征在于，所述至少一个运行参数包括：所述车辆行进的距离、所述车辆的运行时间和所述车辆的燃料消耗中的至少一个。

方案6.根据方案1所述的方法，其特征在于，所述至少一个环境运行条件包括空气温度和空气压力中的至少一个。

方案7.根据方案1所述的方法，其特征在于，所述至少一个车辆运行条件包括所述车辆的速度、所述车辆的发动机速度和所述车辆的燃料消耗速率中的至少一个。

方案8.根据方案4所述的方法，其特征在于，基于所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件修改所述再生触发限度以限定修改后的再生触发限度包括：当所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件指示所述车辆正运行在产生比所述烟灰模型预测更低的颗粒物水平的驾驶循环中时，增加所述颗粒过滤器的连续的再生之间的时间段。

方案9.根据方案4所述的方法，其特征在于，基于所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件修改所述再生触发限度以限定修改后的再生触发限度包括：当所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件指示所述车辆正运行在产生比所述烟灰模型预测更高的颗粒物水平的驾驶循环中时，减少所述颗粒过滤器的连续的再生之间的时间段。

方案10.根据方案4所述的方法，其特征在于，其还包括：基于所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件将所述车辆的运行分类为多个行驶循环中的一个。

方案11.根据方案10所述的方法，其特征在于，修改所述再生触发限度还被限定为：基于所述车辆在所述颗粒过滤器的连续的再生之间在所述多个驾驶循环中的每个驾驶循环中运行的总时间来修改所述再生触发限度。

方案12.一种控制车辆的排气系统的颗粒过滤器的再生的方法，所述方法包括：

感测所述颗粒过滤器的上游压力和所述颗粒过滤器的下游压力之间的压力差；

将所感测到的压力差输入到烟灰模型，以预测何时需要所述颗粒过滤器的再生；

对于所述车辆的至少一个运行参数限定再生触发限度；

感测至少一个环境运行条件；

感测至少一个车辆运行条件；

基于所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件修改所述再生触发限度，以限定修改后的再生触发限度；以及

当达到对于所述运行参数的所述修改后的再生触发限度时，或者当所述烟灰模型预测到需要再生时，使所述颗粒过滤器再生。

方案13.根据方案12所述的方法，其特征在于，所述至少一个运行参数包括：所述车辆行进的距离、所述车辆的运行时间和所述车辆的燃料消耗中的至少一个。

方案14.根据方案12所述的方法，其特征在于，所述至少一个环境运行条件包括空气温度和空气压力中的至少一个。

方案15.根据方案12所述的方法，其特征在于，所述至少一个车辆运行条件包括所述车辆的速度、所述车辆的发动机速度和所述车辆的燃料消耗速率中的至少一个。

方案16.根据方案12所述的方法，其特征在于，基于所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件修改所述再生触发限度以限定修改后的再生触发限度包括：当所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件指示所述车辆正运行在产生比所述烟灰模型预测更低的颗粒物水平的驾驶循环中时，增加所述颗粒过滤器的连续的再生之间的时间段。

方案17.根据方案12所述的方法，其特征在于，基于所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件修改所述再生触发限度以限定修改后的再生触发限度包括：当所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件指示所述车辆正运行在产生比所述烟灰模型预测更高的颗粒物水平的驾驶循环中时，减少所述颗粒过滤器的连续的再生之间的时间段。

方案18.根据方案12所述的方法，其特征在于，其还包括：基于所感测到的至少一个环境运行条件和所感测到的至少一个车辆运行条件将所述车辆的运行分类为多个行驶循环中的一个。

方案19.根据方案18所述的方法，其特征在于，修改所述再生触发限度还被限定为：基于所述车辆在所述颗粒过滤器的连续的再生之间在所述多个驾驶循环中的每个驾驶循环中运行的总时间来修改所述再生触发限度。

附图说明

图1是车辆的发动机和排气系统的示意图。

图2是示出控制排气系统的颗粒过滤器的再生的方法的流程图。

具体实施方式

参照图1，其中相同的数字贯穿若干幅附图指示相同的组件，用20总体示出车辆的排气系统。排气系统20引导并处理来自发动机22的废气。

排气系统20包括颗粒过滤器24。颗粒过滤器24过滤来自发动机22的废气的颗粒物，即，烟灰。颗粒过滤器24可以包括限定多个孔的基板，其中废气必流经孔。当废气流经孔时，颗粒物聚集在基板上。有时使颗粒过滤器24再生，以去除聚集的颗粒物。颗粒过滤器24的再生包括将颗粒过滤器24加热至足以使聚集的颗粒物燃烧的温度，从而使颗粒物转换为消散到大气中的二氧化碳。

可以采用烟灰模型来预测何时需要使颗粒过滤器24再生。跨颗粒过滤器24的压力差，即，设置在颗粒过滤器24的上游端28处的第一压力传感器26和设置在颗粒过滤器24的下游端32处的第二压力传感器30之间的压力差，是到烟灰模型的主要输入之一。烟灰模型使用压力差来预测是否或何时需要颗粒过滤器24的再生。

还可以使用辅助再生触发来确定是否需要颗粒过滤器24的再生。辅助再生触发可以包括、但不限于：连续的再生之间的预定义时间、在连续的再生之间车辆行进的预定义距离、或在连续的再生之间车辆的预定义燃料消耗。因此，当任何辅助触发发生时，可以开始颗粒过滤器24的再生。

车辆可以包括控制器34，例如但不限于发动机控制单元，以控制颗粒过滤器24的再生的开始和停止。控制器34可以包括计算机和/或处理器，并可以包括对于管理并控制颗粒过滤器24的再生必要的所有软件、硬件、存储器、算法、连接、传感器等。这样，可以将下面描述的且在图2中总体用40示出的方法实现为可在控制器34上运行的操作。应当明白，控制器34可以包括能够分析来自各种传感器的数据、比较数据并做出对于控制颗粒过滤器24的再生所需的必要决策的任何装置。

参照图2，方法40包括感测颗粒过滤器24的上游压力和颗粒过滤器24的下游压力之间的压力差，方框42。如上所述，排气系统20可以包括设置在颗粒过滤器24的上游的第一压力传感器26和设置在颗粒过滤器24的下游的第二压力传感器30。第一压力传感器26和第二压力传感器30与控制器34通信，并将与流体有关的数据即颗粒过滤器24的上游和颗粒过滤器24的下游相应的废气压力传输至控制器34。控制器34可以接收与上游压力和下游压力有关的数据，并计算它们之间的压力差。然而，应当明白，可以以这里未描述的一些其它方式来感测上游压力和下游压力并确定它们之间的压力差。

方法40还包括将感测的压力差输入到烟灰模型中，方框44。烟灰模型是对于颗粒过滤器24的上游端28和下游端32之间的给定压力差在颗粒过滤器24中且由颗粒过滤器24捕获的烟灰质量的模型。因此，烟灰模型预测对于任何给定压力差而言烟灰的量，即，在颗粒过滤器24内捕获和/或包含的颗粒物的量。感测的压力差被输入到烟灰模型中，以预测颗粒过滤器24中的烟灰的量，由此确定何时需要颗粒过滤器24的再生。

方法40还可以包括确定烟灰模型是否预测到需要颗粒过滤器24再生的烟灰质量，方框46。如果烟灰模型确实预测到需要颗粒过滤器24再生的烟灰质量，即，压力差大于与需要颗粒过滤器24再生的高烟灰质量相关联的预定阈值，在48处指示，则控制器34可以开始颗粒过滤器24的再生，方框50。

如果烟灰模型未预测到需要颗粒过滤器24再生的烟灰质量，即，压力差低于需要颗粒过滤器24再生的高烟灰质量相关联的预定阈值，在52处指示，则方法40还包括针对车辆的至少一个运行参数定义再生触发限度，方框54。可以将针对运行参数的再生触发限度称作辅助再生触发。每个再生触发限度是与车辆的运行参数中的一个相关联的上限。车辆的运行参数可以包括、但不限于：车辆行进的距离、车辆的运行时间和车辆的燃料消耗中的至少一个。达到车辆的运行参数的再生触发限度限定了使颗粒过滤器24再生的条件。因此，一旦满足了再生触发限度，则颗粒过滤器24的再生便开始。例如，车辆的运行参数可以包括从颗粒过滤器24的最后一次再生开始所行进的总距离。再生触发限度是在颗粒过滤器24的下一次再生发生之前车辆可以行进的距离。控制器34可以从里程表或一些其它传感器接收指示行进的距离的信息，并确定车辆所行进的距离是小于、等于还是大于再生触发限度。如果车辆所行进的距离等于或大于再生触发限度，则控制器34可以开始颗粒过滤器24的再生。

方法40还包括感测至少一个环境运行条件和感测至少一个车辆运行条件，方框56。可以连续地感测或间歇地感测该至少一个环境运行条件和车辆运行条件。该至少一个环境运行条件可以包括、但不限于：空气温度和空气压力中的至少一个。该至少一个车辆运行条件可以包括、但不限于：车辆的速度、车辆的发动机22的速度和车辆的燃料消耗速率中的至少一个。环境运行条件和车辆运行条件可以由遍布在车辆中且与控制器34通信的各种传感器感测，以便提供与环境运行条件和车辆运行条件有关的数据。应当明白，可以以这里未描述的一些其它方式来感测环境运行条件和车辆运行条件。

方法40还可以包括基于感测到的至少一个环境运行条件和感测到的至少一个车辆运行条件将车辆的运行分类为多个行驶循环中的一个，方框58。不同的行驶循环表示车辆正在运行的不同驾驶条件。每个不同的行驶循环产生不同的烟灰速率。因此，将车辆的运行分类为不同的行驶循环定义了车辆已经以在与不同的行驶循环相关联的不同烟灰产生水平运行了多长时间。

方法40还可以包括确定车辆运行时的行驶循环是与比烟灰模型预测（值）更高的烟灰产生水平相关联，还是与比烟灰模型预测更低的烟灰产生水平相关联，方框60。

方法40还可以包括基于感测到的至少一个环境运行条件和感测到的至少一个车辆运行条件修改再生触发限度。修改再生触发限度，以限定修改后的再生触发限度。再生触发限度的修改是基于在颗粒过滤器24的连续的再生之间车辆在多个驾驶循环中的每个驾驶循环中运行的总时间。因此，修改后的再生触发限度说明了在不同的行驶循环期间产生的不同的烟灰量。

当感测到的至少一个环境运行条件和感测到的至少一个车辆运行条件指示车辆正运行在产生比烟灰模型预测更低的烟灰即颗粒物水平的驾驶循环中时，在62处指示，则修改再生触发限度以限定修改后的再生触发限度可以包括增加颗粒过滤器24的连续的再生之间的时间段，方框64。替代地，当感测到的至少一个环境运行条件和感测到的至少一个车辆运行条件指示车辆正运行在产生比烟灰模型预测更高的烟灰即颗粒物水平的驾驶循环中时，在66处指示，则修改再生触发限度以限定修改后的再生触发限度可以包括减少颗粒过滤器24的连续的再生之间的时间段，方框68。应当明白，控制器34可以修改与它们各自的车辆运行参数相关联的每个再生触发限度，如上所述。因此，修改后的再生触发限度反映出车辆运行的条件。如果车辆运行在产生比烟灰模型预测更低的烟灰的条件下，则修改后的再生触发限度可以延长颗粒过滤器24的连续的再生之间的时间段，由此提高了燃料效率，并延长了车辆的颗粒过滤器24以及其它相关联的部件和/或组件的期望的预期寿命。

方法40还包括当达到针对运行参数的修改后的再生触发限度时使颗粒过滤器24再生，方框50。因此，控制器34基于预测颗粒过滤器24中的特定烟灰质量的模型或者当满足修改后的再生触发限度时（无论哪一个第一个发生）开始颗粒过滤器24的再生。

虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，但本发明所属领域的普通技术人员将认识到处于所附权利要求书的范围内的用于实施本发明的各种替代设计和实施例。