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1. WO2012136753 - SENSOR APPARATUS FOR DETECTING A GAS CONCENTRATION AND A PARTICLE CONCENTRATION OF AN EXHAUST GAS

Publication Number WO/2012/136753
Publication Date 11.10.2012
International Application No. PCT/EP2012/056256
International Filing Date 05.04.2012
Chapter 2 Demand Filed 14.01.2013
IPC
G01N 27/419 2006.01
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
27Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means
26by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
416Systems
417using cells and probes with solid electrolytes
419Measuring voltages or currents with a combination of oxygen pumping cells and oxygen concentration cells
G01N 15/06 2006.01
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
15Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
06Investigating concentration of particle suspensions
CPC
F02D 41/1454
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
41Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
02Circuit arrangements for generating control signals
14Introducing closed-loop corrections
1438using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
1444characterised by the characteristics of the combustion gases
1454the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
F02D 41/1466
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
41Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
02Circuit arrangements for generating control signals
14Introducing closed-loop corrections
1438using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
1444characterised by the characteristics of the combustion gases
1466the characteristics being a soot concentration or content
F02D 41/22
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
41Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
22Safety or indicating devices for abnormal conditions
F02M 26/46
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
26Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
45Sensors specially adapted for EGR systems
46for determining the characteristics of gases, e.g. composition
G01N 15/0656
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
15Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
06Investigating concentration of particle suspensions
0656using electric, e.g. electrostatic methods or magnetic methods
G01N 27/4067
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
27Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means
26by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
403Cells and electrode assemblies
406Cells and probes with solid electrolytes
4067Means for heating or controlling the temperature of the solid electrolyte
Applicants
  • CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • GRASS, Philippe [FR]/[DE] (UsOnly)
Inventors
  • GRASS, Philippe
Common Representative
  • CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH
Priority Data
10 2011 016 490.108.04.2011DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) SENSORVORRICHTUNG ZUM ERFASSEN EINER GASKONZENTRATION UND EINER PARTIKELKONZENTRATION EINES ABGASES
(EN) SENSOR APPARATUS FOR DETECTING A GAS CONCENTRATION AND A PARTICLE CONCENTRATION OF AN EXHAUST GAS
(FR) DISPOSITIF DE CAPTEURS PERMETTANT DE DÉTECTER UNE CONCENTRATION DE GAZ ET UNE CONCENTRATION DE PARTICULES D'UN GAZ D'ÉCHAPPEMENT
Abstract
(DE)
Eine Sensorvorrichtung (1) zum Erfassen einer Konzentration zumindest einer Gaskomponente und einer Partikelkonzentration eines Abgases in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine weist einen Sensorträger (5) mit einem Festkörperelektrolyten (50) auf. Die Sensorvorrichtung (1) umfasst eine erste (10) und eine zweite Elektrode (40), die auf einer Auenseite des Sensorträgers (5) vorgegeben zueinander beabstandet angeordnet sind. Die Sensorvorrichtung (1) umfasst ein Substrat, das zumindest unterhalb einer vorgegebenen Betriebsgrenztemperatur des Substrats im Wesentlichen keine elektrische Leitfähigkeit aufweist und in einem vorgegebenen ersten Bereich des Sensorträgers (5) so angeordnet ist, dass die erste (10) und zweite Elektrode (40) im Wesentlichen elektrisch voneinander entkoppelt sind, wenn die Aussenseite des Sensorträgers (5) im Wesentlichen frei ist von Partikeln. Die Sensorvorrichtung (1) weist eine dritte Elektrode (20) auf, die mit dem Festkörperelektrolyten (50) gekoppelt ist, wobei der Festkörperelektrolyt (50) so ausgebildet ist, dass er zusätzlich mit der zweiten Elektrode (40) gekoppelt ist. Die Sensorvorrichtung (1) umfasst eine Diffusionsbarriere (30), die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie mit der dritten Elektrode in einem vorgegebenen dritten Bereich gekoppelt ist und die dritte Elektrode (20) nur in dem dritten Bereich über die Diffusionsbarriere (30) von dem Abgas beaufschlagt wird.
(EN)
A sensor apparatus (1) for detecting a concentration of at least one gas component and a particle concentration of an exhaust gas in an exhaust gas channel of an internal combustion engine has a sensor carrier (5) having a solid electrolyte (50). The sensor apparatus (1) comprises a first electrode (10) and a second electrode (40) which are arranged at a predefined distance from one another on an outer side of the sensor carrier (5). The sensor apparatus (1) comprises a substrate which has substantially no electrical conductivity at least below a predefined operating limit temperature of the substrate and is arranged in a predefined first region of the sensor carrier (5) in such a manner that the first electrode (10) and the second electrode (40) are substantially electrically decoupled from one another if the outer side of the sensor carrier (5) is substantially free of particles. The sensor apparatus (1) has a third electrode (20) which is coupled to the solid electrolyte (50), wherein the solid electrolyte (50) is designed in such a manner that the latter is additionally coupled to the second electrode (40). The sensor apparatus (1) comprises a diffusion barrier (30) which is arranged and designed in such a manner that the latter is coupled to the third electrode in a predefined third region and the exhaust gas is applied to the third electrode (20) only in the third region via the diffusion barrier (30).
(FR)
Dispositif de capteurs (1) permettant de détecter une concentration d'au moins un composant gazeux et une concentration de particules d'un gaz d'échappement dans un conduit de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, présentant un support de capteurs (5) comportant un électrolyte solide (50). Le dispositif de capteurs (1) renferme une première électrode (10) et une deuxième électrode (40) disposées à une distance prédéfinie l'une de l'autre sur une face extérieure du support de capteurs (5). Le dispositif de capteurs (1) comprend un substrat ne présentant pas sensiblement de conductivité électrique, du moins en dessous d'un seuil de température de fonctionnement prédéfini du substrat, et disposé dans une première zone prédéfinie du support de capteurs (5) de manière à ce que la première électrode (10) et la deuxième électrode (40) soient sensiblement désaccouplées l'une de l'autre lorsque la face extérieure du support de capteurs (5) est sensiblement exempte de particules. Le dispositif de capteurs (1) présente une troisième électrode (20) couplée à l'électrolyte solide (50), l'électrolyte solide (50) étant conçu de manière à être en plus couplé à la deuxième électrode (40). Le dispositif de capteurs (1) comporte une barrière de diffusion (30) disposée et conçue de sorte qu'elle est couplée à la troisième électrode dans une troisième zone prédéfinie et de sorte que la troisième électrode (20) ne soit soumise aux gaz d'échappement par l'intermédiaire de la barrière de diffusion (30) que dans la troisième zone.
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