本說(shuō)明書(shū)總體涉及排氣流中的電阻式顆粒物質(zhì)(PM)傳感器的設(shè)計(jì)和使用。

背景技術(shù)：

柴油燃燒排氣是受規(guī)制的排放。柴油微粒物質(zhì)(PM)是包括柴油碳煙和懸浮微粒(諸如灰燼微粒、金屬磨損顆粒、硫酸鹽和硅酸鹽)的柴油排氣的微粒成分。當(dāng)被釋放到大氣中時(shí)，PM能夠呈以個(gè)體顆粒或鏈聚集體的形式，其中大部分在100納米的不可見(jiàn)的亞微米范圍內(nèi)。各種技術(shù)已經(jīng)被發(fā)展用于在排氣被釋放到大氣之前識(shí)別并且過(guò)濾出排氣PM。

作為示例，PM傳感器(也被稱(chēng)為碳煙傳感器)可以被用于具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛中。PM傳感器可以位于柴油微粒過(guò)濾器(DPF)的上游和/或下游，并且可以被用來(lái)感測(cè)過(guò)濾器上負(fù)荷的PM并診斷DPF的運(yùn)轉(zhuǎn)。通常，PM傳感器可以基于被放置在傳感器的平面基底表面上的一對(duì)電極之間的電導(dǎo)率(或電流/電阻)的測(cè)量的改變與在測(cè)量電極之間沉積的PM量之間的相關(guān)性感測(cè)微粒物質(zhì)或碳煙負(fù)荷。具體地，測(cè)量的導(dǎo)電性提供碳煙積聚的測(cè)量。因此，PM傳感器靈敏性會(huì)受在測(cè)量電極上積聚的微粒的尺寸影響。例如，當(dāng)大微粒被沉積在測(cè)量電極之間時(shí)，PM傳感器電流會(huì)迅速地飽和，由此降低PM傳感器此后檢測(cè)微粒沉積的靈敏性。此外，在電極沉積的大微粒會(huì)導(dǎo)致DPF退化的錯(cuò)誤指示和正常工作的過(guò)濾器的不必要的更換。此外，PM傳感器電極上的微粒分布也會(huì)影響由傳感器測(cè)量的電流，因此導(dǎo)致PM傳感器的輸出的錯(cuò)誤。在本文中，捕獲離開(kāi)DPF的PM的PM傳感器不能真實(shí)地反應(yīng)DPF過(guò)濾能力。

Roth等人在US8,823,401中示出了一種示例PM傳感器設(shè)計(jì)。在本文中，被連接至共同的電壓源的一對(duì)平面相鄰放置的互相交叉的電極被用來(lái)獨(dú)立地檢測(cè)排氣中的PM。隨著PM由于帶電的PM與電極之間的靜電吸引而沉積在互相交叉的電極對(duì)上，兩個(gè)獨(dú)立的PM傳感器的輸出利用大量算法被進(jìn)一步分析并且比較以得到區(qū)分排氣中的更大微粒的有意義的信息。

然而，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這樣的方法的潛在問(wèn)題。Roth等人描述的PM傳感器會(huì)繼續(xù)具有大微粒使PM傳感器電流飽和并且由此影響PM傳感器靈敏性的問(wèn)題。此外，Roth等人的傳感器輸出需要大量算法的分析來(lái)得到關(guān)于排氣中的PM的有意義的分析，導(dǎo)致延長(zhǎng)的處理時(shí)間以及數(shù)據(jù)輸出和診斷的不期望的延遲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到部分地解決這些問(wèn)題同時(shí)改善PM傳感器的靈敏性的方法。在一個(gè)示例中，上述問(wèn)題可以由一種用于響應(yīng)于被設(shè)置在微粒物質(zhì)(PM)傳感器的共同的PM傳感器殼體內(nèi)部的多個(gè)電極對(duì)上的微粒分布而調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的方法來(lái)解決。因此，多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)可以被連接至不同的電壓源，并且跨每個(gè)電極對(duì)測(cè)量的電流可以被求和以產(chǎn)生總的PM傳感器電流。因此，跨每個(gè)個(gè)體電極對(duì)的PM積聚可以被獨(dú)立地監(jiān)測(cè)，并且微粒尺寸分布可以被制成表。

作為一個(gè)示例，沉積在電極對(duì)中的一個(gè)上的大微?？梢允箍缭摼唧w電極對(duì)測(cè)量的電流飽和，而使其余的電極對(duì)不受影響。對(duì)跨PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)產(chǎn)生的電流進(jìn)行求和以產(chǎn)生PM傳感器的總電流的技術(shù)效果是，總的PM傳感器電流可以不飽和，并且可以隨著PM繼續(xù)被沉積在其余的電極對(duì)上而繼續(xù)增加。以此方式，排氣PM負(fù)荷并且由此DPF PM負(fù)荷的更精確的測(cè)量能夠被確定。因此，這改善了過(guò)濾器再生運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，并且減少了對(duì)大量算法的需要。此外，通過(guò)實(shí)現(xiàn)排氣DPF的更精確的診斷，排氣排放順應(yīng)性可以被改善。因此，這降低了替換正常工作的微粒過(guò)濾器的高保證成本，并且排氣排放被改善，并且排氣部件壽命被延長(zhǎng)。

應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹一些概念，這些概念在具體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍被所附的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開(kāi)的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

附圖說(shuō)明

圖1示出了發(fā)動(dòng)機(jī)和被設(shè)置在排氣流中的相關(guān)聯(lián)的微粒物質(zhì)(PM)傳感器的示意圖。

圖2A示出了PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)中的個(gè)體電極對(duì)和用于檢測(cè)在個(gè)體電極對(duì)中積聚的PM的相關(guān)聯(lián)的電路的放大視圖。

圖2B示出了用于檢測(cè)排氣流中的PM的帶有多個(gè)電壓源的PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)。

圖2C示出了跨PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)產(chǎn)生的示例電流。

圖3示出了用于使PM傳感器運(yùn)轉(zhuǎn)以基于跨PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)中的個(gè)體電極對(duì)產(chǎn)生的電流的總和區(qū)分微粒尺寸并且使PM傳感器再生的高水平流程圖。

圖4示出了描繪用于執(zhí)行PM傳感器的再生的方法的流程圖。

圖5示出了描繪用于診斷被設(shè)置在PM傳感器上游的微粒過(guò)濾器的泄露的方法的流程圖。

圖6示出了PM傳感器電流的電流總和與微粒過(guò)濾器上的碳煙負(fù)荷之間的示例關(guān)系。

具體實(shí)施方式

以下描述涉及感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如在圖1中示出的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))的排氣流中的微粒物質(zhì)(PM)。如在圖2A中示出的PM傳感器的個(gè)體電極對(duì)可以包括被電性地耦接至電壓源以基于在電極之間積聚的微粒產(chǎn)生電流的一對(duì)互相交叉的電極。PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)(在圖2B中示出)可以被連接至多個(gè)電壓源，以獨(dú)立地測(cè)量跨電極中的每一個(gè)的電流并且求和在一起，從而產(chǎn)生PM傳感器的總電流(圖2C)?？刂破骺梢员慌渲脼閳?zhí)行控制程序(諸如圖3的程序)，以基于PM傳感器的總電流區(qū)分微粒尺寸并且使PM傳感器再生。此外，控制器可以間歇地清潔PM傳感器(如在圖4處呈現(xiàn)的方法中示出的)，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的PM檢測(cè)并且基于微粒過(guò)濾器再生之間的持續(xù)時(shí)間對(duì)被設(shè)置在PM傳感器上游的微粒過(guò)濾器執(zhí)行診斷(如在圖5處呈現(xiàn)的方法中示出的)。參照?qǐng)D6描繪了PM傳感器的總電流與DPF碳煙負(fù)荷之間的示例關(guān)系。以此方式，通過(guò)跨PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)中的個(gè)體電極對(duì)獨(dú)立地測(cè)量電流并且對(duì)它們進(jìn)行求和以產(chǎn)生PM傳感器的總電流，可以減少測(cè)量的任何變化?？偟膩?lái)說(shuō)，可以增加PM傳感器估計(jì)DPF的過(guò)濾能力(并且由此檢測(cè)DPF泄露)的功能，并且由于排氣中的PM可以被更可靠地檢測(cè)，排氣排放順應(yīng)性可以被提高。

圖1示出了車(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可以包括具有多個(gè)汽缸30的發(fā)動(dòng)機(jī)10。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置23和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置25。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置23包括節(jié)氣門(mén)62，所述節(jié)氣門(mén)62經(jīng)由進(jìn)氣通道42被流體地耦接至f發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管44。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置25包括排氣歧管48，所述排氣歧管48最終通向?qū)⑴艢馑椭链髿獾呐艢馔ǖ?5。節(jié)氣門(mén)62可以在升壓裝置(諸如渦輪增壓器(未示出))的下游并且在后置冷卻器(after-cooler)(未示出)的上游位于進(jìn)氣通道42中。當(dāng)被包括時(shí)，后置冷卻器可以被配置為降低由升壓裝置壓縮的進(jìn)氣的溫度。

發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置25可以包括一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置70，所述一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置70可以在緊密耦接的位置中被安裝在排氣裝置中。一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置可以包括三元催化劑、稀NOx過(guò)濾器、SCR催化劑等。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置25還可以包括被設(shè)置在排放控制裝置70上游的柴油微粒過(guò)濾器(DPF)102，所述柴油微粒過(guò)濾器(DPF)102臨時(shí)過(guò)濾來(lái)自進(jìn)入氣體的PM。在一個(gè)示例中，如所描繪的，DPF 102是柴油微粒物質(zhì)保持系統(tǒng)。DPF 102可以具有由例如堇青石或碳化硅制成的整體結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)部具有用于從柴油排氣過(guò)濾出微粒物質(zhì)的多個(gè)通道。在經(jīng)過(guò)DPF 102后已經(jīng)過(guò)濾出PM的尾管排氣可以在PM傳感器106中被測(cè)量，并在排放控制裝置70中被進(jìn)一步處理，并且經(jīng)由排氣通道35被排放至大氣。在所描繪的示例中，PM傳感器106是基于跨PM傳感器的電極測(cè)量的導(dǎo)電性的改變來(lái)估計(jì)DPF102的過(guò)濾效率的電阻式傳感器。在本文中，PM傳感器106是基于跨碳煙傳感器106的電極測(cè)量的電導(dǎo)率的改變來(lái)估計(jì)DPF 102的碳煙泄露的電阻式傳感器。如果根據(jù)PM傳感器106的輸出確定的來(lái)自DPF 102的碳煙排放大于閾值碳煙排放，那么DPF102可以被確定為正在泄露并且被損壞并且需要更換。因此，當(dāng)PM傳感器的電導(dǎo)率到達(dá)閾值時(shí)，PM傳感器也可以通過(guò)加熱PM傳感器直至碳煙顆粒被燒掉而被再生。碳煙排放的積聚的響應(yīng)時(shí)間并且因此達(dá)到電導(dǎo)率的閾值的響應(yīng)時(shí)間是DPF泄露的測(cè)量。因此，PM傳感器可以通過(guò)經(jīng)由加熱元件(未示出)加熱傳感器基底以從PM傳感器106的表面燒掉積聚的碳煙顆粒而被再生。通過(guò)使碳煙傳感器106的表面間歇地再生，它可以返回到更適合于收集排氣碳煙的狀況。此外，涉及排氣碳煙水平的精確信息可以根據(jù)傳感器再生來(lái)推測(cè)，并且被傳遞給控制器。

車(chē)輛系統(tǒng)6可以進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)14?？刂葡到y(tǒng)14被示為從多個(gè)傳感器16(在本文中描述的傳感器的各種示例)接收信息，并且向多個(gè)致動(dòng)器81(在本文中描述的致動(dòng)器的各種示例)發(fā)送控制信號(hào)。作為一個(gè)示例，傳感器16可以包括被配置為測(cè)量通過(guò)排氣通道35的排氣的流速的排氣流速傳感器126、排氣傳感器(位于排氣歧管48中)、溫度傳感器128、壓力傳感器129(位于排放控制裝置70的下游)和PM傳感器106。諸如額外的壓力傳感器、溫度傳感器、空燃比傳感器、排氣流速傳感器和成分傳感器的其他傳感器可以被耦接至車(chē)輛系統(tǒng)6中的各種位置。作為另一示例，致動(dòng)器可以包括燃料噴射器66、節(jié)氣門(mén)62、控制過(guò)濾器再生的DPF閥(未示出)、控制PM傳感器打開(kāi)(例如，打開(kāi)PM傳感器的進(jìn)口中的閥或板的控制器)的馬達(dá)致動(dòng)器等?？刂葡到y(tǒng)14可以包括控制器12?？刂破?2可以被配置為具有存儲(chǔ)在非臨時(shí)性存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)可讀指令。控制器12從圖1的各種傳感器接收信號(hào)，處理該信號(hào)，并且基于所接收的信號(hào)和存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令采用圖1的各種致動(dòng)器來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在文本中參照?qǐng)D3-5描述了示例程序。

返回到圖1，圖1的PM傳感器106被設(shè)置在排氣通道35內(nèi)部，其中排氣如通過(guò)箭頭指示的那樣從DPF 102的下游朝向排氣尾管流動(dòng)。在一些示例中，PM傳感器106可以在DPF的上游以確定DPF上的碳煙負(fù)荷。因此，PM傳感器106可以包括保護(hù)管，所述保護(hù)管可以用于保護(hù)被容納在其內(nèi)的PM傳感器元件，并且可以額外地用于在PM傳感器元件上方重新引導(dǎo)排氣流。通常，PM傳感器元件包括形成“梳齒(comb)”結(jié)構(gòu)的一對(duì)平面互相交叉電極，該對(duì)平面互相交叉電極被連接到單個(gè)電壓源。通過(guò)跨該對(duì)平面互相交叉電極施加電壓，電場(chǎng)可以在電極之間的間隙內(nèi)被產(chǎn)生，并且被積聚的任何PM都可以改變電極之間的電阻，這然后能夠被測(cè)量為跨電極的電流的改變。通過(guò)監(jiān)測(cè)電流的改變，PM傳感器上的碳煙負(fù)荷可以被確定。在本文中，通過(guò)由平面互相交叉的電極對(duì)產(chǎn)生的電場(chǎng)將帶電的碳煙顆粒靜電吸引到傳感器表面，PM或碳煙被沉積到PM傳感器元件的互相交叉的電極上。然而，當(dāng)更大的微粒被沉積在電極之間由此連接電極的多個(gè)“梳齒”時(shí)，PM傳感器電流可能飽和。此后，積聚在PM傳感器電極上的任何PM都可能不會(huì)增加電流，由此降低PM傳感器檢測(cè)排氣中的PM的靈敏性。在一些示例中，DPF的泄露可以被指示，要求以其他方式正常工作的DPF的不必要的更換。

發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，通過(guò)將互相交叉的梳齒結(jié)構(gòu)的個(gè)體電極對(duì)獨(dú)立地連接到單獨(dú)的電壓源和單獨(dú)的測(cè)量裝置并且由此檢測(cè)跨個(gè)體電極對(duì)中的每一對(duì)的電流，例如減少由于大微粒影響導(dǎo)致的PM傳感器電流飽和是可能的。

在圖2A的示意視圖200中示出了個(gè)體電極對(duì)。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2A，視圖200示出了被耦接至包括電壓源218和測(cè)量裝置220的測(cè)量電路的個(gè)體電極對(duì)202。在本文中，個(gè)體電極對(duì)202可以進(jìn)一步包括正電極204和負(fù)電極206。

正和負(fù)電極204和206通?？梢杂芍T如鉑、金、鋨、銠、銥、釕、鋁、鈦、鋯等的金屬以及氧化物、膠合劑、合金、和包含前述金屬中的至少一個(gè)的組合來(lái)制造。電極204和206被形成在PM傳感器的基底(未示出)上，所述基底通常由高度電絕緣材料制造?？赡艿碾娊^緣材料可以包括諸如氧化鋁、氧化鋯、氧化釔、氧化鑭、二氧化硅的氧化物和包含前述氧化物中的至少一種的組合，或能夠阻止電性連通并且為個(gè)體互相交叉的電極對(duì)202提供物理保護(hù)的任何類(lèi)似的材料。

負(fù)電極206可以包括在接合點(diǎn)(junction)209處被連接的第一電極電線或墊片或“尖端(tine)”208和第二電極電線或墊片或“尖端”210。在本文中，第一電極電線208沿著第一方向(例如，沿著Y-軸)延伸到由第一電極電線208的長(zhǎng)度給出的第一距離。第二電極電線可以沿著正交于第一方向的第二方向(例如，沿著X-軸)延伸，并且可以進(jìn)一步延伸到第二距離，其中第二距離例如大于第一距離。在本文中，第二距離可以包括第二電極電線210的長(zhǎng)度。如在示意視圖200中所見(jiàn)的，負(fù)電極206的第一電極電線208和第二電極電線210形成“T-形”接合點(diǎn)209。在一個(gè)示例中，接合點(diǎn)209可以被形成在沿著第一電極電線208的長(zhǎng)度的中間。因此，在接合點(diǎn)209處，第一電線208可以被電性地耦接至負(fù)電極206的第二電極電線210。例如，第一電極電線208和第二電極電線210一起組成負(fù)電極206。

個(gè)體電極對(duì)202的正電極204可以包括由多個(gè)節(jié)段212、214和216組成的單個(gè)電極電線或墊片或“尖端”，所述多個(gè)節(jié)段212、214和216與第一電極電線208和第二電極電線210中的每一個(gè)分開(kāi)，由此產(chǎn)生帶電的PM可以被捕獲的間隙。在本文中，節(jié)段212和216可以被設(shè)置在負(fù)電極的第二電極電線210的任一側(cè)上，進(jìn)一步的，與第二電極電線210等距離(例如，在距離D1處)。例如，該距離可以包括其間沒(méi)有部件的空間。

正電極204的第一節(jié)段212可以沿著第二方向(例如，沿著X軸)延伸到第三距離，第三距離長(zhǎng)于第一距離和第二距離中的每一個(gè)。此外，正電極204的第一節(jié)段212可以被連接至正交的第二節(jié)段214，并且被進(jìn)一步連接至第三節(jié)段216。正電極204的三個(gè)節(jié)段一起環(huán)繞或包圍第二電極電線210，并且進(jìn)一步與第一電極電線208和第二電極電線210中的每一個(gè)分開(kāi)并且電性地隔離(或分離)。第一節(jié)段212與第三節(jié)段216分開(kāi)例如等于第二節(jié)段214的長(zhǎng)度(或2D1)的距離。在一些示例中，節(jié)段212、214和216可以是單個(gè)連續(xù)的電性耦接的電極電線，一起形成正電極204。然而，正電極204和負(fù)電極206可以與彼此分離。

如先前描述的，負(fù)電極的第二電極電線210在接合點(diǎn)209處被耦接至第一電極電線208。然而，第二電極電線210包括與正電極的第一節(jié)段212、第二節(jié)段214和第三節(jié)段216中的每一個(gè)分開(kāi)一定距離的未附接的末端。第二電極電線210的未附接的末端與正電極的第二節(jié)段214之間的距離為D2，而第二電極電線210的未附接的末端與正電極的第一節(jié)段212和第三節(jié)段216中的每一個(gè)的距離為D1。

負(fù)電極206經(jīng)由電性連接222被電性地耦接至電壓源218的負(fù)端子。此外，正電極204經(jīng)由電性連接224被電性地耦接至測(cè)量裝置220，并且經(jīng)由電性連接226被進(jìn)一步連接至電壓源218的正端子。在文本中，測(cè)量裝置220被連接在正電極與電壓源218的正端子之間。在一些示例中，測(cè)量裝置可以在負(fù)電極與電壓源218的負(fù)端子之間。因此，在正與負(fù)電極之間產(chǎn)生的電場(chǎng)可以幫助在它們之間捕獲電性帶電的碳煙顆粒，由此形成碳煙橋(soot bridge)。

電性連接222、224和226、電壓源218和測(cè)量裝置220可以是電路的一部分，所述電路可以容納在排氣通道35外部(作為一個(gè)示例，＜1米遠(yuǎn))。進(jìn)一步的，電路的電壓源218和測(cè)量裝置可以由控制器(諸如圖1的控制器12)來(lái)控制，使得在PM傳感器處收集的微粒物質(zhì)可以被用于診斷例如DPF的泄露。因此，測(cè)量裝置220可以是能夠讀取跨電極的電阻變化的任何裝置(諸如伏特計(jì))。在一些示例中，測(cè)量裝置220可以是諸如安培計(jì)的電流測(cè)量裝置。隨著PM或碳煙顆粒228被沉積在正電極204與負(fù)電極206之間，電極對(duì)之間的電阻可以開(kāi)始減小，這通過(guò)由測(cè)量裝置220測(cè)量的電流的增加來(lái)指示?？刂破?2可以能夠根據(jù)由測(cè)量裝置220測(cè)量的電流確定個(gè)體電極對(duì)202之間的電阻，并且推測(cè)PM傳感器的個(gè)體電極對(duì)202上的對(duì)應(yīng)的PM或碳煙負(fù)荷。以此方式，通過(guò)將個(gè)體電極對(duì)連接到電壓源，有可能基于在個(gè)體電極對(duì)202的電極之間積聚的PM確定跨個(gè)體電極對(duì)的電流。在本文中，在個(gè)體電極對(duì)202之間沉積的PM的長(zhǎng)度可以基于由測(cè)量裝置220測(cè)量的電阻(并且進(jìn)一步基于電流)來(lái)確定。當(dāng)積聚的PM變得足夠長(zhǎng)由此沿著正電極與負(fù)電極之間的間隙延伸并且觸及正電極和負(fù)電極時(shí)，碳煙橋可以被形成。例如，當(dāng)碳煙橋被形成時(shí)，跨正和負(fù)電極測(cè)量的電流可以飽和。因此，跨正電極204和負(fù)電極206延伸的大微粒228可以使例如由測(cè)量裝置220測(cè)量的電流飽和。

在包括被連接至單個(gè)電壓源的互相交叉的電極的PM傳感器中，跨PM傳感器電極的一對(duì)或更多對(duì)正和負(fù)“尖端”形成的碳煙橋可以使跨PM傳感器測(cè)量的電流飽和。此后，跨PM傳感器電極測(cè)量的電流可能不能感測(cè)進(jìn)一步沉積在PM傳感器的電極之間的任何微粒。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，通過(guò)如在圖2B中示出的那樣使用多個(gè)互相交叉的電極并且將它們中的每一個(gè)獨(dú)立地連接至單獨(dú)的電壓源，PM傳感器可以不受沉積在PM傳感器的電極之間的大微粒的影響，由此繼續(xù)檢測(cè)排氣中的PM。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2B，其示出了微粒物質(zhì)(PM)傳感器(諸如圖1的PM傳感器106)的互相交叉的電極和PM檢測(cè)電路的示例實(shí)施例的示意視圖230。在本文中，如在圖2B中示出的，PM傳感器可以包括被電性地耦接至多個(gè)(在本文中為四個(gè))電壓源218、240、242和244的多個(gè)(在本文中為四個(gè))互相交叉的電極對(duì)202、234、236和238。

因此，視圖230的每個(gè)互相交叉的電極對(duì)202、234、236和238和多個(gè)電極對(duì)的其對(duì)應(yīng)的正和負(fù)電極的細(xì)節(jié)可以類(lèi)似于在上面描述的示意視圖200的個(gè)體電極對(duì)202和其正和負(fù)電極204和206。

在一個(gè)示例中，圖2B的個(gè)體電極對(duì)202可以是第一個(gè)體電極對(duì)，并且可以進(jìn)一步類(lèi)似于參照?qǐng)D2A解釋的個(gè)體電極對(duì)202。除個(gè)體電極對(duì)202之外，在視圖230中示出的PM傳感器可以包括進(jìn)一步與第一個(gè)體電極對(duì)202分開(kāi)一間隙的第二個(gè)體電極對(duì)234。此外，第二個(gè)體電極對(duì)234可以包括環(huán)繞負(fù)電極進(jìn)一步隔離并且分開(kāi)一定距離的正電極(其中電極對(duì)234的正電極和負(fù)電極類(lèi)似于例如參照?qǐng)D2A解釋的正和負(fù)電極204和206)。此外，正電極可以經(jīng)由連接電線260被連接至第二電壓源240的正端子。類(lèi)似地，第二個(gè)體電極對(duì)234的負(fù)電極可以經(jīng)由連接電線261被連接至測(cè)量裝置246，并且通過(guò)連接電線262被進(jìn)一步連接至電壓源240的負(fù)端子。在本文中，電壓源240可以不同于電壓源218，并且進(jìn)一步的，測(cè)量裝置246可以不同于測(cè)量裝置220。此外，第二個(gè)體電極對(duì)234可以與個(gè)體電極對(duì)202分開(kāi)一定距離。在一些示例中，測(cè)量裝置246可以被連接在個(gè)體電極對(duì)234的正電極與電壓源240的正端子之間。在一些更多示例中，相繼的個(gè)體電極對(duì)202和234的負(fù)電極可以與彼此呈對(duì)角地相對(duì)。

視圖230的PM傳感器可以進(jìn)一步包括第三個(gè)體電極對(duì)236和第四個(gè)體電極對(duì)238。這樣，第三和第四個(gè)體電極對(duì)的細(xì)節(jié)可以類(lèi)似于先前討論的第一和第二個(gè)體電極對(duì)。簡(jiǎn)要地，第三個(gè)體電極對(duì)236可以包括環(huán)繞負(fù)電極進(jìn)一步隔離并且分開(kāi)一定距離的正電極(其中電極對(duì)234的正電極和負(fù)電極類(lèi)似于例如參照?qǐng)D2A解釋的正和負(fù)電極204和206)。此外，正電極可以經(jīng)由連接電線263被連接至第三測(cè)量裝置248，并且經(jīng)由連接電線265被進(jìn)一步連接至第三電壓源242的正端子。類(lèi)似地，第三個(gè)體電極對(duì)236的負(fù)電極可以通過(guò)連接電線264被連接至第三電壓源242的負(fù)端子。在本文中，第三電壓源242可以不同于第一電壓源218和第二電壓源240中的每一個(gè)，并且進(jìn)一步的，第三測(cè)量裝置248可以不同于第一測(cè)量裝置220和第二測(cè)量裝置246中的每一個(gè)。此外，第三個(gè)體電極對(duì)236可以比第一個(gè)體電極對(duì)202更靠近第二個(gè)體電極對(duì)234，進(jìn)一步與第二個(gè)體電極對(duì)234分開(kāi)一定距離。在一些示例中，第三個(gè)體電極對(duì)236與第二個(gè)體電極對(duì)234之間的分離可以類(lèi)似于第一個(gè)體電極對(duì)202與第二個(gè)體電極對(duì)234之間的分離。在其他示例中，相繼的個(gè)體電極對(duì)之間的分離可以不同。在一些示例中，測(cè)量裝置248可以被連接在個(gè)體電極對(duì)236的負(fù)電極與第三電壓源248的負(fù)端子之間。在一些更多示例中，相繼的個(gè)體電極對(duì)的負(fù)電極可以與彼此呈對(duì)角地相對(duì)。

此外，第四個(gè)體電極對(duì)238可以包括環(huán)繞負(fù)電極進(jìn)一步隔離并且分開(kāi)一定距離的正電極(其中電極對(duì)234的正電極和負(fù)電極類(lèi)似于例如參照?qǐng)D2A解釋的正和負(fù)電極204和206)。此外，第四個(gè)體電極對(duì)238的負(fù)電極可以經(jīng)由連接電線267被連接至第四測(cè)量裝置250，并且進(jìn)一步經(jīng)由連接電線268被連接至第四電壓源244的負(fù)端子。類(lèi)似地，第四個(gè)體電極對(duì)238的正電極可以通過(guò)連接電線266被連接至第四電壓源244的正端子。在本文中，第四電壓源244可以不同于第一電壓源218、第二電壓源240和第三電壓源242中的每一個(gè)，并且進(jìn)一步的，第四測(cè)量裝置250可以不同于第一測(cè)量裝置220、第二測(cè)量裝置246和第三測(cè)量裝置248中的每一個(gè)。此外，第四個(gè)體電極對(duì)238可以比第一個(gè)體電極對(duì)202和第二個(gè)體電極對(duì)234更靠近第三個(gè)體電極對(duì)236，進(jìn)一步與第三個(gè)體電極對(duì)236分開(kāi)一定距離。在一些示例中，第四個(gè)體電極對(duì)238與第三個(gè)體電極對(duì)236之間的分離可以類(lèi)似于第一個(gè)體電極對(duì)202與第二個(gè)體電極對(duì)234之間的分離，并且進(jìn)一步類(lèi)似于第二個(gè)體電極對(duì)234與第三個(gè)體電極對(duì)236之間的分離。在其他示例中，相繼的個(gè)體電極對(duì)之間的分離可以不同。在一些示例中，測(cè)量裝置250可以被連接在個(gè)體電極對(duì)238的正電極與第四電壓源250的正端子之間。在一些更多示例中，相繼的個(gè)體電極對(duì)的負(fù)電極可以與彼此呈對(duì)角地相對(duì)。

在本文中，PM傳感器由四個(gè)個(gè)體電極對(duì)組成，然而，PM傳感器可以包括更多的個(gè)體電極對(duì)而不脫離本公開(kāi)的范圍。因此，將多個(gè)個(gè)體電極對(duì)連接到對(duì)應(yīng)的多個(gè)電壓源和多個(gè)測(cè)量裝置的電性連接或連接電線可以是可以容納在排氣通道35外部(作為一個(gè)示例，＜1米遠(yuǎn))的電路的一部分。因此，多個(gè)測(cè)量裝置可以是能夠讀取跨電極的電阻變化的任何裝置(諸如伏特計(jì))。在一些示例中，測(cè)量裝置可以是諸如安培計(jì)的電流測(cè)量裝置。進(jìn)一步的，電路的多個(gè)電壓源(諸如圖2B的視圖230的電壓源218、240、242、244)和多個(gè)測(cè)量裝置(諸如圖2B的視圖230的測(cè)量裝置220、246、248和250)可以由控制器(諸如圖1的控制器12)來(lái)控制，使得在PM傳感器處收集的微粒物質(zhì)可以被用于診斷DPF的泄露，如在下面參照?qǐng)D2C解釋的。

因此，一種示例顆粒物質(zhì)(PM)傳感器系統(tǒng)可以包括PM傳感器，其包括多個(gè)平面互相交叉的電極對(duì)和多個(gè)電壓源，其中多個(gè)互相交叉的電極對(duì)中的每個(gè)個(gè)體平面互相交叉的電極對(duì)包括正電極和負(fù)電極，正電極經(jīng)由測(cè)量裝置被電性地耦接至電壓源的正端子，負(fù)電極被電性地耦接至電壓源的負(fù)端子，并且個(gè)體電極對(duì)通過(guò)絕緣間隙與彼此隔離。在本文中，每個(gè)平面互相交叉的電極對(duì)的負(fù)電極可以包括沿著第一方向延伸第一距離的第一電極電線和沿著第二方向延伸第二距離的第二電極電線，第一方向正交于第二方向，并且第二距離大于第一距離。進(jìn)一步的，負(fù)電極的第一電極電線可以被電性地耦接至第二電線以便在第一電極電線與第二電極電線之間形成接合點(diǎn)，并且被進(jìn)一步電性地耦接至電壓源的負(fù)端子。此外，平面互相交叉的電極對(duì)中的每一個(gè)的正電極包含正電極電線，其鄰近第一電極電線和第二電極電線中的每一個(gè)，包圍負(fù)電極的第二電極電線，并且進(jìn)一步與第一負(fù)電極的第一電極電線和第二電極電線中的每一個(gè)隔離，并且被進(jìn)一步連接至電壓源的正端子。

PM傳感器系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括控制器，所述控制器具有存儲(chǔ)在非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中用于以下的計(jì)算機(jī)可讀指令：通過(guò)在第一電極電線、第二電極電線和正電極電線中的一個(gè)或多個(gè)之間積聚PM而跨平面互相交叉的電極對(duì)的正電極和負(fù)電極中的每一個(gè)積聚PM，如在下面參照?qǐng)D2C討論的。在本文中，PM傳感器可以在微粒過(guò)濾器下游被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道中，并且控制器可以進(jìn)一步包括用于以下的指令：產(chǎn)生跨個(gè)體平面互相交叉的電極對(duì)中的每一個(gè)的電流；對(duì)跨個(gè)體平面互相交叉的電極對(duì)中的每一個(gè)產(chǎn)生的電流進(jìn)行求和，并且產(chǎn)生PM傳感器的總電流(圖3)；以及當(dāng)總電流高于閾值時(shí)，使PM傳感器再生(圖4)。此外，控制器可以進(jìn)一步包括用于以下的指令：基于PM傳感器的再生之間的持續(xù)時(shí)間指示微粒過(guò)濾器的泄露(圖5)。

圖2A-2B示出了具有各種部件的相對(duì)定位的示例構(gòu)造。如果被示為彼此直接接觸或直接耦接，那么在至少在一個(gè)示例中此類(lèi)元件可以分別被稱(chēng)為直接接觸或直接耦接。類(lèi)似地，被示為彼此鄰近或相鄰的元件在至少在一個(gè)示例中可以分別是彼此鄰近或相鄰的。作為示例，彼此共面接觸放置的部件可以被稱(chēng)為共面接觸。作為另一示例，被設(shè)置為彼此分開(kāi)并且在其之間僅有空間而沒(méi)有其他部件的元件在至少一個(gè)示例中可以被稱(chēng)為如此。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2C，曲線圖270示出了跨參照?qǐng)D2B描述的多個(gè)電極對(duì)產(chǎn)生的電流。具體地，曲線圖270比較在包括被連接至多個(gè)電壓源的多個(gè)平面互相交叉的電極對(duì)的PM傳感器實(shí)施例與包括互相交叉的“梳齒”電極結(jié)構(gòu)和單個(gè)電壓源的示例PM傳感器中產(chǎn)生的總電流。總的PM傳感器電流沿著垂直軸示出，而時(shí)間沿著水平軸示出。線276可以指示對(duì)應(yīng)于PM傳感器再生的閾值電流。

在圖2C中，曲線272表示在包括被耦接至單個(gè)電壓源的連續(xù)的互相交叉的電極的示例PM傳感器中產(chǎn)生的總的PM傳感器電流。在本文中，PM傳感器可以包括含有連續(xù)的“尖端”的正電極，其中所有“尖端”都被耦接至單個(gè)電壓源的正端子。類(lèi)似地，PM傳感器還可以包括同樣含有連續(xù)的“尖端”的負(fù)電極，其中所有“尖端”都被耦接至單個(gè)電壓源的負(fù)端子。此外，PM傳感器可以包括被耦接在正電極與電壓源之間或負(fù)電極與電壓源之間的單個(gè)測(cè)量裝置。隨著PM在PM傳感器的正電極與負(fù)電極之間積聚，電阻的變化可以通過(guò)測(cè)量裝置來(lái)檢測(cè)，并且可以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于電阻的變化的電流。在t0與t1之間，PM傳感器可以積聚PM，并且產(chǎn)生總的PM傳感器電流，如通過(guò)曲線272指示的。

在t1處，大微?？梢员怀练e在PM傳感器的電極對(duì)中的一對(duì)或多對(duì)之間，從而形成跨PM傳感器的電極的碳煙橋，引起總的PM傳感器電流飽和(曲線272)。在本文中，由跨電極耦接的單個(gè)測(cè)量裝置測(cè)量的總的PM傳感器電流可能迅速地到達(dá)用于再生的閾值(線276)。此后，積聚在電極之間的PM不會(huì)引起總的PM傳感器電流的增加(曲線272)。因此，在跨PM傳感器的互相交叉的電極耦接的單個(gè)電壓源和單個(gè)測(cè)量裝置的情況下，由測(cè)量裝置測(cè)量的總的PM傳感器電流會(huì)微弱地取決于橋的尺寸和/或長(zhǎng)度，并可能不取決于橋的數(shù)量。在本文中，位于PM傳感器上游的DPF可能被錯(cuò)誤地確定為正在泄露，從而導(dǎo)致以其他方式正常工作的DPF的不必要的更換。

發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，通過(guò)如參照?qǐng)D2B解釋的那樣包括跨個(gè)體電極對(duì)耦接的多個(gè)電壓源和多個(gè)測(cè)量裝置，總的PM傳感器電流可以通過(guò)對(duì)跨個(gè)體電極對(duì)的電流進(jìn)行求和來(lái)產(chǎn)生。在本文中，曲線274表示通過(guò)對(duì)跨在圖2B中示出的個(gè)體電極對(duì)的電流進(jìn)行求和而產(chǎn)生的總的PM傳感器電流。

返回到圖2C，第一電流(I₁)可以是由第一測(cè)量裝置220測(cè)量的跨第一個(gè)體電極對(duì)202產(chǎn)生的電流。因此，當(dāng)PM積聚在該個(gè)體電極對(duì)的正電極與負(fù)電極之間時(shí)，電流I可以被產(chǎn)生。類(lèi)似地，由第二測(cè)量裝置246測(cè)量的跨第二個(gè)體電極對(duì)234產(chǎn)生的電流可以是I₂。同樣地，由第三測(cè)量裝置248測(cè)量的跨第三個(gè)體電極對(duì)236產(chǎn)生的電流可以是I₃，并且由第四測(cè)量裝置250測(cè)量的跨第四個(gè)體電極對(duì)238產(chǎn)生的電流可以是I₄。在文本中，在圖2B中示出的PM傳感器包括四個(gè)個(gè)體電極對(duì)。然而，PM傳感器可以包括例如多于四個(gè)的個(gè)體電極對(duì)。因此，總的PM傳感器電流可以通過(guò)對(duì)跨個(gè)體電極產(chǎn)生的電流進(jìn)行求和來(lái)產(chǎn)生，并且可以被數(shù)學(xué)地書(shū)寫(xiě)為其中i可以指示PM傳感器設(shè)計(jì)包括的個(gè)體電極對(duì)的數(shù)量。在圖2B示出的示例實(shí)施例中，i等于四。因此，在這樣的示例中，總的PM傳感器電流I_總＝I₁+I₂+I₃+I₄。

返回到圖2C，曲線274表示如在上面解釋的PM傳感器的I_總。在t0與t1之間，總的PM傳感器電流可以由曲線274來(lái)表示。在t1處，大微粒可以積聚在例如第一個(gè)體電極對(duì)的電極之間(例如，圖2B的跨個(gè)體電極對(duì)202的電極的PM 228)。在一些示例中，PM 228可以由隨著時(shí)間積聚的PM形成，由此形成跨第一個(gè)體電極對(duì)的電極的大碳煙橋。在時(shí)間t1處，跨第一個(gè)體電極對(duì)的電極積聚的大微粒(或碳煙橋)可以使總的PM傳感器電流增加(曲線274)。在一些示例中，由第一測(cè)量裝置220測(cè)量的跨第一個(gè)體電極的電流I₁可以飽和，然而，跨其他個(gè)體電極對(duì)的電流可以不飽和，并且因此總的PM傳感器電流可以保持在例如用于PM傳感器再生的閾值電流(線276)之下。因此，當(dāng)PM 228被積聚并且沿著Y軸增長(zhǎng)由此形成連接第一電極對(duì)202的正和負(fù)電極兩者的碳煙橋時(shí)，跨第一測(cè)量裝置測(cè)量的電流I₁可以到達(dá)第一閾值，第一閾值可以是例如用于第一個(gè)體電極對(duì)的飽和電流。在本文中，電流I₁可以被用來(lái)確定PM(228)尺寸，并且可以被進(jìn)一步用來(lái)例如確定PM(228)長(zhǎng)度。在一些示例中，閾值可以基于PM尺寸和/或PM長(zhǎng)度，并且進(jìn)一步基于跨電極測(cè)量的電阻。因此，總的PM傳感器電流可以由I_總～I(xiàn)₁給出，其中通過(guò)剩下的個(gè)體電極對(duì)測(cè)量的電流可以很小。

在t2與t3之間，PM可以繼續(xù)跨PM傳感器被積聚，并且多個(gè)電極可以繼續(xù)檢測(cè)PM，如通過(guò)總的PM傳感器電流的穩(wěn)定增加指示的(曲線274)。然而，在t2處，大微粒(諸如，圖2B的例如跨個(gè)體電極對(duì)202和234的PM 252)可以跨多個(gè)電極對(duì)被沉積，導(dǎo)致總的PM傳感器電流的增加(曲線274)。例如，PM 252可以是沿著Y軸延伸覆蓋多個(gè)電極對(duì)的大微粒。在一些示例中，PM 252可以對(duì)應(yīng)于隨著排氣中的PM隨著時(shí)間積聚而跨相繼的個(gè)體電極對(duì)202和234的多個(gè)電極形成的碳煙橋。在本文中，總的PM傳感器電流I_總可以經(jīng)歷如通過(guò)曲線274示出的增加，并且，總的PM傳感器電流I_總～I(xiàn)₁₊+I₂(例如，I₃和I₄可以很小)，但是仍然保持在用于PM傳感器再生的閾值電流之下(線276)。在本文中，總的PM傳感器電流可以表示跨多個(gè)個(gè)體電極對(duì)進(jìn)行求和的電流。換言之，由第一和第二測(cè)量裝置220和246測(cè)量的電流可以由控制器進(jìn)行求和，以確定總的PM傳感器電流。由第三和第四測(cè)量裝置248和250測(cè)量的電流可以繼續(xù)保持很小?？缍鄠€(gè)電極對(duì)延伸的大微?？梢砸鹩蓪?duì)應(yīng)的測(cè)量裝置測(cè)量的電流到達(dá)第二閾值，該第二閾值可以是例如用于第一和第二個(gè)體電極對(duì)的飽和電流。在一些示例中，第二閾值可以大于第一閾值。

類(lèi)似地，在t2與t3之間，多個(gè)個(gè)體電極對(duì)可以繼續(xù)捕獲排氣中的PM。然而，在時(shí)間t3處，大微粒(例如，圖2B的例如跨個(gè)體電極對(duì)202、234和236的PM 254)可以跨多個(gè)電極對(duì)被沉積，從而導(dǎo)致總的PM傳感器電流的增加(曲線274)。例如，PM 254可以是沿著Y軸延伸覆蓋多個(gè)電極對(duì)的大微粒。如先前解釋的，PM 254可以對(duì)應(yīng)于隨著排氣中的PM隨著時(shí)間積聚而跨相繼的個(gè)體電極對(duì)202、234和236的多個(gè)電極形成的碳煙橋。在本文中，總的PM傳感器電流I_總可以經(jīng)歷如通過(guò)曲線274示出的增加，并且總的PM傳感器電流I_總～I(xiàn)₁₊+I₂+I₃(例如，I₄可以很小)，但是仍然保持在用于PM傳感器再生的閾值電流(線276)之下。在本文中，總的PM傳感器電流可以表示由第一、第二和第三測(cè)量裝置220、246和248測(cè)量的電流的可以由例如控制器進(jìn)行求和以確定總的PM傳感器電流的電流。由第四測(cè)量裝置250測(cè)量的電流可以繼續(xù)保持很小(I₄～0)?？缍鄠€(gè)電極對(duì)延伸的大微?？梢砸鹩蓪?duì)應(yīng)的測(cè)量裝置測(cè)量的電流到達(dá)第三閾值，第三閾值可以是例如用于第一、第二和第三個(gè)體電極對(duì)的飽和電流的總和。在一些示例中，第三閾值可以大于第二閾值和第一閾值中的每一個(gè)。

在t3與t4之間，多個(gè)個(gè)體電極對(duì)可以繼續(xù)捕獲排氣中的PM。然而，在時(shí)間t4處，大微粒(例如，圖2B的跨例如所有四個(gè)個(gè)體電極對(duì)的PM 256)可以跨多個(gè)電極對(duì)被沉積，從而導(dǎo)致總的PM傳感器電流的增加(曲線274)。例如，PM 256可以是沿著Y軸延伸覆蓋多個(gè)電極對(duì)的大微粒。在本文中，總的PM傳感器電流I_總可以經(jīng)歷如通過(guò)曲線274示出的增加，并且總的PM傳感器電流I_總～I(xiàn)₁₊+I₂+I₃+I₄并且總的PM傳感器電流可以到達(dá)用于PM傳感器再生的閾值(線276)。在本文中，總的PM傳感器電流可以表示由第一、第二、第三和第四測(cè)量裝置220、246、248和250測(cè)量的可以由例如控制器進(jìn)行求和以確定總的PM傳感器電流的電流。跨多個(gè)電極對(duì)延伸的大微?？梢砸鹩蓪?duì)應(yīng)的測(cè)量裝置測(cè)量的電流到達(dá)第四閾值，該第四閾值可以是例如用于第一、第二、第三和第四個(gè)體電極對(duì)的飽和電流的總和。在一些示例中，第四閾值可以對(duì)應(yīng)于用于PM傳感器的再生閾值。一旦總的PM傳感器電流到達(dá)再生閾值，指示排氣PM負(fù)荷已經(jīng)到達(dá)閾值負(fù)荷，PM傳感器就會(huì)需要如在圖4中描述的那樣被再生。簡(jiǎn)要地，在PM傳感器的排氣PM負(fù)荷高于閾值負(fù)荷時(shí)的狀況期間，PM傳感器可以通過(guò)經(jīng)由加熱元件對(duì)傳感器基底進(jìn)行加熱以從PM傳感器的表面燒掉積聚的碳煙顆粒而被再生。通過(guò)使PM傳感器的表面間歇地再生，它可以被返回到更適合于收集排氣PM的狀況。此外，涉及排氣PM水平的精確信息可以根據(jù)傳感器再生來(lái)推測(cè)，并且被傳遞給控制器。

以此方式，通過(guò)對(duì)跨多個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電流進(jìn)行求和，PM傳感器可以更精確地檢測(cè)排氣中的PM，而不受例如沉積在電極上的大微粒的影響。對(duì)跨多個(gè)個(gè)體電極對(duì)產(chǎn)生的電流進(jìn)行求和的技術(shù)效果是，PM傳感器可以更精確地檢測(cè)離開(kāi)DPF的PM，并且因此以更可靠的方式針對(duì)泄露對(duì)DPF進(jìn)行診斷。

因此，一種示例方法可以由控制器如參照?qǐng)D3描述的那樣執(zhí)行，以更精確地并且可靠地確定排氣PM水平。因此，該方法可以包括，跨位于PM傳感器內(nèi)部的多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)積聚發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的微粒物質(zhì)(PM)；響應(yīng)于積聚的微粒物質(zhì)而獨(dú)立地產(chǎn)生跨每個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電流；基于電流確定微粒物質(zhì)尺寸；以及對(duì)跨多個(gè)電極對(duì)的電流進(jìn)行求和，以產(chǎn)生PM傳感器的總電流。在本文中，總電流可以與微粒物質(zhì)尺寸成比例地增加。該方法可以進(jìn)一步包括，當(dāng)PM傳感器的總電流大于閾值電流時(shí)，使PM傳感器再生。該方法可以進(jìn)一步包括，當(dāng)PM傳感器的再生之間的持續(xù)時(shí)間低于閾值時(shí)，指示被設(shè)置在PM傳感器上游的微粒過(guò)濾器的泄露，以及當(dāng)PM傳感器的再生之間的持續(xù)時(shí)間大于閾值時(shí)，不指示微粒過(guò)濾器的泄露。在本文中，多個(gè)電極對(duì)的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)包括被連接至電壓源的正端子的正墊片和被連接至電壓源的負(fù)端子的負(fù)墊片，正墊片環(huán)繞負(fù)墊片并且進(jìn)一步分開(kāi)一定距離。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，示出了用于基于跨PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)的個(gè)體電極對(duì)產(chǎn)生的電流的總和來(lái)操作PM傳感器以區(qū)分微粒尺寸并且使PM傳感器再生的方法。用于執(zhí)行方法300和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器基于存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令并且結(jié)合從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如在上面參照?qǐng)D1、2A和2B描述的傳感器)接收的信號(hào)來(lái)執(zhí)行?？刂破骺梢愿鶕?jù)在下面描述的方法采用發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

在302處，方法300包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)工況。被確定的發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以包括例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、各種排氣空燃比、各種排氣溫度、PM傳感器上的PM負(fù)荷、DPF上的PM負(fù)荷、排氣LNT上的負(fù)荷、環(huán)境溫度、自PM傳感器和DPF的上一次再生以后逝去的持續(xù)時(shí)間(或距離)等。在304處，方法300包括，跨PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)中的個(gè)體電極對(duì)積聚碳煙或PM。在本文中，離開(kāi)DPF的PM可以跨PM傳感器的電極被收集。PM傳感器可以包括多個(gè)個(gè)體電極對(duì)(例如，如在圖2B中示出的)。隨著PM跨個(gè)體電極對(duì)被積聚，電流可以跨多個(gè)測(cè)量裝置被測(cè)量。因此，由測(cè)量裝置測(cè)量的電流可以被用來(lái)產(chǎn)生例如在電極上沉積的PM的尺寸。更大的微?？梢灾丿B在多個(gè)電極上，由此產(chǎn)生例如跨多個(gè)測(cè)量裝置進(jìn)行求和的更大的PM傳感器電流。同樣地，更小的微?？梢钥缭礁俚碾姌O對(duì)，由此產(chǎn)生更小的PM傳感器電流。

接下來(lái)在306處，方法300包括，產(chǎn)生多個(gè)電極對(duì)上的微粒分布。產(chǎn)生微粒分布可以額外地和/或可選地包括在308處產(chǎn)生跨PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)中的個(gè)體電極對(duì)中的每一個(gè)的電阻R_i，并且進(jìn)一步包括產(chǎn)生跨PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)中的個(gè)體電極對(duì)的電流I_i。如先前解釋的，例如，當(dāng)微?？珉姌O對(duì)被沉積時(shí)，電流跨測(cè)量裝置被測(cè)量，其中測(cè)量裝置跨電極對(duì)被耦接?？珉姌O對(duì)被沉積的微?？梢赃M(jìn)一步引起電阻R_i的減小，并且因此，在312處，微粒的尺寸可以例如基于電阻R_i來(lái)確定。

該方法然后進(jìn)行到314，其中跨PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)中的個(gè)體電極對(duì)的電流I_i的分布可以被求和，以產(chǎn)生PM傳感器的總電流I_總。在數(shù)學(xué)上，跨個(gè)體電極對(duì)的電流的總和可以被書(shū)寫(xiě)為其中i可以指示PM傳感器設(shè)計(jì)包括的個(gè)體電極對(duì)的數(shù)量。在圖2B示出的示例實(shí)施例中，i等于四。因此，在這樣的示例中，總的PM傳感器電流I_總＝I₁+I₂+I₃+I₄。此外，方法300包括在316處確定在PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)上的微粒分布的總長(zhǎng)度。

方法300然后進(jìn)入到318，其中可以確定總電流I_總是否低于閾值Thr。閾值Thr可以是對(duì)應(yīng)于PM傳感器再生閾值的閾值電流。在一些示例中，閾值Thr可以基于在其之上PM傳感器可能需要被再生的PM傳感器的PM負(fù)荷。如果總電流低于閾值Thr，指示PM傳感器還未到達(dá)用于再生的閾值，那么方法300進(jìn)入到324，其中PM可以繼續(xù)跨多個(gè)電極對(duì)中的個(gè)體電極對(duì)被收集，并且然后在328處，跨PM傳感器的多個(gè)個(gè)體電極對(duì)產(chǎn)生的電流可以繼續(xù)如先前解釋的那樣進(jìn)行求和。該方法然后返回到318，其中總電流可以被間歇地檢查，以確定PM傳感器是否已經(jīng)到達(dá)例如再生閾值。

如果總電流大于閾值Thr，那么方法進(jìn)入到320，其中PM傳感器可以如參照?qǐng)D4描述的那樣被再生，并且進(jìn)一步，在322處，方法300包括基于PM傳感器再生之間的持續(xù)時(shí)間指示被設(shè)置在PM傳感器上游的DPF的泄露，并且如參照?qǐng)D5描述的那樣基于DPF的泄露的指而進(jìn)一步調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。以此方式，通過(guò)對(duì)跨被連接至多個(gè)電壓源并且被進(jìn)一步連接至多個(gè)測(cè)量裝置的多個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電流進(jìn)行測(cè)量并且求和，對(duì)DPF的診斷可以被可靠地并且精確地執(zhí)行。

因此，一種示例方法可以包括，響應(yīng)于多個(gè)電極對(duì)上的微粒分布而調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，所述多個(gè)電極對(duì)被設(shè)置在PM傳感器的共同的微粒物質(zhì)(PM)傳感器殼體內(nèi)部。該方法可以進(jìn)一步包括，基于跨多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)被獨(dú)立地測(cè)量的電阻區(qū)分微粒分布的尺寸，并且其進(jìn)一步包含，基于跨多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電阻產(chǎn)生跨多個(gè)電極對(duì)的電流分布。在本文中，該方法可以進(jìn)一步包括，對(duì)多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電流分布進(jìn)行求和，以產(chǎn)生PM傳感器的總電流；基于PM傳感器的總電流確定多個(gè)電極對(duì)上的微粒分布的總尺寸；以及響應(yīng)于總電流高于閾值，使PM傳感器再生。該方法可以進(jìn)一步包括，基于PM傳感器再生之間的持續(xù)時(shí)間指示被設(shè)置在PM傳感器上游的柴油微粒過(guò)濾器的泄露。在該方法的另一表示中，該方法可以包括，基于跨多個(gè)個(gè)體電極中的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電流確定個(gè)體電極對(duì)上的微粒分布的長(zhǎng)度。因此，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可以進(jìn)一步基于柴油微粒過(guò)濾器的泄露的指示，并且多個(gè)電極對(duì)均可以與彼此電性地隔離，并且被進(jìn)一步連接至獨(dú)立的電壓源和獨(dú)立的測(cè)量裝置。每個(gè)個(gè)體電極對(duì)可以包括被耦接至單個(gè)電壓源的正端子的第一電極和被耦接至該單個(gè)電壓源的負(fù)端子的第二電極，并且其中第一電極環(huán)繞第二電極并且進(jìn)一步與第二電極電性地隔離。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，示出了用于使PM傳感器(例如，在圖1處示出的PM傳感器106)再生的方法400。具體地，當(dāng)PM傳感器上的碳煙負(fù)荷大于閾值時(shí)，或當(dāng)針對(duì)溫度調(diào)整的PM傳感器的電阻降至閾值電阻時(shí)，PM傳感器再生狀況可以被認(rèn)為滿(mǎn)足，并且PM傳感器可能需要被再生以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的PM檢測(cè)。在402處，PM傳感器的再生可以開(kāi)始，并且在404處，PM傳感器可以通過(guò)加熱傳感器而被再生。PM傳感器可以通過(guò)致動(dòng)被熱耦接至傳感器電極表面的加熱元件(諸如被嵌入在傳感器中的加熱元件)而被加熱，直至傳感器的碳煙負(fù)荷已經(jīng)通過(guò)電極之間的碳顆粒的氧化而被充分地減少。PM傳感器再生通常通過(guò)利用計(jì)時(shí)器來(lái)控制，并且在402處，計(jì)時(shí)器可以設(shè)定達(dá)閾值持續(xù)時(shí)間。替代地，傳感器再生可以利用傳感器頂端的溫度測(cè)量、或通過(guò)控制到加熱器的功率、或這些中的任一個(gè)或全部來(lái)控制。當(dāng)計(jì)時(shí)器被用于PM傳感器再生時(shí)，則方法400包括在406處檢查閾值持續(xù)時(shí)間是否已經(jīng)逝去。如果閾值持續(xù)時(shí)間還未逝去，那么方法400進(jìn)入到408，其中PM傳感器再生可以被繼續(xù)。如果閾值持續(xù)時(shí)間已經(jīng)逝去，那么方法400進(jìn)入到410，其中PM傳感器再生可以被終止，并且在412處，電路可以被關(guān)閉。進(jìn)一步，傳感器電極可以被冷卻至例如排氣溫度。方法400進(jìn)行到414，其中PM傳感器的電極之間的電阻被測(cè)量。在416處，PM傳感器的PM或碳煙負(fù)荷(即，PM傳感器的電極之間的積聚的PM或碳煙)可以根據(jù)有可能補(bǔ)償溫度的測(cè)量的電阻來(lái)計(jì)算，并且該方法進(jìn)行到418。在418處，PM傳感器的計(jì)算的碳煙負(fù)荷可以與閾值Lower_Thr進(jìn)行比較。閾值Lower_Thr可以是低于再生閾值的較低(lower)閾值，例如，指示碳煙顆粒從電極上充分地清除掉。在一個(gè)示例中，閾值可以是在其之下再生可以被終止的閾值。如果碳煙負(fù)荷繼續(xù)大于Lower_Thr，指示進(jìn)一步的再生可能被需要，那么方法400進(jìn)行到408，其中PM傳感器再生可以被重復(fù)。然而，如果PM傳感器繼續(xù)經(jīng)歷重復(fù)的再生，那么控制器可以設(shè)定錯(cuò)誤代碼以指示PM傳感器可能退化或碳煙傳感器中的加熱元件可能退化。如果碳煙負(fù)荷低于閾值Lower_Thr，指示電極表面是清潔的，那么方法400進(jìn)行到420，其中碳煙傳感器電阻和再生歷史可以被更新并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。例如，PM傳感器再生的頻率和/或傳感器再生之間的平均持續(xù)時(shí)間可以被更新。在422處，各種模型然后可以被控制器用來(lái)計(jì)算碳煙的DPF過(guò)濾的百分比效率。以此方式，PM傳感器可以執(zhí)行DPF的車(chē)載(on-board)診斷。

發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道可以包括被設(shè)置在DPF上游和/或下游的一個(gè)或多個(gè)PM傳感器以便確定DPF的碳煙負(fù)荷。當(dāng)碳煙傳感器被設(shè)置在DPF的上游時(shí)，基于在碳煙沉積在PM傳感器的多個(gè)電極上之后電阻的變化，傳感器上的碳煙負(fù)荷可以被推測(cè)。因此被確定的碳煙負(fù)荷可以被用來(lái)更新例如DPF上的碳煙負(fù)荷。如果DPF上的碳煙負(fù)荷大于用于DPF再生的閾值，那么控制器可以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)以使DPF再生。具體地，響應(yīng)于過(guò)濾器再生狀況滿(mǎn)足，過(guò)濾器(或過(guò)濾器附近)的溫度可以被充分地升高以燒掉存儲(chǔ)的碳煙。這可以包括使被耦接至DPF的加熱器運(yùn)轉(zhuǎn)，或(例如，通過(guò)濃運(yùn)轉(zhuǎn))使流入DPF的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的溫度升高。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，示出了用于基于PM傳感器的再生時(shí)間診斷DPF功能的示例方法500。在502處，可以由控制器通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)計(jì)算用于PM傳感器的再生的時(shí)間t(i)_regen，時(shí)間t(i)_regen是從先前的再生的結(jié)束到PM傳感器的當(dāng)前再生的開(kāi)始測(cè)量的時(shí)間。在504處，比較t(i)_regen與t(i-1)_regen，所述t(i-1)_regen是PM傳感器的再生的先前校準(zhǔn)的時(shí)間。據(jù)此，可以推測(cè)碳煙傳感器可能需要多次循環(huán)通過(guò)再生以便診斷DPF。如果t(i)_regen小于t(i-1)_regen的值的一半，那么在508處指示DPF正在泄露，并且DPF退化信號(hào)發(fā)起。替代或附加于上述過(guò)程，DPF可以利用諸如排氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/負(fù)荷等的其他參數(shù)來(lái)診斷。退化信號(hào)可以例如由診斷代碼上的故障指示燈來(lái)發(fā)起。此外，在510處，方法500包括基于指示DPF的泄露而調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可以包括例如在512處限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。在一個(gè)示例中，響應(yīng)于檢測(cè)到DPF的泄露，發(fā)動(dòng)機(jī)功率可以被降低。降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率可以減少排氣的排放量。例如，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可以包括調(diào)整節(jié)氣門(mén)的致動(dòng)器，以減少到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流量，由此降低扭矩。

小于先前的再生時(shí)間的一半的當(dāng)前再生時(shí)間可以指示電路到達(dá)R_regen閾值的時(shí)間更短，并且因此再生的頻率更高。PM傳感器中的再生的更高頻率可以指示流出的排氣包含比通過(guò)正常工作的DPF實(shí)現(xiàn)的更高量的微粒物質(zhì)。因此，如果碳煙傳感器中的再生時(shí)間的改變達(dá)到閾值t_regen-其中PM傳感器的當(dāng)前再生時(shí)間小于先前的再生時(shí)間的一半，則例如經(jīng)由顯示器向操作者指示和/或經(jīng)由設(shè)定存儲(chǔ)在被耦接至處理器的非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中的標(biāo)志來(lái)指示DPF退化，其中所述標(biāo)志可以被發(fā)送給被耦接至處理器的診斷工具。如果碳煙傳感器中的再生時(shí)間的改變未到達(dá)閾值t_regen，那么在506處DPF泄露不被指示。以此方式，被設(shè)置在微粒物質(zhì)傳感器上游的微粒過(guò)濾器的泄露可以基于微粒物質(zhì)傳感器元件上的微粒的沉積速率來(lái)檢測(cè)。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，映射圖600示出了PM傳感器電流的電流總和微粒過(guò)濾器上的碳煙負(fù)荷之間的示例關(guān)系。具體地，映射圖600示出了PM傳感器再生與DPF的碳煙負(fù)荷之間的關(guān)系的圖形描繪，具體地示出了PM傳感器再生可以如何指示DPF退化。垂直標(biāo)記t0、t1、t2、t3、t4、t5和t6識(shí)別PM傳感器和微粒過(guò)濾器的運(yùn)轉(zhuǎn)和系統(tǒng)中的重要時(shí)間。

自圖6頂部起的第一曲線圖示出了PM傳感器的總的PM傳感器電流。如先前描述的，當(dāng)PM跨PM傳感器的多個(gè)電極對(duì)中的個(gè)體電極對(duì)被沉積時(shí)，跨個(gè)體電極對(duì)被測(cè)量的電流可以開(kāi)始增加，并且跨多個(gè)個(gè)體電極對(duì)被測(cè)量的電流的總和可以被確定為PM傳感器的總的PM傳感器電流(曲線602)。因此，總的PM傳感器電流在曲線的底部處于其最低值，并且在幅度上沿垂直方向朝向曲線圖的頂部增加。水平方向表示時(shí)間，并且時(shí)間從曲線圖的左側(cè)向右側(cè)增加。水平標(biāo)記606表示頂部曲線圖中的用于PM傳感器的再生的閾值電流。曲線604表示DPF上的碳煙負(fù)荷，并且水平標(biāo)記608表示第二曲線圖中的DPF的閾值碳煙負(fù)荷。

在t0與t1之間，示出了PM傳感器再生循環(huán)。在時(shí)間t0處，PM傳感器處于相對(duì)清潔的狀況下，如通過(guò)低的總的PM傳感器電流測(cè)量的。當(dāng)被耦接至PM傳感器的控制器通過(guò)對(duì)跨多個(gè)測(cè)量裝置的電流進(jìn)行求和來(lái)確定總的PM傳感器電流并且進(jìn)一步確定該電流很小時(shí)，它可以向再生電路發(fā)送指令以結(jié)束供應(yīng)熱，使得檢測(cè)電路可以開(kāi)始檢測(cè)PM負(fù)荷積聚。隨著PM負(fù)荷在傳感器上增加，總的PM傳感器電流開(kāi)始增加(602)。在t0與t1之間，PM繼續(xù)積聚，并且總的PM傳感器電流(曲線602)相應(yīng)地增加，并且進(jìn)一步，DPF上的碳煙負(fù)荷也增加(曲線604)。在一些示例中，例如，當(dāng)PM傳感器位于DPF的上游時(shí)，DPF上的碳煙負(fù)荷可以基于PM傳感器負(fù)荷?？刂破髂軌蛴?jì)算PM的分布，并且例如通過(guò)計(jì)算電流的變化而進(jìn)一步確定存在于PM傳感器中的PM的尺寸。因此，例如，基于PM的尺寸，跨測(cè)量裝置中的一個(gè)或多個(gè)的電流可能飽和。

在t1處，PM傳感器電流(曲線602)到達(dá)用于PM傳感器的再生的閾值電流(標(biāo)記606)。在t1處，PM傳感器再生可以如先前解釋的那樣被開(kāi)始。因此，在t1與t2之間，PM傳感器可以通過(guò)打開(kāi)例如用于再生的電路而被再生。在t2處，PM傳感器可以被充分地冷卻，并且可以開(kāi)始積聚PM。因此，在t2與t3之間(DPF再生循環(huán))，PM傳感器可以繼續(xù)積聚PM。在t2與t3之間的時(shí)間期間，DPF碳煙負(fù)荷繼續(xù)增加(曲線604)。然而，在t3處，DPF上的碳煙負(fù)荷(曲線604)到達(dá)用于DPF再生的閾值碳煙負(fù)荷(標(biāo)記608)。在t3與t4之間，DPF可以被再生，以如先前解釋的那樣燒掉在DPF上沉積的碳煙。進(jìn)一步，在t4處，PM傳感器再生頻率可以與PM傳感器的先前的再生頻率進(jìn)行比較?；赑M傳感器再生頻率保持類(lèi)似于先前的循環(huán)，可以確定DPF未發(fā)生泄露。以此方式，基于PM傳感器輸出，DPF可以針對(duì)泄露被監(jiān)測(cè)并且被診斷。

在t5與t6之間，示出了另一DPF循環(huán)。在本文中，在t5與t6之間，DPF上的碳煙負(fù)荷逐漸增加(曲線604)。在該時(shí)間期間，總的PM傳感器電流可以被監(jiān)測(cè)。曲線602示出了如先前描述的那樣經(jīng)歷多個(gè)再生循環(huán)的PM傳感器。然而，PM傳感器的再生的頻率已經(jīng)加倍(曲線602)。如先前解釋的，PM傳感器的再生的更高頻率可以指示流出的排氣包含比通過(guò)正常工作的DPF實(shí)現(xiàn)的更高量的微粒物質(zhì)，因此在t6處，DPF泄露可以被指示。

以此方式，排氣PM負(fù)荷并且由此DPF碳煙負(fù)荷的更精確的測(cè)量能夠被確定。因此，這改善了過(guò)濾器再生運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，并且減少了對(duì)大量算法的需要。此外，通過(guò)實(shí)現(xiàn)排氣DPF的更精確的診斷，排氣排放順應(yīng)性可以被改善。因此，這降低了替換正常工作的微粒過(guò)濾器的高保證成本，并且排氣排放被改善和排氣部件壽命被延長(zhǎng)。此外，通過(guò)使用被連接至多個(gè)測(cè)量裝置和多個(gè)電壓源的多個(gè)個(gè)體電極，PM傳感器負(fù)荷的精確測(cè)量可以被確定。通過(guò)對(duì)跨多個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電流進(jìn)行求和，PM傳感器可以更精確地檢測(cè)排氣中的PM，而不受例如沉積在電極上的大微粒的影響。對(duì)跨多個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電流進(jìn)行求和的技術(shù)效果是，PM傳感器可以更精確地檢測(cè)離開(kāi)DPF的PM，并且因此以更可靠的方式對(duì)DPF的泄露進(jìn)行診斷。

上述的系統(tǒng)和方法還提供了微粒物質(zhì)感測(cè)的方法，該方法包括響應(yīng)于多個(gè)電極對(duì)上的微粒分布而調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，所述多個(gè)電極對(duì)被設(shè)置在微粒物質(zhì)(PM)傳感器的共同的PM傳感器殼體內(nèi)部。在該方法的第一示例中，該方法可以額外地或替代地包括，基于跨多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)獨(dú)立地測(cè)量的電阻區(qū)分微粒分布的尺寸，并且其進(jìn)一步包含，基于跨多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電阻產(chǎn)生跨多個(gè)電極對(duì)的電流分布。該方法的第二示例可選地包括第一示例，并且進(jìn)一步包括，對(duì)多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電流分布進(jìn)行求和，以產(chǎn)生PM傳感器的總電流；基于PM傳感器的總電流確定多個(gè)電極對(duì)上的微粒分布的總尺寸；以及響應(yīng)于總電流高于閾值，使PM傳感器再生。該方法的第三示例可選地包括第一和第二示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，基于PM傳感器再生之間的持續(xù)時(shí)間指示被設(shè)置在PM傳感器上游的柴油微粒過(guò)濾器的泄露。該方法的第四示例可選地包括第一至第三示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)一步基于柴油微粒過(guò)濾器中泄露的指示。該方法的第五示例可選地包括第一至第四示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中多個(gè)電極對(duì)均與彼此電性地隔離，并且被進(jìn)一步連接至獨(dú)立的電壓源和獨(dú)立的測(cè)量裝置。該方法的第六示例可選地包括第一至第五示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中每個(gè)個(gè)體電極對(duì)包括被耦接至單個(gè)電壓源的正端子的第一電極和被耦接至該單個(gè)電壓源的負(fù)端子的第二電極，并且其中第一電極環(huán)繞第二電極并且進(jìn)一步與第二電極電性地隔離。

上述的系統(tǒng)和方法還提供了一種微粒物質(zhì)傳感器系統(tǒng)中的微粒物質(zhì)感測(cè)的方法，該方法包含，跨多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)積聚發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的微粒物質(zhì)(PM)，多個(gè)電極對(duì)位于PM傳感器內(nèi)部；響應(yīng)于積聚的微粒物質(zhì)而獨(dú)立地產(chǎn)生跨每個(gè)個(gè)體電極對(duì)的電流；基于電流確定微粒物質(zhì)尺寸；以及對(duì)跨多個(gè)電極對(duì)的電流進(jìn)行求和，以產(chǎn)生PM傳感器的總電流。在該方法的第一示例中，該方法可以額外地或替代地包括，其中總電流與微粒物質(zhì)尺寸成比例地增加。該方法的第二示例可選地包括第一示例，并且進(jìn)一步包括，當(dāng)PM傳感器的總電流大于閾值電流時(shí)，使PM傳感器再生。該方法的第三示例可選地包括第一和第二示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，當(dāng)PM傳感器的再生之間的持續(xù)時(shí)間低于閾值時(shí)，指示被設(shè)置在PM傳感器上游的微粒過(guò)濾器的泄露。該方法的第四示例可選地包括第一至第三示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，當(dāng)PM傳感器的再生之間的持續(xù)時(shí)間大于閾值時(shí)，不指示微粒過(guò)濾器的泄露。該方法的第五示例可選地包括第一至第四示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中多個(gè)電極對(duì)的每個(gè)個(gè)體電極對(duì)包括被連接至電壓源的正端子的正墊片和被連接至該電壓源的負(fù)端子的負(fù)墊片，正墊片環(huán)繞負(fù)墊片并且進(jìn)一步分開(kāi)一定距離。

上述的系統(tǒng)和方法還提供了一種微粒物質(zhì)(PM)傳感器系統(tǒng)，其包含PM傳感器，所述PM傳感器包括多個(gè)平面互相交叉的電極對(duì)和多個(gè)電壓源，其中多個(gè)互相交叉的電極對(duì)的每個(gè)個(gè)體平面互相交叉的電極對(duì)包括正電極和負(fù)電極，正電極經(jīng)由測(cè)量裝置被電性地耦接至電壓源的正端子，負(fù)電極被電性地耦接至該電壓源的負(fù)端子，每個(gè)個(gè)體電極對(duì)通過(guò)絕緣間隙與彼此隔離。在微粒物質(zhì)傳感器系統(tǒng)的第一示例中，傳感器可以額外地或替代地包括，其中每個(gè)個(gè)體平面互相交叉的電極對(duì)的負(fù)電極包含沿著第一方向延伸第一距離的第一電極電線和沿著第二方向延伸第二距離的第二電極電線，第一方向正交于第二方向，并且第二距離大于第一距離。微粒物質(zhì)傳感器系統(tǒng)的第二示例可選地包括第一示例，并且進(jìn)一步包括，其中負(fù)電極的第一電極電線被電性地耦接至第二電線從而在第一電極電線與第二電極電線之間形成接合點(diǎn)，并且被進(jìn)一步電性地耦接至電壓源的負(fù)端子。微粒物質(zhì)傳感器系統(tǒng)的第三示例可選地包括第一和第二示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中個(gè)體平面互相交叉的電極對(duì)中的每一個(gè)的正電極包含正電極電線，其鄰近第一電極電線和第二電極電線中的每一個(gè)，包圍負(fù)電極的第二電極電線，并且進(jìn)一步與第一負(fù)電極的第一電極電線和第二電極電線中的每一個(gè)隔離，并且被進(jìn)一步連接至電壓源的正端子。微粒物質(zhì)傳感器系統(tǒng)的第四示例可選地包括第一至第三示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括控制器，控制器具有存儲(chǔ)在非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中用于以下操作的計(jì)算機(jī)可讀指令：通過(guò)在第一電極電線、第二電極電線和正電極電線中的一個(gè)或多個(gè)之間積聚PM而跨個(gè)體平面互相交叉的電極對(duì)的正電極和負(fù)電極中的每一個(gè)積聚PM。微粒物質(zhì)傳感器系統(tǒng)的第五示例可選地包括第一至第四示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中PM傳感器在微粒過(guò)濾器的下游被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道中，并且其中控制器進(jìn)一步包括用于以下操作的指令：產(chǎn)生跨個(gè)體平面互相交叉的電極對(duì)中的每一個(gè)的電流；對(duì)跨個(gè)體平面互相交叉的電極對(duì)中的每一個(gè)產(chǎn)生的電流進(jìn)行求和，并且產(chǎn)生PM傳感器的總電流；以及當(dāng)總電流高于閾值時(shí)，使PM傳感器再生。微粒物質(zhì)傳感器系統(tǒng)的第六示例可選地包括第一至第五示例中的一個(gè)或多個(gè)，并且進(jìn)一步包括，其中控制器進(jìn)一步包括用于以下操作的指令：基于PM傳感器的再生之間的持續(xù)時(shí)間指示微粒過(guò)濾器的泄露。

注意，本文中包括的示例控制和估計(jì)程序能夠與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車(chē)輛系統(tǒng)配置一起使用。在本文中所公開(kāi)的控制方法和程序可以作為可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中。在本文中所描述的具體程序可以代表任意數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)，諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此，所描述的各種動(dòng)作、操作或功能可以所示順序、并行地被執(zhí)行，或者在一些情況下被省略。同樣，實(shí)現(xiàn)在本文中所描述的本發(fā)明的示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)不一定需要所述處理順序，但是為了便于圖釋和說(shuō)明而提供了所述處理順序。取決于所使用的特定策略，所示出的動(dòng)作、操作或功能中的一個(gè)或多個(gè)可以被重復(fù)執(zhí)行。進(jìn)一步的，所描述的動(dòng)作、操作或功能可以圖形地表示被編入發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的非臨時(shí)性存儲(chǔ)器的代碼，其中通過(guò)配合電子控制器執(zhí)行包括各種發(fā)動(dòng)機(jī)硬件部件的系統(tǒng)中的指令而使所描述的動(dòng)作得以實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在本文中所公開(kāi)的配置和程序本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵S多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于V-6、I-4、I-6、V-12、對(duì)置4缸和其他發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型。本公開(kāi)的主題包括在本文中所公開(kāi)的各種系統(tǒng)和構(gòu)造和其他的特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。

本申請(qǐng)的權(quán)利要求具體地指出某些被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或多個(gè)這種元件。所公開(kāi)的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可通過(guò)修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過(guò)在這個(gè)或關(guān)聯(lián)申請(qǐng)中提出新的權(quán)利要求而得要求保護(hù)。這些權(quán)利要求，無(wú)論與原始權(quán)利要求范圍相比更寬、更窄、相同或不相同，都被認(rèn)為包括在本公開(kāi)的主題內(nèi)。