CN111720195A - 用于使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的方法以及装置和机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明的题目是“用于使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的方法以及装置和机动车辆”。本发明提供一种用于使机动车辆(1)的柴油微粒过滤器(2)再生的方法。所述方法在行程期间使用并且包括开始时间(100)的确定，确定开始时间(100)对于柴油微粒过滤器(2)的再生是必要的。开始时间(100)根据统计平均来确定，其中所述统计平均是基于机动车辆(1)的至少一个完整行程。

Description

用于使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的方法以及装置和机 动车辆

技术领域

本发明涉及用于在行程(旅程，journey)期间使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的方法。此外，本发明涉及计算机程序、数据处理系统和非易失性计算机可读存储器介质，其中每一个具有用于使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的指令。此外，本发明涉及以用于使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的方法能够被应用的这种方式被配备的装置和机动车辆。

背景技术

已知的是柴油动力车辆排放对健康有害并且污染环境的微颗粒。为了减少柴油动力车辆的微粒排放物，柴油微粒过滤器在排气系统中被布置在柴油发动机的下游。例如，除了氧化催化转化器、SCR催化转化器或NOx催化转化器之外，还使用柴油微粒过滤器。排气通过柴油微粒过滤器的流动导致排气流含有的碳烟颗粒在该排气流到达的柴油微粒过滤器的表面的一侧上的沉积。在柴油发动机运转的过程中，更多碳烟颗粒相继集聚在柴油微粒过滤器的表面上。柴油微粒过滤器因此在运转期间集聚碳烟。碳烟微粒过滤器对排气流的关闭意味着对吸收碳烟颗粒起作用的柴油微粒过滤器的表面减小，并且因此未来会从排气约束更少碳烟颗粒。另一方面，碳烟微粒过滤器的堵塞增加了排气的压力，这进而导致柴油发动机的动力的损失。

因此不时需要使柴油微粒过滤器再生。再生作为碳烟颗粒被烧掉的再生过程的一部分而发生。应当注意，如果流入柴油微粒过滤器的排气的温度高于碳烟的自燃温度，由碳烟颗粒产生的碳烟能够独立地点燃。自燃温度此外取决于排气压力，并且当排气压力更高时更低。在柴油动力车辆中，晚期喷射/后喷射能够被用来将流入柴油微粒过滤器的排气的排气温度升高至碳烟的自燃温度之上。晚期喷射导致燃料进入柴油微粒过滤器上游的氧化催化转化器并且在那里被放热地氧化。由于晚期喷射，排气温度能够被增加200℃至 300℃，这意味着碳烟能够由于增加的排气温度而自燃并烧掉。由于由发热氧化引起的增加的排气温度，主动燃烧能够在柴油微粒过滤器中发生–并且因此柴油微粒过滤器的主动再生能够发生。

除了晚期喷射之外或作为晚期喷射的替代选择，柴油微粒过滤器可以部分地配备有用于主动燃烧的加热系统，例如配备有E-cat或配备有在氧化催化转化器之前直接将燃料喷射到排气系统内的喷射单元。通过加热系统或通过到排气系统内的喷射并且所喷射的燃料在氧化催化转化器中的氧化而向柴油微粒过滤器供应的热能引起柴油微粒过滤器中含有的碳烟自燃。

烧掉碳烟的另一可能性包括将柴油发动机置于负荷之下。例如，高速公路行程将会在某一时间段内将柴油发动机置于负荷之下，但是这在许多国家中由于速度限制而难以实现。

在US9,732,646B2中公开了一种用于使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的方法。在此公开中，柴油微粒过滤器的再生是基于柴油微粒过滤器中显著的碳烟负荷的了解、到行驶目的地的行驶距离的估计和所估计的在阈值值之上的车辆速度。车辆速度一方面取决于行驶力，并且另一方面取决于机动车辆在机动车辆网络内的平均速度。所估计的到目的地的行驶距离是基于潜在目的地，如果还未知晓，所述潜在目的地根据过去行程来确定。

US9,551,258B2公开了一种根据驾驶员简档、与车辆相关联的使用简档和概率值使用GPS系统来使排气后处理系统再生的排气后处理系统。概率值指示再生将会在该使用简档中开始和结束的概率。使用GPS数据，确定在该阶段中开始排气后处理系统的再生并且结束完整再生的时间段。在借助于导航系统计算并限定的路线上确定使用简档。

GB2479196A中公开的方法是基于如在US9,551,258B2中公开的导航系统。借助于GB2479196A方法，关于柴油微粒过滤器是否需要再生进行检查，并且如果这样的话，关于未来的行驶距离是否已知进行检查。如果这也被肯定地回到，该方法将会检查最佳再生在已知路线上是否是可能的。如果最佳再生是可能的，该方法确定用于再生的开始点和结束点。

US7,028,466B2公开了一种具有监测车辆的工况的传感器的排气后处理单元。该方法还具有用于增加排气的温度的单元。控制器根据其工况确定机动车辆的行驶模式。控制器依据机动车辆的相应工况确定排气的温度。每当柴油微粒过滤器要被再生时，就增加温度。监测机动车辆的工况的传感器还依据预定路线上的平均速度确定机动车辆的行驶模式。

DE102015212626A1公开了一种用于考虑关于车辆的规划路线的信息而优化柴油微粒过滤器的主动再生的方法。借助于该方法，关于剩余行进时间对于柴油微粒过滤器的主动再生是否是充足的执行检查。如果剩余行进时间是充足的，执行柴油微粒过滤器的主动再生。借助于该方法，关于规划路线的信息例如经由导航系统或云来提供。该信息包括例如行驶时间、行驶距离、机动车辆的平均速度等。

DE102006021189B4公开了一种用于碳烟微粒过滤器的再生的方法。借助于该方法，逝去的发动机运转时间在发动机停止之后进行评估。执行该评估以便确定碳烟微粒过滤器的再生是否不能或不应当在发动机运转时间内被触发。以此方式获得的评估结果与下一发动机运转时间间隔的另外评估结果累积在一起。

EP1536109B1公开了一种用于控制内燃发动机下方的捕集器的再生的方法。该方法以再生的持续时间有限并且发动机的总消耗也有限的这种方式选择再生的时间。时间的选择是基于车辆的过去工况的了解。此外，再生的时间的选择是基于机动车辆的未来工况的估计。时间的选择取决于车辆从上一再生仍然必须行驶的距离。机动车辆的未来运转的预测是基于导航系统、交通广播服务或基于之前从车辆导出的工况。

US9,102,320B2公开了一种用于执行排气的后处理的方法。当发动机接通时间大于用于后处理状况的阈值时，US9,102,320B2中公开的方法在混合动力电动车辆中使用。发动机接通时间取决于与机动车辆和路线相关的历史信息。

US9,371,766B2也公开了一种在混合动力电动车辆中使用的方法。用于排气后处理的方法取决于机动车辆的行驶模式，所述行驶模式还包括例如由导航系统或交通系统提供的未来路线。此外，行驶模式取决于之前的车辆使用。

US2003/0135323A1公开了一种用于排气后处理的方法。排气后处理通过不同的发动机参数来控制，其中所述发动机参数进而是基于前瞻性概率值。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种用于在行程期间使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的有利方法。本发明的另一目的是提供一种计算机程序、一种数据处理系统、一种非易失性计算机可读存储器介质、一种装置和一种机动车辆。

第一目的通过根据权利要求1的方法来实现，第二、第三、第四、第五和第六目的通过根据权利要求15的计算机程序、通过根据权利要求16的数据处理系统、通过根据权利要求17的非易失性计算机可读存储器介质、通过根据权利要求18的装置并且通过根据权利要求19的机动车辆来实现。从属权利要求包含本发明的有利实施例。

根据本发明，一种用于在行程期间使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的方法。所述方法在行程期间使用，并且包括对于所述柴油微粒过滤器的所述再生必要的开始时间的确定。所述开始时间根据统计平均来确定，其中所述机动车辆的至少一个完整行程形成所述统计平均的基础。

对于利用根据本发明的本方法的柴油微粒过滤器的再生，与导航系统关于可能未来行驶距离的信息交换不是必要的。替代地，再生仅仅是基于来自统计平均的信息。

根据本发明的一实施例，开始时间的确定涉及阻止信号(blocking signal)，所述阻止信号一方面是用户适应的(user-adapted)，并且另一方面阻碍(inhibit) 确定本身。阻止信号阻碍开始时间的确定直到自行程的开始的指定时间。

开始时间的确定因此不在指定时间之前被执行。时间的指定能够由制造商、经销商或驾驶员本身执行。此外，开始时间也能够在每个行程之前被设定。例如，设定开始时间可以取决于驾驶员，并且因此取决于驾驶类型。阻止开始时间的确定直至某一时间意味着柴油微粒过滤器不能在行程开始的时候被再生。在大多数情况下，在该阶段不满足柴油微粒过滤器的适当再生的条件。排气后处理系统的温度经常太低。在时间取决于驾驶类型的情况下，对于运动驾驶类型，阻止信号能够在更短的时间段内阻止开始时间的确定，而对于温顺驾驶类型，阻止信号能够在自行程的开始更长的时间段内阻碍开始时间的确定。

根据本发明的一实施例，确定开始时间涉及估计的开始时间与估计的行程的结束之间的时间段的复查。如果所检查的时间段短于指定时间段，阻止信号抑制开始时间的进一步确定。在此情况下，指定时间段以柴油微粒过滤器的完全再生能够被执行的方式被确定，即由指定时间段规定的时间对于柴油微粒过滤器的完全再生是必要的。

对于柴油微粒过滤器的完全再生必要的指定时间段通常由制造商设定。然而，这种设定也能够由经销商或在某些状况下由驾驶员进行。经销商或驾驶员执行设定的条件可以例如是机动车辆的老化或排气后处理系统的老化。在具有新排气后处理系统的新车辆的情况下，由经销商或驾驶员的调整不是必要的。指定时间段保证完全再生能够被执行的概率是高的。开始的柴油微粒过滤器的再生的终止导致更高的污染排放而不确保将来的柴油微粒过滤器中的大吸收表面。尽管加热排气后处理系统而不使发动机在浓运转状态下运转是可能的，但是不必要的能量将会由于加热而被冷却。加热因此最终对燃料消耗并且对来自机动车辆的污染物的排放有负面影响。

根据本发明的一实施例，开始时间的确定包括剩余行驶距离的估计。所述开始时间依据剩余行驶距离来确定。

估计剩余行驶距离导致用于柴油微粒过滤器的再生的开始时间至少一个再生能够被完全执行的这种方式被设定。理想地，行驶距离应当长到以致于单个或若干完全再生在该行驶距离内是可能的，或开始时间能够被可变地选择，使得除了柴油微粒过滤器的完全再生之外，机动车辆的另外参数能够被优化。如果行驶距离允许开始时间的可变确定，柴油微粒过滤器的再生在机动车辆已经正在全负荷之下运转的一段行驶距离中(例如在高速公路行程期间)被执行。

根据本发明的一实施例，一旦估计的剩余行驶距离变得小于指定行驶距离，阻止信号就阻碍开始时间的确定。

一旦估计的剩余行驶距离变得小于指定行驶距离就阻止开始时间的确定导致直到行驶距离长到足以能够执行完全再生才执行柴油微粒过滤器的再生。这是仅为前瞻性的评价。直到柴油微粒过滤器的全范围功能的产生的柴油微粒过滤器的再生与概率值相关联。然而，如果估计的行驶距离大于指定行驶距离，则假设存在柴油微粒过滤器的再生将会被完全执行的高概率。指定行驶距离通常由制造商设定。在例外的情况下，指定行驶距离也可以由机动车辆的经销商或驾驶员设定。例外的情况可以例如是机动车辆的老化，使得经销商或驾驶员能够改变指定行驶距离而不将机动车辆送到制造商。在大多数情况下，增加行驶距离，这与机动车辆的老化相关联。

根据本发明的一实施例，对于多个行程，统计平均使用直方图。所述直方图包含完整行程的距离。

直方图是频率分布的图形表示。频率值指示某一参数多久发生一次。在该设计中，某一参数是完整行程的距离。已经频繁地进行的行程具有高频率值。这意味着与频繁行程相关联的距离在不久的将来将会再次被行进是非常可能的。直方图的评估因此导致对柴油微粒过滤器的完全再生的更好控制。由于非常可能被完成并且将会允许完全再生的行驶距离，执行完全再生能够非常可能地出现。通过使用直方图，柴油微粒过滤器的完全再生能够被保证有高概率。这避免了在柴油微粒过滤器的全范围功能被产生之前取消再生。

根据本发明的一实施例，对于多个行程，统计平均使用包含完整行程的行进时间的直方图。

通过使用基于完整行程的行进时间的直方图，如果用于完全再生的对应时间段是很可能的，柴油微粒过滤器的完全再生能够被确保。如果另外的参数要被优化，这是尤其重要的。如果时间是合适长的，开始时间能够在时间上被向前或向后移动。具有行驶距离的直方图与具有行驶时间的直方图的组合也可以导致柴油微粒过滤器的再生根据一个直方图是很可能的并且根据另一直方图是不可能的情况。这是当路线以不同速度行进时的情况。示例将会是生活在大城市外面并且每天行进到该城市的通勤者的情况。在具有长交通堵塞的日常高峰时间的情况下，根据示出行驶时间的直方图，对于柴油微粒过滤器的完全再生必要的行驶时间实际上将会被完成的概率将会是高的。在该示例中，然而，根据包含行驶距离的直方图，柴油微粒过滤器将会被完全再生将会是不可能的。

根据本发明的一实施例，至少一个完整行程被存储在存储器模块中。

只有完整行程被存储在存储器模块中，才可以进行机动车辆的至少一个行程的统计平均。取决于行驶距离或行进时间，完整行程被单独存储，并且取决于距离和持续时间，与另外的行程累积在一起。距离和行进时间的单独累积导致通过利用行驶距离的直方图的估计的剩余行驶距离的更准确评估，并且导致通过利用行进时间的直方图的行进时间的更准确估计。

根据本发明的一实施例，至少一个完整行程的存储包括在机动车辆外部的存储。

用于统计平均(特别地用于直方图)所需的至少一个完整行程能够被存储在机动车辆本身中或替代地在机动车辆外部。此外，完整行程能够首先被分组成直方图，并且然后作为直方图一起被存储在机动车辆中或在机动车辆外部。例如，车辆外部的存储器空间可以位于交通控制系统中、云中或第三方服务提供商的服务器上。为此目的，关于至少一个完整行程的信息借助于传输系统从机动车辆被传输到交通控制系统或互联网实现的装置，其然后将关于至少一个完整行程的信息传输到存储器空间的位置。

根据本发明的一实施例，至少一个完整行程的存储包括机动车辆的通信模块与机动车辆外部的通信模块之间的连续数据连接。在不存在机动车辆的通信模块与机动车辆外部的通信模块之间的数据连接的情况下，至少一个完整行程将会被缓存在机动车辆的存储器模块中。

至少一个完整行程在机动车辆外部的存储意味着至少在用于柴油微粒过滤器的最佳再生的车辆参数改变的行程期间存在机动车辆与外部存储器空间之间的连续通信信道。特别地，估计的行驶距离和估计的行驶时间在行程期间遭受连续的改变。当机动车辆处于静止时，特别地在被关闭的内燃发动机的情况下，机动车辆与存储器空间的位置之间的通信信道不是必要的。如果在行程期间不存在机动车辆与存储器空间的位置之间的连接，关于完整行程的信息将会被缓存在机动车辆的存储器模块中。一旦机动车辆与存储器空间的位置之间的通信信道已经被恢复，缓冲的关于完整行程或行程的信息就从机动车辆被转移到存储器空间的位置。一旦机动车辆与存储器空间的位置之间的主动通信信道被维持，存储器空间的位置就总是最新的或处于最新状态。在车辆的车载系统的崩溃的情况下，关于完整行程的所有信息能够在以后从存储器空间的位置被恢复。

根据本发明的一实施例，开始时间的确定包括剩余行驶距离的连续估计。所述连续估计在行程开始的时候开始。

连续估计意味着某一行驶时间或行驶距离的概率能够被更精确地指定。由于连续估计结合内燃发动机的其他参数，能够更快地对机动车辆的行驶行为的改变作出反应。如果机动车辆加速至高速，行程立即结束的概率是低的。然而，如果这种类型的改变突然发生，它能够是超车运转。在这种情况下，连续评价导致更准确的结果，因为随着增加的行驶时间和增加的行驶距离，统计平均的结果自然变得更准确。准确性主要由当某一距离被行进时已经行进的距离落在统计平均之外或具有零的概率值时的事实产生。车辆已经行进某一行驶距离的事实具有估计的前瞻性行驶距离自然必须长于不参与统计平均的行驶距离的影响。在已经不参与的剩余行驶距离内进行平均因此自然是更准确的。连续估计在行程开始的时候开始。因此，剩余行驶距离能够被指定有在当确定开始时间的阻止被停止时的时候的某一概率。某一概率指的是在行程开始的时候的估计与仅当确定开始时间的阻止被停止时才进行的估计的比较。在行程开始的时候进行估计导致更快的结果并且可能导致更准确的结果，因为机动车辆经常也走完非常短的距离。作为一示例，这里提到了到最近面包店的行程。

根据本发明的一实施例，开始时间的确定包括至少一个用户调整的阈值与从剩余行驶距离的估计获得的概率值之间的比较。阈值与概率值之间的比较能够被连续地执行。然而，只有阈值改变、概率值改变，或只有两个值都改变，才能够进行比较。

由剩余行驶距离的估计产生到的概率值与用户调整的阈值的比较意味着只有概率值在用户调整的阈值之上才给出开始时间。针对具有比阈值更低的概率值的行驶距离确定的开始时间不被考虑，并且因此被摒弃。如果柴油微粒过滤器的完全再生由于行驶距离和行驶时间而是可能的，驾驶员此外能够通过设定出于该目的而提高的用户适应的阈值影响可能的行驶距离和行驶时间的估计。以此方式，针对覆盖完全再生的剩余行驶距离的概率值处于非常高的值，才执行柴油微粒过滤器的再生。这意味着柴油微粒过滤器能够在再生之后提供其全范围功能的概率是非常高的。用户调整的阈值与从剩余行驶距离的估计获得的概率值之间的比较被连续地执行。连续比较具有机动车辆的驾驶员(所谓的用户)精调阈值的效果，使得对于具有稍微不同概率值的许多行程，能够排除具有更低概率值(即使略微更低)的行驶距离或行驶时间。应当注意，行驶距离和行驶时间是不断变化的。由于此，行驶距离和行驶时间的估计在行程期间遭受连续调整。机动车辆的驾驶员因此能够针对某些行程故意排除柴油微粒过滤器的再生。特别地，在其概率值接近阈值的行驶距离和行驶时间的情况下，机动车辆的驾驶员对柴油微粒过滤器的再生具有更大的影响。除了连续比较之外，一旦阈值或概率值改变或两个值都改变，比较就能够偶尔发生。当用户改变阈值时，重要的是比较阈值与概率值，因为确定开始时间取决于此。

根据本发明的一实施例，在相比于阈值更低的概率值的情况下，阻碍开始时间的进一步确定而不阻碍备用控制(backup control)。

如果由剩余行驶距离的估计产生的概率值具有比用户调整的阈值更低的值，已经确定的开始时间被摒弃，并且进一步确定被阻碍。然而，该阻碍不阻碍备用控制。备用控制调节柴油微粒过滤器充满碳烟颗粒并且因此被堵塞的情况，使得排气的压力是非常高的，并且这导致性能的降低。此外，柴油微粒过滤器的活性表面由于堵塞或由于碳烟颗粒在柴油微粒过滤器的表面上的集聚而被减小。由于堵塞或由于碳烟颗粒在柴油微粒过滤器的表面上的沉积，等待开始时间被确定不再是可能的。为了避免对柴油微粒过滤器的损坏以及由于高压而对内燃发动机的损坏，柴油微粒过滤器的立即再生被执行。在备用控制中不考虑由再生引起的对驾驶行为或环境的任何影响。由备用控制引起的再生因此负面地影响驾驶行为和环境。备用控制因此仅被视为防止对内燃发动机和柴油微粒过滤器的损坏的紧急控制。如同协调的再生，备用控制的应用导致柴油微粒过滤器的再生，具有产生柴油微粒过滤器的全范围功能的结果。

根据本发明的一实施例，在通过估计剩余行驶距离获得的高概率值和由统计平均产生的低概率值的情况下，开始柴油微粒过滤器的伺机再生，即使不完全满足再生的实际出发条件，诸如预定水平的碳烟负荷。

统计平均在至少一个完整行程内进行平均，导致至少一个概率值。在多个行程的情况下，可以仅产生一个概率值。如果所有完整行程的行驶距离和行进时间都是完全相同的，则是这样的情况。然而，这种列外情况是非常罕见的。通常，对于多个行程，行驶距离和行驶时间发生改变。基于统计平均，针对个体行驶距离和行驶时间获得不同的概率值。非常频繁地进行的行驶距离或行驶时间在统计平均中具有高概率值。具有被非常罕见地行驶的行驶距离和行驶时间的路线具有在统计平均中具有低概率值。这意味着机动车辆将会行进具备具有高概率的行驶距离和行驶时间的路线是非常可能的。

其示例是进行城市中的行程的99％的机动车辆的驾驶员。行程的1％共享是由机动车辆的驾驶员横跨德国一次进行的行程。城市内的行驶距离均在100 km的极限之下。横跨德国的行程超过至少400km的行驶距离。对于在100km 之下的行程(即对于城市内的行程)，在行程开始的时候的统计平均的评估导致高概率值，并且对于在400km之上的行程(即对于一次横跨德国的行程)，导致低概率值。然而，如果在200km处进行统计平均，针对在100km之下的行程的统计平均将会指示零的概率值。由于机动车辆已经走完200km的距离，当然是这样的情况。针对多于400km的距离的概率值那么接近100％。因此极有可能的是，机动车辆的驾驶员将会想要行进一次横跨德国的距离。

在该示例中，估计剩余行驶距离的概率值是高的，并且统计平均的概率值是低的。在这种情况下，即在用于估计剩余行驶距离的高概率值和统计平均的低概率值的情况下，开始柴油微粒过滤器的伺机再生。伺机再生意味着柴油微粒过滤器的再生被触发，因为剩余行驶距离提供了在行程期间使柴油微粒过滤器再生的机会，即使通常的再生触发条件(诸如预定水平的碳烟负荷或预定的车辆速度)不满足100％，而是例如仅80％或甚至仅60％。

还提供了在行程期间使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的根据本发明的计算机程序。所述计算机程序包括根据机动车辆的至少一个完整行程的统计平均确定对于柴油微粒过滤器的再生必要的开始时间的指令。所述指令在计算机上被执行，并且引起所述计算机确定必要的开始时间。

还提供了在行程期间使机动车辆的柴油微粒过滤器再生的根据本发明的数据处理系统。所述数据处理系统包括处理器和至少一个存储器。所述处理器被设计为根据机动车辆的至少一个完整行程的统计平均确定对于柴油微粒过滤器的再生必要的开始时间。必要的开始时间的确定是基于被存储在存储器中的计算机程序的指令。

根据本发明，提供了具有被存储在其上的指令的非易失性计算机可读存储器介质。当在其上被执行时，所述指令引起计算机根据机动车辆的至少一个完整行程的统计平均确定对于柴油微粒过滤器的再生必要的开始时间。

根据本发明，提供了包含计算机程序和数据处理系统的装置。所述数据处理系统访问所述计算机程序。所述装置被设计为根据机动车辆的至少一个完整行程的统计平均确定对于柴油微粒过滤器的再生必要的开始时间。

根据本发明，此外，机动车辆被提供有根据本发明的装置。在此情况下，依据根据本发明的方法在行程期间使机动车辆的柴油微粒过滤器。

附图说明

本发明的另外的特征、性质和优点由参考附图的以下示例性实施例产生。

图1示出了根据本发明的机动车辆的结构。

图2示出了根据本发明的方法的过程步骤。

图3示出了在行程期间发生的个体距离或时间，所述个体距离或时间被应用在根据本发明的方法中。

图4示出了具有相对于个体完整行程的行驶距离绘制的频率值的直方图。

图5示出了具有相对于个体完整行程的行驶距离绘制的用户调整的阈值和概率值的概率分布。

图6配合3D直方图示出了在个体行程期间发生的行驶距离的列表，所述 3D直方图相对于行驶时间和行驶距离绘制出现在三维频率分布中的行驶距离。

具体实施方式

下面参考附图描述根据本发明的用于在行程期间使机动车辆1的柴油微粒过滤器2再生的方法的实施例。

柴油微粒过滤器的再生导致机油稀释和真实燃料消耗相比于稀运转的增加。用于柴油微粒过滤器的再生间隔的缩短导致机油稀释和燃料成本的进一步增加。另一方面，减少内燃发动机3中的NOx排放的措施经常增加发动机的碳烟排放。在不久的将来，由于EU6.2和提出的EU7RDE法规，也会鼓励制造商进一步减少来自内燃发动机3的NOx排放。柴油微粒过滤器2的再生的规划质量和控制质量因此为有助于机油稀释和燃料成本的降低的改善提供潜力。

还已知的是，环境被具体由柴油动力机动车辆1排放的微颗粒污染。除了环境污染之外，这些微颗粒也对健康有害。现今，配备有柴油燃烧发动机3 的机动车辆1通常此外配备有柴油微粒过滤器2。柴油微粒过滤器2被布置在内燃发动机3的下游。柴油微粒过滤器2具有从由燃烧发动机3产生的排气过滤碳烟颗粒的任务。柴油微粒过滤器2此外被用到氧化、SCR或NOx催化转化器。排气通过柴油微粒过滤器2的流动导致排气流中含有的碳烟颗粒在柴油微粒过滤器2的入流侧的表面上的沉积。随着时间的过去，更多碳烟颗粒在燃烧发动机3的运转期间逐渐集聚在柴油微粒过滤器2的表面上。柴油微粒过滤器2因此在运转期间变得堵塞有碳烟。柴油微粒过滤器2的堵塞具有两个具体缺点。第一缺点是柴油微粒过滤器2的堵塞增加了排气流的压力。增加流排气流的压力降低了内燃发动机3的性能效率。堵塞柴油微粒过滤器2 的第二缺点自然是用于吸收未来碳烟颗粒的活性表面的减小。

为了柴油微粒过滤器2的有效使用，不时使它再生是必要的。再生作为碳烟颗粒被烧掉的再生过程的一部分而发生。为了烧掉碳烟颗粒，利用的是碳烟能够在某些状况下自燃。特别是如果机动车辆1的内燃发动机3借助于晚期喷射被运转，这种状况发生。如果燃料在晚期被喷射到内燃发动机3内，在燃烧发动机3中未被燃烧的燃料成分在柴油微粒过滤器2上游的氧化催化转化器6被氧化。由于这种氧化，流入柴油微粒过滤器2的排气的温度高于碳烟颗粒的自燃温度。在这些情况下，碳烟自燃。然而，此处应当注意，自燃温度取决于排气压力。当排气压力更高时，自燃温度更低。代替晚期喷射，燃料也能够被直接喷射到氧化催化转化器6上游的排气系统内。另一可能性是将机动车辆1的内燃发动机3至于全负荷之下，所述全负荷有时在高速公路行程上是可能的。虽然柴油微粒过滤器2的再生能够在高速公路行程上被比较容易地执行，但是柴油微粒过滤器2的再生在城市交通中是几乎不可能的。在城市交通中烧掉碳烟的一种方式例如是使用电加热系统。加热系统将柴油微粒过滤器2加热到在碳烟的自燃温度之上的温度。然而，加热柴油微粒过滤器2引起碳烟在城市内被烧掉，这进而对环境有害并且对健康有害。加热还意味着加热系统多余地消耗已经通过柴油微粒过滤器2的再生的更有效调节被阻止的能量。

在本示例性实施例中描述了柴油微粒过滤器2的再生的效率的这种改善。用于使机动车辆1的柴油微粒过滤器2再生的方法在行程期间使用。用于再生所需的开始时间100根据统计平均来确定。统计平均将会包括完整行程，即使至少一个完整行程。在图2中示出了根据本发明的方法的示例性实施例。每一个完整行程被保存。当存储相应的行程时，所行进的距离和所需的行进时间被存储。在以下示例性实施例中，相应路线(包括行驶距离和行驶时间) 的存储发生在机动车辆1外部。优选地，关于相应路线的数据被在线存储S1。替代地或与在线存储组合地，关于相应路线的数据也能够被暂时地或最终地存储在交通控制系统中。除了机动车辆1外部的存储之外，相应路线的行驶距离和行进时间能够被暂时地或最终地存储在机动车辆1中的存储器模块10 中。出于该目的，机动车辆1具有存储器模块10。被布置在机动车辆1中的存储器模块10具体地被设计为存储上一完整行程的数据。另外，如果关于完整行程的数据不能被转移到机动车辆1外部的存储器空间，完整行程将会具体地被存储在机动车辆1的存储器模块10中。在此情况下，关于相应行程的所有非传输信息被缓存在机动车辆1的存储器模块10中。将来自机动车辆1 的信息转移到机动车辆1外部的存储器空间一旦是可能的，关于完整行程的所有信息就将会被转移。替代地，关于完整行程的仅一部分信息可以被转移。转移关于所行进的路线的所有数据或仅一些数据的选择取决于机动车辆1与机动车辆1外部的存储器空间之间的传输路径的带宽。此外，该选择受可用的存储器空间的量影响。

本发明因此不依赖于关于可能未来路线的信息与通信系统的交换。替代地，再生仅仅是基于来自统计平均的信息。

相应的对应路线的行驶距离和行驶时间从机动车辆1到机动车辆1外部的存储器空间的传输经由通信信道发生。出于该目的，机动车辆1和机动车辆1外部的站均具有通信模块11。机动车辆1外部的通信模块11能够是网联网实现的移动电话或交通控制系统的接收-发射模块。在以下示例性实施例中，机动车辆1的通信模块11与机动车辆1外部的通信模块之间的传输被连续地执行。替代地，与相应路线相关联的信息能够以数据包方式被转移。如果机动车辆1的通信模块11与机动车辆1外部的通信模块之间的连续连接不能被保证，这是特别有用的。在机动车辆1的通信模块11与机动车辆1外部的通信模块11的通信的中断的情况下，特别地相应路线的行驶距离和行驶时间将会被缓存在机动车辆1的存储器模块10中。通信模块之间的数据连接一旦被建立，被分配给所行进的路线的数据就被传输并且在机动车辆1的存储器模块10中被删除。取决于存储器模块10的能力和存储数据的必要益处，这些数据也可以被存储在机动车辆1的存储器模块10中。

在本示例性实施例中，所行进的路线的行驶距离和行进时间的存储和机动车辆1的通信模块11与机动车辆1外部的通信模块之间的通信的布置作为附属任务由被安装在机动车辆1的装置4中的数据处理系统13执行。在图1 中示出了根据本发明的数据处理系统13以及根据本发明的装置4。在图1中，此外，示出了根据本发明的计算机程序12，其被设计为引起根据本发明的程序被安装在其上的计算机执行特定的指令。在本示例性实施例中，计算机是根据本发明的数据处理系统13。数据处理系统13包含处理器和至少一个存储器，其中所述处理器被设计为执行根据本发明的被存储在存储器中的计算机程序12的指令。除了根据本发明的数据处理系统13之外，包含根据本发明的数据处理系统13的根据本发明的装置4还包含根据本发明的计算机程序 12。

除了包括根据本发明的数据处理系统13和根据本发明的计算机程序12 的根据本发明的装置4之外，在图1中示出的根据本发明的机动车辆1包含根据本发明的非易失性计算机可读存储器介质14。在本示例性实施例中，非易失性计算机可读存储器介质14被委托有相应的所行进的路线的行驶距离和行进时间的存储。非易失性计算机可读存储器介质14能够被视为机动车辆1 的存储器模块10。关于所行进的相应路线的数据在非易失性计算机可读存储器介质14中的存储应被视为次要任务。在本示例性实施例中，非易失性计算机可读存储器介质14的主要目的在于被安装在存储器介质14上的根据本发明的计算机程序12的执行。非易失性计算机可读存储器介质14被设计为执行被存储在计算机上的存储器介质14中的指令，并且引起所述计算机执行另外的指令。

根据本发明的计算机程序12的目的并且因此根据本发明的数据处理系统 13和根据本发明的非易失性计算机可读存储器介质14的主要目的是根据本发明的方法的执行。在图2中图示了根据本发明的方法。根据本发明的方法被设计为在行程期间使机动车辆1的柴油微粒过滤器2再生。出于该目的，根据本发明的方法是基于包含通过机动车辆1的至少一个完整行程的统计平均。在本示例性实施例中，统计平均使用直方图。直方图是所行进的路线的行驶距离或行进时间的频率分布的图形表示。这意味着直方图指示具体的行驶距离或时间多久完成一次。直方图中的频率分布导致指示被执行有某一行驶距离或行进时间的行程的概率的概率分布。这还给出了具有某一长度的行驶距离或具有在不久的将来完成的某一持续时间的行驶时间的行程的概率。

统计平均是关于完整行程的数量的频率的陈述。统计平均在至少一个完整行程内进行平均。因此，统计平均具有至少一个概率值。在多个行程是完整的情况下，通常也得到多个频率值或概率值。仅在非常罕见的情况下，当所有完整行程的行驶距离和行进时间都完全相同时，统计平均确实仅产生一个概率值。统计平均导致不同的概率值被分配给个体行驶距离和行驶时间。非常常见的行驶距离或行驶时间在统计平均中具有高概率值。具有被非常罕见地行驶的行驶距离和行驶时间的路线在统计平均中具有低概率值。

在本示例性实施例中，统计平均使用直方图，其被存储在在线存储器空间中S1。直方图是基于已经由机动车辆1行进的路径。在本示例性实施例中，直方图相对于(against)由机动车辆1行进的个体行驶距离中的行驶距离进行绘制。替代地，相对于行进时间进行绘制的直方图能够被使用。在图4中示出了直方图，并且在图5中示出了概率分布。如果针对至少10km的剩余距离107给出了高概率，可以引起具有根据本发明的数据处理系统13的机动车辆1的根据本发明的装置4执行机动车辆1的柴油微粒过滤器2的再生S2。

在图6中，绘制了个体行程以及其相关联的行驶距离。图6还示出了关于相应行程的行驶距离和行进时间的3D直方图。在3D直方图中同时绘制了行驶距离和行进时间。当通常的驾驶员重复地驾驶机动车辆1时，直方图被产生。例如，这些可以是规律的行程。根据这些行程，然后产生针对行驶距离和行驶时间的数据库，其再次导致行驶距离和行驶时间的3D直方图。这意味着由机动车辆1完成的行程的3D直方图(特别地相对于行驶距离和行驶时间的曲线图)提供了用于进行剩余距离的预测的数据库。

直方图通常在每个行程之后被更新。示出相对频率的直方图增加匹配上一行进距离的直方图的频率值。直方图的所有其他频率值都被减小。

根据本发明的方法描述了机动车辆1的柴油微粒过滤器2在行程期间的再生。借助于估计，给出指示某一行驶距离103是否将会由机动车辆1在剩余路线上行进的概率值，参见图3。在本示例性实施例中，经确定的指定行驶距离103的长度为至少10km。该指定行驶距离103(这里10km)是必要的，以便在行程期间使机动车辆1的柴油微粒过滤器2完全再生。如果剩余距离小于10km，柴油微粒过滤器2的完全再生不再会是可能的。根据本发明的方法因此给出关于在目前路线的剩余行驶距离107中完全执行机动车辆1的柴油微粒过滤器2的再生是否是可能的指示。注意，这些仅仅是概率值。尽管高概率值，这里不排除机动车辆1不完成剩余行驶距离107。这能够是由于不同的原因，诸如意外事故、机动车辆1的驾驶员的意向的改变等。如果剩余行驶距离107未被完全完成，再生则会被取消。机动车辆1的柴油微粒过滤器2的再生的取消具有以下缺点：在再生期间被施加在燃烧发动机3上的额外负荷仅仅导致更高的污染负荷，并且因此导致更高的环境负荷和更大的健康负担，但不导致产生柴油微粒过滤器2的全范围功能。

本发明的核心因此是只有剩余行驶距离107长到足以执行完全再生才执行机动车辆1的柴油微粒过滤器2的再生。这避免了柴油微粒过滤器2的再生的中断。

在本示例性实施例中，因此关于机动车辆1的柴油微粒过滤器2的完全再生能够在行程期间在剩余行驶距离107中被执行的概率有多高执行检查。这意味着执行剩余行驶距离107为至少10km的概率的检查S2。

剩余行驶距离107大于10km的概率借助于行驶距离的相对频率的直方图来计算。公式如下：

这里，A(x，10)是如果已经走完x km的距离则剩余行驶距离107长于10km的概率，B(x，10)是行程长于x+10km的相对频率，并且C(x)是行程长于x的相对频率。

本发明的算法被设计为确定对于机动车辆1的驾驶员来说是否存在完全再生的良好可能性，尤其是如果行程包括多个短的和长的路线。再生的良好可能性也能够根据距离简档来确定。

如果系统认为再生能够被完全执行是高度可能的，然而机动车辆1的驾驶员可以影响这种决定。由于其他情况，诸如沿着整个路线的额外污染的避免，机动车辆1的驾驶员可能希望抑制柴油微粒过滤器2的再生或只有概率非常高才实现再生。出于该目的，机动车辆1的驾驶员、经销商或制造商具有设定用户适应的阈值106。在本示例性实施例中，被设定和比较S3的两个阈值106。第一阈值106以只有概率值在第一阈值106之上才确定用于柴油微粒过滤器2的再生的开始时间100的这种方式被设定。第二阈值106以如果概率值在第二阈值106之上则开始伺机再生的这种方式被设定。如果概率在第二阈值106之上并且这种高概率是罕见的，它被视为再生的机会。系统然后应当尝试开始再生，即使其他触发条件(诸如碳烟负荷)还未到达用于再生的阈值。这意味着例如即使其他触发条件的值中的一个为60％或80％也触发再生。

然而，阈值106应当被设定处于柴油微粒过滤器2的再生在实施期间不被中断的这种高水平。在概率值0.5之下的阈值106不给出柴油微粒过滤器2 的再生不会被中断的置信度。另一方面，如果阈值106被设定得太高，行程的概率值超过阈值106的可能性太低。在此情况下，柴油微粒过滤器2将会被碳烟颗粒堵塞的概率更高。同时，存在备用控制将会被执行的更高概率。因此重要的是，在概率高的情况下限定柴油微粒过滤器2的再生不会被中断并且另一方面完整行程的概率值如此高以致于完整行程的一些概率值在阈值 106之上使得柴油微粒过滤器2被碳烟颗粒的堵塞被放置的阈值106。正确设定的阈值106还能够防止要不然将会不可避免导致柴油微粒过滤器2的再生的质量的平均降低的备用控制。

本发明还具有一方面是用户适应的并且另一方面能够阻碍开始时间100 的进一步确定的阻止信号101。如果剩余行驶距离或剩余行驶时间不足以执行机动车辆1的柴油微粒过滤器2的完全再生，尤其是这种情况。此外，阻止信号101阻碍在行程开始的时候阻止开始时间100的确定。由此的原因特别是在行程开始的时候条件不利于柴油微粒过滤器2的再生。特别地，温度在行程开始的时候太低以致于不能有效地再生。

在阻止信号101之后的本发明的算法因此不仅防止再生在行程104开始的时候被执行，而且如果行程将会不久结束105的概率高则防止再生。

参考符号列表

1 机动车辆

2 柴油微粒过滤器

3 燃烧发动机

4 装置

5 排气

10 存储器模块

11 通信模块

12 计算机程序

13 数据处理系统

14 存储器介质

100 开始时间

101 阻止信号

102 自行程的开始的指定时间

103 用于完全再生的指定行驶距离

104 行程的开始

105 行程的结束

106 用户调整的阈值

107 剩余行驶距离

S1 将总结完整行程的直方图存储在机动车辆外部

S2 估计剩余行驶距离>10km的概率

S3 比较概率与至少一个用户调整的阈值

Claims (19)

1.用于在行程期间使机动车辆(1)的柴油微粒过滤器(2)再生的方法，包括根据在所述机动车辆(1)的至少一个完整行程内的统计平均确定对于所述柴油微粒过滤器(2)的所述再生必要的开始时间(100)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开始时间(100)的所述确定包括阻碍确定的用户适应的阻止信号(101)，其中所述阻止信号(101)阻碍所述开始点(100)的所述确定直到指定时间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述开始时间(100)的所述确定包括估计的开始时间(100)与估计的所述行程的结束之间的时段的检查，其中一旦检查的时段变得短于对于所述柴油微粒过滤器(2)的完全再生必要的指定时间，所述阻止信号(101)就阻碍进一步确定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述开始时间(100)的所述确定包括剩余行驶距离(107)的估计，并且所述开始时间(100)依据所述剩余行驶距离(107)来确定。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，一旦估计的剩余行驶距离(107)变得小于指定行驶距离(103)，所述阻止信号(101)就阻碍所述开始时间(100)的所述确定。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在多个行程的情况下，所述统计平均使用包含所述完整行程的距离的直方图。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，对于多个行程，所述统计平均使用包含所述完整行程的行进时间的直方图。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个完整行程被存储在存储器模块(10)中。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，至少一个完整行程的存储包括在所述机动车辆(1)外部的存储。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，至少一个完整行程的存储包括所述机动车辆(1)的通信模块(11)与所述机动车辆(1)外部的通信模块之间的连续数据连接，其中在不存在数据连接的情况下，所述至少一个完整行程被缓存在所述机动车辆(1)的存储器模块(10)中。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述开始时间(100)的所述确定包括剩余行驶距离(107)的连续估计，并且所述连续估计在所述行程开始的时候开始。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述开始时间(100)的所述确定包括至少一个用户调整的阈值(106)与由剩余行驶距离(107)的估计产生的概率值之间的比较，其中所述比较被连续地执行或一旦所述阈值和/或所述概率值改变就被执行。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，对于相比于所述阈值(106)更低的概率值，阻碍所述开始时间(100)的所述进一步确定而不阻碍备用调节。

14.根据权利要求4至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述柴油微粒过滤器(2)的伺机再生由于通过估计剩余行驶距离(107)获得的高概率值和由所述统计平均产生的低概率值而被开始。

15.用于根据权利要求1至14中任一项在行程期间使机动车辆(1)的柴油微粒过滤器(2)再生的计算机程序(12)，包括指令，所述指令当在计算机上被执行时，引起所述计算机根据所述机动车辆(1)的至少一个完整行程的统计平均确定对于所述柴油微粒过滤器(2)的再生必要的开始时间(100)。

16.用于根据权利要求1至14中任一项在行程期间使机动车辆(1)的柴油微粒过滤器(2)再生的数据处理系统(13)，包含处理器和至少一个存储器，其中所述处理器基于被存储在所述存储器中的计算机程序的指令被设计为根据所述机动车辆(1)的至少一个完整行程的统计平均确定对于所述柴油微粒过滤器(2)的再生必要的开始时间(100)。

17.非易失性计算机可读存储器介质(14)，具有被存储在其上的指令，其中所述指令当在计算机上被执行时，引起所述计算机根据权利要求1至14中任一项所述的方法根据所述机动车辆(1)的至少一个完整行程的统计平均确定对于所述柴油微粒过滤器(2)的再生必要的开始时间(100)。

18.包含根据权利要求15所述的计算机程序(12)和根据权利要求16所述的数据处理系统(13)的装置(4)，其中所述数据处理系统(13)访问所述计算机程序(12)，并且所述装置(4)被设置为根据权利要求1至14中任一项所述的方法根据所述机动车辆(1)的至少一个完整行程的统计平均确定对于所述柴油微粒过滤器(2)的再生必要的开始时间(100)。

19.具有根据权利要求18所述的装置的机动车辆(1)，其中根据权利要求1至14中任一项所述的方法在所述行程期间使所述机动车辆(1)的所述柴油微粒过滤器(2)再生。

Images