DE102007002205B4 - Vorrichtung zum Erfassen von Partikeln in einem Gasströmungsstrahl - Google Patents

Vorrichtung zum Erfassen von Partikeln in einem Gasströmungsstrahl Download PDF

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Abstract

Partikelsensor (110) zum Erfassen des Vorhandenseins von Partikeln in einem Gasströmungsstrahl (122), wobei der Partikelsensor (110) umfasst: ein Gehäuse (130) mit einem Strömungsteiler (135), um einen ersten Strömungsweg (140) und einen zweiten Strömungsweg (145) bereitzustellen; eine Heizvorrichtung (150), die angeordnet und gestaltet ist, um ein gleichmäßiges Heizen der zwei Strömungswege (140, 145) bereitzustellen; einen stromabwärts der Heizvorrichtung (150) in dem ersten Strömungsweg (140) angeordneten ersten Temperatursensor (155); einen stromabwärts der Heizvorrichtung (150) in dem zweiten Strömungsweg (145) angeordneten zweiten Temperatursensor (160); und einen in dem zweiten Strömungsweg (145) angeordneten Feinfilter (165), wobei der Feinfilter (165) gestaltet ist, um kohlenstoffhaltige Partikel aufzufangen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Abgassysteme und insbesondere eine Vorrichtung zum Erfassen von Partikeln in einem Gasströmungsstrahl eines Dieselabgassystems.
  • Dieselabgassysteme verwenden typischerweise einen Dieselpartikelfilter (DPF), um Ruß aufzufangen, bevor die Abgase an die Umwelt abgegeben werden. In dem Fall, dass ein DPF zerbrochen oder auf andere Weise beschädigt wird, kann jedoch etwas von dem Ruß in dem Abgas in die Umgebung gelangen. Bei einer Anstrengung, die Eindämmung von Ruß in Dieselabgassystemen zu verbessern, ist es wünschenswert, zu wissen, ob und wann unerwünschter Ruß durch den DPF hindurchtritt. Einige Verfahren zum Erfassen einer derartigen Gegebenheit verwenden Drucksensoren, aber diese Techniken sind vielleicht nicht empfindlich genug, um strengere Umweltvorschriften zu erfüllen.
  • Dementsprechend gibt es auf dem Gebiet einen Bedarf an einem Partikelsensor, der diese Missstände überwindet.
  • Die US 3,392,573 offenbart eine Vorrichtung zum Testen von Partikelfiltern, welche zwei parallel verlaufende Strömungspfade aufweist. In einem der Strömungspfade ist ein zu testender Partikelfilter angeordnet, während der andere Strömungspfad eine Umgehungsleitung bereitstellt. Ein Gasstrom wird mit Partikeln angereichert und zeitlich nacheinander den beiden Strömungspfaden zugeführt. Die Partikel werden elektrostatisch aufgeladen und die Ladung des Gasstroms wird mittels eines Elektrometers gemessen.
  • In der US 6,205,842 B1 ist eine Vorrichtung zum Bestimmen der Masse von Partikeln in einem Gasstrom offenbart. Es sind zwei parallel verlaufende Strömungspfade mit jeweils einem zugehörigen Massendetektor vorgesehen, denen abwechselnd ein partikelbeladener und ein partikelfreier Gasstrom zugeführt wird.
  • Die US 4,633,706 offenbart ein System zum Messen der in einem Abgasstrom eines Dieselmotors enthaltenen Partikelmenge. Dem Abgasstrom werden mittels jeweiliger Probenrohre zwei Teilströme entnommen, wobei einer der Teilströme durch einen Rußfilter und der andere Teilstrom durch einen Filter für organisch lösliche Partikel geleitet wird. Der Druckabfall über den jeweiligen Filter wird gemessen, um so die Partikelzusammensetzung zu ermitteln.
  • Aus der DE 39 35 149 A1 ist eine Vorrichtung zum Messen des Rußgehalts in Abgasen bekannt, welche einen zweigeteilten Abgaskanal aufweist. In den Teilkanälen ist jeweils eine Sonde zum Erfassen des Sauerstoffgehalts des Abgases vorgesehen. In einen der Teilkanäle ist ferner ein beheizbarer Rußfilter eingesetzt.
  • Die US 5,096,834 offenbart eine Vorrichtung zur Bestimmung des Partikelgehalts in Abgasen. Um den Anteil an löslichem organischem Material zu ermitteln, wird der Abgasstrom in zwei Teilströme aufgeteilt, wobei einer der Teilströme in Gegenwart eines Oxidationskatalysators aufgeheizt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Partikelsensor bereitzustellen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Partikelsensor zum Erfassen des Vorhandenseins von Partikeln in einem Gasströmungsstrahl. Der Partikelsensor umfasst ein Gehäuse mit einem Strömungsteiler, um einen ersten Strömungsweg und einen zweiten Strömungsweg bereitzustellen. Eine Heizvorrichtung ist angeordnet und gestaltet, um ein gleichmäßiges Heizen der zwei Strömungswege bereitzustellen. Ein erster Temperatursensor ist stromabwärts der Heizvorrichtung in dem ersten Strömungsweg angeordnet. Ein zweiter Temperatursensor ist stromabwärts der Heizvorrichtung in dem zweiten Strömungsweg angeordnet. Ein Feinfilter ist in dem zweiten Strömungsweg angeordnet und gestaltet, um kohlenstoffhaltige Partikel aufzufangen.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Abgassystem für ein dieselbetriebenes Fahrzeug. Das Abgassystem umfasst einen Dieselpartikelfilter (DPF), der angeordnet ist, um Dieselabgas zu empfangen, einen stromabwärts des DPF angeordneten Partikelsensor und eine in Signalkommunikation mit dem Partikelsensor angeordnete Steuereinrichtung. Der Partikelsensor ist wie oben dargelegt gestaltet. Die Steuereinrichtung ist gestaltet, um ein Onboard-Diagnose-Signal in Ansprechen auf eine Temperaturdifferenz bereitzustellen, die durch die zwei Temperatursensoren erfasst wurde und die einen definierten Schwellenwert übersteigt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Unter Bezugnahme auf die beispielhaften Zeichnungen, worin gleiche Elemente gleich nummeriert sind, stellen in den beigefügten Figuren dar:
  • 1 ein Abgassystem zur Verwendung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Blockschaltbildform;
  • 2 einen Partikelsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in schematischer Form;
  • 3 den Partikelsensor von 2 mit einem unterschiedlichen Gasströmungsmuster;
  • 4 eine Querschnittsansicht eines Teilbereichs des Partikelsensors von 2;
  • 5 eine andere Querschnittsansicht eines Teilbereichs des Partikelsensors von 2; und
  • 6 und 7 eine alternative Ausführungsform des Partikelsensors von 2 bzw. 3.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform der Erfindung stellt einen Partikelsensor zur Verwendung in einem Dieselabgassystem zum Erfassen des Vorhandenseins von Ruß zur Verfügung, der durch einen stromaufwärts in dem Abgassystem befindlichen Dieselpartikelfilter hindurch entwichen sein kann. Bei einer Ausführungsform weist der Partikelsensor zwei Strömungswege auf, die gestaltet sind, um die Strömungsrichtung in Abhängigkeit des Rußgehalts in der Abgasströmung zu ändern, um zwei gleiche Temperaturmesswerte bei Nichtvorhandensein von Rußgehalt in der Abgasströmung zu erzeugen und um zwei verschiedene Temperaturmesswerte bei einem Vorhandensein von Rußgehalt in der Abgasströmung zu erzeugen, wodurch ein Mittel zum Erfassen des Vorhandenseins von Ruß in der Gasströmung ermöglicht wird.
  • 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Dieselabgassystems 100 mit einem Dieselpartikelfilter (DPF) 105, einem stromabwärts des DPF 105 angeordneten Partikelsensor (PS) 110 und einer Steuereinrichtung 116 in Signalkommunikation mit dem PS 110. Der DPF 105 ist so in dem Abgassystem 100 angeordnet, dass er Dieselabgas empfängt, veranschaulicht durch den Pfeil 120, und gefiltertes Abgas 122 an den PS 110 liefert. Die Steuereinrichtung 115 ist gestaltet, um eine Temperaturinformation von dem PS 110 zu empfangen und in dem Fall, dass eine Temperaturdifferenz von dem PS 110 einen definierten Schwellenwert übersteigt, ein Onboard-Diagnose-Signal zu erzeugen, dargestellt durch den Pfeil 125.
  • Nun auf 2 Bezug nehmend ist eine Ausführungsform des Partikelsensors 110 in schematischer Ansicht dargestellt. Ein Gehäuse 130 mit einem darin angeordneten Strömungsteiler 135 sorgt für einen ersten Strömungsweg 150 und für einen zweiten Strömungsweg 145. Eine Heizvorrichtung 150 ist angeordnet und gestaltet, um ein gleichmäßiges Heizen der zwei Strömungswege 140, 145 bereitzustellen. Bei einer Ausführungsform ist die Heizvorrichtung 150 an dem Strömungsteiler 135 angeordnet. Ein erster Temperatursensor 155 ist stromabwärts der Heizvorrichtung 150 in dem ersten Strömungsweg 140 angeordnet, und ein zweiter Temperatursensor 160 ist stromabwärts der Heizvorrichtung 150 in dem zweiten Strömungsweg 145 angeordnet. Ein Feinfilter 165 ist in dem zweiten Strömungsweg 145 angeordnet und gestaltet, um kohlenstoffhaltige Partikel aufzufangen, die in dem gefilterten Abgasströmungsstrahl 122 vorhanden sein können.
  • Bei einer Ausführungsform ist ein Grobfilter 170 in dem ersten Strömungsweg 140 angeordnet und gestaltet, um für eine messbare Strömungsdrosselung zu sorgen, aber den Durchtritt von kohlenstoffhaltigen Partikeln zu ermöglichen.
  • Bei einer Ausführungsform ist der Feinfilter 165 nahe dem Eingang des zweiten Strömungswegs 145 angeordnet, er kann aber auch nahe dem Ausgang des zweiten Strömungswegs 145 angeordnet sein, wie in 6 (mit sauberen Filter) und 7 (mit Ruß an dem Feinfilter) dargestellt ist.
  • Bei einer Ausführungsform ist der Grobfilter 170 nahe dem Eingang des ersten Strömungswegs 140 angeordnet, er kann aber auch nahe dem Ausgang des ersten Strömungswegs 145 angeordnet sein, wie ebenfalls in 6 und 7 dargestellt ist.
  • Die Dicken des Grobfilters 170 und des Feinfilters 165 sind so bemessen, dass sie bei Nichtvorhandensein irgendwelcher aufgefangener kohlenstoffhaltiger Partikel an dem Feinfilter 165 für eine gleiche Strömungsdrosselung in dem ersten und dem zweiten Strömungsweg 140 bzw. 145 sorgen, wodurch es ermöglicht wird, den Partikelsensor 110 zu kalibrieren. Während es nicht nötig sein muss, einen Grobfilter 170 in den Partikelsensor 110 einzubinden, ermöglicht die Verwendung eines Grobfilters 170 eine leichtere Kalibrierung des Partikelsensors 110.
  • In Ansprechen auf ein Nichtvorhandensein von kohlenstoffhaltigen Partikeln in dem Gasströmungsstrahl 122 ist eine gleiche Strömung in den zwei Strömungswegen 140, 145 vorhanden, und die Heizvorrichtung 150 heizt die Gase darin g1eichmäßig. Daher ist die durch den ersten Temperatursensor 155 erfasste Temperatur gleich der durch den zweiten Temperatursensor 160 erfassten Temperatur.
  • In Ansprechen auf das Vorhandensein von kohlenstoffhaltigen Partikeln in dem Gasströmungsstrahl 122 werden Rußpartikel durch den Feinfilter 165, aber nicht durch den Grobfilter 170 herausgefiltert, wodurch die Strömung durch den Feinfilter 165 gedrosselt wird und bewirkt wird, dass mehr Strömung durch den Grobfilter 170 hindurchtritt. Daher wird der erste Strömungsweg 140 eine größere Strömung als der zweite Strömungsweg 145 aufweisen, was zur Folge hat, dass die durch den ersten Temperatursensor 155 erfasste Temperatur größer ist als die durch den zweiten Temperatursensor 160 erfasste Temperatur.
  • Eine Folge davon, dass der Feinfilter 165 mit Ruß verstopft und der Grobfilter 170 nicht, besteht darin, dass die resultierende Differenz zwischen der durch den ersten Temperatursensor 155 erfassten Temperatur und der durch den zweiten Temperatursensor 160 erfassten Temperatur eine Funktion des Rußgehalts in dem Gasströmungsstrahl 122 ist. Durch Überwachen dieser Temperaturdifferenz kann ermittelt werden, ob der DPF 105 Ruß entweichen lässt oder nicht.
  • 3 stellt eine Änderung der Strömungsrichtung, Pfeile 175, als eine Folge eines verstopften oder teilweise verstopfen Feinfilters 165' dar (eine Rußschicht 200 ist durch eine durchgehende schwarze vertikale Linie dargestellt). Lange Pfeile 180 und kurze Pfeile 185 stellen eine größere Strömung in dem ersten Strömungsweg 140 im Vergleich zu dem zweiten Strömungsweg 145 dar.
  • Die Heizvorrichtung 150 ist bei einer Ausführungsform eine Heißfilm-Heizvorrichtung, ähnlich der in einem Heißfilm-Luftmassenmesser angewendeten, und weist für deren Erregung elektrische Anschlüsse 190 auf, wie am besten unter Bezugnahme auf 4 zu sehen ist. Es ist jedoch einzusehen, dass eine beliebige Heizvorrichtung, die für die hierin offenbarten Zwecke geeignet ist, in dem Partikelsensor 110 angewendet werden kann.
  • Der Kommunikationsweg 195 zwischen den Temperatursensoren 155, 160 und der Steuereinrichtung 115 ist in den beiden 1 und 5 dargestellt. Bei einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 115 gestaltet, um in Ansprechen auf eine durch die zwei Temperatursensoren 155, 160 erfasste Temperaturdifferenz, die einen definierten Schwellenwert übersteigt, ein Onboard-Diagnose-Signal 125 bereitzustellen.
  • Wie zuvor diskutiert und in 6 und 7 dargestellt, können der Grob- und der Feinfilter 170, 165 nahe dem Ausgang jedes jeweiligen Strömungswegs 140, 145 angeordnet sein.
  • Eine Folge des Verwendens einer Ausführungsform der Erfindung ist der unerwartete Vorteil, nicht nur in der Lage zu sein, ein Vorhandensein von Ruß auf niedrigem Niveau in einer Abgasströmung zu detektieren, sondern auch in der Lage zu sein, eine Beziehung zwischen der erfassten Temperaturdifferenz und der Menge an Ruß in der Abgasströmung aufzustellen.
  • Wie offenbart, können einige Ausführungsformen der Erfindung einige der folgenden Vorteile aufweisen: die Fähigkeit, EPA-Vorschriften zu erfüllen, welche erfordern, dass alle emissionsbezogenen Einrichtungen mit einer Onboard-Diagnose-Fähigkeit ausgestattet sind; die Fähigkeit, ein niedriges Niveau von Partikelemissionen an der stromabwärts gelegenen Seite des DPF zu detektieren; die Fähigkeit, ein Signal zu erzeugen, das proportional der Menge an Ruß ist, die sich an dem Feinfilter ablagert, und deshalb der Menge an Ruß, die stromabwärts des DPF in dem Gasströmungsstrahl vorhanden ist; die Fähigkeit, eine Schwellenwert-Temperaturdifferenz zum Auslösen eines Onboard-Diagnose-Signals zu definieren; und die Gestaltungsflexibilität, in der Lage zu sein, den Grob- und den Feinfilter irgendwo in dem ersten und dem zweiten Strömungsweg anzuordnen.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute auf dem Gebiet verstehen, dass verschiedene Änderungen gemacht werden können und Elemente durch Äquivalente davon ersetzt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen gemacht werden, um eine bestimmte Situation oder ein Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Deshalb ist beabsichtigt, das die Erfindung nicht auf die bestimmte offenbarte Ausführungsform als die beste oder einzige Möglichkeit, die zum Ausführen dieser Erfindung betrachtet wird, beschränkt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen einschließt, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen. Ebenso wurden in den Zeichnungen und der Beschreibung beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung offenbart, und, obwohl spezielle Begriffe verwendet worden sein können, werden diese, wenn es nicht anders dargelegt ist, nur in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn verwendet und nicht für Zwecke der Einschränkung, weshalb der Umfang der Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Außerdem bezeichnet die Verwendung der Begriffe erstes, zweites, etc. nicht eine bestimmte Reihenfolge oder Bedeutung, sondern die Begriffe erstes, zweites, etc. werden eher verwendet, um ein Element von dem anderen zu unterscheiden. Darüber hinaus bezeichnet die Verwendung der Begriffe ein, eine, etc. nicht eine Beschränkung der Menge, sondern bezeichnet eher das Vorhandensein von mindestens einem des bezeichneten Elements.
  • Ein Partikelsensor 110 zum Erfassen des Vorhandenseins von Partikeln in einem Gasströmungsstrahl 122 wird offenbart. Der Partikelsensor 110 umfasst ein Gehäuse 130 mit einem Strömungsteiler 135, um einen ersten Strömungsweg 140 und einen zweiten Strömungsweg 145 bereitzustellen. Eine Heizvorrichtung 150 ist angeordnet und gestaltet, um ein gleichmäßiges Heizen der zwei Strömungswege 140, 145 bereitzustellen. Ein erster Temperatursensor 155 ist stromabwärts der Heizvorrichtung 150 in dem ersten Strömungsweg 140 angeordnet. Ein zweiter Temperatursensor 160 ist stromabwärts der Heizvorrichtung 150 in dem zweiten Strömungsweg 145 angeordnet. Ein Feinfilter 165 ist in dem zweiten Strömungsweg 145 angeordnet und gestaltet, um kohlenstoffhaltige Partikel aufzufangen.

Claims (12)

  1. Partikelsensor (110) zum Erfassen des Vorhandenseins von Partikeln in einem Gasströmungsstrahl (122), wobei der Partikelsensor (110) umfasst: ein Gehäuse (130) mit einem Strömungsteiler (135), um einen ersten Strömungsweg (140) und einen zweiten Strömungsweg (145) bereitzustellen; eine Heizvorrichtung (150), die angeordnet und gestaltet ist, um ein gleichmäßiges Heizen der zwei Strömungswege (140, 145) bereitzustellen; einen stromabwärts der Heizvorrichtung (150) in dem ersten Strömungsweg (140) angeordneten ersten Temperatursensor (155); einen stromabwärts der Heizvorrichtung (150) in dem zweiten Strömungsweg (145) angeordneten zweiten Temperatursensor (160); und einen in dem zweiten Strömungsweg (145) angeordneten Feinfilter (165), wobei der Feinfilter (165) gestaltet ist, um kohlenstoffhaltige Partikel aufzufangen.
  2. Partikelsensor (110) nach Anspruch 1, wobei der Feinfilter (165) nahe dem Eingang des zweiten Strömungswegs (145) angeordnet ist.
  3. Partikelsensor (110) nach Anspruch 1, wobei der Feinfilter (165) nahe dem Ausgang des zweiten Strömungswegs (145) angeordnet ist.
  4. Partikelsensor (110) nach Anspruch 1, der ferner umfasst: einen in dem ersten Strömungsweg (140) angeordneten Grobfilter (170), wobei der Grobfilter (170) gestaltet ist, um für eine messbare Strömungsdrosselung zu sorgen, aber den Durchtritt von kohlenstoffhaltigen Partikeln zu ermöglichen.
  5. Partikelsensor (110) nach Anspruch 4, wobei der Grobfilter (170) nahe dem Eingang des ersten Strömungswegs (140) angeordnet ist.
  6. Partikelsensor (110) nach Anspruch 4, wobei der Grobfilter (170) nahe dem Ausgang des ersten Strömungswegs (140) angeordnet ist.
  7. Partikelsensor (110) nach Anspruch 1, wobei die Heizvorrichtung (150) an dem Strömungsteiler (135) angeordnet ist.
  8. Partikelsensor (110) nach Anspruch 4, wobei: die Dicken des Grob- und des Feinfilters (170, 165) so bemessen sind, dass sie bei dem Nichtvorhandensein irgendwelcher aufgefangener kohlenstoffhaltiger Partikel für eine gleiche Strömungsdrosselung in dem ersten bzw. in dem zweiten Strömungsweg (140, 145) sorgen.
  9. Partikelsensor (110) nach Anspruch 1, wobei: die Gasströmung in dem zweiten Strömungsweg (145) im Ansprechen auf das Vorhandensein von kohlenstoffhaltigen Partikeln in dem Gasströmungsstrahl (122) geringer ist als die Gasströmung in dem ersten Strömungsweg (140).
  10. Partikelsensor (110) nach Anspruch 1, wobei: die Heizvorrichtung (150) eine Heißfilm-Heizvorrichtung ist.
  11. Partikelsensor (110) nach Anspruch 1, wobei: der erste und der zweite Strömungsweg (140, 145) eine gleiche Drosselung der Strömung aufweisen.
  12. Abgassystem (100) für ein dieselbetriebenes Fahrzeug, wobei das Abgassystem (100) umfasst: einen Dieselpartikelfilter (DPF) (105), der angeordnet ist, um Dieselabgas zu empfangen; einen stromabwärts des DPF (105) angeordneten Partikelsensor (110), und eine in Signalkommunikation mit dem Partikelsensor (110) angeordnete Steuereinrichtung (115); wobei der Partikelsensor (110) umfasst: ein Gehäuse (130) mit einem Strömungsteiler (135), um einen ersten Strömungsweg (140) und einen zweiten Strömungsweg (145) bereitzustellen; eine Heizvorrichtung (150), die angeordnet und gestaltet ist, um ein gleichmäßiges Heizen der zwei Strömungswege (140, 145) bereitzustellen; einen stromabwärts der Heizvorrichtung (150) in dem ersten Strömungsweg (140) angeordneten ersten Temperatursensor (155); einen stromabwärts der Heizvorrichtung (150) in dem zweiten Strömungsweg (145) angeordneten zweiten Temperatursensor (160); und einen in dem zweiten Strömungsweg (145) angeordneten Feinfilter (165), wobei der Feinfilter (165) gestaltet ist, um kohlenstoffhaltige Partikel aufzufangen; und wobei die Steuereinrichtung (115) gestaltet ist, um im Ansprechen auf eine durch die zwei Temperatursensoren (155, 160) erfasste Temperaturdifferenz, die einen definierten Schwellenwert übersteigt, ein Onboard-Diagnose-Signal bereitzustellen.
DE102007002205A 2006-01-19 2007-01-16 Vorrichtung zum Erfassen von Partikeln in einem Gasströmungsstrahl Active DE102007002205B4 (de)

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DE102007002205A Active DE102007002205B4 (de) 2006-01-19 2007-01-16 Vorrichtung zum Erfassen von Partikeln in einem Gasströmungsstrahl

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US (1) US7334401B2 (de)
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080190173A1 (en) * 2005-04-20 2008-08-14 Heraeus Sensor Technology Gmbh Soot Sensor
US7765792B2 (en) * 2005-10-21 2010-08-03 Honeywell International Inc. System for particulate matter sensor signal processing
US8151560B2 (en) * 2005-12-06 2012-04-10 Ford Global Technologies, Llc System and method for monitoring particulate filter performance
US7628007B2 (en) * 2005-12-21 2009-12-08 Honeywell International Inc. Onboard diagnostics for anomalous cylinder behavior
JP4172497B2 (ja) * 2006-05-15 2008-10-29 トヨタ自動車株式会社 排気微粒子の測定装置
DE102006041478A1 (de) * 2006-09-05 2008-03-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung einer Rußkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine
US7870779B2 (en) * 2007-04-24 2011-01-18 Thermo King Corporation Structure and method to verify diesel particulate filter operation
US20080282682A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-20 Honeywell International Inc. Integrated DPF loading and failure sensor
DE102008047369A1 (de) * 2008-09-15 2010-04-15 Heraeus Sensor Technology Gmbh Epitaktischer Rußsensor
FR2939692B1 (fr) * 2008-12-16 2011-01-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Organe de depollution associe a un moyen de determination de temperature
US8650857B2 (en) * 2009-01-16 2014-02-18 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and method for onboard performance monitoring of exhaust gas particulate filter
US20110232362A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Caterpillar Inc. Detection of exhaust filter effectiveness
JP5408070B2 (ja) * 2010-08-06 2014-02-05 株式会社デンソー センサ制御装置
AU2011348158B2 (en) 2010-12-23 2016-04-28 Caterpillar Inc. Method and apparatus for measuring ash deposit levels in a particulate filter
US8813557B2 (en) * 2011-04-12 2014-08-26 Bosch Automotive Service Solutions Llc Diesel particulate filter flow rate measuring apparatus and method
US8671736B2 (en) * 2011-05-26 2014-03-18 Emisense Technologies, Llc Agglomeration and charge loss sensor for measuring particulate matter
AT509962B1 (de) * 2011-09-12 2015-05-15 Avl List Gmbh Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der konzentration von aerosolen in heissen gasen, insbesondere in abgasen von verbrennungskraftmaschinen
JP5752067B2 (ja) * 2012-02-14 2015-07-22 株式会社堀場製作所 排ガスサンプリング装置
DE102014211902A1 (de) * 2014-06-20 2015-12-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Partikelfilters, Abgasanlage und Messvorrichtung
WO2019214433A1 (zh) * 2018-05-09 2019-11-14 江苏日盈电子股份有限公司 车用空气质量传感器和车用空气质量检测系统
US11813926B2 (en) 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
US11636870B2 (en) 2020-08-20 2023-04-25 Denso International America, Inc. Smoking cessation systems and methods
US11760169B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Particulate control systems and methods for olfaction sensors
US11881093B2 (en) 2020-08-20 2024-01-23 Denso International America, Inc. Systems and methods for identifying smoking in vehicles
US11828210B2 (en) 2020-08-20 2023-11-28 Denso International America, Inc. Diagnostic systems and methods of vehicles using olfaction
US11932080B2 (en) 2020-08-20 2024-03-19 Denso International America, Inc. Diagnostic and recirculation control systems and methods
US12017506B2 (en) 2020-08-20 2024-06-25 Denso International America, Inc. Passenger cabin air control systems and methods
US11760170B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Olfaction sensor preservation systems and methods

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3392573A (en) * 1966-09-07 1968-07-16 Atomic Energy Commission Usa Aerosol filter test device
US4633706A (en) * 1983-11-01 1987-01-06 Nippon Soken, Inc. System for measuring amount of particulates exhausted from vehicle engine
DE3935149A1 (de) * 1989-10-21 1991-05-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren und messanordnung zur bestimmung des russgehaltes in abgasen
US5096834A (en) * 1988-09-30 1992-03-17 Agency Of Industrial Science And Technology Method for determination of concentration of smoke and apparatus therefor
US5117673A (en) * 1987-05-19 1992-06-02 AVL Gesellschaft fur Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik m.b.H. Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Process and device for determining the soot content of combustion gases
US6205842B1 (en) * 1999-02-02 2001-03-27 Rupprecht & Patashnick Company, Inc. Differential particulate mass monitor with intrinsic correction for volatilization losses
US20060117839A1 (en) * 2004-12-02 2006-06-08 General Electric Company Microdebris monitor
AT501386A1 (de) * 2003-08-11 2006-08-15 Univ Graz Tech Russsensor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2913866A1 (de) * 1979-04-06 1980-10-23 Bosch Gmbh Robert Messfuehler fuer die bestimmung von bestandteilen in stroemenden gasen
US4656832A (en) * 1982-09-30 1987-04-14 Nippondenso Co., Ltd. Detector for particulate density and filter with detector for particulate density
DE3304846A1 (de) * 1983-02-12 1984-08-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur detektion und/oder messung des partikelgehalts in gasen
DE19847303B4 (de) 1998-10-14 2006-11-30 Robert Bosch Gmbh Sensorelement mit antiadhäsiver Oberflächenbeschichtung
US6634210B1 (en) * 2002-04-17 2003-10-21 Delphi Technologies, Inc. Particulate sensor system
US6971258B2 (en) * 2003-12-31 2005-12-06 Honeywell International Inc. Particulate matter sensor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3392573A (en) * 1966-09-07 1968-07-16 Atomic Energy Commission Usa Aerosol filter test device
US4633706A (en) * 1983-11-01 1987-01-06 Nippon Soken, Inc. System for measuring amount of particulates exhausted from vehicle engine
US5117673A (en) * 1987-05-19 1992-06-02 AVL Gesellschaft fur Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik m.b.H. Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Process and device for determining the soot content of combustion gases
US5096834A (en) * 1988-09-30 1992-03-17 Agency Of Industrial Science And Technology Method for determination of concentration of smoke and apparatus therefor
DE3935149A1 (de) * 1989-10-21 1991-05-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren und messanordnung zur bestimmung des russgehaltes in abgasen
US6205842B1 (en) * 1999-02-02 2001-03-27 Rupprecht & Patashnick Company, Inc. Differential particulate mass monitor with intrinsic correction for volatilization losses
AT501386A1 (de) * 2003-08-11 2006-08-15 Univ Graz Tech Russsensor
US20060117839A1 (en) * 2004-12-02 2006-06-08 General Electric Company Microdebris monitor

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Publication number Publication date
US20070163233A1 (en) 2007-07-19
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