Eine bekannte Möglichkeit zur Absenkung von NOX-Emissionen bei Otto-oder Dieselmotoren besteht in der Abgasrückführung (AGR). Durch Zumischen von Abgasen zur Frischluft vor der Verbrennung wird insbesondere die temperaturabhängige NOX- Emission reduziert. Üblicherweise wird durch eine Abgasrück- führungsleitung aus einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine Abgas in eine Einlassleitung zugegeben. Die Rückführungsrate des Abgases, das heißt die Menge des anteilig dem Frischluft- strom in der Einlassleitung beigemischten Abgasstroms im Ver- hältnis zur Verbrennungsluftmenge, wird von einer Reglerein- heit unter Angleichung an betriebspunktabhängig vorgegebene Soll-Werte geregelt. Einer Erhöhung der Abgasrückführungsrate mit dem Ziel einer weiteren Reduzierung der NOX-Emission wird beispielsweise eine betriebspunktabhängig unterschiedliche Grenze gesetzt, nämlich durch die oberhalb bestimmter Rück- führungsraten zunehmende Ruß-bzw. Partikelemission, den Kraftstoffverbrauch sowie durch die Verschlechterung der Laufruhe der Brennkraftmaschine.

Die Durchführung einer Regelung der Abgasrückführungsrate er- fordert die laufende Erfassung der jeweiligen Rückführungs- verhältnisse beim Betrieb der Brennkraftmaschine.

Aus der EP 057 46 14 AI ist ein Verfahren zur Regelung der Abgasrückführungsrate bekannt, welches zur Bestimmung des Ist-Wertes des rückgeführten Abgasmassenstroms den Druckab- fall an einer Venturi-Düse in dem Abgasrückführungskanal misst und aus der Druckdifferenz den Durchfluss ermittelt.

Aus der DE 100 070 10 AI ist eine Sensoreinheit zur Bestim- mung der Abgasrückführungsrate einer Brennkraftmaschine be- kannt. Die Sensoreinheit ist einerseits mit der Abgasatmo- sphäre innerhalb der Abgasrückführungsleitung beaufschlagt, und andererseits mit der innerhalb der Einlassleitung der Brennkraftmaschine nach Einmündung der Abgasrückführungslei- tung vorhandenen Atmosphäre aus Abgas und Frischluft beauf- schlagt, wobei die beiden, die Sensoreinheit beaufschlagenden Gasatmosphären getrennt von einander gehalten werden.

Aus der DE 197 34 494 Cl ist ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine unter Rückführung von Abgasen aus einer Abgasleitung durch einen Abgasrückführungskanal in eine Ein- lassleitung bekannt. Um eine maximale Emissionssenkung durch Abgasrückführung mit einer möglichst genauen Erfassung und Regelung der Abgasrückführungsraten zu ermöglichen, ist dort vorgesehen, dass in den Gasströmen jeweils vor und nach der Einmündung des Abgasrückführungskanals in die Einlassleitung der jeweilige Sauerstoffgehalt mittels Sensoren gemessen wird und die Reglereinheit aus den Messergebnissen die Rückführra- te exakt ermittelt.

Für die Bestimmung der AGR-Rate ist es notwendig, eine mög- lichst schnelle Antwort auf Konzentrationsänderungen an einem eingesetzten Sensor zu erhalten, um mit einer Motorsteuerung den Schadstoffausstoß zu regeln bzw. zu begrenzen.

Für einen Einsatz in einem Kraftfahrzeug stellt eine herkömm- lich vorgesehene Platzierung eines Sensors an der Wand des Ansaugkrümmers insofern ein Problem dar, als ein derart posi- tionierter Sensor nicht in der Lage ist, optimal auf schnelle Änderungen beispielsweise einer NOX-Konzentration zu reagie- ren, da die Strömungsgeschwindigkeit des zu detektierenden Gases an der Wand des Krümmers gegen Null geht. Aus diesem Grund wird sich unter anderem eine Änderung der Gaszusammen- setzung in einer Zeitverzögerung des Sensorsignals auswirken, da die gesamte Sensoroberfläche mit der neuen bzw. geänderten Gaszusammensetzung angeströmt werden muss.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine AGR-Rate in möglichst ein- facher Weise mit größtmöglicher Genauigkeit zu ermitteln.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Mittels der erfindungsgemäßen Maßnahme, eine rohrförmig bzw. tubular ausgebildete Sensoreinheit zu verwenden, ist es in konstruktiv einfacher Weise möglich, die sensorempfindlichen Bereiche der Sensoreinheit mit Abstand zu Wandungsbereichen jeweiliger Strömungsleitungen zu positionieren, so dass auf- grund einer derartigen Anordnung der sensorempfindlichen Be- reiche an Orten größerer Durchflussmengen Änderungen der Gas- konzentrationen gegenüber herkömmlichen Lösungen wesentlich schneller detektiert werden können. Rohrförmig ausgebildete Sensoreinheiten zeichnen sich ferner durch eine große mecha- nische Stabilität aus. Herkömmliche planare Sensoren wurden in einer entsprechenden Halterung gasdicht eingebettet. Bei Betrieb wurden planare Sensoren bei thermozyklischen Belas- tungswechseln hohen mechanischen Belastungen, bedingt durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten von Hal- ter-und Sensormaterial, ausgesetzt. Hierdurch verursachte mechanische Spannungen können zu einem Versagen des Sensors aufgrund von Rissbildungen führen. Bei der erfindungsgemäß rohrförmig ausgebildeten AGR-Sensoreinheit kann eine Rissbil- dung durch thermozyklische Belastungswechsel weitgehend ver- mieden werden. Ferner werden aufwendige Dichtungen bei einer rohrförmig ausgebildeten Sensoreinheit nicht benötigt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung sind Gegenanstand der Unteransprüche.

Es erweist sich als zweckmäßig, dass die Sensoreinheit innen- seitig und/oder außenseitig in Dünnschicht-oder Dickschicht- technik ausgebildete Elektroden aufweist. Beispielsweise mit einer Abscheidung einer Sensor-Dünnschicht auf einem porösen Trägersubstrat können die Herstellungskosten sehr gering gehalten werden. Beispielhaft sei auf das sogenannte Dip- Coating-Verfahren aus einem Sol hingewiesen. Dieses Verfahren ist ein nasschemisches, sehr preiswert realisierbares Verfah- ren zur Herstellung von keramischen Dünnschichten. Ferner sei auf EVD-Verfahren (Electrochemical-Vapour-Deposition) und PVD-Verfahren (Plasma-Vapour-Deposition) hingewiesen.

Es ist bevorzugt, die Anordnung der Sensoreinheit im wesent- lichen mittig in der Einlassleitung, insbesondere einem An- saugkrümmer, vorzusehen. Mit dieser Maßnahme sind die sensor- empfindlichen Bereiche der Sensoreinheit in einfacher Weise an Orten der größten Durchflussmengen positionierbar, womit sehr genaue Messungen möglich sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein außenseitig ausgebildeter sensoremp- findlicher Bereich der Sensoreinheit in Strömungsrichtung we- nigstens einer der beaufschlagenden Atmosphären eine größere Erstreckung auf als ein innenseitig ausgebildeter sensoremp- findlicher Bereich. Diese Maßgabe ist beispielsweise durch eine zylinderförmige Sensoreinheit realisierbar, bei dem der außenseitig ausgebildete sensorempfindliche Bereich eine grö- ßere axiale Länge aufweist als der innenseitig ausgebildete sensorempfindliche Bereich. Hierdurch kann eine Beeinflussung eines innenseitigen sensoraktiven Materials aufgrund einer Rückströmung einer die Sensoreinheit außenseitig beaufschla- genden Atmosphäre wirksam vermieden werden.

Es erweist sich als zweckmäßig, die Sensoreinheit innenseitig und/oder außenseitig mit einer NO-selektiven Membran auszu- bilden. Ein derartiges sensorempfindliches Material erweist sich als relativ preiswert bereitstellbar und ermöglicht in einfacher Weise genaue Messungen.

Es ist schließlich bevorzugt, im Bereich der Einmündung der Abgasrückführungsleitung in die Einlassleitung eine Prall- platte anzuordnen. Mit einer derartigen Platte, auf welche das in die Einlassleitung strömende Abgas trifft, ist eine besonders gute Vermischung von Abgas und Frischluft erziel- bar. Zweckmäßigerweise strömt das in die Einlassleitung strö- mende Abgas zunächst entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft und trifft hierbei auf die Prallplatte.

Die Erfindung wird'nun aufgrund der beigefügten Zeichnung weiter beschrieben.

Dabei zeigen : Fig. 1 eine schematische seitliche Schnittansicht einer be- vorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor- richtung, bei der eine Sensoreinheit auf ein Träger- rohr aufgebracht ist, Fig. 2 eine schematische seitliche Ansicht der Sensoreinheit gemäß Figur 1 in einer bevorzugten Positionierung in einem Ansaugkrümmer, und Fig. 3 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Sensoreinheit in schematischer seitli- cher Schnittansicht.

In Figur 1 ist eine auf einem Zuleitungsrohr 10 aufgebrachte Sensoreinheit insgesamt mit 12 bezeichnet. Die Außenseite der Sensoreinheit 12 ist als äußere Elektrode 12a bzw. erster Sensor, und die Innenseite als innere Elektrode 12b bzw. zweiter Sensor ausgebildet. Die jeweiligen Elektroden sind auf einem selektiv ionenleitenden Material aufgebracht. Eine mit der Sensoreinheit bzw. deren Sensoren in Wirkverbindung stehende Auswerteeinrichtung ist nicht dargestellt.

Die innenseitig und außenseitig aufgebrachten Membranen sind selektiv leitend bezüglich eines in den zu betrachtenden At- mosphären vorkommenden ionisierten Gases ausgebildet, wie nun anhand der Figur 2 weiter erläutert werden soll.

In Figur 2 ist ein Krümmerrohr, in welchem die erfindungsge- mäße Sensoreinheit angeordnet ist, mit 14 bezeichnet. Mittels des Pfeiles Pl ist angedeutet, dass Frischluft (in der Dar- stellung der Figur 2 von links) in das Krümmerrohr 14 ein- tritt. Eine Abgasrückführleitung ist mit 16 bezeichnet, über welche Abgase eines (nicht dargestellten) Motors in den An- saugtrakt bzw. das Krümmerrohr 14 rückführbar sind. Man er- kennt, dass das rückgeführte Abgas (mittels Pfeil P3 veran- schaulicht) über eine erste Zuleitung 17a und eine zweite Zu- leitung 17b in das Krümmerrohr 14 eingebracht wird. Das über die Zuleitung 17b einströmende Abgas strömt (in einem Einmün- dungsbereich 17c) gegen eine Prallplatte 18 und vermischt sich mit der hier einströmenden Frischluft.

An das Ende der Zuleitung 17a schließt sich das bereits unter Bezugnahme auf Figur 1 beschriebene Zuleitungsrohr 10 an, auf welches die Sensoreinheit 12 aufgebracht ist.

Anhand der Figur 2 erkennt man unmittelbar, dass die Sensor- einheit 12 außenseitig durch eine Frischluft-Abgasatmosphäre, und innenseitig durch eine Abgas-Atmosphäre beaufschlagt wird.

Es sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung beliebige Arten von Sensoren verwenden kann. Zusätzlich zu den erwähnten Sensoren auf selektiver Ionenleiterbasis sei auf resistive Sauerstoffsensoren, amperometrische Sauerstoff- sensoren, amperometrische NOX-Sensoren sowie sonstige Gassen- soren, die auf eine im Abgas vorhandene Komponente selektiv sind, hingewiesen.

Wie aus Figur 2 ferner zu erkennen ist, ist die Sensoreinheit 12 im wesentlichen mittig in dem Krümmerrohr 14 angeordnet.

Durch diese Maßnahme wird der Sensor außenseitig mit der ma- ximalen Strömungsgeschwindigkeit der Frischluft-Abgas- Strömung beaufschlagt, wodurch in wirksamer Weise die An- sprechzeit der Sensoreinheit verringert wird.

Unter Bezugnahme auf Figur 3 wird schließlich eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoreinheit beschrie- ben. Man erkennt hier die mit einer ionenselektiven Membran beschichtete innenseitige Elektrode 12b und die entsprechende außenseitige Elektrode 12a, welche (beispielsweise bei einer Anordnung, wie sie in Figur 2 beschrieben ist) innenseitig durch eine Abgasatmosphäre, und außenseitig durch eine Abgas- Frischluft-Atmosphäre beaufschlagt wird. Zur Vermeidung, dass eine Rückströmung der Abgas-Frischluft-Atmosphäre entgegen der (hier mittels Pfeil P4 angedeuteten) Hauptströmungsrich- tung zurück in den Innenbereich der Sensoreinheit eine Ver- fälschung des Messergebnisses bewirkt, ist der sensorempfind- liche Bereich der Innenelektrode 12b gegenüber der Außen- elektrode 12a axial, das heißt in Haupterstreckungsrichtung der Sensoreinheit 12 bzw. in Strömungsrichtung P4, verkürzt ausgebildet. Somit kann gewährleistet werden, dass in den In- nenbereich der Sensoreinheit zurückströmendes Frischluft- Abgas-Gemisch das Messergebnis nicht beeinflusst.