DE112008000696T5

DE112008000696T5 - Gerät, System und Verfahren zur Feststellung der Rißbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112008000696T5
Application number: DE112008000696T
Authority: DE
Inventors: Thomas M. Columbus Yonushonis; Randall J. Columbus Stafford; Edgar Lenior City Lara-Curzio; Amit Knoxville Shyam
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2010-04-29
Also published as: WO2008115664A1; US7701231B2; CN101711365B; US20090108856A1; CN101711365A

Abstract

Gerät zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung, wobei das Gerät Folgendes umfasst:
eine Nachbehandlungsvorrichtung, umfassend ein Substrat und eine Substratoberfläche;
ein leitfähiges Material, das mindestens einen Leitungsweg bildet, der mit der Substratoberfläche verbunden ist;
eine Vielzahl von Zugangsstellen, die leitfähig mit dem mindestens einen Leitungsweg gekoppelt sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft Nachbehandlungsvorrichtungen zur Behandlung von Motorabgasströmen und betrifft insbesondere die Feststellung von physischen Defekten Nachbehandlungsvorrichtungen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Emmissionsbestimmungen für Verbrennungsmotoren haben sich in den letzten Jahren schnell geändert. Um den neuen Bestimmungen zu genügen mussten viele Motorhersteller Nachbehandlungsvorrichtungen einbauen, um die Emissionen in den Abgasen zu verringern oder die Abgase vorbehandeln, um andere Nachbehandlungsvorrichtungen zu unterstützen. Zum Beispiel entfernen Partikelfilter den Ruß aus den Abgasen eines Dieselmotors, und Diesel-Oxidationskatalysatoren werden manchmal verwendet, um im Abgas eine Temperatur zu erzeugen, um einen Partikelfilter bei der Oxidierung von Ruß aus dem Filter zu unterstützen.
Die meisten Nachbehandlungsvorrichtungen durchlaufen während des Betriebs des Motors Temperaturzyklen. Die Temperaturzyklen können absichtlich erfolgen, z. B. während der Entfernung von Ruß aus einem Partikelfilter, oder unbeabsichtigt, z. B. wenn der Motor große Veränderungen bei der erforderlichen Belastung für den Motor durchläuft. Da die Nachbehandlungsvorrichtungen Temperaturzyklen durchlaufen, erzeugen sie innerhalb der Vorrichtung ein Temperaturgefälle. Das Temperaturgefälle innerhalb der Vorrichtung kann Spannungen erzeugen und mit der Zeit dazu führen, dass die Nachbehandlungsvorrichtung versagt.
Ein Defekt aufgrund einer Spannung innerhalb einer Nachbehandlungsvorrichtung wie z. B. ein Riss in der Wand der Nachbehandlungsvorrichtung kann besonders schwer festzustellen sein. Es gibt keine direkten Messungen, die routinemäßig in Echtzeit für Anwendungen verwendet werden, um derartige Defekte festzustellen. Auch wenn eine Nachbehandlungsvorrichtung gewartet wird, ist es für einen Wartungstechniker schwierig, einen derartigen Defekt festzustellen, auch wenn der Techniker einen Grund dafür hat, danach zu suchen.
Die Nachbehandlungsvorrichtung umfasst typischerweise einen Kern – wie z. B. Cordierit oder Siliziumkarbid – eingewickelt in Maschen, die den Kern festhält, und die ganze Vorrichtung ist typischerweise von einer ”Dose” aus Blech und/oder Edelstahl abgedeckt. Ein Spannungsdefekt an einer Vorrichtung tritt im Kern auf, typischerweise als radiale Rissbildung um die Oberfläche des Kerns, und ist für einen Techniker, der die Vorrichtung lediglich handhabt, nicht sichtbar. Daher verlassen sich die gegenwärtigen Anordnungen zur Feststellung von Defekten entweder auf Ultraschall oder eine spezielle visuelle Überprüfung, um zu ermitteln, ob ein Nachbehandlungsbestandteil versagt hat.
Anordnungen zum Nachweis durch Ultraschall sind aufgrund der absichtlich porösen Beschaffenheit der Nachbehandlungsvorrichtungen und der Lücken in den umgebenden Maschen problematisch. Die Ultraschallfrequenz muss so niedrig sein (wodurch ein Bild mit niedriger Auflösung entsteht), und die Nachbehandlungsvorrichtungen sind so schlecht für die Ultraschallanalyse konfiguriert, dass oft nur die katastrophalsten Defekte festgestellt werden können. Einige Nachbehandlungsvorrichtungen erfüllen jedoch ihre Funktion nicht mehr – was bedeuten kann, dass vorschriftsmäßige Emissionsschwellen nicht eingehalten werden –, wenn sie nur einige kleinere Risse um die Vorrichtung aufweisen.
Spezielle visuelle Überprüfungen erfordern optische Geräte, die es dem Techniker ermöglichen, das Innere von Kanälen innerhalb der Nachbehandlungsvorrichtung zu sehen. Die Kanäle der Vorrichtung können mit Ruß und/oder Teilchen besetzt sein, wodurch die Überprüfung schwierig oder unmöglich gemacht wird. Eine minimale Kontrolle der Vorrichtung kann die Kontrolle von Hunderten von Kanälen um den Umfang einer Nachbehandlungsvorrichtung durch wiederholtes Einführen eines Werkzeugs erfordern, das entworfen wurde, um in Kanäle zu passen, die mit 200–300 Zellen pro Inch gefüllt sind. Der Überprüfungsvorgang kann die Nachbehandlungsvorrichtung beschädigen und ist unter den günstigsten Umständen zeitraubend und kostspielig.
Diese Einschränkungen der gegenwärtigen Technologie führen dazu, dass die Defekte einer Nachbehandlungsvorrichtung nur entdeckt werden, wenn ein Techniker einen speziellen Grund hat, einen Defekt zu vermuten, wenn beträchtliche Kosten aufgewandt werden und oft nur, nachdem das Versagen einer Vorrichtung weit über einer Schwelle ihrer Funktionsbestimmung liegt. Diese Einschränkungen führen auch zu den Risiken in Verbindung mit Nachbehandlungsvorrichtungen mit verborgenen Defekten. Zum Beispiel kann ein Serviceunternehmen Nachbehandlungsvorrichtungen reinigen und sie gegen eine verschmutzte Nachbehandlungsvorrichtung in einem Kundenfahrzeug austauschen. Beim gegenwärtigen Stand der Technologie besteht ein bedeutendes Risiko, dass eine der ausgetauschten Nachbehandlungsvorrichtungen einen Spannungsdefekt aufweisen kann, wodurch entweder der Kunde oder das Serviceunternehmen benachteiligt wird, je nachdem, welche Vorrichtung versagt hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgrund der vorausgegangenen Erörterung macht der Anmelder geltend, dass ein Bedarf für ein Gerät, ein System und ein Verfahren besteht, das die Rissbildung innerhalb einer Nachbehandlungsvorrichtung bei minimalen Kosten und bei minimalem Aufwand feststellt. Vorteilhafterweise würde ein derartiges Gerät, System und Verfahren die Rissbildung bei einer passive Kontrolle, ohne Dazutun eines Technikers, feststellen.
Die vorliegende Erfindung wurde als Antwort auf den gegenwärtigen Stand der Technik entwickelt, und insbesondere als Antwort auf die Probleme und Anforderungen im Stand der Technik, die noch nicht vollständig von den gegenwärtig verfügbaren Filtersystemen gelöst wurden. Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung entwickelt, um ein Gerät, System und Verfahren für die Feststellung von Rissen in einem Partikelfilter bereitzustellen, die viele oder alle der oben erörterten Unzulänglichkeiten des Standes der Technik überwinden.
Es wird ein Gerät zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung offenbart. Das Gerät kann eine Nachbehandlungsvorrichtung umfassen, die ein Substrat und eine Substratoberfläche umfasst. Das Gerät kann weiter ein leitfähiges Material umfassen, das mindestens einen Leitungsweg bildet, der mit der Substratoberfläche verbunden ist, und mindestens zwei Zugangsstellen, die leitfähig mit dem/n Leitungsweg(en) gekoppelt sind. Der/Die Leitungsweg(e) kann/können einen Aufkleber umfassen, der auf die Substratoberfläche aufgebracht ist, und/oder einen leitfähigen Weg, der auf die Substratoberfläche aufgedruckt ist.
Das Gerät kann einen Regler umfassen, der ein Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung erzeugt, basierend auf einem Widerstandswert zwischen mindestens zwei der Zugangsstellen. Der Regler kann eine Vielzahl von Modulen umfassen, die konfiguriert sind, um funktionell die Erzeugung eines Etiketts der Verschlechterung der Vorrichtung durchzuführen. Der Regler kann ein Widerstandsmodul, ein Verschlechterungsmodul und ein Etikettiermodul aufweisen Der Regler kann auch ein Modul zur Feststellung von Ereignissen und ein Modul der Vorgeschichte der Rissbildung aufweisen.
Das Widerstandsmodul kann konfiguriert werden, um einen Widerstandswert zwischen mindestens zwei der Vielzahl von Zugangsstellen zu interpretieren. Das Verschlechterungsmodul kann konfiguriert werden, um mindestens einen Verschlechterungswert für die Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf dem Widerstandwert zu ermitteln. Das Etikettiermodul kann konfiguriert werden, um ein Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung für die Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf dem mindestens einen Verschlechterungswert zu erzeugen. Das Modul zur Feststellung von Ereignissen kann konfiguriert werden, um das Auftreten eines Verschlechterungsereignisses basierend auf dem mindestens einen Verschlechterungswert zu ermitteln, und das Modul der Vorgeschichte der Rissbildung kann konfiguriert werden, um einen Verschlechterungswert vor dem Ereignis und einen Verschlechterungswert nach dem Ereignis in Antwort auf jedes Auftreten des Verschlechterungsereignisses zu speichern. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann das Modul der Vorgeschichte der Rissbildung konfiguriert werden, um eine Vielzahl von Verschlechterungswerten in spezifischen Zeitintervallen zu speichern.
Es wird ein Verfahren zur Feststellung von Brüchen in einer Nachbehandlungsvorrichtung offenbart. Das Verfahren kann die Bereitstellung eines Gerätes umfassen, umfassend: eine Nachbehandlungsvorrichtung, umfassend ein Substrat und eine Substratoberfläche, ein leitfähiges Material, das mindestens einen Leitungsweg bildet, der mit der Substratoberfläche verbunden ist, und eine Vielzahl von Zugangsstellen, die leitfähig mit dem mindestens einen Leitungsweg gekoppelt sind. Das Verfahren kann weiter die Messung mindestens eines Widerstandswertes zwischen zwei der Vielzahl von Zugangsstellen und die Ermittlung mindestens eines Verschlechterungswertes für die Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf dem mindestens einen Widerstandswert umfassen In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann der Verschlechterungswert einen Rissausbreitungsindex umfassen.
Es wird ein System zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung offenbart. Das System kann einen Verbrennungsmotor umfassen, der Abgas als ein Nebenprodukt des Betriebs erzeugt. Das System kann weiter ein Gerät zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung einschließen. Der Regler im Gerät kann ein elektronisches Steuermodul (ECM) und/oder ein Wartungswerkzeug umfassen, konfiguriert, um ein Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung basierend auf einem Widerstandswert zu erzeugen. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann ein Wartungstechniker einen Widerstandwert ermitteln, indem er einen Widerstand auf mindestens zwei Zugangsstellen misst, und ein Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung basierend auf dem Widerstandwert identifizieren.
Der Verweis in dieser ganzen Beschreibung auf Merkmale, Vorteile oder ähnliche Ausdrücke bedeutet nicht, dass alle der Merkmale und Vorteile, die mit der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, in jedem einzelnen Ausführungsbeispiel der Erfindung vorhanden sein sollten oder sind. Vielmehr wird davon ausgegangen, dass Ausdrücke, die sich auf die Merkmale und Vorteile beziehen, bedeuten, dass ein spezifisches Merkmal, ein spezifischer Vorteil oder eine spezifische Eigenschaft, die in Verbindung mit einem beliebigen Ausführungsbeispiel beschrieben wird, in mindestens einem bestimmten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingeschlossen ist. Somit kann sich, muss sich aber nicht notwendigerweise die Erörterung der Merkmale und Vorteile und ähnlicher Ausdrücke dieser ganzen Beschreibung auf das gleiche Ausführungsbeispiel beziehen.
Außerdem können die beschriebenen Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der Erfindung auf jede geeignete Weise in einem oder in mehreren Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Ein entsprechender Fachmann wird erkennen, dass die Erfindung ohne eines oder mehrere der spezifischen Merkmale oder Vorteile eines bestimmten Ausführungsbeispiels durchgeführt werden kann. In andern Fällen können zusätzliche Merkmale und Vorteile in bestimmten Ausführungsbeispielen erkannt werden, die möglicherweise nicht in allen Ausführungsbeispielen der Erfindung vorhanden sind.
Diese Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlicher oder sind aus der Durchführung der Erfindung, wie im Folgenden angegeben, zu erkennen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Damit die Vorteile der Erfindung leicht verstanden werden, wird durch Verweis auf spezifische Ausführungsbeispiele, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden, eine ausführlichere Beschreibung der Erfindung, die oben kurz beschrieben wurde, wiedergegeben. Ausgehend von der Tatsache, dass diese Zeichnungen nur typische Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen und daher nicht als für ihren Schutzumfang einschränkend zu betrachten sind, wird die Erfindung mit zusätzlichen Konkretisierungen und Einzelheiten durch die Verwendung der begleitenden Zeichnungen beschrieben und erklärt, in denen:
1 eine Veranschaulichung ist, die ein bestimmtes Ausführungsbeispiel eines Systems zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine Veranschaulichung ist, die ein bestimmtes Ausführungsbeispiel eines Reglers zur Ermittlung eines Verschlechterungswertes einer Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf einem Widerstandswert gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 eine Veranschaulichung ist, die ein bestimmtes Ausführungsbeispiel eines Gerätes zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 eine Veranschaulichung ist, die ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Gerätes zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 eine Veranschaulichung ist, die ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Gerätes zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 eine Veranschaulichung ist, die ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Gerätes zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
7A ein Diagramm ist, das ein bestimmtes Ausführungsbeispiel darstellt, das einen Widerstandswert gemäß der vorliegenden Erfindung interpretiert;
7B eine Veranschaulichung ist, die ein bestimmtes Ausführungsbeispiel einer Vielzahl von parallelen Leitungswegen, das ausgebreitete Risse darstellt, gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ein schematisches Ablaufdiagramm ist, das ein bestimmtes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Feststellung von Brüchen in einer Nachbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
9 ein schematisches Ablaufdiagramm ist, das ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Feststellung von Brüchen in einer Nachbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist leicht zu sehen, dass die Bestandteile der vorliegenden Erfindung, wie allgemein beschrieben und in den Figuren hierin veranschaulicht, in einer großen Anzahl von verschiedenen Konfigurationen angeordnet und entworfen werden können. Somit ist nicht beabsichtigt, dass die folgende, detailliertere Beschreibung der Ausführungsbeispiele des Gerätes, Systems und Verfahrens der vorliegenden Erfindung, wie in 1 bis 9 dargestellt, den Schutzumfang der Erfindung, wie beansprucht, einschränkt, sondern sie ist lediglich stellvertretend für ausgewählte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Der Verweis in dieser ganzen Beschreibung auf „ein bestimmtes Ausführungsbeispiel” oder „ein beliebiges Ausführungsbeispiel” bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Eigenschaft, die im Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben wird, in mindestens einem bestimmten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingeschlossen ist. Somit beziehen sich das Auftreten der Ausdrücke „in einem bestimmten Ausführungsbeispiel” oder „in einem beliebigen Ausführungsbeispiel” an verschiedenen Stellen in dieser ganzen Beschreibung nicht immer notwendigerweise auf das gleiche Ausführungsbeispiel.
Außerdem können die beschriebenen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften auf jede geeignete Weise in einem oder in mehreren Ausführungsbeispielen kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten bereitgestellt, wie Beispiele von Materialien, Befestigungsmitteln, Größen, Längen, Breiten, Formen usw., um ein gründliches Verständnis der Ausführungsbeispiele der Erfindung bereitzustellen. Ein entsprechender Fachmann wird jedoch erkennen, dass die Erfindung ohne eines oder mehrere der spezifischen Einzelheiten oder mit anderen Verfahren, Bestandteilen Materialien usw. durchgeführt werden kann. In anderen Fällen werden gut bekannte Strukturen, Materialien oder Vorgänge nicht gezeigt oder in Einzelheiten beschrieben, um verwirrende Gesichtspunkte der Erfindung zu vermeiden.
1 ist eine Veranschaulichung, die ein bestimmtes Ausführungsbeispiel eines Systems 100 zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das System 100 umfasst einen Verbrennungsmotor 102, der Abgas 104 als ein Nebenprodukt des Betriebs erzeugt. Zum Beispiel kann der Motor 102 ein Dieselmotor 102 sein. Das System 100 umfasst weiter eine Nachbehandlungsvorrichtung 106, die konfiguriert ist, um das Abgas 104 zu behandeln. Zum Beispiel kann die Nachbehandlungsvorrichtung 102 einen Partikelfilter umfassen, der konfiguriert ist, um Partikel aus dem Abgas 104 zu entfernen. Die Nachbehandlungsvorrichtung 102 kann ein Substrat und eine Substratoberfläche umfassen. Das Substrat kann einen keramischen Kern des Partikelfilters umfassen, und die Substratoberfläche kann die Außenfläche des keramischen Kerns umfassen. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann die Nachbehandlungsvorrichtung 106 einen Diesel-Oxidationskatalysator, einen NO_x-Adsorptionskatalysator und/oder andere Nachbehandlungsvorrichtungen 106, die im Stand der Technik bekannt sind, umfassen.
Das System 100 umfasst weiter ein leitfähiges Material, das mindestens einen Leitungsweg bildet, der mit der Substratoberfläche verbunden ist, und eine Vielzahl von Zugangsstellen 108, die leitfähig mit dem mindestens einen Leitungsweg gekoppelt sind. Das System 100 kann weiter einen Regler 110 umfassen, der Teil eines elektrischen Steuermoduls (ECM) und/oder eines Wartungswerkzeuges ist. Der Regler 110 kann konfiguriert werden, um einen Widerstandswert auf dem/den Leitungsweg(en) zu interpretieren und einen Verschlechterungswert basierend auf dem Widerstandswert zu ermitteln. Der Widerstandswert auf dem/den Leitungsweg(en) kann einen Widerstand zwischen zwei der Zugangsstellen 108 umfassen. Das ECM kann weiter konfiguriert werden, um eine Fehleranzeige basierend auf dem Verschlechterungswert einzustellen. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel umfasst das ECM auch einen Regler für den Motor 102. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel misst ein Techniker (nicht gezeigt) mindestens einen Widerstandswert zwischen zwei der Vielzahl von Zugangsstellen 108 und schaut den/die gemessenen Widerstandswert(e) in einer Tabelle nach, um mindestens einen Verschlechterungswert für die Nachbehandlungsvorrichtung 106 basierend auf dem/den Widerstandswert(en) zu ermitteln.
2 ist eine Veranschaulichung, die ein bestimmtes Ausführungsbeispiel eines Reglers 110 zur Ermittlung eines Verschlechterungswertes einer Nachbehandlungsvorrichtung 106 basierend auf einem Widerstandswert gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Regler 110 kann ein Widerstandsmodul 206 umfassen, das konfiguriert ist, um einen Widerstandswert 204 auf dem/den Leitungsweg(en) zu interpretieren. Das Widerstandsmodul 202 kann den Widerstandswert 204 durch das Ablesen eines Widerstandswertes 204 aus einem Datenlink, durch die Interpretation eines elektronischen Signals wie z. B. einer Spannung als einen Widerstandswert, den Empfang eines Benutzer-Inputs oder eine andere Quelle, die nach dem Stand der Technik bekannt ist, interpretieren. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel ist der Regler 110 ein ECM, und das ECM interpretiert den Widerstandswert 204 durch Ablesen einer Spannung auf den Zugangsstellen 108, um den Widerstandswert 204 zu ermitteln (z. B. in einem Spannungsteilerkreislauf, der eine bekannte Versorgungsspannung und einen bekannten Pulldown-Widerstand verwendet).
Der Regler 110 kann weiter ein Verschlechterungsmodul 206 umfassen, das konfiguriert ist, um mindestens einen Verschlechterungswert 208 für die Nachbehandlungsvorrichtung 106 basierend auf dem Widerstandwert 204 zu ermitteln. Der/Die Verschlechterungswert(e) 208 kann/können eine quantitative oder qualitative Beschreibung des Verschlechterungsniveaus der Nachbehandlungsvorrichtung 106 umfassen. Zum Beispiel kann der Verschlechterungswert 208 die Anzeige „RISSIG” der Nachbehandlungsvorrichtung umfassen, wenn der Widerstandswert 204 einen offenen Kreislauf 204 anzeigt (z. B. definiert als eine minimale Schwelle des Widerstandswerts 204), und die Anzeige „OK” der Nachbehandlungsvorrichtung, wenn der Widerstandswert 204 keinen offenen Kreislauf anzeigt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Verschlechterungswert 208 einen Rissausbreitungsindex basierend auf dem Widerstandswert 204 umfassen. Wenn z. B. der Widerstandswert 204 anzeigt, dass 55% einer Vielzahl von Leitungswegen gegenwärtig einen offenen Kreislauf anzeigen, kann das Verschlechterungsmodul 206 den Rissausbreitungsindex auf fünfundfünfzig einstellen.
Der Regler 110 kann weiter ein Etikettiermodul 210 umfassen, das konfiguriert ist, um ein Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung 212 für die Nachbehandlungsvorrichtung 106 basierend auf dem/den Verschlechterungswert(en) 208 zu erzeugen. Das Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung 212 kann eine Anzeige der verbleibenden Lebensdauer und/oder des Verschlechterungszustandes der Nachbehandlungsvorrichtung 106 bereitstellen. Zum Beispiel kann das Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung 212 einen Wert aus der folgenden Liste umfassen: ”neu,” ”kleinere Verschlechterung,” ”größere Verschlechterung” und ”defekt”. Das Etikettiermodul 210 kann konfiguriert werden, um ein Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung 212 gemäß dem/den Verschlechterungswert(en) 208 und einer Verweistabelle (nicht gezeigt) auszuwählen.
Der Regler 110 kann weiter ein Modul der Vorgeschichte der Rissbildung 212 umfassen, das konfiguriert wird, um eine Vielzahl von Verschlechterungswerten 208 in spezifischen Zeitintervallen zu speichern. Zum Beispiel kann das Modul der Vorgeschichte der Rissbildung 212 konfiguriert werden, um am Ende jedes Tages einen Verschlechterungswert 208 zu speichern.
In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann der Regler 110 weiter ein Modul zur Feststellung eines Ereignisses 216 umfassen, und die Leitungswege können eine Vielzahl von parallelen Leitungswegen umfassen, die mindestens zwei der Zugangsstellen 108 miteinander verbinden. Das Modul zur Feststellung von Ereignissen 216 kann konfiguriert werden, um das Auftreten eines Verschlechterungsereignisses 218 basierend auf dem/den Verschlechterungswert(en) 208 zu ermitteln. Ein Verschlechterungsereignis 218 kann eine plötzliche Änderung der/des Verschlechterungswerte(s) 208, das Ereignis einer hohen Temperatur, dem die Nachbehandlungsvorrichtung 106 unterzogen wird, eine plötzliche Temperaturänderung, der die Nachbehandlungsvorrichtung 106 unterzogen wird, und/oder jede andere Änderung im System 100, die die Möglichkeit des Auftretens einer Verschlechterung der Nachbehandlungsvorrichtung 106 mit sich bringen kann, umfassen.
Das Modul der Vorgeschichte der Rissbildung 212 kann konfiguriert werden, um einen Verschlechterungswert vor dem Ereignis 220 und einen Verschlechterungswert nach dem Ereignis 222 in Antwort auf das Auftreten eines Verschlechterungsereignisses 218 zu speichern. Zum Beispiel kann das Modul der Vorgeschichte der Rissbildung 212 einen Rolling-Buffer von Verschlechterungswerten 208 speichern, umfassend einige Minuten der neueren Vorgeschichte der Verschlechterungswerte 208. Im Beispiel kann, wenn das Modul zur Feststellung eines Ereignisses 216 ein Verschlechterungsereignis 218 feststellt, das Modul der Vorgeschichte der Rissbildung 212 konfiguriert werden, um die Rolling-Buffer-Werte als einen Verschlechterungswert vor dem Ereignis 220 und einige Minuten der eingehenden Verschlechterungswerte als einen Verschlechterungswert nach dem Ereignis 220 zu speichern.
Die Zeitskala jedes Rolling-Buffer und/oder jeder entsprechenden Datenspeichertechnik sollte gemäß den Prioritäten von System 100 ausgewählt werden, wie von einem Fachmann für das bestimmte Ausführungsbeispiel von System 100 verstanden wird. Zum Beispiel sollte in einem System 100, in dem potenzielle Verschlechterungsereignisse 218 schnell auftreten – wie z. B. in einem System, das aggressive Regenerationstechniken erfordert, um die Temperatur in der Nachbehandlungsvorrichtung 106 zu entwickeln – das Modul der Vorgeschichte der Rissbildung 212 konfiguriert werden, um häufig Verschlechterungswerte 208 zu speichern. In einem System 100, in dem potenzielle Verschlechterungsereignisse 218 langsam auftreten – wie z. B. in einem System, das die Nachbehandlungsvorrichtung 106 passiv regeneriert – kann das Modul der Vorgeschichte der Rissbildung 212 für eine langsamere Speicherungsfrequenz der Verschlechterungswerte 208 konfiguriert werden, um Ressourcen des Reglers 110 zu sparen.
Der Regler 110 kann weiter ein Fehlermodul 224 umfassen, das konfiguriert ist, um eine Fehleranzeige 226 basierend auf dem mindestens einen Verschlechterungswert 208 einzustellen. Die Fehleranzeige 226 kann eine Warnlampe auf einem Fahrzeug aufleuchten lassen, die Datenspeicherung in einem ECM 110 für die Verwendung durch einen Wartungstechniker auslösen und Ähnliches.
3 ist eine Veranschaulichung, die ein bestimmtes Ausführungsbeispiel eines Gerätes 300 zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung 106 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Gerät umfasst eine Nachbehandlungsvorrichtung 106, die ein Substrat 302 und eine Substratoberfläche 304 umfasst. Das Substrat 302 kann einen keramischen Kern umfassen, und die Substratoberfläche 304 kann die Außenfläche des keramischen Kerns umfassen. Das Gerät 300 umfasst weiter ein leitfähiges Material, das mindestens einen Leitungsweg 306 bildet, der mit der Substratoberfläche 304 verbunden ist. Das Gerät 300 kann weiter eine Vielzahl von Zugangsstellen 108 umfassen, die leitfähig mit dem Leitungsweg 306 gekoppelt sind. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel ermittelt eine Widerstandskontrolle zwischen den Zugangsstellen 108 den Widerstand und die Kontinuität des Leitungsweges 306.
Der Leitungsweg 306 kann ein leitfähiges Material umfassen, das auf die Oberfläche 304 gedruckt ist – z. B. durch einen Tintenstrahldrucker während der Herstellung der Nachbehandlungsvorrichtung 106. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann der Leitungsweg 306 ein leitfähiges Material umfassen, das auf die Oberfläche 304 aufgemalt ist. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann der Leitungsweg 306 ein leitfähiges Material umfassen, das als Aufkleber angebracht wird – z. B. auf eine Maske aufgemalt oder gesprüht. Das leitfähige Material kann auf die Substratoberfläche 304 aufgebrannt werden, um das Material einzustellen. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel wird das leitfähige Material bei ungefähr 850°C auf die Substratoberfläche aufgebrannt. Das leitfähige Material kann mit einer Infrarotlampe aufgebrannt werden. Andere Auftragstechniken wie z. B. Siebdruck, Klebeband, Laserjetauftrag, thermisches und/oder Plasmaspritzen und Ähnliches werden im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ebenfalls in Erwägung gezogen.
Das leitfähige Material kann ein leitfähiges Cermet oder eine Metall-Keramik-Legierung umfassen. Andere Substanzen können verwendet werden, wie im Stand der Technik bekannt, und sollten die Eigenschaften der Bildung einer widerstandsfähigen Schicht aufweisen, die Elektrizität leitet und den Temperaturen, die auf der Substratoberfläche 304 während des Betriebs von System 100 zu erwarten sind, standhalten. Zum Beispiel können Silber, Titan, Nickel, Wolfram und Legierungen dieser und anderer Metalle für den Leitungsweg 306 verwendet werden. Der Leitungsweg 306 kann weiter eine Schutzschicht umfassen, die konfiguriert ist, um den Leitungsweg 306 vor Korrosion, Oxidation und anderen Beschädigungen zu schützen.
Der Leitungsweg 306 sollte konfiguriert werden um zu brechen, wenn ein Bruch oder ein Riss auf der Substratoberfläche 304 an der Stelle des Leitungsweges 306 auftritt. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann der Leitungsweg 306 eine Schicht leitfähigen Materials zwischen ungefähr 10 Mikrometer und ungefähr 130 Mikrometer umfassen. Werte außerhalb dieses Bereichs können in spezifischen Ausführungsbeispielen funktionieren und hängen von der Zugfestigkeit, der Haftfestigkeit, dem Youngschen Modul des leitfähigen Materials und Ähnlichem ab. Außerdem beeinflusst das Material, das das Substrat 302 umfasst, die Kraft, die auf den Leitungsweg 306 ausgeübt wird, und die damit verbundenen Dicken, die für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel von Gerät 300 effektiv sind. Die veranschaulichten Werte funktionieren für viele Substrate auf Keramikbasis und Cermet, Metall und leitfähige Materialien aus Metalllegierung, und ein einfacher Test kann andere Materialkombinationen für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel von Gerät 300 überprüfen.
Der Leitungsweg 306 kann konfiguriert werden, um einen Bereich mit hoher Spannung der Nachbehandlungsvorrichtung 106 zu überschneiden. „Überschneidung” des Bereichs mit hoher Spannung zeigt an, dass ein Abschnitt des Leitungsweges 306 innerhalb eines Abschnitts des Bereichs mit hoher Spannung liegt, obwohl sich ein Teil des Leitungsweges 306 außerhalb des Bereichs mit hoher Spannung befinden kann, und der Leitungsweg 306 deckt möglicherweise nicht den gesamten Bereich mit hoher Spannung ab.
Der Bereich mit hoher Spannung kann einen Bereich der Nachbehandlungsvorrichtung 106 umfassen, in dem es am wahrscheinlichsten zu einem Defekt im Zusammenhang mit der Spannung kommt. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel umfasst der Bereich mit hoher Spannung den mittleren bis hinteren Abschnitt der Nachbehandlungsvorrichtung 106, wobei „hinten” den unteren Abschnitt hinsichtlich des Abgasstroms 104 anzeigt. Zum Beispiel kann der Bereich mit hoher Spannung einen Bereich umfassen, der axial zwischen einer vorderen Grenze 309A, ungefähr 3/10 des axialen Abstands von der Vorderseite der Nachbehandlungsvorrichtung 106, und einer hinteren Grenze 309B, ungefähr 1/10 des axialen Abstands von der Hinterseite der Nachbehandlungsvorrichtung 106, definiert ist. Im Beispiel umfasst der Bereich mit hoher Spannung eine axiale Position zwischen ungefähr 0,3 X bis 0,9 X, wobei X eine axiale Position darstellt, die so definiert ist, dass X = 0 ein oberes Ende der Nachbehandlungsvorrichtung 106 und X = 1 ein unteres Ende der Nachbehandlungsvorrichtung 106 ist.
In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann die Nachbehandlungsvorrichtung 106 eine zylindrische keramische Vorrichtung 106 umfassen, umfassend eine Vielzahl von rechteckigen Zellen 310 und eine Außenwand 312. Der Bereich mit hoher Spannung kann weiter die Substratoberfläche 304 an einer Überschneidung 314 zwischen einer rechteckigen Zelle 316 und der Außenwand 312 umfassen, so dass die überschnittene rechteckige Zelle 316 ungefähr diagonal von der Außenwand 312 geteilt wird.
4 ist eine Veranschaulichung, die ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Gerätes 400 zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung 106 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Gerät kann eine Vielzahl von parallelen Leitungswegen 306 umfassen, die mindestens zwei der Zugangsstellen 108 miteinander verbinden. Es ist anzumerken, dass sich parallel hier auf parallele Leitungswege 306 im elektrischen Sinn und nicht notwendigerweise im geometrischen Sinn bezieht. Zum Beispiel verbinden die Leitungswege 306A und 306B die Zugangsstellen 108A und 108B parallel miteinander. Ein Riss, der sich ausbreitet und den Leitungsweg 306A bricht, ändert den beobachteten Widerstand zwischen 108A–108B von R_AB = (1/R_A + 1/R_B)^–1 zu R_AB = R_B, wobei R_AB der beobachtete Widerstand 108A–108B, R_A der Widerstand von Weg 306A und R_B der Widerstand von Weg 306B ist. Außerdem verbinden in Veranschaulichung 400 die Wege 306C–306D parallel Zugangsstellen 108B–108C, und die Wege 306E–306F verbinden parallel die Zugangsstellen 108A–108D.
In einem bestimmten Ausführungsbeispiel neigen die Risse auf der Substratoberfläche 304 der Nachbehandlungsvorrichtung 106 dazu, sich auf eine radiale Weise um die Vorrichtung 106 auszubreiten. Daher schlängeln sich im Beispiel die Wege 306A–306F axial, wie gezeigt, um es wahrscheinlicher zu machen, dass sie radiale Risse, die auftreten können, überschneiden. Die Querwege, die die Zugangsstellen 108A–108D mit den Leitungswegen 306A–306F verbinden, können so konfiguriert werden, dass sie nicht brechen, wenn ein radialer Riss auftritt. Zum Beispiel können die Querwege ein dickeres leitfähiges Material als die Leitwege 306A–306F umfassen, und/oder die Querwege sind möglicherweise nicht mit der Oberfläche 304 der Nachbehandlungsvorrichtung 106 verbunden.
5 ist eine Veranschaulichung, die ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Gerätes 500 zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung 106 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Gerät 500 kann eine Vielzahl von Leitungswegen 306A–306C umfassen, die die Zugangsstellen 108A–108C miteinander verbinden. Die Leitungswege 306A–306C in 5 werden axial ausgerichtet gezeigt, während die Wege 306A–306F in 4 radial ausgerichtet gezeigt werden. Die Leitungswege 306 können jedoch auf jede Weise ausgerichtet sein um den Bereich, dem die Aufmerksamkeit gilt, der der Bereich mit hoher Spannung sein kann, abzudecken. Zum Beispiel kann/können der/die Leitungsweg(e) schraubenförmig um die Substratoberfläche 304 ausgerichtet sein.
6 ist eine Veranschaulichung, die ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Gerätes 600 zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung 106 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Gerät 600 umfasst mehrere Sätze von parallelen Leitungswegen 306A–306B, die als Aufkleber angebracht werden können. Eine Vielzahl von parallelen Leitungswegen 306A kann einen beobachteten Bereich 502A oder einen Bereich der Abdeckung durch die Leitungswege 306A umfassen. Das Gerät 600 kann eine Vielzahl von beobachteten Bereichen 502A, 502B, 502C umfassen.
Die beobachteten Bereiche 502A–502C können konfiguriert werden, um einen verschiedenen axialen Abschnitt der Nachbehandlungsvorrichtung 106 zu messen. Ein verschiedener axialer Abschnitt der Nachbehandlungsvorrichtung 106 kann anzeigen, dass keine axiale Überlappung zwischen den beobachteten Bereichen 502A–502C auftritt, und/oder dass nur eine teilweise Überlappung zwischen den beobachteten Bereichen 502A–502C auftritt. Die beobachteten Bereiche 502A–502C können konfiguriert werden, um einen verschiedenen radialen Abschnitt der Nachbehandlungsvorrichtung 106 zu messen. Ein verschiedener radialer Abschnitt der Nachbehandlungsvorrichtung 106 kann anzeigen, dass keine radiale Überlappung zwischen den beobachteten Bereichen 502A–502C auftritt, und/oder dass nur eine teilweise Überlappung zwischen den beobachteten Bereichen 502A–502C auftritt. Die beobachteten Bereiche 502A–502C des Gerätes 600 sind axial und radial verteilt.
7A ist ein Diagramm, das ein bestimmtes Ausführungsbeispiel darstellt, das einen Widerstandswert 204 gemäß der vorliegenden Erfindung interpretiert. Der Widerstandswert 204 kann von einem Spannungswert 701 interpretiert werden. Die Spannung 701 kann an einem Ausgangspunkt 702 zum Zeitpunkt 0 beginnen, und die Ausgangsspannung 702 kann mit einem Gerät übereinstimmen, in dem alle Leitungswege 306 intakt sind. Zum Zeitpunkt 708 kann ein Riss auftreten, der einige Leitungswege 306 trennt und eine Erhöhung der Spannung 701 aufgrund der Erhöhung des Widerstandswertes 204 zwischen zwei Zugangsstellen 108 hervorruft. Zum Zeitpunkt 712 kann ein Riss auftreten, der alle verbleibenden Leitungswege 306 zwischen den Zugangsstellen 308 trennt und eine Erhöhung der Spannung 701 auf einen Wert hervorruft, der mit einem offenen Kreislauf übereinstimmt, wobei es sich um eine Versorgungsspannung 704 vom einem ECM 110 handeln kann.
7B ist eine Veranschaulichung, die ein bestimmtes Ausführungsbeispiel einer Vielzahl von parallelen Leitungswegen 306 darstellt, die ausgebreitete Risse gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Veranschaulichung von 7B kann mit der Spannungskurve 701 von 7A übereinstimmen. Zum Zeitpunkt 0 können die Leitungswege 306 intakt sein. Ein Riss 710 kann zum Zeitpunkt 708 auftreten und verursachen, dass sich eine beobachtete Spannung 701 erhöht. Zum Zeitpunkt 712 kann ein Riss 710 auftreten, der alle Leitungswege 306 trennen und verursachen kann, dass sich die beobachtete Spannung 701 bis zur Versorgungsspannung 704 erhöht.
Das schematische Ablaufdiagramm, das hierin eingeschlossen ist, wird im Allgemeinen als ein logisches Ablaufdiagramm angegeben. Somit weisen die dargestellte Reihenfolge und die etikettierten Schritte auf ein bestimmtes Ausführungsbeispiel des vorliegenden Verfahrens hin. Es können andere Schritte und Verfahren geplant werden, die hinsichtlich Funktion, Logik oder Wirkung einem oder mehreren Schritten, oder Abschnitten davon, des veranschaulichten Verfahrens gleichwertig sind. Zusätzlich werden das Format und die Symbole, die verwendet werden, bereitgestellt, um die logischen Schritte des Verfahrens zu erklären, und es wird davon ausgegangen, dass sie den Schutzumfang des Verfahrens nicht einschränken. Obwohl in den Ablaufdiagrammen verschiedene Pfeil- und Zeilenarten verwendet werden können, wird davon ausgegangen, dass sie den Schutzumfang des entsprechenden Verfahrens nicht einschränken. In der Tat können einige Pfeile oder andere Verbindungsglieder verwendet werden, um lediglich den logischen Ablauf des Verfahrens anzuzeigen. Zum Beispiel kann ein Pfeil einen Warte- oder Überwachungszeitraum nicht spezifizierter Dauer zwischen aufgezählten Schritten des dargestellten Verfahrens anzeigen. Zusätzlich kann sich die Reihenfolge, in der ein bestimmtes Verfahren auftritt, streng an die Reihenfolge der entsprechenden gezeigten Schritte halten oder nicht.
8 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das ein bestimmtes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 800 zur Feststellung von Brüchen 706, 710 in einer Nachbehandlungsvorrichtung 106 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Verfahren 800 kann die Bereitstellung 802 eines Gerätes einschließen, umfassend eine Nachbehandlungsvorrichtung 106, umfassend ein Substrat 302 und eine Substratoberfläche 304, ein leitfähiges Material, das mindestens einen Leitungsweg 304 bildet, der mit der Substratoberfläche 304 verbunden ist, und eine Vielzahl von Zugangsstellen 108, die leitfähig mit dem/den Leitungsweg(en) 306 gekoppelt sind.
Das Verfahren 800 kann weiter einen Regler 110 und/oder einen Wartungstechniker einschließen, die mindestens einen Widerstandswert 204 zwischen zwei der Zugangsstellen 108 messen 804. Ein Verschlechterungsmodul 206 kann mindestens einen Verschlechterungswert 208 basierend auf dem Widerstandswert 204 ermitteln. Das Verschlechterungsmodul 206 kann konfiguriert werden, um zu ermitteln, ob die Nachbehandlungsvorrichtung 106 rissig ist, wenn der Widerstandswert 204 mit einem offenen Kreislauf übereinstimmt, indem kontrolliert wird 808, ob der Widerstandswert 204 einen offenen Kreislauf anzeigt, und eine Nachbehandlungsvorrichtungsanzeige 208 auf „RISSIG” eingestellt wird 810, wenn die Kontrolle 808 positiv ist.
9 ist schematisches Ablaufdiagramm, das ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Feststellung von Brüchen 706, 710 in einer Nachbehandlungsvorrichtung 106 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Verfahren 900 kann die Bereitstellung 902 eines Gerätes einschließen, umfassend eine Nachbehandlungsvorrichtung 106, umfassend ein Substrat 302 und eine Substratoberfläche 304, ein leitfähiges Material, das eine Vielzahl von Leitungswegen 306 bildet, die mit der Substratoberfläche 304 verbunden sind, und eine Vielzahl von Zugangsstellen 108, die leitfähig mit den Leitungswegen 306 gekoppelt sind.
Das Verfahren 900 kann weiter einen Regler 110 und/oder einen Wartungstechniker einschließen, die mindesten einen Widerstandswert 204 zwischen zwei der Zugangspunkte 108 messen. Ein Verschlechterungsmodul 206 kann mindestens einen Verschlechterungswert 208 basierend auf dem Widerstandswert 204 ermitteln 906. Der Verschlechterungswert 206 kann eine Vielzahl von Verschlechterungswerten 208, entsprechend einer Vielzahl von beobachteten Bereichen 502, ermitteln 906. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren 900 die Kontrolle 908 einschließen, ob das Ausführungsbeispiel einen Rissausbreitungsindex als Verschlechterungswert 208 verwendet.
Wenn die Kontrolle 908 negativ ist, kann das Etikettiermodul 210 das Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung 914 basierend auf der Vielzahl von Verschlechterungswerten 208 einstellen 914 – z. B. als eine Funktion einer Verweistabelle mit den Verschlechterungswerten 208 als Input und einem Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung 212 als ein Output. Wenn die Kontrolle 908 positiv ist, kann das Verschlechterungsmodul 206 einen Rissausbreitungsindex 208 als eine Funktion des/der Widerstandswerte(s) 204 einstellen 910, und das Etikettiermodul 210 kann das Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung 212 als eine Funktion des Rissausbreitungsindex 208 einstellen 912. Das Verfahren 900 kann einen Wartungstechniker einschließen, der eine Nachbehandlungsvorrichtung 106 gegen eine zweite Nachbehandlungsvorrichtung 106, die ein gleichwertiges Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung 212 aufweist, in Antwort auf ein Wartungsereignis austauscht 916. Die Nachbehandlungsvorrichtung 106 kann einen Partikelfilter umfassen, der konfiguriert ist, um Ruß aus dem Abgasstrom 104 zu entfernen.
Aus der vorausgehenden Erörterung wird deutlich, dass die Erfindung ein System, ein Verfahren und ein Gerät bereitstellt, um Risse in einer Nachbehandlungsvorrichtung festzustellen. Die Erfindung stellt weiter eine passive Feststellung von Rissen ohne den Input eines Wartungstechnikers bereit und ermöglicht es einem Wartungstechniker, eine Nachbehandlungsvorrichtung gegen eine Nachbehandlungsvorrichtung auszutauschen, die ähnliche Verschlechterungseigenschaften aufweist.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne vom Geist der Erfindung oder deren grundlegenden Eigenschaften abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind in jeder Hinsicht lediglich zur Veranschaulichung und nicht einschränkend zu betrachten. Der Schutzumfang der Erfindung wird daher von den beigefügten Ansprüchen und nicht von der vorhergehenden Beschreibung angegeben. Alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Bereichs der Gleichwertigkeit der Ansprüche erfolgen, werden von ihrem Schutzumfang erfasst.
Zusammenfassung:
Es wird ein Gerät zur Feststellung der Rißbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung vorgeschlagen. Das Gerät umfaßt: eine Nachbehandlungsvorrichtung, umfassend ein Substrat und eine Substratoberfläche; ein leitfähiges Material, das mindestens einen Leitungsweg bildet, der mit der Substratoberfläche verbunden ist; eine Vielzahl von Zugangsstellen, die leitfähig mit dem mindestens einen Leitungsweg gekoppelt sind.

Claims

Gerät zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung, wobei das Gerät Folgendes umfasst: eine Nachbehandlungsvorrichtung, umfassend ein Substrat und eine Substratoberfläche; ein leitfähiges Material, das mindestens einen Leitungsweg bildet, der mit der Substratoberfläche verbunden ist; eine Vielzahl von Zugangsstellen, die leitfähig mit dem mindestens einen Leitungsweg gekoppelt sind.
Gerät nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Leitungsweg einen Aufkleber des leitfähigen Materials umfasst, das auf das Substrat angewandt wird.
Gerät nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Leitungsweg das leitfähige Material umfasst, das entweder durch Aufmalen oder Sprühen auf die Substratoberfläche angewandt wird.
Gerät nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Widerstandsmodul, das konfiguriert ist, um einen Widerstandswert zwischen mindestens zwei der Vielzahl von Zugangsstellen zu interpretieren, und ein Verschlechterungsmodul, das konfiguriert ist, um mindestens einen Verschlechterungswert für die Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf dem Widerstandswert zu ermitteln.
Gerät nach Anspruch 4, weiter umfassend ein Etikettiermodul, das konfiguriert ist, um ein Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung für die Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf dem mindestens einen Verschlechterungswert zu erzeugen.
Gerät nach Anspruch 1, wobei das leitfähige Material ein Element umfasst, das aus der Gruppe, bestehend aus einem leitfähigen Metall, einer leitfähigen Metalllegierung, einer widerstandsfähigen Schicht und einem Cermet, gebildet ist.
Gerät nach Anspruch 6, worin das leitfähige Material während der Herstellung des Gerätes bei ungefähr 850°C auf die Substratoberfläche aufgebrannt wird.
Gerät nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Leitungsweg das leitfähige Material umfasst, das mit einer Dicke zwischen ungefähr 10 Mikrometer und ungefähr 130 Mikrometer angewandt wird.
Gerät nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Leitungsweg konfiguriert ist, um einen Bereich der Nachbehandlungsvorrichtung mit hoher Spannung zu überschneiden, wobei der Bereich der Nachbehandlungsvorrichtung mit hoher Spannung eine axiale Position zwischen ungefähr 0,3 X bis ungefähr 0,9 X umfasst, wobei X eine axiale Position darstellt, die so definiert ist, dass X = 0 ein oberes Ende der Nachbehandlungsvorrichtung und X = 1 eine untere Seite der Nachbehandlungsvorrichtung ist.
Gerät nach Anspruch 9, wobei die Nachbehandlungsvorrichtung eine zylindrische keramische Vorrichtung umfasst, umfassend eine Vielzahl von rechteckigen Zellen und eine Außenwand, und wobei der Bereich mit hoher Spannung weiter die Substratoberfläche an einer Überschneidung zwischen einer der rechteckigen Zellen und der Außenwand umfasst, so dass die überschnittene rechteckige Zelle ungefähr diagonal von der Außenwand geteilt wird.
Gerät nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Leitungsweg eine Vielzahl von parallelen Leitungswegen umfasst, die mindestens zwei der Zugangsstellen miteinander verbinden.
Gerät nach Anspruch 11, wobei die Vielzahl von parallelen Leitungswegen, die mindestens zwei der Zugangsstellen miteinander verbinden, einen beobachteten Bereich umfasst, wobei das Gerät weiter eine Vielzahl von beobachteten Bereichen umfasst.
Gerät nach Anspruch 12, wobei jeder der Vielzahl von beobachteten Bereichen konfiguriert ist, um einen verschiedenen axialen Abschnitt der Nachbehandlungsvorrichtung zu messen.
Gerät nach Anspruch 12, wobei jeder der Vielzahl von beobachteten Bereichen konfiguriert ist, um einen verschiedenen radialen Abschnitt der Nachbehandlungsvorrichtung zu messen.
Gerät nach Anspruch 4, wobei der mindestens eine Leitungsweg eine Vielzahl von parallelen Leitungswegen umfasst, die mindestens zwei der Zugangsstellen miteinander verbinden, wobei das Gerät weiter ein Modul der Vorgeschichte der Rissbildung umfasst, das konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Verschlechterungswerten in spezifischen Zeitintervallen zu speichern.
Gerät nach Anspruch 4, wobei der mindestens eine Leitungsweg eine Vielzahl von parallelen Leitungswegen umfasst, die mindestens zwei der Zugangsstellen miteinander verbinden, wobei das Gerät weiter ein Modul zur Feststellung von Ereignissen umfasst, das konfiguriert ist, um das Auftreten eines Verschlechterungsereignisses basierend auf dem mindestens einen Verschlechterungswert festzustellen, und ein Modul der Vorgeschichte der Rissbildung, das konfiguriert ist, um einen Verschlechterungswert vor dem Ereignis und einen Verschlechterungswert nach dem Ereignis in Antwort auf jedes Auftreten eines Verschlechterungsereignisses zu speichern.
Verfahren zur Feststellung von Brüchen in einer Nachbehandlungsvorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellung eines Gerätes, umfassend: eine Nachbehandlungsvorrichtung, umfassend ein Substrat und eine Substratoberfläche, ein leitfähiges Material, das mindestens einen Leitungsweg bildet, der mit der Substratoberfläche verbunden ist, und eine Vielzahl von Zugangsstellen, die leitfähig mit dem mindestens einen Leitungsweg gekoppelt sind; Messung mindestens eines Widerstandswertes zwischen zwei der Vielzahl von Zugangsstellen; Ermittlung mindestens eines Verschlechterungswertes für die Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf dem mindestens einen Widerstandwert.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Feststellung mindestens eines Verschlechterungswertes für die Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf dem mindestens einen Widerstandswert die Feststellung umfasst, dass die Nachbehandlungsvorrichtung rissig ist, wenn der Widerstandswert mit einem offenen Kreislauf übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der mindestens eine Leitungsweg eine Vielzahl von parallelen Leitungswegen umfasst, die mindestens zwei der Zugangsstellen miteinander verbinden, und wobei die Feststellung mindestens eines Verschlechterungswertes für die Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf dem mindestens einen Widerstandswert die Ermittlung eines Rissausbreitungsindexes basierend auf dem Widerstandswert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, weiter umfassend die Ermittlung eines Etiketts der Verschlechterung der Vorrichtung basierend auf dem Rissausbreitungsindex.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Nachbehandlungsvorrichtung einen Partikelfilter umfasst, wobei das Verfahren weiter den Austausch des Partikelfilters durch einen zweiten Partikelfilter, umfassend ein gleichwertiges Etikett der Verschlechterung der Vorrichtung, in Antwort auf eine Wartungsereignis umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Vielzahl von parallelen Leitungswegen, die mindestens zwei der Zugangsstellen miteinander verbinden, einen beobachteten Bereich umfasst, wobei das Gerät weiter eine Vielzahl von beobachteten Bereichen umfasst, und wobei die Ermittlung eines Rissausbreitungszustandes der Nachbehandlungsvorrichtung die Ermittlung einer Vielzahl von Verschlechterungswerten umfasst, die der Vielzahl von beobachteten Bereichen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 22, weiter umfassend die Ermittlung eines Etiketts der Verschlechterung der Vorrichtung basierend auf der Vielzahl von Verschlechterungswerten.
System zur Feststellung der Rissbildung in einer Nachbehandlungsvorrichtung, wobei das System Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor, der Abgas als Nebenprodukt des Betriebs erzeugt; eine Nachbehandlungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um das Abgas zu behandeln, wobei die Nachbehandlungsvorrichtung ein Substrat und eine Substratoberfläche umfasst; ein leitfähiges Material, das mindestens einen Leitungsweg bildet, der mit der Substratoberfläche verbunden ist; eine Vielzahl von Zugangsstellen, die leitfähig mit dem mindestens einen Leitungsweg gekoppelt sind.
System nach Anspruch 24, weiter umfassend ein Wartungswerkzeug, umfassend ein Widerstandsmodul, das konfiguriert ist, um einen Widerstandswert auf dem mindestens einen Leitungsweg zu interpretieren, und ein Verschlechterungsmodul, das konfiguriert ist, um den mindestens einen Verschlechterungswert für die Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf dem Widerstandswert zu ermitteln.
System nach Anspruch 24, weiter umfassend ein elektronisches Steuermodul (ECM), umfassend ein Widerstandsmodul, das konfiguriert ist, um einen Widerstandswert auf dem mindestens einen Leitungsweg zu interpretieren, ein Verschlechterungsmodul, das konfiguriert ist, um mindestens einen Verschlechterungswert für die Nachbehandlungsvorrichtung basierend auf dem Widerstandswert zu ermitteln.
System nach Anspruch 26, wobei das ECM weiter ein Fehlermodul umfasst, das konfiguriert ist, um eine Fehleranzeige basierend auf dem mindestens einen Verschlechterungswert einzustellen.