用于感测发动机的排气通道中的颗粒物的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及感测排气系统中的颗粒物的系统。
【背景技术】
[0002]发动机排放控制系统可利用各种排气传感器。一个实例传感器可为颗粒物传感器，其指示排气中的颗粒物质量和/或浓度。在一个实例中，颗粒物传感器可通过随时间积聚颗粒物并提供积聚程度的指示(作为排气颗粒物水平的测量)来工作。
[0003]由于通过传感器表面的流量分布的偏差，颗粒物传感器会遇到传感器上的不均匀沉积烟灰的问题。另外，颗粒物传感器会由于水滴撞击和/或排气中存在的较大颗粒而易于受到污染。该污染会导致传感器输出发生误差。另外，当相当数量的排气流过颗粒物传感器时，传感器再生会出现不足。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于使颗粒物传感器表面具有均匀的流量分布。
[0005]本文中的发明人已认识到上述问题并确定了至少部分地解决该问题的方法。在一个实例方法中，提供了一种用于感测发动机的排气通道中的颗粒物的系统。该系统包括在上游表面上具有多个进气孔口的第一外管、在下游表面上具有多个进气孔口的第二内管以及设置在第二内管内的颗粒物传感器。
[0006]根据本实用新型的一个实施例，第二内管布置在第一外管内，且其中，第二内管的中心轴线平行于第一外管的中心轴线。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，颗粒物传感器在第一表面上具有电路。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，颗粒物传感器设置在第二内管内以使具有电路的第一表面面朝第二内管的下游表面。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，第一外管和第二内管中的每一者都在连接到在道路上行驶的车辆的排气系统中时相对于竖向在顶部密封。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，第一外管在相对于竖向的底部表面具有多个排放孔。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，所述第二内管的相对于竖向的底部表面是密封的。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，一个或多个出口槽道将所述第二内管流体连接至所述排气通道。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，所述上游表面包括垂直于并面朝所述排气通道中的排气流的表面，且其中，所述下游表面包括背离所述排气通道中的所述排气流的表面。
[0014]根据本实用新型的另一方面，提供了一种方法，包括:
[0015]通过第一外管的上游表面上的多个第一穿孔将一部分排气引导进入第一外管；
[0016]通过第二内管的下游表面上的多个第二穿孔将一部分排气引导进入第二内管；
[0017]使排气部分流至在第二内管内定位的颗粒物传感器上。
[0018]根据本实用新型的一个实施例，该方法还包括经由槽道将一部分排气引导出第二内管进入排气通道。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，槽道始自第二内管的侧表面，每一侧表面相切于排气通道中的排气流的方向。
[0020]根据本实用新型的一个实施例，使排气部分流至颗粒物传感器上还包括使一部分排气流至位于颗粒物传感器的表面上的电路上。
[0021]根据本实用新型的又一方面，提供了一种用于感测发动机的排气通道中的颗粒物的系统，包括:
[0022]第一外管，在下游表面上具有多个进气孔口 ；
[0023]第二内管，在上游表面上具有多个进气孔口 ；以及
[0024]设置在第二内管内的颗粒物传感器。
[0025]根据本实用新型的一个实施例，第二内管定位在第一外管内以使第二内管的中心轴线平行于第一外管的中心轴线。
[0026]根据本实用新型的一个实施例，在第二内管与第一外管之间存在环形空间，且其中，第一外管和第二内管中的每一者都通过排气通道相对于竖向在顶部密封。
[0027]根据本实用新型的一个实施例，颗粒物传感器在第一表面上具有电路。
[0028]根据本实用新型的一个实施例，颗粒物传感器定位在第二内管内以使颗粒物传感器的第一表面面朝第二内管的上游表面上的多个进气孔口。
[0029]根据本实用新型的一个实施例，第一外管在相对于竖向的底部表面处具有多个排放孔，且其中，将第二内管的底部表面是密封的。
[0030]根据本实用新型的一个实施例，一个或多个槽道将第二内管流体连接至发动机的排气通道，且其中，所述一个或多个槽道不将第一外管连接至排气通道。
[0031]例如，可将颗粒物(PM)传感器设置在第二内管内，第二内管封闭在第一外管内。第一外管可在第一外管的面朝来临的排气流的上游表面具有多个穿孔。此外，第二内管可具有分布在第二内管的下游表面上的一组穿孔，下游表面背离排气流。PM传感器可在其表面的其中一个上包括电路，PM传感器可定位在内管内使得具有电路的表面面朝第二内管的下游表面上的进气穿孔。相应地，排气样本可通过上游穿孔进入第一外管，沿第二内管与第一外管之间的环形空间流动，并通过内管的下游表面上的穿孔组进入第二内管。然后，排气样本会冲击到并流过带电路的PM传感器的表面。最后，排气样本会通过将第二内管与排气通道流体连接的槽道离开第二内管。
[0032]本实用新型的有益效果在于，在本实用新型的用于感测发动机的排气通道中的颗粒物的系统中，PM传感器会暴露至横跨其表面的更均匀流量分布。通过将排气样本引导通过两组孔口，可控制排气的样本的流率。此外，当它冲击到PM传感器的表面上时，流率可更均匀，从而实现颗粒物的更均匀沉积。通过提供排气的样本到PM传感器表面上的更均匀及受控的流率，可进行热量损失减小的传感器再生。此外，由于排气样本流过两个保护管之间的环形空间，较大的颗粒物和/或水滴由于它们较大的动量会沉积到第一外管的内部下游表面上。因此，PM传感器可受保护免于受到水滴和较大颗粒物的冲击。总之，PM传感器的功能可改良并更加可靠。
[0033]应理解，上述【实用新型内容】以简化形式介绍所选择的概念，这些概念在【具体实施方式】中作进一步描述。这并不旨在确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由具体实例方式之后的权利要求书唯一地确定。另外，所要求保护的主题并不限于解决上述任何缺点或本实用新型的任何部分中的任何缺点的实施方案。
【附图说明】
[0034]图1是发动机的原理图。
[0035]图2示出根据本实用新型的颗粒物(PM)传感器组件的示意图。
[0036]图3示出布置在图1的发动机的排气通道中的PM传感器组件的截面图。
[0037]图4a、图4b和图4c绘示PM传感器组件的多个截面图。
[0038]图5是绕PM传感器组件的横截面的实例流体流动。
[0039]图6是根据图5中所示的结构的实例流体动力学计算的曲线图。
[0040]图7是根据本实用新型的实施例的用于感测PM存在的实例流程图。
[0041]图8是图2中的PM传感器组件的替代实施例的示意图。
[0042]图9绘示了图8中的PM传感器组件的截面图。
[0043]图10是使用图8中的PM传感器组件实施例感测PM的实例流程图。
[0044]图11是PM传感器组件的第三实施例的示意图。
[0045]图12是图11中示出的PM传感器组件的实施例的截面图。
[0046]图13是使用图11中的PM传感器组件实施例感测PM的实例流程图。
【具体实施方式】
[0047]以下说明关于感测发动机系统(例如图1中所示的发动机系统)的排气流中的颗粒物(PM)。可将PM传感器布置在发动机系统的排气通道中，如图3所示。PM传感器组件可包括在上游表面上具有孔口的第一外管和在下游表面上具有孔口的第二内管(图2)。可将PM传感器封闭在第二内管内。可将排气的一部分抽入PM传感器组件的第一外管中，于是气体的该部分可在第一外管与第二内管之间的环形空间内流动并最终进入第二内管(图4a、图4b和图7)。然后，排气的该部分可撞击具有电路的PM传感器的表面。最后，排气的该部分可经由PM传感器组件的侧表面上的槽道离开内管，如图4a和图4c中所示。排气通道中的经过PM传感器组件的排气流可在PM传感器组件的侧表面处产生低静压区(图5和图6)。可将PM传感器组件按照相反定向布置，以使排气样本从下游表面上的孔口进入第一外管，流经第一外管与第二内管之间的环形空间，并从上游表面上的孔口进入第二内管(图8和图9)。可将PM传感器定位在第二内管内，以使电路面朝第二内管上的上游孔，使排气能够冲击到电路上，从而可向控制器提供反馈。处于相反定向的PM传感器组件的实例感测操作在图10中示出。PM传感器组件的第三实施例可包括PM传感器周围的单个保护管(图11)，其中，排气的样本经由保护管的下游表面上的孔口进入保护管(图12)。图13示出具有单个保护管的PM传感器组件的实例感测操作。
[0048]现在参见图1，其示出多缸发动机10的一个汽缸的示意图，多缸发动机10可包含在车辆的推进系统中。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统以及经由输入装置130来自车辆操作人员132的输入进行控制。在本实例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生踏板比例位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(也称为汽缸30)可包括燃烧室壁32，其中定位有活塞36。可将活塞36连接至曲轴40以便将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。可将曲轴40经由中间传动系统(未示出)连接至车辆的至少一个驱动轮(未示出)。此外，可将启动马达(未示出)经由飞轮(未示出)连接至曲轴40以便能够进行发动机10的启动操作。
[0049]燃烧室30可经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气，并可经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可选择性地分别经由进气门52和排气门54与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
[0050]在图1中绘示的实例中，进气门52和排气门54可经由相应的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53中的每一者可包括一个或多个凸轮，并可利用凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(WL)系统中的一个或多个，上述系统可由控制器12操作以改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可分别由位置传感器55和57确定。在替代实施例中，进气门52和/或排气门54可由电动阀致动来控制。例如，汽缸30可以可选地包括经由电动阀致动控制的进气门以及经由包括CPS系统和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。
[0051]在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可构造具有一个或多个燃料喷射器用于向该汽缸提供燃料。作为非限制性实例，汽缸30示出为包括一个燃料