用于排氣微粒物質感測的方法與系統與流程

本書明書總體上涉及排氣氣流中的電阻型微粒物質(PM)傳感器的設計與使用。

技術背景

柴油燃燒可以產生包括微粒物質(PM)的排放物。該微粒物質可以包括柴油碳煙以及氣溶膠，如粉塵微粒、金屬磨損微粒、硫酸鹽、以及硅酸鹽。PM在被釋放進入大氣時，能夠采取單獨微粒或聚鏈(chain aggregate)的形式，其中，大多數在看不見的100納米的亞微米范圍內。已經開發各種用于在排氣被釋放到大氣中前識別并濾除排氣的PM的技術。

作為示例，碳煙傳感器(又被成為PM傳感器)可以用于具有內燃發動機的車輛中。PM傳感器可以被置于柴油微粒過濾器(DPF)的上流和/或下游，并且可以用于感測過濾器上的PM負荷并診斷DPF的運行。典型地，PM傳感器可以基于放置在傳感器的平面基板表面上的一對細小電極之間測量的導電性(或電阻率)變化與測量電極之間沉積的PM量的關聯來感測微粒物質或碳煙負荷。具體地，所測量的導電性提供了對碳煙積累的測量。

然而，在這樣的PM傳感器中，在正在進入的排氣中，僅有一小部分PM橫跨在傳感器表面上形成的電極被收集，由此導致傳感器的低靈敏度。另外，由于在傳感器的表面上的流量分布的偏置，即使是這一小部分積累在表面上的PM也不會是均勻的。傳感器表面上的PM不均勻沉積可以進一步惡化傳感器低靈敏度的問題。

技術實現要素：

發明人已經認識到上述問題并且已經識別至少部分地解決這個問題的方法。在一個示例中，以上問題可以通過微粒物質傳感器來解決，該微粒物質傳感器包括：一對平面相互交叉(interdigitated)的電極，這些電極互相間隔一定距離并且從該PM傳感器的表面突出；以及位于這對平面相互交叉的電極之間的多個突出導流裝置。在此，導流裝置可以包括被布置在這些相互交叉的電極的尖齒(tine)對之間的均勻間隔的塊，這些塊之間的間距小于這對平面相互交叉的電極的尖齒對之間的距離。以此方式，通過包括突出電極以及另外包括這些電極之間的導流裝置，可以將單個碳煙橋分為多個碳煙橋，由此增加傳感器表面上PM的表面覆蓋面積并且產生碳煙橋在傳感器表面上的均勻分布。

作為一個示例，當電極之間形成的碳煙橋遇到導流裝置時，碳煙橋可以向外分支以避開塊，并且產生碳煙橋的兩個通路以繼續形成和增長。以此方式，通過在每一個導流裝置處分支碳煙橋，碳煙橋可能能夠在傳感器的更大的表面積上增長，并且可以進一步產生碳煙在傳感器表面上的均勻分布。因此，通過將相互交叉的電極上的導流裝置相交錯，可以在多個通路上積累碳煙橋，并且由此，碳煙可以更均勻地積累在傳感器表面上。總之，傳感器的這些特點可以引起PM傳感器的輸出更加精確，由此提高估計微粒過濾器上的微粒負荷的準確度。

應當理解，提供以上發明內容是為了以簡化的形式介紹對在詳細說明中進一步描述的概念的選擇。并不旨在識別所要求保護的主題的關鍵或重要特征，其范圍由隨附權利要求書唯一地限定。另外，要求保護的主題不限于解決以上指出的或在此披露的任何部分中指出的任何缺點的實現方式。

附圖說明

圖1示出了發動機與被定位于排氣流中的相關微粒物質(PM)傳感器的示意圖。

圖2A至圖2D示出了包括突出電極與定位在其中的導流裝置的PM傳感器的放大視圖。

圖3示出了在導流裝置的每一個塊處產生的多個碳煙橋通路。

圖4示出了描繪用于在定位在PM傳感器的表面上的多個導流裝置處將正在進入的PM流分為多個PM流的方法的流程圖。

圖5示出了描繪用于執行PM傳感器再生的方法的圖表。

圖6示出了描繪用于診斷定位在PM傳感器上游的微粒過濾器泄漏的方法的流程圖。

圖7示出了PM傳感器的碳煙負荷、碳煙橋的總長度與微粒過濾器上的碳煙負荷之間的示例關系。

具體實施方式

以下說明涉及用于感測發動機系統(如圖1所示的發動機系統)的排氣流中的微粒物質(PM)的系統與方法。被置于發動機系統的排氣通道中的PM傳感器可以包括一對突出的相互交叉的電極，并且進一步包括位于交替電極對之間的多個突出導流裝置，如圖2A至圖2D中所示。如此，導流裝置可以包括被布置在多對電極之間的均勻間隔的塊。進入PM傳感器的PM或碳煙可以積累在突出電極上(例如，且不在塊上)，形成PM流或碳煙橋。然而，導流裝置的每一個塊可以阻擋碳煙橋的形成，并且進一步將碳煙橋分為數個通路，如圖3所示。控制器可以被配置成執行控制程序(例如圖4的程序)以在定位在傳感器表面上的多個導流裝置處將進入的PM流分為多個PM流。此外，控制器可以間歇地清潔PM傳感器(如圖5呈現的方法所示)來實現連續的PM檢測并且基于PM傳感器的輸出來診斷定位于PM傳感器上游的微粒過濾器(如圖6所呈現的方法中所示)。圖7示出了PM傳感器的碳煙負荷、碳煙橋的總長度與微粒過濾器上的碳煙負荷之間的示例關系。以此方式，通過在每個塊處劃分碳煙橋，可以在傳感器表面的更大表面積上形成碳煙橋，并且可以另外產生碳煙在傳感器表面上的均勻分布。總之，傳感器的這些特點可以引起PM傳感器的輸出更加精確，由此提高估計微粒過濾器上的微粒負荷的準確度。此外，通過實現對微粒過濾器更精確的診斷，可以改善排氣排放物的符合性。如此，這降低了代替功能性微粒過濾器的高昂保修成本，并改進了排氣排放物，并且延長了排氣部件的壽命。

圖1示出了車輛系統6的示意性描繪。車輛系統6包括發動機系統8。發動機系統8可以包括具有多個汽缸30的發動機10。發動機10包括發動機進氣口23和發動機排氣口25。發動機進氣口23包括通過進氣通道42流體地聯接至發動機進氣歧管44的節氣門62。發動機排氣口25包括最終引導至將排氣引到大氣的排氣通道35的排氣歧管48。節氣門62可以被定位在如渦輪增壓器(未示出)的增壓裝置的下游、且后壓冷卻器(未示出)的上游的進氣通道42中。當后壓冷卻器被包括其中時，該后壓冷卻器可以被配置為降低由增壓裝置壓縮的進氣的溫度。

發動機排氣口25可以包括可以被安裝在排氣中緊密連接的位置上的一個或多個排放控制裝置70。一個或多個排放控制裝置可以包括三元催化劑、稀NOx過濾器、SCR催化劑等。發動機排氣口25還可以包括暫時將PM從進入的氣體中過濾掉、被定位于排放控制裝置70的上游的柴油微粒過濾器(DPF)102。在一個示例中，如所描繪的，DPF 102是柴油微粒物質截留(retaining)系統。DPF 102可以具有例如由堇青石或碳化硅制成的、內部具有多個多個通道的整體式結構，其用于從柴油排氣過濾掉微粒物質。已經被過濾掉PM的尾管排氣沿著穿過DPF 102的通道可以在PM傳感器106中被測量、并且在排放控制裝置70中另外進行處理并且通過排氣通道35被排出至大氣。在所描繪的示例中，PM傳感器106是電阻式傳感器，該電阻式傳感器基于在PM傳感器的電極上測量的導電性的變化來估計DPF 102的過濾效率。圖2A至2D示出了PM傳感器106的示意圖200，如以下更詳細說明的。

車輛系統6可以另外包括控制系統14。所示控制系統14從多個傳感器16(本文描述了其各種示例)接收信息，并且將控制信號發送到多個致動器81(本文中描述了其各種示例)。作為一個示例，傳感器16可以包括被配置為測量通過排氣通道35的排放氣體的流率的排氣流率傳感器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(位于排氣控制裝置70的下游)、以及PM傳感器106。如附加壓力、溫度、空氣/燃料比、排氣流率與成分傳感器的其他傳感器可以聯接至車輛系統6中的多個位置。作為另一個示例，致動器可以包括燃料噴射器66、節氣門62、控制過濾器再生的DPF閥(未示出)、控制PM傳感器開口的馬達致動器(例如，PM傳感器的入口中的氣門或板的控制器開口)等。如又另一個示例，致動器可以包括與PM測量電路聯接的開關。控制系統14可以包括控制器12。控制器12可以被配置有儲存在非瞬態存儲器上的計算機可讀指令。控制器12從圖1、圖2A至圖2D和圖3的各種傳感器接收信號、處理這些信號、并且采用圖1、圖2A至圖2D和圖3的各種致動器以基于接收到的信號和儲存在控制器的存儲器上指令來調節發動機的運行。在此參照圖4至圖6描述了示例程序。

現在轉到圖2A至圖2D，示出了微粒物質(PM)傳感器202(如圖1中的PM傳感器106)的示例實施例的示意圖。具體地，圖2A示出了PM傳感器的放大視圖，該傳感器包括從傳感器表面突出的一對相互交叉的電極并且另外包括定位于其中的多個導流裝置。圖2B示出了PM傳感器202的區域250的放大視圖。圖2C示出了PM傳感器202的一部分的側視圖。圖2D示出了PM傳感器202的替代實施例的側視圖。PM傳感器202可以被配置為測量排氣中的PM質量和/或濃度、并且如此可以聯接至柴油微粒過濾器(如圖1示出的DPF 102)的上游或下游的排氣通道(例如，如圖1所示的排氣通道35)。

PM傳感器202可以是電阻型PM傳感器，并且可以被布置在排氣通道內使得排氣從柴油微粒過濾器下游向PM傳感器202流動，如箭頭220所指示。PM傳感器202可以包括形成互相間隔一定距離的“梳狀”結構的一對平面連續相互交叉的電極201和203。如此，PM傳感器202還可以括覆蓋電極的保護管(未示出)并且另外包括多個導管(未示出)，在這些導管內如箭頭220所指示向電極引導排氣。電極201和203可以通常由如鉑、金、鋨、銠、銥、釕、鋁、鈦、鋯等金屬以及氧化物、膠合劑、合金以及包括以上金屬中的至少一者的組合制造而成。電極201和203形成在通常由高度電絕緣材料制成的PM傳感器202的基板208上。可能的電絕緣材料可以包括如氧化鋁、氧化鋯、氧化釔、氧化鉭、二氧化硅以及包括以上至少一者的組合的氧化物、或能夠阻止電連通并且為這對相互交叉的電極提供物理保護的任何相似材料。相互交叉的電極可以另外包括延伸一定長度進入傳感基板208(沿X軸)的多個“尖齒”212和214。兩個電極的梳狀“尖齒”之間的間距可以通常在10微米至100微米的范圍內，其中，每一個單獨的“尖齒”的線寬是約相同的值，盡管后者不是必要的。在此，相互交叉的電極的尖齒對可以被定位成與排氣流正交(箭頭220)。

這樣，PM傳感器基板可以包括加熱元件(未示出)，并且通過經由加熱元件來加熱傳感器基板以燃燒從PM傳感器202的表面積累的碳煙微粒，可以再生PM傳感器。通過間歇地再生PM傳感器202的表面，其可以返回到更適合用于收集排氣碳煙的狀態。此外，與排氣碳煙水平相關的準確信息可以從傳感器再生推斷出來并且被轉達給控制器。

包括相互交叉的電極的PM傳感器202可以安裝在排氣尾管上，使得包括相互交叉的電極的傳感器的感測部分延伸進入尾管內以檢測正在進入的排氣中的碳煙或PM。電極201可以通過連接導線232連接至電路236的電壓源216的正極端子。電極201可以通過連接導線234連接至測量裝置218，并且另外連接至電路236的電壓源216的負極端子。因此，每對尖齒交替地連接至電壓源216的正極端子與負極端子。連接導線232和234、電壓源216以及測量裝置218是電路236的一部分、并且被容納在排氣通道外(作為一個示例，＜1米遠)。另外，電路236的電壓源216與測量裝置218可以由如圖1中的控制器12的控制器來控制，使得例如，收集在PM控制器處的微粒物質可以用于診斷DPF的泄漏。如此，測量裝置218可以是任何能夠讀取電極兩端的電阻變化的裝置，例如電壓表。隨著PM或碳煙微粒沉積在電極之間，電極對之間的電阻可以開始減小，這通過測量裝置218測量的電壓的降低來指示。控制器12可能能夠根據測量裝置218測量的電壓確定電極之間的電阻，并且推斷PM傳感器202的平面電極上的相應PM或碳煙負荷。通過監測PM傳感器202上的負荷，可以確定DPF下游的排氣碳煙負荷，并且由此該排氣碳煙負荷用于診斷與監測DPF的健康與功能。在一些示例中，控制器12可以調節電壓源以向PM傳感器的電極提供一定電壓。當開關布置在電路中時，控制器12可以基于PM傳感器的狀況來確定開關的閉合與斷開。例如，當PM傳感器正在收集PM時，電路中的開關可以被調節使得電壓施加于傳感器的電極。然而，當PM傳感器正在再生時，可以斷開連接電極與電壓源的開關。另外，控制器可以開啟加熱電路。

如此，電極203可以包括平面非相互交叉的電極部206，并且另外包括與電極部206毗連的數個尖齒212。同樣地，電極201可以包括平面非相互交叉的電極部204，并且另外包括與電極部204毗連的數個尖齒214。在此，尖齒212與214沿著傳感器的基板208在一定距離內是平面的且相互交叉的，形成了“梳狀”結構。相互交叉的電極的“梳狀”結構可以覆蓋平面基板208暴露在排氣的部分。之后，電極201可以被稱為正電極、并且另外包括非相互交叉的電極部分204與相互交叉的部分或尖齒214二者。類似地，電極203可以被稱為負電極，并且還包括非相互交叉的電極部分206與相互交叉的部分或尖齒212二者。傳感器的正電極與負極平面相互交叉的電極可以彼此間隔一定距離并且可以從PM傳感器的表面突出，這將會參照圖2B來詳細說明。

負電極的相互交叉的部分或尖齒212(示出九個尖齒作為尖齒的非限制性示例)延伸長度L_n進入傳感器基板208，并且由箭頭222所指示，并且另外通過間隙與尖齒214分離開。相似地，尖齒214(示出九個尖齒作為尖齒的非限制性示例)可以延伸長度L_p進入傳感器基板208，并且由箭頭224指示。另外，PM傳感器202包括位于這對平面相互交叉的電極之間的多個突出導流裝置205。在此，導流裝置205包括被布置在相互交叉的電極201和203的多對尖齒212和214之間的均勻間隔的塊210。另外，塊210可以在相互交叉的電極的多對交替尖齒212和214之間是交錯的。PM傳感器202的區域250出于說明的目的在圖2B中被放大。在此，這些塊被布置在尖齒之間，使得這些塊直接接觸或觸碰尖齒212和214中的每一個尖齒。另外，如此，這些塊可以彼此分離一定間距，其之間沒有其他部件。這些塊可以包括絕緣的并非導電的材料。

現在轉到圖2B，示出了PM傳感器202的區域250的放大視圖255。在此，示出了基板208的包括尖齒212和214的部分(示出了具有交替正電壓和負電壓的四個尖齒)以及三個塊210。箭頭220指示流入區域250的排氣。出于說明性目的，圖2B中所示的四個尖齒形成的三對正極尖齒與負極尖齒被標記為對1、對2和對3。

不同于與在PM傳感器中通常使用的使電極相互交叉的細小電極，PM傳感器202的正電極201與負電極203都可以從傳感器基板208突出至一定高度，如箭頭238所指示。在一些示例實施例中，正電極突出的高度可以與負電極從傳感器表面突出的高度相同。在其他示例中，正電極與負電極的突出高度可以不同。在此，示出了電極的尖齒212和214從基板208的頂面突出一定高度(箭頭238所指示)。例如，尖齒的高度(箭頭238所指示)可以遠小于尖齒的長度(圖2A所示的L_p和L_n)。另外，尖齒212和214可以分開箭頭268所示的距離。如較早描述的，兩個電極的梳狀“尖齒”之間的間距通常可以在10微米至100微米之間的范圍內。例如，尖齒的高度遠小于尖齒之間的間距。

如較早描述的，PM傳感器202可以包括位于平面相互交叉的電極對之間的多個突出的導流裝置205(如圖2A所示)。導流裝置205包括被布置在相互交叉的電極201和203的、分離開箭頭230所指示的距離的多對尖齒212和214之間的均勻間隔的塊210。在此，這些塊之間的間距(箭頭230所指示)可以小于這些對尖齒之間的間隔(箭頭268所指示)。另外，當這些塊被布置在相互交叉的電極的尖齒之間時，這些塊210可以觸碰兩個尖齒。因此，塊的寬度可以等于電極的尖齒之間的間距。

每一個塊210可以具有高度h(箭頭228所指示)與長度1(箭頭226所指示)。每一個塊的高度h可以大于相互交叉的電極的這些對尖齒中的每一個尖齒的高度(箭頭238所指示)。換言之，例如，這些塊的高度可以大于電極從傳感器表面的突出。在PM傳感器202的區域250的放大視圖255中，示出了三個塊210被布置在多對尖齒之間。在此，尖齒對1之間的兩個塊210分開一段距離(參見箭頭230)。另一個單獨的塊210被定位于尖齒212和214的對3之間。在此，尖齒對2之間沒有定位塊。因此，這些塊在相互交叉的電極的多對交替尖齒之間是交錯的。另外，定位于對3之間的塊210被定位成使得例如其中與定位在對1之間的塊的重疊小于閾值。在一個示例中，對3之間的塊定位在橫跨對3的區域中，其與定位在對1中的塊之間的間距重疊。在這樣的示例中，定位于對3中的塊與定位于對1中的塊之間沒有重疊。因此，每一對交替尖齒包括塊，其中，其被布置為與前對交替尖齒中的塊的重疊小于閾值。在此，對1可以是對3前面的交替對。在其他示例中，對3可以是對1前面的交替對。因此，例如，當這些塊沿著PM傳感器表面是交錯的，其中，沿著交替對定位的塊的重疊小于閾值，碳煙有空間來圍繞這些塊增長和均勻分布。

塊210被布置成使得例如這些塊與其最近的臨塊等距間隔開。如此，塊之間的間距(箭頭230所指示)可以小于相互交叉的電極的尖齒對之間的距離(箭頭268所指示)。在此，塊210的寬度可以等于相互交叉的電極的尖齒之間的距離。

排氣中的碳煙或PM通常是帶電的。由于帶電PM與相互交叉的電極之間的靜電吸引，PM沉積在電極上并且形成橫跨相互交叉的電極的碳煙橋。圖2B中示出了這樣的碳煙橋252和260的兩個示例。在此，尖齒214連接至正極端子并且因此保持處于正電位，而尖齒212連接至負極端子并且因此保持處于負電位。相互交叉的電極之間、尤其在尖齒212和214之間產生的電場允許碳煙或PM沉積在電極上。然而，由于塊沒有連接至任何電壓源，所以碳煙不能在塊上增長。例如，碳煙橋可能趨向于避開定位在尖齒對之間的塊，并且向帶電電極導航(navigate)。碳煙橋252開始在尖齒對3上增長，并且當其到達對1時，碳煙橋252分叉以避開在塊上增長。例如，當避開塊時，碳煙橋252形成兩個通路并且繼續在對1上增長。相似地，碳煙橋260開始在尖齒對3上增長，并且當其到達對1時，碳煙橋260分叉以避開在塊上增長。例如，當避開塊時，碳煙橋260形成兩個通路并且繼續在對1上增長。

轉到圖2C，示出了圖2A中的PM傳感器202的一部分的側視圖275。在此，等間距的塊276(如圖2A和圖2B中的塊210)可以橫跨從基板282(如圖2A和圖2B的基板208)突出的多個對交替正電極280(如圖1中的正電極201)與負電極278(如圖1中的負電極203)被放置。在視圖275中，排氣流方向由箭頭284指示。如較早描述的，由于靜電吸引，碳煙橋積累在電極上。例如，碳煙橋286包括形成在正電極280上的碳煙橋通路286A。當碳煙橋通路286A遇到塊276時，碳煙橋可以避開塊276并且繼續圍繞塊276增長，由此產生碳煙橋通路286B。如此，沒有電壓施加于塊上，塊是中性的。因此，碳煙橋可能感覺不到將其吸引或從塊處排斥的任何靜電力。然而，碳煙橋可以經歷來自定位在塊之外的負電極276的靜電拉力。因此，碳煙橋繼續沿著在塊276后面的碳煙橋通路286B形成，并且到達負電極278。例如，由于塊的高度可以遠大于塊的長度，所以碳煙橋可能不能爬上塊以到達負電極278。因此，碳煙橋分叉并且圍繞塊朝向負電極增長。

例如，一旦碳煙橋圍繞塊朝向負電極278形成通路，可以開始感覺到另外沿著基板282被定位成距離負電極一段距離的隨后的正電極280的靜電拉力。碳煙橋可以繼續沿著通路286C朝向下一個正電極280增長。碳煙橋可能遇到另一個塊276。然而，在塊276處，碳煙橋通路可以再次分叉，并且碳煙橋可以繼續在塊前面增長，例如，沿著碳煙橋通路286D增長直到碳煙橋到達負電極278。一旦到達負電極278，碳煙橋繼續朝向沿著碳煙橋通路286E定位成距離負電極278一段距離的下一個正電極280增長。

圖2D示出了正電極和負電極的交替布置。轉到圖2D，示出了圖2A中的PM傳感器202的一部分的側視圖295。在此，等間距的塊276(如圖2A和圖2B中的塊210)可以橫跨從基板282(如圖2A和圖2B的基板208)突出的所有對正電極280(如圖1中的正電極201)與負電極278(如圖1中的負電極203)被放置。在此，除了正電極和負電極僅通過將塊放置在其之間而被分開之外，該傳感器類似于圖2C中的傳感器。類似于圖2C，排氣流方向由箭頭284指示。如較早描述的，由于靜電吸引，碳煙橋積累在電極上。例如，碳煙橋286包括形成在負電極278上的碳煙橋通路286A。當碳煙橋通路286A遇到塊276時，碳煙橋可以避開塊276并且繼續圍繞塊276增長，由此產生碳煙橋通路286B。如此，沒有電壓施加于塊上，塊是中性的。因此，碳煙橋可能感覺不到將其吸引或從塊處排斥的任何靜電力。但是，碳煙橋可以經歷從超出塊放置的正電極280的靜電拉力。因此，碳煙橋繼續沿著在塊276后面的碳煙橋通路286B形成、并且到達正電極280。例如，由于塊的高度可以遠大于塊的長度，所以碳煙橋可能不能爬上塊以到達正電極280。因此，碳煙橋分叉并且圍繞塊朝向正電極增長。

一旦到達正電極280，碳煙橋繼續沿著碳煙橋通路286C在正電極280上增長。但是，在塊276處，碳煙橋通路可以再次分叉，并且碳煙橋可以繼續在塊前增長，沿著碳煙橋通路286D增長直到碳煙橋到達負電極278。一旦到達負電極278，碳煙橋繼續沿著碳煙橋通路286E在負電極278上增長。

另外，PM傳感器可以另外包括控制器(諸如圖1的控制器12)，如在圖3和圖4中詳細說明的，該控制器具有被儲存在非瞬態存儲器上的計算機可讀指令，這些計算機可讀指令用于將排氣流中的PM單流在位于相互交叉的電極的多對尖齒之間的塊中的每個處分成多個PM流，從而在尖齒對上沉積PM的多個PM流，并且當尖齒對之間的PM負荷達到閾值PM負荷時使PM傳感器再生。

因此，示例微粒物質(PM)傳感器可以包括：一對平面相互交叉的電極，這對電極彼此間距一段距離并且從該PM傳感器的表面突出；以及位于這對平面相互交叉的電極之間的多個突出導流裝置。另外或可替代地，PM傳感器的導流裝置可以包括被布置在這些相互交叉的電極的多對尖齒之間的均勻間隔的塊，這些塊之間的間距小于這對平面相互交叉的電極的這些對尖齒之間的距離。另外或可替代地，這些塊可以另外在相互交叉的電極的多對交替的尖齒之間是交錯的。另外或可替代地，每一對交替尖齒可以包括塊，其被布置為與前面的交替尖齒對中的塊的重疊小于閾值。另外或可替代地，尖齒對之間的塊之間的間距小于相互交叉的電極的尖齒對之間的間隔。另外或可替代地，其中，這些塊的高度大于相互交叉的電極的每一個尖齒對的高度。另外或可替代地，相互交叉的電極的尖齒對被定位成與排氣流正交，并且其中，每一個尖齒對交替地連接至電壓源的正極端子和負極端子。另外或可替代地，其中，該排氣流中的碳煙在相互交叉的電極的尖齒對之間沉積，避開了定位于尖齒對之間的塊。另外或可替代地，PM傳感器可以另外包括控制器，該控制器具有被儲存在非瞬態存儲器上的計算機可讀指令，這些計算機可讀指令用于將排氣流中的PM單流在位于相互交叉的電極的多對尖齒之間的塊中的每個處分成多個PM流，從而在尖齒對上沉積PM的多個PM流，并且當尖齒對之間的PM負荷達到閾值PM負荷時使PM傳感器再生。

例如，碳煙橋橫跨PM傳感器表面的增長與碳煙橋通路的分裂可以類同于球落入具有在板上交錯的銷釘的伽爾頓板(Galton board)。現在轉到圖3，示出了具有在PM傳感器的相互交叉的電極之間交錯的塊的PM傳感器的示意性俯視圖300。在此，相互交叉的電極的交替尖齒對之間的塊的布置可以相似于伽爾頓板中銷釘的布置。

PM傳感器302可以是參考圖2A至圖2D來描述的PM傳感器202的示例。如此，PM傳感器302的細節可以類似于先前討論的PM傳感器202。簡言之，PM傳感器302可以包括被形成在傳感器表面上的間隙分離開的一對連續的相互交叉的平面電極304和306。正電極306通過連接導線326連接至電壓源322的正極端子，并且負電極304通過連接導線328連接至測量裝置324以及電壓源322的負極端子。諸如圖1中控制器12的控制器可以控制包括電壓源322與測量裝置324的電路320。

PM傳感器302可以包括入口310和出口312，該出口與入口與排氣的流向(箭頭318所指示)正交對齊。入口310可以將排氣從微粒過濾器的下游引導進入PM傳感器，具體是朝向包括相互交叉的電極與多個導流裝置的PM傳感器302的感測部分。出口312可以將排氣從PM傳感器302引導出并且引導其進入尾管。

PM傳感器302還可以包括沿著傳感器表面以交錯布置的方式定位的多個均勻間隔的突起。在一個示例中，這些突起可以是塊308。塊308可以橫跨PM傳感器302被布置，具體是橫跨相互交叉的電極的尖齒并且在相互交叉的電極的交替對之間。在此，每一個塊的高度可以大于每一個相互交叉的電極的高度。此外，每一個塊的長度可以小于每一個連續相互交叉的電極的長度，具體是電極的尖齒的長度。類似于伽爾頓板中的銷釘，塊308可以用交錯的順序并且沿著相互交叉的電極的交替尖齒對來布置。在此，314和315指示相互交叉的電極304和306的交替尖齒對。類似地，315和316是交替對，316與317、以及317與319也是交替對。塊308橫跨相互交叉的電極的尖齒交替對交錯。在此，橫跨對314和對315放置的塊308可以用這樣的方式被定位使得橫跨對314的塊與橫跨對315定位的塊308之間形成的間隙對齊。類似地，橫跨對315和對316放置的塊308可以用這樣的方式被定位使得橫跨對315的塊與橫跨對316定位的塊308之間形成的間隙對齊。用同樣的方式，橫跨對316和對317放置的塊308可以用這樣的方式被定位使得橫跨對317的塊與橫跨對318定位的塊308之間形成的間隙對齊。同樣地，橫跨對317和對319放置的塊308可以用這樣的方式被定位使得橫跨對317的塊與橫跨對319定位的塊308之間形成的間隙對齊。例如，塊橫跨電極的交替尖齒對的這種布置可以相似于銷釘橫跨伽爾頓板的布置。PM傳感器302可以此外或可交替地包括被布置為更靠近入口310的一組塊以及被布置為更靠近傳感器出口312的另一組塊。

進入PM傳感器302的排氣可以攜帶帶電的碳煙或PM。這些帶電的碳煙或PM經歷朝向PM傳感器的帶電電極的靜電吸引，并且如先前所說明的形成碳煙橋。在此，將排氣流中的PM單流在位于相互交叉的電極的尖齒對之間的塊中的每個處可以被分成多個PM流；另外，PM流可以沉積在相互交叉的電極的尖齒對上。另外，例如，氣流中的碳煙或PM可以積累在連續的相互交叉的電極對上而非積累在塊上。

俯視圖300示出了示例流330。流330可以源自PM傳感器302的入口310、并且被吸引至被定位成靠近入口的負電極，形成流332。在此，流332可以在塊之間的空間內形成。例如，當流332到達橫跨對314的塊時，流332可以分為兩個流336和334以避免在塊上增長，并且到達對314的負電極。因此，單流332可以被分成兩個流336和334，由此增大了吸附碳煙的表面積。類似地，當遇到橫跨對315的塊308時，流336可以分成流338和340。同樣地，當流338到達橫跨對316的塊時，流338可以分為兩個流342和346以避免在塊上增長，并且到達對314的負電極。用類似的方式，例如，當流342到達橫跨對317的塊時，流342可以分為兩個流348和350以避免在塊上增長，并且到達對314的負電極。最后，這些流可以在出口312處離開PM傳感器302，如箭頭358所指示。如此，這些流可以沿著定位于PM傳感器的出口處的相鄰塊之間的空間離開PM傳感器。

在此，每一個流的通路可以是“隨機走動”的，并且隨著流被分為多個通路，碳煙吸附在相互交叉的電極的表面積增加。另外，與伽爾頓板相類似，當PM流被分成橫跨交錯的塊的多個流時，形成的碳煙橋可以引起碳煙在PM傳感器電極上的均勻分布。以此方式，通過沿著電極表面定位塊，可以在電極表面上均勻地形成碳煙橋。另外，在更短的時間范圍可以在正電極與負電極之間發生碳煙負荷與碳煙橋建立活動。如圖1的控制器12的控制器可以能夠基于在多個通路上積累的碳煙總量來確定PM傳感器上的碳煙負荷，如參照圖4解釋的。當PM傳感器的碳煙負荷到達閾值時，可以使傳感器再生，如圖5所示。以此方式，PM傳感器可以更準確地檢測離開微粒過濾器的PM，并且因此以更可靠的方式診斷DPF的泄漏。

因此，示例微粒物質(PM)傳感器可以包括在傳感器表面上形成的一對連續相互交叉的電極，這些電極包括沿著傳感器表面以交錯的布置方式定位的均勻間隔的多個突出的突起，該突出的塊定位于相互交叉的交替電極對之間。另外或可替代地，這些突起可以是塊，并且每一個塊的高度可以大于相互交叉的電極中的每一個電極的高度。另外或可替代地，每一個塊的長度小于相互交叉的電極中的每個電極的長度。另外或可替代地，PM傳感器可以包括控制器，該控制器具有被儲存在非瞬態存儲器上的計算機可讀指令，這些計算機可讀指令用于在連續相互交叉的電極對上積累碳煙并且避免在塊上積累碳煙、基于在相互交叉的電極對上積累的碳煙的總量確定PM傳感器上的碳煙負荷、并且當碳煙負荷大于閾值時使PM傳感器再生。

現在轉至圖4，展示了用于在PM傳感器的表面上定位的多個導流裝置處將正在進入的PM流分為多個PM流的方法400。具體地，該方法基于橫跨多個PM流的碳煙橋的總長度來確定傳感器上的碳煙負荷。可由控制器基于存儲在控制器的存儲器上的指令并且結合接收自發動機系統的傳感器(如上文參照圖1、圖2A至圖2D和圖3描述的傳感器)的信號來執行用于實行方法400和本文所包括的方法的剩余部分的指令。根據以下描述的方法，控制器可以采用發動機系統的發動機致動器來調節發動機的運行。

在402，方法400包括確定發動機工況。所確定的發動機工況可以包括例如發動機轉速、發動機溫度、各種排氣的空氣燃料比、各種排氣溫度、PM傳感器上的PM負荷、DPF上的PM負荷、排氣LNT上的負荷、環境溫度、自PM傳感器與DPF的上一次再生以來的持續時間(或距離)等。

接下來，在404，方法400可以將正在進入的PM流分成多個PM流。另外，將正在進入的PM流分成多個PM流可以包括在406在被定位于PM傳感器的表面上的多個導流裝置處分這些PM流，其中，多個導流裝置被定位于PM傳感器的正電極與負電極之間。在此，這些導流裝置可以包括從傳感器的表面突出的并且另外橫跨傳感器的正電極與負電極的交替對的交錯的均勻間隔的塊。將PM流分成多個PM流可以另外包括在408在均勻間隔的塊處分這些PM流。如此，塊橫跨相互交叉的交替電極對是交錯的，并且另外被定位成使得在塊與前面的電極交替對中的塊的重疊小于閾值。通過將塊以交錯布置的方式放置，無論什么時候遇到塊，PM流可以在路徑中分叉并且另外分成多個流以避開塊來找到帶電的電極。

接下來，在410，PM流中帶電的碳煙或PM可以沉積在電極上，形成碳煙橋。在此，橫跨電極沉積碳煙橋可以另外包括圍繞導流裝置或橫跨電極定位的塊來引導碳煙橋，并且另外在412圍繞導流裝置產生多個碳煙橋通路。另外，在414，沉積碳煙橋可以包括在PM傳感器的正電極和負電極上而并非在導流裝置上沉積碳煙橋。注意到，例如，對比402和416-426，404-414中的動作描述了發生在各種位置的動作、并且是未被編程進入控制器中的代碼。

接下來，在416，該方法包括確定沿著多個碳煙橋通路中的每個確定每一個碳煙橋的長度Li。如先前說明的，碳煙橋可以在多個通路上形成。在此，例如，通過沿著相互交叉的電極定位塊來產生多個通路。隨著碳煙橋在電極上增長，可以增加碳煙橋的長度。控制器可以確定在傳感器的表面上形成的每一個碳煙橋的長度。例如，控制器可以基于在測量裝置上測量的電流來確定碳煙橋的長度。

方法400前進至418，其中通過對形成在傳感器表面上的所有碳煙橋的Li進行求和來確定碳煙橋的總長度。接下來，在420，PM傳感器上的總的碳煙負荷可以基于在418確定的碳煙橋的總長度來確定。例如，控制器可以能夠基于查找表中存儲的值來確定總的碳煙負荷。在一些示例中，控制器可以能夠基于碳煙橋的總長度來計算碳煙負荷。

方法400前進至422，其中可以確定總的碳煙負荷是否高于閾值負荷Thr。閾值Thr可以是與PM傳感器再生閾值相對應的閾值負荷。在一些示例中，閾值Thr可以基于PM傳感器上的PM負荷，高于該負荷，可能需要使PM傳感器再生。如果總碳煙負荷低于閾值Thr，指示PM傳感器還沒有達到再生閾值，方法400前進至424，其中碳煙橋可以繼續在電極上沉積，并且該方法返回到410。

然而，如果總的碳煙負荷大于閾值Thr，則方法前進至426，其中如參考圖5所描述的，可以使PM傳感器再生，并且該方法結束。以此方式，對DPF的診斷可以通過對在相互交叉的電極上產生的碳煙橋的長度進行測量并和求和來被可靠地、精確地執行。

因此，示例方法包括一種用于排氣流中的微粒物質(PM)感測的方法，該方法包括：在被定位于傳感器的正電極與負電極之間的傳感器表面上的多個導流裝置處，將排氣流中的進入的PM流分成多個PM流，并且使這些PM流橫跨正電極與負電極沉積，從而形成多個碳煙橋。此外或可替代地，碳煙橋的形成可以包括使碳煙橋僅橫跨正電極與負電極沉積、而并非沉積在導流裝置上。此外或可替代地，這些導流裝置可以包括從傳感器的傳感器表面突出并且橫跨傳感器的正電極與負電極交錯的均勻間隔的塊。此外或可替代地，這些塊的高度大于傳感器的每一個正電極與負電極的高度。此外或可替代地，該劃分另外可以包括圍繞這些導流裝置引導這些碳煙橋并且圍繞這些導流裝置產生多個碳煙橋通路。此外或可替代地，該方法可以另外包括確定沿著這些多個碳煙橋通路中的每一個通路的每個碳煙橋的長度并且對該長度求和以確定總長度。此外或可替代地，該方法可以另外包括基于總長度確定傳感器的碳煙負荷，并且當傳感器的碳煙負荷高于閾值負荷時使該傳感器再生。

現在轉至圖5，示出了用于再生PM傳感器(例如，如圖1中示出的PM傳感器106)的方法500。具體地，當PM傳感器上的碳煙負荷高于閾值時，或者當根據溫度被調節的PM傳感器的電阻下降至閾值電阻時，可以認為是滿足了PM傳感器再生條件，并且PM傳感器可能需要再生以實現另外的PM檢測。在502，可以開始PM傳感器的再生，并且在504，PM傳感器可以通過加熱傳感器而再生。通過致動熱聯接至傳感器電極表面的加熱元件(如嵌入傳感器中的加熱元件)，可以加熱PM傳感器，直到傳感器的碳煙負荷已經通過電極之間的碳微粒的氧化而充分減小。PM傳感器的再生通常通過使用定時器來控制，并且在502，定時器可以被設定為閾值持續時間。可替代地，使用傳感器尖的溫度測量或者通過對加熱器功率的控制、或者這些中的任一者或所有，可以控制傳感器的再生。當定時器用于PM傳感器的再生時，方法500包括在506檢查閾值持續時間是否已經過去。如果閾值持續時間沒有過去，方法500前進至508，其中可以繼續進行PM傳感器再生。如果閾值持續時間已經過去，方法500前進至510，其中碳煙傳感器再生終止，并且在512可以關閉電路。另外，例如，可以冷卻傳感器電極至排氣溫度。方法500前進至514，其中測量PM傳感器的電極之間的電阻。根據測量的電阻，可以確定碳煙橋的長度，并且進一步地，在516，可以計算PM傳感器的PM或碳煙負荷(即，PM傳感器的電極之間積累的PM或碳煙)，并且該方法前進至518。在518，所計算的PM傳感器的碳煙負荷可以與閾值低_Thr相比較。例如，閾值低_Thr可以是低于再生閾值的低閾值，指示電極足以清除碳煙微粒。在一個示例中，該閾值可以是一種閾值，低于該閾值可以終止再生。如果碳煙負荷繼續高于低_Thr，指示可能需要另外的再生，方法500前進至508，其中可以重復PM傳感器再生。然而，如果PM傳感器繼續經歷重復的再生，控制器可以設定錯誤代碼以指示PM傳感器可以被降級或者碳煙傳感器中的加熱元件可以被降級。如果碳煙負荷低于閾值低_Thr，指示電極表面是清潔的，方法500前進至520，其中可以將碳煙傳感器的電阻和再生歷史更新并且儲存在存儲器中。例如，可以更新PM傳感器再生的頻率和/或傳感器再生之間的平均持續時間。在522，然后，控制器可以使用各種模型計算DPF的碳煙過濾的效率百分數。以此方式，PM傳感器可以執行DPF的車載診斷。

圖6示出了用于基于PM傳感器的再生時間診斷DPF功能的示例程序600。在602，可以由控制器經過校準計算PM傳感器的再生時間t(i)_regen，這是從PM傳感器之前再生的結束到當前再生的開始測量的時間。在604，將t(i)_regen與PM傳感器再生的之前校準時間t(i-1)_regen相比較。由此，可以推斷出碳煙傳感器可能需要重復循環多次再生以診斷DPF。如果t(i)_regen小于t(i-1)_regen的值的一半，則在608，指示DPF是泄漏的，并且發起DPF降級信號。對于上述過程是可替代地或此外，可以使用如排氣溫度、發動機轉速/負荷等其他參數來診斷DPF。例如，可以通過診斷編碼上的故障指示燈來發起降級信號。

小于之前再生的時間的一半的當前再生時間可以指示電路達到R_regen閾值的時間更短，并且因此再生的頻率更高。PM傳感器的較高再生頻率可以指示正在流出的排氣比通過正常功能DPF而實現的排氣由更大量的微粒物質組成。因此，如果碳煙傳感器的再生時間的變化到達PM傳感器的當前再生時間小于之前的再生時間的一半的閾值t_regen，例如，通過顯示給操作者，和/或通過設定儲存在聯接至處理器的非瞬態存儲器中的、可以被發送至聯接至處理器的診斷工具的標記指示DPF降級或泄漏。如果碳煙傳感器的再生時間的變化未到達閾值t_regen，在606不指示DPF泄漏。以此方式，可以基于微粒在微粒物質傳感器元件上的沉積速率檢測定位在微粒物質傳感器上游的微粒過濾器中的泄漏。

現在轉至圖7，圖700示出了碳煙橋的總長度、PM傳感器上的碳煙負荷與微粒過濾器上的碳煙負荷之間的示例關系。具體地，圖700示出了PM傳感器再生與DPF的碳煙負荷之間的關系的圖形描繪，具體為PM傳感器再生可以如何指示DPF降級。豎向標記t0、t1、t2、t3、t4、t5和t6標識PM傳感器和微粒過濾器的系統和操作中的重要時間。

圖7頂部的第一繪圖示出了在PM傳感器表面上形成的碳煙橋的總長度。如先前所述，當PM沉積在相互交叉的電極上時，碳煙橋可以在電極上形成。另外，由于橫跨電極定位的多個導流裝置，可以產生多個碳煙橋通路，其結果是，碳煙橋的長度可以繼續增長(繪圖710)。控制器可能能夠基于碳煙橋的總長度來確定碳煙負荷(繪圖702)。如此，碳煙橋的總長度與碳煙負荷在繪圖底部處于最低值并且其大小沿豎直方向朝繪圖頂部增加。水平方向表示時間，并且時間從該繪圖的左側向右側增加。水平標記706表示用于在頂部繪圖的PM傳感器的再生的閾值電流。繪圖704表示DPF上的碳煙負荷，并且水平標記708表示第二繪圖中的DPF的閾值碳煙負荷。

在t0與t1之間，示出了PM傳感器再生周期。在時間t0，如由低的總PM傳感器電流所測量的，PM傳感器處在相對清潔的條件下。聯接至PM傳感器的控制器通過對在多個通路上形成的碳煙橋的每個的長度進行求和來確定碳煙橋的總長度，并且另外基于碳煙橋的總長度確定PM傳感器的碳煙負荷(702)。當控制器確定碳煙負荷將是小的時，可以向再生電路發送指令以結束供熱，使得檢測電路可以開始檢測PM負荷積累。隨著PM負荷在傳感器上增加，開始形成碳煙橋并且碳煙橋的長度開始增加。因此，包括對在電極上產生的碳煙橋中的每一個碳煙橋的長度進行求和的碳煙橋的總長度同樣可以開始增加(繪圖710)。控制器可以基于碳煙橋的總長度(繪圖710)來確定總碳煙負荷(繪圖702)。在t0與t1之間，PM繼續積累并且形成橫跨多個通路的碳煙橋，并且總PM負荷(繪圖702)由此增加，并且另外，DPF上的碳煙負荷同樣增加(繪圖704)。在一些示例中，例如，當PM傳感器位于DPF的上游時，DPF上的碳煙負荷可以基于PM傳感器負荷。例如，控制器可能能夠計算碳煙橋的分布，并且另外通過計算電極兩端的電流或電阻的變化來確定碳煙橋的長度。

在t1，PM傳感器負荷(繪圖702)達到PM傳感器再生的閾值負荷(標記706)。再生的閾值負荷還可以基于碳煙橋的閾值長度(標記712)。在t1，PM傳感器再生可以如先前所說明的那樣開始。因此，例如，在t1與t2之間，PM傳感器可以通過打開用于再生的電路來再生。在t2，PM傳感器可以是足夠涼的，并且可以開始積累PM。因此，在t2與t3之間(DPF再生周期)，PM傳感器可以繼續積累PM。在t2與t3之間的時間期間，DPF碳煙負荷繼續增加(繪圖704)。但是，在t3，DPF(繪圖604)上的碳煙負荷達到DPF再生(標記708)的閾值碳煙負荷。在t3與t4之間，如先前所說明的，DPF可以被再生以燒掉沉積在DPF上的碳煙。另外，在t4，PM傳感器再生頻率可以與之前的PM傳感器的再生頻率相比較。基于與之前的周期相似的PM傳感器再生頻率剩余，可以確定DPF不是泄漏的。以此方式，基于PM傳感器輸出，可以對DPF進行泄漏監測與診斷。

在t5與t6之間，示出了另一個DPF周期。在此，在t5與t6之間，DPF上的碳煙負荷逐步增加(繪圖704)。在此過程中，可以監測PM傳感器上的碳煙橋的總長度和碳煙負荷。如較早描述的，繪圖702與710示出了經歷多個再生周期的PM傳感器。但是，PM傳感器的再生頻率已經幾乎加倍(繪圖702)。如較早描述的，PM傳感器的高再生頻率可以指示正在流出的排氣比通過正常功能的DPF而實現的排氣由更大量的微粒物質構成，因此，在t6，可以指示DPF泄漏。

以此方式，能夠確定對排氣PM負荷進行更準確的測量，并且由此能夠確定DPF碳煙負荷。如此，這提高了過濾器再生操作的效率，并且降低了對擴展算法的需要。此外，通過實現對排氣DPF更精確的診斷，可以改善排氣排放物的符合性。如此，這降低了代替功能性微粒過濾器的高昂保修成本，改進了排氣排放物，并且延長了排氣部件的壽命。以此方式，通過沿著傳感器的表面交錯多個塊，碳煙可以橫跨傳感器的表面分布，并且可以確定PM傳感器負荷的精確測量值。另外，通過使用在傳感器的表面上突出的電極，可以增加碳煙負荷與碳煙橋的形成。橫跨傳感器表面、并且在相互交叉的電極之間交錯的塊的技術效果是可以生成用于碳煙橋形成的多個通路。通過對橫跨多個通路的碳煙橋的長度求和并且確定傳感器的碳煙負荷，PM傳感器可以更準確地檢測排氣中的PM，并且因此更可靠地診斷DPF的泄漏。

上述系統和方法還提供了一種微粒物質傳感器，該微粒物質傳感器包括：一對平面相互交叉的電極，這些電極互相間隔一定距離并且從該PM傳感器的表面突出：以及位于這對平面相互交叉的電極之間的多個突出導流裝置。在該微粒物質傳感器的第一示例中，該傳感器可以此外或可替代地包括，其中這些導流裝置可以包括被布置在這些相互交叉的電極的多對尖齒之間的均勻間隔的塊，這些塊之間的間距小于平面相互交叉的電極對的尖齒對之間的距離。該PM傳感器的第二示例可選地包括第一示例并且另外包括，其中這些塊另外在這些相互交叉的電極的交替尖齒對之間交錯。該PM傳感器的第三示例可選地包括第一與第二示例中的一個或多個示例并且另外包括，其中每個交替尖齒對包括塊，其被布置為與前面的交替尖齒對中的塊的重疊小于閾值。該PM傳感器的第四示例可選地包括第一至第三示例中的一個或多個示例，并且另外包括，其中這些尖齒對之間的塊之間的間距小于相互交叉的電極的尖齒對之間的間距。該PM傳感器的第五示例可選地包括第一至第四示例中的一個或多個示例，并且另外包括，其中這些塊的高度高于相互交叉的電極的每一個尖齒對的高度。該PM傳感器的第六示例可選地包括第一至第五示例中的一個或多個，并且另外包括，其中相互交叉的電極的尖齒對被定位成與排氣流正交，并且其中每一對尖齒交替地連接至電壓源的正極端子和負極端子。該PM傳感器的第七示例可選地包括第一至第三示例中的一個或多個示例，并且另外包括，其中該排氣流中的碳煙沉積在相互交叉的電極的尖齒對之間，避開了定位在這些尖齒對之間的塊。該PM傳感器的第八示例可選地包括第一至第三示例中的一個或多個示例，并且另外包括控制器，該控制器具有被儲存在非瞬態存儲器上的計算機可讀指令，這些計算機可讀指令用于將排氣流中的PM單流在每一個位于相互交叉的電極的多對尖齒之間的塊處分成多個PM流，從而在多對尖齒對上沉積PM的多個PM流，并且當多對尖齒之間的PM負荷達到閾值PM負荷時使PM傳感器再生。

上述系統和方法還提供了一種微粒物質傳感器，該微粒物質傳感器包括在傳感器表面上形成的一對連續相互交叉的電極，這些電極包括沿著傳感器表面以交錯的排列方式定位的多個均勻間隔的突出塊，該突出的塊定位于這些相互交叉的交替電極對之間。在該微粒物質傳感器的第一示例中，該傳感器可以此外或可替代地包括，其中每一個塊的高度大于每一個相互交叉的電極的高度。該PM傳感器的第二示例可選地包括第一示例并且另外包括，其中每一個塊的長度小于每一個相互交叉的電極的長度。該PM傳感器的第三示例可選地包括第一與第二示例中的一個或多個示例，并且另外包括：控制器，該控制器具有被儲存在非瞬態存儲器上的計算機可讀指令，這些計算機可讀指令用于在連續相互交叉的電極對上積累碳煙并且避免在塊上積累碳煙、基于在相互交叉的電極對上積累的碳煙的總量確定PM傳感器上的碳煙負荷、并且當碳煙負荷大于閾值時使PM傳感器再生。

上述系統和方法還提供了一種用于排氣流中的微粒物質感測的方法，該方法包括：在被定位于傳感器的正電極與負電極之間的傳感器表面上的多個導流裝置處，將排氣流中的進入的PM流分成多個PM流，并且使這些PM流橫跨正電極與負電極沉積，從而形成多個碳煙橋。在該方法的第一示例中，該方法可以此外或可替代地包括，其中形成碳煙橋包括使碳煙橋僅橫跨正電極與負電極沉積、而并非沉積在導流裝置上。該方法的第二示例可選地包括第一示例，并且另外包括，其中這些導流裝置包括從傳感器的傳感器表面突出并且橫跨傳感器的正電極與負電極的交替對交錯的均勻間隔的塊。該方法的第三示例可選地包括第一和第二示例中的一個或多個示例，并且另外包括，其中這些塊的高度大于傳感器的正電極與負電極的每一個電極的高度。該方法的第四示例可選地包括第一至第三示例中的一個或多個示例，并且另外包括，其中該劃分另外包括圍繞這些導流裝置引導這些碳煙并且圍繞這些導流裝置產生多個碳煙橋通路。該方法的第五示例可選地包括第一至第四示例中的一個或多個示例，并且另外包括確定沿著這些多個碳煙橋通路中的每一個通路的每個碳煙橋的長度并且對該長度求和以確定總長度。該方法的第六示例可選地包括第一至第五示例中的一個或多個示例，并且另外包括基于總長度確定傳感器的碳煙負荷，并且當傳感器的碳煙負荷高于閾值負荷時使該傳感器再生。

注意，本文所包括的示例性控制和估算程序能夠結合各種發動機和/或車輛系統配置使用。在此披露的控制方法和程序的所選擇的動作可以存儲為非瞬態存儲器中的可執行指令并且可以通過控制系統來執行，該控制系統包括控制器結合各種傳感器、致動器和其他發動機硬件。在此描述的具體程序可以表示任意數量的處理策略中的一個或多個處理策略，如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等等。如此，所展示的各種動作、操作和/或功能可以按照所展示的順序、并行執行，或者在一些情況下被省略。同樣，處理順序不必要求達到在此描述的示例實施例的特征和優點，但是提供為了方便展示和說明。根據使用的具體策略，一個或多個展示的動作、操作和/或功能可以重復執行。另外，所描述的動作、操作和/或功能可以以圖形方式表示要編程到發動機控制系統中的計算機可讀儲存介質的非瞬態儲存器中的代碼，其中，通過在包括各種發動機硬件組件的系統中執行指令并結合電子控制器來執行所描述的動作。

應理解的是，在此披露的配置和程序本質上是示例性的，并且這些具體實施例并不被認為是限制意義的，因為許多變體是可能的。例如，能夠將以上技術應用到V-6、I-4、I-6、V-12、對置4缸發動機和其他發動機類型。本披露的主題包括本文所披露的各種系統和配置、以及其它特征、功能和/或特性的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合。

以下權利要求書具體地指出了被認為是新穎且非顯而易見的某些組合及子組合。這些權利要求可以引用“一個”元件或“第一”元件或其等效物。這種權利要求應當被理解為包括一個或多個此類元件的結合，既不要求也不排除兩個或更多個此類元件。披露的特征、功能、元件、和/或特性的其他組合和子組合可以通過本權利要求的修改或通過本申請或相關申請的新的權利要求的顯現來要求。這種權利要求書，與原權利要求書相比在范圍上無論更寬、更窄、對等、還是不同，同樣被認為是被包括在本披露的主題之中。