用于液体过滤系统的电子过滤器检测特征的制作方法_2

文档序号:9871858阅读:来源:国知局
保 养时间传送给内燃机的操作者(例如,驾驶员、设备操作者、服务技术人员、设备所有者、中 央调度设施,等等)。
[0039]多个输入端102包括电源输入端108、识别信号输入端110、模拟传感器输入端112 以及ECM输入端114。电源输入端108为处理和控制单元104供电。电源输入端可以是独立于 内燃机的电源(例如,单独的电池)或由内燃机(例如,经由交流发电机、内燃机的糊状物)提 供的电力。识别信号输入端110提供各种过滤系统是否正在使用真过滤元件的指示。各种过 滤系统可以包括燃料-水分离器("FWS")、燃料过滤器("FF")、润滑剂过滤器("LF")、空气过 滤器、液压流体过滤器、曲轴箱通风过滤器或分离器、冷却剂过滤器等等。还应当理解,如本 文所使用的,"单独的"过滤系统还可以包括综合过滤系统的单个的子系统。通过示例的方 式,在曲轴箱通风系统中,围绕曲轴箱通风撞击器的系统的部分可以被认为是一个"系统", 而围绕曲轴箱通风聚结器(曲轴箱通风撞击器的下游)的系统的一部分可以被认为是另一 个"系统"。
[0040] 在一些布置中,识别信号输入端110利用与处理和控制单元104的单个数字连接 (例如,使用单总数字协议)。模拟输入端112可以是与内燃机的各种过滤系统相关联 的诸如压差("dP")传感器输入端的传感器输入端。dP传感器可以包括位于过滤器元件的第 一侧的第一压力传感器和位于过滤器元件的第二侧的第二压力传感器,以便穿过过滤器元 件的压降可以被计算出来。ECM输入端114向处理和控制单元10提供4其它发动机参数,诸如 MAF传感器输出、发动机速度、过滤器流动速率、温度-气压大气压力传感器("TBAP")输出、 燃料中水分("WIF")传感器输出,等等。可以经由J1939CAN协议来提供ECM输入端114。
[0041] 处理和控制单元104包括微控制器116(在图1中被引用为"uC")。微控制器116控制 FMS模块100的各种功能。处理和控制单元104包括快闪存储118。快闪存储118存储诊断信息 (例如,如从多个输入端102收集的诊断信息)。处理和控制单元104还包括存储器120。存储 器120存储编程模块,编程模块在由微控制器116执行时控制FMS模块100的操作。存储器120 还可以包括计算预期的过滤器寿命的算法中所使用的可重新编程的变量。在一些布置中, 快闪存储118和存储器120在单存储器设备中实施。处理和控制单元104还包括通信模块 122。通信模块122可以是无线通信模块(例如,Bluet〇〇tll?、WiFi、ZigB ee、蜂窝数据收发信 机等)或有线通信模块(例如,USB?、以太网等)。在这种布置中,无线通信模块被设计成 在存在内燃机所引起的无线干扰或噪声时与外部设备进行通信。在一些布置中,处理和控 制单元104被实施为片上系统控制器(即,微控制器116、快闪存储118、存储器120和通信模 块122在单个芯片上被实施)。
[0042]处理和控制单元104将输出提供给输出设备106。输出设备106可以包括仪表盘显 示器、个人电脑("PC")和/或无线设备(例如,智能电话、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助 理等)。处理和控制单元104将过滤系统的状态和保养指示发送到输出设备106。输出设备 106经由与微控制器116的有线连接(例如,以太网)或经由通信模块122来接收状态和保养 指示。
[0043]参照图2A,示出了根据示例性实施例的实施了 FMS模块100的FMS模块100的透视 图。FMS模块100被封装在壳体202中。FMS模块100的线束204暴露出来。线束204将FMS模块连 接到FMS模块100的各种输入端和输出端(如上面关于图1所述)。如图2A中所示,FMS模块100 基于所并入的于2012年3月5日提交、于2012年10月4日作为美国专利公开号US 2012/ 0253595A1发布的美国专利申请序列号13/412,280中公开的Cummins Energy Manager ("CEM")模块所采用的包装方法。尽管FMS模块100的壳体202具有与CEM模块类似的外观,但 是,(例如,如上关于图1的处理和控制单元104所述的)组件和线束202的布局(例如,引脚配 置)以及软件模块是定制成功能为FMS模块。
[0044]由FMS模块100执行的可能的功能包括,但不限于:电子正品过滤器检测、WIF指示 (例如,基于来自WIF传感器的反馈)、自动排水控制(例如,经由燃料过滤系统中的自动排 出)、过滤器保养指示(例如,经由特定过滤系统所过滤的流体总量的确定、穿过过滤器元件 的所检测到的压降、使用期限算法的输出等)、基于固定间隔的过滤器保养指示、油质量监 控和换油周期指示、化学添加剂的控制和释放、燃料质量感测和指示、渗漏或旁路状况检测 和指示、经由J-1939与ECM的数据连接以及与各种输出设备106(例如,IXD监视器、智能电话 应用、OEM远程信息处理系统、技术人员的电脑等)进行通信的数据输出端。
[0045]如图2B和图2C中所示,FMS模块100连接到内燃机的布线。FMS模块100连接到内燃 机的线束206。线束206包括接收FMS模块100的连接器208 JMS模块100的壳体202可以形成 与连接器208的扣合连接。通过线束206,FMS模块100各种输入端102并且可以与输出端106 的至少一部分进行通信。在一些布置中,FMS模块100经由线束206(例如,从ECM、直接从内燃 机电池,等等)接收操作的电力。在其它布置中,FMS模块100包括独立于内燃机的内置电源。 [0046] FMS 100运行各种算法以执行不同的过滤器监控功能。参照图3,示出了存储在快 闪模块118和/或存储器120中的各种软件模块以及控制算法的框图。示出了 FMS模块100可 以运行的每个软件模块和算法框。
[0047] 在一些布置中,FMS 100还是综合流体监控系统的部分。在这种布置中,FMS 100还 从与内燃系统所使用的各种流体相关联的流体传感器接收传感器反馈。流体传感器可以独 立于内燃机的过滤系统。例如,流体传感器可以测量燃料系统所供应的燃料、润滑系统所循 环的润滑剂、液压系统所使用的液压流体等的特性。流体传感器可以位于接近向内燃机的 各种组件供应流体的管道装置中的流体栗(例如,燃料栗、润滑剂栗、液压流体栗等)或在该 管道装置中的流体栗内/位于发动机组中/以及位于内燃机内或围绕内燃机的接收内燃机 的各种过滤系统所过滤的流体的其它位置。流体传感器可以包括温度传感器、压力传感器、 粘度传感器、化学传感器(例如,用于检测流体内的化学添加剂、检测流体内的杂质等)等 等。
[0048]来自流体传感器的信息可以由FMS 100用来确定用于流体的保养间隔。例如,润滑 剂系统的流体传感器可以提供润滑剂的热击穿的比可以从位于润滑剂过滤系统处的传感 器中所收集的更好的指示。另外,从流体传感器所接收的信息可以用在由FMS 100所执行的 各种过滤系统保养计算中。例如,与流过燃料过滤系统的燃料类型有关的信息可以影响燃 料过滤器元件的预期寿命跨度。可将从流体传感器所接收的信息与所计算的关于各种流体 系统的信息(例如,流体替换警告、发动机流体的预期的剩余寿命等)一起以相似于下面关 于提供给用户和技术人员的过滤器系统信息所述的方式输出给用户或技术人员。来自流体 传感器的信息连同来自过滤系统传感器的信息例如可被用于确定服务发动机过滤器和流 体(多个)的最佳时间并向用户和/或技术人员提供该信息。
[0049] 在其他布置中,FMS 100还可以接收来自内燃机的其它系统或内燃机驱动的设备 的传感器信息。例如,如果内燃机为车辆供电,则FMS 100可以接收来自轮胎压力测量系统、 废气传感器、环境温度、车辆速度传感器等的传感器输入。该附加信息可以用来辅助FMS 100所执行的其它计算(例如,过滤器寿命计算、流体寿命计算等)。
[0050] 对电子FMS 100的某些功能在下面更详细地进行描述。
[00511 电子正品过滤器识别
[0052]各种发动机过滤器系统可以经由有线或无线连接被连接到FMS模块100 AMS模块 100可以识别正品过滤器元件是否被安装在内燃机的过滤系统中的任何特定过滤系统中。 正品过滤器元件的使用(例如,如在过滤系统保养操作期间所替换的)有助于保护过滤系统 的完整性,以及因此有助于保护内燃机的完整性。相应地,正品过滤器元件的使用提供内燃 机的更好的和最可靠的性能。FMS以各种方式为不同的过滤器系统执行正品过滤器识别。例 如,具有模拟WIF传感器的燃料-水分离器产品可以通过模拟过滤器识别特征(例如,如并入 的于2013年4月17日提交的美国专利申请序列号13/864,694中所述)被识别为真,或者具有 数字WIF传感器(例如,如并入的于2013年4月11日提交的美国临时专利申请序列号61 /810, 946中所述)的燃料-水分离器可以被连接到FMS模块100以识别是否安装了真燃料-水分离 器。在另一个示例中,FMS模块100可以被连接到被安装在支架上的具有数字识别特征的燃 料-过滤器分离器。在第三个示例中,具有能够识别正品过滤器滤芯元件的数字识别特征的 燃料/润滑油模块可以被连接到FMS模块100。
[0053]在确定所安装的过滤器元件是否为真时,FMS 100可以使用各种过滤器元件识别 技术。参照图2D,示出了根据示例性实施例的被布置为执行正品过滤器识别的FMS 100的框 图。FMS 100被连接到润滑剂过滤系统210、第一阶段燃料过滤系统212、第二阶段燃料过滤 系统214和空气过滤系统216。用于润滑剂过滤系统210、第一阶段燃料过滤系统212和第二 阶段燃料过滤系统214和空气过滤系统218的过滤器元件中的每一个包括嵌入到过滤器元 件中的单总线芯片。单总线芯片包括经由与FMS 100的有线连接发送的过滤器元件辨识信 息。FMS 100可以基于从单总线芯片发送到FMS100的辨识信息(或其缺
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