用于微粒物質傳感器的方法和系統的制作方法
【專利摘要】描述了多種用于聯接至發動機的排氣系統的微粒物質傳感器的系統和方法。一個示例方法包括，在測量模式期間，根據傳感器生成微粒流速并根據所述流速調整一個或多個發動機運行參數。所述方法進一步包括，在減少污染模式期間，加熱所述傳感器以便從所述傳感器排出所述微粒，并且不根據所述傳感器調整一個或多個運行參數。
【專利說明】用于微粒物質傳感器的方法和系統
【技術領域】
[0001]本申請一般涉及聯接到內燃發動機排氣系統的微粒物質傳感器。
【背景技術】
[0002]排氣系統可包括一個或更多微粒物質傳感器來確定排氣流中的微粒物質(例如，碳污染物，如煙塵)的量。在一些例子中，微粒物質傳感器可以是電阻式傳感器，具有暴露在外的電極，排氣系統中的微粒物質聚積在上面。聚積的微粒物質聚積到足夠多的質量會導致電阻發生變化。該電阻變化與其他傳動系運行參數一起使用以推導微粒過濾器的微粒物質泄漏速率。該泄漏速率與傳動系統的可允許泄漏速率對比并用于確定微粒過濾器的運轉情況/完好性。當該傳感器準備測量小微粒的碳基污染物時，排氣系統的其他污染物(例如，非碳污染物)例如油添加劑、燃料污染物和殘余材料(例如，氧化鐵等)會積聚在電極上。如果這種污染物很快增加則會導致傳感器精確度的降低并降低傳感器測量微粒物質泄露的能力。
【發明內容】
[0003]本申請的發明人已經認識到過量污染物聚積在微粒傳感器上的可能性，并且需要防止這些污染物暴露的方法。提供的一種方法是允許正確地測量微粒物質傳感器，同時增強傳感器對排氣系統中期望的正常污染的魯棒性。在最簡化的實施方式中，微粒物質傳感器有三段運行:第一模式是啟動狀態，其中傳感器處于運轉狀態，限制液滴在傳感器陶瓷基底上形成或者損壞傳感器陶瓷基底的能力；第二模式是正常測量模式，其中傳感器執行并完成正常測試；以及第三模式是減少污染模式，其允許傳感器處于運轉狀態，其中感測元件處于潛在污染物從傳感表面排出的模式。
[0004]在一個具體示例中，用于微粒物質傳感器的方法包括根據傳感器的感測元件上的微粒聚積生成穿過微粒過濾器的微粒流速的指示。方法進一步包括根據流速診斷傳感器。方法進一步包括，在傳感器診斷完成之后，加熱傳感器的感測元件以便從感測元件排出微粒。因此，在一個示例中，傳感器可在測量模式運行期間診斷微粒過濾器。進一步地，可在減少污染物模式運行期間加熱傳感器從而排出微粒，如污染物。例如，可以在不同的時間執行測量模式和減少污染模式。通過這種方式，當傳感器沒有用于產生有關微粒過濾器的信息時可以防止傳感器上聚積的污染物導致傳感器的性能降低。
[0005]在另一個示例中，方法包括:在發動機的驅動循環期間:在測量模式期間，根據微粒物質傳感器的感測元件上的微粒聚積生成穿過微粒過濾器的微粒流速，并根據傳感器調整一個或更多發動機運行參數；以及在減少污染模式期間，增加傳感器的溫度到高于排氣的溫度從而從感測元件排出微粒，并且不根據傳感器調整發動機運轉參數。
[0006]在另一個示例中，方法進一步包括在驅動循環期間，在測量模式下運行傳感器一次。
[0007]在另一個示例中，發動機運行參數包括發動機供油和空氣燃料比。[0008]在另一個示例中，增加傳感器的溫度包括增加傳感器溫度至低于煙塵燃燒溫度的溫度。
[0009]在另一個示例中，傳感器溫度升高的變化根據一個或更多傳感器運行參數。
[0010]在另一個示例中，方法進一步包括，在測量模式期間，在微粒流速大于流速閾值時指示傳感器退化。
[0011]在另一個示例中，提供了一種系統。該系統包括:具有排氣系統的發動機；布置在排氣系統中的微粒過濾器下游的微粒物質傳感器，微粒物質傳感器包括加熱器，和暴露在排氣流中的感測元件；與微粒物質傳感器通信的控制系統，控制系統包括在測量模式期間根據微粒物質傳感器生成穿過微粒物質過濾器的微粒流速，并根據微粒流速調整一個或更多發動機運行參數的非暫時性指令；以及，在減少污染模式期間，啟動加熱器的運行，增加傳感器的溫度從而從感測元件排出微粒物質，并且不根據傳感器調整發動機運行參數。
[0012]在另一個示例中，控制系統進一步包括根據微粒流速指示出微粒過濾器退化的指令。
[0013]在另一個示例中，系統進一步包括經配置輸出排氣溫度的排氣溫度傳感器。
[0014]在另一個示例中，控制系統進一步包括增加傳感器的溫度至高于排氣溫度，但低于煙塵燃燒的溫度的溫度的指令。
[0015]應當理解上述概要用于以簡化的形式說明詳細說明書中進一步描述的選定概念，而非指明所要求保護的主題的關鍵或基本特征，本發明的范圍由【具體實施方式】之后的權利要求唯一限定。另外，要求保護的主題不限制于解決上述任意或者本公開的任意部分的缺點的實施方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1示出包括排氣系統和微粒物質傳感器的發動機的示意圖。
[0017]圖2示出微粒物質傳感器示例的示意圖。
[0018]圖3示出說明微粒物質傳感器在發動機驅動循環的運行模式的繪圖。
[0019]圖4示出用于確定微粒物質傳感器的運行模式的程序的流程圖。
[0020]圖5示出說明在測量模式下運行微粒物質傳感器的程序的流程圖。
[0021]圖6示出說明在減少污染模式下運行微粒物質傳感器的程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]以下說明涉及用于微粒物質傳感器的方法和系統。在一個示例中，方法包括根據傳感器的感測元件上的微粒聚積生成穿過微粒過濾器的微粒流速，并且基于微粒流速診斷傳感器。方法進一步包括，在完成診斷傳感器之后，加熱傳感器的感測元件使得從感測元件中排出微粒。因此，可以在測量模式下運行傳感器以輸出關于微粒過濾器的信息，并在傳感器未診斷微粒過濾器時在減少污染模式下運行傳感器。在測量模式期間，根據傳感器輸出調整一個或更多發動機運行參數，其中發動機具有聯接傳感器和微粒過濾器的排氣系統。相反，在減少污染模式期間不調整發動機運行參數。通過這種方式，微粒傳感器可以在部分發動機驅動循環(例如，在測量模式期間)內提供診斷并在另一部分驅動循環(例如，在減少污染模式期間)內減少污染。[0023]現在參考圖1，示意圖示出多汽缸發動機10的一個汽缸，其包含在汽車的推進系統中。發動機10至少由包括控制器12的控制系統部分控制并且由來自車輛操作員132通過輸入設備130的輸入控制。在這個示例中，輸入設備130包括加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信號PP的加速踏板位置傳感器134。發動機10的燃燒室(即，汽缸)30可包括燃燒室壁32，活塞36放置在其中。活塞36可聯接至曲軸40從而將活塞的往復運動轉化成曲軸的旋轉運動。曲軸40可通過中間傳動系統聯接至車輛的至少一個驅動輪。此外，啟動電機通過飛輪被聯接至曲軸40從而使得能夠啟動發動機10的運行。
[0024]燃燒室30經由進氣道42接收來自進氣歧管44的進氣并且經由排氣道48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣道48可選擇性地分別經由進氣門52和排氣門54與燃燒室30連通。在一些實施例中，燃燒室30可包括兩個或更多進氣門和/或兩個或更多排氣門。
[0025]在圖1示出的示例中，進氣門52和排氣門54可分別經由凸輪驅動系統51和53被凸輪驅動控制。凸輪驅動系統51和53中的每一個包括一個或更多凸輪，并且可利用控制器12操作凸輪廓線變換(CPS )、可變氣門正時(VVT )和/或可變氣門升程(VVL)系統中的一個或更多從而改變氣門的運行。進氣門52和排氣門54的位置分別由位置傳感器55和57確定。在可選實施例中，進氣門52和/或排氣門54可由電子氣門驅動來控制。例如，汽缸30可以替代地包括經由電子氣門驅動控制的進氣門和通過包含CPS的凸輪驅動控制的排氣門。
[0026]在有些實施例中，發動機10的每個汽缸可配置有用于向汽缸提供燃料的一個或更多燃料噴射器。作為非限制性示例，示出的汽缸30包括一個燃料噴射器66。燃料噴射器66被示出直接聯接至汽缸30，用于與經由電子驅動器68從控制器12接收的信號FPW的脈沖寬度成比例直接向其中注入燃料。通過這種方式，燃料噴射器66提供已知為燃料的直接噴射(在下文中也稱作“DI”)至燃燒汽缸30中。
[0027]將理解，在可選實施例中，噴射器66可以是將燃料提供至汽缸30上游的進氣口的進氣道噴射器。還應理解汽缸30可接收來自多個噴射器，如多個進氣道噴射器、多個直接噴射器或它們的組合的燃料。
[0028]在一個示例中，發動機10是柴油發動機,通過壓縮點火燃燒空氣和柴油燃料。在另一個非限制性實施例中，發動機10可通過壓縮點火和/或火花點火燃燒不同的燃料，包括汽油、生物柴油或含醇的燃料混合物(例如，汽油和乙醇或汽油和甲醇)。
[0029]排氣系統128包括聯接到排放控制裝置146上游的排氣道48的排氣傳感器126。傳感器126可以是提供排氣空氣/燃料比指示的任意適合傳感器，如線性氧傳感器或UEGO(通用或寬域排氣氧氣)、雙態氧傳感器或EGO、HEGO (加熱EGO)、NOx,、HC或CO傳感器。示出的排放控制裝置146沿著排氣傳感器126下游的排氣通道48放置。在圖1示出的示例中，裝置146可以是三元催化轉換器(TWC)、NOx捕集器、選擇性催化還原系統、各種其他排放控制裝置或它們的組合。在一些實施例中，在發動機10的運行期間，通過在特定空氣/燃料比例內運行發動機的至少一個汽缸從而定期重設排放控制裝置146。
[0030]而且，排氣系統128可包括布置在排放控制裝置146下游的微粒過濾器140。排氣系統128進一步包括布置在微粒過濾器140下游的電阻式微粒物質(PM)傳感器142和溫度傳感器144。如下文中更詳細的描述，PM傳感器142可以在發動機10的至少部分驅動循環中生成穿過微粒過濾器140的微粒物質流速的指示。PM傳感器142可以是加熱傳感器，例如根據排氣的溫度進行加熱。因此，溫度傳感器144提供在排氣道48中，用于生成排氣溫度的指示。
[0031]圖1示出的控制器12作為微計算機，包括微處理器單元(CPU) 102、輸入/輸出端口(I/O) 104、用于可執行程序和校準值的電子存儲介質(在這個具體示例中示出的是只讀存儲器芯片(ROM) 106)、隨機存取存儲器(RAM) 108、保活存儲器(KAM) 110和數據總線。控制器12可接收來自聯接至發動機10的傳感器的各種信號，除了前面討論的那些信號，還包括來自空氣質量流量傳感器的進入空氣質量流量(MAF)的測量；來自聯接到冷卻套管114的溫度傳感器112的發動機冷卻液溫度(ECT);來自聯接到曲軸40的霍爾效應傳感器118(或其他類型)的表面點火感測信號(PIP);來自節氣門位置傳感器的節氣門位置(TP)；以及來自傳感器122的歧管絕對壓力信號，MAP。發動機轉速信號RPM可由控制器12從信號PIP產生。
[0032]存儲介質只讀存儲器106可以被編程為由處理器102執行的非暫性計算機可讀數據指令，用于實施以下描述的方法以及期望的但未詳細列出的其他變體。
[0033]在一個示例中，控制器12可根據來自PM傳感器142的輸出確定微粒過濾器140的退化。一旦診斷完成，PM傳感器142在減少污染模式下運行，其中PM傳感器142被加熱到高于排氣溫度傳感器144指示的排氣溫度的溫度，但低于微粒物質可燃燒的溫度。通過將PM傳感器142加熱到高于排氣溫度的溫度，可以從PM傳感器142排出微粒物質，因此減少在PM傳感器142上積累的污染物。
[0034]如上面的描述，圖1僅示出多汽缸發動機中的一個汽缸，并且每個汽缸可類似地包括其自身的一組進氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。
[0035]現在參考圖2，示出了 PM傳感器200的示例實施例的示意圖。PM傳感器200可以是以上參考圖1描述的PM傳感器142，并且因此共享與已經針對PM傳感器142描述的共同特征和/或配置。PM傳感器200可經配置測量排氣中的微粒物質的質量和/或濃度，和/或穿過定位在PM傳感器200上游的微粒過濾器的微粒物質流速。因此，PM傳感器200可聯接至排氣管。應當理解示出的PM傳感器200是簡化的形式，并且可以做出其他配置。
[0036]如圖所示，PM傳感器200包括暴露在排氣流中的感測元件201。感測元件201包括基底202和兩個感測電極204。基底202是陶瓷基底，為感測電極204和與感測電極204分開的電隔離材料提供機械支撐。基底202暴露在穿過排氣管的排氣流中，PM傳感器200被插入排氣管以便微粒物質在基底202上聚積。
[0037]兩個電極204可被定位在基底202上，或者與其靠近。如圖所示，兩個電極204被206指示的小間隙隔開。例如，電極204可以是非反應的鉬電極，但將要理解的是，電極也可以由其他合適的材料制成。
[0038]PM傳感器設計，如圖2示出的，可導致煙塵在感測元件201的基底202上聚積，直到聚積的煙塵橋接間隙206。在這種情況下，電極204之間的傳導率從陶瓷基底幾乎為零的傳導率下降。因此電極之間的傳導是傳感器測量的在排氣區域中累積的微粒物質的指示。
[0039]PM傳感器200包含內部加熱器208，用于將PM傳感器200加熱至足夠高的溫度，通常高于600°C，其足夠高以氧化PM傳感器200并清潔電極204和基底202的表面以便感測元件準備好新的測試循環。這個加熱模式限制于最高溫度和時間，由于電極材料會腐蝕，并且因此改變傳感器相對煙塵聚積的轉移功能。在提出的減少污染模式中，PM傳感器200的溫度會增加，但是會低于臨界溫度和時間，以便感測電極204不會退化。在一個示例中，PM傳感器200被加熱到剛好低于600°C并且高于PM傳感器200周圍的排氣溫度的溫度。因此，可以從PM基底202排出微粒物質(碳基的，如煙塵，和非碳基的)。由于發動機排氣中的高度可變的流量和溫度狀況，用于維持期間期望傳感器溫度的功率或加熱水平可能會明顯不同。
[0040]簡要地參考圖1，控制器12可接收來自PM傳感器200的輸入數據、處理輸入數據并根據對應一個或更多控制PM傳感器200的程序被編程其中的指令或代碼針對被處理的輸入數據觸發響應。示例控制程序參考圖4-6在此進行描述。
[0041]應當理解PM傳感器再生與微粒過濾器再生(例如，PF再生)不同。PM傳感器再生具體涉及傳感器的再生。以此方式，PM傳感器返回到更適合傳遞準確的排氣相關信息的狀況。這種信息可包括與PF的狀態相關的診斷，并且因此至少部分確定PF再生是否是必要的。與這里描述的PM傳感器再生類似，PF再生通常是通過將PF的溫度提升至預定水平并保證進入PF的排氣是確定的成分實現的。
[0042]如上所述，圖2中示出的示例PM傳感器可以是電阻式傳感器，在陶瓷基底上聚積少量的微粒，在陶瓷基底上印刷有被小間隙分離的兩個非反應的鉬電極。隨著微粒在基底202上聚積，它們橋接間隙206并導致電極204之間的傳導率從陶瓷基底接近零的傳導率下降。因此電極之間的傳導是傳感器測量的排氣區域中累積PM的指示。
[0043]隨著時間的推移,碳基微粒(例如,煙塵)和非碳基微粒(例如,污染物,如油添加劑材料、燃料污染物、來自排氣系統的殘余材料如排氣岐管和排氣通道的氧化鐵、來自催化劑和過濾器基底的材料等)在PM傳感器200上聚積。非碳基微粒可覆蓋在PM傳感器200上，導致PM傳感器200輸出的穿過微粒過濾器的微粒流速的指示的精確度降低。若沉積的材料是導電的或者半導電的，則該精確度降低可加快傳感器響應的速度，若沉積的是絕緣微粒，則該精確度降低會減慢傳感器響應。因此，在減少污染模式(圖6)期間，當PM傳感器200不再處于測量模式(圖5)測量穿過微粒過濾器的微粒流速時，傳感器被加熱，以便傳感器溫度高于周圍排氣的溫度。因此，傳感器經熱泳排出微粒，其中動能差驅動微粒從高溫區域移動到低溫區域。
[0044]圖3示出在發動機的驅動循環微粒物質傳感器的運行模式的圖示，如前面參考圖2描述的微粒物質傳感器200，例如前面參考圖1描述的發動機10。例如，驅動循環可開始于302指示的發動起啟動時的時間。
[0045]如圖所示，驅動循環的第一部分包括冷啟動。這里提到的“冷啟動”指的是發動機在冷卻到環境條件(可相對較熱或較冷)下啟動。在冷啟動期間，PM傳感器可以在減少污染模式下運行，其中PM傳感器在電極處非常輕微地加熱，在100?200°C的量級，從而避免形成水滴或冷凝物，并且同時溫度足夠低，以避免當較大的水滴撞擊加熱表面時可能形成熱沖擊。該運行一般用于許多陶瓷基排氣傳感器。在一些示例中，根據系統的運行條件，PM傳感器可以在減少污染模式下操作。例如，當排氣系統中存在的冷凝物的量大于閾值量時，PM傳感器被加熱。
[0046]在304指示的時間，傳感器起燃。此時，PM傳感器變熱并且準備好在測量模式下運行。在測量模式中，例如，PM傳感器可產生穿過定位在PM傳感器上游的微粒過濾器的微粒物質流速的指示。以此方式，PM傳感器可指示微粒過濾器的退化，并且可根據傳感器的輸出調整一個或更多發動機運行參數，以上將參考圖5在下文描述。
[0047]在306指示的時間，基于PM傳感器的微粒過濾器診斷完成，并且PM傳感器開始或繼續在減少污染模式下運行，直到驅動循環結束。在減少污染模式中，沒有根據PM傳感器的輸出調整發動機運行參數，因為傳感器正在從感測元件排出微粒。如圖3所示的示例，一旦處于減少污染模式，傳感器保持在減少污染模式直到車輛關閉時驅動循環結束。例如，在另一個示例中，如果需要診斷微粒過濾器，則傳感器至少是暫時地轉換回到以測量模式運行。
[0048]圖4-6示出PM傳感器的控制程序，例如前面參考圖2描述的PM傳感器200。圖4示出確定PM傳感器的運行模式的程序的流程圖，如圖3中示出的運行模式。圖5示出以測量模式運行傳感器的程序的流程圖。圖6示出以減少污染模式運行傳感器的程序的流程圖。
[0049]繼續如圖4，其示出用于確定PM傳感器的運行模式的控制程序400的流程圖。在一個示例中，PM傳感器可以是前面參考圖2描述的PM傳感器200。具體地，程序400根據在車輛(傳感器被置于其中)中發動機的驅動循環期間發生的事件確定傳感器應該在哪個模式下運行。例如，響應傳感器起燃和/或診斷測試完成，傳感器的運行模式改變。例如，發動機可以是前面參考圖1描述的發動機10。
[0050]在程序400的402，確定發動機是處于冷啟動還是發動機運行時傳感器被重置。如上所述，冷啟動意味著發動機在冷卻到環境條件(相對較熱或較冷)時啟動。
[0051]如果確定在發動機工況時傳感器重置，程序400移動至414并且確定傳感器是否完成測量。如果確定未完成測量，程序移動到408執行測量模式的運行，以上將參考圖5在下文中更詳細地描述。如果確定傳感器完成測量，程序移動到412，傳感器在減少污染模式下運行，以上將參考圖6在下文中更詳細地描述。
[0052]另一方面，如果確定發動機是冷啟動的，程序400持續到404并且傳感器在減少污染模式下運行，以上將參考圖6在下文中更詳細地描述。在一些示例中，在冷啟動期間，傳感器一直在減少污染模式下運行。在其他示例中，根據多個參數確定在冷啟動期間傳感器是否在減少污染模式下運行。在一個示例中，當排氣系統中存在高于閾值水平的冷凝物時，傳感器在減少污染模式下運行。例如，通過在冷啟動期間在減少污染模式下運行傳感器，使傳感器處于限制傳感器上形成液滴的能力的運行條件。
[0053]在程序400的406，確定PM傳感器起燃是否發生。根據傳感器的溫度可以確定是否發生傳感器起燃(例如，確定是否達到露點條件的退出標準)。例如，一旦傳感器加熱到閾值溫度，傳感器操作的精確度提高并且退化的幾率降低。
[0054]如果確定未發生傳感器起燃，程序400返回404，在此傳感器在減少污染模式下運行。另一方面，如果確定發生起燃，程序400前進到408并且傳感器在測量模式中在運行，以下將參考圖5更詳細地描述。在測量模式中，傳感器被運行測量排氣流中存在的微粒物質量。因此，傳感器對放置在傳感器上游的微粒過濾器例如根據所測量的微粒量進行診斷測試。
[0055]在一些示例中，在驅動循環期間僅執行一次診斷測試。例如，在冷啟動之后立刻執行診斷測試，如圖3所示。在其他示例中，在發動機的整個驅動循環執行多次診斷測試。例如，如果車輛的連續運行時長足以保證另一個測試，則實施測量模式，其中車輛中布置有發動機系統。作為示例，在加油事件之后，或者在微粒過濾器再生之后，根據前進的里程數實施測量模式。
[0056]在程序400的410確定診斷是否完成。如果控制器，如前面參考圖1描述的控制器12，根據來自PM傳感器的輸出指示微粒過濾器退化或者未退化，則可以確定診斷完成。
[0057]如果診斷未完成，傳感器繼續在測量模式下運行。另一方面，如果確定診斷完成，程序400前進到412并且傳感器在減少污染模式下運行。
[0058]圖5示出控制程序500，其說明PM傳感器在測量模式下的運行。具體地，程序500確定運行條件并根據來自傳感器的輸出診斷放置在傳感器上游的微粒過濾器。例如，當傳感器生成的微粒流速高于閾值率時會指示微粒過濾器退化。
[0059]在程序500的502確定發動機工況。例如，發動機工況可包括但不限制于空氣燃料比、發動機供油參數、排氣溫度等。
[0060]一旦確定工況，程序500前進到504并確定穿過微粒過濾器的微粒物質流速。作為示例，傳感器可根據一定時間段內在傳感器的感測元件上聚積的微粒量生成微粒流速的指示。根據微粒在傳感器的感測元件上聚積期間的電阻或電流變化確定微粒流速的指示。
[0061]在506確定在504確定的流速是否大于閾值流速。例如，閾值流速可對應微粒過濾器退化(例如不能有效地執行)時經過微粒過濾器的微粒流速。
[0062]如果確定流速不大于閾值率，程序500移動到510并且根據傳感器指示的流速調整一個或更多運行參數。一個或更多運行參數可包括空氣燃料比、供油參數等參數。在一個示例中，可根據傳感器調整發動機的供油。例如，如果經過微粒過濾器的微粒流速相對較高，則噴射至發動機的燃料量減少。
[0063]另一方面，如果確定流速高于閾值流速，則程序500前進到508并且指示過濾器退化。作為示例，控制系統會設置指示過濾器退化的標志，并且車輛的操作者經過儀表板顯示器注意到。
[0064]因此，例如，傳感器會在測量模式下運行并且在驅動循環早期對微粒過濾器進行診斷測試，以便盡可能迅速地修復或更換微粒過濾器。而且，可根據穿過微粒過濾器的微粒流速調整發動機的運行以便適當的微粒流穿過微粒過濾器。在一些示例中，測量模式與減少污染模式同時實施。在該示例中，例如，流速指示由修改的運行持續時間期望指示，其中傳感器限定泄漏的微粒過濾器。
[0065]圖6示出在減少污染模式下運行傳感器的控制程序600的流程圖。具體地，程序確定傳感器運行狀態并且調整傳感器加熱器將傳感器的溫度增加至高于周圍排氣的溫度。通過這種方式，在傳感器未對微粒過濾器進行診斷時可以從傳感器排出污染物，如非碳基微粒。
[0066]在程序600的602處，確定傳感器的運行狀態。傳感器運行狀態可包括排氣溫度、排氣壓力、傳感器溫度和排氣流中冷凝物的量等等。
[0067]—旦確定傳感器的運行狀態，在604確定排氣溫度。可根據溫度傳感器確定排氣溫度，如前面參考圖1描述的排氣溫度傳感器144。排氣溫度傳感器布置在微粒物質傳感器的稍微上游或下游的位置以便測量微粒物質傳感器附近的排氣溫度。
[0068]在確定排氣溫度之后，程序600前進到606并且根據傳感器運行狀態和排氣溫度確定傳感器的期望溫度。例如，期望使傳感器溫度高于排氣溫度但是低于煙塵燃燒的溫度。作為非限制性示例，傳感器與排氣之間的期望溫差為50到200°C。
[0069]在一個示例中，由于當前溫度傳感器當前接近于煙塵將燃燒的傳感器的位置，溫差相對較小(例如，50°C)。在另一個示例中，期望溫差相對較小以便減少傳感器使用的能量。在又一個示例中，由于排氣溫度升高(例如，在冷啟動期間)，溫差相對較大(例如，150。。)。
[0070]一旦確定期望溫度，程序600前進到608并且啟動傳感器加熱器的操作以便打開加熱器并加熱傳感器的感測元件。通過這種方式，將升高的溫度維持在高于排氣溫度，即使排氣溫度隨著發動機工況波動。
[0071]因此，可根據傳感器在減少污染模式中的各個傳感器運行參數控制微粒傳感器的溫度。通過將傳感器的溫度升高至高于周圍排氣的溫度，可以從傳感器排出非碳基微粒(例如，污染物)并且可以在傳感器未用于診斷微粒過濾器時保護傳感器防止其退化。應當注意，在微粒傳感器在減少污染模式下運行期間，不根據傳感器調整發動機運行參數，因為傳感器不會輸出對應經過微粒過濾器的微粒物質的信號。
[0072]注意到這里包含的控制和估計程序示例可使用在多種發動機和/或車輛系統配置中。這里描述的具體程序可代表任意數量的處理策略中的一個或多個，如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等。同樣地，示出的各行為、操作或功能可以以圖示的順序執行，并行執行，或者在有些情況下省略。類似地，實現這里描述的實施例示例的特征和優勢不要求處理的順序，僅是為了方便圖示和描述。根據使用的具體策略可重復執行一個或更多圖示行為或功能。進一步地，描述的行為可示意性表示在發動機控制系統的計算機可讀存儲介質中編程的代碼。
[0073]應當理解，這里公開的配置和程序在本質上是示范性的，并且這些具體實施例不被視為具有限制性意義，因為可能做出多種修改。例如，上述技術可應用在V-6、1-4、1-6、V-12、對置4以及其他發動機類型中。本公開的主題內容包括各系統和配置，以及這里公開的其他特征、功能和/或性能的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合。
[0074]以下權利要求特別指出新穎和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權利要求可以指“一個”元素或“第一”元素或其等同物。應當理解這些權利要求包括一個或更多這種元素，不要求也不排除兩個或更多這種元素。可通過本權利要求的修改或者本申請或相關申請中的新權利要求的陳述要求保護公開的特征、功能、元件和/或性質的其他組合和子組合。
[0075]這些權利要求，無論是更廣泛、更狹隘、等同的或原來的權利要求中的不同范圍，都被認為包括在本公開的主題內容中。
【權利要求】
1.一種用于微粒物質傳感器的方法，其包括: 根據所述傳感器的感測元件上的微粒聚積生成穿過微粒過濾器的微粒流速的指示，并且基于所述流速診斷所述傳感器；以及 在所述傳感器的診斷完成之后，加熱所述傳感器的感測元件以便從所述感測元件中排出微粒。
2.根據權利要求1所述的方法，其中生成所述微粒流速的指示包括在測量模式中運行所述傳感器。
3.根據權利要求2所述的方法，其進一步包括在所述測量模式期間根據所述流速調整一個或多個發動機運行參數，其中所述一個或多個發動機運行參數包括發動機供油和空氣燃料比。
4.根據權利要求2所述的方法，其中所述傳感器在發動機的每個驅動循環中僅在測量模式下運行一次，所述傳感器被聯接在所述發動機的排氣通道中。
5.根據權利要求1所述的方法，其中加熱所述感測元件包括加熱所述傳感器至高于排氣溫度的溫度，并且維持其高于所述排氣溫度，即使排氣溫度隨著發動機工況波動，但低于煙塵燃燒的溫度。
6.根據權利要求1所述的方法，其中加熱所述感測元件以便從所述感測元件排出微粒包括在減少污染模式中運行所述傳感器。
7.根據權利要求6所述的方法，其進一步包括在所述減少污染模式期間不根據所述傳感器調整一個或多個發動機運行參數。
8.根據權利要求1所述的方法，其中加熱所述傳感器的所述感測元件包括啟動傳感器加熱器的運行。
9.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括根據所述傳感器生成的所述流速指示所述微粒過濾器的退化。
10.一種方法，其包括: 在發動機的驅動循環期間: 在測量模式期間，根據在微粒物質傳感器的感測元件上的微粒聚積生成穿過微粒過濾器的微粒流速，并根據所述傳感器調整一個或多不發動機運行參數；以及 在減少污染模式期間，增加傳感器的溫度至高于排氣溫度的溫度以便從所述感測元件排出微粒，并且不根據所述傳感器調整所述發動機運行參數。
【文檔編號】F01N11/00GK103850768SQ201310652385
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2012年12月5日
【發明者】W·R·古德溫 申請人:福特環球技術公司