基于电容的催化转换器保护系统和结构的制作方法

基于电容的催化转换器保护系统和结构的制作方法
【专利摘要】一种车辆用基于接近度的催化转换器保护系统，包括控制器和催化转换器，其都位于车辆中。该保护系统进一步包括一对电极，其与控制器电耦接并位于靠近转换器的位置。控制器监测电极之间的电容，以检测车辆外部靠近转换器的运动。根据检测到电极之间的电容超出预先确定的阈值的变化，控制器可以激活警报元件。
【专利说明】基于电容的催化转换器保护系统和结构
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及用于保护车辆组件一尤其是催化转换器——免于被擅动和盗窃的系统。
【背景技术】
[0002]在过去的十年中，贵金属(例如，钼、钯、铑和金)成本的上涨已经引发盗窃车辆用催化转换器的案件的增加。大多数汽车使用的催化转换器都包含贵金属。窃贼们已经知道如何从停放的车辆底部物理地拆除催化转换器。这对于汽车经销商的威胁是非常严重的，因为许多经销商拥有数百辆停放在展厅和户外的汽车。卡车、厢式货车以及SUV的催化转换器尤其容易受到盗窃，因为这些汽车的底盘较高。更换催化转换器的成本超过1000美元，并且不包括与车辆在维修前无法操作相关联的成本。
[0003]阻止和/或防止盗窃催化转换器的公知的方法是依靠将转换器机械地紧固于车辆上的装置和组件。这些装置和组件包括一系列电缆、夹钳以及类似物，其被设计为将将转换器以预备行窃的窃贼无法轻易拆除的结构安装在车辆上。这些组件和装置相当昂贵，可能接近300美元，相当于更换催化转换器成本的三分之一。此外，这些面向机械的阻止和预防盗窃催化转换器的系统会给车辆增加可观的重量，这将对燃油效率产生不利影响。

【发明内容】

[0004]本发明一方面是提供一种车辆用基于接近度的催化转换器保护系统，包括控制器和催化转换器，其都位于车辆中。该保护系统进一步包括一对电极，其与控制器电耦接并位于靠近转换器的位置。该控制器监测电极之间的电容，以检测车辆外部靠近转换器的运动。
[0005]本发明的另一方面是提供一种车辆用基于接近度的催化转换器保护系统，包括位于车辆中的控制器，和车辆中的多个催化转换器。该保护系统进一步包括一对电极，其与控制器电耦接并位于靠近每个转换器的位置。该控制器监测电极之间的电容，以检测车辆外部靠近每个转换器的运动。
[0006]本发明的再一方面是提供一种催化转换器保护系统，包括控制器、催化转换器、和与控制器耦接并位于靠近转换器的位置的一对电极。该系统还包括具有与壳体电耦接的两个端子的短路元件，和具有与控制器和端子电耦接的内部电阻器的连接器。该控制器监测电极之间的电容，以检测车辆外部靠近转换器的运动，并且该控制器监测内部电阻器的电阻，以检测连接器和短路元件之间的连续性。
[0007]本领域的技术人员阅读下述的说明书、权利要求和附图后将会理解和领会本发明的这些和其它方面、目的及特征。
【专利附图】

【附图说明】
[0008]附图中:
[0009]图1是根据一个实施例的催化转换器保护系统的侧视图；[0010]图1A是图1所示催化转换器保护系统的示意图；
[0011]图1B是根据进一步的实施例修改为有附加的耐高温性能的图1所示催化保护系统的不意图；
[0012]图2是根据另一个实施例的基于动态电阻的催化转换器保护系统的示意图；
[0013]图3是根据进一步的实施例配置在车辆防盗系统内的催化转换器保护系统的示意图；
[0014]图3A是图3所示催化转换器保护系统的示意图；
[0015]图4是图1所示催化转换器保护系统在正常状态下运行的示意图；
[0016]图4A是图1所示催化转换器保护系统在至连接器的引线切断时的示意图；
[0017]图4B是图1所示催化转换器保护系统在连接器拔去时的示意图；
[0018]图4C是图1所示催化转换器保护系统在至连接器的引线短路时的示意图；
[0019]图4D是图1所示催化转换器保护系统在加入附加电阻器以试图使系统无效时的示意图；
[0020]图5是根据附加的实施例的、基于接近度的催化转换器保护系统的平面示意图；
[0021]图6A是根据另一个实施例的、用于两个催化转换器的基于接近度的催化转换器保护系统的平面示意图；
[0022]图6B是根据进一步的实施例的、用于三个催化转换器的基于接近度的催化转换器保护系统的平面示意图；
[0023]图6C是根据附加实施例的、用于四个催化转换器的基于接近度的催化转换器保护系统的平面不意图；和
[0024]图7是根据又一实施例的、基于接近度和电阻的催化转换器保护系统的平面示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了本发明中的说明目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”
及其派生词应当如图1中的取向与本发明相关联。但是，本发明可以采用各种可供选择的方向，除非有相反的明确说明。此外，附图所示及以下说明书所说明的具体装置和程序仅是所附权利要求限定的发明构思的示例性实施例。因此，关于此处公开的实施例的具体的尺寸和其它物理特征不应被认为是限制性的，除非权利要求中另有明确声明。
[0026]参照图1和1A，示出了根据一个实施例配置在催化转换器I上的催化转换器保护系统10。转换器I是用在各种具有燃气发动机(gas—combustion engine)的车辆中的、具有壳体2的典型的催化转换器。壳体2可以由导热和/或导电的材料制成。催化转换器保护系统10进一步包括短路元件4，其与壳体2耦接并具有两个端子5和6。系统10进一步包括具有电阻元件13的连接器12。连接器12包括连接线15和16，其分别与端子5和6电耦接。因此，连接器12通过端子5和6与短路元件4电耦接。此外，如图1和IA所示，连接器12内的电阻元件13与连接线16耦接。然而，电阻元件13也可以与连接线15耦接。
[0027]如图1A所示，催化转换器保护系统10进一步包括控制器17。来自于连接器12的连接线15和16与控制器17电耦接。控制器17可以是公知的微处理器，其可以用于监测连接器12内电阻元件13的电阻或通过连接线15和16的电流值。通过监测元件13的电阻或电流值，控制器17可以评估连接器12和短路元件4之间的电连续性。更具体地，控制器17可以随机地、以预先设定的时间间隔地、连续地或以其它规定的监测模式监测电阻或电流。优选地，控制器17以近乎连续地形式监测电阻元件13的电阻或电流，其只受系统10内使用组件的数据采集和收集能力的限制。进一步地，通过评估作为时间的函数的这些输入和/或其大小随着时间的相对变化，控制器17能够监测电阻元件13的电阻和电流值，以评估连接器12和元件4之间的连续性。例如，控制器17能够随时间监测电阻，以检测随时间出现的大电阻，这很有可能表示与转换器I关联的盗窃或擅动事件。
[0028]如图1A所示，短路元件4可以配置成跳线结构(jumper-like configuration)。更具体地，短路元件4的端子5和6可以以焊接(welded)、软焊(soldered)、粘接、紧固、铆接或其它方式连接到催化转换器I的壳体2上。虽然示出短路元件4位于催化转换器I的顶部居中的位置，但是其可以处于壳体2上的不同的位置。为了防止偷盗催化转换器，优选将短路元件4安置在壳体2上可以使可能的盗贼或其他未经授权擅动催化转换器I的人容易地看见的位置。在元件4的附近可以包括适当的标识，以增加威慑效果。然而，将短路元件4或壳体2安置于不被发现的位置，以减少其被擅动的可能性，这也是可取的。
[0029]参照连接器12，其可以进一步包括连接器主体14，其能够覆盖、密封或以其它方式嵌入电阻元件13。连接器主体14可以由各种不易受热降解影响的电绝缘材料(例如，耐热陶瓷和聚合物)制成。此外，电连接应该是机械紧固(例如，焊接或压接)，而不是通过软焊固定。这是因为连接器主体14可以经受与催化转换器I的运行关联的相对较高的温度。因此，连接器主体14可以由耐热的聚合物和陶瓷材料制成。连接线15和16——包括所有与其关联的导线——由导热性差的耐高温材料(例如，镀镍不锈钢)制成，以阻止热量沿连接线15和16传导并损坏与这些元件连接的组件。
[0030]可选择地，如图1B所示，短路元件4能够与连接器12分离，以增强其耐高温性能。在保护系统10的这种结构中，短路元件4以大体上与图1和IA中所述的系统10的结构关联的相同元件相同的方式连接到转换器I的壳体2。然而，在图1B中，端子5和6直接与连接线15a和16a连接(例如，通过压接、软焊、焊接或其它电连接类型)。连接线15a和16a可以由耐高温电线(例如，镀镍不锈钢)制成。电阻元件13位于端子6和连接线16a的连接点附近。此外，耐高温密封件3放置在短路元件4、电阻元件13、端子5和6以及端子5和6与连接线15a和16a之间的连接点之上。另外，连接线15a和16a与连接器12 (包括连接器主体14)连接，位于与转换器2间隔开的位置。连接线15和16在连接器12内部分别与连接线15a和16a电耦接。因此，连接线15和16、连接器12、以及连接器主体14不易受到车辆运行过程中与转换器2关联的高温的影响。因此，这些组件可以使用较少的耐高温材料。
[0031]催化转换器保护系统10使用的电阻元件13可以配置有一个或多个电阻器(参照图1A)。电阻元件13可以配置成提供大阻值范围内的电阻(例如，从100至5000欧姆)。然而，控制器17、连接线15和16、以及端子5和6应该配置成检测电阻元件13的预先确定的或预先选定的电阻以及从此电阻级的轻微扰动和偏离。此外，电阻元件13的电阻级最好保持一些保密性，这样可能的盗贼或其他不被容许修改、擅动或以其它方式改变催化转换器I的人不能轻易地获得使系统10无效的方法。
[0032]如图4-4D所示，运行催化转换器保护系统10以检测对催化转换器I的盗窃和/或擅动情况。在其正常运行状态，在由端子5和6与连接线15和16所限定的电路中(图4)，控制器17检测电阻元件13的特定电阻(例如，1000欧姆)。如果个人通过切断连接线15和16中的一个或两个来擅动催化转换器1，控制器17将这一事件检测为开路或电阻无穷大(参照图4A)。同样地，如果将连接器12从短路元件4物理地拔去(参照图4B)，例如，从车辆(未示出)中拆除催化转换器1，控制器17将检测到开路或电阻无穷大。这两个条件很可能对应于盗窃和/或擅动催化转换器I的情况，需要将在下面进一步详细说明的控制器17的进一步动作。
[0033]参照图4C，个人可能试图通过使连接线15和16短路来使催化转换器保护系统10无效。如图所示，例如，可以通过跳线11直接与控制器17连接，或者通过首先安装跳线11之后切断连接线15和16而使连接线15和16短路。然而，这些动作将不会使保护系统10无效，因为控制器17将检测到跳线11元件的安装导致的近似为零欧姆的电阻。因此，控制器17将识别出，在电路中不存在来自于电阻元件13的标准电阻。同样地，在由电阻元件13、端子5和6、以及连接线15和16限定的电路中，个人可能试图通过安装额外的系统电阻元件22来使系统10无效(图4D)。在此情况下，控制器17依然会检测不同于电阻元件13所规定的电阻。例如，如果电阻元件13和额外的系统电阻元件22都具有1000欧姆电阻，控制器17将检测到近似500欧姆的电阻(S卩，电路电阻=1 / (I / 1000欧姆+1 / 1000欧姆)=500欧姆)。图4C和4D中示出的情况可能都对应于盗窃和/或擅动催化转换器I的情况，需要将在下面进一步详细说明的控制器17的进一步动作。
[0034]催化转换器保护系统10和一更具体地一控制器17也可以对与温度相关的电阻元件13的电阻变化作出解释。实际上，通常在较大的时间段内，电阻元件13的电阻将以可预测方式根据温度变化。因此，控制器17能够将这种与温度相关的效应解释为漂移，在由端子5和6与连接线15和16所限定的电路中，应该在控制器17的用于检测电阻变化的方案、算法等之中将该漂移过滤掉。换言之，控制器17能够过滤掉与温度相关的漂移，以保证在电路中检测到的电阻的更重要的变化是实际与盗窃和/或擅动催化转换器关联的。
[0035]可选择地，系统10也可以包括温度传感器18，其安装、耦接或其它方式连接到转换器I的壳体2，并通过连接线19和19a与控制器17耦接(参照图1A)。之后，控制器17能够通过连接线19和19a接收来自温度传感器18的信号，该信号与催化转换器I表面的近似温度相关联，该温度即是与连接器12内部的电阻元件13的温度相互关联的温度。之后，控制器17利用此数据过滤掉与温度相关的漂移。此外，基于传感器18测量到的温度，如果测量到的电阻元件13的电阻与预期的元件13的电阻不相关，控制器17也可以推断出短路元件4已经脱离了转换器I的壳体2 (未失去自身的完整性)。之后，控制器17将这种情况标记为盗窃或擅动事件。进一步地，在允许系统10的警报事件之前，控制器17可以利用这种关联检测系统10的完整性。
[0036]催化转换器保护系统10也可以包括警报元件20，如图1A所示。警报元件20连接于控制器17。在由端子5和6与连接线15和16所限定的电路中，根据控制器17检测到的电阻，控制器17可以激活警报元件20。在图4A-4D中示出的任意一种情况都可以引起警报元件20的激活。例如，控制器17对开路或电阻无穷大的检测能够引起其激活警报元件20。
[0037]警报元件20可以配置成音响装置(例如，喇叭)或视讯装置(例如，闪光或频闪灯)。警报元件20也可以配置成类似公知的车辆防盗信号组件和方案(例如，前灯、后灯和其它信号灯交替顺序的闪烁之后是一系列的音响喇叭信号)。警报元件20也可以包括无线发射装置，其根据控制器17对非正常电阻级的测量，通知政府管理部门、车主和/或其它责任方(例如，商用防盗服务)。当无线装置被结合至警报元件20时，也可以将系统10配置成在车辆处无声和无视觉指示，以便增加逮捕到正在行动的盗窃或破坏转换器的人的机率。警报元件20甚至可以包括摄像装置(未示出)，其安装在催化转换器I的附近，以获得可能的盗贼和/或其它未经授权的个人的影像证据。
[0038]根据另一个实施例，催化转换器保护系统30示出于图2中。保护系统30被设置为在结构上类似于具有相同组件的保护系统10，除以下另外说明的以外。然而，保护系统30依靠于多个连接器52之一，该多个连接器52每个都有覆盖33a、33b、33c、33d等一系列电阻元件中的一个的连接器主体54 (参照图2)。连接器52和连接器主体54(图2)类似于之前结合示出于图1、1A中的实施例说明的连接器12和连接器主体14。每个电阻元件33a、33b、33c和33d(以及其它的)都具有有限的、预先确定的电阻。更具体地，每个元件33a-33d(以及其它的)都可以具有一个电阻值，其选自工厂的固定数量的随机值。优选地，每个电阻元件33a、33b、33c和33d(以及任意其它的)的电阻值互不相同。
[0039]当车辆(未示出)内部初始配置系统30时，制造商能够根据随机的、任意的或一些其它预先设定的模式来选择电阻元件33a-33d之一用在连接器52中。在系统30初始化之后，控制器17可以检测配置在连接器52内的电阻元件33a、33b、33c、33d(或其它的)的电阻，并将该电阻设置为其阈值电阻级(threshold resistance level)。之后,在系统30的运行过程中，在由端子5和6(短路元件4的)、连接线15和16、以及电阻元件33a、33b、33c、33d或其它安装在连接器52内的电阻元件所限定的电路中，控制器17能够测量该电路的电阻。之后，控制器17能够将测量到的电阻与其在初始化时测量到的阈值电阻级进行比较(即，与电阻元件33a、33b、33c、33d等对应的预设电阻级)。当控制器17检测到依照类似于图4A-4D示出的情况的电阻的变化时，如图2所示，其之后可以激活警报元件20。
[0040]因此，催化转换器保护系统30以类似于保护系统10的方式运行。然而，保护系统30更难以被可能的盗贼或其它未经授权的擅动转换器I的个人避开。对于未经授权的个人来说，探知或获得给定车辆的电阻元件(例如，电阻元件33a、33b、33c和/或33d)的电阻级以便想出方设法使该系统无效将变得更加困难。对于保护系统30，电阻元件33a-33d的电阻级能够随着车辆、生产日期或其它该个人未知的模式改变。而且，可以想到，车主能够将具有一个电阻元件33a的连接器52更换为另一个包含不同电阻元件33b的连接器52，例如，就如同一个人可能定期更改个人电脑或电子邮件账户的密码一样。
[0041]根据进一步的实施例，如同3和3A所示，催化转换器保护系统40可以结合入车辆防盗系统60。系统40和60安置在车辆51的内部。保护系统40与之前示出于图1和IA中的保护系统10类似地运行和配置。系统40包括具有壳体42的催化转换器41、以及与壳体42耦接并具有两个端子45和46的短路元件44。系统40也包括具有嵌入式电阻元件53和连接器主体54的连接器52。连接器52也包括连接线55和56，其被设置为将控制器57和连接器52电耦接。连接线55和56被设置为分别与端子45和46电连接。
[0042]如图3和3A所示，控制器57也与车辆防盗系统60的各个方面耦接。更具体地，控制器57与发动机罩未关紧电路(ajar circuit) 61、左前门未关紧电路62、右前门未关紧电路63、左后门未关紧电路64、右后门未关紧电路65、以及举升门未关紧电路66 I禹接。以此方式设置的控制器57能够检测电路61 — 66中的任意一个的电连续性的中断，指示对车辆51的擅动和其它未经授权的入侵。需要注意的是，在图3中示出了，驾驶员一侧车门已经打开，所以只有左前门未关紧电路62是开路。
[0043]此外，控制器57能够通过监测电路中的电阻来评估由短路元件44、端子45和46、连接线55和56、以及电阻元件53所限定的电路的连续性。用于评估对系统40的催化转换器41的擅动的、控制器57的监测工作类似于与催化转换器I相关的控制器17所从事的工作(参照，例如，图1、1A和4-4D)。更具体地，控制器57可以评估连接器52和短路元件44之间的电阻，以确定是否存在相对于电阻元件53的基线电阻的电阻变化。
[0044]控制器57也可以与警报元件67电耦接。更具体地，控制器57可以响应于连接器52和短路元件44之间失去连续性而激活警报元件67。控制器57的这样的动作类似于在保护系统10中通过控制器17激活警报元件20。此外，控制器57可以根据控制器57和电路61、62、63、64、65和/或66之间的连续性被打破而激活警报元件67。也应该理解的是，警报元件67是类似于之前示出的警报元件20的装置或组件系统。
[0045]可选择地，保护系统40的控制器57也可以通过连接线59和59a与温度传感器58电耦接。温度传感器58可以安装、耦接或以其它方式连接至转换器41的壳体42，并且与控制器57耦接(参照图3A)。之后，控制器57能够通过连接线59和59a接收来自于传感器58的信号，其与催化转换器41的表面近似温度关联，该温度即为与连接器52内部的电阻元件53的温度相互关联的温度。当评估和监测由短路元件44、端子45和46、连接线55和56、以及电阻元件53所限定的电路中的电阻的相关变化时，控制器57能够利用来自温度传感器58的数据来解释与温度相关的效应。同样地，如之前关于控制器17说明的，通过利用其监测算法中的已知的温度与电阻之间随时间变化的关系，控制器57也可以过滤掉与温度相关的漂移。此外，基于传感器58测量到的温度，如果测量到的电阻元件53的电阻与预期的元件53的电阻不相关，控制器57也可以推断出短路元件44已经脱离了转换器41的壳体42(未失去自身的完整性)。之后，控制器57将这种情况标记为盗窃或擅动事件。进一步地，在允许系统40的报警事件之前，控制器57可以利用这种关联检测系统40的完整性。
[0046]根据图5所示的一个附加的实施例，基于接近度的催化转换器保护系统70也可以在车辆73内用于保护催化转换器71的完整性。系统70包括一对与控制器77电耦接的电极74和75。如图5所示，催化转换器71包括左侧72a、右侧72b、前部76a和后部76b。同样地，车辆73包括左侧73a、右侧73b、前部78a和后部78b。
[0047]电极74和75分别位于靠近催化转换器71的左侧72a和右侧72b的位置(参照图5)。电极74和75可以由便于最优化他们之间的电容变化的检测的材料制成。电极74和75也可以位于靠近催化转换器71的前部76a和后部76b的位置。进一步地，电极74和75能够位于其它方位，只要是靠近催化转换器71的两个对立侧或表面的方位(例如，分别为前部76a和后部76b)。
[0048]控制器77配置在保护系统70的内部，以监测电极74和75之间的电容，从而检测车辆73外部并靠近转换器71的物体的运动。靠近催化转换器71的物体、动物和/或个人的运动，将导致在电极74和75之间测量到的电容相对于基线阈值发生变化。利用该数据，控制器77能够评估是否在催化转换器71前面存在未经授权的个人和/或未经授权的个人使用的物体。系统70的一个优点是，其可以在未经授权的个人擅动或以其它方式试图拆除催化转换器71之前检测到靠近转换器71的未经授权的个人的存在。
[0049]在靠近转换器71的未经授权的个人已经损坏车辆73和/或转换器71之前，保护系统70可以使用控制器77来警告此人。可选择地，控制器77可以与警报元件80电耦接以激活警报，该警报向车辆73附近的非法个人或其他人发出信号。警报元件80也可以用于将转换器71附近存在这种未经授权的个人和/或物体的情况用信号发送给其他远距离的人，包括车主。应该理解的是，警报元件80类似于保护系统10中使用的警报元件20(参照图1、1A)。进一步地，警报元件80可以配置成可变输出类型的警报组件，其能够产生多个警报信号。例如，警报元件80可以是能够产生可变分贝水平的车辆喇叭，或者是能够产生可变光强水平的信号灯。
[0050]通过测量电极74和75之间的电容，控制器77可以检测靠近催化转换器71的未经授权的个人(例如，可能成为盗窃催化转换器的人)、动物、或物体(例如，用于盗窃和/或擅动催化转换器的设备)的存在。在一个检测方法中，控制器77可以将检测到的电极74和75之间的电容与预先确定的电容阈值进行比较。该电容阈值是基于在电极之间没有未经授权的个人、动物、或物体时的正常运行状态下检测到的电极74和75之间的电容。因此，控制器77检测到的超出阈值的电容水平可能指示存在未经授权的个人、动物、或物体。之后，根据测量到的超出该阈值的电容水平，控制器77可通过警报元件80发出警报声。
[0051]在另一个方法中，控制器77配置成能够过滤掉来自瞬时响应的误报读数，该误报读数不指示靠近转换器71的未经授权的个人或物体的存在。例如，猫、狗、啮齿动物、随风在车辆73下面移动的棍棒或草、以及其它这样的影响因素的存在能够产生通过控制器77测量到的电极74和75之间的电容水平的变化。因为这些情况经常是短时间的和/或造成电容水平的变化低于未经授权的个人和/或物体存在引起的情况，控制器77有可能将它们作为漂移过滤掉。
[0052]同样地，气象条件(例如，雪、冰、灰尘等的积累)能够导致在相对较长的时间内检测到的电极74和75之间的电容的微小的变化。因此,这些变化可在长时间内超出给定的阈值，但是其与靠近转换器71的未经授权的个人和/或物体的存在而导致短时间内的突然变化在特性上不同。在一个这样的检测方案中，例如，控制器77仅在检测到电极74和75之间的电容在预定时间内超出预定电容阈值的变化时激活警报元件80。利用这两个阈值，保护系统70能够使用控制器77过滤掉不指示未经授权的个人和/或物体的存在的误报读数。
[0053]根据另一个检测方案，基于检测到电极74和75之间的电容在第一预定时间段内超出第一预定阈值的变化，控制器77可以将警报元件80激活为第一输出级。该第一警报级别类似于警告指示。该警告指示可用于刺激啮齿动物、宠物以及其它动物远离催化转换器71。在某些情况下，警告指示也能够刺激只有部分进入电极74和75之间的检测区的未经授权的个人远离车辆。然而，此时，保护系统70更可能面临这样的需要，S卩，评估检测到的电极74和75之间的电容级是否确实由未经授权的个人、动物或物体引起。因此，基于检测到电极74和75之间的电容级在第二预定时间段内超出第二预定阈值的变化，检测方案要求控制器77将警报元件80激活到第二个、完全警报级别。能够使用不同的方案去除来自于瞬时状态(例如，啮齿动物)的误报，该误报不指示靠近催化转换器71的未经授权的个人或物体的存在。应该理解的是，控制器77使用的检测方案可使用不同的阈值电容级、这种变化的阈值持续时间、以及多个这种阈值级别来有效地区分靠近转换器71的未经授权的个人和物体的存在与来自于其它瞬时状态的误报。这些方案能够通过常规实验开发，以评估观察到的由各种不指示靠近催化转换器71的未经授权的个人和/或物体的存在的可能瞬时状态导致的电极74和75之间的电容变化。
[0054]保护系统70可选择性地使用子系统保护与控制器77和警报元件80电耦接的电源79(参照图5)。更具体地，系统70包括电极81和82，其位于靠近电源79的位置。该电极81和82可以安置在靠近电源79的两个相对侧，类似于安置在靠近催化转换器71的左侧72a和右侧72b (或前部76a和后部76b)的电极74和75。当系统70设置有靠近电源79的电极81和82时，控制器77也可以监测电极81和82之间的电容变化，以检测靠近电源79的未经授权的个人和物体的运动。之前所述的忽视误报以及检测这些与催化转换器71相关的未经授权的个人和物体的方案同样可使用于检测接近电源79的这些个人和物体。进一步地，警报元件80 (例如，喇叭、汽笛、或其它警报装置)可以位于电极81和82的检测区内，或电极74和75形成的区域内。这提供了对防止擅动警报元件80的保护。
[0055]根据图6A-6C示出的其它实施例，基于接近度的催化转换器保护系统90可用于检测靠近多个催化转换器(即，转换器71a、71b、71c、71d等)的未经授权的个人和物体存在，该多个催化转换器位于给定车辆72内且设置为与发动机92的排气系统(未示出)连接。系统90使用的组件和检测方案几乎与保护系统70使用的相同。例如，控制器77利用一对电极74和75检测与靠近多个转换器71a、71b、71c和71d中的一个或多个的未经授权的个人和物体的存在关联的电容变化。用在基于接近度的保护系统90中的电极74和75提供的更广的覆盖范围比用在具有多个催化转换器的车辆内的基于电阻的系统(例如，系统10)更加节约成本。这是因为基于电阻的系统中的每个催化转换器通常需要多个电阻元件和监测电路。
[0056]在系统90中，电极74和75可分别位于车辆的左侧和右侧73a和73b。进一步地，电极74可以位于靠近车辆73中最左侧转换器71a和71c的左侧(参照图6C)。同样地，电极75可以位于靠近车辆73中最右侧转换器71b和71d的右侧(参照图6C)。通常，目标是使用电极74和75在其彼此之间限定一个有效地覆盖多个催化转换器71a、71b、71c和71d的区域。例如，电极74和75也可以位于靠近车辆73的前部78a和后部78b，以跨越多个转换器71a、71b、71c和71d。因此，保护系统90能够使用电极74和75检测与靠近车辆73中使用的多个转换器71a、71b、71c和/或71d中任意一个的运动关联的电容变化。进一步地，警报元件80能够位于电极74和75的检测区内，以提供保护，防止擅动警报元件80。
[0057]参照图7，将催化转换器保护系统100设置成使用基于电阻和基于接近度的组件保护车辆73内的催化转换器71 (例如，设置在发动机92的排气系统中)。如图所示，系统100使用与基于接近度的保护系统70相同的组件(例如，参照图5)。更具体地，将控制器77设置成检测由靠近转换器71的未经授权的个人和物体的存在引起的电极74和75之间的电容。此外，如图所示，将基于电阻的保护系统40(参照图3和3A)集成在保护系统100内。然而，如图7所示，系统40依靠控制器77代替了控制器57。同样地，控制器77可以监测电极74和75之间的电容变化，以及监测由控制器77、连接线55和56、短路元件44、和端子45和46所限定的电路中的内部电阻器53的电阻变化。控制器77可以使用这些数据过滤误报读数，并有效地检测靠近转换器71的未经授权的个人和物体的存在。此外，保护系统100可以使用总体如图6A-6B所示的多个转换器(例如，转换器71a、71b、71c、71d等)，并配置成包括基于电阻的系统40。
[0058]在不背离本发明的构思的范围内可以对上述结构做出变化和改动。进一步地，这些构思旨在由权利要求所覆盖，除非这些权利要求通过其文字明确地另有叙述。
【权利要求】
1.一种车辆用基于接近度的催化转换器保护系统，其特征在于，包含: 控制器和催化转换器，其都位于车辆中；和 一对电极，其与控制器电耦接并位于靠近转换器的位置， 其中，控制器监测电极之间的电容，以检测车辆外部靠近转换器的运动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包含: 与控制器电耦接的可变输出警报元件， 其中，根据检测到电极之间的电容超出预先确定的电容阈值的变化，控制器激活警报元件。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，警报元件选自由声音警报元件、视觉警报元件、和无线警报发射元件组成的群组。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，根据在预先确定的时间阈值内检测到电极之间的电容超出预先确定的阈值的变化，控制器激活警报元件。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，根据在第一预先确定的时间阈值内检测到电极之间电容超出预先确定的阈值的变化，控制器激活警报元件为第一输出状态。
6.一种车辆用基于接近度的催化转换器保护系统，其特征在于，包含: 位于车辆中的控制器； 车辆中的多个催化转换器； 一对电极，其与控制器电耦接并位于靠近每个转换器的位置， 其中，控制器监测电极之间的电容，以检测车辆外部靠近每个转换器的运动。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，进一步包含: 与控制器电耦接的可变输出警报元件， 其中，根据检测到电极之间的电容超出预先确定的电容阈值的变化，控制器激活警报元件。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，警报元件选自由声音警报元件、视觉警报元件、和无线警报发射元件组成的群组。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，根据在预先确定的时间阈值内检测到电极之间电容超出预先确定的阈值的变化，控制器激活警报元件。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，根据在第一预先确定的时间阈值内检测到电极之间的电容超出预先确定 的阈值的变化，控制器激活警报元件为第一输出状态。
【文档编号】B60R25/00GK103895607SQ201310712087
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2012年12月24日
【发明者】约翰·罗伯特·范·维米尔斯, 唐·D·普莱斯, 埃里克·L·里德 申请人:福特全球技术公司