JP2009150895A - 迅速に動作する広帯域排気ガスセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも1つの電極を複数の部分から成る電極すなわち少なくとも2つの部分電極から成る第1の電極および/または第2の電極によって形成し、第1のポンピング電圧の印加のために少なくとも1つの第1の部分電極を用い、第2のポンピング電圧の印加のために第1の部分電極とは異なる少なくとも1つの第2の部分電極を用いる。
【選択図】図5
Description
IGas=−D・(A/l)・Δc
で表される。
Claims (23)
- 少なくとも1つの第1の電極(120)および少なくとも1つの第2の電極(126)を備えた少なくとも1つのポンピングセル(118)と該第1の電極(120)および該第2の電極(126)を接続する少なくとも1つの固体電解質(122)とを有するセンサ素子(114)を用い、前記ポンピングセルにまず少なくとも1つの第1のポンピング電圧を印加し、ついで少なくとも1つの第2のポンピング電圧を印加する、
少なくとも1つの測定気体室(132)内の気体の少なくとも1つの物理的特性を求める方法、例えば内燃機関の排気ガスの酸素濃度を求める方法において、
前記少なくとも1つの電極を複数の部分から成る電極すなわち少なくとも2つの部分電極(162,164,166,168)から成る前記第1の電極および/または前記第2の電極によって形成し、前記第1のポンピング電圧の印加のために少なくとも1つの第1の部分電極(162,166)を用い、前記第2のポンピング電圧の印加のために前記第1の部分電極とは異なる少なくとも1つの第2の部分電極(164,168)を用いる
ことを特徴とする少なくとも1つの測定気体室内の気体の少なくとも1つの物理的特性を求める方法。 - 前記第1のポンピング電圧および前記第2のポンピング電圧は異なる極性を有する、請求項1記載の方法。
- 前記ポンピングセル(118)には交流電圧、例えば矩形交流電圧を印加する、請求項1または2記載の方法。
- 前記ポンピングセルに前記第1のポンピング電圧を印加する際に測定される少なくとも1つの第1のポンピング電流と前記ポンピングセルに前記第2のポンピング電圧を印加する際に測定される少なくとも1つの第2のポンピング電流との比較から気体の物理的特性を結論する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 前記センサ素子は少なくとも1つの中空室(124)を有しており、前記ポンピングセルの前記少なくとも1つの電極は該中空室内に配置されており、ここで、前記ポンピングセルにより該中空室内の少なくとも1つの気体成分の少なくとも1つの分圧を目標値へ向かって制御する、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- パルス幅変調された交流電圧による制御を行う、請求項5記載の方法。
- 少なくとも1つの第1の電極(120)および少なくとも1つの第2の電極(126)を備えた少なくとも1つのポンピングセル(118)と該第1の電極(120)および該第2の電極(126)を接続する少なくとも1つの固体電解質(122)とを有するセンサ素子(114)が設けられている、
少なくとも1つの測定気体室(132)内の気体の少なくとも1つの物理的特性を求めるセンサ装置、例えば内燃機関の排気ガスの酸素濃度を求めるセンサ装置において、
前記少なくとも1つの電極は、複数の部分に分割された電極すなわち少なくとも2つの部分電極(162,164,166,168)から成る前記第1の電極および/または前記第2の電極によって形成されており、電気回路(178)により、まず少なくとも1つの第1の部分電極(162,166)により第1のポンピング電圧が印加され、ついで前記第1の部分電極とは異なる少なくとも1つの第2の部分電極(164,168)により第2のポンピング電圧が印加される
ことを特徴とする少なくとも1つの測定気体室内の気体の少なくとも1つの物理的特性を求めるセンサ装置。 - 電気回路(178)はダイオード回路、例えば少なくとも1つの高温ダイオードおよび少なくとも1つのSiCダイオードを備えたダイオード回路を有する、請求項7記載のセンサ装置。
- 2つの部分電極がそれぞれ部分線路(170,172,174,176)に接続されており、該2つの部分線路に相互に反対極性のダイオード(180,182,184,186)の対が配置されている、請求項7または8記載のセンサ装置。
- 前記2つの部分線路は前記ダイオードの後方で共通の接続線路(188,190)にまとめられている、請求項9記載のセンサ装置。
- 前記少なくとも1つの電極の前記部分電極が配置された少なくとも2つの前記部分線路が一体の部材(196)としてまとめられている、請求項7から10までのいずれか1項記載のセンサ装置。
- 前記電子回路は完全にまたは部分的に前記センサ装置の内部または上部に配置されているか、および/または、前記センサ装置の駆動回路内に組み込まれているかまたは駆動線路(116)に配置されている、請求項7から11までのいずれか1項記載のセンサ装置。
- 前記ポンピングセルは少なくとも2つの部分ポンピングセル(202,204)を有しており、各部分ポンピングセルは前記第1の電極の部分電極と前記第2の電極の部分電極とを含む、請求項7から12までのいずれか1項記載のセンサ装置。
- 前記部分ポンピングセルはさらに完全には構造の同一でない部分固体電解質(198,200)をそれぞれ含む、請求項13記載のセンサ装置。
- 前記第1の電極の前記少なくとも1つの第1の部分電極と前記第2の電極の前記少なくとも1つの第2の部分電極とが電気的に接続されているか、および/または、前記第1の電極の前記少なくとも1つの第2の部分電極と前記第2の電極の前記少なくとも1つの第1の部分電極とが電気的に接続されている、請求項7から14までのいずれか1項記載のセンサ装置。
- 前記第1の電極は前記測定気体室に少なくとも1つの第1の接続部(128)を介して接続されており、該第1の接続部は第1の拡散バリア(146)を有し、前記第2の電極は前記測定気体室に少なくとも1つの第2の接続部(134)を介して接続されており、該第2の接続部は第2の拡散バリア(138)を有する、請求項7から15までのいずれか1項記載のセンサ装置。
- 前記第1の電極および前記第2の電極は異なる限界電流を有する、請求項7から16までのいずれか1項記載のセンサ装置。
- 前記第1の拡散バリアおよび前記第2の拡散バリアは異なる拡散抵抗を有する、請求項16または17記載のセンサ装置。
- 前記センサ素子は少なくとも1つの中空室(124)を有しており、前記ポンピングセルの前記少なくとも1つの電極は該中空室内に配置されている、請求項7から18までのいずれか1項記載のセンサ装置。
- 前記センサ素子はさらに少なくとも1つの気体成分の分圧が既知となっている少なくとも1つの基準中空室および/または少なくとも1つの基準空気チャネル(140)を有する、請求項19記載のセンサ装置。
- 前記基準中空室および/または前記基準空気チャネルの内部に少なくとも1つの基準電極(142)が配置されている、請求項20記載のセンサ装置。
- 前記固体電解質は完全にまたは部分的に多孔性固体電解質として構成されており、前記測定気体室と前記中空室とのあいだの拡散バリア(134)として少なくとも部分的に作用する、請求項7から21までのいずれか1項記載のセンサ装置。
- 前記第1の電極は少なくとも1つの第1の部分電極(162)と少なくとも1つの第2の部分電極とを有しており、前記第1の部分電極は前記センサ素子の表面に配置されており、前記第2の部分電極は前記センサ素子の裏面に配置されている、請求項19から22までのいずれか1項記載のセンサ装置。
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