用于排气微粒物质感测的方法和系统与流程

本说明书总体上涉及排气流中的颗粒物质(pm)传感器。

背景技术：

燃烧排气是受管制的排放物。微粒物质(pm)是排气的微粒组分，其包括烟粒和气溶胶诸如粉尘微粒、金属磨损颗粒、硫酸盐和硅酸盐。当释放到大气中时，pm可采取单独颗粒或链聚集体的形式，大多数在不可见的100纳米的亚微米范围内。已经开发了用于在将排气释放到大气之前识别并滤除排气pm的各种技术。

作为示例，烟粒传感器(也称为pm传感器)可用于具有内燃发动机的车辆中。pm传感器可位于微粒过滤器(pf)的上游和/或下游，并且可用于感测过滤器上的pm负载并诊断pf的操作。pm传感器可基于放置在传感器的基板表面上的一对电极之间所测量的电导率(或电阻率)变化与沉积在测量电极之间的pm量之间的相关性来感测微粒物质或烟粒负荷。具体地，所测量的电导率可提供烟粒积聚的量度。因此，pm传感器测量排气中的pm的灵敏度可取决于排气流率，其中排气流率增加导致pm传感器灵敏度增加并且排气流率降低导致pm传感器灵敏度降低。随着对排气流率的依赖性增加，捕获离开pf的pm的pm传感器可能无法真实地反映pf过滤能力。此外，pm传感器可能易于受到水滴冲击和/或排气中存在的较大微粒的污染，从而影响pm传感器灵敏度并导致pm传感器输出的误差。

nelson在us8225648b2中示出了一种示例性pm传感器设计。其中，pm传感器包括围绕pm传感器元件定位的流动重定向器和屏障，以滤除较大微粒以免撞击pm传感器元件。因此，屏障用于阻止排气流中的较大微粒撞击在pm传感器元件上，从而减少由于沉积在pm传感器元件上的大微粒引起的pm传感器灵敏度波动。

技术实现要素：

在一个示例中，上述问题可通过一种方法解决，所述方法用于：使排气通道的中心轴线近侧的排气流过锥形烟粒传感器的第一开口；使所述排气的第一部分通过直接穿过所述第一开口的第二开口排出，并且使所述排气的第二部分围绕绕所述中心轴线远侧的电极间隔开的偏流器转向。以这种方式，第二开口可排出较大微粒以提高传感器的精度。

作为一个示例，偏流器可进一步防止较大微粒积聚到基板上。基于产生的成分，偏流器可以策略性地与烟粒传感器的一个或多个表面间隔开，使得较大微粒可以在熵方面阻止经过偏流器到基板的流动。另外，通过沿着排气通道的中心轴线布置第一开口，烟粒传感器可在多个发动机工况期间接收到足够的排气流。通过这样做，可至少部分地避免低排气流和较大微粒撞击。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一些概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，该主题的范围是由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出用于混合动力车辆的发动机的示意图。

图2a示出pm传感器的透视图。

图2b示出pm传感器的剖视图。

图2c示出pm传感器的基板的第一表面的实施例。

图2d示出pm传感器的基板的第二表面的实施例。

图3示出描绘用于确定是否满足pm传感器元件再生条件的方法的流程图。

图4示出描绘用于执行pm传感器的再生的方法的图。

图5示出描绘用于诊断位于pm传感器上游的微粒过滤器中的泄漏的方法的流程图。

图2a至图2d大致按比例示出。

具体实施方式

以下描述涉及用于pm传感器的系统和方法。pm传感器可布置在耦接到混合动力车辆(诸如图1的混合动力车辆)的发动机的排气通道中。pm传感器可包括一个或多个特征以增大pm传感器的精度。这些特征在图2a和图2b中示出。pm传感器可包括用于允许排气进入和排出的一个或多个开口。这些开口可被布置成使得pm传感器能够捕获足够量的排气，同时允许排气中较大微粒的动量流出pm传感器而不是沉积到布置在其中的基板上。所述基板可包括两个表面，如图2c和图2d所示。基板的第一表面可耦接到一对电极，并且基板的第二表面可耦接到加热元件。基板可通过加热元件进行预热，其中积聚在其所述基板上的微粒可被烧掉。用于确定是否满足pm传感器的再生条件的方法在图3中示出。用于实现再生的方法在图4中示出。用于确定布置在pm传感器上游的pf的状况的方法在图5中示出。

图1至图2d示出具有各种部件的相对定位的示例性构型。如果被示出为直接彼此接触或直接耦接，那么至少一个示例中，此类元件可分别被称为直接接触或直接耦接。类似地，被示出为彼此邻接或相邻的元件至少在一个示例中可分别是彼此邻接或相邻的。作为示例，放置成彼此共面接触的部件可被称为处于共面接触。作为另一个示例，定位成彼此分离且其间仅有一定空间而无其他部件的元件可在至少一个示例中被称为如此。作为又一个示例，被示出为在彼此的上方/下方、在彼此相对的两侧或在彼此的左侧/右侧的元件可相对于彼此被称为如此。此外，如图所示，在至少一个示例中，最顶部的元件或元件的最顶点可被称为部件的“顶部”，并且最底部的元件或元件的最底点可被称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于附图的竖直轴线，并且可用于描述附图的元件相对于彼此的定位。这样，在一个示例中，被示出为在其他元件上方的元件竖直地定位在其他元件的上方。作为又一个示例，附图中描绘的元件的形状可被称为具有那些形状(例如像，是圆形的、笔直的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。此外，在至少一个示例中，被示出为彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。更进一步地，在一个示例中，被示出为在另一个元件内或被示出为在另一个元件外部的元件可被称为如此。应当理解，被称为“基本上类似和/或完全相同”的一个或多个部件根据制造公差(例如，在1％-5％的偏差内)而彼此不同。

注意，图2b示出指示存在供气体流动的空间的箭头，并且装置壁的实线示出了流动被阻挡的位置，并且由于装置壁从一点到另一点所产生的流体连通的缺乏而无法进行通信。除允许所述流体连通的壁中的开口之外，壁在区域之间形成分离。

图1描绘用于车辆的发动机系统100。车辆可以是具有与路面接触的驱动轮的道路车辆。发动机系统100包括发动机10，所述发动机10包括多个气缸。图1详细描述一个这样的气缸或燃烧室。发动机10的各个部件可由电子发动机控制器12控制。

发动机10包括气缸体14和气缸盖16，所述气缸体14包括至少一个气缸孔20，所述气缸盖16包括进气门152和排气门154。在其他示例中，在发动机10被配置为二冲程发动机的示例中，气缸盖16可包括一个或多个进气道和/或排气道。气缸体14包括气缸壁32，其中活塞36位于气缸壁32中并连接到曲轴40。因此，当耦接在一起时，气缸盖16和气缸体14可形成一个或多个燃烧室。因此，基于活塞36的摆动来调整燃烧室30的容积。燃烧室30在本文中也可称为气缸30。燃烧室30被示出为经由相应的进气门152和排气门154与进气歧管144和排气歧管148连通。每个进气门和排气门可由进气凸轮51和排气凸轮53来操作。可替代地，进气门和排气门中的一者或多者可由机电控制的阀线圈和电枢组件操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。因此，当气门152和154关闭时，燃烧室30和气缸孔20可流体密封，使得气体不会进入或离开燃烧室30。

燃烧室30可由气缸体14的气缸壁32、活塞36和气缸盖16形成。气缸体14可包括气缸壁32、活塞36、曲轴40等。气缸盖16可包括一个或多个燃料喷射器(诸如燃料喷射器66)、一个或多个进气门152以及一个或多个排气门(诸如排气门154)。气缸盖16可经由紧固件(诸如螺栓和/或螺钉)耦接到气缸体14。特别地，当耦接时，气缸体14和气缸盖16可经由垫圈彼此密封接触，并且因此气缸体14和气缸盖16可密封燃烧室30，使得当进气门152打开时仅气体可经由进气歧管144流入和/或流出燃烧室30，和/或当排气门154打开时经由排气歧管148流入和/或流出燃烧室30。在一些示例中，每个燃烧室30可包括仅一个进气门和一个排气门。然而，在其他示例中，发动机10的每个燃烧室30可包括多于一个进气门和/或多于一个排气门。

在一些示例中，发动机10的每个气缸可包括用于启动燃烧的火花塞192。在选定操作模式下，点火系统190可响应于来自控制器12的火花提前信号sa而经由火花塞192向气缸14提供点火火花。然而，在一些实施例中，可省略火花塞192，诸如在发动机10可通过自动点火或通过喷射燃料来启动燃烧的情况下，正如一些柴油发动机的情况一样。

燃料喷射器66可被定位成将燃料直接喷射到燃烧室30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射30。燃料喷射器66与来自控制器12的信号脉冲宽度fpw成比例地输送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。从驱动器68向燃料喷射器66供应工作电流，驱动器68对控制器12作出响应。在一些示例中，发动机10可以是汽油发动机，并且燃料箱可包括汽油，其可通过喷射器66喷射到燃烧室30中。然而，在其他示例中，发动机10可以是柴油发动机，并且燃料箱可包括柴油燃料，其可通过喷射器66喷射到燃烧室中。此外，在发动机10被配置为柴油发动机的此类示例中，发动机10可包括电热塞以启动燃烧室30中的燃烧。

进气歧管144被示出为与节气门62连通，所述节气门62调整节流板64的位置以控制到发动机气缸30的气流。这可以包括控制来自进气增压室146的增压空气的气流。在一些实施例中，可省略节气门62，并且可经由耦接到进气通道42并位于进气增压室146上游的单个进气系统节气门(ais节气门)82来控制到发动机的气流。在另外的示例中，可省略节气门82，并且可利用节气门62来控制到发动机的气流。

在一些实施例中，发动机10被配置成提供排气再循环或egr。当包括egr时，egr可被提供为高压egr和/或低压egr。在发动机10包括低压egr的示例中，低压egr可经由egr通道135和egr阀138在进气系统(ais)节气门82下游和压缩机162上游的位置处从涡轮机164下游的排气系统中的位置提供给发动机进气系统。当存在驱动流的压差时，egr可从排气系统吸到进气系统。通过部分关闭ais节气门82可产生压差。节气门84控制压缩机162的入口处的压力。可以电控制ais，并且可基于可选的位置传感器88调整其位置。

环境空气经由进气通道42被吸入燃烧室30中，所述进气通道42包括空气过滤器156。因此，空气首先进入进气通道42、通过空气过滤器156。然后，压缩机162从进气通道42吸入空气，以经由压缩机出口管(图1中未示出)向增压室146供应压缩空气。在一些示例中，进气通道42可包括具有过滤器的气箱(未示出)。在一个示例中，压缩机162可以是涡轮增压器，其中压缩机162的动力通过涡轮机164从排气流吸入。具体地，排气可使涡轮机164旋转，所述涡轮机164经由轴161耦接到压缩机162。废气门72允许排气绕过涡轮机164，使得可在变化的工况下控制增压压力。废气门72可响应于增加的增压需求而关闭(或者废气门的开口可减小)，诸如在驾驶员踩加速器踏板期间。通过关闭废气门，可增加涡轮机上游的排气压力，从而提高涡轮机速度和峰值功率输出。这允许提高增压压力。另外，当压缩机再循环阀部分打开时，废气门可朝向关闭位置移动以保持期望的增压压力。在另一个示例中，废气门72可响应于降低的增压需求而打开(或者可增大废气门的开口)，诸如在驾驶员松加速器踏板期间。通过打开废气门，可降低排气压力，从而降低涡轮机速度和涡轮机功率。这允许降低增压压力。

然而，在替代实施例中，压缩机162可以是机械增压器，其中到压缩机162的动力从曲轴40吸入。因此，压缩机162可经由诸如皮带的机械联动装置耦接到曲轴40。因此，由曲轴40输出的旋转能量的一部分可传递到压缩机162，以便为压缩机162提供动力。

压缩机再循环阀158(crv)可设置在压缩机162周围的压缩机再循环路径159中，使得空气可从压缩机出口移动到压缩机入口，以便减小可能在压缩机162上产生的压力。增压空气冷却器157可位于压缩机162下游的增压室146中，用于使输送到发动机进气口的增压空气冷却。然而，在如图1所示的其他示例中，增压空气冷却器157可位于进气歧管144中的电子节气门62的下游。在一些示例中，增压空气冷却器157可以是空气到空气增压空气冷却器。然而，在其他示例中，增压空气冷却器157可以是液体到空气冷却器。

在所描绘的示例中，压缩机再循环路径159被配置为将冷却的压缩空气从增压空气冷却器157的下游再循环到压缩机入口。在替代示例中，压缩机再循环路径159可被配置为将压缩空气从压缩机的下游和增压空气冷却器157的上游再循环到压缩机入口。crv158可经由来自控制器12的电信号打开和关闭。crv158可被配置为具有默认半开位置的三态阀，crv158可从所述默认半开位置移动到完全打开位置或完全关闭位置。

通用排气氧(uego)传感器126被示出为耦接到排放控制装置70上游的排气歧管148。可替代地，双态排气氧传感器可用uego传感器126代替。在一个示例中，排放控制装置70可包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。虽然所描绘的示例示出了处于涡轮机164上游的uego传感器126，但是应当理解，在替代实施例中，uego传感器可位于涡轮机164下游和排放控制装置70上游的排气歧管中。另外地或可替代地，转化器70可包括柴油氧化催化剂(doc)和/或柴油冷启动催化剂。

在此，排放控制装置70是微粒过滤器(pf)70。pf70可包括一种或多种其他催化剂，包括三元催化剂nox捕集器、选择性催化还原装置以及其组合。pf70可由多种材料制成，所述材料包括堇青石、碳化硅和其他高温氧化物陶瓷。pf70可周期性地再生，以便减少过滤器中抵抗排气流动的烟粒沉积物。过滤器再生可通过将过滤器加热到一定温度(例如400℃-600℃)来完成，所述温度将以比新烟粒颗粒沉积更快的速率燃烧烟粒颗粒。

第一微粒物质(pm)传感器73可布置在排气通道148中的pf70的上游。另外地或可替代地，第二pm传感器74可布置在排气通道148中的pf70的下游。在此，pm传感器74可互换地称为烟粒传感器74。pm传感器73、74可基于烟粒负荷来诊断pf70的状况。第一pm传感器73可基于流向pf70的烟粒浓度来诊断pf70的状况。存储在多输入循环表中的数据可用于外推流向pf70的烟粒浓度和pf70的预测劣化和/或寿命。可替代地，第二pm传感器74可基于流出pf70的烟粒浓度来诊断pf70的状况。将在下文更详细地描述pm传感器74。

控制器12在图1中示出为微计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。控制器12被示出为除接收先前讨论的那些信号之外，还从耦接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自耦接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ect)；耦接到输入装置130用于感测由车辆驾驶员132调整的输入装置踏板位置(pp)的位置传感器134；用于确定末端气体点火的爆震传感器(未示出)；来自耦接到进气歧管144的压力传感器121的发动机歧管压力(map)的测量；来自耦接到增压室146的压力传感器122的增压压力的测量；来自感测曲轴40的位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量；以及来自传感器58的节气门位置的测量。还可以感测(未示出的传感器)大气压力以供控制器12处理。在本说明书的一个优选方面，霍尔效应传感器118在曲轴的每转中产生预定数量的等距脉冲，从中可确定发动机转速(rpm)。输入装置130可包括加速器踏板和/或制动踏板。因此，来自位置传感器134的输出可用于确定输入装置130的加速器踏板和/或制动踏板的位置，并且因此确定期望的发动机扭矩。因此，可基于输入装置130的踏板位置估计车辆驾驶员132所请求的期望发动机扭矩。

在一些示例中，车辆5可以是具有可用于一个或多个车轮59的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆，或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆5包括发动机10和电机61。电机61可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴40和电机61经由变速器54连接到车轮59。在所描绘的示例中，第一离合器56设置在曲轴40与电机61之间，并且第二离合器56设置在电机61与变速器54之间。控制器12可向每个离合器56的致动器发送信号以接合或脱离离合器，以便将曲轴40与电机61和与其连接的部件连接或断开，和/或将电机61与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是变速箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置，包括如并联、串联或串并联混合动力车辆。

电机61从牵引电池58接收电力以向车轮59提供扭矩。电机61也可作为发电机操作，以例如在制动操作期间提供电力以便给电池58充电。

控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器，以基于存储在控制器的存储器上的所接收信号和指令来调整发动机操作。例如，调整燃料喷射可包括调整喷射器66的致动器以移动到或远离喷射器66的喷嘴，使得燃料可流动到燃烧室30。作为另一个示例，调整温度可包括调整布置在pm传感器74中的加热元件的致动器以减小pm传感器(也称为传感器加热器regen或传感器尖端烟粒清洁)的烟粒负荷。另外，pm传感器可提供有关pf70的状况的反馈。在传感器尖端烟粒清洁操作之后，传感器然后以可基于排气烟粒浓度的函数和排气流率的函数的速率来收集烟粒。因此，在第二次再生之前在电极上烟粒积聚的持续时间发生在pm传感器74的第一次再生的阈值持续时间内，这可指示pf70可能劣化(例如，破裂)和泄漏烟粒。因此，阈值持续时间可基于连续再生之间的时间量，其中如果再生之间经过的时间小于阈值持续时间，则指示pf70劣化。如果时间量大于阈值持续时间，则pf70可能不会劣化。这样，控制器12可经由指示灯等警告驾驶员pf中正发生泄漏状况，使得可调整一个或多个驾驶参数(例如，加燃料可减少、空燃比可增大、发动机扭矩输出可减小)，直到泄漏状况消除。

为了使用原料气位置中的pm传感器检测pf上游的原料气烟粒浓度，控制器12可通过调整燃料喷射器的致动器来调整发动机运行参数，以调整燃料喷射器按喷射更少烟粒的方式喷射燃料，或者控制器可调整egr阀以在燃烧室中产生更少的烟粒，或调整发动机和混合动力控件的其他装置。另外地或可替代地，发动机功率输出可减小并且来自电池58的功率消耗可增加以减轻烟粒产生。

现在转向图2a，示出图1的微粒物质(pm)传感器74的示例性实施例200的示意图。这样，先前介绍的部件可在随后的附图中类似地编号。虽然下面的描述是关于pm传感器74的，但是应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，所述描述也可应用于图1的pm传感器73。pm传感器74可被配置为测量排气中的pm质量和/或浓度，并且因此可布置在微粒过滤器(诸如图1所示的pf70)上游或下游的排气通道148内。

如图1所示并且在图2a的实施例200中，pm传感器74可设置在排气通道148内部，其中排气从微粒过滤器下游流向排气尾管，如箭头246所示。在一个示例中，箭头246平行于排气通道148中的排气流的大体方向。pm传感器74可包括外壳202，所述外壳202可用于保护容纳在其中的pm传感器74的pm传感器元件(诸如图2b、图2c和图2d的pm传感器元件254)并且可另外用于使pm传感器元件上方的排气流重定向，如下文所解释。

轴系统290包括三个轴，即平行于水平方向的x轴、平行于竖直方向的y轴，以及垂直于x轴和y轴中的每一者的z轴。水平方向可基本上平行于排气的大体方向(箭头246)。在一些示例中，重力方向可平行于y轴。然而，由于pm传感器74的对称性，pm传感器74可沿着排气通道148放置在多个径向位置。第一中心轴线296可以是排气通道148的中心轴线并且在水平方向上延伸。垂直于第一中心轴线296的第二中心轴线298可以是pm传感器74的盘部分210的中心轴线。

pm传感器74可经由传感器支撑结构201固定地布置在排气通道148中。传感器支撑结构201的示例可包括物理地耦接到排气通道148的排气管的管、杆等。物理耦接可包括粘合剂、融合物、螺钉和焊接中的一种或多种。另外地或可替代地，传感器支撑结构201可经由一个或多个凸起耦接到排气管。在图2a的示例中，传感器支撑结构201是中空管。传感器支撑结构201可物理地耦接到pm传感器74的盘部分210。然而，在不脱离本公开的范围的情况下，传感器支撑结构201可物理地耦接到pm传感器的其他部分。

一根或多根电引线可延伸穿过传感器支撑结构201到达电气电路258。电气电路258可包括一个或多个电路，其被配置为调整布置在pm传感器74的pm传感器元件中的再生装置的操作。传感器支撑结构201可与排气通道148气密密封，使得排气可不接触电引线。这可以减轻电引线的劣化并提高pm传感器74的精度。参考图2b来更详细地描述电气电路。

pm传感器74可包括容纳pm传感器74部件中的一个或多个的外壳202。外壳202可包括不同直径的圆柱形形状。直径可沿下游方向增大，使得距微粒过滤器越远，外壳202的直径越大。另外地或可替代地，外壳202的直径可沿下游方向减小。在一些示例中，外壳202可包括喇叭形、锥形、羊角状或类似形状。因此，沿着y-z平面截取的外壳202的横截面可以是基本上圆形的。然而，在外壳202包括y-z平面中的方形横截面的一些示例中，外壳202可以是梯形棱柱或其他类似形状。

直径沿下游方向增大的速率可以是线性的、指数的、对数的等。在一个示例中，增大速率是指数的。这样，外壳202可包括与线性的曲线或类似的偏差，使得在中心轴线296与外壳202之间测量的角度可沿下游方向连续变化。

外壳202可以是中空的并且被配置为允许排气进入和排出。更具体地，外壳202可包括第一开口204，所述第一开口204相对于排气流的方向布置在pm传感器74的上游端处，在所述上游端处，外壳202的直径可以是最小的。在一个示例中，第一开口204布置在外壳202的顶点处。第一开口204可面向引入排气的方向(例如，面向箭头246)并且容易允许排气向近侧流动到第一中心轴线296。第一开口204可布置在第一中心轴线296上，使得第一中心轴线穿过第一开口204的几何中心。

扩张部分206可布置在第一开口204与盘部分210之间。对应于扩张部分206的pm传感器74的直径可沿下游方向增大，使得盘部分210可对应于pm传感器74的最大直径。在一个示例中，盘部分210的直径是固定的。盘部分210可包括至少一个第二开口212。pm传感器74的内部空间内的一部分排气可经由至少一个第二开口212排出。在此，至少一个第二开口212可互换地称为多个第二开口212。多个第二开口212中的每一个可沿不同的径向方向排出排气。也就是说，没有两个第二开口可沿相同方向排出排气。因此，至少一个第二开口的每次迭代沿垂直于排气流的大体方向(箭头246)的不同方向排出排气。

至少一个第二开口212可以是基本上圆形的。如果在盘部分210上布置多个第二开口，则第二开口中的每一个可以是圆形、椭圆形或其他类似形状。第二开口中的每个第二开口可与相邻第二开口等距间隔开。另外地或可替代地，多个第二开口212中的每个第二开口可具有不同形状和/或尺寸。

第一开口204可大于多个第二开口212中的每一个。在一些示例中，第一开口204可以是多个第二开口212中的每个第二开口的累积尺寸的0.25至1倍(例如，所有第二开口212的开口的总和)。在一个示例中，第一开口204的总尺寸可基本上等于多个第二开口212中的每个第二开口的累积尺寸。

现在转向2b，示出pm传感器74的横截面实施例250。所述横截面平行于x-y平面并穿过中心轴线296。其中，更详细地示出电气电路258和pm传感器74的内部。

pm传感器元件254包括一对平面电极220，其形成相对于第一中心轴线296的同轴结构。这些电极可由以下制成：金属、诸如铂、金、锇、铑、铱、钌、铝、钛、锆等，以及氧化物、水泥、合金和包含前述金属中的至少一种的组合。电极220可形成在可包含高度电绝缘材料的基板(例如，图2b的基板216)上。可能的电绝缘材料可包括：氧化物、诸如氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化镧、二氧化硅，以及包含前述至少一种的组合，或能够抑制电连通并为所述一对电极提供物理保护的任何类似材料。两个电极之间的间隔通常可在10微米至100微米的范围内。电极220沿着基板216的第一部分延伸并覆盖所述第一部分。

所述一对电极220的正电极217通过连接线224连接到电气电路258的电压源228的正端子。所述一对电极220的负电极218经由连接线222连接到测量装置226，并且还连接到电气电路258的电压源228的负端子。互连线222和224、电压源228和测量装置226是电气电路258的一部分并且容纳在排气通道148的外部(作为一个示例，<1米远)。此外，电气电路258的电压源228和测量装置可由控制器(诸如图1的控制器12)控制，使得在pm传感器处收集的微粒物质可用于诊断例如pf中的泄漏。这样，测量装置226可以是能够读取电极两端的电阻变化的任何装置，例如电压表。随着pm或烟粒颗粒沉积在电极220之间，电极对之间的电阻可开始减小，这由测量装置226测量的电压的减小来指示。控制器12可能够根据由测量装置226测量的电压来确定电极220之间的电阻，并且推断pm传感器201的平面电极220上的对应的pm或烟粒负荷。通过监测pm传感器201上的负荷，可确定pf下游(74b)的排气烟粒负荷或pf的上游烟粒暴露。上游烟粒暴露率可用于计算pf负荷(过滤器中用于过滤器的再生/清洁目的的烟粒重量)，或者它可用于帮助计算pf效率，并且下游烟粒浓度因此可用于诊断并监测pf的健康状况和功能(车载诊断)。连接线222和224可延伸穿过支撑结构(例如，图2a的支撑结构201)。可替代地，如果pm传感器201位于pf上游并且因此测量来自发动机的未过滤的原料气排气，则传感器上负荷的累积速率可用于发动机控制(在具有或不具有pf的情况下)并且还可使用其来辅助计算pf去除pm的效率百分数。因此，pf可不布置在排气通道中。

如图所示，正电极217和负电极218中的每一个是基本上圆形的并且与第一中心轴线296同轴。正电极217和负电极218可彼此不接触。正电极217与负电极218之间的距离可在10-70微米之间。在一些示例中，距离可在20-60微米之间。所述距离在正电极217和负电极218中的每一个的整个圆周上可以是均匀的。

另外地或可替代地，如果变化可以产生静电场的静电放大，则距离可在间隙中变化。所述间隙可以是渐变的，以便使传感器的导电斜率时间(例如，传导电流上升的测量时间的一部分)延长。影响正电极217与负电极218之间的间隙宽度的一个因素可包括烟粒纤维，如果间隙较小，则烟粒纤维可能更快地在间隙中生长，但是较大间隙的优点是由于较大的微粒物质而导致对错误负荷估计的较高免疫。pm传感器74可通过允许较大微粒物质286的惯性不间断地流过pm传感器74而不会撞击到电极上来允许间隙更小。另外，较大导电颗粒286的较低发生率可减小信号中的正电流尖峰，并且因此提高了传感器信号的可用性。

第一偏流器262和第二偏流器264可布置在盘部分210中。第一偏流器262可布置在正电极217的上游，使得排气可在其到达正电极之前接触第一偏流器。第二偏流器264可布置在正电极217与负电极218之间。这样，第二偏流器264可处于正电极217的下游和负电极218的上游。第一偏流器262和第二偏流器264可迫使排气在流过盘部分210的至少一个第二开口212之前以z字形、正弦曲线、波状或类似的图案流动。

第一偏流器262和第二偏流器264的形状可以是类似的，其中两者可以是圆形的。第一偏流器262和第二偏流器264可物理地耦接到盘部分210的相对表面。也就是说，第一偏流器可耦接到面向下游的表面268，并且第二偏流器264可耦接到面向上游的表面266。第一偏流器262与面向上游的表面266之间的距离可在1-5毫米之间。在一些示例中，距离在2-4毫米之间。在一个示例中，距离恰好是3毫米。所述距离可以是排气可围绕第一偏流器262朝向正电极流动的间距。第二偏流器264可以类似地与面向下游的表面268间隔开。此外，第一偏流器262与第二偏流器264之间的距离可以是基本上恒定的并且等于正电极217与负电极218之间的距离。

在此，描述了通过排气通道148到pm传感器74的排气流。排气流经由箭头280、282和284示出。箭头280描绘了向近侧流动到第一中心轴线296的排气。箭头284描绘了向近侧流动到排气通道148的排气管的排气。换句话说，箭头284描绘了向远侧流动到第一中心轴线296的排气。因此，箭头282表示在第一中心轴线296与排气管之间流动的排气。在此，箭头280、282和284可互换地分别称为排气280、282和284。

如图所示，箭头282和284包括可能不流入pm传感器74中的排气。在图2b的示例中，由箭头284表示的排气可不间断地流过排气通道148而不接触pm传感器74。由箭头282表示的排气可接触pm传感器74的外壳202并从其跳飞。然后，排气282可朝向排气管流动并与排气284合并。

排气280以及由圆圈286描绘的较大微粒(本文是较大微粒286)可经由第一开口204进入pm传感器74。较大微粒可包括水滴和大微粒物质和/或烟粒。较大微粒可能通过过早地耦接正电极217和负电极218而降低pm传感器74的精度。由于较大微粒286的动量，它们可能不太可能偏离第一中心轴线296。这样，较大微粒286可沿着第一中心轴线296流过pm传感器74，使得它们经由第一开口204进入并经由第三开口208离开。如图所示，第三开口208沿着第一中心轴线296直接与第一开口204相对布置。第三开口208的形状可与第一开口204类似。然而，第三开口208的尺寸可大于第一开口204的尺寸。在一些示例中，第三开口208可以是第一开口204的1.1倍至5倍。通过流出第三开口208，较大微粒可不在盘部分210周围流动并且将一种或多种排气成分沉积在正电极217与负电极218之间。

排气280可分成两部分，即第一部分280a和第二部分280b。第一部分280a可直接流动到第三开口208而不流动到正电极217和负电极218。第二部分280b可沿循外表面202的形状，使得其朝向第一偏流器262流动。第二部分280b可围绕第一偏流器262导航并在正电极217处将微粒沉积到基板216上。然后，第二部分280b可在第二偏流器264与面向下游的壁268之间流动，其中第二部分280b可在负电极217处将微粒沉积到基板216上。第二部分280b可经由至少一个第二开口212离开pm传感器74，其中第二部分280b可与向远侧流动到第一中心轴线296的排气合并。

现在转向图2c，其示出基板216的前侧275。正电极217和负电极218被示出为跨越基板216的整个圆周。第一偏流器(例如，图2b的第一偏流器262)可布置在第三开口208与正电极217之间。第二偏流器(例如，图2b的第二偏流器264)可布置在正电极217与负电极218之间。

现在转向图2d，其示出基板216的后侧276。如图所示，pm传感器元件(例如，图2b的pm传感器元件254)可包括集成到传感器基板216的与电极220相反的表面中的加热元件219。在替代实施例中，pm传感器元件254可不包括加热元件。加热元件219可包括但不限于温度传感器和加热器。用于加热器和形成加热元件219的温度传感器的可能材料可包括铂、金、钯等；合金、氧化物和包含前述材料中的至少一种的组合，以及铂/氧化铝、铂/钯、铂和钯。加热元件219可用于使pm传感器元件254再生。具体地，在pm传感器元件254的微粒物质负荷或烟粒负荷高于阈值的状况期间，可操作加热元件219以从传感器的表面燃烧积聚的烟粒颗粒。在pm传感器再生期间，控制器12可向电压源230提供电压，所述电压是操作加热元件219所需的。另外，控制器可将开关232闭合达阈值时间以经由电压源230将电压施加到加热元件219，以便使加热元件219的温度升高。随后，当传感器电极足够清洁时，控制器可打开开关232以停止加热加热元件219。通过间歇地使pm传感器201再生，它可返回到更适合于收集排气烟粒的状况(例如，无负荷或仅部分负荷的状况)。另外，可从传感器再生推断出与排气烟粒水平有关的准确信息，并且该信息可由控制器使用来诊断微粒过滤器中的泄漏。pm传感器的灵敏度可能受到沉积在pm传感器元件254上的大微粒和/或水滴的影响。另外，pm传感器元件254的灵敏度还可取决于排气流率。通常在较高排气流量下观察到较高灵敏度，而在较低排气流量下发生较低灵敏度。通过使用保护管道250的设计，可以滤除掉较大微粒和水滴并获得与流动无关的pm传感器，如下所述。

现在转向图3，示出用于确定是否满足pm传感器元件再生条件的方法300。用于实行方法300和本文所包括的其余方法的指令可由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器接收的信号来执行，所述传感器诸如以上参考图1和图2a至图2d描述的传感器。根据下文所述的方法，控制器可采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。

在302处，方法300包括确定和/或估计发动机工况。确定的发动机工况可包括例如发动机转速、排气流率、发动机温度、排气空燃比、排气温度、自pf上次再生以来经过的持续时间(或距离)、pm传感器上的pm负荷、增压水平、诸如大气压力和环境温度的环境状况等。

接下来在304处，所述方法包括确定是否满足pm传感器再生条件。具体地，当pm传感器元件上的pm负荷大于阈值时，或者当pm传感器的电阻下降到阈值电阻时，可认为满足pm传感器再生条件，并且pm传感器可被再生以启用进一步的pm检测。如果满足pm传感器再生条件，则方法300进行到308，其中可如图4的方法400中所述的使pm传感器再生。然而，如果在304处检查时不满足pm传感器再生条件，则方法300进行到306，其中pm传感器继续收集pm传感器上的pm。这样，未沉积在pm传感器上的任何pm经由pm传感器的出口被引导出pm传感器。

现在转向图4，示出用于使pm传感器再生的方法400(例如像图1和图2a至图2d所示的pm传感器74)。具体地，当pm传感器上的烟粒负荷大于阈值时，或者当针对温度调整的pm传感器的电阻下降到阈值电阻时，可认为满足pm传感器再生条件，并且pm传感器可需要再生以启用进一步的pm检测。在402处，可启动pm传感器的再生，并且可在404处通过对传感器进行加热来使pm传感器再生。可通过致动与传感器电极表面热耦接的加热元件(诸如嵌入传感器中的加热元件)来对pm传感器进行加热，直到通过电极之间的碳颗粒的氧化充分降低传感器的烟粒负荷。可通过使用计时器来控制pm传感器再生，并且可在402处将定时器设置为阈值持续时间。可替代地，可使用传感器尖端的温度测量，或通过控制到加热器的功率或这些中的任何一者或全部来控制传感器再生。当计时器用于pm传感器再生时，方法400可包括在406处检查阈值持续时间是否已经过去。如果尚未经过阈值持续时间，则方法400进行到408，其中pm传感器再生可继续。

如果阈值持续时间已经过去，则方法400进行到410，其中pm传感器再生可终止并且可在412处断开电气电路。此外，可例如将传感器电极冷却到排气温度。方法400进行到414，其中测量烟粒传感器的电极之间的电阻。根据所测量的电阻，可能补偿温度，可在416处计算pm传感器的pm或烟粒负荷(即，pm传感器的电极之间积聚的pm或烟粒)，并且方法进行到418。在418处，可以将计算出的pm传感器的烟粒负荷与阈值lower_thr进行比较。阈值lower_thr可以是低于再生阈值的下阈值，例如，其指示电极足够清洁烟粒颗粒。在一个示例中，阈值可以是这样的阈值，低于所述阈值就可终止再生。如果烟粒负荷继续大于lower_thr，表明可能需要进一步再生，则方法400进行到408，其中可重复pm传感器再生。然而，如果pm传感器继续经历重复再生，则控制器可设置错误代码以指示pm传感器可能劣化或者烟粒传感器中的加热元件可能劣化。如果烟粒负荷低于阈值lower_thr，表明电极表面是干净的，则方法400进行到420，其中烟粒传感器电阻和再生历史可更新并存储在存储器中。例如，可更新pm传感器再生的频率和/或传感器再生之间的平均持续时间。在422处，控制器然后可使用各种模型来计算烟粒过滤中的pf的效率百分比。以这种方式，pm传感器可执行pf的车载诊断。

图5示出用于基于pm传感器的再生时间诊断pf功能的示例性例程500。在502处，可由控制器通过校准来计算pm传感器的再生时间t(i)_regen，其是从pm传感器的先前再生结束到当前再生开始所测量的时间。在504处，将t(i)_regen与t(i-1)_regen进行比较，t(i-1)_regen是pm传感器的再生的先前校准时间。由此可推断，烟粒传感器可能需要多次循环再生以便诊断pf。如果t(i)_regen小于t(i-l)_regen的值的一半，则在508处指示pf正在泄漏，并且启动pf劣化信号。作为上述过程的替代或补充，pf可使用其他参数(诸如排气温度、发动机转速/负荷等)来诊断。劣化信号可通过例如诊断代码上的故障指示灯来启动。

当前再生时间小于先前再生时间的一半可表明电气电路达到r_regen阈值的时间较短，因此再生频率较高。pm传感器中更高的再生频率可指示流出的排气由比用通常功能pf实现的更高量的微粒物质组成。因此，如果烟粒传感器中的再生时间的变化达到阈值t_regen，其中pm传感器的当前再生时间小于先前再生时间的一半，则例如经由显示器和/或经由设置存储在耦接到处理器的非暂时性存储器中的标志向驾驶员表明pf劣化或泄漏，所述标志可被发送到耦接到处理器的诊断工具。如果烟粒传感器中的再生时间的变化未达到阈值t_regen，则在506处没有指示pf泄漏。以这种方式，可基于微粒物质传感器元件上的微粒沉积速率来检测位于微粒物质传感器上游的微粒过滤器中的泄漏。

以这种方式，pm传感器可布置在排气通道中，使得其可在低和高排气流率时段期间接收到足够量的排气。pm传感器还包括用于减轻较大微粒撞击其电极的特征，这可以提高诊断上游微粒过滤器的精度。将变化直径的锥形pm传感器布置在排气通道的中心区域中的技术效果是使pm传感器能够通过多个发动机工况接收足够的排气流而无需引入致动器，同时还允许传感器独立地防止更大的微粒沉积。因此，便宜、易于制造且易于安装的pm传感器可结合到排气通道中以提高上游pf的诊断。

一种方法的示例包括：使排气通道的中心轴线近侧的排气流过锥形烟粒传感器的第一开口；使所述排气的第一部分通过直接穿过所述第一开口的第二开口排出，并且使所述排气的第二部分围绕绕所述中心轴线远侧的电极间隔开的偏流器转向。所述方法的第一示例还包括：其中所述电极耦接到捕获来自所述排气的第二部分的微粒的基板。所述方法的第二示例，可选地包括所述第一示例，还包括：其中所述排气的第二部分沿垂直于所述中心轴线的径向向外方向流过沿着所述烟粒传感器的盘部分布置的多个出口。所述方法的第三示例，可选地包括所述第一和/或第二示例，还包括：其中所述排气的第一部分包括比所述排气的第二部分大的微粒。所述方法的第四示例，可选地包括所述第一至第三示例中的一者或多者，还包括：其中使所述第二部分转向还包括使所述排气的第二部分以正弦图案围绕第一偏流器和第二偏流器流动。所述方法的第五示例，可选地包括所述第一至第四示例中的一者或多者，还包括：其中所述排气的第一部分线性地流动并且所述排气的第二部分以z字形流动。

一种微粒物质传感器的实施例包括：锥形外壳，所述锥形外壳包括中空内部，所述中空内部具有允许排气进入其中的第一开口；所述外壳的盘部分包括耦接到第一表面的第一偏流器和耦接到第二表面的第二偏流器；以及多个第二开口，所述多个第二开口被配置为使排气沿垂直于排气流的大体方向的方向从所述盘部分排出到排气通道。所述微粒物质传感器的第一示例还包括：其中所述锥形外壳还包括与所述第一开口直接相对布置的第三开口，并且其中所述排气通道的中心轴线延伸穿过所述第一开口和所述第三开口的几何中心。所述微粒物质传感器的第二示例，可选地包括所述第一示例，还包括：其中所述第一开口和所述第三开口是圆形的，并且其中所述第一开口的直径小于所述第三开口的直径。所述微粒物质传感器的第三示例，可选地包括所述第一和/或第二示例，还包括：其中所述第一偏流器布置在正电极和负电极两者的上游，并且其中所述第二偏流器布置在所述正电极与所述负电极之间。所述微粒物质传感器的第四示例，可选地包括所述第一至第三示例中的一者或多者，还包括：其中所述第一偏流器与所述第二表面间隔1毫米至5毫米，并且其中所述第二偏流器与所述第一表面间隔1毫米至5毫米。所述微粒物质传感器的第五示例，可选地包括所述第一至第四示例中的一者或多者，还包括：其中所述第一偏流器和所述第二偏流器在使排气流过所述多个第二开口中的一个之前使所述排气以正弦图案流动。所述微粒物质传感器的第六示例，可选地包括所述第一至第五示例中的一者或多者，还包括：其中支撑结构将所述外壳悬挂在所述排气通道中。所述微粒物质传感器的第七示例，可选地包括所述第一至第六示例中的一者或多者，还包括：其中所述外壳是对称的，并且其中所述第一偏流器和所述第二偏流器关于所述排气通道的中心轴线同轴。所述微粒物质传感器的第八示例，可选地包括所述第一至第七示例中的一者或多者，还包括：其中所述外壳的直径沿相对于所述排气流的大体方向的下游方向增大，并且其中所述第一开口布置在所述外壳的顶点处。

一种系统的实施例包括：发动机，所述发动机耦接到排气通道；锥形烟粒传感器，所述锥形烟粒传感器包括：在其顶点处的第一开口，所述第一开口允许排气从所述排气通道进入；多个第二开口和第三开口，其被配置为使排气从所述锥形烟粒传感器的中空内部排出；以及控制器，所述控制器具有存储在其非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在执行时使得所述控制器能够：响应于所测量的电阻，通过激活加热元件来使所述锥形烟粒传感器的基板再生。所述系统的第一示例还包括：其中所测量的电阻对应于耦接到基板的第一表面的电极的电阻，并且其中所述加热元件耦接到所述基板的第二表面。所述系统的第二示例，可选地包括所述第一示例，还包括：其中所述第一开口和所述第三开口沿着所述排气通道的中心轴线布置，并且其中所述多个第二开口在中心轴线的远侧。所述系统的第三示例，可选地包括所述第一和/或第二示例，还包括：其中所述多个第二开口沿着所述锥形烟粒传感器的盘部分布置，并且其中所述多个第二开口使排气从所述盘部分沿径向向外的方向朝向所述排气通道的排气管的表面排出。所述系统的第四示例，可选地包括所述第一至第三示例中的一者或多者，还包括：其中所述锥形烟粒传感器是不可移动的，并且除了所述第一开口、所述多个第二开口和所述第三开口之外没有另外的入口或其他出口。

应注意，本文中所包括的示例性控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所描述的具体例程可表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等任何数量的处理策略中的一者或多者。如此，所示的各种动作、操作和/或功能可按所示的顺序执行，可并行地执行，或者在一些情况下可省略。同样，处理次序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可根据所使用的具体策略重复地执行。此外，所述的动作、操作和/或功能可图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂态存储器中的代码，其中所述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行所述指令来实施。

应当理解，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些特定实施例不应当被视为具有限制性意义，因为许多变型是可能的。例如，上述技术可应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的全部的新颖且并非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求特别地指出被视为新颖且并非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”要素或“第一”要素或其等同物。此类权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的合并，既不需要也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本文权利要求或通过在本申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论是否与原始权利要求的范围相比更宽、更窄、相同或不同，都被认为包括在本公开的主题内。

根据本发明，一种方法包括：使排气通道的中心轴线近侧的排气流过锥形烟粒传感器的第一开口；使所述排气的第一部分通过直接穿过所述第一开口的第二开口排出，并且使所述排气的第二部分围绕绕所述中心轴线远侧的电极间隔开的偏流器转向。

根据一个实施例，所述电极耦接到捕获来自所述排气的第二部分的微粒的基板。

根据一个实施例，所述排气的第二部分沿垂直于所述中心轴线的径向向外方向流过沿着所述烟粒传感器的盘部分布置的多个出口。

根据一个实施例，所述排气的第一部分包括比所述排气的第二部分大的微粒。

根据一个实施例，使所述第二部分转向还包括使所述排气的第二部分以正弦图案围绕第一偏流器和第二偏流器流动。

根据一个实施例，所述排气的第一部分线性地流动并且所述排气的第二部分以z字形流动。

根据本发明，提供了一种微粒物质传感器，其具有：锥形外壳，所述锥形外壳包括中空内部，所述中空内部具有允许排气进入其中的第一开口；所述外壳的盘部分包括耦接到第一表面的第一偏流器和耦接到第二表面的第二偏流器；以及多个第二开口，所述多个第二开口被配置为使排气沿垂直于排气流的大体方向的方向从所述盘部分排出到排气通道。

根据一个实施例，所述锥形外壳还包括与所述第一开口直接相对布置的第三开口，并且其中所述排气通道的中心轴线延伸穿过所述第一开口和所述第三开口的几何中心。

根据一个实施例，所述第一开口和所述第三开口是圆形的，并且其中所述第一开口的直径小于所述第三开口的直径。

根据一个实施例，所述第一偏流器布置在正电极和负电极两者的上游，并且其中所述第二偏流器布置在所述正电极与所述负电极之间。

根据一个实施例，所述第一偏流器与所述第二表面间隔1毫米至5毫米，并且其中所述第二偏流器与所述第一表面间隔1毫米至5毫米。

根据一个实施例，所述第一偏流器和所述第二偏流器在使排气流过所述多个第二开口中的一个之前使所述排气以正弦图案流动。

根据一个实施例，支撑结构将所述外壳悬挂在所述排气通道中。

根据一个实施例，所述外壳是对称的，并且其中所述第一偏流器和所述第二偏流器关于所述排气通道的中心轴线同轴。

根据一个实施例，所述外壳的直径沿相对于所述排气流的大体方向的下游方向增大，并且其中所述第一开口布置在所述外壳的顶点处。

根据本发明，提供一种系统，其具有：发动机，所述发动机耦接到排气通道；锥形烟粒传感器，所述锥形烟粒传感器包括：在其顶点处的第一开口，所述第一开口允许排气从所述排气通道进入；多个第二开口和第三开口，其被配置为使排气从所述锥形烟粒传感器的中空内部排出；以及控制器，所述控制器具有存储在其非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在执行时使得所述控制器能够：响应于所测量的电阻，通过激活加热元件来使所述锥形烟粒传感器的基板再生。

根据一个实施例，所测量的电阻对应于耦接到基板的第一表面的电极的电阻，并且其中所述加热元件耦接到所述基板的第二表面。

根据一个实施例，所述第一开口和所述第三开口沿着所述排气通道的中心轴线布置，并且其中所述多个第二开口在中心轴线的远侧。

根据一个实施例，所述多个第二开口沿着所述锥形烟粒传感器的盘部分布置，并且其中所述多个第二开口使排气从所述盘部分沿径向向外的方向朝向所述排气通道的排气管的表面排出。

根据一个实施例，所述锥形烟粒传感器是不可移动的，并且除了所述第一开口、所述多个第二开口和所述第三开口之外没有另外的入口或其他出口。