專利名稱：檢測后處理設備中的溫度閾值事件的裝置、系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于處理發(fā)動機廢氣的后處理設備，且更具體地，涉及檢測后處理設
備中的溫度閾值事件的發(fā)生。
背景技術：
近年來，用于內燃機的排放法規(guī)已經迅速地改變。為了滿足新的法規(guī)，許多發(fā)動機 制造商已經不得不安裝后處理設備以減少廢氣的排放，或對廢氣進行調節(jié)以輔助其它的后 處理設備。例如，微粒過濾器將煙灰從柴油機的廢氣中除去，且柴油氧化催化劑有時被用來 在廢氣中產生溫度以輔助微粒過濾器氧化煙灰，使煙灰離開過濾器。 大多數后處理設備在發(fā)動機的運轉過程中經歷熱循環(huán)。該熱循環(huán)可以是有意的， 例如在將煙灰從微粒過濾器中除去的過程中，或者是無意的，例如當發(fā)動機在該發(fā)動機所 需要的工作載荷方面經歷大的變化時。每個熱循環(huán)都引起所述設備內的溫度梯度。所述設 備內的溫度梯度可以導致應力，且隨著時間的過去可能導致該后處理設備損壞。通常，在后 處理設備內經歷的最高溫度越高，該后處理設備內的溫度梯度越大。高溫還可能導致與后 處理設備內產生的溫度梯度無關的設備的應力和/或損傷。 后處理設備內的應力相關的損傷，例如后處理設備的壁中的裂紋，可能特別難檢 測到。沒有用于應用的實時地常規(guī)使用的檢測這些損傷的直接測量法。甚至在后處理設備 正被維修時，即使技師有理由去尋找這種損傷，對于維修技師來說檢測這樣的損傷也是困 難的。 后處理設備通常包括包在絕緣材料中的核心，例如堇青石或碳化硅蜂窩狀結構， 所述絕緣材料使該核心固定在適當位置，且整個設備通常被金屬板和/或不銹鋼外殼或 "罐"所覆蓋。設備上的應力損傷通常作為核心表面周圍的徑向裂紋在該核心中發(fā)生，且其 對于僅僅操作設備的技師來說是不可見的。因此，當前的檢測損傷的方案依賴于超聲波或 特別的視覺檢查來確定后處理組件是否已經損壞。 由于后處理設備的有意做的多孔的特性，以及周圍的絕緣材料中的縫隙，超聲波 檢測方案是有問題的。超聲波頻率必須非常低(導致了低分辨率圖像)，而且對于超聲波分 析，后處理設備配置得非常粗劣，以致經常只有最災難性的損壞能夠被檢測到。然而，在設 備周圍只有少數中等的裂紋的某些后處理設備不再與設計相符，這可能意味著受規(guī)定限制 的排放閾值將不再被滿足。 特別的視覺檢查需要允許技師觀察后處理設備內的通道的內部的光學工具。設備 的通道可能被煙灰和/或碎屑堵塞，使得檢查變得困難或不可能。對設備的最低限度的檢 查可能需要通過反復地插入設計為進入組裝密度為每平方英寸200-300個小室的小直徑 通道的工具，檢查圍繞著后處理設備的周邊的數百個通道。檢查過程可能損壞后處理設備， 且在最佳的情況下也是耗費時間的和昂貴的。 即使在可能檢測到后處理設備的物理的設備損傷時，后處理設備內的高溫在沒有 物理的設備損傷的情況下也可能導致過度的老化。例如，后處理設備可能預計在950攝氏度破裂，但是可能在850攝氏度產生嚴重的催化劑失活而沒有老化的物理跡象。催化劑老
化可以在設備上引起額外的應力——例如增大可以發(fā)生煙灰氧化的平均溫度，且催化劑老
化可能引起排放增加。后處理設備可能正在經歷增加的排放而沒有被檢測到。 對后處理設備內的真實溫度的檢測目前超出了商業(yè)上合理的價格的當前技術的
范圍。當前的后處理系統(tǒng)僅僅在后處理設備的上游和/或下游放置溫度敏感元件——通常
是熱敏電阻和/或熱電偶。后處理設備內的溫度經常作為這些溫度的函數被估算——例如
這些溫度的加權平均值、或者基于這些溫度和后處理設備內的估算的碳氫化合物或煙灰的
燃燒速率加上估算的傳熱效應的熱模型。雖然當前的溫度估算對于某些估算，例如對于確
定穩(wěn)態(tài)運行中的煙灰氧化速率是可接受的，，但是當前的溫度估算不能很好地估算在瞬態(tài)
的峰值溫度事件。例如，溫度尖峰可能在后處理設備內發(fā)生，但是溫度敏感元件上的延遲可
能導致溫度敏感元件錯過該尖峰的最高部分而顯示比后處理設備內經歷的實際溫度事件
低ioo攝氏度或更多的溫度。 當前的技術中的這些限制引入了伴隨有著潛在的缺陷的后處理設備出現(xiàn)的風險。 例如，維修公司可能清理后處理設備并用它們換下顧客的交通工具中的臟的后處理設備。 在當前的技術水平下，這具有相當大的風險所交換的后處理設備中的一個設備可能具有 應力損傷或老化的催化劑，哪個設備已經損壞決定了對顧客不利還是對維修公司不利。
發(fā)明概述 根據前述的討論，申請人斷言存在對于提供用于檢測后處理系統(tǒng)中的溫度閾值事 件的裝置、系統(tǒng)和方法的需求。 本發(fā)明是根據本領域技術水平而發(fā)展的，且具體地，是根據本領域由當前可得到 的后處理溫度檢測系統(tǒng)仍未完全解決的問題和需求而發(fā)展的。因此，本發(fā)明已被發(fā)展來提 供克服本領域中許多或全部的上面所討論的缺點的、用于檢測溫度閾值事件的裝置、系統(tǒng) 和方法。 公開了一種用于檢測后處理設備中的溫度閾值事件的裝置。該裝置包括布置于后
處理設備的關心的區(qū)域內的溫度響應器。溫度響應器包括由配置為在閾值溫度熔化的材料
形成的結構。該裝置還包括配置為檢測溫度響應器的熔化的觀測模塊。 該裝置還可以包括兩個接入點(access point)。溫度響應器配置為使兩個接入點
電耦合，而觀測模塊配置為測量兩個接入點之間的電阻值。觀測模塊基于電阻值檢測溫度
響應器的熔化。該裝置包括配置為基于溫度響應器的熔化確定后處理設備的關心的區(qū)域是
否已經超過閾值溫度的熱事件模塊。 該裝置還可以包括多個溫度響應器，每個溫度響應器包括由配置為在不同的閾值 溫度熔化的材料形成的結構。該多個溫度響應器配置為使兩個接入點并聯(lián)地電耦合。熱事 件模塊進一步配置為基于每個溫度響應器的熔化確定后處理設備的關心的區(qū)域是否已經 超過每個不同的閾值溫度。該裝置還包括布置于封裝設備內的溫度響應器，該封裝設備包 括不透氣的室。 該裝置還可以包括電子控制模塊(ECM) 。 ECM可以包括觀測模塊、熱事件模塊和故 障模塊。熱事件模塊可以基于溫度響應器的熔化設置熱事件指示，而故障模塊可以基于熱 事件指示設置故障指示。 公開了一種用于檢測后處理設備中的溫度閾值事件的方法。該方法包括將溫度響
6應器插入到后處理設備中的關心的區(qū)域中，并在后處理設備運行一段時間后檢查溫度響應 器是否熔化。該方法還包括基于溫度響應器的熔化確定后處理設備的關心的區(qū)域是否已經 超過閾值溫度。 公開了一種用于檢測后處理設備中的溫度閾值事件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括配置為處 理內燃機的廢氣的后處理設備。該系統(tǒng)還包括檢測后處理設備中的溫度閾值事件的裝置。 該系統(tǒng)還可以包括電子控制模塊(ECM)，所述ECM包括觀測模塊、配置為基于在關心的區(qū)域 中溫度響應器的熔化設置熱事件指示的熱事件模塊以及配置為基于熱事件指示設置故障 指示的故障模塊。 該系統(tǒng)還可以包括維修工具(service tool)。維修工具可以包括觀測模塊、配置 為基于后處理設備的關心的區(qū)域超過閾值溫度而設置老化指示的熱事件模塊、以及配置為 向顯示器輸出端提供老化指示的顯示模塊。 在整個的本說明書中提到的特征、優(yōu)勢、或類似的語言并不意味著用本發(fā)明可以 實現(xiàn)的所有的特征和優(yōu)勢應該在或者在本發(fā)明的任何單個的實施方案中。更確切地說，應 理解涉及所述特征和優(yōu)勢的語言意味著結合實施方案描述的具體的特征、優(yōu)勢或特點包括 在本發(fā)明的至少一個實施方案中。因此，在整個的本說明書中的所述特征和優(yōu)勢以及類似 的語言的討論可以但不必涉及相同的實施方案。 此外，所描述的本發(fā)明的特征、優(yōu)勢和特點可以以任何合適的方式結合成一個或 多個實施方案。相關領域的技術人員將認識到，可以不使用具體的實施方案的一個或多個 特定的特征或優(yōu)勢而實施本發(fā)明。在其它情況下，那些可能沒有在本發(fā)明的所有實施方案 中出現(xiàn)的附加的特征和優(yōu)勢有可能在某些實施方案中被認識到。 根據下面的描述和所附的權利要求，本發(fā)明的這些特征和優(yōu)勢將變得更加充分的 明顯，或者通過如在下文中闡明的本發(fā)明的實施，可以認識到本發(fā)明的這些特征和優(yōu)勢。


為了容易地理解本發(fā)明的優(yōu)勢，上面簡要地描述的本發(fā)明的更詳細的描述將通過 參考附圖中所示出的具體的實施方案來提供。應理解，這些附圖僅僅描述本發(fā)明的典型的 實施方案而并不因此被認為是本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明將通過使用附圖而用附加的特征 和細節(jié)來描述和解釋，在附圖中 圖1是描述依照本發(fā)明的用于檢測后處理設備中的溫度閾值事件的系統(tǒng)的一個 實施方案的例圖； 圖2是說明依照本發(fā)明的確定后處理設備的關心的區(qū)域是否已經超過閾值溫度 的控制器的一個實施方案的原理框圖； 圖3是描述依照本發(fā)明的用于檢測后處理設備中的熱事件的裝置的一個實施方 案的例圖； 圖4是描述依照本發(fā)明的用于檢測后處理設備中的熱事件的裝置的一個實施方 案的例圖；以及 圖5是說明依照本發(fā)明的用于檢測后處理設備中的溫度閾值事件的方法的一個 實施方案的示意性的流程圖。
具體實施例方式
應容易地理解，如這里的圖中通常所描述和說明的本發(fā)明的組件可以在多種不同 的構造中布置和設計。因此，如圖l至圖5所顯示的，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法的實施方 案的下面更詳細的描述，如權利要求的，并不旨在限制本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明 的選擇的實施方案。 在整個的本說明書中提到的"一個實施方案"或"實施方案"(oneembodiment或an embodiment)意味著與該實施方案相關的所描述的具體的特征、結構或特點包括在本發(fā)明 的至少一個實施方案中。因此，在整個的本說明書中的不同位置中出現(xiàn)的詞組"在一個實施 方案中"或"在實施方案中"(in one embodiment或in an embodiment)未必全部指相同 的實施方案。 此外，所描述的特征、結構或特點可以以任何合適的方式結合在一個或多個實施 方案中。在下面的描述中，提供了許多具體的細節(jié)，例如材料、緊固件、尺寸、長度、寬度、形 狀等的實例，用以提供本發(fā)明的實施方案的全面的理解。然而，相關領域的技術人員將認識 到，可以不使用一個或多個具體的細節(jié)或用其它方法、組件、材料等來實施本發(fā)明。在其它 情況下，沒有詳細地顯示或描述眾所周知的結構、材料、或操作以避免使本發(fā)明的方面不清 晰。 圖1是描述依照本發(fā)明的用于檢測后處理設備106中的溫度閾值事件的系統(tǒng)100 的一個實施方案的例圖。系統(tǒng)100可以包括內燃機102，其產生廢氣104作為運行的副產 物。例如，發(fā)動機102可以是柴油機102。系統(tǒng)100還包括配置為處理廢氣104的后處理設 備106。在一個實施方案中，后處理設備106可以包括配置為從廢氣104中除去微粒的微 粒過濾器。在可替換的實施方案中，后處理設備106可以是柴油氧化催化劑、N0廠吸附催化 劑、和/或本領域已知的其它的后處理設備106。 系統(tǒng)100還包括布置于后處理設備106的關心的區(qū)域內的溫度響應器108。在一 個實施方案中，系統(tǒng)100可以包括多個溫度響應器108，所述的多個溫度響應器108布置于 后處理設備106內的多個關心的區(qū)域中的每一個區(qū)域內。溫度響應器108包括由配置為在 閾值溫度熔化的材料形成的結構。熱響應器(thermal responder) 108可以是電線和沉積 在后處理設備106內的通道的表面上的材料中的一種。溫度響應器108可以包括導電材 料，所述導電材料可以在制造過程中噴射、涂敷、電鍍、蝕刻、印刷、和/或插入到后處理設 備106的一個通道或多個通道中。在一個可替換的實施方案中，溫度響應器108可以由維 修技師放置于后處理設備106內，例如來做測試并確定在測試運行周期過程中在后處理設 備106中是否達到閾值溫度。 閾值溫度可以是在所選擇的關心的溫度處或者接近所選擇的關心的溫度的溫度。 例如，所選擇的關心的溫度可以是約400攝氏度，在此溫度，在系統(tǒng)100的一個實施方案中 的煙灰過濾器106中可預計發(fā)生基于NOy的煙灰的再生。在此實例中，用于溫度響應器108 的材料的所選擇的材料可以是在約420攝氏度熔化的鋅(Zn)。鋅的熔化將表示微粒再生事 件的閾值溫度已經成功地發(fā)生了。 在另一個實例中，關心的閾值溫度可以與催化的后處理設備106內的所希望的脫 硫事件相關聯(lián)，對于系統(tǒng)100的一個實施方案來說，所希望的脫硫事件可能要求約750攝氏 度的溫度。在此實例中，用于溫度響應器108的材料的所選擇的材料可以是在約840攝氏
8度熔化的鈣，或在約840攝氏度熔化的鉑鈦共晶合金。在系統(tǒng)100的另外的實施方案中，已 知使催化劑老化、已知使后處理設備的物理結構老化、和/或已知破壞后處理設備106的溫 度可以是所選擇的關心的溫度。例如，已知后處理設備106在溫度超過1000攝氏度的溫度 范圍時，可能會遭受災難性的損壞，而銀、金、和/或銅可以在所選擇的關心的溫度的范圍 內熔化。在一個實施方案中，溫度響應器108可以包括鎂或鋁?；诖颂幩_的內容，對 于本領域技術人員來說，選擇閾值溫度和在用于閾值溫度的適當的范圍內熔化的材料是個 細節(jié)上的步驟。 系統(tǒng)IOO還可以包括多個溫度響應器108，每個溫度響應器108包括由在不同的 閾值溫度熔化的材料形成的結構。在一個實施方案中，溫度響應器108可以配置為在寬的 溫度范圍熔化，以檢查不同的溫度閾值事件。例如，溫度響應器108可以包括在約420攝氏 度、840攝氏度和960攝氏度熔化的鋅、鈣和銀。在一個實施方案中，溫度響應器可以配置為 在窄的溫度范圍內熔化以將溫度閾值事件明確分類。例如，溫度響應器108可以包括正好 在900攝氏度、960攝氏度和1080攝氏度以上熔化的黃銅、銀和銅，從而可提供額外的辨析 度來更加精確地確定所獲得的溫度閾值事件過程的溫度。對于每個系統(tǒng)100，閾值溫度、各 種再生事件的溫度、以及對各種后處理設備106的造成損壞的溫度差別很大。所包括的實 例只是說明性的，而并不限制本發(fā)明的范圍。 系統(tǒng)IOO還可以包括兩個接入點IIO，其中溫度響應器108配置為電耦合兩個接 入點110。例如，接入點IIO可以通過電線108電連接。在一個實施方案中，如圖1中所顯 示的，兩個接入點110中的每一個接入點從后處理設備106的相對端引出后處理設備106。 在一個可替換的實施方案中，兩個接入點110從后處理設備106的同一端引出(例如，參考 圖3)。接入點110可以為技師提供連接歐姆表114B的接入口，可以給接入點110加帽以防 腐蝕，它們可以被硬連線到載于交通工具上的ECM 116中等等。在一個實施方案中，用電線 將接入點110連接到單獨的計算機(未顯示)，此計算機讀取接入點110之間的電阻值并將 電阻值發(fā)布到與ECM 116通信的數據鏈路(未顯示)，這樣，將接入點110硬連線到載于交 通工具上的ECM 116中。接入點IIO可以包括連接器的導電端子(未顯示)，以便歐姆表 114B和/或其它工具可以方便地連接到接入點110。 系統(tǒng)100還包括觀測模塊114，觀測模塊配置為測量兩個接入點110之間的電阻值 112，且基于電阻值112檢測溫度響應器108的熔化。在一個實施方案中，觀測模塊114可以 是從后處理設備106移出溫度響應器108并視覺檢查溫度響應器108是否熔化的人114A。 基于視覺檢查是否表明了溫度響應器108的熔化，人114A可以做出關于后處理設備106的 使用可靠性的判定、和/或在書面的維修日志中和/或電子設備上記錄信息。
在一個可替換的實施方案中，觀測模塊114可以是在接入點110之間電連接以讀 取電阻值112的歐姆表114B或類似的電阻檢測設備。電阻值112可以被傳送到便攜式計 算機120和/或其他設備用于分析和存儲。便攜式計算機120和歐姆表114B可以組成檢 測后處理設備106中的溫度閾值事件的維修工具122。維修工具122的功能可以結合到與 圖1中所顯示的不同的硬件中，例如作為集成的工具122。維修工具122可以通過從發(fā)動 機控制模塊(ECM)116讀取存儲的記憶值來確定電阻值112。在一個實施方案中，人(未顯 示)可以從歐姆表114B讀取電阻值112。 在系統(tǒng)100的一個實施方案中，觀測模塊114可以包括在ECM 116中以測量兩個接入點110之間的電阻值112。測量電阻值112可以包括直接測量、從網絡和/或數據鏈路 讀取數值等。ECM 116可以包括單個的設備或分布于整個系統(tǒng)100中的一系列的設備。ECM 116可以進一步配置為基于溫度響應器108的熔化確定后處理設備106是否已經超過閾值 溫度。例如，ECM 116可以確定電阻值112是否與接入點IIO之間的開路狀態(tài)相一致，而此 種開路狀態(tài)對應著溫度響應器108的熔化。 ECM 116可以進一步配置為，基于確定溫度響應器108已經超過閾值溫度而熔化 來設置故障指示118。故障指示118可以是發(fā)光的儀表板燈118、網絡數據值(未顯示)、和 /或通信的信號(未顯示)。故障指示118可以表示后處理設備106需要維修、和/或表示 后處理設備106需要更換。在一個實施方案中，ECM 116可以設置內部故障碼，在維修技師 114A將維修工具122與ECM 116接合時，此內部故障碼將向維修技師114A警告溫度閾值事 件的發(fā)生。 圖2是說明依照本發(fā)明的確定后處理設備106的關心的區(qū)域是否已經超過閾值溫 度的控制器200的一個實施方案的原理框圖?？刂破骺梢允前惭b在交通工具上的ECM 116、 和/或維修工具122。 控制器200包括觀測模塊114，觀測模塊114測量接入點110之間的電阻值112， 且基于電阻值112檢測溫度響應器的熔化。觀測模塊114可以在溫度響應器108熔化時設 置溫度響應器108的熔化信號202。例如，觀測模塊114可以通過確定電阻值112是否是與 接入點IIO之間的開路相一致的值來檢測溫度響應器108的熔化。 控制器200可以包括熱事件模塊204，熱事件模塊204配置為基于溫度響應器的熔 化202確定后處理設備106的關心的區(qū)域是否已經超過閾值溫度。例如，熱事件模塊204 可以讀取溫度響應器108的熔化信號202，以及如果熱響應器108已經熔化，則確定后處理 設備106的關心的區(qū)域已經超過閾值溫度。在一個實施方案中，熱響應器108可以包括配 置為在不同的溫度熔化的一些熱響應器108，且熱事件模塊204可以確定熔化了的熱響應 器108的閾值溫度已經被超過，以及未熔化的熱響應器108的閾值溫度尚未被超過。
熱事件模塊可以基于后處理設備106的關心的區(qū)域超過閾值溫度而設置熱事件 指示206。熱事件指示206可以是在ECM 116或其它設備上存儲的用以記錄后處理設備106 的熱歷史的數值。例如，熱事件模塊204可以存儲表示后處理設備106何時超過某個溫度 閾值的時間值。 控制器200還可以包括故障模塊208，故障模塊208配置為基于熱事件指示206設 置故障指示118。例如，熱事件指示206可能指示后處理設備106已經經歷了災難性的溫度 熱事件，而故障模塊208可以設置與損壞的后處理設備106相一致的故障指示118。故障指 示118可以是發(fā)光的儀表板燈、網絡數據值、通信的信號、和/或本領域已知的其它的故障 顯示。 在一個實施方案中，故障指示118可以包括當顯示后處理設備106的災難性的故 障時，故障指示燈(MIL)的點亮，以及當顯示可能不是災難性的高溫事件206時，發(fā)布到數 據網絡的故障碼118。在一個實施方案中，溫度閾值可以包括與后處理設備106的脫硫相符 的溫度，且故障模塊208可以在應用使用閾值(即plication usage threshold)被超過且 尚未發(fā)生足以在后處理設備106中從催化劑驅除硫的熱事件時，設置與硫中毒的催化劑相 符的故障指示118。在一個實例中，應用使用閾值可以是交通工具行程(vehicle mile)、發(fā)
10動機102運行的時間、發(fā)動機102中燃燒的總燃料等。在一個實施方案中，非破壞性的溫度 事件的檢測可以是組件或過程的正常運行的確認。 在一個實施方案中，熱事件模塊204可以配置為基于后處理設備106的關心的區(qū) 域超過閾值溫度而設置老化指示210。例如，第一溫度響應器108可以配置為在與中等老化 水平相符的溫度熔化，而第二溫度響應器108可以配置為在與嚴重老化水平相符的溫度熔 化。熱事件模塊204可以在第一溫度響應器108熔化時設置老化指示"中等"的指示210， 而在第二溫度響應器108熔化時設置指示"嚴重"的老化指示210。老化指示210可以通過 可能的老化類型選擇老化指示210——例如，當發(fā)生可能使后處理設備106上的催化劑老 化的熱事件時，可以設置與催化劑老化相符的老化指示210。 控制器200還可以包括顯示模塊212，顯示模塊212配置為向顯示器輸出端214提 供老化指示210。顯示器輸出端214可以包括計算機屏幕、所打印的報告、所存儲的數據值、 和/或發(fā)布在網絡上的數據值。例如，顯示器輸出端214可包括可以被維修技師114A閱讀 的便攜式計算機的屏幕上的所顯示的信息段。 圖3是描述依照本發(fā)明的用于檢測后處理設備106中的熱事件的裝置300的一個 實施方案的例圖。裝置300包括布置于后處理設備106的關心的區(qū)域302內的溫度響應器 108，以及配置為檢測溫度響應器108的熔化的觀測模塊114。關心的區(qū)域302可以包括后 處理設備106中的預計熱事件可能引起后處理設備106中的高應力的區(qū)域302(在此區(qū)域 可以認為再生溫度觀測是重要的)、以及類似區(qū)域。例如，在其中煙灰預計被氧化的微粒過 濾器106內關心的熱事件。在此實例中，煙灰可以朝向過濾器106的后(下游)端聚集在 微粒過濾器106內，且關心的區(qū)域302可以包括微粒過濾器106的下游部分。在一個實施 方案中，關心的區(qū)域302可以包括整個后處理設備106。 在一個實施方案中，關心的區(qū)域302可以是在后處理設備106內徑向居中。在一 個可替換的實施方案中，如圖3所顯示的，關心的區(qū)域302包括在約0. 3X至約1. OX之間的 軸向位置，其中X表示如下定義的軸向位置后處理設備的上游端X = O，而后處理設備的 下游側X = 1。 裝置300還可以包括布置于封裝設備304內的溫度響應器108。封裝設備304可 以是布置于關心的區(qū)域內的不透氣的室304。封裝設備304可以防止由于氧化或其它化學 效應引起的溫度響應器108的損耗和/或溫度響應器108的性質的改變。封裝設備304可 以配置為任何的功能形狀。例如，封裝設備304可以包括錐形的末端以便于容易地制造。
圖4是描述依照本發(fā)明的用于檢測后處理設備106內的熱事件的裝置400的一個 實施方案的例圖。裝置400包括布置于封裝設備304內的多個溫度響應器108A、108B和 108C，封裝設備304布置于后處理設備106的關心的區(qū)域302內。每個溫度響應器108都 包括由配置為在不同的閾值溫度熔化的材料形成的結構。多個溫度響應器108配置為以并 聯(lián)電路的形式電耦合兩個接入點110。 觀測模塊114可以進一步配置為基于兩個接入點110之間電阻值112檢測每個溫 度響應器108A、108B、108C的熔化。熱事件模塊204可以進一步配置為基于每個溫度響應 器108A、108B、108C的熔化確定后處理設備106的關心的區(qū)域302是否已經超過每個不同 的溫度，并被配置為基于后處理設備106的關心的區(qū)域302超過每個閾值溫度而設置熱事 件指示206。裝置40Q的每個溫度響應器108A、108B、108C可以進一步配置為提供電路內的不同電阻。通過計算由溫度響應器108、接入點110和觀測模塊114形成的電路的總電阻， 可以對哪個溫度響應器108已經熔化做出判定。 在一個實例中，Rt是接入點110之間的并聯(lián)電路的總電阻值，Ra是第一電阻器108A 的電阻，Rb是第二電阻器108B的電阻，以及R。是第三電阻器108C的電阻。在一個實例中， 三個溫度響應器108A、108B、108C配置為分別提供100歐姆、200歐姆和300歐姆的電阻。 在溫度響應器108全都沒有熔化的情況下，Rt約等于55歐姆。在只有溫度響應器108A熔 化的情況下，Rt約等于120歐姆。在溫度響應器108A和108B熔化的情況下，總電阻Rt約 等于300歐姆。在所有的溫度響應器108A、108B和108C都熔化的情況下，總電阻Rt表現(xiàn) 為開路。關于此實例的其它熔化情況可以基于標準并聯(lián)電阻公式1/Rt = 1/Ra+1/Rb+1/R。， 由本領域技術人員計算出來。 在一個實施方案中，裝置400可以包括空白電阻器(blank electricalresistor) (未顯示)，其配置為這樣空白電阻器在任何預計的條件下都不熔化?？瞻纂娮杵魈峁┗?線電阻以便接入點110從不提供開路電阻，且可以用于熱響應器108的診斷。例如，如果圖 4中所說明的實施方案(包括上面的示例性的電阻值)包括與熱響應器108A、108B、108C并 聯(lián)的500歐姆的第四電阻器，那么500歐姆的開路電阻將是正常觀測到的最高的電阻。在該 實例中，接入點110之間的開路電阻可以指示不一定是由熔化溫度響應器108A、108B、108C 的熱事件引起的問題。 包括于此的示意性的流程圖通常作為邏輯流程圖來闡明。同樣地，描述次序和標 號的步驟表示提出的方法的一個實施方案?？梢韵氲皆诠δ?、邏輯或效果方面與所說明的 方法的一個或多個步驟、或一個或多個步驟的部分等同的其它步驟和方法。另外，使用的形 式和符號是被提供用來解釋此方法的邏輯步驟，而不應理解為限制了本方法的范圍。雖然 在流程圖中可以使用各種箭頭類型和線類型，但應理解它們并不限制相應方法的范圍。實 際上，一些箭頭或其它連接符可以用來僅僅表示方法的邏輯流程。例如，箭頭可以表示在所 描述的方法的所列舉的步驟之間的未詳細說明的持續(xù)時間的等待期或監(jiān)控期。另外，具體 方法發(fā)生的次序可以嚴格地遵守或可以不嚴格地遵守顯示的相應步驟的次序。
圖5是說明依照本發(fā)明的用于檢測后處理設備106中的溫度閾值事件的方法500 的一個實施方案的示意性的流程圖。方法500包括維修技師114A和/或制造過程(未顯 示)將溫度響應器108插入到后處理設備106中的關心的區(qū)域302 (步驟802)。如果對系 統(tǒng)100的檢查(步驟804)顯示本實施方案是移出的應用，則在后處理設備106運行一段時 間后，維修技師從后處理設備106的關心的區(qū)域302移出溫度響應器108 (步驟806)。維修 技師114A通過視覺檢查溫度響應器108有無熔化跡象來檢查(步驟810)溫度響應器108 是否熔化。 如果對系統(tǒng)100的檢查(步驟804)顯示本實施方案不是移出的應用，制造過程提 供通過溫度響應器108電耦合的兩個接入點110(步驟808)，而觀測模塊114通過測量兩個 接入點110之間的電阻值112來確定溫度響應器108是否已經熔化而檢查(步驟810)溫 度響應器108是否熔化。 由前述的討論，很明顯，本發(fā)明提供了用于檢測后處理設備中的溫度閾值事件的 系統(tǒng)、方法和裝置。本發(fā)明可以體現(xiàn)在其它具體的形式中而不背離本發(fā)明的精神或基本的 特征。所描述的實施方案無論在哪方面來看都應被認為僅僅是說明性的且不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍不是由前面的描述而是由所附的權利要求來表示。在權利要求的等價的含意和范圍內的所有的改變將包括在權利要求的范圍內。
權利要求
一種用于檢測后處理設備中的溫度閾值事件的裝置，所述裝置包括溫度響應器，其布置于所述后處理設備的關心的區(qū)域內，所述溫度響應器包括由配置為在閾值溫度熔化的材料形成的結構；以及觀測模塊，其配置為檢測所述溫度響應器的熔化。
2. 如權利要求1所述的裝置，還包括兩個接入點，其中所述溫度響應器配置為使所述兩個接入點電耦合，而其中所述觀測模塊配置為測量所述兩個接入點之間的電阻值并基于所述電阻值檢測所述溫度響應器的熔化，所述裝置還包括熱事件模塊，所述熱事件模塊配置為基于所述溫度響應器的熔化確定所述后處理設備的關心的區(qū)域是否已經超過所述閾值溫度。
3. 如權利要求2所述的裝置，其中所述檢測所述溫度響應器的熔化包括確定所述電阻值是否為與所述兩個接入點之間的開路相一致的值。
4. 如權利要求2所述的裝置，還包括多個溫度響應器，每個溫度響應器包括由配置為在不同的閾值溫度熔化的材料形成的結構，其中所述每個溫度響應器配置為以并聯(lián)方式使所述兩個接入點電耦合，其中所述觀測模塊進一步配置為基于所述兩個接入點之間的所述電阻值檢測所述每個溫度響應器的熔化，以及其中所述熱事件模塊進一步配置為基于所述每個溫度響應器的熔化確定所述后處理設備的所述關心的區(qū)域是否已經超過每個不同的閾值溫度。
5. 如權利要求4所述的裝置，其中所述每個溫度響應器包括不同的電阻值。
6. 如權利要求1所述的裝置，還包括封裝設備，所述封裝設備包括布置于所述關心的區(qū)域內的不透氣的室，其中所述溫度響應器布置于所述封裝設備內。
7. 如權利要求1所述的裝置，還包括布置于所述后處理設備內的關心的多個區(qū)域中的每一個區(qū)域的內的至少一個溫度響應器。
8. 如權利要求2所述的裝置，還包括電子控制模塊，所述電子控制模塊包括所述觀測模塊；所述熱事件模塊，其進一步配置為基于所述后處理設備的所述關心的區(qū)域超過所述閾值溫度而設置熱事件指示；以及故障模塊，其配置為基于所述熱事件指示而設置故障指示。
9. 如權利要求8所述的裝置，其中所述故障指示包括選自由發(fā)光的儀表板燈、網絡數據值和通信的信號組成的組的部分。
10. 如權利要求8所述的裝置，還包括多個溫度響應器，每個溫度響應器包括由配置為在不同的閾值溫度熔化的材料形成的結構，其中所述每個溫度響應器配置為以并聯(lián)方式使所述兩個接入點電耦合，其中所述觀測模塊進一步配置為基于所述兩個接入點之間的所述電阻值檢測所述每個溫度響應器的熔化，以及其中所述熱事件模塊進一步配置為基于所述每個溫度響應器的熔化確定所述后處理設備的所述關心的區(qū)域是否已經超過每個不同的閾值溫度，以及配置為基于所述后處理設備的所述關心的區(qū)域超過每個閾值溫度而設置所述熱事件指示。
11. 如權利要求1所述的裝置，其中所述溫度響應器包括電線和沉積在所述后處理設備內的通道的表面上的材料中的一種。
12. 如權利要求1所述的裝置，其中所述溫度響應器由選自鈣、鎂和鋁組成的組的材料形成。
13. 如權利要求l所述的裝置，其中所述溫度響應器由選自銅(Cu)、銀(Ag)和金(Au)組成的組的材料形成。
14. 如權利要求1所述的裝置，其中所述溫度響應器包括金屬合金。
15. 如權利要求14所述的裝置，其中所述金屬合金包括共晶金屬合金。
16. 如權利要求15所述的裝置，其中所述共晶金屬合金包括在約840攝氏度熔化的鉑鈦共晶合金。
17. 如權利要求1所述的裝置，其中所述關心的區(qū)域包括所述后處理設備內的軸向位置，所述軸向位置在約0. 3X至約1. 0X之間，其中X表示定義為使得X = 0是所述后處理設備的上游端而X = 1是所述后處理設備的下游側的軸向位置。
18. —種用于檢測后處理設備中的溫度閾值事件的方法，所述方法包括將溫度響應器插入到所述后處理設備中的關心的區(qū)域中，所述溫度響應器包括由配置為在閾值溫度熔化的材料形成的結構；在所述后處理設備運行一段時間后檢查所述溫度響應器是否熔化；以及基于所述溫度響應器的熔化確定所述后處理設備的所述關心的區(qū)域是否已經超過所述閾值溫度。
19. 如權利要求18所述的方法，其中檢查所述溫度響應器是否熔化的所述步驟包括從所述后處理設備中的所述關心的區(qū)域移出所述溫度響應器并視覺檢查所述溫度響應器的熔化跡象。
20. 如權利要求18所述的方法，其中檢查所述溫度響應器是否熔化的所述步驟包括提供通過所述溫度響應器電耦合的兩個接入點，并測量所述兩個接入點之間的電阻值以確定所述溫度響應器是否已經熔化。
21. —種用于檢測后處理設備中的溫度閾值事件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括所述后處理設備，其配置為處理內燃機的廢氣；溫度響應器，其布置于所述后處理設備的關心的區(qū)域內，所述溫度響應器包括由配置為在閾值溫度熔化的材料形成的結構；兩個接入點，其中所述溫度響應器配置為使所述兩個接入點電耦合；觀測模塊，其配置為測量所述兩個接入點之間的電阻值，并基于所述兩個接入點之間的所述電阻值檢測所述溫度響應器的熔化。
22. 如權利要求21所述的系統(tǒng)，還包括電子控制模塊，所述電子控制模塊包括所述觀測模塊；熱事件模塊，其配置為基于所述溫度響應器的熔化確定所述后處理設備的所述關心的區(qū)域是否已經超過所述閾值溫度，以及配置為基于所述后處理設備的所述關心的區(qū)域超過所述閾值溫度而設置熱事件指示；以及故障模塊，其配置為基于所述熱事件指示而設置故障指示。
23. 如權利要求21所述的系統(tǒng)，還包括維修工具，所述維修工具包括所述觀測模塊；熱事件模塊，其配置為基于所述溫度響應器的熔化確定所述后處理設備的所述關心的區(qū)域是否已經超過所述閾值溫度，以及配置為基于所述后處理設備的所述關心的區(qū)域超過所述閾值溫度而設置老化指示；以及顯示模塊，其配置為向顯示器輸出端提供所述老化指示。
24. 如權利要求23所述的系統(tǒng)，還包括多個溫度響應器，每個溫度響應器包括由配置 為在不同的閾值溫度熔化的材料形成的結構，其中所述每個溫度響應器配置為以并聯(lián)方式 使所述兩個接入點電耦合，其中所述觀測模塊進一步配置為基于所述兩個接入點之間的所 述電阻值檢測所述每個溫度響應器的熔化，以及其中所述熱事件模塊進一步配置為基于所 述每個溫度響應器的熔化確定所述后處理設備的所述關心的區(qū)域是否已經超過每個不同 的閾值溫度，以及配置為基于所述后處理設備的所述關心的區(qū)域超過每個閾值溫度而設置 所述老化指示。
25. 如權利要求23所述的系統(tǒng)，還包括多個溫度響應器，每個溫度響應器包括由配置為在不同的閾值溫度熔化的材料形成的 結構；兩個接入點，其相應于所述溫度響應器中的每一個溫度響應器，其中所述每個溫度響 應器配置為以并聯(lián)方式使所述兩個相應的接入點電耦合；其中所述觀測模塊進一步配置為基于所述兩個相應的接入點之間的電阻值檢測所述 每個溫度響應器的熔化；以及其中所述熱事件模塊進一步配置為基于所述每個溫度響應器的熔化檢測所述后處理 設備的所述關心的區(qū)域是否已經超過每個不同的閾值溫度，以及配置為基于所述后處理設 備的所述關心的區(qū)域超過每個閾值溫度而設置所述老化指示。
全文摘要
公開了用于檢測后處理設備中的溫度閾值事件的裝置、系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)可以包括配置為處理內燃機的廢氣的后處理設備和布置于所述后處理設備的關心的區(qū)域內的溫度響應器。所述溫度響應器配置為在閾值溫度熔化。所述系統(tǒng)還可以包括電耦合到所述溫度響應器的兩個接入點和配置為測量所述兩個接入點之間的電阻值的觀測模塊。所述觀測模塊基于測量到的接入點之間的電阻值來檢測溫度響應器的熔化。在可替換的實施方案中，所述觀測模塊包括在發(fā)動機控制模塊(ECM)或維修工具內。
文檔編號F01N11/00GK101737135SQ20081017753
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權日2008年11月18日
發(fā)明者蘭德爾·J·斯塔福德, 康拉德·J·西蒙三世 申請人:康明斯濾清系統(tǒng)知識產權公司