[发明专利]用于确定排气中的微粒的微粒传感器、排气系统和方法

说明书

相关申请

本申请要求于2011年1月20日提交的德国专利申请No.102011002936.2的优先权，其整个内容以参考方式包括进本申请。

技术领域

本公开涉及排气系统中的微粒传感器。

背景技术

为了降低柴油发动机的微粒排放，利用碳烟微粒过滤器。例如，为了监控所述过滤器的有效性，使用测量穿过过滤器的排气的微粒内容的传感器。

目前，众所周知的是电阻式微粒传感器，在电阻式微粒传感器中形成两个或多个金属电极，其中积聚的微粒，尤其是碳烟微粒，引起以梳状方式彼此啮合的电极短路，因此，随着传感器表面上的微粒浓度增加，在电极之间可以测量到电阻下降或阻抗下降(或是如果应用恒定电压，则电流增加)。所测量的电流或其变化可以与积聚的微粒质量相关联，因此也与排气中主要的微粒浓度相关联。

对来自DE102008041809A1和EP1873511A2/A3的示例而言，所述类型的传感器或系统是已知的。

一般地，在排气系统中可以使用微粒或固体传感器来检测排气流中的固体和可溶性组分。为此，利用传统的电阻式元件，其中当来自排气的物质沉淀在传感器元件上时，该电阻式元件的电阻改变。这要求通过周期性地增加传感器元件的温度使积聚的物质蒸发，从而使传感器进行定期再生。传感器信号关于时间的导数可以用于计算排气中固体或可溶性物质的质量通流。然而，利用该传统类型的传感器无法确定排气流中的微粒尺寸。

发明内容

本发明人已经意识到上面方法的问题，并提供微粒传感器来至少部分地处理以上问题。在一个实施例中，排气系统的微粒传感器包含用于排气系统的排气流的至少两个进口以及至少两个传感器元件，其中所述至少两个进口具有不同尺寸，且在每种情况中在一个进口的下游均布置一个传感器元件。

用这种方法，可以确定排气中不同尺寸的微粒的相对比例。在某些示例中，可以监控排气内微粒尺寸的分布，并且分布中超过阈值的改变可以指明燃烧降级的情况(a degraded combustion condition)，通过调整一个或多个发动机运转参数可以缓解该降级。

根据下面的详细说明书或连同附图将容易理解本说明书的以上优势和其他优势与特征。

应当理解，提供上述摘要是为了以简化的形式引入将在详细说明书中进一步描述的概念选择。这并不意味着确定要求的主题的关键特征或基本特征，由遵循详细说明书的权利要求唯一地限定其范畴。而且，要求的主题并不限于解决以上或在本公开的任何部分注解的任何劣势的实施。

附图说明

图1示出了根据本公开的微粒传感器的示意性图解。

图2示出了布置在车辆系统中的图1的微粒传感器。

图3是示出了根据本公开的实施例的控制燃烧稳定性的示例方法的流程图。

具体实施方式

根据本公开的第一个方面，用于排气系统的微粒传感器包含用于排气系统的排气流的至少两个进口以及至少两个传感器元件，其中所述进口具有不同尺寸，且在每种情形中一个进口的下游布置一个传感器元件。

微粒传感器允许改进对排气中微粒的测量，因为现在可以通过与微粒尺寸有区别的方式来进行测量。因此，可以识别和检查某些微粒尺寸以及尺寸分布。微粒传感器与积聚微粒有关的比电阻也依赖于微粒的尺寸。由进口的尺寸和/或形状来确定穿过一个传感器元件的微粒尺寸。进口充当用于分类微粒的筛或过滤器。

传感器元件可以具有电阻元件。这是通常使用的传感器类型，在现有系统中该传感器类型具有良好的集成性。

传感器元件可以布置在邻接进口的管道中。所述管道或室引导排气流至传感器元件，并可以适用于相应的传感器元件和/或微粒尺寸或进口的尺寸。

至少一个进口的尺寸可以是可变的。例如，通过驱动元件可以改变该尺寸，从而使得测量适用于某些情形或特定的微粒尺寸。也可以在正在进行操作期间执行这样的改变，例如通过由排气后处理系统的控制处理器来控制的方式。

具有小于或等于最小进口的尺寸的微粒的整体质量(integral mass)可以是被布置在最小进口下游的传感器元件的函数。因此只在最小进口的后方相应地测量最小微粒，或者换句话说，在最小进口的下游测量。最小微粒也穿过较大的进口达到其他的传感器元件，但是并不考虑这样的情况。只在一个传感器元件处进行测量是最简单的实施方式。