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用于排氣微粒物質(zhì)感測(cè)的方法和系統(tǒng)與流程

文檔序號(hào):12170643閱讀:280來(lái)源:國(guó)知局
用于排氣微粒物質(zhì)感測(cè)的方法和系統(tǒng)與流程

本說(shuō)明書一般涉及排氣流中電阻式微粒物質(zhì)(PM)傳感器的設(shè)計(jì)和使用。



背景技術(shù):

柴油機(jī)燃燒排氣為被管制的排放。柴油機(jī)微粒物質(zhì)(PM)為柴油機(jī)排氣的微粒成分,柴油機(jī)微粒物質(zhì)包括柴油機(jī)碳煙和懸浮微粒(aerosols),諸如灰分微粒、金屬磨損微粒、硫酸鹽和硅酸鹽。當(dāng)被釋放到大氣中時(shí),PM能夠采取單個(gè)微?;蜴溇奂w的形式,其中大多數(shù)在不可見的100納米的亞微米范圍內(nèi)。已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)用于識(shí)別排氣PM且在排氣被釋放到大氣之前過(guò)濾掉排氣PM。

舉例來(lái)說(shuō),碳煙傳感器,也被叫做PM傳感器,可用在具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛中。PM傳感器可位于柴油機(jī)微粒過(guò)濾器(DPF)的上游和/或下游,并且可被用于感測(cè)過(guò)濾器上的PM加載以及診斷DPF的操作。通常,PM傳感器可基于所測(cè)量的放置在傳感器的平面基底表面上的一對(duì)電極之間的電導(dǎo)率(或電阻率)的變化與沉積在測(cè)量電極之間的PM的量之間的關(guān)聯(lián)來(lái)感測(cè)微粒物質(zhì)或碳煙負(fù)載。具體地,所測(cè)量的傳導(dǎo)率提供對(duì)碳煙累積的測(cè)量。同樣地,PM傳感器測(cè)量排氣中PM的靈敏度可以取決于排氣流率,其中增加的排氣流率產(chǎn)生增加的PM傳感器靈敏度并且減小的排氣流率引起降低的PM傳感器靈敏度。隨著對(duì)排氣流率的依賴性增加,捕集離開DPF的PM的PM傳感器可以不真實(shí)地反應(yīng)DPF過(guò)濾能力。此外,PM傳感器可易于受到存在于排氣中的水滴和/或較大微粒的碰撞的污染,因此影響PM傳感器靈敏度并且導(dǎo)致PM傳感器的輸出誤差。

Nelson在US8225648B2中示出了一個(gè)示例PM傳感器設(shè)計(jì)。其中,PM傳感器包括流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和定位在PM傳感器元件周圍的以過(guò)濾掉碰撞PM傳感器元件的較大微粒的屏障。因此屏障用來(lái)阻擋排氣流中的較大微粒碰撞到PM傳感器元件上,從而降低了由沉積在PM傳感器元件上的大微粒引起的PM傳感器靈敏度波動(dòng)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

然而,本文的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到此類手段的潛在問(wèn)題。如一個(gè)示例,PM傳感器靈敏度可持續(xù)取決于引入的排氣流率。在一個(gè)示例中,以上所述問(wèn)題可通過(guò)用于響應(yīng)于微粒物質(zhì)傳感器上游的排氣流的排氣流率而調(diào)節(jié)通向定位在排氣流中的微粒物質(zhì)傳感器的進(jìn)口的開口量的方法部分地解決。這樣,微粒物質(zhì)傳感器的靈敏度可變得不依賴于排氣流率并且PM傳感器輸出可開始更準(zhǔn)確和可靠地測(cè)量DPF過(guò)濾能力。

如一個(gè)示例,當(dāng)排氣流率降到閾值以下時(shí),PM傳感器的進(jìn)口的開口量可增大以允許更多的排氣進(jìn)入到PM傳感器中用于隨后沉積在定位在PM傳感器內(nèi)部的PM傳感器元件上。當(dāng)排氣流率升高到閾值以上時(shí),可減小進(jìn)口開口量以減少進(jìn)入PM傳感器的排氣。在本文,可通過(guò)調(diào)節(jié)(例如,旋轉(zhuǎn))定位在進(jìn)口處的可移動(dòng)流量控制器來(lái)調(diào)整進(jìn)口開口量的增大和減小。這樣,排氣的量以及從而沉積在鄰近PM傳感器的出口定位的PM傳感器元件上的微粒的量可變得不依賴于進(jìn)入的排氣流率,從而更準(zhǔn)確和可靠地測(cè)量離開DPF的PM。進(jìn)一步地,較大微粒和/或水滴可由第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器捕集。所以,可保護(hù)PM傳感器元件不受水滴和較大微粒的碰撞。總的來(lái)說(shuō),傳感器的這些特征可使PM傳感器的輸出更準(zhǔn)確,從而增加了估計(jì)加載在微粒過(guò)濾器上的微粒的準(zhǔn)確度。

應(yīng)當(dāng)理解的是,提供以上概述是為以簡(jiǎn)化的形式引入在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的概念的選擇。這不意味著識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征,所要求保護(hù)的主題的范圍由隨附的權(quán)利要求唯一地限定。此外,所要求保護(hù)的主題的不限于解決在以上或本公開的任何部分所提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

附圖說(shuō)明

圖1示出了發(fā)動(dòng)機(jī)和相關(guān)聯(lián)的定位在排氣流中的微粒物質(zhì)(PM)傳感器的示意圖。

圖2A至圖2B示出了其中進(jìn)口開口基于排氣流率增加或減小的PM傳感器的放大視圖。

圖3示出了描繪用于基于排氣流率調(diào)節(jié)PM傳感器的進(jìn)口開口的方法的流程圖。

圖4示出了描繪用于實(shí)行PM傳感器再生的方法的圖表。

圖5示出了描繪用于診斷定位在PM傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏的方法的流程圖。

圖6示出了PM傳感器的進(jìn)口開口與PM傳感器加載之間基于排氣流率的示例關(guān)系。

具體實(shí)施方式

以下描述涉及感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如圖1中示出的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))的排氣流中的微粒物質(zhì)(PM)。放置在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的排氣通道中的PM傳感器可包括流量控制器和鄰近PM傳感器的進(jìn)口定位的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器。可通過(guò)旋轉(zhuǎn)PM傳感器的流量控制器基于排氣流率來(lái)調(diào)節(jié)PM傳感器的進(jìn)口開口,如圖2A和圖2B所示。控制器可被配置用于實(shí)行控制例程(諸如圖3中的例程),以基于排氣流率調(diào)節(jié)PM傳感器的進(jìn)口開口的開口量。另外,控制器可間歇地清潔PM傳感器(如在圖4處所呈現(xiàn)的方法中所示)以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的PM檢測(cè)并且基于PM傳感器的輸出實(shí)行對(duì)定位在PM傳感器上游的微粒過(guò)濾器的診斷(如在圖5處所呈現(xiàn)的方法中所示)。參考圖6描述了PM傳感器進(jìn)口開口與PM傳感器加載之間基于排流率的示例關(guān)系。這樣,通過(guò)基于排氣流率調(diào)節(jié)進(jìn)口開口,PM傳感器靈敏度可不依賴于引入的排氣流率。進(jìn)一步地,較大微粒和/或水滴可被第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器捕集。所以,可保護(hù)PM傳感器元件不受水滴和較大微粒的碰撞??偟膩?lái)說(shuō),可改善PM傳感器估計(jì)DPF的過(guò)濾能力(以及從而檢測(cè)DPF泄漏)的功能并且隨著可更準(zhǔn)確和可靠地檢測(cè)排氣中的PM可改善排氣排放物達(dá)標(biāo)性。

圖1示出了車輛系統(tǒng)6的示意性描繪。車輛系統(tǒng)6包括發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)8。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)8可包括具有多個(gè)汽缸30的發(fā)動(dòng)機(jī)10。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置23和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置25。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置23包括經(jīng)由進(jìn)氣通道42流體地聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管44的節(jié)氣門62。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置25包括最終通向?qū)⑴艢膺\(yùn)送到大氣的排氣通道35的排氣歧管48。節(jié)氣門62可位于諸如渦輪增壓器(未示出)的升壓裝置下游和二次冷卻器(after-cooler)(未示出)上游的進(jìn)氣通道42中。當(dāng)包括二次冷卻器時(shí),二次冷卻器可被配置用于降低由升壓裝置壓縮的進(jìn)氣空氣的溫度。

發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置25包括一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置70,其可安裝在排氣裝置中的緊密聯(lián)接位置中。一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置可包括三元催化劑、稀NOx過(guò)濾器、SCR催化劑等等。發(fā)動(dòng)機(jī)排放裝置25也可包括定位在排放控制裝置70上游的柴油機(jī)微粒過(guò)濾器(DPF)102,其暫時(shí)地過(guò)濾來(lái)自進(jìn)入氣體的PM。在一個(gè)實(shí)例中,如所描繪的,DPF 102為柴油機(jī)微粒物質(zhì)保留系統(tǒng)。DPF 102可具有由例如堇青石或碳化硅制成的過(guò)濾體結(jié)構(gòu),該過(guò)濾體結(jié)構(gòu)帶有多個(gè)用于過(guò)濾來(lái)自柴油機(jī)排氣的微粒物質(zhì)的內(nèi)部通道。在通過(guò)DPF 102之后已經(jīng)被過(guò)濾掉PM的尾管排氣可在PM傳感器106中被測(cè)量并且在排放控制裝置70中被進(jìn)一步處理,然后經(jīng)由排氣通道35被排出到大氣。在所描繪的實(shí)例中,PM傳感器106為電阻式傳感器,該電阻式傳感器基于在PM傳感器的電極兩側(cè)所測(cè)量的傳導(dǎo)率的變化來(lái)估計(jì)DPF 102的過(guò)濾效率。在圖2處示出了PM傳感器106的示意性視圖200,如以下進(jìn)一步詳細(xì)所述。

車輛系統(tǒng)6可進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)14??刂葡到y(tǒng)14被示出從多個(gè)傳感器16(本文描述了其各種實(shí)例)接收信息并且將控制信號(hào)發(fā)送到多個(gè)致動(dòng)器81(本文描述了其各種實(shí)例)。如一個(gè)實(shí)例,傳感器16可包括排氣流率傳感器126、(位于排氣歧管48中的)排氣傳感器、溫度傳感器128、(位于排放控制裝置70的下游的)壓力傳感器129和PM傳感器106,排氣流率傳感器126被配置用于測(cè)量通過(guò)排氣通道35的排氣的流率。其它傳感器諸如另外的壓力傳感器、溫度傳感器、空/燃比傳感器、排氣流率傳感器和組分傳感器可聯(lián)接到車輛系統(tǒng)6中的各種位置。如另一個(gè)實(shí)例,致動(dòng)器可包括燃料噴射器66、節(jié)氣門62、控制過(guò)濾器再生的DPF閥(未示出)、控制PM傳感器開口(例如,控制PM傳感器的進(jìn)口中的閥或板的開口)的馬達(dá)致動(dòng)器等等。控制系統(tǒng)14可包括控制器12??刂破?2可配置有存在永久存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)可指令??刂破?2從圖1中的各種傳感器接收信號(hào)、處理信號(hào)并且采用圖1中的各種致動(dòng)器以基于所接收的信號(hào)和存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作。本文參考圖3至圖5描述了示例例程。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2A至圖2B,其示出了微粒物質(zhì)(PM)傳感器201的示例實(shí)施例(諸如圖1中的PM傳感器106)的示意性視圖。圖2A示出了在第一配置中帶有流量控制器238的PM傳感器201的第一原理圖200并且圖2B示出了在第二配置中帶有流量控制器238的PM傳感器201的第二原理圖250。PM傳感器201可被配置用于測(cè)量排氣中的PM質(zhì)量和/或濃度、并且這樣可被聯(lián)接到柴油機(jī)微粒過(guò)濾器(諸如圖1中所示的DPF 102)的上游或下游的排氣通道(例如,諸如圖1中所示的排氣通道35)。

如圖2A至圖2B所示,PM傳感器106被設(shè)置在排氣通道235的內(nèi)部,在排氣通道235中排氣從柴油機(jī)微粒過(guò)濾器的下游朝向排氣尾管流動(dòng),如箭頭246所指示。PM傳感器106包括保護(hù)管250,該保護(hù)管250可用以保護(hù)安置在內(nèi)的PM傳感器201的PM傳感器元件254并且可另外用以使PM傳感器元件254上的排氣流轉(zhuǎn)向,如以下所闡明的。

PM傳感器元件254包括一對(duì)形成“梳子”結(jié)構(gòu)的平面交叉電極220。這些電極通??捎芍T如鉑、金、鋨、銠、銥、釕、鋁、鈦、鋯等的金屬以及氧化物、膠合劑、合金和包含上述金屬中的至少一種的組合制造。電極220被形成在通常由高電絕緣材料制備的基底216上??赡艿碾娊^緣材料可包括氧化物,諸如氧化鋁、氧化鋯、氧化釔、氧化鑭、二氧化硅以及包含上述中的至少一種的組合或能夠抑制電連通并且對(duì)該對(duì)交叉電極提供物理保護(hù)的任何類似材料。兩個(gè)電極的梳子“叉”之間的間距通??稍?0微米至100微米的范圍內(nèi),其中每個(gè)單個(gè)“叉”的線寬大約為相同的值,但后者不是必要的。如圖2A至圖2B所示,交叉電極220沿著基底216的一部分延伸并且覆蓋基底216的一部分。

該對(duì)交叉電極220中的正極用連接線224連接到電路258的電壓源228的正極端子。該對(duì)交叉電極220中的負(fù)極經(jīng)由連接線222連接到測(cè)量裝置226,并且進(jìn)一步連接到電路258的電壓源228的負(fù)極端子?;ヂ?lián)線222和224、電壓源228和測(cè)量裝置226為電路258的一部分并且被安置在排氣通道35外(如一個(gè)實(shí)例,<1米遠(yuǎn))。進(jìn)一步地,例如,電路258的電壓源228和測(cè)量裝置可由控制器(諸如圖1中的控制器12)控制,以便在PM傳感器處收集的微粒物質(zhì)可被用以診斷DPF中的泄漏。同樣地,測(cè)量裝置226可為能夠讀取電極兩側(cè)的電阻變化的任何裝置,諸如電壓表。隨著PM或碳煙微粒沉積在電極220之間,電極對(duì)之間的電阻可開始減小,這通過(guò)由測(cè)量裝置226所測(cè)量的電壓減小來(lái)指示??刂破?2可根據(jù)由測(cè)量裝置226所測(cè)量的電壓確定電極220之間的電阻并且推斷PM傳感器201的平面電極220上的相應(yīng)的PM或碳煙負(fù)載。通過(guò)監(jiān)測(cè)PM傳感器201上的負(fù)載,可確定DPF下游的排氣碳煙負(fù)載,并且從而用于診斷并且監(jiān)控DPF的健康狀況和運(yùn)行狀況。

PM傳感器元件254也包括加熱元件218,該加熱元件218被集成到傳感器基底216中。在替代實(shí)施例中,PM傳感器元件254可不包括加熱元件218。加熱元件218可包括但不限于溫度傳感器和加熱器。用于形成加熱元件218的加熱器和溫度傳感器的可能的材料可包括鉑、金、鈀等;以及合金、氧化物和包含上述材料中至少一種與鉑/氧化鋁、鉑/鈀、鉑以及鈀的組合。加熱元件218可用于再生PM傳感器元件254。具體地,在PM傳感器元件254的微粒物質(zhì)負(fù)載或碳煙負(fù)載比閾值高的條件下,加熱元件218可被操作以燃燒從傳感器的表面累積的碳煙微粒。在PM傳感器再生期間,控制器12可向電壓源230提供操作加熱元件218所需的電壓。另外,控制器可關(guān)閉開關(guān)232達(dá)閾值時(shí)間以經(jīng)由電壓源230將電壓施加至加熱元件218以便升高加熱元件218的溫度。隨后,當(dāng)傳感器電極足夠干凈時(shí),控制器可打開開關(guān)232以停止加熱加熱元件218。通過(guò)間歇地再生PM傳感器201,其可被恢復(fù)到更適合于收集排氣碳煙的條件(例如,空載或僅部分加載的條件)。另外,可根據(jù)傳感器再生推測(cè)關(guān)于排氣碳煙水平的準(zhǔn)確信息并且該信息可被控制器用于診斷微粒過(guò)濾器中的泄漏。獲得的沉積在PM傳感器元件254上的大微粒和/或水滴可影響PM傳感器的靈敏度。另外,PM傳感器元件254的靈敏度可進(jìn)一步取決于排氣流率。在較高的排氣流量下通常觀察到較高的靈敏度,而在較低的排氣流量下較低的靈敏度發(fā)生。過(guò)濾掉較大微粒和水滴并且通過(guò)使用用于保護(hù)管250的設(shè)計(jì)獲得不依賴流量的PM傳感器是可能的,如以下所述。

保護(hù)管250可為帶有上游管壁208(例如,面向上游的壁)、下游管壁206(例如,面向下游的壁)和頂面212的中空?qǐng)A筒管。當(dāng)定位在排氣通道(諸如圖1所示的排氣通道235)中時(shí),上游管壁208可比下游管壁206更靠近DPF,其中DPF定位在PM傳感器的上游。進(jìn)一步地,流過(guò)排氣通道135的排氣可首先接觸PM傳感器的上游管壁208。頂面212可進(jìn)一步包括嵌入部分252,PM傳感器元件254及其隨附電聯(lián)接件可通過(guò)該嵌入部分252被插入到保護(hù)管250中,并且進(jìn)一步被密封以保護(hù)安置在PM傳感器201內(nèi)的PM傳感器元件254。保護(hù)管250可經(jīng)由傳感器凸起部202和凸起部204安裝到排氣通道35上,由此使得保護(hù)管250的中央軸線沿著Y軸線,并且也由此使得保護(hù)管250的中央軸線豎直于排氣通道35與通過(guò)排氣通道的排氣流。如圖2A至圖2B所示,保護(hù)管250延伸到排氣通道35的一部分中。保護(hù)管延伸到排氣通道的深度可取決于排氣導(dǎo)管直徑。在一些實(shí)例中,保護(hù)管可延伸到排氣導(dǎo)管直徑的約三分之一到三分之二??梢砸砸欢ń嵌?虛線210)切割保護(hù)管250的底部,從而形成將排氣流引入到PM傳感器201中的成角度的進(jìn)口。在本文,可以以對(duì)角線例如關(guān)于水平的X軸線30°或45°切割保護(hù)管250來(lái)形成PM傳感器201的成角度的底部部分(210),如圖2A所示。同樣地,上游管壁208的長(zhǎng)度比下游管壁206的長(zhǎng)度小。因此,保護(hù)管250的成角度的底部部分210用作通向PM傳感器201的進(jìn)口,并且自此以后被稱為進(jìn)口210。PM傳感器201也包括遠(yuǎn)離PM傳感器201的進(jìn)口定位的出口214。出口214可為沿著保護(hù)管250的后壁和前壁中的一個(gè)或多個(gè)(未示出)定位的單個(gè)孔或多個(gè)孔。同樣地,保護(hù)管250的前壁和后表面可為不同于上游管壁208和下游管壁206的中空?qǐng)A筒保護(hù)管250的表面。雖然在圖2A中出口214被示出為橢圓孔,但也可使用其它形狀和尺寸的出口214而不背離本公開的范圍。

保護(hù)管250進(jìn)一步包括安裝到中空?qǐng)A筒保護(hù)管250的內(nèi)壁(例如,內(nèi)表面)上的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234和第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236。第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234和第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236可由部分圓板制成并且相對(duì)于保護(hù)管250的中央軸線定位在保護(hù)管250內(nèi)部的相對(duì)側(cè)上。例如,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234可被安裝在與保護(hù)管250的下游管壁206相對(duì)應(yīng)的保護(hù)管的內(nèi)表面上,并且第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236可被安裝在與保護(hù)管250的上游管壁208相對(duì)應(yīng)的保護(hù)管的內(nèi)表面上。在本文,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234鄰近PM傳感器201的進(jìn)口210定位,并且第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器鄰近PM傳感器201的出口214定位。因此,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234比第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236更靠近進(jìn)口210,并且第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236比第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234更靠近出口214。PM傳感器元件254的感測(cè)部分(例如,電極220)可被插入到保護(hù)管250中,使得與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器相比,傳感器元件254的感測(cè)部分更靠近第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器。此外,與進(jìn)口210相比,PM傳感器元件254更靠近出口214。

第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的一端可附接到保護(hù)管250上游管壁208的內(nèi)表面,而第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的相對(duì)端可不附接到保護(hù)管250的壁。例如,第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的相對(duì)、未附接端與保護(hù)管250的內(nèi)壁間隔開并且不與保護(hù)管250的內(nèi)壁接觸。在本文,與進(jìn)口210相比,第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端可更靠近PM傳感器201的出口214并且遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端定位。此外,PM傳感器元件254的感測(cè)部分可更靠近第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端,PM傳感器元件254的感測(cè)部分進(jìn)一步與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的附接端和下游管壁208的內(nèi)表面中的每個(gè)分開。更進(jìn)一步地,PM傳感器元件254的感測(cè)部分可以以一定距離與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端分開,從而在第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的未附接端和PM傳感器元件254的感測(cè)部分之間形成間隙。因此,例如,與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234相比,第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端和PM傳感器元件254的感測(cè)部分各自互相更靠近并且與PM傳感器201的進(jìn)口210相比,更靠近出口214。雖然第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236跨過(guò)保護(hù)管250的一部分延伸,然而,第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端與保護(hù)管250的內(nèi)表面間隔開。

類似地,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的一端可附接到保護(hù)管250下游管壁206的內(nèi)表面,而第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的相對(duì)端可不附接到保護(hù)管250的壁。例如,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的相對(duì)、未附接端與保護(hù)管250的內(nèi)壁間隔開并且不與保護(hù)管250的內(nèi)壁接觸。在本文,與出口214相比,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端可更靠近PM傳感器201的進(jìn)口210并且遠(yuǎn)離第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端定位。在一些實(shí)施例中,流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234和流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的長(zhǎng)度可相等,流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234和流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的長(zhǎng)度被確定為流動(dòng)轉(zhuǎn)向器沿著X軸線延伸到保護(hù)管250內(nèi)部的中空空間中的距離。在其它實(shí)施例中,流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234和流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的長(zhǎng)度可不相等,其中流動(dòng)轉(zhuǎn)向器(第一/第二)中的一個(gè)比另一個(gè)流動(dòng)轉(zhuǎn)向器(第二/第一)在保護(hù)管的中空空間中延伸得長(zhǎng)。

進(jìn)一步地,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234和第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236中的每個(gè)的未附接端形成用于排氣流經(jīng)過(guò)的開口。如圖2A至圖2B所示,在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端與內(nèi)壁之間形成的第一開口和在第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端與內(nèi)壁之間形成的第二開口相對(duì)于中央軸線在保護(hù)管250的相對(duì)側(cè)上。進(jìn)一步地,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234沿第一方向從保護(hù)管250的內(nèi)壁延伸并且第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236沿與第一方向相反的第二方向從保護(hù)管250的內(nèi)壁延伸。

第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236分開一定空間/距離。PM傳感器元件254定位在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236之間,由此使得PM傳感器元件的感測(cè)部分延伸到第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236之間的空間中。在本文,例如,PM傳感器元件254的感測(cè)部分被指引朝向與引入的排氣流246相反的方向。PM傳感器元件254的電極220面朝引入的排氣流246(例如,朝向上游管壁208)。

通常,PM傳感器具有PM傳感器靈敏度的問(wèn)題依賴于通過(guò)通道的排氣流率,傳感器聯(lián)接在通道中,借此,當(dāng)排氣流率比閾值高時(shí)PM傳感器靈敏度增加,并且當(dāng)排氣流率比閾值低時(shí)PM傳感器靈敏度隨后降低?;谂艢饬髀矢哂诨虻陀陂撝?,如以下所述調(diào)節(jié)PM傳感器的開口以增大或減小PM傳感器開口從而降低靈敏度對(duì)排氣流率的依賴性是可能的。

返回到圖2A至圖2B,保護(hù)管250也包括鄰近進(jìn)口210和第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234中的一個(gè)或多個(gè)定位的流量控制器238。例如,通向PM傳感器201的內(nèi)部的進(jìn)口開口的尺寸由流量控制器關(guān)于第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的位置控制。同樣地,PM傳感器201的進(jìn)口開口的尺寸(或進(jìn)口的開口量)控制通過(guò)進(jìn)口210并且到PM傳感器的內(nèi)部的排氣流的量。當(dāng)進(jìn)口的開口量增大時(shí),那么更多的排氣流到PM傳感器中,并且當(dāng)PM傳感器的進(jìn)口的開口量減小時(shí),到PM傳感器中的排氣流受限制。通過(guò)如下所述移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)流量控制器238可實(shí)現(xiàn)PM傳感器進(jìn)口開口的增大和減小。同樣地,進(jìn)口開口的增大和減小可引起到感測(cè)元件254的排氣流的速率更一致。因此,PM傳感器的靈敏度可被維持在更一致的水平并且傳感器對(duì)流率的依賴可降低。這樣,可降低PM傳感器靈敏度對(duì)排氣流率的依賴性。

如圖2A至圖2B所示,流量控制器238為可移動(dòng)板,在可移動(dòng)板的一端該可移動(dòng)板經(jīng)由鉸鏈240聯(lián)接到保護(hù)管250的上游管壁208,并且在可移動(dòng)板的相對(duì)端流量控制器238未進(jìn)一步附接或聯(lián)接到任何另外的結(jié)構(gòu)。在替代實(shí)施例中,流量控制器238可為擋板閥或適于調(diào)節(jié)進(jìn)口210的開口量的另一種類型的可調(diào)節(jié)元件。

可移動(dòng)板的未附接端鄰近第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端。將第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端和流量控制器238的可移動(dòng)板的未附接端分開的距離在流量控制器238與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234之間產(chǎn)生間隙或進(jìn)口開口248。當(dāng)流量控制器238被移動(dòng)更靠近第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234,從而減小了將第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端和流量控制器238的可移動(dòng)板的未附接端分開的距離時(shí),進(jìn)口開口248減小。當(dāng)沿相反方向遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234移動(dòng)流量控制器238時(shí),PM傳感器的進(jìn)口開口248增大。將流量控制器238的一端聯(lián)接到保護(hù)管250的壁的鉸鏈240定位在PM傳感器201的上游側(cè)上,并且聯(lián)接到保護(hù)管250的上游管壁208。流量控制器238樞轉(zhuǎn)以圍繞鉸鏈240的軸線旋轉(zhuǎn)。例如,如圖2A至圖2B所示,鉸鏈240由馬達(dá)致動(dòng)器256致動(dòng)并且馬達(dá)致動(dòng)器256可為電動(dòng)馬達(dá)致動(dòng)器。在替代實(shí)施例中,用于致動(dòng)流量控制器238的致動(dòng)器可為與控制器電連通的替代類型的致動(dòng)器。

在一些實(shí)施例中,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234可附接到上游管壁208,第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器可附接到下游管壁206并且流量控制器可附接到下游管壁206。在此類實(shí)施例中,PM傳感器元件254可朝著與箭頭所指示的用于引入的排氣流246的方向相同的方向。在一些示例實(shí)施例中,多個(gè)流動(dòng)轉(zhuǎn)向器可沿著保護(hù)管的內(nèi)表面定位以引導(dǎo)微粒朝向PM傳感器元件254。

控制器12可將用于調(diào)節(jié)流量控制器位置的信號(hào)發(fā)送到馬達(dá)致動(dòng)器256。這些信號(hào)可包括使流量控制器朝向和遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234旋轉(zhuǎn)的命令。例如,當(dāng)排氣流率比閾值速率高時(shí),控制器12可將信號(hào)發(fā)送到馬達(dá)致動(dòng)器256,馬達(dá)致動(dòng)器256轉(zhuǎn)而致動(dòng)鉸鏈,從而沿減小進(jìn)口開口的第一方向(如由圖2B中的流量控制器238和較小的進(jìn)口開口248的位置所示,這在以下進(jìn)一步討論)旋轉(zhuǎn)流量控制器238。舉例來(lái)說(shuō),當(dāng)排氣流率比閾值高時(shí),控制器12可將信號(hào)發(fā)送到馬達(dá)致動(dòng)器256以圍繞X軸線沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)流量控制器30°。同樣地,開口的程度可取決于排氣流率。然而,當(dāng)排氣流率降到閾值以下時(shí),然后控制器可將信號(hào)發(fā)送到馬達(dá)致動(dòng)器256,以沿第二方向旋轉(zhuǎn)流量控制器,從而增大進(jìn)口開口(如由圖2A中較大的進(jìn)口開口248所示)。同樣地,第二方向可與第一方向相反并且旋轉(zhuǎn)流量控制器可包括致動(dòng)鉸鏈從而沿第二方向移動(dòng)流量控制器。舉例來(lái)說(shuō),當(dāng)排氣流率降到閾值以下時(shí),控制器12可命令馬達(dá)致動(dòng)器256使流量控制器圍繞X軸線沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)30°。這樣,取決于排氣流率是比閾值高還是低,通過(guò)對(duì)流量控制器238的位置做出主動(dòng)調(diào)節(jié)可增大或減小PM傳感器201的進(jìn)口開口。另外地或替代地,控制器12可根據(jù)排氣流率來(lái)調(diào)節(jié)流量控制器238的位置。因此,隨著排氣流率增加,控制器12可旋轉(zhuǎn)流量控制器238更靠近第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234,從而減小進(jìn)口開口248。這樣,可基于排氣流率將流量控制器238調(diào)節(jié)為多個(gè)位置。

在一些實(shí)施例中,可基于由引入的排氣施加在流量控制器238的可移動(dòng)板的外表面上的壓力,被動(dòng)地調(diào)節(jié)流量控制器238。在本文,流量控制器238可經(jīng)由能夠軸向旋轉(zhuǎn)的彈簧鉸鏈聯(lián)接到上游管壁208的內(nèi)部表面。當(dāng)排氣流率比閾值高時(shí),由引入的排氣施加在流量控制器上的壓力可更高,并且該壓力可使彈簧鉸鏈沿第一方向(例如逆時(shí)針方向)旋轉(zhuǎn),從而移動(dòng)流量控制器238更靠近第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234并且減小進(jìn)口開口248。在該實(shí)施例中,流量控制器238旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)的程度或量可取決于彈簧鉸鏈的彈簧常數(shù)和由引入的排氣施加的壓力。然而,當(dāng)排氣流率降到閾值以下時(shí),由引入的排氣施加在流量控制器上的壓力可更低,從而使彈簧鉸鏈沿與第一方向相反的第二方向(例如,沿順時(shí)針方向)旋轉(zhuǎn),從而移動(dòng)流量控制器238遠(yuǎn)離第一流動(dòng)定向器并且增大進(jìn)口開口248。再者,流量控制器238旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)的程度或量可取決于彈簧鉸鏈的彈簧常數(shù)和由引入的排氣施加的壓力。在一些實(shí)例中,當(dāng)排氣流率比閾值低時(shí),彈簧鉸鏈可在其平衡位置,從而可最大地打開進(jìn)口開口。在該實(shí)例中,流量控制器被動(dòng)地移動(dòng)并且不受控制器的控制。

通過(guò)基于排氣流率移動(dòng)流量控制器位置,調(diào)節(jié)PM傳感器的進(jìn)口開口以便進(jìn)入PM傳感器的排氣的量并且因此微粒沉積在PM傳感器元件254上的速率接近常數(shù)(例如,維持在相對(duì)恒定的水平)是可能的。同樣地,流量控制器可通過(guò)致動(dòng)馬達(dá)致動(dòng)器256主動(dòng)地移動(dòng)或者通過(guò)由引入的排氣流施加在流量控制器上的壓力被動(dòng)地移動(dòng)。不管流量控制器調(diào)節(jié)是主動(dòng)的還是被動(dòng)的,微粒在PM傳感器元件上沉積的速率不依賴于排氣流率,從而使PM傳感器靈敏度不依賴于引入的排氣流率。進(jìn)一步關(guān)于在PM傳感器201內(nèi)部的排氣流動(dòng)路徑闡述了這個(gè)。

引入的排氣流246(也被叫做引入的排氣或引入的廢氣)指的是PM傳感器201上游的排氣,該排氣進(jìn)入PM傳感器201的進(jìn)口210。同樣地,例如,排氣流246為離開DPF的排氣。由于流量控制器238鄰近PM傳感器201的進(jìn)口210存在,引入的排氣流246的一部分被阻擋,并且僅被指示為排氣流247的引入的排氣流246的剩余部分流到PM傳感器進(jìn)口開口248中。例如,流到進(jìn)口開口248中的排氣流247經(jīng)由流量控制器238的未附接端與下游管壁206之間的空間流到PM傳感器進(jìn)口開口248中。排氣流247可包括引入的排氣流246的一部分?;谝氲呐艢?46的流率,流量控制器238可經(jīng)由馬達(dá)致動(dòng)器256主動(dòng)地旋轉(zhuǎn)或者經(jīng)由彈簧鉸鏈被動(dòng)地旋轉(zhuǎn),如早先所述。當(dāng)引入的排氣246的排氣流率比閾值低時(shí),那么可調(diào)節(jié)流量控制器238以增大進(jìn)口開口248,如圖2A的視圖200所示。同樣地,調(diào)節(jié)流量控制器238包括沿第一(例如,順時(shí)針)方向遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234移動(dòng)流量控制器238,從而增大進(jìn)口開口248。排氣流247通過(guò)進(jìn)口開口248進(jìn)入PM傳感器201。然后第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234在面朝PM傳感器201的進(jìn)口210的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的底部表面處捕集排氣流247中的第一組微粒。第一組微粒包括排氣流247中比閾值尺寸大的微粒。在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234處被捕集的較大微粒和/或水滴242可因此經(jīng)由進(jìn)口210離開PM傳感器201,從而減少沉積在PM傳感器元件254上的較大微粒的量。這樣,PM傳感器元件可被保護(hù)不受水滴和較大微粒的碰撞并且可使PM傳感器更可靠。

第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234進(jìn)一步將排氣流(249)的一部分從進(jìn)口開口248引導(dǎo)到第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236和PM傳感器元件254中的一個(gè)或多個(gè)。排氣流249可包括由第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234引導(dǎo)朝向PM傳感器201的PM傳感器元件254的引入的排氣流246的一部分(和排氣流247的一部分)。例如,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234可引導(dǎo)排氣流249中的第二組微粒244朝向PM傳感器元件254,第二組微粒244隨后沉積在PM傳感器元件254中。同樣地,例如,與在第一轉(zhuǎn)向器234處被阻擋的第一組微粒242相比較,第二組微粒244在尺寸上可更小。

當(dāng)引入的排氣246的排氣流率比閾值高時(shí),那么可調(diào)節(jié)流量控制器238以減小進(jìn)口開口248,如圖2B的視圖250所示。同樣地,調(diào)節(jié)流量控制器238包括沿第二(例如,逆時(shí)針)方向朝向第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234移動(dòng)流量控制器238,從而減小進(jìn)口開口248。排氣流247通過(guò)受限制的進(jìn)口開口248(圖2B)進(jìn)入PM傳感器201。如關(guān)于圖2A所闡明的,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234在面朝PM傳感器201的進(jìn)口210的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的底部表面處捕集排氣流247中的第一組微粒。因?yàn)檫M(jìn)口開口開減小,所以進(jìn)入PM傳感器進(jìn)口開口248的排氣249的量減少。

第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234進(jìn)一步將排氣流249的一部分從進(jìn)口開口248引導(dǎo)到第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236和PM傳感器元件254中的一個(gè)或多個(gè)(見圖2A和圖2B)。排氣流249指的是由第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234引導(dǎo)朝向PM傳感器201的PM傳感器元件254的引入的排氣流246的一部分(以及排氣流247的一部分)。同樣地,流過(guò)圖2A中較大開口248的排氣流249可大于流過(guò)圖2B中受限制的開口248的排氣249。然而在視圖200和視圖250兩者中,第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234可引導(dǎo)第二組微粒244朝向PM傳感器元件254,第二組微粒244隨后沉積在PM傳感器元件254中。在比PM傳感器元件254的感測(cè)部分高的水平處定位的第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236進(jìn)一步引導(dǎo)第二組微粒244朝向PM傳感器元件254。第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236可進(jìn)一步在排氣流逸出PM傳感器201之前將其引導(dǎo)到感測(cè)元件254。同樣地,例如,與先前在第一轉(zhuǎn)向器234處被阻擋的第一組微粒242相比較,第二組微粒在尺寸上可更小。然而通過(guò)調(diào)節(jié)PM傳感器的進(jìn)口開口,可調(diào)節(jié)進(jìn)入PM傳感器的排氣的量以便微粒在PM傳感器元件254上沉積的速率保持恒定。當(dāng)?shù)诙M微粒244沉積在PM傳感器元件254上時(shí),特別是沉積在傳感器基底216上的電極220上時(shí),由測(cè)量裝置226在電路258中所測(cè)量的電阻下降??刂破?2可基于由測(cè)量裝置(例如,諸如圖2A和圖2B中的測(cè)量裝置226)所測(cè)量的電阻計(jì)算PM傳感器電極220上的碳煙負(fù)載。當(dāng)碳煙負(fù)載達(dá)到閾值負(fù)載時(shí),可再生PM傳感器電極220以清潔掉沉積在電極表面上的任何微粒。通過(guò)監(jiān)測(cè)沉積速率和/或PM傳感器的再生時(shí)間,診斷位于PM傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏是可能的。同樣地,第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236進(jìn)一步引導(dǎo)排氣流251的一部分通過(guò)PM傳感器201的出口214。因此,排氣流251可為經(jīng)由出口214離開PM傳感器電極的引入的排氣246的一部分。

圖2A和圖2B示出了具有各種組件相對(duì)定位的示例配置。如果被示出彼此直接聯(lián)接或直接聯(lián)接,那么此類元件至少在一個(gè)實(shí)例中可分別被稱為直接接觸或直接聯(lián)接。類似地,示出鄰接或鄰近彼此的元件至少在一個(gè)實(shí)例中可分別鄰接或鄰近彼此。舉例來(lái)說(shuō),組件彼此共面接觸布置可被稱為共面接觸。如另一個(gè)實(shí)例,其中其間僅有空間且無(wú)其它組件的彼此分開定位的元件在至少一個(gè)實(shí)例中可被稱為如此。

因此,響應(yīng)于排氣流通道中的排氣流的排氣流率比閾值低,可增加到定位在PM傳感器內(nèi)部的PM傳感器元件的排氣流,其中PM傳感器定位在排氣流通道中。響應(yīng)于排氣流率比閾值高,可進(jìn)一步減少到PM傳感器的排氣流。增加排氣流包括沿第一方向旋轉(zhuǎn)位于PM傳感器的進(jìn)口開口附近的流量控制器并且此外減少排氣流包括沿與第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)流率控制器。沿第一方向旋轉(zhuǎn)流量控制器進(jìn)一步包括移動(dòng)流率控制器遠(yuǎn)離定位在PM傳感器的進(jìn)口開口處或附近的第一流動(dòng)板或第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器,并且沿第二方向旋轉(zhuǎn)流量控制器進(jìn)一步包括朝向PM傳感器部件的第一流動(dòng)板移動(dòng)流率控制器。在一個(gè)實(shí)例中,流量控制器的旋轉(zhuǎn)可由控制器和馬達(dá)致動(dòng)器控制,馬達(dá)致動(dòng)器可被控制器致動(dòng)以旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到流量控制器的鉸鏈。在其它實(shí)例中,可被動(dòng)地發(fā)生流量控制器旋轉(zhuǎn)而無(wú)需任何來(lái)自控制器的信號(hào)。在本文,例如,由引入的排氣施加的壓力可旋轉(zhuǎn)經(jīng)由彈簧鉸鏈聯(lián)接到PM傳感器的流量控制器。PM傳感器可進(jìn)一步包括第二流動(dòng)板或第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器,第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器位于PM傳感器的出口附近,并且第二流動(dòng)板可與第一流動(dòng)板分開一定距離。第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的功能可包括在PM傳感器的進(jìn)口開口處捕集排氣流中的第一組微粒、以及將排氣流中的第二組微粒從進(jìn)口引導(dǎo)朝向定位在第二流動(dòng)板處或附近的PM傳感器元件以促進(jìn)第二組微粒沉積到PM傳感器元件上中的一個(gè)或多個(gè),第一組微粒比第二組微粒大。當(dāng)?shù)诙M微粒在PM傳感器元件上沉積的速率超過(guò)閾值速率時(shí),可指示位于PM傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏。在本文,第一流動(dòng)板進(jìn)一步將排氣流引導(dǎo)朝向第二流動(dòng)板并且其中第二流動(dòng)板進(jìn)一步使排氣流轉(zhuǎn)向朝向PM傳感器的出口。

控制器可執(zhí)行下面參考圖3所述的方法300以基于排氣流率調(diào)節(jié)PM傳感器進(jìn)口開口??刂破?諸如圖1和圖2A至圖2B中所示的控制器12)可基于存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令連同從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如以上參考圖1、圖2A和圖2B所述的傳感器)所接收的信號(hào)來(lái)執(zhí)行用于實(shí)施方法300的指令和本文所包括的其余方法。根據(jù)以下所述方法,控制器可采用發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3,描述了用于基于排氣流率調(diào)節(jié)PM傳感器(諸如圖1、圖2A和圖2B中的PM傳感器201)的進(jìn)口開口的方法300。具體地,當(dāng)微粒物質(zhì)傳感器上游的排氣流的排氣流率分別高于或低于閾值時(shí),可增大或減小通向定位在排氣流中的PM傳感器的進(jìn)口的開口量。

在302,方法300包括確定和/或估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)工況。所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)工況可包括例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣流率、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、排氣空燃比、排氣溫度、自DPF上一次再生以后過(guò)去的持續(xù)時(shí)間(或距離)、PM傳感器上的PM負(fù)載、升壓水平、環(huán)境條件(諸如氣壓和環(huán)境溫度)等等。

發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道可包括用于確定排氣流率的定位在DPF的上游和/或下游的一個(gè)或多個(gè)傳感器。例如,發(fā)動(dòng)機(jī)可包括用于排氣質(zhì)量流量測(cè)量并且確定在PM傳感器的進(jìn)口處的排氣流率的流量計(jì)。在一些實(shí)例中,可基于進(jìn)氣排氣流率來(lái)確定在PM傳感器的進(jìn)口處的引入的排氣流率。因此,在一些實(shí)例中,可基于替代發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器和/或工況,估計(jì)通過(guò)排氣通道的排氣流率,PM傳感器被安裝在該排氣通道中。

在304,方法包括確定排氣流率是否比閾值高。在一個(gè)實(shí)例中,閾值可為基于微粒在微粒物質(zhì)傳感器元件上沉積的期望速率的閾值速率。在其它實(shí)例中,閾值可基于到PM傳感器的再生閾值的時(shí)間。通常,當(dāng)引入的排氣流率高時(shí),到達(dá)PM傳感器的再生閾值的時(shí)間比當(dāng)排氣流率低時(shí)的小。

如果排氣流率比閾值低,那么方法300繼續(xù)進(jìn)行到306,在306中PM傳感器進(jìn)口的開口量增大。如以上參考圖2A至圖2B所討論的,PM傳感器可包括第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和定位在進(jìn)口處的流量控制器(諸如圖2A至圖2B所示的流量控制器238),其中流量控制器的端部遠(yuǎn)離第一流量轉(zhuǎn)向器定位從而在進(jìn)口處產(chǎn)生間隙。同樣地,在308,增大開口量包括通過(guò)沿第一方向遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器旋轉(zhuǎn)流量控制器來(lái)增大第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與流量控制器之間的間隙。沿第一方向旋轉(zhuǎn)流量控制器包括發(fā)送信號(hào)到馬達(dá)致動(dòng)器以沿第一方向旋轉(zhuǎn)將流量控制器聯(lián)接到保護(hù)管的鉸鏈達(dá)閾值量。在一個(gè)實(shí)例中,流量控制器可逆時(shí)針圍繞PM傳感器的中央軸線旋轉(zhuǎn)30°。例如,增大流量控制器與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間的間隙允許更多的排氣流到PM傳感器中,從而增加流到PM傳感器中的微粒的量,這轉(zhuǎn)而增加微粒在PM傳感器上沉積的速率。然而,如果排氣流率比閾值高,那么方法300繼續(xù)進(jìn)行到310,在310處進(jìn)口的開口量減小。同樣地,在312,減小開口量包括通過(guò)沿與第一方向相反的第二方向且遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器旋轉(zhuǎn)流量控制器來(lái)減小第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與流量控制器之間的間隙。沿第二方向旋轉(zhuǎn)流量控制器包括將信號(hào)發(fā)送到馬達(dá)致動(dòng)器以沿第二方向旋轉(zhuǎn)鉸鏈達(dá)閾值量,鉸鏈將流量控制器聯(lián)接到保護(hù)管。在一個(gè)實(shí)例中,流量控制器可逆時(shí)針圍繞PM傳感器的中央軸線旋轉(zhuǎn)30°。例如,減小流量控制器與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間的間隙限制排氣流到PM傳感器中,從而減小了微粒的量并且從而減小了微粒在PM傳感器上沉積的速率。

在一個(gè)實(shí)例中,通過(guò)旋轉(zhuǎn)流量控制器開口被增大(在306)或減小(在310)了閾值量,閾值量為進(jìn)一步基于排氣流率的固定量。例如,當(dāng)排氣流率超過(guò)閾值時(shí),那么流量控制器可沿第二方向旋轉(zhuǎn)30°(在312),然而,如果排氣比閾值低,則流率控制器可沿第一方向旋轉(zhuǎn)30°(在308)。在其它實(shí)例中,流率控制器可旋轉(zhuǎn)閾值量,其中閾值量是可變的并且進(jìn)一步基于排氣流率。例如,在312,如果排氣流率超過(guò)閾值一定量,那么隨著排氣流率超出閾值的量增大,開口量將減小更大的量。類似地,在308,如果排氣流率低于閾值一定量,那么隨著排氣流率低于閾值的量減小,開口的量將增加更大的量。所述另一種方式,開口的量可取決于排氣流率區(qū)別于閾值的量。

一旦基于排氣流率調(diào)節(jié)(或在306增加或在310減小)進(jìn)口開口,方法300繼續(xù)進(jìn)行到314。在314,在排氣流中行進(jìn)的微??苫诔叽缗c流到PM傳感器感測(cè)元件的排氣流分開。較大微粒和/或水滴可在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器(諸如圖2A至圖2B中所示的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234)處被捕集,例如,從而僅允許排氣中的較小微粒進(jìn)入(例如,穿過(guò))PM傳感器進(jìn)口開口。然后這些較小微??杀灰龑?dǎo)朝向如圖2A和圖2B中所述的PM傳感器元件,并且隨后沉積在PM傳感器元件(例如,圖2A至圖2B中所示的傳感器元件)上。

接下來(lái)在316,方法包括確定是否滿足PM傳感器再生條件。具體地,當(dāng)在PM傳感器元件上的PM負(fù)載比閾值大時(shí),或當(dāng)PM傳感器的電阻下降到閾值電阻時(shí),可認(rèn)為滿足PM傳感器再生條件,并且PM傳感器需要被再生以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)PM檢測(cè)。如果滿足PM傳感器再生條件,那么方法300繼續(xù)進(jìn)行到320,在320處可如圖4中的方法400所述再生PM傳感器。然而,如果當(dāng)在316進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)不滿足PM傳感器再生條件,那么方法300繼續(xù)進(jìn)行到318,在318處PM傳感器持續(xù)收集PM傳感器上的PM。同樣地,任何未沉積在PM傳感器上的PM都被經(jīng)由PM傳感器的出口引導(dǎo)出PM傳感器。

以上所述的方法300可由控制器實(shí)行以通過(guò)調(diào)節(jié)PM傳感器的進(jìn)口開口來(lái)維持PM傳感器沉積速率。在其它實(shí)施例中,其中PM傳感器包括將流量控制器聯(lián)接到PM傳感器的保護(hù)管的彈簧鉸鏈,可被動(dòng)地實(shí)現(xiàn)對(duì)PM傳感器進(jìn)口開口的調(diào)節(jié)而無(wú)需控制器的干涉。在本文,基于由引入的排氣施加的壓力,彈簧鉸鏈可旋轉(zhuǎn)流量控制器,并且從而控制在PM傳感器的進(jìn)口處的開口量。

因此,示例方法包括,響應(yīng)于微粒物質(zhì)傳感器上游的排氣流的排氣流率調(diào)節(jié)通向定位在排氣流中的微粒物質(zhì)傳感器的進(jìn)口的開口量。該調(diào)節(jié)包括當(dāng)排氣流率降到閾值速率以下時(shí)增大進(jìn)口的開口量并且進(jìn)一步包括當(dāng)排氣流率超過(guò)閾值速率時(shí)減小進(jìn)口的開口量。微粒物質(zhì)傳感器包括第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和定位在進(jìn)口處的流量控制器,其中流量控制器的端部遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器定位以在進(jìn)口處產(chǎn)生間隙。增大開口的量包括通過(guò)沿第一方向遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器旋轉(zhuǎn)流量控制器來(lái)增大第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與流量控制器之間的間隙,并且減小開口量包括通過(guò)使流量控制器沿與第一方向相反的第二方向朝向第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器旋轉(zhuǎn)來(lái)減小第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與流量控制器之間的間隙。微粒物質(zhì)傳感器進(jìn)一步包括鄰近微粒物質(zhì)傳感器的出口定位的第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器,第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器分開一定距離。第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器經(jīng)由第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器引導(dǎo)排氣通過(guò)微粒物質(zhì)傳感器并且朝向鄰近微粒物質(zhì)傳感器的出口定位的微粒物質(zhì)傳感器元件。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4,其示出了用于再生PM傳感器(例如,諸如圖1處所示的PM傳感器106)的方法400。具體地,當(dāng)PM傳感器上的碳煙負(fù)載比閾值大時(shí),或當(dāng)針對(duì)溫度調(diào)節(jié)的PM傳感器的電阻降到閾值電阻時(shí),可認(rèn)為滿足PM傳感器再生條件,并且可需要再生PM傳感器以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)PM檢測(cè)。在402處,可啟動(dòng)PM傳感器的再生并且在404處可通過(guò)加熱傳感器再生PM傳感器??赏ㄟ^(guò)致動(dòng)熱聯(lián)接到傳感器電極表面的加熱元件(諸如嵌入傳感器中的加熱元件)來(lái)加熱PM傳感器,直到已經(jīng)通過(guò)電極之間的碳粒子的氧化充分減小了傳感器的碳煙負(fù)載。PM傳感器再生通常通過(guò)使用定時(shí)器來(lái)控制并且在402處定時(shí)器可被設(shè)定閾值持續(xù)時(shí)間??蛇x擇地,可使用傳感器尖端的溫度測(cè)量值或通過(guò)控制加熱器的功率或這些方法中的任一或全部來(lái)控制傳感器再生。當(dāng)定時(shí)器被用于PM傳感器再生時(shí),那么方法400包括在406處檢驗(yàn)是否已經(jīng)過(guò)去了閾值持續(xù)時(shí)間。如果閾值持續(xù)時(shí)間沒有過(guò)去,那么方法400繼續(xù)進(jìn)行到408,在408處可繼續(xù)PM傳感器再生。如果閾值持續(xù)時(shí)間已經(jīng)過(guò)去,那么方法400繼續(xù)進(jìn)行到410,在410處可終止碳煙傳感器再生并且在412處可關(guān)掉電路。進(jìn)一步地,傳感器電極可被冷卻到例如排氣溫度。方法400繼續(xù)進(jìn)行到414,在414處測(cè)量碳煙傳感器的電極之間的電阻。根據(jù)所測(cè)量的電阻,可能地補(bǔ)償溫度,在416處可計(jì)算PM傳感器的PM或碳煙負(fù)載(例如,在PM傳感器的電極之間累積的PM或碳煙)并且方法繼續(xù)進(jìn)行到418。在418處,可將所計(jì)算的PM傳感器的碳煙負(fù)載與閾值Lower_Thr比較。閾值Lower_Thr可為比再生閾值低的閾值下限,例如,比再生閾值低指示充分清潔了碳煙微粒的電極。在一個(gè)實(shí)例中,閾值可為這樣的閾值,即低于該閾值再生可被終止。如果碳煙負(fù)載持續(xù)大于Lower_Thr,指示可需要進(jìn)一步的再生,則方法400繼續(xù)進(jìn)行到408,在408處可重復(fù)PM傳感器再生。然而,如果PM傳感器持續(xù)經(jīng)歷重復(fù)再生,則控制器可設(shè)定錯(cuò)誤代碼以指示PM傳感器可退化或碳煙傳感器中的加熱元件可退化。如果碳煙負(fù)載比閾值Lower_Thr低,指示電極表面為干凈的,則方法400繼續(xù)進(jìn)行到420,在420處可更新碳煙傳感器電阻和再生歷史并且可將碳煙傳感器電阻和再生歷史存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。例如,可更新PM傳感器再生的頻率和/或傳感器再生之間的平均持續(xù)時(shí)間。在422,然后控制器可使用各種模型以計(jì)算DPF過(guò)濾碳煙的百分比效率。這樣,PM傳感器可實(shí)行DPF的車載診斷。

圖5說(shuō)明了用于基于PM傳感器的再生時(shí)間診斷DPF功能的示例例程500。在502,其可由控制器通過(guò)校準(zhǔn)計(jì)算用于PM傳感器的再生的時(shí)間t(i)_regen,該時(shí)間為從PM傳感器先前再生的結(jié)束到PM傳感器當(dāng)前再生的開始所測(cè)量的時(shí)間。在504處,將t(i)_regen與t(i-1)_regen比較,t(i-1)_regen為先前校準(zhǔn)的PM傳感器的再生時(shí)間。由此,可推測(cè)碳煙傳感器可需要多次循環(huán)整個(gè)再生以便診斷DPF。如果t(i)_regen少于t(i-1)_regen值的一半,那么在508處指示DPF正泄漏,并且啟動(dòng)DPF退化信號(hào)。替代地或另外地,對(duì)于以上提及的過(guò)程,可使用其它參數(shù)(諸如排氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)速度/負(fù)載)等等診斷DPF。通過(guò)例如診斷代碼上的故障指示燈發(fā)起退化信號(hào)。

當(dāng)前再生時(shí)間少于先前再生時(shí)間的一半可指示電路達(dá)到R_regen閾值的時(shí)間更短,并且因此再生的頻率更高。PM傳感器中更高的再生頻率可指示流出的排氣由比用功能上正常的DPF實(shí)現(xiàn)的微粒物質(zhì)的量高的微粒物質(zhì)組成。因此,如果碳煙傳感器中再生時(shí)間的變化達(dá)到閾值t_regen,其中PM傳感器的當(dāng)前再生時(shí)間少于先前再生時(shí)間的一半,則例如經(jīng)由顯示到操作者和/或經(jīng)由設(shè)定存儲(chǔ)在永久存儲(chǔ)器中的標(biāo)志指示DPF退化或泄漏,該永久存儲(chǔ)器聯(lián)接到處理器,該標(biāo)志可被發(fā)送到聯(lián)接到處理器的診斷工具。如果碳煙傳感器中再生時(shí)間的變化沒有達(dá)到閾值t_regen,那么在506不指示DPF泄漏。這樣,可基于微粒在微粒物質(zhì)傳感器元件上沉積的速率來(lái)檢測(cè)定位在微粒物質(zhì)傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6,映射圖6示出了排氣流率、PM傳感器進(jìn)口開口與PM傳感器上的PM負(fù)載之間的示例關(guān)系。600中的第一曲線602示出了如通過(guò)定位在PM傳感器上游的流率傳感器所確定的排氣流率。第二曲線604示出了如通過(guò)旋轉(zhuǎn)如圖2A和圖2B所述的鄰近PM傳感器的進(jìn)口定位的流量控制器所確定的PM傳感器進(jìn)口開口。第三曲線606示出了PM傳感器上的PM負(fù)載。虛線612指示PM再生閾值,而虛線614指示Lower_Thr,Lower_Thr指示PM傳感器電極為干凈的,如圖4所述。虛線608和虛線610分別指示閾值排氣速率和閾值進(jìn)口開口。對(duì)于各個(gè)曲線,沿著x(水平)軸線描繪時(shí)間而沿著y(豎直)軸線描繪各個(gè)相應(yīng)參數(shù)的值。

在時(shí)間t0,PM傳感器相對(duì)干凈(曲線606),其中比Lower_Thr(線614)低的低PM負(fù)載指示PM傳感器最近已再生。排氣流率(曲線602)高于閾值排氣速率(線608)。當(dāng)排氣速率比閾值高時(shí),可通過(guò)將可移動(dòng)板(諸如圖2A和圖2B中的流量控制器238)調(diào)節(jié)到最終位置來(lái)調(diào)節(jié)PM傳感器進(jìn)口開口,該最終位置在第一(關(guān)閉)位置與第二(打開)位置之間。同樣地,與第二位置相比,最終位置可更靠近第一位置。在本文,可通過(guò)致動(dòng)馬達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)可移動(dòng)板,以使將可移動(dòng)板聯(lián)接到PM傳感器的鉸鏈沿第一方向(例如,逆時(shí)針)朝向鄰近PM傳感器的進(jìn)口的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器旋轉(zhuǎn)。將PM傳感器進(jìn)口開口調(diào)節(jié)到更靠近第一關(guān)閉方向的最終位置的技術(shù)效果為,減小了可移動(dòng)板與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間的間隙,從而減小了進(jìn)入PM傳感器并且隨后沉積在PM傳感器電極上的PM的量。這樣,PM傳感器沉積速率可被維持在期望的水平。在本文,線606的斜度指示PM在PM傳感器電極上沉積的速率。

在t0和t1之間,排氣流(曲線602)持續(xù)保持高于閾值排氣速率(線608)。因此,PM傳感器進(jìn)口開口維持更靠近第一關(guān)閉位置。在t0和t1之間的時(shí)間期間,PM傳感器持續(xù)以由線606所指示的恒定速率收集微粒。

在t1,PM傳感器上的PM負(fù)載達(dá)到再生閾值(虛線612)。在t1和t2之間的時(shí)間期間,可再生PM傳感器。響應(yīng)于PM水平數(shù)據(jù),控制器可具有將再生信號(hào)發(fā)送到再生電路的指令。例如,再生PM傳感器包括操作電路的再生部分達(dá)閾值時(shí)間和/或如圖4所述的閾值持續(xù)時(shí)間,以燃燒完沉積在PM傳感器的電極之間的PM。

在t2,PM傳感器為由低PM負(fù)載(曲線606)所指示的相對(duì)干凈的。然而,在時(shí)間t2排氣流率(曲線602)降到閾值速率(線608)以下。在t2和t3之間,當(dāng)排氣速率比閾值低時(shí),可通過(guò)將可移動(dòng)板(諸如圖2A和圖2B中的流量控制器238)調(diào)節(jié)到與第一位置相比更靠近第二位置的最終位置來(lái)調(diào)節(jié)PM傳感器進(jìn)口開口(曲線604)。在本文,可通過(guò)致動(dòng)馬達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)可移動(dòng)板,以使將可移動(dòng)板聯(lián)接到PM傳感器的鉸鏈沿第二方向(例如,順時(shí)針)遠(yuǎn)離鄰近PM傳感器的進(jìn)口的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器旋轉(zhuǎn)。將PM傳感器進(jìn)口開口調(diào)節(jié)到更靠近第二打開位置的最終位置的技術(shù)效果是,增大了可移動(dòng)板與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間的間隙,從而增大了進(jìn)入PM傳感器并且隨后沉積在PM傳感器電極上的PM的量。這樣,PM傳感器沉積速率可被維持在由線606的斜度所指示的期望的水平。同樣地,t2和t4之間的線606的斜度與t0和t1之間的線606的斜度相似。這樣,通過(guò)基于排氣流率調(diào)節(jié)進(jìn)口開口,PM傳感器加載可被維持在恒定的速率。

在t3和t4之間,排氣流率(曲線602)圍繞閾值速率(線608)升高。如早先所闡明的,通過(guò)將PM傳感器進(jìn)口開口調(diào)節(jié)到更靠近第一關(guān)閉位置的最終位置,PM傳感器加載被維持在期望的速率(線606的斜度)。以類似的方式,當(dāng)在t4和t5之間排氣流在閾值附近升高時(shí),PM傳感器進(jìn)口開口被調(diào)節(jié)到更靠近第二打開位置的最終位置。通過(guò)基于排氣流率主動(dòng)地調(diào)節(jié)進(jìn)口開口,PM傳感器加載可被維持在期望的水平。這樣,PM傳感器靈敏度可變得不依賴于排氣流率。

再者在t5,PM負(fù)載(曲線606)達(dá)到再生閾值(虛線612)。因此在t5和t6之間,PM傳感器被再生,如早先所闡明的。在t6,PM傳感器相對(duì)干凈。此外,隨著排氣流(曲線602)保持高于閾值(線608),PM傳感器進(jìn)口開口被調(diào)節(jié)到更靠近第二打開位置的最終位置。然而,不考慮主動(dòng)地調(diào)節(jié)PM傳感器進(jìn)口開口,PM傳感器上的PM負(fù)載(曲線606)急劇增大,這指示微粒在PM傳感器上沉積的速率比期望的沉積速率高,從而指示位于PM傳感器上游的DPF正在泄漏。因此,響應(yīng)于微粒在PM傳感器上沉積的當(dāng)前速率升高到微粒在PM傳感器上沉積的期望速率以上,可確定DPF泄漏并且可設(shè)定診斷代碼。例如,MIL可被設(shè)定指示DPF需要被替換。由于PM傳感器不依賴于排氣速率,因此可及時(shí)地檢測(cè)DPF泄漏,從而降低操作帶有泄漏的微粒過(guò)濾器的發(fā)動(dòng)機(jī)的可能性并且因此降低排氣中碳煙微粒排放。

這樣,通過(guò)基于排氣流率調(diào)節(jié)進(jìn)口開口,PM傳感器加載可被維持在恒定的速率并且PM傳感器靈敏度對(duì)排氣流率的依賴性可進(jìn)一步降低。因此,當(dāng)排氣流率降到閾值以下時(shí)增大PM傳感器進(jìn)口開口與當(dāng)排氣流率升高到閾值以上時(shí)減小開口的技術(shù)效果為,微粒在PM傳感器電極上沉積的速率保持接近常數(shù)。PM傳感器靈敏度不依賴于引入的排氣流率,從而測(cè)量離開DPF的PM更準(zhǔn)確和可靠。因此,可更高效和有效地監(jiān)測(cè)DPF的任何泄漏或退化。

以上所述的系統(tǒng)和方法也提供了用于在排氣系統(tǒng)中微粒物質(zhì)感測(cè)的方法,該方法包括,響應(yīng)于微粒物質(zhì)傳感器上游的排氣流的排氣流率,調(diào)節(jié)通向定位在排氣流中的微粒物質(zhì)傳感器的進(jìn)口的開口量。在方法的第一實(shí)例中,方法可另外地或替代地包括,其中所述調(diào)節(jié)包括,當(dāng)排氣流率降到閾值速率以下時(shí),增大進(jìn)口的開口量,并且進(jìn)一步包括當(dāng)排氣流率超過(guò)閾值速率時(shí),減小進(jìn)口的開口量。方法的第二實(shí)例任選地包括第一實(shí)例,并且進(jìn)一步包括其中微粒物質(zhì)傳感器包括第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和定位在進(jìn)口處的流量控制器,其中流量控制器的端部遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器定位以在進(jìn)口處產(chǎn)生間隙。方法的第三實(shí)例任選地包括第一實(shí)例和第二實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步包括其中增大開口量包括通過(guò)使流量控制器沿第一方向遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器旋轉(zhuǎn)來(lái)增大第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與流量控制器之間的間隙。方法的第四實(shí)例任選地包括第一實(shí)例至第三實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步包括其中減小開口量包括通過(guò)使流量控制器沿與第一方向相反的第二方向朝向第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器旋轉(zhuǎn)來(lái)減小第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與流量控制器之間的間隙。方法的第五實(shí)例任選地包括第一實(shí)例至第四實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步包括其中微粒物質(zhì)傳感器進(jìn)一步包括鄰近微粒物質(zhì)傳感器的出口定位的第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器,第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器分開一定距離。方法的第六實(shí)例任選地包括第一實(shí)例至第五實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步包括,經(jīng)由第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器,引導(dǎo)排氣通過(guò)微粒物質(zhì)傳感器并且朝向鄰近微粒物質(zhì)傳感器的出口定位的微粒物質(zhì)傳感器元件。方法的第七實(shí)例任選地包括第一實(shí)例至第六實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步包括檢測(cè)定位在微粒物質(zhì)傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏并且基于微粒在微粒物質(zhì)傳感器元件上沉積的速率指示微粒過(guò)濾器的退化。方法的第八實(shí)例任選地包括第一實(shí)例至第七實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步其中閾值速率基于微粒在微粒物質(zhì)傳感器元件上沉積的期望速率。

以上所述系統(tǒng)和方法也提供了在微粒物質(zhì)傳感器系統(tǒng)中進(jìn)行微粒物質(zhì)感測(cè)的方法,該方法包括響應(yīng)于排氣流通道中的排氣流的排氣流率比閾值低,增大到定位在PM傳感器內(nèi)部的PM傳感器元件的排氣流,以及響應(yīng)于排氣流率比閾值高,減小到PM傳感器元件的排氣流,其中PM傳感器定位在排氣流通道中。在方法的第一實(shí)例中,方法可另外地或替代地包括,其中增大排氣流包括沿第一方向旋轉(zhuǎn)位于鄰近PM傳感器的進(jìn)口開口的流率控制器,以及其中減少排氣流包括沿與第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)流率控制器。方法的第二實(shí)例任選地包括第一實(shí)例,并且進(jìn)一步包括其中沿第一方向旋轉(zhuǎn)流量控制器進(jìn)一步包括移動(dòng)流率控制器遠(yuǎn)離定位在PM傳感器的進(jìn)口開口處或附近的第一流動(dòng)板,以及其中沿第二方向旋轉(zhuǎn)流量控制器進(jìn)一步包括朝向PM傳感器部件的第一流動(dòng)板移動(dòng)流率控制器。方法的第三實(shí)例任選地包括第一實(shí)例和第二實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步包括其中PM傳感器進(jìn)一步包含位于PM傳感器的出口附近的第二流動(dòng)板,并且其中第二流動(dòng)板與第一流動(dòng)板分開一定距離。方法的第四實(shí)例任選地包括第一實(shí)例至第三實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步包括在PM傳感器的進(jìn)口開口處捕集排氣流中的第一組微粒,以及將排氣流中的第二組微粒從進(jìn)口引導(dǎo)朝向定位在第二流動(dòng)板處或附近的PM傳感器元件,以促進(jìn)第二組微粒沉積到PM傳感器元件上,第一組微粒比第二組微粒大。方法的第五實(shí)例任選地包括第一實(shí)例至第四實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步包括當(dāng)?shù)诙M微粒在PM傳感器元件上沉積的速率超過(guò)閾值速率時(shí),指示位于PM傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏。方法的第六實(shí)例任選地包括第一實(shí)例至第三實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步包括其中第一流動(dòng)板進(jìn)一步將排氣流引導(dǎo)朝向第二流動(dòng)板并且其中第二流動(dòng)板進(jìn)一步使排氣流轉(zhuǎn)向朝向PM傳感器的出口。

以上所述系統(tǒng)和方法也提供了微粒物質(zhì)傳感器,該微粒物質(zhì)傳感器包括鄰近PM傳感器的進(jìn)口的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器、鄰近PM傳感器的出口的第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器、PM傳感器元件以及定位在PM傳感器的進(jìn)口處或附近的可移動(dòng)板,第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器分開一定距離,其中PM傳感器元件的至少一部分定位在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間,可移動(dòng)板適于調(diào)節(jié)進(jìn)口的進(jìn)口開口。在微粒物質(zhì)傳感器的第一實(shí)例中,傳感器可另外地或替代地包括帶有存儲(chǔ)在永久存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)可讀指令的控制器,該指令用于基于PM傳感器上游的排氣的排氣流率將可移動(dòng)板調(diào)節(jié)成最終位置,最終位置處于第一位置和第二位置或者在第一位置與第二位置之間,第一位置具有較小的進(jìn)口開口量,第二位置具有較大的進(jìn)口開口量。微粒物質(zhì)傳感器的第二實(shí)例任選地包括第一實(shí)例并且進(jìn)一步其中將可移動(dòng)板調(diào)節(jié)成最終位置包括隨著排氣流率增加調(diào)節(jié)可移動(dòng)板與第二位置相比更靠近第一位置,并且進(jìn)一步包括隨著排氣流率降低調(diào)節(jié)流量控制器與第一位置相比更靠近第二位置。微粒物質(zhì)傳感器的第三實(shí)例任選地包括第一實(shí)例和第二實(shí)例中的一個(gè)或多個(gè),并且進(jìn)一步包括用于當(dāng)微粒在PM傳感器上沉積的當(dāng)前速率超過(guò)微粒在PM傳感器上沉積的期望速率時(shí)指示位于PM傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏。

應(yīng)注意,本文所包括的實(shí)例控制和估計(jì)例程可與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文所包括的控制方法和例程可作為可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在永久存儲(chǔ)器中并且可由控制系統(tǒng)實(shí)施,控制系統(tǒng)包括控制器與各種傳感器、致動(dòng)器和其它發(fā)動(dòng)機(jī)硬件的結(jié)合。本文所述具體例程可表示任意數(shù)量處理策略諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等等中的一種或多種。同樣地,所說(shuō)明的各種動(dòng)作、操作和/或功能可以以所說(shuō)明的順序、平行地或在一些情況下省略地實(shí)行。同樣地,處理的次序不是實(shí)現(xiàn)本文所述示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需要求的,而是為了說(shuō)明和描述的便利而提供。根據(jù)所使用的特定策略,可重復(fù)地實(shí)行所說(shuō)明的動(dòng)作、操作和/或功能中的一個(gè)或多個(gè)。進(jìn)一步,所述動(dòng)作、操作和/或功能可用圖形表示被編程到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的永久存儲(chǔ)器中的代碼,其中所述動(dòng)作可通過(guò)執(zhí)行系統(tǒng)中的指令來(lái)實(shí)現(xiàn),該系統(tǒng)包括與電子控制器結(jié)合的各種發(fā)動(dòng)機(jī)硬件組件。

應(yīng)當(dāng)理解,本文所公開的配置和例程在本質(zhì)上為示例性的,并且這些具體實(shí)施例不應(yīng)視為具有限制意義,因?yàn)樵S多變化都是可能的。例如,以上技術(shù)可被應(yīng)用到V-6、I-4、I-6、V-12、對(duì)置4缸和其它發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開的主題包括本文所公開的各種系統(tǒng)和配置以及其它特征、功能和/或特性的所有新穎的和非顯而易見的組合及子組合。

下列權(quán)利要求特別指出被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的某些組合及子組合。這些權(quán)利要求可提到“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等價(jià)體。此類權(quán)利要求應(yīng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)此類元件的合并,既不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)此類元件??赏ㄟ^(guò)本申請(qǐng)權(quán)利要求的修改或通過(guò)在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中提出新的權(quán)利要求來(lái)要求保護(hù)所公開的特征、功能、元件和/或特性的其它組合及子組合。此類權(quán)利要求,無(wú)論在范圍上與原始權(quán)利要求相比更寬、更窄、相等或不同,也被認(rèn)為包括在本公開的主題內(nèi)。

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