CN107339132A - 用于排气微粒物质感测的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于排气微粒物质感测的方法和系统，提供了用于定位在排气系统中的柴油微粒过滤器下游的微粒物质(PM)传感器组件的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括在排气通道内部旋转PM传感器组件以产生输出，所述旋转基于在所述排气通道内的排气流动条件。通过经由轴承旋转所述PM传感器组件，可以将所述组件的传感器元件上的碳烟微粒累积速率维持在期望的水平，并独立于在所述排气通道内部的排气流的方向。

Description

用于排气微粒物质感测的方法和系统

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。

基于感测的排气流动条件旋转排气通道内部的PM传感器组件的技术效果是壳体上的开口自动地移动到静压较高的下游侧。因此，流过排气通道的排气将围绕所述组件转向，并且被迫通过穿孔流板之间的开口进入所述组件。以这种方式，进入所述组件的排气量可以增加。然后将通过开口进入的排气被朝向传感器元件引导，所述传感器元件面向所述开口放置。排气中的微粒穿过传感器元件累积。因此，排气量和由此沉积在传感器元件上的微粒量可以与进入的排气流动方向无关，从而更准确且可靠地测量离开微粒过滤器的PM。此外，较大微粒和/或水滴可以由流板捕获。因此，传感器元件可以被保护免于水滴和较大微粒的撞击。总之，传感器的这些特征可以引起传感器的输出更准确，从而增加微粒过滤器上的微粒负荷估计的准确度。

应该理解的是上述发明内容经提供以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。它不意在识别所要求保护的主题的关键或主要特征，所要求保护的主题的范围由与具体实施方式随附的权利要求唯一限定。此外，所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标注的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出发动机和定位在排气流中的可旋转微粒物质(PM)传感器组件的示意图。

图2示出包括经由轴承安装到排气通道的圆柱形壳体的PM传感器的示意图，所述壳体包括安装到其一侧的一对流板。

图3A至图3B示出壳体、轴承、流板和在流板之间形成的开口和朝向开口面向的定位在壳体内的传感器元件的横截面图。

图4示出PM传感器组件的示意图，其示出排气经由在流板上形成的多个穿孔流入PM传感器组件。

图5示出用于穿过定位在PM传感器组件的壳体内的传感器元件累积排气流中的微粒的示例方法的流程图。

图6是示出用于再生PM传感器组件的传感器元件的示例方法的流程图。

图7示出用于诊断定位在PM传感器组件上游的微粒过滤器的泄漏的示例方法的流程图。

图8示出在PM传感器组件上的碳烟负荷和定位在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。

图9示出在排气流动方向、可旋转PM传感器组件的位置和PM传感器组件的输出之间的示例关系。

具体实施方式

下列描述涉及用于感测在诸如图1中所示的发动机系统的发动机系统的排气流中的微粒物质(PM)的系统和方法。可旋转PM传感器组件可以如图2中所示耦连到发动机系统的排气通道。因此，PM传感器组件可以包括经由轴承安装到排气通道的圆柱形壳体。另外，PM传感器组件可以包括在壳体的一侧上形成的开口。两个平行的流板可以安装在开口的任一侧上。壳体以及轴承、流板和开口的横截面视图在图3A至图3B中示出。流板可以另外地包括多个穿孔，所述多个穿孔经配置从排气通道接收排气并通过开口将排气朝向如图4中所示定位在壳体内的传感器元件引导。在示例实施例中，PM传感器组件可以基于感测的排气流动条件经由轴承被动地旋转。在另一示例中，所述组件可以包括马达并且另外地，控制器可以经配置执行控制例程，如图5的示例例程，以基于所感测的排气流动条件旋转PM传感器组件。在这里，旋转PM传感器组件可以包括旋转所述组件，以允许排气通过开口在与排气通道中的排气流动方向相反的方向上朝向传感器元件进入壳体。然后收集穿过在传感器元件上形成的电极的排气中的碳烟微粒。图9中示出在排气流动方向、可旋转PM传感器组件的位置和所述组件的输出之间的示例关系。所述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，控制器可以经配置执行例程，如图7的示例例程，以基于PM传感器再生之间的时间再生排气微粒过滤器。过滤器诊断的示例在图8中示出。以这种方式，PM传感器估计DPF的过滤能力(和由此检测DPF泄漏)的功能可以增加。

图1示出车辆系统6的示意图。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包括发动机进气口23和发动机排气口25。发动机进气口23包括经由进气通道42流体地耦连到发动机进气歧管44的节气门62。发动机排气口25包括最后通向将排气传送至大气的排气通道35的排气歧管48。节气门62可以位于诸如涡轮增压器(未示出)等升压装置下游和后冷却器(未示出)上游的进气通道42中。当包括后冷却器时，后冷却器可以经配置降低由升压装置压缩的进入空气的温度。

发动机排气口25可以包括一个或多个排放控制装置70，其可以安装在排气中的紧密耦连位置。一个或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。发动机排气口25还可以包括定位在排放控制装置70上游的暂时地从进入气体过滤PM的柴油微粒过滤器(DPF)102。在一个示例中，如图所示，DPF 102是柴油微粒物质保持系统。DPF102可以具有由例如堇青石或金刚砂制成的整体结构，其中在所述结构内部的多个通道用于从柴油排气过滤微粒物质。在穿过DPF 102之后已经过滤PM的排气管排气可以在PM传感器106中测量并且在排放控制装置70中进一步处理且经由排气通道35排放到大气。在所示的示例中，PM传感器106是基于在PM传感器的电极两端测量的导电性的变化来估计DPF 102的过滤效率的电阻传感器。图2中示出PM传感器106的示意图200，如在下面进一步详细描述。

车辆系统6还可以包括控制系统14。控制系统14经示出从多个传感器16接收信息(其各种示例在本文描述)并发送控制信号至多个致动器81(其各种示例在本文描述)。作为一个示例，传感器16可以包括经配置测量通过排气通道35的排气的流率的排气流率传感器126、排气传感器(位于排气歧管48中)、温度传感器128、压力传感器129(位于排放控制装置70的下游)和PM传感器106。诸如其他的压力、温度、空燃比、排气流率和成分传感器等其他传感器可以耦连到车辆系统6中的各种位置。作为另一示例，致动器可以包括燃料喷射器66、节气门62、控制过滤器再生的DPF阀(未示出)、控制PM传感器组件旋转的马达致动器、电路的开关等。控制系统14可以包括控制器12。控制器12可以配置有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令。控制器12从图1的各种传感器接收信号，处理所述信号并采用图1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整发动机操作。作为示例，当操作PM传感器以累积碳烟微粒时，控制器发送控制信号至电路，以将电压施加于PM传感器组件的传感器元件的电极，以将带电微粒捕获到传感器元件的传感器电极的表面上。作为另一示例，在PM传感器组件再生期间，控制器可以发送控制信号至再生电路，以在阈值时间内关闭再生电路中的开关，以将电压施加于耦连到电极的加热元件来加热传感器元件的电极。以这种方式，电极经加热以燃烧沉积在电极表面上的碳烟微粒。在另一示例中，控制器可以旋转耦连到排气通道的PM传感器组件，以增加在传感器元件上的微粒物质累积。旋转PM传感器组件包括调整耦连到组件的马达的致动器，以基于感测的排气流动条件旋转所述组件达阈值量。在这里，控制器可以调整马达的输出，以控制所述组件的旋转量。以这种方式，PM传感器组件可以旋转使得较大量的排气沿组件的较高静压侧进入所述组件。示例例程参照图5至图7在本文描述。

现在转向图2，示出了微粒物质(PM)传感器组件202(如图1的PM传感器106)的示例实施例的示意图200。PM传感器组件202可以经配置测量排气中的PM质量和/或浓度，并且因此可以在柴油微粒过滤器(如图1中所示的DPF 102)的上游或下游耦连到排气通道或管206(例如，如图1中所示的排气通道35)。

在示意图200中，PM传感器组件202设置在排气通道206内部，其中排气(沿X轴线)从柴油微粒过滤器的下游朝向排气管流动，如由箭头228指示。参照PM传感器组件202，排气沿由箭头228的方向从所述组件的上游侧朝向下游侧流动，如图2中所示。在这里，下游侧更接近排气管。

PM传感器组件202(在下文可互换地指代组件或PM传感器)包括定位在排气通道206内部的具有直径D的中空圆柱形管(在下文可互换地指代壳体)204。壳体204的较大部分延伸到在排气通道206内部的长度L1，而壳体204的较小部分(长度L2的部分)保持在排气通道206外部。一起地，所述壳体的长度是L，其中L＝L1+L2。在这里，壳体204的中心轴线Y-Y’与排气通道206内部的排气流动方向(由箭头228指示)正交。壳体204是保护悬垂在里面的传感器元件218的外保护管。壳体204经由布置在传感器轴套(boss)或盖210和壳体204之间的轴承212可旋转地耦连到排气通道206的顶部208。为了进一步阐明，壳体204的较小部分耦连到传感器盖210，并且轴承212布置在壳体204的较小部分和传感器轴套210之间。具体地，轴承212布置在三个表面之间，即传感器轴套210的内表面、壳体204的外表面和垫圈保持物214的外表面之间。在这里，垫圈保持物214保持密封PM传感器组件202的垫圈216，使得无排气从组件202的顶部泄漏。

轴承212使PM传感器组件202能够相对于排气通道206围绕中心轴线Y-Y’旋转移动。因此，排气通道206是固定的，并且PM传感器组件202经由轴承212在排气通道206内部旋转。具体地，壳体204、传感器盖210、垫圈保持物214、垫圈216和传感器元件218全部耦连在一起，并且经由轴承212作为单个实体在所述组件内部一起旋转。因此，轴承212是一种允许两个部件用减小的摩擦相对于彼此移动的装置。具体地，轴承212减少在壳体204和排气通道206的顶部208之间的摩擦。通过在排气通道206上安装PM传感器组件202，可以增加所述组件在排气通道206中的旋转速度和效率。在不偏离本公开的范围的情况下，可以使用各种各样的轴承。轴承的一些示例可以包括滚珠轴承、滚子轴承、针状滚子轴承、圆锥滚子轴承、球形滚子轴承、推力轴承等。滚珠轴承的示例在图3A中示出。

转向图3A，示出了在沿图2的线A-A’的平面中的PM传感器组件202的横截面视图300。在这里，示出了传感器盖210和壳体204的横截面。传感器盖210包括外表面302和内表面304。外表面302和内表面304之间的距离构成传感器盖210的厚度。传感器轴套210典型地由高密度不锈钢制造。多个滚珠轴承306同心地布置在传感器盖210的内表面304和壳体204之间。具体地，所述多个滚珠轴承布置在壳体204和传感器盖210之间形成的环形间隙中。每个滚珠轴承在形状上主要是球形的，并且在任一侧上与滚珠轴承共面接触且进一步与传感器盖210的内表面304和壳体204的外表面共面接触。每个滚珠轴承的半径r和所使用的滚珠轴承的总数量n可以基于例如传感器盖210和壳体204中的每个的半径。另外，如参照图2A在前面描述，传感器元件218安装在壳体204内，使得传感器元件与壳体204的中心轴线Y-Y’同轴。因此，多个滚珠轴承306在壳体204之间的环形间隙中的布置允许壳体204、传感器元件218和传感器盖210相对于排气通道206围绕中心轴线Y-Y’(其垂直于例如纸的平面)一起旋转。

传感器元件218包括附接到壳体204的直径上相对的侧面的基板230。在一个示例中，基板230的宽度w可以等于壳体204的直径D(例如，w＝D＝2R1)。因此，基板230的相对端部与壳体204的内表面共面接触。在这里，多个轴承306和基板230分别与壳体204的外表面和内表面共面接触。这暗示传感器元件218的基板230不与多个滚珠轴承306直接接触。在另一示例中，基板230的宽度w可以小于壳体的直径D(w＜D)，由此基板230可以不与壳体204的内表面接触。

传感器元件218的基板230可以典型地由高度电绝缘材料制造。可能的电绝缘材料可以包括氧化物，如氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化镧、二氧化硅和包括前述中的至少一个的组合或能够抑制电连通的任何类似材料。

电极232沿基板230的第一表面形成，并且加热元件234沿基板230的第二相对表面形成。因此，所述排气中的碳烟微粒穿过在传感器元件218的基板230上形成的电极232收集。电极232包括一对交叉指型电极。在一个示例中，所述一对交叉指型电极可以包含形成“蜂窝状”结构的个别平面电极。这些电极可以典型地由诸如铂、金、锇、铑、铱、钌、铝、钛、锆等金属以及氧化物、粘合剂(cement)、合金和包括前述金属中的至少一个的组合制造。一对交叉指型电极中的每个电极可以由与所述一对交叉指型电极中的另一个电极相同或不同的材料组成。因此，两个电极的蜂窝状“齿(tine)”之间的间距可以典型地在从10微米至100微米的范围中，其中每个单个“齿”的线宽大约是相同的值，尽管后者不是必要的。一对交叉指型电极232的正极经由连接电线310连接到电路308的电压源316的正端。同样地，一对交叉指型电极232的负电极经由连接电线312连接到测量装置314，并进一步连接到电路308的电压源316的负端。相互连接电线310和312、电压源316和测量装置314是电路308的部分并且被容纳在排气通道206外部(作为一个示例，＜1米远)。此外，电路308的电压源316和测量装置314可以由控制器，如图1的控制器12控制，使得在PM传感器组件202处收集的微粒物质可以用于例如诊断在DPF中的泄漏。因此，测量装置314可以是能够读取电极两端的电阻(或电流)变化的任何装置，如电压表(或电流表)。随着PM或碳烟微粒沉积在一对交叉指型电极232之间，在电极232之间测量的电流可以开始增加，所述电流由测量装置314测量。控制器12可以能够确定电流并且推测在PM传感器组件202的传感器元件218的交叉指型电极232上的对应PM或碳烟负荷。通过监测传感器元件218上的负荷，在DPF下游的排气碳烟负荷可以确定并且由此用于诊断和监测DPF的健全和功能。

传感器电极和/或基板的各种几何形状可以用于累积穿过传感器元件的电极的微粒。例如，具有交叉指型同心/螺旋电极的圆形基板可以在一个示例实施例中使用。因此，到此描述的电极在相同的基板上形成，但是与基板的表面分开一间隙。在一些示例实施例中，电极可以在不同的基板上形成，并且可以悬挂在壳体内部使得所述电极面向彼此。排气可以被引导到所述间隙中并且碳烟微粒可以在间隙内累积在所述电极之间。

传感器元件218另外地包括集成到传感器基板230中的加热元件234。加热元件234可以包括但不限于温度传感器和加热器。用于加热器和温度传感器的形成加热元件的可能材料可以包括铂、金、钯等；和合金、氧化物和包括前述材料中的至少一个的组合，以及具有铂/氧化铝、铂/钯、铂和钯。加热元件可以用于再生传感器元件218。具体地，在当传感器元件218的微粒物质负荷或碳烟负荷高于阈值时的条件期间，加热元件可以操作燃烧来自传感器表面的累积的碳烟微粒。在PM传感器再生期间，控制器12可以提供电压至电压源324，所述电压源324需要用于操作加热元件234并经由连接电线320和322连接到加热元件234。另外，控制器可以关闭开关318达阈值时间，以经由电压源324将电压施加于加热元件234，以便升高加热元件234的温度。随后，当传感器电极充分地干净时，控制器可以打开开关318，以停止加热所述加热元件234。通过间歇地再生传感器元件218，传感器元件218可以返回到更适合于收集排气碳烟的状态(例如，未加载或仅部分加载的状态)。另外，与排气碳烟水平有关的准确信息可以从传感器再生来推测并且此信息可以由控制器使用用于诊断微粒过滤器的泄漏。

现在返回到图2，示意图200示出从壳体204的顶部悬挂的传感器元件218。在一个示例中，传感器元件218可以插入壳体204的顶部中，使得传感器元件218的较大部分延伸到在壳体204内部的长度L1。基板的一部分可以保持在排气通道外部。因此，传感器元件218沿平行于壳体204的中心轴线Y-Y’并垂直于排气通道206的中心轴线(其沿X轴线)的Y轴线延伸。

壳体204引起沿其外部的静压变化并且因此，在排气通道206内部流动的排气处于或接近于PM传感器组件202时可以经历静压变化。具体地，当排气正从PM传感器组件202的上游侧朝向下游侧流动时，与PM传感器组件202的外部侧表面(例如，位于纸平面外的侧表面和位于纸平面内的侧表面)相比较，较高静压在下游侧处产生。在下游位置处的较高静压可以将排气更容易地吸入到PM传感器组件中。在本文描述的实施例中，流入口或开口可以有利地定位在下游位置上，以经由流入口(参照图3B详细描述)将更多排气吸入到所述组件中。

另外，整个PM传感器组件202能够在排气通道内部旋转。因此，PM传感器组件202的旋转可以是被动旋转或主动旋转之一。当PM传感器感测排气流动条件时(如排气流率、排气流动方向等)，PM传感器组件202的被动旋转发生，并基于所感测的排气流动条件自动地旋转且用将流入口定位在如上所述的下游侧上的这种方式使本身定位。为了使PM传感器组件202在排气通道内部被动地旋转，附加的流板可以如下所述安装在PM传感器组件202上。

壳体204可以另外地包括附接到壳体204的一侧的一对平行流板220。具体地，一对流板220附接到壳体204的在排气通道206内部延伸的部分。流入口或开口(在视图200中不可见，然而在图3B的横截面视图350中可见)可以在一对流板220之间形成壳体204上。在排气通道206内部流动的排气可以偏转流板220并将流板220定位在排气通道206的下游侧上。由于流板220耦连到壳体204并且另外，所述壳体经由轴承212可旋转地安装在排气通道206上，当流板220偏转到下游侧时，整个PM传感器组件202经由轴承212自动地旋转。在这里，流板220在排气流中的功能可以类似于平板风速计的功能。风偏转放置在建筑物的顶部上的平板风速计，而在这里，通道内部的排气流偏转流板并且由此在排气通道206内部自动地旋转组件202。

偏转流板220可以经由轴承212围绕中心轴线Y-Y’旋转PM传感器组件202。其中PM传感器组件202旋转的量取决于感测的排气流动条件，如排气流率、排气流动方向等。例如，当排气流动方向改变时，流板220可以被偏转与其中流动方向改变的量成比例的某一量。如果流动方向的改变较大且然后流板的偏转也较大时，由此所述组件将旋转较大的量。同样地，当流动方向变化较小时，则流板的偏转将也较小，由此所述组件将旋转较小的量。

偏转或旋转PM传感器组件202包括旋转所述组件，使得所述流入口定位在下游侧上(如在图3B中在下面示出)。如前面解释，当进入的排气偏转流板220时，下游侧具有较高静压并且因此排气可以能够经由流入口进入所述组件，所述流入口自动地放置在下游侧。流板220可以另外地包括沿流板220的长度形成的多个穿孔或孔222。在流板220上形成的多个穿孔222经配置以如在图3B中详细描述接收在排气通道206内部的排气。

现在转向图3B，示出了PM传感器组件202在沿图2的线B-B’的平面内的横截面视图350。在这里，示出了包括传感器元件218的壳体204和具有穿孔的一对流板220的横截面。

壳体204具有圆形横截面并包括仅在壳体204的一侧上形成的流入口356(在下文可交互地指代开口或切口(cut-out))。一对流板220被安装到壳体204的包括流入口356的相同侧上。具体地，一对流板220包括附接到流入口356的第一端358的第一流板352，并且还包括附接到流入口356的第二相对端360的第二流板354。第一流板352以间隙362与第二流板354分离。在一对平行流板220之间的间隙362等于流入口356的宽度。在这里，流入口356的第一端358和第二端360之间的距离构成流入口356的宽度。因此，在壳体204的一侧上形成的流入口356邻近于在一对流板220之间形成的间隙362。

如较早解释，一对流板220包括多个穿孔222。在横截面视图350中，示出了在第一流板352上形成的多个穿孔222的第一穿孔364和在第二流板354上形成的多个穿孔222的第二穿孔368。穿孔364和368以虚线指示。在一个示例中，在流板222上形成的多个穿孔222更接近流入口356定位。为了进一步阐明，第一流板352的第一穿孔364靠近流入口356形成并且同样地，第二流板354的第二穿孔368靠近流入口356形成。在一个示例中，第一穿孔364和第二穿孔368可以在尺寸和形状上类似并且可以相对于彼此进一步对准。在另一示例中，第一穿孔和第二穿孔可以在尺寸和形状上不类似(例如，第一穿孔的半径可以比第二穿孔的半径更大或更小)，并且还可以沿流板错开。

在流板220上形成的多个穿孔222的目的是接收在所述排气通道内部流动(如由箭头228指示沿X轴线)的排气并将所述排气引导到一对流板220之间的间隙362内。另外，多个穿孔222沿与排气通道内部的排气流方向正交(如由箭头370和371指示，沿Z轴线)的方向将所述排气引导到间隙362中。可以理解的是经由第一流板352中的第一穿孔364流到间隙362中的排气流方向(如由箭头371指示)与经由在第二流板354上形成的第二穿孔368流到间隙362中的排气流方向(如由箭头370指示)相反。

在流板220之间的间隙362内的排气然后在与排气通道内部的排气流动方向(如由箭头228指示)相反的方向(如由箭头372指示)上朝向流入口356流动。可以理解的是朝向流入口356的排气流动方向还与经由多个穿孔222进入间隙362中的排气流动方向正交。

朝向流入口356流动的排气然后通过流入口356朝向悬挂在壳体204内的传感器元件218引入壳体204中。具体地，排气在与排气通道内部的排气流相反的方向上通过流入口356从间隙362流入壳体204中。在壳体204内部，传感器元件218经悬挂使得在基板230上形成的电极232面向流入口356定位。因此，通过流入口356流入壳体204中的排气在与排气通道内部的排气流的方向(箭头228)相反的方向上朝向电极232流动。以这种方式，排气中的碳烟微粒穿过电极232累积并且PM传感器组件202的输出产生。基于PM传感器组件202的输出，可以估计定位在PM传感器组件202上游的微粒过滤器的过滤能力，如稍后将参照图8解释的那样。

在排气通道内部旋转PM传感器组件202的主要想法是定位PM传感器组件202使得流入口356放置在静压较高的下游侧上。因此，更多排气通过流板上的穿孔被吸入所述组件中并且因此更多的排气量通过流入口流入所述组件中。因此，排气中的较大量的微粒可以由面向流入口定位的传感器元件检测。以这种方式，PM传感器组件检测进入的碳烟微粒的灵敏性可以增加。壳体204内部的排气然后被引导向朝向位于壳体204的底部处的出口224。在一个示例中，出口224可以是直径小于或等于壳体204的直径D的圆形孔。

因此，示例A微粒物质(PM)传感器包括：具有传感器元件的保护管或壳体；具有穿孔的一对板，所述一对板耦连到保护管的一侧并且彼此以间隙分离；在保护管的一侧上形成的流入口，所述流入口与所述间隙连续并定位在一对板之间，传感器元件面向流入口；传感器盖和将保护管耦连到排气管的垫圈保持物；和布置在传感器盖的内表面和垫圈保持物的外表面之间进而可旋转地安装PM传感器至排气管的轴承。另外地或可替代地，所述轴承可以经配置沿与排气管内部的排气流的方向正交的PM传感器的中心轴线旋转PM传感器。另外地或可替代地，一对板可以平行于彼此并且还平行于排气管内部的排气流的方向。另外地或可替代地，一对板上的穿孔可以经配置从排气管接收排气，在与排气管内部的排气流的方向正交的方向上将所接收的排气引导至间隙，且然后通过在保护管上形成的流入口将间隙中的排气引导向传感器元件，所述流入口经配置在与排气管内部的排气流的方向相反的方向上将排气从间隙朝向传感器元件引导。另外地或可替代地，在保护管底部处的出口可以经配置沿与排气管内部的排气流的方向正交的方向朝向排气管将排气引导出PM传感器。另外地或可替代地，所述组件可以包括具有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令存储在非临时性存储器上用于将第一电压施加于在传感器元件的第一表面上形成的一对电极，以累积穿过一对电极的排气PM，基于在传感器元件中产生的电流估计传感器元件上的负荷，并响应于所述负荷高于阈值，将第二电压施加于在传感器元件的第二相对表面上形成的加热元件，以再生所述传感器。

如前面描述，流板220由进入排气偏转并在排气通道内部被动地旋转PM传感器组件202，以将流入口对准在下游侧上。然而，如下面解释，可以使用马达主动地旋转PM传感器组件。

返回到图2，PM传感器组件202可选地包括由控制器(如图1的控制器12)控制的马达238。在一个示例中，马达238可以是电动马达。在另一示例中，用于致动PM传感器组件202的马达可以是与控制器12电子通信的代替类型的马达/致动器。

控制器12可以将用于旋转PM传感器组件202的信号发送至马达238。这些信号可以包括围绕中心轴线Y-Y’沿顺时针方向或逆时针方向旋转PM传感器组件202的命令。PM传感器组件202可以基于所估计且/或感测的排气流动条件经由轴承212在排气通道206内部围绕中心轴线Y-Y’旋转。排气流动条件可以包括排气流动方向、排气流率、传感器组件上的碳烟负荷、排气温度等中的一个或多个。排气流动条件可以基于安装在排气通道中的传感器的输出来估计。因此，控制器可以确定排气流动条件并确定所需要的旋转量，并且随后调整马达的输出以期望的量旋转PM传感器组件。旋转PM传感器组件包括致动马达238，以围绕中心轴线Y-Y’旋转组件202，以便朝向背离进入排气的冲击的下游侧定位流入口(图3B中所示的流入口356)。将流入口定位在下游侧上的优点是静压在下游侧中较高，并且更多排气可以能够经由流入口进入并流向定位在壳体204内部的传感器元件218。

因此，示例PM传感器组件可以可选地包括马达和具有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令存储在非临时性存储器上用于致动所述马达以旋转PM传感器，使得流入口定位在PM传感器的下游侧上，以沿与排气管内部的排气流动方向相反的方向通过流入口将排气引入PM传感器中。

在一个示例中，所述控制器可以基于从诸如沿排气通道的不同位置定位的流率传感器、温度传感器和压力传感器等一个或多个传感器接收的输出确定在排气通道内部的排气流的方向。当排气流的方向改变时，控制器12可以致动马达238以旋转PM传感器组件202。当旋转PM传感器组件202时，控制器12可以另外地监测PM传感器组件202的输出。在一个示例中，控制器12可以通过调整马达238的输出使得PM传感器组件202旋转的量与排气流方向的改变的量相同。因此，PM传感器组件202可以用增量步进旋转以达到期望的旋转量，或者可以在一个迅速旋转中旋转期望的量。在另一示例中，控制器12可以旋转PM传感器组件202，直到PM传感器上的瞬时碳烟负荷较高。例如，当PM传感器组件202旋转时，可以确定瞬时碳烟负荷。PM传感器组件202可以以较小的增量沿第一方向旋转。如果在下一个位置的瞬时碳烟负荷高于前一个位置的碳烟负荷，则PM传感器组件202可以沿相同方向以较小的增量旋转。然而，在下一个增量旋转中，如果瞬时碳烟负荷小于前面测量的碳烟负荷，则PM传感器组件202可以沿相反方向旋转并且PM传感器组件202可以通过以相同增量但沿相反方向旋转而返回到前一个位置。以这种方式，PM传感器组件202可以旋转使得自适应地定位流入口，以增加到进入所述组件的排气流并由此增加所述组件检测排气流中的碳烟微粒的灵敏性。在马达耦连到组件的一些示例实施例中，流板可以不附接到组件。在此类示例中，控制器可以主动地旋转组件并且将流入口自动地定位在下游侧上，从而允许更多排气经由流入口直接地进入组件。

因此，排气可以通过如图4中所示地反转流动方向而进入流入口。转向图4，示意图400示出通过可旋转PM传感器组件402的排气流。具体地，示意图400示出经由沿组件的一侧形成的流入口422流入PM传感器组件402的排气。

PM传感器组件402可以是图1的PM传感器106和/或图2、图3A和图3B的PM传感器组件202的示例。因此，PM传感器组件402的细节可以类似于参照图2、图3A和图3B描述的示意图200的PM传感器组件202。流入口422可以是图3B中所示的流入口356的示例。

总结如下，PM传感器组件402包括经由布置在传感器轴套408、壳体404和排气通道406之间的轴承(在示意图400中不可见)可旋转地安装到排气通道406上的中空圆柱形壳体404。在一个示例中，多个滚珠轴承可以同心地布置，以允许当PM传感器组件402在排气通道406内部旋转时减小摩擦。

另外地，PM传感器组件402包括插入壳体404中的传感器元件410。传感器元件410定位在壳体404内部，使得传感器元件410的电极424朝向流入口422面向。在一个示例中，流入口422可以包括具有平行于中心轴线Y-Y’的长轴线的矩形狭缝或切口，其中狭缝的长度可以大于狭缝的宽度。在不偏离本公开的范围的情况下，可以使用具有各种形状和尺寸的切口。在流入口422的任一侧上，流板412和414可以安装到壳体404。在这里，流板412和414以间隙416分离。在一个示例中，间隙416等于流入口422的宽度。在其他示例中，间隙416可以小于流入口422的宽度。

例如，排气可以沿着箭头426指示的方向流动，其中箭头426沿着方向与中心轴线Y-Y’正交的X轴线。基于排气流的方向，PM传感器组件402可以在排气通道内部旋转。如前面描述，所述旋转可以是基于由流板412和414检测的排气流的被动旋转，或者可以是由控制器(如图1、图2、图3A和图3B的控制器12)进行的主动旋转。无论主动旋转或被动旋转，在所述旋转之后的主要意图是经旋转流入口位置422使得排气经配置在与排气通道内部的排气流的方向相反的方向上通过流入口422进入。

如前面描述，流板412和414包括经配置接收在排气通道内部流动的排气的多个穿孔。在这里，多个穿孔418可以沿着流板412的更接近流入口422的边缘形成。多个穿孔可以包括具有各种形状和尺寸的穿孔，而不偏离本公开的范围。

在流板412上形成的多个穿孔418可以接收在排气通道406内部流动的排气并且可以首先将所接收的排气引导到在流板412和414之间形成的间隙416中(如由箭头427指示)，且然后朝向流入口422引导(如由箭头430指示)。从多个穿孔418进入间隙416的排气流动方向与在排气通道406内部的排气流动方向正交(如由箭头426指示)。通过流入口422从间隙416进入壳体404的排气流动方向(箭头430)与排气通道406内部的排气流动方向相反(箭头426)。同样地，在流板414上形成的多个穿孔420可以接收在排气通道406内部流动的排气并且可以首先将所接收的排气引导到在流板412和414之间形成的间隙416(如由箭头425指示)且然后朝向流入口422引导(如由箭头430指示)流动。从多个穿孔419进入间隙416的排气流动方向与在排气通道406内部的排气流动方向正交(如由箭头426指示)。从多个穿孔420进入间隙416中的排气流动方向(箭头425)与经由在流板412上形成的穿孔418进入间隙的排气流动方向(箭头427)相反。无论排气如何进入间隙416(例如，经由穿孔418或经由穿孔420)，一旦在间隙416内部，排气流就被沿着与排气通道内部的排气流动方向(箭头426)相反的方向(箭头430)朝向流入口422引导。

考虑当排气通道内部的排气流动方向(例如，由于发动机转速、负荷、汽缸停用、排气门正时、通过不同通道再循环的排气等引起的变化)从由箭头426指示的方向改变为由箭头428指示的方向时的情况。在一个示例中，当排气流从第一方向(由箭头426指示)改变为第二方向(由箭头428指示)时，流板412和414可以沿顺时针方向偏转。在另一示例中，从第一方向至第二方向的排气流的方向变化可以如前所述基于耦连到排气通道的多个传感器的输出来检测。因此，当流动方向从第一方向(箭头426)朝向第二方向(箭头428)改变时，PM传感器组件402可以如由箭头438指示经由轴承围绕中心轴线Y-Y’旋转。围绕中心轴线Y-Y’旋转PM传感器组件402包括以排气流现在沿与第二方向(箭头428)相反的方向上经由流入口422进入所述组件的这种方式沿顺时针方向从第一方向朝向第二方向旋转所述组件。图5中描述了由控制器执行以基于排气流动方向旋转PM传感器组件的示例方法。图9中示出了在PM传感器组件的输出和排气流动方向之间的示例关系。

在前进到图5之前，可以理解的是图1至图4示出具有各种部件的相对定位的示例配置。如果经示出直接地彼此接触或直接耦连，则至少在一个示例中此类元件可以被分别地称为直接接触或直接耦连。类似地，经示出彼此连续或相邻的元件可以在至少一个示例中分别地彼此连续或相邻。作为示例，彼此共面接触放置的部件可以称为共面接触。作为另一示例，彼此间隔开定位且之间仅具有空间而无其他部件的元件可以在至少一个示例中这样称呼。作为另一示例，被示出在彼此上面/下面，在彼此的相对侧面或在彼此的左边/右边的元件可以相对于彼此这样称呼。此外，如图中所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶部点可以被称为部件的“顶部”并且最底部元件或元件的最底点可以被称为所述部件的“底部”。如本文使用，顶部/底部、上部/下部、在上面/在下面可以相对于图中的竖直轴线并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，示出为在其他元件上面的元件被定位在其他元件的竖直上面。作为另一示例，在附图内示出的元件的形状可以称为具有那些形状(例如，圆形、直线、平面、弯曲的、圆形的、倒角的、成角度的等)。此外，经示出彼此相交的元件可以在至少一个示例中被称为相交元件或彼此相交的元件，此外，经示出在另一元件内或经示出在另一元件外部的元件可以在一个示例中这样称呼。

现在转向图5，示出了用于旋转PM传感器组件(如例如在图1处所示的PM传感器106和/或图2的PM传感器组件202和/或图4的PM传感器组件402)的方法500。具体地，所述PM传感器组件可以经由轴承可旋转地安装在排气通道上。在这里，PM传感器组件可以基于排气流动条件旋转。

用于实行方法500和本文包括的其余的方法600和700的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器，如参照图1在上面描述的传感器接收的信号执行。根据下面描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器，以调整发动机操作。

在502处，方法500包括确定和/或估计包括排气流动条件的发动机工况。所确定的发动机工况可以包括例如发动机转速、排气流动方向、排气流率、发动机温度、排气空气-燃料比、排气温度、自DPF的最后再生而所消逝的持续时间(或距离)、PM传感器上的PM负荷、升压水平、诸如大气压力和环境温度等环境条件。排气流动条件包括估计或感测PM传感器组件的碳烟负荷、排气流率、排气流动方向、排气温度等中的一个或多个。在一个示例中，控制器可以基于诸如排气流率传感器、排气温度传感器、PM传感器等一个或多个传感器的输出确定排气流的方向。例如，基于如由沿排气通道安装的多个温度传感器检测的排气温度的变化，控制器可以确定排气流动方向。在另一示例中，基于如从安装在排气通道中的排气流率传感器确定的排气流率的变化，可以估计排气流动方向。在另一示例中，基于PM传感器组件的碳烟负荷，可以确定排气流的方向。上述传感器的输出的任何变化可以用于感测例如排气流动方向的变化。

方法500前进到504，其中可旋转PM传感器组件的输出可以产生。在这里，随着排气流动条件改变，所述组件的旋转可以改变。旋转PM传感器组件包括在505处旋转所述组件，以引导排气到所述组件中，使得当排气在排气通道内部沿第一方向流动时排气沿第二方向进入所述组件。在这里，第二方向与第一方向相反。例如，当排气沿排气通道的中心轴线平行地流动时，第一方向可以表示为0°。在此类示例中，PM传感器组件可以围绕其中心轴线旋转，使得排气在反转其流动之后进入所述组件中。因此，排气相对于排气通道的中心轴线以180°进入所述组件。因此，旋转PM传感器组件包括经由轴承围绕所述组件的中心轴线旋转所述组件。在这里，所述组件的中心轴线与排气通道的中心轴线正交。在一个示例中，旋转可以是被动旋转，其中排气流自动地偏转附接到组件的流板。可替代地，在506处，方法500包括通过致动耦连到组件的马达主动地旋转组件。在这里，经由马达的旋转包括调整马达的输出以控制PM传感器组件的旋转。马达的输出可以基于一个或多个上述传感器的输出调整。当排气正沿着第一方向流动时，控制器可以通过控制用于旋转组件的马达的输出来旋转PM传感器组件，以允许排气沿相反的第二方向进入组件。

旋转PM传感器组件(主动地或被动地)包括经由将组件安装到排气通道的轴承旋转组件，以通过执行方法的如下面所述的508至516将排气引导至组件中。

在508处，方法500包括通过沿组件的一侧在流板上形成的多个穿孔将排气引导向在流板之间形成的间隙。在这里，流板是附接到组件(具体地附接到组件的圆柱形壳体)的一侧的平行板，并且包括经配置沿与第一方向正交的方向将排气引导到在流板之间形成的间隙中的一系列穿孔。

接下来在510处，方法500包括经由在组件的壳体的一侧上形成的开口将排气从间隙引导到PM传感器组件中。具体地，沿相反的第二方向将排气从间隙引导到开口中，其中第二方向与第一方向相反。因此，开口在壳体的一侧上在流板之间形成并且与在流板之间形成的间隙连续。换句话说，间隙经由在壳体的一侧上形成的开口流体地耦连到壳体的内部。以这种方式，壳体的开口被定位静压较高的下游侧上。因此，增加量的排气通过开口进入组件。另外，排气中的较大微粒和水滴不会受到较高静压的影响且由流板阻挡。因此，较大微粒和水滴不经由开口进入PM传感器组件，由此减少例如由于这些微粒沉积在灵敏电极表面上而引起的传感器误差。

接下来在512处，方法500包括通过开口将排气朝向传感器元件引导。在这里，传感器元件包括在第一表面上形成的电极和在相对的第二表面上形成的加热元件。传感器元件悬挂在内部，使得电极面向开口。在一个示例中，传感器电极的感测部分的长度基本上等于开口的长度。因此，排气中的碳烟微粒朝向传感器电极引导。方法500前进到514。

在514处，方法500包括累积穿过传感器元件的电极的PM。在这里，电极可以包括在传感器元件的基板上形成的交叉指型的正电极和负电极。控制器将电压施加于传感器元件的电极，以累积穿过电极的PM。随着PM或碳烟微粒沉积在交叉指型电极之间，在电极之间测量的电流可以开始增加，所述电流由测量装置测量。控制器可以能够确定电流并推测在PM传感器组件的传感器元件的交叉指型电极上的对应PM或碳烟负荷。通过监测传感器元件上的负荷，在DPF下游的排气碳烟负荷可以确定并且由此用于诊断并监测DPF的健全和功能状况(如在图7中描述)。

方法500然后前进到516。在516处，方法500包括经由在壳体的底部处形成的出口孔将排气从组件引导出来。在这里，出口孔经配置将排气从组件引导出来，使得排气沿与第一方向和第二方向中的每个正交的方向经由出口孔离开。方法前进到518。

在518处，方法500包括确定传感器元件再生条件是否得到满足。具体地，当PM传感器组件上的碳烟负荷大于阈值时，或者当PM传感器组件的电阻(其根据温度调整)下降至阈值电阻时，或当PM传感器组件的电流大于阈值电流时，PM传感器再生条件可以视为得到满足。在一些示例中，如果自紧接的上一次传感器再生已经经过阈值时间，则再生条件可以视为得到满足。PM传感器组件可以要求再生，以能够进行进一步PM检测。

如果再生条件得到满足(例如，在518处“是”)，则方法500前进到520，在520，PM传感器组件可以通过执行图6中所示的方法再生。简单地，PM传感器组件的再生可以通过加热传感器而启动。例如，PM传感器组件可以通过致动热耦连到传感器电极的基板的加热元件而加热。在这里，控制器可以关闭再生电路中的开关，由此将电压施加于加热元件，引起加热元件升温。此外，控制器可以在再生传感器时不将电压施加于传感器电极。因此，传感器电极不可以在传感器再生期间累积碳烟。因此，可以致动加热元件直到传感器的碳烟负荷已经通过氧化电极之间的碳微粒而充分地减少。然而，如果PM传感器再生条件未得到满足(例如，在518处“否”)，则方法前进到522，其中微粒可以继续在传感器电极上收集并且所述方法结束。

因此，示例方法包括在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，可旋转PM传感器组件的旋转随着排气流动条件改变而改变。另外地或可替代地，可旋转PM传感器组件可以包括圆柱形壳体，其能够沿圆柱形壳体组件的中心轴线经由轴承旋转以增加在圆柱形壳体内部保持的传感器元件上的微粒物质累积，其中中心轴线正交于通过排气通道的排气流。另外地或可替代地，通过排气通道的排气流可以在第一方向上，并且其中旋转PM传感器组件以增加PM累积可以包括旋转PM传感器组件，以沿与第一方向相反的第二方向将排气引导到PM传感器组件，所述排气通过在安装到PM传感器组件的圆柱形壳体的流板上形成的多个穿孔被引导到PM传感器组件。另外地或可替代地，流板可以包括沿PM传感器组件的圆柱形壳体的一侧安装的一对板，使得间隙在一对板之间形成。另外地或可替代地，排气可以首先通过多个穿孔被引导到间隙中，然后经由在圆柱形壳体的一侧上形成的开口从间隙引导至圆柱形壳体，所述开口与所述间隙连续。另外地或可替代地，排气可以从开口朝向传感器元件引导，传感器元件从圆柱形壳体的顶部悬挂，并且其中排气中的PM穿过在传感器元件的第一表面上形成的电极而被累积，以产生PM传感器组件的输出，第一表面更接近圆柱形壳体的开口。另外地或可替代地，排气可以经由在圆柱形壳体的底部处形成的出口孔而被引导出PM传感器组件。另外地或可替代地，旋转可以包括响应于感测的排气流动条件用致动器旋转。另外地或可替代地，感测的排气流动条件包括碳烟负荷、排气流率和排气流的排气温度中的一个或多个。

现在转向图9，曲线图900示出在排气流方向、可旋转PM传感器组件的位置和PM传感器组件的输出之间的示例关系。900的第一曲线902示出由定位在排气通道内部的多个位置处的流率传感器、温度传感器等中的一个或多个确定的排气流方向。第二曲线908示出可旋转PM传感器组件相对于排气流动方向的位置。第三曲线图912示出可旋转PM传感器组件的输出。虚线910指示固定的PM传感器组件的输出，其中PM传感器组件位置相对于排气流动方向固定。对于每个曲线，时间沿x(水平)轴线示出，而每个相应参数的值沿y(竖直)轴线示出。

在时间t0和t1之间，排气通道内部的排气流在第一方向上(曲线902)。可旋转PM传感器组件可以定位在位置1处(曲线908)使得排气在与第一方向相反的方向上进入PM传感器组件。具体地，排气通过流板上的多个穿孔进入在流板之间的间隙中。随后，排气反转其流动方向并朝向定位在流板之间的流入口流动。其后，排气通过流入口朝向传感器元件进入，并且碳烟微粒开始累积在传感器元件上。此优点是更多排气进入组件，并且更多微粒穿过传感器元件的电极而被累积。因此，PM传感器的输出(曲线912)增加。在一个示例中，PM传感器组件的输出可以是在传感器元件上的负荷。控制器可以基于传感器元件的电极两端的电阻/电流变化估计组件的负荷。只要排气在第一方向上流动，PM传感器组件就可以维持在第一位置。

然而，在时间t2处，排气流方向从第一方向朝向不同的第二方向改变。在时间t2和t3之间，排气流从第一方向逐渐地改变为第二方向。相应地，PM传感器组件可以从第一方向朝向第二方向旋转。在一个示例中，流板可以由排气流偏转并且相应地，PM传感器组件可以逐渐地朝向第二方向旋转。排气流使流板偏转的量可以取决于例如排气流率。较高的流率可以偏转流板较大的量，并且较低的流率可以偏转流板较小的量。在另一示例中，控制器可以致动耦连到PM传感器组件的马达，以(通过执行例如图5中所述的方法)将PM传感器组件从第一方向朝向第二方向旋转。在这里，旋转量可以通过例如控制马达的输出而被控制。随着PM传感器组件从第一方向朝向第二方向旋转，PM传感器组件的输出(曲线912)可以继续增加。然而，如果PM传感器组件固定到排气通道，流动方向的变化可以引起PM传感器组件的输出减少(曲线910)。原因是流入口可以不再位于较高静态侧面上，并且进入PM传感器组件的排气量可以减少。因此，穿过电极捕获的碳烟微粒也将下降，导致PM传感器组件输出减小(曲线910)。相对于固定组件，可旋转PM传感器组件的优点是可旋转组件可以能够独立于排气流方向，准确地检测排气流中的碳烟微粒。

在t2和t3之间，排气流在第二方向上(曲线902)，并且相应地，PM传感器组件可以维持在第二位置处(曲线908)。排气可以继续沿与第二方向相反的方向进入，并且PM传感器组件的输出可以继续增加(曲线912)。如前所述，PM传感器组件的输出可以继续减少(曲线910)。

在t3和t4之间，排气流方向可以从第二方向朝向第一方向改变(曲线902)。因此，可旋转PM传感器组件位置可以调整。调整可旋转PM传感器组件包括从第二方向至第一方向旋转组件(如较早描述，被动地旋转或主动地旋转)(曲线908)。在这里，组件的旋转允许排气沿与第一方向相反的方向进入组件。因此，增加的碳烟微粒穿过传感器电极而被捕获并且PM传感器组件的输出继续增加(曲线912)。因此，在t3和t4之间的组件的旋转方向与在t1和t2之间发生的旋转方向相反。相比之下，固定PM传感器组件的输出将继续减少(曲线910)。

因此，示例PM传感器组件可以包括经由滚珠轴承可旋转地安装到排气通道并围绕中心轴线可旋转的中空圆柱形管、与中心轴线同轴且耦连到管顶部的传感器元件、仅在管的一侧上的切口和耦连到管的一侧并且通过由切口的宽度限定的间隙分离的一对平行流板。另外地或可替代地，一对平行流板的第一板可以耦连到切口的第一边缘，并且一对平行流板的第二板可以耦连到切口的第二边缘，并且其中第一板和第二板中的每个包括穿孔，所述穿孔经配置沿与排气通道内部的排气流的方向正交的方向将排气引导到在一对平行流板之间形成的间隙中，且然后沿与排气通道内部的排气流的方向相反的方向通过切口将排气从间隙朝向传感器元件引导。另外地或可替代地，组件还可以包括马达和具有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令存储在非临时性存储器上用于响应于排气流的方向从第一方向改变为第二方向，通过致动马达来旋转PM传感器组件以从第一方向朝向第二方向旋转PM传感器组件一定的量，使得排气沿与第二方向相反的方向进入PM传感器组件，并将电压施加于在传感器元件上形成的电极以累积穿过电极的排气PM，所述排气与传感器元件的电极正交地引导至PM传感器组件中。另外地或可替代地，组件还可以包括在保护管的底部表面处形成的出口孔，所述出口孔经配置沿与排气通道内部的排气流的方向正交的方向将排气引导出PM传感器组件。

因此，通过基于感测的排气流动条件旋转PM传感器组件，所述组件的碳烟负荷可以维持处于恒定比率并且PM传感器组件的输出对排气流动方向的依赖性可以进一步减少。因此，PM传感器灵敏性独立于进入排气流的方向，从而更准确地且更可靠地测量离开DPF的PM。因此，DPF的任何泄漏或劣化可以被更高效地且更有效地检测到。

现在转向图6，示出了用于再生PM传感器(如例如图1中所示的PM传感器106和/或图2的PM传感器组件202)的方法600。具体地，当PM传感器上的碳烟负荷大于阈值时，或者当针对温度调整的PM传感器的电阻下降到阈值电阻时，PM传感器再生条件可以视为得到满足，并且PM传感器可以要求再生以能够进一步PM检测。在602处，PM传感器的再生可以启动并且在604处PM传感器可以通过加热传感器而再生。PM传感器可以通过致动加热元件加热，直到传感器的碳烟负荷已经通过电极之间的碳微粒的氧化而被充分减少。PM传感器再生典型地通过使用计时器控制，并且计时器可以在602处被设置有阈值持续时间。可替代地，传感器再生可以使用传感器尖端的温度测量或者通过控制到加热器的功率或这些中的任何或全部而控制。当计时器用于PM传感器再生时，则方法600包括检查阈值持续时间是否已经在606处消逝。如果阈值持续时间尚未消逝(例如在606处“否”)，则方法600前进到608，其中再生电路可以保持打开以继续再生。如果阈值持续时间已经消逝(例如，在606处“是”)，则方法600前进到610，其中PM传感器再生可以终止并且电路可以在612处关闭。此外，传感器电极可以冷却到例如排气温度。方法600前进到614，其中PM传感器负荷和再生历史可以更新并存储在存储器中。例如，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可以更新并且所述方法结束。

发动机排气通道可以包括定位在DPF上游和/或下游用于确定DPF的碳烟负荷的一个或多个PM传感器。当PM传感器定位在DPF上游时，基于在碳烟沉积在PM传感器的多个电极上之后的电阻变化，传感器上的碳烟负荷可以推断出。例如，因此确定的碳烟负荷可以用于更新DPF上的碳烟负荷。如果DPF上的碳烟负荷大于用于DPF再生的阈值，则控制器可以调整发动机操作参数以再生DPF。具体地，响应于过滤再生条件得到满足，过滤器(或在过滤器附近)的温度可以充分地升高，以燃烧掉所存储的碳烟。这可以包括操作耦连到DPF的加热器或者升高流入DPF中的发动机排气(例如，通过富操作)的温度。

现在转向图7，示出了基于PM传感器的再生时间诊断DPF功能的示例方法700。在702处，可以由控制器通过校准计算用于PM传感器的再生时间t(i)_regen，其是从前一次再生的结束到PM传感器的当前再生的开始的测量时间。在704处，比较t(i)_regen与t(i-1)_regen，t(i-1)_regen是PM传感器的校准的前次再生时间。由此，可以推断出碳烟传感器可以通过再生循环多次，以便诊断DPF。如果t(i)_regen小于t(i-1)_regen值的一半，则在708处指示DPF正在泄漏，并且DPF劣化信号启动。可替代地或除了上述过程以外，DPF可以使用诸如排气温度、发动机转速/负荷等其他参数诊断。劣化信号可以由例如诊断模式下的故障指示灯启动。另外，方法700包括在710处基于指示DPF泄漏而调整发动机操作。调整发动机操作可以包括例如在712处限制发动机转矩。在一个示例中，响应于检测到DPF泄漏，发动机功率和转矩可以减小。减小发动机功率和转矩可以减少排气中的PM排放的量。例如，调整发动机操作可以包括减少在重负荷条件下在柴油发动机中喷射的燃料，从而减小转矩。另外地或可替代地，响应于检测到DPF泄漏，EGR使用可以减少。另外地或可替代地，发动机报警信号将出现在仪表盘上，以指示在DPF服务检查之前车辆可以驱动的最大距离。

当前再生时间小于前次再生时间的一半可以指示用于电路达到R_regen阈值的时间显著地较短，并且因此再生的频率较高。PM传感器的较高的再生频率可以指示流出的排气包含比与正常发挥功能的DPF实现的更高量的微粒物质。因此，如果碳烟传感器中的再生时间变化达到阈值t_regen，其中PM传感器的当前再生时间小于前次再生时间的一半，则DPF劣化或泄露被指示，例如经由显示器向操作员指示，和/或通过设置存储在耦连到处理器的非临时性存储器的标志来指示，该标志可以被发送至耦连到处理器的诊断工具。如果碳烟传感器的再生时间的变化不达到阈值t_regen，则在706处不指示DPF泄漏。以这种方式，定位在微粒物质传感器上游的微粒过滤器的泄漏可以基于微粒物质传感器电极上的微粒的沉积速率而被检测。

现在转向图8，曲线图800示出在PM传感器上的碳烟负荷和在微粒过滤器上的碳烟负荷之间的示例关系。具体地，曲线图800示出PM传感器再生和DPF的碳烟负荷之间的关系(具体地PM传感器再生可以如何指示DPF劣化)的图形表示。竖直标记t0、t1、t2、t3、t4、t5和t6识别PM传感器和DPF在操作和系统中的重要时间。

图8的第一曲线图示出PM传感器上的碳烟负荷。如前所述，PM穿过在定位在阶梯状组件内部的板上形成的正电极和负电极而被沉积。随着碳烟累积，在电极两端测量的电流开始增加(或者电极的电阻开始减少)。控制器可以能够基于所测量的电流/电阻确定碳烟负荷(曲线802)。因此，碳烟负荷在曲线的底部时处于其最低值并且在竖直方向上朝向曲线的顶部增加量值。水平方向表示时间并且时间从曲线的左侧增加至右侧。在顶部曲线的水平标记806表示用于PM传感器的再生的阈值负荷。在第二曲线中，曲线804表示DPF上的碳烟负荷，并且水平标记808表示DPF的阈值碳烟负荷。

在t0和t1之间，示出了PM传感器再生循环。在时间t0处，PM传感器处于相对干净状态，如由低PM负荷测量的(曲线802)。耦连到PM传感器的控制器基于例如在传感器电极两端测量的电流/电阻来确定PM传感器的碳烟负荷。当控制器确定碳烟负荷小时，其可以发送指令至再生电路，以结束提供热，使得检测电路可以开始检测PM负荷累积。随着PM负荷在传感器上增加，碳烟累积在传感器电极之间的间隙中。

在t0和t1之间，随着PM继续累积，碳烟负荷(曲线802)相应地增加并且进一步地DPF上的碳烟负荷也增加(曲线804)。在一些示例中，当PM传感器位于例如DPF上游时，DPF上的碳烟负荷可以是基于PM传感器负荷。

在t1处，PM传感器上的碳烟负荷(曲线802)达到用于PM传感器再生的阈值负荷(标记806)。所述阈值负荷可以是传感器可以要求再生的负荷。在t1处，PM传感器再生可以如较早解释地启动。简单地，控制器可以关闭电路中的开关，以将电压施加于沿例如中心元件的内表面形成的加热元件。另外，PM传感器可以在PM累积模式下不操作，因此控制器可以不将任何电压施加于传感器电极。

因此，在t1和t2之间，PM传感器可以通过接通用于再生的电路而被再生。在t2处，PM传感器可以充分地冷却，并且可以开始累积碳烟并例如在t2和t3之间继续累积(DPF再生循环)。在t2和t3之间的时间期间，DPF碳烟负荷继续增加(曲线804)。然而，在t3处，DPF上的碳烟负荷(曲线804)达到用于DPF再生的阈值碳烟负荷(标记808)。在t3和t4之间，DPF可以再生以燃烧掉沉积在DPF上的碳烟。此外在t4处，PM传感器再生频率可以与PM传感器的前次估计的再生频率相比较。基于PM传感器再生频率仍然类似于以前的循环，DPF可以确定为不泄漏。以这种方式，基于PM传感器输出，DPF健全状况可以被监测并且就泄漏进行诊断。

在t5和t6之间，示出了另一个DPF循环。在这里，在t5和t6之间，DPF上的碳烟负荷逐渐地增加(曲线804)。在此时间期间，可以监测PM传感器上的碳烟负荷(曲线802)。曲线802示出PM传感器经历如前描述的多个再生循环。然而，PM传感器的再生频率已经几乎加倍(曲线802)。PM传感器的较高的再生频率可以指示流出的排气包含比用正常发挥功能的DPF实现的更高量的微粒物质。因此在t6处，可以指示DPF泄漏。

以这种方式，可以确定排气PM负荷和由此DPF碳烟负荷的更准确的测量。因此，这增加过滤器再生操作的效率。另外，通过实现排气DPF的更准确诊断，排气排放合规性可以增加。因此，这降低替换有功能的微粒过滤器的高担保成本并且排气部件寿命延长。

以这种方式，通过基于感测的排气流动条件旋转PM传感器组件，组件的碳烟负荷可以维持处于恒定的比率并且PM传感器组件的输出对排气流动方向的依赖性可以进一步降低。在排气通道内部经由轴承旋转PM传感器组件的技术效果是PM传感器电极上的微粒的沉积速率保持几乎恒定。因此，PM传感器灵敏性独立于进入的排气流的方向，从而更准确、可靠地测量离开DPF的PM。因此，DPF的任何泄漏或劣化可以更高效地且有效地检测到。包括流板的另一技术效果是较大的微粒和/或水滴可以由流板捕获。因此，传感器元件可以被保护免于水滴和较大微粒的撞击。总之，传感器的这些特征可以使传感器的输出更准确，从增加微粒过滤器上的微粒负荷估计的准确度。

上述系统和方法还提供一种方法，所述方法包括在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，可旋转PM传感器组件的旋转随着排气流动条件改变而改变。在所述方法的第一示例中，所述方法可以另外地或可替代地包括其中可旋转PM传感器组件包括圆柱形壳体，其能够沿圆柱形壳体组件的中心轴线经由轴承旋转，以增加在圆柱形壳体内部保持的传感器元件上的微粒物质累积，所述中心轴线与通过排气通道的排气流正交。所述方法的第二示例可选地包括第一示例，并且还包括其中穿过排气通道的排气流在第一方向上，并且其中旋转PM传感器组件以增加PM累积包括旋转PM传感器组件以沿与第一方向相反的第二方向将排气引导到PM传感器组件中，所述排气通过在安装到PM传感器组件的圆柱形壳体的流板上形成的多个穿孔被引导到PM传感器组件中。所述方法的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且还包括其中流板包括一对板，其沿PM传感器组件的圆柱形壳体的一侧安装，使得间隙在一对板之间形成。所述方法的第四示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且还包括其中排气通过多个穿孔首先被引导到间隙中，然后经由在圆柱形壳体的一侧上形成的开口从间隙引导到圆柱形壳体中，所述开口与间隙连续。所述方法的第五示例可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且还包括其中排气从开口朝向传感器元件引导，所述传感器元件从圆柱形壳体的顶部悬挂，并且其中排气中的PM穿过在传感器元件的第一表面上形成的电极而被累积，以产生PM传感器组件的输出，所述第一表面更接近圆柱形壳体的开口。所述方法的第六示例可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，并且还进一步包括其中排气经由在圆柱形壳体的底部处形成的出口孔被引导出PM传感器组件。所述方法的第七示例可选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个，并且还包括其中旋转包括响应于感测的排气流动条件用致动器旋转。所述方法的第八示例可选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个，并且还包括其中所感测的排气流动条件包括碳烟负荷、排气流率和排气流的排气温度中的一个或多个。

上述系统和方法提供一种微粒物质传感器，所述微粒物质传感器包括：具有传感器元件的保护管；具有穿孔的一对板，所述一对板耦连到保护管的一侧并以一间隙彼此分离；在保护管的一侧上形成的流入口，所述流入口与间隙连续并定位在一对板之间，所述传感器元件面向流入口；传感器盖和将保护管耦连到排气管的垫圈保持物；和轴承，其布置在传感器盖的内表面和垫圈保持物的外表面之间以可旋转地安装PM传感器到排气管。在微粒物质传感器组件的第一示例中，传感器可以另外地或可替代地包括其中轴承经配置沿与排气管内部的排气流的方向正交的PM传感器的中心轴线旋转PM传感器。微粒物质传感器组件的第二示例可选地包括第一示例，并且还包括其中所述一对板平行于彼此并进一步平行于排气管内部的排气流的方向。微粒物质传感器组件的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且还包括其中一对板上的穿孔经配置从排气管接收排气，沿与排气管内部的排气流的方向正交的方向将所接收的排气引到间隙中，且然后通过在保护管上形成的流入口将间隙中的排气朝向传感器元件引导，所述流入口经配置沿与排气管内部的排气流动方向相反的方向将排气从间隙朝向传感器元件引导。微粒物质传感器的第四示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且还包括马达和具有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令存储在非临时性存储器上用于致动马达以旋转PM传感器，使得流入口定位在PM传感器的下游侧上，以沿与排气管内部的排气流动方向相反的方向通过流入口将排气引导到PM传感器中。微粒物质传感器的第五示例可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且还包括其中控制器包括进一步的指令，以将第一电压施加于在传感器元件的第一表面上形成的一对电极以累积穿过一对电极的排气PM，基于在传感器元件中产生的电流估计传感器元件上的负荷，以及响应于负荷高于阈值，将第二电压施加于在传感器元件的相对第二表面上形成的加热元件以再生传感器。微粒物质传感器的第六示例可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，并且还包括其中在保护管的底部处的出口经配置沿与排气管内部的排气流的方向正交的方向将排气从PM传感器引导出来朝向排气管。

上述系统和方法提供一种微粒物质传感器，其包括：中空圆柱形管，其经由滚珠轴承可旋转地安装到排气通道并且围绕中心轴线可旋转；与中心轴线同轴且耦连到管顶部的传感器元件；仅在管的一侧上的切口；和耦连到管的一侧并且通过由切口的宽度限定的间隙分离的一对平行的流板。在微粒物质传感器组件的第一示例中，传感器可以另外地或可替代地包括其中一对平行的流板中的第一板耦连到切口的第一边缘，并且一对平行的流板的第二板耦连到切口的第二边缘，并且其中第一板和第二板中的每个包括穿孔，穿孔经配置沿与排气通道内部的排气流的方向正交的方向将排气引入在一对平行流板之间形成的间隙中，且然后沿与排气通道内部的排气流的方向相反的方向通过切口将排气从间隙朝向传感器元件引导。微粒物质传感器组件的第二示例可选地包括第一示例并且还包括马达和具有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令存储在非临时性存储器上用于：响应于排气流的方向从第一方向改变为第二方向，通过致动马达以旋转PM传感器组件以从第一方向朝向第二方向旋转PM传感器组件某一量使得排气与第二方向相反地进入PM传感器组件，并且将电压施加于在传感器元件上形成的电极，以累积穿过电极的排气PM，所述排气与传感器元件的电极正交地引导到PM传感器组件中。微粒物质传感器组件的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且还包括在保护管的底部表面上形成的出口孔，所述出口孔经配置沿与排气通道内部的排气流的方向正交的方向将排气引导出PM传感器组件。

注意本文包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中并且可以由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合实行。本文所述的具体例程可以表示任何数量的诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等处理策略中的一个或多个。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序、并行地或在一些省略的情况下执行。同样地，处理顺序不是实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必需的，但是为了便于说明和描述提供了处理顺序。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以根据正在使用的特定策略重复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以以图形方式表示要编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过执行包括各种发动机硬件部件与电子控制器的系统中的指令而完成。

将理解的是本文公开的配置和例程在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应当以限制意义考虑，因为许多变化都是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括各种系统和配置和本文公开的其他特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

随附权利要求特别地指出视为新颖性且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指代“一”元件或“第一”元件或它们的等同物。此类权利要求应该理解为包括一个或多个此类元件的并入，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可以通过对本权利要求的修改或者通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来加以保护。此类权利要求无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、相等或不同也视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种方法，所述方法包括：

当排气流过排气通道时，从耦连到所述排气通道的可旋转微粒物质传感器，即可旋转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状况变化而变化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述PM传感器组件包括圆柱形壳体，所述圆柱形壳体能够沿所述圆柱形壳体的中心轴线经由轴承而旋转，以增加在所述圆柱形壳体内部保持的传感器元件上的微粒物质累积，所述中心轴线与穿过所述排气通道的排气流正交。

3.根据权利要求2所述的方法，其中穿过所述排气通道的所述排气流在第一方向上，并且其中旋转所述PM传感器组件以增加微粒物质累积包括旋转所述PM传感器组件，以沿与所述第一方向相反的第二方向将排气引导到所述PM传感器组件中，所述排气通过在安装到所述PM传感器组件的所述圆柱形壳体的流板上形成的多个穿孔被引导到所述PM传感器组件中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述流板包括一对板，所述一对板沿所述PM传感器组件的所述圆柱形壳体的一侧安装以便在所述一对板之间形成间隙。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述排气通过所述多个穿孔被首先引导到所述间隙中，然后经由在所述圆柱形壳体的所述一侧上形成的开口从所述间隙引导到所述圆柱形壳体中，所述开口与所述间隙连续。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述排气从所述开口朝向所述传感器元件引导，所述传感器元件从所述圆柱形壳体的顶部悬挂，并且其中所述排气中的PM穿过在所述传感器元件的第一表面上形成的电极而被累积以产生所述PM传感器组件的输出，所述第一表面更接近于所述圆柱形壳体的所述开口。

7.根据权利要求2所述的方法，其中所述排气经由在所述圆柱形壳体的底部处形成的出口孔被引导出所述PM传感器组件。

8.根据权利要求2所述的方法，其中所述旋转包括响应于感测的排气流动状况用致动器旋转。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述感测的排气流动状况包括碳烟负荷、排气流率和所述排气流的排气温度中的一个或多个。

10.一种微粒物质传感器，即PM传感器，其包括：

具有传感器元件的保护管；

具有穿孔的一对板，所述一对板耦连到所述保护管的一侧并以一间隙彼此分离；

在所述保护管的所述一侧上形成的流入口，所述流入口与所述间隙连续并被定位在所述一对板之间，所述传感器元件面向所述流入口；

传感器盖和将所述保护管耦连到排气管的垫圈保持物；和

轴承，其布置在所述传感器盖的内表面和所述垫圈保持物的外表面之间以可旋转地安装所述PM传感器至所述排气管。

11.根据权利要求10所述的PM传感器，其中所述轴承经配置围绕与所述排气管内部的排气流的方向正交的所述PM传感器的中心轴线旋转所述PM传感器。

12.根据权利要求10所述的PM传感器，其中所述一对板彼此平行并且还平行于所述排气管内部的排气流的方向。

13.根据权利要求10所述的PM传感器，其中所述一对板上的所述穿孔经配置从所述排气管接收排气，沿与所述排气管内部的排气流的所述方向正交的方向将接收的所述排气引导到所述间隙中，且然后通过在所述保护管上形成的所述流入口将所述间隙中的所述排气朝向所述传感器元件引导，所述流入口经配置沿与所述排气管内部的排气流的所述方向相反的方向将所述排气从所述间隙朝向所述传感器元件引导。

14.根据权利要求11所述的PM传感器，进一步包括马达和具有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令存储在非临时性存储器上用于：

致动所述马达以旋转所述PM传感器使得所述流入口定位在所述PM传感器的下游侧上，以沿与所述排气管内部的排气流动的所述方向相反的方向通过所述流入口将所述排气引导到所述PM传感器中。

15.根据权利要求14所述的PM传感器，其中所述控制器包括进一步指令用于：

将第一电压施加于在所述传感器元件的第一表面上形成的一对电极，以累积穿过所述一对电极的排气PM；

基于在所述传感器元件中产生的电流估计所述传感器元件上的负荷；以及

响应于所述负荷大于阈值，

将第二电压施加于在所述传感器元件的第二相对表面上形成的加热元件，以再生所述传感器。

16.根据权利要求11所述的PM传感器，其中在所述保护管的底部处的出口经配置沿与所述排气管内部的排气流的所述方向正交的方向将排气从所述PM传感器引导出来朝向所述排气管。

17.一种微粒物质组件，即PM组件，其包括：

中空圆柱形管，其经由滚珠轴承可旋转地安装到排气通道并围绕中心轴线可旋转；

传感器元件，其与所述中心轴线同轴并且耦连到管顶部；

仅在所述管的一侧的切口；和

一对平行的流板，其耦连到所述管的所述一侧并以通过由所述切口的宽度限定的间隙分离。

18.根据权利要求17所述的组件，其中所述一对平行的流板中的第一板耦连到所述切口的第一边缘，并且所述一对平行的流板中的第二板耦连到所述切口的第二边缘，并且其中所述第一板和所述第二板中的每个包括穿孔，所述穿孔经配置沿与所述排气通道内部的排气流的方向正交的方向将排气引导到在所述一对平行的流板之间形成的所述间隙中，且然后沿与所述排气通道内部的排气流的所述方向相反的方向通过所述切口将所述排气从所述间隙朝向所述传感器元件引导。

19.根据权利要求18所述的组件，进一步包括马达和具有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令存储在非临时性存储器上用于：

响应于排气流的所述方向从第一方向改变至第二方向；

通过致动所述马达以旋转所述PM传感器组件以便从所述第一方向朝向所述第二方向旋转所述PM传感器组件达某一定量，使得所述排气与所述第二方向相反地进入所述PM传感器组件；以及

将电压施加于在所述传感器元件上形成的电极，以累积穿过所述电极的排气PM，所述排气与所述传感器元件的所述电极正交地被引导到所述PM传感器组件中。

20.根据权利要求18所述的组件，所述组件还包括在所述保护管的底部表面上形成的出口孔，所述出口孔经配置沿与所述排气通道内部的排气流的所述方向正交的方向将所述排气引导出所述PM传感器组件。