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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Partikel- bzw. Feinstauberfassungssensoren, welche eine Struktur zum Verbessern ihrer Erfassungsempfindlichkeit haben.
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Eine Abgasreinigungsvorrichtung ist in einer Abgasleitung einer internen Verbrennungsmaschine angeordnet. Die Abgasreinigungsvorrichtung fängt und sammelt Partikel, welche in Abgas, welches von der internen Verbrennungsmaschine emittiert wird, enthalten sind, ein. Die Abgasreinigungsvorrichtung hat eine Partikelerfassungsvorrichtung. Die Partikelerfassungsvorrichtung ist mit einem Partikelerfassungssensor zum Erfassen einer Menge von Partikeln, welche in Abgas enthalten sind, ausgestattet. Eine Fehlfunktionserfassung der Abgasreinigungsvorrichtung wird auf der Basis der Erfassungsinformation, welche von der Partikelerfassungsvorrichtung vorgesehen wird, ausgeführt.
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Beispielsweise gibt es einen Partikelerfassungssensor, welcher in einer Abgasreinigungsvorrichtung, welche in einem Patentdokument 1 offenbart ist, zu verwenden ist. Der Partikelerfassungssensor, welcher in dem Patentdokument 1 offenbart ist, hat eine Struktur, in welcher Elektrodenschichten und Isolierschichten alternierend geschichtet sind, Endoberflächen der Elektrodenschichten nach außen freiliegend sind, und mehrere Erfassungselektroden gebildet sind, sodass die mehreren Erfassungselektroden parallel zueinander gebildet sind.
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[Liste der Zitate]
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[Patentliteratur]
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[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP 2012 -
78 130 A -
[Kurzfassung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Der Partikelerfassungssensor jedoch, welcher in dem Patentdokument 1 offenbart ist, hat den folgenden Nachteil. Der Partikelerfassungssensor, welcher in dem Patentdokument 1 offenbart ist, hat die Struktur, in welcher die mehreren Erfassungselektroden parallel zueinander gebildet sind. Ein gleichförmiges elektrisches Feld wird zwischen den Erfassungselektroden erzeugt, wenn eine Spannung an die Erfassungselektroden angelegt wird, um Partikel, welche in Abgas enthalten sind, anzuziehen. Da Partikel zufällig in dem erzeugten elektrischen Feld auf dem Partikelerfassungssensor gesammelt werden, und sich zwischen den Erfassungselektroden ansammeln und angehaftet werden, benötigt es eine Zeitdauer, bis eine leitfähiger Pfad, welcher aus Partikeln erstellt ist, zwischen den Erfassungselektroden gebildet wird. Dies verringert die Erfassungsempfindlichkeit des Partikelerfassungssensors.
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Gemäß der
DE 10 2004 059 650 B4 wird ein Sensor zur Bestimmung der Konzentration von Partikeln in Gasen, insbesondere von Rußpartikeln, mit mindestens einem Trägerelement und einem Messbereich zwischen mindestens einer ersten und einer zweiten Messelektrode vorgeschlagen, wobei die beiden Messelektroden so gestaltet sind, dass unter Beaufschlagung einer Spannung zwischen den Messelektroden ein asymmetrisches elektrisches Feld auf dem Messbereich gebildet wird. Beispielhaft können die zueinander zugewandten Seiten der ersten und der zweiten Messelektrode nicht parallel zueinander angeordnet sein. Weiter ist es auch möglich, dass mindestens eine Messelektrode entlang an der der anderen Messelektrode zugewandten Seite oder entlang an den Fingerelektroden eine Struktur aufweist.
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Die
DE 10 2013 215 123 A1 offenbart ein PM-Detektionselement, welches ein Detektionselektrodenpaar aufweist. Jede Detektionselektrode weist einen leitfähigen Pfad ohne Abzweigung auf und ist aus Detektionselektrodenverbindungsabschnitten und Detektionselektrodenparallelabschnitten aufgebaut. Die Detektionselektrodenparallelabschnitte stehen einander gegenüber und sind durch eine vorbestimmte Lücke über eine Isolationsschicht getrennt. Ein PM-Detektionssensor weist das PM-Detektionselement auf und ein Drahtfehlerdetektionsschaltungsabschnitt detektiert einen Widerstandswert zwischen einem Anschluss und dem anderen Anschluss jeder der Detektionselektroden, und detektiert das Auftreten eines Drahtfehlers in den Detektionselektroden auf der Grundlage des detektierten Widerstandswerts.
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Die
DE 10 2007 033 213 A1 betrifft ein Sensorelement zur Detektion von leitfähigen Partikeln in einem Gasstrom, umfassend ein Interdigitalelektrodensystem mit mindestens zwei kammartig ineinander greifenden Interdigitalelektroden und eine Trägerschicht, wobei das Interdigitalelektrodensystem auf der Trägerschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Interdigitalelektrode eine Profilstruktur aufweist, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung.
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Die
DE 10 2008 041 808 A1 offenbart einen Partikelsensor, insbesondere zur Detektion von leitfähigen Partikeln in einem Gasstrom, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Partikelsensors 11.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorangehenden Umstände getätigt und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Partikelerfassungssensor vorzusehen, welcher eine Struktur zum Verbessern seiner Erfassungsempfindlichkeit hat.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und des nebengeordneten Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dessen sind Gegenstand des zugehörigen abhängigen Anspruchs.
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[Lösung des Problems]
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In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Partikel- bzw. Feinstauberfassungssensor vorgesehen, welcher eine Ansammelsektion und eine Erfassungselektrode hat. Die Ansammelsektion sammelt einen Teil von Partikeln bzw. Feinstaub, welche in Abgas enthalten sind, welches von einer internen Verbrennungsmaschine emittiert wird, an. Die Erfassungselektrode ist aus einem Paar einer ersten Erfassungselektrode und einer zweiten Erfassungselektrode gebildet, welche auf der Ansammelsektion gebildet sind. Die zweite Erfassungselektrode ist getrennt von der ersten Erfassungselektrode auf der Ansammelsektion gebildet. Die hervorstehenden Teile sind auf wenigstens einer der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode gebildet. Die hervorstehenden Teile, welche auf wenigstens einer der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode gebildet sind, stehen in Richtung der anderen Erfassungselektrode hervor. Eine Trennung oder Trennung zwischen der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode wird lokal an den hervorstehenden Teilen verringert. Ferner haben Äquipotentiallinien des elektrischen Feldes an den hervorstehenden Teilen eine hohe Dichte, verglichen mit Äquipotentiallinien des elektrischen Feldes an einer Fläche mit Ausnahme der hervorstehenden Teile zwischen der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode.
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[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
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Die hervorstehenden Teile sind auf dem Paar der ersten und zweiten Erfassungselektroden in dem Partikelerfassungssensor gebildet. Diese Struktur macht es möglich, seine Erfassungsempfindlichkeit zum Erfassen von Partikeln zu erhöhen. Das heißt, dass die Bildung der hervorstehenden Teile erlaubt, dass die Trennung zwischen der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode, lokal an den hervorstehenden Teilen verringert ist. Demzufolge nimmt eine Dichte des elektrischen Feldes, welches zwischen der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode erzeugt wird, an den hervorstehenden Teilen zu, und ein starkes elektrisches Feld wird an den hervorstehenden Teilen erzeugt, verglichen mit einem Elektrodenfeld, welches in einer Sektion zwischen der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode mit Ausnahme der hervorstehenden Teile erzeugt wird, und die hervorstehenden Teile, welche das hohe elektrische Feld haben, ziehen vorzugsweise Partikel an.
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Zusätzlich haben, wenn Partikel, welche eingefangen werden durch und angesammelt werden in den hervorstehenden Teilen, eine Leitfähigkeit haben, da die hervorstehenden Teile und die Partikel im Wesentlichen dieselbe elektrische Feldintensität haben, die Partikel, welche auf der Ansammelsektion angesammelt sind, die Funktion der hervorstehenden Teile und ziehen demnach weiterhin Partikel, welche in Abgas enthalten sind, an. Dies macht es möglich, selektiv Partikel an den hervorstehenden Teilen anzulagern und schnell Partikel zwischen der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode auf der Ansammelsektion anzusammeln, um schnell eine elektrische Leitung zwischen der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode, welche auf der Ansammelsektion gebildet sind, zu bilden. Demzufolge macht es diese verbesserte Struktur des Partikelerfassungssensors möglich, eine Erfassungsempfindlichkeit zum Erfassen von Partikeln, welche in Abgas enthalten sind, zu erhöhen.
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Figurenliste
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- [1] ist eine Ansicht, welche einen Partikelerfassungssensor gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform erklärt.
- [2] ist eine Ansicht, welche eine Struktur des Partikelerfassungssensors gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform erklärt.
- [3] (a) ist eine Ansicht, welche Äquipotenziallinien erklärt, welche in dem Partikelerfassungssensor gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform gebildet sind, und (b) ist eine Ansicht, welche Partikel erklärt, welche angehaftet sind an und angesammelt worden sind in dem Partikelerfassungssensor gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
- [4] ist eine Ansicht, welche einen Partikelerfassungssensor gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform erklärt.
- [5] ist eine Ansicht, welche einen Partikelerfassungssensor gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform erklärt.
- [6] ist eine Ansicht, welche einen Partikelerfassungssensor gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform erklärt.
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[Beschreibung von Ausführungsformen]
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In dem Partikelerfassungssensor gemäß der vorliegenden Erfindung sind die hervorstehenden Teile zwischen der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode gebildet. Es ist zu bevorzugen, die erste Erfassungselektrode und die zweite Erfassungselektrode anzuordnen, um einander zugewandt zu sein. Diese Struktur macht es möglich, ein starkes elektrisches Feld durch die hervorstehenden Teile zu bilden, in welchen die erste Elektrode und die zweite Elektrode einander zugewandt sind. Demzufolge ist es für die hervorstehenden Teile möglich, eine große Menge von Partikeln anzuziehen, und diese Struktur macht es möglich, die Erfassungsempfindlichkeit des Partikelerfassungssensors zu verbessern.
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Ferner ist es für wenigstens eine der ersten Erfassungselektrode und der zweiten Erfassungselektrode zu bevorzugen, die hervorstehenden Teile zu haben. Diese Struktur erlaubt es jedem der hervorstehenden Teile, Partikel anzuziehen und stabil zu sammeln. Demzufolge ist es für den Partikelerfassungssensor möglich, welcher die Struktur hat, eine verbesserte Erfassungsempfindlichkeit vorzusehen.
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Noch weiterhin sind in dem Partikelerfassungssensor, welcher die Struktur hat, welche voranstehend beschrieben ist, Erfassungselektrodenschichten und Isolierschichten alternierend geschichtet. Die Isolierschichten haben elektrische Isoliereigenschaften. Es ist zu bevorzugen, hervorstehende Isolierteile in einer der Isolierschichten mit welcher die Erfassungsschicht, welche die hervorstehenden Teile hat, sandwichartig angeordnet ist, zu bilden, und niedergedrückte Isolierteile in den anderen Isolierschichten zu bilden, mit welchen die Erfassungsschicht, welche die hervorstehenden Teile hat, sandwichartig angeordnet ist, wobei die hervorstehenden Isolierteile und die niedergedrückten Isolierteile voneinander gegenübergestellt sind. Diese Struktur macht es möglich, den Effekt vorzusehen, es den Erfassungselektroden, welche die hervorstehenden Teile haben, zu erlauben, leicht gebildet zu werden.
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Noch weiterhin ist es in einem Herstellungsvorgang, in welchem die Erfassungselektrodenschichten und die Isolierschichten alternierend geschichtet werden und aneinander gebondet werden, um den Partikelerfassungssensor herzustellen, für die Erfassungselektrode zu bevorzugen, die hervorstehenden Teile in einer gekrümmten Form entlang der hervorstehenden Isolierteile und der niedergedrückten Isolierteile durch ein Pressen in einer Stapelrichtung der Isolierschichten und der Erfassungsschichten zu haben, wobei jede Erfassungsschicht durch die entsprechenden Isolierschichten sandwichartig eingeschlossen ist, und die hervorstehenden Isolierteile und die niedergedrückten Isolierteile einander zugewandt sind. Diese Struktur macht es möglich, die hervorstehenden Teile in der Erfassungselektrode entlang dem Paar der Isolierschichten leicht zu bilden, und den Partikelerfassungssensor mit einer hervorragenden Erfassungsempfindlichkeit zum Erfassen der Anwesenheit von Partikeln leicht herzustellen.
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[Beispielhafte Ausführungsformen]
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(Erste beispielhafte Ausführungsform)
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Es wird eine Beschreibung des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 bis 3 gegeben werden. Wie in 1 gezeigt ist, hat der Partikelerfassungssensor 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform eine Ansammelsektion 10 und erste Erfassungselektroden 11 und zweite Erfassungselektroden 12, in welchen die erste Erfassungselektrode 11 und die zweite Erfassungselektrode 12 ein Paar bilden. Das heißt, dass mehrere Paare der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 auf der Ansammelsektion 10 gebildet sind. Die Ansammelsektion 10 sammelt einen Teil von Partikeln (P) beziehungsweise Feinstaub, Partikel, welche in Abgas, welches von einer internen Verbrennungsmaschine emittiert wird, enthalten sind. Die gesammelten Partikel P sammeln sich auf der Ansammelsektion 10 an. Die zweite Erfassungselektrode 12 ist getrennt von der ersten Erfassungselektrode 11 angeordnet. Die hervorstehenden Teile 111, welche in Richtung der zweiten Erfassungselektrode 12 hervorstehen, sind in der ersten Erfassungselektrode 11 gebildet. Eine Trennung oder ein Spalt zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 ist lokal an jedem der hervorstehenden Teile 111 verringert.
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Hierin nachstehend wird nun eine Beschreibung des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform im Detail gegeben werden. Der Partikelerfassungssensor 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform erfasst Partikel P, welche in Abgas enthalten sind, welches von einer internen Verbrennungsmaschine emittiert wird, und durch ein Abgas hindurchtreten, welche an einem Fahrzeug angebracht sind. Ein Fehlfunktionserfassungsvorgang der Abgasreinigungsvorrichtung wird auf der Basis von Informationen durchgeführt, welche von dem Partikelerfassungssensor 1 erlangt werden. Der Partikelerfassungssensor 1 ist in dem Inneren der Abgasleitung angeordnet, sodass der Partikelerfassungssensor 1 in das Innere der Abgasleitung hervorsteht. Eine vordere Endseite des Partikelerfassungssensors 1 ist innerhalb der Abgasleitung entlang einer axialen Richtung des Partikelerfassungssensors 1 angeordnet. Eine distale Endseite des Partikelerfassungssensors 1 ist entgegengesetzt der vorderen Endseite des Partikelerfassungssensors 1.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat der Partikelerfassungssensor 1 die Ansammelsektion 10, die mehreren ersten Erfassungselektroden 11 und die mehreren zweiten Erfassungselektroden 12. Partikel P, welche in Abgas enthalten sind, sammeln sich auf der Ansammelsektion 10 an, und die erste Erfassungselektrode 11 ist von der zweiten Erfassungselektrode 12 getrennt. Der Partikelerfassungssensor 1 hat die Struktur, in welcher die neun Isolierelemente 21 und 22, die aus einem Isoliermaterial gefertigt sind, und die acht Erfassungselektroden 11, 12 alternierend geschichtet sind, um einen Sensor einer stabähnlichen Form zu bilden. Die Ansammelsektion 10 ist auf einer vorderen Endoberfläche des Partikelerfassungssensors 1 gebildet, auf welcher die ersten Erfassungselektroden 11 und die zweiten Erfassungselektroden 12 freiliegend sind.
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Die acht Erfassungselektroden 11 und 12, welche aus den ersten Erfassungselektroden und den zweiten Erfassungselektroden gebildet sind, sind alternierend angeordnet und aus Kupfer gefertigt. Die ersten Erfassungselektroden 11 werden als eine positive Elektrode verwendet, und die zweiten Erfassungselektroden 12 werden als eine negative Elektrode verwendet. Die erste Erfassungselektrode 11s und die zweiten Erfassungselektroden 12 sind benachbart voneinander angeordnet. Jede der ersten Erfassungselektroden 11 hat die hervorstehenden Teile 111, welche in Richtung der entsprechenden zweiten Erfassungselektrode 12 jeweils hervorstehen. In der ersten beispielhaften Ausführungsform hat, wenn von der vorderen Endseite des Partikelerfassungssensors 1 betrachtet, der hervorstehende Teil 111 in der ersten Erfassungselektrode 11 eine bergförmige Struktur, eine bergähnlich-förmige Struktur, eine dreiecksförmige Struktur oder eine dreiecksähnlich-förmige Struktur.
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Die zweite Erfassungselektrode 12 hat eine Struktur einer flach-ähnlichen Form. Leitungssektionen 112 und 121 sind mit der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 jeweils verbunden und sich zu der distalen Endseite des Partikelerfassungssensors 1 erstreckend gebildet. Die minimale Trennung zwischen dem hervorstehenden Teil 111 in der ersten Erfassungselektrode 11 und der b zweiten Erfassungselektrode 12 ist 10 µm.
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Die Isolierelemente 21 und 22 sind aus einem keramischen Material wie beispielsweise Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Magnesiumoxid, Berylliumoxid etc. gefertigt und in einer Plattenform gebildet. In der ersten beispielhaften Ausführungsform hat ein Paar der Isolierelemente 21, 22 eine Form, welche der Form der ersten Erfassungselektrode 11 entspricht. Eine Mehrzahl der hervorstehenden Isolierteile 211 ist auf einer Oberfläche des Isolierelements 21 in einem Paar der Isolierelemente 21 und 22 gebildet, mit welchem die erste Erfassungselektrode 11 sandwichartig angeordnet ist. Die Oberfläche des Isolierelements 21 ist der Oberfläche der ersten Erfassungselektrode 11, auf welcher die hervorstehenden Isolierteile 211 gebildet sind, zugewandt. Die hervorstehenden Isolierteile 211 stehen in Richtung des Isolierelements 22 hervor. Zusätzlich ist eine Mehrzahl der niedergedrückten Isolierteile 221 in der Oberfläche des Isolierelements 22 gebildet, welches der ersten Erfassungselektrode 11 zugewandt ist, sodass die niedergedrückten Isolierteile 221 den hervorstehenden Isolierteilen 211, welche in dem Isolierelement 21 gebildet sind, entsprechen.
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Die erste Erfassungselektrode 11, welche eine dünne Plattenform hat, ist zwischen den Isolierelementen 21 und 22 angeordnet. Die erste Erfassungselektrode 11, die Isolierelemente 21 und 22 werden in der Schichtrichtung der Isolierelemente 21, 22 gepresst. Dieser Vorgang macht es möglich, die erste Elektrode 11 zu verformen, um mit der Form der hervorstehenden Isolierteile 211 und der niedergedrückten Isolierteile 221 eingepasst zu werden. Das heißt, dass die erste Erfassungselektrode 11 entlang der Form der hervorstehenden Isolierteile 211 und der niedergedrückten Isolierteile 221 gekrümmt ist, und der hervorstehende Teil 111 in der ersten Erfassungselektrode 11 gebildet ist.
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Wie in 3 (b) gezeigt ist, erlauben es, wenn die Partikel P auf der Ansammelsektion 10 angesammelt werden, die Partikel, welche auf der Ansammelsektion 10 angesammelt sind, dass die elektrische Leitung zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 auftritt und verringert als ein Ergebnis einen elektrischen Widerstand zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12. Eine Strommenge, welche ein elektrisches Signal repräsentiert, welche zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 strömt, variiert aufgrund der Variation des elektrischen Widerstandes zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12. Der Partikelerfassungssensor 1 gibt einen Stromwert aus, welcher die Variation des Stroms, welcher zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 fließt, variiert. Das heißt, dass der Stromwert als die Ausgabe des Partikelerfassungssensors 1 auf der Basis der Ansammelmenge von Partikeln P variiert, welche auf der Ansammelsektion 10 angesammelt sind, und Informationen betreffend die Menge von Partikeln P, welche auf der Ansammelsektion 10 angesammelt sind, vorsieht. Es ist demzufolge möglich, die Menge von Partikeln P, welche auf der Ansammelsektion 10 angesammelt sind, auf der Basis des Stromwertes als der Ausgabe des Partikelerfassungssensors 1 zu erfassen. In dem Partikelerfassungssensor 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform erfasst eine Partikelmengenerfassungssektion einen Strom, und gibt den erfassten Stromwert an eine Steuereinheit, welche einen Shuntwiderstand hat, aus. Die Steuereinheit gibt einen Spannungswert aus, welcher durch ein Multiplizieren des Stromwertes und des Shuntwiderstandes miteinander erlangt wird. Dieser Spannungswert ist die Ausgabe des Partikelerfassungssensors 1.
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Als Nächstes wird nun eine Beschreibung der Erklärung des Verhaltens und von Wirkungen des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform gegeben werden.
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In dem Partikelerfassungssensor 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform sind die hervorstehenden Teile 111 auf der ersten Erfassungselektrode 11 in einem Paar der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 gebildet. Die Bildung der hervorstehenden Teile 111 macht es möglich, die Erfassungsempfindlichkeit des Partikelerfassungssensors 1 zu verbessern. Das heißt, dass, wie in 3 (a) gezeigt ist, die Bildung der hervorstehenden Teile 111 erlaubt, dass die Trennung zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 an den hervorstehenden Teilen 111 drastisch verringert ist. Dies macht es möglich, Äquipotenziallinien L, welche eine hohe Dichte zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 haben, vorzusehen, und es erzeugt ein starkes elektrisches Feld an den hervorstehenden Teilen 111 verglichen mit den Teilen anders als den hervorstehenden Teilen 111.
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Wie in 3 (b) gezeigt ist, werden Partikel in starkem Maße angezogen zu und angehaftet an den hervorstehenden Teilen 111. Wenn Partikel P, welche an den hervorstehenden Teilen 111 angehaftet sind, Leitfähigkeit haben, fungiert, da die hervorstehenden Teile 111 und die Partikel P, welche angesammelt und angehaftet auf den hervorstehenden Teilen 111 sind, dasselbe elektrische Potenzial haben, die Partikel P, welche an den hervorstehenden Teilen 111 angehaftet sind, als die hervorstehenden Teile 111, und als ein Ergebnis ziehen die hervorstehenden Teile 111 ferner Partikel P, welche in Abgas enthalten sind, an. Dies macht es für die hervorstehenden Teile 111 möglich, eine selektive Anziehung von Partikeln P vorzusehen und schnell die elektrische Leitung zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 auszuführen. Dies macht es möglich, die Erfassungsempfindlichkeit des Partikelerfassungssensors 1 zu verbessern.
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Ferner ziehen und sammeln, da die erste Erfassungselektrode 11 eine Mehrzahl der hervorstehenden Teile 111 hat, die hervorstehenden Teile 111 Partikel P an. Dies macht es möglich, die stabile Sammlung von Partikeln P vorzusehen und die Erfassungsempfindlichkeit des Partikelerfassungssensors 1 mehr zu verbessern.
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Noch ferner ist die minimale Trennung zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 innerhalb eines Bereiches von nicht weniger als 1 µm und nicht mehr als 50 µm. Diese Struktur macht es möglich, die verbesserte Erfassungsempfindlichkeit des Partikelerfassungssensors 1 vorzusehen, während die Produktivität des Partikelerfassungssensors 1 aufrechterhalten wird. Insbesondere ist es für die Trennung zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 zu bevorzugen, den minimalen Wert so gering wie möglich von nicht weniger als 1 µm zu haben. Je mehr sich die minimale Trennung zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 verringert, umso mehr tritt die Leitfähigkeit zwischen der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 schnell auf. Dies macht es möglich, die Erfassungsempfindlichkeit des Partikelerfassungssensors zu verbessern.
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Noch ferner ist der Partikelerfassungssensor 1 hergestellt, um eine Struktur zu haben, in welcher die mehreren ersten Erfassungselektroden 11, die mehreren zweiten Erfassungselektroden 12 und die mehreren Isolierelemente 21, 22 alternierend geschichtet sind, und jede erste Erfassungselektrode 11 ist durch das erste Isolierelement 21 und das zweite Isolierelement 22 sandwichartig eingeschlossen. Die hervorstehenden Isolierteile 211 sind auf dem Isolierelement 21 gebildet, um in Richtung des zweiten Isolierelements 22 hervorzustehen. Die niedergedrückten Isolierteile 221 sind auf dem zweiten Isolierelement 22 gebildet, um den hervorstehenden Isolierteilen 211 zugewandt zu sein. Diese Struktur macht es möglich, die hervorstehenden Teile 111 in der ersten Erfassungselektrode 11 leicht zu bilden.
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Ferner sind die mehreren Erfassungselektroden 11, 12 und die Isolierelemente 21, 22 alternierend geschichtet und zusammengefügt.
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Bei der Herstellung des Partikelerfassungssensors 1 wird die erste Erfassungselektrode 11 zwischen den ersten und zweiten Isolierelementen 21, 22 sandwichartig eingeschlossen, sodass die hervorstehenden Isolierteile 211 angeordnet sind, um den niedergedrückten Isolierteilen 221 zugewandt zu sein. Die Isolierelemente 21, 22 und die erste Erfassungselektrode 11 werden in der Schichtrichtung der Isolierelemente 21, 22 gepresst, um die erste Erfassungselektrode 11 entlang der hervorstehenden Isolierteile 211 und der niedergedrückten Isolierteile 221 zu verformen, um die hervorstehenden Teile 111 in der ersten Erfassungselektrode 11 zu bilden. Dieser Vorgang macht es möglich, die hervorstehenden Teile 111 in der ersten Erfassungselektrode 11 leicht durch ein Verwenden der Isolierelemente 21, 22 zu bilden. Dieser Vorgang macht es möglich, den Partikelerfassungssensor 1 mit einer herausragenden Erfassungsempfindlichkeit zum Erfassen von Partikeln P vorzusehen.
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Wie voranstehend beschrieben ist, sieht die erste beispielhafte Ausführungsform den Partikelerfassungssensor 1 vor, welcher in der Lage ist, Partikel P mit einer verbesserten Erfassungsgenauigkeit zu erfassen.
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(Zweite beispielhafte Ausführungsform)
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Es wird eine Beschreibung des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 gegeben werden.
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Wie in 4 gezeigt ist, hat der Partikelerfassungssensor 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform eine Struktur, welche in Teilen unterschiedlich von der Struktur des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ist.
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In der Struktur des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform sind die hervorstehenden Teile 111 und hervorstehende Teile 121 jeweils auf der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 gebildet. Die erste Erfassungselektrode 11 hat im Wesentlichen dieselbe Struktur der ersten Erfassungselektrode 11, welche in dem Partikelerfassungssensor 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform gebildet ist. Andererseits ist die zweite Erfassungselektrode 12 in der Ansammelsektion 10 gebildet, sodass die zweite Erfassungselektrode 12 und die erste Erfassungselektrode 11 in linearer Symmetrie angeordnet sind, wenn sie von der geraden Linie betrachtet werden, welche rechtwinklig zu der Schichtrichtung der Isolierelemente 21, 22 in dem Partikelerfassungssensor 1 ist. Demzufolge sind die hervorstehenden Teile 111 in der ersten Erfassungselektrode 11 den hervorstehenden Teilen 121 in der zweiten Erfassungselektrode 12 jeweils zugewandt.
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Ferner sind die hervorstehenden Isolierteile 211 und die niedergedrückten Isolierteile 221 jeweils auf den Oberflächen der Isolierelemente 21, 22 gebildet, zwischen welchen die zweite Erfassungselektrode 12 sandwichartig angeordnet ist. Diese Oberflächen der Isolierelemente 21, 22 sind der zweiten Erfassungselektrode 12 zugewandt. Andere Bestandteile des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform sind dieselben wie der Partikelerfassungssensor 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform, welcher voranstehend beschrieben ist. Auf dieselben Bestandteile wird mit denselben Bezugszeichen und Buchstaben Bezug genommen werden.
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In der Struktur des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform sind die hervorstehenden Teile 111 und die hervorstehenden Teile 121 auf der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 jeweils gebildet, sodass die hervorstehenden Teile 111 in der ersten Erfassungselektrode 11 den hervorstehenden Teilen 121 in der zweiten Erfassungselektrode 12 zugewandt sind. Demzufolge haben die Teile, an welchen die hervorstehenden Teile 111 den hervorstehenden Teilen 121 jeweils zugewandt sind, eine starke elektrische Feldintensität, und die Teile ziehen an und sammeln an Partikel P, welche in Abgas enthalten sind. Dies macht es möglich, den Partikelerfassungssensor 1 vorzusehen, welcher die verbesserte Erfassungsempfindlichkeit hat, um Partikel P zu erfassen. Der Partikelerfassungssensor 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform hat dieselben Wirkungen des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
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(Dritte beispielhafte Ausführungsform)
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Es wird eine Beschreibung des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf 5 gegeben werden.
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Wie in 5 gezeigt ist, hat der Partikelerfassungssensor 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform hervorstehenden Teile, welche in der Lage sind, Partikel P anzuziehen, von welchen jeder eine Struktur hat, welche unterschiedlich von der Struktur der hervorstehenden Teile 111 und der hervorstehenden Teile 112 in dem Partikelerfassungssensor 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform ist, welche voranstehend beschrieben ist.
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In der Struktur des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform, welche in 5 gezeigt ist, sind mehrere hervorstehenden Teile 111 - 1 und mehrere hervorstehenden Teile 121-1 auf der ersten Erfassungselektrode 11 und der zweiten Erfassungselektrode 12 jeweils gebildet, von welchen jede eine trapezoide Form oder eine trapezoidähnliche Form hat. Andere Bestandteile des Partikelerfassungssensors 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform sind dieselben wie der Partikelerfassungssensor 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform, welche voranstehend beschrieben ist. Auf dieselben Bestandteile wird mit denselben Referenzzeichen und -buchstaben Bezug genommen werden.
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(Vierte beispielhafte Ausführungsform)
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Eine Beschreibung des Partikelerfassungssensors 100 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 6 gegeben werden.
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Wie in 6 gezeigt ist, hat der Partikelerfassungssensor 100 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform eine Struktur, welche unterschiedlich von der Struktur des Partikelerfassungssensors 1 gemäß jeder der ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsformen ist, welche vorangehend beschrieben sind.
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Der Partikelerfassungssensor 100 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform hat die Ansammelsektion 10 zum Ansammeln von Partikeln P, welche in Abgas enthalten sind, und ein Paar von ersten und zweiten Erfassungselektroden 13, 14. Die ersten und zweiten Erfassungselektroden 13, 14 sind in der Ansammelsektion 10 angeordnet, um sich voneinander durch eine vorbestimmte Trennung zu trennen. Die Ansammelsektion 10 hat eine rechteckähnliche Plattenform und ist aus einem Isoliermaterial gefertigt. Die erste und zweite Erfassungselektrode 13, 14 sind aus einem leitfähigen Material gemacht. Die ersten und zweiten Erfassungselektroden 13, 14 haben einen plattierten dünnen Film, welcher auf einer Oberfläche der Ansammelsektion 10 durch einen Strukturdruckvorgang etc. aufgedruckt ist. In einem Paar der ersten und zweiten Erfassungselektroden 13, 14 haben die ersten Erfassungselektroden 13 Kammzahnteile 132, und die zweiten Erfassungselektroden 14 haben Kammzahnteile 142.
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Die Elektrodenbasisteile 131, 141 sind auf der Ansammelsektion 10 entlang und parallel zu einer longitudinalen Richtung der Ansammelsektion 10 gebildet. Die Kammzahnteile 132, 142 sind sich von den Elektrodenbasisteilen 131, 141 erstreckend, jeweils in den ersten Erfassungselektroden 13 und den zweiten Erfassungselektroden 14 gebildet. Die ersten und zweiten Erfassungselektroden 13, 14 sind einander zugewandt auf der Oberfläche der Ansammelsektion 10 angeordnet und die Kammzahnteile 132, 142 sind alternierend auf der Oberfläche der Ansammelsektion 10 angeordnet, sodass die Kammzahnteile 142 in der zweiten Erfassungselektrode 14 zwischen den Kammzahnteilen 132 der ersten Erfassungselektroden 13 angeordnet sind.
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Jeder der Kammzahnteile 132 hat hervorstehende Teile 133 und jeder der Kammzahnteile 142 hat hervorstehende Teile 143.
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Der hervorstehende Teil 133, 143 hat eine Bergformstruktur, eine bergähnliche Formstruktur, eine Dreiecksformstruktur oder eine dreiecksähnliche Formstruktur. Die kontinuierliche Bildung der hervorstehenden Teile 133 und der hervorstehenden Teile 143 sieht die Kammzahnteile 132 eine kurvenähnliche Form habend, und die Kammzahnteile 142 eine kurvenähnliche Form habend vor. In der Struktur des Partikelerfassungssensors 100 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform ist die minimale Trennung zwischen der ersten Erfassungselektrode 13 und der zweiten Erfassungselektrode 14 50 µm.
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Die vierte beispielhafte Ausführungsform sieht den Partikelerfassungssensor 100, welcher eine einfachere Struktur hat, vor.
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In dem Partikelerfassungssensor 100 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform, welcher die Struktur hat, in welcher die ersten und die zweiten Erfassungselektroden 13 und 14 eine plane Filmform haben, sind auf der Oberfläche der Ansammelsektion 10 durch einen Strukturdruckvorgang gebildet, es ist zu bevorzugen, dass die minimale Trennung zwischen der ersten Erfassungselektrode 13 und der zweiten Erfassungselektrode 14 einen Wert von nicht weniger als 50 µm hat und so klein ist wie möglich. Die Struktur macht es möglich, den Partikelerfassungssensor 100 mit einer erhöhten Erfassungsempfindlichkeit vorzusehen aufgrund eines Habens einer verringerten Trennung zwischen den ersten und zweiten Erfassungselektroden 13, 14, während die Herstellung dieser ersten und zweiten Elektroden 13, 14 aufrechterhalten wird. Ferner hat der Partikelerfassungssensor 100 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform dasselbe Verhalten und Wirkungen wie der Partikelerfassungssensor 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 100
- Partikelerfassungssensor,
- 10
- Ansammelsektion,
- 11, 12, 13, 14
- Erfassungselektrode,
- 11, 13 erste
- Erfassungselektrode,
- 12, 14
- zweite Erfassungselektrode und
- 111, 121, 111-1, 121-1, 133, 143
- hervorstehende Teile.
