专利名称：检测后处理设备中的温度阈值事件的装置、系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于处理发动机废气的后处理设备，且更具体地，涉及检测后处理设
备中的温度阈值事件的发生。
背景技术：
近年来，用于内燃机的排放法规已经迅速地改变。为了满足新的法规，许多发动机 制造商已经不得不安装后处理设备以减少废气的排放，或对废气进行调节以辅助其它的后 处理设备。例如，微粒过滤器将烟灰从柴油机的废气中除去，且柴油氧化催化剂有时被用来 在废气中产生温度以辅助微粒过滤器氧化烟灰，使烟灰离开过滤器。 大多数后处理设备在发动机的运转过程中经历热循环。该热循环可以是有意的， 例如在将烟灰从微粒过滤器中除去的过程中，或者是无意的，例如当发动机在该发动机所 需要的工作载荷方面经历大的变化时。每个热循环都引起所述设备内的温度梯度。所述设 备内的温度梯度可以导致应力，且随着时间的过去可能导致该后处理设备损坏。通常，在后 处理设备内经历的最高温度越高，该后处理设备内的温度梯度越大。高温还可能导致与后 处理设备内产生的温度梯度无关的设备的应力和/或损伤。 后处理设备内的应力相关的损伤，例如后处理设备的壁中的裂纹，可能特别难检 测到。没有用于应用的实时地常规使用的检测这些损伤的直接测量法。甚至在后处理设备 正被维修时，即使技师有理由去寻找这种损伤，对于维修技师来说检测这样的损伤也是困 难的。 后处理设备通常包括包在绝缘材料中的核心，例如堇青石或碳化硅蜂窝状结构， 所述绝缘材料使该核心固定在适当位置，且整个设备通常被金属板和/或不锈钢外壳或 "罐"所覆盖。设备上的应力损伤通常作为核心表面周围的径向裂纹在该核心中发生，且其 对于仅仅操作设备的技师来说是不可见的。因此，当前的检测损伤的方案依赖于超声波或 特别的视觉检查来确定后处理组件是否已经损坏。 由于后处理设备的有意做的多孔的特性，以及周围的绝缘材料中的缝隙，超声波 检测方案是有问题的。超声波频率必须非常低(导致了低分辨率图像)，而且对于超声波分 析，后处理设备配置得非常粗劣，以致经常只有最灾难性的损坏能够被检测到。然而，在设 备周围只有少数中等的裂纹的某些后处理设备不再与设计相符，这可能意味着受规定限制 的排放阈值将不再被满足。 特别的视觉检查需要允许技师观察后处理设备内的通道的内部的光学工具。设备 的通道可能被烟灰和/或碎屑堵塞，使得检查变得困难或不可能。对设备的最低限度的检 查可能需要通过反复地插入设计为进入组装密度为每平方英寸200-300个小室的小直径 通道的工具，检查围绕着后处理设备的周边的数百个通道。检查过程可能损坏后处理设备， 且在最佳的情况下也是耗费时间的和昂贵的。 即使在可能检测到后处理设备的物理的设备损伤时，后处理设备内的高温在没有 物理的设备损伤的情况下也可能导致过度的老化。例如，后处理设备可能预计在950摄氏度破裂，但是可能在850摄氏度产生严重的催化剂失活而没有老化的物理迹象。催化剂老
化可以在设备上引起额外的应力——例如增大可以发生烟灰氧化的平均温度，且催化剂老
化可能引起排放增加。后处理设备可能正在经历增加的排放而没有被检测到。 对后处理设备内的真实温度的检测目前超出了商业上合理的价格的当前技术的
范围。当前的后处理系统仅仅在后处理设备的上游和/或下游放置温度敏感元件——通常
是热敏电阻和/或热电偶。后处理设备内的温度经常作为这些温度的函数被估算——例如
这些温度的加权平均值、或者基于这些温度和后处理设备内的估算的碳氢化合物或烟灰的
燃烧速率加上估算的传热效应的热模型。虽然当前的温度估算对于某些估算，例如对于确
定稳态运行中的烟灰氧化速率是可接受的，，但是当前的温度估算不能很好地估算在瞬态
的峰值温度事件。例如，温度尖峰可能在后处理设备内发生，但是温度敏感元件上的延迟可
能导致温度敏感元件错过该尖峰的最高部分而显示比后处理设备内经历的实际温度事件
低ioo摄氏度或更多的温度。 当前的技术中的这些限制引入了伴随有着潜在的缺陷的后处理设备出现的风险。 例如，维修公司可能清理后处理设备并用它们换下顾客的交通工具中的脏的后处理设备。 在当前的技术水平下，这具有相当大的风险所交换的后处理设备中的一个设备可能具有 应力损伤或老化的催化剂，哪个设备已经损坏决定了对顾客不利还是对维修公司不利。
发明概述 根据前述的讨论，申请人断言存在对于提供用于检测后处理系统中的温度阈值事 件的装置、系统和方法的需求。 本发明是根据本领域技术水平而发展的，且具体地，是根据本领域由当前可得到 的后处理温度检测系统仍未完全解决的问题和需求而发展的。因此，本发明已被发展来提 供克服本领域中许多或全部的上面所讨论的缺点的、用于检测温度阈值事件的装置、系统 和方法。 公开了一种用于检测后处理设备中的温度阈值事件的装置。该装置包括布置于后
处理设备的关心的区域内的温度响应器。温度响应器包括由配置为在阈值温度熔化的材料
形成的结构。该装置还包括配置为检测温度响应器的熔化的观测模块。 该装置还可以包括两个接入点(access point)。温度响应器配置为使两个接入点
电耦合，而观测模块配置为测量两个接入点之间的电阻值。观测模块基于电阻值检测温度
响应器的熔化。该装置包括配置为基于温度响应器的熔化确定后处理设备的关心的区域是
否已经超过阈值温度的热事件模块。 该装置还可以包括多个温度响应器，每个温度响应器包括由配置为在不同的阈值 温度熔化的材料形成的结构。该多个温度响应器配置为使两个接入点并联地电耦合。热事 件模块进一步配置为基于每个温度响应器的熔化确定后处理设备的关心的区域是否已经 超过每个不同的阈值温度。该装置还包括布置于封装设备内的温度响应器，该封装设备包 括不透气的室。 该装置还可以包括电子控制模块(ECM) 。 ECM可以包括观测模块、热事件模块和故 障模块。热事件模块可以基于温度响应器的熔化设置热事件指示，而故障模块可以基于热 事件指示设置故障指示。 公开了一种用于检测后处理设备中的温度阈值事件的方法。该方法包括将温度响
6应器插入到后处理设备中的关心的区域中，并在后处理设备运行一段时间后检查温度响应 器是否熔化。该方法还包括基于温度响应器的熔化确定后处理设备的关心的区域是否已经 超过阈值温度。 公开了一种用于检测后处理设备中的温度阈值事件的系统。该系统包括配置为处 理内燃机的废气的后处理设备。该系统还包括检测后处理设备中的温度阈值事件的装置。 该系统还可以包括电子控制模块(ECM)，所述ECM包括观测模块、配置为基于在关心的区域 中温度响应器的熔化设置热事件指示的热事件模块以及配置为基于热事件指示设置故障 指示的故障模块。 该系统还可以包括维修工具(service tool)。维修工具可以包括观测模块、配置 为基于后处理设备的关心的区域超过阈值温度而设置老化指示的热事件模块、以及配置为 向显示器输出端提供老化指示的显示模块。 在整个的本说明书中提到的特征、优势、或类似的语言并不意味着用本发明可以 实现的所有的特征和优势应该在或者在本发明的任何单个的实施方案中。更确切地说，应 理解涉及所述特征和优势的语言意味着结合实施方案描述的具体的特征、优势或特点包括 在本发明的至少一个实施方案中。因此，在整个的本说明书中的所述特征和优势以及类似 的语言的讨论可以但不必涉及相同的实施方案。 此外，所描述的本发明的特征、优势和特点可以以任何合适的方式结合成一个或 多个实施方案。相关领域的技术人员将认识到，可以不使用具体的实施方案的一个或多个 特定的特征或优势而实施本发明。在其它情况下，那些可能没有在本发明的所有实施方案 中出现的附加的特征和优势有可能在某些实施方案中被认识到。 根据下面的描述和所附的权利要求，本发明的这些特征和优势将变得更加充分的 明显，或者通过如在下文中阐明的本发明的实施，可以认识到本发明的这些特征和优势。
为了容易地理解本发明的优势，上面简要地描述的本发明的更详细的描述将通过 参考附图中所示出的具体的实施方案来提供。应理解，这些附图仅仅描述本发明的典型的 实施方案而并不因此被认为是本发明范围的限制，本发明将通过使用附图而用附加的特征 和细节来描述和解释，在附图中 图1是描述依照本发明的用于检测后处理设备中的温度阈值事件的系统的一个 实施方案的例图； 图2是说明依照本发明的确定后处理设备的关心的区域是否已经超过阈值温度 的控制器的一个实施方案的原理框图； 图3是描述依照本发明的用于检测后处理设备中的热事件的装置的一个实施方 案的例图； 图4是描述依照本发明的用于检测后处理设备中的热事件的装置的一个实施方 案的例图；以及 图5是说明依照本发明的用于检测后处理设备中的温度阈值事件的方法的一个 实施方案的示意性的流程图。
具体实施例方式
应容易地理解，如这里的图中通常所描述和说明的本发明的组件可以在多种不同 的构造中布置和设计。因此，如图l至图5所显示的，本发明的装置、系统和方法的实施方 案的下面更详细的描述，如权利要求的，并不旨在限制本发明的范围，而是仅仅表示本发明 的选择的实施方案。 在整个的本说明书中提到的"一个实施方案"或"实施方案"(oneembodiment或an embodiment)意味着与该实施方案相关的所描述的具体的特征、结构或特点包括在本发明 的至少一个实施方案中。因此，在整个的本说明书中的不同位置中出现的词组"在一个实施 方案中"或"在实施方案中"(in one embodiment或in an embodiment)未必全部指相同 的实施方案。 此外，所描述的特征、结构或特点可以以任何合适的方式结合在一个或多个实施 方案中。在下面的描述中，提供了许多具体的细节，例如材料、紧固件、尺寸、长度、宽度、形 状等的实例，用以提供本发明的实施方案的全面的理解。然而，相关领域的技术人员将认识 到，可以不使用一个或多个具体的细节或用其它方法、组件、材料等来实施本发明。在其它 情况下，没有详细地显示或描述众所周知的结构、材料、或操作以避免使本发明的方面不清 晰。 图1是描述依照本发明的用于检测后处理设备106中的温度阈值事件的系统100 的一个实施方案的例图。系统100可以包括内燃机102，其产生废气104作为运行的副产 物。例如，发动机102可以是柴油机102。系统100还包括配置为处理废气104的后处理设 备106。在一个实施方案中，后处理设备106可以包括配置为从废气104中除去微粒的微 粒过滤器。在可替换的实施方案中，后处理设备106可以是柴油氧化催化剂、N0厂吸附催化 剂、和/或本领域已知的其它的后处理设备106。 系统100还包括布置于后处理设备106的关心的区域内的温度响应器108。在一 个实施方案中，系统100可以包括多个温度响应器108，所述的多个温度响应器108布置于 后处理设备106内的多个关心的区域中的每一个区域内。温度响应器108包括由配置为在 阈值温度熔化的材料形成的结构。热响应器(thermal responder) 108可以是电线和沉积 在后处理设备106内的通道的表面上的材料中的一种。温度响应器108可以包括导电材 料，所述导电材料可以在制造过程中喷射、涂敷、电镀、蚀刻、印刷、和/或插入到后处理设 备106的一个通道或多个通道中。在一个可替换的实施方案中，温度响应器108可以由维 修技师放置于后处理设备106内，例如来做测试并确定在测试运行周期过程中在后处理设 备106中是否达到阈值温度。 阈值温度可以是在所选择的关心的温度处或者接近所选择的关心的温度的温度。 例如，所选择的关心的温度可以是约400摄氏度，在此温度，在系统100的一个实施方案中 的烟灰过滤器106中可预计发生基于NOy的烟灰的再生。在此实例中，用于温度响应器108 的材料的所选择的材料可以是在约420摄氏度熔化的锌(Zn)。锌的熔化将表示微粒再生事 件的阈值温度已经成功地发生了。 在另一个实例中，关心的阈值温度可以与催化的后处理设备106内的所希望的脱 硫事件相关联，对于系统100的一个实施方案来说，所希望的脱硫事件可能要求约750摄氏 度的温度。在此实例中，用于温度响应器108的材料的所选择的材料可以是在约840摄氏
8度熔化的钙，或在约840摄氏度熔化的铂钛共晶合金。在系统100的另外的实施方案中，已 知使催化剂老化、已知使后处理设备的物理结构老化、和/或已知破坏后处理设备106的温 度可以是所选择的关心的温度。例如，已知后处理设备106在温度超过1000摄氏度的温度 范围时，可能会遭受灾难性的损坏，而银、金、和/或铜可以在所选择的关心的温度的范围 内熔化。在一个实施方案中，温度响应器108可以包括镁或铝。基于此处所公开的内容，对 于本领域技术人员来说，选择阈值温度和在用于阈值温度的适当的范围内熔化的材料是个 细节上的步骤。 系统IOO还可以包括多个温度响应器108，每个温度响应器108包括由在不同的 阈值温度熔化的材料形成的结构。在一个实施方案中，温度响应器108可以配置为在宽的 温度范围熔化，以检查不同的温度阈值事件。例如，温度响应器108可以包括在约420摄氏 度、840摄氏度和960摄氏度熔化的锌、钙和银。在一个实施方案中，温度响应器可以配置为 在窄的温度范围内熔化以将温度阈值事件明确分类。例如，温度响应器108可以包括正好 在900摄氏度、960摄氏度和1080摄氏度以上熔化的黄铜、银和铜，从而可提供额外的辨析 度来更加精确地确定所获得的温度阈值事件过程的温度。对于每个系统100，阈值温度、各 种再生事件的温度、以及对各种后处理设备106的造成损坏的温度差别很大。所包括的实 例只是说明性的，而并不限制本发明的范围。 系统IOO还可以包括两个接入点IIO，其中温度响应器108配置为电耦合两个接 入点110。例如，接入点IIO可以通过电线108电连接。在一个实施方案中，如图1中所显 示的，两个接入点110中的每一个接入点从后处理设备106的相对端引出后处理设备106。 在一个可替换的实施方案中，两个接入点110从后处理设备106的同一端引出(例如，参考 图3)。接入点110可以为技师提供连接欧姆表114B的接入口，可以给接入点110加帽以防 腐蚀，它们可以被硬连线到载于交通工具上的ECM 116中等等。在一个实施方案中，用电线 将接入点110连接到单独的计算机(未显示)，此计算机读取接入点110之间的电阻值并将 电阻值发布到与ECM 116通信的数据链路(未显示)，这样，将接入点110硬连线到载于交 通工具上的ECM 116中。接入点IIO可以包括连接器的导电端子(未显示)，以便欧姆表 114B和/或其它工具可以方便地连接到接入点110。 系统100还包括观测模块114，观测模块配置为测量两个接入点110之间的电阻值 112，且基于电阻值112检测温度响应器108的熔化。在一个实施方案中，观测模块114可以 是从后处理设备106移出温度响应器108并视觉检查温度响应器108是否熔化的人114A。 基于视觉检查是否表明了温度响应器108的熔化，人114A可以做出关于后处理设备106的 使用可靠性的判定、和/或在书面的维修日志中和/或电子设备上记录信息。
在一个可替换的实施方案中，观测模块114可以是在接入点110之间电连接以读 取电阻值112的欧姆表114B或类似的电阻检测设备。电阻值112可以被传送到便携式计 算机120和/或其他设备用于分析和存储。便携式计算机120和欧姆表114B可以组成检 测后处理设备106中的温度阈值事件的维修工具122。维修工具122的功能可以结合到与 图1中所显示的不同的硬件中，例如作为集成的工具122。维修工具122可以通过从发动 机控制模块(ECM)116读取存储的记忆值来确定电阻值112。在一个实施方案中，人(未显 示)可以从欧姆表114B读取电阻值112。 在系统100的一个实施方案中，观测模块114可以包括在ECM 116中以测量两个接入点110之间的电阻值112。测量电阻值112可以包括直接测量、从网络和/或数据链路 读取数值等。ECM 116可以包括单个的设备或分布于整个系统100中的一系列的设备。ECM 116可以进一步配置为基于温度响应器108的熔化确定后处理设备106是否已经超过阈值 温度。例如，ECM 116可以确定电阻值112是否与接入点IIO之间的开路状态相一致，而此 种开路状态对应着温度响应器108的熔化。 ECM 116可以进一步配置为，基于确定温度响应器108已经超过阈值温度而熔化 来设置故障指示118。故障指示118可以是发光的仪表板灯118、网络数据值(未显示)、和 /或通信的信号(未显示)。故障指示118可以表示后处理设备106需要维修、和/或表示 后处理设备106需要更换。在一个实施方案中，ECM 116可以设置内部故障码，在维修技师 114A将维修工具122与ECM 116接合时，此内部故障码将向维修技师114A警告温度阈值事 件的发生。 图2是说明依照本发明的确定后处理设备106的关心的区域是否已经超过阈值温 度的控制器200的一个实施方案的原理框图。控制器可以是安装在交通工具上的ECM 116、 和/或维修工具122。 控制器200包括观测模块114，观测模块114测量接入点110之间的电阻值112， 且基于电阻值112检测温度响应器的熔化。观测模块114可以在温度响应器108熔化时设 置温度响应器108的熔化信号202。例如，观测模块114可以通过确定电阻值112是否是与 接入点IIO之间的开路相一致的值来检测温度响应器108的熔化。 控制器200可以包括热事件模块204，热事件模块204配置为基于温度响应器的熔 化202确定后处理设备106的关心的区域是否已经超过阈值温度。例如，热事件模块204 可以读取温度响应器108的熔化信号202，以及如果热响应器108已经熔化，则确定后处理 设备106的关心的区域已经超过阈值温度。在一个实施方案中，热响应器108可以包括配 置为在不同的温度熔化的一些热响应器108，且热事件模块204可以确定熔化了的热响应 器108的阈值温度已经被超过，以及未熔化的热响应器108的阈值温度尚未被超过。
热事件模块可以基于后处理设备106的关心的区域超过阈值温度而设置热事件 指示206。热事件指示206可以是在ECM 116或其它设备上存储的用以记录后处理设备106 的热历史的数值。例如，热事件模块204可以存储表示后处理设备106何时超过某个温度 阈值的时间值。 控制器200还可以包括故障模块208，故障模块208配置为基于热事件指示206设 置故障指示118。例如，热事件指示206可能指示后处理设备106已经经历了灾难性的温度 热事件，而故障模块208可以设置与损坏的后处理设备106相一致的故障指示118。故障指 示118可以是发光的仪表板灯、网络数据值、通信的信号、和/或本领域已知的其它的故障 显示。 在一个实施方案中，故障指示118可以包括当显示后处理设备106的灾难性的故 障时，故障指示灯(MIL)的点亮，以及当显示可能不是灾难性的高温事件206时，发布到数 据网络的故障码118。在一个实施方案中，温度阈值可以包括与后处理设备106的脱硫相符 的温度，且故障模块208可以在应用使用阈值(即plication usage threshold)被超过且 尚未发生足以在后处理设备106中从催化剂驱除硫的热事件时，设置与硫中毒的催化剂相 符的故障指示118。在一个实例中，应用使用阈值可以是交通工具行程(vehicle mile)、发
10动机102运行的时间、发动机102中燃烧的总燃料等。在一个实施方案中，非破坏性的温度 事件的检测可以是组件或过程的正常运行的确认。 在一个实施方案中，热事件模块204可以配置为基于后处理设备106的关心的区 域超过阈值温度而设置老化指示210。例如，第一温度响应器108可以配置为在与中等老化 水平相符的温度熔化，而第二温度响应器108可以配置为在与严重老化水平相符的温度熔 化。热事件模块204可以在第一温度响应器108熔化时设置老化指示"中等"的指示210， 而在第二温度响应器108熔化时设置指示"严重"的老化指示210。老化指示210可以通过 可能的老化类型选择老化指示210——例如，当发生可能使后处理设备106上的催化剂老 化的热事件时，可以设置与催化剂老化相符的老化指示210。 控制器200还可以包括显示模块212，显示模块212配置为向显示器输出端214提 供老化指示210。显示器输出端214可以包括计算机屏幕、所打印的报告、所存储的数据值、 和/或发布在网络上的数据值。例如，显示器输出端214可包括可以被维修技师114A阅读 的便携式计算机的屏幕上的所显示的信息段。 图3是描述依照本发明的用于检测后处理设备106中的热事件的装置300的一个 实施方案的例图。装置300包括布置于后处理设备106的关心的区域302内的温度响应器 108，以及配置为检测温度响应器108的熔化的观测模块114。关心的区域302可以包括后 处理设备106中的预计热事件可能引起后处理设备106中的高应力的区域302(在此区域 可以认为再生温度观测是重要的)、以及类似区域。例如，在其中烟灰预计被氧化的微粒过 滤器106内关心的热事件。在此实例中，烟灰可以朝向过滤器106的后(下游)端聚集在 微粒过滤器106内，且关心的区域302可以包括微粒过滤器106的下游部分。在一个实施 方案中，关心的区域302可以包括整个后处理设备106。 在一个实施方案中，关心的区域302可以是在后处理设备106内径向居中。在一 个可替换的实施方案中，如图3所显示的，关心的区域302包括在约0. 3X至约1. OX之间的 轴向位置，其中X表示如下定义的轴向位置后处理设备的上游端X = O，而后处理设备的 下游侧X = 1。 装置300还可以包括布置于封装设备304内的温度响应器108。封装设备304可 以是布置于关心的区域内的不透气的室304。封装设备304可以防止由于氧化或其它化学 效应引起的温度响应器108的损耗和/或温度响应器108的性质的改变。封装设备304可 以配置为任何的功能形状。例如，封装设备304可以包括锥形的末端以便于容易地制造。
图4是描述依照本发明的用于检测后处理设备106内的热事件的装置400的一个 实施方案的例图。装置400包括布置于封装设备304内的多个温度响应器108A、108B和 108C，封装设备304布置于后处理设备106的关心的区域302内。每个温度响应器108都 包括由配置为在不同的阈值温度熔化的材料形成的结构。多个温度响应器108配置为以并 联电路的形式电耦合两个接入点110。 观测模块114可以进一步配置为基于两个接入点110之间电阻值112检测每个温 度响应器108A、108B、108C的熔化。热事件模块204可以进一步配置为基于每个温度响应 器108A、108B、108C的熔化确定后处理设备106的关心的区域302是否已经超过每个不同 的温度，并被配置为基于后处理设备106的关心的区域302超过每个阈值温度而设置热事 件指示206。装置40Q的每个温度响应器108A、108B、108C可以进一步配置为提供电路内的不同电阻。通过计算由温度响应器108、接入点110和观测模块114形成的电路的总电阻， 可以对哪个温度响应器108已经熔化做出判定。 在一个实例中，Rt是接入点110之间的并联电路的总电阻值，Ra是第一电阻器108A 的电阻，Rb是第二电阻器108B的电阻，以及R。是第三电阻器108C的电阻。在一个实例中， 三个温度响应器108A、108B、108C配置为分别提供100欧姆、200欧姆和300欧姆的电阻。 在温度响应器108全都没有熔化的情况下，Rt约等于55欧姆。在只有温度响应器108A熔 化的情况下，Rt约等于120欧姆。在温度响应器108A和108B熔化的情况下，总电阻Rt约 等于300欧姆。在所有的温度响应器108A、108B和108C都熔化的情况下，总电阻Rt表现 为开路。关于此实例的其它熔化情况可以基于标准并联电阻公式1/Rt = 1/Ra+1/Rb+1/R。， 由本领域技术人员计算出来。 在一个实施方案中，装置400可以包括空白电阻器(blank electricalresistor) (未显示)，其配置为这样空白电阻器在任何预计的条件下都不熔化。空白电阻器提供基 线电阻以便接入点110从不提供开路电阻，且可以用于热响应器108的诊断。例如，如果图 4中所说明的实施方案(包括上面的示例性的电阻值)包括与热响应器108A、108B、108C并 联的500欧姆的第四电阻器，那么500欧姆的开路电阻将是正常观测到的最高的电阻。在该 实例中，接入点110之间的开路电阻可以指示不一定是由熔化温度响应器108A、108B、108C 的热事件引起的问题。 包括于此的示意性的流程图通常作为逻辑流程图来阐明。同样地，描述次序和标 号的步骤表示提出的方法的一个实施方案。可以想到在功能、逻辑或效果方面与所说明的 方法的一个或多个步骤、或一个或多个步骤的部分等同的其它步骤和方法。另外，使用的形 式和符号是被提供用来解释此方法的逻辑步骤，而不应理解为限制了本方法的范围。虽然 在流程图中可以使用各种箭头类型和线类型，但应理解它们并不限制相应方法的范围。实 际上，一些箭头或其它连接符可以用来仅仅表示方法的逻辑流程。例如，箭头可以表示在所 描述的方法的所列举的步骤之间的未详细说明的持续时间的等待期或监控期。另外，具体 方法发生的次序可以严格地遵守或可以不严格地遵守显示的相应步骤的次序。
图5是说明依照本发明的用于检测后处理设备106中的温度阈值事件的方法500 的一个实施方案的示意性的流程图。方法500包括维修技师114A和/或制造过程(未显 示)将温度响应器108插入到后处理设备106中的关心的区域302 (步骤802)。如果对系 统100的检查(步骤804)显示本实施方案是移出的应用，则在后处理设备106运行一段时 间后，维修技师从后处理设备106的关心的区域302移出温度响应器108 (步骤806)。维修 技师114A通过视觉检查温度响应器108有无熔化迹象来检查(步骤810)温度响应器108 是否熔化。 如果对系统100的检查(步骤804)显示本实施方案不是移出的应用，制造过程提 供通过温度响应器108电耦合的两个接入点110(步骤808)，而观测模块114通过测量两个 接入点110之间的电阻值112来确定温度响应器108是否已经熔化而检查(步骤810)温 度响应器108是否熔化。 由前述的讨论，很明显，本发明提供了用于检测后处理设备中的温度阈值事件的 系统、方法和装置。本发明可以体现在其它具体的形式中而不背离本发明的精神或基本的 特征。所描述的实施方案无论在哪方面来看都应被认为仅仅是说明性的且不是限制性的。因此，本发明的范围不是由前面的描述而是由所附的权利要求来表示。在权利要求的等价的含意和范围内的所有的改变将包括在权利要求的范围内。
权利要求
一种用于检测后处理设备中的温度阈值事件的装置，所述装置包括温度响应器，其布置于所述后处理设备的关心的区域内，所述温度响应器包括由配置为在阈值温度熔化的材料形成的结构；以及观测模块，其配置为检测所述温度响应器的熔化。
2. 如权利要求1所述的装置，还包括两个接入点，其中所述温度响应器配置为使所述两个接入点电耦合，而其中所述观测模块配置为测量所述两个接入点之间的电阻值并基于所述电阻值检测所述温度响应器的熔化，所述装置还包括热事件模块，所述热事件模块配置为基于所述温度响应器的熔化确定所述后处理设备的关心的区域是否已经超过所述阈值温度。
3. 如权利要求2所述的装置，其中所述检测所述温度响应器的熔化包括确定所述电阻值是否为与所述两个接入点之间的开路相一致的值。
4. 如权利要求2所述的装置，还包括多个温度响应器，每个温度响应器包括由配置为在不同的阈值温度熔化的材料形成的结构，其中所述每个温度响应器配置为以并联方式使所述两个接入点电耦合，其中所述观测模块进一步配置为基于所述两个接入点之间的所述电阻值检测所述每个温度响应器的熔化，以及其中所述热事件模块进一步配置为基于所述每个温度响应器的熔化确定所述后处理设备的所述关心的区域是否已经超过每个不同的阈值温度。
5. 如权利要求4所述的装置，其中所述每个温度响应器包括不同的电阻值。
6. 如权利要求1所述的装置，还包括封装设备，所述封装设备包括布置于所述关心的区域内的不透气的室，其中所述温度响应器布置于所述封装设备内。
7. 如权利要求1所述的装置，还包括布置于所述后处理设备内的关心的多个区域中的每一个区域的内的至少一个温度响应器。
8. 如权利要求2所述的装置，还包括电子控制模块，所述电子控制模块包括所述观测模块；所述热事件模块，其进一步配置为基于所述后处理设备的所述关心的区域超过所述阈值温度而设置热事件指示；以及故障模块，其配置为基于所述热事件指示而设置故障指示。
9. 如权利要求8所述的装置，其中所述故障指示包括选自由发光的仪表板灯、网络数据值和通信的信号组成的组的部分。
10. 如权利要求8所述的装置，还包括多个温度响应器，每个温度响应器包括由配置为在不同的阈值温度熔化的材料形成的结构，其中所述每个温度响应器配置为以并联方式使所述两个接入点电耦合，其中所述观测模块进一步配置为基于所述两个接入点之间的所述电阻值检测所述每个温度响应器的熔化，以及其中所述热事件模块进一步配置为基于所述每个温度响应器的熔化确定所述后处理设备的所述关心的区域是否已经超过每个不同的阈值温度，以及配置为基于所述后处理设备的所述关心的区域超过每个阈值温度而设置所述热事件指示。
11. 如权利要求1所述的装置，其中所述温度响应器包括电线和沉积在所述后处理设备内的通道的表面上的材料中的一种。
12. 如权利要求1所述的装置，其中所述温度响应器由选自钙、镁和铝组成的组的材料形成。
13. 如权利要求l所述的装置，其中所述温度响应器由选自铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)组成的组的材料形成。
14. 如权利要求1所述的装置，其中所述温度响应器包括金属合金。
15. 如权利要求14所述的装置，其中所述金属合金包括共晶金属合金。
16. 如权利要求15所述的装置，其中所述共晶金属合金包括在约840摄氏度熔化的铂钛共晶合金。
17. 如权利要求1所述的装置，其中所述关心的区域包括所述后处理设备内的轴向位置，所述轴向位置在约0. 3X至约1. 0X之间，其中X表示定义为使得X = 0是所述后处理设备的上游端而X = 1是所述后处理设备的下游侧的轴向位置。
18. —种用于检测后处理设备中的温度阈值事件的方法，所述方法包括将温度响应器插入到所述后处理设备中的关心的区域中，所述温度响应器包括由配置为在阈值温度熔化的材料形成的结构；在所述后处理设备运行一段时间后检查所述温度响应器是否熔化；以及基于所述温度响应器的熔化确定所述后处理设备的所述关心的区域是否已经超过所述阈值温度。
19. 如权利要求18所述的方法，其中检查所述温度响应器是否熔化的所述步骤包括从所述后处理设备中的所述关心的区域移出所述温度响应器并视觉检查所述温度响应器的熔化迹象。
20. 如权利要求18所述的方法，其中检查所述温度响应器是否熔化的所述步骤包括提供通过所述温度响应器电耦合的两个接入点，并测量所述两个接入点之间的电阻值以确定所述温度响应器是否已经熔化。
21. —种用于检测后处理设备中的温度阈值事件的系统，所述系统包括所述后处理设备，其配置为处理内燃机的废气；温度响应器，其布置于所述后处理设备的关心的区域内，所述温度响应器包括由配置为在阈值温度熔化的材料形成的结构；两个接入点，其中所述温度响应器配置为使所述两个接入点电耦合；观测模块，其配置为测量所述两个接入点之间的电阻值，并基于所述两个接入点之间的所述电阻值检测所述温度响应器的熔化。
22. 如权利要求21所述的系统，还包括电子控制模块，所述电子控制模块包括所述观测模块；热事件模块，其配置为基于所述温度响应器的熔化确定所述后处理设备的所述关心的区域是否已经超过所述阈值温度，以及配置为基于所述后处理设备的所述关心的区域超过所述阈值温度而设置热事件指示；以及故障模块，其配置为基于所述热事件指示而设置故障指示。
23. 如权利要求21所述的系统，还包括维修工具，所述维修工具包括所述观测模块；热事件模块，其配置为基于所述温度响应器的熔化确定所述后处理设备的所述关心的区域是否已经超过所述阈值温度，以及配置为基于所述后处理设备的所述关心的区域超过所述阈值温度而设置老化指示；以及显示模块，其配置为向显示器输出端提供所述老化指示。
24. 如权利要求23所述的系统，还包括多个温度响应器，每个温度响应器包括由配置 为在不同的阈值温度熔化的材料形成的结构，其中所述每个温度响应器配置为以并联方式 使所述两个接入点电耦合，其中所述观测模块进一步配置为基于所述两个接入点之间的所 述电阻值检测所述每个温度响应器的熔化，以及其中所述热事件模块进一步配置为基于所 述每个温度响应器的熔化确定所述后处理设备的所述关心的区域是否已经超过每个不同 的阈值温度，以及配置为基于所述后处理设备的所述关心的区域超过每个阈值温度而设置 所述老化指示。
25. 如权利要求23所述的系统，还包括多个温度响应器，每个温度响应器包括由配置为在不同的阈值温度熔化的材料形成的 结构；两个接入点，其相应于所述温度响应器中的每一个温度响应器，其中所述每个温度响 应器配置为以并联方式使所述两个相应的接入点电耦合；其中所述观测模块进一步配置为基于所述两个相应的接入点之间的电阻值检测所述 每个温度响应器的熔化；以及其中所述热事件模块进一步配置为基于所述每个温度响应器的熔化检测所述后处理 设备的所述关心的区域是否已经超过每个不同的阈值温度，以及配置为基于所述后处理设 备的所述关心的区域超过每个阈值温度而设置所述老化指示。
全文摘要
公开了用于检测后处理设备中的温度阈值事件的装置、系统和方法。所述系统可以包括配置为处理内燃机的废气的后处理设备和布置于所述后处理设备的关心的区域内的温度响应器。所述温度响应器配置为在阈值温度熔化。所述系统还可以包括电耦合到所述温度响应器的两个接入点和配置为测量所述两个接入点之间的电阻值的观测模块。所述观测模块基于测量到的接入点之间的电阻值来检测温度响应器的熔化。在可替换的实施方案中，所述观测模块包括在发动机控制模块(ECM)或维修工具内。
文档编号F01N11/00GK101737135SQ20081017753
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月18日 优先权日2008年11月18日
发明者兰德尔·J·斯塔福德, 康拉德·J·西蒙三世 申请人:康明斯滤清系统知识产权公司