DE102017207800A1

DE102017207800A1 - particle sensor

Info

Publication number: DE102017207800A1
Application number: DE102017207800.6A
Authority: DE
Inventors: Radoslav Rusanov; Juergen Rapp; Imke Heeren
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2018-11-15

Abstract

Rußpartikelsensor (100) mit einer Partikel-Auflade-Einrichtung (108) zum Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom, und mindestens einer Sensorelektrode (110) zur Erfassung von Information über einen elektrischen Ladungsstrom, der durch Partikel aus dem Fluidstrom verursacht wird, die in einem Fluidrohr (102) mittels der Partikel-Auflade-Einrichtung (108) aufgeladen wurden, wobei die Sensorelektrode (110) an einem Kanal (112) angeordnet ist, der ausgebildet ist, über eine erste Öffnung (114) für einströmendes Fluid (106) und über eine zweite Öffnung (116) für ausströmendes Fluid (106) um mit dem Fluidrohr (102) zu kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel-Auflade-Einrichtung (108) stromaufwärts der ersten Öffnung (114) am Fluidrohr angeordnet ist.

A soot particle sensor (100) having a particle charging device (108) for charging particles in a fluid flow, and at least one sensor electrode (110) for detecting information about an electric charge flow caused by particles from the fluid flow flowing in one Fluid pipe (102) were charged by means of the particle charging device (108), wherein the sensor electrode (110) is arranged on a channel (112) which is formed via a first opening (114) for inflowing fluid (106) and via a second opening (116) for outflowing fluid (106) to communicate with the fluid tube (102), characterized in that the particle charging device (108) is arranged upstream of the first opening (114) on the fluid tube.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Partikelsensor.The invention relates to a particle sensor.

Herkömmliche Rußpartikelsensoren sind beispielsweise Hochspannungspartikelsensoren die auf einem Ladungsmessungsprizip basieren. Dabei werden Partikel, beispielsweise Rußpartikel, über eine Korona-Entladung aufgeladen. Anschließend wird eine elektrische Ladung dieser Partikel oder ein elektrischer Strom, den die Partikel verursachen, gemessen. WO 2012/089922 A1 offenbart einen derartigen Sensor. WO 2013/125181 A1 offenbart eine Sensoreinheit für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. Wünschenswert ist es demgegenüber, für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, einen besonders zuverlässigen Rußpartikelsensor bereitzustellen.Conventional soot particle sensors are, for example, high-voltage particle sensors based on a charge-measuring principle. In the process, particles, for example soot particles, are charged via a corona discharge. Subsequently, an electric charge of these particles or an electric current caused by the particles is measured. WO 2012/089922 A1 discloses such a sensor. WO 2013/125181 A1 discloses a sensor unit for use in motor vehicles. In contrast, it is desirable to provide a particularly reliable soot particle sensor for use in a motor vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch den Partikelsensor nach Anspruch 1 gelöst. Dieser umfasst eine Partikel-Auflade-Einrichtung zum Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom, und mindestens einer Sensorelektrode zur Erfassung von Information über eine elektrische Ladung, die durch Partikel aus dem Fluidstrom verursacht wird, die in einem Fluidrohr mittels der Partikel-Auflade-Einrichtung aufgeladen wurden, wobei die Sensorelektrode an einem Kanal angeordnet ist, der ausgebildet ist, über eine erste Öffnung für einströmendes Fluid und über eine zweite Öffnung für ausströmendes Fluid um mit dem Abgasrohr zu kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel-Auflade-Einrichtung stromaufwärts der ersten Öffnung am Fluidrohr angeordnet ist Die Partikel-Auflade-Einrichtung ist beispielsweise als eine Zündkerze außerhalb eines Gehäuses für die Sensorelektrode direkt am Abgasrohr angeordnet.This object is achieved by the particle sensor according to claim 1. This includes a particle charging device for charging particles in a fluid stream, and at least one sensor electrode for detecting information about an electrical charge caused by particles from the fluid stream being charged in a fluid tube by means of the particle charging device with the sensor electrode disposed on a channel formed to communicate with the exhaust pipe via a first opening for incoming fluid and via a second opening for outflowing fluid, characterized in that the particle charging device is upstream of the first Opening is arranged on the fluid pipe. The particle charging device is arranged, for example, as a spark plug outside a housing for the sensor electrode directly on the exhaust pipe.

Vorteilhafterweise umfasst die Partikel-Auflade-Einrichtung eine Hochspannungselektrode zur Erzeugung einer Korona-Entladung. Die Korona-Entladung ermöglicht eine Aufladung von Partikeln oder Luft aus dem Abgasstrom in einem Raum um die Hochspannungselektrode. Damit werden zum einen Partikel direkt beim durchströmen eines Raumes geladen, in dem die Korona-Entladung stattfindet. Zum anderen werden Partikel über aufgeladene Luft geladen, wobei die Luft direkt beim durchströmen des Raumes geladen wurde. Dies verbessert insgesamt die Wirksamkeit der Aufladung.Advantageously, the particle charging device comprises a high voltage electrode for generating a corona discharge. The corona discharge allows charging of particles or air from the exhaust stream in a space around the high voltage electrode. Thus, on the one hand, particles are charged directly as they flow through a space in which the corona discharge takes place. On the other hand, particles are charged via charged air, with the air being charged directly as it flows through the room. This overall improves the efficiency of charging.

Vorteilhafterweise ragt die Hochspannungselektrode zumindest teilweise in das Abgasrohr hinein. Mit dieser Anordnung findet die Korona-Entladung im Abgasrohr statt. Das Abgas gelangt somit besonders gut in den Raum in dem die Korona-Entladung stattfindet. Damit werden Partikel aus dem Abgas besonders zuverlässig aufgeladen.Advantageously, the high-voltage electrode protrudes at least partially into the exhaust pipe. With this arrangement, the corona discharge takes place in the exhaust pipe. The exhaust gas thus gets particularly well into the room where the corona discharge takes place. This particles are charged from the exhaust particularly reliable.

Vorteilhafterweise ist die Hochspannungselektrode mittels eines Isolators am Abgasrohr angeordnet. Dies erhöht die Betriebssicherheit, da die Hochspannung zuverlässig vom Abgastrakt isoliert wird.Advantageously, the high-voltage electrode is arranged by means of an insulator on the exhaust pipe. This increases the reliability because the high voltage is reliably isolated from the exhaust system.

Vorteilhafterweise ist der Isolator mit dem Abgasrohr über eine lösbare Verbindung verbindbar. Die erleichtert die Wartbarkeit durch einfachen Austausch der Hochspannungselektrode.Advantageously, the insulator is connectable to the exhaust pipe via a releasable connection. This facilitates maintainability by simply replacing the high voltage electrode.

Vorteilhafterweise ist die erste Öffnung zumindest abschnittsweise zwischen der Partikel-Auflade-Einrichtung und der zweiten Öffnung angeordnet. Dies ermöglicht die Nutzung des Venturi-Effekts, um Abgas zur Sensorelektrode zu führen. Die Führung des Abgases ins Innere des Sensorkörpers zur Sensorelektrode geschieht auch über Staudruck an der ersten Öffnung und über ein Unterdruck an der zweiten Öffnung, welcher über die dort herrschende höhere Abgasgeschwindigkeit verursacht wird.Advantageously, the first opening is arranged at least in sections between the particle charging device and the second opening. This allows the use of the Venturi effect to lead exhaust gas to the sensor electrode. The guidance of the exhaust gas into the interior of the sensor body to the sensor electrode is also done via back pressure at the first opening and a negative pressure at the second opening, which is caused by the prevailing there higher exhaust gas velocity.

Vorteilhafterweise umfasst der Partikelsensor einen Mantel, der sich entlang einer Achse erstreckt und den Partikelsensor in radialer Richtung bezüglich der Achse zumindest abschnittsweise umgibt. Der Mantel schützt den Partikelsensor vor Umwelteinflüssen und dient der Führung des Abgasflusses durch den Sensor.Advantageously, the particle sensor comprises a jacket which extends along an axis and at least partially surrounds the particle sensor in the radial direction with respect to the axis. The jacket protects the particle sensor from environmental influences and serves to guide the flow of exhaust gas through the sensor.

Vorteilhafterweise ist am Partikelsensor ein Sensorkörper angeordnet, der in radialer Richtung zumindest abschnittsweise vom Mantel umgeben ist, und der vorzugsweise den Mantel axial zumindest auf einer Seite des Mantels überragt.Advantageously, a sensor body is arranged on the particle sensor, which is surrounded in the radial direction at least in sections by the jacket, and which preferably projects beyond the jacket axially at least on one side of the jacket.

Vorteilhafterweise ist am Partikelsensor eine Einlass-Kanal mit einer Eintrittsöffnung zwischen Mantel und Sensorkörper angeordnet, wobei im Sensorkörper ein Kanal für den Fluss des Fluids durch den Sensorkörper zu einer Austrittsöffnung angeordnet ist.Advantageously, an inlet channel with an inlet opening between the jacket and the sensor body is arranged on the particle sensor, wherein a channel for the flow of the fluid through the sensor body to an outlet opening is arranged in the sensor body.

Vorteilhafterweise trägt der Sensorkörper die Sensorelektrode, die als Ring radial auf der inneren Wand oder Oberfläche im Kanal des Sensorkörpers angeordnet ist, so dass das Fluid und geladenen Partikel durch den Ring der Sensorelektrode führbar ist, wobei der Sensorkörper mindestens ein Paar Trap- und Gegenelektroden trägt, die radial auf der inneren Wand oder Oberfläche im Kanal in gegenüber voneinander angeordneten Teilabschnitten der Wand oder Oberfläche insbesondere in elliptischen oder kreisförmigen Ringen angeordnet sind. Dies reduziert die Anzahl der Komponenten des Partikelsensors.Advantageously, the sensor body carries the sensor electrode, which is arranged as a ring radially on the inner wall or surface in the channel of the sensor body, so that the fluid and charged particles can be guided through the ring of the sensor electrode, wherein the sensor body carries at least one pair of trap and counter electrodes which are arranged radially on the inner wall or surface in the channel in opposite sections of the wall or surface, in particular in elliptical or circular rings. This reduces the number of components of the particle sensor.

Vorteilhafterweise trägt der Sensorkörper an einer Außenwand des Sensorkörpers eine Trap-Elektrode. Advantageously, the sensor body carries a trap electrode on an outer wall of the sensor body.

Vorteilhafterweise ist die Trap-Elektrode zumindest abschnittsweise in einem Bereich angeordnet, in dem der Mantel den Sensorkörper umgibt, wobei der Mantel eine Masseelektrode bildet.Advantageously, the trap electrode is arranged at least in sections in a region in which the jacket surrounds the sensor body, wherein the jacket forms a ground electrode.

Vorteilhafterweise erstreckt sich die Trap-Elektrode entlang der Achse und ragt axial über den Mantel hinaus.Advantageously, the trap electrode extends along the axis and projects axially beyond the jacket.

Vorteilhafterweise sind das Fluid ein Abgas und die Partikel Ruß.Advantageously, the fluid is an exhaust gas and the particles are soot.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

1 schematisch Teile einer Anordnung eines Partikelsensors an einem Fluidrohr,
2 schematisch Teile einer ersten Ausführungsform einer Sensoreinheit des Partikelsensors,
3 schematisch Teile einer zweiten Ausführungsform der Sensoreinheit des Partikelsensors.

Further advantageous embodiments will become apparent from the following description and the drawings. In the drawing shows

1 schematically parts of an arrangement of a particle sensor on a fluid pipe,
2 schematically parts of a first embodiment of a sensor unit of the particle sensor,
3 schematically parts of a second embodiment of the sensor unit of the particle sensor.

1 zeigt schematisch Teile einer Anordnung eines Partikelsensors 100 an einem Fluidrohr 102. Die Folgende Beschreibung bezieht sich auf einen Rußpartikelsensor 100 in einem Abgasrohr 102. Der Partikelsensor kann auch für andere Partikel und andere Fluide verwendet werden. 1 schematically shows parts of an arrangement of a particle sensor 100 on a fluid pipe 102 , The following description refers to a soot particle sensor 100 in an exhaust pipe 102 , The particle sensor can also be used for other particles and other fluids.

Das Abgasrohr 102 ist beispielsweise ein zylindrisches Rohr. Es können auch andere Formen, beispielsweise mit ovalem Querschnitt vorgesehen sein. In 1 ist eine Wand 104 dargestellt, an der der Rußpartikelsensor 100 befestigt ist. Das Abgasrohr 102 ist beispielsweise in einem Abgastrakt eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Damit können die Rußpartikel in einem Abgas 106 einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine beispielsweise nach Massenkonzentration je Volumen oder als Gesamtmasse oder nach Anzahlkonzentration je Volumen bestimmt werden.The exhaust pipe 102 is for example a cylindrical tube. It can also be provided other shapes, for example with an oval cross-section. In 1 is a wall 104 shown at the soot particle sensor 100 is attached. The exhaust pipe 102 is arranged for example in an exhaust tract of a motor vehicle. This allows the soot particles in an exhaust gas 106 an internal combustion engine driving the motor vehicle can be determined, for example, by mass concentration per volume or as total mass or by number concentration per volume.

Der Rußpartikelsensors 100 umfasst eine Partikel-Auflade-Einrichtung 108 zum Aufladen von Partikeln in einem Abgasstrom, und mindestens eine Sensorelektrode 110 zur Erfassung von Information über eine elektrische Ladung, die durch vorbeifliegende Partikel aus dem Abgasstrom verursacht wird, die in dem Abgasrohr 102 mittels der Partikel-Auflade-Einrichtung 108 aufgeladen wurden.The soot particle sensor 100 includes a particle charging device 108 for charging particles in an exhaust stream, and at least one sensor electrode 110 for detecting information about an electric charge caused by passing particles from the exhaust gas flow in the exhaust pipe 102 by means of the particle-charging device 108 were charged.

Die die Sensorelektrode 110 ist an einem Kanal 112 angeordnet, der über eine erste Öffnung 114 für einströmendes Abgas und über eine zweite Öffnung 116 für ausströmendes Abgas mit dem Abgasrohr 102 kommuniziert.The the sensor electrode 110 is on a canal 112 arranged over a first opening 114 for incoming exhaust gas and a second opening 116 for outflowing exhaust gas with the exhaust pipe 102 communicated.

Die Partikel-Auflade-Einrichtung 108 ist stromaufwärts der ersten Öffnung 114 am Abgasrohr 102 angeordnet. Die Partikel-Auflade-Einrichtung 108 ist beispielsweise als eine Zündkerze außerhalb eines Gehäuses für die Sensorelektrode 110 direkt am Abgasrohr 102, vorzugsweise an der Wand 104, angeordnet. Die Wand 104 weist dazu eine Öffnung auf, durch die die Partikel-Auflade-Einrichtung 108 in das Abgasrohr 102 hineinragen. Die Verbindung zwischen Partikel-Auflade-Einreichtung 108 und der Wand 104 ist vorzugsweise abgasdicht und lösbar. Dies verbessert die Wartbarkeit .The particle charging device 108 is upstream of the first opening 114 at the exhaust pipe 102 arranged. The particle charging device 108 is, for example, as a spark plug outside a housing for the sensor electrode 110 directly on the exhaust pipe 102 , preferably on the wall 104 arranged. The wall 104 has an opening through which the particle charging device 108 in the exhaust pipe 102 protrude. The connection between particle charging input 108 and the wall 104 is preferably gas-tight and detachable. This improves the maintainability.

Vorteilhafterweise umfasst die Partikel-Auflade-Einrichtung 108 eine Hochspannungselektrode 118 zur Erzeugung einer Korona-Entladung 120. Die Korona-Entladung 120 ermöglicht eine Aufladung von Partikeln oder Luft aus dem Abgasstrom in einem Raum um die Hochspannungselektrode 118. Damit werden zum einen Partikel direkt beim durchströmen eines Raumes geladen, in dem die Korona-Entladung 120 stattfindet. Zum anderen werden Partikel über aufgeladene Luft geladen, wobei die Luft direkt beim durchströmen des Raumes geladen wurde.Advantageously, the particle charging device comprises 108 a high voltage electrode 118 for generating a corona discharge 120 , The corona discharge 120 allows charging of particulate matter or air from the exhaust stream in a space around the high voltage electrode 118 , Thus, on the one hand particles are charged directly when flowing through a room in which the corona discharge 120 takes place. On the other hand, particles are charged via charged air, with the air being charged directly as it flows through the room.

Die Hochspannungselektrode 118 ragt zumindest teilweise in das Abgasrohr 102 hinein. Mit dieser Anordnung findet die Korona-Entladung 120 im Abgasrohr 102 statt. Das Abgas 106 gelangt somit besonders gut in den Raum in dem die Korona-Entladung 120 stattfindet. Damit werden Partikel aus dem Abgas 102 besonders zuverlässig aufgeladen. Die Hochspannungselektrode 118 ist beispielsweise mittels eines Isolators 122 am Abgasrohr angeordnet. Durch den Isolator wird die Hochspannungselektrode 118 über eine gegenüber der Umgebung isolierte, elektrisch leitende Verbindung 124 mit einer Hochspannungsversorgung 126 verbunden. Die Hochspannung wird hierdurch zuverlässig vom Abgastrakt isoliert.The high voltage electrode 118 protrudes at least partially into the exhaust pipe 102 into it. With this arrangement finds the corona discharge 120 in the exhaust pipe 102 instead of. The exhaust 106 thus gets particularly good in the room where the corona discharge 120 takes place. This particles are from the exhaust 102 charged particularly reliable. The high voltage electrode 118 is for example by means of an insulator 122 arranged on the exhaust pipe. Through the insulator becomes the high-voltage electrode 118 via an electrically conductive connection isolated from the environment 124 with a high voltage power supply 126 connected. The high voltage is thereby reliably isolated from the exhaust system.

Der Isolator 122 ist mit dem Abgasrohr 102, insbesondere der Wand 104, über die lösbare Verbindung verbunden. Die lösbare Verbindung ist beispielsweise eine Schraub- oder Steckverbindung. Dies ermöglicht einen Zugang zur Hochspannungselektrode.The insulator 122 is with the exhaust pipe 102 , especially the wall 104 , connected via the detachable connection. The detachable connection is for example a screw or plug connection. This allows access to the high voltage electrode.

Die erste Öffnung 114 ist zumindest abschnittsweise zwischen der Partikel-Auflade-Einrichtung 106 und der zweiten Öffnung 116 angeordnet. Das bedeutet, die erste Öffnung 114 ist bezüglich eines Abgasstroms stromaufwärts der zweiten Öffnung 116 angeordnet. Dies ermöglicht die Nutzung des Venturi-Effekts, um Abgas 106 zur Sensorelektrode 110 zu führen. Die Führung des Abgases ins Innere des Sensorkörpers zur Sensorelektrode geschieht auch über Staudruck an der ersten Öffnung und über ein Unterdruck an der zweiten Öffnung, welcher über die dort herrschende höhere Abgasgeschwindigkeit verursacht wird.The first opening 114 is at least in sections between the particle-charging device 106 and the second opening 116 arranged. That means the first opening 114 is upstream of the second opening with respect to an exhaust gas flow 116 arranged. This allows the use of the Venturi effect to exhaust 106 to the sensor electrode 110 respectively. Guidance of exhaust in the The interior of the sensor body to the sensor electrode is also done via dynamic pressure at the first opening and a negative pressure at the second opening, which is caused by the prevailing there higher exhaust gas velocity.

Der Rußpartikelsensor 100 umfasst optional einen Mantel 132, der sich entlang einer Achse 134 erstreckt und den Rußpartikelsensor 100 in radialer Richtung bezüglich der Achse 134 zumindest abschnittsweise umgibt. Der Mantel 132 schützt den Rußpartikelsensor 100 vor Umwelteinflüssen. Der Mantel 132 kann auch zur lösbaren Verbindung mit dem Abgasrohr 102, insbesondere der Wand 104 ausgebildet sein. Diese weist dazu eine weitere Öffnung auf, an der das Abgasrohr und der Mantel 132 verbunden sind. Der Mantel dient zusätzlich der Führung des Abgasflusses durch den Sensor.The soot particle sensor 100 optionally includes a jacket 132 moving along an axis 134 extends and the soot particle sensor 100 in the radial direction with respect to the axis 134 at least partially surrounds. The coat 132 protects the soot particle sensor 100 before environmental influences. The coat 132 Can also be used for releasable connection with the exhaust pipe 102 , especially the wall 104 be educated. This has to another opening, at the exhaust pipe and the jacket 132 are connected. The jacket also serves to guide the flow of exhaust gas through the sensor.

Im Rußpartikelsensor 100 ist ein Sensorkörper 136 angeordnet, der in radialer Richtung zumindest abschnittsweise vom Mantels 134 umgeben ist, und der den Mantel 134 axial zumindest auf einer Seite des Mantels 134 überragt. Der Sensorkörper 136 ragt im Beispiel weiter in das Abgasrohr 102 hinein als der Mantel 134. Damit herrscht an der Öffnung 116 am Ende des Sensorkörpers eine höhere Fluidgeschwindigkeit als bei der Öffnung 114, wodurch ein relativer Unterdruck an 116 entsteht, wodurch Fluid von 114 durch den Sensorkörper zu 116 geleitet wird.In the soot particle sensor 100 is a sensor body 136 arranged in the radial direction at least partially from the jacket 134 surrounded, and the coat 134 axially at least on one side of the shell 134 surmounted. The sensor body 136 protrudes in the example further into the exhaust pipe 102 in as the coat 134 , This rules at the opening 116 at the end of the sensor body, a higher fluid velocity than at the opening 114 , causing a relative negative pressure 116 arises, whereby fluid from 114 through the sensor body too 116 is directed.

Der Sensorkörper 136 trägt die Sensorelektrode 110. Am Sensorkörper 136 ist ein Sockel 138 angeordnet, durch den die Sensorelektrode 110 über eine gegenüber der Umgebung isolierte, elektrisch leitende Sensorleitung 142 mit einem Steuergerät 140 verbindbar ist. Das Steuergerät 140 ist über eine Signalleitung 144 mit der Hochspannungsversorgung verbindbar. Das Steuergerät 140 ist ausgebildet, die Hochspannungselektrode 118 zur Erzeugung der Korona-Entladung 120 anzusteuern. Das Steuergerät 140 ist ausgebildet einen elektrischen Ladungsfluss mittels der Sensorelektrode 110 zu erfassen. Das Steuergerät 140 ist vorzugsweise ausgebildet, daraus Information über eine Anzahl und/oder Masse der Partikel, insbesondere der Rußpartikel im Abgas 106 zu ermitteln.The sensor body 136 carries the sensor electrode 110 , At the sensor body 136 is a pedestal 138 arranged through which the sensor electrode 110 via an electrically insulated sensor line insulated from the environment 142 with a control unit 140 is connectable. The control unit 140 is via a signal line 144 connectable to the high voltage power supply. The control unit 140 is formed, the high voltage electrode 118 for generating the corona discharge 120 head for. The control unit 140 is formed an electric charge flow by means of the sensor electrode 110 capture. The control unit 140 is preferably formed from this information about a number and / or mass of the particles, in particular the soot particles in the exhaust gas 106 to investigate.

2 zeigt schematisch Teile einer ersten Ausführungsform 200 einer Sensoreinheit des Rußpartikelsensors 100. 2 schematically shows parts of a first embodiment 200 a sensor unit of the soot particle sensor 100 ,

3 zeigt schematisch Teile einer zweiten Ausführungsform 300 der Sensoreinheit des Rußpartikelsensors 100. 3 schematically shows parts of a second embodiment 300 the sensor unit of the soot particle sensor 100 ,

Bezugszeichen, die Bauteile mit derselben oder vergleichbaren Funktion bezeichnen, die bereits zuvor anhand 1 beschrieben wurden, sind in 2 und 3 mit demselben Bezugszeichen wie in 1 versehen.Reference numerals denote components with the same or similar function, the previously with reference to 1 are described in 2 and 3 with the same reference number as in FIG 1 Mistake.

Der Sensorkörper 136 erstreckt sich entlang der Achse 134 zylindrisch oder elliptisch oder irgendwie andersartig umgebend und vorzugsweise symmetrisch. Der Mantel 132 erstreckt sich entlang der Achse 134 zylindrisch oder elliptisch oder irgendwie andersartig umgebend und vorzugsweise symmetrisch. Radial umgibt der Mantel 132 den Sensorkörper 136, wobei der Sensorkörper 136 den Mantel 132 axial überragt. Die erste Öffnung 114 ist zwischen einer Außenwand 202 des Sensorkörpers 136 und einer Innenwand 204 des Mantels 132 gebildet. Die zweite Öffnung 116 ist in einer Stirnseite 206 des Sensorkörpers 136 angeordnet, die in dem Teil des Sensorkörpers 136 angeordnet ist, der den Mantel 132 überragt. Im Sensorköper 136 ist ein zylindrischer Auslasskanal 208 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite 210 des Sensorkörpers ist der Sockel 138 angeordnet, der die den Auslasskanal 208 verschließt. Der Mantel 132 verschließt den Einlasskanal 212 auf seiner axial der ersten Öffnung 114 gegenüberliegenden Seite. eine Befestigung des Mantels 132 auch als Verschluss des Einlasskanals 212 auf dieser Seite. Ein Einlasskanal 212 ist zwischen der Innenwand 204 des Mantels 132 und der Außenwand des Sensorköpers 136 gebildet. Der Einlasskanal 212 erstreckt sich entlang der Achse 134 und hat einen zum Beispiel kreisringförmigen oder ellipsenringförmigen Querschnitt. Zwischen Einlasskanal 212 und Auslasskanal 208 ist mindestens ein Durchlass 214 angeordnet, der den Einlasskanal 212 mit dem Auslasskanal 208 verbindet. Abgas 106 kann durch die erste Öffnung 114, den Einlasskanal 212, den mindestens einen Durchlass 214 und den Auslasskanal 208 zur zweiten Öffnung 116 strömen. Dabei passiert das Abgas 106 die Sensorelektrode 110, die im Beispiel im Auslasskanal 208 angeordnet ist. Genauer ist die Sensorelektrode 110 an einer Innenwand 216 des Auslasskanals 208 angeordnet. Die Sensorleitung 142 führt von der Sensorelektrode 110 aus dem Sensorkörper 136.The sensor body 136 extends along the axis 134 cylindrical or elliptical or somehow different surrounding and preferably symmetrical. The coat 132 extends along the axis 134 cylindrical or elliptical or somehow different surrounding and preferably symmetrical. Radial surrounds the coat 132 the sensor body 136 , wherein the sensor body 136 the coat 132 surmounted axially. The first opening 114 is between an outer wall 202 of the sensor body 136 and an inner wall 204 of the coat 132 educated. The second opening 116 is in a frontal 206 of the sensor body 136 arranged in the part of the sensor body 136 is arranged, the coat 132 surmounted. In the sensor body 136 is a cylindrical outlet channel 208 arranged. On the opposite end 210 of the sensor body is the pedestal 138 arranged, which is the outlet channel 208 closes. The coat 132 closes the inlet channel 212 on its axially the first opening 114 opposite side. a fastening of the jacket 132 also as a closure of the inlet channel 212 on this page. An inlet channel 212 is between the inner wall 204 of the coat 132 and the outer wall of the sensor body 136 educated. The inlet channel 212 extends along the axis 134 and has, for example, an annular or elliptical ring-shaped cross-section. Between inlet channel 212 and exhaust duct 208 is at least one passage 214 arranged the inlet channel 212 with the outlet channel 208 combines. exhaust 106 can through the first opening 114 , the inlet channel 212 , the at least one passage 214 and the outlet channel 208 to the second opening 116 stream. The exhaust gas happens 106 the sensor electrode 110 , which in the example in the outlet channel 208 is arranged. More precisely, the sensor electrode 110 on an inner wall 216 the outlet channel 208 arranged. The sensor line 142 leads from the sensor electrode 110 from the sensor body 136 ,

Die Sensoreinheit nach der ersten Ausführungsform 200 weist eine oder mehrere Trap-Elektrodenpaare auf. Ein Trap-Elektrodenpaar umfasst eine Masseelektrode 218 und eine Trap-Elektrode 220, die einander radial zur Achse 134 gegenüberliegend an der Innenwand 216 des Sensorkörpers 136 angeordnet sind. Die Masseelektrode 218 ist über eine Masseleitung 222 mit Masse verbindbar. Die Trap-Elektrode 220 ist über eine Versorgungsleitung 224 mit der Hochspannungsversorgung 126 verbindbar. Die Trap-Elektrode 220 lenkt die geladenen Ionen aus dem Abgasfluss ab (zu sich selbst oder zur Massenelektrode 218), so dass diese nicht mehr die Sensorelektrode erreichen und dort kein zusätzliches Signal erzeugen. Die schwereren geladenen Partikel oder ungeladene Partikel werden weniger oder nicht abgelenkt. Die Sensorelektrode 110 registriert eine Ladungdie durch geladene Rußpartikel entsteht, die an der Sensorelektrode (bzw. durch den Sensorelektrodenring) vorbeifliegen. Abhängig davon wird die Rußpartikelkonzentration oder -menge aller Rußpartikel bestimmt.The sensor unit according to the first embodiment 200 has one or more trap electrode pairs. A trap electrode pair includes a ground electrode 218 and a trap electrode 220 facing each other radially to the axis 134 opposite to the inner wall 216 of the sensor body 136 are arranged. The ground electrode 218 is via a ground line 222 connectable to ground. The trap electrode 220 is via a supply line 224 with the high voltage power supply 126 connectable. The trap electrode 220 deflects the charged ions from the exhaust gas flow (to itself or to the ground electrode 218 ), so that they no longer reach the sensor electrode and generate there no additional signal. The heavier charged particles or uncharged particles become less or not distracted. The sensor electrode 110 registers a charge resulting from charged soot particles flying past the sensor electrode (or through the sensor electrode ring). Depending on this, the soot particle concentration or amount of all soot particles is determined.

Die Sensoreinheit nach der zweiten Ausführungsform 300 entspricht der Sensoreinheit nach der ersten Ausführungsform 200 bis auf folgende Unterschiede. In der Sensoreinheit nach der zweiten Ausführungsform ist anstelle der Trap-Elektrode 220 eine Trap-Elektrode 302 an der Außenwand 202 des Sensorkörpers 136 angeordnet. Die Trap-Elektrode 302 ist zumindest abschnittsweise in einem Bereich angeordnet, in dem der Mantel 132 den Sensorkörper 136 umgibt. Die Trap-Elektrode 302 erstreckt sich vorzugsweise entlang der Achse 134 und ragt axial optional über den Mantel 132 hinaus. Der Mantel 132 bildet die Masseelektrode anstelle der Masseelektrode 218. Die Masseelektrode und die Trap-Elektrode 302 sind vorzugweise zylindrisch oder elliptisch. Die Masseelektrode ist geerdet, d.h. im Beispiel mit der Masse des Kraftfahrzeugs verbunden. Der Mantel 132 ist in diesem Beispiel elektrisch leitfähig. Beispielsweise ist der Mantel 132 aus Metall. Der Sensorkörper 136 ist aus nichtleitendem Material, vorzugsweise aus Keramik.The sensor unit according to the second embodiment 300 corresponds to the sensor unit according to the first embodiment 200 except for the following differences. In the sensor unit according to the second embodiment, instead of the trap electrode 220 a trap electrode 302 on the outside wall 202 of the sensor body 136 arranged. The trap electrode 302 is at least partially arranged in an area in which the coat 132 the sensor body 136 surrounds. The trap electrode 302 preferably extends along the axis 134 and protrudes axially over the jacket as an option 132 out. The coat 132 forms the ground electrode instead of the ground electrode 218 , The ground electrode and the trap electrode 302 are preferably cylindrical or elliptical. The ground electrode is grounded, ie connected in the example with the mass of the motor vehicle. The coat 132 is electrically conductive in this example. For example, the coat 132 made of metal. The sensor body 136 is made of non-conductive material, preferably ceramic.

Die Sensoreinheit ist nicht auf die Detektion von Ruß beschränkt. Es kann auch eine Detektion anderer Partikel erfolgen.The sensor unit is not limited to the detection of soot. There may also be a detection of other particles.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2012/089922 A1 [0002]
WO 2013/125181 A1 [0002]

Claims

A particle sensor (100) having a particle charging device (108) for charging particles in a fluid stream, and at least one sensor electrode (110) for detecting information about an electrical charge caused by particles from the fluid stream flowing in one Fluid pipe (102) were charged by means of the particle charging device (108), wherein the sensor electrode (110) is arranged on a channel (112) which is formed via a first opening (114) for inflowing fluid (106) and via a second opening (116) for outflowing fluid (106) to communicate with the exhaust pipe (102), characterized in that the particulate charging means (108) is located upstream of the first opening (114) on the fluid pipe.

Particle sensor (100) after Claim 1 , characterized in that the particle charging device (108) comprises a high voltage electrode (118) for generating a corona discharge (120).

Particle sensor (100) after Claim 2 , characterized in that the high-voltage electrode (118) projects at least partially into the exhaust pipe (102).

Particle sensor (100) after Claim 2 or 3 , characterized in that the high voltage electrode (118) by means of an insulator (122) on the exhaust pipe (102) is arranged.

Particle sensor (100) after Claim 4 , characterized in that the insulator (122) is connectable to the exhaust pipe (102) via a releasable connection.

Particle sensor (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first opening (114) is arranged at least in sections between the particle charging device (108) and the second opening (116).

Particle sensor (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the particle sensor (100) comprises a jacket (132) which extends along an axis (134) and the particle sensor (100) in the radial direction with respect to the axis (134). at least partially surrounds.

Particle sensor (100) after Claim 7 , characterized in that a sensor body (136) is arranged on the particle sensor (100), which is surrounded at least in sections by the jacket (132) in the radial direction, and which preferably surrounds the jacket (132) axially at least on one side of the jacket (132). surmounted.

Particle sensor (100) after Claim 8 , characterized in that the particle sensor (100) an inlet channel (212) having an inlet opening (114) between the shell (132) and sensor body (136) is arranged, wherein in the sensor body (136) has a channel (208) for the flow of the fluid through the sensor body (136) to an outlet opening (116) is arranged.

Particle sensor (100) after Claim 9 characterized in that the sensor body (136) carries the sensor electrode (110) arranged as a ring radially on the inner wall or surface in the channel (208) of the sensor body (136) so that the fluid and charged particles pass through the ring the sensor electrode (110) is guidable, wherein the sensor body (136) carries at least a pair of trap and counter electrodes radially on the inner wall or surface in the channel (208) in opposite sections of the wall or surface in particular in elliptical or circular Rings are arranged.

Particle sensor (100) after Claim 9 or 10 , characterized in that the sensor body (136) on a outer wall (202) of the sensor body (136) carries a trap electrode (302).

Particle sensor (100) after Claim 11 , characterized in that the trap electrode (302) at least partially disposed in a region in which the sheath (132) surrounds the sensor body (136), wherein the sheath (132) forms a ground electrode.

Particle sensor (100) after Claim 12 characterized in that the trap electrode (302) extends along the axis (134) and protrudes axially beyond the jacket (132).

Particle sensor (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid is an exhaust gas and the particles are soot.