[发明专利]用于排气微粒物质感测的方法和系统

说明书

本发明涉及用于排气微粒物质感测的方法和系统。提供了通过位于在排气系统中的柴油微粒过滤器下游的微粒物质传感器感测微粒物质的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括当排气流率降至阈值之下时增加微粒物质传感器的进口开口以允许更多微粒进入微粒物质传感器，并且进一步包括当排气流率升高至阈值之上时减小进口开口以减少进入传感器的微粒。通过基于排气速率调整进入传感器的微粒量，传感器的沉积速率并且因此传感器对排气流率的灵敏性可以被维持在期望的水平，并且不依赖于排气流率。

相关申请的交叉引用

本申请是于2015年8月25日提交的标题为“METHOD AND SYSTEM FOR EXHAUSTPARTICULATE MATTER SENSING(用于排气微粒物质感测的方法和系统)”的美国专利申请号14/835,270的部分继续申请，为了所有目的，其整个内容以引用方式被并入本文。

技术领域

本发明大体涉及排气流中的电阻型微粒物质(PM)传感器的设计和使用。

背景技术

柴油燃烧排气是规定的排放。柴油微粒物质(PM)是柴油排气的微粒成分，其包括柴油碳烟和诸如灰烬微粒、金属腐蚀颗粒、硫酸盐和硅酸盐的浮粒。当被释放到大气内时，PM能够呈以个体颗粒或链聚集物的形式，其中大部分在100纳米的不可见亚微米范围内。各种技术已经被研发用于在排气被释放到大气之前识别并过滤出排气PM。

作为一示例，碳烟传感器(也被称为PM传感器)可以被用于具有内燃发动机的车辆中。PM传感器可以位于柴油微粒过滤器(DPF)的上游和/或下游，并且可以被用来感测过滤器的PM负荷并诊断DPF的运转。通常，PM传感器可以基于被放置在传感器的平坦基板表面上的一对电极之间的测得的导电率(或电阻率)的变化与被沉积在测量电极之间的PM量之间的关系感测微粒物质或碳烟负荷。具体地，测得的导电率提供碳烟积聚的测量。因此，PM传感器测量排气中的PM的灵敏性可以依赖于排气流率，其中增加的排气流率导致增加的PM传感器灵敏性，而降低的排气流率导致降低的PM传感器灵敏性。由于对排气流率的这种增加的依赖，捕获离开DPF的PM的PM传感器不能真实地反映DPF过滤能力。此外，PM传感器会易于受存在于排气中的水滴和/或大微粒的冲击的污染，因此影响PM传感器灵敏性并且导致PM传感器的输出的误差。

Nelson在US8225648B2中示出了一种示例PM传感器设计。在其中，PM传感器包括流动转向器和被设置在PM传感器元件周围以过滤出冲击PM传感器元件的更大微粒的屏障。所述屏障因此用来阻止排气流中的更大微粒冲击PM传感器元件，由此减少由于沉积在PM传感器元件上的大微粒导致的PM传感器灵敏性波动。

发明内容

然而，发明人在此已经认识到这种方案的潜在问题。作为一个示例，PM传感器灵敏性可以继续依赖于进来的排气流率。在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来部分地解决，所述方法用于响应于微粒物质传感器上游的排气流的排气流率而调整到被设置在所述排气流中的微粒物质传感器的进口的打开量，所述微粒物质传感器元件被取向为其主表面平行于排气流的方向。以此方式，微粒物质传感器的灵敏性可以变得不依赖于排气流率，并且PM传感器输出可以开始更准确地且更可靠地测量DPF过滤能力。