CN107923295B - 具有设计的颗粒尺寸分割点的颗粒物质传感器 - Google Patents

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Abstract

一种后处理系统包括颗粒过滤器，该颗粒过滤器构造成对流过该后处理系统的排放气体中包括的具有预定的最小有效尺寸范围的PM进行过滤。PM传感器组件位于该颗粒过滤器的下游并包括壳体，该壳体具有入口、出口和侧壁并限定内部容积。PM传感器位于该内部容积内。该壳体构造成围绕PM传感器对进入PM传感器组件的排放气体的流动进行重新导向，使得排放气体流中包括的具有在预定尺寸范围内或小于预定尺寸范围的第一尺寸的小颗粒围绕该颗粒物质传感器被导向。具有大于预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击PM传感器。控制器与PM传感器可通信地联接。

Description

具有设计的颗粒尺寸分割点的颗粒物质传感器
技术领域
本申请总体涉及用于内燃(IC)机的后处理系统。
背景技术
排气后处理系统用于接收和处理IC发动机产生的排放气体。传统排放气体后处理系统包括若干不同部件中的任何部件以降低存在于排放气体中有害排气排放的水平。例如，用于柴油驱动的IC发动机的某些排气后处理系统包括选择性催化还原(SCR)催化剂以在氨(NH3)存在的情况下将NOx(一定比例的NO和NO2)转化成无害的氮气(N2)和水蒸气(H2O)。
许多后处理系统包括位于SCR系统上游的颗粒过滤器(例如柴油颗粒过滤器[DPF])。颗粒过滤器配置成过滤颗粒物质(PM)，例如夹带在流过后处理系统的排放气体内的烟灰，以满足PM排放法规。通常，颗粒过滤器具有非常高的质量过滤效率(99.9％)。颗粒过滤器通常配置成通过扩散过程非常有效地过滤尺寸小于100nm的颗粒，并且通过撞击和拦截也非常有效地过滤尺寸大于大约300nm的颗粒。然而存在一种已知的现象，有时称为“格林菲尔德间隙”(Greenfield Gap),其中落入该尺寸范围(即位于100-300nm之间)的颗粒以低得多的效率被过滤。因此，未被颗粒过滤器过滤的颗粒会被认为是有效的“尺寸选择”。
排气排放法规要求对颗粒过滤器进行监测以确保颗粒物质排放符合法规标准。虽然一定量的尺寸在最小效率尺寸范围内的颗粒可能会穿过颗粒过滤器，但是该量通常足够小，使得总PM排放量仍在正常运行颗粒过滤器的排放标准内。然而，颗粒过滤器的灾难性故障例如颗粒过滤器中的裂缝或破裂会为PM提供不受限制的流动路径以使其穿过颗粒过滤器流到下游后处理部件(例如SCR系统)并进入环境。在这类情况下，尺寸大于格林菲尔德间隙尺寸范围的大颗粒(通常被颗粒过滤器拦截)也穿过过滤器并显著增加PM排放量。
发明内容
本文所描述的各实施例总体涉及使用PM传感器组件来检测后处理系统的颗粒过滤器的故障的系统和方法。在各种实施例中，本文所描述的系统和方法包括PM传感器组件，该PM传感器组件包括位于壳体内的PM传感器。上述壳体构造成重新导向进入上述壳体的排放气体的流动，使得只有尺寸大于预定尺寸范围(对应于颗粒过滤器的最小有效过滤尺寸范围)的大颗粒撞击并累积在PM传感器上。该累积引起PM传感器的电参数的变化以指示颗粒过滤器的故障。
在第一组实施例中，一种后处理系统包括颗粒过滤器，该颗粒过滤器构造成对流过后处理系统的排放气体中包括的具有预定尺寸范围的PM进行过滤。PM传感器组件位于该颗粒过滤器的下游。该PM传感器组件包括壳体，该壳体具有入口、出口和侧壁。该壳体限定内部容积。PM传感器位于该内部容积内。PM传感器组件位于排放气体的流动路径内，使得部分上述排放气体通过上述入口进入上述壳体的内部容积。上述壳体构造成围绕上述PM传感器对部分上述排放气体的流动进行重新导向，使得部分上述排放气体流中包括的具有在上述预定尺寸范围内或小于上述预定尺寸范围的第一尺寸的小颗粒围绕上述颗粒物质传感器被导向。此外，具有大于上述预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击上述PM传感器。控制器与PM传感器可通信地联接。
在另一组实施例中，一种用于后处理系统的PM传感器组件包括壳体，该壳体具有入口、出口和侧壁。该壳体限定内部容积。PM传感器位于上述内部容积内。上述壳体构造成围绕上述PM传感器对通过上述入口进入的排放气体流进行重新导向，使得上述排放气体流中包括的具有在预定尺寸范围内或小于该预定尺寸范围的第一尺寸的小颗粒围绕上述颗粒物质传感器被导向。此外，具有大于该预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击该颗粒物质传感器。
在又一组实施例中，一种确定颗粒过滤器的故障的方法，该颗粒过滤器构造成对具有预定尺寸范围的PM进行过滤，该颗粒过滤器被包括在后处理系统中，该后处理系统包括位于该颗粒过滤器下游的PM传感器组件。该PM传感器组件包括壳体，该壳体具有入口、出口和侧壁，颗粒物质传感器位于由该壳体所限定的内部容积内。该方法包括使排放气体流过上述后处理系统，使得部分上述排放气体在流过上述颗粒过滤器后通过上述入口流入上述壳体。上述壳体构造成对部分上述排放气体的流动进行重新定向以绕上述PM传感器周围流动，使得部分上述排放气体流中包括的具有在上述预定尺寸范围内或小于上述预定尺寸范围的第一尺寸的小颗粒围绕上述PM传感器被导向、具有大于上述预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击上述PM传感器。
该方法解释上述PM传感器的第一电参数值。上述排放气体被允许流过上述PM传感器组件预定时间，该预定时间使得上述大颗粒累积在上述PM传感器上。该方法解释上述PM传感器的第二电参数值。确定上述第二电参数值和上述第一电参数值之间的差是否大于预定阈值。如果上述差被确定为大于上述预定阈值，确定上述颗粒过滤器的故障并将上述颗粒过滤器的故障指示给用户。
应当理解，前述概念和以下更详细讨论的附加概念的所有组合(假如这些概念不是相互不一致的)被考虑为本文公开的发明主题内容的一部分。具体地，在本公开的结尾处出现的所要求保护的主题内容的所有组合都被认为是本文公开的发明主题内容的一部分。
附图简要说明
本申请的前述和其他特征将由以下描述和所附权利要求结合附图而变得更为明显。可以理解，这些附图仅描绘了根据本公开的几个实施方式并因而将不被考虑为限制其范围，本公开将通过使用附图以及附加具体说明和细节进行描述。
图1是后处理系统的示意框图，该后处理系统包括颗粒过滤器和位于该颗粒过滤器下游的PM传感器组件。
图2是PM传感器组件的一个实施例的横截面示图，该PM传感器组件可以被包括在图1的后处理系统中。
图3是示出了穿过图2的PM传感器组件的壳体的小颗粒和大颗粒的流动路径的另一示图。
图4是PM传感器的具体实施例的主视图，该PM传感器可以被包括在图1和/或2的PM传感器组件中。
图5是使用PM传感器组件检测颗粒过滤器的故障的方法的一个实施例的示意流程图。
图6是可以用作图1的后处理系统中包括的控制器的计算设备的示意框图。
在以下所有具体实施方式中参考附图。在附图中，类似附图标记通常标识类似部件，除非上下文另有规定。具体实施方式、附图和权利要求中所描述的示例性实施方式并不意味是限制性的。在不脱离本申请所呈现的主题内容的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方式，并可以进行其他修改。容易理解的是，如本申请总体描述的并在附图中示出的本申请的各方面可以在各种各样的不同配置中进行布置、替换、组合和设计，所有这些都明确视为和作为本申请的一部分。
具体实施方式
本申请所描述的各实施例总体涉及使用PM传感器组件检测后处理系统的颗粒过滤器的故障的系统和方法。在各种实施例中，本申请所描述的系统和方法包括PM传感器组件，该PM传感器组件包括位于壳体内的PM传感器。该壳体构造成重新导向进入该壳体的排放气体流，使得只有尺寸大于预定尺寸范围(对应于颗粒过滤器的最小有效过滤尺寸范围)的大颗粒撞击并累积在PM传感器上。该累积引起PM传感器的电参数的变化以指示颗粒过滤器的故障。
传统后处理系统通常包括在排放气体的流动路径上位于颗粒过滤器(例如图1的颗粒过滤器110)下游的PM传感器。PM传感器通常包括累积型传感器，其允许夹带在颗粒过滤器下游的排放气体流中的PM中包括的颗粒累积在PM传感器的感测部分上。这类PM传感器的感测部分上的颗粒累积改变了PM传感器的电参数(例如电阻、电导和/或电容)。这类PM传感器例如通过提高PM传感器的温度使PM氧化并恢复到其初始状态而被周期性再生。累积和恢复到初始状态所需的时间用于确定夹带在排放气体流中的PM量。
虽然再生除去了有机物质，但是PM中包括的金属和/或氧化物颗粒(例如可以具有20-40nm范围中的尺寸)也累积在PM传感器上。这类颗粒通常会难以从PM传感器去除并导致PM传感器的最终退化和失效。由于在正常操作下这些金属氧化物与穿过颗粒过滤器的PM聚结，该退化是不可避免的。
在颗粒过滤器例如因裂缝或破裂而发生故障的情况下，至少一部分排放气体流不受限制地(即未过滤)穿过颗粒过滤器。这允许包括在排放气体中的大量大颗粒(即直径大于预定尺寸范围，例如100nm至300nm)、小颗粒(即尺寸在预定尺寸范围内，例如100nm和300nm之间)以及直径可以小于预定尺寸范围(例如小于100nm)的金属和/或氧化颗粒流过颗粒过滤器并迅速累积在PM传感器上。颗粒物质在PM传感器上的快速累积减少了达到再生阈值并将PM传感器恢复到其初始状态的时间。这导致颗粒过滤器的失效指示。
使用PM传感器组件来检测颗粒过滤器故障的系统和方法的各实施例可以提供以下优点，包括例如：(1)提供在其中设置PM传感器的壳体或外壳，其构造成重新导向进入该壳体的排放气体流，使得小颗粒围绕PM传感器流动，仅大颗粒撞击PM传感器；(2)使用PM传感器的电参数例如电阻、电导和/或电容中的变化来确定大颗粒的存在，以指示颗粒过滤器的故障；(3)减少通常在正常运作的颗粒过滤器下游的排放气体流中所夹带的颗粒在PM传感器上的撞击和累积，从而延长PM传感器的寿命；以及(4)允许在PM传感器组件中使用现有的累积型PM传感器，从而降低制造和维护成本。
图1是根据一个实施例的后处理系统100的示意性框图。后处理系统100包括颗粒过滤器110、PM传感器组件120、控制器170和可选的SCR系统150、第一压力传感器112、第二压力传感器114以及压差传感器116中的一个或多个。
颗粒过滤器110构造成从发动机(例如IC发动机)接收排放气体(例如柴油排放气体)并从该排放气体中过滤PM。在排放气体包括柴油排放气体的某些实施例中，颗粒过滤器110包括柴油颗粒过滤器。颗粒过滤器110可以包括配置成过滤并去除夹带在排放气体流中的任何PM以使得排出到环境中的排放气体符合排放法规的任何合适的过滤器。这类PM可以包括例如烟灰、有机颗粒、金属氧化物、冷凝的半挥发性化合物或存在于排放气体中的任何其他固体颗粒。
颗粒过滤器110构造成非常有效地过滤在预定尺寸范围之下和之上的PM，预定尺寸范围可以对应于格林菲尔德间隙(例如位于100-300nm之间的范围)。PM中包括的小颗粒(例如尺寸范围小于100nm的颗粒)通过颗粒扩散和颗粒拦截的组合而被颗粒过滤器110的过滤元件(未示出)非常有效地过滤(例如以99.9％的过滤效率)。此外，PM中包括的大颗粒(例如尺寸范围大于300nm的颗粒)也通过拦截而被非常有效地过滤(例如以99.9％的过滤效率)。然而，颗粒过滤器对于落在预定尺寸范围内的颗粒具有最低的过滤效率。这些“尺寸选择”的颗粒具有流过颗粒过滤器110并流到位于颗粒过滤器110下游的PM传感器组件120的较高可能性。
任何合适的过滤元件，例如堇青石或碳化硅过滤元件、任何其他合适的过滤元件或其组合可以用于颗粒过滤器110中。过滤元件可以具有任何合适的孔径，例如大约10微米、大约5微米或大约1微米。在特定实施例中，颗粒过滤器110可以被催化。
排放气体具有位于颗粒过滤器110上游的第一压力。随着排放气体流过颗粒过滤器110，排放气体经历压力下降，使得排放气体在颗粒过滤器110的下游具有第二压力。该压力下降与颗粒过滤器110的过滤条件相关。新鲜的或新的颗粒过滤器110对排放气体流提供最小阻力。随着颗粒过滤器110从排放气体捕获颗粒物质，颗粒过滤器110中的颗粒物质的量随时间增加，颗粒过滤器变得越来越堵塞。这导致颗粒过滤器110对排放气体所施加的背压随时间增加。
在特定实施例中，第一压力传感器112位于颗粒过滤器110上游并构造成测量颗粒过滤器110上游的第一压力。第二压力传感器114位于颗粒过滤器110的下游并构造成测量颗粒过滤器110下游的第二压力。排除或除了第一压力传感器112和第二压力传感器114之外，压差传感器116也可以跨越颗粒过滤器110定位。压差传感器116构造成确定跨越颗粒过滤器110的压差。压差传感器116还指示颗粒过滤器110的过滤条件。压差或差压用于确定颗粒过滤器110的过滤条件或过滤负载。
随着时间的流逝，穿过颗粒过滤器110对排放气体流的阻力增加，其与第一压力和第二压力之间的压差增大相关。以这种方式，第一压力和第二压力之间的差可以用于确定第一颗粒过滤器110的过滤条件并确定第一颗粒过滤器110何时需要改变或再生。
虽然跨越颗粒过滤器110的压差指示过滤条件，例如颗粒过滤器110的过滤负载，但是颗粒过滤器的灾难性故障难以通过该压差检测。颗粒过滤器110的这类故障可以包括颗粒过滤器或在其他情况下颗粒过滤器110中包括的过滤元件的物理裂缝或破裂。在这类情况下，相比于未受损伤的颗粒过滤器110，至少一部分排放气体相对不受限制地流过颗粒过滤器110中的裂缝或裂口。因此，不存在跨越颗粒过滤器110的明显的压降，仅通过压力监测无法得到颗粒过滤器110已发生故障(即有裂缝或破裂)的指示。通常被防止穿过颗粒过滤器110的大颗粒(即尺寸范围大于预定尺寸范围，例如大于300nm)然后可以通过裂缝与排放气体流一起流过发生故障的颗粒过滤器110。
PM传感器组件120位于颗粒过滤器110的下游。PM传感器组件120包括壳体122，壳体122具有入口123、出口124和侧壁125。壳体122限定内部容积。PM传感器126位于由壳体122限定的内部容积内。PM传感器126可以定位成使得PM传感器126的感测部分定向为与PM传感器组件120的纵向轴线正交。
例如，PM传感器126可以包括平面传感器，其包括第一平坦表面和与该第一平坦表面相对的第二平坦表面。一个或多个传感器可以定位或限定在PM传感器126的第一平坦表面上。PM传感器126定位成使得包括一个或多个传感器位于其上的第一平坦表面定向为与PM传感器组件120的纵向轴线正交。例如，PM传感器126的第一平坦表面可以相对于PM传感器组件120的纵向轴线以75度、80度、85度、90度、95度、100度或105度的角度定向，包括其间的所有范围和值。
PM传感器126中包括的一个或多个传感器可以包括电阻传感器、电导传感器和/或电容传感器。在特定实施例中，一个或多个传感器可以包括叉指电极。PM传感器126可以包括累积型传感器。PM传感器126构造成产生指示电参数值(例如电阻值、电导值或电容值)的输出值，上述电参数值随着PM累积在PM传感器126的表面上(例如第一平坦表面)而改变。该电参数值的变化用于确定颗粒过滤器110的故障，如以下进一步详细描述。
PM传感器组件120位于排放气体的流动路径内，使得部分排放气体通过入口123进入壳体122的内部容积。壳体122构造成围绕PM传感器126重新导向部分排放气体的流动，使得该部分排气中包括的具有在预定尺寸范围内或小于预定尺寸范围(例如100nm至300nm)的第一尺寸的小颗粒围绕PM传感器126被导向。此外，具有大于预定尺寸范围(例如大于300nm)的第二尺寸的大颗粒离开该排放气体流并撞击PM传感器126。
进一步扩展，壳体122的入口123可以包括孔口，该孔口具有加速部分排放气体流入壳体122的内部容积的直径或其他横截面和形状。排放气体加速进入内部容积时压力的突变改变围绕PM传感器126的排放气体方向。此外，位于排放气体的流动路径内的平面PM传感器126用作撞击板，该撞击板在75度至90度的范围内改变排放气体的流动方向。部分排放气体平行于PM传感器126流动并围绕PM传感器126被重新导向。在特定实施例中，壳体122的侧壁125成形为便于围绕PM传感器126对部分排放气体进行重新导向。例如，壳体122的侧壁125可以是弧形的，例如限定半圆形、半球形或半椭圆形。
在一个实施例中，入口123具有第一横截面(例如直径)，出口124具有大于第一横截面的第二横截面(例如直径)。较大的第二横截面对上述部分排放气体离开壳体122以与主体排放气体流会合的流动路径限制更小，从而也可以便于围绕PM传感器126对排放气体进行重新导向。
随着上述部分排放气体的流动围绕PM传感器126被重新导向，具有低惯性的小颗粒仍被夹带在排放气体流动流内并围绕PM传感器126被重新导向。然而，排放气体流中包括的相对于小颗粒而具有较大惯性的大颗粒离开排放气体流并撞击PM传感器。随着大颗粒累积在PM传感器126上，这引起PM传感器126的电参数值的变化，其指示大颗粒的撞击和累积。如上所述，由于大颗粒仅在颗粒过滤器110故障时存在于排气流中，导致PM传感器126的电参数值变化的大颗粒在PM传感器上的撞击也指示了颗粒过滤器110已发生故障。
在正常操作期间，即当PM传感器126没有发生故障并正确工作时，非常小量或最低(de minimus)量的小颗粒也会撞击PM传感器126。这可能是由于在对部分排放气体流的重新导向中所产生的湍流、涡流和/或缺陷。最低量的小颗粒也将在延长的时间段内累积在PM传感器126上，并且并非所有的小颗粒例如金属和氧化颗粒可以通过再生被去除，如前所述。虽然这也导致PM传感器126的电参数值的变化，但是其相对于因颗粒过滤器110发生故障的大颗粒撞击所产生的电参数值的变化要慢得多。
可以通过采用基线第一电参数值测量结果和采用预定时间后(例如1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟或10分钟后，包括其间的所有范围和值)的第二电参数值测量结果来考虑电参数值的这种小变化。如果第二电参数值与第一电参数值之间的差达到预定阈值，则确定大颗粒撞击PM传感器126并且颗粒过滤器110已发生故障。
如果上述差小于预定阈值，则确定颗粒过滤器110正常运作。虽然最低量的小颗粒将仍然撞击PM传感器126，但是第二电参数值与第一电参数值之间的差将小于预定阈值。在某些实施例中，如果没有检测到颗粒过滤器110发生故障，PM传感器在第二电参数值测量结果后被再生以将PM传感器参数输出值恢复到第一电参数值以用于后续测量。
即使在再生之后，PM传感器126的电参数值因无法去除的金属和氧化颗粒的累积而可能会不完全恢复到第一电参数值(例如恢复到第一电参数值的95％、96％、97％、98％或99％)。然而，这通过采用再生后的下一个电参数值测量结果作为基线测量结果并比较下一个测量结果与下一个测量结果之后的后续测量结果之间的差与预定阈值而被考虑。在其他实施例中，PM传感器126在设定数量(例如3、4、5、6、7、8、9、10或甚至更高)的电参数输出值的测量已由PM传感器126执行之后被再生。在这类实施例中，第二电参数值测量结果作为第三电参数值测量结果的基线测量结果等等。
金属和氧化颗粒在一段时间的累积将使电参数值(例如电阻值、电导值或电容值)大于或小于故障阈值。在这类情况下，PM传感器126被确定为已失效。这可以被指示给用户，使得PM传感器126可以用新的PM传感器126替换。
在各种实施例中，后处理系统100也可以包括SCR系统150。图1示出了位于PM传感器组件120下游的SCR系统。在其他实施例中，SCR系统150或任何其他SCR系统可以位于PM传感器组件120的上游。SCR系统包括一个或多个催化剂，一个或多个催化剂配制成选择性地还原排放气体。可以使用任何合适的催化剂，例如铂、钯、铑、铈、铁、锰、铜、钒基催化剂、任何其他合适的催化剂或其组合。上述催化剂可以被布置在合适的基底(substrate)上，例如陶瓷(例如堇青石)或金属(例如坝塔尔合金)块芯(monolith core)，其例如可以限定蜂窝式结构。涂层(washcoat)也可以用作催化剂的载体材料。这种涂层材料可以包括例如氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、任何其他合适的涂层材料或其组合。排放气体(例如柴油排放气体)可以在上述催化剂上方流动或流过上述催化剂，从而对包括在排放气体中的任何NOx气体进行进一步还原以产生基本上不含一氧化碳和NOx气体的排放气体。
后处理系统100还包括控制器170。控制器170与PM传感器126和可选的第一压力传感器112、第二压力传感器114和/或压差传感器116可通信地联接。控制器170配置成解释来自PM传感器126的第一输出值并确定第一电参数值，如上所述。在经过预定时间(例如1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟或10分钟后，包括其间的所有范围和值)后，控制器170解释来自PM传感器126的第二输出值以确定第二电参数值，如本文所述。
如上所述，第一电参数值可以是PM传感器126的基线电参数值。此外，第二电参数值由于大颗粒在PM传感器126上的撞击和累积而产生。大颗粒的撞击和累积将第一电参数值改变为第二电参数值。控制器170确定第二电参数值和第一电参数值之间的差是否大于预定阈值。如果由控制器170确定上述差大于预定阈值，控制器170确定颗粒过滤器110已发生故障。
控制器170将颗粒过滤器110的故障指示给用户。例如，后处理系统可以被包括在由用户操作的系统中(例如车辆)。可以提供听觉/视觉指示(例如，警报、蜂鸣声、仪表盘、控制面板、控制台上的视觉指示器等)给用户以指示颗粒过滤器110的故障。在某些实施例中，可以由与后处理系统100流体联接的发动机(例如柴油发动机)的计算机系统(例如嵌入式计算机)产生故障代码。例如，发动机检查灯可以对应于指示颗粒过滤器110已发生故障的故障代码而打开。
在各种实施例中，控制器170与压差传感器116可通信地联接并进一步配置成输出来自压差传感器116的压差输出值以确定跨越颗粒过滤器110的压差。此外，控制器170还可以配置成解释来自第一压力传感器112的第一压力输出并确定颗粒过滤器110上游的第一压力。控制器170还解释来自第二压力传感器114的第二压力输出并确定颗粒过滤器110下游的第二压力。控制器170然后使用该第一压力和该第二压力来确定跨越颗粒过滤器110的压差。
控制器170可以包括处理器(例如微控制器)，该处理器被编程为解释来自PM传感器126的信号以确定颗粒过滤器110的故障，如本文所述。在某些实施例中，控制器170可以被包括在控制模块中，该控制模块与如本文所描述的后处理系统100的一个或多个部件电通信，并可操作以执行本文所描述的感测和控制功能。在具体实施例中，控制器170还可以配置成还接收和解释来自温度传感器、NOx传感器、氧传感器和/或氨传感器的数据，每个传感器可以被包括在后处理系统100中。
控制器170可以包括查找表、算法或指令，其可以存储在控制器170中包括的计算机可读介质(CRM)上。CRM上的指令或算法可由控制器170(例如微处理器)的计算设备执行,该计算设备被专门编程以解释上述第一电参数值和上述第二电参数值。控制器170还可以包括算法或查找表来将第二电参数值和第一电参数值之间的差与预定阈值进行比较以确定颗粒过滤器110是否正常运作或已发生故障。
在某些实施例中，后处理系统100中包括的SCR系统150可以位于颗粒过滤器110的上游。在其他实施例中，后处理系统100也可以包括多条支路，每条支路包括颗粒过滤器110、PM传感器组件120和SCR系统150。在某些实施例中，后处理系统100也可以包括任何数量的其他部件。这类部件可以包括例如氧化催化剂(例如柴油氧化催化剂)、用于促进SCR系统150中排放气体催化的排气还原剂(例如，诸如尿素水溶液的柴油排气处理液)喷射器、用于促进排放气体与排气还原剂混合的混合器、氨氧化催化剂、温度传感器、NOx传感器、氧传感器、氨传感器或任何其他合适的部件。
图2示出了PM传感器组件220的具体实施例的横截面。PM传感器组件220可以被包括在后处理系统(例如后处理系统100)中并位于后处理系统中包括的颗粒过滤器(例如颗粒过滤器110)的下游。PM传感器组件220包括壳体222和PM传感器226。
壳体222具有入口223、出口224和侧壁225。壳体222限定PM传感器226所处的内部容积。如图3所示，壳体222构造成围绕PM传感器226对通过入口进入的排放气体流进行重新导向，使得该排放气体流中包括的具有在预定尺寸范围内或小于预定尺寸范围(例如100nm至300nm)的第一尺寸的小颗粒围绕PM传感器226被导向，而具有大于该预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击PM传感器226。该预定尺寸范围可以对应于由颗粒过滤器例如过滤器110最小有效过滤的颗粒。
入口223具有第一横截面D1(例如直径)，该第一横截面D1构造成加速排放气体流入壳体222的内部容积。平面PM传感器226在排放气体的流动路径内相对于PM传感器组件226的纵向轴线AL正交地定位。PM传感器226具有长度L并定位在与入口223的开口相距距离H处。
入口223和PM传感器226的位置和取向的组合用于在75度至90度的范围改变排放气体的流动方向。例如，通过入口进入内部容积的排放气体所经历的压力变化将排放气体围绕PM传感器226重新导向。排放气体平行于PM传感器226流动并围绕PM传感器226被重新导向。壳体222的侧壁225是弧形的并成形为便于围绕PM传感器226对部分排放气体进行重新导向。如图2和3所示，壳体222的侧壁225是半圆形(或半球形)的，但是在其他实施例中，侧壁225可以是椭圆形或具有任何其他弯曲形状以便于围绕PM传感器226对排放气体朝向出口224进行重新导向。
出口224具有第二横截面D2(例如直径)，第二横截面D2大于第一横截面D1。较大的第二横截面D2对上述排放气体离开壳体222与主体排放气体流会合的流动路径限制更小，从而也可以促进对排放气体围绕PM传感器226重新导向。随着上述部分排放气体的流动围绕PM传感器226被重新导向，具有低惯性的小颗粒仍被夹带在排放气体流动流内并围绕PM传感器226被重新导向。
然而，相对于小颗粒而具有较大惯性的排放气体流中包括的大颗粒离开该排放气体流并撞击PM传感器226，如图4所示。随着大颗粒累积在PM传感器226上，这引起PM传感器226的电参数值的变化，其指示大颗粒的撞击和累积。由于如上所述大颗粒仅在颗粒过滤器故障时存在于排气流中，大颗粒在PM传感器226上的撞击导致PM传感器226的电参数值的变化也指示了颗粒过滤器已发生故障。
PM传感器226位于排放气体的流动路径内并包括平面传感器，该平面传感器相对于PM传感器组件220的纵向轴线AL纵向定向并平行于PM传感器组件220的垂直轴线AV。例如，PM传感器226可以包括平面传感器，其包括第一平坦表面和与该第一平坦表面相对的第二平坦表面。一个或多个传感器可以定位或限定在PM传感器226的第一平坦表面上。
PM传感器226定位成使得包括一个或多个传感器位于其上的第一平坦表面定向为与PM传感器组件220的纵向轴线正交。例如，PM传感器226的第一平坦表面可以相对于PM传感器组件220的纵向轴线以75度、80度、85度、90度、95度、100度或105度的角度定向，包括其间的所有范围和值。
PM传感器226中包括的一个或多个传感器可以包括电阻传感器、电导传感器和/或电容传感器。在特定实施例中，一个或多个传感器可以包括叉指电极。例如，图4示出了根据一个实施例的PM传感器226的第一平坦表面。PM传感器226包括绝缘基底227。一对叉指电极228位于绝缘基底227的第一平坦表面上。电触点229也设置在基底227上以允许PM传感器226与一个或多个电子部件(例如控制器170)电联接。
PM传感器226构造成产生指示电参数值(例如电阻值、电导值或电容值)的电输出值，上述电参数值随着PM累积在PM传感器226的表面上(例如第一平坦表面)而改变。该电参数值的变化用于确定颗粒过滤器的故障，如以下进一步详细描述。
例如，PM传感器226在第一时间产生第一电参数值并在第一时间后的第二时间(例如第一时间后的1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟或10分钟)产生第二电参数值。如果第二电参数值和第一电参数值之间的差大于预定阈值，这提供了颗粒过滤器(例如颗粒过滤器110)已发生故障的指示。
第一电参数值是PM传感器226的基线电参数，如本文先前所述。第二电参数值由于大颗粒(例如尺寸大于100nm至300nm的预定尺寸范围)在PM传感器226上的撞击和累积而产生。大颗粒的累积将第一电参数值改变为第二电参数值。
例如，该对叉指电极228由绝缘基底227相互分离。由于分离该对叉指电极228的基底227是绝缘的，在该对叉指电极228之间存在大电阻。大颗粒撞击和累积在该对叉指电极228上和之间的PM传感器226的第一平坦表面上。由于大颗粒在第一平坦表面上的撞击而累积在PM传感器上的累积PM的电导一般比基底更大。
因此，随着大颗粒在第一平坦表面上累积，它们在该对叉指电极228之间形成电短路。这降低了该对叉指电极之间的电阻。该电阻的变化与累积在PM传感器226上的PM量成比例。如果电阻从第一电阻值变为第二电阻值以使得第二电阻值和第一电阻值之间的差大于预定阈值，这提供了颗粒过滤器已发生故障的指示。
图5是示例方法400的示意流程图，该示例方法400用于检测后处理系统(例如后处理系统100)中包括的颗粒过滤器(例如颗粒过滤器110)的故障，PM传感器组件(例如PM传感器组件120或220)位于该颗粒过滤器的下游。该PM传感器组件包括壳体，该壳体具有入口、出口和侧壁。该壳体限定PM传感器(例如PM传感器126或226)所处的内部容积。方法400的各操作可以以指令的形式存储在非瞬态CRM上(例如图6的计算设备530中包括的主存储器536、只读存储器(ROM)538或存储设备540)。CRM可以被包括在计算设备(例如计算设备530)上，该计算设备配置成执行存储在CRM上的指令以执行方法400的各操作。
方法400包括在402中使排放气体流过后处理系统并因此流过颗粒过滤器和PM传感器组件。部分排放气体在流过颗粒过滤器后通过入口流入壳体。该壳体(例如壳体120或220)构造成围绕PM传感器(例如PM传感器126或226)重新导向部分排放气体流的流动，使得该部分排放气体流中包括的具有在预定尺寸范围内或小于预定尺寸范围(例如100nm至300nm)的第一尺寸的小颗粒围绕该PM传感器被导向，而具有大于预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击该PM传感器。
在404中解释PM传感器的第一电参数值。例如，控制器170解释来自PM传感器126或226的第一输出值以确定第一电参数值(例如电阻、电导或电容)。第一电参数值可以用作基线电参数值，如上所述。在406中允许该排放气体流过PM传感器组件第一时间。例如，在解释第一电参数值后，排放气体被允许流过PM传感器组件第一时间(例如大约1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟或10分钟，包括其间的所有范围和值)。
在408中解释PM传感器的第二电参数值。例如，控制器170解释来自PM传感器126或226的第二输出值以确定第二电参数值。方法400在410中确定第二电参数值和第一电参数值之间的差是否大于预定阈值。例如，控制器170可以配置成从第一电参数值减去第二电参数值以获得该差。控制器170也可以包括查找表或算法以将该差与预定阈值进行比较来确定该差是否小于或大于预定阈值。
如果该差小于预定阈值，方法400返回到操作402。这意味着颗粒过滤器正常工作。然而，如果该差大于预定阈值，则在412中确定颗粒过滤器的故障。在414中将该颗粒过滤器的故障指示给用户。例如，控制器170可以产生故障代码或点亮故障指示灯。
图6是根据一个示例实施方式的计算设备530的框图。该计算设备530可以用于执行本文所描述的任何方法或过程，例如方法400。在某些实施例中，控制器170可以包括计算设备530。计算设备530包括总线532或用于传送信息的其他通信组件。计算设备530还可以包括一个或多个处理器534或联接到上述总线用于处理信息的处理电路。
计算设备530还包括联接到总线532以存储信息和由处理器534执行的指令的主存储器536，例如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备。主存储器536还可以用于存储位置信息、临时变量或处理器534执行指令期间的其他中间信息。计算设备530还可以包括联接到总线532以存储处理器534的指令和静态信息的只读存储器(ROM)538或其他静态存储设备。诸如固态设备、磁盘或光盘的存储设备540联接到总线532以持久存储信息和指令。例如用于解释第一电参数值和第二电参数值、确定其间的差并确定颗粒过滤器(例如颗粒过滤器110)是否已发生故障的指令可以存储在主存储器536和/或存储设备540上。在一个实施例中，处理器534还可以配置成在第二电参数值和第一电参数值之间的差超过预定阈值时产生故障代码，如上所述。该故障代码可以存储在例如主存储器536和/或存储设备540上以在访问计算设备530时报告给用户。在其他实施例中，处理器534可以通过点亮故障指示灯(MIL)例如车辆的仪表盘中包括的MIL来向用户指示该颗粒过滤器已发生故障。
计算设备530可以通过总线532联接到显示器535，例如液晶显示器或有源矩阵显示器，以显示信息给用户。输入设备542，例如键盘或字母数字键盘，可以联接到总线532以传送信息和命令选择给处理器534。在另一个实施方式中，输入设备542具有触摸屏显示器544。
根据各种实施方式，本文所描述的各过程和方法可以响应于处理器534执行主存储器536中包含的指令配置(例如方法400的操作)而由计算设备530实施。这类指令可以从另一个非瞬态计算机可读介质例如存储设备540读取到主存储器536中。执行主存储器536中包含的指令配置使计算设备530执行本文所描述的示例过程。也可以采用多处理配置中的一个或多个处理器来执行主存储器736中包含的指令。在可选实施方式中，可以取代软件指令或与软件指令组合使用硬连线电路以实现所示的实施方式。因此，实施方式并不限于硬件电路和软件的任何具体组合。
虽然示例计算设备已在图6中进行描述，但是本说明书中描述的实施方式可以以其他类型的数字电子电路或以计算机软件、固件或硬件(包括本说明书所公开的结构及其结构等同物)或它们中的一个或多个的组合来实施。
本说明书中所描述的各实施方式可以以数字电子电路或者以计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中所公开的结构及其结构等同物)或其中一个或多个的组合来实施。本说明书中所描述的各实施方式可以实施为一个或多个计算机程序，即计算机程序指令的一个或多个模块，被编码在一个或多个计算机储存介质上以由数据处理装置执行或控制数据处理装置的运行。可选地或附加地，上述程序指令可以被编码在人工(artifically)生成的传播信号上，例如机器生成的电、光或电磁信号，该信号被生成以编码信息用于传输给合适的接收装置来由数据处理装置执行。计算机存储介质可以是或被包括在计算机可读存储设备、计算机可读存储基底(substrate)、随机或串行存取存储器阵列或设备，或者它们中一个或多个的组合。此外，虽然计算机存储介质不是传播信号，计算机存储介质可以是编码在人工生成的传播信号中的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质还可以是或被包括在一个或多个分离部件或介质中(例如多个CD、磁盘或其他存储设备)。因此，计算机存储介质既是有形的，也是非瞬态的。
本说明书中所描述的各操作可以由数据处理装置对存储在一个或多个计算机可读存储设备或从其他源接收的数据进行执行。术语“数据处理装置”或“计算设备”涵盖了用于处理数据的所有种类装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机、片上系统或多个设备或前述的组合。装置可以包括专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外，装置还可以包括为所涉及的计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时间环境、虚拟机或其一个或多个的组合的代码。装置和执行环境可以实现各种不同计算模型基础架构，例如网络服务、分布式计算和网格计算基础架构。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言、声明性或过程性语言，并且其可以以任何形式进行部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子程序、对象或适于在计算环境中使用的其他单元。计算机程序可以但不必需对应于文件系统中的文件。程序可以以保存其他程序或数据的文件的一部分(例如存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)存储、以专用于所涉及程序的单个文件存储，或以多个协调文件(例如存储一个或多个模块、子程序或部分代码的各文件)存储。计算机程序可以部署在一个计算机上执行、或部署在位于一个站点的多个计算机上执行，或部署在跨多个站点分布并由通信网络互连的多个计算机上执行。
适于执行计算机程序的处理器包括例如通用和专用微处理器以及具有任何类型数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于根据指令执行动作的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备，或可操作地联接用于存储数据的一个或多个大容量存储设备以接收数据或向其传输数据或互传数据，一个或多个大容量存储设备例如是磁盘、磁光盘或光盘。然而，计算机不是必须具有这样的设备。适于存储计算机程序指令和数据的设备包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储设备，包括例如半导体存储设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入到专用逻辑电路。
应当注意，本文中用于描述各种实施例的术语“示例性”旨在表示这些实施例是可能实施例的可能示例、表示和/或图示(并且该术语不意图表示这些实施例必须是特别的或最高级的示例)。
本文所用的术语“联接”等意在表示两个构件相互直接或间接接合。这种接合可以是静止的(例如永久的)或可移动的(例如可移除的或可释放的)。这种接合可以由两个构件或两个构件和任意附加的中间构件相互整体形成单个整体来实现，或由两个构件或这两个构件和任意附加的中间构件相互附接来实现。
需要特别注意的是，各种示例性实施例的构造和布置仅仅是说明性的。尽管只有几个实施例在本公开被详细描述，本领域的技术人员在阅读了本公开内容之后将容易理解，不实质上脱离本文描述的主题内容的新颖性教导和优点的许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的变化)。此外，本领域技术人员应当理解，本申请公开的一个实施例的各特征可以与本申请所公开的其他实施例的各特征相组合。各种示例性实施例的设计、操作条件和布置也可以在不脱离本发明的范围内做出其他替换、修改、变化和省略。
虽然本说明书中包含许多特定实施细节，但是这些不应视为对任何发明的范围或可以要求保护的范围进行限制，而是作为对针对特定发明的特定实施方式的各特征的描述。在本说明书中分开的各实施方式的上下文中所描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实施。相反地，在单个实施方式的上下文中所描述的各种特征也可以分开地或以任何合适的子组合在多个实施方式中实施。而且，虽然各特征可能在上面的描述中以某些组合起作用并且甚至最初要求如此保护，但是要求保护的组合中的一个或多个特征可以在某些情况下从该组合中除去，所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。

Claims (27)

1.一种后处理系统，其特征在于，包括：
颗粒过滤器，所述颗粒过滤器构造成对流过所述后处理系统的排放气体中包括的具有预定尺寸范围的颗粒物质进行过滤；
颗粒物质传感器组件，所述颗粒物质传感器组件位于所述颗粒过滤器的下游，所述颗粒物质传感器组件包括：
壳体，所述壳体具有单个入口、单个出口和侧壁，所述壳体限定内部容积，以及
颗粒物质传感器，所述颗粒物质传感器位于所述内部容积内，所述颗粒物质传感器具有面对所述壳体的单个入口的第一平坦表面，所述第一平坦表面相对于颗粒物质传感器组件的纵向轴线以75度至105度范围内的角度倾斜，并且具有布置在其上的电阻传感器、电导传感器、和/或电容传感器中的至少一个；以及
控制器，所述控制器与所述颗粒物质传感器可通信地联接，
其中，所述颗粒物质传感器组件位于所述排放气体的流动路径内以使得部分所述排放气体通过所述单个入口进入所述壳体的内部容积，所述壳体构造成围绕所述颗粒物质传感器对部分所述排放气体的流动进行重新导向以使得部分所述排放气体流中包括的具有在所述预定尺寸范围内或小于所述预定尺寸范围的第一尺寸的小颗粒围绕所述颗粒物质传感器被导向、具有大于所述预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击所述颗粒物质传感器。
2.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述预定尺寸范围位于100nm至300nm之间。
3.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述单个入口具有第一横截面，所述单个出口具有大于所述第一横截面的第二横截面。
4.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述壳体的所述侧壁是弧形的。
5.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述颗粒物质传感器的感测部分被定向为与所述颗粒物质传感器组件的纵向轴线正交。
6.根据权利要求1、3、4和5中任一项所述的后处理系统，其特征在于，所述控制器配置成：
解释所述颗粒物质传感器的第一电参数值；
在经过预定时间后，解释所述颗粒物质传感器的第二电参数值；
如果所述第二电参数值和所述第一电参数值之间的差大于预定阈值，确定所述颗粒过滤器已发生故障；以及
将所述颗粒过滤器的故障指示给用户。
7.根据权利要求6所述的后处理系统，其特征在于，所述第一电参数值是所述颗粒物质传感器的基线电参数，所述第二电参数值由于所述大颗粒在所述颗粒物质传感器上的撞击和累积而产生，所述累积将所述第一电参数值改变为所述第二电参数值。
8.根据权利要求7所述的后处理系统，其特征在于，所述第一电参数值和所述第二电参数值包括电阻、电导和电容中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的后处理系统，其特征在于，所述颗粒物质传感器包括叉指电极。
10.根据权利要求7所述的后处理系统，其特征在于，还包括：
压差传感器，所述压差传感器跨越所述颗粒过滤器定位，
其中，所述控制器与所述压差传感器可通信地联接，所述控制器还配置成解释来自所述压差传感器的压力输出值，所述压力输出值指示所述颗粒过滤器的过滤效率。
11.一种用于后处理系统的颗粒物质传感器组件，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体具有单个入口、单个出口和侧壁，所述壳体限定内部容积；以及
颗粒物质传感器，所述颗粒物质传感器位于所述内部容积内，所述颗粒物质传感器具有面对所述壳体的单个入口的第一平坦表面，所述第一平坦表面相对于颗粒物质传感器组件的纵向轴线以75度至105度范围内的角度倾斜，并且具有布置在其上的电阻传感器、电导传感器、和/或电容传感器中的至少一个，
其中，所述壳体构造成围绕所述颗粒物质传感器对通过所述单个入口进入的排放气体流进行重新导向以使得所述排放气体流中包括的具有在预定尺寸范围内或小于所述预定尺寸范围的第一尺寸的小颗粒围绕所述颗粒物质传感器被导向、具有大于所述预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击所述颗粒物质传感器。
12.根据权利要求11所述的颗粒物质传感器组件，其特征在于，所述预定尺寸范围位于100nm至300nm之间。
13.根据权利要求11所述的颗粒物质传感器组件，其特征在于，所述单个入口具有第一横截面，所述单个出口具有大于所述第一横截面的第二横截面。
14.根据权利要求11所述的颗粒物质传感器组件，其特征在于，所述壳体的所述侧壁是弧形的。
15.根据权利要求11所述的颗粒物质传感器组件，其特征在于，所述颗粒物质传感器的感测部分被定位为与所述颗粒物质传感器组件的纵向轴线正交。
16.根据权利要求11、12、13、14和15中任一项所述的颗粒物质传感器组件，其特征在于，所述颗粒物质传感器在第一时间产生第一电参数值并在所述第一时间后的第二时间产生第二电参数值，其中所述第二电参数值和所述第一电参数值之间的差大于预定阈值提供了颗粒过滤器已发生故障的指示。
17.根据权利要求16所述的颗粒物质传感器组件，其特征在于，所述第一电参数值是所述颗粒物质传感器的基线电参数，所述第二电参数值由于所述大颗粒在所述颗粒物质传感器上的撞击和累积而产生，所述累积将所述第一电参数值改变为所述第二电参数值。
18.根据权利要求17所述的颗粒物质传感器组件，其特征在于，所述第一电参数值和所述第二电参数值包括电阻、电导和电容中的至少一个。
19.根据权利要求11所述的颗粒物质传感器组件，其特征在于，所述颗粒物质传感器包括累积型传感器。
20.根据权利要求19所述的颗粒物质传感器组件，其特征在于，所述颗粒物质传感器包括叉指电极。
21.一种确定颗粒过滤器的故障的方法，其特征在于，所述颗粒过滤器构造成对具有预定尺寸范围的颗粒物质进行过滤，所述颗粒过滤器被包括在后处理系统中，所述后处理系统具有位于所述颗粒过滤器下游的颗粒物质传感器组件，所述颗粒物质传感器组件包括壳体，所述壳体具有单个入口、单个出口和侧壁，颗粒物质传感器位于由所述壳体限定的内部容积内，所述颗粒物质传感器具有面对所述壳体的单个入口的第一平坦表面，所述第一平坦表面相对于颗粒物质传感器组件的纵向轴线以75度至105度范围内的角度倾斜，并且具有布置在其上的电阻传感器、电导传感器、和/或电容传感器中的至少一个，所述方法包括：
使排放气体流过所述后处理系统，部分所述排放气体在流过所述颗粒过滤器后通过所述单个入口流入所述壳体，所述壳体构造成围绕所述颗粒物质传感器对部分所述排放气体流的流动进行重新定向以使得部分所述排放气体流中包括的具有在所述预定尺寸范围内或小于所述预定尺寸范围的第一尺寸的小颗粒围绕所述颗粒物质传感器被导向、具有大于所述预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击所述颗粒物质传感器，
解释所述颗粒物质传感器的第一电参数值；
允许所述排放气体流过所述颗粒物质传感器组件预定时间，所述预定时间使得所述大颗粒累积在所述颗粒物质传感器上；
解释所述颗粒物质传感器的第二电参数值；
确定所述第二电参数值和所述第一电参数值之间的差是否大于预定阈值；
如果所述差大于所述预定阈值，确定所述颗粒过滤器的故障；以及
将所述颗粒过滤器的故障指示给用户。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一电参数值是所述颗粒物质传感器的基线电参数，所述第二电参数值由于所述大颗粒在所述颗粒物质传感器上的撞击和累积而产生，所述累积将所述第一电参数值改变为所述第二电参数值。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第一电参数值和所述第二电参数值包括电阻、电导和电容中的至少一个。
24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述指示包括产生故障代码和点亮故障指示灯中的至少一个。
25.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述颗粒物质传感器的感测部分定位成与所述颗粒物质传感器组件的纵向轴线正交。
26.一种后处理系统，其特征在于，包括：
颗粒过滤器，所述颗粒过滤器构造成对流过所述后处理系统的排放气体中包括的具有预定尺寸范围的颗粒物质进行过滤；
颗粒物质传感器组件，所述颗粒物质传感器组件位于所述颗粒过滤器的下游，所述颗粒物质传感器组件包括：
壳体，所述壳体具有单个入口、单个出口和侧壁，所述壳体限定内部容积，以及
颗粒物质传感器，所述颗粒物质传感器位于所述内部容积内，所述颗粒物质传感器具有面对所述壳体的单个入口的第一平坦表面，所述第一平坦表面相对于颗粒物质传感器组件的纵向轴线以75度至105度范围内的角度倾斜，并且具有布置在其上的电阻传感器、电导传感器、和/或电容传感器中的至少一个；以及
控制器，所述控制器与所述颗粒物质传感器可通信地联接，所述控制器配置成：
解释所述颗粒物质传感器的第一电参数值；
在经过预定时间后，解释所述颗粒物质传感器的第二电参数值；
如果所述第二电参数值和所述第一电参数值之间的差大于预定阈值，确定所述颗粒过滤器已发生故障；以及
将所述颗粒过滤器的故障指示给用户，
其中，所述颗粒物质传感器组件位于所述排放气体的流动路径内以使得部分所述排放气体通过所述单个入口进入所述壳体的内部容积，所述壳体构造成围绕所述颗粒物质传感器对部分所述排放气体的流动进行重新导向以使得部分所述排放气体流中包括的具有在所述预定尺寸范围内或小于所述预定尺寸范围的第一尺寸的小颗粒围绕所述颗粒物质传感器被导向、具有大于所述预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击所述颗粒物质传感器。
27.一种用于后处理系统的颗粒物质传感器组件，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体具有单个入口、单个出口和侧壁，所述壳体限定内部容积；以及
颗粒物质传感器，所述颗粒物质传感器位于所述内部容积内，所述颗粒物质传感器具有面对所述壳体的单个入口的第一平坦表面，所述第一平坦表面相对于颗粒物质传感器组件的纵向轴线以75度至105度范围内的角度倾斜，并且具有布置在其上的电阻传感器、电导传感器、和/或电容传感器中的至少一个，
其中，所述壳体构造成围绕所述颗粒物质传感器对通过所述单个入口进入的排放气体流进行重新导向以使得所述排放气体流中包括的具有在预定尺寸范围内或小于所述预定尺寸范围的第一尺寸的小颗粒围绕所述颗粒物质传感器被导向、具有大于所述预定尺寸范围的第二尺寸的大颗粒撞击所述颗粒物质传感器，
所述颗粒物质传感器在第一时间产生第一电参数值并在所述第一时间后的第二时间产生第二电参数值，其中所述第二电参数值和所述第一电参数值之间的差大于预定阈值提供了颗粒过滤器已发生故障的指示。
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