[发明专利]用于再生微粒过滤器的方法及机动车辆

说明书

技术领域

本发明涉及机动车辆，尤其涉及用于再生安装至机动车辆的柴油微粒过滤器的方法及实施该方法的机动车辆。

背景技术

微粒过滤器(柴油微粒过滤器，DPF)用于内燃发动机(特别是柴油发动机)的排气系统中以捕集并去除主要由碳基材料形成的微粒物质。当发动机排气穿过DPF，微粒被捕集在过滤器内并且随时间聚积。这种聚积导致流穿过DPF的排气的阻力增加，并且从而增加发动机的背压。背压的增加对发动机运转具有不利的影响，特别是对燃料消耗。为了将背压减小至可接受程度，通过燃烧掉聚积的微粒(其大部分可燃烧)周期性地再生DPF。

出于多个原因，应当仅在需要时再生DPF。

首先，DPF的过滤效率随着微粒负荷的增大而增加。

其次，为了实现再生，排气温度必需提高至高于正常发动机运转期间的温度，因此再生导致较高的燃料消耗并且潜在地稀释发动机机油。

再次，当微粒负荷足够高并且均匀分布于过滤器时再生是最有效率的。

有多种常规方法可用于增加排气温度至所需程度(例如高于450℃)以便开始再生事件。无论用于增加排气温度的方法如何，均需要估算DPF的负荷以使得以最佳间隔开始再生事件。

DPF负荷可从依赖于发动机工况的参数推断出来，或能够通过感应DPF的上游和下游之间的排气压力并且求解描述穿过DPF的质量流量和所感应的压力之间的关系的方程式来更直接地测量。方程式中使用的有效约束建立了对DPF内聚积的负荷的依赖。通过首先求解方程得到有效约束并且随后求解描述用于该负荷的有效约束的方程式，能够估算出DPF的负荷。

用于开始并且继续再生的状况的产生将总体上涉及提高进入DPF的排气的温度至合适的高温并且由于柴油发动机通常相对较冷并且以稀燃运转，柴油燃料的后喷射通常用于提高进入DPF的排气温度同时仍然留下过多的氧气用于燃烧捕集的微粒物质。

尽管能够在多种情况下执行再生，理想的状况是当发动机在相对稳态状况下以相对较高负荷运转。当车辆正在高速公路上以相对较高速度巡航时存在这种状况。在这些情况下，可管理再生过程而对车辆驾驶性能具有较少或没有较大影响，并且容易实现所需提高的排气温度。与最佳情况相反，在城市里以走走停停地方式驾驶对于再生不是理想的状况，因为难以产生所需的高温并且在一些情况下的驾驶性能的损失是难以接受的。

而且在一些情况下，因为这种城市行程通常持续较短，将不能完成再生，因为驾驶员已经在再生之前终止行程。

许多用于再生DPF的方法的现有技术的问题在于，一旦估算到DPF中存在预定烟粒负荷便尽快地开始再生，这会导致不完全或低效再生的几率相对较高，因为其没有考虑机动车辆的工况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于再生柴油微粒过滤器的方法，其适应机动车辆的工况以及柴油微粒过滤器的状况以使最小化不充分或低效率再生的风险。

根据本发明的第一方面，提供一种用于再生具有导航系统的机动车辆的柴油微粒过滤器的方法，其中该方法包含确定柴油微粒过滤器是否要求再生，如果柴油微粒过滤器要求再生，则确定未来路线是否已知，如果未来路线是已知的，则确定对于已知路线最佳再生是否可能，如果对于已知路线最佳再生是可能的，确定再生的理想开始点和再生的理想结束点，当满足开始点条件时开始再生并且当满足结束点条件时结束所述再生，其中开始点条件包括到达已知路线上特定地理位置并且结束点条件包括到达已知路线上特定位置和在再生已经开始后达到预定的流逝时间中一个。

开始点条件可进一步包括确认机动车辆高于预定最小速度行驶、确认发动机高于预定转速运行以及确认发动机高于预定负荷运转中至少一个。

结束点条件包括达到位于已知路线上的特定地理位置和再生已经开始之后达到预定流逝的时间中至少一个。

确定再生的理想开始点包括确定路线上将要行驶的道路的类型、确定车辆在沿该路线上多个位置的所期望的速度、确定该路线的所期望的地形和确定对于沿该路线的多个位置的所期望的交通状况中至少一个。

确定再生的理想开始点包括根据导航系统确定将要沿着行驶的道路类型、确定路线上的多个位置处车辆的期望速度、确定所期望的路线地形和确定所期望的路线上多个位置的交通状况中至少一个，基于收集的信息，计算最佳再生时间窗口(window time)以便最小化对燃料经济性、发动机油污染和/或影响再生品质的一个或多个其它因素中至少一个的惩罚。

如果没有满足再生的最佳条件，该方法可进一步包含确定柴油微粒过滤器是否过载，如果柴油微粒过滤器过载，执行柴油微粒过滤器的强制再生。