Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Positionierung eines Messfühlers, insbesondere einer Lambdasonde, in einem Wäbenkörper, ein entsprechender Wabenkörper und ein Kraftfahrzeug, welches einen entsprechenden Wabenkörper umfasst. Die Wabenkörper werden insbesondere als Katalysator- Trägerkörper oder Filterkörper im Abgassystem von Kraftfahrzeugen wie beispielsweise Automobilen oder motorbetriebenen Zweirädern eingesetzt.

Wabenkörper werden als Katalysator-Trägerkörper und/oder Filterkörper in Abgassystemen, insbesondere von Automobilen, motorbetriebenen Zweirädern, Quads, Booten oder Luftfahrzeugen, eingesetzt und weisen 2ximindest teilweise für ein Fluid, insbesondere ein Abgas, durchströmbare Hohlräume auf. Oftmals weisen diese Abgassysteme auch Messfühler wie insbesondere Lambda- und/oder Regelsonden auf, die bevorzugt auch in einem Wabenkörper ausgebildet sein können, wie beispielsweise die DE 88 16 154 Ul zeigt. Beispielsweise ist aus der WO 02/075126 Al ein Verfahren bekannt, wie bei einem Wabenkörper, der eine aus metallischen Lagen aufgebaute die Hohlräume umfassende Wabenstruktur aufweist, ein Messfühler so eingebracht werden kann, das möglichst geringe O- berflächenverluste beispielsweise für eine katalytisch aktive Beschichtung auftreten. Bei einem Wabenkörper, der eine keramische Wabenstruktur umfasst, sind verschiedene Verfahren zum Einbringen eines Hohlraums in die Wabenstruktur zur Aufnahme des Messfühlers bekannt, beispielsweise das Bohren eines Loches in die Wabenstruktur.

Bei all diesen Verfahren war jedoch bis jetzt unklar, wo der Messfühler positioniert werden muss, um ein Messergebnis des Messfühlers zu gewährleisten, das möglichst frei von systematischen Fehlern ist.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten technischen Probleme zumindest teilweise zu lindern und insbesondere ein Verfahren zur Positionierung eines Messfühlers in einem Wabenkörper anzugeben, bei dem der Messfühler so positioniert wird, das mögliche auf der Position des Messfühlers im Wabenkörper beruhende systematische Fehler möglichst gering gehalten werden. Weiterhin soll ein entsprechender Wabenkörper und ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden Wabenkörper vorgeschlagen werden.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zur Positionierung eines Messfühlers mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Wabenkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Positionierung eines Messfühlers in einem Wabenkörper, der für ein Abgas zumindest teilweise durchströmbare Hohlräume aufweist, wird der Messfühler in einem Bereich des Wabenkörpers positioniert, in dem im Betrieb des Wabenkörpers im Abgassystem eines Kraftfahrzeugs mindestens ein Minimum der Wasserstoffkonzentration vorliegt.

Es hat sich gezeigt, das insbesondere Lambdasonden empfindlich auf die anliegende Wasserstoffkonzentration sind, dass also das von der Sonde gelieferte Messergebnis stark von der anliegenden Wasserstoffkonzentration abhängt. Um einen solchen systematischen Fehler möglichst klein und insbesondere eine zeitliche Schwankung dieses systematischen Fehlers des Messergebnisses möglichst gering zu halten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Messfühler im Bereich des Wasserstoffminimums zu platzieren. Das Vorliegen eines solchen Minimums beruht auf der Vielzahl von chemischen Reaktionen, die insbesondere in einem Wabenkörper parallel ablaufen, der als Katalysator-Trägerkörper eingesetzt wird. Neben Reaktionen, in denen Wasserstoff verbraucht wird, beispielsweise bei

der Oxidation von Sauerstoff oder bei der Reduktion von Stickstoffoxid, laufen auch Reaktionen, ab, durch die Wasserstoff erzeugt wird wie beispielsweise die Shiftreaktion, bei der Kohlenmonoxid (CO) und Wasser (H2O) zu Kohlendioxid

(CO2) und Wasserstoff (H2) umgesetzt werden oder auch die Wasserdampfre- formerreaktion.

Die Positionierung des Messfühlers im Minimum der Wasserstoffkonzentration führt in vorteilhafter Weise dazu, dass der durch die Querempfüidlichkeit des Messfühlers auf Wasserstoff entstehende systematische Fehler möglichst gering gehalten wird. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass auch eine Positionierung des Messfühlers leicht versetzt zum Wasserstoffkonzentrationsniinimum eine erhebliche Reduktion des vorgenannten systematischen Fehlers bewirkt, so dass nicht nur eine Positionierung des Messfühlers am Minimum selbst sondern auch in einem Bereich um das Minimum vorteilhaft und erfindungsgemäß ist.

Bevorzugt wird die Lage des Minimums bestimmt, während der Wabenkörper einem Standardabgastest unterzogen wird wie beispielsweise dem EU Evaporative Emissions Test (SHED 2000), dem EU Type Approval Test „Type IV" oder der US Federal Test Procedure. In diesen Tests sind genaue Testzyklen und Details wie beispielsweise die Temperatur des Kraftstoffs, die Zusammensetzung des Kraftstoffs, Fahrgeschwindigkeit und ähnliches festgelegt.

Unter einem Kraftfahrzeug wird in dieser Anmeldung insbesondere ein Automobil, ein motorisiertes Zweirad oder Quad, ein Boot oder ein Fluggerät verstanden. Unter der Wasserstoffkonzentration wird insbesondere eine axiale Wasserstoffkonzentration verstanden, bei der insbesondere in einer radialen Richtung die Wasserstoffkonzentration gemittelt wird. Bei dem Wabenkörper kann es sich insbesondere um einen Katalysator-Trägerkörper und/oder um einen Filterkörper wie einen offenen Partikelfilter oder einen Dieselpartikelfilter insbesondere mit wech- selseitig verschlossenen Kanälen handeln. Der Wabenkörper kann eine Wabenstruktur, die die Hohlräume umfasst oder bildet, in einem Mantelrohr umfassen.

Als Position des Messfühlers wird insbesondere die Position einer Symmetrielinie oder einer Kante des Messfühlers verstanden. Unter einem Messfühler wird hier insbesondere eine Lambdasonde, eine Regelsonde, ein Temperatursensor und/oder ein Gaskonzentrationssensor, beispielsweise zur Bestimmung der Konzentration von Kohlenwasserstoffen oder Stickoxiden, verstanden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erstreckt sich der Bereich in axialer Richtung um jeweils im wesentlichen 10% einer axialen Länge des Wabenkörpers um die Lage des Minimums.

Das heißt insbesondere, dass der Messfühler sowohl in einem Teilbereich einer Länge von im wesentlichen 10% der axialen Länge des Wabenkörpers in einer Richtung, als auch in einem weiteren Teilbereich einer Länge von im wesentlichen 10% der Länge des Wabenkörpers in einer zu der ersten Richtung entgegen- gesetzten Richtung ausgebildet ist. Bei mehreren Minima der Wasserstoff konzentration wird insbesondere auf das tiefste Minimum in diesem Bereich Bezug genommen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfah- rens ist der Messfühler in einem Bereich von im wesentlichen 20 bis 60 mm (Millimeter), bevorzugt 30 bis 40 mm hinter einer Stirnseite, insbesondere einer gas- eintrittsseitigen Stirnseite des Wabenkörpers ausgebildet.

Viele Wabenkörper weisen eine bevorzugte Durchströmungsrichtung auf, die bei- spielsweise durch die Ausbildung von strömgungsbeeinfmssenden Strukturen in den Hohlräumen vorgegeben ist, so dass auch bei einem Wabenkörper, der nicht in einem Abgassystem eingebaut ist, von einer Gaseintrittsseite gesprochen werden kann. Überraschenderweise liegt bei einer großen Zahl von Wabenkörpern ein Minimum der Wasserstoffkonzentration im Bereich von im wesentlichen 20 bis 60 mm, bevorzugt 30 bis 40 mm hinter einer gaseintrittsseitigen Stirnseite des Wabenkörpers.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Lage des Miminums in einem EU Evaporative Emissions Test (SHED 2000), einem EU Type Approval Test „Type IV" oder einer US Federal Test Procedure bestimmt. Jedoch sind auch andere Testmethoden möglich und erfindungsgemäß.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient es zur Positionierung mindestens einem der folgenden Messfühler: a) Lambdasonde oder b) Regelsonde.

Unter einer Regelsonde wird ein Messfühler verstanden, der Teil eines Regelkreislaufes ist. Eine Regelsonde kann die Funktionalität einer Lambdasonde um- fassen oder eine Lambdasonde sein, wobei auch weitere oder andere Funktionen durch die Regelsonde durchgeführt werden könne. Beispielsweise kann eine Regelsonde einen Temperatursensor und/oder einen Gaskonzentrationssensor, beispielsweise zur Bestimmung der Konzentration von Kohlenwasserstoffen oder Stickoxiden umfassen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Minimum absolut.

In Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Wabenkörpers können mehrere Minima der Wasserstoffkonzentration auftreten, so dass der Messfühler bevorzugt im Bereich eines absoluten Wasserstoffkonzentrationsminimums ausgebildet wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt des erfinderischen Gedankens wird ein Wabenkör- per mit zumindest teilweise für ein Abgas durchströmbaren Hohlräumen, umfassend einen Messfühler vorgeschlagen, bei dem der Messfühler in einem Bereich

ausgebildet ist, in dem im Betrieb des Wabenkörpers in einem Abgassystem eines Kraftfahrzeugs mindestens ein Minimum einer Wasserstofikonzentration vorliegt.

Die Ausbildung des Messfühlers im Bereich des Minimums bewirkt einen mög- liehst geringen systematischen Fehler aufgrund der Querempfindlichkeit des Messfülilers auf Wasserstoff. Bevorzugt ist die Ausbildung einer Lambda- oder Regelsonde als Messfühler. Das Minimum wird mit bekannten Testverfahren bestimmt wie beispielsweise dem EU Evaporative Emissions Test (SHED 2000), dem EU Type Approval Test „Type IV", oder der US Federal Test Procedure. Bevorzugt wird die Position des Messfühlers nach einem der vorstehend genannten Verfahren bestimmt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfϊndungsgemäßen Wabenkörpers erstreckt sich der Bereich in axialer Richtung um jeweils im wesentlichen 10% einer axialen Länge des Wabenkörpers um die Lage des Minimums.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Wabenkörpers ist der Messfühler in einem Bereich von im wesentlichen 20 bis 60 mm, bevorzugt 30 bis 40 mm hinter einer Stirnseite, insbesondere einer gaseintrittssei- tigen Stirnseite des Wabenkörpers ausgebildet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Wabenkörpers umfasst der Messfühler zumindest eine der folgenden Sonden: a) Lambdasonde oder b) Regelsonde.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Wabenkörpers umfasst der Bereich ein absolutes Minimum der Wasserstoffkonzentration.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Wabenkörpers umfasst der Wabenkörper eine zumindest teilweise keramische und/oder metallische Wabenstruktur.

Hierbei kann die Wabenstruktur als keramischer Monolith, gegebenenfalls mit Einlagen beispielsweise aus Metall aufgebaut sein. Die Wabenstruktur kann auch aus zumindest teilweise strukturierten und gegebenenfalls im wesentlichen glatten Lagen aufgebaut sein, in dem beispielsweise ein zumindest teilweise strukturierte Lage spiralförmig aufgewickelt oder beispielsweise mindestens ein Stapel aus im wesentlichen glatten und zumindest teilweise strukturierten Lagen verwunden wird. Diese Lagen können Blechlagen, Faserlagen, insbesondere Faserlagen aus keramischen und/oder metallischen Fasern, sonstige poröse Lagen insbesondere metallische und/oder keramische poröse Lagen und Mischungen und/oder Kombinationen daraus umfassen. Die Wabenstruktur kann beispielsweise extrudiert, durch Rapid Prototyping Techniken aufgebaut oder gewickelt oder verwunden sein. Jegliche Wickel-, Verwindungs- und Extrudiertechniken sind möglich und erfindungsgemäß .

Weiterhin, wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches mindestens einen erfin- dungsgemäßen Wabenkörper umfasst. Unter einem Kraftfahrzeug wird in diesem Zusammenhang insbesondere ein Automobil, ein motorisiertes Zweirad oder Quad, ein Boot oder ein Fluggerät verstanden.

Dabei ist insbesondere ein Kraftfahrzeug mit einem Abgassystem gemeint, in dem mindestens eine Abgasreinigungskomponente umfassen einen solchen Wabenkörper angeordnet ist. Das Abgassystem umfasst in der Regel eine Verbrennungskraftmaschinen (z.B. einen Diesel- oder einen Otto-Motor), in der Abgase erzeugt werden, und eine Abgasleitung, durch die die Abgase in einer Strömungsrichtung hindurchgeführt und mit mindestens einer darin angeordneten Abgasremigungs- komponente (z.B. katalytischer Konverter, Filter, Partikelabscheider, Adsorber, etc.) zur Konvertierung oder Abtrennung von Schadstoffen in Kontakt gebracht

werden. Dabei ist zumindest eine der Abgasreinigungskomponenten mit einem

Wabenkörper der vorgenannten Axt ausgebildet. Bevorzugt erfolgt die Anordnung des mindestens einen Messfühlers derart, dass die Position für das gewünschte

- Abgassystem mittels Testprozeduren und/oder durch Berechnung (z.B. mit com- putertechnischer Unterstützung) ermittelt wird.

Sämtliche Vorteile und Details, die für das erfindungsgemäße Verfahren offenbart wurden, sind auf einen erfindungsgemäßen Wabenkörper und ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug Übertrag- und anwendbar und jeweils umgekehrt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf die dort gezeigten, besonders bevorzugten, Ausführungsbeispiele und Vorteile beschränkt ist. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wabenkörpers;

Fig. 2 schematisch einen Verlauf der Konzentration von Wasserstoff in einem erfindungsgemäßen Wabenkörper; und

Fig. 3 schematisch einen Ausschnitt eines Längsschnitts eines erfindungsgemäßen Wabenkörpers mit zugehöriger Längenachse.

Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wabenkörpers 1. Dieser umfasst eine Wabenstruktur 2 mit zumindest teilweise für ein Fluid durchströmbaren Hohlräumen 3, die sich in einer axialen Richtung 4 des Wabenkörpers 1 erstrecken. Die Hohlräume 3 werden durch im wesentlichen glatte Lagen 5 und zumindest teilweise strukturierte Lagen 6 gebildet. Die zumindest teilweise strukturierten Lagen 6, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nur in ei- nem Teil des Querschnitts der Wabenstruktur 2 eingezeichnet sind, sind gewellt. Im wesentlichen glatt heißt in diesem Zusammenhang, dass die im wesentlichen

glatte Lage 5 auch Strukturen aufweisen kann, deren Amplitude jedoch kleiner, bevorzugt wesentlich kleiner als die Strukturen in der zumindest teilweise strukturierten Lage 6 sind. Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel wurden die Lagen 5, 6 zu einem Stapel gestapelt und dieser dann um zwei Fixpunkte 7 verwunden.

Die Wabenstruktur 2 weist eine Messfuhleraumahme 8 auf, in die ein Messfüh- ler 9 eingebracht ist. Als Messfühler 9 können insbesondere eine Lambdasonde, eine Regelsonde, ein Temperatursensor und/oder ein Gaskonzentrationssensor, beispielsweise zur Bestimmung der Konzentration von Kohlenwasserstoffen oder Stickoxiden, ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist eine Lambdasonde, die auch in einer Regelsonde umfasst sein kann. Der Messfühler 9 ist an einer Position ausgebildet, die im Bereich eines Minimums der Wasserstoffkonzentration im Betrieb des Wabenkörpers 1 in einem Abgassystem eines Kraftfahrzeugs liegt. Die Lage des Minimums in axialer Richtung 4 wird in einem der oben beschrie- benen Tests bestimmt.

Fig. 2 zeigt schematisch und exemplarisch einen Verlauf der Konzentration von Wasserstoff c(H2) in relativen Einheiten in einem erfindungsgemäßen Wabenkörper 1. Die Konzentration c ist gegen eine Koordinate x in axialer Richtung 4 auf- getragen. Der Wabenkörper 1 weist in diesem Beispiel eine Länge L von 70 mm auf. Der Verlauf der Konzentration c zeigt ein erstes Minimum 10 an der Mini- malkoordinate xjyf . Ein zweites Minimum 11 der Wasserstoffkonzentration c liegt an der zweiten Minimalkoordinate x _j y[2 vor. Die Minimalkoordinate xjyj; liegt im

Bereich von 30 bis 40 mm hinter einer Stirnseite 12 des Wabenkörpers 1, die in dem in Figur 2 gezeigten Konzentrationsverlauf bei einer Koordinate x von null zu finden ist. Der Messfuhler 9 ist im Bereich der Minimalkoordinate Xjy _j des ersten Minimums 10 ausgebildet.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt einer Waben- struktur 2 eines erfindungsgemäßen Wabenkörpers 1. Diese Wabenstruktur 2 ist in

diesem Beispiel monolithisch aus Keramik ausgebildet, beispielsweise extrudiert, und weist eine Messfühleraufiiahme 8 zur Aufnahme eines nicht eingezeichneten Messfiihlers 9 auf. Die Messfühleraufiiahme 8 und damit auch der Messfühler 9 liegen im Bereich der Minimalkoordinate xjy[, wobei sich der Bereich bevorzugt um jeweils 10% der Länge L des Wabenkörpers um die Minimalkoordinate XM in axialer Richtung 4 und in entgegengesetzter Richtung erstreckt. Der Messfuhler 9 beziehungsweise die Messfühleraufiiahme 8 liegen also in einem Bereich von xyι~

L/10 < x < X]y[+L/10. Die Position des Messfühlers 9 kann sich hierbei sowohl auf eine Kante des Messfühlers 9 als auch auf eine Symmetrieachse des Messfühlers 9 beziehen. Sofern der Messfühler 9 nicht rechtwinklig zur axialen Richtung 4, sondern in einem von 90° verschiedenen Winkel in die Wabenstruktur 2 eintritt, so ist der Messfühler 9 auch in den angegebenen bevorzugten Bereichen um die Minimalkoordinate Xjyj; ausgebildet, wenn nur ein Teil des Messfühlers 9 in diesen

Bereichen ausgebildet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Positionieren eines Messfühlers 9 erlaubt es in vorteilhafter Weise, einen Messfühler 9 so in einem Wabenkörper 1 zu positionieren, dass auftretende systematische Fehler aufgrund einer bestehenden Querempfindlichkeit des Messfühlers 9 gegen Wasserstoff möglichst gering gehalten werden. Dies gilt insbesondere für Lambdasonden. Ein erfindungsgemäßer Wabenkörper 1 umfasst einen Messfühler 9, der so positioniert ist, dass dieser besonders zuverlässige Messdaten liefert, deren systematischer Fehler möglichst gering ist.

B ezugszeichenliste

1 Wabenkörper

2 Wabenstruktur

3 Hohlraum

4 axiale Richtung

5 im wesentlichen glatte Lage

6 zumindest teilweise strukturierte Lage

7 Fixpunkt

8 Messruhleraufiiahme .

9 Messfühler

10 erstes Minimum

11 zweites Minimum

12 Stirnseite

L Länge Wabenkörper c Wasserstofflconzentration

Xj^ Minimalkoordinate X]vj2 zweite Minimalkoordinate