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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein Temperaturhaltesystem und insbesondere
auf ein Temperaturhaltesystem für einen Sensor gerichtet.
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Hintergrund
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Motoren,
einschließlich Dieselmotoren, Benzinmotoren, Erdgasmotoren
und andere in der Technik bekannte Motoren erzeugen typischerweise Emissionen,
die eine Vielzahl von Schadstoffen enthalten. Diese Schadstoffe
können beispielsweise Partikelstoffe, Stickoxide (NOx),
wie beispielsweise NO und NO2, und Schwefelverbindungen
enthalten. Unter Anderem aufgrund gesteigerter Umweltbedenken sind
Abgasemissionsstandards strikter geworden. Die Menge an Partikelstoffen
und gasförmigen Schadstoffen, die von einem Motor emittiert
werden, kann abhängig von der Art, Größe
und/oder Klasse des Motors reguliert sein. Um diese Emissionsstandards
zu erfüllen, haben Motorhersteller Verbesserungen zahlreicher
unterschiedlicher Motortechnologien verfolgt, wie beispielsweise
der Brennstoffeinspritzung, des Motormanagements, der Luftzuführung,
um einige davon zu nennen. Zusätzlich haben Motorhersteller
Vorrichtungen zur Behandlung von Motorabgas, nachdem es den Motor
verlässt, entwickelt.
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Sowohl
die Leistung von Abgasbehandlungsvorrichtungen als auch die Leistung
von Motoren kann durch Bestimmen der Menge an Emissionen im Motorabgas,
bevor es in die Atmosphäre freigegeben wird, bewertet werden.
Solche Emissionspegel können durch Einsetzen zahlreicher
Abfühlvorrichtungen bestimmt werden. Abfühlvorrichtungen haben
oft eine Optimaltemperatur, bei der sie am genauesten arbeiten.
Jedoch kann diese Optimaltemperatur zur Temperatur des Abgases,
das den Motor verlässt, unterschiedlich sein.
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Ein
solches System, das versucht, einen Abgassensor auf seiner Optimaltempertur
zu halten, ist im
U.S.-Patent
Nr. 6 341 599 (dem
'599-Patent )
von Hada und Anderen beschrieben. Das
'599-Patent offenbart
ein Motorsystem mit einem Hauptabgasdurchlassweg. Ein Sensor ist
in dem Hauptabgasdurchlassweg angeordnet, um eine Konzentration von
Sauerstoff und Kohlenmonoxid im Abgas abzufühlen. Zusätzlich
ist ein Heizelement innerhalb des Sensors angeordnet, um den Sensor
auf einer optimalen Temperatur zu halten. Diese optimale Temperatur
bzw. Optimaltemperatur ist die Temperatur, bei der der Sensor die
genauesten Ablesungen der Sauerstoff- und Kohlenmonoxidpegel liefern
kann.
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Obwohl
der Sensor, der im
'599-Patent beschrieben
ist, versuchen kann, den Sensor auf seiner optimalen Temperatur
zu halten, kann die Konstruktion für Ungenauigkeiten anfällig
sein. Insbesondere erwärmt der Sensor des
'599-Patentes den Sensor auf die erwünschte
Temperatur, aber befasst sich nicht mit der Temperatur des Abgases,
das in Kontakt mit dem Sensor ist. Die Temperatur des Abgases, das
in Kontakt mit dem Sensor ist, kann den Effekten des Heizelements
entgegenwirken, indem es die Temperatur des Sensors erhöht
oder verringert, wodurch die Genauigkeit des Sensor beeinflusst
wird.
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Zusätzlich
kann die im
'599-Patent beschriebene
Vorrichtung auf negative Weise den Betrieb des Motors und der Abgasbehandlungsvorrichtungen
beeinflussen. Insbesondere sind sowohl das Heizelement als auch
die Sensorvorrichtung im Abgasstrom angeordnet. Diese Konfiguration
kann den Abgasfluss behindern und den Rückdruck, der gegen
den Motor wirkt, erhöhen, wodurch die Leistung des Motors
negativ beeinflusst wird. Weiter kann, da das Heizelement innerhalb
des Hauptabgasdurchlassweges angeordnet ist, es die Temperatur des
Abgases beeinflussen, das in die Abgasbehandlungsvorrichtung eintritt,
was bewirken kann, dass die Abgasbehandlungsvorrichtungen suboptimal
arbeiten.
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Das
offenbarte System ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben
dargelegten Probleme zu überwinden.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem
Aspekt ist die Offenbarung auf ein Abfühlsystem gerichtet.
Das Abfühlsystem weist eine Umleitung auf, die konfiguriert
ist, um Strömungsmittel von einem Hauptdurchlassweg abzuleiten.
Zusätzlich weist das Abfühlsystem einen Strömungsmittelsensor
auf, der innerhalb der Umleitung angeordnet ist und konfiguriert
ist, um eine Konzentration eines Elements abzufühlen, das
in dem Strömungsmittel enthalten ist. Das Abfühlsystem
weist auch ein erstes Heizelement auf, das konfiguriert ist, um
thermische Energie an den Strömungsmittelsensor zu übertragen.
Weiter weist das Abfühlsystem einen ersten Temperatursensor
auf, der konfiguriert ist, um einen Parameter abzufühlen,
der eine Temperatur des Strömungsmittelsensors anzeigt.
Das Abfühlsystem weist weiter eine Steuervorrichtung auf,
die konfiguriert ist, um das erste Heizelement ansprechend auf den
abgefühlten Parameter, der die Temperatur des Strömungsmittelsensors
anzeigt, zu regeln.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zum Abfühlen
einer Konzentration eines Elements, das in einem Strömungsmittel enthalten
ist, vorgesehen. Das Verfahren weist das Ableiten von Strömungsmittel
von einem Hauptströmungsmittelfluss und das Abfühlen
eines ersten Parameters, der eine Temperatur einer Strömungsmittelabfühlvorrichtung
anzeigt, auf. Das Verfahren weist auch das Abfühlen eines
zweiten Parameters auf, der eine Temperatur des abgeleiteten Strömungsmittels
anzeigt. Zusätzlich weist das Verfahren das Einstellen
der Temperatur der Strömungsmittelabfühlvorrichtung
ansprechend auf den abgefühlten ersten Parameter auf, so
dass die Temperatur der Strömungsmittelabfühlvorrichtung
im Wesentlichen die gleiche ist, wie eine erwünschte Temperatur.
Weiter weist das Verfahren das Einstellen der Temperatur des abgeleiteten
Strömungsmittels ansprechend auf den abgefühlten
zweiten Parameter auf, so dass die Temperatur des abgeleiteten Strömungsmittels im
Wesentlichen die gleiche ist wie die erwünschte Temperatur.
Das Verfahren weist weiter das Abfühlen eines dritten Parameters
auf, der eine Konzentration eines Elementes anzeigt, das innerhalb
des abgeleiteten Strömungsmittels enthalten ist, wenn die
Temperatur der Strömungsmittelabfühlvorrichtung
und des abgeleiteten Strömungsmittels im Wesentlichen die
gleiche ist, wie die erwünschte Temperatur.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine diagrammartige Veranschaulichung einer beispielhaften offenbarten
Leistungsquelle und eines damit verbundenen Abgassystems;
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2 ist
ein schematisches Diagramm eines Abfühlsystems zur Verwendung
mit dem Abgassystem der 1; und
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3 ist
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Beibehalten
einer Temperatur eines Abgases und des Abgassensors des Abfühlsystems
der 2.
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Detaillierte Beschreibung
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1 veranschaulicht
eine beispielhafte Leistungsquelle 10, die einen Verbrennungsmotor mit
mehreren Untersystemen aufweist, die zusammenwirken, um eine mechanische
oder elektrische Leistungsausgabe zu erzeugen. Für die
Zwecke dieser Offenbarung ist die Leistungsquelle 10 als
ein Vier-Takt-Dieselmotor abgebildet und beschrieben. Der Fachmann
wird jedoch erkennen, dass die Leistungsquelle 10 jegliche
andere Art von Verbrennungsmotor sein kann, wie beispielsweise ein
mit Benzin oder gasförmigem Brennstoff angetriebener Motor.
Ein Untersystem, das in der Leistungsquelle 10 vorgesehen
ist, kann ein Abgassystem 12 sein. Andere Untersysteme,
die in der Leistungsquelle 10 vorgesehen sein können,
sind beispielsweise ein Brennstoffsystem, ein Luftansaugsystem,
ein Schmiersystem, ein Kühlsystem oder jegliches andere
geeignete System (nicht gezeigt).
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Das
Abgassystem 12 kann die Menge an Schadstoffen in dem Abgas,
das von der Leistungsquelle 10 erzeugt wird, entfernen
oder verringern, und kann das behandelte Abgas in die Atmosphäre abgeben.
Das Abgassystem 12 kann einen abgasdurchlass 14 aufweisen,
der in Strömungsmittelverbindung mit einer Abgassammelleitung 16 der
Leistungsquelle 10 ist. Das Abgassystem 12 kann
auch eine Abgasbehandlungsvorrichtung 18 aufweisen, die
strömungsmittelmäßig mit dem Abgasdurchlass 14 verbunden
ist, und einem Sensorsystem 20. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 18 kann
beispielsweise eine Katalysatorvorrichtung, eine Partikelfalle, eine
Dämpfungsvorrichtung oder jegliche Vorrichtung sein, die
in der Lage ist, Schadstoffe aus dem Abgas zu entfernen, das durch
den Abgasdurchlass 14 fließt. Obwohl das Abgassystem 12 so
veranschaulicht ist, das es nur eine Abgasbehandlungsvorrichtung 18 aufweist,
wird in Betracht gezogen, dass das Abgasbehandlungssystem 12 mehrere
Abgasbehandlungsvorrichtungen 18 aufweisen kann, falls dies
erwünscht ist. Es wird weiter in Betracht gezogen, dass
das Sensorsystem 20 stromaufwärts oder stromabwärts
der Abgasbehandlungsvorrichtung 18 angeordnet sein kann.
Es wird zudem weiter in Betracht gezogen, dass das Abgasbehandlungssystem mehrere
Sensorsysteme 20 aufweisen kann.
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2 veranschaulicht
ein beispielhaftes Sensorsystem 20, welches einen Teil
des Abgases, dass durch den Abgasdurchlass 14 fließt,
ableiten kann und das eine Konzentration eines Elements in dem Abgas
abfühlen kann. Das Element kann beispielsweise Partikelstoffe,
NOx, Schwefelverbindungen oder jegliche andere Art von Emission
aufweisen, die in dem Abgas vorkommen kann. Das Sensorsystem 20 kann
eine Umleitung bzw. einen Bypass 22 aufweisen, ein Ventil 24,
ein Abgasheizelement 26 zum Übertragen von thermischer
Energie an das Abgas, das durch die Umleitung 22 fließt,
einen Abgassensor 28 zum Abfühlen der Konzentration des
Elementes in dem Abgas, ein Sensorheizelement 30 zum Übertragen
von thermischer Energie an den Abgassensor 28, und eine
Steuervorrichtung 32 zum Regeln des Ventils 24,
des Abgasheizelements 26 und des Sensorheizelements 30.
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Die
Umleitung 22 kann einen Teil des Abgases vom Abgasdurchlass 14 durch
das Sensorsystem 20 leiten. Zusätzlich kann die
Umleitung 22 einen Einlassanschluss 34 aufweisen,
bei dem Abgas in das Sensorsystem 20 eintreten kann und
einen Auslassanschluss 36, bei dem Abgas aus dem Sensorsystem 20 austreten
kann. Zusätzlich kann der Bypass 22 aus einem.
Isoliermaterial hergestellt oder damit ausgestattet sein, das die Übertragung
von thermischer Energie in die Umleitung 22 oder davon weg
verhindern und/oder verringern kann. Das Isoliermaterial kann beispielsweise
wärmeresistente Keramiken, Schäume oder jegliche
andere Materialien aufweisen, die in der Lage sind, die Umleitung 22 zu isolieren.
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Das
Ventil 24 kann innerhalb der Umleitung 22 stromabwärts
des Einlassanschlusses 34 und stromaufwärts des
Abgasheizelementes 26 angeordnet sein, und kann den Fluss
von Abgas durch das Sensorsystem 20 regeln. Zusätzlich
kann das Ventil 24 jegliche Art von Ventil sein, wie beispielsweise
ein Drosselklappenventil, ein Membranventil, ein Absperr- bzw. Schieberventil,
ein Kugelventil, ein Durchgangs- bzw. Kugelhahnventil oder jegliches
anderes in der Technik bekanntes Ventil. Weiter kann das Ventil 24 mit
der Steuervorrichtung 32 über eine Kommunikations-
bzw. Verbindungsleitung 38 verbunden sein, und kann elektromagnetbetätigt,
hydraulisch betätigt, pneumatisch betätigt oder
auf jegliche andere Weise betätigt sein, um den Fluss von Abgas
durch den Umleitungsdurchlassweg 22 selektiv zu beschränken.
Es wird in Betracht gezogen, dass das Ventil 24 weggelassen
werden kann, wenn dies erwünscht ist.
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Das
Abgasheizelement 26 kann das Abgas, das durch die Umleitung 22 fließt,
auf eine erwünschte Temperatur erwärmen, die im
Wesentlichen die gleiche ist wie eine Temperatur, bei der der Abgassensor 28 am
genauesten arbeiten kann. Das Abgasheizelement 26 kann
mit einer Innenfläche der Umleitung 22 stromabwärts
des Ventils 24 und stromaufwärts des Abgassensors 28 auf
eine solche Weise gekoppelt bzw. verbunden sein, dass das Abgas
in direkten Kontakt mit dem Abgasheizelement 26 kommen
kann und dadurch hindurchfließen kann. Da das Abgasheizelement 26 dem
Abgas direkt ausgesetzt sein kann, kann das Abgasheizelement 26 aufgrund der
korrosiven Natur einiger Elemente, die in dem Abgas enthalten sind,
für Korrosion anfällig sein. Um eine solche Korrosion
zu verhindern, wird in Betracht gezogen, dass das Abgasheizelement 26 mit
einem antikorrosiven Material beschichtet sein kann, das hohe wärmeleitende
Eigenschaften aufweisen kann. Zusätzlich kann das Abgasheizelement 26 eine
(nicht gezeigte) Spulenwicklung aufweisen, die auf das Aufnehmen
eines Stroms hin Wärme erzeugt. Ein solcher Strom kann
von der Steuervorrichtung 32 oder von jeglicher anderen
geeigneten Quelle an das Abgasheizelement 26 geliefert
werden, was bewirkt, dass die Temperatur des Abgasheizelementes 26 ansteigt.
Weiter kann das Abgasheizelement 26 über eine
Kommunikationsleitung 40 mit der Steuervorrichtung 32 verbunden
sein.
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In
einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das Abgasheizelement 26 die
Umleitung 22 im Wesentlichen umgeben und kann thermische
Energie über die Wände der Umleitung 22 an
das Abgas übertragen. In einem derartigen Ausführungsbeispiel kann
die Übertragung von thermischer Energie durch die Wände
der Umleitung 22 durch Weglassen des Isoliermaterials an
den Stellen, an denen die Umleitung 22 mit dem Abgasheizelement 26 in
Kontakt ist, gestattet werden.
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Ein
Temperatursensor 42 kann innerhalb der Umleitung 22 stromabwärts
des Abgasheizelementes 26 angeordnet sein. Die genaue Lage
des Temperatursensors 42 kann so ausgewählt werden,
dass der Temperatursensor 42 einen Parameter abfühlen kann,
der eine Temperatur des Abgases anzeigt, das durch einen Abgassensor 28 oder
benachbart dazu fließt. Zusätzlich kann der Temperatursensor 42 beispielsweise
ein Temperaturfühler, ein Thermistor oder jegliche andere
Art von Temperaturabfühlvorrichtung sein, die in der Lage
ist, ein Signal an die Steuervorrichtung 32 zu senden,
das eine Abgastemperatur anzeigt. Zudem kann der Temperatursensor 42 mit
der Steuervorrichtung 32 über eine Kommunikationsleitung 44 kommunizieren
bzw. damit verbunden sein.
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Der
Abgassensor 28 kann einen Parameter abfühlen,
der die Menge eines Elementes, die in dem Abgas enthalten ist, anzeigt.
Das Element kann beispielsweise Partikelstoffe, NOx, Schwefelverbindungen
oder jegliche andere Emissionen sein, die in dem Abgas enthalten
sind. Zusätzlich kann der Abgassensor 28 an der
Umleitung 22 stromaufwärts des Auslassanschlusses 36 angebracht
sein. Mindestens ein Teil des Abgassensors 28 kann sich
durch die Wand der Umleitung 22 in den Abgasfluss hinein
erstrecken. Um den hohen Temperaturen in der Umleitung 22 zu
widerstehen, kann der Abgassensor 28 beispielsweise aus
keramikartigen bzw. keramischen Metalloxiden oder jeglichem anderen
Material konstruiert sein. Der Abgassensor 28 kann das
Abgas nach dem Element abtasten, das in dem Abgas enthalten ist
und kann den abgefühlten Wert in ein Signal umwandeln,
das den Pegel des Elements darin anzeigt. Ein solches Signal kann
entlang einer Kommunikationsleitung 46 an die Steuervorrichtung 32 übertragen
werden.
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Das
Sensorheizelement 30 kann an den Abgassensor 28 gekoppelt
sein und kann den Abgassensor 28 auf eine erwünschte
Temperatur aufheizen, die im Wesentlichen die gleiche sein kann,
wie eine Temperatur, bei der der Abgassensor 28 am genauesten
arbeitet. Das Sensorheizelement 30 kann eine (nicht gezeigte)
Spulenwicklung aufweisen, die auf das Aufnehmen eines Stroms hin
Wärme erzeugt. Ein solcher Strom kann von der Steuervorrichtung 32 oder
von jeglicher anderen geeigneten Quelle an das Sensorheizelement 30 geliefert
werden, was bewirkt, dass die Temperatur des Sensorheizelements 30 ansteigt.
Zusätzlich kann das Sensorheizelement 30 mit der
Steuervorrichtung 32 über eine Kommunikationsleitung 48 verbunden
sein.
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Ein
Temperatursensor 50 kann mit dem Abgassensor 28 gekoppelt
sein. Der Temperatursensor 50 kann einen Parameter abfühlen,
der eine Temperatur des Abgassensors 28 anzeigt und kann
jegliche Temperaturabfühlvorrichtung sein, wie beispielsweise
ein Temperaturfühler, ein Thermistor oder jegliche andere
Art von Temperaturabfühlvorrichtung, die in der Lage ist,
ein Signal, das eine Temperatur des Sensors 50 anzeigt,
an die Steuervorrichtung 32 zu senden. Zusätzlich
kann der Temperatursensor 50 über eine Kommunikationsleitung 52 mit
der Steuervorrichtung 32 verbunden sein bzw. kommunizieren.
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Die
Steuervorrichtung 32 kann das Ventil 24, das Abgasheizelement 26 und
das Sensorheizelement 30 ansprechend auf Temperatursignale,
die sie von den Temperatursensoren 42 und 50 empfangen hat,
regeln. Die Regelung des Ventils 24, des Abgasheizelementes 26 und
des Sensorheizelementes 30 kann den Abgassensor 28 auf
einer Temperatur halten, die im Wesentlichen die gleiche ist wie
eine erwünschte Temperatur. Eine solche erwünschte
Temperatur kann eine Temperatur sein, bei der der Abgassensor 28 am
genauesten arbeitet. Auf dem Empfang der Temperatursignale hin kann
die Steuervorrichtung 32 die aktuellen Temperaturen des
Abgases und des Abgassensors 28 mit Algorithmen, Gleichungen,
Tabellen oder Diagrammen vergleichen, die in der Steuervorrichtung 32 gespei chert
sind oder auf die durch die Speichervorrichtung 32 zugegriffen werden
kann, um eine Vorgehensweise zum Halten des Abgassensors 28 und
des Abgases auf einer erwünschten Temperatur zu bestimmen.
Eine solche Vorgehensweise kann beispielsweise das Einstellen des
Ventils 24 auf eine bestimmte Position, das Erhöhen
oder Verringern der Wärmeausgabe des Abgasheizelementes 26 und
das Erhöhen oder Verringern der Wärmeausgabe des
Sensorheizelementes 30 aufweisen.
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Die
Steuervorrichtung 32 kann jegliche Form annehmen, wie beispielsweise
die eines computerbasierten Systems, eines mikroprozessorbasierten Systems,
eines Mikrocontrollers oder jeglicher anderen geeigneten Steuerschaltung
oder jeglichen anderen geeigneten Steuersystems. Zusätzlich
kann die Steuervorrichtung 32 verschiedene Komponenten zum
Ausführen von Softwareanwendungen aufweisen, die konstruiert
sind, um das Ventil 24, das Abgasheizelement 26 und
das Sensorheizelement 30 zu regeln. Zum Beispiel kann die
Steuervorrichtung 32 eine zentrale Verarbeitungseinheit
bzw. CPU, einen Lesespeicher bzw. RAM, Eingabe/Ausgabe-Elemente
bzw. I/O-Elemente und so weiter aufweisen.
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3,
welche im folgenden Abschnitt besprochen wird, veranschaulicht den
Betrieb des Sensorsystems 20. Insbesondere veranschaulicht 3 ein
beispielhaftes Verfahren zum Halten eines Abgassensors 28 auf
einer erwünschten Temperatur.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Das
offenbarte Sensorsystem kann die Menge eines Elementes, die in einem
Abgas enthalten ist, genau detektieren. Insbesondere kann das offenbarte
Sensorsystem einen Sensor und das Abgas, das durch den Sensor fließt,
auf einer Temperatur halten, die im Wesentlichen die gleiche ist,
wie eine erwünschte Temperatur. Diese erwünschte
Temperatur kann die Temperatur sein, bei der der Sensor am genauesten
arbeitet. Der Betrieb des Sensorsystems 20 wird nun beschrieben.
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3 veranschaulicht
ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Halten des
Abgassensors 28 auf einer erwünschten Temperatur abbildet.
Das Verfahren kann beginnen, wenn die Temperatursensoren 42 und 50 einen
Parameter abfühlen, der die Temperaturen des Abgassensors 28 und
des Abgases, das durch den Abgassensor 28 fließt,
anzeigt (Schritt 200). Auf den Empfang der Temperatursignale
von den Temperatursensoren 42 und 50 über
die Kommunikationsleitungen 44 bzw. 52 hin kann
die Steuervorrichtung 32 bestimmen, ob die Temperaturen
von sowohl dem Abgassensor 28 als auch dem Abgas, das durch
den Abgassensor 28 fließt, im Wesentlichen die
gleichen sind wie eine erwünschte Temperatur (Schritt 202).
Die erwünschte Temperatur kann die Temperatur sein, bei
der der Abgassensor 28 am genauesten die Menge eines Elementes
in dem Abgas detektieren kann. Wenn beispielsweise der Abgassensor 28 konfiguriert
ist, um eine Menge an NOx in dem Abgas abzufühlen, kann der
Abgassensor 28 die Menge an NOx am genauesten detektieren,
wenn die Temperatur des Abgassensors 28 ungefähr
800 Grad Celsius hat.
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Wenn
die Steuervorrichtung 32 bestimmt, dass die Temperatur
von sowohl dem Abgassensor 28 als auch dem Abgas, das durch
den Abgassensor 28 fließt, im Wesentlichen die
gleiche ist, wie die erwünschte Temperatur (Schritt 202:
JA), dann kann der Abgassensor 28 einen Parameter abfühlen,
der die Menge des Elementes, die in dem Abgas enthalten ist, anzeigt
(Schritt 204). Auf das Abfühlen eines solchen
Parameters hin kann der Abgassensor 28 ein Signal an jegliche
Vorrichtung, die die Daten benötigt, senden. Zusätzlich
kann der Schritt 200 wiederholt werden (d. h. die Temperatursensoren 42 und 50 können
einen Parameter abfühlen, der die Temperaturen des Abgassensors 28 und
des Abgases, das durch den Abgassensor 28 fließt,
anzeigt).
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Wenn
die Steuervorrichtung 32 bestimmt, dass entweder die Temperatur
des Abgassensors 28 oder des Abgases, das durch den Abgassensor 28 fließt,
nicht im Wesentlichen die gleiche ist, wie die erwünschte
Temperatur (Schritt 202: NEIN), dann kann die Steuervorrichtung 32 bestimmen,
ob die Temperatur des Abgases, das durch den Abgassensor 28 fließt,
unter der erwünschten Temperatur liegt (Schritt 206).
Wenn die Steuervorrichtung 32 bestimmt, dass die Temperatur
des Abgases unter der erwünschten Temperatur ist (Schritt 206:
JA), kann die Steuervorrichtung 32 auf verschiedene Algorithmen,
Gleichungen, Tabellen oder Diagramme zurückgreifen bzw.
sich darauf beziehen, die in der Steuervorrichtung 32 gespeichert
sind, oder auf die diese zugreifen kann, um eine Vorgehensweise
zu bestimmen und durchzuführen, um die Temperatur des Abgases
zu erhöhen (Schritt 208). Beispielsweise kann
die Steuervorrichtung 32 die Wärme erhöhen,
die durch das Abgasheizelement 26 erzeugt wird, kann das
Ventil 24 betätigen, um den Fluss an Abgas durch
die Umleitung 22 zu verringern oder jegliche Kombination
davon. Auf das Bestimmen und Durchführen einer Vorgehensweise
hin kann der Schritt 200 wiederholt werden (d.´h.
die Temperatursensoren 42 und 50 können
einen Parameter abfühlen, der die Temperaturen des Abgassensors 28 und des
Abgases, das durch den Abgassensor 28 fließt, anzeigt).
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Wenn
die Steuervorrichtung bestimmt, dass die Temperatur des Abgases
nicht unter der erwünschten Temperatur liegt (Schritt 206:
NEIN), dann kann die Steuervorrichtung 32 bestimmen, ob die
Temperatur des Abgases, das durch den Abgassensor 28 fließt, über
der erwünschten Temperatur liegt (Schritt 210).
Wenn die Steuervorrichtung 32 bestimmt, dass die Temperatur
des Abgases über der erwünschten Temperatur liegt
(Schritt 210: JA), dann kann die Steuervorrichtung 32 auf
zahlreiche Algorithmen, Gleichungen, Tabellen oder Diagramme zurückgreifen,
die in der Speichervorrichtung 32 gespeichert sind oder
auf die diese zugreifen kann, um eine Vorgehensweise zu bestimmen
und durchzuführen, um die Temperatur das Abgases zu verringern (Schritt 212).
Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 32 die Wärme
verringern, die vom Abgasheizelement 26 erzeugt wird, kann
das Ventil 24 betätigen, um den Abgasfluss durch
die Umleitung 22 zu erhöhen, oder jegliche Kombination
davon. Nach dem Bestimmen und Durchführen einer Vorgehensweise kann
der Schritt 200 wiederholt werden (d. h. die Temperatursensoren 42 und 50 können
einen Parameter abfühlen, der die Temperaturen des Abgassensors 28 und
des Abgases, das durch den Abgassensor 28 fließt,
anzeigt).
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Wenn
die Steuervorrichtung bestimmt, dass die Temperatur des Abgases
nicht über der erwünschten Temperatur liegt (Schritt 210:
NEIN), dann kann die Steuer vorrichtung 32 bestimmen, ob die
Temperatur des Abgassensors 28 unter der erwünschten
Temperatur liegt (Schritt 214). Wenn die Steuervorrichtung 32 bestimmt,
dass die Temperatur des Abgassensors 28 unter der erwünschten
Temperatur liegt (Schritt 214: JA), dann kann die Steuervorrichtung 32 auf
verschiedene Algorithmen, Gleichungen, Tabellen oder Diagramme zugreifen,
die in der Speichervorrichtung 32 gespeichert sind oder
auf die diese zugreifen kann, um eine Vorgehensweise zu bestimmen
und durchzuführen, um die Temperatur des Abgassensors 28 zu
erhöhen (Schritt 216). Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 32 die
Wärme erhöhen, die vom Sensorheizelement 30 erzeugt
wird, kann das Ventil 24 betätigen, um den Fluss
von Abgas durch die Umleitung 22 zu steigern, oder jegliche Kombination
davon. Nach dem Bestimmen und Durchführen einer Vorgehensweise
kann der Schritt 200 wiederholt werden (d. h. die Temperatursensoren 42 und 50 können
einen Parameter abfühlen, der die Temperaturen des Abgassensors 28 und
des Abgases, das durch den Abgassensor 28 fließt,
anzeigt).
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Wenn
die Steuervorrichtung bestimmt, dass die Temperatur des Abgassensors 28 über
der erwünschten Temperatur liegt (Schritt 214:
NEIN), dann kann die Steuervorrichtung 32 auf verschiedene
Algorithmen, Gleichungen, Tabellen oder Diagramme Bezug nehmen,
die in der Steuervorrichtung 32 gespeichert sind oder auf
die diese zugriefen kann, um eine Vorgehensweise zu bestimmen und durchzuführen,
um die Temperatur des Abgassensors 28 zu verringern (Schritt 218).
Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 32 die Wärme
verringern, die vom Sensorheizelement 30 erzeugt wird,
kann das Ventil 24 betätigen, um den Fluss von
Abgas durch die Umleitung 22 zu verringern, oder jegliche Kombination
davon. Nach dem Bestimmen und Durchführen einer Vorgehensweise
kann der Schritt 200 wiederholt werden (d. h. die Temperatursensoren 42 und 50 können
einen Parameter abfühlen, der die Temperaturen des Abgassensors 28 und
des Abgases, das durch den Abgassensor 28 fließt,
anzeigt).
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Das
offenbarte Sensorsystem kann die Genauigkeit der Emissionspegelablesungen,
die durch den Sensor ausgeführt werden, verbessern. Insbesondere
kann das Beibehalten der Temperatur des Abgases auf der erwünschten
Temperatur, wenn es durch den Abgassensor fließt, verhindern,
dass das Abgas die Temperatur des Sensors negativ beeinflusst. Daher
kann es wahrscheinlicher sein, dass der Sensor auf seiner erwünschten
Temperatur gehalten wird, was die Genauigkeit des Sensorsystems
verbessert.
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Zusätzlich
kann das Abfühlen der Menge an unerwünschten Emissionen
in dem Abgas aus einer kleinen Stichprobe des Abgases jegliche negativen Effekte
des Sensorsystems auf den Betrieb des Motors und/oder der Abgasbehandlungsvorrichtungen verringern.
Insbesondere kann, da die Heizelemente und die Sensorvorrichtung
beide außerhalb des Hauptabgasstroms angeordnet sind, ihr
Effekt auf den Fluss des Abgases im Hauptstrom minimal sein. Dies
kann die Größe des Rückdruckes, der im
Abgassystem erzeugt wird, verringern, wodurch die Motorleistung
verbessert wird. Zusätzlich kann das Erwärmen
nur eines Teils des Abgases, das durch die Abgasbehandlungsvorrichtungen
fließt, die Gesamttemperatur des Abgases, das durch die
Abgasbehandlungsvorrichtungen fließt minimal beeinflussen. Dies
kann irgendwelche negativen Effekte, die das Abfühlsystem
auf die Leistung jeglicher Abgasbehandlungsvorrichtung hat, minimieren.
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Es
wird dem Fachmann klar sein, dass zahlreiche Modifikationen und
Variationen an dem offenbarten System vorgenommen werden können,
ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsbeispiele
werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der hierin offenbarten
Beschreibung offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die
Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden,
wobei ein wahrer Umfang durch die folgenden Ansprüche und
ihre äquivalenten Ausführungen angezeigt wird.
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Zusammenfassung
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TEMPERATURHALTESYSTEM FÜR
EINEN SENSOR
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Ein
Abfühlsystem wird vorgesehen, das eine Umleitung aufweist,
die konfiguriert ist, um Strömungsmittel von einem Hauptdurchlassweg
abzuleiten. Zusätzlich hat das Abfühlsystem einen
Strömungsmittelsensor, der in der Umleitung angeordnet ist
und der konfiguriert ist, um eine Konzentration eines Elementes,
die in dem Strömungsmittel enthalten ist, abzufühlen.
Die Abfühlvorrichtung weist auch ein erstes Heizelement
auf, das konfiguriert ist, um thermische Energie an den Strömungsmittelsensor zu übertragen.
Weiter weist das Abfühlsystem einen ersten Temperatursensor
auf, der konfiguriert ist, um einen Parameter abzufühlen,
der eine Temperatur des Strömungsmittelsensors anzeigt.
Das Abfühlsystem weist weiter eine Steuervorrichtung auf,
die konfiguriert ist, um das erste Heizelement ansprechend auf den
abgefühlten Parameter zu regeln, der die Temperatur des
Strömungsmittelsensors anzeigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6341599 [0004, 0004, 0004, 0005, 0005, 0006]