KR20180065318A - 칩형 입자상 물질 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장착 방향과 무관하게 배기가스에 포함된 입자상 물질을 측정할 수 있도록 감지부가 배기가스의 유동방향과 평형한 방향으로 형성된 칩형 입자상 물질 센서에 관한 것이다.
본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서는, 배기파이프(1)에 장착되는 통형(筒形)의 하우징(11) 내부에 배기가스에 포함된 입자상 물질을 검출하는 감지패턴(13b)이 형성된 감지부(13)를 구비한 입자상 물질 센서(10)에 있어서, 상기 감지부(13)는, 상기 하우징(11)의 길이방향과 수직한 방향으로 형성되는 기판(13a)과, 상기 기판(13a)에서 배기파이프(1)를 향하고 있는 면에 상기 입자상 물질을 검출하는 감지패턴(13b)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

칩형 입자상 물질 센서{CHIP TYPE SENSOR FOR MEASURING PARTICULATE MATTER}
본 발명은 차량의 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM; Particulate Matter)를 측정하는 입자상 물질 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 장착 방향과 무관하게 배기가스에 포함된 입자상 물질을 측정할 수 있도록 감지부가 배기가스의 유동방향과 평형한 방향으로 형성된 칩형 입자상 물질 센서에 관한 것이다.
차량의 배기가스에는 여러 가지 유해물질이 포함되어 있고, 이러한 유해물질은 각종 규제를 통하여 그 배출량이 제한되고 있다.
이를 위하여, 상기 차량에는 배출되는 유해물질을 모니터링하기 위한 각종 센서가 설치된다.
그 일레로서, 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM; Particulate Matter)을 검출하는 입자상 물질 센서가 구비된다. 상기 입자상 물질 센서는 DPF(Diesel Particulate Filter)의 후단에서 배기파이프의 내부에 장착되어 배기가스 중의 입자상 물질의 농도를 측정하여 상기 DPF의 고장여부를 판단한다.
도 1을 통하여 상기 입자상 물질 센서(110)의 구조를 살펴보면, 하우징(111)의 내부에 감지부(113)가 장착된다. 상기 하우징(111)을 고정너트(112)에 의해 배기파이프(1)에 고정되고, 상기 하우징(111)의 내부에는 상기 감지부(113)를 절연시키는 인슐레이터(114)가 구비된다. 상기 감지부(113)의 상단은 크램쉘(115)에 의해 고정되고, 상기 입자상 물질 센서(110)의 상단은 테프론(116, PTFE)이 형성되고, 상단은 캡(117)이 구비된다. 상기 감지부(113)의 하단은 유동중인 배기가스에 노출되는데, 상기 배기파이프(1)를 유동중인 배기가스가 상기 감지부(113)로 유입되도록 상기 하우징(111)의 하단에는 보호튜브(119)가 결합된다.
상기 배기파이프(1)를 유동하는 배기가스는 상기 보호튜브(119)의 일측으로 유입된 후, 상기 감지부(113)에 도달하는데, 상기 감지부(113)가 바형(bar type)으로 형성되어 있어서, 상기 감지부(113)의 장착방향에 따라 서로 다른 측정값을 갖는다. 상기 감지부(113)는 기판(113a)의 단부에 상기 입자상 물질을 감지하기 위한 감지패턴(113b)이 형성되고, 상기 기판(113a)이 상기 배기가스의 유동과 수직한 방향으로 설치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 감지부(113)가 정위치(0°)에 위치한 경우에 비하여, 상기 감지부(113)가 상기 배기가스와 수직하지 않게 배치되면 각도에 따라 감도가 저하된다. 즉, 도 2에 상기 감지부(113)가 정위치(0°), 45°, 90°, 180°로 배치된 상태에서 배기가스의 흐름이 도시되어 있는데, 정위치에 위치한 경우에 비하여, 상기 감지부(113)의 일정한 각도를 두고 장착되면, 상기 감지패턴(113b)의 표면을 흐르는 배기가스의 유량이 감소되어 감도가 하락하는 문제점이 있다. 정위치에 비하여, 장착각이 증가할수록 상기 감지패턴(113b)의 표면을 통과하는 배기가스의 유량이 감소하게 된다. 이와 같이, 상기 감지부(113)의 장착위치에 따라 서로 다른 감도를 가지게 되므로, 상기 입자상 물질 센서(110)의 신뢰도가 하락되는 원인이 된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 감지부(113)는 기판(113a)에서 상기 감지패턴(113b)과 상기 패드전극(113d)이 멀리 이격되어 있어서, 이를 신호라인(113c)으로 연결하는데, 상기 신호라인(113c)이 길어 고가인 백금(Pt)의 다량으로 사용되어야 하는 문제점이 있다. 상기 감지패턴(113b)이 형성된 a구간과 상기 패드전극(113d)이 형성된 c구간 사이의 b구간만틈 신호라인(113c)을 형성해야 하는데, 상기 신호라인(113c)의 형성하기 위해 다량의 백금(Pt)이 소요될 수 밖에 없다.
아울러, 상기 감지패턴(113b)과 상기 패드전극(113d)이 멀리 이격되어 있기 때문에, 동일한 면적의 시트로부터 생산되는 감지부(113)의 수가 적어지는 문제점이 있다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '입자상 물질　센서'에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 10-1401713 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 감지부의 장착방향과 무관하게 센서의 감도 변화가 발생하지 않는 칩형 입자상 물질 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 감지부의 크기를 소형화시켜 제조원가를 저감시킬 수 있는 칩형 입자상 물질 센서를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서는, 배기파이프에 장착되는 통형(筒形)의 하우징 내부에 배기가스에 포함된 입자상 물질을 검출하는 감지패턴이 형성된 감지부를 구비한 입자상 물질 센서에 있어서, 상기 감지부는, 상기 하우징의 길이방향과 수직한 방향으로 형성되는 기판과, 상기 기판에서 배기파이프를 향하고 있는 면에 상기 입자상 물질을 검출하는 감지패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 감지패턴은 상기 기판에 복수의 전극이 선형으로 패터닝되는 것을 특징으로 한다.
상기 감지패턴을 형성하는 복수의 전극은 서로 전기적으로 연결되지 않는 적어도 2개의 이상의 그룹으로 나뉘어지고, 서로 다른 그룹의 전극은 서로 교번(交番)하도록 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기 감지패턴을 형성하는 복수의 전극은 측정전극과 그라운드전극으로 나뉘어지고, 상기 측정전극과 상기 그라운드전극이 서로 교번하여 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기 기판에서 감지패턴이 형성된 면의 반대면에는 상기 감지패턴과 전기적으로 연결되는 패드전극이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 감지부는 상기 기판에 형성되는 가상의 원의 내부에 패터닝되는 것을 특징으로 한다.
상기 감지부는 상기 하우징의 내부에 형성되는 인슐레이터의 하부에 상기 감지패턴이 노출되는 상태로 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징의 하부둘레를 따라 정해진 간격으로 상기 하우징의 측면을 관통하여 외부로부터 상기 하우징의 내부로 배기가스를 유입시키는 유입홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징의 내부에는 상기 하우징의 내부로 유입된 배기가스를 상기 감지부로 가이드하는 파티션이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 파티션은 플레이트 형태로 형성되고, 상기 하우징의 둘레방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기 유입홀은 서로 인접한 파티션의 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징의 하단에는 상기 하우징의 내부의 응축수를 배출하는 드레인홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 칩형 입자상 물질 센서에 따르면, 감지부가 칩형(chip type)으로 형성되어 있어서, 장착방향과 무관하게 감도를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 감지부의 면적이 다소 증가하더라도 신호라인이 불필요하므로, 백금(Pt)의 사용량이 감소된다.
아울러, 동일면적의 세라믹 시트에서 제조되는 감지부도 더 많이 제조할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 입자상 물질 센서를 도시한 단면도.
도 2는 종래기술에 따른 입자상 물질 센서에서 감지부의 설치방향에 따른 감도변화를 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래기술에 따른 입자상 물질 센서에서 감지부를 도시한 평면도.
도 4는 세라믹 시트에 종래기술에 따른 입자상 물질 센서에서 감지부를 제조하기 위해 패터닝된 상태를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서에서 감지부가 설치되는 부위를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서의 하부를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서에서 감지부가 인슐레이터에 설치된 상태를 도시한 저면 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서의 외부 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서의 투영 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서의 감지패턴을 도시한 평면도.
도 12는 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서의 패드전극을 도시한 평면도.
도 13은 세라믹 시트에 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서의 감지부를 패터닝항 상태를 도시한 평면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서는, 입자상 물질 센서(10)에서 하우징(11)의 내부에 상기 하우징(11)의 길이방향과 수직한 방향으로 감지부(13)가 배치되도록 한다.
도 5에는 본 발명에 따른 칩형 입자상 물질 센서(10)가 도시되어 있다.
하우징(11)은 배기가스가 유동하는 배기파이프(1)에 수직하게 고정된다. 상기 하우징(11)은 내부가 중공인 통형(筒形)으로 형성된다. 상기 하우징(11)은 상기 하우징(11)의 외측에 고정된 고정너트(12)를 통하여 상기 배기파이프(1)에 고정된다.
상기 하우징(11)은 둘레를 따라 복수의 유입홀(11a)이 형성된다. 상기 유입홀(11a)은 상기 배기가스를 상기 하우징(11)의 내부로 유입되도록 한다.
또한, 상기 하우징(11)의 하단에는 상기 하우징(11)의 내부에 응축된 응축수가 외부로 배출될 수 있도록 드레인홀(11b)이 형성되는 것이 바람직하다.
감지부(13)는 상기 하우징(11)의 내부에 상기 하우징(11)의 길이방향과 수직한 방향, 즉 상기 배기파이프(1)와 나란한 방향으로 설치된다. 상기 유입홀(11a)로 유입된 배기가스가 상기 감지부(13)로 유동하고, 상기 감지부(13)에서 상기 배기가스에 포함된 입자상 물질을 측정한다.
인슐레이터(14)는 상기 하우징(11)의 내부에 형성되고, 상기 감지부(13)가 설치되도록 한다. 상기 인슐레이터(14)의 하부에 상기 감지부(13)가 고정되어 설치되는데, 상기 감지부(13)에서 감지패턴(13b)이 형성된 부분이 상기 인슐레이터(14)의 하부에 노출되도록 상기 감지부(13)가 상기 인슐레이터(14)에 설치된다. 상기 인슐레이터(14)는 상기 감지부(13)가 하우징(11)과 절연되도록 한다.
크램쉘(15, clam shell)은 상기 인슐레이터(14)의 내부에 위치하고, 상기 크램쉘(15)을 관통하여 상기 감지부(13)와 연결되는 터미널(13e)이 설치된다.
상기 크램쉘(15)의 상부에 테프론(16)이 형성되고, 상기 입자상 물질 센서(10)의 최상단 외측에는 캡(17)이 형성된다.
파티션(18)은 상기 하우징(11)의 내부에 형성된다. 상기 파티션(18)은 상기 하우징(11)의 중간부분으로부터 하단을 향하여 형성된다. 상기 파티션(18)은 플레이트 형태로 형성되고, 상기 하우징(11)의 둘레방향으로 배열된다. 상기 파티션(18)들은 서로 동일한 간격으로 배열되는 것이 바람직하다. 서로 인접한 파티션(18) 사이에는 상기 유입홀(11a)이 배치되는 것이 바람직하다. 상기 파티션(18)의 하단은 상기 하우징(11)의 하단에 고정된다. 상기 유입홀(11a)을 통하여 성가 하우징(11)의 내부로 유입된 배기가스는 상기 파티션(18)에 의해 상기 하우징(11)의 둘레방향으로 유동하지 못하고, 상기 하우징(11)의 상방으로 유동한 후, 상기 파티션(18)의 상단을 타고 넘어가면서 상기 배기파이프(1)와 평행한 흐름이 되고, 이때, 상기 감지부(13)와 퉁과하게 된다.
한편, 상기 감지부(13)에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
상기 감지부(13)는 기판(13a)의 일면에 상기 배기가스와 접하는 감지패턴(13b)이 형성되고, 타측면에 상기 감지패턴(13b)과 전기적으로 연결되면서 상기 터미널(13e)과 전기적으로 연결되는 패드전극(13d)이 형성된다.
상기 감지패턴(13b)은 상기 기판(13a)에서 상기 배기파이프(1)를 향하고 있는 면에 패터닝으로 형성된다. 상기 감지패턴(13b)은 복수의 전극이 선형으로 형성된다. 또한, 상기 감지패턴(13b)의 전극들은 서로 전기적으로 연결되지 않는 적어도 2개 이상의 그룹으로 나뉘어지고, 서로 다른 그룹의 전극은 서로 교번하도록 배열된다. 또한 같은 그룹의 전극들은 서로 전기적으로 연결된다.
예컨대, 상기 전극이 측정전극과 그라운드전극으로 나뉜다면, 상기 측정전극과 상기 그라운드전극이 서로 교번하여 배열되고, 상기 측정전극은 상기 그라운드전극과 전기적으로 연결되지 않는다. 또한 상기 측정전극들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 그라운드전극들도 서로 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 감지부(13)에서 상기 감지패턴(13b)은 상기 기판(13a)에 형성된 가상의 원 내부에 형성된다(도 11 참조).
한편, 상기 감지부(13)는 정해진 크기의 세라믹시트(20)에 열과 행으로 상기 감지부(13)를 패터닝하여, 제조할 수 있다. 즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 세라믹시트(20)에 열과 행으로 반복되게 감지부(13)를 패터닝한 후, 각각의 감지부(13) 대로 절단하여 상기 감지부(13)를 완성할 수 있다.
본 발명에서는 상기 감지부(13)의 내부에 원형으로 상기 감지패턴(13b)을 형성하기 하고, 상기 기판(13a)의 전후면에 각각 감지패턴(13b)와 패드전극(13d)를 형성함으로써, 종래기술에서 감지패턴과 패드전극을 연결하는 신호라인이 불필요하여 고가의 백금(Pt) 사용량을 줄일 수 있다. 상기 감지패턴(13b)의 면적은 종래기술에 비하여 증가하게 되지만, 신호라인에 사용되는 백금(Pt)의 양이 대폭 감소되므로 전체적인 백금의 사용량이 줄일 수 있다.
또한, 동인한 면적의 세라믹시트(20)에서 형성되는 감지부(13)의 개수도 많아지게 된다.
예컨대, 도 4와 도 13에 도시된 세라믹 시트(20, 120)의 크기가 100mm×100mm로 동일하다고 하면, 종래기술에서는 40개의 감지부가 형성되지만(도 4 참조), 본 발명에서는 100개의 감지부(13)를 형성할 수 있다. 도 4에서는 감지패턴이 4mm×10mm로 형성하면, 인접한 다른 감지패턴과 간격을 형성하면서, 좌우방향로 2개, 세로방향으로 20개가 형성되어 전체적으로 40개의 감지부가 형성되고, 각 감지패턴의 면적은 40mm2 이 된다. 이에 비하여, 본 발명에서는 반경 4mm를 갖는 감지패턴을 좌우, 상하로 각각 10개씩 형성할 수 있고, 각 감지패턴(13b)의 면적은 약 50.24mm2(π×4mm2)이 된다.
따라서, 신호라인이 없어지므로, 감지부(13)에서 감지패턴(13b)의 면적은 커지게 되고, 각 감지부(13)에 패턴을 형성하기 위해 사용되는 백금(Pt)의 양도 줄어들고, 상기 감지부(13)의 크기도 소형화된다.
1 : 배기파이프 10 : 입자상 물질 센서
11 : 하우징 11a : 유입홀
11b : 드레인홀 12 : 고정너트
13 : 감지부 13a : 기판
13b : 감지패턴 13d : 패드전극
13e : 터미널 14 : 인슐레이터
15 : 크램쉘 16 : 테프론
17 : 캡 18 : 파티션
20 : 세라믹 시트 110 : 입자상 물질 센서
111 : 하우징 112 : 고정너트
113 : 감지부 113a : 기판
113b : 감지패턴 113c : 신호라인
113d : 패드전극 114 : 인슐레이터
115 : 크램쉘 116 : 테프론
117 : 캡 119 : 보호튜브
120 : 세라믹 시트

Claims (12)

  1. 배기파이프에 장착되는 통형(筒形)의 하우징 내부에 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM; Particulate Matter)을 검출하는 감지패턴이 형성된 감지부를 구비한 입자상 물질 센서에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 하우징의 길이방향과 수직한 방향으로 형성되는 기판과,
    상기 기판에서 배기파이프를 향하고 있는 면에 상기 입자상 물질을 검출하는 감지패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지패턴은 상기 기판에 복수의 전극이 선형으로 패터닝되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지패턴을 형성하는 복수의 전극은 서로 전기적으로 연결되지 않는 적어도 2개의 이상의 그룹으로 나뉘어지고, 서로 다른 그룹의 전극은 서로 교번하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감지패턴을 형성하는 복수의 전극은 측정전극과 그라운드전극으로 나뉘어지고, 상기 측정전극과 상기 그라운드전극이 서로 교번하여 배열되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기판에서 감지패턴이 형성된 면의 반대면에는 상기 감지패턴과 전기적으로 연결되는 패드전극이 형성되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 기판에 형성되는 가상의 원의 내부에 패터닝되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 하우징의 내부에 형성되는 인슐레이터의 하부에 상기 감지패턴이 노출되는 상태로 고정되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 하부둘레를 따라 정해진 간격으로 상기 하우징의 측면을 관통하여 외부로부터 상기 하우징의 내부로 배기가스를 유입시키는 유입홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에는 상기 하우징의 내부로 유입된 배기가스를 상기 감지부로 가이드하는 파티션이 형성되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 파티션은 플레이트 형태로 형성되고, 상기 하우징의 둘레방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 유입홀은 서로 인접한 파티션의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 하우징의 하단에는 상기 하우징의 내부의 응축수를 배출하는 드레인홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 칩형 입자상 물질 센서.

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180073973A1 (en) 2016-09-12 2018-03-15 Hyundai Motor Company Particulate matters sensor device and manufacturing method of sensor unit provided in this

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011034744A2 (en) * 2009-09-17 2011-03-24 Woodward Governor Company Surface gap soot sensor for exhaust
JP2012083210A (ja) * 2010-10-12 2012-04-26 Denso Corp 粒子状物質検出センサ
JP5327379B2 (ja) * 2010-08-17 2013-10-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP5429368B2 (ja) * 2010-04-30 2014-02-26 トヨタ自動車株式会社 Ｐｍ量検出装置
KR101401713B1 (ko) 2013-02-25 2014-06-27 주식회사 현대케피코 입자상 물질 센서

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US18098A (en) * 1857-09-01 Feed and gigging movement for
US4456883A (en) * 1982-10-04 1984-06-26 Ambac Industries, Incorporated Method and apparatus for indicating an operating characteristic of an internal combustion engine
DE3586265T2 (de) * 1984-04-02 1992-12-17 Hitachi Ltd Sauerstoffuehler.
JPH079077Y2 (ja) * 1988-01-29 1995-03-06 日本碍子株式会社 酸素センサ
US5651248A (en) * 1994-08-29 1997-07-29 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Diesel particulate filter apparatus
JP2000088788A (ja) * 1998-07-10 2000-03-31 Jiyooben Denki Kk 密封包装物の検査方法
JP3531859B2 (ja) * 1998-09-28 2004-05-31 株式会社デンソー ガスセンサ
JP4030351B2 (ja) * 2001-06-20 2008-01-09 株式会社デンソー ガスセンサ
US7168292B2 (en) * 2003-05-15 2007-01-30 The Regents Of The University Of California Apparatus for particulate matter analysis
US7404883B2 (en) * 2004-04-12 2008-07-29 Robert Bosch Gmbh Insulation bushing assembly for an exhaust gas sensor
US7739898B2 (en) * 2005-06-24 2010-06-22 General Electric Company System and method for operating an exhaust gas sensor system
DE102006006112B4 (de) 2006-02-10 2024-01-11 Robert Bosch Gmbh Partikelsensor
WO2008117853A1 (ja) * 2007-03-27 2008-10-02 Ngk Insulators, Ltd. 微粒子センサ
EP2255178A1 (en) * 2008-02-27 2010-12-01 Volvo Technology Corporation Method and arrangement for detecting particles
JP2009270536A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Nippon Soken Inc パティキュレートセンサ素子及び故障検出装置
US7998417B2 (en) * 2008-08-22 2011-08-16 Board Of Regents, University Of Texas System Particulate matter sensor with a heater
US8733185B2 (en) * 2008-10-09 2014-05-27 U.S. Environmental Protection Agency Multi-filter chemical speciation sampler and virtual impaction particle separation inlet therefore
US8225640B2 (en) * 2008-12-11 2012-07-24 Delphi Technologies, Inc. Soot sensor and method for sensing soot
JP2011226832A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Ngk Insulators Ltd 粒子状物質検出装置
JP2011256796A (ja) 2010-06-09 2011-12-22 Toyota Motor Corp Ｐｍ量検出システム
JP5201193B2 (ja) 2010-10-28 2013-06-05 株式会社デンソー 粒子状物質検出センサ
JP5240679B2 (ja) * 2011-01-20 2013-07-17 株式会社デンソー 検出装置
BR112013030334A2 (pt) * 2011-05-26 2017-09-19 Stoneridge Inc sensor de fuligem, sistema de sensor de fuligem e método para a medição de uma quantidade de fuligem depositada sobre um sensor de fuligem
WO2013073006A1 (ja) * 2011-11-15 2013-05-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置及び制御方法
KR101305198B1 (ko) * 2011-12-09 2013-09-26 현대자동차주식회사 입자상물질 센서유닛
CN202611820U (zh) * 2012-02-10 2012-12-19 金坛鸿鑫电子科技有限公司 一种颗粒物传感器
DE102012210525A1 (de) * 2012-06-21 2013-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Funktionskontrolle eines Sensors zur Detektion von Teilchen und Sensor zur Detektion von Teilchen
KR101461873B1 (ko) * 2012-10-25 2014-11-20 현대자동차 주식회사 입자상물질 센서유닛
US9617899B2 (en) * 2012-12-05 2017-04-11 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a particulate matter sensor
DE102013202980A1 (de) * 2013-02-22 2014-08-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelsensors
DE102013110291A1 (de) * 2013-03-06 2014-09-11 Heraeus Sensor Technology Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Rußsensors mit einem Laserstrahl
DE102013209872A1 (de) * 2013-05-28 2014-12-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Partikelsensors
JP6099094B2 (ja) * 2013-06-21 2017-03-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 ガスセンサ装置およびガスセンサ装置の取付け構造
KR102295760B1 (ko) * 2013-11-13 2021-09-01 스토너릿지 인코포레이티드 수트 센서 시스템
US9778160B2 (en) * 2014-06-09 2017-10-03 Ford Global Technologies, Llc System for sensing particulate matter
JP6329820B2 (ja) * 2014-06-16 2018-05-23 株式会社Ｓｏｋｅｎ 粒子状物質検出センサ
DE102014212858A1 (de) 2014-07-02 2016-01-07 Robert Bosch Gmbh Sensor zur Detektion von Teilchen
JP6626435B2 (ja) * 2014-08-22 2019-12-25 日本特殊陶業株式会社 微粒子センサ
JP6426976B2 (ja) * 2014-10-24 2018-11-21 日本特殊陶業株式会社 粒子検知システム
JP6380022B2 (ja) * 2014-11-07 2018-08-29 株式会社デンソー センサ制御装置
US9803524B2 (en) * 2015-02-03 2017-10-31 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for increasing particulate matter deposition in an exhaust particulate matter sensor
US9804074B2 (en) * 2015-05-01 2017-10-31 Ford Global Technologies, Llc Method and system for resistive-type particulate matter sensors
DE102015209262A1 (de) * 2015-05-21 2016-11-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasanlage mit einem Gassensor, insbesondere mit einem Partikelsensor
US10260399B2 (en) * 2015-08-25 2019-04-16 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust particulate matter sensing
JP6368855B2 (ja) * 2015-11-25 2018-08-01 京セラ株式会社 センサ基板およびセンサ装置
US20170226972A1 (en) * 2016-02-10 2017-08-10 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Intake sensor
US10018098B2 (en) * 2016-04-14 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust particulate matter sensing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011034744A2 (en) * 2009-09-17 2011-03-24 Woodward Governor Company Surface gap soot sensor for exhaust
JP5429368B2 (ja) * 2010-04-30 2014-02-26 トヨタ自動車株式会社 Ｐｍ量検出装置
JP5327379B2 (ja) * 2010-08-17 2013-10-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2012083210A (ja) * 2010-10-12 2012-04-26 Denso Corp 粒子状物質検出センサ
KR101401713B1 (ko) 2013-02-25 2014-06-27 주식회사 현대케피코 입자상 물질 센서

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
일본 특허공보 특허 제 5201193호(2013.06.05.) 1부. *

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Publication number Publication date
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