EP3631181A1 - Abgasleitungsanordnung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Abgasleitungsanordnung für eine brennkraftmaschine

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EP3631181A1
EP3631181A1 EP18726982.4A EP18726982A EP3631181A1 EP 3631181 A1 EP3631181 A1 EP 3631181A1 EP 18726982 A EP18726982 A EP 18726982A EP 3631181 A1 EP3631181 A1 EP 3631181A1
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EP
European Patent Office
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exhaust pipe
opening
exhaust
coupling element
waveguide
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18726982.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Weinberger
Willibald Reitmeier
Katharina BURGER
Markus HIEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of EP3631181A1 publication Critical patent/EP3631181A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
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    • H01Q1/2233—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in consumption-meter devices, e.g. electricity, gas or water meters
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • Exhaust pipe arrangement for an internal combustion engine The present invention relates to an exhaust guide for an internal combustion engine, especially an exhaust pipe for an internal combustion engine, in the electromagnetic waves to the lower ⁇ investigation, arranged in the exhaust system the exhaust gas aftertreatment device can be coupled.
  • cata- ⁇ catalysts such as SCR catalysts
  • particulate filter such as diesel particulate filter to call.
  • Diesel particulate filters are designed to capture the be ⁇ -sensitive particles or soot in the exhaust gas from the exhaust gas, so that they are not released into the environment. For a given loading of the particulate filter, the accumulated particles must be burnt to increase the storage capacity of the Par ⁇ tikelfilters again.
  • the measurement of the charge state of the particle filter is often ⁇ times very complicated and usually very inaccurate. This can cause it frequent regeneration of the particulate filter come, but these are unnecessary due to a low load condition.
  • From DE 10 2008 012 050 AI is known to detect the continuous time course of a catalyst loading or discharge contactless using a microwave array and make the catalyst state as an input to the engine ⁇ control available.
  • microwave antennas are mounted upstream and / or downstream of the filter ceramics in such a way that they project into the exhaust gas stream.
  • the antennas at least partially protrude into the exhaust stream and are thus exposed directly to the exhaust stream, which can lead to any particles in the exhaust gas being able to accumulate and deposit on the antennas. These deposited particles on the antennas may result in poorer and / or inefficient operation of the antennas.
  • the present invention is at least partially based on the object to provide an exhaust pipe in which an exhaust aftertreatment device is located, which can be reliably monitored by means of coupled electromagnetic waves.
  • the present invention is essentially based on the idea to couple electromagnetic waves by means of a coupling ⁇ elements into the exhaust pipe and thus into the exhaust aftertreatment ⁇ treatment plant.
  • an opening in the exhaust pipe proceed, in or via which extends a coupling element coupled to the waveguide, which is designed to couple in the electromagnetic waves. Consequently, both the waveguide and the coupling element are arranged substantially outside the exhaust pipe, whereby it can be at least partially prevented that the waveguide and / or the coupling element are exposed directly to the exhaust gas and thus contaminated by the particles.
  • an exhaust pipe arrangement for an internal combustion engine which comprises an exhaust pipe extending substantially along a longitudinal axis and designed to at least partially guide exhaust gas of the internal combustion engine, an opening provided in the exhaust pipe, which is arranged substantially radially to the longitudinal axis attached to the exhaust pipe coupling element that extends at least partially into or over the opening, a shield, which is externally attached to the exhaust pipe so that it substantially completely surrounds the opening, and having a waveguide which is coupled to the coupling element and is adapted to coupled by means of the coupling element electromagnetic waves in the shielding that the electromagnetic ⁇ tical waves are propagated through the opening in the exhaust pipe.
  • the shielding housing attached from the outside to the exhaust pipe forms a cavity resonator in the interior thereof, in which a standing wave, usually with different modes, can form by resonance.
  • a standing wave usually with different modes
  • the electromagnetic waves forming in the shielding housing can then propagate through the opening in the exhaust gas line into the exhaust gas line and into the exhaust gas aftertreatment device.
  • the exhaust pipe arrangement further comprises an exhaust gas aftertreatment device arranged in the exhaust pipe and designed to at least partially post-treat the exhaust gas flowing through the exhaust pipe.
  • the opening in the region of the exhaust aftertreatment device is provided such that the electromagnetic waves coupled into the shielding housing by the waveguide can be propagated through the opening into the exhaust aftertreatment device.
  • the electromagnetic waves can be coupled directly into the exhaust aftertreatment device to monitor the operation of the exhaust aftertreatment device.
  • the loading of a particulate filter such as a diesel particulate filter
  • the coupled electromagnetic waves of the loading state of a catalyst such as an SCR catalyst
  • the waveguide is coupled to that end region of the coupling element which is located in or above the opening.
  • the waveguide is coupled to the free end of the coupling element arranged in or above the opening, whereby the effective length of the coupling element, which is measured from the coupling point between waveguide and coupling element and the attachment point of the coupling element on the exhaust pipe, are set to an optimum value can.
  • the waveguide is a coaxial conductor, which has an inner conductor, which is coupled to the coupling element, and an outer conductor which coaxially surrounds the inner conductor, which is coupled to the shielding housing.
  • a hole is formed in the shielding, in which the outer conductor is at least partially inserted ⁇ and where the outer conductor is coupled to the shield case ⁇ , for example by welding, soldering, caulking or screwing.
  • the inner conductor extends into the interior of the shield and there is ge ⁇ coupled with the coupling element, for example by welding or soldering.
  • the opening is one substantially
  • the coupling element is formed integrally with the exhaust pipe substantially. More precisely, the introduction of the U-shaped opening into the exhaust pipe leaves a web-shaped region of the exhaust pipe, which constitutes the coupling element.
  • a substantially rectangular opening may be provided, wherein a rod-shaped coupling element is fastened to the exhaust pipe in such a way that the rod-shaped coupling element extends into or over the opening and thus results in a U-shaped opening viewed in plan view.
  • the rod-shaped coupling element is a separate element attached to the exhaust gas line and / or the shielding housing.
  • the rod- ⁇ -shaped coupling member is fixed to an outer or inner wall of the Ab ⁇ gas line and / or of the shield case in the region of the opening such that it extends at least partially across the opening, and preferably a portion of the rod-shaped coupling elements above or below the opening is arranged.
  • the rod-shaped coupling element is attached to a peripheral wall of the opening and extends substantially at least partially into the opening.
  • the rod-shaped coupling element can be integrally formed with the waveguide.
  • an effective length of the coupling ⁇ elements which, measured between a coupling point at which the waveguide is coupled to the coupling element, and a fastening point at which the coupling element is attached to the exhaust pipe, approximately one quarter of a relevant wavelength corresponds.
  • the coupling element is rod-shaped and extends substantially parallel to the longitudinal axis or extends with respect to the longitudinal axis substantially in the circumferential direction.
  • Such a protective element may, for example, be a protective film formed of mica, which at least partially prevents the exhaust gas from flowing into and polluting the interior of the shielding housing.
  • the shielding housing is formed with respect to the longitudinal axis as radially outwardly extending formation or bulge of the substantially cylindrical exhaust pipe and thus embodied integrally with the exhaust pipe.
  • the opening is defined by the fact that this is determined by the transition region between the originally cylindrical exhaust pipe and the molding.
  • the electromagnetic waves coupled into the exhaust conduit preferably have frequencies ranging from about 0.3 GHz to about 500 GHz. 0
  • the shielding housing and / or the coupling element integrally with the exhaust pipe by means of suitable initial and forming processes.
  • the coupling of the electromagnetic waves can be done inductively, capacitively or by a combination thereof.
  • the decoupling of the electromagnetic waves can be done inductively, capacitively or by means of combinations thereof.
  • All relevant for an effective coupling of electromagnetic waves into the exhaust pipe or exhaust aftertreatment device components of the exhaust pipe assembly according to the invention are preferably formed from materials that have a high conductivity, for example, a conductivity greater than 50,000 S / m.
  • the waveguide may be at least partially integrally formed with the shielding and / or the coupling element.
  • a coupling unit be ⁇ standing from the shield, the coupling element and the Wel ⁇ lenleiter, can be provided as a preassembled unit which is adapted to retrofit an existing exhaust pipe with such a coupling unit.
  • an exchange of z. B. defective coupling unit possible.
  • Each of the coupling structures described herein may be arbitrarily connected to other, e.g. B. also known, coupling structures are combined on an exhaust gas line. In this case, the orientations of the respective coupling structures can be adjusted as desired, so that the reflection and / or transmission behavior can be determined.
  • the coupling element is coupled via a ⁇ be undesirables impedance to the exhaust line and / or the shield or connected.
  • Fig. 1 is a perspective view of an inventive
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the exhaust pipe arrangement of FIG. 1, FIG.
  • Fig. 3 is a sectional view through the exhaust gas guide of
  • Fig. 2 shows
  • Fig. 4 shows an enlarged view of an exemplary From ⁇ gas conduit means
  • Fig. 6 shows a perspective view of a further exemplary game at ⁇ exhaust circuit
  • 7 shows a section through the exhaust pipe arrangement of
  • Fig. 6 shows
  • FIG. 8 shows a perspective view of a further exemplary exhaust pipe arrangement
  • Fig. 9 shows a sectional view through the exhaust gas conduit arrangement of Fig. 8, and Fig. 10 shows a further exhaust conduit arrangement according to the invention.
  • Fig. 1 shows an exhaust pipe assembly 100 of the invention, by the exhaust gas of an internal combustion engine (not Darge ⁇ asserted) substantially along the longitudinal axis 101 in the direction of arrow 10 can flow.
  • Exhaust conduit assembly 100 includes an exhaust conduit 110 that is substantially tubular and cylindrical.
  • the exhaust pipe 110 preferably has a circular cross-section and is formed by a jacket wall .
  • an exhaust aftertreatment ⁇ device 120 is arranged, which is designed to at least partially post-treat the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 110.
  • the exhaust aftertreatment device 120 is indicated in FIG. 1 by the dashed circular lines.
  • the exhaust aftertreatment system 120 is, for example, a catalyst device, such as an SCR catalytic converter, or a filter device, such as a diesel particulate filter.
  • FIG. 1 shows that an opening 130 is provided in the tubular exhaust pipe 110. More specifically, the opening 130 is arranged substantially radially to the longitudinal axis and in the jacket wall of the exhaust pipe 110.
  • a shielding housing 140 and a waveguide 150 are not shown in FIG. 1, which are shown in more detail in FIGS. 2 and 3, however.
  • the opening 130 shown in FIG. 1 is substantially U-shaped and extends substantially with respect to the longitudinal axis 101 in the axial direction.
  • the opening 130 is introduced ⁇ example by punching or embossing in the jacket wall of the exhaust pipe 110.
  • the substantially U-shaped opening 130 may extend along the circumferential direction about the longitudinal axis 101.
  • a coupling element 112 (see FIGS. 2 and 3) may extend in the axial direction or in the circumferential direction with respect to the longitudinal axis 101. The arrangement of the U-shaped opening 130 and the coupling element 112 will be explained in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 2 shows a detailed view of the exhaust pipe 110 in the region of the opening 130.
  • FIG. 2 shows that the exhaust pipe arrangement 100 furthermore has a shielding housing 140, which is attached to the exhaust pipe 110 from the outside in such a way that it forms the opening 130 essentially completely surrounds.
  • the shielding housing 140 is, for example, a substantially cuboidal housing with an open side, wherein the open side is arranged in the direction of the exhaust pipe 110.
  • Shielding housing 140 is rigidly attached to the exhaust pipe 110, for example, by welding, soldering or other types of fastening.
  • welding soldering
  • the shielding housing 140 may be provided by forming in the cylindrical exhaust pipe 110 a formation or bulge which extends substantially radially outwards relative to the longitudinal axis 101.
  • the shield case 140 is integrally formed with the exhaust passage 110.
  • FIG. 2 further shows that the exhaust-gas line arrangement 100 has a waveguide 150, which in the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 is in the form of a coaxial conductor.
  • the waveguide 150 may be formed as a shielded two-wire line, microstrip line, stripline or coplanar line, for example.
  • the waveguide 150 embodied as a coaxial conductor consequently has an inner conductor 152 and an outer conductor 154 surrounding the inner conductor 152.
  • the inner conductor 152 and the outer conductor 154 are arranged coaxially with one another and designed to couple electromagnetic waves into the shielding housing 140 in such a way that the electromagnetic waves coupled therein can be propagated through the opening 130 into the exhaust pipe 110 and thus into the exhaust aftertreatment device 120 ,
  • the Abgas Gustavs- arrangement 100 has a coupling element 112 which is formed in the off ⁇ design of Fig. 1 integral with the exhaust pipe 110.
  • the coupling element 112 may be one, separate, prior ⁇ preferably rod-shaped member that is so attached to the Ab ⁇ gas line 110 that it is in or on Opening 130 extends.
  • a free end of the rod-shaped coupling element 112 is located in or above the opening 130.
  • the opening 130 can be provided with a rectangular cross section, wherein a separate, rod-shaped coupling element 112 is attached to an outer wall of the opening 130 such that it is As shown in Fig.
  • the separate rod-shaped coupling element 112 may be mounted near the opening 130 of rectangular cross-section on an outside or inside of the shell wall of the exhaust pipe 110 so as to extend substantially across the opening 130, as shown in FIG and consequently the opening 130 can appear in plan view as a U-shaped opening.
  • FIG. 3 shows a sectional view through the shielding housing 140 and the waveguide 150 along a plane in which the longitudinal axis 101 of the exhaust conduit 110 extends. From Fig. 3 shows that the inner conductor 152 of the waveguide 150 is coupled to the coupling element 112. As shown in FIGS. 2 and 3, the coupling element 112 is at least partially bent radially outward at its free distal end with respect to the longitudinal axis 101. The radially outwardly extending end of the coupling element 112 with respect to the longitudinal axis is coupled to the inner conductor 152, for example by means of welding or soldering. Al ⁇ ternatively, the coupling element 112 is not bent radially outward.
  • the outer conductor 154 of the waveguide 150 is connected to the shield case 140.
  • a hole 142 in the shielding housing 140 the diameter of which corresponds essentially to the outer diameter of the outer conductor 154, is formed for this purpose.
  • this Hole 142 may then at least partially inserted the outer conductor 154 and be connected to the shielding 154, for example by means of welding, soldering, caulking or screwing. Consequently, also the inner conductor 152 of the waveguide 150 extends through the hole 142 into the interior of the ex ⁇ screen housing 140 in and there is, as already described, connected to the free distal end of the coupling element 112th
  • the connecting area between the inner conductor 152 and the coupling member 112 may define a coupling-in 114, 150, electromagnetic waves can be coupled via the inside of the shield case 114 by means of the Wel ⁇ lenleiters. Furthermore, these waves may then couple into the exhaust aftertreatment device 120.
  • the coupling element 112 preferably has an effective length L, which measures substantially between the coupling point 114 and an end wall of the shielding housing 140, which is viewed from the coupling point 114 in the direction of the coupling element 112.
  • the effective length L of the coupling element 112 corresponds to approximately one quarter of the relevant wavelength of the coupled electromagnetic waves, it being preferred if the effective length L of the coupling element 112 is slightly smaller than a quarter of the relevant wavelength of the coupled electromagnetic waves.
  • the effective length L is in a range between about 5 cm and about 8 cm.
  • the shielding housing 140 further has a height H, which extends in the radial direction with respect to the longitudinal axis 101.
  • the height H is in a range between about 5 mm and about 20 mm.
  • the aperture 130 may be at least partially covered by a protective member (not shown) adapted to be transmissive to electromagnetic waves and impermeable to exhaust particulate.
  • the protective element comprises a protective film formed of mica, which is attached to the exhaust pipe 110 and / or the coupling element 112 and covers the opening 130 at least partially.
  • the exhaust pipe arrangement 100 of FIGS. 1 to 3 further has a dielectric sealing element 160, which is designed to shield the area between the inner conductor 152 and outer conductor 154 thermally with respect to the interior of the shielding housing 140.
  • the sealing member 160 may be configured to at least partially stabilize the entire structure and at least partially prevent ingress of dirt particles into the waveguide.
  • the completely arranged around the opening 130 shielding 140 ensures a tightness against the high-frequency electromagnetic waves and serves that the electromagnetic waves ⁇ , which are introduced by means of the coaxial conductor 150 in the shield, substantially completely in the exhaust pipe 110 and the exhaust aftertreatment device 120th be propagated and not radiate radially outward.
  • a loading of the exhaust gas aftertreatment device 120 can be concluded.
  • the evaluation takes place, for example, in the case of an SCR catalytic converter in that the electrical dielectricity number of the SCR catalytic converter changes depending on the load state and thus also the resonance behavior of the arrangement.
  • the average resonance behavior can be, for example be evaluated to determine the loading of the SCR catalyst.
  • the amplitudes and / or the quality factor can be examined.
  • mathematical and / or statistical methods are applicable to the signals, such as averaging, centroid, interpolation, fit functions, and the like. 4 and 5 show further embodiments of exhaust pipe assemblies 100th
  • FIG. 4 shows that the coupling element 112 may be formed integrally with the inner conductor 152 of the waveguide 150 designed as a coaxial conductor.
  • the inner conductor 152 is provided such that it is extending into the interior of the screen housing from ⁇ 140 and deflected in the region of the opening 130 such that this extends at least partially in and / or over the opening 130th
  • the inner conductor 152 may then be attached to the exhaust conduit 110 at one end of the opening 130, e.g. B. at the front end of the exhaust pipe 110, where the opening 130 begins, ie, below a side wall 144 of the screen housing ⁇ be secured, for example by means
  • FIG. 5 shows an embodiment according to the invention, in which the outer conductor 154 of the waveguide 150 is at least partially integrally formed with the shielding housing 140.
  • a further waveguide 150 designed as a coaxial cable can be connected to the radially outer one End of the shield housing 140 are coupled, wherein the coupling element 112, which additionally acts in sections as inner ⁇ conductor, is connected to the inner conductor of the further waveguide.
  • the inner conductor 152 may again with respect to the longitudinal axis 101 radially externally curved coupling element 112 or, as shown in FIG. 4, extend holistically to the sides 144 of the shielding housing 140.
  • FIGS. 1 to 5 are combined with one another as desired.
  • the waveguide 150 and the shield ⁇ housing 140 may be formed as a combination of the embodiments shown in FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 6 to 9 show exemplary embodiments of an exhaust pipe assembly 100, which are not according to the invention.
  • FIG. 6 shows a perspective view of an exemplary exhaust pipe arrangement 100 in which a slot-shaped opening 130 is provided.
  • the shield case 140 in Figs. 6 and 7 shown embodiment, the opening 130 is substantially in turn completely surrounds and extends ⁇ be consulted the longitudinal axis 101 of the shell wall of the exhaust pipe 110 radially outwardly.
  • the waveguide 150 which is again exemplified as a coaxial conductor in the embodiments shown in FIGS. 6 to 9, again extends from the outside into the shielding housing 140.
  • the inner conductor 152 is coupled to a side wall of the housing 140, for example by welding, Soldering, caulking or screwing, and the Outer conductor 154 is in turn at least partially inserted into a hole 142 (see FIG. 7) in the shielding housing 140 and coupled thereto, for example by means of welding, soldering, caulking or screwing.
  • the inner conductor 152 is preferably, but not necessarily, coupled in the immediate vicinity of the slot-shaped opening 130 on a side wall of the shielding housing 140 and may define the coupling point 114 at this location. It is preferred if the coupling-in point 114 is arranged in a central region of the slot-shaped opening 130 such that a distance D of Einkoppelticians 114 to a side wall of the ex ⁇ screen housing 140 in a first direction along the slit-shaped opening 130 equal to a distance D to a opposite side wall of the shield case 140 in a second direction opposite to the first direction along the slit-shaped opening 130 is the same. Preferably, the distance D is approximately half the length of the slot-shaped opening 130.
  • the distance D is approximately one quarter of the relevant wavelength. Accordingly, the axial extent of the slot-shaped opening 130 (or the length of the slot-shaped opening 130) is substantially designed such that it corresponds to approximately half of the relevant wavelength. It can thereby be accomplished that the electromagnetic waves coupled into the shielding housing 140 have sufficient space available and consequently can be propagated through the slot-shaped opening 130 into the exhaust line 110 and thus into the exhaust aftertreatment device 120.
  • FIG. 7 shows a section of a sectional view through a plane passing through the shielding housing 140 and the waveguide 150 and perpendicular to the longitudinal axis 101.
  • FIG. 7 shows that the inner conductor 152 is located on the inside of a side wall of the housing.
  • screen housing 140 is fixed and the outer conductor 154 is attached to one of these side wall opposite side wall of the shield 140.
  • the junction between the inner conductor 152 and the shield 140 can be used as coupling-114 ⁇ be distinguished in turn, is adapted to couple the guided from the waveguide 150 electromagnetic waves in the shield case 140th
  • the coupling-in point 112 is spaced from the radially outer end of the shielding housing 140 with respect to the longitudinal axis by the effective distance L, which preferably corresponds to approximately one quarter of the relevant wavelength of the coupled-in electromagnetic waves.
  • the effective distance L is comparable to the effective length L of the coupling element 112 of FIGS. 1 to 3 and corresponds approximately to a quarter of the relevant wavelength of the coupled electromagnetic waves.
  • the effective distance L is in a range between about 2 cm and about 8 cm.
  • the height H of the shielding housing 140 is again preferably as small as possible and ranges between about 5 mm and about 20 mm.
  • the dimension of the shielding housing 140 in the radial direction may be significantly greater in other embodiments than a quarter of the relevant wavelength. Thereby, an effective heat isolation from the exhaust pipe 110 can be achieved.
  • FIGS. 8 and 9 show a further development of the exemplary exhaust circuit 100 shown in Figs. 6 and 7, wherein the shield extends in the circumferential direction with respect to the longitudinal axis 101 at least in part ⁇ , 140.
  • Fig. 8 shows a perspective view of another exemplary exhaust ⁇ conduit assembly 100, a slit-shaped opening 130 is provided in which also in turn, entirely by the Shielding housing 140, which is attached to the exhaust pipe 110 from the outside, surrounded.
  • the shielding housing 140 has a curved shape which substantially corresponds to the curvature of the exhaust pipe.
  • the coupling-in point 114 that is to say the connection point between the inner conductor 152 of the waveguide 150 and the exhaust line 110, is again preferably arranged directly in the immediate vicinity of the slot-like opening 130 and has a distance L from one of the slot-shaped opening 140 in the circumferential direction of the side wall of the shielding housing 140 that corresponds advantageously approximately a quarter of the relevant Wel ⁇ lenide.
  • the outer conductor 154 is in turn coupled to the shielding housing 140, for example by means of welding, soldering, Calking or bolting, however, the inner conductor 152 is coupled to the exhaust pipe 110 for forming the Einkoppelticians 114, for example by means of welding, soldering, caulking or screwing.
  • the height H of the shielding housing 140 is again preferably as small as possible and ranges between about 5 mm and about 20 mm.
  • FIG. 10 shows a further exhaust pipe 100 according to the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIGS. 1 to 3.
  • the exhaust pipe arrangement 100 of FIG. 10 differs from the exhaust pipe arrangement of FIGS.
  • At least one further Einkoppelvor ⁇ direction which has an opening 230 in the exhaust pipe 110, a shield 240 and a waveguide 250, can be provided on the exhaust pipe 110.
  • the configurations of the opening 130, 230, of the shielding housing 140, 240 and the waveguides 150, 250 may each be at least similar.
  • these elements are each identical, the two being spaced apart from each other with respect to the longitudinal axis 101 in the circumferential direction at a distance A.
  • these can also be designed in distance and orientation so that a desired transmission or reflection behavior is set.
  • the two coupling devices may be for example adapted to a redundant monitoring of the exhaust gas aftertreatment system 120 be ⁇ riding observed.
  • one of the two coupling devices serving as a transmitter and the other coupling device serving as a receiver to monitor the exhaust gas aftertreatment system by means of transmission of a ⁇ coupled electromagnetic waves through the advantages.
  • the coupled by the transmitter into the exhaust pipe 110 electromagnetic waves propagate in the interior thereof and are attenuated in the case of a diesel particulate filter on its way to the other coupling device in amplitude.
  • This damping can be For example, be used as a measure of the loading condition of the diesel particulate ⁇ filters.
  • FIGS. 6 to 9 according to FIG. 10 can also be designed with two or more coupling devices.
  • each of the coupling structures described herein may be arbitrarily connected to other, e.g. B. also known, coupling structures are combined. In this case, the orientations of the respective coupling structures can be adjusted as desired, so that the reflection and / or transmission behavior can be determined.
  • the shield case 140 may be spaced from the exhaust passage 110 and may have a closed structure in which an opening 130 is similar to the opening.
  • a further waveguide can be arranged between the opening in the shielding housing 140, which is spaced apart from the exhaust pipe, and the opening 130 in the exhaust pipe 100, which waveguide is designed to transmit the electromagnetic signals coupled into the shielding housing 140

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasleitungsanordnung (100) für eine Brennkraftmaschine, die eine sich im Wesentlichen entlang einer Längsachse (101) erstreckende Abgasleitung (110), die dazu ausgebildet ist, Abgas der Brennkraftmaschine zumindest teilweise zu leiten, eine in der Abgasleitung (110) vorgesehene Öffnung (130), die im Wesentlichen radial zur Längsachse (101) angeordnet ist, ein an der Abgasleitung (110) angebrachtes Koppelelement (112), das sich zumindest teilweise in oder über die Öffnung (130) erstreckt, ein Abschirmgehäuse (140), das von außen an der Abgasleitung (110) derart angebracht ist, dass es die Öffnung (130) im Wesentlichen vollständig umgibt, und einen Wellenleiter (150) aufweist, der mit dem Koppelelement (112) gekoppelt und dazu ausgebildet ist, mittels des Koppelelements (112) elektromagnetische Wellen derart in das Abschirmgehäuse (140) einzukoppeln, dass die elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung (130) in die Abgasleitung (110) propagiert werden.

Description

Beschreibung
Abgasleitungsanordnung für eine Brennkraftmaschine Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanleitung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Abgasleitung für eine Brennkraftmaschine, in die elektromagnetische Wellen zur Unter¬ suchung einer in der Abgasanlage angeordneten Abgasnachbehandlungsvorrichtung eingekoppelt werden können.
Immer strengere Abgasgesetze in Verbindung mit dem Bestreben zum Reduzieren des Kraftstoffverbrauches erfordern neue Konzepte sowohl für die Brennkraftmaschine als auch für die Abgasnachbe¬ handlung. Damit verbunden sind auch neue Konzepte für die Steu- erung und Überwachung von Abgasnachbehandlungsanlagen . Bei einer stöchiometrisch betriebenen Brennkraftmaschine wird das
Luft-KraftstoffVerhältnis des Abgases mithilfe einer Lamb- dasonde detektiert. Bei einer Regelabweichung vom Sollwert (Lambda = 1) wird das Luft-KraftstoffVerhältnis nachgeregelt. In der Praxis erhält man somit einen Betrieb der Brennkraft¬ maschine in einem Bereich um den Sollwert herum.
Als Abgasnachbehandlungsanlagen sind beispielsweise Kataly¬ satoren, wie beispielsweise SCR-Katalysatoren, und Partikel- filter, wie beispielsweise Dieselpartikelfilter, zu nennen. Dieselpartikelfilter sind dazu ausgebildet, die im Abgas be¬ findlichen Partikel oder Ruß aus dem Abgas einzufangen, damit diese nicht in die Umgebung ausgelassen werden. Bei einer bestimmten Beladung des Partikelfilters müssen die angesammelten Partikel verbrannt werden, um die Speicherkapazität des Par¬ tikelfilters wieder zu erhöhen.
Die Messung des Beladungszustands des Partikelfilters ist oft¬ mals sehr aufwendig und zumeist sehr ungenau. Dadurch kann es zu häufigen Regenerationen des Partikelfilters kommen, die jedoch aufgrund eines niedrigen Beladungszustandes unnötig sind.
Aus der DE 10 2008 012 050 AI ist bekannt, den kontinuierlichen zeitlichen Verlauf einer Katalysatorbeladung bzw.- entladung berührungslos mithilfe einer Mikrowellenanordnung zu erfassen und den Katalysatorzustand als Eingangsgröße für die Motor¬ regelung verfügbar zu machen. Dazu werden stromaufwärts und/oder stromabwärts der Filterkeramik Mikrowellenantennen derart ange- bracht, dass diese in den Abgasstrom hineinragen.
Weitere Systeme und Vorrichtung sind aus der DE 10 2010 019 309 AI, der DE 10 2010 034 983 AI, DE 694 01 133 D2 , JP 2009-36199 AI, US 2017/0120179 AI, DE 11 14 866 A, FR 2 432 775 AI und DD 16 878 AI bekannt.
In den bekannten System ragen die Antennen zumindest teilweise in den Abgasstrom hinein und sind somit dem Abgasstrom direkt ausgesetzt, was dazu führen kann, dass sich etwaige Partikel im Abgas an den Antennen ansammeln und ablagern können. Diese abgelagerten Partikel an den Antennen können unter Umständen zu einem schlechteren und/oder ineffizienten Betrieb der Antennen führen . Der vorliegenden Erfindung liegt zumindest teilweise die Aufgabe zugrunde, eine Abgasleitung vorzusehen, in der sich eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung befindet , die zuverlässig mittels eingekoppelten elektromagnetischen Wellen überwacht werden kann .
Diese Aufgabe kann mit einer Abgasleitungsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst werden. Vorteilhafte und bevorzugte Ausge¬ staltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. ^
Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen der Gedanke zugrunde, elektromagnetische Wellen mithilfe eines Koppel¬ elements in die Abgasleitung und somit in die Abgasnachbehand¬ lungsanlage einzukoppeln . Dazu ist eine Öffnung in der Abgas- leitung vorgehen, in oder über die sich ein mit dem Wellenleiter gekoppeltes Koppelelement erstreckt, das zum Einkoppeln der elektromagnetischen Wellen ausgebildet ist. Folglich sind sowohl der Wellenleiter als auch das Koppelelement im Wesentlichen außerhalb der Abgasleitung angeordnet, wodurch zumindest teil- weise verhindert werden kann, dass der Wellenleiter und/oder das Koppelelement dem Abgas direkt ausgesetzt sind und somit von den Partikeln kontaminiert werden.
Erfindungsgemäß ist eine Abgasleitungsanordnung für eine Brennkraftmaschine offenbart, die eine sich im Wesentlichen entlang einer Längsachse erstreckende Abgasleitung, die dazu ausgebildet ist, Abgas der Brennkraftmaschine zumindest teilweise zu leiten, eine in der Abgasleitung vorgesehene Öffnung, die im Wesentlichen radial zur Längsachse angeordnet ist, ein an der Abgasleitung angebrachtes Koppelelement, das sich zumindest teilweise in oder über die Öffnung erstreckt, ein Abschirmgehäuse, das von außen an der Abgasleitung derart angebracht ist, dass es die Öffnung im Wesentlichen vollständig umgibt, und einen Wellenleiter aufweist, der mit dem Koppelelement gekoppelt und dazu ausgebildet ist, mittels des Koppelelements elektromagnetische Wellen derart in das Abschirmgehäuse einzukoppeln, dass die elektromagne¬ tischen Wellen durch die Öffnung in die Abgasleitung propagiert werden . Das von außen an der Abgasleitung angebrachte Abschirmgehäuse bildet im Inneren desselben einen Hohlraumresonator, in dem sich durch Resonanz eine stehende Welle, meist mit verschiedenen Moden, bilden kann. Dazu werden mittels des Wellenleiters elektromagnetische Wellen in das Abschirmgehäuse, und somit in den Hohlraumresonator, eingekoppelt. Die sich im Abschirmgehäuse ausbildenden elektromagnetischen Wellen können dann durch die Öffnung in der Abgasleitung in die Abgasleitung hinein und in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung propagieren .
Dadurch, dass das das Koppelelement und der Wellenleiter im Wesentlichen vollständig außerhalb der Abgasleitung angeordnet sind, kann mit der erfindungsgemäßen Abgasleitungsanordnung sichergestellt werden, dass diese Elemente nicht mit dem Abgas in direkte Berührung gelangen und folglich im Wesentlichen nicht durch Abgas verschmutzt werden können. Mit einer solchen Anordnung kann die Zuverlässigkeit der Einkopplung von elektromagnetischen Wellen erhöht und verbessert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abgasleitungsanordnung ferner eine in der Abgasleitung angeordnete Abgasnachbehandlungsvorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, das durch die Abgasleitung strömende Abgas zumindest teilweise nach- zubehandeln. In einer solchen vorteilhaften Ausgestaltung ist die Öffnung im Bereich der Abgasnachbehandlungsvorrichtung derart vorgesehen, dass die vom Wellenleiter in das Abschirmgehäuse eingekoppelten elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung propagiert werden können.
Mit einer solchen Ausgestaltung können die elektromagnetischen Wellen direkt in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung eingekoppelt werden, um den Betrieb der Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu überwachen. Beispielsweise kann mit den eingekoppelten elek- tromagnetischen Wellen die Beladung eines Partikelfilters, wie z. B. eines Dieselpartikelfilters, bestimmt und überwacht werden. Außerdem kann mit den eingekoppelten elektromagnetischen Wellen der Beladungszustand eines Katalysators, wie z. B. eines SCR-Katalysators , bestimmt und überwacht werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Wellenleiter mit demjenigen Endbereich des Koppelelements gekoppelt ist, welches sich in oder über der Öffnung befindet. Genauer gesagt ist der Wellenleiter mit dem in oder über der Öffnung angeordneten freien Ende des Koppelelements gekoppelt, wodurch die effektive Länge des Koppelelements, die vom Koppelpunkt zwischen Wellenleiter und Koppelelement und dem Befestigungspunkt des Koppelelements an der Abgasleitung gemessen wird, auf einen optimalen Wert eingestellt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Wellenleiter ein Koaxialleiter, der einen Innenleiter, der mit dem Koppelelement gekoppelt ist, und einen den Innenleiter koaxial umgebenden Außenleiter aufweist, der mit dem Abschirmgehäuse gekoppelt ist. In einer derartigen Ausgestaltung ist beispielweise ein Loch im Abschirmgehäuse geformt, in das der Außenleiter zumindest teil¬ weise eingesteckt ist und an dem der Außenleiter mit dem Ab¬ schirmgehäuse gekoppelt ist, beispielsweise mittels Schweißen, Löten, Verstemmen oder Einschrauben. Durch den Außenleiter und somit durch das Loch erstreckt sich der Innenleiter ins Innere des Abschirmgehäuses und ist dort mit dem Koppelelement ge¬ koppelt, beispielsweise mittels Schweißen oder Löten. Durch das Vorsehen von ausreichend großen Abmessungen des Abschirmgehäuses kann ein Kurzschluss zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter vermieden werden. Insbesondere stellt sich zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter ein hoher Reflexionsfaktor ein, welcher sich mit steigender Einkopplung in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung verringert. Ferner kann durch ausreichend große Abmessungen des Abschirmgehäuses oder des Wellenleiters eine Wärmeentkopplung von der Abgasleitung erzielt werden . Vorteilhafterweise ist die Öffnung eine im Wesentlichen
U-förmige Öffnung in der Abgasleitung, so dass das Koppelelement integral mit der Abgasleitung im Wesentlichen ausgebildet ist. Genauer gesagt verbleibt durch das Einbringen der U-förmigen Öffnung in die Abgasleitung ein stegförmiger Bereich der Abgasleitung, der das Koppelelement darstellt. Alternative kann eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung vorgesehen werden, wobei ein stabförmiges Koppelelement derart an der Abgasleitung befestigt wird, dass sich das stabförmige Koppelelement in oder über die Öffnung erstreckt und sich folglich eine, in Draufsicht betrachtet, U-förmige Öffnung ergibt.
Alternativ zur integralen Ausführung ist das stabförmige Koppelelement ein an der Abgasleitung und/oder dem Abschirmgehäuse befestigtes separates Element. Beispielsweise ist das stab¬ förmige Koppelelement an einer Außen- oder Innenwand der Ab¬ gasleitung und/oder des Abschirmgehäuses im Bereich der Öffnung derart befestigt, dass es sich zumindest teilweise über die Öffnung erstreckt und bevorzugt ein Teil des stabförmigen Koppel- elements oberhalb oder unterhalb der Öffnung angeordnet ist. Alternativ ist das stabförmige Koppelelement an einer Umfangs- wand der Öffnung angebracht und erstreckt sich im Wesentlichen zumindest teilweise in die Öffnung hinein. Alternativ kann das stabförmige Koppelelement mit dem Wellenleiter integral aus- gebildet sein.
Es kann bevorzugt sein, dass eine effektive Länge des Koppel¬ elements, die sich zwischen einem Einkoppelpunkt, an dem der Wellenleiter mit dem Koppelelement gekoppelt ist, und einem Befestigungspunkt, an dem das Koppelelement an der Abgasleitung angebracht ist, bemisst, ungefähr einem Viertel einer relevanten Wellenlänge entspricht. Durch ein solches Einstellen der ef¬ fektiven Länge des Koppelelements kann erreicht werden, dass sich im Abschirmgehäuse stehende magnetische Wellen ausbilden, die durch die Öffnung in die Abgasleitung propagieren können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Koppelelement stabförmig ausgebildet und erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Längsachse oder erstreckt sich bezüglicher der Längsachse im Wesentlichen in Umfangsrichtung . Durch eine geeignete Auswahl der Erstreckung des Koppelelements und/oder der Öffnung relative zur Längsachse kann die Anregung bestimmter Hohlleitermoden bevorzugt werden. Außerdem kann durch geeignete Auswahl der effektiven Länge des Koppelelements der Einkopp- lungsgrad der Anordnung wie gewünscht eingestellt werden.
Es kann außerdem von Vorteil sein, ein die Öffnung zumindest teilweise bedeckendes Schutzelement vorzusehen, das dazu aus¬ gebildet ist, für elektromagnetische Wellen durchlässig und für Abgaspartikel undurchlässig zu sein. Ein solches Schutzelement kann beispielsweise eine aus Glimmer gebildete Schutzfolie sein, die das Abgas daran zumindest teilweise hindert, in das Innere des Abschirmgehäuses zu strömen und dieses zu verschmutzen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Abgasleitungsanordnung ist das Abschirmgehäuse bezüglich der Längsachse als radial nach außen erstreckende Ausformung bzw. Auswölbung der im Wesentlichen zylindrischen Abgasleitung gebildet und somit integral mit der Abgasleitung ausgeführt. Dabei wird die Öffnung dadurch definiert, dass diese durch den Übergangsbereich zwischen der ursprünglich zylindrischen Abgasleitung und der Ausformung festgelegt wird.
Die in die Abgasleitung eingekoppelten elektromagnetischen Wellen weisen bevorzugt Frequenzen auf, die im Bereich von ungefähr 0,3 GHz bis ungefähr 500 GHz liegen. 0
o
Ferner kann es bevorzugt sein, das Abschirmgehäuse und/oder das Koppelelement integral mit der Abgasleitung mittels geeigneter Ur- und Umformprozesse auszuführen. Außerdem kann es vorteilhaft sein, in den einzelnen Elementen, wie beispielsweise die Abgasleitung und das Koppelelement, kon¬ struktive Maßnahmen zur Versteifung dieser Elemente vorzusehen. Als konstruktive Maßnahmen sind hier beispielhaft Sicken und/oder Prägungen anzuführen.
Die Einkopplung der elektromagnetischen Wellen kann induktiv, kapazitiv oder mittels Kombination davon erfolgen. In ähnlicher Weise kann die Auskopplung der elektromagnetischen Wellen induktiv, kapazitiv oder mittels Kombinationen davon erfolgen.
Sämtliche für eine effektive Einkopplung von elektromagnetischen Wellen in die Abgasleitung bzw. Abgasnachbehandlungsvorrichtung relevanten Bauteile der erfindungsgemäßen Abgasleitungsanordnung sind vorzugsweise aus Materialien gebildet, die eine hohe Leitfähigkeit ausweisen, beispielsweise eine Leitfähigkeit, die größer ist als 50.000 S/m.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Wellenleiter zumindest teilweise mit dem Abschirmgehäuse und/oder dem Koppelelement integral ausgebildet sein.
Ferner kann es bevorzugt sein, dass eine Einkoppeleinheit, be¬ stehend aus dem Abschirmgehäuse, dem Koppelelement und dem Wel¬ lenleiter, als vormontierte Einheit bereitgestellt werden kann, die dazu ausgebildet ist, eine bereits bestehende Abgasleitung mit einer derartigen Einkoppeleinheit nachzurüsten . Außerdem ist somit ein Austausch einer z. B. defekten Einkoppeleinheit möglich. Jede der hierin beschriebenen Koppelstrukturen kann beliebig mit anderen, z. B. auch bekannten, Koppelstrukturen an einer Ab- gasleitung kombiniert werden. Dabei können die Ausrichtungen der jeweiligen Koppelstrukturen wie gewünscht angepasst werden, damit das Reflexions- und/oder Transmissionsverhalten bestimmt werden kann.
Ferner ist es bevorzugt, wenn das Koppelelement über eine be¬ liebige Impedanz mit der Abgasleitung und/oder dem Abschirmgehäuse gekoppelt bzw. verbunden ist.
Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der offenbarten Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Abgasleitungsanordnung zeigt,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Abgasleitungsanordnung der Fig. 1 zeigt,
Fig. 3 eine Schnittansicht durch die Abgasanleitung der
Fig. 2 zeigt,
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht einer beispielhaften Ab¬ gasleitungsanordnung zeigt,
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht einer weiteren erfin¬ dungsgemäßen Abgasleitungsanordnung zeigt,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren bei¬ spielhaften Abgasleitungsanordnung zeigt, Fig. 7 einen Schnitt durch die Abgasleitungsanordnung der
Fig. 6 zeigt,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren bei- spielhaften Abgasleitungsanordnung zeigt,
Fig. 9 eine Schnittansicht durch die Abgasleitungsanordnung der Fig. 8 zeigt, und Fig. 10 eine weitere erfindungsgemäße Abgasleitungsanordnung zeigt .
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gegebenenfalls nicht in allen dargestellten Figuren sämtliche Elemente und Bezugszeichen gekennzeichnet .
Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Abgasleitungsanordnung 100, durch die Abgas einer Brennkraftmaschine (nicht darge¬ stellt) im Wesentlichen entlang der Längsachse 101 in Richtung des Pfeils 10 strömen kann. Die Abgasleitungsanordnung 100 weist eine Abgasleitung 110 auf, die im Wesentlichen rohrförmig und zylindrisch ist. Vorzugsweise hat die Abgasleitung 110 einen kreisförmigen Querschnitt und wird durch eine Mantelwand ge¬ bildet. In der Abgasleitung 110 ist eine Abgasnachbehandlungs¬ vorrichtung 120 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, dass durch die Abgasleitung 110 strömende Abgas zumindest teilweise nach- zubehandeln. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 120 ist in der Fig. 1 durch die gestrichelten kreisförmigen Linien gekennzeichnet. Die Abgasnachbehandlungsanlage 120 ist beispielsweise eine Katalysatorvorrichtung, wie beispielsweise ein SCR-Kataly- sator, oder eine Filtervorrichtung, wie beispielsweise ein Dieselpartikelfilter. In der Fig. 1 ist gezeigt, dass in der rohrförmigen Abgasleitung 110 eine Öffnung 130 vorgesehen ist. Genauer gesagt ist die Öffnung 130 im Wesentlichen radial zur Längsachse und in der Mantelwand der Abgasleitung 110 angeordnet. Aus Gründen der Darstellbarkeit ist in der Fig. 1 ein Abschirmgehäuse 140 und ein Wellenleiter 150 nicht dargestellt, die jedoch in den Fig. 2 und 3 näher gezeigt sind.
Die in der Fig. 1 gezeigte Öffnung 130 ist im Wesentlichen U-förmig und erstreckt sich im Wesentlichen bezüglich der Längsachse 101 in axialer Richtung. Die Öffnung 130 ist bei¬ spielsweise durch Stanzen oder Prägen in die Mantelwand der Abgasleitung 110 eingebracht. In einer alternativen Ausgestaltung kann sich die im Wesentlichen U-förmige Öffnung 130 entlang einer Umfangsrichtung um die Längsachse 101 herum erstrecken. Genauer gesagt kann sich ein Koppelelement 112 (siehe Fig. 2 und 3) bezüglich der Längsachse 101 in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung erstrecken. Die Anordnung der U-förmigen Öffnung 130 sowie des Koppelelements 112 wird in Bezug auf die Fig. 2 und 3 noch näher erläutert.
Die Fig. 2 zeigt eine Detailansicht der Abgasleitung 110 im Bereich der Öffnung 130. In der Fig. 2 ist gezeigt, dass die Abgasleitungsanordnung 100 ferner ein Abschirmgehäuse 140 aufweist, das von außen an der Abgasleitung 110 derart angebracht ist, dass es die Öffnung 130 im Wesentlichen vollständig umgibt. Das Abschirmgehäuse 140 ist beispielsweise ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse mit einer offenen Seite, wobei die offene Seite in Richtung der Abgasleitung 110 angeordnet ist. Das
Abschirmgehäuse 140 ist beispielsweise mittels Schweißen, Löten oder anderweitigen Befestigungsarten starr an der Abgasleitung 110 angebracht. Beispielsweise können bezüglich der Längsachsen radial nach außen stehende Anschweißlaschen an der Abgasleitung vorgesehen werden, an denen das Abschirmgehäuse 140 angeschweißt werden kann.
In einer nicht dargestellten alternativen Ausgestaltung kann das Abschirmgehäuse 140 dadurch vorgesehen werden, dass in die zylindrische Abgasleitung 110 eine sich bezüglich der Längsachse 101 im Wesentlichen radial nach außen erstreckende Ausformung bzw. Auswölbung gebildet wird. In einer solchen Ausgestaltung ist das Abschirmgehäuse 140 integral mit der Abgasleitung 110 ausgebildet.
In der Fig. 2 ist ferner gezeigt, dass die Abgasleitungsanordnung 100 einen Wellenleiter 150 aufweist, der in der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausgestaltung in der Form eines Koaxialleiters ge- bildet ist. Alternativ kann der Wellenleiter 150 als beispielsweise geschirmte Zweidrahtleitung, Mikrostreifenleitung, Streifenleitung oder Koplanarleitung ausgebildet sein.
Der als Koaxialleiter ausgebildete Wellenleiter 150 weist folg- lieh einen Innenleiter 152 und einen den Innenleiter 152 umgebenden Außenleiter 154 aufweist. Der Innenleiter 152 und der Außenleiter 154 sind koaxial zueinander angeordnet und dazu ausgebildet, elektromagnetische Wellen in das Abschirmgehäuse 140 derart einzukoppeln, dass die darin eingekoppelten elek- tromagnetischen Wellen durch die Öffnung 130 hindurch in die Abgasleitung 110 und somit in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 120 propagiert werden können.
Aus der Fig. 2 geht außerdem hervor, dass die Abgasleitungs- anordnung 100 ein Koppelelement 112 aufweist, das in der Aus¬ gestaltung der Fig. 1 integral mit der Abgasleitung 110 gebildet ist. Alternativ kann das Koppelelement 112 ein separates, vor¬ zugsweise stabförmiges , Element sein, dass derart an der Ab¬ gasleitung 110 angebracht ist, dass es sich in oder über die Öffnung 130 erstreckt. Dabei befindet sich bevorzugt ein freies Ende des stabförmigen Koppelelements 112 in oder über der Öffnung 130. Beispielweise kann die Öffnung 130 mit einem rechteckigen Querschnitt vorgesehen werden, wobei ein separates, stabförmiges Koppelelement 112 an einer Außenwand der Öffnung 130 derart angebracht wird, dass es sich, wie in der Fig. 1 gezeigt, im Wesentlichen nach innen erstreckt und folglich die Öffnung 130 in Draufsicht als U-förmige Öffnung erscheinen lässt. Alternativ kann das separate, stabförmige Koppelelement 112 in der Nähe der Öffnung 130 mit rechteckigem Querschnitt an einer Außenseite oder Innenseite der Mantelwand der Abgasleitung 110 derart befestigt sein, dass es sich, wie in der Fig. 1 gezeigt, im Wesentlichen über die Öffnung 130 erstreckt und folglich die Öffnung 130 in Draufsicht als U-förmige Öffnung erscheinen lässt.
Die Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht durch das Abschirmgehäuse 140 und den Wellenleiter 150 entlang einer Ebene, in der sich die Längsachse 101 der Abgasleitung 110 erstreckt. Aus der Fig. 3 geht hervor, dass der Innenleiter 152 des Wellenleiters 150 mit dem Koppelelement 112 gekoppelt ist. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, ist das Koppelelement 112 an seinem freien distalen Ende in Bezug auf die Längsachse 101 zumindest teilweise radial nach außen gebogen. Das bezüglich der Längsachse radial nach außen erstreckende Ende des Koppelements 112 ist mit dem Innenleiter 152 gekoppelt, beispielsweise mittels Schweißen oder Löten. Al¬ ternativ ist das Koppelelement 112 nicht radial nach außen gebogen .
Der Außenleiter 154 des Wellenleiters 150 ist mit dem Abschirmgehäuse 140 verbunden. Beispielsweise ist dazu ein Loch 142 im Abschirmgehäuse 140 gebildet, dessen Durchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Außenleiters 154 entspricht. In dieses Loch 142 kann dann der Außenleiter 154 zumindest teilweise eingesteckt und mit dem Abschirmgehäuse 154 verbunden werden, beispielsweise mittels Schweißen, Löten, Verstemmen oder Verschrauben . Folglich erstreckt sich auch der Innenleiter 152 des Wellenleiters 150 durch das Loch 142 ins Innere des Ab¬ schirmgehäuses 140 hinein und ist dort, wie bereits beschrieben, mit dem freien distalen Ende des Koppelelements 112 verbunden.
Der Verbindungsbereich zwischen dem Innenleiter 152 und dem Koppelelement 112 kann einen Einkoppelpunkt 114 festlegen, über den in das Innere des Abschirmgehäuses 114 mittels des Wel¬ lenleiters 150 elektromagnetische Wellen eingekoppelt werden können. Des Weiteren können diese Wellen dann in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 120 einkoppeln.
Das Koppelelement 112 weist vorzugsweise eine effektive Länge L auf, die sich im Wesentlichen zwischen dem Einkoppelpunkt 114 und einer Endwand des Abschirmgehäuses 140 bemisst, die sich vom Einkoppelpunkt 114 aus betrachtet in Richtung des Koppelelements 112 befindet. Die effektive Länge L des Koppelelements 112 entspricht ungefähr einem Viertel der relevanten Wellenlänge der eingekoppelten elektromagnetischen Wellen, wobei es bevorzugt ist, wenn die effektive Länge L des Koppelelements 112 etwas kleiner ist als ein Viertel der relevanten Wellenlänge der eingekoppelten elektromagnetischen Wellen. In einer beispielhaften Ausgestaltung liegt die effektive Länge L in einem Bereich zwischen ungefähr 5 cm und ungefähr 8 cm.
Das Abschirmgehäuse 140 weist ferner eine Höhe H auf, die sich bezüglich der Längsachse 101 in radialer Richtung erstreckt. Vorzugsweise liegt die Höhe H in einem Bereich zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 20 mm liegt. Um das Innere des Abschirmgehäuses 140 zumindest teilweise vor einer Verschmutzung durch das Abgas zu schützen, kann die Öffnung 130 zumindest teilweise von einem Schutzelement (nicht gezeigt) bedeckt sein, das dazu ausgebildet ist, für elektromagnetische Wellen durchlässig und für Abgaspartikel undurchlässig zu sein. Beispielsweise umfasst das Schutzelement eine aus Glimmer gebildete Schutzfolie, die an der Abgasleitung 110 und/oder dem Koppelelement 112 angebracht ist und die Öffnung 130 zumindest teilweise bedeckt.
Die Abgasleitungsanordnung 100 der Fig. 1 bis 3 weist ferner ein dielektrisches Abdichtelement 160 auf, das dazu ausgebildet ist, den Bereich zwischen Innenleiter 152 und Außenleiter 154 thermisch gegenüber dem Inneren des Abschirmgehäuses 140 abzuschir- men. Außerdem kann das Abdichtelemente 160 dazu ausgebildet sein, die gesamte Struktur zumindest teilweise zu stabilisieren und zumindest teilweise ein Eindringen von Schmutzpartikeln in den Wellenleiter zu verhindern. Das vollständig um die Öffnung 130 angeordnete Abschirmgehäuse 140 gewährleistet eine Dichtheit gegenüber der hochfrequenten elektromagnetischen Wellen und dient dazu, dass die elektro¬ magnetischen Wellen, die mittels des Koaxialleiters 150 in das Abschirmgehäuse eingebracht werden, im Wesentlichen vollständig in die Abgasleitung 110 und die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 120 propagiert werden und nicht radial nach außen wegstrahlen.
Durch geeignete Auswertung der elektromagnetischen Reflexionswellen kann auf eine Beladung der Abgasnachbehandlungsvor- richtung 120 geschlossen werden. Die Auswertung erfolgt beispielsweise bei einem SCR-Katalysator dadurch, dass sich die elektrische Dielelektrizitätszahl des SCR-Katalysators je nach Beladungszustand ändert und somit auch das Resonanzverhalten der Anordnung. Dasermittelte Resonanzverhalten kann beispielsweise zum Bestimmung der Beladung des SCR-Katalysators ausgewertet werden .
Bei alternativen beispielhaften Auswerteverfahren können die Amplituden und/oder der Gütefaktor untersucht werden. Ferner sind mathematische und/oder statistische Verfahren auf die Signale anwendbar, wie beispielsweise Mittelung, Schwerpunkt, Interpolation, Fit-Funktionen und dergleichen. Die Fig. 4 und 5 zeigen weitere Ausgestaltungen von Abgasleitungsanordnungen 100.
In der Fig. 4 ist dargestellt, dass das Koppelelement 112 mit dem Innenleiter 152 des als Koaxialleiters ausgebildeten Wellen- leiters 150 integral ausgebildet sein. Somit wird der Innenleiter 152 derart bereitgestellt, dass sich dieser ins Innere des Ab¬ schirmgehäuses 140 erstreckt und im Bereich der Öffnung 130 derart umgelenkt ist, dass sich dieser zumindest teilweise in und/oder über der Öffnung 130 erstreckt. Der Innenleiter 152 kann dann an der Abgasleitung 110 an einem Ende der Öffnung 130, z. B. an dem Stirnseitigen Ende der Abgasleitung 110, wo die Öffnung 130 beginnt, d. h. unterhalb einer Seitenwand 144 des Ab¬ schirmgehäuses, befestigt sein, beispielsweise mittels
Schweißen, Löten, Verstemmen oder Einschrauben . Alternativ kann, wie in der Fig. 4 gezeigt, der derartig ausgebildete Innenleiter 152 an der Seitenwand 144 des Abschirmgehäuses 140 befestigt sein, beispielsweise mittels Schweißen, Löten, Verstemmen oder Einschrauben . Die Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgestaltung, bei der der Außenleiter 154 des Wellenleiters 150 zumindest teilweise mit dem Abschirmgehäuse 140 integral ausgebildet ist. In einer solchen Ausge- staltung kann beispielsweise ein als Koaxialkabel ausgebildeter weiterer Wellenleiter 150 mit dem radial äußeren Ende des Ab- schirmgehäuses 140 gekoppelt werden, wobei das Koppelelement 112, das zusätzlich abschnittsweise als Innen¬ leiter fungiert, mit dem Innenleiter des weiteren Wellenleiters verbunden ist. In der Fig. 5 bildet somit der sich bezüglich der Längsachse 101 radial nach außen erstreckende Bereich zumindest teilweise einen Teil des Wellenleiters 150, insbesondere zu¬ mindest einen Teil des Außenleiters 154. Der Innenleiter 152 kann dabei wiederum mit dem bezüglich der Längsachse 101 radial nach außen gebogenen Koppel- element 112 verbunden sein oder sich, wie in der Fig. 4 gezeigt, ganzheitlich zu der Seiten 144 des Abschirmgehäuses 140 erstrecken.
Es ist selbstredend, dass die Ausgestaltungen der Fig. 1 bis 5 miteinander beliebig kombiniert werden. So ist es ebenfalls erfindungsgemäß, dass der Wellenleiter 150 und das Abschirm¬ gehäuse 140 als Kombination der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausgestaltungen ausgebildet sein kann.
Im Folgenden wird Bezug genommen auf die Fig. 6 bis 9, aus denen beispielhafte Ausgestaltungen einer Abgasleitungsanordnung 100 hervorgehen, die jedoch nicht erfindungsgemäß sind.
Die Fig. 6 zeigt dabei eine perspektivische Ansicht auf eine beispielhafte Abgasleitungsanordnung 100, in der eine schlitz- förmige Öffnung 130 vorgesehen ist. Das Abschirmgehäuse 140 der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausgestaltung umgibt wiederum die Öffnung 130 im Wesentlichen vollständig und erstreckt sich be¬ züglich der Längsachse 101 von der Mantelwand der Abgasleitung 110 radial nach außen. Der Wellenleiter 150, der in den in den Fig. 6 bis 9 gezeigten Ausgestaltungen wieder beispielhaft als Koaxialleiter dargestellt ist, erstreckt sich wiederum von außen in das Abschirmgehäuse 140. Der Innenleiter 152 ist dabei mit einer Seitenwand des Gehäuses 140 gekoppelt, beispielsweise mittels Schweißen, Löten, Verstemmen oder Verschrauben, und der Außenleiter 154 ist wiederum zumindest teilweise in ein Loch 142 (siehe Fig. 7) im Abschirmgehäuse 140 eingesteckt und mit diesem gekoppelt, beispielsweise mittels Schweißen, Löten, Verstemmen oder Verschrauben .
Der Innenleiter 152 ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, in unmittelbarer Nähe der schlitzförmigen Öffnung 130 an einer Seitenwand des Abschirmgehäuses 140 gekoppelt und kann an dieser Stelle den Einkoppelpunkt 114 festlegen. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Einkoppelpunkt 114 in einem zentralen Bereich der schlitzförmigen Öffnung 130 angeordnet ist, so dass ein Abstand D des Einkoppelpunkts 114 zu einer Seitenwand des Ab¬ schirmgehäuses 140 in einer ersten Richtung entlang schlitzförmigen Öffnung 130 gleich einem Abstand D zu einer gegenüber- liegenden Seitenwand des Abschirmgehäuses 140 in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung entlang der schlitzförmigen Öffnung 130 gleich ist. Vorzugsweise entspricht der Abstand D ungefähr der Hälfte der Länge der schlitzförmigen Öffnung 130. Beispielsweise entspricht der Abstand D ungefähr einem Viertel der relevanten Wellenlänge. Dementsprechend ist die axiale Ausdehnung der schlitzförmigen Öffnung 130 (bzw. die Länge der schlitzförmigen Öffnung 130) im Wesentlichen derart ausgebildet, dass diese ungefähr der Hälfte der relevanten Wellenlänge entspricht. Damit kann bewerkstelligt werden, dass die in das Abschirmgehäuse 140 eingekoppelten elektromagnetische Wellen ausreichenden Raum zur Verfügung haben und folglich durch die schlitzförmige Öffnung 130 in die Abgasleitung 110 und somit in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 120 propagiert werden können .
Die Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittansicht durch eine Ebene, die durch das Abschirmgehäuse 140 und den Wellenleiter 150 und senkrecht zur Längsachse 101. Aus der Fig. 7 ist ersichtlich, dass der Innenleiter 152 am Inneren einer Seitenwand des Ab- schirmgehäuses 140 befestigt ist und der Außenleiter 154 an einer dieser Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand des Abschirmgehäuses 140 befestigt ist. Die Verbindungsstelle zwischen dem Innenleiter 152 und dem Abschirmgehäuse 140 kann wiederum als Einkoppelpunkt 114 be¬ zeichnet werden, der dazu ausgebildet ist, die vom Wellenleiter 150 geleiteten elektromagnetischen Wellen in das Abschirmgehäuse 140 einzukoppeln . Der Einkoppelpunkt 112 ist von einem bezüglich der Längsachse radial äußeren Ende des Abschirmgehäuses 140 mit dem effektiven Abstand L beabstandet, der vorzugsweise ungefähr einem Viertel der relevanten Wellenlänge der eingekoppelten elektromagnetischen Wellen entspricht. Der effektive Abstand L ist vergleichbar mit der effektiven Länge L des Koppelelements 112 der Fig. 1 bis 3 und entspricht ungefähr einem Viertel der relevanten Wellenlänge der eingekoppelten elektromagnetischen Wellen. In einer beispielhaften Ausgestaltung liegt der effektive Abstand L in einem Bereich zwischen ungefähr 2 cm und ungefähr 8 cm. Die Höhe H des Abschirmgehäuses 140 ist vor- zugsweise wiederum kleinstmöglich und bewegt sich im Bereich zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 20 mm.
Die Abmessung des Abschirmgehäuses 140 in radialer Richtung kann in anderen Ausführungsformen signifikant grösser sein als ein Viertel der relevanten Wellenlänge. Dadurch kann eine effektive Wärmeentkopplung von der Abgasleitung 110 erzielt werden.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Weiterbildung der in den Fig. 6 und 7 gezeigten beispielhaften Abgasleitungsanordnung 100, wobei das Abschirmgehäuse 140 bezüglich der Längsachse 101 zumindest teil¬ weise in Umfangsrichtung verläuft. Die Fig. 8 zeigt dabei eine perspektivische Ansicht der weiteren beispielhaften Abgas¬ leitungsanordnung 100, bei der ebenfalls wiederum eine schlitzförmige Öffnung 130 vorgesehen ist, die vollständig von dem Abschirmgehäuse 140, das an der Abgasleitung 110 von außen angebracht, umgeben ist. Das Abschirmgehäuse 140 weist dabei eine gekrümmte Gestalt auf, die im Wesentlichen der Krümmung der Abgasleitung entspricht.
Der Einkoppelpunkt 114, das heißt die Verbindungsstelle zwischen dem Innenleiter 152 des Wellenleiters 150 und der Abgasleitung 110, ist wiederum vorzugsweise wieder in unmittelbarer Nähe zur schlitzartigen Öffnung 130 angeordnet und weist einen Abstand L zu einem der schlitzförmigen Öffnung 140 in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seitenwand des Abschirmgehäuses 140 auf, der in vorteilhafterweise ungefähr einem Viertel der relevanten Wel¬ lenlänge entspricht. Der beispielhaft als Koaxialleiter aus¬ gebildete Wellenleiter 150 der Fig. 8 und 9 ist ähnlich aus- gebildet wie der Wellenleiter 150 der Fig. 6 und 7, wobei der Außenleiter 154 zwar wiederum mit dem Abschirmgehäuse 140 gekoppelt ist, beispielsweise mittels Schweißen, Löten, Verstemmen oder Verschrauben, jedoch der Innenleiter 152 zum Bilden des Einkoppelpunkts 114 mit der Abgasleitung 110 gekoppelt ist, beispielsweise mittels Schweißen, Löten, Verstemmen oder Verschrauben .
Die Höhe H des Abschirmgehäuses 140 ist vorzugsweise wiederum kleinstmöglich und bewegt sich im Bereich zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 20 mm.
Durch die Anregung mittels des Wellenleiter 150 wird im Abschirmgehäuse 140 unter anderem ein ausbreitungsfähiges E-Feld er¬ zeugt, welches in der Öffnung 130 ein senkrecht zu dessen Längs- richtung stehende Ausrichtung aufweist. Dieses E-Feld kann in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 120 eindringen und dort beispielsweise eine transversal elektrische Hohlleitermode anregen und gegebenenfalls auch empfangen. Die Fig. 10 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Abgasleitung 100, die im Wesentlichen der Ausgestaltung der Fig. 1 bis 3 entspricht . Die Abgasleitungsanordnung 100 der Fig. 10 unterscheidet sich von der Abgasleitungsanordnung der Fig. 1 bis 3 dahingehend, dass anstelle von einer Einkoppelvorrichtung, die eine Öffnung 130 in der Abgasleitung 110, ein Abschirmgehäuse 140 und einen Wel¬ lenleiter 150 aufweist, zumindest eine weitere Einkoppelvor¬ richtung, die eine Öffnung 230 in der Abgasleitung 110, ein Abschirmgehäuse 240 und einen Wellenleiter 250 aufweist, an der Abgasleitung 110 vorgesehen werden können. Dabei sei festgehalten, dass die Ausgestaltungen der Öffnung 130, 230, des Abschirmgehäuses 140, 240 und der Wellenleiter 150, 250 jeweils zumindest ähnlich sein können. Vorzugsweise sind diese Elemente jeweils identisch, wobei die beiden bezüglich der Längsachse 101 in Umfangsrichtung unter einem Abstand A voneinander beabstandet sind. Diese können aber in Abstand und Orientierung auch so ausgestaltet sein, dass ein gewünschtes Transmissions- oder Reflexionsverhalten eingestellt wird. Durch das Vorsehen eines vorbestimmten Abstandes A kann eine Dämpfungseinstellung erzielt werden. Die beiden Einkoppelvorrichtungen können beispielsweise dazu ausgebildet sein, eine redundante Überwachung der Abgasnachbehandlungsanlage 120 be¬ reitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann durch das Vor- sehen von zumindest zwei Einkoppelvorrichtung eine Überwachung der Abgasnachbehandlungsanlage mittels Transmission der ein¬ gekoppelten elektromagnetischen Wellen erfolgen, wobei eine der beiden Einkoppelvorrichtungen als Sender dient und die andere Einkoppelvorrichtung als Empfänger dient. Die vom Sender in die Abgasleitung 110 eingekoppelten elektromagnetischen Wellen breiten sich im Inneren davon aus und werden im Falle eines Dieselpartikelfilters auf ihrem Weg zur anderen Einkoppelvorrichtung in ihrer Amplitude gedämpft. Diese Dämpfung kann bei- spielsweise als Maß für den Beladungszustand des Dieselpartikel¬ filters genutzt werden.
An dieser Stelle ist festzuhalten, dass auch Ausgestaltungen der Fig. 6 bis 9 gemäß der Fig. 10 mit zwei oder mehreren Einkoppelvorrichtungen ausgebildet sein können. Ferner können jede der hierin beschriebenen Koppelstrukturen beliebig mit anderen, z. B. auch bekannten, Koppelstrukturen kombiniert werden. Dabei können die Ausrichtungen der jeweiligen Koppelstrukturen wie gewünscht angepasst werden, damit das Reflexions- und/oder Transmissionsverhalten bestimmt werden kann.
Bei den in den Fig. 1 bis 10 gezeigten Ausgestaltungen erfolgt zunächst eine Einkopplung von elektromagnetische Wellen in ein direkt an der Abgasleitung 110 angebrachtes Abschirmgehäuse 140, von dort aus die elektromagnetischen Wellen direkt über die Öffnung 130 in die Abgasleitung 110 und die Abgasnachbehand¬ lungsanlage 120 propagiert werden. Alternativ dazu kann das Abschirmgehäuse 140 von der Abgasleitung 110 beabstandet sein und eine geschlossene Struktur aufweisen, in der eine der Öffnung 130 ähnliche Öffnung vorgesehen ist. Zwischen der Öffnung in dem von der Abgasleitung beabstandeten Abschirmgehäuse 140 und der Öffnung 130 in der Abgasleitung 100 kann dabei ein weiterer Wellenleiter angeordnet sein, der dazu ausgebildet ist, die in das Abschirmgehäuse 140 eingekoppelten elektromagnetischen
Wellen in die Abgasleitung 110 und die Abgasnachbehandlungs¬ anlage 120 zu leiten .

Claims

Patentansprüche
1. Abgasleitungsanordnung (100) für eine Brennkraftmaschine, wobei die Abgasleitungsanordnung (100) aufweist:
- eine sich im Wesentlichen entlang einer
Längsachse (101) erstreckende Abgasleitung (110), die dazu ausgebildet ist, Abgas der Brennkraftmaschine zumindest teilweise zu leiten,
eine in der Abgasleitung (110) vorgesehene Öffnung (130), die im Wesentlichen radial zur Längsachse (101) angeordnet ist,
ein an der Abgasleitung (110) angebrachtes Koppelelement (112), das sich zumindest teilweise in oder über die Öffnung (130) erstreckt,
- ein Abschirmgehäuse (140), das von außen an der
Abgasleitung (110) derart angebracht ist, dass es die Öffnung (130) im Wesentlichen vollständig umgibt, und
einen Wellenleiter (150), der mit dem Koppelelement (112) gekoppelt und dazu ausgebildet ist, mittels des Koppelelements (112) elektromagnetische Wellen derart in das Abschirmgehäuse (140) einzukoppeln, dass die elektromagneti¬ schen Wellen durch die Öffnung (130) in die Abgasleitung (110) propagiert werden.
2. Abgasleitungsanordnung (100) nach Anspruch 1, ferner mit einer in der Abgasleitung (110) angeordneten Abgasnachbehandlungsvorrichtung (120), die dazu ausgebildet ist, das durch die Abgasleitung (110) strömende Abgas zumindest teilweise nachzubehandeln,
wobei die Öffnung (130) im Bereich der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (120) derart vorgesehen ist, dass die vom Wellenleiter (150) in das Abschirmgehäuse (140) eingekoppelten elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung (130) direkt in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung (120) propagiert werden.
3. Abgasleitungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wellenleiter (150) mit demjenigen Endbereich des Koppelelements (112) gekoppelt ist, welches sich in oder über der Öffnung (130) befindet.
4. Abgasleitungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wellenleiter ein Koaxialleiter (150) ist, der einen Innenleiter (152), der mit dem Koppelelement (112) gekoppelt ist, und einen den Innenleiter (152) koaxial umgebenden Außenleiter (154) aufweist, der mit dem Abschirmgehäuse (140) gekoppelt ist.
5. Abgasleitungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnung eine im Wesentlichen U-förmige Öffnung (130) ist, so dass das Koppelelement (112) integral mit der Abgasleitung (110) im Wesentlichen stegförmig ausgebildet ist.
6. Abgasleitungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine effektive Länge (L) des Koppelelements (112), die sich zwischen einem Einkoppelpunkt (114) , an dem der Wellenleiter (150) mit dem Koppelelement (112) gekoppelt ist, und einem Befestigungspunkt, an dem das Kop¬ pelelement (112) an der Abgasleitung (110) oder dem Abschirmgehäuse (140) angebracht ist, bemisst, ungefähr einem Viertel einer relevanten Wellenlänge entspricht.
7. Abgasleitungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Koppelement (112) im We¬ sentlichen stabförmig ausgebildet ist und sich im Wesentlichen parallel zur Längsachse (101) oder sich bezüglicher der
Längsachse (101) im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt.
8. Abgasleitungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem die Öffnung (130) zumindest teilweise bedeckenden Schutzelement, das dazu aus¬ gebildet ist, für elektromagnetische Wellen durchlässig und für Abgaspartikel undurchlässig zu sein.
9. Abgasleitungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abschirmgehäuse (140) bezüglich der Längsachse (101) als radial nach außen erstreckende Ausformung der zylindrischen Abgasleitung (110) ausgebildet und integral mit der Abgasleitung (110) geformt ist, wobei die Öffnung (130) dadurch definiert ist, dass diese durch den Übergangsbereich zwischen der ursprünglich zylindrischen Abgasleitung (110) und der Ausformung festgelegt ist.
10. Abgasleitungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wellenleiter (150) zumindest teilweise mit dem Koppelelement (112) und/oder dem Abschirmgehäuse (140) integral ausgebildet ist.
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Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD16878U (de)
DE1114866B (de) 1961-01-14 1961-10-12 Telefunken Patent Anordnung zum Ankoppeln einer koaxialen Leitung an einen Rechteckhohlleiter
FR2432775A1 (fr) 1978-08-03 1980-02-29 Trt Telecom Radio Electr Dispositif de transition entre un cable coaxial et un guide d'ondes a section rectangulaire avec acces par le petit cote du guide et circuits hyperfrequence comportant un tel dispositif
US4580441A (en) * 1983-05-10 1986-04-08 Nippondenso Co., Ltd. Diesel smoke meter
JP2738251B2 (ja) 1993-01-20 1998-04-08 松下電器産業株式会社 内燃機関用フィルタ再生装置
JP5311105B2 (ja) 2007-07-12 2013-10-09 イマジニアリング株式会社 排ガスの物質浄化装置
DE102008012050A1 (de) 2008-02-29 2009-09-03 Fischerauer, Gerhard, Prof. Dr.-Ing. Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Abgasnachbehandlungssystems, das einen Abgaskatalysator beinhaltet
JP2010223169A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Ngk Insulators Ltd 粒子状物質の堆積量検出装置
DE102010019309B4 (de) 2010-05-03 2022-05-19 Gerhard Fischerauer Verfahren zur Erkennung des Zustands eines kombinierten Abgasnachbehandlungssystems mit mehreren Komponenten
DE102010034983A1 (de) 2010-08-20 2012-02-23 Gerhard Fischerauer Verfahren zur Erkennung des Ammoniakspeicherzustands eines SCR-Katalysators
DE102015001229A1 (de) * 2015-02-03 2016-08-04 Markus Dietrich Vorrichtung zur Einkopplung und/oder Auskopplung von Mikrowellen in den Abgasstrang eines Verbrennungsmotors
DE102015001228A1 (de) * 2015-02-03 2016-08-04 Markus Dietrich Antennenmodul mit zwei kombinierten Antennen für ein Verfahren zur Zustandserkennung von Abgasnachbehandlungs-Komponenten mit Hilfe von Mikrowellen
JP6597190B2 (ja) 2015-10-30 2019-10-30 富士通株式会社 マイクロ波照射装置及び排気浄化装置

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