(57)【要約】【課題】【解決手段】装置にて２つ又はより多くの位置に配置された１つ以上の微粒子物質感知プローブ１２、１３、２４を有する流体移送装置５５、４８である。少なくとも２つの位置からのプローブからの信号１５、１６は、移送装置を通って流体内を流れる微粒子物質を表示することができる。信号間の時間１７は、移送装置内の微粒子物質の移動速度、また、流体の流量並びに方向を表示することができる。感知プローブの信号を処理して制御信号にすることができ、該制御信号は流れ制御機構３２に向けることができる。流れ制御機構の一例としての用途は、エンジン３１の排気ガス再循環システム用である。
2009503510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子に基づく流れ感知システムにおいて、
第一の微粒子物質センサと、
第二の微粒子物質センサと、を備え、
第一及び第二のセンサは、第一及び第二のセンサ間の経路に沿ってある距離を置いて配置される、微粒子に基づく流れ感知システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、第一及び第二のセンサと接続されたプロセッサを更に備える、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、プロセッサは、微粒子物質が経路に沿って第一のセンサから第二のセンサまで動くときに、第一及び第二のセンサの位置にて微粒子物質が存在することを感知する第一及び第二のセンサからそれぞれ順次に第一及び第二の信号を受け取る、システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、
プロセッサは、第一及び第二の信号間の時間を測定し、
プロセッサは、微粒子物質の移動速度を得るため、第一及び第二のセンサ間の線に沿った距離を時間にて割る、システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、
微粒子物質は排気ガスであり、
微粒子物質の移動速度が排気ガスの流量を表示する、システム。
【請求項６】
請求項４に記載のシステムにおいて、プロセッサは、微粒子物質を含む排気ガスの流量を出力する、システム。
【請求項７】
微粒子に基づく流れシステムにおいて、
エンジンの排気システムと接続される入力部と、エンジンの吸気システムと接続される出力部とを有する流れ制御機構と、
流れ制御機構の入力部にて第一の位置に配置された第一の微粒子物質センサと、
流れ制御機構の入力部にて第二の位置に配置された第二の微粒子物質センサと、を備える、微粒子に基づく流れシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムにおいて、流れセンサ機構、第一の微粒子物質センサ及び第二の微粒子物質センサと接続されたプロセッサを更に備える、システム。
【請求項９】
請求項７に記載のシステムにおいて、第一及び第二の微粒子物質センサは、微粒子物質の流量を測定することができる、システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムにおいて、流れセンサ機構、第一の微粒子物質センサ及び第二の微粒子物質センサと接続されたプロセッサを更に備える、システム。
【請求項１１】
請求項８に記載のシステムにおいて、プロセッサは、第一の微粒子物質センサ及び第二の微粒子物質センサからの信号に部分的に従って流れ制御機構を調節することができる、システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、第一の微粒子物質センサ及び第二の微粒子物質センサからの信号は、流れ制御機構を通る微粒子物質の流量を示すことができる、システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、第一の微粒子物質センサ及び第二の微粒子物質センサからの信号は、流れ制御センサを通る微粒子物質の流れ方向を示す、システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、微粒子物質の流れが流れ制御機構の入力部から出力部に向かうと感知された場合、そのとき、流れ制御機構は流れが続行するのを許容することができ、
微粒子物質の流れが流れ制御機構の出力部から入力部に向かうと感知された場合、そのとき、流れ制御機構は流れを停止させることができる、システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、流れ制御機構は排気ガスの再循環弁である、システム。
【請求項１６】
流れを測定する方法において、
微粒子物質を保持する流体を動かし得るように第一の微粒子物質センサを移送機構内の第一の位置に配置するステップと、
第二の微粒子物質センサを移送機構内の第二の位置に配置するステップとを備える、流れを測定する方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、
第一及び第二の微粒子物質センサから微粒子物質を保持する流体の流れを表示する第一及び第二の信号をそれぞれ取得するステップと、
第一の信号と第二の信号との間の時間差及び第一の位置と第二の位置との間の長さを測定するステップと、
第一の位置と第二の位置との間の微粒子物質の速度を計算するステップとを更に備える、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、微粒子物質の速度から移送機構内の流体の流量を決定するステップを更に備える、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、流体はエンジンの排気ガスである、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、排気ガスの流量に一部分従って排気ガスの再循環流れ制御機構を制御するステップを更に備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ、詳細には、排気センサに関する。より詳細には、本発明は、微粒子センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、微粒子物質の流れを測定する機構内にて直列に配置された１つ以上の微粒子物質型センサを有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、ディーゼルエンジンのようなエンジン内の排気の流れを直接、測定することは有益である。かかる測定は、排出物の制御のため有用である。エンジンの排出物は、「排気ガスの再循環（ｅｘｈａｕｓｔ  ｇａｓ  ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）」又はＥＧＲと称される過程にて排気の一部をエンジンの入口に戻すことにより制御することができる。「ｒａｔｅ（レイト）」と称される、再循環される排気ガスの量を監視することは、高温度、腐食性気体及び圧力変動ゆえに制限される。これらの事象は、関連する技術のセンサを、ＥＧＲ評価を監視するのに不適当なものとしてしまうのである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のシステムは、２つの微粒子物質センサを使用することに基づくものとすることができる。これらのセンサは、その間に既知の空隙がある状態にて直列に配置することができる。流れは、これらのセンサの応答ないし反応の間の時間的遅れ、すなわち位相差により示すことができる。本発明のシステムは、極めて高温度（すなわち、８００℃以上）にて作動可能である。また、このシステムは、排気ガスの圧力変化及び化学的組成に対して非感受性である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１において、エンジンの排気システム内のガスの流れを有する排気機構１１は、排気ガスの流れと同一方向の一本の線に沿って配置された幾つかの煤又は微粒子物質（ＰＭ、ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｍａｔｔｅｒ）センサ１２、１３を有している。センサ１２、１３の各々は、同一の仕方にて微粒子に対し定量的に応答ないし反応することができる。排気の流れ１４の中では、エンジン排気中の微粒子物質の変化又は粒子の電荷の変化が見られるであろう。粒子の電荷の変化は、ガスの流れ１４内にて周期的な態様にて生じるであろう。
【０００６】
上流センサ１２及び下流センサ１３からの信号１５、１６は、図２のグラフに示されている。グラフには、センサ１２及びセンサ１３が感知した微粒子物質の密度対時間を表わす信号振幅が示されている。信号１５、１６の高振幅部分は、図１に部分２２で示したように、ＰＭ（すなわち、粒子状物質、荷電粒子）の密度が大きいことを感知したことを表わす。信号１５、１６の低振幅部分は、部分２３で示したような低密度ＰＭを表わす。部分２２、２３の間のＰＭ密度のグラデーションは、図１に示したものほど明確ではない。排気ガスの流れ１４中には、ＰＭのその他の密度パターンが存在するであろうけれども、図１には、単に１つの説明用の例のみが示されている。センサ１２により検出されたパルスと、センサ１３により検出されたパルスとの間の時間差は、排気の流れ１４の速度を示す。大きさ１７は、センサ１２及びセンサ１６により排気の流れ中のＰＭのパルス、すなわち、より高密度な部分をそれぞれ感知する間の時間差ΔＴを示す。大きさ１７は、図２にて約０．０１秒である。センサ１２、及びセンサ１３の間の距離１８は、Ｌセンチメートル（ｃｍ）とすることができる。測定された寸法Ｌ／ΔＴ＝排気の流量。当該例において、Ｌ／ΔＴは、Ｌｃｍ／０．０１秒＝１００Ｌｃｍ／秒とすることができる。
【０００７】
ＰＭセンサ１５、１６の出力は、プロセッサ２０に向けられ、該プロセッサ２０は、その出力部１９にて微粒子物質の流量を表示する。この微粒子物質の流量は、排気ガス１４の流量であると推定することができる。
【０００８】
センサ１２、１３は、エンジンが高ｒｐｍのときでさえ、各サイクルが距離１８よりも長いように距離１８を十分に接近させることができる。参照番号１２、１３で示したようなセンサは、微粒子物質の密度センサからよりきれいな信号となるように、１つ又はより多くのシリンダに近接して配置することができる。しかし、センサは、マニホルド又は排気パイプ内にて１つ又は複数のシリンダから更に離れた位置に配置してもよい。所望の用途及び排気の流れの情報の使用に従って、色々な設計のものを組み込むことができる。
【０００９】
センサ１２、１３は、図３ａ、図３ｂ及び図３ｃにそれぞれ示したように、２つのプローブセンサ２４、２５又は２６となるように、１つのハウジング内に効果的に組み合わせることができる。センサ２４は、方向を変えたり曲げたりできる電極２７、２８を有し、新たに設置し又は交換する際、センサをマニホルド又は排気パイプの接続具内に挿入することを可能にする。センサ２５に対しても同じようにすることができる。センサ２６の形態は、プローブ又は電極２７、２８に一時的な影響を与えることなく、設置又は交換を行うことを許容する。
【００１０】
ＥＧＲのための流れ制御機構３２は、排気ガス１４の微粒子物質の流れ如何に従って制御されることができる。微粒子物質の流れは、微粒子物質センサ１２および１３によって感知される。微粒子物質センサ１２および１３は、本明細書にて説明するように、排気パイプ４８から流れ制御機構すなわちＥＧＲ弁３２への移送装置すなわち管５５内に配置される。センサ１２、１３は、図３ａ、図３ｂ及び図３ｃにそれぞれ示したように、センサ２４、２５又は２６又は別の形態のセンサに置換してもよい。センサ２４は、排気パイプ４８内に配置される別のセットのＰＭ感知プローブを有してもよい。センサ２４の位置は、排気パイプ４８と管すなわちパイプ５５との接続部から下流の位置である。センサ２４は、また、流量に関する情報をプロセッサ２０、及びセンサ１２、１３に送ることもできる。しかし、ＰＭの流量によって示される排気ガス１４の流れに基づくＥＧＲの制御にとって、１セットのＰＭセンサプローブがあれば十分であろう。
【００１１】
センサ１２、１３からの、感知されたＰＭ電荷信号は、プロセッサ２０に送ることができる。プロセッサ２０は、流れ信号を出力１９に乗せてコントローラ６０へ提供し、該コントローラ６０は流れ信号の情報を処理する。このとき、可能であれば、その他のパラメータ情報と共に、流れ信号の情報を処理し、接続部７３を介して弁又は流れ制御機構３２に制御信号を提供し、再循環される排気ガス１４の流れを制御することができる。この再循環される排気ガス１４は、流入する空気３６と組み合わされて混合気５６となってから吸気マニホルド３５に入るようにしてもよいし、吸気マニホルド３５内で流入空気３６と組み合わされて混合気５６となってもよい。次に、空気３６及び排気ガス１４の混合気は、燃料が混合気に追加される前、又は追加された後、吸気ポートに入ることができる。コントローラ６０は、プロセッサ２０からの、ＰＭの流れに基づく再循環排気ガス１４の流れ情報出力１９に加えて、接続部７２を介してのエンジンセンサからの情報、はずみ車（フライホイール）位置センサ５９からのクランク角度又は速度情報、及び／又は、ＥＧＲ管５５内のセンサ５７、５８からの排気ガス１４の圧力情報その他のあらゆる有用な情報を利用して、プロセッサ２０により指示されるようにして、エンジンの吸気システムへの再循環ガス１４の流れに基づく流れ制御機構又は弁３２の制御量を決定することができる。排気ガス１４の流れは、コントローラ６０へのその他の入力に大きくは依存せずに、感知された流れ及び推測した流れの量に従って制御されることができる。流れセンサ１２、１３は、直接的に又はプロセッサ２０を介してコントローラ６０にフィードバック信号を提供し、所望に応じて、所定の又は可変のＥＧＲの流れを維持することができる。
【００１２】
図４には、エンジン３１と、弁３２を有する排気ガスの再循環（ＥＧＲ）機構とを備えたシステム３０が示されている。現代のエンジンは、厳しい排出物規制に適合するため、エンジン排出物のＮＯｘ排出物を減少させるため排気ガス再循環（ＥＧＲ）を使用する。ターボ過給機又はスーパチャージャ（図示せず）を吸気マニホルド３５に連結することができる。スーパチャージャ、過給機又はコンプレッサが存在するならば、これらは、エンジン３１によりベルト又はその他の動力伝達機構を介して駆動することができる。スーパチャージャは、ルーツ型又はその他の型式の過給機とすることができる。ＥＧＲは、エンジン３１の排気ガス１４の一部を再循環させてエンジンに戻すものである。排気ガス１４は、吸気マニホルド３５の前方である位置３８にて又は吸気マニホルド３５内にて、新たな空気３６と組み合わさり混合気５６となるようにすることができる。次に、新たな空気３６及び排気ガス１４の混合気５６は、適正な時点にて吸気ポート３９を介してシリンダ３７に入ることができる。この時点にて、特定量の燃料を、シリンダに入る前に、又は、吸気弁を通ったのちシリンダに向かう前に、混合気５６に追加することができる（気化器又は燃料噴射装置を介して）。この新たな混合気５６は、吸気サイクルの間、吸気弁４５によってシリンダ３７へ向かうことを許容されるようにして、それぞれのシリンダに入ることができる。その後、吸気弁は閉じ、シリンダ内のピストン４１は、混合気５６をヘッド構造体（ヘッド。明確には図示していない）に対して押しつけるようにして圧縮する。該ヘッドは、シリンダを含むブロックの頂部に装着ている。ヘッドは、シリンダ３７に蓋をし且つシリンダを密封するようにしてもよい。シリンダは、ピストンとヘッドとの間の容積を取り囲む。ピストンが、ヘッドに最も近い位置（すなわち、上死点−ＴＤＣ）に向けて動くと、混合気５６の容積は減少し、ヘッド内に配置された吸気弁４５及び排気弁４６が閉じられて混合気５６が密封状態を維持されている間、圧力は劇的に上昇する。また、マニホルド３５、４３は、マニホルドをそれぞれの弁４５、４６に接続するためのポート３９、４２を有するヘッドに取り付けることができる。弁４５、４６は、円形であるが、ヘッド内にてピストン４１の頂部に対し傾斜して配置された向きにあるため、図にては楕円形のように見えるであろう。あるいはまた、弁４５、４６は、ブロックに取り付けられるそれぞれの吸気マニホルド及び排気マニホルドと共に、エンジンのシリンダブロックの頂部に配置してもよい。吸気弁４５及び排気弁４６は、クランク軸４４と接続されたカム軸（図示せず）により開き且つ閉じることができる。他の機構を利用することにより、燃料混合気をエンジンに供給し且つ排気ガスをエンジンから排出することができる。ヘッドにほぼ最も近いピストンの位置において、圧縮された混合気５６は、着火し（ディーゼルエンジン内の極めて圧縮された混合気の熱又はガソリンエンジン内のプラグの火花のため）且つ、膨脹して、これによりピストンに大きい圧力を加え、また、ピストンを押してヘッドから離す。ピストン４１は、ピストンに加わる燃焼する混合気５６の力によって回転し、動力サイクルとなるようにするクランク軸４４と接続することができる。ピストンがヘッドから最遠方の位置（すなわち、下死点−ＢＤＣ）に接近すると、排気弁４６は開き、ピストン４１は、シリンダ３７内を戻るように上昇し、燃焼した混合気又は排気ガス１４を排気弁４６を通してシリンダ３７から、排気ポート４２を介して排気マニホルド４３内に押し出し、その結果、排気サイクルを行うこととなる。次いで排気弁４６は閉じられ、また、吸気弁は開き、ピストン４１がヘッドから離れるようにしてシリンダ３７内を下降する、次の吸気サイクルの間、幾分かの燃料を含む新たな混合気５６がシリンダ３７内に吸引される。この一連の動作、すなわち、吸気、圧縮、動力及び排気のサイクルは、それ自体、次にクランク軸４４が２回転するとき、そのピストン４１及びシリンダ３７によって反復される。他方のピストン４１及びシリンダ３７の各々は、同一の過程を経て進むことができる。しかし、ピストンの各々は、クランク軸４４が半回転から１．５回転するどこかでその一連のサイクルが他方のピストンからずらされている。このため、図４に示した４シリンダエンジン３１の場合、クランク軸４４が半回転するごとに、ピストン４１のどれか１つから１回の動力サイクルが得られる。エンジン３１は、インライン、「Ｖ」字形、又は対向したシリンダの配置のような、異なる数のシリンダ及び形態を有することができる。エンジンは、ピストンを有しない別型式の内燃機関とすることができる。かかるエンジンの例として、ワンケル（Ｗａｎｋｅｌ）エンジンとすることができる。
【００１３】
エンジン３１の動力は、混合気がシリンダ３７に入る前に、ターボ過給機のような機構により、混合気５６を燃料と共に圧縮することにより増大させることができる。エンジン３１からマニホルド４３内に出る排気ガス１４は、排気管４８を介して進み且つ、ターボ過給機を回転させるか、又は、パイプ４８を介してエンジンから出ることができる。新たな空気３６は、マニホルド３５と接続された吸気管５４を介して吸引することができる。
【００１４】
ＥＧＲは、排気マニホルド４３又は排気パイプ４８を吸気マニホルド又は吸気管５４と接続することのできるパイプ５５又はその他の移送装置により実現することができる。ＥＧＲ流れ用のパイプ５５内において、切換え弁又は比例流れ弁を弁３２としてパイプ内に配置することができる。切換え弁又は比例流れ弁が使用されるとき、その何れか一方は、従来の遅い時間スケールにて制御し、エンジン３１のクランク軸４４の荷重及び速度の関数としてＥＧＲを変調することができる。また、いずれの場合においても、排気圧力を吸気圧力よりも高くし、適正な方向へのＥＧＲの流れを提供するようにする必要がある。吸気圧力及び排気圧力は、圧力センサ５７、５８によりそれぞれ測定することができる。センサ５７、５８は、コントローラ６０と接続することができる。センサ５７、５８からの信号を利用して流れ制御機構３２の前後の差圧を決定することができる。この圧力は、適正に配置された差圧又はデルタ圧力センサにより検出することもできる。クランク軸の速度又は回転速度、カウント又は角度は、クランク軸４４に装着されたはずみ車７１に近接する速度又は位置センサ５９により検出することができる。センサ５９は、コントローラ６０と接続することができる。弁又は流れ制御機構３２は、接続部７３を介してコントローラ６０と接続することができる。接続部７２を介してコントローラ６０に提供されるエンジン３１からの色々なパラメータセンサ信号がある。コントローラ６０は、数学モデル及び適正な制御論理、検索表、又はその他のスキームを利用して、流れ制御機構３２に対するエンジンに関連したパラメータからの制御信号を計算することができる。
【００１５】
エンジン３１（例えば、ディーゼル）から排出された煙は、通常、燃焼過程中に発生された弱いプラズマにより荷電される。排気サイクル流れ中にシリンダ３７から排出された荷電した粒子（ＰＭ）７２は、電荷増幅器６１と接続された導電性プローブ１２、１３を通ることができ、該増幅器は、時間の関数として（すなわち時間領域）粒子の濃度を記録する。次に、この濃度を表わす信号をデジタル化し且つ、分析のためマイクロプロセッサに送ることができる。
【００１６】
ＰＭ変換器プローブ１２、１３は、各々、図５に示したように、点火プラグ状支持体６２を有することができる。ＰＭプローブは、プローブ上に形成されたＰＭに基づいて出力を提供することができる。プローブは、エンジン３１の排気路１４内に配置することができる。プローブ電極６５の長さ６３及び直径６４は、感知エレクトロニクス及びエンジンのパラメータに依存して変更することができる。プローブ電極６５は、その電極上の極めて薄い導電性被覆又は層６６にて不動態化することができる。この被覆又は層６６は、エンジン３１の作動中、プローブにより蓄積された煤層による電気的短絡を防止することができる。不動態化した材料６６は、ＳｉＮ４、セリウム又はその他の酸化物及び（又は）同様のものから成るであろう。プローブ電極６５における不動態化層６６の厚さは、０．０２５４ないし０．５０８ｍｍ（０．００１ないし０．０２０インチ）の範囲となるであろう。公称厚さは約０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）となる。不動態化層６６は、高い排気温度に露呈したプローブ電極６５により実現し又はエンジンの燃料に添加された材料を介して層にて被覆することができる。
【００１７】
センサ又はプローブ１２、１３は、色々な寸法のものとすることができる。電極６５の長さ寸法６３の例は、６．３５ないし３０４．８ｍｍ（０．２５インチないし１２インチ）の範囲とすることができる。長さ６３の公称値は、約７６．２ないし１０１．６ｍｍ（３ないし４インチ）とすることができる。厚さ又は直径寸法６４の例は、０．７９４ないし９．５３ｍｍ（１／３２ないし３／８インチ）の範囲とすることができる。公称厚さは、約３．１８ｍｍ（１／８インチ）とすることができる。
【００１８】
プローブの一例は、外側電極又は接地電極が除去され、また、中心電極に溶接した約３．１８ｍｍ（１／８インチ）厚さ又は直径の１０１．６ないし１５２．４ｍｍ（４ないし６インチ）の金属伸長部を有する標準的な点火プラグハウジング６２を含むことができる。センサ１２、１３は、排気マニホルド４３付近にて又はエンジン３１のターボ過給機（存在するならば）の後にて排気流１４中に取り付けることができる。感知電極６５は、処理エレクトロニクス２０のアナログ電荷増幅器６１と接続することができる。プローブ１２、１３の電極６５からの電荷過渡電流６７は、排気流れ１４中の煤（微粒子）濃度に直接、比例したものとなろう。長い電極６５は、エンジン３１の排気ガス１４に露呈される電極６５の表面上の極めて薄い非導電層６６にて不動態化することができる。単に一例として、３０４型ステンレススチールは、数分間、４００゜Ｃ（７５０゜Ｆ）以上の温度にて排気流れ１４中で作動した後、瞬間的にプローブ電極６５上の不動態化層６６を成長させることができる。しかし、それに代えて、セリウム酸化物の不動態化層６６は、有機金属系のセリウム化合物をエンジン３１に対する燃料に添加することにより（約１００ＰＰＭ）排気１４内に配置されたプローブ電極６５上にて成長させてもよい。
【００１９】
プローブ又は電極６５を層６６にて不動態化させる別のアプローチ法は、制御された環境にて耐火性セラミック材料をスパッタ堆積させ又は酸化物層を成長させるステップを含む。この場合にも、排気１４内に配置された電極６５上にて不動態化層６６を成長させ又は堆積させる目的は、ＰＭの蓄積に起因して電極と点火プラグ状ホルダ６２の基部との間の電気的短絡を防止し、センサ又はプローブ１２、１３が排気流１４のその像電荷監視作用を保持することができるようにすることである。電極６５がその上に不動態化層６６を有しないならば、プローブ１２、１３は、電極上に煤又はＰＭが蓄積することに起因して電極６５がセンサの支持基部６２に対して電気的に短絡するから、短い作動時間にて不作動となる可能性がある。
【００２０】
処理エレクトロニクス２０は、電荷増幅器６１と、データ抽出器６８と、出力調整器６９とを含むことができる。図６の電荷増幅器６１は、利得、周波数応答性及び位置の点にて設計し且つ配置することができる。出力部７１は排気１４内のＰＭ７２の量を表示するリアルタイムの信号とすることができる。信号７１は、データ抽出器ユニット６８に進めることができる。エンジン３１のクランク軸角度信号は、エンジン３１の分析のため、特定のクランク軸角度にてＰＭの特定の量と関係付けるためユニット６８の入力部７４に入力することができる。出力部７３は、排気１４の平均的なＰＭ７２の濃度を提供することができる。また、シリンダからシリンダに基づくＰＭの濃度を出力部７３にて表示することもできる。出力部７３は、出力調整器ユニット６９に向かうことができ、該ユニットはエンジン３１に向けることのできるエンジン制御又は診断及び（又は）エンジンの制御電圧信号７５を提供することができる。
【００２１】
本明細書において、事項の幾つかは、別の態様又は表現にて説明したが、仮説的又は仮想的性質のものである。
本発明は少なくとも１つの単に一例に関して説明したが、当該技術の当業者には、本明細書を読むことにより、多数の変更例及び改変例が明らかになるであろう。このため、特許請求の範囲は、かかる変更例及び改変例の全てを含むように先行技術に鑑みて可能な限り広義に解釈されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】流体の方向に向けて互いにある距離にある２つの微粒子センサを示す排気パイプの切欠き図である。
【図２】エンジンの流れる排気流内の２つの微粒子物質センサからの電荷を示す図である。
【図３】３ａは、二重電極微粒子物質センサの１つの型式を示す図である。
【００２３】
３ｂは、二重電極微粒子物質センサの別の型式を示す図である。
３ｃは、二重電極微粒子物質センサの更に別の型式を示す図である。
【図４】エンジンの排気ガス再循環システムと共に利用される微粒子物質センサの図である。
【図５】個別の微粒子物質センサの図である。
【図６】微粒子物質センサエレクトロニクスの一例としての例を示すブロック図である。
【図１】
2009503510.tif 000003
【図２】
2009503510.tif 000004
【図３Ａ】
2009503510.tif 000005
【図３Ｂ】
2009503510.tif 000006
【図３Ｃ】
2009503510.tif 000007
【図４】
2009503510.tif 000008
【図５】
2009503510.tif 000009
【図６】
2009503510.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月26日(2008.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その内容を参考として引用し本明細書に含めたい、ミッチェルエル．ローディス（Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｌ．Ｒｈｏｄｅｓ）及びその他の者により２００３年１２月３１日付けで出願された、「微粒子物質センサ（ＰＡＲＴＩＣＵＬＡＴＥ  ＭＡＴＴＥＲ  ＳＥＮＳＯＲ）」という名称の米国特許出願番号１０／７４９，４９８の、一部継続に係るものである。
本発明は、センサ、詳細には、排気センサに関する。より詳細には、本発明は、微粒子センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、微粒子物質の流れを測定する機構内にて直列に配置された１つ以上の微粒子物質型センサを有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、ディーゼルエンジンのようなエンジン内の排気の流れを直接、測定することは有益である。かかる測定は、排出物の制御のため有用である。エンジンの排出物は、「排気ガスの再循環（ｅｘｈａｕｓｔ  ｇａｓ  ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）」又はＥＧＲと称される過程にて排気の一部をエンジンの入口に戻すことにより制御することができる。「ｒａｔｅ（レイト）」と称される、再循環される排気ガスの量を監視することは、高温度、腐食性気体及び圧力変動ゆえに制限される。これらの事象は、関連する技術のセンサを、ＥＧＲ評価を監視するのに不適当なものとしてしまうのである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のシステムは、２つの微粒子物質センサを使用することに基づくものとすることができる。これらのセンサは、その間に既知の空隙がある状態にて直列に配置することができる。流れは、これらのセンサの応答ないし反応の間の時間的遅れ、すなわち位相差により示すことができる。本発明のシステムは、極めて高温度（すなわち、８００℃以上）にて作動可能である。また、このシステムは、排気ガスの圧力変化及び化学的組成に対して非感受性である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１において、エンジンの排気システム内のガスの流れを有する排気機構１１は、排気ガスの流れと同一方向の一本の線に沿って配置された幾つかの煤又は微粒子物質（ＰＭ、ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｍａｔｔｅｒ）センサ１２、１３を有している。センサ１２、１３の各々は、同一の仕方にて微粒子に対し定量的に応答ないし反応することができる。排気の流れ１４の中では、エンジン排気中の微粒子物質の変化又は粒子の電荷の変化が見られるであろう。粒子の電荷の変化は、ガスの流れ１４内にて周期的な態様にて生じるであろう。
【０００６】
上流センサ１２及び下流センサ１３からの信号１５、１６は、図２のグラフに示されている。グラフには、センサ１２及びセンサ１３が感知した微粒子物質の密度対時間を表わす信号振幅が示されている。信号１５、１６の高振幅部分は、図１に部分２２で示したように、ＰＭ（すなわち、粒子状物質、荷電粒子）の密度が大きいことを感知したことを表わす。信号１５、１６の低振幅部分は、部分２３で示したような低密度ＰＭを表わす。部分２２、２３の間のＰＭ密度のグラデーションは、図１に示したものほど明確ではない。排気ガスの流れ１４中には、ＰＭのその他の密度パターンが存在するであろうけれども、図１には、単に１つの説明用の例のみが示されている。センサ１２により検出されたパルスと、センサ１３により検出されたパルスとの間の時間差は、排気の流れ１４の速度を示す。大きさ１７は、センサ１２及びセンサ１６により排気の流れ中のＰＭのパルス、すなわち、より高密度な部分をそれぞれ感知する間の時間差ΔＴを示す。大きさ１７は、図２にて約０．０１秒である。センサ１２、及びセンサ１３の間の距離１８は、Ｌセンチメートル（ｃｍ）とすることができる。測定された寸法Ｌ／ΔＴ＝排気の流量。当該例において、Ｌ／ΔＴは、Ｌｃｍ／０．０１秒＝１００Ｌｃｍ／秒とすることができる。
【０００７】
ＰＭセンサ１５、１６の出力は、プロセッサ２０に向けられ、該プロセッサ２０は、その出力部１９にて微粒子物質の流量を表示する。この微粒子物質の流量は、排気ガス１４の流量であると推定することができる。
【０００８】
センサ１２、１３は、エンジンが高ｒｐｍのときでさえ、各サイクルが距離１８よりも長いように距離１８を十分に接近させることができる。参照番号１２、１３で示したようなセンサは、微粒子物質の密度センサからよりきれいな信号となるように、１つ又はより多くのシリンダに近接して配置することができる。しかし、センサは、マニホルド又は排気パイプ内にて１つ又は複数のシリンダから更に離れた位置に配置してもよい。所望の用途及び排気の流れの情報の使用に従って、色々な設計のものを組み込むことができる。
【０００９】
センサ１２、１３は、図３ａ、図３ｂ及び図３ｃにそれぞれ示したように、２つのプローブセンサ２４、２５又は２６となるように、１つのハウジング内に効果的に組み合わせることができる。センサ２４は、方向を変えたり曲げたりできる電極２７、２８を有し、新たに設置し又は交換する際、センサをマニホルド又は排気パイプの接続具内に挿入することを可能にする。センサ２５に対しても同じようにすることができる。センサ２６の形態は、プローブ又は電極２７、２８に一時的な影響を与えることなく、設置又は交換を行うことを許容する。
【００１０】
ＥＧＲのための流れ制御機構３２は、排気ガス１４の微粒子物質の流れ如何に従って制御されることができる。微粒子物質の流れは、微粒子物質センサ１２および１３によって感知される。微粒子物質センサ１２および１３は、本明細書にて説明するように、排気パイプ４８から流れ制御機構すなわちＥＧＲ弁３２への移送装置すなわち管５５内に配置される。センサ１２、１３は、図３ａ、図３ｂ及び図３ｃにそれぞれ示したように、センサ２４、２５又は２６又は別の形態のセンサに置換してもよい。センサ２４は、排気パイプ４８内に配置される別のセットのＰＭ感知プローブを有してもよい。センサ２４の位置は、排気パイプ４８と管すなわちパイプ５５との接続部から下流の位置である。センサ２４は、また、流量に関する情報をプロセッサ２０、及びセンサ１２、１３に送ることもできる。しかし、ＰＭの流量によって示される排気ガス１４の流れに基づくＥＧＲの制御にとって、１セットのＰＭセンサプローブがあれば十分であろう。
【００１１】
センサ１２、１３からの、感知されたＰＭ電荷信号は、プロセッサ２０に送ることができる。プロセッサ２０は、流れ信号を出力１９に乗せてコントローラ６０へ提供し、該コントローラ６０は流れ信号の情報を処理する。このとき、可能であれば、その他のパラメータ情報と共に、流れ信号の情報を処理し、接続部７３を介して弁又は流れ制御機構３２に制御信号を提供し、再循環される排気ガス１４の流れを制御することができる。この再循環される排気ガス１４は、流入する空気３６と組み合わされて混合気５６となってから吸気マニホルド３５に入るようにしてもよいし、吸気マニホルド３５内で流入空気３６と組み合わされて混合気５６となってもよい。次に、空気３６及び排気ガス１４の混合気は、燃料が混合気に追加される前、又は追加された後、吸気ポートに入ることができる。コントローラ６０は、プロセッサ２０からの、ＰＭの流れに基づく再循環排気ガス１４の流れ情報出力１９に加えて、接続部７２を介してのエンジンセンサからの情報、はずみ車（フライホイール）位置センサ５９からのクランク角度又は速度情報、及び／又は、ＥＧＲ管５５内のセンサ５７、５８からの排気ガス１４の圧力情報その他のあらゆる有用な情報を利用して、プロセッサ２０により指示されるようにして、エンジンの吸気システムへの再循環ガス１４の流れに基づく流れ制御機構又は弁３２の制御量を決定することができる。排気ガス１４の流れは、コントローラ６０へのその他の入力に大きくは依存せずに、感知された流れ及び推測した流れの量に従って制御されることができる。流れセンサ１２、１３は、直接的に又はプロセッサ２０を介してコントローラ６０にフィードバック信号を提供し、所望に応じて、所定の又は可変のＥＧＲの流れを維持することができる。
【００１２】
図４には、エンジン３１と、弁３２を有する排気ガスの再循環（ＥＧＲ）機構とを備えたシステム３０が示されている。現代のエンジンは、厳しい排出物規制に適合するため、エンジン排出物のＮＯｘ排出物を減少させるため排気ガス再循環（ＥＧＲ）を使用する。ターボ過給機又はスーパチャージャ（図示せず）を吸気マニホルド３５に連結することができる。スーパチャージャ、過給機又はコンプレッサが存在するならば、これらは、エンジン３１によりベルト又はその他の動力伝達機構を介して駆動することができる。スーパチャージャは、ルーツ型又はその他の型式の過給機とすることができる。ＥＧＲは、エンジン３１の排気ガス１４の一部を再循環させてエンジンに戻すものである。排気ガス１４は、吸気マニホルド３５の前方である位置３８にて又は吸気マニホルド３５内にて、新たな空気３６と組み合わさり混合気５６となるようにすることができる。次に、新たな空気３６及び排気ガス１４の混合気５６は、適正な時点にて吸気ポート３９を介してシリンダ３７に入ることができる。この時点にて、特定量の燃料を、シリンダに入る前に、又は、吸気弁を通ったのちシリンダに向かう前に、混合気５６に追加することができる（気化器又は燃料噴射装置を介して）。この新たな混合気５６は、吸気サイクルの間、吸気弁４５によってシリンダ３７へ向かうことを許容されるようにして、それぞれのシリンダに入ることができる。その後、吸気弁は閉じ、シリンダ内のピストン４１は、混合気５６をヘッド構造体（ヘッド。明確には図示していない）に対して押しつけるようにして圧縮する。該ヘッドは、シリンダを含むブロックの頂部に装着ている。ヘッドは、シリンダ３７に蓋をし且つシリンダを密封するようにしてもよい。シリンダは、ピストンとヘッドとの間の容積を取り囲む。ピストンが、ヘッドに最も近い位置（すなわち、上死点−ＴＤＣ）に向けて動くと、混合気５６の容積は減少し、ヘッド内に配置された吸気弁４５及び排気弁４６が閉じられて混合気５６が密封状態を維持されている間、圧力は劇的に上昇する。また、マニホルド３５、４３は、マニホルドをそれぞれの弁４５、４６に接続するためのポート３９、４２を有するヘッドに取り付けることができる。弁４５、４６は、円形であるが、ヘッド内にてピストン４１の頂部に対し傾斜して配置された向きにあるため、図にては楕円形のように見えるであろう。あるいはまた、弁４５、４６は、ブロックに取り付けられるそれぞれの吸気マニホルド及び排気マニホルドと共に、エンジンのシリンダブロックの頂部に配置してもよい。吸気弁４５及び排気弁４６は、クランク軸４４と接続されたカム軸（図示せず）により開き且つ閉じることができる。他の機構を利用することにより、燃料混合気をエンジンに供給し且つ排気ガスをエンジンから排出することができる。ヘッドにほぼ最も近いピストンの位置において、圧縮された混合気５６は、着火し（ディーゼルエンジン内の極めて圧縮された混合気の熱又はガソリンエンジン内のプラグの火花のため）且つ、膨脹して、これによりピストンに大きい圧力を加え、また、ピストンを押してヘッドから離す。ピストン４１は、ピストンに加わる燃焼する混合気５６の力によって回転し、動力サイクルとなるようにするクランク軸４４と接続することができる。ピストンがヘッドから最遠方の位置（すなわち、下死点−ＢＤＣ）に接近すると、排気弁４６は開き、ピストン４１は、シリンダ３７内を戻るように上昇し、燃焼した混合気又は排気ガス１４を排気弁４６を通してシリンダ３７から、排気ポート４２を介して排気マニホルド４３内に押し出し、その結果、排気サイクルを行うこととなる。次いで排気弁４６は閉じられ、また、吸気弁は開き、ピストン４１がヘッドから離れるようにしてシリンダ３７内を下降する、次の吸気サイクルの間、幾分かの燃料を含む新たな混合気５６がシリンダ３７内に吸引される。この一連の動作、すなわち、吸気、圧縮、動力及び排気のサイクルは、それ自体、次にクランク軸４４が２回転するとき、そのピストン４１及びシリンダ３７によって反復される。他方のピストン４１及びシリンダ３７の各々は、同一の過程を経て進むことができる。しかし、ピストンの各々は、クランク軸４４が半回転から１．５回転するどこかでその一連のサイクルが他方のピストンからずらされている。このため、図４に示した４シリンダエンジン３１の場合、クランク軸４４が半回転するごとに、ピストン４１のどれか１つから１回の動力サイクルが得られる。エンジン３１は、インライン、「Ｖ」字形、又は対向したシリンダの配置のような、異なる数のシリンダ及び形態を有することができる。エンジンは、ピストンを有しない別型式の内燃機関とすることができる。かかるエンジンの例として、ワンケル（Ｗａｎｋｅｌ）エンジンとすることができる。
【００１３】
エンジン３１の動力は、混合気がシリンダ３７に入る前に、ターボ過給機のような機構により、混合気５６を燃料と共に圧縮することにより増大させることができる。エンジン３１からマニホルド４３内に出る排気ガス１４は、排気管４８を介して進み且つ、ターボ過給機を回転させるか、又は、パイプ４８を介してエンジンから出ることができる。新たな空気３６は、マニホルド３５と接続された吸気管５４を介して吸引することができる。
【００１４】
ＥＧＲは、排気マニホルド４３又は排気パイプ４８を吸気マニホルド又は吸気管５４と接続することのできるパイプ５５又はその他の移送装置により実現することができる。ＥＧＲ流れ用のパイプ５５内において、切換え弁又は比例流れ弁を弁３２としてパイプ内に配置することができる。切換え弁又は比例流れ弁が使用されるとき、その何れか一方は、従来の遅い時間スケールにて制御し、エンジン３１のクランク軸４４の荷重及び速度の関数としてＥＧＲを変調することができる。また、いずれの場合においても、排気圧力を吸気圧力よりも高くし、適正な方向へのＥＧＲの流れを提供するようにする必要がある。吸気圧力及び排気圧力は、圧力センサ５７、５８によりそれぞれ測定することができる。センサ５７、５８は、コントローラ６０と接続することができる。センサ５７、５８からの信号を利用して流れ制御機構３２の前後の差圧を決定することができる。この圧力は、適正に配置された差圧又はデルタ圧力センサにより検出することもできる。クランク軸の速度又は回転速度、カウント又は角度は、クランク軸４４に装着されたはずみ車７１に近接する速度又は位置センサ５９により検出することができる。センサ５９は、コントローラ６０と接続することができる。弁又は流れ制御機構３２は、接続部７３を介してコントローラ６０と接続することができる。接続部７２を介してコントローラ６０に提供されるエンジン３１からの色々なパラメータセンサ信号がある。コントローラ６０は、数学モデル及び適正な制御論理、検索表、又はその他のスキームを利用して、流れ制御機構３２に対するエンジンに関連したパラメータからの制御信号を計算することができる。
【００１５】
エンジン３１（例えば、ディーゼル）から排出された煙は、通常、燃焼過程中に発生された弱いプラズマにより荷電される。排気サイクル流れ中にシリンダ３７から排出された荷電した粒子（ＰＭ）７２は、電荷増幅器６１と接続された導電性プローブ１２、１３を通ることができ、該増幅器は、時間の関数として（すなわち時間領域）粒子の濃度を記録する。次に、この濃度を表わす信号をデジタル化し且つ、分析のためマイクロプロセッサに送ることができる。
【００１６】
ＰＭ変換器プローブ１２、１３は、各々、図５に示したように、点火プラグ状支持体６２を有することができる。ＰＭプローブは、プローブ上に形成されたＰＭに基づいて出力を提供することができる。プローブは、エンジン３１の排気路１４内に配置することができる。プローブ電極６５の長さ６３及び直径６４は、感知エレクトロニクス及びエンジンのパラメータに依存して変更することができる。プローブ電極６５は、その電極上の極めて薄い導電性被覆又は層６６にて不動態化することができる。この被覆又は層６６は、エンジン３１の作動中、プローブにより蓄積された煤層による電気的短絡を防止することができる。不動態化した材料６６は、ＳｉＮ４、セリウム又はその他の酸化物及び（又は）同様のものから成るであろう。プローブ電極６５における不動態化層６６の厚さは、０．０２５４ないし０．５０８ｍｍ（０．００１ないし０．０２０インチ）の範囲となるであろう。公称厚さは約０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）となる。不動態化層６６は、高い排気温度に露呈したプローブ電極６５により実現し又はエンジンの燃料に添加された材料を介して層にて被覆することができる。
【００１７】
センサ又はプローブ１２、１３は、色々な寸法のものとすることができる。電極６５の長さ寸法６３の例は、６．３５ないし３０４．８ｍｍ（０．２５インチないし１２インチ）の範囲とすることができる。長さ６３の公称値は、約７６．２ないし１０１．６ｍｍ（３ないし４インチ）とすることができる。厚さ又は直径寸法６４の例は、０．７９４ないし９．５３ｍｍ（１／３２ないし３／８インチ）の範囲とすることができる。公称厚さは、約３．１８ｍｍ（１／８インチ）とすることができる。
【００１８】
プローブの一例は、外側電極又は接地電極が除去され、また、中心電極に溶接した約３．１８ｍｍ（１／８インチ）厚さ又は直径の１０１．６ないし１５２．４ｍｍ（４ないし６インチ）の金属伸長部を有する標準的な点火プラグハウジング６２を含むことができる。センサ１２、１３は、排気マニホルド４３付近にて又はエンジン３１のターボ過給機（存在するならば）の後にて排気流１４中に取り付けることができる。感知電極６５は、処理エレクトロニクス２０のアナログ電荷増幅器６１と接続することができる。プローブ１２、１３の電極６５からの電荷過渡電流６７は、排気流れ１４中の煤（微粒子）濃度に直接、比例したものとなろう。長い電極６５は、エンジン３１の排気ガス１４に露呈される電極６５の表面上の極めて薄い非導電層６６にて不動態化することができる。単に一例として、３０４型ステンレススチールは、数分間、４００゜Ｃ（７５０゜Ｆ）以上の温度にて排気流れ１４中で作動した後、瞬間的にプローブ電極６５上の不動態化層６６を成長させることができる。しかし、それに代えて、セリウム酸化物の不動態化層６６は、有機金属系のセリウム化合物をエンジン３１に対する燃料に添加することにより（約１００ＰＰＭ）排気１４内に配置されたプローブ電極６５上にて成長させてもよい。
【００１９】
プローブ又は電極６５を層６６にて不動態化させる別のアプローチ法は、制御された環境にて耐火性セラミック材料をスパッタ堆積させ又は酸化物層を成長させるステップを含む。この場合にも、排気１４内に配置された電極６５上にて不動態化層６６を成長させ又は堆積させる目的は、ＰＭの蓄積に起因して電極と点火プラグ状ホルダ６２の基部との間の電気的短絡を防止し、センサ又はプローブ１２、１３が排気流１４のその像電荷監視作用を保持することができるようにすることである。電極６５がその上に不動態化層６６を有しないならば、プローブ１２、１３は、電極上に煤又はＰＭが蓄積することに起因して電極６５がセンサの支持基部６２に対して電気的に短絡するから、短い作動時間にて不作動となる可能性がある。
【００２０】
処理エレクトロニクス２０は、電荷増幅器６１と、データ抽出器６８と、出力調整器６９とを含むことができる。図６の電荷増幅器６１は、利得、周波数応答性及び位置の点にて設計し且つ配置することができる。出力部７１は排気１４内のＰＭ７２の量を表示するリアルタイムの信号とすることができる。信号７１は、データ抽出器ユニット６８に進めることができる。エンジン３１のクランク軸角度信号は、エンジン３１の分析のため、特定のクランク軸角度にてＰＭの特定の量と関係付けるためユニット６８の入力部７４に入力することができる。出力部７３は、排気１４の平均的なＰＭ７２の濃度を提供することができる。また、シリンダからシリンダに基づくＰＭの濃度を出力部７３にて表示することもできる。出力部７３は、出力調整器ユニット６９に向かうことができ、該ユニットはエンジン３１に向けることのできるエンジン制御又は診断及び（又は）エンジンの制御電圧信号７５を提供することができる。
【００２１】
本明細書において、事項の幾つかは、別の態様又は表現にて説明したが、仮説的又は仮想的性質のものである。
本発明は少なくとも１つの単に一例に関して説明したが、当該技術の当業者には、本明細書を読むことにより、多数の変更例及び改変例が明らかになるであろう。このため、特許請求の範囲は、かかる変更例及び改変例の全てを含むように先行技術に鑑みて可能な限り広義に解釈されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】流体の方向に向けて互いにある距離にある２つの微粒子センサを示す排気パイプの切欠き図である。
【図２】エンジンの流れる排気流内の２つの微粒子物質センサからの電荷を示す図である。
【図３】３ａは、二重電極微粒子物質センサの１つの型式を示す図である。
【００２３】
３ｂは、二重電極微粒子物質センサの別の型式を示す図である。
３ｃは、二重電極微粒子物質センサの更に別の型式を示す図である。
【図４】エンジンの排気ガス再循環システムと共に利用される微粒子物質センサの図である。
【図５】個別の微粒子物質センサの図である。
【図６】微粒子物質センサエレクトロニクスの一例としての例を示すブロック図である。
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月26日(2008.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子に基づく流れ感知システムにおいて、
第一の微粒子物質センサ（１２）と、
第二の微粒子物質センサ（１３）と、を備え、
第一及び第二のセンサは、経路に沿ってある距離（１８）を置いて配置される、微粒子に基づく流れ感知システム。
【請求項２】
微粒子に基づく流れ感知システムにおいて、
第一の微粒子物質センサ（１２）と、
第二の微粒子物質センサ（１３）と、
第一（１２）及び第二（１３）のセンサと接続されたプロセッサ（２０）と、を備え、
第一及び第二のセンサは、第一及び第二のセンサ間の経路に沿ってある距離（１８）を置いて配置され、
プロセッサ（２０）は、微粒子物質が経路に沿って１つのセンサから別のセンサまで動くときに、第一及び第二のセンサの位置にて微粒子物質が存在することを表示する第一（１５）及び第二（１６）の信号を第一（１２）及び第二（１３）のセンサからそれぞれ受け取ることができ、
プロセッサは、第一（１５）及び第二（１６）の信号間の時間（１７）を測定し、
プロセッサは、微粒子物質の移動速度を得るため、第一（１２）及び第二（１３）のセンサ間の経路に沿った距離（１８）を時間にて割る、微粒子に基づく流れ感知システム。
【請求項３】
微粒子に基づく流れシステムにおいて、
エンジンの排気システム（４３、４８）と接続される入力部と、エンジンの吸気システム（３５、５４）と接続される出力部とを有する流れ制御機構（３２）と、
流れ制御機構の入力部にて第一の位置に配置された第一の微粒子物質センサ（１２）と、
流れ制御機構の入力部にて第二の位置に配置された第二の微粒子物質センサ（１３）と、
流れセンサ機構（３２）、第一の微粒子物質セン（１２）及び第二の微粒子物質センサ（１３）と接続されたプロセッサ（２０）と、を備え、
第一の微粒子物質センサ（１２）及び第二の微粒子物質センサ（１３）からの信号（１５、１６）は、流れ制御機構（３２）を通る微粒子物質の流量及び／又は流れの方向を示すことができ、
プロセッサ（２０）は、部分的に第一の微粒子物質センサ（１２）及び第二の微粒子物質センサ（１３）からの信号（１５、１６）に部分的に従って流れ制御機構（３２）を調節することができる、微粒子に基づく流れシステム。
【請求項４】
流れを測定する方法において、
第一の微粒子物質センサ（１２）を、微粒子物質を含む流体を有する移送機構内にて第一の位置に配置するステップと、
第二の微粒子物質センサ（１３）を、移送機構内の第二の位置に配置するステップと、
第一（１２）及び第二（１３）の微粒子物質センサから第一（１５）及び第二（１６）の信号をそれぞれ取得するステップと、
第一の信号と第二の信号との間の時間差（１７）及び第一の位置と第二の位置との間の長さ（１８）を測定するステップと、
第一の位置と第二の位置との間の微粒子物質の流量及び／又は方向を計算するステップと、を備える、流れを測定する方法。
【国際調査報告】
2009503510.tif 000011
2009503510.tif 000012