CN107525750B - 用于排气微粒物质感测的方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于排气微粒物质感测的方法与系统。提供用于通过被定位于排气系统的柴油微粒过滤器下游的微粒物质(PM)传感器来感测微粒物质的方法和系统。在一个示例中，PM传感器组件可以包括彼此分开一定间隙的多排导流装置，其中，每个导流装置包括形成在相对侧表面上的正电极和负电极。通过在连续的导流装置之间的间隙中将突起对齐，排气PM可以较长时间在这些电极之间的间隙中循环，因此增加了在电极上捕获的可能性，并且由此增加了该组件检测排气PM的灵敏度。

Description

用于排气微粒物质感测的方法与系统

相关申请的交叉引用

本申请是2015年11月20日提交的题为“METHOD AND SYSTEM FOR EXHAUSTPARTICULATE MATTER SENSING(用于排气微粒物质感测的方法与系统)”的美国专利申请号14/947,853的部分继续申请，出于所有目的该申请的全部内容通过引用结合在此。

技术领域

本书明书总体上涉及排气气流中的电阻型微粒物质(PM)传感器的设计与使用。

技术背景

柴油燃烧可以产生包括微粒物质(PM)的排放物。该微粒物质可以包括柴油碳烟以及气溶胶，如粉尘微粒、金属磨损微粒、硫酸盐、以及硅酸盐。PM在被释放进入大气时，能够采取单独微粒或聚链(chain aggregate)的形式，其中，大多数在看不见的100纳米的亚微米范围内。已经开发各种用于在排气被释放到大气中前识别并滤除排气的PM的技术。

作为示例，碳烟传感器(又被成为PM传感器)可以用于具有内燃发动机的车辆中。PM传感器可以被置于柴油微粒过滤器(DPF)的上流和/或下游，并且可以用于感测过滤器上的PM负荷并诊断DPF的运行。典型地，PM传感器可以基于放置在传感器的平面基板表面上的一对细小电极之间测量的导电性(或电阻率)变化与测量电极之间沉积的PM量的关联来感测微粒物质或碳烟负荷。具体地，所测量的导电性提供了对碳烟积累的测量。

Goulette等在US 2015/0153249 A1示出了示例性PM传感器。其中，对布置在基板上的导电材料图案化，以形成PM传感器的相互交叉的“梳状”电极。当在电极两端施加电压时，在电极之间的基板的表面处或附近积累碳烟微粒。

发明人在此已经认识到这种系统的潜在问题。作为示例，在这样的PM传感器中，在正在进入的排气中，仅有一小部分PM受到施加在电极之间的静电力并且横跨传感器表面上形成的电极被收集，由此导致传感器的低灵敏度。另外，由于在传感器的表面上的流量分布的偏置，即使是这一小部分积累在表面上的PM也不会是均匀的。传感器表面上的PM不均匀沉积可以进一步恶化传感器低灵敏度的问题。

发明内容

发明人已经认识到上述问题并且已经识别至少部分地解决这个问题的方法。在一个示例中，以上问题可以通过传感器组件来解决，该传感器组件包括被布置在该组件的前表面与后表面之间的多排导流装置，每个导流装置具有沿该导流装置相对的表面形成的正电极和负电极、形成在这些导流装置之间的多个间隙、以及被布置在该组件的顶表面与底表面之间的多个突起，该多个突起在多个间隙之间对齐。以此方式，通过将每个突起在两个相邻导流装置之间形成的间隙中对齐，排气中的碳烟微粒可以被另外推动进入该间隙并且更靠近横跨该间隙形成的电极。因此，增大了捕获横跨电极的间隙中的碳烟微粒的可能性，并且因此，提高了传感器组件在排气通道中捕获碳烟微粒的灵敏度。

作为一个示例，排气PM传感器组件可以被定位在排气通道中排气微粒过滤器的下游。该PM传感器组件可以是盒型传感器，包括多排导流装置，这些导流装置被布置在传感器组件内。具体地，传感器组件可以包括密封的底部、顶部、和侧表面，并且另外包括开放的前后表面，用于将排气引导进出组件。在该组件内，多排导流装置可以被横向布置在前后表面之间。在此，这些导流装置可以包括被间隙分开的矩形块，该间隙在侧表面之间纵向地延伸。此外，矩形块可以包括沿着矩形块的两个不同的、然而平行的侧表面形成的正电极和负电极。在一个示例中，这些矩形块可以被布置使得所有矩形块的正电极面朝该组件的前表面而所有矩形块的负电极面朝该组件的后表面。在这样的示例中，在矩形块之间的间隙中可以发生碳烟积累，其中，每个矩形块的正电极面对相邻的矩形块的负电极。此外，该组件可以包括被布置在该组件的顶表面与底表面之间的突起。在此，这些突起可以相对于块之间的间隙对齐。具体地，这些突起被配置成引导碳烟微粒更近地进入该间隙并且将微粒捕集在该间隙内较长时间，由此允许碳烟微粒更接近电极较长时间。因此，增大了在横跨电极的间隙中捕获碳烟的可能性。在一个示例中，可以包括三棱柱形的突起。在此，包括突起的技术效果是向正在进入的碳烟微粒上施加机械力并且推动其更靠近电极，其中，碳烟微粒可以受到更大的静电力。以此方式，传感器组件可以捕获更多的正在进入的碳烟微粒。在另一个示例中，突起可以包括多个三角形护罩，这些三角形护罩可以被配置成使碳烟微粒在三角形护罩封闭的区域内(具体地在电极之间的间隙中)循环更长时间，由此增加了在间隙中横跨电极捕获的微粒的量。总之，传感器组件的这些特点可以引起传感器组件的输出更加准确，由此提高估计微粒过滤器上的微粒负载的准确度。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍对在详细说明中进一步描述的概念的选择。并不旨在识别所要求保护的主题的关键或重要特征，其范围由随附权利要求书唯一地限定。另外，要求保护的主题不限于解决以上指出的或在此披露的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示出了发动机与被定位于排气流中的相关微粒物质(PM)传感器的示意图。

图2A至图2C示出了包括突出电极与定位在其中的导流装置的PM传感器的放大视图。

图3示出了在导流装置的每一个块处产生的多个碳烟桥通路。

图4示出了描绘用于在定位在PM传感器的表面上的多个导流装置处将正在进入的PM流分为多个PM流的方法的流程图。

图5示出了描绘用于执行PM传感器再生的方法的流程图。

图6示出了描绘用于诊断定位在PM传感器上游的微粒过滤器泄漏的方法的流程图。

图7示出了PM传感器的碳烟负荷、碳烟桥的总长度与微粒过滤器上的碳烟负荷之间的示例关系。

图8示出了PM传感器组件的示例实施例，其中，突出导流装置被间隙分开，并且矩形突起在间隙中对齐。

图9A示出了从PM传感器组件的底表面突出的导流装置的示意图。

图9B示出了三角形突起的侧视图，其中，顶点位于导流装置之间的间隙中。

图10示出了PM传感器组件的示例实施例，该传感器组件包括悬置在该组件的顶板与底板之间的导流装置、并且具有连接相邻导流装置的三角形护罩。

图11示出了三角形护罩的截面视图，这些三角形护罩沿组件中突起方向交替。

图12示出了描绘用于引导排气进入在PM传感器组件的相邻导流装置之间形成的通道的方法的流程图。

具体实施方式

以下说明涉及用于感测发动机系统(如图1所示的发动机系统)的排气流中的微粒物质(PM)的系统与方法。被置于发动机系统的排气通道中的PM传感器(或组件)可以包括一对突出的相互交叉的电极，并且进一步包括位于交替电极对之间的多个突出导流装置，如图2A至图2C中所示。如此，导流装置可以包括被布置在多对电极之间的均匀间隔的块。进入PM传感器的PM或碳烟可以积累在突出电极上(例如，且不在块上)，形成PM流或碳烟桥。然而，导流装置的每一个块可以阻挡碳烟桥的形成，并且进一步将碳烟桥分为数个通路，如图3所示。控制器可以被配置成执行控制程序(例如图4的程序)以在定位在传感器表面上的多个导流装置处将进入的PM流分为多个PM流。此外，控制器可以间歇地清洁PM传感器(如图5呈现的方法所示)来实现连续的PM检测并且基于PM传感器的输出来诊断定位于PM传感器上游的微粒过滤器(如图6所呈现的方法中所示)。图7示出了PM传感器的碳烟负荷、碳烟桥的总长度与微粒过滤器上的碳烟负荷之间的示例关系。以此方式，通过在每个块处划分碳烟桥，可以在传感器表面的更大表面积上形成碳烟桥，并且可以另外产生碳烟在传感器表面上的均匀分布。在一些示例实施例中，如图8和图10所示，PM传感器组件可以包括盒型组件，该盒型组件包括多个连续的矩形块，这些连续的矩形块被间隙分开并且被定位在前表面与后表面之间。例如，如图9A和图9B所示，矩形块可以联接至传感器组件的底板，并且顶板可以包括三角形突起，其在块之间的间隙中对齐。三角形突起可以用于将机械力施加在正在进入的碳烟微粒上，由此推动微粒更接近电极，微粒可以最终积累在电极中。作为另一个示例，如图10和图11所示，矩形块可以在组件的顶板与底板之间悬置。在这样的示例中，该组件可以额外地包括三角形护罩，该三角形护罩将在顶部和底部交替地连接相邻块。三角形护罩可以帮助排气在块之间的间隙中再循环，由此增加了排气在间隙中的停留时间。控制器可以被配置为执行控制程序(如图12的程序)以在沿矩形块形成的电极两端积累排气PM。总之，传感器的这些特点可以引起PM传感器的输出更加精确，由此提高估计微粒过滤器上的微粒负荷的准确度。此外，通过实现对微粒过滤器更精确的诊断，可以改善排气排放物的符合性。如此，这降低了代替功能性微粒过滤器的高昂保修成本，并改进了排气排放物，并且延长了排气部件的寿命。

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包括通过进气通道42流体地联接至发动机进气歧管44的节气门62。发动机排气口25包括最终引导至将排气引到大气的排气通道35的排气歧管48。节气门62可以被定位在如涡轮增压器(未示出)的增压装置的下游、且后压冷却器(未示出)的上游的进气通道42中。当后压冷却器被包括其中时，该后压冷却器可以被配置为降低由增压装置压缩的进气的温度。

发动机排气口25可以包括可以被安装在排气中紧密连接的位置上的一个或多个排放控制装置70。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还可以包括暂时将PM从进入的气体中过滤掉、被定位于排放控制装置70的上游的柴油微粒过滤器(DPF)102。在一个示例中，如所描绘的，DPF 102是柴油微粒物质截留(retaining)系统。DPF 102可以具有例如由堇青石或碳化硅制成的、内部具有多个多个通道的整体式结构，其用于从柴油排气过滤掉微粒物质。已经被过滤掉PM的尾管排气沿着穿过DPF 102的通道可以在PM传感器106中被测量、并且在排放控制装置70中另外进行处理并且通过排气通道35被排出至大气。在所描绘的示例中，PM传感器106是电阻式传感器，该电阻式传感器基于在PM传感器的电极上测量的导电性的变化来估计DPF 102的过滤效率。图2A至2C示出了PM传感器106的示意图200，如以下更详细说明的。

车辆系统6可以另外包括控制系统14。所示控制系统14从多个传感器16(本文描述了其各种示例)接收信息，并且将控制信号发送到多个致动器81(本文中描述了其各种示例)。作为一个示例，传感器16可以包括被配置为测量通过排气通道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(位于排气控制装置70的下游)、以及PM传感器106。如附加压力、温度、空气/燃料比、排气流率与成分传感器的其他传感器可以联接至车辆系统6中的多个位置。作为另一个示例，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传感器开口的马达致动器(例如，PM传感器的入口中的气门或板的控制器开口)等。如又另一个示例，致动器可以包括与PM测量电路联接的开关。控制系统14可以包括控制器12。控制器12可以被配置有储存在非瞬态存储器上的计算机可读指令。控制器12从图1、图2A至图2C、图3、图8、图9A-9B、图10和图11的各种传感器接收信号、处理这些信号、并且采用图1、图2A至图2C、图3、图8、图9A-9B、图10和图11的各种致动器以基于接收到的信号和储存在控制器的存储器上指令来调节发动机的运行。作为示例，控制器在操作PM传感器积累碳烟微粒的同时将控制信号发送至电路以向PM传感器组件的传感器元件的电极施加电压，以便将带电微粒捕集到传感器元件的传感器电极的表面上。作为另一个示例，在PM传感器再生期间，控制器可以将控制信号发送给再生电路以在阈值时间内使再生电路的开关闭合，以便将电压施加给与电极联接的加热元件以加热传感器元件的电极。以此方式，电极被加热以烧掉沉积在电极表面上的碳烟微粒。在此参照图4至图6和图12描述了示例程序。

现在转到图2A至图2C，示出了微粒物质(PM)传感器202(如图1中的PM传感器106)的示例实施例的示意图。具体地，图2A示出了PM传感器的放大视图，该传感器包括从传感器表面突出的一对相互交叉的电极并且另外包括定位于其中的多个导流装置。图2B示出了图2A中示出的PM传感器202的区域250的放大视图。图2C示出了PM传感器202的一部分的侧视图。PM传感器202可以被配置为测量排气中的PM质量和/或浓度、并且如此可以联接至柴油微粒过滤器(如图1示出的DPF 102)的上游或下游的排气通道(例如，如图1所示的排气通道35)。

现在转至图2A，示意图200示出了可以被布置在排气通道内的电阻式PM传感器202，使得排气从柴油微粒过滤器的下游朝向PM传感器202流动，如箭头220所指示(沿Z轴)。PM传感器202可以包括形成互相间隔一定距离的“梳状”结构的一对平面连续相互交叉的电极201和203。如此，具有电极201和203的PM传感器202可以被定位在保护管(未示出)内并且可以包括该管内的多个导管(未示出)，其如箭头220所指示向电极引导排气。电极201和203可以通常由如铂、金、锇、铑、铱、钌、铝、钛、锆等金属以及氧化物、胶合剂、合金以及包括以上金属中的至少一者的组合制造而成。电极201和203形成在通常由高度电绝缘材料制成的PM传感器202的基板208上。可能的电绝缘材料可以包括如氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化钽、二氧化硅以及包括以上至少一者的组合的氧化物、或能够阻止电连通并且为这对相互交叉的电极提供物理保护的任何相似材料。相互交叉的电极可以另外包括延伸一定长度进入传感基板208(沿X轴)的多个“尖齿”212和214。两个电极的梳状“尖齿”之间的间距可以通常在10微米至100微米的范围内，其中，每一个单独的“尖齿”的线宽是约相同的值，尽管后者不是必要的。在此，相互交叉的电极的尖齿对可以被定位成与排气流正交(箭头220)。

如此，PM传感器基板208可以包括加热元件(未示出)并且通过经由加热元件来加热传感器基板以燃烧从PM传感器202的表面积累的碳烟微粒，可以再生PM传感器。在一个替代示例中，加热元件可以联接至每一个导流装置(参照图8-11所描述)。通过间歇地再生PM传感器202的表面，其可以返回到更适合用于收集排气碳烟的状态。此外，与排气碳烟水平相关的准确信息可以从传感器再生推断出来并且被转达给控制器。

包括相互交叉的电极的PM传感器202可以安装在排气尾管上，使得包括相互交叉的电极的传感器的感测部分延伸进入尾管内以检测正在进入的排气中的碳烟或PM。电极201可以通过连接导线232连接至电路236的电压源216的正极端子。电极201可以通过连接导线234连接至测量装置218，并且另外连接至电路236的电压源216的负极端子。因此，每对尖齿交替地连接至电压源216的正极端子与负极端子。连接导线232和234、电压源216以及测量装置218是电路236的一部分、并且被容纳在排气通道外(作为一个示例，<1米远)。另外，电路236的电压源216与测量装置218可以由如图1中的控制器12的控制器来控制，使得例如，收集在PM控制器处的微粒物质可以用于诊断DPF的泄漏。如此，测量装置218可以是任何能够读取电极两端的电阻变化的装置，例如电压表。随着PM或碳烟微粒沉积在电极之间，电极对之间的电阻可以开始减小，这通过测量装置218测量的电压的降低来指示。控制器12可能能够根据测量装置218测量的电压确定电极之间的电阻，并且推断PM传感器202的平面电极上的相应PM或碳烟负荷。通过监测PM传感器202上的负荷，可以确定DPF下游的排气碳烟负荷，并且由此该排气碳烟负荷用于诊断与监测DPF的健康与功能。在一些示例中，控制器12可以调节电压源以向PM传感器的电极提供一定电压。当开关布置在电路中时，控制器12可以基于PM传感器的状况来确定开关的闭合与断开。例如，当PM传感器正在收集PM时，电路中的开关可以被调节使得电压施加于传感器的电极。然而，当PM传感器正在再生时，可以断开连接电极与电压源的开关。另外，控制器可以开启加热电路。

如此，电极203可以包括平面非相互交叉的电极部206，并且另外包括与电极部206毗连的数个尖齿212。同样地，电极201可以包括平面非相互交叉的电极部204，并且另外包括与电极部204毗连的数个尖齿214。在此，尖齿212与214沿着传感器的基板208在一定距离内是平面的且相互交叉的，形成了“梳状”结构。相互交叉的电极的“梳状”结构可以覆盖平面基板208暴露在排气的部分。之后，电极201可以被称为正电极、并且另外包括非相互交叉的电极部分204与相互交叉的部分或尖齿214二者。类似地，电极203可以被称为负电极，并且还包括非相互交叉的电极部分206与相互交叉的部分或尖齿212二者。传感器的正电极与负极平面相互交叉的电极可以彼此间隔一定距离并且可以从PM传感器的表面突出，这将会参照图2B来详细说明。

负电极的相互交叉的部分或尖齿212(示出九个尖齿作为尖齿的非限制性示例)延伸长度L_n进入传感器基板208，并且由箭头222所指示，并且另外通过间隙与尖齿214分离开。相似地，尖齿214(示出九个尖齿作为尖齿的非限制性示例)可以延伸长度L_p进入传感器基板208，并且由箭头224指示。另外，PM传感器202包括位于这对平面相互交叉的电极之间的多个突出导流装置205。在此，导流装置205包括被布置在相互交叉的电极201和203的多对尖齿212和214之间的均匀间隔的块210。另外，块210可以在相互交叉的电极的多对交替尖齿212和214之间是交错的。PM传感器202的区域250出于说明的目的在图2B中被放大。在此，这些块被布置在尖齿之间，使得这些块直接接触或触碰尖齿212和214中的每一个尖齿。另外，如此，这些块可以彼此分离一定间距，其之间没有其他部件。这些块可以包括绝缘的并非导电的材料。

现在转到图2B，示出了PM传感器202的区域250的放大视图255。在此，示出了基板208的包括尖齿212和214的部分(示出了具有交替正电压和负电压的四个尖齿)以及三个块210。箭头220指示流入区域250的排气。出于说明性目的，图2B中所示的四个尖齿形成的三对正极尖齿与负极尖齿被标记为对1、对2和对3。

不同于与在PM传感器中通常使用的使电极相互交叉的细小电极，PM传感器202的正电极201与负电极203都可以从传感器基板208突出至一定高度，如箭头238所指示。在一些示例实施例中，正电极突出的高度可以与负电极从传感器表面突出的高度相同。在其他示例中，正电极与负电极的突出高度可以不同。在此，示出了电极的尖齿212和214从基板208的顶面突出一定高度(箭头238所指示)。例如，尖齿的高度(箭头238所指示)可以远小于尖齿的长度(图2A所示的L_p和L_n)。另外，尖齿212和214可以分开箭头268所示的距离。如较早描述的，两个电极的梳状“尖齿”之间的间距通常可以在10微米至100微米之间的范围内。例如，尖齿的高度远小于尖齿之间的间距。

如较早描述的，PM传感器202可以包括位于平面相互交叉的电极对之间的多个突出的导流装置205(如图2A所示)。导流装置205包括被布置在相互交叉的电极201和203的、分离开箭头230所指示的距离的多对尖齿212和214之间的均匀间隔的块210。在此，这些块之间的间距(箭头230所指示)可以小于这些对尖齿之间的间隔(箭头268所指示)。另外，当这些块被布置在相互交叉的电极的尖齿之间时，这些块210可以触碰两个尖齿。因此，块的宽度可以等于电极的尖齿之间的间距。

每一个块210可以具有高度h(箭头228所指示)与长度l(箭头226所指示)。每一个块的高度h可以大于相互交叉的电极的这些对尖齿中的每一个尖齿的高度(箭头238所指示)。换言之，例如，这些块的高度可以大于电极从传感器表面的突出。在PM传感器202的区域250的放大视图255中，示出了三个块210被布置在多对尖齿之间。在此，尖齿对1之间的两个块210分开一段距离(参见箭头230)。另一个单独的块210被定位于尖齿212和214的对3之间。在此，尖齿对2之间没有定位块。因此，这些块在相互交叉的电极的多对交替尖齿之间是交错的。另外，定位于对3之间的块210被定位成使得例如其中与定位在对1之间的块的重叠小于阈值。在一个示例中，尖齿的对3之间的块210定位在横跨对3的区域中，其与定位在对1中的块之间的间距214重叠。在这样的示例中，定位于对3中的块与定位于对1中的块之间没有重叠。因此，每一对交替尖齿包括块，其中，其被布置为与前对交替尖齿中的块的重叠小于阈值。在此，对1可以是对3前面的交替对。在其他示例中，对3可以是对1前面的交替对。因此，例如，当这些块沿着PM传感器表面是交错的，其中，沿着交替对定位的块的重叠小于阈值，碳烟有空间来围绕这些块增长和均匀分布。

块210被布置成使得例如这些块与其最近的临块等距间隔开。如此，块之间的间距(箭头230所指示)可以小于相互交叉的电极的尖齿对之间的距离(箭头268所指示)。在此，块210的宽度可以等于相互交叉的电极的尖齿之间的距离。

排气中的碳烟或PM通常是带电的。由于带电PM与相互交叉的电极之间的静电吸引，PM沉积在电极上并且形成横跨相互交叉的电极的碳烟桥。图2B中示出了这样的碳烟桥252和260的两个示例。在此，尖齿214连接至正极端子并且因此保持处于正电位，而尖齿212连接至负极端子并且因此保持处于负电位。相互交叉的电极之间、尤其在尖齿212和214之间产生的电场允许碳烟或PM沉积在电极上。然而，由于块没有连接至任何电压源，所以碳烟不能在块上增长。例如，碳烟桥可能趋向于避开定位在尖齿对之间的块，并且向带电电极导航(navigate)。碳烟桥252开始在尖齿对3两端增长，并且当其到达对1时，碳烟桥252分叉以避开在块上增长。例如，当避开块时，碳烟桥252形成两个通路并且继续在对1上增长。相似地，碳烟桥260开始在尖齿对3和对2两端增长，并且当其到达对1时，碳烟桥260分叉以避开在块上增长。例如，当避开块时，碳烟桥260形成两个通路并且继续在对1上增长。因此，在尖齿对之间并且围绕这些块形成碳烟桥。

转到图2C，示出了图2A中的PM传感器202的一部分的侧视图275。在此，等间距的块276(如图2A和图2B中的块210)可以横跨从基板282(如图2A和图2B的基板208)突出的多个对交替正电极280(如图1中的正电极201)与负电极278(如图1中的负电极203)被放置。在视图275中，排气流方向由箭头284指示。如较早描述的，由于静电吸引，碳烟桥积累在电极上。例如，碳烟桥286包括形成在基板282上靠近正电极280的碳烟桥通路286A。当碳烟桥通路286A遇到块276时，碳烟桥可以避开块276并且继续围绕块276增长，由此产生碳烟桥通路286B。如此，没有电压施加于块上，块是中性的。因此，碳烟桥可能感觉不到将其吸引至块或从块处排斥的任何静电力。然而，碳烟桥可以经历来自定位在块之外(图2C中的块276左侧)的负电极278的静电拉力。因此，碳烟桥继续沿着在块276后面的碳烟桥通路286B形成，并且到达负电极278。例如，由于块的高度可以远大于块的长度，所以碳烟桥可能不能爬上块以到达负电极278。因此，碳烟桥分叉并且围绕块朝向负电极增长。

例如，一旦碳烟桥围绕块朝向负电极278形成通路，可以开始感觉到另外沿着基板282被定位成距离负电极一段距离的随后的正电极280的静电拉力。碳烟桥可以继续沿着通路286C朝向下一个正电极280增长。碳烟桥可能遇到另一个块276。然而，在块276处，碳烟桥通路可以再次分叉，并且碳烟桥可以继续在块前面增长，例如，沿着碳烟桥通路286D增长直到碳烟桥到达负电极278。一旦到达负电极278，碳烟桥继续朝向沿着碳烟桥通路286E定位成距离负电极278一段距离的下一个正电极280增长。以此方式，多个碳烟桥通路形成在传感器的电极两端，特别是围绕在电极之间交错的块。

另外，PM传感器可以另外包括控制器(诸如图1的控制器12)，如在图3和图4中详细说明的，该控制器具有被储存在非瞬态存储器上的计算机可读指令，这些计算机可读指令用于将排气流中的PM单流在位于相互交叉的电极的多对尖齿之间的块中的每个处分成多个PM流，从而在尖齿对上沉积PM的多个PM流，并且当尖齿对之间的PM负荷达到阈值PM负荷时使PM传感器再生。

因此，示例微粒物质(PM)传感器可以包括：一对平面相互交叉的电极，这对电极彼此间距一段距离并且从该PM传感器的表面突出；以及位于这对平面相互交叉的电极之间的多个突出导流装置。另外或可替代地，PM传感器的导流装置可以包括被布置在这些相互交叉的电极的多对尖齿之间的均匀间隔的块，这些块之间的间距小于这对平面相互交叉的电极的这些对尖齿之间的距离。另外或可替代地，这些块可以另外在相互交叉的电极的多对交替的尖齿之间是交错的。另外或可替代地，每一对交替尖齿可以包括块，其被布置为与前面的交替尖齿对中的块的重叠小于阈值。另外或可替代地，尖齿对之间的块之间的间距小于相互交叉的电极的尖齿对之间的间隔。另外或可替代地，其中，这些块的高度大于相互交叉的电极的每一个尖齿对的高度。另外或可替代地，相互交叉的电极的尖齿对被定位成与排气流正交，并且其中，每一个尖齿对交替地连接至电压源的正极端子和负极端子。另外或可替代地，其中，该排气流中的碳烟在相互交叉的电极的尖齿对之间沉积，避开了定位于尖齿对之间的块。另外或可替代地，PM传感器可以另外包括控制器，该控制器具有被储存在非瞬态存储器上的计算机可读指令，这些计算机可读指令用于将排气流中的PM单流在位于相互交叉的电极的多对尖齿之间的块中的每个处分成多个PM流，从而在尖齿对上沉积PM的多个PM流，并且当尖齿对之间的PM负荷达到阈值PM负荷时使PM传感器再生。

例如，碳烟桥横跨PM传感器表面的增长与碳烟桥通路的分裂可以类同于球落入具有在板上交错的销钉的伽尔顿板(Galton board)。现在转到图3，示出了具有在PM传感器的相互交叉的电极之间交错的块的PM传感器的示意性俯视图300。在此，相互交叉的电极的交替尖齿对之间的块的布置可以相似于伽尔顿板中销钉的布置。

PM传感器302可以是参考图2A至图2C来描述的PM传感器202的示例。如此，PM传感器302的细节可以类似于先前讨论的PM传感器202。简言之，PM传感器302可以包括被形成在传感器表面上的间隙分离开的一对连续的相互交叉的平面电极304和306。正电极306通过连接导线326连接至电压源322的正极端子，并且负电极304通过连接导线328连接至测量装置324以及电压源322的负极端子。诸如图1中控制器12的控制器可以控制包括电压源322与测量装置324的电路320。

PM传感器302可以包括入口310和出口312，该出口与入口与排气的流向(箭头318所指示)正交对齐。入口310可以将排气从微粒过滤器的下游引导进入PM传感器，具体是朝向包括相互交叉的电极与多个导流装置的PM传感器302的感测部分。出口312可以将排气从PM传感器302引导出并且引导其进入尾管。

PM传感器302还可以包括沿着传感器表面以交错布置的方式定位的多个均匀间隔的突起。在一个示例中，这些突起可以是块308。块308可以横跨PM传感器302被布置，具体是横跨相互交叉的电极的尖齿并且在相互交叉的电极的交替对之间。在此，每一个块的高度可以大于每一个相互交叉的电极的高度。此外，每一个块的长度可以小于每一个连续相互交叉的电极的长度，具体是电极的尖齿的长度。类似于伽尔顿板中的销钉，块308可以用交错的顺序并且沿着相互交叉的电极的交替尖齿对来布置。在此，314和315指示相互交叉的电极304和306的交替尖齿对。类似地，315和316是交替对，316与317、以及317与319也是交替对。块308横跨相互交叉的电极的尖齿交替对交错。在此，横跨对314和对315放置的块308可以用这样的方式被定位使得横跨对314的块与横跨对315定位的块308之间形成的间隙对齐。类似地，横跨对315和对316放置的块308可以用这样的方式被定位使得横跨对315的块与横跨对316定位的块308之间形成的间隙对齐。用同样的方式，横跨对316和对317放置的块308可以用这样的方式被定位使得横跨对317的块与横跨对318定位的块308之间形成的间隙对齐。同样地，横跨对317和对319放置的块308可以用这样的方式被定位使得横跨对317的块与横跨对319定位的块308之间形成的间隙对齐。例如，块横跨电极的交替尖齿对的这种布置可以相似于销钉横跨伽尔顿板的布置。PM传感器302可以此外或可交替地包括被布置为更靠近入口310的一组块以及被布置为更靠近传感器出口312的另一组块。

进入PM传感器302的排气可以携带带电的碳烟或PM。这些带电的碳烟或PM经历朝向PM传感器的带电电极的静电吸引，并且如先前所说明的形成碳烟桥。在此，将排气流中的PM单流在位于相互交叉的电极的尖齿对之间的块中的每个处可以被分成多个PM流；另外，PM流可以沉积在相互交叉的电极的尖齿对上。另外，例如，气流中的碳烟或PM可以积累在连续的相互交叉的电极对上而非积累在块上。

俯视图300示出了示例流330。流330可以源自PM传感器302的入口310、并且被吸引至被定位成靠近入口的负电极，形成流332。在此，流332可以在块之间的空间内形成。例如，当流332到达横跨对314的块时，流332可以分为两个流336和334以避免在块上增长，并且到达对314的负电极。因此，单流332可以被分成两个流336和334，由此增大了吸附碳烟的表面积。类似地，当遇到横跨对315的块308时，流336可以分成流338和340。同样地，当流338到达横跨对316的块时，流338可以分为两个流342和346以避免在块上增长，并且到达对314的负电极。用类似的方式，例如，当流342到达横跨对317的块时，流342可以分为两个流348和350以避免在块上增长，并且到达对314的负电极。最后，这些流可以在出口312处离开PM传感器302，如箭头358所指示。如此，这些流可以沿着定位于PM传感器的出口处的相邻块之间的空间离开PM传感器。

在此，每一个流的通路可以是“随机走动”的，并且随着流被分为多个通路，碳烟吸附在相互交叉的电极的表面积增加。另外，与伽尔顿板相类似，当PM流被分成横跨交错的块的多个流时，形成的碳烟桥可以引起碳烟在PM传感器电极上的均匀分布。以此方式，通过沿着电极表面定位块，可以在电极表面上均匀地形成碳烟桥。另外，在更短的时间范围可以在正电极与负电极之间发生碳烟负荷与碳烟桥建立活动。如图1的控制器12的控制器可以能够基于在多个通路上积累的碳烟总量来确定PM传感器上的碳烟负荷，如参照图4解释的。当PM传感器的碳烟负荷到达阈值时，可以使传感器再生，如图5所示。以此方式，PM传感器可以更准确地检测离开微粒过滤器的PM，并且因此以更可靠的方式诊断DPF的泄漏。

因此，示例微粒物质(PM)传感器可以包括在传感器表面上形成的一对连续相互交叉的电极，这些电极包括沿着传感器表面以交错的布置方式定位的均匀间隔的多个突出的突起，该突出的块定位于相互交叉的交替电极对之间。另外或可替代地，这些突起可以是块，并且每一个块的高度可以大于相互交叉的电极中的每一个电极的高度。另外或可替代地，每一个块的长度小于相互交叉的电极中的每个电极的长度。另外或可替代地，PM传感器可以包括控制器，该控制器具有被储存在非瞬态存储器上的计算机可读指令，这些计算机可读指令用于在连续相互交叉的电极对上积累碳烟并且避免在块上积累碳烟、基于在相互交叉的电极对上积累的碳烟的总量确定PM传感器上的碳烟负荷、并且当碳烟负荷大于阈值时使PM传感器再生。

现在转至图4，展示了用于在PM传感器的表面上定位的多个导流装置处将正在进入的PM流分为多个PM流的方法400。具体地，该方法基于横跨多个PM流的碳烟桥的总长度来确定传感器上的碳烟负荷。可由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合接收自发动机系统的传感器(如上文参照图1、图2A至图2C和图3描述的传感器)的信号来执行用于实行方法400和本文所包括的方法的剩余部分的指令。根据以下描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调节发动机的运行。

在402，方法400包括确定发动机工况。所确定的发动机工况可以包括例如发动机转速、发动机温度、各种排气的空气燃料比、各种排气温度、PM传感器上的PM负荷、DPF上的PM负荷、排气LNT上的负荷、环境温度、自PM传感器与DPF的上一次再生以来的持续时间(或距离)等。

接下来，在404，方法400可以将正在进入的PM流分成多个PM流。另外，将正在进入的PM流分成多个PM流可以包括在406在被定位于PM传感器的表面上的多个导流装置处分这些PM流，其中，多个导流装置被定位于PM传感器的正电极与负电极之间。在此，这些导流装置可以包括从传感器的表面突出的并且另外横跨传感器的正电极与负电极的交替对的交错的均匀间隔的块。将PM流分成多个PM流可以另外包括在408在均匀间隔的块处分这些PM流。如此，块横跨相互交叉的交替电极对是交错的，并且另外被定位成使得在块与前面的电极交替对中的块的重叠小于阈值。通过将块以交错布置的方式放置，无论什么时候遇到块，PM流可以在路径中分叉并且另外分成多个流以避开块来找到带电的电极。

接下来，在410，PM流中带电的碳烟或PM可以沉积在电极上，形成碳烟桥。在此，横跨电极沉积碳烟桥可以另外包括围绕导流装置或横跨电极定位的块来引导碳烟桥，并且另外在412围绕导流装置产生多个碳烟桥通路。另外，在414，沉积碳烟桥可以包括在PM传感器的正电极和负电极上而并非在导流装置上沉积碳烟桥。注意到，例如，对比402和416-426，404-414中的动作描述了发生在各种位置的动作、并且是未被编程进入控制器中的代码。

接下来，在416，该方法包括确定沿着多个碳烟桥通路中的每个确定每一个碳烟桥的长度Li。如先前说明的，碳烟桥可以在多个通路上形成。在此，例如，通过沿着相互交叉的电极定位块来产生多个通路。随着碳烟桥在电极上增长，可以增加碳烟桥的长度。控制器可以确定在传感器的表面上形成的每一个碳烟桥的长度。例如，控制器可以基于在测量装置上测量的电流来确定碳烟桥的长度。

方法400前进至418，其中通过对形成在传感器表面上的所有碳烟桥的Li进行求和来确定碳烟桥的总长度。接下来，在420，PM传感器上的总的碳烟负荷可以基于在418确定的碳烟桥的总长度来确定。例如，控制器可以能够基于查找表中存储的值来确定总的碳烟负荷。在一些示例中，控制器可以能够基于碳烟桥的总长度来计算碳烟负荷。

方法400前进至422，其中可以确定总的碳烟负荷是否高于阈值负荷Thr。阈值Thr可以是与PM传感器再生阈值相对应的阈值负荷。在一些示例中，阈值Thr可以基于PM传感器上的PM负荷，高于该负荷，可能需要使PM传感器再生。如果总碳烟负荷低于阈值Thr，指示PM传感器还没有达到再生阈值，方法400前进至424，其中碳烟桥可以继续在电极上沉积，并且该方法返回到410。

然而，如果总的碳烟负荷大于阈值Thr，则方法前进至426，其中如参考图5所描述的，可以使PM传感器再生，并且该方法结束。以此方式，对DPF的诊断可以通过对在相互交叉的电极上产生的碳烟桥的长度进行测量并和求和来被可靠地、精确地执行。

因此，示例方法包括一种用于排气流中的微粒物质(PM)感测的方法，该方法包括：在被定位于传感器的正电极与负电极之间的传感器表面上的多个导流装置处，将排气流中的进入的PM流分成多个PM流，并且使这些PM流横跨正电极与负电极沉积，从而形成多个碳烟桥。此外或可替代地，碳烟桥的形成可以包括使碳烟桥仅横跨正电极与负电极沉积、而并非沉积在导流装置上。此外或可替代地，这些导流装置可以包括从传感器的传感器表面突出并且横跨传感器的正电极与负电极交错的均匀间隔的块。此外或可替代地，这些块的高度大于传感器的每一个正电极与负电极的高度。此外或可替代地，该划分另外可以包括围绕这些导流装置引导这些碳烟桥并且围绕这些导流装置产生多个碳烟桥通路。此外或可替代地，该方法可以另外包括确定沿着这些多个碳烟桥通路中的每一个通路的每个碳烟桥的长度并且对该长度求和以确定总长度。此外或可替代地，该方法可以另外包括基于总长度确定传感器的碳烟负荷，并且当传感器的碳烟负荷高于阈值负荷时使该传感器再生。

现在转至图5，示出了用于再生PM传感器(例如，如图1中示出的PM传感器106)的方法500。具体地，当PM传感器上的碳烟负荷高于阈值时，或者当根据温度被调节的PM传感器的电阻下降至阈值电阻时，可以认为是满足了PM传感器再生条件，并且PM传感器可能需要再生以实现另外的PM检测。在502，可以开始PM传感器的再生，并且在504，PM传感器可以通过加热传感器而再生。通过致动热联接至传感器电极表面的加热元件(如嵌入传感器中的加热元件)，可以加热PM传感器，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充分减小。PM传感器的再生通常通过使用定时器来控制，并且在502，定时器可以被设定为阈值持续时间。可替代地，使用传感器尖的温度测量或者通过对加热器功率的控制、或者这些中的任一者或所有，可以控制传感器的再生。当定时器用于PM传感器的再生时，方法500包括在506检查阈值持续时间是否已经过去。如果阈值持续时间没有过去，方法500前进至508，其中可以继续进行PM传感器再生。如果阈值持续时间已经过去，方法500前进至510，其中碳烟传感器再生终止，并且在512可以关闭电路。另外，例如，可以冷却传感器电极至排气温度。方法500前进至514，其中测量PM传感器的电极之间的电阻。根据测量的电阻，可以确定碳烟桥的长度，并且进一步地，在516，可以计算PM传感器的PM或碳烟负荷(即，PM传感器的电极之间积累的PM或碳烟)，并且该方法前进至518。在518，所计算的PM传感器的碳烟负荷可以与阈值低_Thr相比较。例如，阈值低_Thr可以是低于再生阈值的低阈值，指示电极足以清除碳烟微粒。在一个示例中，该阈值可以是一种阈值，低于该阈值可以终止再生。如果碳烟负荷继续高于低_Thr，指示可能需要另外的再生，方法500前进至508，其中可以重复PM传感器再生。然而，如果PM传感器继续经历重复的再生，控制器可以设定错误代码以指示PM传感器可以被降级或者碳烟传感器中的加热元件可以被降级。如果碳烟负荷低于阈值低_Thr，指示电极表面是清洁的，方法500前进至520，其中可以将碳烟传感器的电阻和再生历史更新并且储存在存储器中。例如，可以更新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522，然后，控制器可以使用各种模型计算DPF的碳烟过滤的效率百分数。以此方式，PM传感器可以执行DPF的车载诊断。

图6示出了用于基于PM传感器的再生时间诊断DPF功能的示例程序600。在602，可以由控制器经过校准计算PM传感器的再生时间t(i)_regen，这是从PM传感器之前再生的结束到当前再生的开始测量的时间。在604，将t(i)_regen与PM传感器再生的之前校准时间t(i-1)_regen相比较。由此，可以推断出碳烟传感器可能需要重复循环多次再生以诊断DPF。如果t(i)_regen小于t(i-l)_regen的值的一半，则在608，指示DPF是泄漏的，并且发起DPF降级信号。对于上述过程是可替代地或此外，可以使用如排气温度、发动机转速/负荷等其他参数来诊断DPF。例如，可以通过诊断编码上的故障指示灯来发起降级信号。

小于之前再生的时间的一半的当前再生时间可以指示电路达到R_regen阈值的时间更短，并且因此再生的频率更高。PM传感器的较高再生频率可以指示正在流出的排气比通过正常功能DPF而实现的排气由更大量的微粒物质组成。因此，如果碳烟传感器的再生时间的变化到达PM传感器的当前再生时间小于之前的再生时间的一半的阈值t_regen，例如，通过显示给操作者，和/或通过设定储存在联接至处理器的非瞬态存储器中的、可以被发送至联接至处理器的诊断工具的标记指示DPF降级或泄漏。如果碳烟传感器的再生时间的变化未到达阈值t_regen，在606不指示DPF泄漏。以此方式，可以基于微粒在微粒物质传感器元件上的沉积速率检测定位在微粒物质传感器上游的微粒过滤器中的泄漏。

现在转至图7，图700示出了碳烟桥的总长度、PM传感器上的碳烟负荷与微粒过滤器上的碳烟负荷之间的示例关系。具体地，图700示出了PM传感器再生与DPF的碳烟负荷之间的关系的图形描绘，具体为PM传感器再生可以如何指示DPF降级。竖向标记t0、t1、t2、t3、t4、t5和t6标识PM传感器和微粒过滤器的系统和操作中的重要时间。

图7顶部的第一绘图示出了在PM传感器表面上形成的碳烟桥的总长度。如先前所述，当PM沉积在相互交叉的电极上时，碳烟桥可以在电极上形成。另外，由于横跨电极定位的多个导流装置，可以产生多个碳烟桥通路，其结果是，碳烟桥的长度可以继续增长(绘图710)。控制器可能能够基于碳烟桥的总长度来确定碳烟负荷(绘图702)。如此，碳烟桥的总长度与碳烟负荷在绘图底部处于最低值并且其大小沿竖直方向朝绘图顶部增加。水平方向表示时间，并且时间从该绘图的左侧向右侧增加。水平标记706表示用于在顶部绘图的PM传感器的再生的阈值电流。绘图704表示DPF上的碳烟负荷，并且水平标记708表示第二绘图中的DPF的阈值碳烟负荷。

在t0与t1之间，示出了PM传感器再生周期。在时间t0，如由低的总PM传感器电流所测量的，PM传感器处在相对清洁的条件下。联接至PM传感器的控制器通过对在多个通路上形成的碳烟桥的每个的长度进行求和来确定碳烟桥的总长度，并且另外基于碳烟桥的总长度确定PM传感器的碳烟负荷(702)。当控制器确定碳烟负荷将是小的时，可以向再生电路发送指令以结束供热，使得检测电路可以开始检测PM负荷积累。随着PM负荷在传感器上增加，开始形成碳烟桥并且碳烟桥的长度开始增加。因此，包括对在电极上产生的碳烟桥中的每一个碳烟桥的长度进行求和的碳烟桥的总长度同样可以开始增加(绘图710)。控制器可以基于碳烟桥的总长度(绘图710)来确定总碳烟负荷(绘图702)。在t0与t1之间，PM继续积累并且形成横跨多个通路的碳烟桥，并且总PM负荷(绘图702)由此增加，并且另外，DPF上的碳烟负荷同样增加(绘图704)。在一些示例中，例如，当PM传感器位于DPF的上游时，DPF上的碳烟负荷可以基于PM传感器负荷。例如，控制器可能能够计算碳烟桥的分布，并且另外通过计算电极两端的电流或电阻的变化来确定碳烟桥的长度。

在t1，PM传感器负荷(绘图702)达到PM传感器再生的阈值负荷(标记706)。再生的阈值负荷还可以基于碳烟桥的阈值长度(标记712)。在t1，PM传感器再生可以如先前所说明的那样开始。因此，例如，在t1与t2之间，PM传感器可以通过打开用于再生的电路来再生。在t2，PM传感器可以是足够凉的，并且可以开始积累PM。因此，在t2与t3之间(DPF再生周期)，PM传感器可以继续积累PM。在t2与t3之间的时间期间，DPF碳烟负荷继续增加(绘图704)。但是，在t3，DPF(绘图604)上的碳烟负荷达到DPF再生(标记708)的阈值碳烟负荷。在t3与t4之间，如先前所说明的，DPF可以被再生以烧掉沉积在DPF上的碳烟。另外，在t4，PM传感器再生频率可以与之前的PM传感器的再生频率相比较。基于与之前的周期相似的PM传感器再生频率剩余，可以确定DPF不是泄漏的。以此方式，基于PM传感器输出，可以对DPF进行泄漏监测与诊断。

在t5与t6之间，示出了另一个DPF周期。在此，在t5与t6之间，DPF上的碳烟负荷逐步增加(绘图704)。在此过程中，可以监测PM传感器上的碳烟桥的总长度和碳烟负荷。如较早描述的，绘图702与710示出了经历多个再生周期的PM传感器。但是，PM传感器的再生频率已经几乎加倍(绘图702)。如较早描述的，PM传感器的高再生频率可以指示正在流出的排气比通过正常功能的DPF而实现的排气由更大量的微粒物质构成，因此，在t6，可以指示DPF泄漏。

以此方式，能够确定对排气PM负荷进行更准确的测量，并且由此能够确定DPF碳烟负荷。如此，这提高了过滤器再生操作的效率，并且降低了对扩展算法的需要。此外，通过实现对排气DPF更精确的诊断，可以改善排气排放物的符合性。如此，这降低了代替功能性微粒过滤器的高昂保修成本，改进了排气排放物，并且延长了排气部件的寿命。以此方式，通过沿着传感器的表面交错多个块，碳烟可以横跨传感器的表面分布，并且可以确定PM传感器负荷的精确测量值。另外，通过使用在传感器的表面上突出的电极，可以增加碳烟负荷与碳烟桥的形成。横跨传感器表面、并且在相互交叉的电极之间交错的块的技术效果是可以生成用于碳烟桥形成的多个通路。通过对横跨多个通路的碳烟桥的长度求和并且确定传感器的碳烟负荷，PM传感器可以更准确地检测排气中的PM，并且因此更可靠地诊断DPF的泄漏。

目前为止所描述的PM传感器具有在连续相互交叉的交替电极对之间交错的离散的块。如图8至图11所示，代替传感器表面两端交错的单独的块，有可能包括PM传感器中连续相互交叉的电极之间的连续矩形块。在此，PM传感器或组件可以包括多排导流装置，这些导流装置被布置在组件的前表面与后表面之间，其中，多个间隙形成在这些导流装置之间。此外，如图8至图11所示，PM传感器组件可以包括多个突起，该多个突起被布置在该组件的顶表面与底表面之间，其中，该多个突起在多个间隙之间对齐。参考图8、图9A和图9B描述了PM传感器组件的第一示例实施例，并且参考图10和图11描述了组件的第二示例实施例。

现在转向图8，示出了示例PM传感器组件802(如图1的PM传感器106和/或图2A至图2C的PM传感器202、和/或图3的PM传感器302)的示意图800。如先前说明的，PM传感器组件802可以被配置为测量排气中的PM质量和/或浓度。PM传感器组件802可以在柴油微粒过滤器的上游或下游(如图1中示出的DPF 102)联接至排气通道或管道(例如，如图1示出的排气通道35)。

在示意图800中，PM传感器组件802被布置在排气通道内，其中，排气从柴油微粒过滤器的下游朝向排气尾管流动(沿Z轴)，如箭头826所指示。PM传感器组件802可以是长度为L、宽度为W、和高度为H的盒型传感器。PM传感器组件802可以包括顶表面或顶板804、底表面或底板806、前表面或前板808、后表面或后板810、第一侧表面或第一侧板812、以及第二相对侧表面或第二相对侧板814。在示意图800中，PM传感器组件802是立方体，其中，每个表面是矩形的(即，矩形立方体)。但是，在不偏离本公开的范围的情况下，传感器组件802的其他形状是有可能的。表面的示例形状包括方形、六角形、三角形、多边形等。前表面808与后表面810之间(沿Z轴)的距离等于PM传感器组件802的宽度W。同样地，顶表面804与底表面806之间(沿Y轴)的距离构成组件802的高度H，并且第一侧表面812与第二侧表面814之间(沿X轴)的距离构成组件802的长度L。

PM传感器组件802的表面808与后表面810是开放的(例如，不是密封的)表面。因此，排气通道内的排气通过前表面808进入PM传感器组件802、并且通过后表面810离开组件。在此，排气沿平行于排气通道中排气流的方向(如箭头826所指示)进入和离开PM传感器组件802。

在PM传感器组件802内，多排导流装置816沿着Z轴在前表面808与后表面810之间堆叠。在此，每个导流装置816是长度为L1的矩形块，该长度沿X轴朝向第一侧表面808与第二侧表面814延伸。如此，导流装置816的长度L1可以大于导流装置的高度h与宽度w中的每一者。此外，每个矩形块与相邻的块分开间隙824。之后，导流装置816可以被可互换地称为矩形块。相邻导流装置816之间的间隙824包括一定空间，其之间没有其他部件。在不偏离本公开的范围的情况下，相邻导流装置之间的间隙824可以大于或小于或等于每个导流装置816的高度h。

总而言之，PM传感器组件802包括多排导流装置816以及形成在这多排导流装置之间的多个间隙824。与参考图2和图3所示出的被布置在PM传感器组件内的一组离散的块完全不同，PM传感器组件802包括连续的矩形块的堆叠。矩形块或导流装置816可以由绝缘的并非导电的材料组成。在一个示例中，形成在多排导流装置816之间的多个间隙824可以是均匀的，意味着多排导流装置816在组件内的间距相等。在另一个示例中，导流装置在组件内的间距可能不相等。在这样的示例中，相邻的导流装置之间的间隙可能不相同。

在第一示例实施例中，导流装置816联接至PM传感器组件802的底表面806。因此，所有导流装置816的底部部分与PM传感器组件802的底表面806共面接触。此外，导流装置从PM传感器组件802内的底表面806突出一定高度h。如此，导流装置的高度h可以小于PM传感器组件802的高度H。在一个示例中，导流装置816的长度L1可以小于PM传感器组件802的长度L。在另一个示例中，导流装置812的长度L1可以等于PM传感器组件802的长度L。在这样的示例中，导流装置816可以从第一侧表面812一直向上延伸至第二相对的侧表面814。例如，不管是否L1<L或L1＝L，导流装置816位于MP传感器组件802内，而并非延伸到组件外或延伸到排气通道内。

PM传感器组件802的碳烟感测动作发生在形成于导流装置816上的正电极和负电极两端。为了进一步阐释，每个导流装置816包括形成在导流装置相对的侧表面上的正电极830和负电极828。在此，正电极830与负电极828沿X轴、平行于前表面808与后表面810形成，并且被布置在组件802内使得每个导流装置的正电极面朝相邻导流装置的负电极。

为了更清晰，图9A仅仅示出了PM传感器组件802的底部部分的示意图900。现在转向图9A，示意图900示出了多个导流装置816，该多个导流装置从PM传感器组件802的底表面806突出。PM传感器802包括一对平面连续相互交叉的电极828和830，形成了“梳状”结构，导流装置816位于这对电极之间。参考图2A至图2C，电极828和830的特性可以相似于电极201和203。简言之，电极828和830可以由如铂、金、锇、铑、铱、钌、铝、钛、锆等金属以及氧化物、胶合剂、合金以及包括以上金属中的至少一者的组合制造而成。

在此，电极828是负电极而电极830是正电极。对于每个导流装置816，正电极830和负电极828形成正在导流装置相对的侧表面上并且沿正交于排气流(箭头826所指示)的方向延伸。因此，多排导流装置816被布置使得正电极830和负电极828沿X轴在正交于排气通道内排气流的方向上水平地延伸。正电极830和负电极828可以替代地被称为正极和负极尖齿。在此，正电极和负电极在PM传感器组件802的底表面806上是互相交叉的。每个导流装置816与相邻的导流装置816分开间隙824。因此，当导流装置被布置在PM传感器组件802内时，第一导流装置的正电极830面对第二相邻导流装置816的负电极828等。在此，第一导流装置816的正电极830与第二导流装置的负电极828分开间隙824。换句话说，第一导流装置816的正电极830与第二相邻或邻近导流装置816的负电极分开间隙824并且另外与第一导流装置的负电极828分开一段距离。但是，第一导流装置的正电极830与负电极828之间的距离(例如，等于导流装置的宽度w的距离)包括所谓的第一导流装置的部件，而第一导流装置的正电极830与第二导流装置的负电极分开该间隙，该间隙是其之间没有其他部件的空间。如此，正电极和负电极的厚度可以远小于导流装置的厚度。因此，导流装置之间的间隙可以等于相邻导流装置的正电极和负电极之间的间隙。之后，导流装置之间的间隙可以被可互换地称为形成在相邻导流装置上极性相反的电极之间的间隙。因此，当将电压应用到如下所述的电极时，可以将碳烟微粒积累在导流装置之间的间隙中。

为了连接导流装置816的单独的正电极和负电极，PM传感器组件802可以额外地包括沿着PM传感器组件802的相对侧表面形成的正极非相互交叉的电极834和负极非相互交叉的电极832。例如，正极非相互交叉的电极834可以在平行于排气通道的排气流方向的方向上(箭头826)沿着第一侧表面812形成(参见图8)。同样地，负极非相互交叉的电极832可以沿着PM传感器组件802的第二相对侧表面814形成(参见图8)。因此，正极非相互交叉的电极834与负极非相互交叉的电极832之间的距离等于PM传感器组件802的长度L。在一个示例中，正极非相互交叉的电极834与负极非相互交叉的电极832可以不形成在PM传感器组件802的相对侧表面上，而是可以被定位在PM传感器组件802的两个相对侧表面之间。

形成在每个导流装置上的正电极或尖齿830中的每一者电连接至正极非相互交叉的电极834。同样地，形成在每个导流装置上的每个负电极或尖齿828电连接至负极非相互交叉的电极832。另外，正极非相互交叉的电极834可以通过连接导线932连接至电路936的电压源916的正极端子。类似地，负极非相互交叉的电极832可以通过连接导线934连接至测量装置918，并且另外连接至电路936的电压源916的负极端子。因此，形成在导流装置916上的每对正电极和负电极交替地连接至电压源916的正极和负极端子。连接导线932和934、电压源916以及测量装置918是电路936的一部分、并且被容纳在排气通道外(作为一个示例，<1米远)。另外，电路236的电压源916与测量装置918可以由如图1中的控制器12的控制器来控制，使得收集在PM控制器处的微粒物质可以用于诊断例如DPF的泄漏。测量装置918可以是图2A中能够读取电极两端电阻变化的测量装置918的示例，如电压表。如前所述的，参考图2A，随着PM或碳烟微粒沉积在电极之间的间隙中，电极对之间的电阻可能开始减小，这通过测量装置918测得的电压的降低来指示。控制器12可能能够根据测量装置218测得的电压确定电极之间的电阻、并且推断PM传感器组件802的相应PM或碳烟量。通过监测PM传感器组件802上的负载，可以确定DPF下游的排气碳烟负载，并且由此用于诊断与监测DPF的健康与运行。

负电极的相互交叉的部分或尖齿828(示出九个尖齿为非限制性示例)在组件802的底表面806上延伸长度Ln。类似地，正电极或尖齿830(示出九个尖齿为非限制性示例)的相互交叉的部分可以在组件802的底表面806上延伸长度Lp。另外，PM传感器802包括位于这对平面相互交叉的电极之间的长度为L1的多个突出导流装置816。在一个示例中，负和正电极的长度Ln和Lp可以小于导流装置816的长度L1。然而，在不偏离本发明的范围的情况下，长度Ln和Lp可以大于或等于导流装置的L1。

通常的PM传感器电极是表面电极，意味着电极不会从传感器表面突出。然而，这些表面电极限制碳烟仅积累在传感器的表面上。为了克服表面电极的局限性，PM传感器组件802包括突出的电极。在此，正电极818(包括相互交叉的正电极830和非相互交叉的电极834二者)和负电极820(包括相互交叉的负电极828和非相互交叉的负电极832二者)在PM传感器组件802的底表面806上方突出一定高度(h1)。

如前所述，导流装置816可以同样在PM传感器组件802的底表面806上方突出高度h并且可以由绝缘材料组成。在一些示例中，导流装置816的高度h可以大于正电极和负电极的高度h1。在一个示例中，正电极和负电极突出了相同的高度h1，其可以小于PM传感器组件802的底表面806上方的导流装置816的高度h(例如，h1<h)。在其他示例中，正电极818和负电极820的高度h1可以等于或大于导流装置816的高度h(例如，h1≥h)。作为又另一个示例，正电极818的高度可以不同于负电极820的高度。

当将电压施加到正电极818和负电极820时(例如，当控制器12将特定的电压通过电压源916施加到正电极和负电极时)，碳烟微粒开始在底表面806上积累，具体是在相互交叉的正电极830与负电极828之间的间隙824中。

通过使用突出的电极，碳烟积累不再仅限制于PM传感器组件802的表面(具有表面电极的常规PM传感器就是如此)而是在组件的表面上方延伸一定高度(例如，电极的高度h1)。在此，碳烟微粒在正电极和负电极之间的间隙上受到在这些电极之间产生的更强的静电场，因此积累在间隙上。

包括突出的电极和导流装置的优点是碳烟积累在更大的区域上延伸。因此，可以增大传感器组件对检测正在进入的排气PM的灵敏度。发明人已经认识到有可能另外通过使用多个突起来迫使碳烟微粒更接近电极以增加碳烟积累，如图8所示，多个突起联接至PM传感器组件802的顶表面804。

返回图8，示出了具有多个突起822的PM传感器组件802的顶表面804。具体地，突起822是联接至顶表面804的底侧的三角形延伸部或棱柱、并且被定向使得三角形延伸部822的顶点指向PM传感器组件802的底表面806。之后，突起822可以被可互换地称为三角形突起以及三角形延伸部。在此，每个三角形延伸部822的底边与顶表面804联接使得三角形延伸部822平行于组件802内导流装置816、正极相互交叉的电极中的每个延伸。作为示例，三角形延伸部822可以平行于X轴并且正交于排气通道内排气流的方向延伸长度L2。在一个示例中，三角形延伸部的长度L2可以等于导流装置816的长度L1。每个三角形延伸部822的顶点在多个间隙824之间对齐，该多个间隙形成在多排导流装置816之间。图9B示出了PM传感器组件802的侧视图。

现在转到图9B，示出了PM传感器组件802的一部分的侧视图950。具体地，排气从PM传感器组件802上游侧沿着箭头952指示的方向流向下游侧。导流装置816联接至底表面806，而三角形突起822联接至PM传感器组件802的顶表面804。此外，导流装置816与连续的导流装置分开间隙824并且每个导流装置816包括形成在每一侧上的正电极830和负电极828。因此，形成在相邻导流装置的侧面上的极性相反的电极分开间隙824。如前所述，当控制器12将电压施加在正电极和负电极时，碳烟微粒可以积累在形成在相邻的导流装置816上的正电极和负电极之间的间隙824中。

此外，三角形突起或延伸部822可以延伸进入间隙824，如视图950所示，形成通道910，排气可以流过该通道。每个三角形延伸包括底边b、顶点v、和高度h2。如前所述，每个三角形延伸部822的底边b联接至顶板804的底侧。如此，三角形突起822可以彼此分开距离d。在一个示例中，距离d可以等于导流装置816的宽度w，底边b可以等于间隙824。在另一个示例中，距离d可以不等于宽度w，并且底边b可以不等于间隙824。在不偏离本公开的范围的情况下，三角形延伸部的三角形横截面可以是等边三角形、等腰三角形、或任意三角形(scalar)。但是，突起的其他几何形状是可能的。作为示例，突起可以具有六边形横截面或多边形横截面。

每个三角形延伸部822的顶点v在间隙824中朝向PM传感器组件802的底表面806延伸一定距离，由此形成通道910。例如，每个通道910可以小于间隙824。在一个示例中，三角形延伸部822可以延伸进入间隙824一半，使得三角形延伸部822的顶点v距底表面806的距离等于h/2。在另一个示例中，顶点v距底表面806的距离可以大约是h/3。延伸进入相邻导流装置816之间的间隙824中的三角形延伸部822可以在碳烟微粒上产生物理力，由此机械地迫使碳烟微粒更接近PM传感器组件802的底表面806。碳烟微粒沿虚线箭头906示出的轨迹横穿在间隙822之间。正在进入的碳烟偏离三角形的侧面、迂回进入延伸部822与导流装置816之间的通道910，更靠近间隙824移动，碳烟微粒(908)最终沉积在该间隙上。然后，排气通过后表面810离开组件。

推动碳烟微粒更靠近底表面806的优点是将碳烟微粒长时间捕集在相邻的导流装置822的正电极与负电极之间。这进而确保增加了碳烟微粒在间隙中的保留或停留时间，由此增加了在间隙824中捕获碳烟微粒的可能性。以此方式，可以增加积累在PM传感器组件802的电极之间的间隙中的碳烟微粒的量。排气可以通过开放的后表面810在下游侧上离开PM传感器组件(如图8所示)。

PM传感器组件802可以包括加热元件(未示出)，并且通过加热元件来加热组件以燃烧从组件的表面积累的碳烟微粒，PM传感器组件可以被再生。在替代示例中，加热元件可以联接至每一个导流装置。通过间歇地再生PM传感器组件，可以返回到更适合用于收集排气碳烟的状态。此外，与排气碳烟水平相关的准确信息可以从传感器再生推断出来并且被转达给控制器。

图10和图11示出了传感器组件的第二示例实施例。现在转到图10，示出了PM传感器组件1002的示意图1000。PM传感器组件1002可以是图8、图9A和图9B中描述的PM传感器组件802的示例，并且可以被布置在排气通道中使得排气如箭头1026所示沿Z轴流入该组件。如此，传感器组件1002的细节可以类似于组件802。

类似于参考图8、图9A和图9B中描述的PM传感器组件802，PM传感器组件1002可以是长度为L、宽度为W、和高度为H的盒型传感器。PM传感器组件1002可以包括顶表面或顶板1004、底表面或底板1006、前表面或前板1008、后表面或后板1010、第一侧表面或第一侧板1012、以及第二相对侧表面或第二相对侧板1014。PM传感器组件1002的表面1008与后表面1010是开放的(例如，不是密封的)表面。因此，排气通道内的排气通过前表面1008进入PM传感器组件1002、并且通过后表面810离开组件。在此，排气沿平行于排气通道中排气流的方向(如箭头1026所指示)进入和离开PM传感器组件1002。

在PM传感器组件1002内，多个导流装置1016沿着Z轴在前表面1008与后表面1010之间堆叠。因此，排气通过前表面1008进入传感器组件或盒，排气然后迂回横穿多个导流装置1016并且通过后表面1010离开传感器组件。与图8的导流装置816相反，导流装置1016没有联接至底表面1006。在此，导流装置1016在组件1002内悬置在组件1002的顶表面1004与底表面1006之间。此外，每个导流装置1016的一端联接至第一侧表面1012，而每个导流装置1016的相对端联接至第二相对侧表面1014。

每个导流装置1016是长度为L的矩形块，该长度沿X轴从第一侧表面1012与第二侧表面1014延伸。此外，每个矩形块与相邻的块分开间隙1024。之后，导流装置1016可以被可互换地称为矩形块。相邻导流装置1016之间的间隙1024包括一定空间，其之间没有其他部件。在不偏离本公开的范围的情况下，相邻导流装置之间的间隙1024可以大于或小于或等于每个导流装置816的高度h。

导流装置1016可以包括沿导流装置的一个侧表面形成的正电极1030，并且可以额外地包括沿导流装置的相对侧表面形成的负电极1028。类似于PM传感器组件802，导流装置1016可以被布置使得每个导流装置1016的正电极1030面朝相邻的导流装置1016的负电极1028。以此方式，极性相反的电极可以在间隙1026中面朝彼此。因此，当控制器12将电压施加到电极时，可以在电极之间的间隙中捕获碳烟微粒，如参照图8、图9A和图9B详细描述的。

PM传感器组件1002包括多个突起1022。在此，如图11所示，突起1022形成在导流装置1016的上方和下方。现在转到图11，示出了PM传感器1002的一部分的侧视图1100。具体地，排气从PM传感器组件1002上游侧沿着箭头1105指示的方向流向下游侧。导流装置1016悬置在顶表面1004与底表面1006之间。正电极1030通过连接导线1034连接至电压源(未示出)的正极端子。类似地，负电极1028通过连接导线1032连接至电压源的负极端子。参照图9A所描述，PM传感器组件1002可以包括电路，该电路包括电压源和测量装置(未示出)，该电压源和测量装置被容纳在排气通道外(作为一个示例，<1米远)。控制器12可能能够根据测量装置测得的电压确定电极之间的电阻、并且推断PM传感器组件1002的相应PM或碳烟负载。通过监测PM传感器1002上的负载，可以确定DPF下游的排气碳烟负载，并且由此用于诊断与监测DPF的健康与功能。

PM传感器组件1002可以包括加热元件1020，并且通过加热元件来加热该组件来燃烧从组件的表面积累的碳烟微粒，PM传感器组件可以被再生。通过间歇地再生PM传感器组件，可以返回到更适合用于收集排气碳烟的状态。此外，与排气碳烟水平相关的准确信息可以从传感器再生推断出来并且被转达给控制器。

PM传感器组件1002包括多个三角形突起1022，该多个三角形突起沿导流装置1016的顶侧和底侧形成。在此，三角形突起1022包括第一组三角形护罩1102和第二组三角形护罩1104，该第一组三角形护罩沿顶侧连接交替对的导流装置1016，并且第二组三角形护罩1104沿底侧连接互补对的导流装置。

每个三角形护罩将两个相邻的导流装置联接在一起，形成了一个顶点，该顶点远离导流装置、朝向该组件的顶表面或底表面延伸。每个三角形护罩1102形成与相邻导流装置之间的间隙1024毗连的山形(gable)区域1110。山形区域1110和间隙1024一起形成了通道，排气流过该通道。同样地，每个三角形护罩1104形成与相邻导流装置之间的间隙1024毗连的山形区域1112。山形区域1112和间隙1024一起形成了通道，排气流过该通道。然而，由第一组三角形护罩1102形成的山形区域1110与山形区域1112不毗连。

作为一个示例，第一三角形护罩1102将组件1002的第一导流装置与第二导流装置联接，第一三角形护罩朝向组件的顶表面1004延伸，并且其中，第二三角形护罩1104将组件的第一导流装置联接至第三导流装置，第二三角形护罩朝向组件的底表面1006延伸，并且其中，第二导流装置和第三导流装置位于第一导流装置的两个相对侧上。

包括呈朝向组件的顶表面或底表面延伸的护罩形式的突起的优点是可以将正在进入的排气分成两个流。因此，从排气通道通过前表面进入组件1002的排气(如箭头1105指示)被导流装置和三角形护罩分成顶部流1106和底部流1108。具体地，顶部流1106包括在顶表面1004内(或下方)流动、并且另外流入间隙1024以及由第二组三角形护罩1104形成的山形区域1112中的排气。同样地，底部流1108包括在底表面1006的上方流动、并且另外流入间隙1024以及由第一组三角形护罩1110形成的山形区域1102中的排气。在此，顶部流1106包括在组件的顶表面1004与导流装置1016之间流动的排气，并且底部流1108包括在组件的底表面1006与导流装置1016之间流动的排气。以此方式，排气被引向正电极与负电极之间的间隙，并且排气中的碳烟微粒1114被捕获在电极之间的间隙1024中。因此，排气可以能够较长时间地在三角形护罩封闭的区域内(具体地在电极之间的间隙中)循环，由此增加了在间隙中在电极上捕获的微粒的量。此外，碳烟微粒1114可以偏离三角形突起的侧面，并且可以流入电极之间的间隙。以此方式，可以增加碳烟微粒在间隙内的保留时间。总之，传感器组件的这些特点可以引起传感器组件的输出更加准确，由此提高估计微粒过滤器上的微粒负载的准确度。

因此，第一示例传感器组件包括多排导流装置，该多排导流装置被布置在组件的前表面与后表面之间，每个导流装置具有沿导流装置的相对表面形成的正电极和负电极，多个间隙形成在这些导流装置之间；并且多个突起被布置在组件的顶表面与底表面之间，该多个突起在多个间隙之间对齐。此外或可替代地，每个导流装置的正电极可以面向相邻导流装置的负电极，并且可以与相邻的导流装置的负电极分开多个间隙中的一个间隙。此外或可替代地，每个导流装置可以包括从组件的一侧表面延伸至相对侧表面的矩形块，并且其中，正电极和负电极可以沿着矩形块的相对表面延伸一定长度。此外或可替代地，导流装置、正电极和负电极中的每个可以从组件的底表面突出，并且其中，多个突起联接至组件的顶表面，该多个突起的每一个突起突入相邻导流装置之间的间隙。此外或可替代地，该多个突起可以包括三角形延伸部，三角形延伸部的底边将三角形延伸部联接至组件的顶表面，并且三角形延伸部的顶点延伸进入相邻导流装置之间的间隙，并且其中，从排气通道通过该组件的前表面进入该组件的排气可以在多排导流装置的上方被引导、并且被三角形延伸部和排气推动靠近相邻导流装置的正电极与负电极之间的间隙，并且排气随后通过该组件的后表面离开该组件。此外或可替代地，该多排导流装置可以悬置在组件内在该组件的顶表面与底表面之间，并且进一步从组件的一侧表面联接至相对侧表面，并且其中，该多个突起可以包括沿突起方向交替的三角形护罩，该多个突起联接至这多排导流装置。此外或可替代地，每个三角形护罩可以形成与相邻导流装置之间的间隙毗连的山形区域。此外或可替代地，第一三角形护罩可以将该组件的第一导流装置与第二导流装置联接，第一三角形护罩朝向该组件的顶表面延伸，并且其中，第二三角形护罩可以将组件的第一导流装置联接至第三导流装置，第二三角形护罩朝向该组件的底表面延伸，并且其中，第二导流装置和第三导流装置位于第一导流装置的两个相对侧上。此外或可替代地，从排气通道通过前表面进入组件的排气可以被导流装置和三角形护罩分成顶部流和底部流、并且可以被引向正电极和负电极之间的间隙，顶部流包括在组件的顶表面与导流装置之间流动的排气，并且底部流包括在组件的底表面与导流装置之间流动的排气。此外或可替代地，组件可以包括联接至每个导流装置的加热元件以及具有计算机可读指令的控制器，这些计算机可读指令存储在非瞬态存储器上用于在排气流动过程中将第一电压施加在每个导流装置的正电极和负电极，以使排气流中的排气微粒物质积累形成在相邻导流装置上的正电极与负电极之间的间隙上、基于正电极和负电极上产生的电流估计微粒物质传感器组件上的负载；并且响应于负载高于阈值，将第二电压应用至传感器组件的加热元件以再生传感器组件。

第二示例微粒物质(PM)传感器组件可以包括被布置在传感器壳体内的分开一定间隙的多个矩形块、沿着每个矩形块的两个相对的平行表面形成的正电极和负电极、面朝间隙形成在相邻块上的极性相反的电极、以及形成在传感器壳体内的多个三角形突起，这些三角形突起与形成在相邻矩形块之间的间隙对齐。此外或可替代地，传感器盒可以联接至排气通道使得排气可以进入传感器盒、可以偏离该多个三角形突起的表面并且可以流入间隙中，排气中的微粒物质可以聚集在相邻矩形块的正电极与负电极之间的间隙上，排气迂回横穿该多个矩形块并且离开传感器盒。

现在转向图12，示出了用于将排气引入形成在PM传感器组件(例如，如图8、图9A和图9B示出的PM传感器组件802和/或图10和图11的PM传感器组件1002)的相邻导流装置之间的通道或间隙的方法1200。具体地，PM传感器组件可以是传感器盒，该传感器盒包括被置于该盒(或壳体)内的多个导流装置。

可由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合接收自发动机系统的传感器(如上文参照图1描述的传感器)的信号来执行用于实施方法1200的指令。根据以下描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调节发动机的运行。

在1202，方法1200包括确定和/或估计包括排气流状况的发动机工况。所确定的发动机工况可以包括例如发动机转速、排气流方向、排气流速度、发动机温度、排气空气-燃料比、排气温度、自DPF的上一次再生以来的持续时间(或距离)、PM传感器上的PM负载、增压水平、如气压和环境温度的环境状况等。排气流状况包括估计或感测PM传感器组件的碳烟负载、排气流速度、排气流方向、排气温度等中的一项或多项。

方法1200前进至1204，其中，该方法包括使排气从排气通道流入PM传感器组件(如图8、图9A和图9B的PM传感器组件802、和/或图10和图11的PM传感器组件1002)。如前所述，PM传感器组件可以是具有开放的前板或表面的传感器盒，排气可以通过该前板或表面进入组件。如前所述，排气可以沿平行于排气通道内排气流方向的方向进入组件。方法前进至1206。

在1206，方法1200包括将排气引入形成在组件的矩形块之间的通道。具体地，这些通道由在矩形块之间的间隙中延伸的突起形成。在1208，将排气引入通道内包括将排气偏离突起进入这些通道以增加排气PM在通道中保留或停留时间。在一个示例实施例中，这些突起包括形成在组件的顶板上并且延伸进入形成在这些块之间的间隙或通道中的三棱柱或三角形延伸部，其中，这些块与组件的底板相联接。在此，三棱柱的底边可以搁置在顶板的表面上，并且三棱柱可以沿顶板在平行于矩形块的长度的方向上形成，该长度垂直于排气通道内的排气流的方向。因此，在1210，将排气偏离突起包括将排气偏离三棱柱的侧面。在替代实施例中，这些突起可以包括三角形护罩，其沿顶部和底部联接交替的块；矩形块悬置在组件的顶板和底板之间。在此，这些突起包括通过顶侧连接相邻的矩形块的第一组三角护罩以及通过底侧连接交替的相邻矩形块的第二组三角形护罩，第一组三角形护罩和第二组三角形护罩包括沿背离通道的相反方向延伸的顶点。此外，第一组三角形护罩与第二组三角形护罩在突出的方向上交替。在这样的实施例中，在1212，将排气偏离突起可以包括将排气偏离三角形护罩，其沿突起方向交替。

此外，方法1200包括在1214围绕矩形块使排气迂回前进(weaving)。如前所述，在一个示例实施例中，矩形块联接至组件的底板。在交替实施例中，矩形块悬置在组件的顶板与底板之间。方法前进至1216。

在1216，方法1200包括通过开放的后板将排气流出组件。在此，后板被定位成与前板相对。后板被配置成沿平行于排气通道内排气流的方向将排气引导出PM传感器组件。因此，排气沿平行于排气通道内排气流方向的方向以相似的方式进入和离开PM传感器组件。方法前进至1218。

在1218，方法1200包括收集形成在相邻矩形块上的极性相反的电极之间的通道中的排气PM或碳烟，并且计算组件的碳烟负载。如前所述，正电极和负电极形成在矩形块的相对侧表面。在块在联接至组件的底板的一个示例中，这些块以及电极从组件的底表面突出。这些块被布置在组件内使得形成在块的侧面上的正电极面朝沿着相邻块的一侧形成的负电极。控制器将第一电压施加至电极以使PM积累在电极上。随着PM或碳烟微粒在电极之间沉积，可以开始增大通过测量装置在电极之间测得的电流。控制器可以能够确定电流并且推断PM传感器组件上的相应PM或碳烟负载。通过监测传感器元件上的负载，可以确定DPF下游的排气碳烟负载，并且由此用于诊断与监测DPF的健康与运行。方法前进至1220。

在1220，方法1200包括检查碳烟负载是否高于阈值。阈值可以表明传感器再生状况。当PM传感器组件上的碳烟负载大于阈值时，可以认为是满足了PM传感器再生条件，并且PM传感器可能需要再生。如果碳烟负载高于阈值(例如，1220处的“是”)，那么方法1200前进至1226：PM传感器组件可以通过执行图5中所描述的方法再生。简言之，可以通过加热传感器开始再生PM传感器组件。例如，PM传感器组件可以通过致动加热元件来加热，该加热元件热联接至组件的块。在此，控制器可以使再生电路中的开关闭合，由此将电压(例如，第二不同的电压)施加至加热元件，引起加热元件加热。另外，控制器可以不将电压施加至传感器电极同时使传感器再生。因此，传感器电极不会在传感器再生过程中积累碳烟。如此，加热元件可以被致动直到传感器的碳烟负载已经通过电极之间的碳微粒的氧化而充分减小。然而，如果碳烟负载低于阈值(例如1220处的“否”)，那么方法1200前进到1224：PM可以继续被收集在矩形块之间的通道中，并且该方法返回。以此方式，通过将排气流入通道中并且增加保留时间，可以增大PM在组件的电极上的积累。

包括三棱柱的技术效果是向正在进入的碳烟微粒上施加机械力并且推动其靠近电极，其中，碳烟微粒可以受到更大的静电力。以此方式，传感器组件可以捕获更多的正在进入的碳烟微粒。包括三棱柱的技术效果是使碳烟微粒在三角形护罩封闭的区域内(具体地在电极之间的间隙中)循环更长时间，由此增加在间隙中在电极上捕获的微粒的量。总之，传感器组件的这些特点可以引起传感器组件的输出更加准确，由此提高估计微粒过滤器上的微粒负载的准确度。

上述系统和方法还提供了一种微粒物质传感器，该微粒物质传感器包括：一对平面相互交叉的电极，这些电极互相间隔一定距离并且从该PM传感器的表面突出：以及位于这对平面相互交叉的电极之间的多个突出导流装置。在该微粒物质传感器的第一示例中，该传感器可以此外或可替代地包括，其中这些导流装置可以包括被布置在这些相互交叉的电极的多对尖齿之间的均匀间隔的块，这些块之间的间距小于平面相互交叉的电极对的尖齿对之间的距离。该PM传感器的第二示例可选地包括第一示例并且另外包括，其中这些块另外在这些相互交叉的电极的交替尖齿对之间交错。该PM传感器的第三示例可选地包括第一与第二示例中的一个或多个示例并且另外包括，其中每个交替尖齿对包括块，其被布置为与前面的交替尖齿对中的块的重叠小于阈值。该PM传感器的第四示例可选地包括第一至第三示例中的一个或多个示例，并且另外包括，其中这些尖齿对之间的块之间的间距小于相互交叉的电极的尖齿对之间的间距。该PM传感器的第五示例可选地包括第一至第四示例中的一个或多个示例，并且另外包括，其中这些块的高度高于相互交叉的电极的每一个尖齿对的高度。该PM传感器的第六示例可选地包括第一至第五示例中的一个或多个，并且另外包括，其中相互交叉的电极的尖齿对被定位成与排气流正交，并且其中每一对尖齿交替地连接至电压源的正极端子和负极端子。该PM传感器的第七示例可选地包括第一至第三示例中的一个或多个示例，并且另外包括，其中该排气流中的碳烟沉积在相互交叉的电极的尖齿对之间，避开了定位在这些尖齿对之间的块。该PM传感器的第八示例可选地包括第一至第三示例中的一个或多个示例，并且另外包括控制器，该控制器具有被储存在非瞬态存储器上的计算机可读指令，这些计算机可读指令用于将排气流中的PM单流在每一个位于相互交叉的电极的多对尖齿之间的块处分成多个PM流，从而在多对尖齿对上沉积PM的多个PM流，并且当多对尖齿之间的PM负荷达到阈值PM负荷时使PM传感器再生。

上述系统和方法还提供了一种微粒物质传感器，该微粒物质传感器包括在传感器表面上形成的一对连续相互交叉的电极，这些电极包括沿着传感器表面以交错的排列方式定位的多个均匀间隔的突出块，该突出的块定位于这些相互交叉的交替电极对之间。在该微粒物质传感器的第一示例中，该传感器可以此外或可替代地包括，其中每一个块的高度大于每一个相互交叉的电极的高度。该PM传感器的第二示例可选地包括第一示例并且另外包括，其中每一个块的长度小于每一个相互交叉的电极的长度。该PM传感器的第三示例可选地包括第一与第二示例中的一个或多个示例，并且另外包括：控制器，该控制器具有被储存在非瞬态存储器上的计算机可读指令，这些计算机可读指令用于在连续相互交叉的电极对上积累碳烟并且避免在块上积累碳烟、基于在相互交叉的电极对上积累的碳烟的总量确定PM传感器上的碳烟负荷、并且当碳烟负荷大于阈值时使PM传感器再生。

上述系统和方法还提供了一种用于排气流中的微粒物质感测的方法，该方法包括：在被定位于传感器的正电极与负电极之间的传感器表面上的多个导流装置处，将排气流中的进入的PM流分成多个PM流，并且使这些PM流横跨正电极与负电极沉积，从而形成多个碳烟桥。在该方法的第一示例中，该方法可以此外或可替代地包括，其中形成碳烟桥包括使碳烟桥仅横跨正电极与负电极沉积、而并非沉积在导流装置上。该方法的第二示例可选地包括第一示例，并且另外包括，其中这些导流装置包括从传感器的传感器表面突出并且横跨传感器的正电极与负电极的交替对交错的均匀间隔的块。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的一个或多个示例，并且另外包括，其中这些块的高度大于传感器的正电极与负电极的每一个电极的高度。该方法的第四示例可选地包括第一至第三示例中的一个或多个示例，并且另外包括，其中该划分另外包括围绕这些导流装置引导这些碳烟并且围绕这些导流装置产生多个碳烟桥通路。该方法的第五示例可选地包括第一至第四示例中的一个或多个示例，并且另外包括确定沿着这些多个碳烟桥通路中的每一个通路的每个碳烟桥的长度并且对该长度求和以确定总长度。该方法的第六示例可选地包括第一至第五示例中的一个或多个示例，并且另外包括基于总长度确定传感器的碳烟负荷，并且当传感器的碳烟负荷高于阈值负荷时使该传感器再生。

以上所描述的系统和方法提供了一种微粒物质传感器组件，该微粒物质传感器组件包括多排导流装置，该多排导流装置被布置在组件的前表面与后表面之间，每个导流装置具有沿导流装置的相对表面形成的正电极和负电极，多个间隙形成在多排导流装置之间；并且多个突起被布置在组件的顶表面与底表面之间，该多个突起在多个间隙之间对齐。在微粒物质传感器组件的第一示例中，组件可以此外或可替代地，其中，每个导流装置的正电极面朝相邻导流装置的负电极并且与相邻导流装置的负电极分开该多个间隙的一个间隙。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另外包括，其中每个导流装置包括矩形块，该矩形块从组件的一个侧表面延伸至相对侧表面，并且其中，正电极和负电极沿矩形块相对表面延伸一定长度。微粒物质传感器组件的第三示例可选地包括第一和第二示例中的一个或多个示例，并且另外包括，其中，导流装置、正电极、和负电极中的每个从组件的底表面突出，并且其中，该多个突起联接至组件的顶表面，该多个突起中的每一个突起突入相邻导流装置的间隙中。组件的第四示例可选地包括第一到第三示例中的一个或多个示例，并且另外包括，其中该多个突起包括三角形延伸部，三角形延伸部的底边将三角形延伸部联接至组件的顶表面，并且三角形延伸部的顶点延伸进入相邻导流装置之间的间隙中，并且其中，从排气通道通过组件的前表面进入组件的排气在多排导流装置的上方被引导、并且被三角形延伸部和排气推动靠近朝向相邻导流装置的正电极与负电极之间的间隙，并且排气随后通过组件的后表面离开组件。组件的第五示例可选择地包括第一到第四示例的一个或多个示例，并且另外包括其中，该多排导流装置悬置在组件内在组件的顶表面与底表面之间，并且进一步从组件的一个侧表面联接至相对侧表面，并且其中，该多个突起包括沿突起方向交替的三角形护罩，该多个突起联接至该多排导流装置。组件的第六示例包括第一到第五示例的一个或多个示例，并且另外包括，其中每个三角形护罩形成与相邻导流装置之间的间隙毗连的山形区域。组件的第七示例包括第一到第六示例的一个或多个示例，并且另外包括其中，第一三角形护罩将组件的第一导流装置与第二导流装置联接，第一三角形护罩朝向组件的顶表面延伸，并且其中，第二三角形护罩将组件的第一导流装置联接至第三导流装置，第二三角形护罩朝向组件的底表面延伸，并且其中，第二导流装置和第三导流装置位于第一导流装置的两个相对侧上。组件的第八示例包括第一到第七示例中的一个或多个示例，并且另外包括其中，从排气通道通过前表面进入组件的排气可以被导流装置和三角形护罩分成顶部流和底部流、并且可以被引导朝向正电极和负电极之间的间隙，顶部流包括在组件的顶表面与导流装置之间流动的排气，并且底部流包括在组件的底表面与导流装置之间流动的排气。组件的第九示例包括第一到第八示例中的一个或多个示例，并且另外包括联接至每个导流装置的加热元件以及具有计算机可读指令的控制器，这些计算机可读指令存储在非瞬态存储器上用于在排气流动过程中将第一电压施加在每个导流装置的正电极和负电极上以使排气流中的排气微粒物质积累在形成在相邻导流装置上的正电极与负电极之间的间隙上、基于正电极和负电极上产生的电流估计微粒物质传感器组件上的负载、并且响应于负载高于阈值而将第二电压施加至传感器组件的加热元件以使传感器组件再生。

以上所描述的系统和方法同样提供了一种方法，该方法包括将排气从排气通道流过微粒物质传感器组件，该流动包括通过在形成在组件的矩形块之间的通道中延伸的突起将排气引入这些通道中，矩形块具有沿两个相对侧表面形成的正电极和负电极。在方法的第一示例中，该方法可以此外或可替代地包括，其中引导另外包括将排气沿平行于排气通道内排气流的方向通过开放的前板流入传感器组件，将排气偏离突起进入这些通道并且增加排气微粒物质在这些通道中的保留时间，使排气围绕这些矩形块迂回前进，并且沿平行于排气通道内排气流方向的方向通过开放的后板使排气流出组件，开放的后板和开放的前板定位在组件的相对端处。方法的第二示例可选择地包括第一示例，并且另外包括，其中每个突起包括形成在组件的顶板上的三棱柱、三棱柱的顶点延伸进入形成在相邻矩形块之间的通道中、三棱柱的底边搁置在顶板的表面上，并且其中，三棱柱在平行于矩形块的长度的方向上沿顶板形成，该长度垂直于排气通道内排气流的方向。该方法的第三示例可选择地包括第一和第二示例的一个或多个示例，并且另外包括，其中矩形块从组件的底板朝向顶板突出，并且其中，所形成的正电极和负电极从组件的底板突出。该方法的第四示例可选择地包括第一到第三示例中的一个或多个示例，并且另外包括，其中矩形块悬置在组件的顶板与底板之间，并且其中，矩形块从组件的一个侧板延伸至组件的相对侧板。该方法的第五示例可选择地包括第一到第四示例中的一个或多个示例，并且另外包括，其中这些突起包括通过顶侧连接相邻矩形块的第一组三角形护罩以及通过底侧连接交替的相邻矩形块的第二组三角形护罩，该第一组三角形护罩和第二组三角形护罩包括沿背离这些通道的相反方向延伸的顶点。该方法的第六示例可选择地包括第一到第五示例中的一个或多个示例，并且包括，其中第一组三角形护罩、和第二组三角形护罩沿突起方向交替。

以上所描述的系统和方法提供了一种微粒物质传感器组件，该传感器组件包括被布置在传感器壳体内的间隙分开的多个矩形块、沿每个矩形块的两个相对的平行的表面形成的正电极和负电极、面朝该间隙形成在相邻块上的极性相反的电极、以及形成在传感器壳体内的多个三角形突起，其与形成在相邻矩形块之间的间隙对齐。在微粒物质传感器组件的第一示例中，该传感器可以此外或可替代地包括，其中传感器盒联接至排气通道使得排气进入传感器盒、偏离多个三角形突起的表面、并且流入该间隙中，排气中的微粒物质聚集在相邻矩形块的正电极与负电极之间的间隙上，排气迂回横穿多个矩形块并且离开传感器盒。

注意，本文所包括的示例性控制和估算程序能够结合各种发动机和/或车辆系统配置使用。在此披露的控制方法和程序的所选择的动作可以存储为非瞬态存储器中的可执行指令并且可以通过控制系统来执行，该控制系统包括控制器结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件。在此描述的具体程序可以表示任意数量的处理策略中的一个或多个处理策略，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。如此，所展示的各种动作、操作和/或功能可以按照所展示的顺序、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不必要求达到在此描述的示例实施例的特征和优点，但是提供为了方便展示和说明。根据使用的具体策略，一个或多个展示的动作、操作和/或功能可以重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以以图形方式表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非瞬态储存器中的代码，其中，通过在包括各种发动机硬件组件的系统中执行指令并结合电子控制器来执行所描述的动作。

应理解的是，在此披露的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例并不被认为是限制意义的，因为许多变体是可能的。例如，能够将以上技术应用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸发动机和其他发动机类型。本披露的主题包括本文所披露的各种系统和配置、以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求书具体地指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可以引用“一个”元件或“第一”元件或其等效物。这种权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。披露的特征、功能、元件、和/或特性的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过本申请或相关申请的新的权利要求的显现来要求。这种权利要求书，与原权利要求书相比在范围上无论更宽、更窄、对等、还是不同，同样被认为是被包括在本披露的主题之中。

Claims (18)

1.一种传感器组件，包括：

多排导流装置，所述多排导流装置被布置在所述组件的前表面与后表面之间，每个导流装置具有沿所述导流装置的相对表面形成的正电极和负电极；

形成在所述多排导流装置之间的多个间隙；以及

被布置在所述组件的顶表面与底表面之间的多个突起，其中所述多个突起是每个均定位在所述多个间隙内的三角形延伸部，并且其中每个三角形延伸部的顶点延伸超过所述导流装置的顶部，所述三角形延伸部和所述导流装置彼此重叠。

2.如权利要求1所述的组件，其中，每个导流装置的所述正电极面向相邻导流装置的所述负电极，并且与所述相邻导流装置的所述负电极分开所述多个间隙中的一个间隙。

3.如权利要求1所述的组件，其中，每个导流装置包括从所述组件的一个侧表面延伸至相对侧表面的矩形块，并且其中，所述正电极和所述负电极沿着所述矩形块的相对表面延伸一定长度。

4.如权利要求2所述的组件，其中，所述导流装置、所述正电极和所述负电极中的每个从所述组件的所述底表面突出，并且其中，所述多个突起联接至所述组件的所述顶表面，所述多个突起中的每一个突起突入相邻导流装置之间的所述间隙。

5.如权利要求1所述的组件，其中所述三角形延伸部的底边将所述三角形延伸部联接至所述组件的所述顶表面，并且其中，从排气通道通过所述组件的所述前表面进入所述组件的排气在所述多排导流装置上被引导、并且被所述三角形延伸部和所述排气推动靠近相邻导流装置的所述正电极与所述负电极之间的所述间隙，并且所述排气随后通过所述组件的所述后表面离开所述组件。

6.如权利要求2所述的组件，其中，所述多排导流装置悬置在所述组件内在所述组件的所述顶表面与所述底表面之间，并且进一步从所述组件的一个侧表面联接至相对侧表面。

7.如权利要求2所述的组件，另外包括联接至所述导流装置中的每一者的加热元件以及具有计算机可读指令的控制器，这些计算机可读指令存储在非瞬态存储器上，用于：

在排气流动过程中将第一电压施加至所述导流装置中的每一者的所述正电极和所述负电极，以便使排气中的排气微粒物质积累在形成在相邻导流装置上的所述正电极与负电极之间的所述间隙上；

基于所述正电极和所述负电极上产生的电流，估计所述传感器组件上的负载；以及

响应于所述负载高于阈值，

将第二电压施加至所述传感器组件的所述加热元件以使所述传感器组件再生。

8.一种用于微粒物质传感器组件的方法，所述方法包括：

使排气从排气通道流动通过微粒物质传感器组件，所述流动包括通过在形成在所述组件的矩形块之间的通道中延伸的突起将所述排气引导到所述通道中，所述矩形块具有沿两个相对侧表面形成的正电极和负电极；并且

其中所述突起包括通过顶侧连接相邻矩形块的第一组三角护罩以及通过底侧连接交替相邻矩形块的第二组三角形护罩，所述第一组三角形护罩和所述第二组三角形护罩包括沿背离所述通道的相反方向延伸的顶点。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述引导包括使所述排气沿平行于所述排气通道内的排气流的方向通过开放的前板流入所述微粒物质传感器组件；

使所述排气偏离所述突起进入所述通道中并且增加排气微粒物质在所述通道内的保留时间；并且

使所述排气围绕所述矩形块迂回前进。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述引导进一步包括沿平行于所述排气通道内排气流的方向通过开放的后板使所述排气流出所述组件，所述开放的后板和所述开放的前板被定位在所述微粒物质传感器组件的相对端处。

11.如权利要求8所述的方法，其中，所述突起的每一者包括形成在所述微粒物质传感器组件的顶板上的三棱柱，所述三棱柱的顶点延伸进入形成在相邻矩形块之间的通道中，以及所述三棱柱的底边搁置在所述顶板的表面上，并且其中，所述三棱柱在平行于所述矩形块的长度的方向上沿所述顶板形成，所述长度垂直于所述排气通道内排气流的方向。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述矩形块从所述组件的底板朝向所述顶板突出，并且其中，所形成的底边正电极和底边负电极从所述微粒物质传感器组件的底板突出。

13.如权利要求8所述的方法，其中，所述矩形块悬置在所述组件的顶板与底板之间，并且其中，所述矩形块从所述组件的一个侧板朝向所述微粒物质传感器组件的相对侧板延伸。

14.如权利要求8所述的方法，其中，每个三角形护罩形成与所述相邻矩形块之间的间隙毗连的山形区域。

15.如权利要求8所述的方法，其中，第一三角形护罩将所述微粒物质传感器组件的第一矩形块与第二矩形块联接，所述第一三角形护罩朝向所述微粒物质传感器组件的顶表面延伸，并且其中，第二三角形护罩将所述微粒物质传感器组件的所述第一矩形块联接至第三矩形块，所述第二三角形护罩朝向所述微粒物质传感器组件的底表面延伸，并且其中，所述第二矩形块和所述第三矩形块位于所述第一矩形块的两个相对侧上。

16.如权利要求8所述的方法，其中，从所述排气通道通过前表面进入所述组件的所述排气被所述矩形块和所述三角形护罩分成顶部流和底部流，并且被引向所述正电极和所述负电极之间的间隙，所述顶部流包括在所述组件的顶表面与所述矩形块之间流动的排气，并且所述底部流包括在所述组件的所述底侧与所述矩形块之间流动的排气。

17.一种微粒物质传感器组件即PM传感器组件，包括：

由绝缘材料制成的多个块，所述多个块中的相邻块被分开一定间隙并且被布置在传感器壳体内；

沿所述块中的每个块的两个相对的、平行的表面形成的正电极和负电极，形成在相邻块上的面朝所述间隙的极性相反的电极；以及

在所述传感器壳体内的多个三角形突起，其与形成在所述相邻块之间的所述间隙对齐。

18.如权利要求17所述的PM传感器组件，其中，所述传感器壳体联接至排气通道，使得排气进入所述传感器壳体、偏离所述多个三角形突起的表面、并且流入所述多个块中的所述相邻块中的每个块之间的所述间隙，并且其中随着排气迂回横穿所述多个块并且离开所述传感器壳体，所述排气中的微粒物质聚集在面朝所述间隙的所述相邻块的相反的电极之间的所述间隙中。

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