CN109844291B

CN109844291B - 液体过滤器燃料消耗估算

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Publication number: CN109844291B
Application number: CN201780063514.3A
Authority: CN
Inventors: B·R·普拉哈拉; J·梅西; A·维迪雅
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2037-10-13
Also published as: US20190249578A1; WO2018075354A1; DE112017004434T5; US20210025299A1; US10837330B2; US11208926B2; CN109844291A

Abstract

一种用于监测过滤系统对内燃机的燃料经济性的负面影响的系统和方法。过滤器监测控制器接收内燃机的发动机运行参数。过滤器监测控制器至少部分地基于发动机运行参数确定内燃机产生的功率量。过滤器监测控制器确定向内燃机提供流体的过滤系统的过滤器液压功率消耗。过滤器监测控制器至少部分地基于过滤系统的过滤器液压功率消耗来确定过滤系统对内燃机的燃料经济性影响。过滤器监测控制器将过滤系统的燃料经济性影响与阈值燃料经济性影响进行比较，以确定过滤系统的过滤器元件是否需要维修。

Description

液体过滤器燃料消耗估算

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2016年10月19日提交的申请号为62/410,104美国临时申请的权益，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请涉及过滤系统。

背景技术

内燃发动机通常燃烧燃料(例如汽油、柴油、天然气等)和空气的混合物。在进入内燃机之前，过滤通过内燃机的许多或所有流体以从流体中去除颗粒和污染物。例如，在进入发动机之前，待燃烧的燃料通常通过过滤器元件以在输送到发动机之前从燃料中去除污染物(例如，微粒、灰尘、水等)。过滤器元件的过滤介质从通过过滤介质的燃料中捕获并去除颗粒。当过滤介质捕获并去除颗粒时，过滤介质的限制增加，从而导致横跨过滤系统的压降增加。因此，燃料泵可能需要更加努力地泵送适量的燃料通过过滤系统。因此，横跨燃料过滤系统的压降可能对内燃机的燃料经济性产生负面影响。

发明内容

各种示例性实施例涉及用于监测过滤系统对内燃机的燃料经济性的负面影响的系统和方法。一个这样的实施例涉及一种方法。该方法包括通过过滤器监测控制器接收内燃机的发动机运行参数。该方法还包括通过过滤器监测控制器至少部分地基于发动机运行参数确定内燃机产生的功率量。该方法包括通过过滤器监测控制器确定向内燃机提供流体的过滤系统的过滤器液压功率消耗。该方法还包括通过过滤器监测控制器至少部分地基于过滤系统的过滤器液压功率消耗来确定过滤系统对内燃机的燃料经济性影响。该方法包括通过过滤器监测控制器将过滤系统的燃料经济性影响与阈值燃料经济性影响进行比较，以确定过滤系统的过滤器元件是否需要维修。

另一个实施例涉及一种过滤系统。过滤系统包括润滑系统，燃料输送系统和过滤器监测控制器。润滑系统包括润滑剂泵，润滑剂贮槽和润滑剂过滤系统。润滑系统被配置为使润滑剂循环到内燃机和从内燃机循环润滑剂。润滑剂贮槽被构造为储存未通过润滑系统循环的润滑剂。润滑剂过滤系统包括润滑剂过滤器元件，该润滑剂过滤器元件被构造为从内燃机上游的润滑剂中去除污染物。燃料输送系统被配置为将燃料输送到内燃机。燃料输送系统包括燃料泵，燃料箱和燃料过滤系统。燃料箱被构造为储存待由内燃机燃烧的燃料。燃料过滤系统包括燃料过滤器元件，该燃料过滤器元件被构造为从内燃机上游的燃料中去除污染物。过滤器监测控制器被配置为接收内燃机的发动机运行参数，至少部分地基于发动机运行参数确定内燃机产生的功率量，确定向内燃机提供燃料的燃料过滤系统的过滤器液压功率消耗，至少部分地基于燃料过滤系统的过滤器液压功率消耗确定燃料过滤系统对内燃机的燃料经济性影响，并将燃料过滤系统的燃料经济性影响与阈值燃料经济性影响比较以确定燃料过滤器元件是否需要维修。

从以下结合附图的详细描述中，这些和其他特征以及其操作的组织和方式将变得显而易见，其中相同的元件在下面描述的几个附图中具有相同的标号。

附图说明

图1示出了根据示例性实施例的系统的示意图。

图2示出了图1的系统的过滤器监测控制器的框图。

图3示出了根据示例性实施例的监测过滤系统的对内燃机的燃料经济性的影响的百分比燃料经济性的方法的流程图。

图4示出了过滤系统的过滤器的百分比燃料经济性影响和过滤系统的过滤器压差对时间的曲线图。

图5示出了由于过滤限制导致的过滤的每英里增量成本和燃料消耗的曲线图。

具体实施方式

具体地参考附图，描述了用于确定流体过滤系统(例如，燃料过滤系统、润滑剂过滤系统、液压过滤系统等)对内燃机的燃料消耗或燃料经济性的影响的系统和方法。至少部分地基于来自内燃机的发动机控制模块(“ECM”)的信息(例如，发动机速度、发动机扭矩、发动机功率、节气门位置，等)和与过滤系统有关的信息来估算过滤系统的燃料消耗或燃料经济性影响。内燃机的操作者可以使用过滤系统的燃料消耗或燃料经济性影响来确定过滤系统是否需要维修(例如，更换过滤器元件)。

参考图1，根据示例性实施例示出了系统100的示意图。系统100可以对应于车辆、一件建筑设备、发电机等。系统100由内燃机102提供动力。内燃机102可以例如是柴油内燃机、汽油内燃机、天然气内燃机、涡轮动力发动机、生物柴油动力发动机、乙醇发动机、液化石油气(“LPG”)发动机等。示出系统100包括两个不同的液体输送或循环系统，其具有相关的过滤系统：润滑系统104和燃料输送系统106。

润滑系统104包括润滑剂贮槽107、润滑剂泵108和润滑剂过滤系统110。润滑系统104以图1所示的方式经由一系列导管112使润滑剂(例如，发动机油)循环到内燃机102和从内燃机102循环。尽管示出润滑剂泵108在润滑剂流动方向上在润滑剂过滤系统110的上游，但是在其他布置中，润滑剂泵108可以定位在润滑剂过滤系统110的下游。润滑剂贮槽107是储存未循环通过润滑系统104的润滑剂的储存贮存器(例如，罐)。润滑剂过滤系统110包括被构造为在润滑剂流动方向上从内燃机102上游的润滑剂中去除污染物(例如，水、灰尘、碎屑等)的润滑剂过滤器元件。

类似地，燃料输送系统106包括燃料箱114、燃料泵116和燃料过滤系统118。在一些布置中，燃料输送系统106还包括燃料喷射器。燃料输送系统106经由一系列导管120将燃料从燃料箱114输送到内燃机102。尽管示出燃料泵116在燃料流动方向上在燃料过滤系统118的上游，但是在其他布置中，燃料泵116可以定位在燃料过滤系统118的下游。燃料箱114是储存待内燃机102燃烧的燃料的储存贮存器(例如，罐)。燃料过滤系统118包括被构造为在燃料流动方向上从内燃机102上游的燃料中去除污染物(例如，水、灰尘、碎屑等)的燃料过滤器元件。

系统100包括发动机控制模块122。通常，发动机控制模块122被构造为控制内燃发动机102的运行以及润滑剂泵108和燃料泵116的运行。在替代布置中，润滑剂泵108和燃料泵116的运行由独立控制器控制，该独立控制器也不控制内燃机102的运行，但是可以通过数据链路(例如，J1939车辆总线数据链路)从专用ECM接收发动机运行参数。发动机控制模块122接收和/或生成与内燃机102相关联的发动机实时运行参数信息。发动机运行参数信息可包括例如发动机工作循环、发动机燃料信息、发动机里程表、发动机油枪(rifle)温度、发动机速度、排气参数、涡轮增压器参数等。可以经由数据链路(例如，J1939车辆总线数据链路)向过滤器监测控制器124和/或操作员设备126提供发动机运行参数。至少部分地基于发动机运行参数信息，发动机控制模块122控制润滑剂泵108和燃料泵116的速度，以将适当量的润滑剂和燃料输送到内燃机102。

系统100包括过滤器监测控制器124。在一些布置中，过滤器监测控制器124集成到发动机控制模块122中。过滤器监测控制器124被构造为确定给定过滤系统(例如，润滑剂过滤系统110、燃料过滤系统118等)正在对内燃机102的燃料消耗的负面影响量。如果给定的过滤系统对燃料消耗有太大的负面影响，则过滤器监测控制器124可以向操作员设备126触发过滤系统需要维修(例如，更换、清洁过滤器元件等)的警告或其他指示。例如，燃料泵116从内燃机直接地(例如，皮带驱动泵)或间接地(例如，从由内燃机102提供动力的交流发电机接收电力的泵)汲取动力。随着燃料过滤系统118的燃料过滤器堵塞，通过燃料过滤系统118的限制增加，并且泵需要更多动力来泵送燃料通过燃料过滤系统118。因此，泵从内燃机102汲取更多动力，从而降低内燃机102的燃料经济性。如下面进一步详细描述的，过滤器监测控制器124使用关于内燃机102(例如，发动机类型、发动机效率、燃料类型、燃料经济性等)、过滤泵效率、发动机运行参数(如从发动机控制模块122接收)和过滤系统反馈(例如，压降传感器反馈、液体粘度反馈、液体温度反馈等)的信息作为用于确定液压流体功率的算法的输入值，以量化给定过滤系统的燃料消耗影响。一旦完成该计算，就可以将燃料经济性影响估算与预设阈值或其他度量(例如，操作员定义的度量)进行比较，从中可以决定是否需要维护过滤系统。因此，过滤系统维修指示基于燃料消耗代价(penalties)而不仅仅是过滤压差。这允许基于在实时运行条件下运行内燃机102的实际货币成本和当前内燃机工作循环信息来做出系统维护决定。

仍然参考图1，系统100包括操作员设备126。过滤器监测控制器124和/或发动机控制模块122可以向操作员设备126提供实时反馈。操作员设备126可以是车辆仪表板或显示器(诸如液晶显示器或有源矩阵显示器)、智能手机、远程诊断中心等中的任何一个。实时反馈可以涉及发动机运行参数、过滤系统状态、过滤器变化通知等。在其他布置中，操作员设备126可以是与内燃机102的操作员(或由内燃机102供能的设备)相关联的远端远程信息处理服务设备(例如，远程服务器)。在这样的布置中，可以通过由互联网促进的过滤器监测控制器124和/或发动机控制模块122与操作员设备126之间的蜂窝数据连接来与操作员设备126进行通信。

在一些布置中，系统100包括智能过滤系统的智能过滤控制器128。智能过滤控制器128接收来自与各种过滤系统(例如，润滑剂过滤系统110、燃料过滤系统118、空气过滤系统等)相关联的传感器的反馈，所述过滤系统向内燃机102提供流体。例如，智能过滤控制器128可以从粘度传感器、流体流速传感器、压力传感器、压差传感器、温度传感器、介电传感器、污染物传感器、燃料/油包水传感器等接收反馈信号。智能过滤控制器128可以使用收集的过滤系统信息来确定何时应该维修或改变过滤系统的过滤器元件。智能过滤控制器128可以向过滤器监测控制器124提供与过滤系统的任何监测条件或特征有关的实时反馈，如下面进一步详细描述的。

参考图2，示出了过滤器监测控制器124的框图。控制器包括处理电路202。处理电路202包括处理器204和存储器206。处理器204可以是通用处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑控制器(PLC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、组处理组件或其他合适的电子处理组件。存储器206可以包括RAM、NVRAM、ROM、闪存、硬盘存储等中的任何一个。处理器204被构造为执行存储在存储器206中的指令，该指令使得处理器204控制过滤器监测控制器124的运行。在一些布置中，存储器206还可以包括本地于或远程于过滤器监测控制器124的一个或多个存储设备(例如，硬盘驱动器、闪存驱动器、计算机可读介质等)。存储器206可以被配置为存储查找表、算法或指令。这样的算法可以包括例如数据过滤、温度调节和校正、数值方法、决策制定算法，其处理一定数量的连续输入数据以计算期望的输出。

过滤器监测控制器124包括过滤系统输入电路208、ECM电路210、燃料效率影响电路212和操作员输入-输出电路214。在一些布置中，过滤系统输入电路208、ECM电路210、燃料效率影响电路212和操作员输入-输出电路214中的每一个与处理电路202是分离的(例如，如图2所示)。在其他布置中，处理电路202包括过滤系统输入电路208、ECM电路210、燃料效率影响电路212和操作员输入-输出电路214中的任何一个或全部。

过滤系统输入电路208被构造为接收来自与过滤系统相关联的各种传感器的反馈信号，所述过滤系统将过滤的流体提供给内燃机102或由内燃机102提供动力的其他部件(包括润滑剂过滤系统110和燃料过滤系统118)。例如，反馈信号可以涉及横跨过滤系统的过滤器元件上的压降、流过过滤系统的流体的粘度、流过过滤系统的流体的温度、与安装在过滤系统中的过滤器元件的类型有关的信息等。

ECM电路210被构造为将信息传递到发动机控制模块122和从发动机控制模块122传递信息。因此，通过ECM电路210，内燃机102可以经由发动机控制模块122向过滤器监测控制器124提供与发动机运行参数(例如，速度、温度、油压、润滑剂泵108的速度、润滑剂泵108的功率汲取(draw)、燃料泵116的速度、燃料泵116的功率汲取等)相关的实时反馈信号。可以通过与发动机控制模块122的数据链路(例如，CANBUS链路、J1939车辆总线数据链路等)经由ECM电路210发生发动机运行参数的实时反馈。另外，通过ECM电路210，过滤器监测控制器124可以向发动机控制模块122发送消息(例如，触发仪表板警告、触发警报、关闭内燃机102、减少内燃发动机102等)。在过滤器监测控制器124是发动机控制模块122的一部分的布置中，ECM电路可以被构造为控制内燃机102的运行。

操作员输入-输出电路214被构造为向操作员设备126发送信息(例如，发动机运行参数的实时反馈、过滤系统状态、过滤器元件改变指示器等)。另外，操作员输入-输出电路214被构造为接收来自操作员设备126的信息。该信息可以涉及按键开/关情况(例如，用于开启和关闭内燃机102)、服务信息(例如，过滤器元件改变信息、流体信息、服务重置命令等)等。操作员输入-输出电路214可以包括被配置为向外部设备(例如，操作员设备126、远端远程信息处理系统、车辆仪表板等)发送数据的收发器(有线或无线)。例如，过滤器监测控制器124可以通过操作员输入-输出电路214点亮指示灯(例如，仪表板灯)。

由于对内燃机102的燃料效率的过度负面影响，燃料效率影响电路212被构造为监测润滑系统104和燃料输送系统106，以确定润滑剂过滤系统110和/或燃料过滤系统118何时需要维修(例如，更改过滤器元件)。具体地，燃料效率影响电路212利用从过滤系统输入电路208、ECM电路210和/或操作员输入-输出电路214接收的信息来确定润滑剂泵108或燃料泵116是否正在消耗超过来自内燃机102的阈值功率量。燃料效率影响电路212的具体操作在下面关于等式1-8和图3进一步详细描述。

通常，过滤器监测控制器124基于从发动机控制模块122接收的信息、过滤系统传感器反馈，以及已知或估算的组件性能指标确定给定过滤系统对内燃机102的燃料效率的负面影响。将热力学的第一定律应用于内燃机102，包括发动机损失的发动机制动功率的能量平衡由等式1定义。

(1)

在等式1中，

指的是内燃机102的制动功率(轴输出)，

指的是内燃机102的净指示功率(从燃烧分析获得)，

指的是与内燃机102的活塞和曲柄摩擦相关的滑动(rubbing)摩擦力，并且

指的是为从内燃机102接收运行功率的附件供电所需的功率量。附件包括驱动内燃机102的相关过滤系统的任何泵(例如，润滑剂泵108，燃料泵116等)。

给定过滤系统的过滤器功率消耗表现在驱动流体通过过滤器的相关泵中。如等式2中定义，可以基于泵液压功率

和总泵效率(η_p)来计算驱动泵所需的轴功率

总泵效率可以是泵的已知参数(例如，从泵制造商处获知)。

(2)

如在等式3中定义，可以基于体积流量(Q)输出和泵压差(dP_p)来计算泵液压功率

(3)

串联的流体回路的压差可以表示为横跨系统的不同部件之间的压力损失的总和。流体过滤器是一个这样的部件，因此可以从公式4中找到过滤器差压(dP_f)对来自发动机曲轴的液压流体功率消耗或过滤器液压功率

的贡献。

(4)

可以从测量横跨过滤器的压差的过滤系统传感器获得过滤器压差。在一些布置中，过滤器差压传感器是较大的智能过滤监测系统的一部分。在等式4中，Q_f指的是通过过滤器的流体的体积流量。给定等式1-4的上述结果和已知参数，依赖于热力学第一定律的等式5用于估算过滤器液压功率对发动机制动功率降低的百分比。

(5)从过滤器功率降低

由等式5定义的功率降低可与通过发动机制动燃油消耗率(bsfc)的加油速率相关。所述的加油速率

和

计算发动机制动燃油消耗率，如等式6。

(6)

以恒定流量(Q)通过过滤系统的内燃机102制动功率

的变化将产生新的bsfc。这种新的bsfc可用于量化加油速率

的变化。等式1-6中的上述算法假设在正常运行条件下，制动功率

将是内燃机102的命令输出，并且加油速率将调节以提供该命令输出功率。因此，同样假设在应用中制动功率

是恒定的，过滤器损耗(PR_过滤器)消耗的燃料量的任何变化应该与加油速率的变化相对应。因此，与过滤器

相关的燃料消耗由等式7确定。

(7)

将

定义为与所消耗的液体过滤功率相关的燃料输送的质量分数，公式7表明，过滤器损耗所消耗的燃料量由PR_过滤器量化。这提供了液体过滤器液压功率消耗对发动机燃料消耗的影响的估算。如本文所用，“PR_过滤器”也称为百分比燃料经济性影响(％FEI)。

参考图3，根据示例性实施例示出了监测过滤系统对内燃机102的燃料经济性的影响的百分比燃料经济性的方法300的流程图。方法300由过滤器监测控制器124执行。在过滤器监测控制器124包括在发动机控制模块122中的布置中，方法300由发动机控制模块122执行。过滤系统可对应于润滑系统104、燃料输送系统106或具有相关过滤系统的另一液体输送系统。

通常，在方法300中，过滤器监测控制器124利用等式1-7来计算给定过滤系统的百分比燃料经济性影响，将百分比燃料经济性影响与阈值百分比燃料经济性进行比较，如果确定的百分比燃料经济性影响超过阈值则发出(触发)警告。为此，过滤器监测控制器124需要确定内燃机102的功率、与过滤系统的泵相关的液体泵总效率、横跨过滤系统的压降、以及通过过滤系统的流体流速。在一些布置中，使用流量传感器测量流过过滤系统的流体。在不存在流量传感器的其他布置中，过滤器监测控制器124可以至少部分地基于有用的发动机参数来计算通过过滤系统的流体流量。例如，可以至少部分地基于发动机速度(例如，发动机RPM)、流体压力、流体温度、燃料喷射脉冲速率和尺寸等来估算燃料流速。作为另一个例子，可以基于润滑剂温度、润滑剂压力、润滑剂粘度、发动机速度等来估算润滑剂流速。在一些布置中，泵效率将是在安装泵时提供给过滤器监测控制器124的已知度量。在其他布置中，可以基于传递函数实时计算泵效率。

方法300在302处确定发动机功率时开始。过滤器监测控制器124确定内燃机102的功率水平。过滤器监测控制器124从发动机控制模块122收集实时发动机运行参数。发动机运行参数包括发动机扭矩和发动机速度。在被监测的过滤系统是润滑系统104的布置中，过滤器监测控制器124还接收润滑剂温度(例如，来自智能过滤系统传感器温度输出)。以千瓦(kW)为单位的发动机净功率

可以通过等式8从以N-m为单位的发动机净扭矩(Tn)，和以每分钟转数(rpm)为单位的发动机速度(N)计算。

(8)

使用等式8中计算的发动机净功率代替等式1-7中的

对于给定的发动机液体泵，效率和流速将是发动机速度的函数。

在304处确定通过过滤系统的流体流速。在一些布置中，过滤器监测控制器124从与过滤系统相关联的流速传感器接收反馈(例如，从智能过滤系统控制器)。在其他布置中，流体温度、粘度和发动机速度用于确定流体流速。在这样的布置中，可以使用来自流体温度传感器和粘度传感器的实时反馈。

在306处确定横跨过滤系统的压降。在一些布置中，过滤器监测控制器124从与过滤系统相关联的压降传感器接收反馈(例如，从智能过滤系统控制器)。压降传感器可以测量仅横跨过滤系统的过滤器元件的压降或测量横跨整个过滤系统的压降。在一些布置中，过滤器压降被校正以解决由于液体增稠或变薄引起的任何大的变化，并且允许基于来自流体温度传感器和粘度传感器的实时反馈来估算有助于过滤器压降的污染物的量。

在308处确定过滤器液压功率。通过等式3，过滤器监测控制器124确定过滤器液压功率

其对应于泵(例如，润滑剂泵108、燃料泵116等)用于驱动流体通过过滤系统的功率量。

在310处确定过滤系统的燃料经济性影响。过滤器监测控制器124使用如上所述的等式4-7确定过滤系统的过滤器的百分比燃料经济性影响(％FEI)。如上所述，在一些布置中，可以基于所提供的信息(例如，如泵制造商提供的)假设泵效率(η_p)，或者基于典型的泵效率假设泵效率(η_p)为常数(例如，η_p＝55％)。

在312处过滤器监测控制器124将所计算的过滤器的百分比燃料经济性影响与过滤器的百分比燃料经济性影响的阈值进行比较。阈值可以由内燃机102的操作者、内燃机102的制造商、监测过滤器的制造商等设定。阈值对应于过滤器的“替换条件”。因此，如果计算出的过滤器的百分比燃料经济性影响超过阈值，则过滤器监测控制器124通过操作员设备126触发对用户或操作员的警告(例如，触发仪表板指示灯、向与用户或操作员相关联的智能电话发送警告、向远端远程信息处理中心发送警告等)。如果计算出的过滤器的百分比燃料经济性影响不超过阈值，则方法300重新开始。

参考图4，示出了过滤系统的过滤器的百分比燃料经济性影响和过滤系统的过滤器压差对时间的曲线图400。如曲线图400所示，已设定阈值％FEI值为0.55％。在过滤器的FEI％影响的移动平均值超过0.55％还有阈值之后，过滤器监测控制器124可以通过操作员设备126向用户或操作员触发警报(如上关于方法300的过程314所述)。

参考图5，示出了由于过滤器限制导致的过滤器的每英里增量成本和燃料消耗的曲线图500。使用每加仑2.00美元的燃料成本和每加仑6.5英里的燃料经济性计算增量成本。曲线图500上的指示点1指示更换过滤器的最佳间隔，即何时与燃料消耗相关联的成本超过与过滤器购买价格相关联的每英里成本。

尽管关于润滑系统104和燃料输送系统106描述了上述系统和方法，但是可以修改系统和方法以包括其他流体输送系统。例如，过滤器监测控制器可以对液压过滤系统、空气过滤系统、水过滤系统、冷却剂过滤系统、天然气输送系统、柴油排放流体输送系统、尿素输送系统等执行类似的分析。

应当注意的是，本文中任何使用术语“示例性”来描述各种实施例旨在表示这样的实施例是可能实施例的可能示例、表示和/或说明(并且这样的术语不旨在表示这样的实施例必然是非凡的或最优的示例)。

本文对元件位置(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)的引用仅用于描述附图中各种元件的方向。应当注意的是，根据其他示例实施例，各种元件的取向可以不同，并且这样的变化旨在由本公开所涵盖。

如本文所使用的术语“联接”等意味着两个构件直接或间接地彼此连接。这种连接可以是静止的(例如永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这样的连接可以通过两个构件或者两个构件和任何另外的中间构部件彼此一体地形成为单个整体，或者通过两个构件或者两个构件和任何另外的中间构件相互连接来实现。

需要特别注意的是，各种示例实施例的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了一些实施例，但阅读本公开内容的本领域技术人员将容易地认识到实质上不脱离本文所述主题的新颖教导和优点的许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)。例如，示出为整体形成的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且离散元件或位置的性质或数量可以改变或变化。根据替代实施例，可以改变或重新排序任何过程或方法步骤的顺序或序列。另外，如本领域普通技术人员将理解的，来自特定实施例的特征可以与来自其他实施例的特征组合。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例实施例的设计，操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。

另外，提供所采用的格式和符号以解释示意图的逻辑步骤/过程，并且被理解为不限图中所示的方法的范围。尽管在示意图中可以采用各种箭头类型和线类型，但是应理解为不限制相应方法的范围。事实上，可使用一些箭头或其他连接器仅用于指示方法的逻辑流程。例如，箭头可以指示所描绘的方法的枚举步骤或过程之间的未指定持续时间的等待或监测时段。另外，特定方法发生的顺序可能严格遵守或不严格遵守所示的相应步骤或过程的顺序。还将注意到，框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统来，或专用硬件和程序代码的组合实现。

本说明书中描述的一些功能单元已被标记为电路，以便更加特别强调它们的实现独立性。例如，电路可以实现为包括定制的超大规模集成(VLSI)电路或门阵列的硬件电路，诸如逻辑芯片、晶体管或其他分立元件的现成半导体。电路还可以在可编程硬件设备中实现，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等。

如上所述，电路还可以在机器可读介质中实现，以供各种类型的处理器(诸如过滤器监测控制器124的处理器204)执行。例如,所识别的可执行代码的电路可以包括计算机指令的一个或多个例如被组织为对象，过程或功能的物理或逻辑块。然而，所识别的电路的可执行文件不需要在物理上位于一起，而是可以包括存储在不同位置的分散指令，这些指令当逻辑地连接在一起时，构成电路并实现电路的所述目的。实际上，计算机可读程序代码的电路可以是单个指令或许多指令，甚至可以分布在几个不同的代码段上，不同的程序之间，以及几个存储器设备上。类似地，可以在电路内识别和说明操作数据，并且可以以任何合适的形式实现操作数据并且在任何合适类型的数据结构内组织操作数据。操作数据可以收集作为单个数据集，或者可以分布在包括不同存储设备的不同位置上，并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。

计算机可读介质(在此也称为机器可读介质或机器可读内容)可以是存储计算机可读程序代码的有形计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子、磁、光、电磁、红外、全息、微机械或半导体系统，装置或设备，或者前述的任何合适的组合。如上所述，计算机可读存储介质的示例可包括但不限于便携式计算机磁盘，硬盘，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程读取器。仅存储器(EPROM或闪存)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用光盘(DVD)、光学存储设备、磁存储设备、全息存储介质、微机械存储设备或者前述的任何合适的组合。在本文件的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含和/或存储供指令执行系统，装置或设备使用和/或与其连接的计算机可读程序代码的任何有形介质。

计算机可读介质也可以是计算机可读信号介质。计算机可读信号介质可以包括其中(例如，在基带中或作为载波的一部分)具有计算机可读程序代码的传播的数据信号。这种传播信号可以采用多种形式中的任何一种，包括但不限于电、电磁、磁、光或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，其不是计算机可读存储介质并且可以通信，传播或传输计算机可读程序代码以供指令执行系统，装置或设备使用或与之连接。如上所述，计算机可读信号介质上包含的计算机可读程序代码可以使用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、射频(RF)等，或任何上述的适当组合。在一个实施例中，计算机可读介质可以包括一个或多个计算机可读存储介质和一个或多个计算机可读信号介质的组合。例如，计算机可读程序代码可以既通过光缆传播为电磁信号，以便由处理器执行又存储在RAM存储设备上以供处理器执行。

用于执行本发明的各个方面的操作的计算机可读程序代码可以以一种或多种程序设计语言的任何组合来编写，所述程序设计语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的程序设计语言和常规的程序性程序设计语言，诸如作为“C”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序代码可以完全在计算机上执行(例如通过图1的过滤器监测控制器124)、部分在计算机上执行，作为独立的计算机可读包，部分地在计算机上并且部分地在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。程序代码还可以被存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以指导计算机，其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实现在示意性流程图和/或示意性框图块或块中指定的功能/动作的指令。

因此，可以在不脱离其精神或基本特征的情况下以其他具体形式来体现本公开。所描述的实施例在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。因此，本公开的范围由所附权利要求而不是前面的描述表示。在权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都将被包含在其范围内。

Claims

1.一种用于确定过滤器元件需要维修的方法，其特征在于，包括：

通过过滤器监测控制器接收内燃机的发动机运行参数；

至少部分地基于发动机运行参数通过所述过滤器监测控制器确定由所述内燃机产生的功率量；

通过所述过滤器监测控制器确定向所述内燃机提供流体的过滤系统的过滤器液压功率消耗；

至少部分地基于所述过滤系统的所述过滤器液压功率消耗，通过所述过滤器监测控制器确定所述过滤系统对内燃机的燃料经济性影响；和

通过所述过滤器监测控制器将所述过滤系统的燃料经济性影响与阈值燃料经济性影响进行比较，以确定所述过滤系统的过滤器元件是否需要维修。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括由所述过滤器监测控制器确定所述过滤系统的燃料经济性影响高于阈值燃料经济性影响。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：响应于确定所述过滤系统的燃料经济性影响高于所述阈值燃料经济性影响，通过所述过滤器监测控制器向用户设备发起指示所述过滤器元件需要维修的警报。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户设备是由所述内燃机功能的一设备的仪表板灯。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户设备是与所述内燃机的操作者相关联的远端远程信息处理中心。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过滤器液压功率对应于用于驱动所述流体通过所述过滤系统的泵的功率量。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过滤器监测控制器是控制所述内燃机的运行的发动机控制模块。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过滤器监测控制器从控制所述内燃机的运行的发动机控制模块接收所述发动机运行参数。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：至少部分地基于发动机运行参数通过所述过滤器监测控制器来确定通过所述过滤系统的流体流量的估算。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

通过智能过滤控制器接收收集的过滤系统信息；和

基于所述收集的过滤系统信息，通过所述智能过滤控制器确定所述过滤系统的所述过滤器元件需要进行维修。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所收集的过滤系统信息包括来自与润滑剂过滤系统相关联的第一传感器、与所述过滤系统相关联的第二传感器、以及与空气过滤系统相关联的第三传感器的反馈。

12.一种过滤系统，其特征在于，包括：

润滑系统，所述润滑系统被配置为使润滑剂循环到内燃机和从内燃机循环润滑剂，所述润滑系统包括：

润滑剂泵；

润滑剂贮槽，所述润滑剂贮槽被构造为储存未通过润滑系统循环的润滑剂；

润滑剂过滤系统，包括润滑剂过滤器元件，所述润滑剂过滤器元件被构造为从所述内燃机上游的润滑剂中去除污染物；

燃料输送系统，其配置为将燃料输送到所述内燃机，所述燃料输送系统包括：

燃料泵；

燃料箱，所述燃料箱被构造为储存待由内燃机燃烧的燃料；

燃料过滤系统，包括燃料过滤器元件，所述燃料过滤器元件被构造为从内燃机上游的燃料中去除污染物；和

过滤器监测控制器，所述过滤器检测控制器被配置为：

接收所述内燃机的发动机运行参数；

至少部分地基于所述发动机运行参数确定所述内燃机产生的功率量；

确定向所述内燃机提供燃料的所述燃料过滤系统的过滤器液压功率消耗；

至少部分地基于所述燃料过滤系统的过滤器液压功耗来确定所述燃料过滤系统对所述内燃机的燃料经济性影响；和

将所述燃料过滤系统的燃料经济性影响与阈值燃料经济性影响比较以确定所述燃料过滤器元件是否需要维修。

13.根据权利要求12所述的过滤系统，其特征在于，还包括由所述过滤器监测控制器确定所述燃料过滤系统的燃料经济性影响高于所述阈值燃料经济性影响。

14.根据权利要求13所述的过滤系统，其特征在于，所述过滤器监测控制器还被配置为，响应于确定所述燃料过滤系统的燃料经济性影响高于所述阈值燃料经济性影响，向用户设备发起指示所述燃料过滤器元件需要维修的警报。

15.根据权利要求14所述的过滤系统，其特征在于，所述用户设备是由所述内燃机供能的设备的仪表板灯。

16.根据权利要求14所述的过滤系统，其特征在于，所述用户设备是与所述内燃机的操作者相关联的远端远程信息处理中心。

17.根据权利要求12所述的过滤系统，其特征在于，所述过滤器监测控制器是控制所述内燃机的运行的发动机控制模块。

18.根据权利要求12所述的过滤系统，其特征在于，所述过滤器监测控制器从控制所述内燃机的运行的发动机控制模块接收所述发动机运行参数。

19.根据权利要求12所述的过滤系统，其特征在于，所述过滤器监测控制器还被配置为至少部分地基于所述发动机运行参数来确定通过所述过滤系统的流体流量的估算。

20.根据权利要求12所述的过滤系统，其特征在于，所述过滤器监测控制器还被配置为：

确定向所述内燃机提供润滑剂的所述润滑剂过滤系统的润滑剂过滤器液压功率消耗；

至少部分地基于所述润滑剂过滤系统的润滑剂过滤器液压功率消耗来确定所述润滑剂过滤系统对内燃机的燃料经济性影响；和

将所述润滑剂过滤系统的燃料经济性影响与阈值燃料经济性影响比较以确定润滑剂过滤器元件是否需要维修。

21.根据权利要求20所述的过滤系统，其特征在于，所述过滤器监测控制器还被配置为，响应于确定所述润滑剂过滤器元件需要维修，向用户设备发起所述过滤器元件需要维修的警报。