CN101936205B - 发动机起/停操作期间的电加热式微粒过滤器再生 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机起/停操作期间的电加热式微粒过滤器再生。一种控制系统包括燃烧控制模块和再生控制模块。所述燃烧控制模块在燃烧式发动机关闭期间以第一模式和在燃烧式发动机开启期间以第二模式控制车辆的操作。所述再生控制模块与所述燃烧控制模块通信，并在所述第一模式期间激活电加热器以加热微粒物质(PM)过滤器的入口。在所述第二模式中，所述燃烧式发动机产生的排气进入所述入口，并开始所述PM过滤器的再生循环。

Description

发动机起/停操作期间的电加热式微粒过滤器再生
技术领域
本发明涉及发动机控制系统和方法，尤其涉及用于在发动机起/停操作期间再生电加热式微粒过滤器的控制系统和方法。
背景技术
在此提供的背景描述是为了大体上展示本发明的背景。目前指定的发明人的工作-就在背景技术部分描述的程度而言-以及不可另外地作为提交时的现有技术的说明书的多个方面，既不明示也不暗示为抵触本发明的现有技术。
发动机如柴油机和压燃式发动机可产生微粒物质(PM)，所述微粒物质通过PM过滤器从排气中过滤和收集。PM过滤器布置在发动机的排气系统中。PM过滤器降低了燃烧期间产生的PM的排放。随着时间的推移，PM过滤器变得充满。在称为再生的过程期间，PM可在PM过滤器中燃烧掉。
有各种方式来执行再生，包括修改发动机管理、使用燃料燃烧器、在燃料喷射之后使用催化氧化剂来提高排气温度、使用耐热线圈、和/或使用微波能量。耐热线圈通常布置成与PM过滤器相接触，以允许通过传导和对流来加热。
发动机控制模块(ECM)可使用电加热技术来再生PM过滤器。电加热技术指的是电加热进入PM过滤器的排气。在PM过滤器的上游可布置一个或多个电线圈，这些线圈可被供电以加热排气。加热的排气点燃了PM过滤器中的PM，PM通过PM过滤器中的通道燃烧。排气流通过通道使PM前进。
电加热技术提供了PM的快速加热和点燃。电加热式PM减少系统将燃料经济性降低了可忽略的量，但是可基于排气流受限操作。例如，随着排气流增大超过特定流量(kg/s)，降低了通过电加热元件开始再生的能力。另外，当排气流增大超过特定流量时，降低了保持PM通过通道燃烧的能力。
ECM还可控制发动机中的燃烧以提高车辆的燃料经济性和/或降低排放。在发动机正常怠速期间，例如当驾驶员应用制动输入和车辆停止时，ECM会停止向发动机供应燃料以停止燃烧。当发动机停止时，排气停止流过排气系统。当ECM确定驾驶员打算加速车辆时，例如通过释放制动输入，ECM可使用电动机(如发动机起动器)来起动发动机。燃烧开始，排气开始流过排气系统。
发明内容
一种控制系统包括燃烧控制模块和再生控制模块。所述燃烧控制模块在燃烧式发动机关闭期间以第一模式控制车辆操作和在燃烧式发动机开启期间以第二模式控制车辆操作。所述再生控制模块与所述燃烧控制模块通信，并在所述第一模式期间激活电加热器以加热微粒物质(PM)过滤器的入口。在所述第二模式中，所述燃烧式发动机产生的排气进入所述入口，并开始所述PM过滤器的再生循环。
在其它特征中，在所述第一模式期间，所述再生控制模块将所述电加热器控制为第一温度。在其它特征中，在所述第二模式期间，所述再生控制模块基于所述排气的温度、所述排气的氧浓度、和所述排气的流量中的至少一项将所述电加热器控制为第二温度。在其它特征中，所述第二温度低于所述第一温度。
在其它特征中，当在预定时段所述电加热器的温度高于或等于所述第一温度时，所述燃烧控制模块以所述第二模式操作所述发动机。所述燃烧控制模块基于所述车辆的速度和所述车辆的制动输入的应用中的至少一项以所述第一模式和所述第二模式中的一个模式操作所述发动机。当所述车辆的速度低于预定速度阈值和应用所述制动输入时，所述燃烧控制模块以所述第一模式操作所述发动机。在其它特征中，在所述第一模式期间，所述再生控制模块控制所述电加热器将所述PM过滤器加热至高于或等于PM燃烧温度的温度。
在其它特征中，停止频率模块基于所述第一模式之前预定时段期间的车辆速度确定所述车辆的停止频率，其中当所述停止频率高于预定频率阈值时，所述再生控制模块加热输入至所述PM过滤器的排气。所述再生控制模块通过调节所述排气的空气-燃料比加热所述排气。
本发明提供以下技术方案：
方案1.一种控制系统，包括：燃烧控制模块，其在燃烧式发动机关闭时以第一模式且在所述燃烧式发动机开启时以第二模式控制车辆的操作；以及再生控制模块，其与所述燃烧控制模块通信，并在所述第一模式期间激活电加热器以加热微粒物质(PM)过滤器的入口，其中在所述第二模式中，所述燃烧式发动机产生的排气进入所述入口并开始所述PM过滤器的再生循环。
方案2.如方案1所述的控制系统，其中在所述第一模式期间，所述再生控制模块将所述电加热器控制为第一温度。
方案3.如方案2所述的控制系统，其中在所述第二模式期间，所述再生控制模块基于所述排气的温度、所述排气的氧浓度、和所述排气的流量中的至少一项将所述电加热器控制为第二温度。
方案4.如方案3所述的控制系统，其中所述第二温度低于所述第一温度。
方案5.如方案2所述的控制系统，其中当所述电加热器的温度高于或等于所述第一温度持续预定时段时，所述燃烧控制模块以所述第二模式操作所述发动机。
方案6.如方案1所述的控制系统，其中所述燃烧控制模块基于所述车辆的速度和所述车辆的制动输入的应用中的至少一项以所述第一模式和所述第二模式中的一个模式操作所述发动机。
方案7.如方案6所述的控制系统，其中当所述车辆的速度低于预定速度阈值和应用所述制动输入时，所述燃烧控制模块以所述第一模式操作所述发动机。
方案8.如方案1所述的控制系统，其中在所述第一模式期间，所述再生控制模块控制所述电加热器将所述PM过滤器加热至高于或等于PM燃烧温度的温度。
方案9.如方案1所述的控制系统，还包括停止频率模块，该模块基于所述第一模式之前预定时段期间的所述车辆的速度来确定所述车辆的停止频率，其中当所述停止频率高于预定频率阈值时，所述再生控制模块加热输入至所述PM过滤器的所述排气。
方案10.如方案9所述的控制系统，其中所述再生控制模块通过调节所述排气的空气-燃料比来加热所述排气。
方案11.一种方法包括：在燃烧式发动机关闭期间以第一模式和在所述燃烧式发动机开启期间以第二模式控制车辆的操作；以及在所述第一模式期间激活电加热器以加热微粒物质(PM)过滤器的入口，其中在所述第二模式中，所述燃烧式发动机产生的排气进入所述入口并开始所述PM过滤器的再生循环。
方案12.如方案11所述的方法，还包括在所述第一模式期间将所述电加热器控制为第一温度。
方案13.如方案12所述的方法，还包括在所述第二模式期间，基于所述排气的温度、所述排气的氧浓度、和所述排气的流量中的至少一项将所述电加热器控制为第二温度。
方案14.如方案13所述的方法，其中所述第二温度低于所述第一温度。
方案15.如方案12所述的方法，还包括当所述电加热器的温度高于或等于所述第一温度持续预定时段时，以所述第二模式操作所述发动机。
方案16.如方案11所述的方法，还包括基于所述车辆的速度和所述车辆的制动输入的应用中的至少一项以所述第一模式和所述第二模式中的一个模式来操作所述发动机。
方案17.如方案16所述的方法，还包括当所述车辆的速度低于预定速度阈值和应用所述制动输入时，以所述第一模式操作所述发动机。
方案18.如方案11所述的方法，还包括在所述第一模式期间，控制所述电加热器将所述PM过滤器加热至高于或等于PM燃烧温度的温度。
方案19.如方案11所述的方法，还包括基于所述第一模式之前预定时段期间的所述车辆的速度来确定所述车辆的停止频率，其中当所述停止频率高于预定频率阈值时，再生控制模块加热输入至所述PM过滤器的排气。
方案20.如方案19所述的方法，还包括通过调节所述排气的空气-燃料比加热所述排气。
从下文提供的详细描述可清楚本发明适用性的进一步领域。应当理解，其详细描述和具体实例仅仅是示意性目的，而非意图限制本发明的范围。
附图说明
从其详细描述和附图可更加全面地理解本发明，其中：
图1为根据本发明原理的包括电加热式微粒过滤器的示例性发动机系统的功能框图；
图2示出了根据本发明原理的示例性电加热式微粒过滤器；
图3示出了根据本发明原理的电加热式微粒过滤器的区域；
图4A和4B示出了根据本发明原理的示例性电加热式微粒过滤器的区域的再生；
图5为根据本发明原理的示例性发动机控制模块的功能框图；以及
图6为描绘在根据本发明原理的发动机控制模块中执行的示例性步骤的流程图。
具体实施方式
下面的描述本质上仅仅是示意性的，而绝非意图限制本发明及其应用或使用。为清楚起见，附图中使用相同的附图标记来表示相似的元件。如本文所使用的，短语“A、B和C中至少之一”应当解释为使用非排他性逻辑“或”表示逻辑(A或B或C)。应当理解，在不改变本发明原理的情况下，可以不同的顺序执行方法中的步骤。
如本文中所使用的，术语“模块”指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适部件。
当排气流量比较低时，电加热技术作用最佳。仅仅作为示例，当发动机操作于包括低发动机速度和扭矩输出以及频繁的车辆停止和怠速期的城市行驶条件时，排气流量可能为低。当排气流量低时，因为被通过的排气带走的热量比排气流量高时的少，所以电加热器更加快速地加热。
一旦电加热器开始PM过滤器中PM的燃烧，在燃烧到达PM过滤器末端之前，高排气流量会熄灭或“吹熄”燃烧的PM。相反，低排气流量会使燃烧的PM前进通过PM过滤器以再生PM过滤器，而不会熄灭燃烧的PM。
本发明在发动机关闭时激活电加热器，当发动机开启时发动机产生的排气再生PM过滤器。当发动机关闭时，电加热器将PM过滤器加热至PM燃烧温度，并且没有排气流过电加热器。发动机关闭时，电加热器以比发动机开启且存在排气流时更快的速率加热。尽管PM过滤器可被加热至PM燃烧温度，但是因为没有排气流存在以从加热器传递热量、提供用于燃烧的氧气或使燃烧的PM前进通过PM过滤器，所以PM不会开始燃烧。
当发动机开启时，排气流过电加热器，并可被加热。加热的排气提供了额外的热量和氧气以再生PM过滤器。由于排气的热量和氧气，PM开始燃烧并前进通过PM过滤器。排气流使燃烧的PM前进通过PM过滤器，直到完成PM过滤器的再生为止。
本发明还可在激活电加热器之前预加热输入至PM过滤器的排气。预加热的排气可预加热PM过滤器，以减少发动机关闭时电加热PM过滤器所需的时间。本发明可基于激活电加热器之前的预定时段的车辆速度确定车辆的停止频率。仅仅作为示例，所述停止频率可指示何时车辆在城市行驶条件下操作。当所述停止频率大于预定频率(即，阈值频率)时，可通过修改发动机管理、使用燃料燃烧器、和/或使用催化氧化剂以便与在发动机和/或排气系统中的燃料在后喷射一起来提高排气温度，从而加热排气。加热的排气流过PM过滤器，并在打开电加热器之前加热PM过滤器。
现在参考图1，示意性地示出了根据本发明的示例性发动机系统20。发动机系统20本质上仅仅是示例性的。本文所述电加热式微粒过滤器可在使用微粒过滤器的各种发动机系统中使用。这种发动机系统可包括，但不限于，柴油发动机系统、汽油直喷发动机系统和均质充量压燃式发动机系统。
发动机系统20包括燃烧空气/燃料混合物以产生驱动扭矩的发动机22。空气通过入口26吸入进气歧管24。可包括节气门(未示出)来调节进入进气歧管24的气流。进气歧管24中的空气分配进汽缸28。尽管图1示出了六个汽缸28，但是发动机22可包括更多或更少的汽缸28。例如，可预料具有4、5、8、10、12和16个汽缸的发动机。
发动机控制模块(ECM)32与发动机系统20的部件通信。所述部件可包括发动机22、传感器和致动器，如本文所述。ECM 32可执行本发明的电加热式微粒过滤器的控制。
空气经由空气质量流量(MAF)传感器34通过入口26。MAF传感器34产生表示流过MAF传感器34的空气速率的MAF信号。歧管压力(MAP)传感器36位于入口26与发动机22之间的进气歧管24中。MAP传感器36产生表示进气歧管24中空气压力的MAP信号。位于进气歧管24中的进气温度(IAT)传感器38基于进气温度产生IAT信号。
发动机曲轴(未示出)以发动机速度或者与发动机速度成比例的速率旋转。曲轴传感器40感测曲轴的位置并产生曲轴位置(CSP)信号。CSP信号可与曲轴的旋转速度和汽缸事件相关。仅仅作为示例，曲轴传感器40可为可变磁阻传感器。发动机速度和汽缸事件可使用其它适当的方法来感测。车辆速度可通过车速传感器41来测量。
ECM 32致动燃料喷射器42以将燃料喷入汽缸28。ECM 32可切断对燃料喷射器42的燃料供应以停止发动机22中的燃烧。ECM32可通过激活电动机43来起动发动机22。ECM 32可从驾驶员输入模块44接收驾驶员输入信号，并基于驾驶员输入信号激活电动机43。仅仅作为示例，电动机43可为旋转曲轴直到发动机22开始燃烧的起动器电机。
燃烧期间，进气门45选择性地打开和关闭以使空气能够进入汽缸28。进气凸轮轴(未示出)调节进气门位置。活塞(未示出)压缩汽缸28中的空气/燃料混合物并使之燃烧。活塞在动力冲程期间驱动曲轴以产生驱动扭矩。
当排气门48处于打开位置时，汽缸28内燃烧产生的排气通过排气歧管46被排出。排气凸轮轴(未示出)调节排气门位置。排气歧管压力(EMP)传感器50产生表示排气歧管压力的EMP信号。
排气处理系统52可处理排气。排气处理系统52可包括氧化催化剂(OC)54。OC 54氧化排气中的一氧化碳和碳氢化物。OC 54基于后燃空气/燃料比氧化排气。氧化量会增高排气的温度。
排气处理系统52包括微粒物质(PM)过滤器组件56。PM过滤器组件56可从OC 54接收排气，并过滤排气中存在的任意微粒物质。电加热器58选择性地加热排气和/或一部分PM过滤器组件56，以开始过滤器组件56中PM的再生。ECM 32基于各种感测的和/或估计的信息控制发动机22和过滤器再生。
更具体地，ECM 32可基于感测的和估计的信息估计PM过滤器负载。过滤器负载可对应于PM过滤器组件56中的微粒物质的量。过滤器负载可基于排气温度和/或排气流动。排气流动可基于MAF信号和发动机22的燃料供应。当过滤器负载大于或等于过滤器负载阈值时，ECM32可开始再生。当发动机22关闭时，ECM 32可激活电加热器58。当发动机22关闭时，电加热器58比发动机开启时更快速地加热。ECM 32可起动发动机22以再生PM过滤器组件56中的PM。
排气处理系统52可包括气体传感器64和排气温度传感器66-1、66-2、66-3(统称为排气温度传感器66)。气体传感器64产生表示排气中NOx量和/或氧气量的气体水平信号。
排气温度传感器66产生表示排气温度的排气温度信号。排气温度传感器66可测量OC 54和PM过滤器组件56之前的排气的温度。排气温度传感器66可测量PM过滤器组件56之后的和/或OC 54与PM过滤器组件56之间的排气的温度。仅仅作为示例，排气温度传感器66-2可测量PM过滤器组件56的入口温度。ECM 32可产生排气温度模型以估计整个排气处理系统52的排气温度。
排气流量传感器67可产生表示进入PM过滤器组件56的排气流量的流量信号。ECM 32还可产生排气流量模型以基于燃料供应、MAF和其它发动机条件估计排气流量。
现在参考图2、图4A和图4B，示出了示例性PM过滤器组件56。PM过滤器组件56可包括壳体68、PM过滤器70和电加热器58。电加热器58可布置在OC 54与PM过滤器70之间。ECM 32可以电压或电流的形式向电加热器58施加能量或电力。PM过滤器70包括排气可流过的通道72。当排气通过通道72时，PM可被过滤掉，将PM留在通道72内。
参考图3，电加热器58可包括覆盖PM过滤器70的多个区域的一个或多个线圈、加热器分段或导体元件。仅仅作为示例，第一区域74-1可为中心区域，其包括PM过滤器70的入口76的轴向中心区域。其余的区域74-2、74-3、74-4和74-5可环绕PM过滤器70的第一区域74-1。每个区域可为PM过滤器70与电加热器58相接触的一个区域。每个区域均可包括在电加热器58下游的PM过滤器70的一部分。
当发动机22关闭时，电加热器58的一个或多个分段58-1、58-2、58-3、58-4和58-5可被ECM 32激活。每分段均对应于PM过滤器70的一个区域。仅仅作为示例，第一分段58-1对应于第一区域74-1。电加热器58可被激活，直到该区域的温度高于或等于PM燃烧温度为止。仅仅作为示例，PM可在大约600℃的温度燃烧。
现在参考图4A，当发动机22关闭时，ECM 32激活分段58-1以加热第一区域74-1。因为没有排气流过分段58-1来冷却分段58-1，所以当发动机22关闭时，所述分段58-1以比发动机22开启时更快的速率来增温。当发动机22开启时，因为分段58-1的温度高于排气温度，排气会冷却分段58-1。因此，热量从较热的分段58-1传递至较冷的排气。
图4A中，没有排气流过PM过滤器70或电加热器58。ECM 32将分段58-1控制为第一温度以将区域74-1的温度升高至PM燃烧温度。因为几乎没有氧气可用来与PM燃烧，所以区域74-1中的PM(通道72中的阴影部分)并不开始燃烧。因为没有排气流过PM过滤器70，所以燃烧的PM并不会前进通过PM过滤器70的通道72。
现在参考图4B，ECM 32起动发动机22，排气开始从发动机22流向排气系统52。排气从电加热器58经由PM过滤器70的入口76进入PM过滤器70。第一分段58-1在一部分排气进入第一区域74-1之前加热这一部分排气。第一分段58-1还可继续直接加热第一区域74-1。排气包括开始与第一区域74-1中的PM燃烧的氧气量。仅仅作为示例，PM可在第一区域74-1中端塞78后开始燃烧。排气使正在燃烧的PM前进通过PM过滤器70的第一过滤器部分70-1(带阴影的通道72)。
当排气流使燃烧的PM前进时，通过第一过滤器部分70-1继续再生。ECM 32可将分段58-1控制为第二温度以保持继续再生第一过滤器部分70-1的排气温度。可选地，ECM 32可将分段58-1关闭。第一过滤器部分70-1可包括从第一区域74-1延伸至PM过滤器出口80的一个或多个通道72。PM过滤器70可包括分别对应于各区域74-2、74-3、74-4和74-5的多个过滤器部分70-2、70-3、70-4(未示出)和70-5(未示出)。ECM 32可以与第一过滤器部分70-1相同的方式再生各个部分。
PM过滤器70可使用排气加热技术(例如燃料的在后喷射和/或燃料燃烧器)被预热至电再生温度。预热PM过滤器70可减少使用电加热器58再生PM过滤器70的各部分所需的时间和/或能量。燃料可通过燃料喷射器42喷射进汽缸28，或喷进排气系统52并在OC 54内燃烧。燃烧增加了进入PM过滤器70的排气的温度。加热的排气将PM过滤器70加热至电再生温度。
ECM 32可基于车辆的停车频率确定何时预热PM过滤器70。仅仅作为示例，当车辆频繁停止时，ECM 32可具有更多的机会使用本发明的控制系统和方法来再生PM过滤器70。ECM 32可基于车辆停止(即，当车速低于预定速度阈值时)的次数、停止持续时间和预定时段确定停止频率。
当所述停止频率高于停止频率阈值时，ECM 32可在发动机22开启时使用排气加热来预热PM过滤器70。预热PM过滤器70可降低用于加热电加热器58的功率量。仅仅作为示例，当PM过滤器70被预热时，电加热器的分段可被加热至稍低的温度(即，需要较少的功率)。预热PM过滤器70还可减少再生PM过滤器70的时间。
现在参考图5，示出了示例性ECM 32的功能框图。ECM 32可包括起动和停止发动机22中的燃烧的燃烧控制模块202。燃烧控制模块202可通过停用燃料控制模块204来停止发动机22中的燃烧。燃烧控制模块202可通过激活起动器43来起动发动机22。起动器43可转动发动机22的曲轴以开始燃烧。
ECM 32可包括控制PM过滤器70的再生的再生控制模块206。再生控制模块206可基于过滤器负载确定是否再生PM过滤器70。过滤器负载确定模块208可基于MAF、燃料供应、发动机22运行的时间长短、车辆的里程、和/或其它发动机条件来确定过滤器负载。当过滤器负载大于过滤器负载阈值时，再生控制模块206可再生PM过滤器70。
当发动机关闭时，再生控制模块206可通过激活电加热模块210以加热电加热器58的一个或多个分段而开始再生。仅仅作为示例，当驾驶员应用制动输入装置和车辆停止时，燃烧控制模块202可关闭发动机22以节省燃料。当发动机22关闭时，电加热模块210激活电加热器58的分段(例如第一分段58-1)以加热PM过滤器70的区域(例如第一区域74-1)。电加热模块210可将分段58-1控制到对应于第一区域74-1中的PM燃烧温度的第一温度。第一区域74-1中的PM可不开始燃烧。
仅仅作为示例，当驾驶员释放制动输入装置时，燃烧控制模块202可起动发动机22。可选地，当分段58-1的温度高于或等于第一温度一预定时段时，燃烧控制模块202可起动发动机22。燃烧控制模块202可起动发动机22，以防止电加热器58的过热和/或浪费电能。
当发动机22起动时，分段58-1加热发动机22的排气的一部分。由于发动机22关闭时应用的热量，第一区域74-1的温度可高于或等于PM燃烧温度。加热的排气提供了开始第一区域74-1中PM的燃烧所必需的额外热量和氧气。当PM燃烧开始时，再生循环开始。在再生循环期间，排气流使正在燃烧的PM前进通过第一过滤器部分70-1，以再生第一过滤器部分70-1。
在再生循环期间，电加热模块210可基于入口排气温度、排气的氧浓度和/或排气流量将电加热器58控制为第二温度。电加热器58可继续向排气提供额外的热量以继续再生。可选地，当不需要额外的热量以继续再生时，电加热模块210可停用电加热器58。第一过滤器部分70-1中的PM继续燃烧，同时排气流过PM过滤器70。
在再生循环期间，燃烧控制模块202保持发动机运行。仅仅作为示例，无论再生循环是否完成，再生控制模块206可与燃烧控制模块202通信。当再生循环未完成时，不管车速和制动输入装置如何，燃烧控制模块202都不停止发动机22中的燃烧。如果燃烧控制模块202在过滤器部分的再生循环中间停止燃烧，那么该过滤器部分的再生将没有完成。排气将停止使燃烧的PM前进，排气中缺少氧气会熄灭该过滤器部分中PM的燃烧。
在电加热模块210激活电加热器58之前，PM过滤器70可被预热。预热PM过滤器70可减少再生PM过滤器70所需的时间和能量。仅仅作为示例，预热PM过滤器70可允许电加热模块210将电加热器58加热至较低的温度。
再生控制模块206可基于车辆的停止频率来确定预热PM过滤器70。停止频率模块212可基于一时段内的车辆速度来确定所述停止频率。仅仅作为示例，当车辆停止时，停止频率模块可提高所述停止频率。当所述停止频率高于停止频率阈值时，可预热PM过滤器70。当发动机22开启时可预热PM过滤器708。
可通过修改发动机管理、使用燃料燃烧器、和/或使用催化氧化剂，与燃料的后喷射一起来提高排气温度，来加热流过PM过滤器70的排气。排气加热模块214可通过燃料控制模块204来调节燃料供应以加热排气。燃料可通过OC 54氧化以提高排气温度。来自加热的排气的热量传递至PM过滤器70，从而将PM过滤器温度升高至电再生温度。
现在参考图6，流程图300示出了由ECM 32执行的方法的示例性步骤。步骤302中，控制确定何时过滤器负载高于过滤器负载阈值和需要再生。当需要再生时，控制进行至步骤304，否则控制结束。
在步骤304中，控制确定是否停止发动机22。当发动机22停止时，燃烧停止，没有排气从发动机22流出。在步骤306中，控制激活电加热器58以加热PM过滤器70的区域。仅仅作为示例，控制可激活分段58-1以加热第一区域74-1。在步骤308中，控制确定何时加热器温度高于或等于第一温度阈值。第一温度阈值可对应于高于或等于PM燃烧温度的区域温度。当发动机22关闭且排气流停止时，电加热器58比当发动机22开启时更加快速地加热至第一温度阈值。当加热器温度低于第一温度阈值和发动机22关闭时，控制继续激活电加热器58。该区域中的PM并不燃烧。
在步骤310中，控制确定是否起动发动机22。当发动机22起动时，燃烧开始，排气从发动机22流向PM过滤器70。控制继续至步骤316。否则，控制进行至步骤312。在步骤312中，控制确定电加热器58是否已经被激活了一预定时段。当电加热器58已经被激活且所述预定时段未过去时，控制返回步骤304。当所述预定时段过去时，控制在步骤314中起动发动机22。当发动机22起动时，排气开始流向PM过滤器70。
在步骤316中，控制可将电加热器58加热至第二温度。可选地，控制可关闭电加热器58。在步骤318中，电加热器58加热进入PM过滤器70的所述区域中的排气。由于排气中的氧气和来自加热的排气的热量、以及发动机22关闭时该区域受热时聚集的热量，该区域中的PM点燃。该区域的再生开始并继续，同时正在燃烧的PM前进通过PM过滤器70。在步骤320中，控制可确定该区域的再生是否完成。当再生完成时，控制继续至步骤324，否则控制进行至步骤322。
在步骤322中，控制保持发动机22运行，直到该区域的再生完成为止。因为再生未完成，所以发动机22必须保持运行，以向燃烧的PM提供排气。在步骤324中，控制确定是否PM过滤器70的所有区域都已再生。当所有的区域都被再生时，控制结束，否则控制返回步骤304。
本领域的技术人员从前面的描述应当理解，本发明广泛的教导可以多种形式执行。因此，尽管根据其特定实施例描述了本发明，但是由于通过对附图、说明书和所附权利要求的研究，其它修改对于技术人员也是显而易见的，所以本发明的实际范围不应当这样局限。

Claims (17)

1.一种控制系统，包括：
燃烧控制模块，其在燃烧式发动机关闭时以第一模式且在所述燃烧式发动机开启时以第二模式控制车辆的操作，其中第一模式为通过停用燃料控制模块来停止发动机中的燃烧，以及第二模式为通过激活起动器来起动发动机，起动器转动发动机的曲轴以开始燃烧；
停止频率模块，该模块基于在预定时段期间的车辆停止的次数来确定所述车辆的停止频率；以及
再生控制模块，其与所述燃烧控制模块通信，并在所述第一模式期间激活电加热器以加热微粒物质过滤器的入口，其中在所述第二模式中，所述燃烧式发动机产生的排气进入所述入口并开始所述微粒物质过滤器的再生循环；
其中在所述再生循环之前，当所述停止频率高于预定频率阈值时，向位于微粒物质过滤器上游的氧化催化剂提供燃料，以便加热输入至所述微粒物质过滤器的所述排气；
其中在所述再生循环之前，燃烧控制模块关闭发动机，并且在再生循环之前发动机关闭时，再生控制模块激活电加热器以加热微粒物质过滤器的入口；
其中在所述再生循环之前，燃烧控制模块有选择地起动发动机，并且所述发动机产生的排气进入所述微粒物质过滤器的入口并开始所述微粒物质过滤器的再生循环。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中在所述第一模式期间，所述再生控制模块将所述电加热器控制为第一温度。
3.如权利要求2所述的控制系统，其中在所述第二模式期间，所述再生控制模块基于所述排气的温度、所述排气的氧浓度、和所述排气的流量中的至少一项将所述电加热器控制为第二温度。
4.如权利要求3所述的控制系统，其中所述第二温度低于所述第一温度。
5.如权利要求2所述的控制系统，其中当所述电加热器的温度高于或等于所述第一温度持续预定时段时，所述燃烧控制模块以所述第二模式操作所述发动机。
6.如权利要求1所述的控制系统，其中所述燃烧控制模块基于所述车辆的速度和所述车辆的制动输入的应用中的至少一项以所述第一模式和所述第二模式中的一个模式操作所述发动机。
7.如权利要求6所述的控制系统，其中当所述车辆的速度低于预定速度阈值和应用所述制动输入时，所述燃烧控制模块以所述第一模式操作所述发动机。
8.如权利要求1所述的控制系统，其中在所述第一模式期间，所述再生控制模块控制所述电加热器将所述微粒物质过滤器加热至高于或等于微粒物质燃烧温度的温度。
9.如权利要求1所述的控制系统，其中所述再生控制模块通过调节所述排气的空气-燃料比来加热所述排气。
10.一种微粒物质过滤器再生的控制方法，包括：
根据微粒物质过滤器负载，确定需要微粒物质过滤器的再生循环；
基于在预定时段期间的车辆停止的次数来确定所述车辆的停止频率；
在所述再生循环之前，当所述停止频率高于预定频率阈值时，向位于微粒物质过滤器上游的氧化催化剂提供燃料，以便加热输入至所述微粒物质过滤器的排气；
在再生循环开始之前，关闭燃烧式发动机；
在燃烧式发动机关闭期间，激活电加热器以加热微粒物质过滤器的入口，
在再生循环开始之前，有选择地起动发动机，其中在所述发动机开启期间，所述发动机产生的排气进入所述入口并开始所述微粒物质过滤器的再生循环。
11.如权利要求10所述的方法，还包括在所述再生循环之前发动机关闭时将所述电加热器控制为第一温度。
12.如权利要求11所述的方法，还包括在发动机起动后，基于所述排气的温度、所述排气的氧浓度、和所述排气的流量中的至少一项将所述电加热器控制为第二温度。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述第二温度低于所述第一温度。
14.如权利要求11所述的方法，还包括当所述电加热器的温度高于或等于所述第一温度持续预定时段时，起动所述发动机。
15.如权利要求10所述的方法，还包括基于所述车辆的速度和所述车辆的制动输入的应用中的至少一项以关闭和起动中的一个模式来操作所述发动机。
16.如权利要求15所述的方法，还包括当所述车辆的速度低于预定速度阈值和应用所述制动输入时，关闭所述发动机。
17.如权利要求10所述的方法，还包括通过调节所述排气的空气-燃料比加热所述排气。
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