相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)是于2015年8月25日提交的標(biāo)題為“methodandsystemforexhaustparticulatemattersensing(用于排氣微粒物質(zhì)感測(cè)的方法和系統(tǒng))”的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?4/835,270的部分繼續(xù)申請(qǐng)，為了所有目的，其整個(gè)內(nèi)容以引用方式被并入本文。

本發(fā)明大體涉及排氣流中的電阻型微粒物質(zhì)(pm)傳感器的設(shè)計(jì)和使用。

背景技術(shù)：

柴油燃燒排氣是規(guī)定的排放。柴油微粒物質(zhì)(pm)是柴油排氣的微粒成分，其包括柴油碳煙和諸如灰燼微粒、金屬腐蝕顆粒、硫酸鹽和硅酸鹽的浮粒。當(dāng)被釋放到大氣內(nèi)時(shí)，pm能夠呈以個(gè)體顆?；蜴溇奂锏男问?，其中大部分在100納米的不可見(jiàn)亞微米范圍內(nèi)。各種技術(shù)已經(jīng)被研發(fā)用于在排氣被釋放到大氣之前識(shí)別并過(guò)濾出排氣pm。

作為一示例，碳煙傳感器(也被稱為pm傳感器)可以被用于具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛中。pm傳感器可以位于柴油微粒過(guò)濾器(dpf)的上游和/或下游，并且可以被用來(lái)感測(cè)過(guò)濾器的pm負(fù)荷并診斷dpf的運(yùn)轉(zhuǎn)。通常，pm傳感器可以基于被放置在傳感器的平坦基板表面上的一對(duì)電極之間的測(cè)得的導(dǎo)電率(或電阻率)的變化與被沉積在測(cè)量電極之間的pm量之間的關(guān)系感測(cè)微粒物質(zhì)或碳煙負(fù)荷。具體地，測(cè)得的導(dǎo)電率提供碳煙積聚的測(cè)量。因此，pm傳感器測(cè)量排氣中的pm的靈敏性可以依賴于排氣流率，其中增加的排氣流率導(dǎo)致增加的pm傳感器靈敏性，而降低的排氣流率導(dǎo)致降低的pm傳感器靈敏性。由于對(duì)排氣流率的這種增加的依賴，捕獲離開(kāi)dpf的pm的pm傳感器不能真實(shí)地反映dpf過(guò)濾能力。此外，pm傳感器會(huì)易于受存在于排氣中的水滴和/或大微粒的沖擊的污染，因此影響pm傳感器靈敏性并且導(dǎo)致pm傳感器的輸出的誤差。

nelson在us8225648b2中示出了一種示例pm傳感器設(shè)計(jì)。在其中，pm傳感器包括流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和被設(shè)置在pm傳感器元件周圍以過(guò)濾出沖擊pm傳感器元件的更大微粒的屏障。所述屏障因此用來(lái)阻止排氣流中的更大微粒沖擊pm傳感器元件，由此減少由于沉積在pm傳感器元件上的大微粒導(dǎo)致的pm傳感器靈敏性波動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種方案的潛在問(wèn)題。作為一個(gè)示例，pm傳感器靈敏性可以繼續(xù)依賴于進(jìn)來(lái)的排氣流率。在一個(gè)示例中，上述問(wèn)題可以通過(guò)一種方法來(lái)部分地解決，所述方法用于響應(yīng)于微粒物質(zhì)傳感器上游的排氣流的排氣流率而調(diào)整到被設(shè)置在所述排氣流中的微粒物質(zhì)傳感器的進(jìn)口的打開(kāi)量，所述微粒物質(zhì)傳感器元件被取向?yàn)槠渲鞅砻嫫叫杏谂艢饬鞯姆较?。以此方式，微粒物質(zhì)傳感器的靈敏性可以變得不依賴于排氣流率，并且pm傳感器輸出可以開(kāi)始更準(zhǔn)確地且更可靠地測(cè)量dpf過(guò)濾能力。

作為一個(gè)示例，當(dāng)排氣流率降至閾值之下時(shí)，pm傳感器的進(jìn)口的打開(kāi)量可以被增加，以允許更多排氣進(jìn)入pm傳感器以便隨后沉積在被設(shè)置在pm傳感器內(nèi)部的pm傳感器元件上。當(dāng)排氣流率升高至閾值之上時(shí)，進(jìn)口打開(kāi)量可以被減小以減少進(jìn)入pm傳感器的排氣。在本文中，進(jìn)口打開(kāi)量的增加和減小可以通過(guò)調(diào)整(例如，旋轉(zhuǎn))被設(shè)置在進(jìn)口處的可移動(dòng)流動(dòng)控制器來(lái)調(diào)節(jié)。以此方式，排氣量并且由此被沉積在被設(shè)置在pm傳感器的出口附近的pm傳感器元件上的微粒量可以變得不依賴于進(jìn)來(lái)的排氣流率，由此更準(zhǔn)確地且更可靠地測(cè)量離開(kāi)dpf的pm。另外，更大微粒和/或水滴可以被第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器捕集。pm傳感器元件可以被設(shè)置為平行于第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器，其中窄通道位于pm傳感器元件與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間。因此，可以保護(hù)pm傳感器元件免受水滴和更大微粒的沖擊，同時(shí)吸引更小微粒以積聚到包含電極的pm傳感器元件的主表面中的一個(gè)上?？偟膩?lái)說(shuō)，傳感器的這些特性可以引起pm傳感器的輸出更準(zhǔn)確，由此增加估計(jì)微粒過(guò)濾器上的微粒負(fù)荷的準(zhǔn)確性。

應(yīng)當(dāng)理解，提供以上發(fā)明內(nèi)容是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹在具體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述的一些概念。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍被隨附權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開(kāi)的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

附圖說(shuō)明

圖1示出了發(fā)動(dòng)機(jī)和被設(shè)置在排氣流中的相關(guān)聯(lián)的微粒物質(zhì)(pm)傳感器的示意圖。

圖2a-圖2b示出pm傳感器的放大視圖，其中進(jìn)口開(kāi)口基于排氣流率而被增加或被降低。

圖2c示出了在圖2a和圖2b中描繪的pm傳感器的另一實(shí)施例。

圖2d示出了具有指狀電極的pm傳感器元件的放大視圖。

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

圖4示出了描繪用于執(zhí)行pm傳感器的再生的方法的流程圖。

圖5示出了描繪用于診斷被設(shè)置在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示出了基于排氣流率的pm傳感器的進(jìn)口開(kāi)口與pm傳感器負(fù)荷之間的示例關(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)(諸如在圖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)。被放置在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的排氣通道中的pm傳感器可以包括被設(shè)置在pm傳感器的進(jìn)口附近的流動(dòng)控制器和第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器。pm傳感器的進(jìn)口開(kāi)口可以基于排氣流率通過(guò)如在圖2a和圖2b中示出的旋轉(zhuǎn)pm傳感器的流動(dòng)控制器來(lái)調(diào)整。pm傳感器包含pm傳感器元件，所述pm傳感器元件可以沿多個(gè)方向被取向。在圖2a和圖2b的實(shí)施例中示出了第一方向。在圖2c的實(shí)施例中示出了第二方向。在圖2d中示出了具有示例指狀電極的pm傳感器的頂視圖?？刂破骺梢员慌渲脼閳?zhí)行控制程序(諸如圖3的程序)，以基于排氣流率調(diào)整pm傳感器的進(jìn)口開(kāi)口的打開(kāi)量。此外，控制器可以間歇地清潔pm傳感器(如在圖4處呈現(xiàn)的方法中示出的)，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的pm檢測(cè)并且基于pm傳感器的輸出對(duì)被設(shè)置在pm傳感器上游的微粒過(guò)濾器執(zhí)行診斷(如在圖5處呈現(xiàn)的方法中示出的)。參照?qǐng)D6描繪了基于排氣流率的pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口與pm傳感器負(fù)荷之間的示例關(guān)系。以此方式，通過(guò)基于排氣流率調(diào)整進(jìn)口開(kāi)口，pm傳感器靈敏性可以變得不依賴于進(jìn)來(lái)的排氣流率。另外，更大微粒和/或水滴可以被第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器捕集。因此，可以保護(hù)pm傳感器元件不受水滴和更大微粒的沖擊。總的來(lái)說(shuō)，pm傳感器估計(jì)dpf的過(guò)濾能力(并且由此檢測(cè)dpf泄漏)的功能可以被改善，并且排氣排放合規(guī)性可以被改善，因?yàn)榕艢庵械膒m可以被更準(zhǔn)確地且更可靠地檢測(cè)。

圖1示出了車輛系統(tǒng)6的示意描繪。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可以包括具有多個(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包括節(jié)氣門(mén)62，所述節(jié)氣門(mén)62經(jīng)由進(jìn)氣通道42被流體地耦接至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管44。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置25包括排氣歧管48，所述排氣歧管48最終通向?qū)⑴艢馑椭链髿獾呐艢馔ǖ?5。節(jié)氣門(mén)62可以在升壓裝置(諸如渦輪增壓器(未示出))的下游且在后冷卻器(未示出)的上游位于進(jìn)氣通道42中。當(dāng)被包括時(shí)，后冷卻器可以被配置為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可以包括一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置70，所述一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置70可以以緊密耦接定位的方式被安裝在排氣裝置中。一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置可以包括三元催化劑、稀nox過(guò)濾器、scr催化劑等。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置25還可以包括柴油微粒過(guò)濾器(dpf)102，所述柴油微粒過(guò)濾器(dpf)102從進(jìn)入的氣體中臨時(shí)過(guò)濾出pm且被設(shè)置在排放控制裝置70的上游。在一個(gè)示例中，如所描繪的，dpf102是柴油微粒物質(zhì)保持系統(tǒng)。dpf102可以具有由例如堇青石或碳化硅構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部具有多個(gè)通道用于從柴油排氣中過(guò)濾出微粒物質(zhì)。在經(jīng)過(guò)dpf102后已經(jīng)過(guò)濾出pm的尾管排氣可以在pm傳感器106中被測(cè)量，并在排放控制裝置70中被進(jìn)一步處理，并且經(jīng)由排氣通道35被排放到大氣。在所描繪的示例中，pm傳感器106是基于在pm傳感器的電極兩端測(cè)量的導(dǎo)電率的改變而估計(jì)dpf102的過(guò)濾效率的電阻式傳感器。在圖2處示出了pm傳感器106的示意圖200，這將在下面進(jìn)一步詳細(xì)地進(jìn)行描述。

車輛系統(tǒng)6可以進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)14?？刂葡到y(tǒng)14被示為從多個(gè)傳感器16(在本文中描述的傳感器的各種示例)接收信息，并向多個(gè)致動(dòng)器81(在本文中描述的致動(dòng)器的各種示例)發(fā)送控制信號(hào)。作為一個(gè)示例，傳感器16可以包括被配置為測(cè)量通過(guò)排氣通道35的排氣的流率的排氣流率傳感器126、排氣傳感器(位于排氣歧管48中)、溫度傳感器128、壓力傳感器129(位于排放控制裝置70的下游)和pm傳感器106。諸如額外的壓力、溫度、空燃比、排氣流率和成分傳感器的其他傳感器可以被耦接到車輛系統(tǒng)6中的各個(gè)位置。作為另一示例，致動(dòng)器可以包括燃料噴射器66、節(jié)氣門(mén)62、控制過(guò)濾器再生的dpf閥(未示出)、控制pm傳感器打開(kāi)(例如，pm傳感器的進(jìn)口中的閥或板的控制器打開(kāi))的馬達(dá)致動(dòng)器等?？刂葡到y(tǒng)14可以包括控制器12?？刂破?2可以被配置為具有存儲(chǔ)在非臨時(shí)性存儲(chǔ)上的計(jì)算機(jī)可讀指令?？刂破?2從圖1的各種傳感器接收信號(hào)，處理信號(hào)，并采用圖1的各種致動(dòng)器來(lái)基于接收的信號(hào)和存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。示例程序在本文中參照?qǐng)D3-圖5進(jìn)行描述。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2a-圖2b，示出了微粒物質(zhì)(pm)傳感器201(諸如圖1的pm傳感器106)的第一實(shí)施例的示意圖。圖2a示出了流動(dòng)控制器238在第一配置中的pm傳感器201的第一示意圖200，并且圖2b示出了流動(dòng)控制器238在第二配置中的pm傳感器201的第二示意圖260。pm傳感器201可以被配置為測(cè)量排氣中的pm質(zhì)量和/或濃度，并且因此，可以在柴油微粒過(guò)濾器(諸如在圖1中示出的dpf102)的上游或下游被耦接至排氣通道(例如，在圖1中示出的排氣通道35)。

如在圖2a-2b中示出的，pm傳感器106被設(shè)置在排氣通道235內(nèi)部，其中排氣從柴油微粒過(guò)濾器的下游流向排氣尾管，如通過(guò)箭頭246指示的。pm傳感器106包括保護(hù)管250，所述保護(hù)管250可以用來(lái)保護(hù)被容納在內(nèi)的pm傳感器201的pm傳感器元件254，并且可以額外地用來(lái)使pm傳感器元件254上面的排氣流轉(zhuǎn)向，如在下面解釋的。

pm傳感器元件254包括形成“梳子”結(jié)構(gòu)的一對(duì)平坦指狀電極220。這些電極通?？梢杂芍T如鉑、金、鋨、銠、銥、釕、鋁、鈦、鋯等的金屬、以及包含前述金屬中的至少一種的氧化物、水泥、合金、和組合制造。電極220被形成在基板216上，所述基板216通常由高度電絕緣材料制造。可能的電絕緣材料可以包括諸如氧化鋁、氧化鋯、氧化釔、氧化鑭、二氧化硅的氧化物、以及包含前述氧化物中的至少一種的組合、或能夠阻止電性連通并且提供該對(duì)指狀電極的物理保護(hù)的任何類似材料。兩個(gè)電極的梳子“尖齒”之間的間距通?？梢栽趶?0微米到100微米的范圍內(nèi)，其中每個(gè)單獨(dú)的“尖齒”的線寬為大約相同值，但后者不是必要的。如在圖2a-圖2b中示出的，指狀電極220沿著基板216的一部分延伸并且覆蓋基板216的一部分。

該對(duì)指狀電極220的正電極利用連接線224被連接至電路258的電壓源228的正端子。該對(duì)指狀電極220的負(fù)電極經(jīng)由連接線222被連接至測(cè)量裝置226，并且被進(jìn)一步連接至電路258的電壓源228的負(fù)端子。相互連接線222和224、電壓源228以及測(cè)量裝置226是電路258的一部分，并且被容納在排氣通道35外部(作為一個(gè)示例，<1米遠(yuǎn))。另外，電路258的電壓源228和測(cè)量裝置可以由控制器(諸如圖1的控制器12)控制，使得被收集在pm傳感器處的微粒物質(zhì)可以被用于例如診斷dpf中的泄漏。因此，測(cè)量裝置226可以是能夠讀取電極兩端的電阻變化的任何裝置，諸如電壓表。隨著pm或碳煙顆粒被沉積在電極220之間，電極對(duì)之間的電阻會(huì)開(kāi)始減小，這通過(guò)由測(cè)量裝置226測(cè)得的電壓的降低來(lái)指示?？刂破?2可以能夠根據(jù)由測(cè)量裝置226測(cè)得的電壓確定電極220之間的電阻，并且推測(cè)pm傳感器201的平坦電極220上的對(duì)應(yīng)的pm或碳煙負(fù)荷。通過(guò)監(jiān)測(cè)pm傳感器201上的負(fù)荷，dpf下游的排氣碳煙負(fù)荷可以被確定，并且由此被用來(lái)診斷并監(jiān)測(cè)dpf的健康狀況和功能。

pm傳感器元件254還包括被集成在傳感器基板216內(nèi)的加熱元件218。在替代實(shí)施例中，pm傳感器元件254可以不包括加熱元件218。加熱元件218可以包含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材料可以包括鉑、金、鈀等；以及包含具有鉑/氧化鋁、鉑/鈀、鉑和鈀的前述材料中的至少一種的合金、氧化物、和組合。加熱元件218可以被用于使pm傳感器元件254再生。具體地，在當(dāng)pm傳感器元件254的微粒物質(zhì)負(fù)荷或碳煙負(fù)荷高于閾值時(shí)的狀況下，加熱元件218可以被運(yùn)轉(zhuǎn)為從傳感器的表面燒掉積聚的碳煙微粒。在pm傳感器再生期間，控制器12可以為被需要用于使加熱元件218運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓源230提供電壓。此外，控制器可以閉合開(kāi)關(guān)232達(dá)閾值時(shí)間以經(jīng)由電壓源230將電壓應(yīng)用于加熱元件218，以便升高加熱元件218的溫度。隨后，當(dāng)傳感器電極足夠清潔時(shí)，控制器可以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)232以停止對(duì)加熱元件218加熱。通過(guò)間歇地使pm傳感器201再生，它可以被返回到更適于收集排氣碳煙的狀況(例如，未負(fù)載或僅部分負(fù)載的狀況)。此外，關(guān)于排氣碳煙水平的準(zhǔn)確信息可以根據(jù)傳感器再生來(lái)推測(cè)，并且該信息可以被控制器用于診斷微粒過(guò)濾器中的泄漏。pm傳感器的靈敏性會(huì)受被沉積在pm傳感器元件254上的大微粒和/或水滴影響。此外，pm傳感器元件254的靈敏性可以進(jìn)一步取決于排氣流率。更高的靈敏性通常在更高的排氣流下觀察到，而更低的靈敏性通常在更低的排氣流下發(fā)生。過(guò)濾出更大微粒和水滴并且通過(guò)利用用于保護(hù)管250的設(shè)計(jì)來(lái)獲得不依賴流動(dòng)的pm傳感器可以是可能的，如在下面描述的。

保護(hù)管250可以是具有上游管壁208(例如，面向上游的壁)、下游管壁206(例如，面向下游的壁)和頂部表面212的中空?qǐng)A柱形管。當(dāng)被設(shè)置在排氣通道(諸如在圖1中示出的排氣通道235)中時(shí)，其中dpf被設(shè)置在pm傳感器的上游，上游管壁208可以比下游管壁206更靠近dpf。另外，流過(guò)排氣通道135的排氣可以首先接觸pm傳感器的上游管壁208。頂部表面212可以進(jìn)一步包括嵌入部分252，pm傳感器元件254及其伴隨的電連接件可以通過(guò)所述嵌入部分252被插入到保護(hù)管250內(nèi)，并且進(jìn)一步被密封以保護(hù)被容納在pm傳感器201內(nèi)的pm傳感器元件254。保護(hù)管250可以經(jīng)由傳感器凸起202和204被安裝到排氣通道35上，使得保護(hù)管250的中心軸線是沿著y-軸，并且還使得保護(hù)管250的中心軸線垂直于排氣通道35和通過(guò)排氣通道的排氣流。如在圖2a-圖2b中示出的，保護(hù)管250延伸到排氣通道35的一部分內(nèi)。保護(hù)管延伸到排氣通道內(nèi)的深度可以取決于排氣管直徑。在一些示例中，保護(hù)管可以延伸達(dá)排氣管直徑的大約三分之一到三分之二。保護(hù)管250的底部可以以一角度(虛線210)被切割，從而形成將排氣流引入到pm傳感器201內(nèi)的傾斜進(jìn)口。在本文中，pm傳感器201的傾斜底部部分(210)可以通過(guò)以對(duì)角線(例如如在圖2a中示出的關(guān)于水平x-軸的30°或45°角)切割保護(hù)管250而被形成。因此，上游管壁208的長(zhǎng)度小于下游管壁206的長(zhǎng)度。因此，保護(hù)管250的傾斜底部部分210充當(dāng)pm傳感器201的進(jìn)口，并且此后被稱為進(jìn)口210。pm傳感器201還包括被設(shè)置為遠(yuǎn)離pm傳感器201的進(jìn)口一距離的出口214。出口214可以是沿著保護(hù)管250的后壁和前壁(未示出)中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)置的單個(gè)孔或多個(gè)孔。因此，保護(hù)管250的前壁和后表面可以是中空?qǐng)A柱形保護(hù)管250的不同于上游管壁208和下游管壁206的表面。雖然出口214在圖2a中被示為橢圓形孔，但是在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，也可以使用出口214的其他形狀和尺寸。

保護(hù)管250進(jìn)一步包括被安裝到中空?qǐng)A柱形保護(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可以由圓形板的多個(gè)部分制作，并且相對(duì)于保護(hù)管250的中心軸線被設(shè)置在保護(hù)管250的內(nèi)部的相對(duì)側(cè)上。例如，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234可以被安裝在對(duì)應(yīng)于保護(hù)管250的下游管壁206的保護(hù)管的內(nèi)表面上，而第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236可以被安裝在對(duì)應(yīng)于保護(hù)管250的上游管壁208的保護(hù)管的內(nèi)表面上。在本文中，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234被設(shè)置在pm傳感器201的進(jìn)口210附近，而第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器被設(shè)置在pm傳感器201的出口214附近。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，而第二流動(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)可以被插入到保護(hù)管250內(nèi)，使得傳感器元件254的感測(cè)部分比第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器更靠近第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器。此外，pm傳感器元件254比進(jìn)口210更靠近出口214。

第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的一端可以被附接到保護(hù)管250的上游管壁208的內(nèi)表面，而第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的相對(duì)端可以不被附接到保護(hù)管250的壁。例如，第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的相對(duì)的未附接端與保護(hù)管250的內(nèi)壁間隔開(kāi)，并且不與保護(hù)管250的內(nèi)壁接觸。在本文中，第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端可以比進(jìn)口210更靠近pm傳感器201的出口214，并且被設(shè)置為遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端一距離。此外，pm傳感器元件254的感測(cè)部分可以更靠近第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端，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)表面中的每一個(gè)分開(kāi)。此外，pm傳感器元件254的感測(cè)部分可以與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端分開(kāi)一距離，由此在第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的未附接端與pm傳感器元件254的感測(cè)部分之間形成間隙。因此，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)部分均比第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234更靠近彼此，并且例如也比pm傳感器201的進(jìn)口210更靠近出口214。第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236延伸穿過(guò)保護(hù)管250的一部分，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(kāi)。

類似地，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的一端可以被附接到保護(hù)管250的下游管壁206的內(nèi)表面，而第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的相對(duì)端可以不被附接到保護(hù)管250的壁。例如，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的相對(duì)的未附接端與保護(hù)管250的內(nèi)壁間隔開(kāi)，并且不與保護(hù)管250的內(nèi)壁接觸。在本文中，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端可以比出口214更靠近pm傳感器201的進(jìn)口210，并且被設(shè)置為遠(yuǎn)離第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端一距離。在一些實(shí)施例中，被確定為流動(dòng)轉(zhuǎn)向器沿著x-軸延伸到保護(hù)管250內(nèi)部的中空空間內(nèi)的距離的流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234和236的長(zhǎng)度可以相等。在其他實(shí)施例中，流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234和236的長(zhǎng)度可以不相等，其中流動(dòng)轉(zhuǎn)向器中的一個(gè)(第一/第二)可以比另一個(gè)流動(dòng)轉(zhuǎn)向器(第二/第一)延伸到保護(hù)管的中空空間內(nèi)更長(zhǎng)。

另外，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234和第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236中的每一個(gè)的未附接端形成用于排氣流經(jīng)過(guò)的開(kāi)口。如在圖2a-圖2b中示出的，被形成在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端之間的第一開(kāi)口和被形成在第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的未附接端之間的第二開(kāi)口相對(duì)于中心軸線是在保護(hù)管250的相對(duì)側(cè)上。另外，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234從保護(hù)管250的內(nèi)壁沿第一方向延伸，而第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236從保護(hù)管250的內(nèi)壁沿與第一方向相反的第二方向延伸。

第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236分開(kāi)一空間/距離。pm傳感器元件254被設(shè)置在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236之間，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之間的空間內(nèi)。在本文中，pm傳感器元件254的感測(cè)部分例如朝向與進(jìn)來(lái)的排氣流246相反的方向被引導(dǎo)。傳感器元件254的電極220面向進(jìn)來(lái)的排氣流246(例如，面向上游管壁208)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，pm傳感器元件的感測(cè)部分可以沿其他方向(諸如在圖2c中示出的方向)被取向。

通常，pm傳感器遭受對(duì)通過(guò)通道的排氣流率的pm傳感器靈敏性依賴的問(wèn)題，所述傳感器被耦接在所述通道中，由此當(dāng)排氣流率高于閾值時(shí)，pm傳感器靈敏性增加，并且隨后當(dāng)排氣流率低于閾值時(shí)，pm傳感器靈敏性降低。如在下面描述的調(diào)整pm傳感器的打開(kāi)以基于當(dāng)排氣流率高于或低于閾值時(shí)增加或減小pm傳感器打開(kāi)可以是可能的，由此降低對(duì)排氣流率的靈敏性依賴。

返回到圖2a-圖2b，保護(hù)管250還包括被設(shè)置在進(jìn)口210和第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234中的一個(gè)或多個(gè)附近的流動(dòng)控制器238。進(jìn)入pm傳感器201的內(nèi)部的進(jìn)口開(kāi)口的尺寸例如通過(guò)流動(dòng)控制器相對(duì)于第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的位置來(lái)控制。因此，pm傳感器201的進(jìn)口開(kāi)口的尺寸(或進(jìn)口的打開(kāi)量)控制通過(guò)進(jìn)口210并進(jìn)入pm傳感器的內(nèi)部的排氣流的量。當(dāng)進(jìn)口的打開(kāi)量被增加時(shí)，那么更多排氣流入pm傳感器，并且當(dāng)pm傳感器的進(jìn)口的打開(kāi)量被減小時(shí)，進(jìn)入pm傳感器的排氣流被限制。pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口的增加和減小可以通過(guò)如在下面描述的移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器238來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，進(jìn)口開(kāi)口的增加和減小導(dǎo)致到感測(cè)元件254的更一致的排氣流率。因此，pm傳感器的靈敏性可以被維持在更一致的水平，并且對(duì)流率的傳感器依賴性可以被降低。以此方式，對(duì)排氣流率的pm傳感器靈敏性依賴可以被降低。

如在圖2a-圖2b中示出的，流動(dòng)控制器238是可移動(dòng)板，所述可移動(dòng)板在可移動(dòng)板的一端經(jīng)由鉸鏈240被耦接至保護(hù)管250的上游管壁208，并且在可移動(dòng)板的相對(duì)端處不被進(jìn)一步附接或耦接至任何額外的結(jié)構(gòu)。在替代實(shí)施例中，流動(dòng)控制器238可以是擋板閥(flappervalve)或適于調(diào)整進(jìn)口210的打開(kāi)量的另一類型的可調(diào)元件。

可移動(dòng)板的未附接端在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端附近。將第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端和流動(dòng)控制器238的可移動(dòng)板的未附接端分開(kāi)的距離在流動(dòng)控制器238與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234之間產(chǎn)生一間隙或進(jìn)口開(kāi)口248。當(dāng)流動(dòng)控制器238被移動(dòng)更靠近第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234由此減小將第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的未附接端和流動(dòng)控制器238的可移動(dòng)板的未附接端分開(kāi)的距離時(shí)，進(jìn)口開(kāi)口248被減小。當(dāng)流動(dòng)控制器238沿遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的相反方向被移動(dòng)時(shí)，pm傳感器的進(jìn)口開(kāi)口248被增加。將流動(dòng)控制器238的一端連接至保護(hù)管250的壁的鉸鏈240被設(shè)置在pm傳感器201的上游側(cè)，并且被耦接至保護(hù)管250的上游管壁208。流動(dòng)控制器238被樞轉(zhuǎn)以圍繞鉸鏈240的軸線旋轉(zhuǎn)。如在圖2a-圖2b中示出的，鉸鏈240由馬達(dá)致動(dòng)器256來(lái)致動(dòng)，并且馬達(dá)致動(dòng)器256可以例如是電動(dòng)馬達(dá)致動(dòng)器。在替代實(shí)施例中，用于致動(dòng)流動(dòng)控制器238的致動(dòng)器可以是與控制器電子通信的替代類型的致動(dòng)器。

在一些實(shí)施例中，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234可以被附接到上游管壁208，第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器可以被附接到下游管壁206，并且流動(dòng)控制器可以被附接到下游管壁206。在這樣的實(shí)施例中，pm傳感器元件254可以面對(duì)與針對(duì)進(jìn)來(lái)的排氣流246指示的箭頭相同的方向。在一些示例實(shí)施例中，多個(gè)流動(dòng)轉(zhuǎn)向器可以沿著保護(hù)管的內(nèi)表面進(jìn)行設(shè)置以朝向pm傳感器元件254引導(dǎo)微粒。

控制器12可以向馬達(dá)致動(dòng)器256發(fā)送用于調(diào)整流動(dòng)控制器位置的信號(hào)。這些信號(hào)可以包括朝向和遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器的命令。例如，當(dāng)排氣流率高于閾值速率時(shí)，控制器12可以向馬達(dá)致動(dòng)器256發(fā)送信號(hào)，所述馬達(dá)致動(dòng)器256進(jìn)而致動(dòng)鉸鏈，由此沿減小進(jìn)口開(kāi)口的第一方向旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器238(如在圖2b中通過(guò)流動(dòng)控制器238的位置和更小的進(jìn)口開(kāi)口248示出的，這將在下面進(jìn)一步討論)。作為一示例，當(dāng)排氣流率高于閾值時(shí)，控制器12可以向馬達(dá)致動(dòng)器256發(fā)送圍繞x-軸沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)流動(dòng)控制器30°的信號(hào)。因此，打開(kāi)的程度可以取決于排氣流率。然而，當(dāng)排氣流率降至閾值之下時(shí)，控制器可以向馬達(dá)致動(dòng)器256發(fā)送沿第二方向旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器的信號(hào)，由此增加進(jìn)口開(kāi)口(如在圖2a中通過(guò)更大的進(jìn)口開(kāi)口248示出的)。因此，第二方向可以與第一方向相反，并且旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器可以包含致動(dòng)鉸鏈由此沿第二方向移動(dòng)流動(dòng)控制器。作為一示例，當(dāng)排氣流率降至閾值之下時(shí)，控制器12可以命令馬達(dá)致動(dòng)器256圍繞x-軸沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)流動(dòng)控制器30°。以此方式，取決于排氣流率是低于還是高于閾值，pm傳感器201的進(jìn)口開(kāi)口248可以通過(guò)對(duì)流動(dòng)控制器238的位置作出的主動(dòng)調(diào)整而被增加或被減小。額外地或替代地，控制器12可以根據(jù)排氣流率調(diào)整流動(dòng)控制器238的位置。因此，當(dāng)排氣流率增加時(shí)，控制器12可以旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器238更靠近第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234，由此減小進(jìn)口開(kāi)口248。以此方式，流動(dòng)控制器238可以基于排氣流率而被調(diào)整到多個(gè)位置。

在一些實(shí)施例中，流動(dòng)控制器238可以基于由進(jìn)來(lái)的排氣施加在流動(dòng)控制器238的可移動(dòng)板的外表面上的壓力而被動(dòng)調(diào)整。在本文中，流動(dòng)控制器238可以經(jīng)由能夠軸向旋轉(zhuǎn)的彈簧鉸鏈被耦接至上游管壁208的內(nèi)表面。當(dāng)排氣流率高于閾值時(shí)，由進(jìn)來(lái)的排氣施加在流動(dòng)控制器上的壓力會(huì)更高，并且將會(huì)引起彈簧鉸鏈沿第一方向(例如逆時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)，由此移動(dòng)流動(dòng)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(kāi)口248。在該實(shí)施例中，流動(dòng)控制器238旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)的程度或量可以取決于彈簧鉸鏈的彈簧常數(shù)和由進(jìn)來(lái)的排氣施加的壓力。然而，當(dāng)排氣流率降至閾值之下時(shí)，由進(jìn)來(lái)的排氣施加在流動(dòng)控制器上的壓力會(huì)更低，從而引起彈簧鉸鏈沿與第一方向相反的第二方向(例如，沿順時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)，由此移動(dòng)流動(dòng)控制器238遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器并且增加進(jìn)口開(kāi)口248。此外，流動(dòng)控制器238旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)的程度或量可以取決于彈簧鉸鏈的彈簧常數(shù)和由進(jìn)來(lái)的排氣施加的壓力。在一些示例中，當(dāng)排氣流率低于閾值時(shí)，彈簧鉸鏈可以在其平衡位置中，由此進(jìn)口開(kāi)口可以被最大地打開(kāi)。在該示例中，流動(dòng)控制器被動(dòng)地移動(dòng)，并不由控制器控制。

通過(guò)基于排氣流率移動(dòng)流動(dòng)控制器位置，調(diào)整pm傳感器的進(jìn)口開(kāi)口使得進(jìn)入pm傳感器的排氣量并且因此微粒被沉積在pm傳感器元件254上的速率幾乎恒定(例如，被維持在相對(duì)恒定的水平)可以是可能的。因此，流動(dòng)控制器可以通過(guò)致動(dòng)馬達(dá)致動(dòng)器256而主動(dòng)地移動(dòng)，或通過(guò)由進(jìn)來(lái)的排氣流施加在流動(dòng)控制器上的壓力而被動(dòng)地移動(dòng)。不管流動(dòng)控制器調(diào)整是主動(dòng)的還是被動(dòng)的，微粒在pm傳感器元件上的沉積速率都不依賴于排氣流率，由此使pm傳感器靈敏性不依賴于進(jìn)來(lái)的排氣流率。這關(guān)于pm傳感器201內(nèi)部的排氣流動(dòng)路徑進(jìn)一步闡明。

進(jìn)來(lái)的排氣流246(也稱為進(jìn)來(lái)的排氣)指的是pm傳感器201上游的進(jìn)入pm傳感器201的進(jìn)口210的排氣。因此，排氣流246例如是離開(kāi)dpf的排氣。由于在pm傳感器201的進(jìn)口210附近存在流動(dòng)控制器238，所以進(jìn)來(lái)的排氣流246的一部分被阻擋，并且進(jìn)來(lái)的排氣流246的被指示為排氣流247的僅僅其余部分流入pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口248。流入進(jìn)口開(kāi)口248的排氣流247例如經(jīng)由流動(dòng)控制器238的未附接端與下游管壁206之間的空間流入pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口248。排氣流247可以包括進(jìn)來(lái)的排氣流246的一部分。基于進(jìn)來(lái)的排氣246的流率，流動(dòng)控制器238可以如之前描述的那樣經(jīng)由馬達(dá)致動(dòng)器256而主動(dòng)地旋轉(zhuǎn)或經(jīng)由彈簧鉸鏈而被動(dòng)地旋轉(zhuǎn)。當(dāng)進(jìn)來(lái)的排氣246的排氣流率低于閾值時(shí)，那么流動(dòng)控制器238可以被調(diào)整以如在圖2a的視圖200中示出的那樣增加進(jìn)口開(kāi)口248。因此，流動(dòng)控制器238的調(diào)整包括遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234沿第一(例如，順時(shí)針)方向移動(dòng)流動(dòng)控制器238，由此增加進(jìn)口開(kāi)口248。排氣流247通過(guò)進(jìn)口開(kāi)口248進(jìn)入pm傳感器201。第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234于是將排氣流247中的第一組微粒捕集在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的面向pm傳感器201的進(jìn)口210的底部表面處。第一組微粒包括排氣流247中的大于閾值尺寸的微粒。被捕集在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234處的更大微粒和/或水滴242因此可以經(jīng)由進(jìn)口210離開(kāi)pm傳感器201，由此減少沉積在pm傳感器元件254上的更大微粒的量。以此方式，可以保護(hù)pm傳感器元件不受水滴和更大微粒的沖擊，并且可以使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(kāi)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)。排氣流249可以包括通過(guò)第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234朝向pm傳感器201的pm傳感器元件254被引導(dǎo)的進(jìn)來(lái)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可以朝向pm傳感器元件254引導(dǎo)排氣流249中的第二組微粒244，其中它們隨后被沉積。因此，例如，相比于之前在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234處被阻擋的第一組微粒242，第二組微粒244可以在尺寸上更小。

當(dāng)進(jìn)來(lái)的排氣246的排氣流率高于閾值時(shí)，那么流動(dòng)控制器238可以被調(diào)整以如在圖2b的視圖250中示出的那樣減小進(jìn)口開(kāi)口248。因此，流動(dòng)控制器238的調(diào)整包括朝向第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234沿第二(例如，逆時(shí)針)方向移動(dòng)流動(dòng)控制器238，由此減小進(jìn)口開(kāi)口248。排氣流247通過(guò)受限制的進(jìn)口開(kāi)口248(圖2b)進(jìn)入pm傳感器201。如關(guān)于圖2a解釋的，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234將排氣流247中的第一組微粒捕集在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234的面向pm傳感器201的進(jìn)口210的底部表面處。由于進(jìn)口開(kāi)口被減小，進(jìn)入pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口248的排氣249的量被減少。

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(kāi)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)(參見(jiàn)圖2a和圖2b)。排氣流249指的是通過(guò)第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234朝向pm傳感器201的pm傳感器元件254被引導(dǎo)的進(jìn)來(lái)的排氣流246的一部分(以及排氣流247的一部分)。因此，流過(guò)圖2a中的更大開(kāi)口248的排氣流249會(huì)大于流過(guò)圖2b中的受限制的開(kāi)口248的排氣流249。然而，在兩個(gè)視圖200和250中，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234可以朝向pm傳感器元件254引導(dǎo)第二組微粒244，其中它們隨后被沉積。被設(shè)置在高于pm傳感器元件254的感測(cè)部分的水平處的第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236進(jìn)一步朝向pm傳感器元件254引導(dǎo)第二組微粒244。在排氣流從pm傳感器201中逸出之前，第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236可以進(jìn)一步將排氣流引導(dǎo)到感測(cè)元件254。因此，例如，相比于之前在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234處被阻擋的第一組微粒242，第二組微粒244可以在尺寸上更小。然而，通過(guò)調(diào)整pm傳感器的進(jìn)口開(kāi)口，進(jìn)入pm傳感器的排氣量可以被調(diào)整以便pm傳感器元件254上的微粒沉積速率保持恒定。當(dāng)?shù)诙M微粒244被沉積在pm傳感器元件254上(特別地在傳感器基板216上的電極220上)時(shí)，通過(guò)測(cè)量裝置226在電路258中測(cè)得的電阻減小?？刂破?2可以基于通過(guò)測(cè)量裝置(例如，圖2a和圖2b的測(cè)量裝置226)測(cè)得的電阻計(jì)算pm傳感器電極220上的碳煙負(fù)荷。當(dāng)碳煙負(fù)荷達(dá)到閾值負(fù)荷時(shí)，pm傳感器電極220可以被再生以從電極表面清除掉被沉積在它們上的任何微粒。通過(guò)監(jiān)測(cè)沉積速率和/或到pm傳感器的再生的時(shí)間，診斷位于pm傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏可以是可能的。因此，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可以是進(jìn)來(lái)的排氣246的經(jīng)由出口214離開(kāi)pm傳感器電極的一部分。

圖2a和圖2b示出了具有各種部件的相對(duì)定位的示例配置。至少在一個(gè)示例中，如果被示為彼此直接接觸或直接耦接，那么此類元件可以分別被稱為直接接觸或直接耦接。類似地，至少在一個(gè)示例中，被示為彼此鄰近或相鄰的元件可以分別是彼此鄰近或相鄰的。作為一示例，彼此共面接觸的部件放置可以被稱為共面接觸。作為另一示例，在至少一個(gè)示例中，被設(shè)置為彼此分開(kāi)、在其之間僅有空間而沒(méi)有其他部件的元件可以被稱為如此。

因此，響應(yīng)于排氣流通道中的排氣流的排氣流率低于閾值，可以增加到被設(shè)置在所述pm傳感器內(nèi)部的pm傳感器元件的排氣流，其中所述pm傳感器被設(shè)置在所述排氣流通道中。響應(yīng)于所述排氣流率高于所述閾值，可以進(jìn)一步減少到所述pm傳感器的所述排氣流。增加所述排氣流包括沿第一方向旋轉(zhuǎn)位于所述pm傳感器的進(jìn)口開(kāi)口附近的流動(dòng)控制器，并且此外減小所述排氣流包括沿與所述第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)所述流率控制器。沿所述第一方向旋轉(zhuǎn)所述流動(dòng)控制器進(jìn)一步包括遠(yuǎn)離被設(shè)置在所述pm傳感器的所述進(jìn)口開(kāi)口處或附近的第一流動(dòng)板或第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器移動(dòng)所述流率控制器，并且沿所述第二方向旋轉(zhuǎn)所述流動(dòng)控制器進(jìn)一步包括朝向所述pm傳感器組件的所述第一流動(dòng)板移動(dòng)所述流率控制器。在一個(gè)示例中，所述流動(dòng)控制器的所述旋轉(zhuǎn)可以通過(guò)控制器和馬達(dá)致動(dòng)器來(lái)進(jìn)行控制，所述馬達(dá)致動(dòng)器可以由所述控制器來(lái)致動(dòng)以旋轉(zhuǎn)被耦接至流動(dòng)控制器的鉸鏈。在其他示例中，流動(dòng)控制器旋轉(zhuǎn)可以在沒(méi)有來(lái)自控制器的任何信號(hào)的情況下被動(dòng)地發(fā)生。在本文中，由進(jìn)來(lái)的排氣施加的壓力例如可以旋轉(zhuǎn)經(jīng)由彈簧鉸鏈被耦接至pm傳感器的流動(dòng)控制器。所述pm傳感器可以進(jìn)一步包括位于所述pm傳感器的出口附近的第二流動(dòng)板或第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器，并且所述第二流動(dòng)板可以與所述第一流動(dòng)板分開(kāi)一距離。所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的功能可以包括將所述排氣流中的第一組微粒捕集在所述pm傳感器的所述進(jìn)口開(kāi)口處，以及將所述排氣流中的第二組微粒從所述進(jìn)口朝向被設(shè)置在所述第二流動(dòng)板處或附近的pm傳感器元件引導(dǎo)以促進(jìn)所述第二組微粒沉積到所述pm傳感器元件上中的一個(gè)或多個(gè)，所述第一組微粒大于所述第二組微粒。當(dāng)所述第二組微粒在所述pm傳感器元件上的沉積速率超過(guò)閾值速率時(shí)，可以指示位于所述pm傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏。在本文中，所述第一流動(dòng)板進(jìn)一步朝向所述第二流動(dòng)板引導(dǎo)所述排氣流，并且其中所述第二流動(dòng)板進(jìn)一步朝向所述pm傳感器的所述出口轉(zhuǎn)向所述排氣流。

控制器可以執(zhí)行在下面參照?qǐng)D3描述的方法300以基于排氣流率來(lái)調(diào)整pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口。用于執(zhí)行方法300以及本文中包括的其余的方法的指令可以由控制器(諸如在圖1和圖2a-圖2b中示出的控制器12)基于存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令并且配合從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如在上面參照?qǐng)D1、圖2a和圖2b描述的傳感器)接收的信號(hào)來(lái)執(zhí)行?？刂破骺梢愿鶕?jù)在下面描述的方法采用發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖2c示出了pm傳感器201的第二實(shí)施例的示意圖270。第二實(shí)施例大體上類似于在上面關(guān)于圖2a和圖2b描述的第一實(shí)施例。然而，第二實(shí)施例包含pm傳感器元件254，該pm傳感器元件254沿垂直于第一實(shí)施例中的pm傳感器元件254的方向的方向被取向。

如圖所示，pm傳感器元件254包含位于基板216的相對(duì)側(cè)上的指狀電極220和加熱元件218。pm傳感器元件254被設(shè)置在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236之間，使得pm傳感器元件的感測(cè)部分平行于第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234和第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236延伸。在本文中，pm傳感器元件254的感測(cè)部分例如朝向平行于進(jìn)來(lái)的排氣流246的方向被引導(dǎo)。pm傳感器元件254的電極220面向頂部表面212。因此，加熱元件218面向傾斜底部部分210(例如，面向第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234)。以此方式，pm傳感器元件254相對(duì)于重力方向(箭頭299)大體上沿平行于x-軸的水平方向設(shè)置。

這樣一來(lái)，在pm傳感器元件254的電極220與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236之間產(chǎn)生通道262。來(lái)自第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234與第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236之間的空間的排氣在流過(guò)出口214之前流過(guò)通道262。通道的寬度264在第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236的底部表面與電極220的頂部表面之間被測(cè)量。寬度264可以是0.1至0.2毫米之間的范圍。在一個(gè)示例中，寬度恰好為0.15毫米。因此，相比于第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234，pm傳感器元件254更靠近第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236。因此，相比于圖2a和圖2b的第一實(shí)施例，用于排氣流過(guò)第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器236與pm傳感器元件254之間的面積被減小。以此方式，微粒(例如，第二組微粒244)更多地被電極220的電荷所吸引，這可以促進(jìn)橫跨電極220的表面的微粒積聚。

在一個(gè)示例中，電極220和加熱元件218可以被設(shè)置在基板的主表面上，意味著它們具有比元件的側(cè)面(例如，圓柱形側(cè)表面的表面積)更大的表面積。因此，基板216的側(cè)表面可以作為基板的表面部分，所述表面部分不包括電極220或加熱元件218并且是與具有電極220或加熱元件218的那些不同的表面。在所描繪的示例中，側(cè)表面的平面垂直于主表面的平面。因此，主表面的平面平行于進(jìn)來(lái)的排氣流246，而副表面的平面垂直于進(jìn)來(lái)的排氣流246。

圖2d示出了包含保護(hù)管250和指狀電極220的pm傳感器201的頂視圖280?；?例如，基板216)的側(cè)表面被壓在保護(hù)管250的內(nèi)表面上。電極包含分別對(duì)應(yīng)于連接線224和222的正和負(fù)端。正線224通過(guò)實(shí)線來(lái)示出，而負(fù)線222通過(guò)虛線來(lái)示出。如在上面描述的，線222和224彼此間隔開(kāi)一定的距離。隨著pm沉積到電極220上，pm可以將線222橋接到線224，從而指示上游微粒過(guò)濾器的退化。

在該示例中，線222的大部分是弧形的，源自線222的單個(gè)線性線。同樣地，線224的大部分是弧形的，源自線222的單個(gè)線性線。線222和224的弧長(zhǎng)在徑向向外的方向上更長(zhǎng)，使得保護(hù)管250近側(cè)的弧長(zhǎng)長(zhǎng)于保護(hù)管遠(yuǎn)側(cè)的弧長(zhǎng)。線222和線224沿相反的方向延伸，沿著基板(例如，圖2a、圖2b和圖2c的基板216)的表面交替。在當(dāng)前實(shí)施例中描繪的線222和224可以在圖2a和圖2b的第一實(shí)施例或圖2c的第二實(shí)施例中被使用。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，描述了用于基于排氣流率調(diào)整pm傳感器(諸如圖1、圖2a和圖2b的pm傳感器201)的進(jìn)口開(kāi)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)，到被設(shè)置在排氣流中的pm傳感器的進(jìn)口的打開(kāi)量可以被增加或被減小。

在302處，方法300包括確定和/或測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工況。被確定的發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以包括例如發(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、dpf的上一次再生以后逝去的持續(xù)時(shí)間(或距離)、pm傳感器上的pm負(fù)荷、升壓水平、環(huán)境狀況(諸如大氣壓力和環(huán)境溫度)等。

發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道可以包括被設(shè)置在dpf的上游和/或下游用于確定排氣流率的一個(gè)或多個(gè)傳感器。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括用于排氣質(zhì)量流量測(cè)量和確定pm傳感器的進(jìn)口處的排氣流率的流量計(jì)。在一些示例中，pm傳感器的進(jìn)口處的進(jìn)來(lái)的排氣流率可以基于進(jìn)氣排氣流率來(lái)確定。因此，在一些示例中，通過(guò)pm傳感器被安裝在其中的排氣通道的排氣流率可以基于替代的發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器和/或工況來(lái)估計(jì)。

在304處，該方法包括確定排氣流率是否高于閾值。在一個(gè)示例中，閾值可以是基于微粒在微粒物質(zhì)傳感器元件上的期望沉積速率的閾值速率。在其他示例中，閾值可以基于到pm傳感器的再生閾值的時(shí)間。通常，當(dāng)進(jìn)來(lái)的排氣流率高時(shí)，達(dá)到pm傳感器的再生閾值的時(shí)間低于當(dāng)排氣流率低時(shí)。

如果排氣流率低于閾值，那么方法300進(jìn)入到306，其中pm傳感器進(jìn)口的打開(kāi)量被增加。如在上面關(guān)于圖2a-圖2b討論的，pm傳感器可以包括被設(shè)置在進(jìn)口處的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和流動(dòng)控制器(諸如在圖2a-圖2b中示出的流動(dòng)控制器238)，其中流動(dòng)控制器的端部被設(shè)置為遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器一距離以在進(jìn)口處產(chǎn)生間隙。因此，增加打開(kāi)量包含通過(guò)在308處沿遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的第一方向旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器來(lái)增加第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與流動(dòng)控制器之間的間隙。沿第一方向旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器包括向馬達(dá)致動(dòng)器發(fā)送使將流動(dòng)控制器耦接至保護(hù)管的鉸鏈沿第一方向旋轉(zhuǎn)閾值量的信號(hào)。在一個(gè)示例中，流動(dòng)控制器可以圍繞pm傳感器的中心軸線沿逆時(shí)針被旋轉(zhuǎn)30°。增加流動(dòng)控制器與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間的間隙允許更多排氣流入pm傳感器，由此增加流入pm傳感器的微粒量，這進(jìn)而例如增加微粒在pm傳感器上的沉積速率。然而，如果排氣流率高于閾值，那么方法300進(jìn)入到310，在310處進(jìn)口的打開(kāi)量被減小。因此，減小打開(kāi)量包含通過(guò)在312處沿與第一方向相反的第二方向并且遠(yuǎn)離第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器來(lái)減小第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與流動(dòng)控制器之間的間隙。沿第二方向旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器包括向馬達(dá)致動(dòng)器發(fā)送使將流動(dòng)控制器耦接至保護(hù)管的鉸鏈沿第二方向旋轉(zhuǎn)閾值量的信號(hào)。在一個(gè)示例中，流動(dòng)控制器可以圍繞pm傳感器的中心軸線沿逆時(shí)針被旋轉(zhuǎn)30°。例如，減小流動(dòng)控制器與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間的間隙限制排氣流入pm傳感器，由此減少微粒量并且由此降低微粒在pm傳感器上的沉積速率。

在一個(gè)示例中，開(kāi)口通過(guò)使流動(dòng)控制器旋轉(zhuǎn)閾值量而被增加(在306處)或被減小(在310處)，所述閾值量是進(jìn)一步基于排氣流率的固定量。例如，當(dāng)排氣流率在閾值之上時(shí)，那么流動(dòng)控制器可以沿第二方向被旋轉(zhuǎn)30°(在312處)，然而，如果排氣流率低于閾值，流率控制器可以沿第一方向被旋轉(zhuǎn)30°(在308處)。在其他示例中，流率控制器可以被旋轉(zhuǎn)閾值量，其中所述閾值量是可變的并且進(jìn)一步基于排氣流率。例如，在312處，如果排氣流率超過(guò)閾值一定量，打開(kāi)量將會(huì)隨著排氣流率在閾值之上的量增加而被減小更大量。類似地，在308處，如果排氣流率在閾值之下一定量，打開(kāi)量將會(huì)隨著排氣流率在閾值之下的量減小而被增加更大量。換言之，打開(kāi)量可以取決于排氣流率不同于閾值的量。

一旦進(jìn)口開(kāi)口基于排氣流率被調(diào)整(在306處被增加或在310處被減小)，方法300就進(jìn)入到314。在314處，在排氣流中行進(jìn)的微?？梢曰诔叽缍c流至pm傳感器感測(cè)元件的排氣流分開(kāi)。更大微粒和/或水滴可以例如被捕集在第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器(諸如在圖2a-圖2b中示出的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器234)處，由此僅允許排氣中的更小微粒進(jìn)入(例如，經(jīng)過(guò))pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口。這些更小微粒然后可以如在圖2a和圖2b中描述的那樣朝向pm傳感器元件被引導(dǎo)，并且隨后被沉積在pm傳感器元件(例如，在圖2a-圖2b中示出的傳感器元件254)上。

其次在316處，該方法包括確定pm傳感器再生條件是否滿足。具體地，當(dāng)pm傳感器元件上的pm負(fù)荷大于閾值時(shí)，或當(dāng)pm傳感器的電阻降至閾值電阻時(shí)，pm傳感器再生條件可以被認(rèn)為滿足，并且pm傳感器會(huì)需要被再生以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的pm檢測(cè)。如果pm傳感器再生條件滿足，那么方法300進(jìn)入到320，在320處pm傳感器可以如在圖4的方法400中描述的那樣被再生。然而，如果當(dāng)在316處被檢查時(shí)pm傳感器再生條件不滿足，那么方法300進(jìn)入到318，在318處pm傳感器繼續(xù)將pm收集在pm傳感器上。因此，不被沉積在pm傳感器上的任何pm都經(jīng)由pm傳感器的出口從pm傳感器中被引導(dǎo)出來(lái)。

上述的方法300可以由控制器執(zhí)行以通過(guò)調(diào)整pm傳感器的進(jìn)口開(kāi)口來(lái)維持pm傳感器沉積速率。在pm傳感器包括將流動(dòng)控制器耦接至pm傳感器的保護(hù)管的彈簧鉸鏈的其他實(shí)施例中，pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口的調(diào)整可以在沒(méi)有通過(guò)控制器的介入的情況下被動(dòng)地實(shí)現(xiàn)。在本文中，基于由進(jìn)來(lái)的排氣施加的壓力，彈簧鉸鏈可以旋轉(zhuǎn)流動(dòng)控制器，并且由此控制pm傳感器的進(jìn)口處的打開(kāi)量。

因此，一種示例方法包括響應(yīng)于微粒物質(zhì)傳感器上游的排氣流的排氣流率而調(diào)整到被設(shè)置在所述排氣流中的微粒物質(zhì)傳感器的進(jìn)口的打開(kāi)量。所述調(diào)整包括當(dāng)所述排氣流率降至閾值速率之下時(shí)增加所述進(jìn)口的所述打開(kāi)量，并且所述調(diào)整進(jìn)一步包括當(dāng)所述排氣流率超過(guò)所述閾值速率時(shí)減小所述進(jìn)口的所述打開(kāi)量。所述微粒物質(zhì)傳感器包括被設(shè)置在所述進(jìn)口處的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和流動(dòng)控制器，其中所述流動(dòng)控制器的端部被設(shè)置為遠(yuǎn)離所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器一距離以在所述進(jìn)口處產(chǎn)生間隙。增加所述打開(kāi)量包含通過(guò)遠(yuǎn)離所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器沿第一方向旋轉(zhuǎn)所述流動(dòng)控制器來(lái)增加所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與所述流動(dòng)控制器之間的所述間隙，并且減小所述打開(kāi)量包含通過(guò)朝向所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器沿與所述第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)所述流動(dòng)控制器來(lái)減小所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與所述流動(dòng)控制器之間的所述間隙。所述微粒物質(zhì)傳感器進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述微粒物質(zhì)傳感器的出口附近的第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器，所述第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器分開(kāi)一距離。所述第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器經(jīng)由所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和所述第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器引導(dǎo)排氣通過(guò)所述微粒物質(zhì)傳感器并且朝向被設(shè)置在所述微粒物質(zhì)傳感器的所述出口附近的微粒物質(zhì)傳感器元件。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，示出了用于使pm傳感器(例如，在圖1處示出的pm傳感器106)再生的方法400。具體地，當(dāng)pm傳感器上的碳煙負(fù)荷大于閾值時(shí)，或當(dāng)針對(duì)溫度調(diào)整的pm傳感器的電阻降至閾值電阻時(shí)，pm傳感器再生條件可以被認(rèn)為滿足，并且pm傳感器會(huì)需要被再生以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的pm檢測(cè)。在402處，pm傳感器的再生可以被開(kāi)始，并且在404處，pm傳感器可以通過(guò)加熱傳感器而被再生。pm傳感器可以通過(guò)致動(dòng)被熱耦接至傳感器電極表面的加熱元件(諸如被嵌入在傳感器中的加熱元件)而被加熱，直至傳感器的碳煙負(fù)荷通過(guò)電極之間的碳顆粒的氧化而已經(jīng)被充分降低。pm傳感器再生通常通過(guò)利用計(jì)時(shí)器來(lái)進(jìn)行控制，并且計(jì)時(shí)器可以在402處針對(duì)閾值持續(xù)時(shí)間被設(shè)定。替代地，傳感器再生可以利用傳感器頂端的溫度測(cè)量、或通過(guò)到加熱器的功率的控制、或這些中的任一個(gè)或全部來(lái)進(jìn)行控制。當(dāng)計(jì)時(shí)器被用于pm傳感器再生時(shí)，那么在406處，方法400包括檢查是否已經(jīng)逝去閾值持續(xù)時(shí)間。如果還未逝去閾值持續(xù)時(shí)間，那么方法400進(jìn)入到408，在408處可以繼續(xù)pm傳感器再生。如果已經(jīng)逝去閾值持續(xù)時(shí)間，那么方法400進(jìn)入到410，在410處碳煙傳感器再生可以被終止，并且在412處，電路可以被關(guān)閉。另外，傳感器電極可以例如被冷卻至排氣溫度。方法400進(jìn)入到414，在414處碳煙傳感器的電極之間的電阻被測(cè)量。根據(jù)針對(duì)溫度可能補(bǔ)償?shù)臏y(cè)得電阻，pm傳感器的pm或碳煙負(fù)荷(即，pm傳感器的電極之間的積聚的pm或碳煙)可以在416處被計(jì)算，并且該方法進(jìn)入到418。在418處，pm傳感器的計(jì)算的碳煙負(fù)荷可以與下限閾值_thr進(jìn)行比較。下限閾值_thr可以是低于再生閾值的更低閾值，例如，指示電極充分清除掉碳煙顆粒。在一個(gè)示例中，該閾值可以是在其之下再生可以被終止的閾值。如果碳煙負(fù)荷繼續(xù)大于下限閾值_thr，指示進(jìn)一步的再生會(huì)被需要，方法400進(jìn)入到408，在408處pm傳感器再生可以被重復(fù)。然而，如果pm傳感器繼續(xù)經(jīng)歷重復(fù)的再生，控制器可以設(shè)定錯(cuò)誤代碼來(lái)指示pm傳感器會(huì)退化或碳煙傳感器中的加熱元件會(huì)退化。如果碳煙負(fù)荷低于下限閾值_thr，指示電極表面是清潔的，方法400進(jìn)入到420，在420處碳煙傳感器電阻和再生歷史可以被更新并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。例如，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)間可以被更新。在422處，各種模型然后可以被控制器用來(lái)計(jì)算dpf碳煙過(guò)濾的百分比效率。以此方式，pm傳感器可以執(zhí)行dpf的車載診斷。

圖5圖示了用于基于pm傳感器的再生時(shí)間診斷dpf功能的示例程序500。在502處，可以由控制器通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)計(jì)算用于pm傳感器的再生時(shí)間t(i)_再生，t(i)_再生是從之前再生的結(jié)束到pm傳感器的當(dāng)前再生的開(kāi)始測(cè)得的時(shí)間。在504處，比較t(i)_再生與t(i-1)_再生，t(i-1)_再生是之前校準(zhǔn)的pm傳感器的再生時(shí)間。據(jù)此，可以推測(cè)碳煙傳感器會(huì)需要通過(guò)再生多次而循環(huán)，以便診斷dpf。如果t(i)_再生小于t(i-l)_再生的值的一半，那么在508處指示dpf正在泄漏，并且dpf退化信號(hào)被開(kāi)始。替代或加之上面提到的過(guò)程，dpf可以利用諸如排氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/負(fù)荷等的其他參數(shù)來(lái)診斷。退化信號(hào)可以通過(guò)例如診斷代碼上的故障指示燈而被開(kāi)始。

小于之前再生時(shí)間的一半的當(dāng)前再生時(shí)間可以指示電路到達(dá)r_再生閾值的時(shí)間更短，并且因此再生頻率更高。pm傳感器中的更高再生頻率可以指示流出的排氣由比以正常功能的dpf實(shí)現(xiàn)的更高量的微粒物質(zhì)組成。因此，如果碳煙傳感器中的再生時(shí)間的變化到達(dá)閾值t_再生，其中pm傳感器的當(dāng)前再生時(shí)間小于之前再生時(shí)間的一半，例如經(jīng)由顯示器向操作者和/或經(jīng)由設(shè)定被存儲(chǔ)在被耦接至處理器的非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中的標(biāo)志指示dpf退化或泄漏，所述標(biāo)志可以被發(fā)送給被耦接至處理器的診斷工具。如果碳煙傳感器的再生時(shí)間的變化未到達(dá)閾值t_再生，那么在506處不指示dpf泄漏。以此方式，被設(shè)置在微粒物質(zhì)傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏可以基于微粒在微粒物質(zhì)傳感器元件上的沉積速率來(lái)檢測(cè)。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，映射圖600示出了排氣流率、pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口與pm傳感器上的pm負(fù)荷之間的示例關(guān)系。映射圖600的第一曲線602示出了如通過(guò)被設(shè)置在pm傳感器上游的流率傳感器確定的排氣流率。第二曲線604示出了如通過(guò)旋轉(zhuǎn)如在圖2a和圖2b中描述的那樣被設(shè)置在pm傳感器的進(jìn)口附近的流動(dòng)控制器確定的pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口。第三曲線606示出了pm傳感器上的pm負(fù)荷。虛線612指示pm再生閾值，而虛線614指示下限_thr，指示pm傳感器電極是清潔的，如在圖4中描述的。虛線608和610分別指示閾值排氣速率和閾值進(jìn)口開(kāi)口。對(duì)于每個(gè)曲線，時(shí)間沿著x(水平)軸進(jìn)行描繪，而每個(gè)相應(yīng)參數(shù)的值沿著y(垂直)軸進(jìn)行描繪。

在時(shí)間t0處，pm傳感器是相對(duì)清潔的(曲線606)，其中低pm負(fù)荷低于下限_thr(線614)，指示pm傳感器最近已經(jīng)被再生。排氣流率(曲線602)高于閾值排氣速率(線608)。當(dāng)排氣速率高于閾值時(shí)，pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口可以通過(guò)將可移動(dòng)板(諸如圖2a和圖2b中的流動(dòng)控制器238)調(diào)整至第一(關(guān)閉)位置與第二(打開(kāi))位置之間的最終位置來(lái)調(diào)整。因此，最終位置可以比第二位置更靠近第一位置。在本文中，可移動(dòng)板可以通過(guò)致動(dòng)馬達(dá)以朝向在pm傳感器的進(jìn)口附近的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器沿第一方向(例如，逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)將可移動(dòng)板耦接至pm傳感器的鉸鏈來(lái)調(diào)整。將pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口調(diào)整到更靠近第一關(guān)閉位置的最終位置的技術(shù)效果是，可移動(dòng)板與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間的間隙被減小，由此減少進(jìn)入pm傳感器并且隨后被沉積在pm傳感器電極上的pm量。以此方式，pm傳感器沉積速率可以被維持在期望的水平。在本文中，線606的斜率指示pm在pm傳感器電極上的沉積速率。

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

在t1處，pm傳感器上的pm負(fù)荷達(dá)到再生閾值(虛線612)。在t1與t2之間的時(shí)間期間，pm傳感器可以被再生?？刂破骺梢跃哂许憫?yīng)于pm水平數(shù)據(jù)而向再生電路發(fā)送再生信號(hào)的指令。使pm傳感器再生例如包括如在圖4中描述的那樣使電路的再生部分運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)閾值時(shí)間和/或閾值持續(xù)時(shí)間以燒掉被沉積在pm傳感器的電極之間的pm。

在t2處，pm傳感器是相對(duì)清潔的，如通過(guò)低pm負(fù)荷指示的(曲線606)。然而，排氣流率(曲線602)在時(shí)間t2處降至閾值速率(線608)之下。在t2與t3之間，當(dāng)排氣速率低于閾值時(shí)，pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口可以通過(guò)將可移動(dòng)板(諸如圖2a和圖2b中的流動(dòng)控制器238)調(diào)整到比第一位置更靠近第二位置的最終位置來(lái)調(diào)整(曲線604)。在本文中，可移動(dòng)板可以通過(guò)致動(dòng)馬達(dá)以遠(yuǎn)離在pm傳感器的進(jìn)口附近的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器沿第二方向(例如，順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)將可移動(dòng)板耦接至pm傳感器的鉸鏈來(lái)調(diào)整。將pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口調(diào)整到更靠近第二打開(kāi)位置的最終位置的技術(shù)效果是，可移動(dòng)板與第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間的間隙被增加，由此增加進(jìn)入pm傳感器并且隨后被沉積在pm傳感器電極上的pm量。以此方式，pm傳感器沉積速率可以被維持在線606的斜率所指示的期望的水平。因此，在t2與t4之間的線606的斜率類似于在t0與t1之間的線606的斜率。以此方式，通過(guò)基于排氣流率來(lái)調(diào)整進(jìn)口開(kāi)口，pm傳感器負(fù)荷可以被維持在恒定的速率。

在t3與t4之間，排氣流率(曲線602)升高至閾值速率(線608)附近。通過(guò)如之前解釋的那樣將pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口調(diào)整到更靠近第一關(guān)閉位置的最終位置，pm傳感器負(fù)荷被維持在期望的速率(線606的斜率)。以類似的方式，當(dāng)排氣流在t4與t5之間升高至閾值附近時(shí)，pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口被調(diào)整到更靠近第二打開(kāi)位置的最終位置。通過(guò)基于排氣流率主動(dòng)調(diào)整進(jìn)口開(kāi)口，pm傳感器負(fù)荷可以被維持在期望的水平。以此方式，pm傳感器靈敏性可以變得不依賴于排氣流率。

在t5處，pm負(fù)荷(曲線606)再次達(dá)到再生閾值(虛線612)。因此在t5與t6之間，pm傳感器可以如之前解釋的那樣被再生。在t6處，pm傳感器是相對(duì)清潔的。此外，當(dāng)排氣流(曲線602)保持高于閾值(線608)時(shí)，pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口被調(diào)整到更靠近第二打開(kāi)位置的最終位置。然而，不管是否主動(dòng)調(diào)整pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口，pm傳感器上的pm負(fù)荷(曲線606)都急劇增加，指示微粒在pm傳感器上的沉積速率高于期望的沉積速率，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傳感器上的當(dāng)前沉積速率升高至微粒在pm傳感器上的期望沉積速率之上，dpf泄漏可以被確定并且診斷代碼可以被設(shè)定。例如，mil可以被設(shè)定，指示dpf需要被更換。由于pm傳感器不依賴于排氣速率，dpf泄漏可以以及時(shí)的方式被檢測(cè)，由此降低使發(fā)動(dòng)機(jī)在泄漏的微粒過(guò)濾器的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的可能性并且因此減少排氣中的碳煙顆粒排放。

以此方式，通過(guò)基于排氣流率調(diào)整進(jìn)口開(kāi)口，pm傳感器負(fù)荷可以被維持在恒定的速率，并且pm傳感器靈敏性對(duì)排氣流率的依賴可以被進(jìn)一步降低。因此，當(dāng)排氣流率降至閾值之下時(shí)增加pm傳感器進(jìn)口開(kāi)口并且當(dāng)排氣流率升高至閾值之上時(shí)減小開(kāi)口的技術(shù)效果是，微粒在pm傳感器電極上的沉積速率幾乎保持恒定。pm傳感器靈敏性不依賴于進(jìn)來(lái)的排氣流率，由此更準(zhǔn)確地且更可靠地測(cè)量離開(kāi)dpf的pm。因此，dpf的任何泄漏或退化可以被更高效地且更有效地被檢測(cè)。

上述的系統(tǒng)和方法還提供了一種排氣系統(tǒng)中的微粒物質(zhì)感測(cè)的方法，所述方法包含，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)整到被設(shè)置在所述排氣流中的微粒物質(zhì)傳感器的進(jìn)口的打開(kāi)量，所述微粒物質(zhì)傳感器元件被取向?yàn)槠渲鞅砻嫫叫杏谂艢饬鞯姆较?。在所述方法的第一示例中，所述方法可以額外地或替代地包括，其中所述調(diào)整包括當(dāng)所述排氣流率降至閾值速率之下時(shí)增加所述進(jìn)口的所述打開(kāi)量，并且所述調(diào)整進(jìn)一步包括當(dāng)所述排氣流率超過(guò)所述閾值速率時(shí)減小所述進(jìn)口的所述打開(kāi)量。所述方法的第二示例可選地包括第一示例，并且進(jìn)一步包括，其中所述微粒物質(zhì)傳感器包括被設(shè)置在所述進(jìn)口處的第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和流動(dòng)控制器，其中所述流動(dòng)控制器的端部被設(shè)置為遠(yuǎn)離所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器一距離以在所述進(jìn)口處產(chǎn)生間隙。所述方法的第三示例可選地包括第一和第二示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中所述增加所述打開(kāi)量包含通過(guò)遠(yuǎn)離所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器沿第一方向旋轉(zhuǎn)所述流動(dòng)控制器來(lái)增加所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與所述流動(dòng)控制器之間的所述間隙。所述方法的第四示例可選地包括第一至第三示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中所述減小所述打開(kāi)量包含通過(guò)朝向所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器沿與所述第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)所述流動(dòng)控制器來(lái)減小所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與所述流動(dòng)控制器之間的所述間隙。所述方法的第五示例可選地包括第一至第四示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中所述微粒物質(zhì)傳感器進(jìn)一步包括被設(shè)置在所述微粒物質(zhì)傳感器的出口附近的第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器，所述第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器分開(kāi)一距離。所述方法的第六示例可選地包括第一至第五示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包含，經(jīng)由所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器和所述第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器引導(dǎo)排氣通過(guò)所述微粒物質(zhì)傳感器并且朝向被設(shè)置在所述微粒物質(zhì)傳感器的所述出口附近的微粒物質(zhì)傳感器元件，其中所述微粒物質(zhì)傳感器元件沿平行于所述第一和第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器的方向被取向。所述方法的第七示例可選地包括第一至第六示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，檢測(cè)被設(shè)置在所述微粒物質(zhì)傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏，并且基于所述微粒在所述微粒物質(zhì)傳感器元件上的沉積速率而指示所述微粒過(guò)濾器的退化。所述方法的第八示例可選地包括第一至第七示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中所述閾值速率基于所述微粒在所述微粒物質(zhì)傳感器元件上的期望沉積速率。

上述的系統(tǒng)和方法還提供了一種微粒物質(zhì)傳感器系統(tǒng)中的微粒物質(zhì)感測(cè)的方法，所述方法包含，響應(yīng)于排氣流通道中的排氣流的排氣流率低于閾值而增加到被設(shè)置在所述pm傳感器內(nèi)部的pm傳感器元件的排氣流，其中所述pm傳感器被設(shè)置在所述排氣流通道中，所述pm傳感器元件被取向?yàn)槠渲鞅砻嫫叫杏谂艢饬鞯姆较颍约绊憫?yīng)于所述排氣流率高于所述閾值而減少到所述pm傳感器元件的所述排氣流。在所述方法的第一示例中，所述方法可以額外地或替代地包括，其中所述增加排氣流包括沿第一方向旋轉(zhuǎn)位于所述pm傳感器的進(jìn)口開(kāi)口附近的流率控制器，并且其中所述減小所述排氣流包括沿與所述第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)所述流率控制器。所述方法的第二示例可選地包括第一示例，并且進(jìn)一步包括，其中所述沿所述第一方向旋轉(zhuǎn)所述流動(dòng)控制器進(jìn)一步包括遠(yuǎn)離被設(shè)置在所述pm傳感器的所述進(jìn)口開(kāi)口處或附近的第一流動(dòng)板移動(dòng)所述流率控制器，并且其中所述沿所述第二方向旋轉(zhuǎn)所述流動(dòng)控制器進(jìn)一步包括朝向所述pm傳感器組件的所述第一流動(dòng)板移動(dòng)所述流率控制器。所述方法的第三示例可選地包括第一和第二示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中所述pm傳感器進(jìn)一步包含位于所述pm傳感器的出口附近的第二流動(dòng)板，并且其中所述第二流動(dòng)板與所述第一流動(dòng)板分開(kāi)一距離。所述方法的第四示例可選地包括第一至第三示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，將所述排氣流中的第一組微粒捕集在所述pm傳感器的所述進(jìn)口開(kāi)口處，以及將所述排氣流中的第二組微粒從所述進(jìn)口朝向被設(shè)置在所述第二流動(dòng)板處或附近的pm傳感器元件引導(dǎo)以促進(jìn)所述第二組微粒沉積到所述pm傳感器元件上，所述第一組微粒大于所述第二組微粒。所述方法的第五示例可選地包括第一至第四示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包含，當(dāng)所述第二組微粒在所述pm傳感器元件上的沉積速率超過(guò)閾值速率時(shí)指示位于所述pm傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏。所述方法的第六示例可選地包括第一至第三示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中所述第一流動(dòng)板進(jìn)一步朝向所述第二流動(dòng)板引導(dǎo)所述排氣流，并且其中所述第二流動(dòng)板進(jìn)一步朝向所述pm傳感器的所述出口轉(zhuǎn)向所述排氣流。

上述的系統(tǒng)和方法還提供了一種微粒物質(zhì)傳感器，所述微粒物質(zhì)傳感器包含，第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器，其在所述pm傳感器的進(jìn)口附近；第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器，其在所述pm傳感器的出口附近，所述第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器分開(kāi)一距離；pm傳感器元件，其平行于所述第一和第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器，其中所述pm傳感器元件的至少一部分被設(shè)置在所述第一流動(dòng)轉(zhuǎn)向器與所述第二流動(dòng)轉(zhuǎn)向器之間；以及可移動(dòng)板，其被設(shè)置在所述pm傳感器的所述進(jìn)口處或附近，適于調(diào)整所述進(jìn)口的進(jìn)口開(kāi)口。在所述微粒物質(zhì)傳感器的第一示例中，所述傳感器可以額外地或替代地包括控制器，所述控制器具有被存儲(chǔ)在非臨時(shí)性存儲(chǔ)器上用于以下的計(jì)算機(jī)可讀指令：基于所述pm傳感器上游的排氣的排氣流率將所述可移動(dòng)板調(diào)整到在具有更小進(jìn)口打開(kāi)量的第一位置與具有更大進(jìn)口打開(kāi)量的第二位置處或之間的最終位置。所述微粒物質(zhì)傳感器的第二示例可選地包括第一示例，并且進(jìn)一步地，其中將所述可移動(dòng)板調(diào)整到所述最終位置包括隨著所述排氣流率增加而調(diào)整所述可移動(dòng)板比所述第二位置更靠近所述第一位置，并且進(jìn)一步包括隨著所述排氣流率降低而調(diào)整所述流動(dòng)控制器比所述第一位置更靠近所述第二位置。所述微粒物質(zhì)傳感器的第三示例可選地包括第一和第二示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括用于當(dāng)微粒在所述pm傳感器上的當(dāng)前沉積速率超過(guò)微粒在所述pm傳感器上的期望沉積速率時(shí)指示位于所述pm傳感器上游的微粒過(guò)濾器中的泄漏的指令。

注意，本文中包括的示例控制和估計(jì)程序能夠與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。在本文中所公開(kāi)的控制方法和程序可以作為可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中，并且可以由包括與各種傳感器、致動(dòng)器和其他發(fā)動(dòng)機(jī)硬件相結(jié)合的控制器的控制系統(tǒng)執(zhí)行。在本文中所描述的具體程序可以代表任意數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)，諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此，所描述的各種動(dòng)作、操作和/或功能可以所示順序、并行地被執(zhí)行，或者在一些情況下被省略。同樣，實(shí)現(xiàn)在本文中所描述的示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)不一定需要所述處理順序，但是為了便于圖釋和說(shuō)明而提供了所述處理順序。取決于所使用的特定策略，所示出的動(dòng)作、操作和/或功能中的一個(gè)或多個(gè)可以被重復(fù)執(zhí)行。另外，所描述的動(dòng)作、操作和/或功能可以圖形地表示被編入發(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)的非臨時(shí)性存儲(chǔ)器的代碼，其中通過(guò)配合電子控制器執(zhí)行包括各種發(fā)動(dòng)機(jī)硬件部件的系統(tǒng)中的指令而使所描述的動(dòng)作得以實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在本文中所公開(kāi)的配置和程序本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵S多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于v-6、i-4、i-6、v-12、對(duì)置4缸和其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開(kāi)的主題包括在本文中所公開(kāi)的各種系統(tǒng)和配置和其他的特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。

以下權(quán)利要求具體地指出某些被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或多個(gè)這種元件。所公開(kāi)的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可通過(guò)修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過(guò)在這個(gè)或關(guān)聯(lián)申請(qǐng)中提出新的權(quán)利要求而得要求保護(hù)。這些權(quán)利要求，無(wú)論與原始權(quán)利要求范圍相比更寬、更窄、相同或不相同，都被認(rèn)為包括在本公開(kāi)的主題內(nèi)。