基于车辆位置的颗粒物质过滤器再生 【技术领域】
本发明涉及车辆中的颗粒物质过滤器，更具体地涉及用于控制颗粒物质过滤器再生的系统和方法。
背景技术
这里提供的背景描述是为了总地示出本公开背景的目的。在此背景技术部分中所描述的当前署名发明人的工作以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本发明的现有技术。
柴油机通常比汽油机更有效地产生扭矩。效率的这一提高可能是由于压缩比的增大以及/或者能量密度高于汽油的柴油燃料的燃烧。柴油燃料的燃烧产生颗粒。通过柴油颗粒过滤器(DPF)从排气中过滤这些颗粒。其它发动机系统也可包括颗粒物质(PM)过滤器。随着时间的推移，PM过滤器会充满颗粒，从而限制排气的流动。通过称为再生的过程使颗粒燃烧。
可经由例如柴油燃料的燃烧提供的热、位于PM过滤器上游的催化器以及/或者与PM过滤器相关联的加热器实现再生。例如，可将燃料喷射到排气流中。可在排气流中布置一个或多个催化器，并且所述催化器可使喷射的燃料燃烧。燃料借助催化器燃烧而产生热，从而提高排气的温度。排气温度的升高使得PM过滤器中截获的颗粒燃烧。
【发明内容】
一种用于车辆的再生控制系统，其包括再生控制模块和禁用模块。所述再生控制模块有选择地启动车辆的颗粒物质过滤器的再生。所述禁用模块基于全球定位系统(GPS)提供的所述车辆的位置而有选择地禁用所述再生控制模块。
在其它特征中，所述再生控制系统还包括位置识别模块。所述位置识别模块识别车辆的期望泊车位置并基于该车辆位置以及至少一个期望泊车位置有选择地输出泊车标识。当输出所述泊车标识时，所述禁用模块禁用所述再生控制模块。
在进一步特征中，当所述车辆位置距其中一个所述泊车位置小于预定距离时，所述位置识别模块输出所述泊车标识。
在其它特征中，所述位置识别模块基于所述车辆驾驶员输入的理想位置识别其中一个所述期望泊车位置。
在再其它特征中，所述位置识别模块基于所述车辆泊车以及所述车辆的发动机停机的至少其中之一所在的位置处或其附近的、所存储的车辆位置来识别所述期望泊车位置。
在进一步特征中，所述再生控制系统还包括越野识别模块。该越野识别模块基于所述车辆位置和行车道数据库有选择地输出越野标识。当输出所述越野标识时，所述禁用模块禁用所述再生控制模块。
在再进一步特征中，当所述车辆位置距最近的一个所述行车道超过预定距离时，所述越野识别模块输出所述越野标识。
在其它特征中，所述再生控制系统还包括超越模块。当所述颗粒物质过滤器的颗粒物质负载超过预定负载量时，该超越模块超越所述禁用模块而启用所述再生控制模块。
在进一步特征中，当所述颗粒物质负载超过所述预定负载量时，所述再生控制模块启动所述再生。
在再进一步特征中，当所述车辆的燃料水平低于预定燃料水平时，所述禁用模块也禁用所述再生控制模块。
一种用于车辆的方法，该方法包括：利用再生控制模块有选择地启动车辆的颗粒物质过滤器的再生；以及基于由全球定位系统(GPS)提供的所述车辆的位置而有选择地禁用所述再生控制模块。
在其它特征中，该方法还包括：识别所述车辆的期望泊车位置；以及基于所述车辆位置和至少一个所述期望泊车位置而有选择地输出泊车标识。所述有选择地禁用包括在输出所述泊车标识时禁用所述再生控制模块。
在进一步特征中，所述有选择地输出所述泊车标识包括在所述车辆位置距其中一个所述泊车位置小于预定距离时输出所述泊车标识。
在其它特征中，所述识别所述期望泊车位置包括基于所述车辆的驾驶员输入的理想位置识别其中一个所述期望泊车位置。
在再其它特征中，所述识别所述期望泊车位置包括基于所述车辆泊车以及所述车辆的发动机停机的至少其中之一所在的位置处或其附近的、所存储的车辆位置来识别所述期望泊车位置。
在进一步特征中，该方法还包括基于所述车辆位置和行车道数据库而有选择地输出越野标识。所述有选择地禁用包括当输出所述越野标识时禁用所述再生控制模块。
在再进一步特征中，所述有选择地输出所述越野标识包括当所述车辆位置距最近的一个所述行车道超过预定距离时输出所述越野标识。
在其它特征中，该方法还包括当所述颗粒物质过滤器的颗粒物质负载超过预定负载量时，超越所述有选择地禁用而启用所述再生控制模块。
在进一步特征中，该方法还包括当所述颗粒物质负载超过所述预定负载量时，启动所述再生。
在再进一步特征中，该方法还包括当所述车辆的燃料水平低于预定燃料水平时，禁用所述再生控制模块。
从以下提供的详细说明将会清楚本公开的其它应用领域。应当理解，这些详细描述及具体实施例尽管示出了本公开的优选实施方式，但是其仅用于说明之目的，并不意图限制本公开的范围。
【附图说明】
从详细说明及附图将会更充分地理解本公开，在附图中：
图1是根据本公开原理的示例性发动机系统的功能框图；
图2是根据本公开原理地示例性再生控制系统的功能框图；以及
图3是绘出由根据本公开原理的再生控制系统执行的示例性步骤的流程图。
【具体实施方式】
下面的描述实质上仅仅是示意性的，绝不意图限制本公开及其应用或使用。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。用在本文中时，短语“A、B和C中至少之一”应当认为是意味着使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解，在不改变本公开原理的情况下，可以以不同的顺序执行方法中的步骤。
用在本文中时，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硬件程序的处理器(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。
再生控制系统有选择地启动并控制车辆中的颗粒物质过滤器的再生。根据本申请原理的再生控制系统基于全球定位系统(GPS)提供的车辆位置有选择地禁用颗粒物质过滤器的再生。
更具体地说，当车辆位于距期望泊车位置小于预定距离时，再生控制系统禁用颗粒物质过滤器的再生。这样，每当可能没有足够的时间完成再生时，再生控制系统就禁用颗粒物质过滤器的再生。
再生控制系统还在车辆越野时禁用颗粒物质过滤器的再生。换言之，当车辆距离车行道或其它车辆专用表面超过预定距离时，再生控制系统禁用颗粒物质过滤器的再生。当车辆位于肮脏车行道时，再生控制系统也可能禁用颗粒物质过滤器的再生。
再生控制系统还基于颗粒物质过滤器内储存的颗粒物质的量(即，颗粒物质负载)有选择地启用颗粒物质过滤器的再生。甚至当由于车辆位置与车行道以及/或者期望泊车位置之间的关系而禁用再生时，再生控制系统也会有选择地启用颗粒物质过滤器的再生。这样，再生控制系统基于颗粒物质负载而有选择地超越基于车辆位置的再生禁用。仅作为示例，当颗粒物质负载超过预定负载量时，再生控制系统启用颗粒物质过滤器的再生。
现在参照图1，提供了示例性发动机系统10的功能框图。根据本申请的再生控制系统可在具有PM过滤器的任何合适的发动机系统中实施。仅作为示例，再生控制系统可在汽油机型内燃机系统、柴油机型内燃机系统、混合动力型发动机系统以及或者其它合适类型的发动机系统中实施。仅为了易于论述，在柴油机型发动机系统的环境中论述本公开的原理。
柴油机系统10包括发动机12，其燃烧空气和燃料混合物以产生驱动车辆的扭矩。该车辆可以是任何合适类型的运输工具，包括但不限于传统汽车、农用车辆、飞行器以及/或者水上运载工具。空气通过空气过滤器14并可被抽吸到涡轮增压器18中。尽管示出的柴油机系统10包括涡轮增压器18，但是柴油机系统10也可以是超级增压的或者自然换气的。
涡轮增压器18有选择地压缩进入柴油机系统10的空气。更具体地说，涡轮增压器18向进气歧管20提供压缩空气充量。来自涡轮增压器18的压缩空气在被提供至进气歧管20之前可通过中间冷却器22。
进气歧管20内的空气被分配到发动机12的一个或多个气缸26。尽管示出了四个气缸26，但是发动机12可包括任何合适数量的气缸，包括但不限于1、2、3、4、5、6、8、10、12和/或16个气缸。还应理解，发动机12可以以任何合适类型的构造实施，例如“V”型构造。
燃料喷射器28喷射的燃料与空气混合而形成空气/燃料混合物。燃料喷射器28在任何合适位置喷射燃料，例如如图1所示直接喷射到气缸26中。在其它实施中，燃料喷射器28在与气缸26关联的进气门附近喷射燃料并且/或者将燃料喷射到进气气缸20中。
可以以任何合适方式启动空气/燃料混合物的燃烧。仅作为示例，空气/燃料混合物的燃烧可通过压缩产生的热启动。空气/燃料混合物的燃烧产生用于推进车辆的扭矩。空气/燃料混合物的燃烧还产生排气。
排气从发动机12的气缸26排放至排气系统。排气系统包括排气歧管30、柴油机氧化催化器(DOC)32以及PM过滤器34。仅作为示例，PM过滤器34可以是柴油颗粒过滤器(DPF)。排气系统还可包括将排气引回进气歧管20的排气再循环(EGR)气门(未示出)。尽管未示出，排气系统还可包括一个或多个附加DOC、催化器(例如，选择性催化还原催化器)以及/或者一个或多个氮氧化物(NOx)捕获器。排气从气缸26排放至排气歧管30。排气流可用于驱动涡轮增压器18。
排气从涡轮增压器18流向DOC 32。DOC 32氧化排气中的各种成分。仅作为示例，DOC 32可氧化排气中的碳氢化合物和/或碳氧化物。排气从DOC 32流向PM过滤器34。PM过滤器34过滤排气中的颗粒物质。颗粒物质储存并累积在PM过滤器34中，直至在再生期间燃烧。
可以以任何合适方式启动PM过滤器34的再生。仅作为示例，可由空气/燃料混合物的燃烧、DOC 32以及/或者任何其它合适的热源产生的热来启动再生。在各种实施中，加热器36可与PM过滤器34一起实施以提供热而启动再生。电源38有选择地向加热器36提供电力。
当位于PM过滤器34的入口附近的颗粒物质燃烧时开始再生。由PM过滤器34的入口附近的颗粒物质的燃烧产生的热被排气携带至PM过滤器34的出口。这样，遍布整个PM过滤器34的颗粒物质燃烧，从而从PM过滤器34去除。
控制模块44与电源38、全球定位系统(GPS)60以及导航系统62通讯。控制模块44还与和PM过滤器34相关联的一个或多个传感器通讯。仅作为示例，这些传感器可包括一个或多个温度和/或压力传感器。
控制模块44基于各种排气参数确定储存在PM过滤器34内的颗粒物质的量(即，颗粒物质负载)。仅作为示例，控制模块44可基于在PM过滤器34的上游和下游测量到的排气的温度和压力来确定颗粒物质负载。
GPS 60监测车辆的位置并输出与车辆位置对应的位置信号。控制模块44接收来自GPS 60的位置信号。导航系统62也接收该位置信号。导航系统62包括车行道以及其它车辆专用表面的数据库。
导航系统62利用显示器64显示与车行道相关的车辆位置。导航系统62还可显示其它信息，例如车辆方位、行驶方向和速度以及/或者任何其它合适信息。车辆用户可经由显示器64向导航系统62输入数据，诸如期望位置。在各种实施中，GPS 60和导航系统62可在一个系统内实施。
车辆驾驶员经由泊车、倒车、空档、行车操纵杆(PRNDL)66为车辆选择操作模式。仅作为示例，操作模式可以为泊车模式、倒车模式、空档模式或者行车模式。PRNDL模块68监测PRNDL 66，并产生与驾驶员选择的操作模式对应的模式信号。控制模块44可基于选中的操作模式控制发动机12以及/或者其它车辆系统(例如，变速系统)。
控制模块44有选择地启动PM过滤器34的再生。仅作为示例，控制模块44可基于颗粒物质负载、排气流率以及/或者任何其它合适参数启动再生。控制模块44可通过例如指令电源38向加热器36供应电力而启动再生。控制模块44还可增加提供至发动机12的燃料并且/或者指令喷射燃料到排气系统中，以进行再生。
控制模块44还控制再生持续时间。仅作为示例，控制模块44基于颗粒物质负载以及/或者排气流率控制再生持续时间。仅作为示例，持续时间可随颗粒物质负载的增加并且/或者随排气流率的减小而增加。
根据本申请原理的控制模块44基于GPS 60提供的车辆位置有选择地禁用PM过滤器34的再生。每当驾驶员经由PRNDL 66选择泊车操作模式时，控制模块44存储车辆位置。此外或另选的，控制模块44可在发动机12停机时存储车辆位置。控制模块44还可存储车辆泊车位置和/或停机位置之间的车辆位置。这些车辆位置可用于建立这些位置之间的路径。控制模块44又可在车辆沿一路径行驶时估测何时再生PM过滤器34。
当车辆距控制模块44预计车辆将要泊车的位置小于预定距离时，控制模块44禁用PM过滤器34的再生。这样，控制模块44防止在可能没有足够时间完成再生时启动PM过滤器34的再生。在这样的时刻禁用再生会提高燃料效率。
导航系统62指示车辆何时离开车行道。换言之，导航系统62指示车辆何时越野行驶。仅作为示例，当车辆距最近的一个车行道或者其它车辆专用表面超过预定距离时，导航系统62会指示车辆越野。在其它实施中，当车辆位于肮脏车行道上时，导航系统62也会指示车辆越野。
根据本公开原理的控制模块44在车辆偏离车行道以及其它车辆专用表面时禁用PM过滤器34的再生。这样，控制模块44在车辆可能位于植被区域时防止再生。
控制模块44还可在燃料水平低时禁用PM过滤器34的再生。仅作为示例，控制模块44可在燃料箱(未示出)中的燃料水平低于预定水平时禁用再生。在燃料水平低时禁用再生可防止使PM过滤器34在驾驶员停车重填燃料之前不久进行再生。
控制模块44还在颗粒物质负载大于预定负载量时有选择地超越任何再生禁用而启动PM过滤器34的再生。更具体地说，即使当车辆位于期望泊车位置的预定距离内时以及/或者当车辆偏离车行道时，控制模块44也会有选择地启动再生。
现在参照图2，提供了再生控制系统100的示例性实施的功能框图。GPS 60监测车辆位置，并相应地输出位置信号。仅作为示例，GPS 60可基于卫星系统提供的数据确定车辆位置。车辆位置可包括例如邮编、郡县、地址、位置座标(例如，经度和纬度)以及/或者其它合适的位置参数。
控制模块44包括再生控制模块102和负载模块104。控制模块44还包括位置识别模块106、位置存储器108以及越野识别模块110。此外，控制模块44包括禁用模块112和超越模块114。
再生控制模块102有选择地启动PM过滤器34的再生。再生控制模块102可基于任何合适的参数(例如，颗粒物质负载以及排气流率(EFR))启动PM过滤器34的再生。仅作为示例，当颗粒物质负载超过预定负载量并且排气流率大于预定排气流率时，再生控制模块102可启动再生。再生控制模块102可通过例如经由电源38向加热器36施加电力并且/或者在发动机12的下游供应燃料而启动再生。
负载模块104以任何合适方式确定颗粒物质负载。仅作为示例，负载模块104可基于各种传感器(例如上下游温度和压力传感器)提供的信号确定颗粒物质负载。可从任何合适的源(例如EFR传感器(未示出))获取排气流率。在其它实施中，可基于流至发动机12中的空气流量(MAF)、空气/燃料混合物、发动机速度以及/或者任何其它合适参数估测排气流率。
位置识别模块106接收来自GPS 60的位置信号。位置识别模块106还接收来自PRNDL模块68的与驾驶员选择的操作模式对应的模式信号。在驾驶员选择泊车操作模式时，位置识别模块106存储车辆位置。位置识别模块106还可在发动机12停机和/或驾驶员输入期望位置时存储车辆位置。位置识别模块106可将车辆位置存储在任何合适位置，例如存储在位置存储器108中。这样，位置存储器108包括车辆泊车所在的车辆位置。
位置识别模块106基于存储的车辆位置识别期望泊车位置。换言之，位置识别模块106识别驾驶员可能泊车的位置或者附近的位置。仅作为示例，当驾驶员在预定次数的场合将车辆停泊在某一位置或者该位置附近时，位置识别模块106可将这一位置识别为期望泊车位置。这样识别的位置还包括驾驶员在预定次数的场合将车辆泊在同一停车位或者停车区域所在的位置。示例性期望泊车位置包括例如，家的位置、工作位置、学校位置、购物位置等。
位置识别模块106基于车辆位置和期望泊车位置有选择地产生并输出泊车信号。更具体地说，当因与一个或多个期望泊车位置相关的车辆位置而应当禁用再生时，位置识别模块106产生泊车信号。
仅作为示例，位置识别模块106可在车辆距至少一个期望泊车位置小于预定距离时产生泊车信号。在各种实施中，位置识别模块106在产生泊车信号之前可能需要车辆朝其中一个期望泊车位置行驶。位置识别模块106在产生泊车信号之前还可能需要车辆基本上沿驾驶员先前行驶至期望泊车位置所用的存储路径行驶。位置识别模块106可在车辆距驾驶员输入的理想位置小于预定距离时产生泊车信号。
导航系统62包括车行道以及其它车辆专用表面的数据库。越野识别模块110基于车辆位置相对于车行道和其它表面的数据库有选择地产生并输出越野信号。更具体地说，当车辆距最近一条车行道超过预定距离时，越野识别模块110产生越野信号。这样，越野识别模块110识别车辆何时越野。在其它实施中，可由导航系统62和/或任何其他合适的模块或系统提供越野信号。
禁用模块112基于车辆位置有选择地禁用再生控制模块102。更具体地说，禁用模块112根据期望泊车位置和/或车行道基于车辆位置有选择地禁用再生控制模块102。这样，禁用模块112有选择地禁用PM过滤器34的再生。
当输出泊车信号和/或越野信号时，禁用模块112禁用再生控制模块102。换言之，当车辆越野时，禁用模块112禁用再生控制模块102。当车辆距至少一个期望泊车位置在预定距离内时，禁用模块112也会禁用再生控制模块102。
然而，超越模块114有选择地超越禁用模块112而启用再生控制模块102。换言之，超越模块114不管车辆位置而启用PM过滤器34的再生。超越模块114基于颗粒物质负载有选择地超越禁用模块112。
仅作为示例，当颗粒物质负载大于预定负载量时，超越模块114可超越禁用模块112。当禁用模块112被超越时，再生控制模块102无视任何禁用而启动PM过滤器34的再生。
现在参照图3，提供了绘出再生控制系统100所执行的示例性步骤200的流程图。控制开始于步骤202，在步骤202控制接收车辆位置数据。仅作为示例，GPS 60可基于卫星系统提供的数据确定车辆位置。
控制在步骤204中继续接收颗粒物质负载数据的步骤。可以以任何合适方式确定颗粒物质负载。控制继续步骤206，在步骤206中控制确定是否禁用PM过滤器34的再生。若为是，则控制转移到步骤208；若为否，则控制前进至步骤210。
控制基于车辆位置确定是否禁用PM过滤器34的再生。更具体地说，控制基于车辆位置相对于车行道和/或期望泊车位置确定是否禁用PM过滤器34的再生。
仅作为示例，控制可在车辆距最近一条行车道超过预定距离时、在车辆距至少一个期望泊车位置小于预定距离时以及/或者在车辆距驾驶员输入的理想位置小于预定距离时禁用PM过滤器34的再生。控制还可在车辆朝其中一个期望泊车位置行驶时以及/或者在车辆基本上沿驾驶员先前行驶至期望泊车位置所用的存储路径行驶时禁用PM过滤器34的再生。
在步骤210中，控制确定是否启动再生。若为是，则控制继续步骤212，在步骤212中控制启动PM过滤器34的再生。若为否，则控制结束。控制可例如基于排气流率以及颗粒物质负载确定是否以任何合适方式启动再生。控制可例如通过向加热器36供应电力并且/或者向发动机12的下游供应燃料而启动再生。
在步骤208中(即，控制已确定禁用再生的步骤)，控制确定是否超越再生禁用。若为是，则控制转移至步骤210；若为否，则控制结束。控制基于颗粒物质负载确定是否超越所述禁用。仅作为示例，控制可在颗粒物质负载大于预定负载量时超越所述禁用。尽管图3的示例性步骤200示出并描述为在执行步骤212或步骤208之后结束，但是控制也可代之以返回步骤202。
现在，本领域技术人员从以上描述可理解本发明的广义教导可以以各种形式实施。因此，尽管关于其具体实施例描述了本发明，但是本发明的实际范围不应当受此限制，因为本领域技术人员通过研究附图、说明书和所附权利要求将会清楚其它变型。