CN116501932A - 具有多层数据交换能力的过滤系统 - Google Patents

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Abstract

本文的各方面包括具有多层数据交换能力的过滤系统。在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述系统可以包括第一数据通信层，所述第一数据通信层包括：过滤器元件，所述过滤器元件存储数据；以及第一传感器。所述系统可以包括第二数据通信层，所述第二数据通信层包括与所述第一传感器进行通信的读取器设备。所述系统可以包括第三数据通信层，所述第三数据通信层包括与所述读取器设备进行通信的发动机控制单元(ECU)，其中，所述ECU存储数据。所述第二数据通信层从所述第一数据通信层和所述第三数据通信层接收数据。所述第二数据通信层对所接收到的数据执行操作以创建处理后的数据集。进一步地，所述第二数据通信层将所述处理后的数据集发送给所述第三数据通信层。本文还包括其他实施例。

Description

具有多层数据交换能力的过滤系统
本申请是以所有国家的指定申请人美国国家公司唐纳森有限公司(DonaldsonCompany,Inc.)以及所有国家的指定发明人美国公民旦尼尔·E·阿达梅克(DanielE.Adamek)、美国公民布莱恩·R·塔克(Brian R.Tucker)、美国公民大卫·W·穆尔德(David W.Mulder)、美国公民马修·安德森(Matthew Anderson)和美国公民迈克尔·J·洛克特(Michael J.Lockert)的名义于2019年9月18日提交的PCT国际专利申请，并且要求于2018年9月18日提交的美国临时专利申请号62/732,844的优先权，该临时专利申请的内容通过援引以其全文并入本文。
技术领域
本文的实施例涉及具有多层数据交换能力的过滤系统。
背景技术
流体流通常在其中携带颗粒物。在许多情况下，希望从流体流动流中去除一些或全部颗粒物。例如，通向机动车辆或发电设备的发动机的进气流、引向燃气轮机的气体流和通向各种燃烧炉的气流通常在其中包括颗粒物。如果颗粒物质到达所涉及的各种机构的内部工作，则可能对其造成实质性损害。因此，对于这样的系统，希望从发动机、涡轮机、炉膛或所涉及的其他设备上游的流体流中去除颗粒物。为了去除颗粒，已经开发了多种多样的空气过滤器或气体过滤器装置。除了颗粒去除之外，过滤系统还可以用作气相或液相污染物去除系统。
发明内容
实施例包括过滤器元件和过滤系统。在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述过滤系统可以包括第一数据通信层。所述第一数据通信层可以包括：过滤器元件，所述过滤器元件存储数据；以及第一传感器。所述过滤系统可以包括第二数据通信层。所述第二数据通信层可以包括与所述过滤器元件和所述第一传感器中的至少一者进行通信的读取器设备。所述过滤系统可以包括第三数据通信层。所述第三数据通信层可以包括与所述读取器设备进行通信的发动机控制单元(ECU)。所述ECU可以存储数据。所述第二数据通信层可以从所述第一数据通信层和所述第三数据通信层接收数据。所述第二数据通信层可以对所接收到的数据执行操作以创建处理后的数据集。所述第二数据通信层可以将所述处理后的数据集发送给所述第三数据通信层。
在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述过滤系统可以包括第一数据通信层。所述第一数据通信层可以包括过滤器元件。所述过滤器元件可以包括第一传感器，所述第一传感器被配置为生成数据。所述过滤系统可以包括第二数据通信层。所述第二数据通信层可以包括与所述第一传感器进行通信的读取器设备。所述第二数据通信层可以从所述第一数据通信层和第三数据通信层接收数据。所述第二数据通信层可以对所接收到的数据执行操作以创建处理后的数据集。所述第二数据通信层可以将所述处理后的数据集发送给所述第三数据通信层。
在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述过滤系统可以包括第一数据通信层。所述第一数据通信层可以包括：第一传感器，所述第一传感器被配置为生成数据；以及过滤器元件。所述过滤器元件可以包括第二传感器，所述第二传感器被配置为生成数据。所述过滤系统可以包括第二数据通信层。所述第二数据通信层可以包括发动机控制单元(ECU)。所述ECU可以存储数据。所述第二数据通信层可以从所述第一数据通信层接收数据。所述第二数据通信层可以对所接收到的数据执行操作以创建处理后的数据集。
在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述过滤系统可以包括第一数据通信层。所述第一数据通信层可以包括：第一传感器，所述第一传感器被配置为生成数据；以及过滤器元件。所述过滤器元件可以包括第二传感器，所述第二传感器被配置为生成数据。所述过滤系统可以包括第二数据通信层。所述第二数据通信层可以包括与所述第一传感器和所述第二传感器进行通信的读取器设备。所述过滤系统还可以包括第三数据通信层，所述第三数据通信层包括与所述读取器设备进行通信的发动机控制单元(ECU)。所述第二数据通信层可以从所述第一数据通信层接收数据。所述第三数据通信层可以从所述第二数据通信层接收数据。所述第三数据通信层可以对所接收到的数据执行操作以创建处理后的数据集。
在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述过滤系统可以包括第一数据通信层。所述第一数据通信层可以包括过滤器元件。所述过滤器元件可以包括第一传感器，所述第一传感器被配置为生成数据。所述过滤系统可以包括第二数据通信层。所述第二数据通信层可以包括与所述第一传感器进行通信的读取器设备。所述过滤系统可以包括第三数据通信层。所述第三数据通信层可以包括与所述读取器设备进行通信的发动机控制单元(ECU)。所述第二数据通信层可以从所述第一数据通信层接收数据。所述第二数据通信层可以对所接收到的数据执行操作以创建处理后的数据集。所述第二数据通信层可以将所述处理后的数据集发送给所述第三数据通信层。
在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述过滤系统可以包括第一数据通信层。所述第一通信层可以包括过滤器元件，所述过滤器元件包括第一传感器，所述第一传感器被配置为生成数据。所述过滤系统可以包括第二数据通信层。所述第二数据通信层可以包括与所述第一传感器进行通信的读取器设备。所述过滤系统可以包括第三数据通信层，所述第三数据通信层包括与所述读取器设备进行通信的发动机控制单元(ECU)。所述第二数据通信层可以从所述第一数据通信层和所述第三数据通信层接收数据。所述第二数据通信层可以对所接收到的数据执行操作以创建处理后的数据集。所述第二数据通信层可以将所述处理后的数据集发送给所述过滤器元件。所述第二数据通信层可以将所述处理后的数据集发送给所述第三数据通信层。
在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述第一数据通信层可以包括：第一传感器，所述第一传感器被配置为生成数据；以及过滤器元件。所述过滤器元件可以包括第二传感器，所述第二传感器被配置为生成数据。所述过滤系统可以包括第二数据通信层。所述第二数据通信层可以包括与所述第一传感器和所述第二传感器进行通信的读取器设备。所述过滤系统可以进一步包括第三数据通信层，所述第三数据通信层包括与所述读取器设备进行通信的发动机控制单元(ECU)。所述第二数据通信层可以从所述第一数据通信层接收数据。所述第二数据通信层可以对所接收到的数据执行操作以创建处理后的数据集。所述第二数据通信层可以将所述处理后的数据集发送给所述过滤器元件。所述第二数据通信层可以将所述处理后的数据集发送给所述第三数据通信层。
在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述过滤系统可以包括第一数据通信层，所述第一数据通信层包括过滤器元件。所述过滤系统可以包括第二数据通信层，所述第二数据通信层包括与所述过滤器元件进行通信的读取器设备。所述过滤系统可以包括第三数据通信层，所述第三数据通信层包括与所述读取器设备进行通信的发动机控制单元(ECU)。所述第二数据通信层可以从所述第三数据通信层接收数据。所述第二数据通信层可以对所接收到的数据执行操作以创建处理后的数据集。所述第二数据通信层可以将所述处理后的数据集发送给所述过滤器元件。所述第二数据通信层可以将所述处理后的数据集发送给所述第三数据通信层。
在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述过滤系统可以包括第一数据通信层。所述第一数据通信层可以包括过滤器元件，所述过滤器元件包括第一传感器，所述第一传感器被配置为生成数据。所述过滤系统还可以包括第二数据通信层，所述第二数据通信层包括与所述过滤器元件进行通信的读取器设备。所述过滤系统可以包括第三数据通信层，所述第三数据通信层包括与所述读取器设备进行通信的发动机控制单元(ECU)。所述第二数据通信层可以从所述第一数据通信层接收数据。所述第二数据通信层可以对所接收到的数据执行操作以创建处理后的数据集。所述第二数据通信层可以将所述处理后的数据集发送给所述第三数据通信层。
在实施例中，包括一种过滤系统。所述过滤系统可以包括被配置为与过滤器元件进行电子通信的设备。所述设备可以包括处理电路和通信电路。所述设备可以接收数据并确定发动机或车辆的运行阶段和/或子阶段。可以基于对所述发动机或车辆的所述运行阶段和/或子阶段的确定，来引导所述过滤系统的一个或多个数据通信层之间或之中的数据通信。
在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述过滤系统可以包括第一数据通信层，所述第一数据通信层包括过滤器元件。所述过滤器元件可以包括数据存储元件。所述过滤系统可以包括第二数据通信层。所述第二数据通信层可以包括读取器设备。所述读取器设备可以包括处理电路和通信电路。所述第二数据通信层可以从所述第一数据通信层接收唯一地标识所述过滤器元件的数据。所述第二数据通信层可以将指定安装在所述过滤系统中的先前过滤器元件的数据发送到所述第一数据通信层。
在实施例中，包括一种具有多层数据交换能力的过滤系统。所述过滤系统可以包括第一数据通信层，所述第一数据通信层包括第一传感器。所述过滤系统可以包括第二数据通信层，所述第二数据通信层包括与所述第一传感器进行通信的读取器设备。所述读取器设备可以包括处理电路和通信电路。所述第二数据通信层可以在所述过滤系统中首次安装初级过滤器元件时测量系统属性，并可以将所述系统属性的值存储为基线值。
本发明内容是对本申请的一些教导的总览并且不旨在是对本主题的排他性或穷尽性的处理。可以在详细说明和所附权利要求中找到进一步的细节。在阅读和理解以下详细说明并查看形成详细说明的一部分的附图之后，本领域技术人员将清楚其他的方面，这些都不应被认为是限制意义的。本文的范围由所附权利要求及其法律等效物来限定。
附图说明
结合以下附图可以更完全地理解各方面，在附图中：
图1是根据本文各个实施例的过滤系统的各部件的示意图。
图2是根据本文各个实施例的其中安装有初级过滤器元件和安全过滤器元件的过滤系统的示意性截面视图。
图3是根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层及其部件的示意图。
图4是根据本文各个实施例的系统的各部件的示意图。
图5是根据本文各个实施例的系统的各部件的示意图。
图6A是根据本文各个实施例的运行阶段的示意图。
图6B是根据本文各个实施例的运行子阶段的示意图。
图6C是根据本文各个实施例的运行子阶段的示意图。
图7是根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的层之间的数据传送的示意图。
图8是根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。
图9是根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。
图10是根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。
图11是根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。
图12是根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。
图13是根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。
图14是根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。
图15是根据本文各个实施例的系统的各部件的示意图。
图16是根据本文各个实施例的系统的各部件的示意图。
虽然实施例易受不同修改和替代形式影响，但其详情已经通过举例和附图示出并且将进行详细地描述。然而，应当理解，本文中的范围不限于所描述的具体实施例。相反，本发明将涵盖落入本文的精神和范围内的修改、等效物以及替代方案。
具体实施方式
可以使用传感器采集有关过滤系统性能和/或系统状态的各种类型的数据。这些传感器可以与过滤系统的各个部件相关联，或者可以远离过滤系统。这些传感器可以包括但不限于温度传感器、压力传感器、压差传感器、流量传感器、颗粒传感器、污染物传感器、电性质传感器、地理位置传感器、接近度传感器、声音传感器、振动传感器等。在一些实施例中，数据可以由诸如发动机控制单元或模块(ECU/ECM)等另一系统生成，并且然后可以与过滤系统的部件共享。由其他系统生成的数据可以包括但不限于运行时数据、发动机工作小时数据、燃料消耗数据、发动机输出数据等。
根据本文的各个实施例，数据可以在整个系统层次结构的特定层或层次处生成，并且然后被传递到其他系统数据通信层以进行处理、存储、计算或其他操作。在各个实施例中，在对这样的数据或使用这样的数据执行一个或多个操作之后，该数据可以以其原始形式或以处理后的形式被传递到其他数据通信层上。在各个实施例中，可以将处理后的数据传递回最初从其接收传感器数据或其他输入数据的层或层次。例如，可以将处理后的数据发送回过滤器元件或外部传感器以进行评估、处理和/或存储。
现在参考图1，示出了根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的各部件的示意图。车辆100由发动机102提供动力，该发动机可以通过发动机控制单元(ECU)104控制。过滤系统106安装在车辆100上，并且可以与ECU 104、车载(或系统自带)读取器设备108、一个或多个外部传感器110以及在一些实施例中与非车载读取器设备112或集线器进行通信。将理解的是，为了便于说明，图1仅示出了可以与本文的系统相关联的有限数量的部件，并且在各个实施例中，可以包括更多或更少数量的部件。
现在参考图2，示出了根据本文各个实施例的其中安装有初级过滤器元件220和安全过滤器元件221的过滤系统106的示意性截面视图。这仅用作过滤系统的一个示例，并且本文设想了许多其他类型的过滤系统。参考初级过滤器元件220，可以包括过滤器本体232和设置在过滤器本体232内的过滤介质234。然而，将理解的是，安全过滤器元件221以及其他过滤器元件可以类似地包括过滤器本体和过滤介质。过滤系统106可以包括壳体202，该壳体包括流体入口210和流体出口212，该壳体限定内部体积。初级过滤器元件220可以设置在壳体202的内部体积内，并且可以被配置为可拆卸地设置在其中。内部体积的近端被配置为与可拆卸盖204接合，该可拆卸盖与近端相邻地装配以密封壳体的近端，从而避免流体从该近端流过。可拆卸盖204可以与近端接合并通过包括螺纹、摩擦配合机构、闩锁、带扣、卡扣配合机构等的各种设备或结构保持附接至该近端。
诸如传感器单元或数据存储元件等功能单元222可以与安全过滤器元件221相关联。诸如传感器单元或数据存储元件等功能单元224还可以与初级过滤器元件220相关联。在一些实施例中，功能单元226还可以与过滤器壳体相关联。本文设想了各种类型的传感器和数据存储元件，包括上文和下文所提及的那些。
现在参考图3，示出了根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层或层次的示意图。第一层302包括传感器和数据存储元件，并且具体地可以包括直接与过滤系统106相关联的传感器和数据存储元件(其可以与过滤器元件和/或过滤器壳体相关联)以及任何外部传感器110和数据存储元件。第二层304可以包括读取器设备108、112或被设计成直接与第一层302的部件接口连接的其他部件。第三层306可以包括与车辆的非过滤系统直接相关联的元件，诸如ECU 104。
数据可以以无线方式或通过直接有线连接在数据通信层之间移动。在许多情况下，可以以数字格式传送数据，然而，在一些实施例中，也可以在系统部件之间传送模拟信号。
尽管图3展示了直接在第一层302与第二层304之间以及在第二层304与第三层306之间进行的数据交换，但是应当理解，数据交换也可以直接在第一层302与第三层306之间进行，以及在同一层中的各部件之间进行，诸如在过滤系统106(或其部件)与外部传感器110之间进行。现在参考图4，示出了根据本文各个实施例的系统的各部件的示意图。过滤系统106可以与ECU 104、读取器(车载读取器108或非车载读取器112)和传感器110交换数据。类似地，ECU 104可以与过滤系统106、读取器108或112和传感器110交换数据。进一步地，读取器108可以与ECU 104、过滤系统106和外部传感器110交换数据。最后，外部传感器110可以与ECU 104、过滤系统106和读取器108或112交换数据。
数据可以利用系统的多个部件来存储。现在参考图5，示出了根据本文各个实施例的系统的各部件的示意图。ECU 104可以包括数据存储装置504。过滤系统106可以包括数据存储装置506。在各个实施例中，过滤系统106可以包括过滤器元件，该过滤器元件本身可以包括数据存储元件。读取器108、112可以包括数据存储装置508。进一步地，外部传感器110可以包括数据存储装置510。
数据存储装置和数据存储元件可以包括各种类型的存储器部件，包括动态RAM(D-RAM)、只读存储器(ROM)、静态RAM(S-RAM)、磁盘存储装置、闪存存储器、EEPROM、电池供电RAM(诸如S-RAM或D-RAM)、以及任何其他类型的数字数据存储部件。在一些实施例中，电子电路或电子部件包括易失性存储器。在一些实施例中，电子电路或电子部件包括非易失性存储器。在一些实施例中，电子电路或电子部件可以包括晶体管，这些晶体管被互连以作为锁存器或触发器进行操作来提供正反馈，从而提供具有两个或更多个亚稳态并保持在这些状态之一下直到被外部输入改变为止的电路。数据存储可以基于这种包含触发器的电路。数据存储还可以基于电容器中的电荷储存或基于其他原理。
运行阶段
数据通信层之间及其部件之间的数据交换可以关于可以在其中安装过滤系统的车辆的运行阶段/状态在不同时间进行。在一些实施例中，可以通过特定运行阶段的开始或停止来发起某些类型的数据以及在某些数据通信层之间和/或数据通信层内的各部件之间的数据交换。在一些实施例中，可以通过特定运行阶段的开始或停止来触发数据处理操作。在一些实施例中，可以将运行阶段或子阶段的开始或停止与日期/时间戳一起存储。在一些实施例中，运行阶段的开始或停止可以发起要在数据通信层之间和/或在某层内的各部件之间或向外部部件生成的“警报”或其他通信，以反映运行阶段或子阶段或其各方面。在一些实施例中，输入可以由一个或多个数据层接收，该输入指示阶段或子阶段是否已经开始和/或停止或者车辆或发动机当前处于哪个阶段。例如，可以从ECU或其他车辆控制系统发送标识当前阶段或子阶段和/或者阶段或子阶段的开始或停止的数据。在一些实施例中，本文的系统或其部件可以使用诸如来自传感器的数据输入等数据输入来确定或感测当前阶段或子阶段和/或者阶段或子阶段的开始或停止。下文更详细地描述了这一操作的各种示例。
图6A是根据本文各个实施例的一些发动机/车辆运行阶段的示意图。第一运行阶段是“通电”阶段602。在一些实施例中，可以通过检测到来自发动机/车辆或车辆的电力输入来标记和/或记录“通电”阶段602的开始。第二运行阶段是“发动机运行”阶段604。在“发动机运行”阶段604中，发动机启动，运转并消耗燃料、空气并排放排气。在“发动机运行”阶段604中，发动机转速可以变化，并且因此消耗的燃料和空气的量以及所排放的排气的量可以变化。第三运行阶段是“断电”阶段606。在“断电”阶段606中，发动机的运行停止。
在各个实施例中，特定阶段(或以下描述的一个或多个子阶段)的开始或结束可以触发数据通信层之间或之内的数据传送，如本文所述。举例来说，在一些实施例中，在“通电”阶段602开始之后，某些类型的数据从第一层302传送到第二层304和/或第三层306上。例如，可以在“通电”阶段602开始之后将诸如型号标识数据、产品序列号、产品规格/容量数据、制造商标识数据、与型号标识数据相关联的末端压降以及压降数据的阈值或最大值等数据从第一层302传送到第二层304和/或第三层306上。类似地，可以在“断电”阶段606开始之后将某些类型的数据从第二层304和/或第三层306传送到第一层302。例如，可以在“断电”阶段606开始之后将诸如运行时数据、发动机工作小时数据、燃料消耗数据、发动机输出数据等数据从第二层304和/或第三层306传送到第一层302。
在一些实施例中，在“通电”阶段602开始之后将唯一地标识特定过滤器元件的产品序列号(在某些情况下，连同其他信息一起)从第一层302传送到第二层304和/或第三层306上(或在第一层302中的各部件之间传送)。该信息可以由一个或多个部件存储，并且然后每次接收到另一个产品序列号时，都可以根据记录对该产品序列号进行检查，以确定其是否表示新的产品序列号(并且因此在此示例中为新的可替换过滤器元件)。如果该产品序列号确实表示新的产品序列号，则可以将时间/日期戳存储为“首次看到”日期或“首次安装”日期。可以在一个或多个系统部件的数据存储装置中以及在系统的一个或多个层处维护表示作为系统的一部分或安装在系统中的部件的所有唯一产品序列号的记录。
在一些实施例中，可以将所存储的关于已经被过滤系统或车辆“看到过”或“安装在”其中的先前过滤器元件的信息(包括但不限于产品序列号、型号ID、制造商ID、制造工厂ID、更换间隔、性能历史记录或本文提及的任何其他类型的数据)传送到过滤器元件并存储在其中，使得已经被安装过至少一次的每个过滤器元件都包括安装在同一过滤系统和/或同一车辆中的所有先前过滤器元件的记录。以这种方式，每个过滤器元件在已经被安装过至少一次之后可以携带过滤系统的历史记录。在车辆/设备机群场景中，过滤器元件可以被定期移除以进行清洁，并且然后被重新安装，但不一定要安装在同一车辆或设备中。这样，如果给定的过滤器元件已安装在一个以上的车辆或设备上，则该给定的过滤器元件最终可能会存储一个以上的车辆或设备的过滤系统历史记录。类似地，给定的过滤器元件可以存储在其工作寿命期间所安装于的所有车辆或设备的记录(通过ID号或其他标识符和/或类型信息等)。
在一些实施例中，图6A的发动机/车辆运行阶段可以进一步包括各个子阶段。现在参考图6B，示出了根据本文各个实施例的发动机运行阶段604的一些子阶段的示意图。在发动机运行阶段604的开始，发动机被启动，并且在空气过滤器的情况下，空气开始移动通过过滤系统。发动机运行阶段604可以包括初始运行子阶段614。在初始运行子阶段614期间，空气流可能由于低的发动机RPM和/或负载而受限。然而，在一些实施例中，发动机RPM在下降到怠速RPM之前可能最初相对较高并且包括相对较高的空气流作为启动/升温序列的一部分。在初始运行子阶段614期间，发动机也可能正在预热。
在一些实施例中，可以通过检测到空气流从0cfm增大到大于0cfm来标记和/或记录初始运行子阶段614的开始。在一些实施例中，可以通过检测到过滤器元件两端的压降从0(诸如当没有空气流动时)增大到大于0psi来标记和/或记录初始运行子阶段614的开始。在一些实施例中，可以通过检测到来自ECU或其他发动机/车辆控制系统的信号来标记和/或记录初始运行子阶段614的开始。在一些实施例中，可以通过检测到与已知的启动序列一致的空气流、振动、电信号和/或发动机RPM相关模式来标记和/或记录初始运行子阶段614的开始。
在各个实施例中，初始运行子阶段614的开始或结束可以发起在数据通信层之间或之内的数据传送，如本文所述。
发动机运行阶段604还可以包括正常负载运行子阶段616。在正常负载运行子阶段616期间，空气流可以基于发动机上的瞬时负载和/或运行速度而改变。
在一些实施例中，可以通过检测到空气流的增大高于阈值持续阈值时间段(这可以反映出在负载下的发动机使用量特性)来标记和/或记录正常负载运行子阶段616的开始。在一些实施例中，可以通过检测到过滤器元件两端的压降的增大高于阈值(这可以反映出在负载下的发动机使用量特性)来标记和/或记录正常负载运行子阶段616的开始。在一些实施例中，可以通过检测到非零空气流或压降结合另一信息(诸如，利用移动传感器(诸如加速度计)或定位电路(诸如GPS电路或提供地理位置值的类似电路)检测到移动)，来标记和/或记录正常负载运行子阶段616的开始。
发动机运行阶段604还可以包括高ΔP(压降)运行子阶段618。可以在压降超过阈值从而指示过滤器元件处于高负载以及机器在高流量下运行时标记和/或记录高ΔP运行子阶段618。该阈值可以取决于所讨论的特定过滤器元件的型号ID。在各个实施例中，日期/时间戳可以存储在本文所述的任何系统部件上，以指示何时进入和/或退出高ΔP运行子阶段，以及在一些实施例中，指示持续时间值和/或在高ΔP运行子阶段开始时或期间使用的过滤器元件的序列号。
发动机运行阶段604还可以包括怠速运行子阶段620。在怠速运行子阶段620期间，发动机可以被完全预热，但是没有负载，并且因此平均而言，空气流可以小于正常负载运行子阶段616期间的空气流。这样，可以通过检测到平均空气流的下降低于阈值但仍然大于零来标记和/或记录怠速运行子阶段620的开始。实际上，发动机可以在正常负载运行与怠速运行之间交替多次。在一些实施例中，可以通过检测到过滤器元件两端的平均压降的下降低于阈值但仍然大于零来标记和/或记录怠速运行子阶段620的开始。在一些实施例中，可以通过检测到减小的空气流或压降结合另一信息来(诸如，利用移动传感器(诸如加速度计)或定位电路(诸如GPS电路或提供地理位置值的类似电路)检测到移动停止)，来标记和/或记录怠速运行子阶段620的开始。
进入怠速运行子阶段620可以用于发起数据通信层之间或之内的数据传送。在许多情况下，发动机或车辆的怠速运转将发生在断电阶段606之前。这样，在一些实施例中，进入怠速运行子阶段620可以用于发起数据通信层之间或之内的数据传送，如下文关于断电阶段606(或其子阶段)所述。
现在参考图6C，示出了断电阶段606的一些子阶段的示意图。断电阶段606可以包括初始运行停止子阶段626。在初始运行停止子阶段626期间，空气流可能突然停止和/或来自车辆的电力可能突然停止。在各种情况下，在电力停止或使用储存在电池或电容器中的电力之前，仍然可以有机会在数据通信层之间或之内传送数据。
在一些实施例中，可以通过检测到空气流停止来标记和/或记录初始运行停止子阶段626的开始。初始运行停止子阶段626的开始可以发起在数据通信层之间或之内的数据传送，如本文所述。在一些实施例中，可以传送唯一地标识过滤器元件所安装于的过滤系统和/或车辆的信息。在一些实施例中，该信息可以与时间/日期戳一起被传送到过滤器元件并由其存储。在一些实施例中，可以传送与断电阶段606或一个或多个断电子阶段的发生相对应的事件标志。在一些实施例中，还可以将一个或多个其他数据(诸如本文描述的数据中的一个或多个数据)传送到过滤器元件并由其存储。
断电阶段606还可以包括盖去除(cover off)子阶段628。可以通过检测到过滤系统的盖被移除来标记和/或记录盖去除子阶段628。在一些实施例中，过滤系统可以包括盖开关，该盖开关可以被致动以提供指示盖已经被移除的信号。在一些实施例中，检测到盖移除可以发起在数据通信层之间或之内的数据传送，如本文所述。在一些实施例中，检测到盖移除可以发起从相同或不同层中的其他部件到过滤器元件的数据传送，因为预期过滤器元件将很快被移除。
断电阶段606还可以包括过滤器元件移除子阶段630。可以通过检测到过滤器元件从过滤器系统壳体被移除来标记和/或记录过滤器元件移除子阶段630。在一些实施例中，可以通过突然和持续(持续时间大于阈值量的时间)失去与过滤器元件的(有线或无线)通信来标记和/或记录过滤器元件移除子阶段630。在一些实施例中，与过滤器元件移除子阶段630的发生相对应的事件标志可以由本文所述的一个或多个层上的一个或多个部件存储。
在一些实施例中，可以测量并存储在更换过滤器元件之后立即观察到的状况，并且然后使用这些状况来确定关于过滤系统或其部件的运行状态的其他信息。例如，在包括初级过滤器元件和次级(或安全)过滤器元件的过滤系统中，初级过滤器元件的更换/维修间隔通常比次级或安全过滤器元件的短得多。因此，当首次安装新的初级过滤器元件时，通常次级或安全元件已经被使用并且可能已经具有一定程度的负载。
测量初始运行状况(压降等)可以提供用于评估次级或安全元件的状态的能力。通常，在安装了新的初级过滤器元件之后最初观察到的压降(限制)越高，次级或安全元件上的负载就越大，并且因此该次级或安全元件的剩余寿命越短。这样，在安装新的初级过滤器元件之后测量压降可以使系统提供特定于次级或安全过滤器元件的寿命终期估计。
将理解的是，存在用于执行这种寿命终期估计的各种技术。在一种方法中，可以使用特定于过滤器元件的型号ID的负载曲线(将限制程度与反映过滤器元件的使用程度(诸如使用小时)的值相关)或负载系数基于当前限制程度以及达到该限制程度所花费的使用小时数来估计过滤器元件何时达到负载阈值。通过使用在首次安装初级过滤器元件时测得的限制程度，并减去由新的初级过滤器元件提供的对所测得限制的已知贡献，可以得出仅由次级或安全过滤器提供的限制水平，并且然后可以使用特定于次级或安全过滤器的负载曲线或负载系数得出次级或安全过滤器的寿命终期估计。
另外，由于通过过滤器元件的总压降反映了来自初级元件和次级或安全元件两者的贡献，因此知道次级或安全元件的起始状况提供了以下能力：更准确地跟踪初级过滤器元件的负载并因此为初级过滤器元件提供更准确的寿命终期估计。例如，可以估计由次级或安全过滤器提供的对总限制的贡献，并且然后将其减去，以获得初级过滤器元件的限制的更准确测量。除了寿命终期估计之外，可以在本文执行的关于初级过滤器元件和/或次级或安全过滤器元件的其他估计可以包括但不限于对直到达到阈值限制(压降)的值为止的时间或使用量(英里)的估计，或关于经济上最佳的更换间隔的计算。
因此，在本文的各个实施例中，系统可以在安装新的初级过滤器元件之后测量压降并存储该值。然后，可以在关于估计状况和/或计算次级或安全过滤器元件的寿命终期值的计算中使用该值。还可以在正在运行期间执行的计算期间使用该值来计算状况和/或计算初级过滤器元件的寿命终期值，同时校正由次级或安全过滤器元件提供的对限制的贡献。
附加数据传送/处理序列
在一些实施例中，可以将数据传送到第二层304并且然后在该处(诸如在读取器设备108、112处)进行处理。现在参考图7，示出了根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。可以由外部传感器收集702数据。也可以由过滤系统收集704数据。也可以由ECU收集706数据。可以将如由外部传感器、过滤系统和ECU收集的数据传送到读取器(车载的或非车载的，诸如集线器)，并且然后可以由读取器对该数据进行处理708。示例性数据处理操作在下文更详细地描述，并且可以得到处理后的数据。然后，可以将得到的处理后的数据传送到ECU。
在一些实施例中，来自(多个)传感器和/或(多个)过滤器的数据可以直接传送到第三层306并且然后在该处(诸如在ECU 104处)进行处理。现在参考图8，示出了根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。可以由外部传感器收集802数据。也可以由过滤系统收集804数据。然后，可以将如由外部传感器和过滤系统收集的数据传送到ECU，并且然后可以由ECU对该数据进行处理806。
在一些实施例中，可以由第一层302收集数据，并且然后将其传送到第二层(诸如读取器(车载的或非车载的，诸如集线器))，并且然后将其传送到第三层306并在该处(诸如在ECU 104处)进行处理。现在参考图9，示出了根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。可以由外部传感器收集902数据。也可以由过滤系统收集904数据。然后，可以将由第一层收集的数据传送906到第二层，诸如传送到读取器(车载的或非车载的，诸如集线器)。然后，可以将数据传送到ECU，并且然后可以由ECU对该数据进行处理908。
在一些实施例中，可以由第一层302收集数据，并且然后将其传送到第二层(诸如读取器(车载的或非车载的，诸如集线器))，并且在第二层304处对该数据进行处理。然后可以将处理后的数据传送到第三层306(诸如传送到ECU 104处)。现在参考图10，示出了根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。可以由外部传感器收集1002数据。也可以由过滤系统收集1004数据。然后，可以将由第一层收集的数据传送到第二层(诸如读取器(车载的或非车载的，诸如集线器))并由其进行处理1006。最后，然后可以将处理后的数据传送1008到ECU。
在一些实施例中，可以将数据传送到第二层304并且然后在该处(诸如在读取器设备108、112处)进行处理，并且然后将处理后的数据传递回第一层302并传递到第三层306上。现在参考图11，示出了根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。可以由外部传感器收集1102数据。也可以由过滤系统收集1104数据。也可以由ECU收集1106数据。可以将如由外部传感器、过滤系统和ECU收集的数据传送到读取器(车载的或非车载的，诸如集线器)，并且然后可以由读取器对该数据进行处理1108。然后可以将得到的处理后的数据传送1110到第一层302(诸如过滤系统)。还可以从读取器(车载的或非车载的，诸如集线器)传送1112得到的处理后的数据，并由ECU接收1114该数据，并且在一些情况下，可以将处理后的数据具体地从第一层302传送到第二层304，并且然后传送到ECU。
现在参考图12，示出了根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。可以由外部传感器收集1202数据。也可以由过滤系统收集1204数据。可以将如由外部传感器、过滤系统和ECU收集的数据传送到读取器(车载的或非车载的，诸如集线器)，并且然后可以由读取器对该数据进行处理1206。然后可以将得到的处理后的数据传送1208到第一层302(诸如过滤系统)。还可以从读取器(车载的或非车载的，诸如集线器)传送1210得到的处理后的数据，并由ECU接收1212该数据，并且在一些情况下，可以将处理后的数据具体地从第一层302传送到第二层304，并且然后传送到ECU。
现在参考图13，示出了根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。可以由ECU收集1302数据。可以将如由ECU收集的数据传送到读取器(车载的或非车载的，诸如集线器)，并且然后可以由读取器对该数据进行处理1304。然后可以将得到的处理后的数据传送1306到第一层302(诸如过滤系统)。还可以从读取器传送1308得到的处理后的数据，并由ECU接收1310该数据。
现在参考图14，示出了根据本文各个实施例的与过滤系统相关联的数据通信层之间的数据传送的示意图。可以由过滤系统收集1402数据。也可以由ECU收集1404数据。然后，可以将由第一层收集的数据传送到第二层(诸如读取器(车载的或非车载的，诸如集线器))并由其进行处理1406。最后，然后可以将处理后的数据传送1408到ECU。
数据内容
本文中的数据可以包括传感器数据，该传感器数据包括但不限于来自温度传感器、压力传感器、压差传感器、流量传感器、颗粒传感器、污染物传感器、电性质传感器、地理位置传感器、声音传感器、振动传感器等的数据。
本文中的数据还可以包括有关系统的一个或多个部件的数据，该数据包括但不限于产品型号标识、产品序列号、产品规格/容量、制造商标识、制造工厂标识、制造日期、与型号标识相关联的末端压降、压降的阈值或最大值、过滤器元件负载曲线、过滤器元件负载系数、系统部件制造数据、软件更新、固件更新、算法信息(诸如寿命终期预测、再生预测/初始化、性能计算/跟踪)、表示算法的输出的数据、有关软件/固件/算法更新的版本的数据(包括日期和版本)、燃料成本数据、燃料配方数据、排放物法规数据、过滤器元件成本、更换过滤器元件的人工成本、数据修订日期、特定机器的典型燃料消耗率、针对在与特定过滤系统或过滤系统部件型号ID相关联的机器的增大的压降下运行的燃料使用惩罚因子、运行时数据、发动机工作小时数据、燃料消耗数据、发动机输出数据等。在一些实施例中，本文中的数据可以包括关于系统状态或性能的消息或警告，诸如超过最大或阈值压降、达到寿命终期(EOL)或在达到EOL的阈值量之内、超过最大或阈值微粒通过量、超过安全运行备用容量最大值或阈值、检测到不适当的部件(诸如过滤器元件)、检测到非正品的部件(诸如过滤器元件)等。
数据处理操作
本文中的数据处理操作可以包括各种操作，这些操作包括但不限于求平均、时间求平均、统计分析、归一化、聚合、排序、删除、遍历、变换、紧缩(诸如消除所选数据和/或将数据转换为较小的粒度形式)、压缩(诸如使用压缩算法)、合并、插入、加时间戳、过滤、丢弃离群值、计算趋势和趋势线(线性、对数、多项式、幂、指数、移动平均值等)、预测EOL、识别EOL状况、预测性能、预测与更换过滤器元件相关联的成本和与不更换过滤器元件相关联的成本等。归一化可以包括但不限于基于另一个值或另一组值来调整一个或多个值。仅作为一个示例，可以通过考虑空气流来对反映过滤器元件两端的压降的压降数据进行归一化。
部件的电路系统
与本文的系统相关联的电路系统可以包括各种特定的电子部件，以便执行如本文所述的操作。现在参考图15，示出了根据本文各个实施例的系统的一些部件的示意图。特别地，图15示出了与第二系统元件1546进行通信的第一系统元件1544的各部件。特别地，第一系统元件1544可以是过滤系统、过滤器元件、过滤器壳体、传感器或另一类型的系统部件的一部分。第二系统元件1546可以是读取器设备(车载的或非车载的)、过滤系统、过滤器壳体或另一类型的系统部件的一部分。
与第一系统元件1544相关联的部件可以包括以下各项中的一项或多项：天线1510、电源电路1512(其可以包括电池、电容器、诸如无线功率接收器等功率接收器中的一者或多者)、处理电路1502(其可以包括处理器、微控制器、ASIC等)、存储器装置电路1504(其可以包括易失性或非易失性电子存储器)、通信电路1506、以及密码电路1508(其可以包括专用密码处理器和/或与密码功能相关联的数据)。在本文的一些实施例中，无线功率接收器可以包括LC电路。在一些实施例中，无线功率接收器可以包括RF功率接收器。在一些实施例中，电源电路的一个或多个部件(诸如无线功率接收器)可以设置在过滤器本体上或其中。
将理解的是，在一些实施例中，第一系统元件1544可以不包括关于图15示出和描述的所有部件。另外，在一些实施例中，第一系统元件1544可以包括除了关于图15示出和描述的部件之外的附加部件。
与第二系统元件1546相关联的部件可以包括以下各项中的一项或多项：天线1522、电源电路1524(其可以包括电池、电容器或功率接收器中的一者或多者)、处理电路1526(其可以包括处理器、微控制器、ASIC等)、存储器装置电路1528(其可以包括易失性或非易失性存储器)、通信电路1530、密码电路1532(其可以包括专用密码处理器和/或与密码功能相关联的数据)、时钟电路1534、以及定位电路1536。
在一些实施例中，系统的各部件之间的通信可以以无线方式来进行。然而，在其他实施例中，系统的各部件之间的通信可以通过有线连接来进行。现在参考图16，示出了根据本文各个实施例的系统的各部件的示意图。
与第一系统元件1544相关联的部件可以包括以下各项中的一项或多项：处理电路1502(其可以包括处理器、微控制器、ASIC等)、存储器装置电路1504(其可以包括易失性或非易失性电子存储器)、通信电路1506、以及密码电路1508(其可以包括专用密码处理器和/或与密码功能相关联的数据)。可以从在第一系统元件外部的电源1606(并且可以从车辆或另一电源)提供电力。第一系统元件1544可以经由电触点1602连接到电源。如图16所表示的，电源1606是DC电源，但是本文也设想到了AC电源。将理解的是，在一些实施例中，第一系统元件1544可以不包括关于图16示出和描述的所有部件。另外，在一些实施例中，第一系统元件1544可以包括除了关于图16示出和描述的部件之外的附加部件。
与第二系统元件1546相关联的部件可以包括以下各项中的一项或多项：处理电路1526(其可以包括处理器、微控制器、ASIC等)、存储器装置电路1528(其可以包括易失性或非易失性存储器)、通信电路1530、密码电路1532(其可以包括专用密码处理器和/或与密码功能相关联的数据)、时钟电路1534、以及定位电路1536。可以从在数据存储元件外部的电源1606(并且可以从车辆或另一电源)提供电力。第二系统元件1546可以经由导线1604连接到第一系统元件1544(诸如当过滤器元件安装在过滤器壳体中时)。
已经参考各种特定和优选的实施例以及技术描述了各方面。然而应理解的是，在本文的精神和范围内可以作出许多变化和修改。如此，本文描述的实施例不旨在是穷尽的或将本发明限制为在以下详细说明中披露的确切形式。相反，选择和描述实施例以使得本领域技术人员可以了解和明白原理和实践。
应注意的是，除非内容另外明确指出，否则在本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”和“该”都包括复数指代物。还应注意的是，除非内容另外明确指出，否则术语“或”一般是在其包括“和/或”的意义上采用的。
还应注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，短语“被配置为”描述了被构造或被配置为用于执行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其他结构。短语“被配置为”可以与如被布置且被配置为、被构造且布置成、被构造成、被制造且布置成等等其他类似的短语互换使用。
本说明书中所有的出版物和专利申请都表明了本发明所属领域的普通技术人员的水平。所有的出版物和专利申请通过援引并入本文，其程度如同明确且单独地通过引用而指明每一个单独的出版物或专利申请。

Claims (16)

1.一种过滤系统，包括：
被配置成与过滤器元件进行电子通信的设备，所述设备包括处理电路和通信电路；
其中，设备接收数据并确定发动机或车辆的运行阶段和/或子阶段；并且
其中，基于对发动机或车辆的运行阶段和/或子阶段的确定，来引导过滤系统的一个或多个数据通信层之间或之中的数据通信。
2.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，设备基于包括空气流率和压降中的至少一者的数据来确定发动机或车辆的运行阶段和/或子阶段。
3.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，设备基于包括由ECU提供的数据的数据来确定发动机或车辆的运行阶段和/或子阶段。
4.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，设备基于包括由盖开关提供的数据的数据来确定发动机或车辆的运行阶段和/或子阶段。
5.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，设备基于包括由移动传感器提供的数据的数据来确定发动机或车辆的运行阶段和/或子阶段。
6.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，过滤系统的一个或多个数据通信层之间或之中的数据通信由运行阶段的开始或结束触发。
7.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，运行阶段包括发动机通电阶段、发动机运行阶段和发动机断电阶段的至少一者。
8.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，包括型号标识数据、产品序列号、产品规格/容量数据、制造商标识数据、与型号标识数据相关联的末端压降以及压降数据的阈值或最大值的至少一者的数据在通电阶段开始后从第一数据通信层被传输到第二数据通信层和/或第三数据通信层。
9.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，包括运行时数据、发动机工作小时数据、燃料消耗数据和发动机输出数据的至少一者的数据在断电阶段开始后从第二数据通信层和/或第三数据通信层被传输到第一数据通信层。
10.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，运行子阶段包括正常负载运行和高ΔP运行的至少一者。
11.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，运行子阶段包括初始运行和怠速运行的至少一者。
12.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，运行子阶段包括初始运行停止、盖去除和过滤器元件移除的至少一者。
13.一种具有多层数据交换能力的过滤系统，所述过滤系统包括：
第一数据通信层，所述第一数据通信层包括
过滤器元件，所述过滤器元件包括
数据存储元件；
第二数据通信层，所述第二数据通信层包括
读取器设备，所述读取器设备包括：
处理电路；以及
通信电路；并且
其中，第二数据通信层从第一数据通信层接收唯一地标识过滤器元件的数据；
其中，第二数据通信层将指定安装在过滤系统中的先前过滤器元件的数据发送到第一数据通信层。
14.根据权利要求13所述的过滤系统，其中，来自第一数据通信层的唯一地标识过滤器元件的数据包括产品序列号。
15.根据权利要求13所述的过滤系统，其中，由第二数据通信层发送到第一数据通信层的指定安装在过滤系统中的先前过滤器元件的数据包括首次看到或首次安装日期。
16.根据权利要求13所述的过滤系统，其中，由第二数据通信层发送到第一数据通信层的指定安装在过滤系统中的先前过滤器元件的数据包括产品序列号、型号ID、制造商ID、制造工厂ID、更换间隔、性能历史记录的一者或多者。
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