CN107448261B - 一种再生事件期间减少微粒过滤器发热的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种方法，该方法用于在再生事件期间，当发动机10由于松加速器踏板而正在减速时，减少微粒过滤器15的发热，微粒过滤器15从发动机10接收排气流。该方法包含使用电机16向发动机10施加负载，并且通过增加发动机扭矩需求来请求向发动机10供应燃料，从而补偿施加的负载的增加。燃料流动具有使流到微粒过滤器15的排气中的氧气浓度的减少，从而降低微粒过滤器15内的烟粒燃烧强度并且在再生事件中降低微粒过滤器15内的峰值温度的效果。

Description

一种再生事件期间减少微粒过滤器发热的方法

技术领域

本发明涉及一种设置为从机动车辆的发动机接收排气的微粒过滤器，并且特别涉及一种在再生事件期间当发动机由于松加速器踏板而减速时保护微粒过滤器免于过热的方法。

背景技术

在发动机的排气系统中设置微粒过滤器(Particulate Filter，PF)，以从由发动机流向大气的排气中过滤烟粒，这是众所周知的。当发动机是柴油发动机时，这种微粒过滤器通常被称为柴油微粒过滤器(Diesel Particulate Filter)或“DPF”。

在所谓的“减速燃料截止”情况下，其中在松加速器踏板事件期间到车辆的发动机的燃料被切断以在车辆减速期间节省燃料的车辆中，微粒过滤器(PF)可能被损坏。如果在称为“再生事件”的烟粒燃烧过程活动时向发动机的燃料供应被切断，则流入微粒过滤器的排气中的氧气的百分比将大大增加。如果在微粒过滤器中残留大量在再生过程中会燃烧的烟粒，则氧气浓度的这种增加通常会导致微粒过滤器中发生失控的燃烧。

当失控燃烧发生时，微粒过滤器内的温度可升高至超过1000℃，并且可能破裂微粒过滤器，熔化微粒过滤器基材或劣化帮助去除其他规定污染物(HC，CO或NOx)的催化剂涂层。在极端情况下，这种过热状态可能导致微粒过滤材料燃烧，这可能导致周围部件的热损伤。

可能导致微粒过滤器损坏的温度是不可接受的高温，并且当受到这样的温度时，微粒过滤器可以认为是过热的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种在再生事件期间当松加速器踏板事件正在进行时减少微粒过滤器的过热的方法。

根据本发明的第一方面，提供了在再生事件期间当松加速器踏板正在进行时减少微粒过滤器发热的方法，该微粒过滤器连接以接收来自机动车辆发动机的排气，该方法包含检查再生事件是否发生以及是否存在松加速器踏板事件，并且如果再生事件正在发生并且松加速器踏板事件都存在，则该方法包含使用主动温度控制来控制再生事件期间微粒过滤器内的温度，该主动温度控制通过以发电机模式运行驱动地连接到发动机的电机来对机动车辆的电池充电并且通过向发动机供应燃料以产生扭矩来补偿由电机施加到发动机的附加负载来实现，供应到该发动机的燃料用于降低流向微粒过滤器的排气氧浓度。

向发动机供应燃料以产生扭矩可以包括将向发动机供应的燃料的量从零增加到产生补偿扭矩所需的所需量。

发动机可以是直接喷射柴油发动机，并且微粒过滤器可以是柴油微粒过滤器。

该方法还可以包含：仅当微粒过滤器的再生发生，如果来自微粒过滤器的出口处的感测到的排气温度和感测到的微粒过滤器温度之一表示微粒过滤器的温度不可接受地高时，才使用主动温度控制。

该方法还可以包含使用模型来预测下一个再生事件期间的微粒过滤器的温度，并且当下一个再生事件发生时，如果来自模型的微粒过滤器的温度预测表明在再生事件期间微粒过滤器的温度被预测为不可接受的高，则使用主动温度控制。

在下一次再生事件期间微粒过滤器温度的预测可以由烟粒燃烧模型提供。

如果温度超过预定温度极限，温度是不可接受的高。

该方法可以还包含如果电池的荷电状态高于预定水平并且对微粒过滤器的当前烟粒负荷的估算表明在不久的将来将需要微粒过滤器的再生，则在再生事件之前主动地减小电池的荷电状态。

如果微粒过滤器的当前烟粒负荷的估算高于第一烟粒负荷极限，则在不久的将来将需要微粒过滤器的再生。

微粒过滤器的当前烟粒负荷的估算可基于自最后再生事件以来的烟粒产生模型和微粒过滤器两侧的压降的测量中的一种。

电机可以是集成起动机发电机。

根据本发明的第二方面，提供了一种机动车辆，该机动车辆具有内燃机、电池、驱动地连接到发动机的电机、连接到电机的电能存储装置、设置成接收来自发动机的排气的微粒过滤器和设置成控制发动机和电机的电子控制器，电子控制器被设置成检查再生事件是否正在发生，以及是否存在松加速器踏板事件，并且如果正在进行再生事件和松加速器踏板事件存在，则电子控制器被设置成使用主动温度控制来控制在再生事件期间微粒过滤器内的温度，该主动温度控制是通过以发电机模式运行驱动地连接到发动机的电机来对机动车辆的电池进行充电以及通过向发动机供应燃料以产生扭矩来补偿通过电机施加到发动机的附加负载，供给到发动机的燃料的增加用于降低流到微粒过滤器的排气的氧浓度。

向发动机供应燃料以产生扭矩可以包含将向发动机供应的燃料的量从零增加到产生补偿扭矩所需的所需量。

发动机可以是直接喷射柴油发动机，并且微粒过滤器可以是柴油微粒过滤器。

电子控制器被设置成：仅当微粒过滤器的再生发生，如果来自位于微粒过滤器出口处的温度传感器的感测的排气温度和来自位于微粒过滤器内的温度传感器的感测微粒过滤器温度之一指示微粒过滤器的温度是不可接受的高时，才使用主动温度控制。

电子控制器包括用于预测在下次再生事件期间微粒过滤器的温度的模型，并且电子控制器被设置为：当下一个再生事件发生，如果来自模型的微粒过滤器温度的预测表明在再生事件期间微粒过滤器的温度预期是不可接受的高时，则使用主动温度控制。

该模型是烟粒燃烧模型，烟粒燃烧模型用于提供在下一个再生事件期间微粒过滤器中的温度的预测。

如果微粒过滤器的温度高于预定的温度极限，则微粒过滤器的温度是不可接受的高。

电子控制器还被设置成如果电池的荷电状态高于预定水平并且对微粒过滤器的当前烟粒负荷的估算表明在不久的将来将需要微粒过滤器的再生，则在再生事件之前主动地减小电池的荷电状态。

如果微粒过滤器的当前烟粒负荷的估算高于第一烟粒负荷极限，则在不久的将来将需要微粒过滤器的再生。

微粒过滤器的当前烟粒负荷的估算基于自从存储在电子控制器中的最后再生事件以来的烟粒产生模型以及微粒过滤器两侧的压降测量中的一个。

压降可以基于从位于微粒过滤器上游的压力传感器和位于微粒过滤器下游的压力传感器提供给电子控制器的输出。

电机可以是集成起动机发电机。

车辆可以是轻度混合动力车辆。

附图说明

现在将参考附图通过示例的方式描述本发明，其中：

图1是根据本发明的第二方面构造的机动车辆的示意图；

图2a是根据本发明的第一方面的方法的高级流程图的第一部分；

图2b是根据本发明第一方面的方法的高级流程图的第二部分；

图3是表示现有技术在松加速器踏板事件期间同时发生再生时DPF的温度与时间之间的关系以及相同事件的氧浓度与时间的关系的复合图；

图4是表示根据本发明的松加速器踏板事件期间同时发生再生时的DPF的温度与时间之间的关系以及相同事件的氧浓度与时间的关系的复合图；以及

图5是表示再生事件发生的时间段内的DPF的烟粒负荷与时间的关系的概略图。

具体实施方式

参考图1，示出了具有四个车轮6、直接喷射柴油发动机10和电子控制器20的轻度混合动力机动车辆5。

发动机10被设置成通过进气口11接收空气，并且尽管未示出，但在大多数情况下，在空气流流入发动机10之前，通过增压器或涡轮增压器压缩到发动机10的空气流以便改善发动机10的效率。

来自发动机10的排气通过排气系统的第一或上游部分12流到柴油微粒过滤器(DPF)15的形式的微粒过滤器，并且在通过DPF 15之后，排气通过排气系统的第二或下游部分13流出到大气中。

应当理解的是其它排放控制装置或噪声抑制装置可能存在于从发动机10到气流离开到大气的位置的气体流动路径中。

电机驱动地连接到发动机10。在该示例的情况下，电机是集成起动机发电机16，其可以用于根据其运行的模式而发电或产生扭矩。电池17连接到集成起动机-发电机16以及相关联的控制电子装置(未示出)。当集成起动机-发电机16作为发电机工作时，其对电池17充电，并且当集成起动机-发电机16作为马达工作时，电池17被设置成向集成起动机-发电机16提供电能。集成起动机-发电机16用于起动发动机10，并且在该示例的情况下，还能够在车辆5的加速或巡航期间向发动机10提供有限的扭矩提升。

在该示例的情况下，电子控制器20设置成从多个传感器接收输入，例如但不限于：

A/质量气流传感器(mass airflow sensor)21，质量气流传感器21用于测量流入发动机10的空气质量；

B/发动机转速传感器22；

C/λ(Lambda)/氧传感器24，λ/氧传感器24用于测量离开发动机10的排气的空燃比/含氧量；

D/车速传感器25，车速传感器25用于测量车辆5的速度；

E/NO_x传感器26，NO_x传感器26用于测量来自发动机10的排气中的NO_x的水平；

F/加速器踏板位置传感器27，加速器踏板位置传感器27设置成感测加速器踏板7的位置；

G/温度传感器28，温度传感器28用于测量离开DPF 15的排气的温度；

H/上游排气压力传感器29U，上游排气压力传感器29U用于感测DPF 15上游的排气的压力；以及

I/下游排气压力传感器29D，下游排气压力传感器29D用于感测DPF 15下游的排气的压力。

应当理解的是在一些情况下，H和I项可以由连接到两个管的单个差压传感器代替。其中一个管道连接在DPF 15的入口附近，另一个管道连接在DPF 15的出口附近。

电子控制器20可操作用于控制发动机10的操作和集成起动机-发电机16的操作状态。应当理解的是电子控制器20可以是如图1所示的电连接在一起的几个单独的电子单元形成，并且不需要以单个单元的形式。

电子控制器20设置成在通过使用主动温度控制在再生事件期间当发生“松加速器踏板事件”时防止DPF 15的过热。

“松加速器踏板事件”是车辆5的驾驶员已经从加速器踏板7移开其脚部或者加速器踏板7正在被驾驶员压下表示零扭矩需求情况的较小的量的事件。通常，当发生这种松加速器踏板事件时，向发动机10的燃料供给被切断，使得没有燃料被供给到发动机10，从而增加了机动车辆5的燃料经济性。因此，这样的事件通常称为减速燃料切断(DecelerationFuel Cut-off)事件或DCFO。在DCFO期间，发动机不产生扭矩，发动机被由于机动车辆正在移动而从旋转的被驱动车轮通过传动系传输的机动车辆的惯性所旋转。因此，发动机用作通过附接的排气系统并因此通过DPF泵送空气的泵。发动机处于由于作为泵旋转所需的扭矩和在发动机和被驱动车轮之间的封闭传动系而施加制动力这样的状态。

在该示例的情况下，电子控制器20使用从与加速器踏板7相关联的加速器踏板传感器27接收的输入来感测松加速器踏板事件存在。

电子控制器20被设置成当确定需要DPF 15的再生时，操作发动机10以执行DPF 15的再生。

可以以多种方式确定再生DPF 15的要求，但通常基于当前的烟粒负荷是否被估算为高于预定的极限。

可以使用烟粒模型来估算DPF 15的烟粒负荷，烟粒模型基于自从考虑到车辆使用而发生上次再生事件以来由发动机10产生的烟粒的估算。然后可以将烟粒负荷的估算与烟粒负荷极限进行比较，并且如果估算的烟粒负荷高于烟粒负荷极限，则DPF 15的再生开始。

或者，可以通过使用两个压力传感器29U、29D感测DPF 15的上游和下游的压力以提供指示DPF烟粒负荷的DPF 15两端的压降值来估算烟粒负荷。然后可以将压降与指示需要再生的烟粒负荷水平的压降极限进行比较，并且如果测量的压降高于压降极限，则DPF15的再生开始。

应当理解，本发明不限于用于确定何时需要DPF 15的再生任何特定方法并且可以使用任何合适的方法。

无论使用何种方法，当确定需要DPF 15的再生时，电子控制器20可以立即使用主动温度控制来控制DPF 15内的温度，或者可以延迟启动主动温度控制直到DPF 15的温度超过预定的水平。

例如，如果电子控制器20从位于DPF 15下游的排气温度传感器28接收到的信号表示离开DPF15的排气的温度过高。也就是说，如果由温度传感器28测量的排气的温度超过预定的温度极限(T_Lim)，则电子控制器20将运行以主动地控制DPF 15内的温度，但是如果排气离开DPF 15的温度低于该预定温度极限(T_Lim)，则不采取任何行动，而是允许DPF 15的再生而不进行干预。在这种情况下，将预定的温度极限T_Lim设定为超过其可能发生损坏的温度，例如但不限于大约850℃。应当理解的是由下游温度传感器28感测的温度不是DPF 15内的实际温度的测量值，而是可以从该温度测量推断出DPF 15内的温度。DPF 15内的温度可能高于测量或建模的温度。

应当理解的是可以使用能够测量DPF 15内的温度的温度传感器代替下游温度传感器28，并且在这种情况下，预定温度极限可被设定为高于850℃，例如950℃。

还将理解的是代替在再生事件期间测量DPF 15的温度或流动通过DPF 15的排气的温度，可以使用烟粒燃烧模型来预测DPF 15的过热是否可能发生，并且如果很可能发生，则电子控制器20可以在一旦再生开始时起作用，以防止在再生事件期间也出现松加速器踏板事件时DPF 15的过热。

假设电子控制器20的确定是DPF15内的温度过高或者可能过高，也就是说DPF 15的过热是很可能的，电子控制器20被配置为使用主动温度控制以防止再生期间DPF 15的过热。

主动温度控制包含使用集成起动机-发电机16通过操作作为发电机的集成起动机-发电机16来向发动机10施加负载，以对电池17充电并通过增加供应到发动机10的燃料以增加来自发动机10的扭矩的输出来补偿增加的负载。应当理解的是在启动主动温度控制之前，如果发动机处于DCFO状态，发动机将不产生扭矩，并且因此对来自发动机10的扭矩请求将通过提供燃油到发动机10来起动燃烧。

应当理解的是在松加速器踏板事件期间由集成起动机-发电机16施加到发动机10的附加负载通常将导致发动机10比本来更快地减速。然而，本发明的优点之一是，由集成起动机-发电机16施加到发动机10的扭矩与通过增加从发动机10输出的扭矩来匹配，使得在松加速器踏板期间发动机10的减速率大体上相同，无论集成起动机-发电机16是否用于控制DPF 15的过热与否。因此，车辆5的驾驶员不知道在再生事件期间正在采取措施来控制DPF 15的过热，并且车辆5的减速将如驾驶员所期望的那样。

在松加速器踏板事件期间请求来自发动机10的扭矩增加的效果是必须向发动机10供应额外的燃料以产生额外的扭矩。如前所述，在启动主动温度控制之前，如果存在DCFO，则不会向发动机10供应燃料，因此发动机10将不会产生扭矩。从零开始供给发动机10的燃料的增加具有从大体上100％的空气减少到DPF 15的排气流的空气/燃料比的效果，从而降低了到DPF 15的排气流的氧浓度。应当理解的是空气的组成包括大约21％氧气。

在这种情况下，通过增加电子控制器20内的发动机扭矩设定点来提供从发动机10输出的增加的扭矩，这将导致发动机运转，从而需要燃料源的供应，并且流向DPF 15的氧气将减少。进入DPF 15的排气中的氧气的减少将降低DPF 15内的烟粒燃烧速率，因此DPF 15的温度将降低。

电子控制器20被设置成使得从发动机10输出的扭矩增加以匹配由集成起动机-发电机16施加的负载，也就是说，电子控制器20从发动机10要求的扭矩增加大体上等于由集成起动机-发电机施加到发动机10的扭矩。

在一个示例的情况下，使用常规燃料切断的情况下至DPF 15的排气流中的21％氧气浓度，在松加速器踏板事件中当集成起动机-发电机16用于加载发动机10并且向发动机10供应燃料以抵消由集成起动机-发电机16施加的负载时，被降低至5％氧浓度。

应当理解，将电池17用作集成起动机-发电机16的负载而不是任何其他类型的电负载的优点在于，在集成起动机-发电机16为了主动温度控制的目的的使用期间存储在电池17中的能量在稍后的时间可以从电池17重新循环到车辆5。

为了提供足够的充电容量或“余量”以适应由集成起动机-发电机16在其用于加载发动机10时产生的电荷，如果电池17的荷电状态(state of charge，SOC)高于预定的SOC极限，电子控制器20有利地进一步可操作以采取行动来降低电池17的SOC，称为在DPF 15的再生之前的“主动SOC降低”。

电池17的SOC可以通过以下方式来主动减少：-

A/更经常地使用集成起动机-发电机16作为马达以向发动机10提供扭矩提升，从而在加速事件期间增加发动机10的扭矩输出；或者

B/使用集成起动机-发电机16作为马达以允许在车辆巡航期间减小发动机10的扭矩输出，从而降低发动机10的燃料消耗；或者

C/禁止电池17的充电以使得电池17随着时间的流逝而放电，直到电池17的SOC下降到预定的SOC极限以下。

为了防止在没有再生事件即将发生时电池17被放电，电子控制器20可操作用于监测DPF 15的烟粒负荷，并且仅当DPF 15中的烟粒水平接近需要再生的水平时才允许电池17的主动放电。也就是说，电子控制器20仅在超过第一预定烟粒负荷极限时才操作用于允许电池17的主动SOC减小。

第一预定烟粒负荷极限略低于用作再生的触发器的第二高烟粒负荷极限。

因此，总之，当在DPF再生事件期间发生松加速器踏板事件时，使用主动温度控制来防止或减少DPF的过热，其中通过电机将负载施加到发动机，并且施加的负载为通过需要使额外的燃料供应到发动机的增加来自发动机的扭矩输出而抵消。

特别参考图2a和2b，示出了一种用于在再生事件期间当发动机由于松加速器踏板而减速时保护微粒过滤器免于过热的方法100。

当松加速器踏板正在进行时，机动车辆5的驾驶员将其脚从加速器踏板7上移开，或者将脚以如此少的量按压加速器踏板7以致从加速器踏板7到发动机10的有效扭矩需求量是零。

该方法从框105开始，发动机10正常运行。也就是说，诸如电子控制器20的电子控制器正在操作发动机10以响应于作为来自加速器踏板7的输入的驾驶员的扭矩需求或响应于来自巡航控制控制器的扭矩需求而产生扭矩。

从框105开始，方法前进到框110，在那里检查诸如柴油微粒过滤器(DPF)15之类的微粒过滤器的烟粒负荷(Soot Loading，SL)是否高于第一预定极限。

参考图5，示出了显示诸如DPF 15的微粒过滤器的填充和再生的示意图。应当理解的是在实践中，DPF 15将不以线性方式填充，并且再生将不会导致从DPF 15线性地去除烟粒。被称为“烟粒负荷”的DPF 15中烟粒量由线SL表示。可以看出，烟粒负荷SL增加，直到在时间t2发生再生事件，以从DPF 15中去除大部分烟粒。

在本示例的情况下，存在两个预定的极限或触发水平(SL_Lim1和SL_Lim2)。第一预定烟粒极限SL_Liml设置为全部烟粒负荷(SL＝100％)的大约75％的烟粒负荷。

该第一预定烟粒极限SL_Lim1用于提供可能在不久的将来需要再生DPF15的指示，并且在所示示例中的时间t1交叉。

第二预定烟粒极限SL_Lim2被设置为全部烟粒负荷的大约85％的烟粒负荷。第二预定烟粒极限SL_Lim2用于提供需要DPF 15再生的指示，并且有时被称为“再生触发极限”。如果存在再生条件，则当烟粒负荷超过该极限时，第二预定烟粒极限SL_Lim2用作开始DPF15再生的触发，这在本示例的情况下在时间t2发生。

应当理解，75％和85％的值在本质上是示例性的，并且本发明不限于使用这种极限。

返回参考图2a，如果DPF 15中估算的烟粒含量低于第一预定烟粒极限SL_Lim1，则方法从框110返回到框105，因为当前不需要DPF 15的再生或也不预期在不远的将来需要DPF15的再生。

然而，如果在框110中检查时，DPF 15中估算的烟粒水平高于第一预定烟粒极限SL_Lim1，则该方法从框110前进到框120，因为在不久的将来可能需要再生DPF 15。

在框120中，检查电池17的荷电状态(SOC)是否高于预定的SOC极限SOC_Lim，该SOC极限SOC_Lim设定为提供用于对电池17充电的预定量余量。可以理解的是如果电池17是完全充电或几乎完全充电，它不能用作电机16的有效电负载，并且因此如果在不久的将来可能需要DPF 15的再生，则期望减小电池17的SOC。然而，还将理解的是在电池17中保持高电平通常是有利的，并且因此只有当DPF 15在不久的将来可能需要再生时，才期望放电电池17。

如果电池17的SOC高于SOC极限SOC_Lim，那么该方法前进到框125，否则前进到框130。

也就是说：-如果SOC＞SOC_Lim行进到125，否则行进到130。

在框125中，以经济和有效的方式主动地减少电池17的SOC。通过使用集成起动机-发电机16作为马达能够主动地减小电池17的SOC从而提供辅助扭矩，因此增加可用于加速车辆5的总扭矩输出，允许在巡航期间减小发动机10的扭矩输出，以减少发动机10的燃料消耗或阻止电池17的充电从而允许电池缓慢放电直到SOC下降到预定SOC极限SOC_Lim以下为止。

如果电池17的SOC低于SOC极限SOC_Lim，则该方法从框120进入框130，在此检查DPF15内估算的烟粒水平是否高于第二预定的烟粒极限SL_Lim2。

如果DPF 15中的烟粒水平低于第二预定烟粒极限SL_Lim2，则测试失败，并且没有当前再生DPF 15的要求，则该方法然后返回到框105。在这种情况下，该方法将循环通过步骤105至130直到框130中的测试最终通过。

当框130中的测试通过时，指示DPF 15中的当前估算的烟粒水平高于第二预定烟粒极限SL_Lim2，DPF 15的再生是必需的，并且该方法前进到框140，此处DPF 15的再生开始。

应当理解的是在实践中可以延迟再生开始，直到获得所需的再生操作条件。用于再生微粒过滤器的技术在本领域中是公知的，参见例如EP1744042；GB2496876和GB2506660。

从框140开始，方法前进到框150，此处检查是否存在松加速器踏板事件。这可以由电子控制器20通过例如使用来自加速器踏板位置传感器27的输出来检查，以测量加速器踏板7是否当前处于静止位置，或者被机动车辆5的驾驶员按压以请求来自发动机10的扭矩。

应当理解，框140和150中的动作可以颠倒，使得在再生开始之前或者可以在同一时间进行检查松加速器踏板。

如果没有松加速器踏板事件处于进行中，则该方法从框150前进到框170，其中DPF15的再生继续而不进行温度控制干预，然后从框170前进到框175以检查再生是否完成。

如果再生完成，则方法从框175返回到框105，DPF 15再生，否则返回到框150，并且将围绕框150、170和175循环直到存在松加速器踏板事件或DPF 15被再生。

返回到框150，如果在框150中检查时存在松加速器踏板事件，则该方法从框150前进到框160。

在框160中，检查以DPF 15形式的微粒过滤器是否过热。如前所述，这可以通过使用温度传感器28来测量离开DPF 15的排气的温度或可以使用位于DPF 15内的温度传感器(未示出)来实现。然而，作为这种方法的替代方案，DPF 15内的温度可以通过例如使用烟粒燃烧过程的模型来建模，以估算DPF 15内的温度。

使用这样的烟粒燃烧模型的优点在于，DPF 15中的温度被预测为过度的时间和电子控制器20的温度控制开始之间将不会有延迟，而当下游温度传感器28感测到增加时存在小的延迟，因为排气温度在感测到排气温度增加之前不得不增加且因此然后系统反应性地起作用。

此外，如果使用如美国专利申请2012/0031080中公开的烟粒燃烧模型，则可以预测温度的升高并且因此系统可以前摄地起作用，从而导致控制温度所需的步骤更快地进行。

例如，如果预测指示在再生期间DPF 15内的温度可能不可接受地高，也就是说，高于基于防止DPF 15发生损坏的需要而设定的预定极限，那么DPF 15可能会过热，并且在松加速器踏板情况下再生开始时，可以启动主动温度控制。

不管用于确定过热是否可能发生或正在发生的方法，通常将估算或感测温度与预定的温度极限(例如850℃)进行比较。

如果框160的检查结果是DPF 15当前不是过热或预测不会过热，也就是说测量或预测的温度低于850℃，则该方法前进到框170，然后将如前所述地进行，除非车辆关闭点火开关事件发生因此其结束。

然而，如果在框160中检查结果是DPF 15过热，或者如果使用烟粒燃烧模型，DPF15的过热很可能，则该方法从框160经由框180和200进入框210，如图2b所示。

框210表示在松加速器踏板事件期间的再生事件期间为防止DPF 15的过热而采取的主动温度控制步骤。

框212所示的第一步是将由发动机10驱动的集成起动机-发电机16的电机切换成电池充电模式。该动作将以施加到发动机10的扭矩的形式引起负载的增加。

这种增加的负载通常将导致发动机的速度更快地降低，因为在常规的松加速器踏板事件中，驾驶员不要求扭矩并且发动机10减速。然而，在本发明的情况下，电子控制器20被设置成随着发动机输出扭矩需求的增加来平衡由集成起动机-发电机16实施到发动机10的负载。因此，如框214所示由电子控制器20增加发动机扭矩设定点来抵消在框212中从集成起动机-发电机16实施的扭矩的应用结果。增加发动机扭矩设定点的效果为通过在发动机10中喷射燃料来产生从发动机10输出的扭矩，从而减少框220中所示的到DPF 15的排气流中的氧气量。此外，通过匹配来自发动机10的扭矩输出的增加与由集成起动机-发电机16施加的负载，发动机10的减速率与如果在常规松加速器踏板事件期间自然减速的情况相同。这具有以下优点：机动车辆5的驾驶员从机动车辆5接收到相同的反馈，无论松加速器踏板是否是常规的一个或者是DPF 15的温度通过使用集成起动机-发电机16被管理以防止DPF 15的过热的一个。

从框220开始，方法前进到框230以检查DPF再生是否完成。如果DPF再生完成，也就是说，估算大部分烟粒已从DPF 15中移除，则该方法前进到框240，此处集成起动机-发电机16返回到正常操作和发动机扭矩设定点恢复到正常操作，然后该方法通过框245返回到框105，并且重复所有后续步骤，除非发生点火开关关闭事件从而结束。

然而，如果在框230中检查，DPF再生未完成，则该方法前进到框250，并且检查DPF15是否过热以及松加速器踏板事件是否仍然存在以及是否满足这两个条件，如果是则该方法返回到框210，并且通过继续减少对发动机10的氧气供应来重复先前提及的步骤。

然而，当在框250中检查时，如果DPF 15不是过热或者不再有松加速器踏板事件，则该方法前进到框260，其中集成起动机-发电机16返回到正常操作，并且发动机扭矩设定点恢复正常运行。该方法然后经由框270从框260返回到框170，并且重复所有后续步骤，除非发生点火开关关闭事件，从而结束该事件。

应当理解，本发明不限于所描述的确切步骤或执行这些步骤的精确顺序。

通过将图3所示的现有技术情况与如图4所示使用方法100的情况进行比较，可以看出执行根据本发明的方法的效果。

在图3所示的现有技术情况下，在DPF再生事件期间的松加速器踏板事件导致排气中的氧浓度大约为21％，如线(O₂)所示，由于氧气对烟粒燃料燃烧的可用性导致在DPF内快速增加温度(T)。应该理解的是大气中的氧气浓度大约为21％。在这种情况下，温度继续上升，因为没有主动进行温度控制，并且最终导致DPF在再生过程中过热，峰值温度约为1000℃。

在本发明的情况下，如图4所示，在DPF再生事件期间的松加速器踏板事件最初产生大约21％的氧浓度(O₂)，导致DPF温度的突然增加，直到在时间′t′，满足主动温度控制条件。也就是说，正在发生再生，存在松加速器踏板事件并且DPF 15的温度已达到或预测超过在这种情况下设定在850℃的预定温度极限T_lim。

在本例的情况下，在时间′t′，到达预定温度极限T_lim，激活主动温度控制，集成起动机-发电机16向发动机10施加扭矩，进行发动机扭矩设定点的增加。在进行这些改变之后，氧气浓度降低到约5％，由于氧气对DPF 15中的烟粒的燃料燃烧的受限供应，导致DPF15内的温度(T)增加的降低。

虽然已经参考轻度混合动力车辆描述了本发明，但是应当理解，本发明可以被应用以使其它车辆受益，该其他车辆具有能够对发动机施加足够大的负载的电机，以请求足够大小的发动机输出扭矩增加，从而产生流向微粒过滤器的排气的氧浓度的期望的降低。

尽管已经参考具有柴油微粒过滤器以从排气流中除去颗粒物质的柴油发动机描述了本发明，但是应当理解，本发明可以应用于具有微粒过滤器以减少其中的颗粒物排放的其它类型的发动机。

尽管本发明已经参照一个或多个实施例举例说明，但是本领域的技术人员应该理解本发明并不局限于所公开的实施例，在不背离由权利要求所确定的本发明的保护范围的条件下，可以构建替换实施例。

Claims (21)

1.一种在再生事件期间当松加速器踏板正在进行时减少微粒过滤器的发热的方法，所述微粒过滤器连接为接收来自机动车辆的发动机的排气，所述方法包含检查所述再生事件是否正在发生以及是否存在所述松加速器踏板事件，并且该方法包含如果所述再生事件正在发生并且所述松加速器踏板事件同时存在，则使用主动温度控制来控制所述再生事件期间所述微粒过滤器内的温度，所述主动温度控制通过如下方式实现，以发电机模式运行驱动地连接到所述发动机的电机来对所述机动车辆的电池充电，并且向所述发动机供应燃料以产生扭矩，从而补偿由所述电机施加到所述发动机的附加负载，供应到所述发动机的所述燃料用于降低流向所述微粒过滤器的排气的氧浓度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机是直接喷射柴油发动机，并且所述微粒过滤器是柴油微粒过滤器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包含仅当所述微粒过滤器的再生发生，如果所述微粒过滤器的出口处的感测到的排气温度，或者感测到的微粒过滤器温度表示微粒过滤器的温度不可接受地高时，才使用所述主动温度控制。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包含使用模型来预测下一个再生事件期间的所述微粒过滤器的温度，并且当所述下一个再生事件发生，如果来自所述模型的所述微粒过滤器的温度预测表明在所述再生事件期间微粒过滤器的温度被预测为不可接受地高时，则使用所述主动温度控制。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述下一个再生事件期间的微粒过滤器温度预测由烟粒燃烧模型提供。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其中如果所述微粒过滤器的温度高于预定温度极限，则所述微粒过滤器的温度是不可接受地高。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包含如果所述电池的荷电状态高于预定水平并且所述微粒过滤器的当前烟粒负荷的估算表明在不久的将来将需要所述微粒过滤器的再生，则在所述再生事件之前主动地减小所述电池的所述荷电状态。

8.根据权利要求7所述的方法，其中如果所述微粒过滤器的所述当前烟粒负荷的估算高于第一烟粒负荷极限，则在不久的将来将需要所述微粒过滤器的再生。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述微粒过滤器的所述当前烟粒负荷的估算是基于自上次再生事件以来的烟粒产生模型和所述微粒过滤器两侧的压降的测量值中的一个。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述电机是集成起动机发电机。

11.一种机动车辆，所述机动车辆具有内燃发动机、电池、驱动地连接到所述发动机的电机、连接到所述电机的电能存储装置、设置成接收来自所述发动机的排气的微粒过滤器和设置成控制所述发动机和所述电机的电子控制器，所述电子控制器被设置为检查再生事件是否正在发生，以及是否存在松加速器踏板事件，并且所述电子控制器被设置成如果所述再生事件正在发生并且所述松加速器踏板事件同时存在，则使用主动温度控制来在所述再生事件期间控制所述微粒过滤器内的温度，所述主动温度控制通过如下方式实现，以发电机模式运行驱动地连接到所述发动机的所述电机来对所述机动车辆的所述电池进行充电，以及通过向所述发动机供应燃料以产生扭矩，从而补偿由所述电机施加到所述发动机的附加负载，供给到所述发动机的燃料的增加用于降低流向所述微粒过滤器的排气的氧浓度。

12.根据权利要求11所述的车辆，其中所述发动机是直接喷射柴油发动机，并且所述微粒过滤器是柴油微粒过滤器。

13.根据权利要求11所述的车辆，其中所述电子控制器被设置成：仅当所述微粒过滤器的再生发生，如果来自位于所述微粒过滤器出口处的温度传感器的感测的排气温度和来自位于所述微粒过滤器内的温度传感器的感测的微粒过滤器温度之一指示微粒过滤器的温度是不可接受地高时，才使用所述主动温度控制。

14.根据权利要求11所述的车辆，其中所述电子控制器包括用于预测在下一个再生事件期间所述微粒过滤器的温度的模型，并且所述电子控制器被设置为：当所述下一个再生事件发生，如果来自所述模型的微粒过滤器温度预测表明在所述再生事件期间微粒过滤器的温度预期是不可接受地高时，则使用所述主动温度控制。

15.根据权利要求14所述的车辆，其中所述模型是烟粒燃烧模型，所述烟粒燃烧模型用于提供在所述下一个再生事件期间的所述微粒过滤器温度预测。

16.根据权利要求13或14所述的车辆，其中如果所述微粒过滤器的温度高于预定的温度极限，则所述微粒过滤器的温度是不可接受地高。

17.根据权利要求11所述的车辆，其中所述电子控制器还被设置为：如果所述电池的荷电状态高于预定水平并且对所述微粒过滤器的当前烟粒负荷的估算表明在不久的将来将需要所述微粒过滤器的再生，则在所述再生事件之前主动地减小所述电池的所述荷电状态。

18.根据权利要求17所述的车辆，其中如果所述微粒过滤器的所述当前烟粒负荷的估算高于第一烟粒负荷极限，则在不久的将来将需要所述微粒过滤器的再生。

19.根据权利要求17或18所述的车辆，其中所述微粒过滤器的所述当前烟粒负荷的估算是基于自从存储在所述电子控制器中的最后再生事件以来的烟粒产生模型以及所述微粒过滤器两侧的压降测量值中的一个。

20.根据权利要求11至15中任一项所述的车辆，其中所述电机是集成起动机发电机。

21.根据权利要求11至15中任一项所述的车辆，其中所述车辆是轻度混合动力车辆。

Images