本發(fā)明大體涉及一種微粒物質(zhì)傳感器組件。

背景技術(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng)可以使用各種排氣傳感器。一種示例傳感器可以是指示排氣中的微粒物質(zhì)質(zhì)量和/或濃度的微粒物質(zhì)傳感器。在一個(gè)示例中，微粒物質(zhì)傳感器可以通過隨著時(shí)間積聚微粒物質(zhì)并且提供積聚的程度的指示作為排氣微粒物質(zhì)水平的測(cè)量來操作。

微粒物質(zhì)傳感器可以使被放置在傳感器的襯底表面上的一對(duì)電極之間的電導(dǎo)率(或電阻率)的測(cè)量的改變與被沉積在電極之間的微粒物質(zhì)的量相關(guān)聯(lián)。由于跨過傳感器的表面的流動(dòng)分布的偏置，微粒物質(zhì)傳感器可能遇到碳煙在傳感器上的不均勻沉積的問題。另外，微粒物質(zhì)傳感器可能易于受存在于排氣中的水滴和/或較大微粒的撞擊的污染。這種污染可以導(dǎo)致傳感器輸出中的誤差。

解決微粒物質(zhì)傳感器性能的其他嘗試包括朝向微粒物質(zhì)傳感器引導(dǎo)一部分排氣。liu等人在us8756913中示出了一個(gè)示例方案。在其中，一對(duì)交叉管沿著排氣通道設(shè)置，其中傳感器位于流體耦連至該對(duì)管的軸向管的排氣通道的上部中。所述管被配置為從排氣通道內(nèi)的各種位置接收排氣以增加由傳感器提供的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到此類系統(tǒng)的潛在問題。作為一個(gè)示例，該對(duì)管可以將大微粒物質(zhì)和/或水滴引導(dǎo)到傳感器上。這會(huì)降低由傳感器提供的關(guān)于pf退化的數(shù)據(jù)的可靠性。

發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以上問題，并且已經(jīng)確定了至少部分地解決一般問題以及l(fā)iu的具體問題兩者的方案。在一個(gè)示例中，上述問題可以通過一種系統(tǒng)來解決，所述系統(tǒng)包含被流體耦連至圓形外管的兩個(gè)完全交叉管，并且其中所述交叉管和圓形管經(jīng)由沿相對(duì)于排氣流的上游方向的彎管(例如，l或c形管)被流體耦連至傳感器。以此方式，降低了大微粒和水滴流至傳感器的可能性。

作為一個(gè)示例，圓形管與排氣管的內(nèi)部空間徑向地間隔開。交叉管和圓形外管包含面向進(jìn)來的排氣流的方向的入口。入口被配置為允許排氣流進(jìn)入圓形管和交叉管的共同內(nèi)部通道。內(nèi)部空間中的排氣可以沿與進(jìn)來的排氣流的方向相反的上游方向流入l形管。由于大微粒和/或水滴的更大動(dòng)量將它們運(yùn)送到內(nèi)部空間的后壁，這可以減少和/或防止大微粒和/或水滴流至位于l形管的上部中的pm傳感器?？偟膩碚f，pm傳感器的功能可以被改善，并且可以更可靠。

應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述從而以簡(jiǎn)化的形式介紹一些概念選擇，這些概念選擇在具體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，要求保護(hù)的主題的范圍被隨附的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式。

附圖說明

圖1是發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。

圖2示出了pm傳感器組件的等軸側(cè)視圖。

圖3示出了pm傳感器組件的剖視圖，其中示例排氣流經(jīng)過該組件。

圖2-3近似按比例示出，但是可以使用其他相對(duì)尺寸而不偏離本公開的范圍。

圖4示出了用于確定微粒過濾器的狀況的方法。

具體實(shí)施方式

以下描述涉及一種微粒物質(zhì)(pm)傳感器組件。pm傳感器組件可以包括位于圓形外管內(nèi)部的一對(duì)交叉管。交叉管可以與圓形管交叉，使得交叉管的內(nèi)部空間被流體耦連至圓形管的內(nèi)部空間。pm傳感器組件可以位于微粒過濾器(pf)下游的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道中，如在圖1中示出的。彎管被流體耦連至交叉管和圓形管，從而允許排氣沿與進(jìn)來的排氣流的方向相反的上游方向流動(dòng)，如在圖2中示出的。pm傳感器組件可以朝向位于彎管的上部中的碳煙傳感器引導(dǎo)排氣，如在圖3中示出的。在圖4中示出了用于基于檢測(cè)到的pf下游的排氣中的碳煙濃度來確定pf的狀況的方法。

圖2-3示出了具有各種部件的相對(duì)定位的示例構(gòu)造。至少在一個(gè)示例中，如果被示為彼此直接接觸或直接耦連，那么此類元件可以分別被稱為直接接觸或直接耦連。類似地，至少在一個(gè)示例中，被示為彼此鄰近或相鄰的元件可以分別是彼此鄰近或相鄰的。作為一示例，彼此共面接觸的部件放置可以被稱為共面接觸。作為另一示例，在至少一個(gè)示例中，被設(shè)置為彼此分開、在其之間僅有空間而沒有其他部件的元件可以被稱為如此。

現(xiàn)在參照?qǐng)D1，它示出了具有多缸發(fā)動(dòng)機(jī)10的一個(gè)汽缸的示意圖，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以被包括在車輛的推進(jìn)系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)以及經(jīng)由輸入裝置130來自車輛操作者132的輸入而被控制。在這個(gè)示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)pp的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室30(也被稱為汽缸30)可以包括燃燒室壁32，活塞36被設(shè)置在其中。活塞36可以被耦連至曲軸40，使得活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換為曲軸40的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40可以經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)(未示出)耦連至車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(未示出)。此外，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)(未示出)可以經(jīng)由飛輪(未示出)耦連至曲軸40，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的起動(dòng)操作。

燃燒室30可以經(jīng)由進(jìn)氣通道42從進(jìn)氣歧管44接收進(jìn)氣，并且可以經(jīng)由排氣通道48排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48可以分別經(jīng)由進(jìn)氣門52和排氣門54與燃燒室30選擇性地連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可以包括兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣門和/或兩個(gè)或更多個(gè)排氣門。

在圖1中描繪的示例中，可以經(jīng)由各自的凸輪致動(dòng)系統(tǒng)51和53通過凸輪致動(dòng)來控制進(jìn)氣門52和排氣門54。凸輪致動(dòng)系統(tǒng)51和53可以各包括一個(gè)或更多個(gè)凸輪，并且可以使用可以由控制器12操作以改變氣門操作的凸輪廓線變換(cps)系統(tǒng)、可變凸輪正時(shí)(vct)系統(tǒng)、可變氣門正時(shí)(vvt)系統(tǒng)和/或可變氣門升程(vvl)系統(tǒng)中的一個(gè)或更多個(gè)。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可以分別由位置傳感器55和57確定。在可替代的實(shí)施例中，進(jìn)氣門52和/或排氣門54可以由電動(dòng)氣門致動(dòng)來控制。例如，汽缸30可以可替代地包括經(jīng)由電動(dòng)氣門致動(dòng)控制的進(jìn)氣門和經(jīng)由包括cps系統(tǒng)和/或vct系統(tǒng)的凸輪致動(dòng)控制的排氣門。

在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以被配置為具有一個(gè)或更多個(gè)燃料噴射器，用于向汽缸提供燃料。作為非限制性的示例，汽缸30被示出為包括一個(gè)燃料噴射器66。燃料噴射器66被示出為耦連至汽缸30，用于與經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器68從控制器12接收的信號(hào)fpw的脈沖寬度成比例地將燃料直接噴射進(jìn)汽缸30中。以此方式，燃料噴射器66提供了到燃燒室30內(nèi)的所謂燃料直接噴射。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，汽缸30可以在燃燒循環(huán)期間從多次噴射接收燃料。在其他示例中，例如，燃料噴射器可以被安裝在燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部。燃料可以通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(tǒng)(未示出)而被輸送至燃料噴射器66。

在圖1中示出的示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10被配置為通過壓縮點(diǎn)火而燃燒空氣和柴油燃料的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在其他實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以通過壓縮點(diǎn)火和/或火花點(diǎn)火而燃燒不同的燃料，包括汽油、生物柴油、或含醇的混合燃料(例如，汽油和乙醇、或汽油和甲醇)。因此，本文中描述的實(shí)施例可以被用于任何合適的發(fā)動(dòng)機(jī)中，包括但不限于柴油和汽油壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)、火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)、直接或進(jìn)氣道噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)等。

進(jìn)氣道42可以包括具有節(jié)流盤(throttledisc)64的節(jié)氣門62。在這個(gè)具體的示例中，節(jié)流板64的位置可以通過控制器12經(jīng)由提供給節(jié)氣門62所包含的電動(dòng)馬達(dá)或致動(dòng)器(一種通常被稱為電子節(jié)氣門控制(etc)的構(gòu)造)的信號(hào)而被改變。以此方式，節(jié)氣門62可以被操作以改變提供給燃燒室30以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣。節(jié)流盤64的位置可以通過節(jié)氣門位置信號(hào)tp提供給控制器12。進(jìn)氣道42可以包括質(zhì)量空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122，用于向控制器12提供各自的信號(hào)maf和map。

另外，在公開的實(shí)施例中，排氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng)可以經(jīng)由egr通道140將期望部分的排氣從排氣通道48傳送至進(jìn)氣歧管44。被提供的egr量可以通過控制器12經(jīng)由egr閥142來改變。通過將排氣引入到發(fā)動(dòng)機(jī)10，可用于燃燒的氧氣量被減少，由此例如降低燃燒火焰溫度并且減少nox的形成。如所描繪的，egr系統(tǒng)進(jìn)一步包括egr傳感器144，所述egr傳感器144可以被布置在egr通道140內(nèi)，并且可以提供排氣的壓力、溫度和濃度中的一個(gè)或更多個(gè)的指示。在一些狀況下，egr系統(tǒng)可以被用來調(diào)節(jié)燃燒室30內(nèi)的空氣與燃料混合物的溫度，因此提供了在一些燃燒模式期間控制點(diǎn)火正時(shí)的方法。另外，在一些情況期間，通過控制排氣門正時(shí)，諸如通過控制可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，一部分燃燒氣體可以被保留或被捕集在燃燒室中。

排氣系統(tǒng)128包括在排放控制系統(tǒng)70和egr通道140的上游被耦連至排氣通道48的排氣傳感器126。排氣傳感器126可以是用于提供排氣空燃比的指示的任何合適的傳感器，諸如線性氧傳感器或uego(通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或ego、hego(加熱型ego)、nox、hc或co傳感器。

排放控制系統(tǒng)70被示為沿著排氣通道48被布置在排氣傳感器126的下游。排放控制系統(tǒng)70可以是選擇性催化還原(scr)系統(tǒng)、三元催化劑(twc)、nox捕集器、各種其他排放控制裝置或其組合。例如，排放控制系統(tǒng)70可以包括scr催化劑71和微粒過濾器(pf)72。在一些實(shí)施例中，pf72可以位于scr催化劑71的下游(如在圖1中示出的)，而在其他實(shí)施例中，pf72可以被設(shè)置在scr催化劑71的上游(未在圖1中示出)。排放控制系統(tǒng)70可以進(jìn)一步包括排氣傳感器162。傳感器162可以是用于提供排氣成分的濃度的指示的任何合適的傳感器，例如nox、nh3、ego、或微粒物質(zhì)(pm)傳感器。在一些實(shí)施例中，傳感器162可以位于pf72的下游(如在圖1中示出的)，而在其他實(shí)施例中，傳感器162可以位于pf72的上游(未在圖1中示出)。另外，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，多于一個(gè)傳感器162可以沿著排氣通道48被提供。

如參照?qǐng)D2更詳細(xì)地描述的，傳感器162可以是包含pm傳感器的pm傳感器組件，并且可以測(cè)量pf72下游的微粒物質(zhì)的質(zhì)量或濃度。例如，傳感器162可以是碳煙傳感器。傳感器162可以被可操作地耦連至控制器12，并且可以與控制器12通信以指示離開pf72并流過排氣通道48的排氣內(nèi)的微粒物質(zhì)的濃度。以此方式，傳感器162可以檢測(cè)從pf72的泄漏。

另外，在一些實(shí)施例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作期間，排放控制裝置70可以通過使發(fā)動(dòng)機(jī)中的至少一個(gè)汽缸在特定空燃比內(nèi)操作而被周期性地重置。

控制器12在圖1中被示為微型計(jì)算機(jī)，包括微處理器單元102、輸入/輸出端口104、在這個(gè)具體示例中作為只讀存儲(chǔ)器芯片106示出的用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器108、不失效存取器(kam)110和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可以與耦連至發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器通信并且因此從其接收各種信號(hào)，除了之前所討論的那些信號(hào)外，還包括來自質(zhì)量空氣流量傳感器120的進(jìn)氣質(zhì)量空氣流量計(jì)(maf)的測(cè)量；來自耦連至冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ect)；來自耦連至曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118(或其他類型)的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(pip)；來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(tp)；來自傳感器122的歧管絕對(duì)壓力信號(hào)map；以及來自排氣傳感器126的排氣成分濃度。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)rpm可以由控制器12根據(jù)信號(hào)pip產(chǎn)生。

控制器12從圖1的各種傳感器(例如，排氣傳感器162)接收信號(hào)，并基于所接收的信號(hào)和存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令采用圖1的各種致動(dòng)器來調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)操作。

如在上面描述的，圖1僅示出了多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)汽缸，并且每個(gè)汽缸可以類似地包括其自己的一組進(jìn)氣門/排氣門、(一個(gè)或多個(gè))燃料噴射器、(一個(gè)或多個(gè))火花塞等。

圖2示出了微粒物質(zhì)(pm)傳感器組件200的等軸側(cè)視圖。pm傳感器組件200可以與圖1的實(shí)施例中的傳感器162類似地使用或一起使用，并且因此可以與已經(jīng)針對(duì)排氣傳感器162描述的特征和/或配置共享共同的特征和/或配置。pm傳感器組件200可以被配置為測(cè)量pf(例如，pf72)下游的排氣通道202(例如，圖1的實(shí)施例中的排氣通道48)的排氣中的pm質(zhì)量和/或濃度。pm傳感器組件200包含第一級(jí)210和第二級(jí)250。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，pm傳感器組件200以簡(jiǎn)化的形式通過示例的方式進(jìn)行示出，并且其他配置是可能的。

軸線系統(tǒng)290包括三個(gè)軸線，平行于水平方向的x軸線、平行于豎直方向的y軸線、和垂直于x和y軸線兩者的z軸線。排氣通道202的中心軸線295(由虛線示出)平行于x軸線。箭頭298指示排氣流動(dòng)的大致方向并且平行于x軸線。

排氣通道202包含用于將排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，圖1的實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)10)引導(dǎo)到環(huán)境大氣的管狀排氣管204。排氣通道202可以包含位于發(fā)動(dòng)機(jī)與環(huán)境大氣之間用于處理排氣的一個(gè)或更多個(gè)后處理裝置。一個(gè)示例后處理裝置包括用于從排氣流捕獲pm的微粒過濾器(pf)。隨著pf越來越多地裝載有pm，其捕獲pm的能力會(huì)降低，導(dǎo)致增加的pm排放。pm傳感器組件200可以確定何時(shí)pf被完全裝載，其中控制器(例如，控制器12)可以用信號(hào)通知pf的主動(dòng)再生。主動(dòng)再生可以包括用于故意增加排氣溫度使得pf上的pm可以被燒掉的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整。相反，響應(yīng)于被動(dòng)再生，pm可以經(jīng)由增加的排氣溫度而從pf燒掉，所述被動(dòng)再生可以包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作的變化(例如，增加的負(fù)荷)而增加排氣溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整。再生可能使pf退化(例如，裂化)，導(dǎo)致pf泄漏。pf泄漏也可以通過pm傳感器組件來測(cè)量。經(jīng)由pm傳感器組件200測(cè)量pf的再生需求和/或退化將會(huì)在下面關(guān)于圖4更詳細(xì)地進(jìn)行描述。

pm傳感器組件200可以是被制造為單件的連續(xù)裝置。pm傳感器組件可以包含塑料、金屬、硅和/或其他合適的材料。在一個(gè)示例中，pm傳感器組件可以包含與排氣管204的材料類似的材料。

pm傳感器組件200包含第一級(jí)210和第二級(jí)250。第一級(jí)210被物理地且流體耦連至第二級(jí)250。第一級(jí)210和第二級(jí)250包含多個(gè)管。管是中空且柱形的，具有實(shí)質(zhì)相等的直徑。第二級(jí)250在第一級(jí)210的上游。第一級(jí)210可以容易接收排氣并向第二級(jí)250供應(yīng)氣體，其中排氣可以從第二級(jí)中流出并流回到排氣通道202內(nèi)。第一級(jí)210與排氣管204間隔開，并且被第二級(jí)250保持在適當(dāng)位置中，所述第二級(jí)250經(jīng)由凸起(boss)被物理地耦連至排氣管。

第一級(jí)210包括與排氣管204的內(nèi)表面徑向地間隔開的外管220。在一些實(shí)施例中，在外管220與排氣管204之間具有徑向距離的徑向空間206可以圍繞外管的周邊是實(shí)質(zhì)一致的。以此方式，外管220是圓形的。在一些實(shí)施例中，徑向空間可以不是實(shí)質(zhì)相等的，并且外管可以是橢圓形、正方形、矩形、五邊形、六邊形、或其他合適的形狀。實(shí)質(zhì)相等/一致/相同可以被定義為兩個(gè)部件之間的偏差在基于制造公差的1-5％內(nèi)。

外管220的主體222是中空且柱形的，具有外管直徑224。主體222的橫截面可以沿著x軸線是實(shí)質(zhì)圓形的。外共同內(nèi)部通道(outercommoninteriorpassage)位于主體222中，其中所述外共同內(nèi)部通道的體積對(duì)應(yīng)于外管220的圓周和外管直徑224。外共同內(nèi)部通道經(jīng)由多個(gè)外入口226被流體耦連至排氣通道202，所述多個(gè)外入口226可以容易地允許排氣進(jìn)入主體222。外入口226在外管220的上游表面上面向進(jìn)來的排氣流的方向(與箭頭298相反)。外入口226可以在尺寸和形狀上彼此實(shí)質(zhì)相同。作為一示例，外入口226是橢圓形的，然而，用于允許排氣流進(jìn)入共同內(nèi)部通道的其他合適的形狀可以被使用。外入口226可以彼此等距離地間隔開，使得外入口226的第一入口與第二入口之間的距離實(shí)質(zhì)等于外入口226的第三入口與第四入口之間的距離。外入口226可以沿類似的方向被取向。在一個(gè)示例中，外入口226可以在沿著y軸線的豎直方向上被取向。在另一示例中，外入口226可以被取向?yàn)樽裱夤?20的曲率。

孔228位于主體222內(nèi)部，并且包含半徑229。半徑229、外管直徑224與徑向距離206的和實(shí)質(zhì)等于排氣管204的最小半徑。以此方式，排氣可以流過徑向空間206和/或孔228，而不流入外管220的外共同內(nèi)部通道。排氣也可以接觸圓形管220的位于每個(gè)入口226之間的上游表面，而不流入外共同內(nèi)部通道。因此，外管220可以經(jīng)由外入口226攔截排氣通道中的排氣管附近的排氣。

第一級(jí)210進(jìn)一步包含一對(duì)交叉管230，其中所述交叉管包括在長(zhǎng)度、寬度和形狀上彼此實(shí)質(zhì)相同的第一管232和第二管234。第一管232平行于豎直方向(y軸線)，并且第二管234平行于水平方向(x軸線)。第一管232和第二管234是中空且柱形的。第一管232沿著x軸線的橫截面是圓形的，并且第二管234沿著y軸線的橫截面也是圓形的。第一管232和第二管234在沿著對(duì)應(yīng)于中心軸線295的管長(zhǎng)度的中點(diǎn)236處彼此垂直地完全交叉。中點(diǎn)236是交點(diǎn)236的一個(gè)示例。因此，在該示例中，交叉管230是加號(hào)形狀(十字形狀)。在一些示例中，交叉管230可以是各種x形形狀，其中管彼此傾斜地交叉以彼此產(chǎn)生鈍角和銳角。在所示出的示例中，孔228可以被分成配置為允許排氣從其中流過的四個(gè)實(shí)質(zhì)相等的區(qū)域。這些部分中的每個(gè)由第一管232、第二管234和外管220的對(duì)應(yīng)部分環(huán)繞。

第一管232和第二管234中的端部被物理地耦連至外管220的主體222。具體地，第一管232的上端238和下端240沿著豎直軸線297被物理地耦連至主體222。第二管234的左端242和右端244垂直于豎直軸線297被物理地耦連至主體222。端部可以經(jīng)由粘合、焊接、融合、和/或其他合適的耦連元件被物理地耦連至主體222。

如上面提到的，第一管232和第二管234是中空，并且因此可以包含內(nèi)共同內(nèi)部通道(innercommoninteriorpassage)。外管220的外共同內(nèi)部通道可以延伸到交叉管230內(nèi)，并且被流體耦連至交叉管的內(nèi)共同內(nèi)部通道。因此，外共同內(nèi)部通道指的是外管220的內(nèi)部體積，并且內(nèi)共同內(nèi)部通道指的是第一管232和第二管234的內(nèi)部體積。共同內(nèi)部通道包含外共同內(nèi)部通道和內(nèi)共同內(nèi)部通道兩者，其中外共同內(nèi)部通道被流體耦連至內(nèi)共同內(nèi)部通道。

第一管232的第一直徑246可以實(shí)質(zhì)等于第二管234的第二直徑248。外主體直徑224可以實(shí)質(zhì)等于第一直徑246和第二直徑248。因此，共同內(nèi)部通道可以遍及外管220以及第一管232和第二管234是實(shí)質(zhì)一致的。在一些實(shí)施例中，外主體直徑224、第一直徑246和第二直徑248中的一個(gè)或更多個(gè)可以是不相等的。

第一管232和第二管234包含位于管的上游表面上的多個(gè)內(nèi)入口249。內(nèi)入口249可以容易地允許排氣流進(jìn)入內(nèi)共同內(nèi)部通道。內(nèi)入口249可以在尺寸和形狀上彼此實(shí)質(zhì)相同。作為一示例，內(nèi)入口249可以是橢圓形的，然而，其他合適的形狀可以被用于允許排氣進(jìn)入內(nèi)共同內(nèi)部通道。內(nèi)入口249可以被等距離地間隔開，使得第一內(nèi)入口與第二內(nèi)入口之間的距離實(shí)質(zhì)等于內(nèi)入口249的第三內(nèi)入口與第四內(nèi)入口之間的距離。內(nèi)入口249之間的距離可以實(shí)質(zhì)等于外入口226之間的距離。在一些實(shí)施例中，內(nèi)入口249之間的距離可以大于或小于外入口226之間的距離。

第二級(jí)250包含彎管251以及沿著中心軸線295延伸的水平管252以及沿著y軸線從水平管252向上延伸到排氣管204的豎直管258。彎管251可以是l形的、c形的、弧形的、成銳角的、成鈍角的、或其他合適的形狀(例如j形)。水平管252和豎直管258是中空且柱形的。

第二級(jí)250經(jīng)由水平管252被物理地耦連至第一級(jí)210。具體地，水平管252在第一管232和第二管234的交點(diǎn)236處被物理地耦連至第一級(jí)210。水平管252垂直于豎直軸線297。此外，水平管252垂直于第一管232和第二管234兩者。第二級(jí)250包含第三直徑254，所述第三直徑254可以實(shí)質(zhì)等于外主體直徑224、第一直徑246和第二直徑248中的一個(gè)或更多個(gè)。水平管252包含在交點(diǎn)236處被流體耦連至共同內(nèi)部通道的內(nèi)部通道。水平管252沿與箭頭298相反的上游方向延伸，并且在彎曲256處被物理地且流體耦連至豎直管258。

豎直管258在彎曲256處沿豎直方向垂直于水平管252延伸。豎直管258的最末端(端頭)260通過排氣管204伸出至排氣通道202外面。以此方式，端頭260位于排氣管204外部的環(huán)境大氣中。豎直管258在端頭260與出口262之間的管部分處經(jīng)由焊接、粘合、融合中的一個(gè)或更多個(gè)被物理地耦連至排氣管204。

出口262可以是橢圓形的，并且大于外入口226和內(nèi)入口249。如圖所示，僅存在一個(gè)出口262，其中出口面向垂直于排氣流(箭頭298)的方向。出口262可以將由共同內(nèi)部通道接收的排氣排回到排氣通道202。在一些示例中，可以存在與出口262類似的多個(gè)出口。額外地或替代地，出口262可以與外入口226和內(nèi)入口249實(shí)質(zhì)相同。在排氣流過出口262之前，豎直管258中的微粒物質(zhì)(pm)傳感器可以捕獲排氣中的碳煙。因此，豎直管258在本文中可以被稱為傳感器管258。碳煙可以積聚到pm傳感器的表面上，其中碳煙可以橋接被耦連至pm傳感器的電極。這可以指示pm傳感器組件200上游的pf的退化，如將會(huì)在下面進(jìn)行描述的。

排氣可以經(jīng)由外入口226和內(nèi)入口249進(jìn)入第一級(jí)210的共同內(nèi)部通道。排氣可以在沿與其最初流動(dòng)方向(箭頭298)不同的多個(gè)方向轉(zhuǎn)彎之前容易地流過入口，其中所述多個(gè)方向包括垂直于箭頭298的第一方向和傾斜于箭頭298的第二方向。獨(dú)立于被用來進(jìn)入第一級(jí)210的入口(外入口226或內(nèi)入口249)，排氣可以流過外管220和交叉管230中的共同內(nèi)部通道(例如，外共同內(nèi)部通道和內(nèi)共同內(nèi)部通道)。水平管252可以從共同內(nèi)部通道接收一部分排氣，并且將排氣引導(dǎo)到傳感器管258。由于與小微粒物質(zhì)相比大微粒物質(zhì)/水滴的增加的動(dòng)量，大微粒物質(zhì)和/或水滴不能進(jìn)入水平管252。該增加的動(dòng)量可以將大微粒物質(zhì)和/或水滴運(yùn)送到第一級(jí)210的后壁。此外，排氣沿與排氣通道202中的排氣的方向(沿下游方向指向的箭頭298)相反的方向(上游方向)流動(dòng)。通過使排氣流的方向反向，增加的動(dòng)量可以進(jìn)一步阻止更大微粒和/或水滴進(jìn)入水平管252。彎曲256通過使排氣從上游方向轉(zhuǎn)彎90°到豎直方向而改變排氣流的方向。排氣在沿垂直于箭頭298的方向流過出口262之前流經(jīng)pm傳感器。

因此，一種pm傳感器組件包含第一級(jí)和第二級(jí)。第一級(jí)包含沿著管的中點(diǎn)完全交叉的一對(duì)交叉管。管被物理地且流體耦連至外管。在一個(gè)示例中，外管是圓形的，并且交叉管是加號(hào)形的。第一級(jí)(一對(duì)交叉管和外管)與排氣管間隔開并且不被耦連至排氣管。第一級(jí)包含面向進(jìn)來的排氣流的方向(上游方向)的多個(gè)外入口和內(nèi)入口。第二級(jí)的水平管被物理地且流體耦連至管的中點(diǎn)。因此，第一級(jí)的入口可以攔截來自排氣通道的排氣，并且經(jīng)由沿著交叉管的中點(diǎn)的水平管將攔截的排氣輸送到第二級(jí)。水平管沿與排氣通道中的排氣流的方向相反的上游方向引導(dǎo)排氣。排氣沿垂直于上游方向的豎直方向進(jìn)入傳感器管，其中排氣可以流經(jīng)pm傳感器元件。出口位于pm傳感器元件的正上方，并且可以沿與排氣通道中的排氣流的方向垂直的方向?qū)⑴艢馀呕氐脚艢馔ǖ?。在一個(gè)示例中，pm傳感器組件不包含除所描述的那些入口或出口之外額外入口或其他出口。以此方式，第一級(jí)的共同內(nèi)部通道中的排氣在不流過第二級(jí)的出口的情況下不可以流回到排氣通道內(nèi)。由于水平管中的排氣流的方向，更大微粒物質(zhì)和/或水滴由于與更小微粒相比其增加的動(dòng)量而不能流向pm傳感器。

圖3示出了在圖2的實(shí)施例中示出的pm傳感器組件200的橫截面300。因此，之前介紹的部件可以被類似地編號(hào)，并且為了簡(jiǎn)潔的原因，不再被重新介紹。pm傳感器組件200被示為包含pm傳感器元件354，pm傳感器元件354被配置為從流過pm傳感器組件的第二級(jí)250的排氣攔截pm。在一個(gè)示例中，對(duì)于地面上的車輛，pm傳感器組件200沿著排氣通道202布置，并且經(jīng)由凸起306被物理地耦連至排氣管204的最上壁。pm傳感器組件200包含第一級(jí)210和第二級(jí)250。第一級(jí)包含外管220和一對(duì)交叉管230。第二級(jí)250包含彎管251以及水平管252和豎直管258。在橫截面300中，描繪了該對(duì)交叉管230的第一管232。因此，省略了第二管(圖2的實(shí)施例中的第二管234)。然而，應(yīng)當(dāng)注意，第二管可以與第一管232實(shí)質(zhì)類似地起作用，并且下面的第一管232的功能描述也可以被應(yīng)用于第二管。

軸線系統(tǒng)390被示為包含兩個(gè)軸線，平行于水平方向的水平軸線和平行于豎直方向的豎直軸線。中心軸線295可以是用于排氣管204和水平管252兩者的中心軸線。以此方式，水平管252可以與排氣管204的中心對(duì)齊。在一些實(shí)施例中，水平管252的中心軸線可以不與排氣通道202的中心軸線對(duì)齊。第一級(jí)210的中心第一級(jí)軸線395經(jīng)由平行于豎直軸線的虛線進(jìn)行示出。具體地，第一級(jí)210位于平行于第一級(jí)軸線395的平面中，其中外管220在第一級(jí)軸線的平面中繞排氣管204的中心軸線295延伸360°。第二管可以垂直于第一級(jí)軸線395和中心軸線295。傳感器管258的中心傳感器管軸線398經(jīng)由中心軸線395上游的平行于豎直軸線的虛線進(jìn)行示出。

pm傳感器元件354包括圍繞pm傳感器元件354彼此間隔開的第一電極320(由中虛線描繪)和第二電極322(由小虛線描繪)。中虛線大于小虛線。電極具有相反電荷，其中第一電極320帶正電荷，而第二電極322帶負(fù)電荷。替代地，第一電極320可以帶負(fù)電荷，而第二電極322可以帶正電荷。這些電極可以由諸如鉑、金、鋨、銠、銥、釕、鋁、鈦、鋯等的金屬、以及氧化物、水泥、合金、和包括前述金屬中的至少一個(gè)的組合物制造。電極被形成在通常由高度電絕緣材料制造的傳感器襯底316上?？赡艿碾娊^緣材料可以包括諸如氧化鋁、氧化鋯、氧化釔、氧化鑭、二氧化硅的氧化物、和包含前述中的至少一個(gè)的組合、或能夠阻止電連通并為該對(duì)互相交叉的電極提供物理保護(hù)的任何相似的材料。兩個(gè)電極之間的間距可以沿著傳感器襯底316的特征在從10微米到100微米的范圍內(nèi)，其中每個(gè)電極的線寬約為相同值。

如所示，傳感器襯底316是具有矩形主體的平坦件。然而，傳感器襯底316的其他實(shí)施例可以包括圓形、同心圓、和/或用于從排氣捕獲pm的其他合適的形狀。流動(dòng)限制器可以在傳感器襯底316的上游位于傳感器管258中，用于引導(dǎo)排氣流以提供傳感器襯底上的更一致的pm沉積。額外地或替代地，傳感器襯底316可以包含用于跨過傳感器襯底316的表面均勻地分散排氣的流動(dòng)引導(dǎo)件。

第一電極320被連接至電路358的電壓源328的正端子。第二電極322被連接至可以產(chǎn)生傳感器輸出的測(cè)量裝置326，并且被連接至電壓源328的負(fù)端子。傳感器輸出可以表示發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中的微粒物質(zhì)。電路358、電壓源328和測(cè)量裝置326遠(yuǎn)離排氣通道202一定距離(例如，小于1米)定位。另外，電路358的電壓源328和測(cè)量裝置326可以通過控制器(諸如圖1的控制器12)來控制，使得在pm傳感器處收集的微粒物質(zhì)可以被用于診斷例如排氣通道202的微粒過濾器(pf)(例如，排氣通道48的微粒過濾器70)中的泄漏。因此，測(cè)量裝置326可以是能夠讀取電極兩端的電阻變化的任何裝置，諸如電壓表。當(dāng)pm在電極之間被沉積到傳感器襯底316上時(shí)，電極可以橋接，如將會(huì)在下面描述的。一旦pm的沉積跨越電極之間的整個(gè)距離(電極被橋接)，電極之間的電阻就會(huì)開始減小，這通過由測(cè)量裝置326測(cè)量的電壓的減小來指示?？刂破?2可以能夠根據(jù)由測(cè)量裝置326測(cè)量的電壓確定電極之間的電阻，并且推測(cè)pm傳感器元件354上的對(duì)應(yīng)的pm或碳煙負(fù)荷。pf的功能和/或狀態(tài)可以通過監(jiān)測(cè)pm傳感器元件354上的pm負(fù)荷來確定。

pm傳感器元件354還包括被集成到傳感器襯底316內(nèi)的加熱元件318(由大虛線指示)。大虛線大于中虛線。在替代實(shí)施例中，pm傳感器元件354可以不包括加熱元件318。加熱元件318沿著中心傳感器管軸線396沿傳感器襯底316的主體穿過。加熱元件318可以包含但不限于溫度傳感器和加熱器。用于形成加熱元件318的加熱器和溫度傳感器的可能材料可以包括鉑、金、鈀和類似物；以及合金、氧化物、和包含前述材料中的至少一個(gè)、具有鉑/氧化鋁、鉑/鈀、鉑、和鈀的組合。加熱元件318可以被用于再生傳感器襯底316。具體地，在當(dāng)傳感器襯底316的微粒物質(zhì)負(fù)荷或碳煙負(fù)荷高于閾值負(fù)荷(通過電極中的一個(gè)或更多個(gè)電極的電阻的減小來指示)時(shí)的狀況下，加熱元件318可以被操作以通過增加傳感器襯底溫度來燃燒來自傳感器襯底316的積聚的碳煙顆粒。在pm傳感器再生期間，控制器12可以為電壓源330提供電壓。此外，控制器可以閉合開關(guān)332(移動(dòng)到c-位置)達(dá)閾值時(shí)間，以經(jīng)由電壓源330將電壓施加于加熱元件318，從而使加熱元件318的溫度升高。隨后，當(dāng)傳感器電極充分清潔時(shí)，控制器可以斷開開關(guān)332(移動(dòng)到o-位置)，以停止加熱該加熱元件318，如所示。通過間歇地使pm傳感器200再生，它可以被返回到更適于收集排氣碳煙的狀況(例如，未裝載或僅部分裝載的狀況)。此外，關(guān)于排氣碳煙水平的準(zhǔn)確信息可以根據(jù)傳感器再生來推測(cè)，并且這種信息可以被控制器用于診斷微粒過濾器中的泄漏。這種信息可能被撞擊在傳感器襯底316上的較大微粒和水滴弄亂。

作為一示例，流過排氣通道202的排氣可以在排氣管204附近、在中心軸線295附近、或在排氣管204與中心軸線295之間流動(dòng)。排氣可以包含大微粒和/或水滴(如通過圓圈399指示的)。如在上面描述的，排氣可以流過徑向空間206或孔(圖2中的實(shí)施例中的孔228)，而不與pm傳感器組件200相互作用。如在上面描述的，由于交叉管230，孔可以被分成四個(gè)相等尺寸的區(qū)域。因此，排氣可以流過孔的四個(gè)區(qū)域中的任一個(gè)。相反，排氣可以在以傾斜于箭頭298的多個(gè)角度轉(zhuǎn)彎之前沿平行于箭頭298的方向流過外入口226或內(nèi)入口249進(jìn)入共同內(nèi)部通道302。多個(gè)角度可以包括傾斜于箭頭298的第一角度和垂直于箭頭298的第二角度。流入共同內(nèi)部通道302的排氣可以包含大微粒和/或水滴，由于與小微粒相比大微粒/水滴的更大動(dòng)量，大微粒和/或水滴可以撞擊第一級(jí)210的后壁304。大微粒和水滴可以在包含增加的排氣溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)操作的時(shí)段期間被至少部分地移除。額外地或替代地，在一些實(shí)施例中，第一級(jí)210可以包含用于釋放大微粒和/或水滴通過外管220的下部的排出孔。

包含更小微粒的排氣可以流過水平管252。水平管252中的排氣沿與箭頭298相反的上游方向流動(dòng)。這與大微粒/水滴的增加的動(dòng)量結(jié)合可以進(jìn)一步降低大微粒/水滴進(jìn)入水平管252的可能性。水平管252中的氣體流過彎曲256，并且沿與上游方向成90°的豎直方向向上進(jìn)入傳感器管258。因此，傳感器管258中的排氣逆著重力的方向(箭頭392)流動(dòng)。來自排氣的pm可以積聚到傳感器襯底316上，其中當(dāng)pm負(fù)荷增加超過閾值pm負(fù)荷時(shí)，第一電極320和第二電極322可以變成橋接。電極的電阻如在上面描述的那樣被改變。在排氣與傳感器襯底316相互作用或流經(jīng)傳感器襯底316之后，出口262排出排氣。

從出口262中流出的排氣在排氣通道202接近排氣管204的上部中沿垂直于箭頭298的方向流動(dòng)。混合的排氣流可以流過排氣通道202的其余部分，并進(jìn)入后處理裝置或環(huán)境大氣。

因此，混合器包含適于接收排氣流的第一級(jí)和適于排出排氣流的第二級(jí)。因此，排氣在不流過第一級(jí)的情況下不能進(jìn)入第二級(jí)。此外，第一級(jí)中的排氣在不流過第二級(jí)的情況下不能流入排氣通道。第二級(jí)包含用于捕獲碳煙并檢測(cè)排氣中的pm質(zhì)量和/或濃度的pm傳感器元件。pm傳感器元件可以基于pm傳感器元件的電耦連的電極之間的時(shí)滯(timelapse)提供表示上游微粒過濾器完全裝載或退化的狀況的傳感器輸出，如將會(huì)在下面進(jìn)行描述的。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，描繪了用于確定pm傳感器組件的微粒負(fù)荷大于閾值微粒負(fù)荷以便使pm傳感器再生的方法400。方法400可以進(jìn)一步描繪排氣通道中的微粒過濾器的退化基于pm傳感器再生之間的時(shí)間間隔小于閾值時(shí)間間隔而退化。用于執(zhí)行方法400的指令可以由控制器(例如，在圖1中示出的控制器12)基于存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令并且配合從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參照?qǐng)D1描述的傳感器)接收的信號(hào)來執(zhí)行?？刂破骺梢愿鶕?jù)在下面描述的方法采用發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器來調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)操作。在一個(gè)示例中，控制器可以用信號(hào)通知燃料噴射器的致動(dòng)器噴射更多燃料以再生完全裝載的微粒過濾器。

方法400可以參照在圖1、2、3和4中描繪的部件進(jìn)行描述。具體地，方法400可以參照?qǐng)D1、2和3與控制器12、pf72、排氣傳感器162、pm傳感器組件200、第一電極320和第二電極322、加熱元件318、以及電路358一起描述。

方法400在402處開始確定、估計(jì)和/或測(cè)量當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)可以包括但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車輛速度、歧管真空、節(jié)氣門位置、排氣壓力和空燃比。

在404處，方法400包括測(cè)量第一電極和第二電極的電阻。在圖4的實(shí)施例中，第一電極可以具有比第二電極更大的電阻。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，第二電極可以具有比第一電極更大的電阻。

在406處，方法400包括確定電極是否被電連接(例如，被橋接)。隨著碳煙被沉積到電極之間的傳感器襯底的外表面上，電極可以變成被橋接。如在上面描述的，碳煙可以沉積在傳感器襯底的平坦表面上并連接電極。隨著碳煙堆積在第一電極與第二電極之間，碳煙可以同時(shí)接觸兩個(gè)電極，并且因此電極被橋接。當(dāng)電極被橋接時(shí)，由于碳煙的導(dǎo)電性，第一電極的電阻可以減小至第二電極的電阻。如果第一電極的電阻大于第二電極的電阻，那么電極未被橋接，并且方法400進(jìn)入到408，以維持當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)并不使pm組件中的pm傳感器再生。此外，排氣通道中的微粒過濾器(pf)可能不是正在泄漏或被完全裝載有pm(例如，pfpm負(fù)荷小于閾值pfpm負(fù)荷)。因此，排氣通道中的pf可以不被再生。

如果第一電極的電阻實(shí)質(zhì)等于第二電極的電阻，那么電極被橋接，并且方法400進(jìn)入到410，以激活pm傳感器的電路以便使pm傳感器再生。電路可以被電連接至第一電極和第二電極中的一個(gè)或更多個(gè)。因此，加熱元件可以響應(yīng)于第一電極和第二電極被橋接而被第一電極和第二電極中的一個(gè)或更多個(gè)激活。替代地，加熱元件可以響應(yīng)于確定第一電極和第二電極被橋接而經(jīng)由控制器被激活(例如，打開)?？刂破骺梢皂憫?yīng)于激活電路而進(jìn)一步調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的致動(dòng)器。例如，控制器可以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)操作以使位于排氣通道中的微粒過濾器再生(例如，主動(dòng)再生)。調(diào)整可以包括延遲火花、減小一個(gè)或更多個(gè)汽缸的空燃比、增加一個(gè)或更多個(gè)汽缸的空燃比、和/或增加噴射后體積。以此方式，pm傳感器組件的pm傳感器的再生可以基于第一電極和第二電極被橋接而觸發(fā)位于排氣通道中的pf的再生。

在412處，方法400包括響應(yīng)于第一電極和第二電極不再被橋接而禁用pm傳感器再生。在加熱元件使pm傳感器再生并且因此燒掉pm傳感器上的積聚的碳煙的至少一部分之后，第一電極和第二電極可以不再被橋接。通過燒掉碳煙，第一電極與第二電極之間的橋接也可以被燒掉，并且第一電極的電阻可以變得大于第二電極的電阻?？刂破骺梢皂憫?yīng)于確定第一電極的電阻大于第二電極的電阻而激活電路。替代地，第一電極和第二電極可以被電耦連至電路，并且電路可以響應(yīng)于電極不再被橋接而被第一電極和第二電極停用。

排氣通道中的pf的再生也可以響應(yīng)于停用加熱元件而被終止。控制器可以基于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷而將發(fā)動(dòng)機(jī)操作調(diào)整回到最佳發(fā)動(dòng)機(jī)操作。因此，用于pm傳感器和pf的再生的持續(xù)時(shí)間實(shí)質(zhì)相等。額外地或替代地，在在加熱元件的終止之后已經(jīng)逝去閾值持續(xù)時(shí)間之后，排氣通道中的pf的再生可以被終止。例如，加熱元件被停用，并且然后在閾值持續(xù)時(shí)間已經(jīng)逝去之后，控制器用信號(hào)通知發(fā)動(dòng)機(jī)的致動(dòng)器返回到標(biāo)稱操作，以便停用pf再生。

在一個(gè)示例中，額外地或替代地，pf傳感器的再生和pf的再生可以分別操作達(dá)第一閾值和第二閾值的長(zhǎng)度。以此方式，pf傳感器和pf的再生的長(zhǎng)度可以是獨(dú)立的。換言之，第一閾值可以不等于第二閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，第一閾值可以小于第二閾值(例如，pf再生持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)度比pm傳感器更長(zhǎng))。在另一實(shí)施例中，第一閾值可以大于第二閾值(例如，pf傳感器再生的持續(xù)時(shí)間量比pf更大)。

在414處，該方法包括確定pm傳感器的上一次再生與當(dāng)前再生之間的時(shí)間間隔。上一次再生被定義為直接在當(dāng)前再生事件之前發(fā)生的再生事件。時(shí)間間隔可以基于上一次再生的開始與當(dāng)前再生的開始之間的持續(xù)時(shí)間(例如，120分鐘)來計(jì)算。當(dāng)排氣通道中的pf(例如，圖1的微粒過濾器72)變得退化并且捕獲更少碳煙時(shí)，時(shí)間間隔可以小于之前的時(shí)間間隔。例如，微粒過濾器出現(xiàn)泄漏(例如，裂縫)，這可以允許更大量的碳煙流至pf傳感器，導(dǎo)致pf傳感器的更頻繁再生。

在416處，方法400確定測(cè)量的時(shí)間間隔是否小于閾值時(shí)間間隔。閾值時(shí)間間隔可以基于設(shè)定閾值(例如，200分鐘)、被測(cè)量的上一次時(shí)間間隔、或被測(cè)量的上一次時(shí)間間隔的百分比(例如，上一次時(shí)間間隔的50％)。另外，閾值時(shí)間間隔可以基于指示時(shí)間間隔正在減小并且pf傳感器必須以增加的速率被再生的閾值。額外地或替代地，閾值時(shí)間間隔可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)來調(diào)整。例如，閾值時(shí)間間隔可以隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加而被減小。

如果時(shí)間間隔不小于閾值時(shí)間間隔，那么方法400進(jìn)入到408，以維持當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)操作并繼續(xù)監(jiān)測(cè)pm傳感器的電極。

如果時(shí)間間隔小于閾值時(shí)間間隔，那么方法400進(jìn)入到418，以指示在pm傳感器組件上游的排氣通道的pf正在泄漏。pf泄漏的指示包括調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)操作，并且激活指示燈420(例如，以便向車輛操作者指示pf退化并且需要被更換)。

作為一示例，控制器(例如，控制器12)可以用信號(hào)通知發(fā)動(dòng)機(jī)的各種致動(dòng)器(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)10的節(jié)氣門62)限制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出，以便減少產(chǎn)生的排氣以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。作為另一示例，額外地或替代地，方法400可以提前火花正時(shí)和燃料噴射中的一個(gè)或更多個(gè)，增加空燃比，和/或增加egr。通過增加到發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)汽缸的egr氣流，(一個(gè)或多個(gè))燃燒混合物溫度被降低，并且燃料噴射的體積可以被減小。通過這樣做，正在從發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)汽缸排出的碳煙量可以被減少。

因此，圖4的方法提供了一種方法，其包含將排氣從排氣管轉(zhuǎn)向到pm傳感器組件，其中pm傳感器組件包括具有在下游表面上的電極和在上游表面上的電路的pm傳感器。該方法包括基于pm傳感器的電極被橋接(例如，被連接)而調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)操作。橋接基于電極的電阻變得實(shí)質(zhì)相等。

以此方式，一種微粒物質(zhì)傳感器組件可以包含被配置為接收排氣的第一級(jí)和被配置為排出排氣的第二級(jí)。第二級(jí)在第一級(jí)的上游，從而允許更大微粒和/或水滴撞擊到第一級(jí)的后壁上而不流至第二級(jí)。第一級(jí)從排氣通道中的多個(gè)區(qū)域攔截排氣，從而允許pm傳感器對(duì)排氣流的更大部分進(jìn)行采樣。這可以改善pm傳感器輸出以提供微粒過濾器下游的排氣流中的pm質(zhì)量或濃度的更可靠指示。微粒物質(zhì)傳感器組件的技術(shù)效果是為車輛提供用于診斷該組件上游的微粒過濾器的狀況的緊湊的、易于制造的裝置。

在第一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包含兩個(gè)完全交叉管，交叉管被流體耦連至圓形外管，并且其中交叉管和外管經(jīng)由彎管被流體耦連至傳感器，彎管沿相對(duì)于排氣流向上游方向延伸。所述系統(tǒng)的第一示例進(jìn)一步包含，其中兩個(gè)完全交叉管在每個(gè)管的中點(diǎn)處彼此交叉。所述系統(tǒng)的第二示例可選地包括第一示例，并且進(jìn)一步包括，其中兩個(gè)交叉管和圓形外管包含多個(gè)內(nèi)入口和外入口。所述系統(tǒng)的第三示例可選地包括第一示例和第二示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中交叉管和外管與排氣管間隔開，并且其中彎管的上部被物理地耦連至排氣管。所述系統(tǒng)的第四示例可選地包括第一示例至第三示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中彎管包含具有傳感器襯底和電極的微粒物質(zhì)傳感器。所述系統(tǒng)的第五示例可選地包括第一示例至第四示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中外管包含孔，并且其中孔被兩個(gè)交叉管分成四個(gè)實(shí)質(zhì)相等的區(qū)域。所述系統(tǒng)的第六示例可選地包括第一示例至第五示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中彎管是l形的，并且在交叉管的交點(diǎn)處被物理地耦連至兩個(gè)完全交叉管，并且從交點(diǎn)處垂直地延伸。

一種方法的示例包含，使排氣經(jīng)由多個(gè)入口從排氣通道流入微粒物質(zhì)傳感器組件的第一級(jí)；沿與排氣通道中的排氣流的方向相反的方向?qū)⑴艢鈴膫鞲衅鹘M件的第一級(jí)引導(dǎo)到第二級(jí)；以及將排氣中的微粒物質(zhì)收集到第二級(jí)中的接近排氣管的碳煙傳感器上。所述方法的第一示例進(jìn)一步包括，產(chǎn)生表示排氣中的微粒物質(zhì)的傳感器輸出信號(hào)，其中積聚微粒物質(zhì)超過閾值負(fù)荷橋接被集成到碳煙傳感器的傳感器元件內(nèi)的第一電極和第二電極。所述方法的第二示例可選地包括第一示例，并且進(jìn)一步包括，其中橋接第一電極和第二電極用信號(hào)通知傳感器元件的再生。

一種微粒物質(zhì)傳感器組件的示例包含，與排氣管徑向地間隔開的圓形外管和位于外管內(nèi)部的孔；一對(duì)交叉管，其沿著第一管和第二管的中點(diǎn)完全交叉，并且其中第一管和第二管的端部被物理地耦連至外管；l形管，其包含水平管和豎直管，水平管從中點(diǎn)沿上游方向垂直地延伸，豎直管從水平管垂直地延伸并且經(jīng)由凸起被物理地耦連至排氣管；以及在豎直管內(nèi)的微粒物質(zhì)傳感器，其被配置為捕獲微粒物質(zhì)并基于排氣中的微粒物質(zhì)提供輸出。微粒物質(zhì)傳感器組件的第一示例進(jìn)一步包括，其中圓形外管包含沿著外管的上游表面被等距離地間隔開的多個(gè)外入口，并且該對(duì)交叉管包含沿著第一管和第二管的上游表面被等距離地間隔開的多個(gè)內(nèi)入口。微粒物質(zhì)傳感器組件的第二示例可選地包括第一示例，并且進(jìn)一步包括，其中圓形外管和該對(duì)交叉管是中空的，并且包含位于其中的共同內(nèi)部通道，并且其中共同內(nèi)部通道經(jīng)由外入口和內(nèi)入口被流體耦連至排氣通道。微粒物質(zhì)傳感器組件的第三示例可選地包括第一示例和第二示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中多個(gè)外入口和內(nèi)入口面向進(jìn)來的排氣流的方向。微粒物質(zhì)傳感器組件的第四示例可選地包括第一示例至第三示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中水平管被流體耦連至外管和交叉管的共同內(nèi)部通道，并且其中水平管沿與排氣管的排氣通道中的排氣流的方向相反的方向引導(dǎo)排氣流。微粒物質(zhì)傳感器組件的第五示例可選地包括第一示例至第四示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中豎直管被流體耦連至水平管，并且沿與水平管中的排氣流的方向垂直的方向引導(dǎo)排氣。微粒物質(zhì)傳感器組件的第六示例可選地包括第一示例至第五示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中外管和交叉管關(guān)于排氣管的排氣通道的中心軸線對(duì)稱。微粒物質(zhì)傳感器組件的第七示例可選地包括第一示例至第六示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中排氣通道的中心軸線與水平管的中心軸線對(duì)齊。微粒物質(zhì)傳感器組件的第八示例可選地包括第一示例至第七示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中豎直管包含位于微粒物質(zhì)傳感器上方的出口，并且其中出口面向與排氣通道中的排氣流垂直的方向。微粒物質(zhì)傳感器組件的第九示例可選地包括第一示例至第八示例中的一個(gè)或更多個(gè)，進(jìn)一步包括，其中交叉管沿著孔的平面進(jìn)行設(shè)置，并且將孔分成四個(gè)實(shí)質(zhì)相等尺寸的區(qū)域，其中區(qū)域中的每一個(gè)被第一管、第二管和外管的對(duì)應(yīng)部分環(huán)繞。微粒物質(zhì)傳感器組件的第十示例可選地包括第一示例至第九示例中的一個(gè)或更多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中外管、交叉管、水平管和豎直管是柱形的，并且包含實(shí)質(zhì)相同的直徑。

注意，本文中包括的示例控制和估計(jì)程序能夠與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。在本文中所公開的控制方法和程序可以作為可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中，并且可以由包括控制器的控制系統(tǒng)結(jié)合各種傳感器、致動(dòng)器和其他發(fā)動(dòng)機(jī)硬件來執(zhí)行。在本文中所描述的具體程序可以代表任意數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)，諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此，所說明的各種動(dòng)作、操作和/或功能可以以說明的順序執(zhí)行、并行地執(zhí)行，或者在一些情況下被省略。同樣，所述處理順序不是實(shí)現(xiàn)在本文中所描述的示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必須需要的，而是為了便于說明和描述被提供。取決于所使用的特定策略，所說明的動(dòng)作、操作和/或功能中的一個(gè)或多個(gè)可以被重復(fù)執(zhí)行。另外，所描述的動(dòng)作、操作和/或功能可以圖形地表示編程到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的非臨時(shí)性存儲(chǔ)器的代碼，其中通過結(jié)合電子控制器執(zhí)行包括各種發(fā)動(dòng)機(jī)硬件部件的系統(tǒng)中的指令，來實(shí)現(xiàn)所描述的動(dòng)作。

應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在本文中所公開的配置和程序本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵S多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于v-6、i-4、i-6、v-12、對(duì)置4缸和其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開的主題包括在本文中所公開的各種系統(tǒng)和構(gòu)造和其他的特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。

以下權(quán)利要求具體地指出某些被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或多個(gè)這種元件。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可以通過修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過在這個(gè)或相關(guān)申請(qǐng)中提出新的權(quán)利要求而得要求保護(hù)。這些權(quán)利要求，無論與原始權(quán)利要求范圍相比更寬、更窄、相同或不相同，都被認(rèn)為包括在本公開的主題內(nèi)。