[发明专利]用于排气微粒物质感测的系统和方法

说明书

本发明涉及用于排气微粒物质感测的系统和方法。提供了用于沿排气通道安排的微粒物质传感器的方法和系统。在一个示例中，微粒物质传感器包括以基本上U形安排的一系列管，并且其中所述微粒物质传感器包括旋转元件和温度感测元件中的一种或多种元件。

技术领域

本说明书大体上涉及微粒物质(PM)传感器。

背景技术

发动机排放控制系统可以利用各种排气传感器。一个示例传感器可以是指示排气中的微粒物质质量和/或浓度的微粒物质传感器。在一个示例中，微粒物质传感器可以通过随时间推移积聚微粒物质以及提供对积聚程度的指示作为对排气微粒物质水平的测量来进行操作。

微粒物质传感器可以将所测得的放置在传感器的衬底表面上的一对电极之间的导电率(或电阻率)的改变与沉积在电极之间的微粒物质的量相关联。微粒物质传感器可能遭遇由于传感器表面两侧的流动分布的偏差而造成的烟灰在传感器上非均一沉积的问题。进一步地，微粒物质传感器可能易于由于排气中存在的水滴和/或较大微粒的碰撞而受到污染。该污染可能导致传感器输出的误差。

处理微粒物质传感器性能的其它尝试包括将排气的一部分导向微粒物质传感器。一个示例方法由Liu等人在US 8756913中示出。在所述方法中，一对相交的管沿排气通道定位，其中传感器位于排气通道的流体地联接至所述一对管中的轴向管的上部。管可以被配置成从排气通道内的多个位置接收排气以增加由传感器所提供的数据的准确性。

然而，本文的发明人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，所述一对管可以将大的微粒物质和/或水滴引导到传感器上。这可以降低由传感器提供的关于PM退化的数据的可靠性。

发明内容

在一个示例中，上文中所描述的问题可以通过包括以下各项的方法来解决：经由致动器使微粒物质传感器的筛网(screen)周期性地(periodically)旋转以及基于供应给致动器的功率/动力(power)量来指示微粒过滤器的泄漏。以此方式，在周期性旋转期间随着微粒物质增加由筛网所经历的摩擦，供应给致动器的功率量增加。

作为一个示例，筛网在每个固定周期间隔抵靠微粒物质传感器中的过滤器旋转。筛网旋转阈值角度，其中监测到供应给筛网的功率量。筛网旋转回到其原始开始位置并且过滤器再生回包括其上存储较少微粒物质的状态。通过这样做，微粒物质传感器中的过滤器可以在筛网旋转之后包括基本上类似量的微粒物质。微粒物质传感器位于微粒物质过滤器的下游，所述微粒物质过滤器位于排气通道中。微粒物质过滤器经受再生以便使微粒物质过滤器继续捕获微粒物质。然而，微粒物质过滤器可能在随时间推移经历多次再生事件之后退化。退化可以包括裂缝、漏洞和孔中的一种或多种。这样，更大量的微粒物质可以流动到微粒物质传感器中的过滤器，从而增大使筛网旋转所需的功率量。如果功率量超过阈值功率量，则排气通道中的微粒物质过滤器可能退化。

作为另一个示例，另外或可替代地，微粒物质传感器不包括筛网。然而，如上所述，微粒物质传感器被配置成在每个固定周期间隔使过滤器再生。随时间推移，排气通道中的微粒物质过滤器退化。这可能导致微粒物质传感器中的过滤器经历较高的再生温度。这样，当微粒物质传感器中的过滤器的再生温度大于阈值温度时，排气通道中的微粒物质过滤器可劣化。

应理解，提供以上概述是为了以简化的形式引入在详细描述中进一步描述的一系列概念。其并不意味着标识所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文中或在本公开的任何部分中所指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了发动机和沿排气通道安排的相关联的微粒物质(PM)传感器的示意图。

图2示出了PM传感器的第一实施例。

图3A和图3B示出了安排在PM传感器的第一实施例中的筛网、过滤器和加热元件的分解视图。