專利名稱：用于廢氣處理系統(tǒng)的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及用于診斷與內(nèi)燃機(jī)連接的廢氣處理系統(tǒng)的部件的劣化的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
廢氣處理裝置可包括在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中用于減少規(guī)定排放物。在一個(gè)實(shí)例中，廢氣處理裝置可包括陶瓷磚形成的催化劑或微粒過濾器。由于發(fā)生多種狀況(諸如碎片撞擊催化劑或微粒過濾器或者用于催化劑或微粒過濾器的劣化支持系統(tǒng))，陶瓷磚可能破裂。這樣，會(huì)降低催化劑或微粒過濾器的效率，從而導(dǎo)致排氣系統(tǒng)中的背壓增加、發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降和/或規(guī)定排放物增加。

實(shí)用新型內(nèi)容本申請(qǐng)的發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到了上述問題并且設(shè)計(jì)出至少部分解決上述問題的方法。因此，在一個(gè)實(shí)例中，提供了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括催化劑和纏繞在催化劑外部的金屬絲。該系統(tǒng)還包括被配置成電耦合金屬絲的端部并監(jiān)控金屬絲的電連續(xù)性的傳感器。優(yōu)選地，以螺旋結(jié)構(gòu)纏繞金屬絲。優(yōu)選地，螺旋結(jié)構(gòu)的繞線之間的間距在Icm至2cm之間。優(yōu)選地，金屬絲的一端橫貫螺旋結(jié)構(gòu)的繞線且不與螺旋結(jié)構(gòu)的繞線電接觸，金屬絲的兩端均從催化劑的同一端延伸出來。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括連接至金屬絲并被配置成在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間加熱催化劑的電阻器。優(yōu)選地，催化劑的周圍被墊環(huán)繞，墊被設(shè)置在催化劑的外表面和催化劑罐的內(nèi)表面之間并且被配置成使金屬絲與催化劑罐絕緣。優(yōu)選地，催化劑由陶瓷磚形成。優(yōu)選地，金屬絲鄰接催化劑的外部。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種用于廢氣處理系統(tǒng)的方法，包括:基于纏繞催化劑外部的金屬絲的電連續(xù)性，指示廢氣處理系統(tǒng)的催化劑的劣化；以及響應(yīng)于劣化的指示來調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選地，該方法還包括當(dāng)催化劑的溫度低于閾值溫度時(shí)，通過金屬絲加熱催化劑。優(yōu)選地，金屬絲不與流過催化劑的廢氣接觸。優(yōu)選地，運(yùn)行參數(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并且響應(yīng)于劣化的指示降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，指示劣化包括在控制器中設(shè)定故障代碼。優(yōu)選地,指示劣化包括點(diǎn)亮指示燈。優(yōu)選地，金屬絲以螺旋結(jié)構(gòu)纏繞催化劑，并且螺旋結(jié)構(gòu)的繞線之間具有Icm至2cm的間距。根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，提供了一種排氣系統(tǒng)，包括:催化劑，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道中；金屬絲，纏繞催化劑的外圓周；傳感器，被配置成電耦合金屬絲的端部并監(jiān)控金屬絲的電連續(xù)性；以及控制器，與傳感器通信，控制器被配置成當(dāng)金屬絲的電連續(xù)性降低時(shí)指示催化劑的劣化并且響應(yīng)于劣化的指示調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選地，指示劣化包括在控制器中設(shè)定故障代碼和/或點(diǎn)亮指示燈。優(yōu)選地，金屬絲以螺旋結(jié)構(gòu)纏繞催化劑的外圓周，并且金屬絲的一端橫貫螺旋結(jié)構(gòu)的繞線且不與繞線電接觸，金屬絲的兩端均從催化劑的同一端延伸出來。優(yōu)選地，金屬絲至少一部分是絕緣的，使得金屬絲橫貫螺旋結(jié)構(gòu)的繞線的一端不與螺旋結(jié)構(gòu)的繞線電接觸。優(yōu)選地，金屬絲還包括電阻器，并且控制器還被配置成當(dāng)催化劑的溫度低于閾值溫度時(shí)向電阻器提供電流以加熱金屬絲來用于催化劑加熱。金屬絲可纏繞催化劑使得諸如破裂的催化劑劣化可導(dǎo)致金屬絲的劣化。例如，金屬絲可以以螺旋結(jié)構(gòu)纏繞在催化劑的外部，使得單根金屬絲與催化劑的較大表面積接觸。當(dāng)發(fā)生金屬絲的劣化時(shí)(諸如當(dāng)金屬絲斷裂時(shí))，會(huì)降低或破壞金屬絲的電連續(xù)性。因此，通過傳感器監(jiān)控金屬絲的電連續(xù)性，可以確定并指示催化劑的劣化，并且可以采取進(jìn)一步的故障處理。應(yīng)當(dāng)理解，提供本實(shí)用新型內(nèi)容是為了以簡(jiǎn)化的形式引入將在下面的具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述的概念集合。本實(shí)用新型內(nèi)容不用于表明所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵或必要特征，本公開的范圍僅由權(quán)利要求和如下具體實(shí)施方式
所限定。此外，所要求的主題不限于解決在本公開的任何部分中提到的任何或所有缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

圖1示出了具有廢氣處理系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。圖2示出了纏繞有金屬絲的陶瓷磚的示意圖。圖3示出了包括纏繞有金屬絲的陶瓷磚的廢氣處理裝置的示意圖。圖4示出了用于指示廢氣處理系統(tǒng)的催化劑劣化的程序的流程圖。圖5示出了用于在廢氣處理系統(tǒng)中加熱催化劑的程序的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施方式涉及包括廢氣處理裝置的排氣系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法的多種實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括催化劑和纏繞在該催化劑外部的金屬絲。該系統(tǒng)還包括被配置成電耦合金屬絲的端部并監(jiān)控金屬絲的電連續(xù)性的傳感器。在這種結(jié)構(gòu)中，金屬絲鄰接催化劑的外部，使得如果發(fā)生諸如催化劑破裂的劣化時(shí)，則還會(huì)發(fā)生金屬絲的劣化。結(jié)果，金屬絲的連續(xù)性會(huì)降低或破壞，并且可以指示催化劑的劣化。在一些實(shí)施例中，金屬絲可以以螺旋結(jié)構(gòu)纏繞在催化劑外部，使得一根金屬絲可覆蓋更大的催化劑表面積，并且僅需要單根金屬絲來監(jiān)控催化劑。此外，在一些實(shí)施例中，金屬絲可連接至電阻加熱器，使得在冷啟動(dòng)條件下，當(dāng)催化劑溫度低于閾值溫度時(shí)，金屬絲可加熱催化劑。圖1是示出多缸發(fā)動(dòng)機(jī)10中一個(gè)汽缸的示意圖，該系統(tǒng)可包括在汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)10至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)控制，并且經(jīng)由輸入裝置130接收來自車輛駕駛員132的輸入。在該實(shí)例中，輸入裝置130包括油門踏板和用于生成比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室(S卩，汽缸)30可包括燃燒室壁32，活塞36位于該燃燒室中?；钊?6連接至曲軸40，使得活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40可經(jīng)由中間傳動(dòng)系統(tǒng)連接至車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。此外，啟動(dòng)電機(jī)可經(jīng)由飛輪連接至曲軸40，使得能夠進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)10的啟動(dòng)操作。如圖所述，燃燒室30經(jīng)由進(jìn)氣通道42從進(jìn)氣歧管44接收進(jìn)氣，并經(jīng)由排氣通道48排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48可經(jīng)由對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門52和排氣門54與燃燒室30選擇性地連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可包括兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門和/或兩個(gè)或多個(gè)排氣門。在這個(gè)實(shí)例中，進(jìn)氣門52和排氣門54經(jīng)由對(duì)應(yīng)的凸輪致動(dòng)系統(tǒng)51和53被凸輪致動(dòng)所控制。凸輪致動(dòng)系統(tǒng)51和53均可以包括一個(gè)或多個(gè)凸輪，并且可利用可被控制器12操作的凸輪輪廓切換(CPS)、可變凸輪正時(shí)(VCT)、可變氣門正時(shí)(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)來改變氣門操作。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可分別通過位置傳感器55和57來確定。在可選實(shí)施例中，進(jìn)氣門52和/或排氣門54可以由電子氣門致動(dòng)來控制。例如，汽缸30可以可選地包括經(jīng)由電子氣門致動(dòng)控制的進(jìn)氣門以及經(jīng)由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動(dòng)控制的排氣門。燃料噴射器66被示為直接連接至燃燒室30，用于與經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器68從控制器12接收的信號(hào)FPW的脈寬成比例地向燃燒室中直接噴射燃料。以這種方式，燃料噴射器66向燃燒室30提供已知的燃料直接噴射。燃料噴射器66可例如安裝在燃燒室的側(cè)面或者燃燒室的頂部。燃料可通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(tǒng)(未示出)輸送至燃料噴射器66。在一些實(shí)施例中，附加或可選地，燃燒室30可包括布置在進(jìn)氣歧管44中的燃料噴射器，在這種結(jié)構(gòu)中，可向燃燒室30上游的進(jìn)氣口提供已知的燃料進(jìn)氣口噴射。進(jìn)氣通道42還包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在該特定實(shí)例中，節(jié)流板64的位置可通過控制器12利用提供給包括節(jié)氣門62的電動(dòng)機(jī)或致動(dòng)器的信號(hào)來改變，這種結(jié)構(gòu)通常被稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)。以這種方式，可以操作節(jié)氣門62來改變提供給其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的燃燒室30的進(jìn)氣。節(jié)流板64的位置可通過節(jié)氣門位置TP信號(hào)提供給控制器12。進(jìn)氣通道42可包括質(zhì)量型空氣流量傳感器120和進(jìn)氣歧管空氣壓力傳感器122，以向控制器12提供對(duì)應(yīng)的MAF信號(hào)和MAP信號(hào)。排氣傳感器126被示出連接至排放控制裝置70上游的排氣通道48。傳感器126可以是用于提供廢氣空燃比指示的任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，諸如線性氧傳感器或UEG0(通用或?qū)捰蚺艢庋?、兩狀態(tài)氧傳感器或EGO、HEGO (加熱型EGO)、N0x、HC或CO傳感器。排氣傳感器126可以是廢氣處理系統(tǒng)的一部分，該廢氣處理系統(tǒng)還包括被示為沿著排氣傳感器126下游的排氣通道48配置的排放控制裝置(例如，廢氣處理裝置)70。排放控制裝置70可以是三效催化劑(TWC)、N0X收集器、微粒過濾器、多種其他排放控制裝置或它們的組合。在一些實(shí)施例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)10運(yùn)行期間，可通過在特定空燃比內(nèi)操作發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸來周期性地重置排放控制裝置70。圖2至圖3示出了纏繞有金屬絲使得可以監(jiān)控金屬絲的連續(xù)性并確定廢氣處理裝置的劣化的廢氣處理裝置的實(shí)施例，這將在下面進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。控制器12在圖1中被示出為微型計(jì)算機(jī)，其包括微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)(在該特定實(shí)例中示為只讀存儲(chǔ)芯片106)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器108、?；畲鎯?chǔ)器110以及數(shù)據(jù)總線。控制器12可接收來自與發(fā)動(dòng)機(jī)10連接的傳感器的多種信號(hào)，除之前所討論的那些信號(hào)之外，還包括來自質(zhì)量型空氣流量傳感器120的感測(cè)質(zhì)量型空氣流量(MAF)、來自連接至冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度(ECT)、來自連接至曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118 (或其他類型)的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(PIP)、來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP)以及來自傳感器122的絕對(duì)歧管壓力(MAP)信號(hào)?？赏ㄟ^控制器12利用信號(hào)PIP生成發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)RPM。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力MAP信號(hào)可用于提供進(jìn)氣歧管中真空或壓力的指示。注意，也可使用上述傳感器的多種組合，例如使用MAP傳感器而不使用MAF傳感器，反之亦然。在理論配比操作期間，MAP傳感器可給出發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的指示。此外，與所檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一起，該傳感器可提供引入汽缸的負(fù)荷(包括氣流)的評(píng)估。在一個(gè)實(shí)例中，曲軸每轉(zhuǎn)一周，還用作發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器118可產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間隔脈沖。存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器106可編程有表示可由處理器102執(zhí)行的指令的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)，其用于執(zhí)行如下所述的方法以及預(yù)期但沒有具體列出的其他變型。在一個(gè)實(shí)例中，廢氣處理系統(tǒng)包括與纏繞在廢氣處理裝置外部的金屬絲連接并與控制器12通信的傳感器。例如，該傳感器可監(jiān)控金屬絲的電連續(xù)性，并且當(dāng)金屬絲的連續(xù)性降低或被破壞(這會(huì)在發(fā)生廢氣處理裝置的諸如破裂的劣化時(shí)出現(xiàn))時(shí)向控制器發(fā)送信號(hào)。以這種方式，故障代碼可設(shè)置在控制器中并且可以指示廢氣處理裝置的劣化，這樣就能夠告知車輛的駕駛員。如上所述，圖1僅示出了多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)汽缸，并且每個(gè)汽缸均類似地包括自身的一套進(jìn)氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。圖2示出了陶瓷磚202的一個(gè)示例性實(shí)施例，例如其可以是如上參照?qǐng)D1所述的裝置70的部件。例如，廢氣處理裝置可包括諸如陶瓷磚202的一個(gè)或多個(gè)陶瓷磚。在圖2的示例性實(shí)施例中，陶瓷磚202的劣化可基于纏繞在陶瓷磚202外圓周的金屬絲204來確定。例如，陶瓷磚202可以是催化劑或微粒過濾器的一部分。作為一個(gè)實(shí)例，陶瓷磚202可涂覆諸如氧化鋁水洗涂層或鉬族金屬水洗涂層的水洗涂層。由此，陶瓷磚202可以是通過水洗涂層在其上利于減少?gòu)U氣排放的反應(yīng)的基底。此外，陶瓷磚202可具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的陶瓷磚破裂時(shí)，磚會(huì)移位或者破裂磚的碎片會(huì)四處移動(dòng)，使得陶瓷磚變得擁塞，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)上背壓的增加以及發(fā)動(dòng)機(jī)性能的降低。如以下參照?qǐng)D3更為詳細(xì)描述的，陶瓷磚202可被絕緣墊包圍，該絕緣墊可固定陶瓷磚并保護(hù)陶瓷磚以降低陶瓷磚劣化的可能性。此外，如圖2所示，陶瓷磚202的外部纏繞有單根金屬絲204，使得可以通過監(jiān)控金屬絲204的電連續(xù)性來監(jiān)控陶瓷磚202的劣化。金屬絲204以螺旋結(jié)構(gòu)連續(xù)纏繞陶瓷磚202的外周圓，使得可以使用單根金屬絲同時(shí)最大化與金屬絲接觸的陶瓷磚的表面積。作為非限定性實(shí)例，螺旋結(jié)構(gòu)的繞線之間的間距206 (或節(jié)距)可以例如在Icm至2cm之間。在其他實(shí)例中，繞線可具有其他適當(dāng)?shù)拈g距，例如小于Icm或者大于2cm。在另一個(gè)實(shí)例中,節(jié)距可至少部分取決于陶瓷磚的直徑。例如，當(dāng)直徑增加時(shí)，節(jié)距可以減小。作為另一個(gè)實(shí)例，例如，繞線節(jié)距相對(duì)于直徑的比值可在1/10至1/100的范圍內(nèi)。在一些實(shí)例中，繞線節(jié)距可以是非線性的。例如，因?yàn)檠靥沾纱u長(zhǎng)度的某些位置更容易破裂，所以金屬絲可在這種區(qū)域更緊密地圍繞陶瓷磚。如此，繞線的節(jié)距可以沿陶瓷磚的延伸方向先增加然后減小(反之亦然)。此外，在圖2所示的示例性實(shí)施例中，螺旋結(jié)構(gòu)包括6條繞線。然而，繞線的數(shù)量并不限于6個(gè)，因?yàn)槔@線的數(shù)量取決于期望的繞線間距和陶瓷磚長(zhǎng)度。在其他實(shí)施例中，多根金屬絲可纏繞在陶瓷磚的外圓周上。在一些實(shí)例中，金屬絲可以至少部分地嵌入陶瓷磚。在這種實(shí)例中，金屬絲可在形成磚時(shí)嵌入陶瓷材料。例如，在廢氣處理裝置包括多于一個(gè)的陶瓷磚的實(shí)施例中，這些陶瓷磚均纏繞有一根或多根金屬絲，使得每個(gè)陶瓷磚的劣化均可被監(jiān)控。繼續(xù)參照?qǐng)D2，金屬絲204的第一端208從陶瓷磚202的端部延伸出來，使得第一端208可連接至監(jiān)控金屬絲連續(xù)性的傳感器，這在下面參照?qǐng)D3進(jìn)行描述。金屬絲204的第二端210橫跨在螺旋結(jié)構(gòu)的繞線上方并從陶瓷磚202的同一端部延伸出來，使得第二端210可連接至與第一端208相同的傳感器。在這種結(jié)構(gòu)中，金屬絲204可以是絕緣的，至少例如在金屬絲204的第二端210跨越金屬絲204的繞線的位置是絕緣的。圖3示出了包括位于罐212中的陶瓷磚202的廢氣處理裝置200的示例性實(shí)施例的示意圖。在一些實(shí)例中，罐212可包括一個(gè)陶瓷磚。在其他實(shí)例中，罐212可包括多個(gè)陶瓷磚。罐212例如可以由不銹鋼制成并且連接至發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道，使得廢氣進(jìn)入罐212的一側(cè)，穿過陶瓷磚202，并從罐212的對(duì)側(cè)排出。陶瓷磚202可通過絕緣墊214固定在罐212中。例如，如圖所示，墊214設(shè)置在陶瓷磚202的外表面和罐212的內(nèi)表面之間，并圍繞陶瓷磚202的圓周。墊214可被配置成吸收溫度和/或機(jī)械震動(dòng)，使得減少陶瓷磚202的劣化。例如，通過吸收機(jī)械震動(dòng)，可減少陶瓷磚202的破裂。在圖3的示例性實(shí)施例中，墊214還被配置成使纏繞在陶瓷磚202上的金屬絲與接觸的罐212絕緣。此外，墊214被定位成使得金屬絲204不與流經(jīng)罐212的廢氣接觸。金屬絲204的第一端208和第二端210從陶瓷磚202延伸出來并穿過陶瓷絕緣體216。陶瓷絕緣體216可被銅焊或粘合至諸如焊接在罐212中的凸臺(tái)218。以這種方式，金屬絲204可以在不與罐212接觸的情況下延伸至罐體212外部。在罐212的外部，金屬絲204的第一端208和第二端210連接至傳感器220。傳感器220被配置成電耦合金屬絲204的端部，使得金屬絲204的連續(xù)性可被監(jiān)控。在一個(gè)實(shí)例中，傳感器220可電耦合金屬絲204的端部并測(cè)量電路中的電阻。如果電阻大于閾值電阻，則可以指示連續(xù)性降低。傳感器220可與諸如上面參照?qǐng)D1所描述的控制器12的控制器通信，使得可以指示陶瓷磚的劣化。例如，當(dāng)陶瓷磚202破裂導(dǎo)致金屬絲204劣化時(shí)，會(huì)降低或破壞金屬絲204的連續(xù)性。在一些實(shí)施例中，諸如圖3所示，電阻器222可連接至金屬絲204。在圖3所示的實(shí)施例中，電阻器222可連接至金屬絲204的第一端208，然而在其他實(shí)施例中，電阻器222可連接至金屬絲204的第二端210。在一些實(shí)例中，多于一個(gè)的電阻器可連接至金屬絲204。例如，電阻器222可以是電阻加熱器的一部分，該電阻加熱器使用來自發(fā)動(dòng)機(jī)電池的電池電流224來加熱金屬絲204。如下面參照?qǐng)D5詳細(xì)描述的，在諸如陶瓷磚202的溫度低于閾值溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間，通過加熱金屬絲204，陶瓷磚202可以被加熱。因此，金屬絲可連續(xù)地纏繞在廢氣處理裝置的陶瓷磚的外周。金屬絲以螺旋結(jié)構(gòu)圍繞，使得可以使用單根金屬絲同時(shí)覆蓋廢氣處理裝置更大的表面積。當(dāng)發(fā)生廢氣處理裝置的劣化(諸如破裂)時(shí)，也會(huì)發(fā)生金屬絲的劣化。由此，通過連續(xù)性傳感器監(jiān)控金屬絲的連續(xù)性，可以確定催化劑的劣化。此外，當(dāng)電阻加熱器連接至金屬絲時(shí)，金屬絲可另外用于加熱廢氣處理裝置。圖4和圖5示出了用于諸如催化劑或微粒過濾器的廢氣處理裝置的程序的流程圖，該廢氣處理裝置包括纏繞有金屬絲的陶瓷磚，諸如上面參照?qǐng)D2和圖3所描述的纏繞有金屬絲204的陶瓷磚202。圖4示出了用于確定廢氣處理裝置劣化的程序，而圖5示出了在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)條件下加熱廢氣處理裝置的程序。圖4和圖5將陶瓷磚作為催化劑來描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這些程序可被應(yīng)用于形成諸如催化劑、微粒過濾器等的廢氣處理裝置的任何陶瓷磚。此外，應(yīng)當(dāng)理解，參照?qǐng)D4和圖5所描述的程序可由同一控制器來執(zhí)行并且可以同時(shí)或不同時(shí)執(zhí)行。圖4示出了用于確定催化劑(諸如包括一個(gè)或多個(gè)陶瓷磚且每個(gè)陶瓷磚均纏繞有金屬絲的催化劑)的劣化的程序400。具體地，程序400基于纏繞在陶瓷磚外部的金屬絲的電連續(xù)性來指示催化劑的劣化。在程序400的402中，從傳感器接收連續(xù)性信號(hào)。如上所述，例如傳感器可電耦合金屬絲的兩端并確定電路的電阻。當(dāng)電路的電阻大于閾值電阻時(shí)，會(huì)指示金屬絲的劣化。閾值電阻可基于諸如金屬絲的材料等而改變。在404中，確定金屬絲的連續(xù)性是否降低或破壞。例如，因?yàn)榻饘俳z與催化劑接觸，所以如果催化劑破裂，則金屬絲也會(huì)破裂從而導(dǎo)致金屬絲的連續(xù)性被降低或破壞。如果確定連續(xù)性未被降低或破壞，則程序400進(jìn)行至410并且繼續(xù)當(dāng)前操作。另一方面，如果確定連續(xù)性被降低或破壞，則指示催化劑的劣化。例如，可以在控制器中設(shè)置故障代碼。一旦設(shè)置了故障代碼，則可以點(diǎn)亮故障指示燈以告知車輛駕駛員催化劑的劣化。在程序400的408中，可響應(yīng)于催化劑劣化指示來調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、車速等。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可進(jìn)入故障模式效應(yīng)控制(FMEM)模式或跛行模式以使車輛繼續(xù)運(yùn)行，然而性能和/或駕駛性能降低。在一個(gè)實(shí)例中，可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或發(fā)動(dòng)機(jī)速度限制。在另一個(gè)實(shí)例中，可以降低車速。以這種方式，可以降低車輛性能，然而車輛駕駛員仍然可以駕駛車輛行至服務(wù)中心等以更換催化劑。此外，可以調(diào)整一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)使得降低等級(jí)的規(guī)定排放從發(fā)動(dòng)機(jī)中排出。因此，可以監(jiān)控纏繞于催化劑外圓周的金屬絲的連續(xù)性。當(dāng)金屬絲的連續(xù)性被降低或破壞時(shí)，可以指示催化劑的劣化并告知車輛的駕駛員。此外，可以調(diào)整一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，使得仍然可以以減少的排放和/或降低的性能執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)操作直至更換催化劑。繼續(xù)參照?qǐng)D5，示出了用于加熱催化劑(諸如上述由金屬絲纏繞的陶瓷磚)的程序500。具體地，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間，程序500確定催化劑是否需要進(jìn)行預(yù)熱，并相應(yīng)地加熱催化劑。在程序500的502中，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于冷啟動(dòng)條件。例如，如果冷卻劑溫度低于閾值溫度或者自發(fā)動(dòng)機(jī)最近一次熄火的持續(xù)時(shí)間大于閾值持續(xù)時(shí)間，則可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷啟動(dòng)條件。如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)沒有處于冷啟動(dòng)條件，則程序500進(jìn)行至512處并繼續(xù)當(dāng)前操作。另一方面，如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷啟動(dòng)條件，則程序500進(jìn)行至504,確定催化劑溫度是否低于閾值溫度。閾值溫度例如可以是催化劑被加熱以及會(huì)發(fā)生減少諸如NOx的規(guī)定排放物的反應(yīng)的溫度。如果確定催化劑溫度高于閾值溫度，則程序500進(jìn)行至512處并繼續(xù)當(dāng)前操作。相反，如果確定催化劑溫度低于閾值溫度，則程序繼續(xù)進(jìn)行至506以開啟加熱器。如上參照?qǐng)D3所述，纏繞在催化劑外部的金屬絲可包括電阻加熱器。在這種實(shí)例中，電流可以從車輛電池供給電阻加熱器。在508中，確定催化劑溫度是否高于閾值溫度。如果催化劑溫度不高于閾值溫度，則加熱器繼續(xù)加熱催化劑。另一方面，如果確定催化劑溫度高于閾值溫度，則在程序500的510中關(guān)閉加熱器。以這種方式，纏繞在催化劑周圍以監(jiān)控催化劑的電連續(xù)性的金屬絲還可用于在冷啟動(dòng)條件期間加熱催化劑來加快催化劑的加熱。例如，響應(yīng)于催化劑溫度低于閾值溫度可以啟動(dòng)電阻加熱器并且進(jìn)行操作直至催化劑達(dá)到閾值溫度。注意，本文包括的示例性控制和估計(jì)程序可用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本文所述的特定程序可代表任意數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)，諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。這樣，示出的各種行為、操作或功能可以在所示順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或者在一些情況下省略。類似地，處理順序不一定需要實(shí)現(xiàn)本文所述示例性實(shí)施例的功能和優(yōu)勢(shì)，而是為了便于說明和描述而提供。所述行為和功能中的一個(gè)或多個(gè)可以根據(jù)使用的特定策略而重復(fù)執(zhí)行。此外，所述操作、功能和/或行為可以圖形地表示編程到控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的代碼。應(yīng)當(dāng)理解，本文公開的結(jié)構(gòu)和布置在本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體實(shí)施例不應(yīng)在限制性的意義上來理解，因?yàn)楸姸嘧冃褪强赡艿?。例如，上面的技術(shù)可應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對(duì)置4缸以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開的主題包括本文公開的各種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)以及其他特征、功能和/或?qū)傩缘乃行路f和非顯而易見的組合和子組合。所附權(quán)利要求特別指出被認(rèn)為新穎和顯而易見的特定組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“元件”或“第一元件”或等同稱謂。這樣的權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這種元件?？梢酝ㄟ^對(duì)當(dāng)前的權(quán)利要求的修改或通過在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中提出新的權(quán)利要求來要求保護(hù)所公開的特征、功能、元件和/或?qū)傩缘钠渌M合和子組合。無論與原始權(quán)利要求相比在范圍上更寬、更窄、相同還是不同，這些權(quán)利要求也被認(rèn)作包括在本公開的主題內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于廢氣處理系統(tǒng)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 催化劑； 纏繞在所述催化劑的外部的金屬絲；以及 被配置成電耦合所述金屬絲的端部并監(jiān)控所述金屬絲的電連續(xù)性的傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，以螺旋結(jié)構(gòu)纏繞所述金屬絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述螺旋結(jié)構(gòu)的繞線之間的間距在Icm至2 cm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬絲的一端橫貫所述螺旋結(jié)構(gòu)的繞線且不與所述螺旋結(jié)構(gòu)的繞線電接觸，所述金屬絲的兩端均從所述催化劑的同一端延伸出來。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括連接至所述金屬絲并被配置成在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間加熱所述催化劑的電阻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述催化劑的周圍被墊環(huán)繞，所述墊被設(shè)置在所述催化劑的外表面和催化劑罐的內(nèi)表面之間并且被配置成使所述金屬絲與所述催化劑罐絕緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述催化劑由陶瓷磚形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬絲鄰接所述催化劑的外部。
專利摘要本實(shí)用新型提供了用于廢氣處理系統(tǒng)的多種系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)例中，用于廢氣處理系統(tǒng)的系統(tǒng)包括廢氣處理裝置和纏繞在廢氣處理裝置外圓周周圍的金屬絲。監(jiān)控金屬絲的連續(xù)性，使得可以指示由廢氣處理裝置劣化引起的金屬絲的劣化。在本實(shí)用新型中，通過傳感器監(jiān)控金屬絲的電連續(xù)性，可以確定并指示催化劑的劣化，并且可以采取進(jìn)一步的故障處理。
文檔編號(hào)F01N3/28GK202946218SQ201220584499
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者杰弗里·大衛(wèi)·斯洛斯 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司