DE102020123906A1

DE102020123906A1 - Systeme und verfahren zur identifizierung von teilen

Info

Publication number: DE102020123906A1
Application number: DE102020123906.8A
Authority: DE
Inventors: Ye Tian; Grant M. Klobuchar; Brenton W. Bush; Stephan D. Roozenboom
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2021-03-25
Also published as: US11367320B2; US20210090362A1; CN112630858A

Abstract

Ein System (100) beinhaltet ein ECM (122), das zur Steuerung mindestens eines Teilsystems einer Maschine (102) ausgebildet ist, eine Vielzahl von Sensoren (312), die mit dem ECM (122) kommunikativ gekoppelt sind, wobei die Vielzahl von Sensoren (312) zur Erfassung mindestens einer Identifizierungsvorrichtung (322) ausgebildet ist, die mit einem dem Teilsystem der Maschine (102) zugehörigen Fluidfilter (202) gekoppelt ist. Ein Speicher speichert Anweisungen, die, wenn sie durch das ECM (122) ausgeführt werden, bewirken, dass das ECM (122) einen Sensor (312) der Vielzahl von Sensoren (312) veranlasst, die mindestens eine Identifizierungsvorrichtung (322) zu erfassen, ein Signal von dem Sensor (312) basierend auf der Erfassung der mindestens einen Identifizierungsvorrichtung (322) durch den Sensor (312) zu empfangen, eine Kopplung des Fluidfilters (202) mit der Maschine (102) basierend auf dem Signal zu identifizieren und mindestens ein physisches Merkmal des Fluidfilters (202) basierend auf einem Code zu identifizieren, der durch elektromagnetische Energie definiert ist, die durch die mindestens eine Identifizierungsvorrichtung (322) erzeugt wird. Der Code beinhaltet mindestens eine Komponente, die mindestens ein physisches Merkmal definiert.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zur Identifizierung von Teilen. Genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf Systeme und Verfahren zur Identifizierung einer Dienstkomponente, wie zum Beispiel einer Filtervorrichtung, unter Verwendung einer Reihe von Sensoren und Identifizierungsvorrichtungen.
Stand der Technik
Fahrzeuge und Maschinen verschiedener Arten und Verwendungszwecke können eine Reihe von Teilen oder Dienstkomponenten (hierin einzeln als „Teil“ und zusammenfassend als „Teile“ bezeichnet) enthalten, die aufgrund von Verschleiß des Teils oder Erschöpfung der Lebensdauer des Teils ersetzt werden. Die Lebensdauer des Teils kann als die Gesamtlebensdauer des Teils von der Verkaufsstelle bis zum Entsorgungspunkt definiert werden und kann eine von einem Hersteller eingegangene Verpflichtung darstellen, dass das Teil wie vorgesehen funktioniert und bei einem vom Hersteller diktierten Leistungsniveau wartungsfähig ist.
Wenn die Lebensdauer des Teils erschöpft ist oder das Teil so weit abgenutzt ist, dass ein Austausch erforderlich ist, kann das Teil ersetzt werden. In einigen Fällen kann das Teil durch ein nicht originales oder nicht autorisiertes Ersatzteil ersetzt werden. In diesen Fällen ist es möglich, dass der Systembetreiber und/oder der Servicetechniker nicht weiß, dass ein nicht originales oder nicht autorisiertes Teil eingebaut wurde, weil das Ersatzteil falsch identifiziert wurde, durch den Ersatz mit einem gleichwertigen Teil vom Anschlussmarkt und/oder einem Nicht-Originalgerätehersteller („OEM“), von dem angenommen wird, dass es einem OEM-Teil gleichwertig ist, oder sogar Nicht-OEM-Teile, die fortschrittliche Fälschungstechniken beinhalten, die von Dritten zum Verkauf von Teilen eingesetzt werden, die wie Original-OEM-Teile aussehen, aber minderwertige Qualitäten oder Merkmale aufweisen können. In diesen Fällen entspricht das nicht autorisierte Teil möglicherweise nicht den ursprünglichen Leistungs- und/oder Sicherheitsparametern des Herstellers. In solchen Beispielen kann die Verwendung des nicht autorisierten Teils zu Schäden an nachgeschalteten Komponenten oder anderen Komponenten innerhalb des Fahrzeugs führen.
Ein Beispielsystem für die Erkennung der Authentizität von Dienstkomponenten wird in der Veröffentlichung der Internationalen Patentanmeldung Nr. WO2019090319A1 (im Folgenden als „die '319-Referenz“ bezeichnet) beschrieben. Insbesondere beschreibt die '319-Referenz die Feststellung, ob ein autorisiertes oder ein Originaldienstkomponentenelement in ein Kfz-System eingebaut ist. Die Feststellung der autorisierten Dienstkomponente der '319-Referenz basiert auf der Nahbereichskommunikationstechnologie wie beispielsweise der Radiofrequenz-Identifikationstechnologie („RFID“-Technologie), bei der eine Antenne im Sensormodul die Tag-Informationen von installierten Dienstkomponentenelementen in einer nahe gelegenen Dienstkomponente einliest und alle erkannten Informationen an ein Filterüberwachungssystem sendet. Ein Überwachungssystem analysiert die zurückgesendeten Daten zur Feststellung, ob ein originales Dienstleistungskomponentenelement installiert ist oder nicht.
Die '319-Referenz verwendet jedoch keine magnetischen oder optischen Sensoren. Ferner beschreibt die '319-Referenz keine Art der Codierung von Daten, die von einer Identifizierungsvorrichtung erhalten wurden. Darüber hinaus beschreibt die '319-Referenz nicht die Verwendung eines Arrays von Sensoren und/oder Identifizierungsvorrichtungen zur Feststellung zusätzlicher Informationen über ein installiertes Teil oder die Serialisierung des Teils. Infolgedessen kann das in der '319-Referenz beschriebene System einem Benutzer wie einem Mechaniker nicht bei der Feststellung behilflich sein, ob ein akzeptables Teil an eine Maschine angekoppelt wurde und ob die physischen Merkmale des Teils auf einem Code basieren, der durch eine Reihe von Identifizierungsvorrichtungen definiert ist.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung sind auf die Überwindung der oben beschriebenen Defizite gerichtet.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein System ein elektronisches Steuermodul („ECM“), das zur Steuerung mindestens eines Teilsystems einer Maschine ausgebildet ist, eine Vielzahl von Sensoren, die kommunikativ mit dem ECM gekoppelt sind, wobei die Vielzahl von Sensoren so ausgebildet ist, dass sie mindestens eine Identifizierungsvorrichtung erfassen, die mit einem dem Teilsystem der Maschine zugehörigen Fluidfilter gekoppelt ist, und einen Speicher, der betriebsfähig mit dem ECM verbunden ist, wobei der Speicher Befehle speichert. Die Anweisungen bewirken, wenn sie durch das ECM ausgeführt werden, dass das ECM einen Sensor der Vielzahl von Sensoren veranlasst, die mindestens eine Identifizierungsvorrichtung zu erfassen, ein Signal von dem Sensor basierend auf der Erfassung der mindestens einen Identifizierungsvorrichtung durch den Sensor zu empfangen, eine Kopplung des Fluidfilters mit der Maschine basierend auf dem Signal zu identifizieren und mindestens ein physisches Merkmal des Fluidfilters basierend auf einem Code zu identifizieren, der durch elektromagnetische Energie definiert ist, die durch die mindestens eine Identifizierungsvorrichtung erzeugt wird. Der Code beinhaltet mindestens eine Komponente, die mindestens ein physisches Merkmal definiert.
In einem weiteren Beispiel der vorliegenden Offenbarung, einem Fluidfilter, beinhaltet ein Fluidfilter einen Fluideinlass, durch den ein Fluid von einem Teilsystem einer Maschine in den Fluidfilter strömt, einen Fluidauslass, der in Fluidverbindung mit dem Fluideinlass steht, wobei der Fluidauslass den Durchgang von gefiltertem Fluid zu einem Motor der Maschine ermöglicht, und eine Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen, die mit dem Fluidfilter an einer Stelle gekoppelt sind, an der mindestens ein am Motor befindlicher Sensor die Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen erfasst. Die Vielzahl der Identifizierungsvorrichtungen erzeugt elektromagnetische Energie, die von dem mindestens einen Sensor erfasst werden kann, um einen Code zu definieren. Der Code beinhaltet mindestens eine Komponentendefinition, die mindestens ein physisches Merkmal des Fluidfilters angibt.
In einem weiteren Beispiel für die vorliegende Offenbarung beinhaltet ein Verfahren mit einem ECM, das zur Steuerung mindestens eines Teilsystems einer Maschine ausgebildet ist, die Steuerung eines Arrays von Sensoren, die kommunikativ mit dem ECM gekoppelt sind, um ein Array von Identifizierungsvorrichtungen zu erfassen, die mit einem Teil innerhalb des Teilsystems der Maschine gekoppelt sind, und um Informationen bezüglich des Teils basierend auf einem Code zu identifizieren, der durch erfasste elektromagnetische Energie definiert ist, die durch das Array von Identifizierungsvorrichtungen erzeugt wird. Der Code beinhaltet mindestens eine Komponente, die mindestens ein physisches Merkmal des Teils definiert.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Systems gemäß eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine schematische Darstellung eines Teile-Identifizierungssystems des Systems von 1 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung.
3 ist eine schematische Darstellung des Teile-Identifizierungssystems von 2 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung in Nahansicht.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren in Verbindung mit dem in den 1 bis 3 gezeigten System darstellt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein weiteres exemplarisches Verfahren in Verbindung mit dem in den 1 bis 3 gezeigten System darstellt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das noch ein weiteres exemplarisches Verfahren in Verbindung mit dem in den 1 bis 3 gezeigten System darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Soweit wie möglich werden die gleichen Bezugsnummern in den Zeichnungen zum Bezeichnen gleicher oder ähnlicher Teile verwendet. Unter Bezugnahme auf 1 kann ein System 100 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung eine Maschine 102 beinhalten. In einigen Beispielen kann das System 100 keine Maschine 102 beinhalten. In diesem Beispiel kann das System 100 verkauft oder einem Benutzer als Dienstleistung zur Verfügung gestellt werden, wobei der Benutzer die Maschinen 102 innerhalb des Systems 100 verwendet. Mit anderen Worten, die Maschinen 102 sind möglicherweise nicht im System 100 enthalten, können aber innerhalb des Systems 100 verwendet werden, da das System 100 wie hier beschrieben funktioniert.
Bei der Maschine 102 kann es sich um ein Fahrzeug wie die in 1 dargestellte Maschine 102 handeln, obwohl die hierin offenbarten Eigenschaften auch bei anderen Maschinenarten verwendet werden können. Wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, ist der Begriff „Maschine“ im weitesten Sinne als beliebiges Fahrzeug oder Maschine jeglicher Art zu verstehen. Bei der in 1 dargestellten Maschine 102 handelt es sich um eine Zugmaschine, wie beispielsweise einen Bergbau-Muldenkipper. Die Eigenschaften des hierin offenbarten Systems 100 können mit anderen Maschinenarten 102 genutzt werden.
Die in 1 dargestellte Maschine 102 beinhaltet einen Hauptrahmen 104, einen Muldenkörper 106, der über einen Drehpunkt 107 schwenkbar am Hauptrahmen 104 montiert ist, und eine Fahrerkabine 108, die an der Vorderseite des Hauptrahmens 104 über einem Motorgehäuse 110 montiert ist. Ein hydraulisches oder pneumatisches System 112 kann zur Bewegung des Muldenkörpers 106 relativ zum Hauptrahmen 104 vorgesehen sein, um Material abzuladen, das innerhalb des Muldenkörpers 106 transportiert werden kann.
Die Maschine 102 kann auf dem Boden oder einer anderen Auflagefläche durch Vorderreifen 114 (einer davon abgebildet) abgestützt werden, die jeweils auf einer von zwei Vorderradbaugruppen 116 montiert sind, und Hinterreifen 118 (einer davon abgebildet), die jeweils auf einer von zwei hinteren (angetriebenen) Radbaugruppen 120 montiert sind. Innerhalb des Motorgehäuses 110 können ein oder mehrere Motoren oder andere Antriebsmaschinen (nicht abgebildet) untergebracht sein, um die angetriebenen Radbaugruppen 120 über einen mechanischen oder elektrischen Antriebsstrang mit Leistung zu versorgen.
Das System 100 zusammen mit der darin enthaltenen Funktion der Maschine 102 (d. h. des geländefähigen Lastkraftwagens) kann ferner ein elektronisches Steuermodul (Electronic Control Module, „ECM“) 122, einschließlich einer beliebigen Maschinensteuervorrichtung, beinhalten, die zur Steuerung von Funktionen der Maschine 102 oder eines Teils der Maschine 102, einschließlich beispielsweise eines Motors der Maschine 102, ausgebildet ist. In einigen Beispielen kann die Steuerung der Bewegung der Maschine 102 die Einstellung der Maschine 102 oder eines Teils der Maschine 102 (z. B. eines Anbaugeräts), die Einstellung der Bewegungsrichtung, die Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit, die Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit, das Anhalten der Bewegung und/oder dergleichen beinhalten. Während sich die folgende detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen auf die abgebildete Maschine 102 beziehen, können die Lehren dieser Offenbarung auch auf andere Fahrzeuge und Maschinen angewendet werden, bei denen die Bewegung oder der Betrieb des Fahrzeugs, der Maschine oder eines Teils der Maschine (z. B. Anbaugeräte an der Maschine) gesteuert werden kann. In den hierin beschriebenen Beispielen kann die Maschine 102 Teile oder Teilsysteme beinhalten, die gekoppelt oder ausgetauscht werden können, wenn die Teile oder Teilsysteme der Maschine 102 verschleißen oder verbraucht oder aufgebraucht werden.
Das ECM 122 kann eine beliebige Vorrichtung sein, die zur Steuerung von Funktionen eines oder mehrerer Teile oder Teilsysteme der Maschine 102 verwendet wird, und kann zur Feststellung verwendet werden, ob ein Teil ein Original (d. h. authentisch oder vom Hersteller zugelassen) ist. In den hierin beschriebenen Beispielen kann das ECM 122 eine beliebige Datenverarbeitungsvorrichtung sein, die die Maschine 102 und die in der Maschine 102 enthaltenen Teile steuert. Ein ECM kann eine elektronische Steuerung in Form mindestens eines Mikroprozessors mit verschiedenen Arten von Speicherkomponenten enthalten, zu denen ein flüchtiger Speicher mit wahlfreiem Zugriff („RAM“) und ein nicht-flüchtiger Festwertspeicher („ROM“), ein löschbarer programmierbarer Festwertspeicher („EPROM“) oder ein elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher („EEPROM“), andere Datenspeichervorrichtungen und Kombinationen davon gehören können. Die Datenspeichervorrichtungen des ECM 122 können Softwarecode-Anweisungssätze beinhalten, die zur Ausführung verschiedener Steuer- und Informationsfunktionen, einschließlich der hierin beschriebenen Funktionen, ausgeführt werden. Darüber hinaus können die Datenspeichervorrichtungen des ECM 122 auch Datentabellen, Datenkarten, Nachschlagetabellen, neuronale Netze, Algorithmen, maschinelle Lernalgorithmen und/oder andere Komponenten beinhalten, die sich auf den Betrieb der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren beziehen. Der bzw. die Mikroprozessoren des ECM 122 können mit der Motorkomponente des Motors der Maschine 102 und anderen Vorrichtungen außerhalb des ECM über einen Ein- und Ausgabetreiber („E/A“-Treiber) kommunizieren. Solche E/A-Treiber schützen das ECM 122 vor schädlichen elektrischen Impulsen und ermöglichen gleichzeitig die Übertragung von Signalen und Leistung, beispielsweise für die Motorsteuerung, über die Schnittstelle. Die ECM-Komponente kann über eine Reihe von Daten-, Adress- und Steuerbussen beispielsweise mit den Systemen und Teilsystemen der Maschine 102, einschließlich des hierin beschriebenen Sensorarrays 220, verbunden sein. Eine Adressierungs- und Datenstruktur kann implementiert werden, um die Kommunikation zwischen dem ECM 122 über die Busse zu ermöglichen. Auf diese Weise dienen das ECM 122 und die verschiedenen Komponenten des ECM 122 zur Übertragung von Signalen und Daten zum und vom Sensorarray 220.
In den hierin beschriebenen Beispielen kann das Sensorarray 220 an jeden beliebigen Abschnitt der Maschine 102 gekoppelt werden, um das Vorhandensein eines Teils der Maschine 102 zu erfassen. Diese Teile, wie beispielsweise der hierin als Beispiel enthaltene Fluidfilter 202, können alle Teile beinhalten, die innerhalb der Maschine 102 austauschbar sind und sind nicht auf den beispielhaften Fluidfilter 202 beschränkt. Zum Beispiel können das ECM 122 und das Sensorarray 220 mit jedem Teil innerhalb der Maschine 102 assoziiert und zur Erkennung jedes Teils innerhalb der Maschine verwendet werden, wie zum Beispiel dem Hauptrahmen 104, dem Muldenkörper 106, der Fahrerkabine 108, dem Motorgehäuse 110, dem Hydraulik- oder Pneumatiksystem 112, den Vorderreifen 114, den Vorderradbaugruppen 116, den Hinterreifen 118, den Hinterradbaugruppen 120, Teilen, die in jedem der oben aufgeführten Teile enthalten sind, anderen Teilen innerhalb der Maschine 102 und Kombinationen davon. Die mit dem ECM 122 und dem Sensorarray 220 assoziierten Teile können ein Verschleißteil beinhalten. Ein Verschleißteil kann jedes Teil sein, das als regelmäßiger Bestandteil der Wartung der Maschine 102 ausgetauscht wird, und kann z. B. den Fluidfilter 202, die Vorderreifen 114, die Hinterreifen 118, einen Kraftstofffilter, einen Motorluftfilter, einen Innenraumluftfilter, Motorriemen und Zündkerzen sowie andere Verschleißteile beinhalten. Die mit dem ECM 122 und dem Sensorarray 220 assoziierten Teile können auch ein Nicht-Verschleißteil beinhalten. Beispiele für ein Nicht-Verschleißteil können Haupt- und Nebenkomponenten wie der Hauptrahmen 104, der Muldenkörper 106, die Fahrerkabine 108, das Motorgehäuse 110, das Hydraulik- oder Pneumatiksystem 112, die Vorderradbaugruppen 116, die Hinterradbaugruppen 120, einzelne Teile innerhalb des Motors der Maschine 102 oder andere dauerhaftere oder halbdauerhafte Teile innerhalb der Maschine 102 sein.
In einigen Beispielen kann das ECM 122 ein Signal an das Sensorarray 220 senden, um das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 zu erkennen, und zwar zunächst, ob das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 vorhanden ist. In Situationen, in denen das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 nicht vorhanden ist, kann es vorkommen, dass das Sensorarray 220 das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 nicht erkennt und ein Null-Signal zurück an das ECM 122 sendet. Das Null-Signal kann ein Hinweis darauf sein, dass kein Fluidfilter 202 vorhanden oder mit der Maschine 102 gekoppelt ist, dass der Fluidfilter 202 das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 nicht enthält und kein akzeptabler Fluidfilter oder kein akzeptables Fluidfilterteil ist, oder dass der Fluidfilter 202 nicht ordnungsgemäß installiert ist. Das Ziel des Eigentümers oder Herstellers der Maschine 102 kann darin bestehen, sicherzustellen, dass akzeptable Teile mit der Maschine 102 gekoppelt und in der Maschine verwendet werden. Ein akzeptables Teil 202 kann ein Originalteil wie ein authentisches oder vom Hersteller zugelassenes Teil oder ein OEM-Teil beinhalten. Die Sicherstellung der Verwendung akzeptabler Teile trägt dazu bei, dass die korrekten Spezifikationen im Teil erfüllt sind. Wenn es sich bei Teil 202 beispielsweise um den hierin beschriebenen Fluidfilter 202 handelt, kann der Fluidfilter ein spezielles Filtermedium 207 beinhalten, das verwendet wird, um suspendierte Verunreinigungen im Öl, das im Motor der Maschine 102 zirkuliert, aufzufangen und abzuscheiden. In der gesamten Beschreibung werden die Begriffe Teil und Fluidfilter synonym verwendet. Dieses Filtermedium 207 kann eine spezifische Porosität, die Porengröße innerhalb des Filtermediums 207, das Material, aus dem das Filtermedium 207 hergestellt ist, die strukturelle Integrität des Filtermediums 207 in Bezug auf die Fähigkeit, den Öldurchgang durch einen ungefilterten Strömungsweg zu verhindern, die Anzahl der zur Vergrößerung der Oberfläche der Fluidfilterung verwendeten Falten innerhalb des Filtermediums und andere Merkmale des Fluidfilters 202, der eine optimale Leistung im Motor der Maschine 102 erzielt, aufweisen. Somit kann ein inakzeptables Teil jedes Teil beinhalten, das nicht den Spezifikationen eines Herstellers entspricht und nicht ein oder mehrere einer Reihe von spezifizierten Merkmalen aufweist. Die Verwendung eines inakzeptablen Teils innerhalb der Maschine 102 kann zu einer verminderten Leistung innerhalb der Maschine 102, zur Beschädigung von Teilen innerhalb der Maschine 102 oder zu anderen unerwünschten Bedingungen führen. Daher liegt es im besten Interesse des Herstellers und/oder des Eigentümers der Maschine 102, sicherzustellen, dass innerhalb der Maschine 102 akzeptable Teile verwendet werden. Die vorliegenden Systeme und Verfahren unterstützen den Hersteller und/oder den Besitzer der Maschine 102 bei diesen Bemühungen.
In Fällen, in denen das ECM 122 ein inakzeptables Teil oder das vollständige Fehlen eines Teils erkennt, kann das ECM 122 die Maschine 102 zur Arbeit mit geringere Leistung veranlassen, um Schäden zu mindern, die durch die Verwendung des inakzeptablen Teils oder das vollständige Fehlen des Teils entstehen können. Diese niedrigeren Leistungszustände können als Ausfallmodi bezeichnet werden und können zum Beispiel einen Notlaufmodus beinhalten, in dem das ECM 122 die maximale Drehzahl („U/min“) des Motors innerhalb der Maschine 102, die Drosselklappenbedingungen und -zustände, die dem Bediener zur Verfügung stehen, die maximale Drehzahl, mit der die Maschine 102 betrieben werden darf, die Funktion eines Getriebes der Maschine 102 und andere Betriebsparameter der Maschine 102 steuert. Ferner kann das Intervall zwischen den Wartungen der Maschine 102 und des Fluidfilters 202 verkürzt werden. In diesem Beispiel kann der Eigentümer, der Wartungstechniker oder der Hersteller in einem eingestellten Zeitintervall darüber informiert werden, wann die Wartung der Maschine 102 fällig ist. In einigen Beispielen kann die Verwendung oder fortgesetzte Verwendung eines inakzeptablen Teils, wie vom ECM 122 und dem Sensorarray 220 erkannt, zum Erlöschen der Garantie für ein oder mehrere Teile, Systeme oder Teilsysteme innerhalb der Maschine 102 führen, und Daten, die sich auf die Verwendung eines inakzeptablen Teils innerhalb der Maschine 102 beziehen, können in einer Datenspeichervorrichtung des ECM 122 gespeichert werden.
Teile oder Teilsysteme innerhalb einer Maschine 102, die nicht original sind, können innerhalb des Motors der Maschine beispielsweise auf einem niedrigeren oder anderweitig unerwünschten Leistungsniveau arbeiten. Dies kann dazu führen, dass das System 100, einschließlich der Maschine 102 und des Motors der Maschine 102, auf einem verminderten Leistungsniveau arbeitet, und kann auch die Maschine 102, den Motor der Maschine sowie Systeme und Teilsysteme davon beschädigen. Daher können die Hersteller der Maschine 102 und/oder des Motors der Maschine 102 die Verwendung von OEM- oder zugelassenen Teilen empfehlen, um sicherzustellen, dass die Maschine 102 nicht ausfällt und um sicherzustellen, dass jeglicher mit der Funktion der Maschine 102 verbundene Geschäftswert erhalten bleibt und bewahrt wird. Um sicherzustellen, dass die Maschine 102 durchgehend auf dem beabsichtigten Leistungsniveau arbeiten kann, beschreibt die vorliegende Offenbarung Systeme und Verfahren zur Identifizierung eines Teils und zur Durchführung nachfolgender Operationen, die die Funktion der Maschine 102 und ihres Motors betreffen. 2 ist eine schematische Darstellung eines Teile-Identifizierungssystems 200 des Systems 100 von 1 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung. Das Teile-Identifizierungssystem 200 wird hierin in Verbindung mit einem Fluidfilter 202 wie beispielsweise einem Ölfilter beschrieben. Die vorliegenden Systeme und Verfahren können jedoch auf eine Reihe verschiedener Filter (z. B. Luftfilter usw.) und auf jedes zusätzliche Teil der Maschine 102 angewendet werden.
Der Fluidfilter 202 aus dem Beispiel in 2 kann mechanisch, fluidisch und/oder kommunikativ mit der Maschine 102 gekoppelt sein. So kann beispielsweise der Fluidfilter 202 mechanisch mit einer Filterbasis 201 eines Motors der Maschine 102 gekoppelt sein. Die mechanische Kopplung des Fluidfilters 202 mit der Filterbasis 201 kann durch eine beliebige Art von Befestigungssystem erreicht werden, einschließlich beispielsweise einer Klemme, die zum Festklemmen des Fluidfilters 202 an der Filterbasis 201 verwendet wird, einer an dem Fluidfilter 202 ausgebildeten Gewindeplatte, die mit einem an der Filterbasis 201 ausgebildeten Gewindebolzen verschraubt werden kann, oder anderen Kopplungssystemen und -verfahren.
Der Fluidfilter 202 kann auch fluidisch mit der Filterbasis 201 des Motors der Maschine 102 gekoppelt sein. Die Filterbasis kann einen ersten Basisfluidkanal 201-1 beinhalten, durch den durch den Fluidfilter 202 zu filterndes Fluid in den Fluidfilter 202 eintreten kann. Das Fluid kann sich durch eine Deckplattenöffnung 205 bewegen, die in einer Deckplatte 204 des Fluidfilters 202 definiert ist. Das Fluid kann dann in einen ersten Filterfluidkanal 206 eintreten.
Das Fluid kann durch ein Filtermedium 207 geleitet werden. Das Fluid kann nach der Filterung durch das Filtermedium 207 in den zweiten Filterfluidkanal 208 und über einen Fluidablasskanal 210, der in einem Fluidablass 209 und einem zweiten Basisfluidkanal definiert ist, wieder in den Motor der Maschine 102 eintreten.
Das Filtermedium 207 in einem Original-OEM-Fluidfilter kann ein vom Hersteller definiertes spezifikationsbasiertes Filtermedium 207 beinhalten, um sicherzustellen, dass diese spezifischen Merkmale im Fluidfilter 202 enthalten sind. Zu den Merkmalen des Filtermediums 207 können beispielsweise die Porosität des Filtermediums 207, die Dicke des Filtermediums 207 und das/die zur Herstellung des Filtermediums 207 verwendete(n) Material(ien) gehören, neben anderen Merkmalen, die die Wirksamkeit und Effizienz des Fluidfilters 202 als Vorrichtung zur Entfernung von Verunreinigungen aus dem Fluid beeinflussen können. So kann ein Hersteller sicherstellen wollen, dass der Fluidfilter 202 ein OEM-Produkt ist oder zumindest Merkmale des OEM-Fluidfilters beinhaltet. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben, kann das ECM 122, ein mit dem ECM 122 funktionsfähig verbundenes Sensorarray 220 und ein im Fluidfilter 202 enthaltenes Identifizierungsvorrichtungsarray 230 zur Identifizierung des in der Maschine 102 installierten Fluidfilters 202 verwendet werden.
Wie in 2 dargestellt, kann der Fluidfilter 202 über das im Fluidfilter 202 enthaltene Identifizierungsvorrichtungsarray 230, das in der Maschine 102 enthaltene Sensorarray 220 und einen mit dem ECM 122 gekoppelten Kommunikationspfad 203 kommunikativ mit z. B. dem ECM 122 gekoppelt sein. In solchen Beispielen können über den Kommunikationspfad 203 Signale zwischen dem Sensorarray 220 und vom Sensorarray 220 zum ECM 122 übermittelt werden. Darüber hinaus kann das ECM 122 Signale an das Sensorarray 220 senden, um das Sensorarray 220 zur Identifizierung des Fluidfilters 202 anzuweisen. In den hierin beschriebenen Beispielen kann das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 von dem Sensorarray 220 abgetastet oder eingelesen werden und kann eine Anzahl von Variablen als Code beinhalten, die mindestens ein physisches Merkmal des Fluidfilters 202 definieren. Ferner können in den hierin beschriebenen Beispielen das Sensorarray 220 und das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 in eine Position relativ zueinander gebracht werden, wenn das Teil (d. h. der Fluidfilter 202) richtig und korrekt mit der Maschine 102 verbunden oder gekoppelt ist. Darüber hinaus kann das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 entweder an eine Außenseite des Fluidfilters 202 gekoppelt oder zumindest teilweise in einen Teil des Fluidfilters 202 eingebettet sein.
3 ist eine schematische Darstellung eines Abschnitts des Teile-Identifizierungssystems 200 von 2 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung in Nahansicht. Insbesondere beinhaltet 3 eine Detailansicht des Sensorarrays 220, das auf oder innerhalb der Filterbasis 201 ausgebildet ist, und des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230, das auf oder innerhalb des Fluidfilters 202 ausgebildet ist. Das Sensorarray 220 beinhaltet mindestens einen Sensor 312 und kann, in einem Beispiel, eine Vielzahl von Sensoren 312-1, 312-2, 312-3, ... 312-n (hierin gemeinsam als „Sensoren“ 312 bezeichnet) beinhalten. Ferner beinhaltet das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 mindestens eine Identifizierungsvorrichtung 322 und kann, in einem Beispiel, eine Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen 322-1, 322-2, 322-3, 322-n (hierin gemeinsam als „Vorrichtungen“ 322 bezeichnet) beinhalten. Das „n“ in Verbindung mit den Bezugsnummern 312-n und 322-n bedeutet, dass eine beliebige Anzahl von Sensoren 312 und Identifizierungsvorrichtungen 322 in das Sensorarray 220 bzw. das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 aufgenommen werden kann, von einem bis zu „n“ Sensoren 312 und Identifizierungsvorrichtungen 322. In einem Beispiel ist die Anzahl der Sensoren 312 und die Anzahl der Identifizierungsvorrichtungen 322 gleich, sodass jeder Sensor 312 eine entsprechende Identifizierungsvorrichtung 322 erfasst.
Der oder die Sensoren 312 innerhalb des Sensorarrays 220 können vom ECM 122 angewiesen werden, die Identifizierungsvorrichtungen 322 innerhalb des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 zu erfassen. In den hierin beschriebenen Beispielen können die Datenspeichervorrichtungen des ECM 122 Daten speichern, die das Teil 202 basierend auf dem Code definieren, der aus dem Sensorarray 220 und dem Identifizierungsvorrichtungsarray 230, wie hierin beschrieben, erhalten wird.
In einigen Fällen können inakzeptable Fluidfilter 202 an die Filterbasis 201 eines Motors der Maschine 102 gekoppelt werden. In diesen Fällen beinhaltet der inakzeptable Fluidfilter 202 eventuell kein Identifizierungsvorrichtungsarray 230. In diesen Fällen erkennt das vom ECM 122 gesteuerte Sensorarray 220 einfach das Nullsignal, wie hierin beschrieben. In einigen Fällen kann jedoch ein inakzeptabler Fluidfilter 202 ein Identifizierungsvorrichtungsarray 230 beinhalten. In diesen Fällen kann das Sensorarray 220 das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 erkennen und ein Signal, das auf das erkannte Identifizierungsvorrichtungsarray 230 hinweist, an das ECM 122 senden. Das ECM 122 kann dann auf Daten verweisen, die in einer zugehörigen Datenspeichervorrichtung gespeichert sind, um festzustellen, ob das erkannte Signal vom inakzeptablen Fluidfilter 202 anzeigt, dass der inakzeptable Fluidfilter 202 ein akzeptabler Teil ist oder nicht. In diesem Fall stellt das ECM 122 fest, dass der inakzeptable Fluidfilter 202 tatsächlich ein inakzeptables Teil ist, und kann Abhilfemaßnahmen ergreifen, einschließlich der Benachrichtigung eines Benutzers, eines Wartungstechnikers, der den Fluidfilter 202 austauscht, eines Herstellers, eines Eigentümers der Maschine 102 oder Kombinationen davon. Zu den Abhilfemaßnahmen kann auch die Beschränkung der Maschine 102 durch das ECM 122 auf den Betrieb in einem niedrigeren Leistungszustand gehören. Darüber hinaus können die Abhilfemaßnahmen auch das Erlöschen der Garantie für die Maschine 102 und alle darin enthaltenen Systeme oder Teilsysteme beinhalten.
In Fällen, in denen der Fluidfilter 202 ein Identifizierungsvorrichtungsarray 230 beinhaltet und ein akzeptables Teil ist, erkennt das vom ECM 122 gesteuerte Sensorarray 220 einen eindeutigen Code, der von den Identifizierungsvorrichtungen 322 des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 bereitgestellt wird. Der eindeutige Code, der von den Identifizierungsvorrichtungen 322 definiert und von den Sensoren 312 des Sensorarrays 220 erfasst wird, kann beispielsweise eine Reihe von binären 1 und 0 beinhalten. Zum Beispiel kann der Code, der von den einzelnen Identifizierungsvorrichtungen 322 des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 durch das Sensorarray 220 eingelesen wird, [1,0,-1,1] sein, wobei jeder Wert von den einzelnen Identifizierungsvorrichtungen 322 erhalten wird. Im Beispiel von 3 kann in diesem Beispiel die erste Identifizierungsvorrichtung 322-1 durch den ersten Sensor 312-1 als eine 1, die zweite Identifizierungsvorrichtung 322-2 durch den zweiten Sensor 312-2 als eine 0, die dritte Identifizierungsvorrichtung 322-3 durch den dritten Sensor 312-3 als eine -1 und die vierte Identifizierungsvorrichtung 322-4 durch den vierten Sensor 312-4 als eine 1 erkannt werden. Dieser Code kann an das ECM 122 übermittelt werden, das basierend auf dem Verweis auf die in einer zugehörigen Datenspeichervorrichtung gespeicherten Daten feststellt, dass der akzeptable Fluidfilter 202 tatsächlich ein akzeptables Teil ist.
In einem Beispiel können die Variablen innerhalb des Codes, der durch die Identifizierungsvorrichtungen 322 innerhalb des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 definiert ist, jeweils ein oder mehrere Merkmale des Fluidfilters 202 bezeichnen, wie zum Beispiel die Größe des Fluidfilters 202, Merkmale des Filtermediums 207, eine dem Fluidfilter 202 zugehörige eindeutige oder nicht eindeutige Seriennummer, ein Alter des Fluidfilters 202, einen Hersteller des Fluidfilters 202, Herstellungsdaten des Fluidfilters 202 und eine Leistungsstufe oder Qualität des Fluidfilters 202 (niedrige, mittlere oder hohe Leistungsstufe), neben anderen Arten von Informationen, die dem Fluidfilter 202 zugeordnet sind. Ferner können durch die Einbeziehung zusätzlicher Sensoren 312 und Identifizierungsvorrichtungen 322 mehr Ziffern innerhalb des von dem Identifizierungsvorrichtungsarray 230 erzeugten und von dem Sensorarray 220 erfassten Codes erhöht werden. In Beispielen, in denen zusätzliche Sensoren 312 und Identifizierungsvorrichtungen 322 enthalten sind, Informationen über eine eindeutige Seriennummer des Fluidfilters 202, Länge der Zeit seit dem Austausch des Fluidfilters 202 und andere Arten von Informationen.
Das ECM 122 kann das Sensorarray 220 jederzeit vor, während und nach dem Betrieb der Maschine 102 aktivieren oder anderweitig anweisen, das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 zu erkennen. So kann beispielsweise das ECM 122 das Sensorarray 220 aktivieren oder anderweitig anweisen, das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 während der Wartung der Maschine 102, wenn die Maschine 102 eingeschaltet wird, oder in bestimmten Zeitintervallen, neben anderen Erkennungszeiten, zu erkennen.
In Bezug auf das Sensorarray 220 und das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 können in einem Beispiel die Sensoren 312 Hall-Effekt-Sensoren sein. Ein Hall-Effekt-Sensor ist eine beliebige Vorrichtung, die zur Messung der Größe eines Magnetfeldes verwendet wird. So können in diesem Beispiel die Identifizierungsvorrichtungen 322 des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 ein magnetfeldinduzierendes Material beinhalten. Das magnetfeldinduzierende Material kann ein Magnet, ein Verbundmagnet, ein Keramikmagnet, ein Seltenerdmagnet, ein Permanentmagnet, ein Elektromagnet und andere Arten von magnetfeldinduzierenden Materialien und Vorrichtungen sein. In diesem Beispiel können die Hall-Effekt-Sensoren 312 mindestens eine Eigenschaft des magnetfeldinduzierenden Materials messen. Die Ausgangsspannung jedes der Hall-Effekt-Sensoren 312 kann direkt proportional zu mindestens einer magnetischen Eigenschaft des magnetfeldinduzierenden Materials sein. Diese von den Hall-Effekt-Sensoren 312 erzeugte Ausgangsspannung kann an das ECM 122 übermittelt werden. Da jede der Identifizierungsvorrichtungen 322 ein anderes Magnetfeld mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften erzeugt, können die Ausgangsspannungen der Identifizierungsvorrichtungen 322 variieren, um den Code zu erzeugen, der vom ECM 122 eingelesen wird. Dieser Code kann vom ECM 122 unter Bezugnahme auf die in der zugehörigen Datenspeichervorrichtung gespeicherten Daten verwendet werden, um genau festzustellen, welcher Fluidfilter 202 mit der Filterbasis 201 und den Merkmalen des Fluidfilters 202 gekoppelt ist.
Die Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen 322 kann mindestens ein erstes magnetfeldinduzierendes Material und ein zweites magnetfeldinduzierendes Material beinhalten, wobei das erste magnetfeldinduzierende Material ein erstes Magnetfeld mit einem ersten elektromagnetischen Merkmal erzeugt und das zweite magnetfeldinduzierende Material ein zweites Magnetfeld mit einem zweiten elektromagnetischen Merkmal erzeugt, das sich von dem ersten elektromagnetischen Merkmal unterscheidet. Ein Unterschied zwischen dem ersten elektromagnetischen Merkmal und dem zweiten elektromagnetischen Merkmal definiert mindestens eine Komponente des Codes. Mit anderen Worten ermöglicht die Unterscheidung zwischen den elektromagnetischen Merkmalen der magnetfeldinduzierenden Materialien innerhalb der Identifizierungsvorrichtungen 322 die Bildung des Codes in Form von 1, -1 und 0, wie beispielsweise in den vier gesetzten Ziffern von [1,0,-1,1], wobei jede Ziffer von jeweils einer der Identifizierungsvorrichtungen 322 erhalten wird. Auf diese Weise dienen die verschiedenen Magnetfelder, die von den Identifizierungsvorrichtungen 322 erzeugt und von den Hall-Effekt-Sensoren 312 erfasst werden, als primäre Variable in den Daten, die den Code definieren.
In einem Beispiel, in dem die Sensoren 312 Hall-Effekt-Sensoren sind und die Identifizierungsvorrichtungen 322 magnetfeldinduzierende Materialien sind, können die Merkmale oder Eigenschaften der Magnetfelder, die von den magnetfeldinduzierenden Materialien erzeugt und von den Hall-Effekt-Sensoren 312 erfasst werden, als zusätzliche Variablen innerhalb des Codes dienen. So können zum Beispiel die Größe, die Stärke, das magnetische Moment, die Richtung des magnetischen Moments, die magnetische Polarität, die magnetische Flussdichte, andere magnetische Eigenschaften der Identifizierungsvorrichtungen 322 und Kombinationen davon als Merkmale oder Eigenschaften der Magnetfelder dienen, die von den magnetfeldinduzierenden Materialien erzeugt werden, und können zur Unterscheidung zwischen den einzelnen Identifizierungsvorrichtungen 322 verwendet werden und als zusätzliche Informationspunkte oder Variablen innerhalb des Codes dienen, um die Merkmale des Fluidfilters 202, mit dem das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 gekoppelt ist, weiter zu definieren. Auf diese Weise kann eine große Datenmenge innerhalb der Anordnung der Identifizierungsvorrichtungen 322 gespeichert werden, um große Mengen an Informationen für den Verbrauch und die Analyse durch das ECM 122 bereitzustellen.
In einem anderen Beispiel können die Sensoren 312 des Sensorarrays 220 optische Sensoren sein. Ein optischer Sensor 312 kann eine beliebige Vorrichtung sein, die elektromagnetische Strahlung erkennen kann, und kann beispielsweise eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (Charge-Coupled Device, „CCD“), eine photoresistive Vorrichtung, eine Phototransistorvorrichtung, eine Photodiode und andere optische Sensoren 312 beinhalten. In diesem Beispiel kann das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 eine Anzahl von lichtemittierenden oder lichtreflektierenden Identifizierungsvorrichtungen 322 beinhalten. In einem Beispiel können die lichtemittierenden Identifizierungsvorrichtungen 322 z. B. Leuchtdioden („LEDs“), Mikro-LEDs, Nano-LEDs, Laser und andere Arten von lichtemittierenden Vorrichtungen beinhalten. In einem Beispiel können die optischen Sensoren 312 innerhalb des optischen Sensorarrays 312 eine Reihe von Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung messen, die von den lichtemittierenden Identifizierungsvorrichtungen 322 emittiert wird, und den Code repräsentierende Daten übermitteln. In einem Beispiel können die Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung beispielsweise Wellenlänge, Frequenz, Phase, Intensität, Ausbreitungsrichtung und Polarisierung neben anderen Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung beinhalten. In einem Beispiel beinhaltet die Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen 322 in diesem Beispiel mindestens eine erste Identifizierungsvorrichtung und eine zweite Identifizierungsvorrichtung, wobei die erste Identifizierungsvorrichtung eine erste Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung erzeugt, die zweite Identifizierungsvorrichtung eine zweite Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung erzeugt, die sich von der ersten Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung unterscheidet, und die Differenz zwischen der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge die mindestens eine Komponente des Codes definiert. Auch hier kann der eindeutige Code, der von den Identifizierungsvorrichtungen 322 definiert und von den Sensoren 312 des Sensorarrays 220 erfasst wird, beispielsweise eine Reihe von binären 1 und 0 beinhalten. So kann in diesem Beispiel der vom Sensorarray 220 aus dem Identifizierungsvorrichtungsarray 230 eingelesene Code [1,0,-1,1] sein, wobei jeder Wert von den einzelnen Identifizierungsvorrichtungen 322 erhalten wird, wenn der Unterschied in den Eigenschaften zwischen der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge erkannt wird. Auf diese Weise dienen die verschiedenen Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung, die von den Identifizierungsvorrichtungen 322 erzeugt und von den optischen Sensoren 312 erfasst werden, als primäre Variable in den Daten, die den Code definieren.
Darüber hinaus kann der Code in einem Beispiel durch Unterschiede zwischen den Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung definiert werden, die von den lichtemittierenden Identifizierungsvorrichtungen 322 emittiert wird, und diese zusätzlichen Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung können als zusätzliche Variablen innerhalb des Codes dienen. Zu den Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung können beispielsweise Wellenlänge, Frequenz, Phase, Intensität, Ausbreitungsrichtung und Polarisation gehören, neben anderen Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung. Die Vielzahl der lichtemittierenden Identifizierungsvorrichtungen 322 kann Licht mit einer Reihe dieser Eigenschaften aussenden, die sich voneinander unterscheiden, um die zusätzlichen Variablen innerhalb des Codes zu definieren.
Da jede der Identifizierungsvorrichtungen 322 elektromagnetische Strahlung mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugt, können die optischen Sensoren 312 diese Werte in unterschiedliche Spannungssignale übersetzen. Die von den optischen Sensoren 312 ausgegebenen Spannungssignale können über den Kommunikationspfad 203 an das ECM 122 übermittelt werden, und der durch die Unterschiede in den Eigenschaften definierte Code wird vom ECM 122 eingelesen. Dieser Code kann vom ECM 122 unter Bezugnahme auf die in der zugehörigen Datenspeichervorrichtung gespeicherten Daten verwendet werden, um genau festzustellen, welcher Fluidfilter 202 mit der Filterbasis 201 und den Merkmalen des Fluidfilters 202 gekoppelt ist. Darüber hinaus können die unterschiedlichen Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung als zusätzliche Informationspunkte oder Variablen innerhalb des Codes dienen, um die Merkmale des Fluidfilters 202, mit dem das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 gekoppelt ist, weiter zu definieren. Beispielsweise beinhalten die Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung, die von den optischen Sensoren 312 innerhalb des Sensorarrays 220 erfasst werden, und die zweite Wellenlänge eine Reihe von sekundären Merkmalen, darunter zum Beispiel radiometrische und photometrische Werte. Die sekundären Merkmale können mindestens eine Komponente des Codes definieren.
Wie hierin erwähnt, kann das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 eine Anzahl von lichtreflektierenden Identifizierungsvorrichtungen 322 beinhalten. In diesem Beispiel können die lichtreflektierenden Identifizierungsvorrichtungen 322 reflektierende Oberflächen beinhalten, die auf dem Fluidfilter 202 ausgebildet sind, wie z. B. Spiegel. Das Reflexionsvermögen, die Transmissivität, die Konkavität, die Konvexität und andere Eigenschaften der Spiegel können zur Unterscheidung zwischen den lichtreflektierenden Identifizierungsvorrichtungen 322 dienen, die die Sensoren 312 des Sensorarrays 220 unterscheiden können und die das ECM 122 als separate Abschnitte oder Variablen innerhalb des Codes identifizieren kann.
Der von den Sensoren 312 des Sensorarrays 220 gegenüber der von den Identifizierungsvorrichtungen 322 des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 erzeugten oder von diesen erfassten elektromagnetischen Energie identifizierte Code kann vom ECM 122 zur Feststellung verwendet werden, ob der Fluidfilter 202, an den das Identifizierungsvorrichtungsarray 230 gekoppelt ist, ein akzeptables Teil ist. Auf diese Weise können die Maschine 102 und ihre Systeme und Teilsysteme geschützt werden, indem sichergestellt wird, dass akzeptable Teile darin verwendet werden. Darüber hinaus halten die hierin beschriebenen Abhilfemaßnahmen in Situationen, in denen ein inakzeptables Teil installiert ist, den Betrieb der Maschine 102 auf einem Niveau, das die Maschine schützt.
In einem Beispiel kann jeder der Sensoren 312 innerhalb des Sensorarrays 220 eine entsprechende Identifizierungsvorrichtung 322 innerhalb des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 erkennen. In einem anderen Beispiel kann ein Sensor 312 eine Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen 322 innerhalb des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 erkennen. Ferner, obwohl in einigen Beispielen eine Identifizierungsvorrichtung 322 in Teil 202 enthalten sein kann, ermöglicht die Bereitstellung einer Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen 322 innerhalb eines Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 die Codierung weiterer Daten unter Verwendung der Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen 322, was wiederum die Bereitstellung zusätzlicher Informationen für das ECM 122 ermöglicht. In einem Beispiel kann der Code, den die ECM 122 von den Identifizierungsvorrichtungen 322 auf dem Teil (d. h. dem Fluidfilter) erhält, eine Trimmdatei oder eine andere elektronische Datendatei zur Verwendung beim Betrieb des Teils innerhalb der Maschine 102 definieren. In diesem Beispiel kann der vom Sensorarray 220 erhaltene Code vom ECM 122 zur Suche nach Trimmdateien verwendet werden, die auf der mit dem ECM 122 assoziierten Speichervorrichtung gespeichert sind. Das ECM 122 kann die Trimmdatei basierend auf dem Code, der von den Identifizierungsvorrichtungen 322 auf dem Teil erhalten wurde, abrufen und ausführen. Darüber hinaus kann die ECM 122 [fehlendes Wort /„den Code“ oder „die Trimmdatei“] verwenden oder ausführen, um zu bestimmen, wie das Teil angewiesen wird, innerhalb der Maschine 102 zu funktionieren oder wie das Teil funktionieren darf. Wenn es sich bei dem Teil beispielsweise um einen Kraftstoffinjektor handelt, kann die Trimmdatei (wie von der ECM 122 ausgeführt) definieren, wie lange der Kraftstoffinjektor Kraftstoff in einen Zylinder des Motors der Maschine 102 einspritzt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren 400 in Verbindung mit dem in den 1 bis 3 gezeigten System 100 und den verschiedenen Komponenten darstellt. Wie in 4, im exemplarischen Verfahren 400, gezeigt, kann das ECM 122 bei 401 einen oder mehrere Sensoren 312 des Sensorarrays 220 veranlassen und/oder anderweitig anweisen, die Identifizierungsvorrichtungen 322 des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 zu erkennen. Bei 402 kann das ECM 122 Informationen bezüglich des Teils (d. h. des Fluidfilters 202) basierend auf dem Code identifizieren, der durch die elektromagnetische Energie definiert ist, die von dem Array von Identifizierungsvorrichtungen erzeugt und von den Sensoren 312 des Sensorarrays 220 erfasst wird. Der Code definiert, wie hierin beschrieben, mindestens ein physisches Merkmal des Teils.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren 500 in Verbindung mit dem in 1 bis 3 gezeigten System 100 und den verschiedenen Komponenten darstellt. Wie in 5, im exemplarischen Verfahren 500, gezeigt, kann das ECM 122 bei 501 einen oder mehrere Sensoren 312 des Sensorarrays 220 veranlassen und/oder anderweitig anweisen, die Identifizierungsvorrichtungen 322 des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 zu erkennen. Bei 502 kann das ECM 122 ein Signal von den Sensoren 312 empfangen. In einem Beispiel beinhaltet das Signal Daten, die durch Variationen der Amplitude, Phase, Impulsfolge, kontinuierlich variierende Wellenformen oder andere Eigenschaften des Signals definiert sind.
Bei 503 kann das ECM 122 eine Kopplung des Fluidfilters 202 mit der Maschine 102 identifizieren. Diese Identifizierung der Kopplung informiert das ECM 122, dass ein Teil, wie z. B. der Fluidfilter 202, bereit ist, analysiert zu werden, und veranlasst das ECM 122, die Sensoren 312 innerhalb des Sensorarrays 220 anzuweisen, die Identifizierungsvorrichtungen 322 innerhalb des Identifizierungsvorrichtungsarrays 230 zu erkennen.
In Block 504 kann das ECM 122 Informationen bezüglich des Teils (d. h. den Fluidfilter 202) basierend auf dem Code identifizieren, der durch die elektromagnetische Energie definiert ist, die von dem Array von Identifizierungsvorrichtungen erzeugt und von den Sensoren 312 des Sensorarrays 220 erfasst wird. Der Code definiert, wie hierin beschrieben, mindestens ein physisches Merkmal des Teils.
Bei 505 kann das ECM 122 feststellen, ob das in der Maschine 102 installierte Teil 202 ein akzeptables Teil ist oder nicht. Das ECM 122 kann diese Feststellung bei 505 vornehmen, indem es die Datentabellen, Datenkarten, Nachschlagetabellen, neuronalen Netze und andere Arten von Datenarrays durchsucht, die in den Datenspeichervorrichtungen des ECM 122 gespeichert sind.
Das ECM 122 kann feststellen, ob der vom Sensorarray 220 aus dem Identifizierungsvorrichtungsarray 230 erkannte Code als Hinweis auf ein akzeptables Teil aufgeführt ist. Das Datenarray beinhaltet mindestens einen vorab genehmigten Code, der definiert, ob das Teil das zugelassene Teil ist. In Fällen, in denen das Teil ein akzeptables Teil ist (505, Feststellung JA), kann das Verfahren 500 zu einer Schleife vor 501 zurückkehren, damit das ECM 122 501 bis 504 ausführen kann. Das Zurückschleifen zum vorherigen Block 501 kann in einer beliebigen Anzahl von Iterationen erfolgen, wie durch die Programmierung des ECM 122 und der zugehörigen Software definiert, und kann während der Wartung der Maschine 102, beim Einschalten der Maschine 102 oder in bestimmten Zeitintervallen, neben anderen Erkennungszeiten, auftreten.
Im Gegensatz dazu kann in Reaktion auf die Feststellung, dass das in der Maschine 102 installierte Teil 202 kein akzeptables Teil ist (505, Feststellung NEIN), das Verfahren 500 beinhalten, dass mit dem ECM 122 der Betrieb des Teilsystems der Maschine 102 in einer alternativen Betriebsart angewiesen wird. Die alternative Betriebsart kann den Betrieb des Teilsystems der Maschine 102 oder jedes anderen Teils oder Abschnitts der Maschine 102, einschließlich des Motors der Maschine 102, in dem/den hierin beschriebenen niedrigeren Leistungszustand oder Ausfallmodi beinhalten. Die alternative Betriebsart kann beispielsweise einen Notlaufmodus beinhalten, in dem das ECM 122 die maximale Drehzahl des Motors innerhalb der Maschine 102, die Drosselklappenbedingungen und -zustände, die dem Bediener zur Verfügung stehen, die maximale Drehzahl, mit der die Maschine 102 betrieben werden darf, die Funktion eines Getriebes der Maschine 102 und andere Betriebsparameter der Maschine 102 steuert.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren 600 in Verbindung mit dem in den 1 bis 3 gezeigten System darstellt. Das Verfahren 600 kann die Deaktivierung eines Motors der Maschine 102 in Block 601 beinhalten, um den Austausch eines Teils der Maschine 102, wie beispielsweise des Fluidfilters 202, vorzubereiten. Bei 602 kann ein altes, gebrauchtes Teil aus der Maschine 102 entfernt werden. Im Beispiel des Fluidfilters 202 kann der alte, unwirksame Fluidfilter 202 von der Filterbasis 201 entfernt werden. Anstelle des alten, gebrauchten Fluidfilters kann ein neues Teil wie beispielsweise ein neu hergestellter und unbenutzter Fluidfilter 202 mit der Filterbasis 201 gekoppelt werden.
Der Motor der Maschine 102 kann bei 604 aktiviert werden und das ECM 122 der Maschine 102 kann feststellen, ob das in der Maschine 102 installierte Teil 202 ein akzeptables Teil ist oder nicht. Auch hier kann das ECM 122 diese Feststellung bei 605 vornehmen, indem es ein Datenarray durchsucht, das in den Datenspeichervorrichtungen des ECM 122 gespeichert ist.
Das ECM 122 kann feststellen, ob der vom Sensorarray 220 aus dem Identifizierungsvorrichtungsarray 230 erkannte Code als Hinweis auf ein akzeptables Teil aufgeführt ist. Das Datenarray beinhaltet mindestens einen vorab genehmigten Code, der definiert, ob das Teil das zugelassene Teil ist. In Fällen, in denen das Teil ein akzeptables Teil ist (605, Feststellung JA), kann das Verfahren 600 beinhalten, dass mit dem ECM 122 der Betrieb des Motors der Maschine 102 in einer unveränderten Betriebsart angewiesen wird. Dies ist angemessen, da der Fluidfilter 202 Merkmale aufweist, die der Hersteller der Maschine 102 vorgesehen hat und die mit der Betriebsweise der Maschine 102 kompatibel sind.
Im Gegensatz dazu kann in Reaktion auf die Feststellung, dass das in der Maschine 102 installierte Teil 202 kein akzeptables Teil ist (605, Feststellung NEIN), das Verfahren 600 den Betrieb des Teilsystems der Maschine 102 in einer alternativen Betriebsart, wie unter 606 angegeben, beinhalten. In diesem Zustand kann bei 607 eine Falschteilmodus-Strategie aktiviert werden. Die Falschteilmodus-Strategie kann beinhalten, dass mit dem ECM 122 Benachrichtigungen an eine Reihe von Personen gesendet werden, um diese Personen über die Verwendung des inakzeptablen Teils innerhalb der Maschine 102 und die Notwendigkeit zu informieren, dieses inakzeptable Teil innerhalb einer bestimmten Zeitspanne durch ein akzeptables Teil zu ersetzen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung beschreibt Systeme und Verfahren zur Identifizierung eines Teils 202 innerhalb einer Maschine in 102. Genauer gesagt, beschreibt die vorliegende Offenbarung Systeme und Verfahren zur Erkennung von Identifizierungsvorrichtungen 322 innerhalb eines Identifizierungsvorrichtungsarrays 230, das sich auf dem Teil 202 mit mindestens einem Sensor befindet, und zur Verwendung eines von den Identifizierungsvorrichtungen 322 definierten Codes, um festzustellen, ob das Teil ein akzeptables oder zugelassenes Teil ist. In einem Beispiel kann es sich bei dem Teil um ein Verschleißteil wie beispielsweise einen Fluidfilter 202 handeln, der mechanisch und fluidisch mit einer Filterbasis 201 eines Motors der Maschine 102 und kommunikativ mit einem ECM 122 gekoppelt ist, das ein oder mehrere Teilsysteme der Maschine 102 steuert. Die Systeme und Verfahren stellen sicher, dass die Identifizierung des Teils 202 und die Feststellung, ob das Teil 202 ein akzeptables Teil ist, basierend auf dem von den an das Teil 202 gekoppelten Identifizierungsvorrichtungen 322 empfangenen Code erfolgt. Infolgedessen können die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung dazu beitragen, die Maschine 102 und die Teilsysteme der Maschine 102, einschließlich eines Motors der Maschine 102, zu schützen. Darüber hinaus tragen die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung zur Gewährleistung bei, dass innerhalb der Maschine ein Teil 202 verwendet wird, das geeignete Merkmale aufweist, die bewirken, dass die Maschine 102 in optimaler Weise funktioniert.
Während Aspekte der vorliegenden Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf die vorstehenden Beispiele gezeigt und beschrieben wurden, ist es für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich, dass durch die Modifikation der offenbarten Maschinen, Systeme und Verfahren verschiedene zusätzliche Beispiele erwogen werden können, ohne vom Sinn und Umfang des Offenbarten abzuweichen. Diese Beispiele sollen als in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallend verstanden werden, wie sie basierend auf den Ansprüchen und jeglichen Entsprechungen davon bestimmt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2019090319 A1 [0004]

Claims

System (100), umfassend: ein elektronisches Steuermodul (ECM) (122), das zur Steuerung mindestens eines Teilsystems einer Maschine (102) ausgebildet ist; eine Vielzahl von Sensoren (312), die kommunikativ mit dem ECM (122) gekoppelt sind, wobei die Vielzahl von Sensoren (312) zum Erfassen mindestens einer Identifizierungsvorrichtung (322) ausgebildet ist, die mit einem dem Teilsystem der Maschine (102) zugehörigen Fluidfilter (202) gekoppelt ist; und einen Speicher, der betriebsfähig mit dem EMC (122) verbunden ist, wobei der Speicher Anweisungen speichert, die bei Ausführung durch das EMC (122) das EMC (122) veranlassen zum: Veranlassen eines Sensors (312) der Vielzahl von Sensoren (312), die mindestens eine Identifizierungsvorrichtung (322) zu erfassen, Empfangen eines Signals von dem Sensor (312) basierend auf dem Sensor (312), der die mindestens eine Identifizierungsvorrichtung (322) erfasst, Identifizieren einer Kopplung des Fluidfilters (202) mit der Maschine (102) basierend auf dem Signal; und Identifizieren mindestens eines physischen Merkmals des Fluidfilters (202) basierend auf einem Code, der durch elektromagnetische Energie definiert ist, die von der mindestens einen Identifizierungsvorrichtung (322) erzeugt wird, wobei der Code mindestens eine Komponente beinhaltet, die das mindestens eine physische Merkmal definiert.
System (100) nach Anspruch 1, wobei: die mindestens eine Identifizierungsvorrichtung (322) eine Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen (322) beinhaltet, wobei die Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen (322) ein magnetfeldinduzierendes Material beinhaltet, und die Vielzahl von Sensoren (312) Hall-Effekt-Sensoren (312) beinhalten, die zum Erfassen eines Magnetfeldes ausgebildet sind, das durch die Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen (322) induziert wird.
System (100) nach Anspruch 2, wobei: die Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen (322) ein erstes magnetfeldinduzierendes Material und ein zweites magnetfeldinduzierendes Material beinhaltet, das erste magnetfeldinduzierende Material ein erstes Magnetfeld mit einem ersten elektromagnetischen Merkmal erzeugt, das zweite magnetfeldinduzierende Material ein zweites Magnetfeld mit einem zweiten elektromagnetischen Merkmal erzeugt, das sich von dem ersten elektromagnetischen Merkmal unterscheidet, und ein Unterschied zwischen dem ersten elektromagnetischen Merkmal und dem zweiten elektromagnetischen Merkmal die mindestens eine Komponente des Codes definiert.
System (100) nach Anspruch 3, wobei das erste elektromagnetische Merkmal des ersten magnetfeldinduzierenden Materials und das zweite elektromagnetische Merkmal des zweiten magnetfeldinduzierenden Materials eine Größe, eine Stärke, ein magnetisches Moment, eine Richtung des magnetischen Moments, eine magnetische Polarität oder eine magnetische Flussdichte beinhaltet.
System (100) nach Anspruch 1, wobei: die mindestens eine Identifizierungsvorrichtung eine Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen (322) beinhaltet, wobei die Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen (322) Vorrichtungen zur Emission elektromagnetischer Strahlung beinhaltet, und die Vielzahl von Sensoren (312) optische Sensoren (312) beinhaltet, die zum Erfassen elektromagnetischer Strahlung ausgebildet sind, die von der Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen (322) emittiert wird.
System (100) nach Anspruch 5, wobei: die Vielzahl von Identifizierungsvorrichtungen (322) eine erste Identifizierungsvorrichtung und eine zweite Identifizierungsvorrichtung beinhaltet, die erste Identifizierungsvorrichtung eine erste Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung erzeugt, die zweite Identifizierungsvorrichtung eine zweite Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung erzeugt, die sich von der ersten Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung unterscheidet, und der Unterschied zwischen der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge die mindestens eine Komponente des Codes definiert.
System (100) nach Anspruch 1, wobei der Speicher Daten speichert, die den Fluidfilter (202) basierend auf dem Code definieren.
System (100) nach Anspruch 1, wobei das ECM (122) die Maschine (102) veranlasst zum: Feststellen, basierend auf dem durch die mindestens eine Identifizierungsvorrichtung (322) definierten Code, ob der Fluidfilter (202) ein zugelassener Fluidfilter (202) ist, und Betrieb auf einem anderen Leistungsniveau in Reaktion auf die Feststellung, dass der Fluidfilter (202) kein zugelassener Fluidfilter ist.
System (100) nach Anspruch 1, wobei ein Nullwert für die mindestens eine Komponente des Codes das Fehlen des mit der Maschine (102) gekoppelten Fluidfilters (202) oder eines nicht zugelassenen Fluidfilters (202) anzeigt.
System (100) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine physische Merkmal des Fluidfilters (202), das basierend auf dem Code identifiziert wird, mindestens eines der folgenden Merkmale umfasst: ein Filtermedium des Fluidfilters (202), eine Form des Fluidfilters (202), eine Größe des Fluidfilters (202) und ein Qualitätsniveau des Fluidfilters (202).
Verfahren zum Identifizieren eines Teils (202), umfassend: mit einem elektronischen Steuermodul (ECM) (122), das zur Steuerung mindestens eines Teilsystems einer Maschine (102) ausgebildet ist: Steuern eines Arrays von Sensoren (310), die kommunikativ mit dem ECM (122) gekoppelt sind, um ein Array von Identifizierungsvorrichtungen (320) zu erfassen, die mit einem Teil (202) innerhalb des Teilsystems der Maschine (102) gekoppelt sind; und Identifizieren von Informationen bezüglich des Teils (202) basierend auf einem Code, der durch erfasste elektromagnetische Energie definiert ist, die von dem Array von Identifizierungsvorrichtungen (320) erzeugt wird, wobei der Code mindestens ein physisches Merkmal des Teils (202) definiert.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Feststellen, basierend auf dem durch das Array von Identifizierungsvorrichtungen (320) definierten Code, ob das Teil (202) ein zugelassenes Teil (202) ist; und Betreiben der Maschine (102) mit dem ECM (122) auf einem anderen Leistungsniveau in Reaktion auf die Feststellung, dass es sich bei dem Teil (202) um ein nicht zugelassenes Teil (202) handelt.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das Vergleichen des Codes mit einem Datenarray, das in einem dem ECM (122) zugehörigen Speicher gespeichert ist, wobei das Datenarray mindestens einen vorab genehmigten Code beinhaltet, der definiert, ob das Teil (202) das zugelassene Teil (202) ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das zugelassene Teil (202) mindestens einen für die Verwendung in der Maschine akzeptablen Parameter (102) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Identifizieren der Information bezüglich des Teils (202) basierend auf erfasster elektromagnetischer Energie, die durch das Array von Identifizierungsvorrichtungen (320) erzeugt wird, das Identifizieren von Variationen in der erfassten elektromagnetischen Energie zwischen dem Array von Identifizierungsvorrichtungen (320) als eine Variable innerhalb des Codes beinhaltet.