濾清器通信和驗證網絡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種濾清器以及一類系統(tǒng)，例如使用該濾清器的發(fā)動機。在濾清器頭或濾清器上安裝采用長波磁波通信的無線標簽，如IEEE?1902.1無線標簽。該無線標簽用于將例如濾清器的標識和狀態(tài)等數據傳送到數據采集系統(tǒng)。此外，數據收集系統(tǒng)可連接至發(fā)動機控制模塊或其他控制器，以實現特定的控制操作或診斷/故障報告。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本公開案總體上涉及濾除及管理濾清器正確使用的領域。 濾清器通信和驗證網絡

【背景技術】
[0002] 為防止下游部件損壞以及使用流體濾清系統(tǒng)的設備的故障，需要安裝設計合理的 濾清筒。此外，在沒有安裝濾清器（或其濾芯筒）時還需要防止流體流到下游部件。


【發(fā)明內容】

[0003] 本公開案描述了通過安全協(xié)議以電子方式將濾清器"安裝（key) "到發(fā)動機（或 其他要使用濾清器的系統(tǒng)）的功能。該功能可實現在發(fā)動機上進行濾清器認證和兼容性檢 查，使得發(fā)動機控制系統(tǒng)可以在檢測到不兼容或缺失的濾清器（或濾芯筒）時，采取適當的 動作。例如，發(fā)動機控制模塊（ECM)可對濾清器（或濾清器的濾芯筒）的存在或缺失作出 反應，比如在不存在合適的濾清器（或其濾芯筒）或不存在任何濾清器（或其濾芯筒）時， 停止發(fā)動機運行（及后續(xù)的發(fā)動機磨損）。該功能還能檢查濾清器的定期維護情況。最終 它允許通過各種手段（如手持式設備、采用遠程信息處理的"總部"系統(tǒng)、傳統(tǒng)服務工具等） 提供濾清器狀態(tài)報告。
[0004] 將重要的濾清器信息反饋至諸如發(fā)動機控制模塊（ECM)的中央計算設備，可以實 現創(chuàng)建先進的診斷報告并實現發(fā)動機保護。可以采用很多算法來使用這種數據。例如，如 果濾清器（或其濾芯筒）缺失，ECM中的邏輯電路可以阻止發(fā)動機啟動，并/或將診斷故障 代碼報告給操作人員和或技術人員。如果出現濾清器（或其濾芯筒）堵塞或嚴重受限的情 況，ECM中的邏輯電路可以命令發(fā)動機減額或讓發(fā)動機處于備用運行模式，并/或將診斷故 障代碼報告給操作人員和或技術人員。此外，因為ECM掌握發(fā)動機的占空比和其他運行狀 態(tài)，所以監(jiān)測濾清器信息的發(fā)展趨勢也是可行的，從而提供更為機動的維護間隔（輕度使 用，維護間隔較長；高強度使用，維護間隔較短）。
[0005] 將電子產品集成到濾清器中帶來了一些挑戰(zhàn)。一個挑戰(zhàn)是供電電源和其他電氣接 口的利用。另一個挑戰(zhàn)是確保信息的安全性和防篡改性。當濾清器設計成帶有可拆卸濾芯 筒時，濾芯筒可從濾清器外殼中取出時，第三個挑戰(zhàn)就出現了。
[0006] 在一個實施例中，濾清器包括濾清器外殼、可拆卸地置于濾清器外殼內的濾芯 筒以及一個安裝在濾清器外殼上或濾芯筒上的無線通信標簽。該標簽可以是例如IEEE 1902. 1無線標簽，或能夠與預定的遠程設備（例如發(fā)動機控制模塊（ECM))通信或者甚至可 能直接與手持式設備（例如智能手機）通信的任何類型的無線標簽。這樣，就可以提供可 據以作出動作的特定信息了。例如但不限于，可檢測濾清器（或其濾芯筒）存在或缺失，可 檢測濾清器（或其濾芯筒）的類型從而確定濾清器（或其濾芯筒）是否與發(fā)動機匹配，測 量濾清器（或濾芯筒）的安裝時間或可檢測剩余壽命，等等。濾清器和/或濾芯筒各種相 關信息都可以檢測。
[0007] 在另一個實施例中，提供了一類裝有濾清系統(tǒng)的發(fā)動機，其濾清系統(tǒng)包括濾清器 外殼、濾芯筒和安裝在濾清器外殼或濾芯筒上的無線標簽。此外，標簽讀取器安裝在發(fā)動機 上并與無線標簽進行無線通信。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是本文所述系統(tǒng)的示意圖。
[0009] 圖2示出了發(fā)動機的示例性的通信方案示例。
[0010] 圖3示出了包括多臺發(fā)動機的示例性的聯網方案。

【具體實施方式】
[0011] 如圖1所示，在發(fā)動機的濾清器頭10上以已知方式安裝了一個或多個可拆卸濾清 器12。濾清器12可配置成過濾任何類型的發(fā)動機流體，例如機油、燃油、液壓油或空氣。此 夕卜，雖然濾清器頭10可以如本文所述安裝在發(fā)動機中，但濾清器頭可以是任何可拆卸地安 裝一個或多個濾清器的機械系統(tǒng)的一部分。
[0012] 人們都熟知各種濾清器的構造。在一個實施例中，濾清器12包括濾清器外殼和設 置在過濾器外殼內的濾芯筒。。濾清器外殼包括用于將濾清器外殼安裝到濾清器頭上的工 藝處理，例如螺紋。在一個實施例中，濾清器外殼和濾芯筒成一體且報廢時作為一個元件一 起被丟棄。這種濾清器類型的一個示例是旋裝式濾清器，其中螺母板封閉濾清器外殼的端 部，濾芯筒基本上永久地置于濾清器外殼中。在另一個實施例中，將濾清器外殼從濾清器頭 分離后，可以把濾芯筒從濾清器外殼拆除，更換新的濾芯筒。
[0013] 在一個實施例中，在每個濾清器12上固定了無線標簽裝置14。在另一個實施例 中，與每個濾清器12上相關的無線標簽裝置14被固定到濾清器頭10上而非濾清器上。在 一個實施例中，標簽14可以是通過長波磁波進行通信的IEEE 1902. 1無線標簽，或能夠以 無線方式通過磁波與讀取器進行通信的任何其他相似類型的長波無線標簽。IEEE 1902. 1 無線標簽是一種使用磁波按IEEE1902. 1協(xié)議運行的標簽，而RFID標簽使用無線電波。標 簽14有一個通信元件（例如天線）和
[0014] 存儲濾清器12某些相關數據的存儲器。存儲的數據可以包括但不限于標識濾清 器和/或安裝在其中的濾芯筒的標識符、生產商、生產日期、濾清器或濾芯筒何時被安裝、 濾清器或濾芯筒的狀態(tài)等。例如，讀/寫器可將"狀態(tài)"發(fā)送到標簽表明"已安裝"或"存儲" 等。該狀態(tài)可手動更新。標簽還可存儲安裝有濾清器和濾芯筒的發(fā)動機的相關數據，包括 但不限于發(fā)動機序列號或標識安裝有標簽的發(fā)動機的其他方式。
[0015] 無線標簽14可固定到濾清器外殼、濾芯筒或過濾器的一些其他部件，或者固定到 濾清器頭10上。標簽14可被固定到濾清器的外表面，例如固定到濾清器外殼上，或者固定 到濾清器內部的合適表面上，如濾清器外殼的內側表面，也可固定到濾清器外殼內的濾芯 筒上。濾芯筒可包括一個濾芯環(huán)，濾芯環(huán)具有第一端、第二端，并限定中心空腔，第一端板密 封地連接至濾芯的第一端以封閉濾芯的第一端，第二端板密封地連接至濾芯的第二端以封 閉濾芯的第二端。第一端板和/或第二端板可包括允許流體通過的各種開口或諸如立管的 流體通路。無線標簽可附加到，例如第一或第二端板。
[0016] 如圖1和圖2,系統(tǒng)還包括讀/寫器16用于讀取和/或寫入標簽14。在一個實施 例中，讀/寫器16安裝在發(fā)動機上或其附近，其安裝位置可以讓讀/寫器16從標簽14讀 取數據和/或向標簽14寫入數據。在另一個實施例中，讀/寫器16是一個便攜式設備，例 如專門為此目的制造的設備或智能手機設備，它并不永久安裝在發(fā)動機上或發(fā)動機附近， 而是被帶到距離標簽14足夠近的位置，以從標簽14讀取和/或向標簽14寫入。
[0017] 讀/寫器16與控制器18進行通信。在發(fā)動機的示例環(huán)境中，控制器18可以是一 個發(fā)動機控制模塊（ECM)。但是，控制器18還可以采取適用于對讀自標簽14的數據進行解 釋、分析、操作或其它處理和/或準備要寫入標簽14的數據的其他形式，例如，如圖2所示 的可與讀/寫器通過無線或有線方式進行通信的智能手機設備20。讀/寫器16和控制器 18之間的通信可采取模擬和/或數字形式通過有線或無線方式進行。
[0018] 在另一個實施例中，讀/寫器16可包括可選的網絡通信和安全功能，網絡通信和 安全功能包括但不限于路由器/防火墻、和/或數據存儲和數據處理功能，數據存儲和數據 處理功能包括但不限于數據采集系統(tǒng)，和/或讀/寫器16可以包括一個用于遠程數據傳輸 的調制解調器。
[0019] 圖3示出包括圖1和圖2中的多個系統(tǒng)的網絡30。網絡30包括多個控制器18a、 18b、... 18η，在所示實施例中，多個控制器安裝在一輛車上。例如具有路由器、調制解調器 和防火墻等功能的通信設備32與控制器18a-n相連。舉例來說，通信設備32可以是安裝 有發(fā)動機的汽車的車載網絡的一部分。本地計算設備34可有選擇地與設備32連接，從而 配置車載網絡和設備32的防火墻，并從無線標簽讀取數據和/或向無線標簽寫入數據。另 夕卜，設備32可通過互聯網或有線連接與遠程網絡34 (例如服務器）連接。
[0020] 此外，無線標簽14可在發(fā)動機裝配過程中實現濾清器和/或濾芯筒的跟蹤，并在 配送中心為管理濾清器的庫存提供協(xié)助。因為電子產品越來越普遍，將無線標簽作為互聯 網上的可尋址節(jié)點處理變得越來越值得期待，而且每臺發(fā)動機都能成為現有信息技術網路 的延伸，其中車載（發(fā)動機）計算設備直接與現有網絡通信。諸如IEEE 1902. 1的無線標 簽的使用實現了這種功能。
[0021] 此外，雖然本文描述的重點放在濾清器上，但是無線標簽可以用于幾乎任何發(fā)動 機部件。
[0022] 盡管可使用任何適合的無線標簽，但是使用IEEE 1902. 1通信協(xié)議提供了幾個優(yōu) 勢：
[0023] ?無線通信--可拆卸濾清器或可拆卸濾芯筒無法輕易與電線束連接
[0024] ?讀/寫器覆蓋界定的范圍，而非僅是視線所及，讀取能力不因金屬、水、電磁噪聲 而降低--這允許標簽設備的發(fā)射器可嵌入至金屬濾清器外殼（安裝在金屬發(fā)動機中）的 內部。
[0025] ?發(fā)射器能量消耗少--使電池使用時間更長。
[0026] ?發(fā)射器成本低，因為發(fā)射器可被嵌入濾芯筒中。
[0027] 無線標簽可用于任何需要被監(jiān)測的發(fā)動機部件上，特別是濾清器，尤其是機油和 燃油的濾清器。無線標簽可應用于集成式濾清器的外殼和/或濾芯筒，其中濾芯筒和外殼 可一起被廢棄，在這種情況下，除非無線標簽在廢棄前移除，否則也將被廢棄?；蛘?，無線標 簽可應用于可拆卸式濾芯筒，該濾芯筒從永久的濾清器外殼上移除后廢棄。在這種情況下， 除非無線標簽在廢棄前拆下，否則也將被廢棄。在某些情況中，無線標簽可應用于永久型濾 清器外殼，在這種情況下，無線標簽一般永久使用或至少重復使用。
[0028] 此外，發(fā)動機上可以安裝一個或多個讀/寫器。讀/寫器可采用模擬或數字信號 與控制器18通信，在必要時由控制器采取適當操作（例如故障代碼/降額/關閉）。
[0029] 使用IEEE 1902. 1無線通信協(xié)議或類似協(xié)議非常重要，因為其使用磁波，而不是 典型的RFID系統(tǒng)中所用的無線電波。因此，讀/寫器16覆蓋界定的范圍而非依賴于視線 或非?？拷?。此外，讀/寫器的讀/寫能力不因金屬、水、電磁噪聲而降低。在傳統(tǒng)的RFID 技術中，發(fā)動機中的金屬特別是鐵會對通信產生干擾。
[0030] 本發(fā)明只要不脫離其思想或創(chuàng)新特征即可以通過其他形式來實施。本申請書中公 開的實施例在所有方面均應認定為說明性而非限制性。本發(fā)明的范圍是由所附權利要求書 而非以上說明書所指明，并且在這些權利要求的含義及等效范圍內的所有變化均被包括在 其內。
【權利要求】
1. 一種系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 濾清器頭； 可拆卸地安裝到所述濾清器頭的濾清器； 安裝在所述濾清器頭或所述濾清器上、使用長波磁波進行通信的無線標簽。
2. 如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無線標簽安裝在所述濾清器上。
3. 如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾清器頭位于發(fā)動機中。
4. 如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾清器是燃油濾清器或機油濾清器。
5. 如權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾清器包括配置成與所述濾清器頭可 拆卸地連接的濾清器外殼，和置于濾清器外殼內的濾芯筒；以及安裝在濾清器外殼或濾芯 筒的無線標簽。
6. 如權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾芯筒可拆卸地置于濾清器外殼內，且 所述無線標簽安裝在所述濾芯筒上。
7. 如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無線標簽是IEEE 1902. 1無線標簽。
8. 如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括能夠與無線標簽通信的讀 取器。
9. 如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與讀取器通信的控制器。
10. -種濾清器，其特征在于，所述濾清器包括： 濾清器外殼，所述外殼被設置成與濾清器頭可拆卸地連接； 置于所述濾清器外殼內的濾芯筒；及 安裝在所述濾清器外殼或所述濾芯筒上、使用長波磁波進行通信的無線標簽。
11. 如權利要求10所述的濾清器，其特征在于，所述濾清器是燃油濾清器或機油濾清 器。
12. 如權利要求10所述的濾清器，其特征在于，所述無線標簽是IEEE1902. 1無線標簽。
13. 如權利要求10所述的濾清器，其特征在于，所述濾芯筒可拆卸地置于濾清器外殼 中，且所述無線標簽安裝在所述濾芯筒上。
14. 一種濾芯筒，其特征在于，所述濾芯筒包括： 濾芯環(huán)，所述濾芯環(huán)具有第一端、第二端，并限定一個中心空腔； 與濾芯的第一端密封連接的第一端板； 與濾芯的第二端密封連接的第二端板； 安裝在濾芯筒上使用長波磁波進行通信的無線標簽。
15. 如權利要求14所述的濾芯筒，其特征在于，所述無線標簽安裝在所述第一端板或 第二端板上。
16. 如權利要求14所述的濾芯筒，其特征在于，所述無線標簽是IEEE1902. 1無線標簽。
【文檔編號】F02M37/22GK104106082SQ201380008715
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年2月27日 優(yōu)先權日:2012年2月27日
【發(fā)明者】T·J·米爾弗, M·F·馬特恩, M·T·朱羅斯基, J·L·瓦拉茨, P·D·弗里, D·P·金特 申請人:康明斯過濾Ip公司