[发明专利]在蜂窝体内定位传感器的方法、相应的蜂窝体和机动运输工具

说明书

技术领域

本发明的主题是在蜂窝体内定位传感器特别是λ探针的方法、相应的蜂窝体、和包括相应蜂窝体的机动运输工具。蜂窝体特别地在例如汽车或两轮机动车的机动运输工具的排气系统中用作催化器基体或过滤器体部。

背景技术

蜂窝体在特别是汽车、两轮机动车、四轮机动车(Quad)、船舶或飞机的排气系统中用作催化器基体和/或过滤器体部，并具有至少局部可供流体特别是排气流通的空腔。这种排气系统常常具有传感器，特别是λ探针和/或调节探针，所述传感器也可以优选地形成在蜂窝体内，例如DE 8816154U1内所述。例如由WO 02/075126A1已知一种方法，该方法涉及如何在蜂窝体中安装传感器，使得例如对于催化活性涂层出现尽可能小的表面损失，其中，该蜂窝体具有由金属层构成的包括空腔的蜂窝结构。在包括陶瓷蜂窝结构的蜂窝体中，已知用于在蜂窝结构内加工用来安装传感器的空腔的各种不同的方法，例如在蜂窝结构上钻孔。

但是在所有这些方法中至今还不清楚，为保证传感器的测量结果尽可能没有系统误差，传感器必须定位在哪里。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于，至少部分减轻现有技术中已知的技术问题，特别是提供一种在蜂窝体内定位传感器的方法，其中传感器这样定位，使得由于传感器在蜂窝体内的定位而产生的可能的系统误差保持为尽可能小。此外提出一种相应的蜂窝体和具有相应的蜂窝体的机动运输工具。

这些目的通过具有权利要求1的特征的传感器定位方法、具有权利要求7的特征的蜂窝体以及具有权利要求14的特征的机动运输工具实现。优选的变型结构是各从属权利要求的主题。

在根据本发明的用于在具有至少局部可供排气流通的空腔的蜂窝体内定位传感器的方法中，传感器定位在蜂窝体的这样的区域，当该蜂窝体在机动运输工具的排气系统内工作时，该区域至少存在氢气浓度的极小值。

事实表明，特别地λ探针对于周围的氢气浓度是敏感的，亦即由探针提供的测量结果强烈依赖于存在的氢气浓度。为了使这种系统误差尽可能小并且特别是使测量结果的这种系统误差随时间的波动尽可能小，根据本发明提出，将传感器定位在氢气极小的区域内。这种极小的存在建立在许多化学反应的基础之上，这些化学反应特别地在用作催化器基体的蜂窝体内同时进行。除了其中消耗氢气的反应例如氧气的氧化或氮氧化物的还原外，还发生产生氢气的反应例如一氧化碳(CO)和水(H₂O)转化为二氧化碳(CO₂)和氢气(H₂)的变换反应，或还有水蒸汽重整反应。

传感器定位在氢气浓度极小值处有利地使得，由传感器对氢气的横向敏感性(Querempfindlichkeit)而产生的系统误差保持尽可能小。令人惊讶地，实际表明，即使传感器的定位略微偏离氢气浓度极小值处，也可以产生上述系统误差的显著减小，因此传感器不仅定位在氢气浓度极小值处本身、而且定位在氢气浓度极小值处周围区域内也是有利并且符合本发明的。

优选地在蜂窝体经受标准排气测试，例如欧洲蒸发排放测试(SHED2000)、欧洲型式认证测试“IV型”或美国联邦测试程序期间，确定极小值位置。在这些测试中确定准确的测试循环和细节，例如燃料温度、燃料成分、车速等等。

在本申请中机动运输工具特别地指汽车、两轮摩托车或四轮机动车、船舶或飞行器。氢气浓度特别地指轴向氢气浓度，其中特别地氢气浓度沿径向方向平均。蜂窝体特别地可以是催化器基体和/或过滤器体部，如特别地具有交替封闭的通道的开式颗粒过滤器或柴油机颗粒过滤器。蜂窝体可以在套管内包括一种蜂窝结构，该蜂窝结构包括或形成空腔。

传感器的位置特别地是指传感器对称中心线或棱的位置。这里传感器特别地指λ探针、调节探针、温度传感器和/或例如用来确定碳氢化合物或氮氧化物的浓度的气体浓度传感器。

根据本发明方法的一优选实施例，所述区域围绕极小值位置在轴向分别(向两侧)延伸蜂窝体轴向长度的基本上10％。

这意味着，特别地，传感器既可以形成于一沿一个方向的长度基本上为蜂窝体轴向长度的10％的分区内，也可以形成于另一沿与前述方向相反的方向的长度基本上为蜂窝体长度的10％的分区内。在氢气浓度有多个极小值时，特别地在所述范围内优选地考虑最低的极小值。

根据本发明方法的另一优选实施例，传感器设置在蜂窝体的一端面特别是进气端端面的后方的基本上20至60mm(毫米)优选为30至40mm的区域内。