用于排气微粒物质感测的系统和方法技术方案

本发明专利技术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。

System and method for exhaust particulate matter sensing

The invention relates to a system and method for sensing particulate particulate matter. A method and system for particulate matter sensors arranged along an exhaust channel are provided. In one example, the particulate matter sensor includes a series of tubes arranged in a basically U-shaped arrangement, and the particulate matter sensor includes one or more of a rotating element and a temperature sensing element.

【技术实现步骤摘要】
用于排气微粒物质感测的系统和方法
本说明书大体上涉及微粒物质(PM)传感器。
技术介绍
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US8756913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，本文的专利技术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。
技术实现思路
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。图4示出了用于操作筛网和加热元件并且确定位于排气通道中的微粒过滤器的退化的方法。图5示出了展示PM传感器状况随时间变化的发动机操作顺序。图6示出了PM传感器的第二实施例。图7示出了用于操作第二实施例的加热元件并且基于PM传感器中所测得的再生温度来确定微粒过滤器的退化的方法。图8示出了展示PM传感器状况随时间变化的发动机操作顺序。图2、图3和图6大约是按比例示出的。具体实施方式以下说明书涉及用于微粒物质(PM)传感器的系统和方法。如图1所示，PM传感器沿微粒过滤器的下游的排气通道安排。图2中展示了PM传感器的第一实施例，其中PM传感器包括可旋转筛网和压靠在过滤器的相反表面上的加热元件。如图3A所示，过滤器夹置在筛网与加热元件之间。图4中描述了用于使筛网周期性地旋转并且测量使筛网旋转到阈值角度所需的功率的方法。如果使筛网旋转到阈值角度所需的功率大于阈值功率，则在PM传感器的上游的排气通道中的微粒物质过滤器可能退化。图5中示出了展示PM传感器中的状况的操作顺序。图6中展示了PM传感器的第二实施例，其中第二实施例包括位于PM传感器中的过滤器的近端的一个或多个温度传感器。在一个示例中，存在两个温度传感器，其中温度传感器中的一个温度传感器位于过滤器的上游并且温度传感器中的第二温度传感器位于过滤器的下游。图7中示出了用于比较来自温度传感器的反馈的方法。在一个示例中，比较可以判定排气通道中的微粒物质过滤器是否退化。图8中示出了展示PM传感器中的状况的操作顺序。图1至图3以及图6示出了各个部件相对定位的示例构型。如果被示出为直接彼此接触或直接联接，则至少在一个实例中，此类元件可以被称为分别直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，被示出为彼此连续或相邻的元件可以是分别彼此连续或相邻。作为一个示例，彼此共面接触放置的部件可以被称作处于共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，被定位成彼此分离的元件(其间仅具有空间且并无其它部件)可以被如此称之。作为又一个示例，被示出为在彼此上方/下方、在彼此的相反侧或在彼此的左边/右边的元件可以相对于彼此如此称之。进一步地，如附图所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶部点可以被称作部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底部点可以被称作部件的“底部”。如本文中所使用的，顶部/底部、上/下、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。这样，在一个示例中，被示出为在其它元件上方的元件被竖直地定位在所述其它元件上方。作为又一个示例，附图中所描绘的元件的形状可以被称作具有那些形状(例如，比如是圆形的、直的、平面的、弯曲的、圆角的、倒角的、成角度的等等)。进一步地，在至少一个示例中，被示出为彼此相交的元件可以被称作相交元件或彼此相交。仍进一步地，在一个示例中，被示出为在另一个元件内或被示出为在另一个元件外的元件可以被如此称之。应了解，被称作是“基本上类似和/或相同”的一个或多个部件根据制造公差(例如，在1％至5％的偏差内)彼此不同。图1示出了车辆系统6的示意性描绘。车辆系统6包括发动机系统8。发动机系统8可以包括具有多个汽缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气装置23和发动机排气装置25。发动机进气装置23包括经由进气通道42流体地联接至发动机进气歧管44的节气门62。发动机排气装置25包括最终通向将排气传送到大气的排气通道35的排气歧管48。节气门62可以位于在增压设备(比如涡轮增压器(未示出))的下游且在后冷却器(未示出)的上游的进气通道42中。当包括在内时，后冷却器可以被配置成减小增压设备所压缩的进气的温度。发动机排气装置25可以包括一个或多个排放控制设备70，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：经由致动器使微粒物质传感器的筛网周期性地旋转；以及基于供应给所述致动器的功率量，指示微粒过滤器的泄漏。

【技术特征摘要】
2017.04.04 US 15/479,2001.一种方法，包括：经由致动器使微粒物质传感器的筛网周期性地旋转；以及基于供应给所述致动器的功率量，指示微粒过滤器的泄漏。2.如权利要求1所述的方法，其中所述筛网压靠在所述微粒物质传感器的过滤器上，其中所述筛网响应于发动机和/或排气系统的工况而周期性地旋转，并且其中所述指示包括设定诊断码和/或经由车辆的显示器向操作员提供消息或照度，所述微粒物质传感器安装在所述车辆中。3.如权利要求1所述的方法，其中所述旋转包括向所述致动器供应功率以便使所述筛网在2度到15度之间旋转。4.如权利要求1所述的方法，其中所述旋转以固定周期间隔执行。5.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述功率量超过阈值功率的确定，确定所述泄漏。6.一种系统，包括：排气通道，其具有微粒过滤器和相对于排气流的方向位于所述微粒过滤器的下游的微粒物质传感器，并且其中所述微粒物质传感器与以U形彼此物理联接的上游管、下游管以及连接管联接。7.如权利要求6所述的系统，其中所述上游管包括用于允许排气进入所述微粒物质传感器中的多个穿孔。8.如权利要求6所述的系统，其中所述下游管包括用于将排气排到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小钢，易建文，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US