[发明专利]用于发动机的方法和发动机排气系统

说明书

提供了一种用于碳烟传感器的方法和系统。在一个示例中，方法将排气从主排气道转向至第二排气道，第二排气道包括碳烟传感器，碳烟传感器具有配置成捕获碳烟的可旋转部件。

技术领域

本说明书大体涉及一种用于检测微粒过滤器(PF)的状况的传感器。

背景技术

微粒物质过滤器越来越多地用于汽车排放系统中，用以减少发动机排气中的微粒浓度。当碳烟在微粒过滤器上积聚至阈值水平时，过滤器再生过程可以用来在受控发动机工况下燃烧积聚的碳烟。但是，随着时间的推移，当过滤器在过滤器再生过程期间由于不受控制的温度偏移而劣化(例如破裂)时，这种微粒过滤器可能遭受捕集效率的不可逆的降低。微粒过滤器的捕集效率的损失可以导致微粒物质排放增加到远高于调节限度。

越来越严格的微粒物质排放标准和用于监测微粒过滤器捕集效率的提议的政府强制的车载诊断(OBD)要求已经刺激了对用于监测微粒过滤器性能的新技术的大量研究。一种方法包括确定微粒过滤器两端的压力差。如果压力差小于阈值压力差，则微粒过滤器可能正在泄漏。但是，该方法可能不适合于检测由于来自过滤器上的灰分负载的干扰效应而导致的过滤器的劣化。确定微粒过滤器泄漏的其它方法包括利用位于微粒过滤器下游的碳烟传感器来监测排气流中的碳烟负荷，并且当碳烟负荷超过碳烟阈值时发出信号(例如，碳烟阈值可以基于可接受的碳烟泄漏的阈值量，可接受的碳烟泄漏的阈值量基于微粒物质排放)。这些传感器利用空间分离的电极，这些可以响应于碳烟负荷超过碳烟阈值而变成被电连接。

但是，本文的发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，碳烟传感器可以对泄漏的碳烟具有低灵敏度，这是由于相对小部分的碳烟跨电极沉积。这可能由于排气管几何形状和/或碳烟与排气的不良混合。此外，大的柴油微粒和/或水滴可能撞击到碳烟传感器的表面上，从而改变碳烟传感器读数。此外，由于横跨电极表面的不稳定的排气流动，传感器可能具有差的重复精度。传感器还可能重新引导排气，这可能导致横跨电极表面的流速变化。这两个因素可能导致传感器的部分接收比其他传感器更大量的碳烟。此外，碳烟传感器可以包括用于使排气均匀地横跨电极的表面的导板。但是，导板可能引入包装限制和增加的制造成本。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种将排气从排气管转向至排气管之外的并联的排气路径的方法而得到解决，其中排气路径包括在固定壳体中耦接到过滤材料的可旋转板。该方法进一步包括基于板的转动速度来调整发动机操作。以这种方式，在利用或不利用电极的情况下，可以控制对排气管中的微粒过滤器操作的补偿。

作为一个示例，板可以被配置成在形状和结构上类似于桨轮，其中板在排气流过壳体时旋转。可耦接到板的过滤材料被配置成捕获来自排气的碳烟。随着碳烟积聚，对于给定的发动机负荷，板可以更快地旋转(例如，在相同的发动机工况期间，具有较多积聚的碳烟的板比具有较少碳烟的板旋转得更快)，这可以指示排气管中的微粒过滤器满载碳烟。该指示可以发信号通知微粒过滤器的再生。随着微粒过滤器的再生次数增加，微粒过滤器可能变得劣化，这可能降低微粒过滤器捕获碳烟的能力。因此，更多的碳烟可以通过微粒过滤器流到碳烟传感器，其中相比于当微粒过滤器未劣化时，板可以更快地负载碳烟。因此，一旦过滤板的连续的再生之间的时间间隔减小到小于阈值时间间隔的时间间隔，则可以指示排气管道中的微粒过滤器的劣化。

应当理解，提供上面的发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。其并不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由随附的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出具有汽缸的发动机。

图2A和图2B示出次级排气组件中的碳烟传感器的外部视图和内部视图。

图3A和图3B示出次级排气组件中的碳烟传感器的桨轮的不同旋转位置的剖视图。

图4示出流体地耦接到发动机的排气管的次级排气组件。