CN105611988A - 液体过滤系统的电子过滤器检测特征 - Google Patents

Abstract

一种电子系统，该电子系统将正品过滤系统组件的唯一标识提供给发动机控制单元(ECU)。电阻器制作成过滤系统硬件的集成部分，使得当通过有线连接方式连接时，ECU检测具体的电压信号并且识别该系统为正品过滤器。上述电阻器可以集成在过滤系统的任何部分中，使得该电阻器可以用于辨识过滤器或滤芯。可通过公销/母销、导线、板、导电塑料材料或其他机构实现电阻器连接。

Description

液体过滤系统的电子过滤器检测特征

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年10月16日由斯皮(Shimpi)等人提交的申请号为61/891,585题为“ELECTRONICFILTERDETECTIONFORLIQUIDFILTRATIONSYSTEMS(液体过滤系统的电子过滤器检测)”的美国临时专利申请的优先权，该申请通过全文引用并入本文并适用于所有目的。

技术领域

本公开涉及过滤器，更具体涉及过滤器/组件/系统及识别合格的滤芯安装的方法。

背景技术

全部内容通过引用纳入本文的专利号6,533,926的美国专利公开了可更换的滤芯，该滤芯包含具有数据组件的端板，上述数据组件电结合到一对同心电路环。上述数据组件可以包含传感器，数据芯片或电阻器且上述数据组件配置成当滤芯定位在过滤器组件外壳内时，将过滤信息提供给远程站，使得电路环与外壳中的电触点连接。

全部内容通过引用纳入本文的专利号6,537,444的美国专利公开了可更换的滤芯，该滤芯包含滤芯和结合到该滤芯一端的端板。上述端板至少包含两个电触点和一个键路径，上述键路径包含释放部分。一旦滤芯合适地安装到过滤器组件的外壳内，端板的释放部分中接纳了附连到外壳的中心柱的键，并且端板的电触点与外壳中相应的电触点接触，引起数据组件通电。上述数据组件可以包含传感器、数据芯片或装配到端板裸露面的电阻器。

全部内容通过引用纳入本文的专利号为7,615,151和7,850,845的美国专利公开了具有安装完整性的过滤器，该过滤器仅在第一安装条件而不在第二非期望或错误安装条件下允许流体流动，上述错误安装包含外壳中滤芯不恰当的对齐或安装，不正确的更换滤芯，缺少滤芯及不正确的外壳盖。磁驱动阀具有根据安装条件控制流体流动的活塞。

全部内容通过引用纳入本文的公开号为2011/0259802的美国专利公开了用于燃料过滤装置的水传感器，上述水传感器包含具有至少一个电触点的主体，上述电触点靠近上述主体的第一端设置。上述电触点可操作地连接到电子控制单元。多个传感器触点靠近上述主体的第二端设置。上述传感器触点配置为检测多个水位并且对每一个检测到的水位提供一个输出。上述电触点配置为将上述输出发送到电子控制单元。由上述水传感器提供的水位信息可以通过控制装置跟踪，以确定水的填充率是否达到报警值。

全部内容通过引用纳入本文的申请序列号为61/355,401的美国临时专利公开了一种安全运行过滤系统，该过滤系统用来确认外壳中合格的滤芯的安装。电气开关具有响应于合格滤芯安装在外壳中的第一电气条件和响应于没有合格滤芯安装在外壳中的第二电气条件。

全部内容通过引用纳入本文的公开号为2013/0285678的美国专利公开了一种过滤器组件。该过滤器组件具有过滤燃料的合格的滤芯，用于该合格的滤芯的过滤器外壳及燃料中水传感器，上述燃料中水传感器检测过滤器外壳中水的存在。燃料中水传感器的电阻基于外壳中是否安装了合格的滤芯而变化。过滤器组件也可以具有多个磁元件，这些磁元件设置于上述过滤器外壳和上述合格的滤芯中的至少一个上。多根导线设置于上述过滤器外壳和上述合格的滤芯中的至少另一个上。控制回路基于多根导线中的电流变化来确定合格的滤芯是否安装在过滤器外壳中。

发明内容

公开了一种电子系统，该电子系统将正品过滤系统组件的唯一标识提供给发动机控制单元("ECU”)。电阻器被制成过滤系统硬件的集成部分，使得当通过有线连接方式连接时，ECU检测特定的电压信号以及识别该系统作为正品过滤器。上述电阻器可以被集成到上述过滤系统的任何部分，使得它可用来识别上述过滤器或上述滤芯。可通过公销/母销、导线、板、导电塑料材料或任何其他方式来进行上述电阻器连接。

一实施例涉及过滤器组件。该过滤器组件包含滤芯和用于该滤芯的过滤器外壳，该滤芯配置为过滤流体。上述过滤器组件进一步包含电路，该电路具有位于过滤器外壳内的第一部分和第二部分，上述第一部分位于上述过滤器外壳内，上述第二部分结合到上述滤芯。将滤芯安装在过滤器外壳内时，将上述电路的第一部分和第二部分电连接起来。上述过滤器组件包含控制回路，该控制回路基于上述电路的确定电压，确定安装在外壳内的上述滤芯是否是指定类型的滤芯。

另一实施例涉及过滤器组件。该过滤器组件包含外壳，结合到上述外壳的安装凸台以及结合到上述外壳的传感器。上述传感器具有第一电探头和第二电探头，第二电探头延伸穿过上述安装凸台并且进入到上述外壳的内部。上述过滤器外壳组件进一步包含电阻器，该电阻器电连接到第一电探头和第二电探头，使得第一电探头、电阻器和第二电探头形成电路的一部分。上述过滤器组件包含控制单元，该控制单元确定第一电探头和第二电探头之间的第一电压是否在预定电压带内，该预定电压带指示正品过滤器安装在外壳内。

进一步的实施例涉及过滤器组件。该过滤器组件包含外壳和可更换的滤芯，该滤芯定位在外壳内。上述可更换的滤芯具有过滤介质、顶部端板、底部端板和电阻器模块。上述电阻器模块包括电阻器，该电阻器电连接到第一销和第二销。上述过滤器组件进一步包含结合到上述外壳的传感器。上述传感器具有第一传感器探头和第二传感器探头。当上述滤芯定位在上述外壳内时，上述第一传感器探头接触第一销，且上述第二传感器探头接触第二销。上述过滤器组件包含控制单元，该控制单元确定第一传感探头和第二传感探头之间的第一电压是否在预定电压带内，该预定电压带指示安装在上述外壳内的可更换滤芯是正品更换滤芯。

另一实施例涉及过滤器组件。该过滤器组件包含外壳和定位在上述外壳内的可更换滤芯。上述可更换滤芯包含过滤介质、顶部端板、底部端板及电阻器模块。该电阻器模块具有电阻器。上述过滤器组件进一步包含结合到上述外壳中的加热器。上述加热器配置为对待由过滤器组件过滤的流体进行电加热。上述加热器包含与上述电阻器电连通的线束。上述过滤器组件进一步包含控制单元，该控制单元通过上述线束电连接到上述加热器。上述控制单元配置为确定电阻器两端的第一电压是否在预定电压带内，上述预定电压带指示安装在上述外壳内的可更换滤芯是正品更换滤芯。

进一步的实施例涉及滤芯。上述滤芯包含过滤介质、结合到过滤介质第一端的顶部端板，及结合到过滤介质第二端的底部端板。上述滤芯进一步包含电阻器模块。该电阻器模块包含电结合到第一销和第二销的电阻器。当上述滤芯被插入到过滤器组件的外壳内时，上述第一销和上述第二销与控制单元一起形成电路，使得上述控制单元能测量电阻器两端的电压降。

另一个实施例涉及滤芯。该滤芯包含过滤介质、结合到该过滤介质第一端的顶部端板和结合到过滤介质第二端的底部端板。上述滤芯进一步包含电阻器模块，该电阻器模块包含电阻器和电阻器模块线束。当滤芯被插入到过滤组器件的外壳内时，上述线束与加热元件的线束形成电连接，使得控制单元能通过加热元件测量上述电阻器两端的电压降。

当结合附图考虑时，这些和其它特征及其组织和运行方式在如下详细描述中将变得很明显，其中，下文描述的各附图中相同的元件具有相同的附图标记。

附图说明

图1A-1C是根据一示例性的实施例的油水分离器组件的视图，该油水分离器组件具有基于电阻器的电子过滤器识别特征。

图2A-2C是根据另一示例性的实施例的过滤器组件视图，该过滤器组件具有基于电阻器的电子过滤器识别特征。

图3A-3D是滤芯的视图，该滤芯具有基于电阻器的电子过滤器识别特征。

图4A-4D是根据另一示例性的实施例的滤芯的视图，该滤芯具有基于电阻器的电子过滤器识别特征。

具体实施方式

过滤器检测的概念基于简单的欧姆定律。其核心思想是将已知的电阻器值(R_过滤器)集成到过滤系统中，使得当与过滤器硬件电连接在一起时，ECU能够检测具体的电压值(V_过滤器)。

V_过滤器＝I×R_过滤器(1)

为了检测V_过滤器，上述过滤器电阻器与ECU之间形成电连接。作为过滤器检测逻辑的一部分，当ECU感测到对应于过滤器电阻的电压带范围外的电压时，ECU检测正品过滤系统不存在。在这种情况下，ECU可决定触发故障码，通过故障指示灯(例如，仪表盘灯)通知操作人员，降低发动机的转速，或它可以选择的任何响应。以下进一步讨论实现基于电阻器识别的不同方式。各设计示出为上述概念在油水分离器、润滑油/燃料过滤器以及筒式过滤器组件上的示例应用。

根据一示例性的实施例图1A示出了油水分离器组件100的下部侧视图，组件100具有与燃料中水(WIF)传感器集成在一起的电阻器3。电阻器3集成到油水分离器组件100的主体中。电阻器3永久地附连到安装凸台2内，安装凸台2是油水分离器外壳1一体的延伸部分。由电探头4，本体5及探头延伸部6的WIF传感器被示出。WIF传感器附连到安装凸台2，从而附连到外壳1。任何类型的电阻器可用各种方法永久地附连到安装凸台2内。

图1B中详细描述了这种连接装置，图1B示出了安装凸台2的立体图。电阻器3的导线通过螺钉、缠绕焊接或任何建立电接触的连接方法连接到两个弯曲的金属导体板10。金属导体板10又连接到两个销槽9，当销槽9与过滤器外壳的安装凸台2集成一体时，充当母电气连接端口。图1C示出了与安装凸台2分离的电阻器3，导体板10及销槽9。WIF传感器的探头延伸部6充当附连到母连接端口9的公连接器。在将WIF传感器安装到油水分离器组件时，传感器探头4与电阻器3之间的电连接就建立起来了。

再参照图1A，发动机运行期间，WIF传感器连接到具有线束7的ECU8，使得当ECU通电时，WIF传感器与嵌入到过滤器本体1的电阻器3一起形成电路。传感器探头4两端测出的电压被ECU8用来检测具体的电压范围，以确定发动机上安装了正品过滤器(也就是电阻器3两端的电压降)。同时，传感器探头4两端的另一个电压带被ECU用来检测燃料中水的存在(例如，外壳1内积水的存在)，及提示操作人员过滤器水是该到时候要排干了。相应地，通过安装在油水分离器内的WIF传感器使用现有的电气连接提供过滤器识别特征。

参考图2A，示出了根据一示例性的实施例的过滤器组件200的立体图。过滤器组件200包含基于电阻器的过滤器识别系统。过滤器组件200可以是液体过滤器组件(例如，润滑油过滤器，燃料过滤器，液压过滤器等)，上述液体过滤器组件不具有连接到ECU的现存WIF传感器(也就是如上所示的油水分离器100)。过滤器组件200包含识别模块11，识别模块11通过安装凸台12永久地附连到过滤器本体13。识别模块11可以附连到过滤器本体13的顶部，底部或侧面。

图2B示出了识别模块11的正面立体图。图2C示出了识别模块11的背面立体图。虽然示出了以长方形形式构造，但是识别模块11可以以多种形式和形状构造，其中一种是长方形形式。识别模块11包含本体14，两销15通过本体14延伸并且被提供来与ECU形成电连接。在一些布置中，本体14由塑料制成。销15可以是公销或者母销。如图2B所示，销15是公销。如图2C所示，在识别模块11的背面，各销15又通过金属板16和螺钉17连接到特别地选择电阻值的电阻器3。上述金属板16和螺钉17的连接类型只是作为一个例子示出。其他连接类型(如有线连接，焊接，缠绕，夹子夹等方式)可用于将电阻器3连接到销15。识别模块11永久地附连到过滤器本体13，使得当过滤器组件200在安装位置且ECU连接到销15时，ECU系统可以检测销15两端由电阻器3引起的压降。如果销15两端的压降在指定的正品过滤器的压降内，ECU确定过滤器组件200为正品过滤器。

参照图3A，示出了根据一示例性实施例的滤芯18的立体图，滤芯18具有基于电阻器的电子过滤器识别特征。滤芯18是用于可维护过滤器组件是可更换的滤芯。如下进一步详细的描述，电阻器3可集成到滤芯18的顶部端板19或底部端板20中。组成顶部端板19和底部端板20将组成滤芯18的过滤介质的清洁侧与与滤芯18的脏侧密封开。在可替换的布置中，电阻器3可定位在滤芯18上的另一位置。通过各种连接方式，如有线连接可将电阻器3电连接到ECU。为提供不同类型有线连接的例子，呈现了两种布置。图3A-3D呈现了第一种布置。第一种布置示出了滤芯18，滤芯18具有永久附连到底部端板20的电阻器3。在图3A-3D的布置中，WIF传感器与ECU之间形成电连接。图4A-4D中呈现了第二布置。上述第二布置示出了嵌入到顶部端板的电阻器3，其中通过燃料加热器使ECU与电阻器3之间形成电连接。

参照图3A-3D，滤芯18包含顶部端板19和底部端板20。电子过滤器识别模块21与底部端板20集成在一起。如上所讨论，基于电阻器的识别模块21可以是任何形式，形状和尺寸，在这个具体实施例中，采用圆形模块21，如图3C所示。模块21包含电阻器3，电阻器3通过螺钉17附连到导电板16且容纳在圆形塑料模块本体29内。这种构造方法类似于图2B描述的构造方法，只是在这种情况下使用了母销28。上述板和螺钉类型连接只是作为一个例子示出，然而，任何类型的连接(例如，有线连接，焊接，缠绕，夹子夹，等等)可以用于将电阻器3连接至销28。模块21是底部端板20的一体部分，从而是滤芯18的一体部分。此类滤芯18示出为装配在图3B中示例过滤器外壳组件内，其中具有传感探头23的传感器24附连到过滤器壳体22的底部。在具有滤芯的油水分离器的情况下，该传感器24可以是简单的过滤器中水传感器，或者在具有滤芯的润滑油/燃油/液压过滤器等的情况下，可以是简单的过滤器识别传感器。一旦将滤芯18安装到壳体22内，识别模块21的母销28连接到公传感器探头23，该公传感器探头23又通过线束25连接到发动机控制单元26。一旦供电，ECU26可检测连接销28两端的电压降(例如电压范围)并且可检测如上所述的正品滤芯18的存在。

图4A-4D示出了一种替代滤芯30。在滤芯30中，电阻器3集成在滤芯30的顶部端板31的延伸部32内。可以通过任何方式建立上述电阻器与ECU之间的电连接，然而这个具体的实施例示出了通过现有的加热器组件35建立上述连接，加热器组件35集成在滤芯30的外壳36上，如图4B所示。加热器组件35包含加热元件。电阻器3通过任何方式集成到顶部端板31内，使得两个销37电连接到电阻器，如图4C所示。上述两个销37形成线束。本实施例所示的电阻器3位于顶部端板31的侧面，然而，只要有线束43可用于建立与ECU44的电连接，电阻器3可以永久地附连到端板的任何一侧(侧面，顶部，底部，等等)。过滤器外壳36上设置了用于母连接器的突出部33，来自顶部端板的连接销37可连接至该突出部。如图4D所示，上述外壳上的突出部33具有集成在母插座内的两个金属卷边38，金属卷边38又连接到加热器组件上的金属连接板39，金属连接板39又电连接到加热器组件35的公销40。在此类装置中，上述加热器35被示出与额外的销连接件40一起用于提供额外的过滤器电子识别特征。在加热器组件35内的另两个销41和42的预期目的是被用于对由滤芯30过滤的流体进行电加热。因此，提出了一种新的加热器及过滤器识别组件35，其可以连接到外壳主体36的安装凸台45。

一旦将滤芯30装到外壳主体36内，电阻器3就经由顶部端板31的公销37，然后至母接口卷边38、金属板39、加热器销40，然后通过线束43形成与ECU44的电连接。当如上所述上电时，ECU44能因此通过一组电压范围检测滤芯的存在。

公开了依据欧姆定律通过在过滤器主体内集成电阻器的“电子过滤器识别特征”。基于电阻器的过滤器识别特征可应用于油水分离器、燃料/润滑油/液压过滤器，或者筒式过滤器模块。设计示例示出为将电阻器集成至过滤器的主体内，或者通过识别模块例子示出。本发明公开了与ECU连接类型的例子。对于油水分离过滤器组件，燃油中水传感器被用作过滤器识别装置(在必要时稍作修改)，该燃油中水传感器是WIF传感器改进的用途。不论识别特征存在与否，上述WIF功能仍然是有效的。对于具有加热器的燃料模块的特殊例子，提出了一种独特的加热器设计，该加热器模块具有额外的销和板构造来提供过滤器识别功能连同加热功能。

应注意的是，本公开中使用的用于描述各种实施例的术语“示例性的”旨在指出此类实施例是可能的实例、代表、和/或可能实施例的说明(并且这种术语不旨在暗示这类实施例是特别必要的或最好的实例)。

本文中参考的元件的位置(例如，“顶部”，“底部”，“上面”，“下面”等等)仅仅用于描述各种元件在图中的定向。应当注意的是，根据其他示例性的实施例，各种元件的定向可能不同，并且这种变化旨在被包含于本公开。

重要的是注意到各种示例性实施例的构造和布置只是起说明作用的。虽然本公开中已经详细描述的只是几个实施例，阅读本公开的本领域的技术人员将容易理解多种修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化，参数值变化，安装布置变化，材料的使用变化，颜色变化，定向变化等等)，而不实质上脱离本公开描述的主题新颖教导和优势。例如，示出为一体形成的元件可以由多个部分或元件构成，各元件的位置可以反向或以其它方式变化，并且离散元件的特性或数量或者位置可以改变或变化。根据替代实施例，任何工艺或方法步骤的顺序或序列可以变化或重新排序。各种示例性的实施例的设计、运行条件和布置可以进行其他的替换、修改、变化及省略而不脱离本发明的范围。

Claims (26)

1.一种过滤器组件，其特征在于，包含：

滤芯，所述滤芯配置为过滤流体；

过滤器外壳，过滤器外壳用于所述滤芯；及

电路，所述电路具有第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述过滤器外壳内，所述第二部分结合结合到所述滤芯，其中，所述滤芯安装在所述过滤器外壳内时，所述电路中的第一部分和第二部分电连接；

控制回路，所述控制回路基于所述电路的确定电压确定安装在所述外壳内的所述滤芯是否是指定类型的滤芯。

2.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述电路是燃料中水传感器的一部分。

3.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述电路是电子过滤器识别模块的一部分。

4.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述电路是加热器组件的一部分。

5.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述电路包含电阻器。

6.根据权利要求5所述的过滤器组件，其特征在于，所述电阻器与所述滤芯集成在一起。

7.根据权利要求5所述的过滤器组件，其特征在于，所述电阻器与所述过滤器外壳集成在一起。

8.一种过滤器组件，其特征在于，包含：

外壳；

安装凸台，所述安装凸台结合到所述外壳；

传感器，所述传感器结合到所述外壳，所述传感器包含第一电探头和第二电探头，所述第二电探头延伸穿过所述安装凸台并且进入到所述外壳的内部；

电阻器，所述电阻器电连接到所述第一电探头和所述第二电探头，使得所述第一电探头、所述电阻器和所述第二探头形成电路的一部分；及

控制单元，所述控制单元确定所述第一电探头和第二电探头之间的第一电压是否在预定电压带内，所述预定电压带指示正品过滤器安装在所述外壳内。

9.根据权利要求8所述的过滤器组件，其特征在于，所述电阻器通过第一导电板电连接到所述第一电探头，所述第一导电板具有第一销槽。

10.根据权利要求9所述的过滤器组件，其特征在于，所述电阻器通过第二导电板电连接到所述第二电探头，所述第二导电板具有第二销槽

11.根据权利要求8所述的过滤器组件，其特征在于，所述传感器是燃料中水传感器。

12.根据权利要求11所述的过滤器组件，其特征在于，所述控制器配置为通过检测所述第一电探头和所述第二电探头之间的第二电压来检测所述外壳内的积水。

13.根据权利要求8所述的过滤器组件，其特征在于，所述控制单元是发动机控制单元。

14.一种过滤器组件，其特征在于，包含：

外壳；

可更换滤芯，所述可更换滤芯定位在所述外壳内并包含过滤介质、顶部端板、底部端板及电阻器模块，所述电阻器模块包含电阻器，所述电阻器电连接到第一销和第二销；

传感器，所述传感器结合到所述外壳并包含第一传感器探头和第二传感器探头，其中，当所述滤芯定位在所述外壳内时，所述第一传感器探头接触所述第一销并且所述第二传感器探头接触所述第二销；及

控制单元，所述控制单元确定所述第一传感器探头和所述第二传感器探头之间的第一电压是否在预定电压带内，所述预定电压带指示安装在所述外壳内的可更换滤芯是正品更换滤芯。

15.根据权利要求14所述的过滤器组件，其特征在于，所述电阻器模块结合到所述顶部端板或所述底部端板中的一个。

16.根据权利要求14所述的过滤器组件，其特征在于，所述电阻器通过第一导电板电连接到所述第一传感器探头。

17.根据权利要求16所述的过滤器组件，其特征在于，所述电阻器通过第二导电板电连接到所述第二传感器探头。

18.根据权利要求14所述的过滤器组件，其特征在于，所述传感器是燃料中水传感器。

19.根据权利要求14所述的过滤器组件，其特征在于，所述控制单元是发动机控制单元。

20.一种过滤器组件，其特征在于，包含：

外壳；

可更换滤芯，所述可更换滤芯定位在所述外壳内，所述可更换滤芯包含过滤介质、顶部端板、底部端板及电阻器模块，所述电阻器模块包含电阻器；

加热器，所述加热器结合到所述外壳并配置为电加热待由所述过滤组件过滤的流体，所述加热器包含与所述电阻器电连通的线束；及

控制单元，所述控制单元通过所述线束电连接到所述加热器，所述控制单元配置为确定所述电阻器两端的第一电压是否在预定的电压带内，所述预定电压带指示安装在所述外壳内的所述可更换滤芯是正品更换滤芯。

21.根据权利要求20所述的过滤器组件，其特征在于，所述电阻器模块结合到所述顶部端板或所述底部端板中一个的延伸部。

22.根据权利要求20所述的过滤器组件，其特征在于，所述控制单元是发动机控制单元。

23.一种过滤器组件，其特征在于，包含：

过滤介质；

顶部端板，所述顶部端板结合到所述过滤介质的第一端；

底部端板，所述底部端板结合到所述过滤介质的第二端；

电阻器模块，所述电阻器模块包含电连接到第一销和第二销的电阻器，其中，当滤芯被插入过滤器组件的外壳内时，所述第一销和所述第二销与控制单元一起形成电路，使得所述控制单元能够经由加热元件测量所述电阻器两端的电压降。

24.根据权利要求23所述的过滤器组件，其特征在于，所述电阻器模块结合到所述顶部端板或所述底部端板中的一个。

25.根据权利要求23所述的过滤器组件，其特征在于：

所述第一销配置为结合到传感器的第一传感器探头，所述传感器结合到所述外壳；

所述第二销配置为结合到所述传感器的第二传感器探头；及

所述控制单元电连合到所述传感器。

26.一种滤芯，其特征在于，包含：

过滤介质；

顶部端板，所述顶部端板结合到所述过滤介质的第一端；

底部端板，所述底部端板结合到所述过滤介质的第二端；及

电阻器模块，所述电阻器模块包含电阻器和电阻器模块线束，其中，当所述滤芯被插入到过滤器组件的外壳内时，所述线束与加热元件线束形成电连接，使得控制单元能够测量所述电阻器两端的电压降。