[发明专利]颗粒物传感器

说明书

本发明公开一种颗粒物传感器，该颗粒物传感器具有改进的结构，从而可以实现两个电极之间的距离的减小和测量电极的面积的增加，从而提高测量精确度、可靠性和灵敏度并且降低传感器安装方向对灵敏度的影响。该颗粒物传感器可以包括：壳体，设置有入口和出口；以及感测单元，安装在壳体内以使排气穿过，感测单元可以包括层压件，该层压件包括电绝缘衬底、设置在电绝缘衬底的一个表面上的第一电极、设置在电绝缘衬底的另一个表面上的第二电极以及堆叠在第一电极和第二电极中的一个上并具有使排气穿过的结构的多孔层，并且层压件螺旋地缠绕在基部单元上。

技术领域

本公开涉及一种颗粒物传感器。

背景技术

该部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景技术并且可能不构成现有技术。

近来，随着排气法规进一步收紧，开发了净化排气的后处理装置。

特别地，关于柴油车辆的排气中包含的诸如碳烟等的颗粒物(PM)以及氮氧化物(NO_x)的法规正在进一步收紧。

作为减少颗粒物并且接近商业化的后处理技术，可以使用柴油颗粒过滤器(DPF)，并且可以将颗粒物(PM)传感器安装在DPF的后端。

通常，颗粒物(PM)传感器用于感测通过DPF收集的颗粒物的量，或者用于诊断排气减少装置(后处理装置)是否有故障。

近来，车载诊断(OBD)规则不仅需要满足收紧的排气法规，而且需要具有诊断能力以感测与排气相关的部件的故障和劣化程度，以及满足与客户服务市场中的标准化相关的各种规定。

为了应对欧6(欧盟排放标准)排气法规，可以使用颗粒物(PM)传感器来测量未被DPF过滤出并且排放到外部的颗粒物的水平。

进一步地，电子控制单元(ECU)通过颗粒物(PM)传感器的测量值来诊断DPF是否有故障，并且告知驾驶员DPF有故障以维修汽车。

颗粒物(PM)传感器通常被划分为累积型和实时型。累积型颗粒物(PM)传感器根据施加电压的两个电极上的颗粒物的累积来感测两个电极之间的电流变化。

对于累积型，已知有用于检测由于排气中包含的颗粒物累积在感测单元而产生的电阻或电容的变化的类型，即电阻型和电容型。

电容型颗粒物(PM)传感器包括并行设置在传感器的表面上的多个第一电极和与第一电极隔开预定距离设置的多个第二电极，并且使用第一电极之间累积的颗粒物的面积和第一电极与第二电极之间的距离来测量第一电极与第二电极之间的电容，从而容易地检测未被柴油颗粒过滤器过滤出并且排放到下游侧的颗粒物。

在电阻型颗粒物(PM)传感器中，当在偏置电压施加在两个电极之间的状态下颗粒物累积时，由于颗粒物的累积量而发生两个电极之间的信号变化(即，电阻减小)，并且在该情况下，电阻型颗粒物(PM)传感器通过比较测量值与设定值(比较颗粒物产生量与设定量)来诊断柴油颗粒过滤器是否有故障。

如果颗粒物(PM)传感器判断柴油颗粒过滤器正常操作，则这种颗粒物(PM)传感器通过驱动加热器来去除颗粒物(传感器再生(sensor regeneration))，然后测量对应于电极之间累积的颗粒物的量的电流变化(即，电阻变化)(即，重复传感器再生和测量的循环)。

如现有技术文献，公开号为US 2013/0298640的美国公开专利公开了一种碳烟传感器的操作方法。在所公开的颗粒物传感器中，电极仅形成在衬底的一个表面上，因此灵敏度较低，并且灵敏度受传感器安装方向影响。

进一步地，公开号为US 2012/0324982的美国公开专利和公开号为US 2009/0051376的美国公开专利公开了应用掩模工艺和激光电极图案化工艺来减小两个电极之间的距离以提高灵敏度。

然而，已经发现，掩模工艺在减小电极之间的距离方面具有局限性，并且可能在烧结后发生两个电极之间的短路。