描述了用于感測(cè)車(chē)輛的排氣系統(tǒng)中的煙塵(顆粒物質(zhì))的系統(tǒng)和方法。一種實(shí)例系統(tǒng)，包括：傳感器殼體、排氣進(jìn)口、排氣出口、以及橫跨排氣出口附接的煙塵過(guò)濾器；殼體內(nèi)的活塞，其經(jīng)由導(dǎo)電表面附接至彈簧，所述彈簧通過(guò)活塞密封與排氣腔室流體隔離。該系統(tǒng)還可包括檢測(cè)電路，檢測(cè)電路包括活塞的導(dǎo)電表面、多個(gè)電阻元件、以及配置為橫跨煙塵過(guò)濾器供應(yīng)電熱以對(duì)傳感器進(jìn)行再生的單獨(dú)的再生電路。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
技術(shù)介紹
發(fā)動(dòng)機(jī)燃料可產(chǎn)生煙塵，煙塵會(huì)排放到大氣中。為減少煙塵排放，可使用顆粒過(guò)濾器。為感測(cè)所產(chǎn)生和/或釋放的煙塵，可使用煙塵傳感器。煙塵傳感器可包括各種類(lèi)型。例如，如美國(guó)專(zhuān)利第8,310,249號(hào)所述，煙塵傳感器收集帶電電極上的顆粒。在一個(gè)實(shí)例中，一種煙塵感測(cè)布置包括一對(duì)分開(kāi)的電極，該對(duì)分開(kāi)的電極之間具有插入其間的絕緣體，其中第一電極、第二電極和絕緣體延伸到排氣流內(nèi)。當(dāng)排氣流沖擊第一電極、第二電極和絕緣體時(shí)，任何煙塵或其中的顆粒同樣會(huì)沖擊到其上。可操作地連接至第一電極和第二電極的電壓源在第一電極與第二電極之間提供預(yù)定的電壓，且可操作地連接至第一電極和第二電極的電流傳感器感測(cè)第一電極與第二電極之間的電流。然后，煙塵傳感器可再生。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本文中的專(zhuān)利技術(shù)人已認(rèn)識(shí)到上述方法的缺點(diǎn)。例如，由于橫跨傳感器表面上的偏置流量分布，會(huì)發(fā)生表面上的不均勻煙塵沉積，導(dǎo)致橫跨間隙的不準(zhǔn)確的電壓和電流讀數(shù)。另外，或者可替代地，由于在一些傳感器設(shè)計(jì)中大流量沖擊到表面上，會(huì)難以達(dá)到傳感器再生溫度。此外，由于大顆粒或水滴沖擊到傳感器表面上，污染也會(huì)成為問(wèn)題。上述問(wèn)題的至少一部分可通過(guò)一種方法部分地解決，該方法包括：收集顆粒過(guò)濾器下游的傳感器表面上的煙塵顆粒以增大傳感器內(nèi)的壓力；以及重復(fù)地再生傳感器表面以響應(yīng)于壓力所作用的平移(translated)活塞來(lái)指示煙塵水平。在一些實(shí)例中，排氣經(jīng)由垂直于排氣進(jìn)口的排氣出口離開(kāi)傳感器。這樣，可以減小橫跨傳感器的偏置流量分布的影響，同時(shí)還減小排氣冷卻效果和大顆粒或水滴的沖擊。例如，將垂直于進(jìn)口來(lái)定位傳感器表面，從而減小沖擊和不均勻排氣流量的可能性。同樣地，通過(guò)將壓力上升與煙塵儲(chǔ)存相關(guān)聯(lián)，而不是與橫跨間隙或其他類(lèi)似結(jié)構(gòu)有關(guān)的電流和/或電壓關(guān)聯(lián)性相關(guān)聯(lián)，傳感器可對(duì)表面上異常的儲(chǔ)存分布水平較不敏感。然而，除了橫跨電極間隙的導(dǎo)電性外，還可使用此壓力關(guān)聯(lián)性(如果需要的話(huà))。應(yīng)理解，上述
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
以簡(jiǎn)化形式介紹所選擇的概念，這些概念在具體實(shí)施方式中作進(jìn)一步描述。這并不旨在確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，所要求保護(hù)的主題的范圍由具體實(shí)例方式之后的權(quán)利要求書(shū)唯一地確定。另外，所要求保護(hù)的主題并不限于解決上述任何缺點(diǎn)或本公開(kāi)的任何部分中的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方案。附圖說(shuō)明圖1示出發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油顆粒過(guò)濾器下游的基于壓力的相關(guān)煙塵傳感器的示意圖。圖2示出根據(jù)本公開(kāi)的基于壓力的煙塵傳感器組件的實(shí)例實(shí)施例。圖3示出具有煙塵載荷增大的基于壓力的煙塵傳感器的實(shí)例實(shí)施例。圖4至圖5是實(shí)例流程圖，示出可實(shí)施的使用基于壓力的煙塵傳感器來(lái)控制和診斷過(guò)濾器再生和功能的例程。圖6示出煙塵傳感器再生和柴油顆粒過(guò)濾器操作的圖形描述。具體實(shí)施方式以下說(shuō)明涉及用于控制顆粒物質(zhì)(PM)保持系統(tǒng)(例如圖1中的柴油顆粒過(guò)濾器)的系統(tǒng)和方法。如該圖中所示，PM保持系統(tǒng)可包括柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)以及定位在過(guò)濾器下游的基于壓力的煙塵傳感器。如圖2中所示，基于壓力的煙塵傳感器吸入一部分排氣，其中當(dāng)排氣通過(guò)出口離開(kāi)傳感器組件時(shí)，煙塵(顆粒物質(zhì))積聚在其過(guò)濾器上。具體而言，排氣從顆粒過(guò)濾器的出口流動(dòng)到煙塵傳感器組件的朝向上游的進(jìn)口。可將基于壓力的煙塵傳感器組件構(gòu)造為如下方式：排氣出口徑向朝向排氣通道的中心線(xiàn)。煙塵在煙塵傳感器過(guò)濾器內(nèi)的積聚會(huì)減小過(guò)濾器流動(dòng)滲透性，從而增大傳感器腔室內(nèi)的壓力。在壓力增大時(shí)，內(nèi)管內(nèi)的活塞上升(圖3)，有效地充當(dāng)檢測(cè)電路內(nèi)的連接至電壓傳感器的電位計(jì)。另一單獨(dú)的電路供應(yīng)橫跨煙塵過(guò)濾器的電熱以當(dāng)阻力下降到預(yù)定閾值時(shí)對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行再生。連接至煙塵傳感器的處理器(其可為控制器的一部分)可發(fā)送輸出至再生電路以啟動(dòng)傳感器再生。這樣，可有利地使用基于壓力的煙塵傳感器來(lái)準(zhǔn)確地控制過(guò)濾器功能和再生效率。處理器還可監(jiān)視煙塵傳感器的連續(xù)再生之間的時(shí)間，從而事實(shí)上監(jiān)視DPF功能(圖4至圖6)。通過(guò)減少煙塵在電路內(nèi)積聚的需要，其中該電路會(huì)經(jīng)受較差的煙塵分布，本系統(tǒng)可增大傳感器檢測(cè)DPF退化的靈敏性和準(zhǔn)確性。圖1示出車(chē)輛系統(tǒng)6的示意圖。車(chē)輛系統(tǒng)6包括發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)8。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)8可包括發(fā)動(dòng)機(jī)10，發(fā)動(dòng)機(jī)10具有多個(gè)汽缸30。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口23和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口25。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口23包括經(jīng)由進(jìn)氣通道42流體連接至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管44的節(jié)氣門(mén)62。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口25包括最終通往排氣通道35的排氣歧管48，排氣通道35將排氣送至大氣。節(jié)氣門(mén)62可位于增壓裝置(例如渦輪增壓器(未示出))下游以及后冷卻器(未示出)上游的進(jìn)氣通道42中。在包括后冷卻器時(shí)，可將后冷卻器配置為降低由增壓裝置壓縮的進(jìn)氣空氣的溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口25可包括一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置70，其可安裝在排氣口內(nèi)緊密連接的位置。一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置可包括三效催化劑、稀氮氧化物過(guò)濾器、SCR催化劑等。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口25還可包括柴油顆粒過(guò)濾器102，柴油顆粒過(guò)濾器102臨時(shí)性地阻止PM進(jìn)入氣體，定位在排放控制裝置70的上游。在所繪示的一個(gè)實(shí)例中，DPF102是柴油顆粒物質(zhì)保持系統(tǒng)。在經(jīng)過(guò)DPF102后已過(guò)濾掉PM的尾管排氣可在煙塵傳感器106(或顆粒物質(zhì)傳感器)中測(cè)量并進(jìn)一步在排放控制裝置7中處理，且經(jīng)由排氣通道35排放至大氣中。DPF102可具有由例如堇青石或碳化硅制成的整塊結(jié)構(gòu)，具有多個(gè)通道用于過(guò)濾來(lái)自柴油排氣的顆粒物質(zhì)。車(chē)輛系統(tǒng)6還可包括控制系統(tǒng)14。控制系統(tǒng)14示出為接收來(lái)自多個(gè)傳感器16(本文中描述其各個(gè)實(shí)例)的信息并將控制信號(hào)發(fā)送至多個(gè)致動(dòng)器81(本文中描述其各個(gè)實(shí)例)。作為一個(gè)實(shí)例，傳感器16可包括排氣傳感器126(位于排氣歧管48中)、溫度傳感器128、以及壓力傳感器129(位于排放控制裝置70的下游)。可將其他傳感器，例如額外的壓力傳感器、溫度傳感器、空氣/燃料比傳感器、以及成分傳感器，連接至車(chē)輛系統(tǒng)6中的各個(gè)位置。作為另一實(shí)例，致動(dòng)器可包括燃料噴射器66、節(jié)氣門(mén)62、控制過(guò)濾器再生的DPF閥(未示出)等。控制系統(tǒng)14可包括控制器12。控制器可接收來(lái)自各個(gè)傳感器的輸入數(shù)據(jù)，處理輸入數(shù)據(jù)，并響應(yīng)于經(jīng)處理的輸入數(shù)據(jù)基于處理器中對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)例程的編程指令或代碼來(lái)觸發(fā)致動(dòng)器。圖2(未按比例)示出基于壓力的煙塵傳感器組件200的實(shí)例實(shí)施例的示意圖。基于壓力的煙塵傳感器組件200可為圖1中的基于壓力的煙塵傳感器106，且因此可共享與已針對(duì)煙塵傳感器106描述的那些公共本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種方法，包括：在顆粒過(guò)濾器下游的傳感器表面上收集煙塵顆粒以增大傳感器內(nèi)部的壓力；以及重復(fù)地再生所述傳感器表面以響應(yīng)于所述壓力所作用的平移活塞來(lái)指示煙塵水平。
【技術(shù)特征摘要】
2014.12.08 US 14/563,1631.一種方法，包括：
在顆粒過(guò)濾器下游的傳感器表面上收集煙塵顆粒以增大傳感器內(nèi)部的
壓力；以及
重復(fù)地再生所述傳感器表面以響應(yīng)于所述壓力所作用的平移活塞來(lái)指
示煙塵水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)于所述指示的煙塵水平再
生所述顆粒過(guò)濾器，其中，排氣經(jīng)由垂直于排氣進(jìn)口的排氣出口離開(kāi)所述
傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2所述的方法，其中，所述傳感器表面比所述顆粒
過(guò)濾器更經(jīng)常地再生。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2所述的方法，其中，所述煙塵水平的指示是基于
所述傳感器的再生之間的持續(xù)時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)4所述的方法，其中，所述活塞在所述傳感器的圓
柱體內(nèi)平移，平移位置經(jīng)由具有可變電阻的電氣接觸測(cè)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的方法，其中，排氣離開(kāi)所述顆粒過(guò)濾器且
然后通過(guò)開(kāi)口進(jìn)入所述傳感器，并僅通過(guò)經(jīng)過(guò)所述傳感器表面而離開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)6所述的方法，其中，所述傳感器表面包括金屬纖
維。
8.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的方法，其中，所述傳感器表面是沒(méi)有任何
通孔的盤(pán)形、多孔的燒結(jié)金屬。
9.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)6所述的方法，其中，所述開(kāi)口朝向上游，朝向所
述顆粒過(guò)濾器的出口表面，且其中，通過(guò)所述表面的出口徑向朝向所述排
氣通道的中心線(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的方法，還包括在閾值數(shù)量的傳感器再生
后，當(dāng)指示的煙塵水平小于最小閾值時(shí)指示所述傳感器的退化。
11.一種系統(tǒng)，包括：
傳感器殼體，包括排氣進(jìn)口、排氣出口、以及橫跨所述排氣出口附接
\t的煙塵過(guò)濾器；
所述殼體內(nèi)的活塞，經(jīng)由導(dǎo)電...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張小鋼，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：福特環(huán)球技術(shù)公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US
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