[发明专利]用于排气微粒物质感测的方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及感测排气系统中的微粒物质。

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微粒物质传感器，所述微粒物质传感器指示所述排气中的微粒物质质量和/或浓度。在一个示例中，所述微粒物质传感器可以通过随着时间推移累积微粒物质并将累积程度的指示作为排气微粒物质水平的测量而操作。所述微粒物质传感器可以位于柴油微粒过滤器的上游和/或下游，并且可以用于感测在所述微粒过滤器上的微粒物质负荷和诊断所述微粒过滤器的操作。

示例PM传感器由Zhang等人在美国2015/0355067 A1中示出。在这里，PM传感器包括具有穿孔的圆柱形保护管，并且传感器元件定位在所述管内部朝向所述穿孔面向。PM传感器以穿孔位于保护管的下游表面上这种方式固定到微粒过滤器下游的排气通道，从而朝向排气通道的尾端面向。在此类配置中，流过排气通道的排气可以沿保护管外部经历压力变化。例如，比沿保护管侧面的压力更高的静压可以在保护管的下游表面处产生。因为相对于侧表面在下游表面处有较高静压，排气可以朝向PM传感器的下游表面引入。具体地，排气可以朝向保护管的下游表面上的穿孔引入，并且所述排气可以在与排气通道内部的排气流动方向相反的方向上经由穿孔进入PM传感器。

发明内容

本发明者在本文已经认识到关于此类系统的潜在问题。作为示例，上述配置在排气通道内部的排气流动方向是恒定的假设下工作。由于传感器固定到排气通道，仅当保护管的穿孔沿在直径上与面向排气流的冲击(onslaught)的表面相对的表面定位时，穿孔将与管侧的较高静压重合。然而，如果排气通道内部的排气流动方向改变(例如，由于发动机转速、负荷、汽缸停用、排气门正时等变化)，穿孔可以不再位于具有较高静压的一侧上。在一些配置中，排气通道可以包括多个通道或通路，其中一些通道或通路正在分开且其他一些通道或通路正在聚合。一起地，这些通路可以通过发动机系统的各种部件引导排气。如果PM传感器定位在两个正交通道的交点处，例如当排气流从一个通道改变至另一个通道时，排气流动方向可以改变90°。在此类情况下，当排气流过所述通道之一时但当排气没有流过例如第二正交通道时，管上的穿孔可以在较高静压侧中。如果当排气流过第二通道时排气流动方向以90°改变，管上的穿孔可以不再位于相对于第二通道的较高静压侧上。相反，现在穿孔可以位于较低压力侧上。因此，排气可以被推离穿孔，从而减少到传感器中的排气流。因此，传感器的灵敏性可以降低。随着灵敏性降低，碳烟传感器不可以能够以可靠的方式确定微粒过滤器的泄漏。因此，传感器的误差可以导致DPF劣化的错误指示和发挥作用的过滤器的无担保替换。

在一个示例中，上述问题可以由一种方法部分地解决，所述方法包括当排气正流过排气通道时从耦连到排气通道的可旋转微粒物质(PM)传感器组件产生输出，所述可旋转PM传感器组件的旋转随着排气流动条件变化而变化。以这种方式，通过基于排气流动条件旋转PM传感器组件，到PM传感器的入口可以自动地调整以在具有较高静压的一侧上，从而增加到PM传感器组件中的排气流的量。

作为一个示例，排气PM传感器组件可以定位在排气通道中的排气微粒过滤器的下游。PM传感器组件可以包括经由轴承可旋转地安装到所述排气通道的圆柱形壳体并且传感器元件可以定位在所述壳体内。所述壳体可以另外地包括仅在一侧上形成的开口并且因此所述开口可以定位在在所述开口的任一侧上附接到壳体的一对穿孔流板之间。所述轴承的布置可以提供PM传感器组件围绕壳体上的中心轴线的自由旋转，其中壳体和排气通道的顶表面之间的摩擦减小。例如，当排气通道内部的排气流动方向以一阈值量改变时，PM传感器组件可以用所述组件的开口定位在所述静压较高的下游侧上的这种方式在所述排气通道内部旋转。以这种方式，所述排气中的增加的微粒量可以朝向传感器元件引入所述开口中。因此，PM传感器组件的旋转可以是被动旋转或主动旋转之一。在被动旋转期间，附接到所述组件的流板可以感测排气通道内部的排气流动方向并且经由例如所述轴承相应地旋转所述组件。在主动旋转期间，PM传感器组件可以经由耦连到所述组件的马达旋转。在这里，所述马达的所述输出可以基于所感测的排气流动条件调整。