Система и система выпуска отработавших газов

РЕФЕРАТ

Предложены различные системы и системы очистки отработавших газов. В одном из примеров, система включает в себя устройство очистки отработавших газов и провод, обмотанный вокруг наружной периферии устройства очистки отработавших газов. Целостность провода контролируется для того, чтобы указывалось ухудшение характеристик провода, обусловленное ухудшением характеристик устройства очистки отработавших газов.

Область техники, к которой относится полезная модель

Настоящая полезная модель относится к системам для диагностирования ухудшения характеристик компонента системы очистки отработавших газов, присоединенной к двигателю внутреннего сгорания.

Уровень техники

Устройство очистки отработавших газов может быть включено в систему выпуска отработавших газов двигателя, для того чтобы снижать регулируемые выбросы (см. например, заявку на патент США 20040031386, B01D 46/00, 19.02.2004). В одном из примеров, устройство очистки отработавших газов может включать в себя каталитический нейтрализатор или сажевый фильтр, который сформирован из керамического брикета. Вследствие различных условий, таких как обломки, ударяющие каталитический нейтрализатор или сажевый фильтр, или система поддержки с ухудшенными характеристиками для каталитического нейтрализатора или сажевого фильтра, керамический брикет может трескаться. По существу, эффективность каталитического нейтрализатора или сажевого фильтра может снижаться, обеспечивая в результате повышенное противодавление в системе выпуска отработавших газов и сниженные характеристики двигателя и/или повышение регулируемых выбросов. Техническим результатом, который обеспечивается полезной моделью, является снижение противодавления в системе выпуска отработавших газов, улучшение характеристик двигателя и снижение регулируемых выбросов.

Сущность полезной модели

Авторы в материалах настоящей заявки осознали вышеприведенную проблему и изобрели подход, чтобы по меньшей мере частично принять меры в ответ на нее.

Таким образом, согласно одному аспекту предложена система для диагностирования ухудшения характеристик компонента системы очистки отработавших газов, содержащая каталитический нейтрализатор, провод, обмотанный вокруг наружной стороны каталитического нейтрализатора, и датчик, выполненный с возможностью электрического соединения концов провода и контролирования электрической целостности провода.

Провод предпочтительно обмотан в спиральной конфигурации.

Расстояние между витками спиральной конфигурации предпочтительно составляет между 1 см и 2 см.

Один конец провода предпочтительно проходит поверх витков спиральной конфигурации без осуществления электрического контакта витков спиральной конфигурации, причем оба конца провода продолжаются от одного и того же конца каталитического нейтрализатора.

Резистор предпочтительно присоединен к проводу и выполнен с возможностью нагревания каталитического нейтрализатора во время холодного запуска двигателя.

Периферия каталитического нейтрализатора предпочтительно окружена матом, расположенным между наружной поверхностью каталитического нейтрализатора и внутренней поверхностью кожуха каталитического нейтрализатора и выполненным с возможностью изолирования провода от осуществления контакта с кожухом каталитического нейтрализатора.

Каталитический нейтрализатор предпочтительно образован из керамического брикета.

Провод предпочтительно соприкасается с наружной стороной каталитического нейтрализатора.

Согласно другому аспекту предложена система выпуска отработавших газов, содержащая каталитический нейтрализатор, расположенный в выпускном канале двигателя, провод, обмотанный вокруг наружной периферии каталитического нейтрализатора, датчик, выполненный с возможностью электрического соединения концов провода и контролирования электрической целостности провода, и контроллер, сообщающийся с датчиком и выполненный с возможностью указания ухудшения характеристик каталитического нейтрализатора, когда снижена электрическая целостность провода, и регулирования рабочего параметра в ответ на указание ухудшения характеристик.

Указание ухудшения характеристик предпочтительно включает одно или более из установки кода неисправности в контроллере и включение индикаторной лампы.

Провод предпочтительно обмотан вокруг наружной периферии каталитического нейтрализатора в спиральной конфигурации, и один конец провода проходит поверх витков спиральной конфигурации, не осуществляя электрический контакт с витками, причем оба конца провода продолжаются от одного и того же конца каталитического нейтрализатора.

По меньшей мере часть провода предпочтительно изолирована так, чтобы один конец провода, который проходит поверх витков спиральной конфигурации не осуществлял электрический контакт с витками спиральной конфигурации.

Провод предпочтительно дополнительно включает резистор, а контроллер дополнительно выполнен с возможностью подведения тока к резистору для нагревания провода для разогрева каталитического нейтрализатора, когда температура каталитического нейтрализатора меньше пороговой температуры.

Провод может быть обмотан вокруг каталитического нейтрализатора для того, чтобы ухудшение характеристик каталитического нейтрализатора, такое как растрескивание, могло давать в результате ухудшение характеристик провода. Например, провод может быть обмотан вокруг наружной стороны каталитического нейтрализатора в спиральной конфигурации для того, чтобы одиночный провод мог находится в контакте с большей площадью поверхности каталитического нейтрализатора. Когда возникает ухудшение характеристик провода, например, когда провод разрывается, электрическая целостность провода может снижаться или нарушаться. Таким образом, посредством контроля электрической целостности провода с помощью датчика, может определяться и указываться ухудшение характеристик каталитического нейтрализатора, и могут быть предприняты дальнейшее действие по умолчанию.

Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, предоставлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которого однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен реализациями, которые решают какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему двигателя с системой очистки отработавших газов.

Фиг. 2 представляет собой принципиальную схему керамического брикета, обмотанного проводом.

Фиг. 3 представляет собой принципиальную схему устройства очистки отработавших газов, которое включает в себя керамический брикет, обмотанный проводом.

Фиг. 4 представляет собой блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для указания ухудшения характеристик каталитического нейтрализатора системы очистки отработавших газов.

Фиг. 5 представляет собой блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для разогрева каталитического нейтрализатора системы очистки отработавших газов.

Подробное описание полезной модели

Последующее описание относится к различным вариантам осуществления систем и способов для системы выпуска отработавших газов, которая включает в себя устройство очистки отработавших газов. В одном из примерных вариантов осуществления, система содержит каталитический нейтрализатор и провод, обмотанный вокруг наружной стороны каталитического нейтрализатора. Система дополнительно содержит датчик, выполненный с возможностью электрического соединения концов провода и контролирования электрической целостности провода. В такой конфигурации, провод является соприкасающимся с наружной стороной каталитического нейтрализатора для того, чтобы, если возникает ухудшение характеристик, такое как растрескивание каталитического нейтрализатора, также могло происходить ухудшение характеристик провода. Как результат, целостность провода может снижаться или нарушаться, и может указываться ухудшение характеристик каталитического нейтрализатора. В некоторых вариантах осуществления, провод может быть обмотан вокруг наружной стороны каталитического катализатора в спиральной конфигурации для того, чтобы один провод мог покрывать большую площадь поверхности каталитического нейтрализатора, и только один провод был необходим для контроля каталитического нейтрализатора. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, провод может быть присоединен к резистивному нагревателю для того, чтобы провод мог нагревать каталитический нейтрализатор, когда температура каталитического нейтрализатор является меньшей, чем пороговая температура во время условий холодного запуска.

Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему, показывающую один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 управляется, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Камера 30 сгорания (то есть, цилиндр) двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенными в них. Поршень 36 присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному приводному колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, электродвигатель стартера может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Как изображено, камера сгорания 30 принимает всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канала 42 и выпускает газообразные продукты сгорания через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответственные впускной клапан 52 и выпускной клапан. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.

В этом примере, впускной клапан 52 и выпускные клапаны 54 управляются посредством приведения в действие кулачков через соответственные системы 51 и 53 кулачкового привода. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемых фаз кулачкового газораспределения (VCT), регулируемых фаз клапанного газораспределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками 55 и 57 положения, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться посредством приведения в действие клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый через электромагнитный привод клапана, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT.

Топливная форсунка 66 показана присоединенной непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально ширине импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка, например, может быть установлена сбоку камеры сгорания или сверху камеры сгорания. Топливо может доставляться к топливной форсунке 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель топлива. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания, в качестве альтернативы или дополнительно, может включать в себя топливную форсунку, скомпонованную во впускном коллекторе 44, в конфигурации, которая предусматривает то, что известно как оконный впрыск топлива во впускное окно выше по потоку от камеры 30 сгорания.

Впускной канал 42 дополнительно включает в себя дроссель 62, имеющий дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере, положение дроссельной заслонки 64 может регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на электродвигатель или исполнительный механизм, включенный дросселем 62, конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как электронный регулятор дросселя (ETC). Таким образом, дроссель 62 может приводиться в действие для варьирования всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, среди других цилиндров двигателя. Положение дроссельной заслонки 64 может выдаваться с контроллер 12 сигналом TP положения дросселя. Впускной канал 42 может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 давления воздуха в коллекторе для выдачи соответственных сигналов MAF и MAP в контроллер 12.

Датчик 126 отработавших газов показан присоединенным к выпускному патрубку 48 выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности отработавших газов. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания соотношения воздуха отработавших газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NO_x , HC, или CO. Датчик 126 отработавших газов может быть частью системы очистки отработавших газов, которая дополнительно включает в себя устройство 70 снижения токсичности отработавших газов (например, устройство очистки отработавших газов), которое показано скомпонованным вдоль выпускного канала 48 ниже по потоку от датчика 126 отработавших газов. Устройство 70 снижения токсичности отработавших газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NO_x, сажевым фильтром, различными другими устройствами снижения токсичности отработавших газов или их комбинацией. В некоторых вариантах осуществления, во время работы двигателя 10, устройство 70 снижения токсичности отработавших газов может периодически перенастраиваться посредством приведения в действие по меньшей мере одного цилиндра двигателя в пределах конкретного топливо/воздушного соотношения. Фиг. 2-3 показывают варианты осуществления устройства очистки отработавших газов, которое обмотано проводом для того, чтобы целостность провода могла контролироваться, и ухудшение характеристик устройства очистки отработавших газов могло определяться, как будет подробнее описано ниже.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления во в коллекторе, MAP, с датчика 122. Сигнал числа оборотов двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленным числом оборотов двигателя, может давать оценку заряда (включая воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118, который также используется в качестве датчика числа оборотов двигателя, может вырабатывать предопределенное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала.

Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

В одном из примеров, система очистки отработавших газов включает в себя датчик, присоединенный к проводу, обмотанному вокруг наружной стороны устройства очистки отработавших газов, и в сообщении с контроллером 12. Датчик может контролировать электрическую целостность провода, например, отправлять сигнал в контроллер, когда целостность провода снижена или нарушена, что может происходить, когда возникает ухудшение характеристик, такое как растрескивание, устройства очистки отработавших газов. Таким образом, код неисправности может устанавливаться в контроллере, и ухудшение характеристик устройства очистки отработавших газов может указываться для того, чтобы был извещен водитель транспортного средства.

Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и каждый цилиндр может аналогичным образом включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, свечу зажигания, и т.д.

Фиг. 2 показывает примерный вариант осуществления керамического брикета 202, например, который может быть компонентом устройства 70, описанного выше со ссылкой на фиг. 1. Устройство очистки отработавших газов может включать в себя один или более керамических брикетов, например, таких как керамический брикет 202. В примерном варианте осуществления по фиг. 2, ухудшение характеристик керамического брикета 202 может определяться на основании провода 204, обмотанного вокруг наружной периферии керамического брикета 202.

Керамический брикет 202, например, может быть частью каталитического нейтрализатора или сажевого фильтра. В качестве примера, керамический брикет 202 может быть покрыт тонким покрытием, таким как тонкое покрытие оксида алюминия или тонкое покрытие металлов платиновой группы. По существу, керамический брикет 202 может быть основой, в которой реакции, которые сокращают выделение продуктов сгорания с отработавшими газами, облегчаются посредством тонкого покрытия. Кроме того, керамический брикет 202 может иметь сотовидную конфигурацию. Когда керамический брикет с сотовидной конфигурацией растрескивается, брикет может смещаться, или куски разрушенного брикета могут перемещаться, так что керамический брикет становится засоренным, давая в результате повышенное противодавление в системе двигателя и сниженные характеристики двигателя. Как будет подробнее описано ниже со ссылкой на фиг. 3, керамический брикет 202 может быть окружен изолирующим матом, который удерживает керамический брикет на месте и защищает керамический брикет, чтобы снижать вероятность ухудшения характеристик керамического брикета.

Дополнительно, как изображено на фиг. 2, наружная сторона керамического брикета 202 обмотана одиночным проводом 204 для того, чтобы ухудшение характеристик керамического брикета 202 могло контролироваться посредством контроля электрической целостности провода 204. Провод 204 непрерывно обмотан вокруг наружной периферии керамического брикета 202 в спиральной конфигурации для того, чтобы одиночный провод мог использоваться наряду с максимизацией площади поверхности керамического брикета в соприкосновении с проводом. В качестве неограничивающего примера, расстояние 206, или шаг, между витками спиральной конфигурации, например, может иметь значение между 1 см и 2 см. В других примерах, витки могут иметь другое подходящее расстояние, такое как меньшее, чем 1 см, или большее, чем 2 см. В еще одном примере, шаг может быть по меньшей мере частично зависящим от диаметра керамического брикета. Например, по мере того, как увеличивается диаметр, может возрастать шаг. В качестве еще одного примера, отношение шага витков к диаметру, например, может находиться в пределах диапазона от 1/10 до 1/100. В некоторых примерах, шаг витков может быть нелинейным. Например, так как определенные положения по длине керамического брикета могут быть более восприимчивыми к растрескиванию, провод может обматываться плотнее вокруг керамического брикета в такой области. По существу, шаг витков может увеличиваться, а затем, уменьшаться (или наоборот) вдоль направления потока через керамический брикет. Кроме того, в примерном варианте осуществления, изображенном на фиг. 2, спиральная конфигурация включает в себя шесть витков. Количество витков не ограничено шестью, однако, количество витков так же может зависеть от требуемого расстояния витков и длины керамического брикета.

В других вариантах осуществления, множество проводов может быть обмотано вокруг наружной периферии керамического брикета. В некоторых примерах, провод или провода могут быть по меньшей мере частично встроены в керамический брикет. В таком примере, провод(а) может быть встроен в керамический материал, когда формируется брикет. В вариантах осуществления, в которых устройство очистки отработавших газов включает в себя более чем один керамический брикет, например, каждый из керамических брикетов может быть обмотан одним или более проводов для того, чтобы каждый из керамических брикетов мог контролироваться касательно ухудшения характеристик.

Продолжая по фиг. 2, первый конец 208 провода 204 тянется от конца керамического брикета 202 для того, чтобы первый конец 208 мог присоединяться к датчику, который контролирует целостность провода, как описано ниже со ссылкой на фиг. 3. Второй конец 210 провода 204 проходит поверх витков спиральной конфигурации и тянется от того же самого конца керамического брикета 202 для того, чтобы второй конец 210 мог быть присоединен к тому же датчику, что и первый конец 208. В такой конфигурации, провод 204 может быть изолирован, например, по меньшей мере в местах, где второй конец 210 провода 204 пересекает витки провода 204.

Фиг. 3 показывает принципиальную схему примерного варианта осуществления устройства 200 очистки отработавших газов, включающего в себя керамический брикет 202, расположенный в кожухе 212. В некоторых примерах, кожух 212 может включать в себя один керамический брикет. В других примерах, кожух 212 может включать в себя множество керамических брикетов. Кожух 212, например, может быть сделан из нержавеющей стали и может быть присоединен к выпускному каналу двигателя для того, чтобы отработавшие газы поступали с одной стороны кожуха 212, проходили через керамический брикет 202 и выходили с противоположной стороны кожуха 212.

Керамический брикет 202 может удерживаться на месте в кожухе 212 посредством изолирующего мата 214. Например, как показано, мат 214 расположен между наружной поверхностью керамического брикета 202 и внутренней поверхностью кожуха 212 и окружает периферию керамического брикета 202. Мат 214 может быть выполнен с возможностью поглощения температурных и/или механических ударов для того, чтобы ослаблялось ухудшение характеристик керамического брикета 202. Например, посредством поглощения механических ударов, может снижаться растрескивание керамического брикета 202. В примерном варианте осуществления по фиг. 3, мат 214 дополнительно выполнен с возможностью изолирования провода, обмотанного вокруг керамического брикета 202, от вхождения в контакт с кожухом 212. Кроме того, мат 214 расположен для того, чтобы провод 204 не соприкасался с отработавшими газами, протекающими через кожух 212.

Первый и второй концы 208 и 210 провода 204 продолжаются из керамического брикета 202 и проходят через керамический изолятор 216. Керамический изолятор 216, например, может быть припаян твердым припоем или прикреплен цементом к бобышкам 218, которые приварены в кожухе 212. Таким образом, провод 204 может продолжаются наружу из кожуха 212, не соприкасаясь с кожухом 212.

За пределами кожуха 212, первый и второй концы 208 и 210 провода 204 присоединены к датчику 220. Датчик 220 выполнен с возможностью электрического соединения концов провода 204 для того, чтобы могла контролироваться целостность провода 204. В одном из примеров, датчик 220 может электрически соединять концы провода 204 и измерять сопротивление в цепи. Если сопротивление является большим, чем пороговое сопротивление, может указываться пониженная целостность. Датчик 220 может быть сообщаться с контроллером, таким как контроллер 12, описанный выше со ссылкой на фиг. 1 для того, чтобы могло указываться ухудшение характеристик керамического брикета. Например, целостность провода 204 может уменьшаться или нарушаться, когда керамический брикет 202 трескается, давая в результате ухудшение характеристик провода 204.

В некоторых вариантах осуществления, таких как показанные на фиг. 3, резистор 222 может быть присоединен к проводу 204. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, резистор 222 присоединен к первому концу 208 провода 204, однако, в других вариантах осуществления, резистор 222 может быть присоединен к второму концу 210 провода 204. В некоторых примерах, больше чем один резистор может быть присоединен к проводу 204. Резистор 222, например, может быть частью резистивного нагревателя, который использует ток 224 аккумуляторной батареи из аккумуляторной батареи двигателя для нагревания провода 204. Посредством нагревания провода 204, керамический брикет 202 может разогреваться во время условий, таких как холодный запуск двигателя, когда температура керамического брикета 202 является меньшей, чем пороговая температура, как будет подробнее описано ниже со ссылкой на фиг. 5.

Таким образом, провод может быть непрерывно обмотан вокруг наружной периферии керамического брикета устройства очистки отработавших газов. Провод может быть обмотан в спиральной конфигурации для того, чтобы одиночный провод мог использоваться наряду с покрытием большей площади поверхности устройства очистки отработавших газов. Когда возникает ухудшение характеристик устройства очистки отработавших газов, такое как растрескивание, также может происходить ухудшение характеристик провода. По существу, посредством контроля целостности провода с помощью датчика целостности, может определяться ухудшение характеристик каталитического нейтрализатора. Кроме того, провод дополнительно может применяться для разогрева устройства очистки отработавших газов, когда резистивный нагреватель присоединен к проводу.

Фиг. 4 и 5 показывают блок-схемы последовательностей операций способа, иллюстрирующие процедуру для устройства очистки отработавших газов, такого как каталитический нейтрализатор или сажевый фильтр, которое включает в себя керамический брикет, обмотанный проводом, такой как керамический брикет 202, обмотанный проводом 204, описанные выше со ссылкой на фиг. 2 и 3. Фиг. 4 показывает процедуру для определения ухудшения характеристик устройства очистки отработавших газов наряду с тем, что фиг.5 показывает процедуру для разогрева устройства очистки отработавших газов во время условий холодного запуска двигателя. Фиг. 4 и 5 описаны со ссылкой на керамический брикет в качестве каталитического нейтрализатора. Однако, следует понимать, что процедуры могут применяться к любому керамическому брикету, который образует устройство очистки отработавших газов, такое как каталитический нейтрализатор, сажевый фильтр, или тому подобное. Кроме того, следует понимать, что процедуры, описанные со ссылкой на фиг. 4 и 5, могут выполнятся посредством того же самого контроллера и могут выполняться в один и тот же или разные моменты времени.

Фиг. 4 показывает процедуру 400 для определения ухудшения характеристик каталитического нейтрализатора, такого как каталитический нейтрализатор, который включает в себя один или более керамических брикетов, каждый обмотан проводом. Более точно, процедура 400 указывает ухудшение характеристик каталитического нейтрализатора на основании электрической целостности провода, обмотанного вокруг наружной стороны керамического брикета.

На 402 процедуры 400, сигнал целостности принимается с датчика. Как описано выше, например, датчик может электрически соединять два конца провода и определять сопротивление цепи. Когда сопротивление цепи является большим, чем пороговое сопротивление, может указываться ухудшение характеристик провода. Пороговое сопротивление, например, может меняться на основании материала провода, или тому подобного.

На 404, определяется, уменьшена ли или нарушена целостность провода 16. Например, так как провод является прилегающим к каталитическому нейтрализатору, если каталитический нейтрализатор растрескивается, провод может обрываться, давая в результате сниженную или нарушенную целостность провода. Если определено, что целостность не снижена и не нарушена, процедура 400 переходит на 410, и продолжается задействование тока.

С другой стороны, если определено, что целостность снижена или нарушена, указывается ухудшение характеристик каталитического нейтрализатора. Например, код неисправности может устанавливаться в контроллере. Как только код неисправности установлен, индикаторная лампа нарушения нормального функционирования может быть включена для того, чтобы водитель транспортного средства извещался о каталитическом нейтрализаторе с ухудшенными характеристиками.

На 408 процедуры 400, рабочий параметр настраивается в ответ на указание ухудшение характеристик каталитического нейтрализатора. Рабочим параметром двигателя может быть число оборотов двигателя, нагрузка двигателя, скорость транспортного средства, и т.д. Например, система двигателя может входить в режим управления следствиями состояния отказа (FMEM) или режим медленного движения к месту ремонта или стоянки для того, чтобы транспортное средство могло продолжать работать, однако, эксплуатационные качества и/или возможности вождения могут быть уменьшены. В одном из примеров, могут быть уменьшены число оборотов двигателя и/или предельное число оборотов двигателя. В еще одном примере, может быть снижена скорость транспортного средства. Таким образом, эксплуатационные качества транспортного средства могут быть снижены, однако, водитель транспортного средства по-прежнему может вести транспортное средство в центр технического обслуживания, или тому подобное для того, чтобы каталитический нейтрализатор мог быть заменен. Кроме того, один или более параметров двигателя могут настраиваться для того, чтобы пониженный уровень регулируемых выбросов выпускался из двигателя.

Таким образом, может контролироваться целостность провода, обмотанного вокруг наружной периферии каталитического нейтрализатора. Когда целостность провода понижена или ухудшена, ухудшение характеристик каталитического нейтрализатора может указываться, и может извещаться водитель транспортного средства. Кроме того, один или более рабочих параметров двигателя могут настраиваться для того, чтобы эксплуатация двигателя по-прежнему могла выполняться с уменьшенными выбросами и/или пониженными характеристиками до тех пор, пока не заменен каталитический нейтрализатор.

Продолжая по фиг. 5, показана процедура 500 для разогрева каталитического нейтрализатора, такого как каталитический нейтрализатор, который включает в себя керамический брикет, обмотанный проводом, как описано выше. Более точно, процедура 500 определяет, нужно ли прогреваться каталитическому нейтрализатору во время холодного запуска двигателя и соответственно разогревает каталитический нейтрализатор.

На 502 процедуры 500, определяется, находится ли двигатель в условиях холодного запуска. Например, может определяться, что двигатель находится в холодном запуске, если температура охлаждающей жидкости является меньшей, чем пороговая температура, или если продолжительность после последнего заглушения двигателя является большим, чем пороговая длительность. Если определено, что двигатель не находится в условиях холодного запуска, процедура 500 переходит на 512, и продолжается текущая работа.

С другой стороны, если определено, что двигатель находится в условиях холодного запуска, процедура 500 переходит на 504, где определяется, является ли температура каталитического нейтрализатора меньшей, чем пороговая температура. Пороговая температура, например, может быть температурой, до которой прогревается каталитический нейтрализатор, и могут происходить реакции, которые снижают регулируемые выбросы, такие как NO_x. Если определено, что температура каталитического нейтрализатора является большей, чем пороговая температура, процедура 500 переходит на 512, и продолжается текущая работа.

Взамен, если определено, что температура каталитического нейтрализатора является меньшей, чем пороговая температура, процедура продолжается до 506, где включается нагреватель. Как описано выше со ссылкой на фиг. 3, провод, обмотанный вокруг наружной стороны каталитического нейтрализатора может включать в себя резистивный нагреватель. В таком пример, ток может подводиться к резистивной головке от аккумуляторной батареи транспортного средства.

На 508, определяется, является ли температура каталитического нейтрализатора большей, чем пороговая температура. Если температура каталитического нейтрализатора не является большей, чем пороговая температура, нагреватель продолжает разогревать каталитический нейтрализатор. С другой стороны, если определено, что температура каталитического нейтрализатора является большей, чем пороговая температура, нагреватель отключается на 510 процедуры 500.

Таким образом, провод, обмотанный вокруг каталитического нейтрализатора для контроля электрической целостности каталитического нейтрализатора, дополнительно может использоваться для разогрева каталитического нейтрализатора во время условий холодного запуска для боле быстрого прогрева каталитического нейтрализатора. Например, резистивный нагреватель может включаться в ответ на температуру каталитического нейтрализатора, меньшую чем пороговая температура, и задействоваться до тех пор, пока каталитический нейтрализатор не достигает пороговой температуры.

Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Конкретные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Аналогичным образом, порядок обработки не требуется обязательно для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.

Следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, противоположно установленному 4-цилиндровому, и другим типам двигателя. Предмет настоящей полезной модели включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.

Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке.

Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет настоящей полезной модели.

1. Система для диагностирования ухудшения характеристик компонента системы очистки отработавших газов, содержащая:

каталитический нейтрализатор;

провод, обмотанный вокруг наружной стороны каталитического нейтрализатора; и

датчик, выполненный с возможностью электрического соединения концов провода и контролирования электрической целостности провода.

2. Система по п.1, в которой провод обмотан в спиральной конфигурации.

3. Система по п.2, в которой расстояние между витками спиральной конфигурации составляет между 1 см и 2 см.

4. Система по п.3, в которой один конец провода проходит поверх витков спиральной конфигурации без осуществления электрического контакта витков спиральной конфигурации, причем оба конца провода продолжаются от одного и того же конца каталитического нейтрализатора.

5. Система по п.1, дополнительно содержащая резистор, присоединенный к проводу и выполненный с возможностью нагревания каталитического нейтрализатора во время холодного запуска двигателя.

6. Система по п.1, в которой периферия каталитического нейтрализатора окружена матом, расположенным между наружной поверхностью каталитического нейтрализатора и внутренней поверхностью кожуха каталитического нейтрализатора и выполненным с возможностью изолирования провода от осуществления контакта с кожухом каталитического нейтрализатора.

7. Система по п.1, в которой каталитический нейтрализатор образован из керамического брикета.

8. Система по п.1, в которой провод соприкасается с наружной стороной каталитического нейтрализатора.

9. Система выпуска отработавших газов, содержащая:

каталитический нейтрализатор, расположенный в выпускном канале двигателя;

провод, обмотанный вокруг наружной периферии каталитического нейтрализатора;

датчик, выполненный с возможностью электрического соединения концов провода и контролирования электрической целостности провода; и

контроллер, сообщающийся с датчиком и выполненный с возможностью указания ухудшения характеристик каталитического нейтрализатора, когда снижена электрическая целостность провода, и регулирования рабочего параметра в ответ на указание ухудшения характеристик.

10. Система по п.9, в которой указание ухудшения характеристик включает одно или более из установки кода неисправности в контроллере и включение индикаторной лампы.

11. Система по п.9, в которой провод обмотан вокруг наружной периферии каталитического нейтрализатора в спиральной конфигурации, и один конец провода проходит поверх витков спиральной конфигурации, не осуществляя электрический контакт с витками, причем оба конца провода продолжаются от одного и того же конца каталитического нейтрализатора.

12. Система по п.11, в которой по меньшей мере часть провода изолирована так, чтобы один конец провода, который проходит поверх витков спиральной конфигурации, не осуществлял электрический контакт с витками спиральной конфигурации.

13. Система по п.9, в которой провод дополнительно включает резистор, а контроллер дополнительно выполнен с возможностью подведения тока к резистору для нагревания провода для разогрева каталитического нейтрализатора, когда температура каталитического нейтрализатора меньше пороговой температуры.