CN102165152B - 颗粒过滤器的再生控制 - Google Patents

Abstract

一种用于当废气排放发动机(105)在处于变化的驾驶条件下的车辆(100)中运转时引发与所述废气排放发动机相关联的颗粒过滤器(125)的再生的方法。该方法包括将与所述过滤器在过滤器的气体入口处基本上精确接触的加热装置开启一时间段。所述加热装置的所述开启受以下条件控制：i)在过滤器的入口处的废气的平均压力高于预定值；ii)在过滤器的入口处的废气的瞬时压力是小概率的高值。所述加热装置保持开启的时间段充分长，以达到颗粒的引燃温度并使瞬时温度从所述小概率的高值降低到显著较低的值。通过对在过滤器的入口处感测到的多个压力数据求平均来获得所述平均压力。

Description

颗粒过滤器的再生控制

技术领域

本发明涉及废气排放物的过滤。具体地，本发明涉及如在柴油机中发生的、由燃烧过程所产生的颗粒排放物的过滤器的再生。

背景技术

对于术语“废气”，意指由于诸如汽油、柴油、燃油或煤炭的燃料燃烧所产生的烟气。在世界范围内，发电厂、工业加工厂和机动车辆的日益增加的扩张已导致迫切需要研究可能的解决方案以减少废气对环境和人类的有害影响。

实际上，虽然大部分废气的最主要部分是相对无害的氮、水蒸汽(除了纯碳燃料以外)和二氧化碳(除了用氢作为燃料以外)，其较少的部分由不期望的有毒物质形成，例如，一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、部分未燃烧的燃料、以及颗粒物质。一般而言，对于术语“颗粒物质”(简称为“PM”)，意指在气体中悬浮的固体颗粒或液体颗粒。在例如由柴油机产生的废气中，PM的主要部分由非常小的颗粒组成，主要包括不纯的碳颗粒(按照行话，也称为“炭烟”)。因为这些颗粒的较小尺寸，所述颗粒当被吸入时会容易深入地渗透到肺中。这些颗粒的粗糙表面使其容易与环境中的其它毒素结合，从而增加颗粒吸入的危险性。PM的排放量在使用粗柴油作为燃料的柴油机中或在最近广泛使用的直喷式汽油发动机中变得较大。

一种用于去除(或至少减少)例如车辆发动机中由燃料燃烧所产生的废气的PM排放物的解决方案提出使用颗粒过滤器。参照由柴油机所产生的废气，颗粒过滤器(就该情况而言称为柴油颗粒过滤器(DPF))是布置在柴油机的废气排放路径中用于接收废气并保留其中的PM的装置。

传统的DPF可包括圆柱形本体，所述圆柱形本体由诸如碳化硅(SiC)的多孔材料制成，第一基部(上游侧)接收由发动机所产生的废气流。这种DPF具有蜂窝状结构，多个废气流动通道从上游侧本体与圆柱形本体的纵向方向平行地延伸到下游侧，所述下游侧对应于与第一基部相对的圆柱形本体的第二基部。这些通道在上游侧处或下游侧处被交替地堵塞住以形成棋盘格(checker)图案。废气(包括PM)到达第一表面，并且被迫流动通过在上游侧处没有被堵塞住的DPF的通道。由于SiC的多孔性特性，废气中所包含的PM被所述通道的壁阻塞，并被继续限制在DPF中，而废气中的其余部分(基本上没有PM)穿过这些壁，进入相邻的通道中并且从DPF离开，用于通过废气管输出到车辆外部。

虽然有一次性的DPF，但是当前的DPF中的大多数设计成能对其进行清洁操作以从DPF去除在使用中积聚的PM。具体地，所述清洁操作(也被称为过滤器再生操作)可用于燃烧所积聚的PM，给所积聚的PM提供热，使得所积聚的PM达到它的燃点，对于由碳颗粒制成的PM来说，该燃点是大约600℃至650℃。

根据本技术领域中已知的第一种方法，以“被动”的方式进行过滤器再生，DPF通过利用废气自身的热来达到PM的燃点。然而，由于非常难以通过简单地仅使用废气的热来达到600℃至650℃的燃点，所以将燃料添加剂与燃料混合在一起，这将PM的燃点降低了大约300℃。根据后一种方法，如果废气的温度达到300℃至350℃并且维持一段时间，则收集在DPF中的PM以自燃方式燃烧，从而清空通道。然而，即使在有燃料添加剂的情况下，使废气的温度达到所述温度也是相当困难的，尤其是对经常以低速在城市地区行驶的配备有小型发动机的那些车辆、或者自动装卸车、在空载状态下工作较长时间的操作车辆以及类似车辆。这会在DPF内产生不希望的PM积聚，于是甚至在操作几小时之后就会堵塞DPF的通道，导致车辆熄火。鉴于这些原因，被动的过滤器再生是非常低效的。

根据本技术领域中已知的第二种方法，以“主动”的方式进行过滤器再生，通过外部源给DPF供给额外的热，以便以最容易的方式达到PM的燃点。例如，DPF可以设有适当的加热装置，所述加热装置被周期性地激活以在废气进入DPF的通道之前加热废气。此外，根据该解决方案，燃料可以与适当的燃料添加剂混合，用于降低PM的燃点并便于过滤器再生。例如，加热装置可以用定位在DPF的上游侧附近的螺旋形电阻、陶瓷或金属电热塞来实施。所述加热装置通过适当的控制单元控制，以便在预定的时间下加热废气以协助触发包含在DPF中的PM的燃烧。

欧洲专利申请EP 990777A1公开了一种用于布置在内燃机的废气排放路径中的废气清洁装置的再生系统。该再生系统包括废气清洁蜂窝式过滤器和用于过滤器的加热装置。过滤器是具有给定的单元结构的棋盘格状的SiC蜂窝式过滤器，并且当使用含有燃料添加剂的燃料时加热装置是加热器或电热塞。

欧洲专利申请EP 1582714A1公开了一种用于使颗粒过滤器再生的系统和方法。具体地，在颗粒过滤器的有效再生操作开始之前获得颗粒过滤器上所积聚的颗粒物质的量的估计值。基于所积聚的颗粒物质的量的估计值设定再生操作的最大操作时间。在再生操作中通过以下这样使颗粒过滤器再生：在柴油机的各排气冲程期间在柴油机中执行后期燃料注入，以将燃料供给到颗粒过滤器并从而通过使用所供给的燃料在燃烧时所提供的燃烧热而从颗粒过滤器去除颗粒物质。

法国专利2771449B1公开了用于使颗粒过滤器再生的又一方法和装置。具体地，当过滤器上游的反压力超过预定阈值时，给颗粒过滤器的局部部分提供热。所述预定阈值选择为低于在颗粒过滤器内部的废气的平均温度下颗粒以自燃方式燃烧时的反压力。预定阈值取决于发动机的载荷及其每分钟转数(RPM)。具体地，当发动机的RPM较低时，并且尤其当发动机的RPM低于或等于发动机的最大RPM的50％时，给颗粒过滤器提供热。

发明内容

申请人观察到，用于执行颗粒过滤器再生的已知的解决方案对于车辆经常是无效的、昂贵的、耗费能量的，并且不总是有用的。实际上，就本技术领域中已知的许多解决方案而言，会在不真正必要的时候触发过滤器留下的PM的燃烧，或甚至不能成功地触发过滤器留下的PM的燃烧。

事实上，用于执行颗粒过滤器再生的解决方案经常需要与多个车辆部件(例如发动机，以得到与发动机自身操作相关的多个参数)进行深入的相互作用，因而，由于这些解决方案的固有的复杂性，几乎不可能在车辆中增添(即，改进)颗粒过滤器系统(包括过滤器的再生系统)，尤其是在起初没有配备相同的颗粒过滤器系统的车辆中。

申请人观察到，期望仅在必要的时候执行再生操作的激活，以在不浪费车辆能量预算的情况下提高再生处理的效率。

申请人还观察到，用于激活颗粒过滤器再生的条件应当尽可能简单，尤其是为了能在没有足够的所需空间量和/或安装时间的情况下给车辆配备作为改进系统的颗粒过滤器系统(由此改进其废气排放等级)。

申请人还观察到，就每单位时间所产生的PM而言，一辆车可能表现出与其它车辆完全不同的行为，这取决于许多因素，例如，发动机的类型、使用状况、行进道路等。

另外，即使考虑同一车辆，其行为也通常在其寿命期间发生变化，而影响所产生的PM。申请人从而观察到，就再生操作的激活而言，过滤器再生系统应当考虑跟踪车辆行为的变化的可能性。

申请人发现，可以基于与发动机的废气排放物相关的较少的感测数据来检测不同的车辆操作条件。申请人还发现，能够设定并可能调节一个或多个阈值，以便基于所检测到的车辆操作条件(优选地，基于感测数据的统计分析)激活颗粒过滤器再生操作，从而使再生操作的激活适应车辆类型和/或实际使用，这对所得到的过滤器再生的效率具有积极影响。

在这点上，申请人观察到，在颗粒过滤器的输入处感测到的废气排放物的压力是非常有用的参数，用于判断应当什么时候执行颗粒过滤器再生操作的激活。

然而，申请人还观察到，在颗粒过滤器的输入处感测到的废气排放物的压力实际上是波动较大的参数，尤其是当车辆在城市地区驾驶的时候，因而，简单的通过过滤器的输入处的总体上“较高”的瞬时压力而触发过滤器再生的激活(例如，如所讨论，在以上提及的文献FR 2771449)并不是解决应当什么时候执行过滤器再生的激活这一问题的有效方案。实际上，申请人发现，这种简单的解决方案不起作用，因为用于激活的阈值几乎是不可设定的。

具体地，在多次试验之后，已经发现，在许多情况下由于以下事实而在不必要的时候激活再生：因为发动机在较高的RPM下工作而正好获得较高的废气的压力，而不是因为过滤器充满了所积聚的炭烟。在其它情况下，过滤器实际上需要再生，但是，由于发动机在较高的RPM下工作所引起的较高的瞬时压力导致从过滤器中排除过多的热量，并最终导致炭烟燃烧失败。

不同地，已经发现，通过对在颗粒过滤器的输入处在某一时间间隔(例如，30分钟)期间感测到的废气排放物的压力值取平均值，可以获得颗粒过滤器中的PM的实际载荷的指示：具体地，已经发现，较低的平均压力可以指示仍然不必开始颗粒过滤器再生操作，这是由于包含在颗粒过滤器中的PM太少。换言之，已经发现，在某一时间间隔(例如，30分钟)期间所感测到的压力值的平均值可以用作颗粒过滤器是否需要再生的非常精确的指示。尽管事实上在某一时间处的瞬时压力可以较大地波动，但是平均压力是缓慢变化的参数，该参数是过滤器中所积聚的炭烟的程度的指示。

关于瞬时压力，即，在某一时刻(在颗粒过滤器的输入处)所感测到的压力值，申请人意外地发现，这种压力的较低值经常不能激活过滤器再生。

另一方面，仍意外地发现，较高的瞬时压力值偶而与期望的过滤器再生的激活相关联。

随后在大量的时间间隔中所收集的一系列压力值上进行的统计研究，产生以下结论：一旦平均压力值指示颗粒过滤器准备好再生，则“特别高”的瞬时压力值可以用作激活再生操作的“触发器”。

该结果令人意外，这是因为实际上瞬时压力值与在颗粒过滤器的输入处的废气流相关。废气流的流量越高，从颗粒过滤器排除热量的速率越高，因此通常认为用于激活再生的加热装置应该在废气流尽可能小的时候开启。与此相反，如所述的，申请人观察到，在瞬时压力的峰值出现之后，瞬时压力(并且相对应地，在颗粒过滤器的输入处的废气流)非常有可能降低。认为这种降低是由于以下事实：发动机RPM很可能降低到相当低的状态。因而，基本上每次检测到瞬时压力的峰值，废气流动都很可能随后降低到有利于PM燃烧的状态。

特别是，已经发现，发动机RPM(并且因此在颗粒过滤器的输入处的瞬时压力)降低到较低的状态很可能发生在一时间窗口，该时间窗口与开启用于激活再生的加热装置(一个或多个)之后炭烟燃烧在整个过滤器中的扩散相一致。

申请人因而发现，可以这样来解决激活颗粒过滤器再生的问题：对在颗粒过滤器的输入处感测到的压力作分别处理，即，将该压力处理为通过对多个收集的压力数据求平均值而获得的缓慢变化的参数(用于与颗粒过滤器中的炭烟量相互关联)，而一旦平均压力值指示炭烟的量高到应当去除，则将前述压力处理为波动较大的瞬时参数以用作激活再生的触发器。具体地，这种触发器与瞬时压力的小概率的高值(即，“异常高”的值)相对应。通常，这种小概率的高值与非常高的发动机RPM状态相对应。

本发明的一方面涉及一种方法，该方法在废气排放发动机在可变驾驶条件下的车辆中运转时引发与所述废气排放发动机相关联的颗粒过滤器的再生。

本发明的另一方面涉及一种再生系统，该再生系统用于引发与在可变驾驶条件下的车辆中运转的废气排放发动机相关联的颗粒过滤器的再生。

本发明的又一方面涉及一种过滤器系统，所述过滤器系统用于过滤车辆发动机的废气排放物中存在的颗粒物质。

本发明的又一方面涉及一种包括废气排放发动机和颗粒过滤器系统的车辆。

本发明在上述方面中的一个或多个方面中包括以下优选特征中的一个或多个。

至少一个加热装置基本布置成在过滤器的气体入口处与该过滤器精确接触，以使过滤器局部加热。当再生的激活启动时开启所述至少一个加热装置。

感测至少颗粒过滤器的输入处的废气排放物的压力。所述至少一个加热装置的开启受感测数据与至少一个相应的阈值的比较结果控制。

具体地，从多个感测到的压力值获得平均压力值。平均压力应当高于相应的最小阈值，所述相应的最小阈值与颗粒过滤器中的PM的载荷相关。

此外，优选地，当平均压力高于其相应的最小阈值时，在瞬时压力高于另一个相应的最小阈值时，激活所述至少一个加热装置。

用于瞬时压力的最小阈值优选地设定成仅在瞬时压力的高峰值期间瞬时压力所达到的充分高的值。

更具体地，用于瞬时压力的最小阈值设定成仅在瞬时压力的高峰值的情况下瞬时压力能够达到的小概率的高的压力值。

据认为，为了本发明的目的，可以与如上所述的平均压力结合地使用发动机RPM值，而不是使用瞬时压力作为用于激活过滤器再生的触发器。然而，需要与一时间窗口中的平均压力一同工作，这意味着要检测瞬时压力。因此，瞬时压力自然是可很方便地利用的参数。此外，与压力值一同起作用，则容易在车辆中安装颗粒过滤器再生系统，不需要与车辆发动机的接口。

通过用加热装置局部加热颗粒过滤器所触发的PM燃烧处理不是瞬时的，而是需要一段时间在颗粒过滤器的整个范围内扩散。因此，所述至少一个加热装置开启充分长的一段时间，足以使瞬时压力从这种高于最小阈值的值降低到显著较低的值。

可以基于车辆的运转条件调节所述压力阈值的值。可以基于所接收的感测数据检测所述运转条件。

借助提出的方法，在功率耗损和可靠性两个方面，可以大大提高颗粒过滤器的再生处理的效率。

具体地，已经发现，提出的解决方案允许较好地协调再生操作的激活，以便仅当条件有利于成功的过滤器再生的时候激活加热装置。

因而，减少发生加热装置的不必要的激活，从而避免了电能的过度浪费。

此外，可以基于实际的车辆条件和实际的驾驶条件动态地和自发地改进再生性能。具体地，通过提出的过滤器再生方法和/或系统所执行的操作是基于这样的阈值：所述阈值可以基于实际的车辆条件和实际的驾驶条件动态地发展。

根据本发明的优选实施例，保持最近接收的数据的集合(例如，其存储在再生系统的控制单元的存储器中)。

具体地，根据本发明的实施例，保持(在颗粒过滤器的输入处感测到的)废气排放物瞬时压力的最近接收的数据的集合。

此外，可以通过基于对所述集合中的数据的统计分析来确定所述瞬时压力的小概率的高值来执行压力阈值的调节。

具体地，可以通过获得所述数据集合中的数据的统计分布来执行所述统计分析。可以基于所述统计分布的预定百分位数(percentile)来确定所述小概率的高值的值。

因而，瞬时压力阈值的设定可以以简单的方式执行，而没有过度的计算复杂性。

优选地，所述预定百分位数是至少高于统计分布的第90百分位数。这样，可以容易地识别出在车辆使用期间在与收集数据相对应的周期中所达到的瞬时压力的峰值。

根据本发明的实施例，使至少一个加热装置在充分长的一时间段内保持激活状态，以使瞬时压力从高于小概率的高值降低到大约所述小概率的高值的三分之一。

在又一个实施例中，可以通过在先前的过滤器再生发生之后基于接收的数据判断过滤器再生的结果来执行压力阈值的调节。可以基于判断出的结果调节所述压力阈值的值。因而，可以执行再生系统的微调。

优选地，基于废气排放物平均压力的数据判断过滤器再生的结果的所述步骤包括：判断先前的过滤器再生之后的废气排放物的平均压力是否低于另一个预定阈值。

根据本发明的又一个实施例，可以基于相继的过滤器再生的判断结果来量化成功的再生的数量和不成功的再生的数量。

例如，如果所述不成功的再生的数量已经达到第一预定极限，则可将平均压力的阈值增大第一量，或者如果所述成功的再生的数量已经达到第二预定极限，则可将平均压力的阈值减小第二量。

该平均压力阈值的调节提供另一种对再生操作的激活的微调。

优选地，所述第一量的值和所述第二量的值取决于过滤器再生之后的废气排放物平均压力的值和预先设定的阈值之间的差异。

申请人观察到，在颗粒过滤器的输出处感测到的废气排放物的温度是另一个用于判断何时以有效的方式激活颗粒过滤器再生的非常有用的参数。

具体地，当废气温度太低时激活加热装置会阻碍PM的燃烧的触发。这是一个较大的缺点，因为加热装置的激活耗费不可忽视的电能，该电能在该情况下完全浪费掉。非常不期望浪费掉已经有限的车辆电池功率。

因此，本发明的优选实施例提出基于与颗粒过滤器的输出处感测的瞬时温度相关的接收数据同最小阈值和最大阈值的比较来调整加热装置的激活。这样执行是为了判断颗粒过滤器的温度是否高到足以允许PM的燃烧扩散到整个颗粒过滤器，和/或是为了判断颗粒过滤器的温度是否低于一最大值，在该最大值以上，由于PM将以自燃方式燃烧而不必激活加热装置。

根据本发明的实施例，保持最近接收的、与所述车辆发动机的废气排放物的瞬时温度相关的数据的集合(例如，所述数据的集合存储在再生系统的控制单元的存储器中)。

可以基于所述集合中的数据的统计分析执行下瞬时温度阈值和上瞬时温度阈值中的至少一个的值的设定。

优选地，通过获得集合中的数据的统计分布来执行所述统计分析。

在本发明的实施例中，基于所述统计分布的至少一个预定百分位数确定下瞬时温度阈值和上瞬时温度阈值中的至少一个的值。

因而，可以以简单的方式有利地执行下和/或上瞬时温度阈值的设定，没有过度的计算复杂性。

具体地，可以基于所述统计分布的第一预定百分位数设定下瞬时温度阈值的值。

此外，可以基于所述统计分布的第二预定百分位数设定上瞬时温度阈值的值。

根据本发明的实施例，所述第一预定百分位数至少高于接收数据的第一统计分布的第70百分位数，其与不利于颗粒过滤器再生的车辆的操作条件相关。

优选地，所述第一预定百分位数至少高于统计分布的第95百分位数。

根据本发明的实施例，所述第二预定百分位数至少低于接收数据的第二统计分布的第45百分位数，其与有利于颗粒过滤器再生的车辆的操作条件相关。

优选地，所述第二预定百分位数至少低于统计分布的第30百分位数。

根据本发明的实施例，下瞬时温度阈值的值不低于执行颗粒过滤器再生所需要的最小温度。

根据本发明的又一个实施例，上瞬时温度阈值的值不高于在不需要激活加热装置的情况下自执行颗粒过滤器再生的的最大温度。

上述的最小温度和最大温度可以设定为安装颗粒过滤器时的瞬时温度的缺省阈值参数，继而将根据本发明的优选实施例调节。

此外，申请人观察到，在颗粒过滤器的输出处感测到的瞬时温度也是用于判断停用加热装置的时间的有用的参数，避免了车辆电池的浪费。具体地，一旦PM的燃烧已经充分地扩散到整个颗粒过滤器，则停用加热装置，这是由于此时PM的燃烧是自维持的，能够在不需要加热装置提供额外的热的情况下继续进行。申请人发现，可以从在颗粒过滤器的输出处感测到的瞬时温度的较高的增加速率的出现来检测所述自维持燃烧的条件。

鉴于以上内容，本发明的优选实施例提出在与由于PM的燃烧而在颗粒过滤器的输出处感测到的瞬时温度的较高增加速率相对应的时间处关闭加热装置。

为了进行上述活动，再生系统通常包括控制单元，所述控制单元适于在颗粒过滤器的气体入口处的废气的平均压力高于预定值的情况下以及在颗粒过滤器的气体入口处的废气的瞬时压力是小概率的高值的情况下将至少一个加热装置开启一段时间，所述至少一个加热装置在颗粒过滤器的气体入口处与颗粒过滤器基本上精确接触。

此外，所述系统包括压力传感器，所述压力传感器用于感测颗粒过滤器的输入处的废气的压力。

这样，控制单元可以接收与感测压力相关的感测数据，保持最近接收的数据的集合，并且基于集合中的数据的统计分析来确定和/或调节所述预定值和/或所述小概率的高值。

根据本发明的实施例，所述系统还包括温度传感器，所述温度传感器用于感测颗粒过滤器的输出处的废气的温度。

这样，控制单元可以接收与感测温度相关的感测数据，保持最近接收的数据的集合，并且确定和/或调节用于调整加热装置的激活的上和/或下瞬时温度阈值。

根据本发明的实施例，颗粒过滤器是SiC过滤器。过滤器可以具有蜂窝状结构。

根据本发明的实施例，所述至少一个加热装置包括多个电热塞。

鉴于以上内容，本发明的过滤器再生系统仅需在车辆上安装非常少的额外硬件资源。

实际上，可以有利地为颗粒过滤器的设施仅添加过滤器再生设备，该过滤器再生设备包括颗粒过滤器后的温度传感器、直接与颗粒过滤器(并且优选地，与其输入基部)接触的电热塞、以及电子控制单元。

因此，所提出的过滤器再生系统可以有利地安装在任何类型的车辆中，而不必大幅度修改车辆自身的制造过程。因而，所提出的过滤器再生系统尤其适于作为配件市场产品销售，即，作为已经运转的车辆改造时安装的附件。

附图说明

将通过以下一些实施例的详细说明而最好地理解本发明的这些和其它特征和优点，所述实施例仅仅作为非限制性示例给出并且将参照附图来阅读，其中：

图1是根据本发明的实施例的过滤器再生控制系统的可能应用；

图2示出包含在图1的系统中的车辆排气装置的剖视图；

图3示出包含在图1的系统中的控制单元的示例性结构；

图4A绘制出说明由图1的过滤器再生控制系统所执行的主要操作的流程图；

图4B绘制出示出在车辆运转期间瞬时压力随着时间的示例性进展的图表；

图4C绘制出图4A的流程图中的由过滤器再生控制系统所执行的某些操作期间瞬时压力和瞬时温度随着时间的示例性进展的两个图表；

图5A绘制出说明由图1的控制单元所执行的用于确定瞬时压力阈值的操作的流程图，所述瞬时压力阈值将用于图4C的流程图中的由过滤器再生控制系统所执行的操作；

图5B绘制出瞬时压力记录的示例性统计分布；

图6绘制出说明由图1的控制单元所执行的用于确定平均压力阈值的操作的流程图，所述平均压力阈值将用于图4C的流程图中的由过滤器再生控制系统所执行的操作；

图7A示出通过示例性温度测试活动所获得的实验结果；

图7B绘制出说明由图1的控制单元所执行的用于确定温度阈值的操作的流程图，所述温度阈值将用于图4C的流程图中的由过滤器再生控制系统所执行的操作；以及

图7C绘制出用于执行图5B的流程图的操作的瞬时温度的示例性统计分布。

具体实施方式

参照附图，图1示出根据本发明的实施例的过滤器再生控制系统的可能应用的示意性框图。

更具体地，在图1中所示的方案中，诸如汽车或箱式货车的车辆100配备有例如柴油机类型的发动机105，所述发动机产生用于使车辆100运动的动能。车辆100还包括适于存储诸如粗柴油的燃料的燃料箱110；存储在燃料箱110中的燃料通过燃料管115供给到发动机105，用于在发动机105中燃烧，以便产生使车辆100运动的动能。

在发动机105中发生的燃料的燃烧过程产生废气，所述废气通过车辆排气装置120排放到车辆100的外部；具体地，车辆排气装置120包括设有排气管的柴油机颗粒过滤器(DPF)125。车辆排气装置120(具体是DPF 125)削弱了由车辆100的发动机105所产生的声发射；如果期望，由车辆100所产生的声发射可以通过给车辆提供消声器来进一步减小，所述消声器布置成接收来自DPF 125的废气。车辆排气装置120还包括加热装置127，所述加热装置接触DPF 125的输入面以用于局部地加热DPF 125的所述输入面的部分，以便促进DPF的所述部分中的PM燃烧的局部触发，这将在以下本发明的说明中更加详细地说明。

如已经在本发明的引言中讨论的，DPF 125的目的是留下包含在由发动机105所产生的废气中的PM，使得输出到空气中的(已过滤的)废气总体上对人类健康和环境的有害性较小。

现在将参照图2提供根据本发明的实施例的车辆排气装置120的更加详细的说明。具体地，图2示出沿着与图1的车辆排气装置120的纵向轴线LA平行的方向II-II得到的车辆排气装置120的剖视图。

DPF 125包括大致圆柱形的本体，所述本体由诸如碳化硅(SiC)的多孔材料制成，其第一基部BI(也称为“输入基部”)接收由发动机105所产生的废气流，所述废气流在附图中用附图标记FLin指示。DPF 125具有蜂窝状结构，多个废气流动通道FLCH从输入基部BI与圆柱形本体的纵向方向平行地延伸到与输入基部相对的圆柱形本体的第二基部BO(“输出基部”)。废气流动通道FLCH在输入基部BI或输出基部BO处借助相应的封闭元件PE被交替地堵塞住以形成棋盘格图案。

在不描述本领域技术人员已知的细节的情况下，可以从SiC糊料开始以如下方式获得具有蜂窝状结构的SiC DPF。简短地，首先借助在SiC糊料上执行的挤压操作来形成具有期望的最终DPF的长度的多个DPF部分；在该步骤期间，也通过挤压产生各个废气流动通道FLCH。此时，堵塞住各DPF部分的各废气流动通道FLCH的一个端部。最后，各DPF部分彼此胶结，以便形成DPF 125。必须注意，用这种方法得到的DPF在其两个基部上具有在已经胶结而形成最终DPF的每对相邻DPF部分之间的胶结线(附图中未示出)。例如，假如已经由四个DPF部分开始获得DPF 125，则最终的DPF的基部将具有通过相应的胶结线所界定的四个不同的部分。应注意，具有彼此胶结的多于一个的部分允许相对于单块的DPF的情况获得更加稳定和耐用的结构。

DPF 125插入(按照行话，“罐装”)到诸如金属(例如，由不锈钢制成的)圆筒的保护容器205中。保护容器205具有与DPF 125的输入基部BI相对应的输入口CBI和与DPF 125的输出基部BO相对应的输出口CBO。输入盖结构210连接到保护容器205以用于遮盖输入口CBI，而输出盖结构215连接到保护容器205以用于遮盖输出口CBO。输入盖结构210设有联管接头(pipe union)构件220，所述联管接头构件适于接收由发动机105所产生的废气流FLin。

在操作中，车辆排气装置120接收来自发动机105的废气。废气流FLin通过输入盖结构210的联管接头构件220收集，并且朝向DPF125的输入基部BI传送。这样，废气被迫流动通过在输入基部BI处没有堵塞住的那些废气流动通道FLCH，直到到达塞子元件PE。结果，由于所述废气流动通道FLCH被塞子元件PE阻塞，所以废气被迫穿过后面的壁，从而到达相邻的废气流动通道FLCH(该废气流动通道FLCH在输出基部BO处没有被堵塞住)，并且从DPF 125离开。具体地，由于形成废气流动通道FLCH的壁的SiC的多孔性特性，废气中所包含的PM被保持限制在DPF 125中，而(已过滤的)废气穿过所述壁并且流动通过输出基部BO处没有被堵塞住的通道FLCH。离开输出基部BO的废气形成用附图标记FLout指示的(已过滤的)废气的输出流，该输出流通过输出盖结构215上的联管接头构件225排放到车辆100的输出部。

用于加热由发动机105所产生的废气流FLin的加热装置127包括至少一个(优选地多个)电热塞GLP，例如对输入基部BI的每个部分都包括一个电热塞GLP。各电热塞GLP都具有设有加热元件HE的端部，由于电阻，所述加热元件HE在通电时能够达到900℃至1000℃的量级的温度。

根据本发明的实施例，形成加热装置127的电热塞GLP定位在输入盖结构210中，使得加热元件HE与DPF 125的输入基部BI(的相对应的部分)物理上接触，即，与其精确邻接。具体地，输入盖结构210设有螺纹套管230，所述螺纹套管适于以相对于DPF 125的纵向轴线LA成角容纳电热塞GLP，以避免阻碍废气流FLin。为了提高所提出的结构可获得的过滤器再生处理的效率，电热塞GLP拧在相应的螺纹套管230中，使得各电热塞GLP的加热元件HE在任何操作条件下都与输入基部BI的表面接触。

为了激活电热塞GLP以促进DPF 125中的PM的燃烧的触发，需要向电热塞GLP适当地供给电能。为此，车辆100还包括供给块135，所述供给块则包括通过车辆电池140所供电的继电器，如图1中所示。

车辆排气装置120设有适于监测与DPF 125的条件和流过其中的废气相关的某些物理量的传感器。

具体地，在输入盖结构210内在DPF 125的输入基部BI附近设置有压力传感器PRS。如将在以下本发明的说明中更加详细地说明，压力传感器PRS允许基于由废气流FLin在通过DPF 125时所产生的“反压力”的测量来获得与积聚在DPF 125中的PM相关的有用信息。

此外，在输出盖结构215内在DPF 125的输出基部BO附近设置有诸如热电偶或热敏电阻的温度传感器TES。如将在以下本发明的说明中更加详细地说明，温度传感器TES允许基于由DPF 125所输出的流FLout的温度来获得与DPF 125的温度相关的有用信息。

返回参照图1，车辆100还包括添加剂箱145，所述添加剂箱用于存储适于与燃料混合的燃料添加剂，以便改变燃料的某些化学/物理属性；具体地，如已经在本说明书的引言中解释的，燃料添加剂与燃料混合以降低在由燃料燃烧所产生的废气中包含的PM的燃点。为此目的，燃料添加剂借助于与来自添加剂箱145的管相连接的离合器150而注入燃料管115中。

通过在附图1中总体上用标记160指示的电子控制单元控制由根据本发明实施例的过滤器再生控制系统所执行的操作。控制单元160与车辆排气装置120联接，具体地与联接压力传感器PRS和温度传感器TES联接。如将在以下本发明的说明中更加详细地说明的，控制单元160处理从传感器PRS、TES接收的信息，并基于所述处理确定何时应开启加热装置127以有效地帮助触发过滤器再生处理，并由此驱动供给块135以激活电热塞GLP。

在图3中，以功能块的形式示意性地示出控制单元160的示例性结构。若干功能单元平行地连接到数据通信总线305。具体地，处理单元310控制控制单元160的操作，所述处理单元通常包括微处理器或微控制器或任何其它适当的数据处理单元；处理单元310直接采用诸如易失寄存器的工作存储器315来执行程序并临时存储数据，并且只读存储器(ROM)320存储用于控制单元160引导的基本程序以及在控制单元160关闭时保存的其它相关数据。控制单元160通过相应的电路接口325、330联接压力传感器PRS和温度传感器TES，所述相应的电路接口包括调整电路(例如，取样与保持电路、A/D转换器、放大器、缓冲器等)，所述调整电路适于处理由传感器PRS、TES所产生的信号以使这些信号可由处理单元310解释。如将在以下本发明的说明中说明的，使用特定的算法和执行操作(例如，计算某一物理量的均值)，处理单元310处理从传感器PRS、TES接收的数据，并由此驱动供给块135以通过供给驱动电路335激活电热塞GLP。

应当指出，依据本发明的特定实施方式，在某些特定类型的控制单元中可以没有图3中所示的某些部件，并且/或者可以设置额外的单元。

根据本发明的实施例，利用可从压力传感器PRS和温度传感器TES所监测的物理量(压力、温度)推导出的信息参数，以更加有效的方式控制过滤器再生处理(并且，具体地，控制电热塞GLP激活的时刻)。

可从压力传感器PRS所监测的压力获得非常有用的信息参数。具体地，可从压力传感器PRS所监测的物理量获得的第一有用的参数是在车辆使用期间已经积聚在DPF 125中的PM的载荷。一般而言，由于气体流动通道FLCH的阻隔，PM载荷越高，废气流FLin在通过DPF 125时所产生的反压力越高。此外，应该注意，DPF 125中的PM载荷越高，再生期间过滤器内可用于燃烧的可燃物质越多。因而，也可以通过高加载的DPF 125提高再生处理的效率。如在以上内容中公开的，一种量化积聚在DPF 125中的PM载荷的有效方式被用来计算由压力传感器PRS感测到的反压力的平均值，以下称为PRm；在由压力传感器PRS感测到的压力值的NS个样本上计算平均压力值。为此目的，控制单元160的接口325可以以诸如每十秒钟的特定的取样率对由压力传感器PRS所监测的值取样，将取样的值存储在工作存储器315中，以便根据工作存储器315的存储能力产生包括NS个样本的压力值的记录；例如，压力值记录中的样本的数量NS可以是200。继而通过处理单元310使用取样记录中的压力值来计算平均反压力PRm。

基于由压力传感器PRS所感测到的压力值，也能够得到废气流量的指标。废气的流量(具体地，DPF 125的输入处的流FLin的流量)取决于发动机105的载荷及其每分钟转数(RPM)，所述发动机的载荷及其每分钟转数则取决于车辆100的当前的驾驶条件。流FLin的流量对PM的燃烧的触发以及再生处理的触发具有负面影响，这是由于流FLin的流量越高，从DPF 125去除的热量越多。可以基于由流FLin所产生的反压力的瞬时值PRi监测流FLin的流量，该瞬时值直接取决于所述流FLin的流量。压力的瞬时值PRi存储在控制单元160的工作存储器315中，并且随着通过接口325从压力传感器PRS接收新的样本值而持续地更新。

另一个有用的参数是DPF温度。DPF 125的温度取决于废气的温度、废气的流量和DPF自身的热惯性。若干实验验证的结果表明，即使在存在有加热DPF 125的局部部分的电热塞GLP的情况下，申请人也观察到，DPF 125的剩余部分需要处于至少高于下阈值温度Tlow(150℃的量级)的温度下，否则将不能以充分的方式触发再生处理(即，PM的燃烧)。具体地，如果DPF 125处于低于Tlow的温度下，即使电热塞GLP成功地触发在电热塞GLP附近积聚的PM的燃烧，甚至在燃料中存在有添加剂的情况下，PM的燃烧也将不朝向DPF125的其余部分扩散。DPF相对于下阈值温度Tlow的温度越高，PM的燃烧扩散到整个DPF 125的可能性越大。由于SiC制成的DPF具有较高的热惯性，所以用于获得稳定的DPF温度测量的较好的方式包括监测DPF自身所输出的流FLout的温度(以下，称为Tfl)。这样，监测到的温度Tfl基本上与任何外部因素所引入的任何不期望的迅速波动无关(与快速地变化的流Flin的温度不同)；换言之，由于DPF125的热惯性，控制单元160不必执行任何求平均操作，在工作存储器315中存储并且持续地更新与温度传感器TES联接的接口330所提供的温度值Tfl的样本即已足够。

如后面更好地说明，根据本发明的实施例，在考虑先前引入的三个参数中的至少两个参数的值(具体地为平均压力PRm和瞬时压力PRi)的情况下，以有效的方式控制DPF 125的再生处理。如将在以下本发明的说明中说明的，根据本发明的实施例，使加热装置127的激活(即，电热塞GLP的激活)以以下事实为条件：参数PRm和PRi的值超过预定阈值，并且/或者落入相应的范围内；此外，为了进一步提高再生处理的效率，可以使加热装置127的激活以以下事实为条件：瞬时温度Tfl的值也落入相应的范围内。

更具体地，图4A绘制出说明通过车辆100上的根据本发明的实施例的过滤器再生控制系统(并且具体地，通过控制单元160)所执行的主要操作的流程图400。如在以下内容中说明，根据本发明的实施例，设想两种不同类型的过滤器再生处理，具体地为：自动过滤器再生处理，在车辆100的运转期间完全通过过滤器再生控制系统来控制；和紧急再生处理，在自动过滤器再生处理未给出满意结果时借助驾驶员或服务中心的技术员的主动干预来执行。

首先，控制单元160例如根据从车辆100的发动机105的交流发电机(附图中未示出)得到的信号来检查车辆100是否在行驶(框405)。或者，控制单元160可以通过检测发动机105在起动时所产生的废气流Flin存在与否来判断发动机105是否起动；可以通过监测瞬时压力PRi来实现这一点。

在判断发动机105起动了(框405，离开分支“是”)之后，控制单元160基于平均压力PRm和瞬时压力PRi的值执行第一控制(“压力报警控制”)。具体地，执行该控制以判定DPF 125的PM载荷的情况是否严重到(从PM阻塞的角度)需要手动紧急再生处理。

具体地，压力报警控制(框410)提供基于平均压力PRm和瞬时压力PRi二者的结合控制。如果瞬时压力PRi的值在由最小报警瞬时压力LAPRi(下阈值)和最大报警瞬时压力HAPRi(上阈值)所限定的范围内保持了预定的报警时间间隔Δtall，并且同时平均压力PRm的值落在由最小报警平均压力LAPRm(下阈值)和最大报警平均压力HAPRm(上阈值)所限定的范围内，则控制单元160判断DPF 125被PM过度地加载，并且DPF 125需要(手动)紧急再生处理。最大报警瞬时压力HAPRi和最大报警平均压力HAPRm二者可以设定为压力传感器PRS可以感测到的最大压力值(满刻度值)。由于如前所述，平均压力PRm与积聚在DPF 125中的PM的载荷直接相关，因而最小报警平均压力LAPRm有利地设定为与积聚在DPF 125中的PM的高载荷相对应的值，但是足够低以便不完全危及车辆100的操作(即，确保DPF 125没有被PM加载成使得发动机105不能有效地运转)。由于瞬时压力PRi也与PM的载荷相关(废气流FLin在通过DPF 125时所产生的反压力取决于积聚在DPF 125中的PM)，因而最小报警瞬时压力LAPRi也有利地设定为与积聚在DPF 125中的PM的较高载荷相对应的值；这样，在判定必须执行紧急再生之前进行双重检查。

如果满足了先前的条件(离开框410的分支“是”)，过滤器再生控制系统用信号通知报警状态；例如，控制单元160通过仪表板上的对应的信号灯(附图中未示出)将报警状态通知给车辆驾驶员。车辆驾驶员通过采用对于执行紧急再生处理所必需的步骤(框415)来对信号指示的报警状态作出反应。

紧急再生处理例如可以使车辆驾驶员能够以较高的速度驾驶车辆100大约10分钟(与交通条件和速度限制约束相适应)。

这样，DPF 125的温度达到有利于其中包含的PM的燃烧的温度。此时，阻止车辆的行进，并且发动机105设定成空转状态。然后，驾驶员例如借助连接到控制单元160的车辆100的驾驶室上的适当的开关(附图中未示出)手动地控制加热装置127的激活。控制单元160继而通过供给驱动电路335驱动供给块135，以便开启加热装置127的电热塞GLP。在可能取决于电热塞类型的一段时间(例如，20秒)之后，与DPF 125的输入基部BI接触的加热元件HE的温度达到大约900℃的基本稳定的温度。从而，在加热元件附近积聚在DPF 125中的PM达到自燃的燃点(例如，在存在有燃料添加剂的情况下为350℃)。由于DPF 125先前已经通过将车辆100高速驱动了大约10分钟而达到充分高的高温，所以PM的燃烧扩散到整个DPF过滤器125。

在一段预定时间(例如，30分钟)之后(该预定时间足以允许平均压力PRm在激活电热塞GLP之后适应DPF 125的新状况)，控制单元160检查紧急再生是否已经成功(框420)。具体地，控制单元160检验紧急再生之后的平均压力PRm的值是否仍然落入由最小报警平均压力LAPRm和最大报警平均压力HAPRm所限定的范围内。

在肯定的情况下(离开框420的分支“是”)，控制单元160判定紧急再生不成功，这是由于平均压力PRm的值仍然太高(这意味着包含在DPF 125中的PM仍然太多)；然后，控制单元160将再生故障计数Nreg递增(框425)(所述再生故障计数Nreg用于对不成功的紧急再生的数量计数)，并且检查所述计数是否已经达到最大再生故障数量MAXNreg(框430)。在肯定的情况下(离开框430的分支“是”)，需要在维护服务中心处从车辆100拆卸DPF 125以替换或修理(框435)，这是由于执行其它的紧急再生将是无效的。与此相反，如果再生故障计数Nreg仍然低于最大再生故障数量MAXNreg(离开框430的分支“否”)，则操作流程返回到框405以再次执行压力报警控制。

如果相反，判断紧急再生之后的平均压力PRm的值小于最小报警平均压力(离开框420的分支“否”)，则控制单元160判定紧急再生已经成功；实际上，平均压力PRm的值小于最小报警平均压力LAPRm这一事实意味着包含在DPF 125中的PM已经燃烧到充分的程度。在后一种情况下，再生故障计数Nreg重置为零(框440)，并且紧急再生程序终止(操作流程返回到框405)。

在车辆100的正常运转期间，即，当DPF 125没有被PM堵塞成使得过滤器再生控制系统处于报警状态中时，控制单元160管理用于确定什么时候激活加热装置127(即，电热塞GLP)的控制操作，以便触发有效的再生处理。

具体地，控制单元160监测平均压力PRm和瞬时压力PRi二者的当前值，检查所述值是否都处于相应的值范围内(框445)，并且继而基于所述检查的结果激活或不激活电热塞GLP。

具体地，如果

-瞬时压力PRi的值高于最小瞬时压力LPRi(下阈值)；以及

-平均压力PRm的值高于最小平均压力LPRm(下阈值)，则控制单元160判定可以激活电热塞GLP以用于尝试再生(离开框445的分支“是”)，否则不激活电热塞(离开框445的分支“否”，返回到框405)。

优选地，根据本发明的又一个实施例，也对瞬时温度Tfl执行可选择的检查。具体地，在所述实施例中，当满足以上提及的关于瞬时压力PRi和平均压力PRm的条件时，并且同时如果瞬时温度Tfl的值在由最小瞬时温度LT(下阈值)和最大瞬时压力HT(上阈值)所限定的间隔内保持了预定的时间间隔Δt(T)，则激活电热塞GLP。

当满足以上条件时，如果在那时激活电热塞GLP，则DPF 125的状况很可能达到确保适当的、有效的再生处理激活的程度。具体地，为了处于较好的状况以进行有效的再生处理(该较好的状况同时还确保没有不必要地激活电热塞GLP和浪费电池电能)，平均压力PRm应当高于最小值(LPRm)，这是由于太低的平均压力PRm指示仍然不必使DPF 125再生和/或DPF 125中的PM的量仍然不足以保证有效的PM燃烧。对瞬时压力PRi进行检查，以便获得在将激活电热塞GLP的时刻发动机RPM可能是高还是低的指示；此外，瞬时压力PRi给出关于DPF 125的过载状况的有用确认。瞬时压力PRi的值与DPF125的输入处的废气流Flin相关。由于流Flin的流量越高，从DPF 125排除热量的速率越高，所以应当在流Flin尽可能小时激活电热塞GLP。然而，基于实验尝试，申请人发现，尤其是在城市的驾驶条件下，即，在最需要由电热塞激活所协助的过滤器再生的状况中，在与由发动机RPM的突然增加所产生的较高的流Flin相对应的较高的瞬时压力PRi峰值之后，瞬时压力PRi(并且相对应地，流Flin)降低(这是因为发动机RPM降低)。因而，每次检测到较高的瞬时压力PRi峰值，即，当瞬时压力PRi的值已经超过最小瞬时压力LPRi时，很有可能的是在电热塞GLP开启时的时间间隔期间废气流Flin将随后减小，该状况有利于PM的燃烧。

可以对瞬时温度Tfl执行可选择的检查，以判断DPF 125的温度是否高到足以允许PM的燃烧扩散到整个DPF 125(Tfl＞LT)，并且同时DPF 125的温度是否低于最大值(HT)，在该最大值(HT)以上就不必激活电热塞GLP，这是由于PM会以自燃方式燃烧。

假如控制单元160已经判断这些条件适于激活加热装置127，则控制单元160驱动供给驱动电路335以将电热塞GLP激活(框450)一段时间，所述一段时间称为激活间隔Ton。已经发现，在控制单元160中将激活间隔Ton的持续时间设定为充分地适应至少局部地开始PM燃烧的需要，会有利地允许瞬时压力PRi从已经触发电热塞GLP的激活的、高于最小瞬时压力LPRi的值降低至与较低的废气流Flin相对应的较低的值，这有利于PM的燃烧在DPF 125中扩散。

更具体地，DPF 125中的PM的燃烧不是瞬时事件，这是由于PM的燃烧最初仅在DPF 125的与电热塞GLP接近的部分中发生；结果，PM的燃烧需要一段时间扩散到整个DPF 125。考虑到该因素，申请人观察到，当不存在对PM的燃烧扩散到整个过滤器的显著障碍时，燃烧扩散的“缓慢性”可以有利地用于以较大的概率保证在由发动机105所产生的废气流FLin充分低的时候执行再生处理。

当满足关于平均压力PRm的条件，并且从而平均压力PRm的值高于最小平均压力LPRm时，意味着应该进行DPF 125的再生，并且其中积聚的PM的载荷足以保证较好的PM燃烧。

应当注意，平均压力PRm的值以相当慢的速率增大，该值通过对控制单元160经压力传感器PRS所收集的NS个压力值样本取平均值来计算。与平均压力PRm不同，瞬时压力PRi(并且从而，废气流Flin)可以依据发动机105的载荷及其每分钟转数(RPM)随着时间迅速地变化，所述载荷及每分钟转数则取决于车辆100的当前的驾驶条件。因而，通过满足关于平均压力PRm的条件而判断DPF 125需要再生之后，实际触发电热塞GLP激活的事件是满足关于瞬时压力PRi的条件。具体地，基本上只要瞬时压力PRi一达到最小瞬时压力LPRi，控制单元160就驱动供给块135以激活电热塞GLP；由于PM的燃烧不是瞬时的，而是需要一段时间扩散到整个DPF 125，所以电热塞GLP在激活间隔Ton期间保持激活，使得瞬时压力PRi有时间降低到与较低的废气流Flin相对应的显著较低的值。如将在以下本发明的说明中更加详细地说明，将最小瞬时压力LPRi设定为充分高的值(统计上小概率的值)，所述充分高的值为瞬时压力PRi仅在由发动机RPM的突然增加所产生的峰值期间达到，并且考虑到每次检测到较高的瞬时压力PRi峰值时废气流Flin很可能随后减小，因而能够以较高的可能性保证成功执行再生处理。适当地设定激活间隔Ton的持续时间以充分地确保当废气流Flin已经达到较低的水平时仍然激活电热塞GLP。因而，选择在瞬时压力PRi具有较高的值时激活电热塞GLP这一方案粗看似乎不利于再生处理的结果，但实际上是有利的，这是因为瞬时压力PRi达到与较低的废气流Flin相对应的较低的值所必要的激活时间Ton的至少一部分可能与PM的燃烧在DPF 125的整个范围内扩散所需要的时间相对应。此外，必须注意，激活时间Ton可以至少包括电热塞GLP在激活之后达到充分高的温度以触发PM的燃烧所花费的时间。

返回图4A中所示的流程图400，控制单元160继而检查再生处理是否已经成功。具体地，在足以允许平均压力PRm适应激活电热塞GLP之后的DPF 125的新的条件的预定的一段时间(例如，30分钟)之后，控制单元160检验再生之后的平均压力PRm的值是否仍然高于最小平均压力LPRm(框455)。

如果再生之后的平均压力PRm的值低于最小平均压力LPRm(离开框455的分支“否”)，控制单元160判定再生处理已经成功，而在相反的情况下，再生处理没有成功(离开框455的分支“是”)。在两种情况下，在再生处理之后，控制单元160再次检查是否需要手动紧急再生处理(返回到框405，并且继而进入框410)。然而，在控制单元160判定再生处理已经成功的情况下，再生故障计数Nreg重置为零(框460)。根据本发明的实施例，控制单元160可以基于在已经激活电热塞之后由控制单元160所收集的信息执行其它的用于使最小平均压力LPRm的值最优化的操作，以提高过滤器再生处理的效率。将在以下说明中提供所述操作的说明(具体地，参照图6)。

控制单元160可以通过执行固件的一系列指令来执行已参照图4A说明的所有操作，所述固件存储在控制单元160自身(例如，存储在ROM 320)中并且通过处理单元310执行。

图4B绘制出示出在车辆运转期间瞬时压力PRi随着时间的示例性进展的图表465。具体地，图表465的横坐标指示时间，而纵坐标指示瞬时压力PRi的值。瞬时压力PRi具有与发动机105的RPM随动的振荡趋势，该瞬时压力PRi的平均值随着时间经过而增大(由于DPF 125中的PM载荷的增加，导致平均压力PRm恒定增大)。在瞬时压力PRi中的较高的峰值(峰值如同图4B中用附图标记470所指示的峰值)之后废气流FLin显著地减小。

现在将参照图4C，以便更加详细地说明再生处理随着时间的进展，以及根据本发明的实施例在电热塞GLP的激活与瞬时压力PRi之间发生的关系。

具体地，图4C绘制出第一图表475和第二图表480，该第一图表示出在激活电热塞GLP以及触发DPF 125的再生处理期间瞬时压力PRi随着时间的示例性进展，该第二图表示出在前述期间瞬时温度Tfl随着时间的示例性进展。例如，图表475中所示的瞬时压力PRi随着时间的示例性进展可以对应于图4B中所示的图表465中所示的瞬时压力PRi随着时间的示例性进展的一部分，尤其是对应于包含有峰值470的一部分。

假定在与图表475和480的开始相对应的时间处，平均压力PRm高于最小平均压力LPRm，这意味着DPF 125需要再生，并且其中积聚的PM的载荷足以保证较好的PM燃烧。如上所述，在该条件下，触发电热塞GLP激活的事件是满足与瞬时压力PRi相关的条件。

只要瞬时压力PRi一达到最小瞬时压力LPRi(时间t0)，控制单元160就驱动供给块135以激活电热塞GLP。如将在以下本发明的说明中说明，最小瞬时压力LPRi通过控制单元160设定为充分高的值，所述充分高的值为瞬时压力PRi仅在如同附图标记470所指示的峰值的高峰值期间达到。在讨论的示例中，瞬时压力PRi等于峰值470上部(并且具体地简而言之在峰值470的顶部之前的部分)附近的最小瞬时压力LPRi。

在时间t0处激活电热塞GLP之后，电热塞GLP的温度开始升高，在随后的时间t1处达到基本稳定的温度，所述时间t1取决于电热塞类型。例如，典型的电热塞GLP可以在大约20秒内达到大约900℃的稳定温度。

基于若干实验验证的结果，申请人观察到，瞬时压力PRi的高峰值通常具有非常短的持续时间，具体地比使电热塞GLP在激活后达到稳定温度所需要的时间短得多。例如，在城市驾驶条件下，与由发动机RPM的突然增加所产生的较高的流Flin相对应的较高的瞬时压力PRi峰值可以具有2秒至5秒的时间量级的持续时间。在讨论的示例中，瞬时压力PRi在大约2秒内(时间t2)从与峰值470的顶部相对应的值降低到大约所述值的三分之一。这意味着，通过适当地设定最小瞬时压力LPRi，在达到与较低的废气流Flin相对应的瞬时压力PRi的局部极小值之前的几秒钟激活电热塞GLP。换言之，当DPF 125处于有利于PM燃烧的条件中时，借助提出的方案，电热塞GLP已经激活，并且有很高的概率再生处理可以正确地执行。

DPF 125中的PM最初在DPF 125中位于电热塞GLP附近的部分中开始局部地燃烧。与局部燃烧的开始相对应的时间(时间t3)取决于若干因素，例如，流Flin的实际温度、PM的载荷、以及存在有添加到燃料中并残留在废气中的添加剂。与局部燃烧的开始相对应的时间t3会在电热塞GLP达到稳定温度时的时间t1之前出现，但很可能在瞬时压力PRi达到局部极小值的时间t2之后出现。在讨论的示例中，局部燃烧在等于时间t0之后的大约10秒至18秒的时间t3处开始。

随着时间的推移，PM的燃烧扩散，直到基本包含DPF 125的整个范围为止(时间t4)。而且，可以认为PM的燃烧已经基本扩散到整个DPF 125时的时间t4取决于若干因素，例如，流Flin的实际温度、PM的载荷、以及DPF 125自身的尺寸。在讨论的示例中，所述时间t4在时间t0之后大约30秒至35秒时出现。

可以用于判断是否已经正确地触发再生处理(即，在DPF 125的大部分中是否基本已经发生PM的燃烧)的较好的参数是由温度传感器TES所感测到的瞬时温度Tfl，即，由DPF 125输出的流的温度。由于DPF 125的热惯性，瞬时温度Tfl仅在与局部燃烧的开始相对应的时间t3之后的不可忽略的一段时间才开始显著地增大。在讨论的示例中，瞬时温度在PM的燃烧到达DPF 125的整个范围时的时间t4之前几秒开始增大。

为了避免电池电能的任何不必要的浪费，一旦PM的燃烧已经充分地扩散到整个DPF 125，则可以停用电热塞GLP，这是由于此时PM的燃烧是自维持的，并且能够在不需要电热塞GLP提供额外的热的情况下继续进行。

根据本发明的实施例，在与瞬时温度Tfl的较高的增加速率相对应的时间t5处(即，在示出瞬时温度Tfl的曲线的斜率充分高时，所述斜率超过预定阈值斜率)通过控制单元160关闭电热塞GLP。实际上，因为先前所述的原因，在此时间t5处，能够以很高的概率判断PM的燃烧已经充分地扩散到整个DPF 125，并且该燃烧能够在不需要电热塞GLP提供额外的热的情况下继续进行。在讨论的示例中，电热塞GLP关闭时的时间t5在PM的燃烧涉及DPF 125的整个范围的时间之后的几秒出现，并且尤其在时间t0之后的大约40秒出现。

换言之，根据本发明的实施例，电热塞GLP从接近于瞬时压力PRi的峰值的顶部出现的时间t0开始，在与瞬时温度Tfl的较高的增加速率相对应的时间t5处终止，保持激活了激活间隔Ton。

为了提高效率，根据本发明的实施例，过滤器再生系统使用对于特定的车辆100及其驾驶条件最优化的阈值，基于瞬时压力PRi、平均压力PRm和瞬时温度Tfl的当前值而执行上述控制。

根据本发明的实施例，控制单元160用于判断何时激活电热塞GLP所使用的阈值是可调节的。优选地，控制单元160用于判断何时激活电热塞GLP所使用的阈值在车辆100运转期间自动地通过控制单元160自身确定，使这些阈值适应于该时刻的特定驾驶条件。

尤其关于瞬时压力，一种提高过滤器再生处理的效率的方式是基于车辆100条件(尤其，基于驾驶条件)动态地调节最小瞬时压力LPRi的值。

在车辆100的运转期间，控制单元160动态地设定最小瞬时压力LPRi，如在图5A的示意性流程图500中说明。

车辆100的发动机105一起动，控制单元160就开始收集瞬时压力PRi的样本(框510)。随着控制单元160收集PRi的样本，包括PNS(例如，200)个样本在内的压力样本记录被逐渐地填充以产生瞬时压力PRi的统计分布。在图5B中以附图标记DP(i)示出这种分布的示例，其中，横坐标指示可以在车辆100的运转期间取样的瞬时压力PRi的可能值，纵坐标指示各压力值的样本的频率。

控制单元160使用可从与实际的压力样本记录相对应的分布DP(i)获得的信息设定最小瞬时压力LPRi(框520)。更具体地，控制单元将最小瞬时压力LPRi设定为与分布DP(i)的较高的百分位数(例如，第90百分位数，并且优选地第95百分位数)相对应的小概率的高值，以便选择与高峰值相对应的压力。或者，首先，控制单元160可以从压力样本记录的PNS个样本中选择那些与高于平均压力PRm的瞬时压力PRi相对应的样本，用于产生相对应的另一个瞬时压力PRi的统计分布，然后，控制单元160将最小瞬时压力LPRi的值设定为与另一个统计分布的所述较高的百分位数相对应的压力值。

然后，用新的、输入的PRi样本更新压力样本记录(框530)，并且反复重复该过程(返回到框510)。具体地，控制单元160用多个(可能一个)新的PRi样本更新样本记录，从样本记录去除对应数量的最旧的PRi样本，并且基于通过新的样本记录所获得的分布来重新计算最小瞬时压力LPRi。

为了进一步提高所提出的过滤器再生系统的效率，可以考虑这样的可能性：在操作中，控制单元160改变用于设定最小瞬时压力LPRi的分布DP(i)的百分位数的值，从而更好地符合车辆100的期望驾驶条件。

根据本发明的实施例，也可以通过控制单元160基于车辆100的操作条件(并且尤其基于DPF 125的条件)以自动的方式动态地确定最小平均压力LPRm的值。

参照图6中所示的流程图600，流程图600中所示的操作在车辆100运转期间执行，并且与图4A的流程图400所示的控制单元160的操作集成。因此，与图4A中所示的框相对应的框用相同的附图标记指示，并且为了简化而省略了它们的解释。

控制单元160例如在ROM 320中存储用于最小平均压力的缺省值(框605)。具体地，最小平均压力LPRm可以转而最初设定为与较高的值相对应的缺省最小平均压力DLPRm，以避免在车辆100运转开始时，甚至在积聚在DPF 125中的PM较低的情况下也不必要地激活电热塞GLP(实际上，平均压力PRm的值直接与DPF 125的PM阻塞相关)。

此时，控制单元160执行先前参照图4A所述的正常操作以用于判定是否激活电热塞GLP(框445，450)，并且继而在预定的一段时间之后，通过检验再生之后的平均压力PRm的值是否仍然高于最小平均压力LPRm来检查再生控制是否已经成功(框455)。

假如平均压力PRm的值仍然高于最小平均压力LPRm(离开框455的分支“是”)，则意味着再生处理还没有成功，控制单元160将例如存储在工作存储器315中的再生失败计数NRf递增(框610)。此时，控制单元160检查所述再生失败计数NRf的值是否已经达到预设的再生失败阈值TNRf(框620)。如果结果是再生失败计数NRf低于再生失败阈值TNRf(离开框620的分支“否”)，则不执行关于最小平均压力LPRm的其它额外的操作，并且控制单元160的操作流程返回到框445。如果另外再生失败计数NRf达到再生失败阈值TNRf的值(离开框620的分支“是”)，则意味着TNRf次电热塞GLP的连续激活没有成功。在该情况下，增大最小平均压力LPRm(例如，增大预定的量，直到例如与缺省最小平均压力DLPRm相对应的预定的最大值为止)，以便使随后的电热塞GLP的激活适应于较高的平均压力PRm(框625)。这意味着相对于先前的情况更有助于再生处理，这是由于将在较高的待燃烧的PM的载荷下发生电热塞的激活。在使最小平均压力LPRm增大之后，再生失败计数NRf重置为零，并且控制单元160的操作流程返回到框445。

假如相反，在电热塞GLP激活之后，平均压力PRm的值已经落到最小平均压力LPRm以下(离开框455的分支“否”)，则意味着再生处理已经成功，控制单元160将例如存储在工作存储器315中的再生成功计数NRs递增(框630)。然后，控制单元160检查所述再生成功计数NRs的值是否已经达到预设的再生成功阈值TNRs(框635)。如果再生成功计数NRs低于再生成功阈值TNRs(离开框635的分支“否”)，则不执行关于最小平均压力LPRm的其它额外的操作，并且控制单元160的操作流程返回到框445。如果相反，再生成功计数NRs已经达到再生成功阈值TNRs的值(离开框635的分支“是”)，则意味着TNRs次电热塞GLP的连续激活都是成功的。在该情况下，减小最小平均压力LPRm(例如，减小预定的量，并且降低到预定的最小值)，以便使随后的电热塞GLP的激活适应于较低的平均压力PRm(框640)。这意味着将在较低的待燃烧的PM的载荷下发生随后的电热塞的激活，这是由于很可能已经在过度的PM载荷下执行先前的电热塞GLP的激活。在减小最小平均压力LPRm之后，再生成功计数NRs重置为零，并且控制单元160的操作流程返回到框445。

根据本发明的又一个实施例，用于动态地确定最小平均压力LPRm的程序可以通过调整最小平均压力LPRm的增量/减量的程度以适应于在电热塞GLP激活之后的平均压力PRm的变化来进一步改进。具体地，基于在电热塞GLP激活之后的平均压力PRm的变化的程度，能够量化再生处理已经成功/不成功的程度。例如，如果电热塞GLP的激活结果仅使平均压力PRm减小了一点，则意味着所述激活仅触发了包含在DPF 125中的PM的一小部分的燃烧。如果相反，电热塞GLP的激活结果使平均压力PRm较大地减小，则意味着所述激活已经触发包含在DPF 125中的PM的较大部分的燃烧。基于这些考虑因素，代替如先前参照图6所述的最小平均压力LPRm增加/减小固定的量，增量/减量可以是平均压力PRm的变化的函数。例如，控制单元160可以通过从电热塞GLP激活之前的平均压力PRm的值减去电热塞GLP激活之后的平均压力PRm的值来计算平均压力PRm的变化，并且继而使用所述值来权衡预设的增量和减量。

根据本发明的实施例，最小瞬时温度LT和最大瞬时温度HT以及其它的为平均压力和瞬时压力所设定的阈值可从预备的实验结果开始确定，所述预备的实验结果通过在例如对应于其上要安装该系统的车辆100的试验车辆上在场地上执行的试验活动而获得。

图7A示出通过示例性试验活动而获得的实验结果。通过在两种有区别的运转条件下监测试验车辆而收集DPF 125的瞬时温度Tfl的样本，所述两种有区别的运转条件为：“城市”条件，该条件不利于自然的PM燃烧，其中试验车辆基本上以较低的速度在频繁停车的情况下在城市场所中驾驶；和“高速公路”条件，该条件有利于PM燃烧，其中试验车辆基本上以较高的速度在较少停车的情况下持续地驾驶。

图7A示出这样的图表700，在所述图表700中横坐标指示DPF的瞬时温度Tfl，纵坐标指示在试验活动期间所得到的样本的频率。在图7A中用附图标记710指示的、与城市条件相对应的样本统计分布以较低的温度值(例如，120℃)为中心，而在图7A中用附图标记720指示的、与高速公路条件相对应的样本统计分布以较高的温度值(例如，370℃)为中心。这是合理的结果，这是由于在城市条件中车辆100受到较低的应力，并且发动机105基本上在较低的RPM下工作，而在高速公路条件中发动机在较高的RPM下工作。

为了获得对温度阈值有用的值，即，最小瞬时温度LT和最大瞬时温度HT，统计分布710和720与两个温度阈值相比较，即以下两个温度阈值：与DPF 125的最小温度相对应的下温度阈值ALT(例如，150℃)，一旦PM燃烧通过电热塞GLP触发，则所述下温度阈值ALT允许PM燃烧扩散到整个DPF 125；和与下述温度相对应的上温度阈值AHT(例如，350℃)，在所述温度以上PM以自燃方式燃烧且电热塞GLP的激活对于触发PM燃烧不再是必要的。

将下温度阈值ALT和上温度阈值AHT这两个值与分布710和720比较，能够推断出，下温度阈值ALT与分布710的较高的百分位数(例如，高于第70百分位数，优选地等于大约第95百分位数)相对应，而上温度阈值AHT与分布720的较低的百分位数(例如，低于第45百分位数，优选地等于大约第30百分位数)相对应。

在实际的情况中(例如在控制单元160的操作期间)，所述温度值样本的统计分布一般将不同于分布710和分布720，例如这是因为在到达高速公路之前，车辆100首先在与对应于城市条件的条件相类似的场所(用分布720表示)中行进。在图7A中用附图标记730指示更加接近于真实的统计分布的示例。可以观察到，分布730是较不规则的，更多的是在从对应于分布710的温度值到对应于分布720的温度值的更宽的温度值范围中展开。

基于统计计算，能够分别使用与分布710、分布720相对应的温度阈值ALT、AHT借助好的近似来推导出与最小瞬时温度LT和最大瞬时温度HT相对应的分布730的百分位数。例如，从与分布710的第95百分位数相对应的下温度阈值ALT以及从与分布720的第45百分位数相对应的上温度阈值HLT开始，好的近似可以给出与分布730的第30百分位数相对应的最小瞬时温度LT和与分布730的第70百分位数相对应的最大瞬时温度HT的结果。

然而，申请人观察到，即使低于但较接近于PM以自燃方式燃烧时的温度的分布720的温度(例如，350℃)有利于PM燃烧，并且从而原则上有利于激活电热塞GLP，所述温度的范围仍对应于电热塞GLP的激活不能获得大优势的条件。具体地，低于但较接近于PM以自燃方式燃烧时的温度的分布720的温度可以与其中发动机105在较高的RPM下工作的条件相对应，该条件继而与其中流Flin的流量较高的条件相对应。如在本说明书中已经提及，较高的流量Flin消极地影响PM燃烧的触发和再生处理的触发，这是由于流Flin的流量越高，从DPF 125排除的热量越多。

在这点上，应该注意，在车辆基本上以较高的速度持续地驾驶的那些条件中，例如当车辆在高速公路环境中驾驶时，发动机RPM可以在较长的一段时间保持较高。与城市驾驶条件中不同，在所述城市驾驶条件中在较高的瞬时压力PRi峰值之后，瞬时压力PRi(并且相对应地，流Flin的流量)由于发动机RPM降低而可能降低，在例如高速公路驾驶条件中，瞬时压力PRi(并且相对应地，流Flin的流量)会在较长的一段时间不降低到较低的值。因而，在高速公路驾驶条件中，如果只要瞬时压力PRi超过最小瞬时压力LPRi时就激活电热塞GLP，则会不正确地触发PM的燃烧，这是由于很可能在电热塞GLP开启时的时间间隔期间废气流Flin不会随后减小。

因此，根据本发明的实施例，当废气的温度低于但较接近于PM以自燃方式燃烧时的温度时，不激活电热塞GLP会是有用的，这是因为这样的温度值会与其中发动机在较高的RPM下工作的条件相对应，所述较高的RPM则与其中流Flin的流量较高的条件相对应。

结果，根据本发明的实施例，可以使用分布720的较低的百分位数(例如，第30百分位数或更低的百分位数)计算最大瞬时温度HT。因而，即使以此方式“抛弃”了原则上有利于PM燃烧(在温度的观点下)的温度的范围，并且在较低的温度下执行电热塞GLP的激活，也确保在更便利的条件下在流量Flin不太高的情况下激活电热塞GLP。

根据本发明的实施例，然后由控制单元160使用从试验活动得到的结果基于车辆100的驾驶条件动态地调节最小瞬时温度LT和最大瞬时温度HT。

现在参照图5B中所绘制出的流程图740以及图7C中所示的图表745，图5B示出由控制单元160执行的操作，在所述图表745中横坐标指示可以在车辆100的运转期间取样的DPF 125的瞬时温度Tfl的示例性值，并且纵坐标指示各瞬时温度值的样本的频率。

控制单元160例如在ROM 320中将下温度阈值ALT和上温度阈值HLT这两个值存储为配置参数，假如使用在实际的车辆行驶期间所得到的样本所计算的温度阈值是不合适的，则所述下温度阈值ALT和上温度阈值HLT将用作缺省温度阈值，如在以下内容中将说明(框750)。

当车辆100的发动机105起动时，控制单元160开始收集瞬时温度Tfl的样本(框755)。随着控制单元160收集瞬时温度Tfl的样本，包括TNS(例如，200)个样本在内的温度样本记录被逐渐地填充以产生瞬时温度Tfl的第一分布，所述第一分布在图7C中以附图标记D(i)指示。如可以在图7C中观察到，分布D(i)与分布710类似，所述分布710与在预先的试验活动下得到的城市条件相对应(图7A)。原因在于，在任何行驶开始时，车辆100都处于类似于由分布710所表示的条件中(在行驶开始时，车辆100都在冷的发动机105下起动，并且很可能在城市场所中或者至少在较长的时间段不允许达到较高的速度的场所中行进)。

然后，控制单元160使用根据实验结果计算出且存储在存储器320中作为配置参数的一部分的百分位数，并且将所述百分位数应用到分布D(i)，来计算试验性最小瞬时温度tLT和试验性最大瞬时温度tHT。参照讨论的示例，采用分布D(i)的第30百分位数计算试验性最小瞬时温度tLT，而采用分布D(i)的第70百分位数计算试验性最大瞬时温度tHT(框760)。所述试验性值在图5C的图表745中用附图标记tLT(i)和tHT(i)指示。

此时，控制单元160将最小瞬时温度LT设定为试验性最小瞬时温度tLT和下温度阈值ALT中的最大值，而最大瞬时温度HT设定成等于试验性最大瞬时温度tHT和上温度阈值AHT中的最小值(框765)。这样，确保抛弃低于下温度阈值ALT的试验性最小瞬时温度tLT，这是由于其对应于比足以允许PM的燃烧一旦被电热塞GLP触发就扩散到整个DPF 125的最小温度(例如，150℃)低的温度Tfl；类似地，确保抛弃高于上温度阈值AHT的试验性最大瞬时温度tHT，这是由于其对应于比激活PM燃烧所需的激活电热塞GLP的最大温度(例如，350℃)更高的温度Tfl，超过所述最大温度PM以自燃方式燃烧。

因而，抛弃通过示例性分布D(i)所获得的低于下温度阈值ALT的试验性最小瞬时温度tLT(i)，而保持低于上温度阈值AHT的试验性最大瞬时温度tHT(i)。

优选地，如果试验性最小瞬时温度tLT(i)和试验性最大瞬时温度tHT(i)二者都低于下温度阈值ALT，则控制单元160可以将最小瞬时温度LT设定为下温度阈值ALT，并且将最大瞬时温度HT设定为上温度阈值AHT。或者，假如试验性最小瞬时温度tLT(i)和试验性最大瞬时温度tHT(i)二者都低于下温度阈值ALT，则控制单元160可以维持在先前的步骤中所计算出的最小瞬时温度LT和最大瞬时温度HT。

然后，随着车辆继续行进，温度样本记录用新的Tfl样本更新(框770)，并且反复重复该过程(返回到框560)。具体地，控制单元160用多个(可能一个)新的Tfl样本更新样本记录，从样本记录去除对应数量的最旧的Tfl样本，并且使用之前所用的同样的百分位数，但是将其应用到新的分布(在图7C中用附图标记D(i+1)指示)，来重新计算试验性最小瞬时温度tLT和试验性最大瞬时温度tHT。

在图7C的示例中，新的分布D(i+1)是较宽的，例如因为发动机105正在较高的温度下工作，并且车辆100正以较高的速度行进。仍然参照图7C的示例性分布D(i+1)，在附图5C中用附图标记tLT(i+1)指示的新的试验性最小瞬时温度已经超过下温度阈值ALT，而在附图7C中用附图标记tHT(i+1)指示的新的试验性最大瞬时温度现在高于上温度阈值HLT。因而，最小瞬时温度LT将设定成等于值tLT(i+1)，而最大瞬时温度HT现在将等于上温度阈值AHT。

优选地，如果试验性最小瞬时温度tLT(i+1)和试验性最大瞬时温度tHT(i+1)二者都高于上温度阈值AHT，则控制单元160可以将最小瞬时温度LT设定到下温度阈值ALT，并且将最大瞬时温度HT设定到上温度阈值AHT。或者，假如试验性最小瞬时温度tLT(i+1)和试验性最大瞬时温度tHT(i+1)二者都高于上温度阈值AHT，则控制单元160可以维持在前一步骤中所计算出的最小瞬时温度LT和最大瞬时温度HT。

控制单元160执行已参照图7B和7C说明的所有操作以及参照图4A说明的操作。

因而，根据本发明的实施例，代替具有固定的温度阈值以用于判断DPF 125的瞬时温度Tfl是否处于激活电热塞GLP的有利水平，有利地通过控制单元160动态地确定所述阈值，以便符合车辆100的实际驾驶条件。

根据本发明的另一个实施例，控制单元160可以使用例如在试验活动期间所确定且存储在存储器320中作为配置参数的一部分的预定关系来设定最小瞬时温度阈值LT和最大瞬时温度阈值HT，所述预定关系基于瞬时温度的样本统计分布相对于下温度阈值ALT和上温度阈值AHT所处的位置来确定最小瞬时温度阈值LT和最大瞬时温度阈值HT的值。可以通过观察哪一个温度值对应于瞬时温度的样本统计分布的第一百分位数(该第一百分位数相对高于第50百分位数，例如为第70百分位数)来确定所述统计分布的位置。根据该实施例，控制单元160根据这样的关系来设定最小瞬时温度阈值LT和最大瞬时温度阈值HT的值：使用所述第一百分位数来提供最小瞬时温度阈值LT的值和最大瞬时温度阈值HT的值。例如，可以通过存储在存储器320中的关系表来实现该关系，在所述关系表中对于所述第一百分位数在包含有下温度阈值ALT和上温度阈值AHT的预定范围中可能呈现的各值(或对于各范围的值)都包括用于最小瞬时温度阈值LT和最大瞬时温度阈值HT的相对应的一对预定值。此外，代替具有固定的、预定的最小瞬时温度阈值LT和最大瞬时温度阈值HT的值，该表可以对所述第一百分位数可能呈现出的某些值提供通过对瞬时温度样本的统计分布再次计算的另外的百分位数，以获得最小瞬时温度阈值LT和/或最大瞬时温度阈值HT。以下示出所述关系表的可能示例，其中第一百分位数是统计分布的第70，下温度阈值ALT等于150℃并且上温度阈值AHT等于350℃：

第一百分位数(第70)	LT	HT
			140℃	150℃	第99
160℃	第70	第95
			240℃	第40	第80
260℃	第30	第70
			340℃	第20	第60
360℃	第10	350℃

根据该示例，如果瞬时温度样本的统计分布的第70百分位数等于(或接近于)140℃(140℃低于150℃的下温度阈值ALT)，则控制单元160直接将最小瞬时温度阈值LT设定为下温度阈值ALT(150℃)，而将最大瞬时温度阈值HT设定到瞬时温度样本的统计分布的第99百分位数；如果另外第70百分位数等于(或接近于)160℃，则控制单元160将最小瞬时温度阈值LT设定为统计分布的第70百分位数，而将最大瞬时温度阈值HT设定到统计分布的第95百分位数，等等。

根据本发明的又一个实施例，控制单元160能够从瞬时温度样本的统计分布推断出车辆驾驶条件，并且相应地设定最小瞬时温度阈值LT和最大瞬时温度阈值HT。利用如上所述根据实验结果计算出且存储在存储器320中作为配置参数的一部分的百分位数，控制单元160可以确定已经收集的实际的瞬时温度样本的统计分布是基本上与分布710相对应还是与分布720相对应。例如，为了确定实际的统计分布是否基本上与城市分布710相对应，控制单元160可以使用存储为配置参数的第30百分位数计算试验性最小瞬时温度tLT：如果计算出的试验性最小瞬时温度tLT显著地低于下温度阈值ALT(例如，150℃)，则控制单元160可以确定车辆正在城市环境中驾驶，因此应用统计分布710；在该情况下，控制单元160可以采用较高的百分位数(例如高于实际的统计分布的第70百分位数，优选地为实际的统计分布的第95百分位数)，并计算试验性最小瞬时温度tLT。如果计算出的试验性最小瞬时温度tLT低于下温度阈值ALT，则控制单元160将最小瞬时温度tLT设定为等于下温度阈值ALT。如果计算出的试验性最小瞬时温度tLT落在由下温度阈值ALT和最小瞬时温度上限(例如，200℃)所限定的温度范围内，则最小瞬时温度tLT设定为等于所计算出的试验性最小瞬时温度tLT。如果相反，所计算出的试验性最小瞬时温度tLT高于最小瞬时温度上限(如果实际的统计分布以诸如120℃至150℃的较低的温度为中心，但是具有与较高的温度值相对应的延伸的上拖尾，就会出现这种情况)，则最小瞬时温度tLT设定为等于所述最小瞬时温度上限。

类似地，控制单元160可以使用存储为配置参数的第70百分位数计算试验性最大瞬时温度tHT：如果计算出的试验性最大瞬时温度tHT显著地高于上温度阈值AHT(例如，350℃)，则控制单元160可以确定车辆正在快速道路环境中驾驶，因此应用统计分布520。在该情况下，控制单元160可以采用较低的百分位数(例如低于实际的统计分布的第45百分位数，优选地为实际的统计分布的第30百分位数)，并计算试验性最大瞬时温度tHT。如果计算出的试验性最大瞬时温度tHT高于上温度阈值AHT，则控制单元160将最大瞬时温度tHT设定为等于上温度阈值AHT。如果计算出的试验性最大瞬时温度tHT落在由上温度阈值AHT和最大瞬时温度下限(例如，250℃)所限定的温度范围内，则最大瞬时温度tHT设定为等于所计算出的试验性最大瞬时温度tHT。如果另外所计算出的试验性最大瞬时温度tHT低于最大瞬时温度下限(如果实际的统计分布以诸如300℃至350℃的较高的温度为中心，但是具有与较低的温度值相对应的延伸的下拖尾，就会出现这样的情况)，则最大瞬时温度tHT设定为等于所述最大瞬时温度下限。

总之，此处所述的根据本发明的实施例的过滤器再生系统允许在功率耗损和可靠性两个方面大大提高用于车辆的DPF的再生处理的效率。具体地，已经发现，借助提出的解决方案，仅在条件有利于成功的过滤器再生的时候激活加热装置。这样，减少加热装置的不成功激活的出现，从而避免过度浪费电能。

由提出的解决方案所提供的另一个优点是此处所述的过滤器再生系统需要在车辆上安装非常少的额外的硬件资源，仅需添加过滤再生设备，该过滤再生设备包括DPF之后的温度传感器、设有直接接触DPF输入基部的电热塞的输入盖结构、以及电子控制单元(压力传感器通常已经安装在所有包含有颗粒过滤器的车辆中)。

鉴于以上内容，所提出的过滤器再生系统可以有利地安装在任何类型的车辆中，而不必大幅地修改车辆自身的制造过程。

此外，框445中关于平均压力PRm的条件可以修改成使其值必须落在由最小平均压力LPRm和最大平均压力HPRm(上阈值)所限定的范围内，其中所述最大平均压力HPRm可以设定为例如最小报警平均压力LAPRm。这样，如果平均压力PRm超过所述最大平均压力HPRm，则意味着DPF 125包括太多的PM，需要执行紧急再生。

虽然在本说明书中参照了用于使对柴油机所产生的PM排放物过滤的颗粒过滤器再生的系统，但本发明的概念也可以应用到诸如汽油机的其它类型的发动机。

当然，为了满足局部要求和特定要求，本领域的技术人员可以将上述的解决方案进行多种修改和变更。尤其，虽然已经在某种程度上具体参照其优选实施例(多个优选实施例)说明了本发明，但是应当理解，能够在形式上和细节上以及其它实施例上有多种省略、替换和改变；此外，明确指出，参照本发明的任何公开的实施例说明的特定元件和/或方法步骤可以作为设计选择的主旨包含在任何其它实施例中。

例如，控制单元可以适于在操作中改变用于设定最小瞬时温度和最大瞬时温度的百分位数中的一个或两个的值，从而甚至更好地符合车辆100的期望的驾驶条件。

Claims (36)

1.一种用于当废气排放发动机(105)在处于变化的驾驶条件下的车辆(100)中运转时引发与所述废气排放发动机相关联的颗粒过滤器(125)的再生的方法，所述方法包括将加热装置开启一时间段，所述加热装置在所述颗粒过滤器的气体入口处与所述颗粒过滤器精确接触，

其特征在于，所述加热装置的开启受以下条件控制：

ⅰ)在所述颗粒过滤器的入口处的废气的平均压力高于预定值；

ⅱ)在所述颗粒过滤器的入口处的废气的瞬时压力是小概率的高值，

其中，所述加热装置保持开启的时间段充分长，以使所述颗粒过滤器中的颗粒物质达到颗粒的引燃温度并使所述瞬时压力从所述小概率的高值降低到显著较低的值，所述显著较低的值低于或等于所述小概率的高值的三分之一；

并且其中，通过对在所述颗粒过滤器的入口处感测到的多个压力数据求平均来获得所述平均压力。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

-感测(PRS)在所述颗粒过滤器的入口处的废气的压力；

-接收与所感测到的压力相关的感测数据；

-保持最近接收的数据的第一集合，以及

-基于对所述第一集合中的数据的统计分析确定所述预定值和/或所述小概率的高值。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过获得所述第一集合中的数据的统计分布来执行所述统计分析；并且

-基于所述统计分布的预定百分位数确定所述小概率的高值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预定百分位数高于所述统计分布的第90百分位数。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述时间段充分长，以使所述颗粒过滤器中的颗粒物质的燃烧扩散到整个所述颗粒过滤器。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，确定所述预定值的步骤包括：

-基于与过滤器再生已经发生之后的平均压力相关的数据，判断所述颗粒过滤器再生的结果；以及

-基于所判断的结果调节所述预定值，其中，判断结果的步骤包括：判断所述颗粒过滤器再生之后的废气的平均压力是否低于所述预定值。

7.根据权利要求6所述的方法，包括：

-基于相继的过滤器再生的判断结果，量化成功的再生的数量和不成功的再生的数量；以及

-如果所述不成功的再生的数量已经达到第一预定极限，则将所述预定值增大第一量，或者如果所述成功的再生的数量已经达到第二预定极限，则将所述预定值减小第二量。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一量的值和所述第二量的值取决于所述颗粒过滤器再生之后的废气排放物平均压力的值和所述预定值之间的差。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述加热装置的开启还受另一个条件控制，所述另一个条件为在所述颗粒过滤器的出口处的废气的瞬时温度高于下瞬时温度阈值并且低于上瞬时温度阈值。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

-感测(TES)在所述颗粒过滤器的出口处的废气的温度；

-接收与所感测到的温度相关的感测数据；

-保持最近接收的与所感测到的温度相关的数据的第二集合，以及

-基于所述第二集合中的数据的统计分析，确定所述下瞬时温度阈值和所述上瞬时温度阈值中的至少一个的值，其中：

-通过获得所述第二集合中的数据的统计分布来执行所述统计分析。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，基于所述统计分布的至少一个预定百分位数执行确定所述下瞬时温度阈值和所述上瞬时温度阈值中的至少一个的值的步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：基于所述统计分布的第一预定百分位数设定所述下瞬时温度阈值的值。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括：基于所述统计分布的第二预定百分位数设定所述上瞬时温度阈值的值。

14.根据权利要求9所述的方法，其中：

-所述下瞬时温度阈值的值不低于对于执行所述颗粒过滤器的再生所需要的最小温度；并且

-所述上瞬时温度阈值的值不高于在不需要开启所述加热装置的情况下自执行所述颗粒过滤器的再生时的最大温度。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个预定百分位数是单个预定百分位数，并且其中，确定所述下瞬时温度阈值和所述上瞬时温度阈值中的至少一个的值的步骤包括：依据所述单个百分位数将所述下瞬时温度阈值设定到第一值，并依据所述单个百分位数将所述上瞬时温度阈值设定到第二值。

16.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，当在所述颗粒过滤器的出口处的废气的瞬时温度的增加速率超过预定的增加速率阈值时关闭所述加热装置。

17.一种用于引发与在处于变化的驾驶条件下的车辆中运转的废气排放发动机相关联的颗粒过滤器的再生的系统，所述系统包括：

-加热装置，所述加热装置在所述颗粒过滤器的气体入口处与所述颗粒过滤器精确接触，以及

-控制单元，所述控制单元适于将所述加热装置开启一时间段，所述控制单元适于受以下条件控制来开启所述加热装置：

ⅰ)在所述颗粒过滤器的气体入口处的废气的平均压力大于预定值；以及

ⅱ)在所述颗粒过滤器的气体入口处的废气的瞬时压力是小概率的高值，

其中，所述时间段充分长，以使所述颗粒过滤器中的颗粒物质达到颗粒的引燃温度并且使所述瞬时压力从所述小概率的高值降低到显著较低的值，所述显著较低的值低于或等于所述小概率的高值的三分之一；

并且其中，通过对在所述颗粒过滤器的入口处感测到的多个压力数据求平均来获得所述平均压力。

18.根据权利要求17所述的系统，还包括压力传感器(PRS)，所述压力传感器用于感测在所述颗粒过滤器的入口处的废气的压力，所述控制单元还适于：

-从所述压力传感器接收与所感测到的压力相关的感测数据；

-保持最近接收的数据的第一集合，以及

-基于对所述第一集合中的数据的统计分析确定所述预定值和/或所述小概率的高值。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，通过获得所述第一集合中的数据的统计分布来执行所述统计分析；并且

-基于所述统计分布的预定百分位数确定所述小概率的高值。

20.根据权利要求19所述的系统，其中：

-所述预定百分位数至少高于所述统计分布的第90百分位数。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的系统，其中，所述时间段充分长，以使所述颗粒过滤器中的颗粒物质的燃烧扩散到整个所述颗粒过滤器。

22.根据权利要求17至20中任一项所述的系统，其中，确定所述预定值的步骤包括：

-基于与过滤器再生已经发生之后的平均压力相关的数据，判断所述颗粒过滤器再生的结果；以及

-基于所判断的结果调节所述预定值，其中，判断所述结果的步骤包括：判断所述颗粒过滤器再生之后的废气的平均压力是否低于所述预定值。

23.根据权利要求22所述的系统，包括：

-基于相继的过滤器再生的判断结果，量化成功的再生的数量和不成功的再生的数量；以及

-如果所述不成功的再生的数量已经达到第一预定极限，则将所述预定值增大第一量，或者如果所述成功的再生的数量已经达到第二预定极限，则将所述预定值减小第二量。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述第一量的值和所述第二量的值取决于所述颗粒过滤器再生之后的废气排放物平均压力的值和所述预定值之间的差。

25.根据权利要求17至20中任一项所述的系统，其中，所述加热装置的开启还受另一个条件控制，所述另一个条件为在所述颗粒过滤器的出口处的废气的瞬时温度高于下瞬时温度阈值并且低于上瞬时温度阈值。

26.根据权利要求25所述的系统，还包括温度传感器(TES)，所述温度传感器用于感测在所述颗粒过滤器的出口处的废气的温度，所述控制单元还适于：

-从所述温度传感器接收与所感测到的温度相关的感测数据；

-保持最近接收的与所感测到的温度相关的数据的第二集合，以及

-基于所述第二集合中的数据的统计分析，确定所述下瞬时温度阈值和所述上瞬时温度阈值中的至少一个的值，其中：

-通过获得所述第二集合中的数据的统计分布来执行所述统计分析。

27.根据权利要求26所述的系统，其中，基于所述统计分布的至少一个预定百分位数执行确定所述下瞬时温度阈值和所述上瞬时温度阈值中的至少一个的值的步骤。

28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述控制单元还适于基于所述统计分布的第一预定百分位数设定所述下瞬时温度阈值的值。

29.根据权利要求27所述的系统，其中，所述控制单元还适于基于所述统计分布的第二预定百分位数设定所述上瞬时温度阈值的值。

30.根据权利要求25所述的系统，其中：

-所述下瞬时温度阈值的值不低于对于执行所述颗粒过滤器的再生所需要的最小温度；并且

-所述上瞬时温度阈值的值不高于在不需要开启所述加热装置的情况下自执行所述颗粒过滤器的再生时的最大温度。

31.根据权利要求27所述的系统，其中，所述至少一个预定百分位数是单个预定百分位数，并且其中，确定所述下瞬时温度阈值和所述上瞬时温度阈值中的所述至少一个的值的步骤包括：依据所述单个百分位数将所述下瞬时温度阈值设定到第一值，并依据所述单个百分位数将所述上瞬时温度阈值设定到第二值。

32.根据权利要求17至20中任一项所述的系统，其中，所述控制单元适于当在所述颗粒过滤器的出口处的废气的瞬时温度的增加速率超过预定的增加速率阈值时关闭所述加热装置。

33.一种颗粒过滤器系统，包括：

-颗粒过滤器，所述颗粒过滤器与在处于变化的驾驶条件下的车辆中运转的废气排放发动机相关联，以引发所述颗粒过滤器的再生，

-加热装置，所述加热装置在所述颗粒过滤器的气体入口处与所述颗粒过滤器精确接触，以及

-用于引发所述颗粒过滤器的再生的系统，所述用于引发所述颗粒过滤器的再生的系统包括：

-控制单元，所述控制单元适于将所述加热装置开启一时间段，所述控制单元能够受以下条件控制来开启至少一个加热装置：

ⅰ)在所述颗粒过滤器的入口处的废气的平均压力大于预定值；以及

ⅱ)在所述颗粒过滤器的入口处的废气的瞬时压力是小概率的高值，

其中，所述时间段充分长，以使所述颗粒过滤器中的颗粒物质达到所述颗粒的引燃温度并且使所述瞬时压力从所述小概率的高值降低到显著较低的值，所述显著较低的值低于或等于所述小概率的高值的三分之一；

并且其中，通过对在所述颗粒过滤器的入口处感测到的多个压力数据求平均来获得所述平均压力。

34.根据权利要求33所述的过滤器系统，其中，所述颗粒过滤器是具有蜂窝状结构的SiC过滤器。

35.根据权利要求33或34所述的过滤器系统，其中，所述加热装置包括直接接触所述颗粒过滤器的电热塞(GLP)。

36.一种车辆(100)，包括：

-废气排放发动机，以及

-颗粒过滤器系统，所述颗粒过滤器系统包括：

-颗粒过滤器，所述颗粒过滤器适于过滤在由所述发动机所排放的废气中存在的颗粒物质，

-加热装置，所述加热装置在所述颗粒过滤器的气体入口处与所述颗粒过滤器精确接触，以及

-用于引发所述颗粒过滤器的再生的系统，所述用于引发所述颗粒过滤器的再生的系统包括：

-控制单元，所述控制单元适于将所述加热装置开启一时间段，所述控制单元能够受以下条件控制来开启至少一个加热装置：

ⅰ)在所述颗粒过滤器的入口处的废气的平均压力大于预定值；以及

ⅱ)在所述颗粒过滤器的入口处的废气的瞬时压力是小概率的高值，

其中，所述时间段充分长，以使所述颗粒过滤器中的颗粒物质达到所述颗粒的引燃温度并且使所述瞬时压力从所述小概率的高值降低到显著较低的值，所述显著较低的值低于或等于所述小概率的高值的三分之一。