CN106481416B - 用于排气微粒物质感测的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于排气微粒物质感测的方法和系统。提供了在排气系统中通过定位在柴油机微粒过滤器下游的微粒物质传感器来感测微粒物质的方法和系统。在一个实例中，方法可包括，当排气流率降到阈值以下时，增大微粒物质传感器的进口开口，以允许更多的微粒进入微粒物质传感器，并且进一步包括，当排气流率升高到阈值以上时，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节进入传感器的微粒的量，传感器沉积的速率以及因此传感器对排气流率的灵敏度可被维持在期望的水平，并且不依赖于排气流率。

Description

用于排气微粒物质感测的方法和系统

技术领域

本说明书一般涉及排气流中电阻式微粒物质(PM)传感器的设计和使用。

背景技术

柴油机燃烧排气为被管制的排放。柴油机微粒物质(PM)为柴油机排气的微粒成分，柴油机微粒物质包括柴油机碳烟和悬浮微粒(aerosols)，诸如灰分微粒、金属磨损微粒、硫酸盐和硅酸盐。当被释放到大气中时，PM能够采取单个微粒或链聚集体的形式，其中大多数在不可见的100纳米的亚微米范围内。已经开发了各种技术用于识别排气PM且在排气被释放到大气之前过滤掉排气PM。

举例来说，碳烟传感器，也被叫做PM传感器，可用在具有内燃发动机的车辆中。PM传感器可位于柴油机微粒过滤器(DPF)的上游和/或下游，并且可被用于感测过滤器上的PM加载以及诊断DPF的操作。通常，PM传感器可基于所测量的放置在传感器的平面基底表面上的一对电极之间的电导率(或电阻率)的变化与沉积在测量电极之间的PM的量之间的关联来感测微粒物质或碳烟负载。具体地，所测量的传导率提供对碳烟累积的测量。同样地，PM传感器测量排气中PM的灵敏度可以取决于排气流率，其中增加的排气流率产生增加的PM传感器灵敏度并且减小的排气流率引起降低的PM传感器灵敏度。随着对排气流率的依赖性增加，捕集离开DPF的PM的PM传感器可以不真实地反应DPF过滤能力。此外，PM传感器可易于受到存在于排气中的水滴和/或较大微粒的碰撞的污染，因此影响PM传感器灵敏度并且导致PM传感器的输出误差。

Nelson在US8225648B2中示出了一个示例PM传感器设计。其中，PM传感器包括流动转向器和定位在PM传感器元件周围的以过滤掉碰撞PM传感器元件的较大微粒的屏障。因此屏障用来阻挡排气流中的较大微粒碰撞到PM传感器元件上，从而降低了由沉积在PM传感器元件上的大微粒引起的PM传感器灵敏度波动。

发明内容

然而，本文的发明人已经认识到此类手段的潜在问题。如一个示例，PM传感器灵敏度可持续取决于引入的排气流率。在一个示例中，以上所述问题可通过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节通向定位在排气流中的微粒物质传感器的进口的开口量的方法部分地解决。这样，微粒物质传感器的灵敏度可变得不依赖于排气流率并且PM传感器输出可开始更准确和可靠地测量DPF过滤能力。

如一个示例，当排气流率降到阈值以下时，PM传感器的进口的开口量可增大以允许更多的排气进入到PM传感器中用于随后沉积在定位在PM传感器内部的PM传感器元件上。当排气流率升高到阈值以上时，可减小进口开口量以减少进入PM传感器的排气。在本文，可通过调节(例如，旋转)定位在进口处的可移动流量控制器来调整进口开口量的增大和减小。这样，排气的量以及从而沉积在邻近PM传感器的出口定位的PM传感器元件上的微粒的量可变得不依赖于进入的排气流率，从而更准确和可靠地测量离开DPF的PM。进一步地，较大微粒和/或水滴可由第一流动转向器捕集。所以，可保护PM传感器元件不受水滴和较大微粒的碰撞。总的来说，传感器的这些特征可使PM传感器的输出更准确，从而增加了估计加载在微粒过滤器上的微粒的准确度。

应当理解的是，提供以上概述是为以简化的形式引入在详细描述中进一步描述的概念的选择。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题的不限于解决在以上或本公开的任何部分所提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了发动机和相关联的定位在排气流中的微粒物质(PM)传感器的示意图。

图2A至图2B示出了其中进口开口基于排气流率增加或减小的PM传感器的放大视图。

图3示出了描绘用于基于排气流率调节PM传感器的进口开口的方法的流程图。

图4示出了描绘用于实行PM传感器再生的方法的图表。

图5示出了描绘用于诊断定位在PM传感器上游的微粒过滤器中的泄漏的方法的流程图。

图6示出了PM传感器的进口开口与PM传感器加载之间基于排气流率的示例关系。

具体实施方式

以下描述涉及感测发动机系统(诸如图1中示出的发动机系统)的排气流中的微粒物质(PM)。放置在发动机系统的排气通道中的PM传感器可包括流量控制器和邻近PM传感器的进口定位的第一流动转向器。可通过旋转PM传感器的流量控制器基于排气流率来调节PM传感器的进口开口，如图2A和图2B所示。控制器可被配置用于实行控制例程(诸如图3中的例程)，以基于排气流率调节PM传感器的进口开口的开口量。另外，控制器可间歇地清洁PM传感器(如在图4处所呈现的方法中所示)以实现持续的PM检测并且基于PM传感器的输出实行对定位在PM传感器上游的微粒过滤器的诊断(如在图5处所呈现的方法中所示)。参考图6描述了PM传感器进口开口与PM传感器加载之间基于排流率的示例关系。这样，通过基于排气流率调节进口开口，PM传感器灵敏度可不依赖于引入的排气流率。进一步地，较大微粒和/或水滴可被第一流动转向器捕集。所以，可保护PM传感器元件不受水滴和较大微粒的碰撞。总的来说，可改善PM传感器估计DPF的过滤能力(以及从而检测DPF泄漏)的功能并且随着可更准确和可靠地检测排气中的PM可改善排气排放物达标性。

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流体地联接到发动机进气歧管44的节气门62。发动机排气装置25包括最终通向将排气运送到大气的排气通道35的排气歧管48。节气门62可位于诸如涡轮增压器(未示出)的升压装置下游和二次冷却器(after-cooler)(未示出)上游的进气通道42中。当包括二次冷却器时，二次冷却器可被配置用于降低由升压装置压缩的进气空气的温度。

发动机排气装置25包括一个或多个排放控制装置70，其可安装在排气装置中的紧密联接位置中。一个或多个排放控制装置可包括三元催化剂、稀NOx过滤器、SCR催化剂等等。发动机排放装置25也可包括定位在排放控制装置70上游的柴油机微粒过滤器(DPF)102，其暂时地过滤来自进入气体的PM。在一个实例中，如所描绘的，DPF 102为柴油机微粒物质保留系统。DPF 102可具有由例如堇青石或碳化硅制成的过滤体结构，该过滤体结构带有多个用于过滤来自柴油机排气的微粒物质的内部通道。在通过DPF 102之后已经被过滤掉PM的尾管排气可在PM传感器106中被测量并且在排放控制装置70中被进一步处理，然后经由排气通道35被排出到大气。在所描绘的实例中，PM传感器106为电阻式传感器，该电阻式传感器基于在PM传感器的电极两侧所测量的传导率的变化来估计DPF 102的过滤效率。在图2处示出了PM传感器106的示意性视图200，如以下进一步详细所述。

车辆系统6可进一步包括控制系统14。控制系统14被示出从多个传感器16(本文描述了其各种实例)接收信息并且将控制信号发送到多个致动器81(本文描述了其各种实例)。如一个实例，传感器16可包括排气流率传感器126、(位于排气歧管48中的)排气传感器、温度传感器128、(位于排放控制装置70的下游的)压力传感器129和PM传感器106，排气流率传感器126被配置用于测量通过排气通道35的排气的流率。其它传感器诸如另外的压力传感器、温度传感器、空/燃比传感器、排气流率传感器和组分传感器可联接到车辆系统6中的各种位置。如另一个实例，致动器可包括燃料喷射器66、节气门62、控制过滤器再生的DPF阀(未示出)、控制PM传感器开口(例如，控制PM传感器的进口中的阀或板的开口)的马达致动器等等。控制系统14可包括控制器12。控制器12可配置有存在永久存储器上的计算机可指令。控制器12从图1中的各种传感器接收信号、处理信号并且采用图1中的各种致动器以基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令调节发动机操作。本文参考图3至图5描述了示例例程。

现在转到图2A至图2B，其示出了微粒物质(PM)传感器201的示例实施例(诸如图1中的PM传感器106)的示意性视图。图2A示出了在第一配置中带有流量控制器238的PM传感器201的第一原理图200并且图2B示出了在第二配置中带有流量控制器238的PM传感器201的第二原理图250。PM传感器201可被配置用于测量排气中的PM质量和/或浓度、并且这样可被联接到柴油机微粒过滤器(诸如图1中所示的DPF 102)的上游或下游的排气通道(例如，诸如图1中所示的排气通道35)。

如图2A至图2B所示，PM传感器106被设置在排气通道235的内部，在排气通道235中排气从柴油机微粒过滤器的下游朝向排气尾管流动，如箭头246所指示。PM传感器106包括保护管250，该保护管250可用以保护安置在内的PM传感器201的PM传感器元件254并且可另外用以使PM传感器元件254上的排气流转向，如以下所阐明的。

PM传感器元件254包括一对形成“梳子”结构的平面交叉电极220。这些电极通常可由诸如铂、金、锇、铑、铱、钌、铝、钛、锆等的金属以及氧化物、胶合剂、合金和包含上述金属中的至少一种的组合制造。电极220被形成在通常由高电绝缘材料制备的基底216上。可能的电绝缘材料可包括氧化物，诸如氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化镧、二氧化硅以及包含上述中的至少一种的组合或能够抑制电连通并且对该对交叉电极提供物理保护的任何类似材料。两个电极的梳子“叉”之间的间距通常可在10微米至100微米的范围内，其中每个单个“叉”的线宽大约为相同的值，但后者不是必要的。如图2A至图2B所示，交叉电极220沿着基底216的一部分延伸并且覆盖基底216的一部分。

该对交叉电极220中的正极用连接线224连接到电路258的电压源228的正极端子。该对交叉电极220中的负极经由连接线222连接到测量装置226，并且进一步连接到电路258的电压源228的负极端子。互联线222和224、电压源228和测量装置226为电路258的一部分并且被安置在排气通道35外(如一个实例，＜1米远)。进一步地，例如，电路258的电压源228和测量装置可由控制器(诸如图1中的控制器12)控制，以便在PM传感器处收集的微粒物质可被用以诊断DPF中的泄漏。同样地，测量装置226可为能够读取电极两侧的电阻变化的任何装置，诸如电压表。随着PM或碳烟微粒沉积在电极220之间，电极对之间的电阻可开始减小，这通过由测量装置226所测量的电压减小来指示。控制器12可根据由测量装置226所测量的电压确定电极220之间的电阻并且推断PM传感器201的平面电极220上的相应的PM或碳烟负载。通过监测PM传感器201上的负载，可确定DPF下游的排气碳烟负载，并且从而用于诊断并且监控DPF的健康状况和运行状况。

PM传感器元件254也包括加热元件218，该加热元件218被集成到传感器基底216中。在替代实施例中，PM传感器元件254可不包括加热元件218。加热元件218可包括但不限于温度传感器和加热器。用于形成加热元件218的加热器和温度传感器的可能的材料可包括铂、金、钯等；以及合金、氧化物和包含上述材料中至少一种与铂/氧化铝、铂/钯、铂以及钯的组合。加热元件218可用于再生PM传感器元件254。具体地，在PM传感器元件254的微粒物质负载或碳烟负载比阈值高的条件下，加热元件218可被操作以燃烧从传感器的表面累积的碳烟微粒。在PM传感器再生期间，控制器12可向电压源230提供操作加热元件218所需的电压。另外，控制器可关闭开关232达阈值时间以经由电压源230将电压施加至加热元件218以便升高加热元件218的温度。随后，当传感器电极足够干净时，控制器可打开开关232以停止加热加热元件218。通过间歇地再生PM传感器201，其可被恢复到更适合于收集排气碳烟的条件(例如，空载或仅部分加载的条件)。另外，可根据传感器再生推测关于排气碳烟水平的准确信息并且该信息可被控制器用于诊断微粒过滤器中的泄漏。获得的沉积在PM传感器元件254上的大微粒和/或水滴可影响PM传感器的灵敏度。另外，PM传感器元件254的灵敏度可进一步取决于排气流率。在较高的排气流量下通常观察到较高的灵敏度，而在较低的排气流量下较低的灵敏度发生。过滤掉较大微粒和水滴并且通过使用用于保护管250的设计获得不依赖流量的PM传感器是可能的，如以下所述。

保护管250可为带有上游管壁208(例如，面向上游的壁)、下游管壁206(例如，面向下游的壁)和顶面212的中空圆筒管。当定位在排气通道(诸如图1所示的排气通道235)中时，上游管壁208可比下游管壁206更靠近DPF，其中DPF定位在PM传感器的上游。进一步地，流过排气通道135的排气可首先接触PM传感器的上游管壁208。顶面212可进一步包括嵌入部分252，PM传感器元件254及其随附电联接件可通过该嵌入部分252被插入到保护管250中，并且进一步被密封以保护安置在PM传感器201内的PM传感器元件254。保护管250可经由传感器凸起部202和凸起部204安装到排气通道35上，由此使得保护管250的中央轴线沿着Y轴线，并且也由此使得保护管250的中央轴线竖直于排气通道35与通过排气通道的排气流。如图2A至图2B所示，保护管250延伸到排气通道35的一部分中。保护管延伸到排气通道的深度可取决于排气导管直径。在一些实例中，保护管可延伸到排气导管直径的约三分之一到三分之二。可以以一定角度(虚线210)切割保护管250的底部，从而形成将排气流引入到PM传感器201中的成角度的进口。在本文，可以以对角线例如关于水平的X轴线30°或45°切割保护管250来形成PM传感器201的成角度的底部部分(210)，如图2A所示。同样地，上游管壁208的长度比下游管壁206的长度小。因此，保护管250的成角度的底部部分210用作通向PM传感器201的进口，并且自此以后被称为进口210。PM传感器201也包括远离PM传感器201的进口定位的出口214。出口214可为沿着保护管250的后壁和前壁中的一个或多个(未示出)定位的单个孔或多个孔。同样地，保护管250的前壁和后表面可为不同于上游管壁208和下游管壁206的中空圆筒保护管250的表面。虽然在图2A中出口214被示出为椭圆孔，但也可使用其它形状和尺寸的出口214而不背离本公开的范围。

保护管250进一步包括安装到中空圆筒保护管250的内壁(例如，内表面)上的第一流动转向器234和第二流动转向器236。第一流动转向器234和第二流动转向器236可由部分圆板制成并且相对于保护管250的中央轴线定位在保护管250内部的相对侧上。例如，第一流动转向器234可被安装在与保护管250的下游管壁206相对应的保护管的内表面上，并且第二流动转向器236可被安装在与保护管250的上游管壁208相对应的保护管的内表面上。在本文，第一流动转向器234邻近PM传感器201的进口210定位，并且第二流动转向器邻近PM传感器201的出口214定位。因此，第一流动转向器234比第二流动转向器236更靠近进口210，并且第二流动转向器236比第一流动转向器234更靠近出口214。PM传感器元件254的感测部分(例如，电极220)可被插入到保护管250中，使得与第一流动转向器相比，传感器元件254的感测部分更靠近第二流动转向器。此外，与进口210相比，PM传感器元件254更靠近出口214。

第二流动转向器236的一端可附接到保护管250上游管壁208的内表面，而第二流动转向器236的相对端可不附接到保护管250的壁。例如，第二流动转向器的相对、未附接端与保护管250的内壁间隔开并且不与保护管250的内壁接触。在本文，与进口210相比，第二流动转向器236的未附接端可更靠近PM传感器201的出口214并且远离第一流动转向器234的未附接端定位。此外，PM传感器元件254的感测部分可更靠近第二流动转向器236的未附接端，PM传感器元件254的感测部分进一步与第二流动转向器236的附接端和下游管壁208的内表面中的每个分开。更进一步地，PM传感器元件254的感测部分可以以一定距离与第二流动转向器236的未附接端分开，从而在第二流动转向器的未附接端和PM传感器元件254的感测部分之间形成间隙。因此，例如，与第一流动转向器234相比，第二流动转向器236的未附接端和PM传感器元件254的感测部分各自互相更靠近并且与PM传感器201的进口210相比，更靠近出口214。虽然第二流动转向器236跨过保护管250的一部分延伸，然而，第二流动转向器236的未附接端与保护管250的内表面间隔开。

类似地，第一流动转向器234的一端可附接到保护管250下游管壁206的内表面，而第一流动转向器234的相对端可不附接到保护管250的壁。例如，第一流动转向器的相对、未附接端与保护管250的内壁间隔开并且不与保护管250的内壁接触。在本文，与出口214相比，第一流动转向器234的未附接端可更靠近PM传感器201的进口210并且远离第二流动转向器236的未附接端定位。在一些实施例中，流动转向器234和流动转向器236的长度可相等，流动转向器234和流动转向器236的长度被确定为流动转向器沿着X轴线延伸到保护管250内部的中空空间中的距离。在其它实施例中，流动转向器234和流动转向器236的长度可不相等，其中流动转向器(第一/第二)中的一个比另一个流动转向器(第二/第一)在保护管的中空空间中延伸得长。

进一步地，第一流动转向器234和第二流动转向器236中的每个的未附接端形成用于排气流经过的开口。如图2A至图2B所示，在第一流动转向器234的未附接端与内壁之间形成的第一开口和在第二流动转向器236的未附接端与内壁之间形成的第二开口相对于中央轴线在保护管250的相对侧上。进一步地，第一流动转向器234沿第一方向从保护管250的内壁延伸并且第二流动转向器236沿与第一方向相反的第二方向从保护管250的内壁延伸。

第一流动转向器234与第二流动转向器236分开一定空间/距离。PM传感器元件254定位在第一流动转向器234与第二流动转向器236之间，由此使得PM传感器元件的感测部分延伸到第一流动转向器234与第二流动转向器236之间的空间中。在本文，例如，PM传感器元件254的感测部分被指引朝向与引入的排气流246相反的方向。PM传感器元件254的电极220面朝引入的排气流246(例如，朝向上游管壁208)。

通常，PM传感器具有PM传感器灵敏度的问题依赖于通过通道的排气流率，传感器联接在通道中，借此，当排气流率比阈值高时PM传感器灵敏度增加，并且当排气流率比阈值低时PM传感器灵敏度随后降低。基于排气流率高于或低于阈值，如以下所述调节PM传感器的开口以增大或减小PM传感器开口从而降低灵敏度对排气流率的依赖性是可能的。

返回到图2A至图2B，保护管250也包括邻近进口210和第一流动转向器234中的一个或多个定位的流量控制器238。例如，通向PM传感器201的内部的进口开口的尺寸由流量控制器关于第一流动转向器的位置控制。同样地，PM传感器201的进口开口的尺寸(或进口的开口量)控制通过进口210并且到PM传感器的内部的排气流的量。当进口的开口量增大时，那么更多的排气流到PM传感器中，并且当PM传感器的进口的开口量减小时，到PM传感器中的排气流受限制。通过如下所述移动和/或旋转流量控制器238可实现PM传感器进口开口的增大和减小。同样地，进口开口的增大和减小可引起到感测元件254的排气流的速率更一致。因此，PM传感器的灵敏度可被维持在更一致的水平并且传感器对流率的依赖可降低。这样，可降低PM传感器灵敏度对排气流率的依赖性。

如图2A至图2B所示，流量控制器238为可移动板，在可移动板的一端该可移动板经由铰链240联接到保护管250的上游管壁208，并且在可移动板的相对端流量控制器238未进一步附接或联接到任何另外的结构。在替代实施例中，流量控制器238可为挡板阀或适于调节进口210的开口量的另一种类型的可调节元件。

可移动板的未附接端邻近第一流动转向器234的未附接端。将第一流动转向器234的未附接端和流量控制器238的可移动板的未附接端分开的距离在流量控制器238与第一流动转向器234之间产生间隙或进口开口248。当流量控制器238被移动更靠近第一流动转向器234，从而减小了将第一流动转向器234的未附接端和流量控制器238的可移动板的未附接端分开的距离时，进口开口248减小。当沿相反方向远离第一流动转向器234移动流量控制器238时，PM传感器的进口开口248增大。将流量控制器238的一端联接到保护管250的壁的铰链240定位在PM传感器201的上游侧上，并且联接到保护管250的上游管壁208。流量控制器238枢转以围绕铰链240的轴线旋转。例如，如图2A至图2B所示，铰链240由马达致动器256致动并且马达致动器256可为电动马达致动器。在替代实施例中，用于致动流量控制器238的致动器可为与控制器电连通的替代类型的致动器。

在一些实施例中，第一流动转向器234可附接到上游管壁208，第二流动转向器可附接到下游管壁206并且流量控制器可附接到下游管壁206。在此类实施例中，PM传感器元件254可朝着与箭头所指示的用于引入的排气流246的方向相同的方向。在一些示例实施例中，多个流动转向器可沿着保护管的内表面定位以引导微粒朝向PM传感器元件254。

控制器12可将用于调节流量控制器位置的信号发送到马达致动器256。这些信号可包括使流量控制器朝向和远离第一流动转向器234旋转的命令。例如，当排气流率比阈值速率高时，控制器12可将信号发送到马达致动器256，马达致动器256转而致动铰链，从而沿减小进口开口的第一方向(如由图2B中的流量控制器238和较小的进口开口248的位置所示，这在以下进一步讨论)旋转流量控制器238。举例来说，当排气流率比阈值高时，控制器12可将信号发送到马达致动器256以围绕X轴线沿逆时针方向旋转流量控制器30°。同样地，开口的程度可取决于排气流率。然而，当排气流率降到阈值以下时，然后控制器可将信号发送到马达致动器256，以沿第二方向旋转流量控制器，从而增大进口开口(如由图2A中较大的进口开口248所示)。同样地，第二方向可与第一方向相反并且旋转流量控制器可包括致动铰链从而沿第二方向移动流量控制器。举例来说，当排气流率降到阈值以下时，控制器12可命令马达致动器256使流量控制器围绕X轴线沿顺时针方向旋转30°。这样，取决于排气流率是比阈值高还是低，通过对流量控制器238的位置做出主动调节可增大或减小PM传感器201的进口开口。另外地或替代地，控制器12可根据排气流率来调节流量控制器238的位置。因此，随着排气流率增加，控制器12可旋转流量控制器238更靠近第一流动转向器234，从而减小进口开口248。这样，可基于排气流率将流量控制器238调节为多个位置。

在一些实施例中，可基于由引入的排气施加在流量控制器238的可移动板的外表面上的压力，被动地调节流量控制器238。在本文，流量控制器238可经由能够轴向旋转的弹簧铰链联接到上游管壁208的内部表面。当排气流率比阈值高时，由引入的排气施加在流量控制器上的压力可更高，并且该压力可使弹簧铰链沿第一方向(例如逆时针方向)旋转，从而移动流量控制器238更靠近第一流动转向器234并且减小进口开口248。在该实施例中，流量控制器238旋转或移动的程度或量可取决于弹簧铰链的弹簧常数和由引入的排气施加的压力。然而，当排气流率降到阈值以下时，由引入的排气施加在流量控制器上的压力可更低，从而使弹簧铰链沿与第一方向相反的第二方向(例如，沿顺时针方向)旋转，从而移动流量控制器238远离第一流动定向器并且增大进口开口248。再者，流量控制器238旋转或移动的程度或量可取决于弹簧铰链的弹簧常数和由引入的排气施加的压力。在一些实例中，当排气流率比阈值低时，弹簧铰链可在其平衡位置，从而可最大地打开进口开口。在该实例中，流量控制器被动地移动并且不受控制器的控制。

通过基于排气流率移动流量控制器位置，调节PM传感器的进口开口以便进入PM传感器的排气的量并且因此微粒沉积在PM传感器元件254上的速率接近常数(例如，维持在相对恒定的水平)是可能的。同样地，流量控制器可通过致动马达致动器256主动地移动或者通过由引入的排气流施加在流量控制器上的压力被动地移动。不管流量控制器调节是主动的还是被动的，微粒在PM传感器元件上沉积的速率不依赖于排气流率，从而使PM传感器灵敏度不依赖于引入的排气流率。进一步关于在PM传感器201内部的排气流动路径阐述了这个。

引入的排气流246(也被叫做引入的排气或引入的废气)指的是PM传感器201上游的排气，该排气进入PM传感器201的进口210。同样地，例如，排气流246为离开DPF的排气。由于流量控制器238邻近PM传感器201的进口210存在，引入的排气流246的一部分被阻挡，并且仅被指示为排气流247的引入的排气流246的剩余部分流到PM传感器进口开口248中。例如，流到进口开口248中的排气流247经由流量控制器238的未附接端与下游管壁206之间的空间流到PM传感器进口开口248中。排气流247可包括引入的排气流246的一部分。基于引入的排气246的流率，流量控制器238可经由马达致动器256主动地旋转或者经由弹簧铰链被动地旋转，如早先所述。当引入的排气246的排气流率比阈值低时，那么可调节流量控制器238以增大进口开口248，如图2A的视图200所示。同样地，调节流量控制器238包括沿第一(例如，顺时针)方向远离第一流动转向器234移动流量控制器238，从而增大进口开口248。排气流247通过进口开口248进入PM传感器201。然后第一流动转向器234在面朝PM传感器201的进口210的第一流动转向器234的底部表面处捕集排气流247中的第一组微粒。第一组微粒包括排气流247中比阈值尺寸大的微粒。在第一流动转向器234处被捕集的较大微粒和/或水滴242可因此经由进口210离开PM传感器201，从而减少沉积在PM传感器元件254上的较大微粒的量。这样，PM传感器元件可被保护不受水滴和较大微粒的碰撞并且可使PM传感器更可靠。

第一流动转向器234进一步将排气流(249)的一部分从进口开口248引导到第一流动转向器236和PM传感器元件254中的一个或多个。排气流249可包括由第一流动转向器234引导朝向PM传感器201的PM传感器元件254的引入的排气流246的一部分(和排气流247的一部分)。例如，第一流动转向器234可引导排气流249中的第二组微粒244朝向PM传感器元件254，第二组微粒244随后沉积在PM传感器元件254中。同样地，例如，与在第一转向器234处被阻挡的第一组微粒242相比较，第二组微粒244在尺寸上可更小。

当引入的排气246的排气流率比阈值高时，那么可调节流量控制器238以减小进口开口248，如图2B的视图250所示。同样地，调节流量控制器238包括沿第二(例如，逆时针)方向朝向第一流动转向器234移动流量控制器238，从而减小进口开口248。排气流247通过受限制的进口开口248(图2B)进入PM传感器201。如关于图2A所阐明的，第一流动转向器234在面朝PM传感器201的进口210的第一流动转向器234的底部表面处捕集排气流247中的第一组微粒。因为进口开口开减小，所以进入PM传感器进口开口248的排气249的量减少。

第一流动转向器234进一步将排气流249的一部分从进口开口248引导到第二流动转向器236和PM传感器元件254中的一个或多个(见图2A和图2B)。排气流249指的是由第一流动转向器234引导朝向PM传感器201的PM传感器元件254的引入的排气流246的一部分(以及排气流247的一部分)。同样地，流过图2A中较大开口248的排气流249可大于流过图2B中受限制的开口248的排气249。然而在视图200和视图250两者中，第一流动转向器234可引导第二组微粒244朝向PM传感器元件254，第二组微粒244随后沉积在PM传感器元件254中。在比PM传感器元件254的感测部分高的水平处定位的第二流动转向器236进一步引导第二组微粒244朝向PM传感器元件254。第二流动转向器236可进一步在排气流逸出PM传感器201之前将其引导到感测元件254。同样地，例如，与先前在第一转向器234处被阻挡的第一组微粒242相比较，第二组微粒在尺寸上可更小。然而通过调节PM传感器的进口开口，可调节进入PM传感器的排气的量以便微粒在PM传感器元件254上沉积的速率保持恒定。当第二组微粒244沉积在PM传感器元件254上时，特别是沉积在传感器基底216上的电极220上时，由测量装置226在电路258中所测量的电阻下降。控制器12可基于由测量装置(例如，诸如图2A和图2B中的测量装置226)所测量的电阻计算PM传感器电极220上的碳烟负载。当碳烟负载达到阈值负载时，可再生PM传感器电极220以清洁掉沉积在电极表面上的任何微粒。通过监测沉积速率和/或PM传感器的再生时间，诊断位于PM传感器上游的微粒过滤器中的泄漏是可能的。同样地，第二流动转向器236进一步引导排气流251的一部分通过PM传感器201的出口214。因此，排气流251可为经由出口214离开PM传感器电极的引入的排气246的一部分。

图2A和图2B示出了具有各种组件相对定位的示例配置。如果被示出彼此直接联接或直接联接，那么此类元件至少在一个实例中可分别被称为直接接触或直接联接。类似地，示出邻接或邻近彼此的元件至少在一个实例中可分别邻接或邻近彼此。举例来说，组件彼此共面接触布置可被称为共面接触。如另一个实例，其中其间仅有空间且无其它组件的彼此分开定位的元件在至少一个实例中可被称为如此。

因此，响应于排气流通道中的排气流的排气流率比阈值低，可增加到定位在PM传感器内部的PM传感器元件的排气流，其中PM传感器定位在排气流通道中。响应于排气流率比阈值高，可进一步减少到PM传感器的排气流。增加排气流包括沿第一方向旋转位于PM传感器的进口开口附近的流量控制器并且此外减少排气流包括沿与第一方向相反的第二方向旋转流率控制器。沿第一方向旋转流量控制器进一步包括移动流率控制器远离定位在PM传感器的进口开口处或附近的第一流动板或第一流动转向器，并且沿第二方向旋转流量控制器进一步包括朝向PM传感器部件的第一流动板移动流率控制器。在一个实例中，流量控制器的旋转可由控制器和马达致动器控制，马达致动器可被控制器致动以旋转联接到流量控制器的铰链。在其它实例中，可被动地发生流量控制器旋转而无需任何来自控制器的信号。在本文，例如，由引入的排气施加的压力可旋转经由弹簧铰链联接到PM传感器的流量控制器。PM传感器可进一步包括第二流动板或第二流动转向器，第二流动转向器位于PM传感器的出口附近，并且第二流动板可与第一流动板分开一定距离。第一流动转向器的功能可包括在PM传感器的进口开口处捕集排气流中的第一组微粒、以及将排气流中的第二组微粒从进口引导朝向定位在第二流动板处或附近的PM传感器元件以促进第二组微粒沉积到PM传感器元件上中的一个或多个，第一组微粒比第二组微粒大。当第二组微粒在PM传感器元件上沉积的速率超过阈值速率时，可指示位于PM传感器上游的微粒过滤器中的泄漏。在本文，第一流动板进一步将排气流引导朝向第二流动板并且其中第二流动板进一步使排气流转向朝向PM传感器的出口。

控制器可执行下面参考图3所述的方法300以基于排气流率调节PM传感器进口开口。控制器(诸如图1和图2A至图2B中所示的控制器12)可基于存储在控制器的存储器上的指令连同从发动机系统的传感器(诸如以上参考图1、图2A和图2B所述的传感器)所接收的信号来执行用于实施方法300的指令和本文所包括的其余方法。根据以下所述方法，控制器可采用发动机系统的发动机致动器来调节发动机操作。

现在转到图3，描述了用于基于排气流率调节PM传感器(诸如图1、图2A和图2B中的PM传感器201)的进口开口的方法300。具体地，当微粒物质传感器上游的排气流的排气流率分别高于或低于阈值时，可增大或减小通向定位在排气流中的PM传感器的进口的开口量。

在302，方法300包括确定和/或估计发动机工况。所确定的发动机工况可包括例如发动机转速、排气流率、发动机温度、排气空燃比、排气温度、自DPF上一次再生以后过去的持续时间(或距离)、PM传感器上的PM负载、升压水平、环境条件(诸如气压和环境温度)等等。

发动机排气通道可包括用于确定排气流率的定位在DPF的上游和/或下游的一个或多个传感器。例如，发动机可包括用于排气质量流量测量并且确定在PM传感器的进口处的排气流率的流量计。在一些实例中，可基于进气排气流率来确定在PM传感器的进口处的引入的排气流率。因此，在一些实例中，可基于替代发动机传感器和/或工况，估计通过排气通道的排气流率，PM传感器被安装在该排气通道中。

在304，方法包括确定排气流率是否比阈值高。在一个实例中，阈值可为基于微粒在微粒物质传感器元件上沉积的期望速率的阈值速率。在其它实例中，阈值可基于到PM传感器的再生阈值的时间。通常，当引入的排气流率高时，到达PM传感器的再生阈值的时间比当排气流率低时的小。

如果排气流率比阈值低，那么方法300继续进行到306，在306中PM传感器进口的开口量增大。如以上参考图2A至图2B所讨论的，PM传感器可包括第一流动转向器和定位在进口处的流量控制器(诸如图2A至图2B所示的流量控制器238)，其中流量控制器的端部远离第一流量转向器定位从而在进口处产生间隙。同样地，在308，增大开口量包括通过沿第一方向远离第一流动转向器旋转流量控制器来增大第一流动转向器与流量控制器之间的间隙。沿第一方向旋转流量控制器包括发送信号到马达致动器以沿第一方向旋转将流量控制器联接到保护管的铰链达阈值量。在一个实例中，流量控制器可逆时针围绕PM传感器的中央轴线旋转30°。例如，增大流量控制器与第一流动转向器之间的间隙允许更多的排气流到PM传感器中，从而增加流到PM传感器中的微粒的量，这转而增加微粒在PM传感器上沉积的速率。然而，如果排气流率比阈值高，那么方法300继续进行到310，在310处进口的开口量减小。同样地，在312，减小开口量包括通过沿与第一方向相反的第二方向且远离第一流动转向器旋转流量控制器来减小第一流动转向器与流量控制器之间的间隙。沿第二方向旋转流量控制器包括将信号发送到马达致动器以沿第二方向旋转铰链达阈值量，铰链将流量控制器联接到保护管。在一个实例中，流量控制器可逆时针围绕PM传感器的中央轴线旋转30°。例如，减小流量控制器与第一流动转向器之间的间隙限制排气流到PM传感器中，从而减小了微粒的量并且从而减小了微粒在PM传感器上沉积的速率。

在一个实例中，通过旋转流量控制器开口被增大(在306)或减小(在310)了阈值量，阈值量为进一步基于排气流率的固定量。例如，当排气流率超过阈值时，那么流量控制器可沿第二方向旋转30°(在312)，然而，如果排气比阈值低，则流率控制器可沿第一方向旋转30°(在308)。在其它实例中，流率控制器可旋转阈值量，其中阈值量是可变的并且进一步基于排气流率。例如，在312，如果排气流率超过阈值一定量，那么随着排气流率超出阈值的量增大，开口量将减小更大的量。类似地，在308，如果排气流率低于阈值一定量，那么随着排气流率低于阈值的量减小，开口的量将增加更大的量。所述另一种方式，开口的量可取决于排气流率区别于阈值的量。

一旦基于排气流率调节(或在306增加或在310减小)进口开口，方法300继续进行到314。在314，在排气流中行进的微粒可基于尺寸与流到PM传感器感测元件的排气流分开。较大微粒和/或水滴可在第一流动转向器(诸如图2A至图2B中所示的第一流动转向器234)处被捕集，例如，从而仅允许排气中的较小微粒进入(例如，穿过)PM传感器进口开口。然后这些较小微粒可被引导朝向如图2A和图2B中所述的PM传感器元件，并且随后沉积在PM传感器元件(例如，图2A至图2B中所示的传感器元件)上。

接下来在316，方法包括确定是否满足PM传感器再生条件。具体地，当在PM传感器元件上的PM负载比阈值大时，或当PM传感器的电阻下降到阈值电阻时，可认为满足PM传感器再生条件，并且PM传感器需要被再生以进一步实现PM检测。如果满足PM传感器再生条件，那么方法300继续进行到320，在320处可如图4中的方法400所述再生PM传感器。然而，如果当在316进行检验时不满足PM传感器再生条件，那么方法300继续进行到318，在318处PM传感器持续收集PM传感器上的PM。同样地，任何未沉积在PM传感器上的PM都被经由PM传感器的出口引导出PM传感器。

以上所述的方法300可由控制器实行以通过调节PM传感器的进口开口来维持PM传感器沉积速率。在其它实施例中，其中PM传感器包括将流量控制器联接到PM传感器的保护管的弹簧铰链，可被动地实现对PM传感器进口开口的调节而无需控制器的干涉。在本文，基于由引入的排气施加的压力，弹簧铰链可旋转流量控制器，并且从而控制在PM传感器的进口处的开口量。

因此，示例方法包括，响应于微粒物质传感器上游的排气流的排气流率调节通向定位在排气流中的微粒物质传感器的进口的开口量。该调节包括当排气流率降到阈值速率以下时增大进口的开口量并且进一步包括当排气流率超过阈值速率时减小进口的开口量。微粒物质传感器包括第一流动转向器和定位在进口处的流量控制器，其中流量控制器的端部远离第一流动转向器定位以在进口处产生间隙。增大开口的量包括通过沿第一方向远离第一流动转向器旋转流量控制器来增大第一流动转向器与流量控制器之间的间隙，并且减小开口量包括通过使流量控制器沿与第一方向相反的第二方向朝向第一流动转向器旋转来减小第一流动转向器与流量控制器之间的间隙。微粒物质传感器进一步包括邻近微粒物质传感器的出口定位的第二流动转向器，第二流动转向器与第一流动转向器分开一定距离。第二流动转向器经由第一流动转向器和第二流动转向器引导排气通过微粒物质传感器并且朝向邻近微粒物质传感器的出口定位的微粒物质传感器元件。

现在转到图4，其示出了用于再生PM传感器(例如，诸如图1处所示的PM传感器106)的方法400。具体地，当PM传感器上的碳烟负载比阈值大时，或当针对温度调节的PM传感器的电阻降到阈值电阻时，可认为满足PM传感器再生条件，并且可需要再生PM传感器以进一步实现PM检测。在402处，可启动PM传感器的再生并且在404处可通过加热传感器再生PM传感器。可通过致动热联接到传感器电极表面的加热元件(诸如嵌入传感器中的加热元件)来加热PM传感器，直到已经通过电极之间的碳粒子的氧化充分减小了传感器的碳烟负载。PM传感器再生通常通过使用定时器来控制并且在402处定时器可被设定阈值持续时间。可选择地，可使用传感器尖端的温度测量值或通过控制加热器的功率或这些方法中的任一或全部来控制传感器再生。当定时器被用于PM传感器再生时，那么方法400包括在406处检验是否已经过去了阈值持续时间。如果阈值持续时间没有过去，那么方法400继续进行到408，在408处可继续PM传感器再生。如果阈值持续时间已经过去，那么方法400继续进行到410，在410处可终止碳烟传感器再生并且在412处可关掉电路。进一步地，传感器电极可被冷却到例如排气温度。方法400继续进行到414，在414处测量碳烟传感器的电极之间的电阻。根据所测量的电阻，可能地补偿温度，在416处可计算PM传感器的PM或碳烟负载(例如，在PM传感器的电极之间累积的PM或碳烟)并且方法继续进行到418。在418处，可将所计算的PM传感器的碳烟负载与阈值Lower_Thr比较。阈值Lower_Thr可为比再生阈值低的阈值下限，例如，比再生阈值低指示充分清洁了碳烟微粒的电极。在一个实例中，阈值可为这样的阈值，即低于该阈值再生可被终止。如果碳烟负载持续大于Lower_Thr，指示可需要进一步的再生，则方法400继续进行到408，在408处可重复PM传感器再生。然而，如果PM传感器持续经历重复再生，则控制器可设定错误代码以指示PM传感器可退化或碳烟传感器中的加热元件可退化。如果碳烟负载比阈值Lower_Thr低，指示电极表面为干净的，则方法400继续进行到420，在420处可更新碳烟传感器电阻和再生历史并且可将碳烟传感器电阻和再生历史存储在存储器中。例如，可更新PM传感器再生的频率和/或传感器再生之间的平均持续时间。在422，然后控制器可使用各种模型以计算DPF过滤碳烟的百分比效率。这样，PM传感器可实行DPF的车载诊断。

图5说明了用于基于PM传感器的再生时间诊断DPF功能的示例例程500。在502，其可由控制器通过校准计算用于PM传感器的再生的时间t(i)_regen，该时间为从PM传感器先前再生的结束到PM传感器当前再生的开始所测量的时间。在504处，将t(i)_regen与t(i-1)_regen比较，t(i-1)_regen为先前校准的PM传感器的再生时间。由此，可推测碳烟传感器可需要多次循环整个再生以便诊断DPF。如果t(i)_regen少于t(i-1)_regen值的一半，那么在508处指示DPF正泄漏，并且启动DPF退化信号。替代地或另外地，对于以上提及的过程，可使用其它参数(诸如排气温度、发动机速度/负载)等等诊断DPF。通过例如诊断代码上的故障指示灯发起退化信号。

当前再生时间少于先前再生时间的一半可指示电路达到R_regen阈值的时间更短，并且因此再生的频率更高。PM传感器中更高的再生频率可指示流出的排气由比用功能上正常的DPF实现的微粒物质的量高的微粒物质组成。因此，如果碳烟传感器中再生时间的变化达到阈值t_regen，其中PM传感器的当前再生时间少于先前再生时间的一半，则例如经由显示到操作者和/或经由设定存储在永久存储器中的标志指示DPF退化或泄漏，该永久存储器联接到处理器，该标志可被发送到联接到处理器的诊断工具。如果碳烟传感器中再生时间的变化没有达到阈值t_regen，那么在506不指示DPF泄漏。这样，可基于微粒在微粒物质传感器元件上沉积的速率来检测定位在微粒物质传感器上游的微粒过滤器中的泄漏。

现在转到图6，映射图6示出了排气流率、PM传感器进口开口与PM传感器上的PM负载之间的示例关系。600中的第一曲线602示出了如通过定位在PM传感器上游的流率传感器所确定的排气流率。第二曲线604示出了如通过旋转如图2A和图2B所述的邻近PM传感器的进口定位的流量控制器所确定的PM传感器进口开口。第三曲线606示出了PM传感器上的PM负载。虚线612指示PM再生阈值，而虚线614指示Lower_Thr，Lower_Thr指示PM传感器电极为干净的，如图4所述。虚线608和虚线610分别指示阈值排气速率和阈值进口开口。对于各个曲线，沿着x(水平)轴线描绘时间而沿着y(竖直)轴线描绘各个相应参数的值。

在时间t0，PM传感器相对干净(曲线606)，其中比Lower_Thr(线614)低的低PM负载指示PM传感器最近已再生。排气流率(曲线602)高于阈值排气速率(线608)。当排气速率比阈值高时，可通过将可移动板(诸如图2A和图2B中的流量控制器238)调节到最终位置来调节PM传感器进口开口，该最终位置在第一(关闭)位置与第二(打开)位置之间。同样地，与第二位置相比，最终位置可更靠近第一位置。在本文，可通过致动马达来调节可移动板，以使将可移动板联接到PM传感器的铰链沿第一方向(例如，逆时针)朝向邻近PM传感器的进口的第一流动转向器旋转。将PM传感器进口开口调节到更靠近第一关闭方向的最终位置的技术效果为，减小了可移动板与第一流动转向器之间的间隙，从而减小了进入PM传感器并且随后沉积在PM传感器电极上的PM的量。这样，PM传感器沉积速率可被维持在期望的水平。在本文，线606的斜度指示PM在PM传感器电极上沉积的速率。

在t0和t1之间，排气流(曲线602)持续保持高于阈值排气速率(线608)。因此，PM传感器进口开口维持更靠近第一关闭位置。在t0和t1之间的时间期间，PM传感器持续以由线606所指示的恒定速率收集微粒。

在t1，PM传感器上的PM负载达到再生阈值(虚线612)。在t1和t2之间的时间期间，可再生PM传感器。响应于PM水平数据，控制器可具有将再生信号发送到再生电路的指令。例如，再生PM传感器包括操作电路的再生部分达阈值时间和/或如图4所述的阈值持续时间，以燃烧完沉积在PM传感器的电极之间的PM。

在t2，PM传感器为由低PM负载(曲线606)所指示的相对干净的。然而，在时间t2排气流率(曲线602)降到阈值速率(线608)以下。在t2和t3之间，当排气速率比阈值低时，可通过将可移动板(诸如图2A和图2B中的流量控制器238)调节到与第一位置相比更靠近第二位置的最终位置来调节PM传感器进口开口(曲线604)。在本文，可通过致动马达来调节可移动板，以使将可移动板联接到PM传感器的铰链沿第二方向(例如，顺时针)远离邻近PM传感器的进口的第一流动转向器旋转。将PM传感器进口开口调节到更靠近第二打开位置的最终位置的技术效果是，增大了可移动板与第一流动转向器之间的间隙，从而增大了进入PM传感器并且随后沉积在PM传感器电极上的PM的量。这样，PM传感器沉积速率可被维持在由线606的斜度所指示的期望的水平。同样地，t2和t4之间的线606的斜度与t0和t1之间的线606的斜度相似。这样，通过基于排气流率调节进口开口，PM传感器加载可被维持在恒定的速率。

在t3和t4之间，排气流率(曲线602)围绕阈值速率(线608)升高。如早先所阐明的，通过将PM传感器进口开口调节到更靠近第一关闭位置的最终位置，PM传感器加载被维持在期望的速率(线606的斜度)。以类似的方式，当在t4和t5之间排气流在阈值附近升高时，PM传感器进口开口被调节到更靠近第二打开位置的最终位置。通过基于排气流率主动地调节进口开口，PM传感器加载可被维持在期望的水平。这样，PM传感器灵敏度可变得不依赖于排气流率。

再者在t5，PM负载(曲线606)达到再生阈值(虚线612)。因此在t5和t6之间，PM传感器被再生，如早先所阐明的。在t6，PM传感器相对干净。此外，随着排气流(曲线602)保持高于阈值(线608)，PM传感器进口开口被调节到更靠近第二打开位置的最终位置。然而，不考虑主动地调节PM传感器进口开口，PM传感器上的PM负载(曲线606)急剧增大，这指示微粒在PM传感器上沉积的速率比期望的沉积速率高，从而指示位于PM传感器上游的DPF正在泄漏。因此，响应于微粒在PM传感器上沉积的当前速率升高到微粒在PM传感器上沉积的期望速率以上，可确定DPF泄漏并且可设定诊断代码。例如，MIL可被设定指示DPF需要被替换。由于PM传感器不依赖于排气速率，因此可及时地检测DPF泄漏，从而降低操作带有泄漏的微粒过滤器的发动机的可能性并且因此降低排气中碳烟微粒排放。

这样，通过基于排气流率调节进口开口，PM传感器加载可被维持在恒定的速率并且PM传感器灵敏度对排气流率的依赖性可进一步降低。因此，当排气流率降到阈值以下时增大PM传感器进口开口与当排气流率升高到阈值以上时减小开口的技术效果为，微粒在PM传感器电极上沉积的速率保持接近常数。PM传感器灵敏度不依赖于引入的排气流率，从而测量离开DPF的PM更准确和可靠。因此，可更高效和有效地监测DPF的任何泄漏或退化。

以上所述的系统和方法也提供了用于在排气系统中微粒物质感测的方法，该方法包括，响应于微粒物质传感器上游的排气流的排气流率，调节通向定位在排气流中的微粒物质传感器的进口的开口量。在方法的第一实例中，方法可另外地或替代地包括，其中所述调节包括，当排气流率降到阈值速率以下时，增大进口的开口量，并且进一步包括当排气流率超过阈值速率时，减小进口的开口量。方法的第二实例任选地包括第一实例，并且进一步包括其中微粒物质传感器包括第一流动转向器和定位在进口处的流量控制器，其中流量控制器的端部远离第一流动转向器定位以在进口处产生间隙。方法的第三实例任选地包括第一实例和第二实例中的一个或多个，并且进一步包括其中增大开口量包括通过使流量控制器沿第一方向远离第一流动转向器旋转来增大第一流动转向器与流量控制器之间的间隙。方法的第四实例任选地包括第一实例至第三实例中的一个或多个，并且进一步包括其中减小开口量包括通过使流量控制器沿与第一方向相反的第二方向朝向第一流动转向器旋转来减小第一流动转向器与流量控制器之间的间隙。方法的第五实例任选地包括第一实例至第四实例中的一个或多个，并且进一步包括其中微粒物质传感器进一步包括邻近微粒物质传感器的出口定位的第二流动转向器，第二流动转向器与第一流动转向器分开一定距离。方法的第六实例任选地包括第一实例至第五实例中的一个或多个，并且进一步包括，经由第一流动转向器和第二流动转向器，引导排气通过微粒物质传感器并且朝向邻近微粒物质传感器的出口定位的微粒物质传感器元件。方法的第七实例任选地包括第一实例至第六实例中的一个或多个，并且进一步包括检测定位在微粒物质传感器上游的微粒过滤器中的泄漏并且基于微粒在微粒物质传感器元件上沉积的速率指示微粒过滤器的退化。方法的第八实例任选地包括第一实例至第七实例中的一个或多个，并且进一步其中阈值速率基于微粒在微粒物质传感器元件上沉积的期望速率。

以上所述系统和方法也提供了在微粒物质传感器系统中进行微粒物质感测的方法，该方法包括响应于排气流通道中的排气流的排气流率比阈值低，增大到定位在PM传感器内部的PM传感器元件的排气流，以及响应于排气流率比阈值高，减小到PM传感器元件的排气流，其中PM传感器定位在排气流通道中。在方法的第一实例中，方法可另外地或替代地包括，其中增大排气流包括沿第一方向旋转位于邻近PM传感器的进口开口的流率控制器，以及其中减少排气流包括沿与第一方向相反的第二方向旋转流率控制器。方法的第二实例任选地包括第一实例，并且进一步包括其中沿第一方向旋转流量控制器进一步包括移动流率控制器远离定位在PM传感器的进口开口处或附近的第一流动板，以及其中沿第二方向旋转流量控制器进一步包括朝向PM传感器部件的第一流动板移动流率控制器。方法的第三实例任选地包括第一实例和第二实例中的一个或多个，并且进一步包括其中PM传感器进一步包含位于PM传感器的出口附近的第二流动板，并且其中第二流动板与第一流动板分开一定距离。方法的第四实例任选地包括第一实例至第三实例中的一个或多个，并且进一步包括在PM传感器的进口开口处捕集排气流中的第一组微粒，以及将排气流中的第二组微粒从进口引导朝向定位在第二流动板处或附近的PM传感器元件，以促进第二组微粒沉积到PM传感器元件上，第一组微粒比第二组微粒大。方法的第五实例任选地包括第一实例至第四实例中的一个或多个，并且进一步包括当第二组微粒在PM传感器元件上沉积的速率超过阈值速率时，指示位于PM传感器上游的微粒过滤器中的泄漏。方法的第六实例任选地包括第一实例至第三实例中的一个或多个，并且进一步包括其中第一流动板进一步将排气流引导朝向第二流动板并且其中第二流动板进一步使排气流转向朝向PM传感器的出口。

以上所述系统和方法也提供了微粒物质传感器，该微粒物质传感器包括邻近PM传感器的进口的第一流动转向器、邻近PM传感器的出口的第二流动转向器、PM传感器元件以及定位在PM传感器的进口处或附近的可移动板，第二流动转向器与第一流动转向器分开一定距离，其中PM传感器元件的至少一部分定位在第一流动转向器与第二流动转向器之间，可移动板适于调节进口的进口开口。在微粒物质传感器的第一实例中，传感器可另外地或替代地包括带有存储在永久存储器上的计算机可读指令的控制器，该指令用于基于PM传感器上游的排气的排气流率将可移动板调节成最终位置，最终位置处于第一位置和第二位置或者在第一位置与第二位置之间，第一位置具有较小的进口开口量，第二位置具有较大的进口开口量。微粒物质传感器的第二实例任选地包括第一实例并且进一步其中将可移动板调节成最终位置包括随着排气流率增加调节可移动板与第二位置相比更靠近第一位置，并且进一步包括随着排气流率降低调节流量控制器与第一位置相比更靠近第二位置。微粒物质传感器的第三实例任选地包括第一实例和第二实例中的一个或多个，并且进一步包括用于当微粒在PM传感器上沉积的当前速率超过微粒在PM传感器上沉积的期望速率时指示位于PM传感器上游的微粒过滤器中的泄漏。

应注意，本文所包括的实例控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所包括的控制方法和例程可作为可执行指令存储在永久存储器中并且可由控制系统实施，控制系统包括控制器与各种传感器、致动器和其它发动机硬件的结合。本文所述具体例程可表示任意数量处理策略诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等中的一种或多种。同样地，所说明的各种动作、操作和/或功能可以以所说明的顺序、平行地或在一些情况下省略地实行。同样地，处理的次序不是实现本文所述示例实施例的特征和优点所必需要求的，而是为了说明和描述的便利而提供。根据所使用的特定策略，可重复地实行所说明的动作、操作和/或功能中的一个或多个。进一步，所述动作、操作和/或功能可用图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的永久存储器中的代码，其中所述动作可通过执行系统中的指令来实现，该系统包括与电子控制器结合的各种发动机硬件组件。

应当理解，本文所公开的配置和例程在本质上为示例性的，并且这些具体实施例不应视为具有限制意义，因为许多变化都是可能的。例如，以上技术可被应用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合及子组合。

下列权利要求特别指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可提到“一个”元件或“第一”元件或其等价体。此类权利要求应被理解为包括一个或多个此类元件的合并，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。可通过本申请权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合及子组合。此类权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相等或不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims (16)

1.一种用于微粒物质传感器的方法，所述方法包括：

响应于所述微粒物质传感器上游的排气流的排气流率，调节通向定位在所述排气流中的所述微粒物质传感器的进口的开口量，

其中所述调节包括，当所述排气流率降到阈值速率以下时，增大所述进口的所述开口量，并且进一步包括，当所述排气流率超过所述阈值速率时，减小所述进口的所述开口量；并且

其中所述微粒物质传感器包括第一流动转向器和定位在所述进口处的流量控制器，其中所述流量控制器的一端远离所述第一流动转向器定位，以在所述进口处产生间隙。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述增大所述开口量包括，通过沿第一方向远离所述第一流动转向器旋转所述流量控制器，增大所述第一流动转向器与所述流量控制器之间的所述间隙。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述减小所述开口量包括通过沿与所述第一方向相反的第二方向朝向所述第一流动转向器旋转所述流量控制器，减小所述第一流动转向器与所述流量控制器之间的所述间隙。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述微粒物质传感器进一步包括邻近所述微粒物质传感器的出口定位的第二流动转向器，所述第二流动转向器与所述第一流动转向器分开一定距离。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括，经由所述第一流动转向器和所述第二流动转向器引导排气通过所述微粒物质传感器，并且朝向邻近所述微粒物质传感器的所述出口定位的微粒物质传感器元件。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括，基于微粒在所述微粒物质传感器元件上的沉积速率，检测定位在所述微粒物质传感器上游的微粒过滤器中的泄漏并且指示所述微粒过滤器的退化。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述阈值速率基于所述微粒在所述微粒物质传感器元件上沉积的期望速率。

8.一种用于微粒物质传感器的方法，其中所述微粒物质传感器即PM传感器，所述方法包括：

响应于在排气流通道中的排气流的排气流率低于阈值，增加到定位在所述PM传感器内部的PM传感器元件的排气流，其中所述PM传感器定位在所述排气流通道中；以及

响应于所述排气流率高于所述阈值，减少到所述PM传感器元件的所述排气流，

其中所述增加排气流包括沿第一方向旋转位于所述PM传感器的进口开口附近的流率控制器，并且其中所述减少所述排气流包括沿与所述第一方向相反的第二方向旋转所述流率控制器；并且

其中沿所述第一方向旋转所述流率控制器进一步包括移动所述流率控制器远离定位在所述PM传感器的所述进口开口处或附近的第一流动板，并且其中沿所述第二方向旋转所述流率控制器进一步包括朝向所述PM传感器的所述第一流动板移动所述流率控制器。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述PM传感器进一步包括位于所述PM传感器的出口附近的第二流动板，并且其中所述第二流动板与所述第一流动板分开一定距离。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：

在所述PM传感器的所述进口开口处捕集所述排气流中的第一组微粒；以及

引导所述排气流中的第二组微粒从所述进口朝向定位在所述第二流动板处或附近的所述PM传感器元件，以促进所述第二组微粒沉积到所述PM传感器元件上，所述第一组微粒比所述第二组微粒大。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括，当所述第二组微粒在所述PM传感器元件上沉积的速率超过阈值速率时，指示位于所述PM传感器上游的微粒过滤器中的泄漏。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一流动板进一步引导所述排气流朝向所述第二流动板，并且其中所述第二流动板进一步使所述排气流朝向所述PM传感器的所述出口转向。

13.一种微粒物质传感器，即PM传感器，包括：

邻近所述PM传感器的进口的第一流动转向器；

邻近所述PM传感器的出口的第二流动转向器，所述第二流动转向器与所述第一流动转向器分开一定距离；

PM传感器元件，其中所述PM传感器元件的至少一部分定位在所述第一流动转向器与所述第二流动转向器之间；以及

定位在所述PM传感器的所述进口处或附近的可移动板，所述可移动板适于调节所述进口的进口开口。

14.根据权利要求13所述的传感器，进一步包括带有存储在永久存储器上的计算机可读指令的控制器，用于：

基于所述PM传感器上游的排气的排气流率，将所述可移动板调节成最终位置，所述最终位置在第一位置和第二位置处或者在所述第一位置与所述第二位置之间，所述第一位置具有较小的进口开口量，所述第二位置具有较大的进口开口量。

15.根据权利要求14所述的传感器，其中将所述可移动板调节成所述最终位置包括，随着所述排气流率增加，调节所述可移动板与所述第二位置相比更靠近所述第一位置，并且进一步包括，随着所述排气流率降低，调节所述可移动板与所述第一位置相比更靠近所述第二位置。

16.根据权利要求15所述的传感器，其中所述控制器包括进一步的指令，用于：

当微粒在所述PM传感器上沉积的当前速率超过微粒在所述PM传感器上沉积的期望速率时，指示位于所述PM传感器上游的微粒过滤器中的泄漏。

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