[發明專利]微粒物質傳感器

無效

• 申請號: 201010134484.0
• 申請日: 2007-09-27
• 公開（公告）號: CN101793666A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 阿薩納西奧斯·G·坎斯坦多普羅斯
• 申請（專利權）人: 揖斐電株式會社;阿薩納西奧斯·G·坎斯坦多普羅斯
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;F01N3/027
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝

本申請是申請號為200710161661.2、申請日為2007年9月27日、發明名稱為“微粒物質傳感器”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及微粒物質傳感器，更具體涉及一種排氣凈化裝置中使用的微粒物質傳感器，該排氣凈化裝置包括柴油微粒濾清器(DPF)并去除柴油機的排氣中包含的微粒物質(PM)。

背景技術

通常，利用多孔陶瓷制成的柴油微粒濾清器來收集從柴油機發出的主要由C(碳)構成的微粒物質。對于這種柴油微粒濾清器而言，隨著其不斷使用，會出現微粒物質的逐步沉積，因此，在使用柴油微粒濾清器的排氣凈化裝置的現有技術中，實際上是通過在柴油微粒濾清器內周期性地引發燃燒過程，并再生柴油微粒濾清器來去除沉積的微粒物質。如果忽視這種微粒物質的沉積，則排氣會在柴油微粒濾清器中引起過壓，而這可能導致燃料效率的降低或發動機的損壞。

優選的是，這種對柴油微粒濾清器的再生是在柴油機運轉過程中進行的，而不替換或拆卸濾清器，因此在實際技術中，是在燃燒之后活塞在汽缸中向下運動以形成高溫氣體(后噴射過程)的狀態下進行燃料噴射的。由此，沉積的微粒物質由于因此形成的高溫氣體而被燃燒。

發明內容

圖1示出了根據本發明現有技術的裝備有柴油微粒濾清器的柴油機的排氣凈化系統的整體結構。

參照圖1，柴油機11具有排氣管線12，其中排氣管線12中設置有柴油微粒濾清器12B，用于收集排氣中包含的并從柴油機11發出的微粒物質。

圖2A示出了柴油微粒濾清器12B的外形，圖2B示出了構成該柴油微粒濾清器的元件。

柴油微粒濾清器12B由多孔陶瓷的過濾單元12A形成，典型地由SiC形成，其中過濾單元12A中從一端延伸到其另一端形成有大量的例如截面為1mm×1mm的氣體通道12a。

由此，通過由密封材料(粘附層)粘合多個過濾單元(過濾元件)12A并加工其外周部分，來形成柴油微粒濾清器12B，從而濾清器12B整體上為圓柱形。此外，濾清器12B的外圍表面覆蓋有密封材料(涂層)。柴油微粒濾清器12B中僅僅使用一個單元12A的情況也是存在的。

圖2C示出了柴油微粒濾清器12B的原理。

如圖2C示意性所示，所述多個氣體通道12a的上游端或下游端相對于來自發動機的排氣流的方向交替地閉合，被引入一個這種氣體通道12a的排氣通過滲透過濾清器12B的多孔部件12b通往相鄰的氣體通道。由此，當排氣滲透過多孔部件12b時，排氣中包含的微粒物質被多孔部件12b收集，從而導致微粒物質12c以層的形式沉積在多孔部件12b上，如圖2D所示。

因為柴油微粒濾清器12B導致其中的排氣中所包含的微粒物質產生沉積，所以，如先前所述，需要通過進行再生過程(使沉積的微粒物質燃燒)，適時地再生該濾清器。

對于參照圖1所說明的常規排氣凈化系統來講，應該注意的是，例如，每當車輛行駛預定里程(如500km)、超過10分鐘的持續時間，都要進行這種濾清器的再生。

在公平地通過后噴射進行濾清器再生的情況下，不考慮濾清器中微粒物質的實際收集量來進行再生。因此，為了保證在濾清器中不出現微粒物質的過量沉積，需要將濾清器的再生間隔設置成比為安全起見所需要的實際間隔更短。但是，這種通過后噴射進行的過度濾清器再生增加了燃料消耗，并降低了車輛的燃料效率。

美國專利5,651,248描述了除柴油微粒濾清器之外使用檢測濾清器并通過測量電阻來估計該檢測濾清器中收集的微粒物的質量的結構。根據該技術，當檢測到的電阻減小至預定值以下時，通過利用加熱器使柴油微粒濾清器所收集的微粒物質和檢測濾清器所收集的微粒物質產生燃燒。借此來實現濾清器的再生。

另一方面，除了因為需要在柴油微粒濾清器中設置加熱器而使其結構變復雜的問題之外，該現有技術存在這樣的缺點，即，在對柴油微粒濾清器進行再生時發生了電能消耗。為了節省濾清器再生時的電能消耗，美國專利5,651,248的技術選擇執行濾清器再生的定時，使得當柴油微粒濾清器的溫度高于預定溫度時才進行再生操作，以下情況除外，即，對于微粒物質的沉積來講，柴油微粒濾清器處于臨界狀態，不可避免地要進行再生。結果，該技術對于用于微粒檢測的檢測濾清器的再生操作的定時施加了限制，并且微粒檢測濾清器的再生操作的自由度受到限制。