用于检测原装可维护产品部件的存在性的装置、系统和方法_3

文档序号:9929994阅读:来源:国知局
记和检测原装过滤器的方式,包括但不限于电阻率、磁的、化学的、RFID、条形码、颜色、形状、介电常数或其组合。然而应当理解的是,在过滤器上不常见的任何类型的标记以及能由某类型传感器检测的任何类型的标记,无论其是被动的还是有源的,都适用于在此所述的概念。
[0047]在一些实施例中,可使用被动设备,其中过滤器具有标记,在安装了原装过滤器后对该标记进行简单的检测。这种消极设备可包括例如进行了标记的专用机械接口,其中传感器在过滤器的连接件上简单地检测了标记的存在。前述的读取器可用来获取传感器所检测到的信息,并将该信息传送至ECM。在其它实施例中,在有源器件中,传感器可通过施加电压、电流、射频、震动、光或其它能量源来询问过滤器,并检测来自过滤器的响应。对于使用标记的流体过滤器而言,该标记通常不是原装过滤器的固有特性(例如几何形状、材料、质量、流量特点等),而是额外加上的、用于区别该过滤器与非适当过滤器的附加特性。美国专利6,533,926,6,537,444和6,711,524描述了一种为过滤器贴标签的装置,其贴标签的方式使得专门配备的发动机可获取与维修间隔等有关的信息,所描述的这种装置不使用系统或方法中的这种信息来检测是否使用了错误类型的过滤器。
[0048]同样如上所述,应当理解的是,还具有多种结构性和材料性装置来检测原装过滤器。通常这些都为有源器件,通过适当的源或发射器对过滤器施加能量、例如振动、电流或电场、磁场、声、辐射等。在适当环境下,由一个或多个传感器观察过滤器对能量源的响应、例如其振幅、频率或振幅移位等,并被ECM用于确定该新的过滤器是否为原装的。例如,对滤芯施加激振力、声或振动脉冲,能导致滤芯出现振幅特点。该振幅特点是取决于滤芯单独的子部件与源的连接方式,而所述连接方式又取决于制造该部件所用的材料、子部件的大小和形状以及其组装方式的函数。因此,给定激励的振幅对于不同的过滤器设计和所作的设计选择是不同的。
[0049]当使用结构性或材料性手段检测原装过滤器时,应当理解的是,适当的过滤器(例如,图2中的38)可用来检测或测量已安装的过滤器(例如,图2中的36)中的标记或结构性/材料性特点(例如,图2中的40),并向发动机控制模块(例如,图2中的32)发送信号。信号的性质对应于新的过滤器所测得的/检测到的特点。在一些例子中,需要参考传感器或算法,以使数据标准化或过滤掉环境效应(例如温度)。以上已讨论了用于检测标记的传感器的例子。本领域技术人员知道如何实施在此所述的方法和系统中所用的各种声学和振幅分析方法、声波技术和/或电磁断层摄影技术,以及能很好地适合检测过滤器产品的外观、结构和材料区别的技术。
[0050]参见图1和ECM(例如,图2中的32),应当理解的是,ECM用于接收来自传感器的信号,并使用该信号确定是否安装了原装过滤器。使用算法将检测/测量值与原装过滤器的预期范围值进行对比。如果新过滤器被确定为是原装,则将其记录在ECM记录/历史中。如果不是,则ECM产生并记录故障代码,同时显示表明安装了非适当过滤器的信息。图1的流程图和决策树展示了系统的一个实施例,其使用单一的标记类传感器进行双重检测,例如,首先检测流体过滤器是否为原装的,如果该流体过滤器不是原装的,则检测该非原装或非适当流体过滤器是否侵犯了知识产权。应当理解的是,如上所述,用于检测外观、结构和/或材料特点的传感器和目标特征设置可纳入过滤器(具有例如标记40)与过滤器接头(具有例如传感器38)之间的机械接口的结构中,该结构可以为过滤器壳体、滤头或安装模块。还应当理解的是,传感器(例如38)和目标特征(例如40)可一起纳入流体过滤器(例如36),而不是作为与过滤器/接头接口分离的单独部件。传感器和目标特征可合并为一个整体构件。
[0051]参见图1,“发送信息”还指与看似是原装的非适当过滤器相关的知识产权(IP)告警。如果原装过滤器包含有可通过这种方式检测的专利技术,可以这样应用。例如,当流体过滤器具有正确的专用接口但缺少标记(例如图中的40)时,该流体过滤器可能是仿造过滤器。图1展示了当流体过滤器具有专用物理/机械过滤器-发动机接口时,和/或流体过滤器享有知识产权、例如专利权时,其中可选的“发送信息”。该信息可来从ECM中恢复,以确定是否发送IP告警。在一些例子中,该IP告警可包括但不限于电话号码、电子邮件地址、网站或其它联系信息,以使得潜在侵权产品的操作者、服务人员和/或现场工作人员能与另一方、例如所有者、知识产权的授权使用者或代理方联系,告知其潜在的侵权行为。在一些情形下,IP告警可直接发送给不在现场的某一方,例如知识产权的所有者、制造商、分销商或知识产权的许可使用者。在一些情形下,IP告警可包括这些信息:列出涵盖或潜在地涵盖产品的专利号,和/或在维权措施中提供故意侵权的证据。
[0052]图3到图17—一作为流体过滤器的可维护产品部件的示范性实施例,其中使用了表面声波传感器
图3到17展示了使用表面声波传感器的流体过滤器的各种实施例,所述表面声波传感器用于检测流体过滤器。在此的检测系统、方法和部件设置可适于使用以下将述的及图3-17中展示的表面声波传感器设置。应当理解的是,图3-17中的流体过滤器装置可使用关于图1和2所述的概念和装置。一般地,可将可维护产品部件、即图3-17所示的流体过滤器装置检测为或是原装部件或是潜在的非原装部件。类似地,这是通过使用例如产品特点或标记的目标特征来将该可维护产品部件识别为原装的、以及使用一种方式来检测特点或标记并转送所检测的信息来实现的。这种检测性能也可通过检测受保护系统中的可用部件是否为原装的来帮助延长该受保护系统的寿命,并降低故障几率。
[0053]参见图3-17,图3-9中展示了使用表面声波传感器的过滤器装置和过滤器系统的示范性实施例,下文将对其作详细描述。一般地,在此描述的改进了的过滤器装置具有表面声波传感器。该传感器用于为流体过滤器贴标签,以使终端用户确认是否安装了适当的过滤器,例如用于对例如燃料、油料、冷却剂、空气、曲轴箱通风系统或水进行过滤的过滤器。基于表面声波传感器所提供的信息,终端用户可采取适当措施以确保设备能继续可靠地运行,并避免过早产生故障。
[0054]一般地,过滤器装置包括可维护产品部件,该可维护产品部件具有纳入其表面的表面声波传感器。该表面声波传感器具有过滤器检测性能,且可由发射器进行读取,该发射器获取来自表面声波传感器的响应,以检测所安装的过滤器是否为适当的。所述过滤器装置可以为用于检测是否安装了适当的过滤器的系统和方法的一部分。应当理解的是,表面声波传感器可位于一个更固定的部件内部或其上,例如但不限于与流体过滤器相连的滤头。
[0055]图3展示了使用具有表面声波传感器14的流体过滤器12的系统10的一个实施例。在图3所示的实施例中,过滤器装置包括过滤器12和表面声波传感器14。应当理解的是,流体过滤器12具有滤芯,该滤芯具有介质,以过滤流经其中的流体。表面声波传感器14位于流体过滤器12的一部分上。表面声波传感器14是可读取的,以产生表征流体过滤器是否为适于使用的过滤器的响应。
[0056]—般地,在此描述的表面声波传感器可纳入过滤器装置的零件内部或其上,该零件为可维护产品部件。在一些例子中,表面声波传感器位于滤筒内部或其上,例如,作为过滤器装置的可维护产品部件的滤筒。在其它例子中,过滤器装置本身整体为可维护产品部件,例如旋压式过滤器,其中表面声波传感器可位于过滤器装置的任意适当零件的内部或其上。以下结合图4-9进一步描述这种示范性替代例的例子。应当理解的是,表面声波传感器可位于非可维护产品部件的、更为固定的部件内或其上,例如但不限于与流体过滤器相连的滤头。
[0057]参见图3,系统10用于检测适当的过滤器的存在。图3展示了流体过滤器12为安装在滤头24上的适当过滤器的一个例子。由电源18驱动的读取器16用于使用询问信号22询问表面声波传感器,并从表面声波传感器14获取响应20。该响应20表明流体过滤器12是否为可使用的适当过滤器。即,系统可基于读取器接收的响应20确定流体过滤器12是否为可使用的适当过滤器。控制单元26(例如ECM)接收来自读取器16的响应20,并将该响应20与已知的可接受响应进行对比,以确定流体过滤器是否为适当的过滤器。
[0058]关于表面声波传感器技术,其中,传感器14用于对流体过滤器12贴标签,从而使最终用户能够确认是否安装了适当的过滤器。表面声波传感器14可具有RFID,与读取器16进行无线通信。
[0059]表面声波传感器通过将表面声波传感器的天线接收的无线电波转化为传感器表面的声波。在一些实施例中,表面声波传感器使用具有压电性质的特定谐振材料,例如但不限于石英或特殊形式的锂,当施加电场时,其产生机械位移。利用声波进行感测是基于对波的声学传播速率变化或波的衰减进行测量而进行的。取决于谐振器的放置方式,传感器可对温度或压力敏感。作为一个例子,传感器的尺寸可以小至3_X3mm。
[0060]声脉冲的传播受衬底上的表面状态的影响,所述表面状态引起经天线传输回至读取器16的反射。应当理解的是,表面状态可因温度、化学吸附性和压力变化而改变。反射可因有意地添加至衬底、用于识别目的的表面特征而改变。在一些实施例中,表面声波传感器提供的响应可包括但不限于作为传感器的一部分的、衬底表面状态或表面特性产生的表面声波。例如,表面特征或状态可以是衬底表面上的用于识别传感器的独特物理特征。在一些实施例中,衬底为陶瓷的,但应当理解的是,也可使用可提供识别性表面声波响应的其它材料。
[0061]天线连接至读取器16,在一些实施例中,读取器16为无线设备。读取器16可以为安装在滤头26上的相对小的单元,其例如在每个维修间隔或实时地接收来自传感器14的反馈。在适当情形下,“实时”是指读取器16被驱动的任意时刻,或发动机运行中的任意时刻。在一些实施例中,包含天线的读取器安装在发动机上或发动机舱内。应当理解的是,可具有多个天线,或具有带多个表面声波传感器的一个天线。
[0062]由于声速比无线电波的速度慢得多,因此,返回信号从时间上足以分离得清楚可测。使用表面声波无线射频识别技术(SAW RFID)传感器的优点是检测距离更长、响应更快、适应的温度更高,且具有与身份感测相结合的能力。在一些展示表面声波无线射频识别技术的性能的例子中,温度范围性能可包括从约_40°C到约200°C,在一些例子中甚至更高,且其中达到的精确度也高,例如+/-1 °C或更高的精确度。可将表面声波无线射频识别技术用在以每分钟高达5000转的转速旋转的产品中。另一个优点为,这种感应器可实现体积最小化,并且为无线的,还可安装在不易到达的位置,在该位置处清洁度可以较低,例如,在发动机靠近轴承的中心处。表面声波传感器可抵抗强磁场和高静电电压。读取器与传感器之间的检测距离在适当时可以为4米,并具有最高2kHz的数据更新率。
[0063]例如,在汽车发动机舱这种需考虑温度因素的环境中,适用的技术是表面声波无线射频识别技术。即,表面声波无线射频识别技术可用在可能不适于或根本无法使用其他传感器的相对较恶劣的环境中。例如,该技术可用在例如后处理系统这样的高温环境中。进一步地,可用其测量发动机轴承处的温度。更进一步地,其可用在其它技术无法触及区域的大马力(HHP)或重型(HD)应用场合。典型地,表面声波传感器可处理多个封装方案。所述封装依据具体应用可有极大的不同。表面声波传感器可通过多种方式连接,包括但不限于铸接、胶粘或机械固定方式。
[0064]另外,由于通过部件类型而非单个序列号便足以识别部件、例如过滤器,因此,表面声波无线射频识别技术将能够提供足够多的用于验证部件正确类型的信息。
[0065]如上所述,表面声波传感器提供的响应可包括来自衬底的表面声波,该表面声波可以是传感器上的衬底的表面状况或表面特征。该响应并不局限在衬底表面。在其它例子中,表面声波传感器还可提供关于流体压力、压降、温度和/或化学成分的一个或多个数据。即,表面声波无线射频识别技术的另一个好处是,其具有将对压力或温度或化学成分的无线感测与识别功能结合起来的能力。
[0066]参加图3,过滤器装置的基本部件为具有表面声波传感器14的流体过滤器12。在使用中,流体过滤器12安装在滤头24上。读取器16(发射器)及其天线可位于发动机或其它设备上,包括例如发动机舱内或靠近发动机舱的任意处。动力源18向读取器16供电。应当理解的是,动力源18可
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