[发明专利]用于排气内的湿度、温度和压力的集成传感器

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理内燃发动机排气的系统的检测设备，其至少包括湿度传感器装置。根据本发明的设备优选应用于与SCR类型的系统相结合和/或用于减少氮氧化物（NO_x）和/或微粒（PM）排放，特别在具有立方容积大于3500cc的柴油发动机的机动车中。

背景技术

用于内燃发动机排气处理或后处理的系统的操作通常根据特征量的测量，比如排气的氨（NH₃）或氮氧化物（NH₃）的浓度来控制。通过专门传感器检测的此量值会受排气湿度显著影响，从而为了准确解释由上述专门传感器所进行的测量而提供适用于测量气体湿度的设备。

按照现有技术的湿度检测技术制造起来通常是复杂且昂贵的，并且从稳定性的角度来看往往是糟糕的，甚至由于沉积物或灰尘，其中所进行的检测几乎没有准确的。

DE 10 2006 056470 Al公开了一种用于测量或控制用在汽车动力系中的氢燃料电池系统的气体处理流（gas process stream）的压力、温度和相对湿度的传感器。该传感器也可用在包括内燃发动机或燃气涡轮发动机的动力系中，其中必须测量质量气流（mass air flow）并将其作为发动机控制变量之一。

发明内容

大体上，本发明目的在于提供一种前示类型的检测设备，其用于排气处理或后处理系统或设备，并在长时间上具有更高的精度和可靠操作。

本发明的另一目的是提供这样一种相对现有技术检测设备来说具有更强功能的设备，特别是同有提高后处理系统操作效率的目的。

本发明的另一目的是提供这样一种制造上不昂贵且紧凑的设备，且其组装可至少部分是自动方式执行的而没有损坏所述设备易碎部件的风险。

本发明的另一目的说明一种排气处理系统及相应的控制方法，其中，上面所述检测设备提供一种特别有利的应用。

根据本发明，通过具有后附权利要求的特征的设备实现这些目中的一个或多个，所述权利要求形成这里提供的与本发明有关的技术公开的一部分。

概括来说，根据本发明，首先所示类型的检测设备具有容纳电路布置的罩壳，所述电路布置包括例如用于测量所述气体的相对湿度的湿度传感器装置，所述电路布置还包括分别用于检测气体温度值和气体压力值的温度传感器和压力传感器。优选地，通过所述温度传感器装置获得的值可有利地用来根据所述温度的变化补偿通过湿度传感器装置检测的湿度值，特别是为了获得准确的相对湿度值及便于确保处理系统高效准确的操作。例如，应理解，当车辆进入隧道内时，可能在几十秒内有陡峭的温度变化，从30℃的外界温度及低相对湿度，变化到12℃的隧道内温度及高相对湿度，这在排气的温度和相对湿度上有相当大的冲击，还在处理系统的操作精度上有相当大影响。

例如，通过压力传感器装置获得的值除了准确估计（可能也依赖于气体压力的）相对湿度值外，甚至可用于得出排气过滤器的效率程度，也即其堵塞程度，这会在整体上对后处理系统有相当大影响。

在优选实施例中，压力传感器装置容纳在罩壳的第一室内而所述湿度传感器容纳在罩壳的第二室内。以此方式，所述传感器装置的位置根据要执行的检测的类型而优化，如后所详述。

在一个实施例中，所述第二室限定在所述罩壳的主体内，所述主体具有使所述第二室与所述外环境连通的至少一个第一通路，并且其中，所述设备包括预先布置成遮蔽所述第一通路的保护装置，所述保护装置包括构造成使可能出现在所述流体中的固体或液体颗粒的所述轨迹偏斜的遮蔽元件；优选地，所述遮蔽元件在所述第一通路的基本上前面起作用并与其隔开。以此方式，虽然允许所述流体渗透到所述第二室内，但所述流体中可能出现的颗粒不能到达所述通路。

在一个实施例中，所述罩壳的主体具有使所述第二室与存在要测量流体的环境连通的第一通路和使所述第一室与这种环境连通的第二通路。优选地，所述第一通路具有形成在上述主体内与所述第二通路入口间隔开的位置处的入口，所述第一通路仅与所述第二室连通而所述第二通路仅与所述第一室连通。这种构造有利地允许在环境或安装设备的管道的不同点处进行检测，例如在一点检测压力并在另一点检测温度和/或湿度。所讨论的构造还有助于生产设备的主体或罩壳，例如，通过更简单模塑操作。