用于排气微粒物质感测的方法和系统技术方案

本申请涉及用于排气微粒物质感测的方法和系统。提供了用于被设置在排气系统中的柴油微粒过滤器下游的微粒物质传感器的方法和系统。在一个示例中，一种微粒物质传感器组件可以包括外台阶形管、被设置在所述外管内的内台阶形管、以及设置在所述内管内部的具有传感器元件的板，所述内管和外管在所述组件中产生台阶。所述台阶可以阻挡较大污染物和水滴，并且由此阻止它们冲击被设置在所述组件内的所述传感器元件。

Method and system for exhaust particulate matter sensing

The present application relates to methods and systems for exhaust particulate matter sensing. Methods and systems are provided for particulate matter sensors downstream of a diesel particulate filter disposed in an exhaust system. In one example, a particulate matter sensor assembly may include in the step steps outside the tube, is arranged on the outside of the tube, and the tube with a sensor element inside the inner plate, the inner tube and the outer tube in the assembly steps. The steps can block larger contaminants and water droplets, and thereby prevent them from impacting the sensor elements that are disposed within the assembly.

【技术实现步骤摘要】
用于排气微粒物质感测的方法和系统
本申请涉及感测排气系统中的微粒物质。
技术介绍
发动机排放控制系统可以使用各种排气传感器。一种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着时间积聚微粒物质并且提供积聚的程度的指示作为排气微粒物质水平的测量来运转。微粒物质传感器的准确性会受由于跨过传感器的表面的流动分布的偏斜的碳烟在传感器上的不均匀沉积影响。另外，微粒物质传感器会易于受存在于排气中的水滴和/或较大微粒的冲击的污染。这种污染可以导致传感器输出中的误差。此外，当大量排气流过微粒物质传感器时，传感器再生会不足。
技术实现思路
专利技术人在此已经认识到以上问题并且已经识别了一种方案来至少部分地解决所述问题。在一个示例方案中，提供了一种用于感测发动机的排气通道中的微粒物质的微粒物质组件。所述微粒物质组件包含，外台阶形(stepped)管，其具有第一半圆形区域和第二半圆形区域，所述第一区域长于所述第二区域；与所述外台阶形管同轴的内台阶形管，其具有第三半圆形区域和第四半圆形区域，所述第三区域长于所述第四区域；以及被设置在所述内台阶形管内部的板，其具有传感器元件。以此方式，通过耦接外台阶形管和内台阶形管，台阶形结构(在下文中称为台阶)可以在PM传感器组件中被产生。此外，进口可以被形成在台阶上以将排气引导到PM传感器组件内。作为一示例，沿着台阶被设置的进口可以沿与排气通道中的排气流的方向相反的方向引导排气通道中的排气。因此，排气中的较大微粒会不能充分使流动方向反向并经由台阶进入PM传感器组件。因此，台阶用来实质上(substantially)阻止排气中的较大微粒冲击被形成在被设置在该组件内的板上的传感器元件，由此减少由于大微粒沉积在传感器元件上而造成的的传感器处的波动。作为一个示例，排气微粒物质传感器组件可以在微粒过滤器的下游被设置在排气管中。微粒物质传感器组件可以包括保护管，所述保护管包含由不相等长度的半圆形区域组成的外不对称管。同样地，内管可以包括被完全设置在外管内的不对称半圆形区域。当耦接在一起时，外管和内管中的每一个的不对称半圆形区域的长度的差可以导致在传感器组件的一个面上产生的台阶结构。因此，台阶可以包括进口以将排气引导到形成在内台阶形管与外台阶形管之间的环形区域内。因此，排气可以能够通过经历流动方向的反向而经由狭缝中的进口进入PM传感器。然而，较大微粒和水滴会不能充分使流动方向反向以便能够进入台阶上的进口。因此，更大微粒和/或水滴可以被台阶阻挡，从而减少传感器误差。另外，通过电极的表面上的直接流动冲击，被设置在内管内的传感器元件可以经历更均匀的碳烟沉积。以此方式，由于保护管设计的不对称而被形成的台阶可以阻止较大微粒和/或水滴进入微粒物质传感器组件。微粒物质传感器组件的设计中包括不对称保护管和台阶形结构的技术效果是，可以更好地保护被设置在内的传感器元件不受较大微粒和污染物的冲击而不向微粒物质传感器组件添加额外的部件和/或过滤器。总的来说，可以改善传感器元件的功能，并且可以使传感器变得更可靠。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了发动机和被设置在排气流中的相关联的微粒物质(PM)传感器组件的示意图。图2示出了包括外台阶形管、内台阶形管、以及包括传感器元件的板的PM传感器组件的示意图。图3A-3C示出了外管和内管、板、以及被形成在PM传感器组件中的台阶沿着三个不同横截面平面的剖视图。图4示出了PM传感器组件的示意图，示出了经由台阶流入PM传感器组件的排气。图5示出了描绘用于跨过被形成在板上并且被设置在PM传感器组件的内管内的传感器元件积聚排气流中的微粒的示例方法的流程图。图6是描绘用于使PM传感器组件的传感器电极再生的示例方法的流程图。图7示出了描绘用于诊断被设置在PM传感器组件上游的微粒过滤器中的泄露的示例方法的流程图。图8示出了PM传感器组件上的碳烟负荷与被设置在PM传感器组件上游的微粒过滤器上的碳烟负荷之间的示例关系。具体实施方式以下描述涉及用于感测发动机系统(诸如在图1中示出的发动机系统)的排气流中的微粒物质(PM)的系统和方法。PM传感器组件可以被放置在发动机系统的排气通道中。PM传感器组件可以包括外台阶形管、被设置在所述外管内的内台阶形管、以及包括被设置在所述组件内的传感器元件的板，如在图2中示出的。因此，外管和内管可以包括由于外管和内管的固有不对称而被形成的台阶。例如，外管和内管均可以包括两个不相等长度的半圆形区域。当外管和内管中的每一个的半圆形区域被耦接在一起时，所述区域的长度的差可以导致台阶。在图3A-图3C中示出了内管和外管的剖视图。通过在台阶中包括进口，排气通道中的排气流可以经由进口沿与排气通道中的排气流的方向相反的方向朝向被设置在该组件内的传感器元件被引导到PM传感器组件内，如在图4中示出的。控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图5示例程序)，以将排气中的微粒积聚在传感器元件上。另外，控制器可以间歇地清洁PM传感器组件(图6)以实现连续的PM监测。此外，控制器可以被配置为执行程序(诸如图7的示例程序)，以基于PM传感器再生之间的时间使排气微粒过滤器再生。在图8中示出了过滤器诊断的示例。以此方式，PM传感器估计DPF的过滤能力(并且由此检测DPF泄露)的功能被增加。图1示出了车辆系统6的示意描绘。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包括节气门62，所述节气门62经由进气通道42被流体地耦接至发动机进气歧管44。发动机排气装置25包括排气歧管48，所述排气歧管48最终通向将排气送至大气的排气通道35。节气门62可以在升压装置(诸如涡轮增压器(未示出))的下游且在后冷却器(未示出)的上游位于进气通道42中。当包括后冷却器时，后冷却器可以被配置为降低由升压装置压缩的进气的温度。发动机排气装置25可以包括一个或更多个排放控制装置70，所述一个或更多个排放控制装置70可以以紧密耦接定位的方式被安装在排气装置中。一个或更多个排放控制装置可以包括三元催化剂、稀NOx过滤器、SCR催化剂等。发动机排气装置25还可以包括被设置在排放控制装置70上游的柴油微粒过滤器(DPF)102，所述柴油微粒过滤器(DPF)102从进入的气体中临时过滤出PMs。在一个示例中，如所描绘的，DPF102是柴油微粒物质保持系统。DPF102可以具有由由例如堇青石或碳化硅制作的整体结构，其中内部具有多个通道用于从柴油排气中过滤出微粒物质。在经过DPF102后已经过滤出PM的尾管排气可以在PM传感器106中被测量，并在排放控制装置70中被进一步处理，并且经由排气通道35被排放到大气。在所描绘的示例中，PM传感器106是基于跨过PM传感器的电极测量的导电率的改变而估计DPF102的过滤效率的电阻式传感器。在图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微粒物质传感器组件，其包含：外台阶形管，其具有第一半圆形区域和第二半圆形区域，所述第一区域长于所述第二区域；与所述外台阶形管同轴的内台阶形管，其具有第三半圆形区域和第四半圆形区域，所述第三区域长于所述第四区域；以及被设置在所述内台阶形管内部的板，其具有传感器元件。

【技术特征摘要】
2016.03.07 US 15/062,3841.一种微粒物质传感器组件，其包含：外台阶形管，其具有第一半圆形区域和第二半圆形区域，所述第一区域长于所述第二区域；与所述外台阶形管同轴的内台阶形管，其具有第三半圆形区域和第四半圆形区域，所述第三区域长于所述第四区域；以及被设置在所述内台阶形管内部的板，其具有传感器元件。2.根据权利要求1所述的微粒物质传感器组件，其中所述内台阶形管被同轴地设置在所述外台阶形管内，并且与所述外台阶形管分开一间隙，并且其中所述内台阶形管的顶部表面与所述外台阶形管的顶部表面共面。3.根据权利要求1所述的微粒物质传感器组件，其中所述第一区域包括第一密封的底部表面，并且所述第二区域包括第二密封的底部表面，所述第一底部表面不与所述第二底部表面共面。4.根据权利要求3所述的微粒物质传感器组件，其中所述第三区域包括第三未密封的底部表面，并且所述第四区域包括第四密封的底部表面，所述第三底部表面不与所述第四底部表面共面。5.根据权利要求4所述的微粒物质传感器组件，其中所述第一底部表面与所述第三底部表面共面，并且所述第二底部表面与所述第四底部表面共面。6.根据权利要求2所述的微粒物质传感器组件，其中所述第三区域被同轴地设置在所述第一区域内，所述第一区域和所述第三区域中的每一个均在排气管中延伸达第一距离。7.根据权利要求6所述的微粒物质传感器组件，其中所述第四区域被同轴地设置在所述第二区域内，所述第二区域和所述第四区域中的每一个均在所述排气管中延伸达第二距离。8.根据权利要求7所述的微粒物质传感器组件，其中所述第一距离与所述第二距离之间的差形成台阶，所述台阶的高度实质上等于所述差。9.根据权利要求8所述的微粒物质传感器组件，其中所述台阶的长度实质上等于所述第一区域和所述第二区域的直径。10.根据权利要求8所述的微粒物质传感器组件，其中所述台阶包括进口，所述进口允许在所述排气管中流动的排气使流动方向反向并且经由所述进口进入且进入到所述内台阶形管与所述外台阶形管之间的所述间隙内。11.根据权利要求10所述的微粒物质传感器组件，其中所述第三区域包括第一狭缝，所述第一狭缝用于使所述排气从所述间隙流入被包围在所述板与所述第四区域之间的第一空间内，所述第一空间包括所述传感器元件。12.根据权利要求11所述的微粒物质传感器组件，其中所述板包括第二狭缝，所述第二狭缝用于将所述排气从所述第一空间引导到被包围在所述板与所述第三区域之间的第二空间内，并且进一步朝向所述第三底部表面中的出口。13.一种方法，其包含：经...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小钢，
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