(57)【要約】【課題】貯蔵材料の実負荷度を測定しかつＮＯｘの貯蔵のための準線形制御を可能にするＮＯｘ触媒を監視するセンサを提供する。【解決手段】ＮＯｘを吸着するための貯蔵材料を有し、その際該貯蔵材料がセンサの感応性素子を形成する、ＮＯｘ触媒を監視するセンサである。【効果】貯蔵材料の負荷度が正確に監視されることにより、貯蔵容量を一層良好に利用しかつ触媒を廉価な寸法に設計することができる。濃厚化への転化段階を精確に予測し、ひいては運転サイクルに好ましく組み入れることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯｘを吸着するための貯蔵材料（８）を有し、その際該貯蔵材料（８）がセンサの感応性素子を形成し、センサが共振器、中空共振器又充填された導波体として構成されていることを特徴とする、ＮＯｘ触媒を監視するセンサ。
【請求項２】
センサが、吸着されたＮＯｘ量に伴い変化する貯蔵材料の電気的又は電磁気的特性に応答する、請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
電気的特性が誘電損率である、請求項２記載のセンサ。
【請求項４】
センサがコンデンサとして構成されている、請求項３記載のセンサ。
【請求項５】
電磁気特性が誘電損率、透磁性又は磁気損率である、請求項２記載のセンサ。
【請求項６】
電磁特性が電磁線の吸収である、請求項２記載のセンサ。
【請求項７】
センサが触媒内に組み込まれている、請求項１記載のセンサ。
【請求項８】
感応性素子がアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及び／又は貴金属を含有する、請求項１記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の形式のＮＯｘ触媒から出発する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気ガス浄化のための慣用の３路触媒は、極めて効果的に、もっとも、排気ガス組成がほぼ化学量論的空気／燃料値にあるという、運転サイクル中に支配的であるという前提条件においてのみ、排気ガス成分ＮＯ、ＣＯ及びＮＯｘを除去する。例えばリーンミックスエンジン及びディーゼルエンジンからの酸化性排気ガスのためには、ＮＯｘ吸着／還元触媒が普及しており、該触媒は、以下の原理に基づき動作する：
運転サイクルで主要な、希薄な排気ガス排出の段階中に、ＮＯｘを吸着材料内に貯蔵し、次いで濃厚パルス内で脱着しかつ還元する。このようなＮＯｘ触媒は、例えば文献に記載されている（特許文献１参照）。該明細書中には、吸着物質としてアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属並びに貴金属が挙げられ、これらは担体物質、例えば酸化アルミニウムに施される。推測される反応機構としては、希薄段階で、排気ガスからのＮＯｘと反応してＮＯ2を形成するＯ2−の形の酸素の吸着が挙げられる。形成されたＮＯ2の一部は更に酸化されかつ硝酸イオンの形で吸着物質内に拡散する。排気ガス組成が濃厚の方にシフトすると、前記の反応順序は逆方向で行われる、即ちＮＯｘは濃厚な排気ガスの還元性成分ＨＣ及びＣＯで遊離酸素に還元される。触媒は、主として希薄段階で働き、希薄段階の濃厚パルスに対する時間的割合は、約５０：１である。
【０００３】
重要な問題は、吸着剤の貯蔵能力が使い尽くされかつ濃厚パルスがセットされねばならない時点を知ることである。そのために、特許文献１によれば、累積の自動車速度が測定されかつそれから吸着物質の負荷度が評価される。負荷度の精確な認識は、この方法によれば不可能である。
【特許文献１】ＥＰ−Ａ−０５６０９９１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、前記の問題点を有しないＮＯx触媒を監視するセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題は、ＮＯｘを吸着するための貯蔵材料を有し、その際該貯蔵材料がセンサの感応性素子を形成することを特徴とするＮＯx触媒を監視するセンサにより解決される。
【０００６】
ＮＯｘを吸着するための貯蔵材料を有し、その際該貯蔵材料がセンサの感応性素子を形成する特徴を有する本発明によるセンサは、触媒の貯蔵材料の精確な負荷度が測定されかつＮＯｘの貯蔵のための準線形の制御が可能になるという利点を有する。
【０００７】
貯蔵材料の負荷度が精確に監視されることにより、貯蔵容量を一層良好に利用しかつ触媒を廉価な寸法に設計することができる。濃厚化の転化段階を、精確に予測し、ひいては運転サイクル内に一層好ましく組み入れることができる。
【０００８】
触媒の貯蔵材料は同時に負荷測定のためのセンサ用の基礎部材として機能するので、後触媒ゾンデ（Nachkatalysatorsonde）に対するスペース及びコストを倹約する解決手段が達成される。
【０００９】
請求項２以降に記載の手段により、請求項１に記載のセンサの有利なさらなる構成及び改良が可能である。
【００１０】
該センサは、吸着されたＮＯｘ量に伴って変化する貯蔵材料の電気的又は電磁気的特性に応答するように構成するのが有利である。特に簡単には、該センサは、その容量が、貯蔵材料のＮＯｘ負荷度に依存する誘電率で変化するコンデンサとして構成されていてもよい。
【００１１】
有利には、該センサは、共振器、中空共振器又は充填された導波体として構成されていてもよく、それにより、平面状のコンデンサにおけるとは異なり、大量のＮＯｘ量を受容することができる大容積の構造が可能である。さらに、高い周波数で測定することができるので、測定すべき電気的もしくは電磁気的量に対する貯蔵材料の影響が増幅される。
【００１２】
コンデンサは特に低周波数のために好適である。プレート寸法が電磁波の波長の程度である場合には、信号をもはや簡単に解釈することができない。
【００１３】
本発明の実施例は、図面に簡略化して示されており、該実施例について以下に詳細に説明する。図１は本発明によるセンサの簡明化した図及び図２は電極部分の横断面図である。
【００１４】
図１及び２には、実施例として、空気／燃料比の測定のために公知のラムダゾンデに類似して、センサが平面状のゾンデの形で示されている。該ゾンデは、図示されていないＮＯｘ貯蔵触媒内に組み込まれている。
【００１５】
有利には酸化アルミニウムからなる平面状のセラミック支持体上に、重ね合わされた層において被覆７を有するヒータ６、リード線２ａを有する底部電極２、ＮＯｘ触媒の貯蔵材料を含有する層８並びにリード線３ａを有するカバー電極３が施されている。しかしながら、ヒータを有しないセンサを使用することも可能である。
【００１６】
電極のためには、通常の電極物質、例えば白金又は白金族金属を使用する。カバー電極は、互いに導電性結合されかつ貯蔵材料８への排気ガスの到達を可能にする多孔質粒子からなる。
【００１７】
貯蔵材料としては、例えば支持体上に施されたアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及び／又は貴金属のような慣用のＮＯｘ貯蔵物質を使用する。
【００１８】
該センサは、機械的保護層として及び／又は触媒層として多孔質カバーリング９を担持することができる。
【００１９】
リードケーブル５を介して、電極及びヒータのための電気端子を案内する。キャップナット４で、ゾンデを図示されていないＮＯｘ触媒内に固定する。
【００２０】
ゾンデ原理としては、触媒−貯蔵材料の電気的又は電磁気的特性の変化を使用する。
【００２１】
本発明によるセンサを、ＮＯｘ含有ガス流、例えば希薄又はディーゼルエンジン内に組み込むと、触媒の貯蔵材料は益々ＮＯｘで負荷される。
【００２２】
同時に、極性のＮＯｘ分子の含量が増大するに伴い例えば貯蔵材料の誘電率、ひいては誘電体が貯蔵材料であるコンデンサの容量が変化する。このようにして、貯蔵材料の実負荷度を測定することができる。触媒の貯蔵容量が使用し尽くされると、適当な装置を介して濃厚パルスが発生されかつひいてはＮＯｘ脱着が公知方法で行われる。
【００２３】
本発明によるセンサは、ヒータ６を介して、水又はその他の成分の蓄積が行われず、ひいては横感度が改良される適当な温度範囲に組み込むことができる。
【００２４】
被覆層の適当な選択により、場合による必要な前反応を触媒しかつ機械的保護を保証することができる。
【００２５】
しかしながら、本発明によれば、センサのための基礎として働く、吸着されたＮＯｘ量に伴い変化する触媒−貯蔵材料の別の特性、例えば誘電損率、透過性、磁気損率又は抵抗被膜を測定することができる。これらのパラメータは、特に良好に共振器、中空共振器又は充填された導波体において測定することができる。この場合には、触媒自体は完全に又は部分的に、又は分離した及び元来の触媒と同一のもしくは変更した形で前記のセンサ構造において使用することができる。前記のセンサは共通の原理、貯蔵材料への極性ＮＯｘ分子の作用よる電磁界の衰退を基礎とする。
【００２６】
また、貯蔵材料での吸着されたガス、特にこのガスの化合物の分子による電磁線の吸収の測定により負荷状態を検出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるセンサの簡明化した図である。
【図２】前記センサの電極部分の横断面図である。
【図１】
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【図２】
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