JP2008502892A - センサ上の煤堆積の制御のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
今日、導電性粒子に対する抵抗性粒子センサが公知であり、これらの粒子センサでは2つ以上の金属性電極が設けられており、これらの電極に堆積する微粒子、とりわけ煤粒子が櫛状に相互にかみ合っている電極を短絡させ、これにより電極構造物のインピーダンスが変化する。センサ面上の粒子濃度が高まると、このようにして減少する抵抗乃至は増大する電流が電極間に印加される一定の電圧において測定可能である。通常は閾値、トリガ閾値が定義され、収集時間が堆積した煤粒子質量に対する尺度とみなされる。センサエレメントにおける煤堆積の後のセンサエレメントの再生のために、このセンサエレメントは通常は統合された加熱エレメントによって燃焼処理(freibrennen)されなければならない。燃焼処理フェーズの間にはこのセンサは煤量を検出できない。
本発明により提案される解決策は、電子的な、すなわちセンサ動作において実施可能な可変的な手段によってセンサにおける粒子の堆積レートの制御を可能にする。ディーゼル粒子フィルタの前及びディーゼル粒子フィルタの後の煤濃度は使用されるテクノロジに応じて大きく異なりうるが、コストの理由から同一のセンサが所望されるので、本発明により提案される方法はそれぞれセンサの使用領域、すなわちディーゼル粒子フィルタの前に配置されるか又はディーゼル粒子フィルタに後置されるかに適合したその都度使用されるセンサの調整を可能にする。本発明により提案される方法によってセンサの感度領域が最適な濃度領域に調整されならびにセンサのトリガ時間が最小化され、さらにこれに続く測定時間が最大化される。これはセンサへの異なる電圧の印加によって達成される。センサを動作するための比較的高い電圧の選択において、比較的小さい電圧によるセンサの動作の場合よりも迅速に煤層の形成が行われる。トリガ閾値をできるだけ迅速に越えるために及び迅速に評価可能な、すなわち測定可能な信号を得るために、センサは第1の比較的高い電圧U1によって動作される。その後で第2の電圧U2への電圧の切り換えが行われ、この結果、延長された測定期間が実現されうる。延長された測定期間の間に信号経過の連続的な検出が行われ、この信号経過の信号グラジエントから発生する煤排出に関する情報が導出されうる。本発明により提案される方法によれば、まず最初に高い測定不確実性と結びついたトリガ閾値に到達するまでの収集時間が高い電圧によるセンサエレメントの動作によって実現され、次いでセンサエレメントが低減された電圧によって動作され、この結果、測定時間が延長される。従って、収集時間の間に発生する測定不確実性が重大な結果をもたらさない。
図面
図面に基づき本発明を以下に、詳細に説明する。
図面中、
図1は電極構造物を有するセンサの平面図を示し、
図2は煤粒子層によって覆われた担体基板上に設けられた電極構造物の側面図を示し、
図3は図1及び図2による電極構造物において形成される電界の図示であり、
図4は第1の比較的高い電圧U1において生じるセンサ信号を示し、このセンサ信号はタイムスパンt1の後でトリガ閾値に到達し、
図5は第2の比較的低い電圧U2において時間に亘って生じるセンサ信号を示し、
図6はセンサエレメントに対する切り換えストラテジを示す。
センサエレメント1は担体として使用される基板7を含み、この基板7は例えば酸化アルミニウムセラミックスとして設けられうる。担体として使用される基板7上には抵抗測定構造物が載置されており、この抵抗測定構造物は第1の櫛形電極3ならびに第2の櫛形電極4を有する。第1の櫛形電極3及び第2の櫛形電極4を含む抵抗測定構造物は、粒子層5、図2参照、の電気抵抗の測定のために使用され、この粒子層5はセンサエレメント1の第1の櫛形電極3及び第2の櫛形電極4を被覆している。センサエレメント1の電圧端子2への電圧の印加によって、相互にかみ合っている櫛形電極3、4の間に不均一な電界6が形成され、図3の図示を参照、この不均一な電界6は電気力線9によって図示されている。
1.1 センサ上側面
2 電圧端子
3 第1の櫛形電極
4 第2の櫛形電極
5 粒子層(煤層)
6 電界
7 基板
8 電極
9 電気力線
10 センサ信号[μA]
C 煤濃度[mg/m3]
AP トリガ閾値
13 U1=21ボルトにおけるセンサ信号10の経過
14 U2=10ボルトにおけるセンサ信号10の経過
15 時間軸
16 U1における信号グラジエント
17 U2における信号グラジエント
18 時点 信号上昇
19 切り換え時点 U1 第1の電圧
20 切り換え時点 U2 第2の電圧
t1 U1の期間
t2 U2の期間
Claims (8)
- センサエレメント(1)上の粒子堆積の制御のための方法であって、前記センサエレメント(1)は第1の電極(3)及び更に別の電極(4)を有し、前記センサエレメント(1)において電圧端子(2)に第1の電圧U1ならびに第2の電圧U2が印加可能である、センサエレメント(1)上の粒子堆積の制御のための方法において、
センサエレメント(1)は第1の期間t1の間に高い電圧U1によって動作され、センサエレメント(1)のトリガ閾値APを越えた後でこのセンサエレメント(1)は高い電圧U1より小さい比較的低い電圧U2によって動作されることを特徴とする、センサエレメント(1)上の粒子堆積の制御のための方法。 - 第1の電圧U1の電圧レベルの選択によって、センサエレメント(1)のトリガ閾値APを越えるまでの期間t1は最小化されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- センサエレメント(1)は測定期間の延長のために第2の期間t2の間に比較的小さい電圧U2によって動作されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- センサエレメント(1)の電圧端子(2)に印加される電圧U1は有利には10ボルトと42ボルトとの間にあることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- センサエレメント(1)の電圧端子(2)に印加される第2の電圧U2は有利には0ボルトと10ボルトとの間の領域にあることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 第2の期間t2に対する第1の期間t1の比は第1の測定電圧U1と第2の測定電圧U2との間の電圧差によって決定されることを特徴とする、請求項1〜3のうちの少なくとも1項記載の方法。
- 電圧U1、U2は収集電圧であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 電圧U1、U2は電極構造物(3、4;8)に印加され、出来るだけ強い不均一な電界(6)がセンサエレメント(1)の側面(1.1)に形成されることを特徴とする、請求項1〜7のうちの少なくとも1項記載の方法。
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