專利名稱：用于檢測后處理設備內(nèi)的裂紋的裝置、系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于處理發(fā)動機排氣流的后處理設備，并更具體地涉及檢測后處理設
備中的物理故障。 相關技術描述 近年來內(nèi)燃機的排放法規(guī)快速改變。為了滿足新法規(guī)，許多發(fā)動機制造商必須安 裝后處理設備來減少廢氣中的排出物，或調(diào)節(jié)廢氣以幫助其他后處理設備。例如，微粒過濾 器從柴油機的廢氣中除掉煙塵，且柴油氧化催化劑有時用來在廢氣中產(chǎn)生溫度，幫助微粒 過濾器氧化離開過濾器的煙塵。 大多數(shù)后處理設備在發(fā)動機的工作期間經(jīng)歷熱循環(huán)。熱循環(huán)可以是有意的，例如 在從微粒過濾器除掉煙塵期間，或無意的，例如當發(fā)動機經(jīng)歷發(fā)動機所需的工作負載的巨 大改變時。當后處理設備經(jīng)歷熱循環(huán)時，后處理設備在設備內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度。設備內(nèi)的溫 度梯度可引起應力，并隨著時間的過去能夠引起后處理設備的失效。 后處理設備內(nèi)的有關應力的故障，例如后處理設備的壁中的裂紋可能特別難以檢
測。通常沒有實時地用于檢測這種故障的應用的直接測量。甚至當使用后處理設備時，維
修技術員也很難檢測到這種故障，即使技術員有理由尋找故障也是如此。 后處理設備典型地包括例如堇青石或碳化硅的芯子，該芯子被包在將其固定在適
當位置的網(wǎng)中，且整個設備典型地被金屬片和/或不銹鋼"外殼"覆蓋。設備上的應力故障
在芯子中發(fā)生，典型地象芯子的表面周圍的徑向裂紋，且對于僅僅操作設備的技術員是不
可見的。因此，當前檢測故障的方案依靠超聲波或?qū)Ｓ靡曈X檢驗來確定后處理組件是否已
經(jīng)失效。 由于后處理設備的有意的多孔性和周圍網(wǎng)孔中的間隙，超聲波檢測方案存在問 題。超聲波頻率需要非常低(產(chǎn)生低分辨率圖像)，而且后處理設備對于超聲波分析來說配 置得非常不佳，以至于通常只能檢測毀壞性最大的故障。然而，一些后處理設備不再是符合 設計的(design compliant)-這意味不滿足規(guī)定排放閾值-在設備周圍只有一些適度的裂 紋。 專用視覺檢驗要求允許技術員觀察后處理設備內(nèi)的通道的內(nèi)部的光學工具。設備 的通道塞滿了煙塵和/或碎片，致使檢查困難或不可能。設備的最小限度的檢查可能要求 通過反復插入工具，來檢查后處理設備的周界周圍的上百通道，工具被設計為進入以每英 寸200-300單元包裝的通道中。檢驗程序能夠損害后處理設備，并且在最好的情況下耗費 時間和金錢。 當前技術的限制導致僅當技術員有明確的理由懷疑故障時、僅以可觀的開銷，并 通常僅在設備的失效已經(jīng)遠遠超出符合設計的閾值后，才發(fā)現(xiàn)后處理設備的故障。這些限 制也引入伴隨后處理設備的具有隱藏缺陷的風險。例如，服務公司可以清洗后處理設備并 用它們換出客戶的車輛內(nèi)的變臟的后處理設備。在當前的技術狀態(tài)下，有一個重大風險，即其中一個交換的后處理設備可能具有應力故障，根據(jù)哪個設備失效，對客戶或服務公司不 利。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)前述的討論，申請人聲明存在對一種裝置、系統(tǒng)和方法的需要，所述裝置、系 統(tǒng)和方法用最小的花費和人力檢測后處理設備中的裂紋。受益地，這種裝置、系統(tǒng)和方法將 作為被動檢查來檢測裂紋，而不需要來自技術員的輸入。 本發(fā)明根據(jù)本領域的現(xiàn)有狀態(tài)，并具體地，根據(jù)本領域中當前可用的微粒過濾器 系統(tǒng)還未完全解決的問題和需要而被研究出來。因此，已經(jīng)研究出本發(fā)明以提供用于在微 粒過濾器中檢測裂紋的裝置、系統(tǒng)和方法，該裝置、系統(tǒng)和方法克服以上討論的本領域中的 許多或全部不足。 公開了一種用于檢測后處理設備中的裂紋的裝置。裝置可包括后處理設備，后處 理設備包括底層(substrate)和底層表面。裝置可進一步包括導電材料和至少兩個接入 點，導電材料構成結合到底層表面的至少一個導電路徑，接入點導電耦合到導電路徑。導電 路徑可包括應用到底層表面的印上去的花樣(decal)，和/或印刷到底層表面上的導電路徑。 裝置可包括基于至少兩個接入點之間的電阻值，產(chǎn)生設備性能降低 (degradation)標記的控制器。控制器可包括配置為在功能上實現(xiàn)產(chǎn)生設備性能降低標記 的多個模塊?？刂破骺删哂须娮枘K、性能降低模塊和標記模塊。控制器還可具有事件檢 測模塊和裂紋歷史模塊。 電阻模塊可配置為判斷(interpret)多個接入點中的至少兩個接入點之間的電 阻值。性能降低模塊可配置為基于電阻值確定用于后處理設備的至少一個性能降低值。標 記模塊可配置為基于至少一個性能降低值，產(chǎn)生用于后處理設備的設備性能降低標記。事 件檢測模塊可配置為基于至少一個性能降低值確定性能降低事件的發(fā)生，裂紋歷史模塊可 配置為響應于每個性能降低事件的發(fā)生，存儲事件之前的性能降低值和事件之后的性能降 低值。在一種實施方式中，裂紋歷史模塊可配置為以規(guī)定的時間間隔存儲多個性能降低值。
公開了一種用于檢測后處理設備中的破裂的方法。該方法可包括提供一裝置，該 裝置包括包括底層和底層表面的后處理設備、構成結合到底層表面的至少一個導電路徑 的導電材料，和導電地耦合到至少一個導電路徑的多個接入點。該方法進一步包括測量多 個接入點中的至少兩個接入點之間的至少一個電阻值，并基于至少一個電阻值確定用于后 處理設備的至少一個性能降低值。在一種實施方式中，性能降低值可包括裂紋擴展指數(shù)。
公開了一種用于檢測后處理設備中的裂紋的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括產(chǎn)生作為操作的 副產(chǎn)品的廢氣的內(nèi)燃機。該系統(tǒng)進一步包括用于檢測后處理設備中的裂紋的裝置。裝置中 的控制器可包括配置為基于電阻值產(chǎn)生設備性能降低標記的服務工具和/或電子控制模 塊(ECM)。在一種實施方式中，服務技術員可通過測量至少兩個接入點之間的電阻來確定電 阻值，并基于電阻值識別設備性能降低標記。 貫穿本說明書提到的部件、優(yōu)點或類似的語言并不暗示，可用本發(fā)明實現(xiàn)的所有 部件和優(yōu)點應是本發(fā)明任何單獨的實施方式或存在于本發(fā)明任何單獨的實施方式中。而 是，應理解提到特征和優(yōu)點的語言意味連同實施方式描述的特定的部件、優(yōu)點和特征應至
6少包括在本發(fā)明的至少一種實施方式中。因此，貫穿本說明書的部件和優(yōu)點的討論、以及類 似語言未必指的是相同的實施方式。 此外，本發(fā)明描述的特征、優(yōu)點和特性能以任何合適的方式組合在一個或更多個 實施方式中。相關領域技術人員將認識到，沒有具體實施方式
的一個或更多個特定部件或 優(yōu)點也可實踐本發(fā)明。在其他情況中，可認識到附加的部件和優(yōu)點可出現(xiàn)在未在本發(fā)明的 所有實施方式中提到的某些實施方式中。 本發(fā)明的這些特征和優(yōu)點根據(jù)下面的描述和隨附權利要求將變得更完全明顯，或
可通過下文中提出的發(fā)明的實踐而被了解。 附圖簡述 為了容易理解本發(fā)明的優(yōu)點，通過參考隨附的附圖中示出的特定實施方式，將提 出以上簡要描述的發(fā)明的更具體的描述。應理解，這些附圖僅描述了本發(fā)明的典型實施方 式，并因此被認為不是限制它的范圍，通過使用附圖，將用附加特征和細節(jié)描述和解釋本發(fā) 明，其中

圖1是依照本發(fā)明描述用于檢測后處理設備中的裂紋的系統(tǒng)的一種實施方式的 圖示； 圖2是依照本發(fā)明描述用于基于電阻值確定后處理設備的性能降低值的控制器 的一種實施方式的圖示； 圖3是依照本發(fā)明描述用于檢測后處理設備中的裂紋的裝置的一種實施方式的
圖示；
圖示；
圖示；
示；

圖示； 圖8是依照本發(fā)明示出用于檢測后處理設備中的破裂的方法的一種實施方式的 示意性流程圖；以及 圖9是依照本發(fā)明示出用于檢測后處理設備中的破裂的方法的替換實施方式的
示意性流程圖。 發(fā)明詳述 將容易理解，如通常在這里的圖中描述和示出的本發(fā)明的組件，可以廣泛的多種 不同配置安排和設計。因此，下面如圖l到圖9呈現(xiàn)的本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法的實施方 式的更詳細的描述并不旨在限制本發(fā)明的范圍，如要求的，但僅僅是代表本發(fā)明的所選擇 的實施方式。 貫穿本說明書提到的"一種實施方式"或"實施方式"意謂連同該實施方式描述的 具體特征、結構或特性都被包括在本發(fā)明的至少一種實施方式中。因此，貫穿本發(fā)明在各種
圖4是依照本發(fā)明描述用于檢測后處理設備中的裂紋的裝置的替換實施方式的
圖5是依照本發(fā)明描述用于檢測后處理設備中的裂紋的裝置的替換實施方式的
圖6是依照本發(fā)明描述用于檢測后處理設備中的裂紋的裝置的可替換方式的圖
圖7A是依照本發(fā)明描述判斷電阻值的一種實施方式的圖表；
圖7B是依照本發(fā)明描述多個平行導電路徑的一種實施方式、描述擴展的裂紋的地方出現(xiàn)的短語"在一種實施方式中"或"在實施方式中"未必全指的是相同的實施方式。
此外，描述的特征、結構或特性可以用任何合適的方式結合在一種或更多種實施 方式中。在下面的描述中，提供許多明確的細節(jié)，例如材料、緊固件、尺寸、長度、寬度、形狀 等等的例子，以提供本發(fā)明實施方式的完全理解。然而，相關領域技術人員將認識到，不使 用一個或更多個明確的細節(jié)，或用其他的方法、組件、材料等，能夠?qū)嵺`本發(fā)明。在其他情況 中，沒有詳細顯示和描述眾所周知的結構、材料或操作，從而避免混淆本發(fā)明的方面。
圖1是依照本發(fā)明描述用于檢測后處理設備中的裂紋的系統(tǒng)100的一種實施方式 的圖示。系統(tǒng)100包括產(chǎn)生作為操作的副產(chǎn)品的廢氣104的內(nèi)燃機102。例如，發(fā)動機102 可以是柴油發(fā)動機102。系統(tǒng)100進一步包括配置為處理廢氣104的后處理設備106。例 如，后處理設備102可包括配置為從廢氣104除掉微粒的微粒過濾器。后處理設備102可 包括底層(substrate)和底層表面。底層可包括微粒過濾器的陶瓷芯子，且底層表面可包 括陶瓷芯子的外表面。在一種實施方式中，后處理設備106可包括柴油氧化催化劑、N0X吸 附催化劑，和/或技術中已知的其他后處理設備106。 系統(tǒng)100進一步包括構成結合到底層表面的至少一個導電(conduction)路徑的 導電材料和導電耦合到至少一個導電路徑的多個接入點(access point) 108。系統(tǒng)100可 進一步包括控制器110，控制器110可以是服務工具和/或電子控制模塊(ECM)的部分?？?制器110可配置為判斷跨過(across)導電路徑的電阻值，并基于電阻值確定性能降低值。 跨過導電路徑的電阻值可包括兩個接入點108之間的電阻。ECM可進一步配置為基于性能 降低值設置故障指標(indicator)。在一種實施方式中，ECM還包括發(fā)動機102的控制器。 在一種實施方式中，技術員(未顯示)測量多個接入點108中的兩個接入點之間的至少一 個電阻值，并在表中查找測量的電阻值，從而基于電阻值確定后處理設備106的至少一個 性能降低值。 圖2是依照本發(fā)明描述用于基于電阻值確定后處理設備106的性能降低值的控制 器110的一種實施方式的圖示。控制器110可包括配置為判斷跨過導電路徑的電阻值204 的電阻模塊206。電阻模塊202可通過從數(shù)據(jù)鏈路讀取電阻值204、通過判斷電信號(例如 電壓)為電阻值、接受用戶的輸入或技術中已知的其他源，來判斷電阻值204。在一種實施 方式中，控制器IIO是ECM，ECM通過讀取接入點108之間的電壓來判斷電阻值204，以確定 電阻值204(比如，在利用已知的電源電壓和已知的下拉電阻器的分壓器電路中)。
控制器110進一步包括配置為基于電阻值204確定后處理設備106的至少一個性 能降低值208的性能降低模塊206。性能降低值208可包括后處理設備106的性能降低水 平的定量或定性描述。例如，當電阻值指示開路時，性能降低值208可包括"有裂紋的"后 處理設備指標(比如，定義為最小電阻值204閾值)，當電阻值204不指示開路時，性能降低 值208包括"良好的"后處理設備指標。在另一實施方式中，性能降低值208可包括基于電 阻值204的裂紋擴展指數(shù)。例如，如果電阻值204指示多個導電路徑中的55%當前指示開 路，則性能降低模塊206可設置裂紋擴展指數(shù)為55。 控制器110可進一步包括配置為基于性能降低值208為后處理設備106生成設備 性能降低標記212的標記模塊210。設備性能降低標記212可提供后處理設備106的剩余 使用壽命和/或性能降低狀態(tài)的指示。例如，設備性能降低標記212可包括來自列表"新 的"、"較少的性能降低"、"較多的性能降低"和"失效"的值。標記模塊210可配置為根據(jù)性能降低值208和查找表(未顯示)選擇設備性能降低標記212。 控制器110可進一步包括配置為以規(guī)定的時間間隔存儲多個性能降低值208的裂 紋歷史模塊212。例如，裂紋歷史模塊212可配置為在每天的結束存儲性能降低值208。
在一種實施方式中，控制器110可進一步包括事件檢測模塊216，導電路徑可包括 連接至少兩個接入點108的多個平行導電路徑。事件檢測模塊216可配置為基于性能降低 值208確定性能降低事件218的發(fā)生。性能降低事件218可包括性能降低值208的突變、 后處理設備106經(jīng)歷的高溫事件、后處理設備106經(jīng)歷的溫度突變，和/或可引起后處理設 備106的性能降低發(fā)生的可能性的系統(tǒng)100的任何其他改變。 裂紋歷史模塊212可配置為響應于性能降低事件218的發(fā)生，存儲事件之前的性 能降低值220和事件之后的性能降低值222。例如，裂紋歷史模塊212可存儲包括最近幾 分鐘的性能降低值208的歷史的性能降低值208的滾動緩沖區(qū)。在實施例中，當事件檢測 模塊216檢測性能降低值218時，裂紋歷史模塊212可配置為把滾動緩沖區(qū)的值存儲為事 件之前的性能降低值220，而把進入的幾分鐘的性能降低值存儲為事件之后的性能降低值 220。 任何滾動緩沖區(qū)和/或等價數(shù)據(jù)存儲技術的時間尺度應根據(jù)系統(tǒng)100的優(yōu)先權來 選擇，以用于系統(tǒng)100的具體實施方式
，如本領域的技術人員理解的。例如，在潛在性能降 低事件218迅速發(fā)生的系統(tǒng)100中，例如需要積極的再生技術以提高后處理設備106中的 溫度的系統(tǒng)，裂紋歷史模塊212應配置為頻繁地存儲性能降低值208。在潛在性能降低事件 218緩慢發(fā)生的系統(tǒng)100中，例如被動再生后處理設備106的系統(tǒng)，裂紋歷史模塊212能夠 被配置為以較緩慢的頻率存儲性能降低值208，以保存控制器110的資源。
控制器110可進一步包括配置為基于至少一個性能降低值208設置故障指標226 的故障模塊224。該故障指標226可點亮交通工具上的警告燈、觸發(fā)存儲在ECM 110中的數(shù) 據(jù)以供服務技術員使用，等等。 圖3是依照本發(fā)明描述用于檢測后處理設備106中的裂紋的裝置300的一種實施 方式的圖示。裝置包括后處理設備106，后處理設備106包括底層302和底層表面304。底 層302可包括陶瓷芯子，底層表面304可包括陶瓷芯子的外表面。裝置300進一步包括構 成結合到底層表面304的至少一個導電路徑306的導電材料。裝置300可進一步包括導電 耦合到導電路徑306的多個接入點108。在一種實施方式中，接入點108之間的電阻檢查確 定導電路徑306的電阻和連續(xù)性。 導電路徑306可包括印刷在表面304上的導電材料_例如在后處理設備106的制 造期間通過噴墨印刷機印刷。在一種實施方式中，導電路徑306可包括涂在表面304上的導 電材料。在一種實施方式中，導電路徑306可包括用作印上去的花樣的導電材料-例如涂或 噴到掩蔽物(mask)上。導電材料可烤到底層表面304上以固定該材料。在一種實施方式 中，導電材料在約85(TC烤到底層表面。導電材料可用紅外線燈烤到上面。其他沉積技術， 例如絲網(wǎng)印刷、磁帶、激光噴射沉積、熱和/或等離子噴涂等等也預期在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
導電材料可包括導電金屬陶瓷或金屬陶瓷合金。本領域中已知可使用其他物質(zhì)， 并應具有構成電阻層的屬性，電阻層在系統(tǒng)100的操作期間，導電并經(jīng)受住底層表面304的 期望的溫度。例如、銀、鈦、鎳、鎢和它們的合金以及其他金屬可用作導電路徑306。導電路 徑306可進一步包括配置為保護導電路徑306不受侵蝕、氧化和其他損害的保護層。
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當破裂或裂紋發(fā)生在底層表面304上處于導電路徑306的位置時，導電路徑306 應被配置為斷開。在一種實施方式中，導電路徑306可包括在大約10微米到大約130微米 之間的導電材料層。在這個范圍之外的值可在具體的實施方式中操作，并將依賴于拉伸強 度、結合強度、導電材料的楊氏模量，等等。進一步，包括底層302的材料影響施加在導電路 徑306上的力和對裝置300的特定實施方式有效的相關厚度。示出的值用于許多基于陶瓷 的底層和金屬陶瓷、金屬和金屬合金導電材料，且簡單的測試能夠驗證用于裝置300的特 定實施方式的其他材料組合。 導電路徑306可配置為與后處理設備106的高應力區(qū)域相交。盡管導電路徑306 的一些可能處于高應力區(qū)域之外，且導電路徑306可能不覆蓋全部高應力區(qū)域，但高應力 區(qū)域的"相交"指示導電路徑306的一些部分處于高應力區(qū)域的一些部分內(nèi)。
高應力區(qū)域可包括后處理設備106最可能經(jīng)歷與應力相關的故障的區(qū)域。在一種 實施方式中，高應力區(qū)域包括后處理設備106的中央-后方部分，其中"后方"指示相對于 排氣流104的下游部分。例如，高應力區(qū)域可包括在距后處理設備106的前面大約3/10軸 向距離的前邊界309A和距離后處理設備106的后面大約1/10軸向距離的后邊界309B之 間軸向定義的區(qū)域。在實施例中，高應力區(qū)域包括大約0. 3X到0. 9X之間的軸向位置，其中 X代表軸向位置，其被定義為使得X = 0是后處理設備106的上游端，X = 1是后處理設備 106的下游端。 在一種實施方式中，后處理設備106可包括圓柱形陶瓷設備106，圓柱形陶瓷設備 106包括多個矩形單元310和外壁312。高應力區(qū)域可進一步包括在一個矩形單元316和 外壁312之間的相交314的底層表面304，使得相交的矩形單元316被外壁312近似對角地 分開。 圖4是依照本發(fā)明描述用于檢測后處理設備106中的裂紋的裝置400的替換實 施方式的圖示。裝置可包括連接至少兩個接入點108的多個平行的導電路徑306。注意這 里平行指的是電學意義下的平行的導電路徑306而未必是幾何意義下的。例如，導電路徑 306A和306B并聯(lián)連接接入點108A和108B。進行擴展并中斷導電路徑306A的裂紋將把 108A-108B之間的觀察電阻從RAB = (1/RA+1/RB)—1改變到R旭=&，其中RAB是108A與108B 之間的觀察電阻，RA是路徑306A的電阻，RB是路徑306B的電阻。同樣地，在圖示400中，路 徑306C-306D并聯(lián)連接接入點108B-108C，且路徑306E-306F并聯(lián)連接接入點108A-108D。
在一種實施方式中，后處理設備106的底層表面304上的裂紋趨于以徑向方式在 設備106周圍擴展。因此，在該例子中，如所示的軸向蜿蜒的路徑306A-306F給出了可能發(fā) 生的與徑向裂紋相交的更好的機會。把接入點108A-108D連接到導電路徑306A-306F的交 叉路徑可配置為，使得當徑向裂紋發(fā)生時，交叉路徑不中斷。例如，交叉路徑可包括比導電 路徑306A-306F更厚的導電材料，和/或交叉路徑可不結合到后處理設備106的表面304。
圖5是依照本發(fā)明描述用于檢測后處理設備106中的裂紋的裝置500的替換實施 方式的圖示。裝置500可包括連接接入點108A-108C的多個導電路徑306A-306C。圖5中 的導電路徑306A-306C顯示為定向為軸向，然而圖4中的導電路徑306A-306F顯示為定向 為徑向。然而，導電路徑306可用覆蓋相交區(qū)域的任何的方式定向，該相交區(qū)域可以是高應 力區(qū)域。例如，導電路徑306可定向為螺旋形地圍繞底層表面304。 圖6是依照本發(fā)明描述用于檢測后處理設備106中的裂紋的裝置600的替換實施方式的圖示。裝置600包括可用作印上去的花樣的幾組平行的導電路徑306A-306C。多個 平行的導電路徑306A可包括觀察區(qū)域502A或?qū)щ娐窂?06A覆蓋的區(qū)域。裝置600可包 括多個觀察區(qū)域502A、502B和502C。 觀察區(qū)域502A-502C可配置為測量后處理設備106的不同(distinct)的軸向部 分。后處理設備106的不同的軸向部分可指示在觀察區(qū)域502A-502C之間沒有軸向重疊 發(fā)生，和/或觀察區(qū)域502A-502C之間只發(fā)生部分重疊。觀察區(qū)域502A-502C可配置為測 量后處理設備106的不同徑向部分。后處理設備106的不同徑向部分可指示在觀察區(qū)域 502A-502C之間沒有徑向重疊發(fā)生，和/或觀察區(qū)域502A-502C之間只有部分徑向重疊發(fā) 生。裝置600的觀察區(qū)域502A-502C是軸向和徑向分布的。 圖7A是依照本發(fā)明描述判斷電阻值204的一種實施方式的圖表?？筛鶕?jù)電壓值 701判斷電阻值204。電壓701在零時刻在基線702處開始，基線電壓702可與裝置一致， 裝置中所有導電路徑306是完整的。在時刻708，裂紋可能發(fā)生，其隔開一些導電路徑306， 并由于兩個接入點108之間的電阻值204的增加而引起電壓701增加。在時刻712，裂紋可 能發(fā)生，其隔開接入點308之間的所有剩余的導電路徑306，并引起電壓701升高到與開路 一致的值，該值可以是來自ECM 110的電源電壓704。 圖7B是依照本發(fā)明描述擴展的裂紋的多個平行導電路徑306的一種實施方式的 圖示。圖7B的圖示可與圖7A的電壓曲線701—致。在零時刻，導電路徑306可能是完整 的。裂紋706發(fā)生在時刻708，引起觀察電壓701上升。裂紋710可能發(fā)生在時刻712，這 可能隔開所有的導電路徑306，并引起觀察電壓701上升到電源電壓704。
這里包括的示意性流程圖通常作為邏輯流程圖而提出。同樣地，描述的順序和標 注的步驟指示所提出的方法的一種實施方式。其他步驟和方法被認為在功能、邏輯上等效， 或?qū)崿F(xiàn)示出方法的一個或更多個步驟、或它的部分。此外，所使用的格式和符號是為解釋方 法的邏輯步驟而提供的，并應理解不是限制本方法的范圍。雖然在流程圖中可使用各種箭 頭類型和線條類型，但是應理解它們不是限制相應方法的范圍。實際上，可使用一些箭頭和 其他連接符以僅指示方法的邏輯流向。例如，箭頭可指示描述的方法的列舉的步驟之間的、 不指明的持續(xù)時間的等待或監(jiān)控時間段。此外，具體方法發(fā)生的順序可以或可以不嚴格按 照所示相應步驟的順序。 圖8是依照本發(fā)明示出用于檢測后處理設備106中的破裂706、710的方法800的 一種實施方式的示意性流程圖。方法800可包括提供(802) —裝置，該裝置包括具有底層 302和底層表面304的后處理設備106、構成結合到底層表面304的至少一個導電路徑306 的導電材料，和導電耦合到導電路徑306的多個接入點108。 方法800可進一步包括控制器100和/或服務技術員測量804兩個接入點108之 間的至少一個電阻值204。性能降低模塊206可基于電阻值204確定至少一個性能降低值 208。性能降低模塊206可配置為當電阻值204與開路一致時，確定后處理設備106為有裂 紋的，這是通過檢查808電阻值204是否指示開路，以及如果檢查808為正，則設置810后 處理設備指標208為"有裂紋的"。 圖9是依照本發(fā)明示出用于檢測后處理設備106中的破裂706、710的方法的替換 實施方式的示意性流程圖。方法900可包括提供902 —裝置，該裝置包括具有底層302和 底層表面304的后處理設備106、構成結合到底層表面304的多個導電路徑306的導電材料和導電耦合到導電路徑306的多個接入點108。 方法900可進一步包括控制器110和/或服務技術員測量904兩個接入點108之 間的至少一個電阻值204。性能降低模塊206可基于電阻值204確定906至少一個性能降 低值208。性能降低模塊206可確定906相應多個觀察區(qū)域502的多個性能降低值。在一 種實施方式中，方法900可包括檢查908該實施方式是否利用裂紋擴展指數(shù)作為性能降低 值208。 如果檢查908為負，那么標記模塊210可基于多個性能降低值208設置914設備 性能降低標記914-例如作為查找表的函數(shù)，以性能降低值208為輸入而設備性能降低標記 212為輸出。如果檢查908為正，則性能降低模塊206可設置910裂紋擴展指數(shù)208為電 阻值204的函數(shù)，標記模塊210可設置912設備性能降低標記212為裂紋擴展指數(shù)208的 函數(shù)。方法900可包括服務技術員響應于服務事件而用具有等效的設備性能降低標記212 的第二后處理設備106替換916后處理設備106。后處理設備106可包括配置為從排氣流 104中除掉煙塵的微粒過濾器。 根據(jù)前述討論，明顯的是本發(fā)明提供用于檢測后處理設備中的裂紋的系統(tǒng)、方法 和裝置。本發(fā)明進一步提供裂紋的被動檢查，而不需要來自服務技術員的輸入，并允許服務 技術員用具有相似性能降低特性的后處理設備替換后處理設備。 本發(fā)明可以具體體現(xiàn)為其他具體的形式，而不背離其精神或本質(zhì)特征。所描述的 實施方式被認為在所有方面僅僅是示例性的而不是限制性的。因此本發(fā)明的范圍由隨附權 利要求而不是通過前述描述指示。在權利要求的等價形式的意思和范圍內(nèi)的所有改變都包 含在它們的范圍內(nèi)。
權利要求
一種用于檢測后處理設備中的裂紋的裝置，所述裝置包括后處理設備，其包括底層和底層表面；導電材料，其構成結合到所述底層表面的至少一個導電路徑；多個接入點，其導電地耦合到所述至少一個導電路徑。
2. 如權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個導電路徑包括應用到所述底層表面的所述導電材料的印上去的花樣。
3. 如權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個導電路徑包括通過在所述底層表面上噴涂和印刷中之一而使用的所述導電材料。
4. 如權利要求1所述的裝置，進一步包括電阻模塊和性能降低模塊，所述電阻模塊配置為判斷所述多個接入點中的至少兩個接入點之間的電阻值，所述性能降低模塊配置為基于所述電阻值確定用于所述后處理設備的至少一個性能降低值。
5. 如權利要求4所述的裝置，進一步包括配置為基于所述至少一個性能降低值產(chǎn)生用于所述后處理設備的設備性能降低標記的標記模塊。
6. 如權利要求1所述的裝置，其中所述導電材料包括由導電金屬、導電金屬合金、電阻層和陶瓷組成的組構成的元件。
7. 如權利要求6所述的裝置，其中所述導電材料在所述裝置的制造期間，在大約85(TC被烤到所述底層表面上。
8. 如權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個導電路徑包括以大約10微米到大約130微米之間的厚度而被應用的導電材料。
9. 如權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個導電路徑被配置為與所述后處理設備的高應力區(qū)域相交，所述后處理設備的所述高應力區(qū)域包括大約0. 3X到大約0. 9X之間的軸向位置，其中X代表定義為使得X = 0是所述后處理設備的上游端，以及X = 1是所述后處理設備的下游側的軸向位置。
10. 如權利要求9所述的裝置，其中所述后處理設備包括圓柱形陶瓷設備，所述圓柱形陶瓷設備包括多個矩形單元和外壁，以及其中所述高應力區(qū)域還包括在所述矩形單元中之一和所述外壁之間的相交處的所述底層表面，使得相交的所述矩形單元被所述外壁近似對角地分開。
11. 如權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個導電路徑包括連接所述接入點中的至少兩個接入點的多個平行導電路徑。
12. 如權利要求11所述的裝置，其中連接所述接入點中的至少兩個接入點的所述多個平行導電路徑包括觀察區(qū)域，所述裝置還包括多個觀察區(qū)域。
13. 如權利要求12所述的裝置，其中所述多個觀察區(qū)域中的每個觀察區(qū)域被配置為測量所述后處理設備的不同的軸向部分。
14. 如權利要求12所述的裝置，其中所述多個觀察區(qū)域中的每個觀察區(qū)域被配置為測量所述后處理設備的不同的徑向部分。
15. 如權利要求4所述的裝置，其中所述至少一個導電路徑包括連接所述接入點中至少兩個接入點的多個平行導電路徑，所述裝置進一步包括配置為以規(guī)定的時間間隔存儲多個性能降低值的裂紋歷史模塊。
16. 如權利要求4所述的裝置，其中所述至少一個導電路徑包括連接所述接入點中的至少兩個接入點的多個平行導電路徑，所述裝置進一步包括事件檢測模塊和裂紋歷史模塊，所述事件檢測模塊配置為基于所述至少一個性能降低值來確定性能降低事件的發(fā)生，所述裂紋歷史模塊配置為響應于每個性能降低事件的發(fā)生而存儲事件之前的性能降低值和事件之后的性能降低值。
17. —種用于檢測后處理設備中的裂紋的方法，所述方法包括提供一裝置，所述裝置包括包括底層和底層表面的后處理設備、構成結合到所述底層表面的至少一個導電路徑的導電材料，和導電耦合到所述至少一個導電路徑的多個接入點；測量所述多個接入點中的兩個接入點之間的至少一個電阻值；基于所述至少一個電阻值，確定用于所述后處理設備的至少一個性能降低值。
18. 如權利要求17所述的方法，其中基于所述至少一個電阻值確定用于所述后處理設備的至少一個性能降低值包括，當所述電阻值與開路一致時，確定所述后處理設備為有裂紋的。
19. 如權利要求17所述的方法，其中所述至少一個導電路徑包括連接所述接入點中的至少兩個接入點的多個平行導電路徑，以及其中基于所述至少一個電阻值確定用于所述后處理設備的至少一個性能降低值包括，基于所述電阻值確定裂紋擴展指數(shù)。
20. 如權利要求19所述的方法，進一步包括基于所述裂紋擴展指數(shù)，確定設備性能降低*示記。
21. 如權利要求20所述的方法，其中所述后處理設備包括微粒過濾器，所述方法進一步包括響應于服務事件，用包括等效的設備性能降低標記的第二微粒過濾器替換所述微粒過濾器。
22. 如權利要求19所述的方法，其中連接所述接入點中的至少兩個接入點的所述多個平行導電路徑包括觀察區(qū)域，所述裝置進一步包括多個觀察區(qū)域，以及其中確定所述后處理設備的裂紋擴展狀態(tài)包括，確定相應于所述多個觀察區(qū)域的多個性能降低值。
23. 如權利要求22所述的方法，還包括基于所述多個性能降低值，確定設備性能降低標記。
24. —種用于檢測后處理設備中的裂紋的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括內(nèi)燃機，其生成作為操作的副產(chǎn)品的廢氣；后處理設備，其被配置為處理所述廢氣，所述后處理設備包括底層和底層表面；導電材料，其構成結合到所述底層表面的至少一個導電路徑；多個接入點，其導電地耦合到所述至少一個導電路徑。
25. 如權利要求24所述的系統(tǒng)，還包括服務工具，所述服務工具包括電阻模塊和性能降低模塊，所述電阻模塊配置為判斷跨過所述至少一個導電路徑的電阻值，所述性能降低模塊配置為基于所述電阻值，確定用于所述后處理設備的至少一個性能降低值。
26. 如權利要求24所述的系統(tǒng)，還包括電子控制模塊(ECM)，所述電子控制模塊包括電阻模塊、性能降低模塊，所述電阻模塊配置為判斷跨過所述至少一個導電路徑的電阻值，所述性能降低模塊配置為基于所述電阻值，確定用于所述后處理設備的至少一個性能降低值。
27. 如權利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述電子控制模塊還包括配置為基于所述至少一A性能降低值來設置故障指標的故障模塊c
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于檢測微粒過濾器中的裂紋的裝置、系統(tǒng)和方法。該方法包括提供包括有底層302和底層表面304的后處理設備106的裝置、構成結合到底層表面304的表面的導電路徑的導電材料和配置為允許測量導電路徑306的電阻的接入點108。該方法可包括測量導電路徑306的電阻，并基于電阻測量，確定在底層表面304上是否已經(jīng)出現(xiàn)一個或更多個裂紋。該方法可進一步包括基于指示的裂紋的數(shù)量，標注后處理設備106的性能降低水平，并基于性能降低水平，在服務事件后，用等效的后處理設備替換后處理設備106。
文檔編號G01R31/08GK101711365SQ200880016435
公開日2010年5月19日 申請日期2008年2月26日 優(yōu)先權日2007年3月20日
發(fā)明者蘭德爾·J·斯塔福德, 埃德加·拉納-庫爾齊奧, 托馬斯·M·約努謝尼斯, 阿密特·謝亞姆 申請人:康明斯濾清系統(tǒng)知識產(chǎn)權公司