DE112015003365T5

DE112015003365T5 - Steuerungssysteme und -verfahren für den umgehungsdurchfluss bei der ansaugung

Info

Publication number: DE112015003365T5
Application number: DE112015003365.3T
Authority: DE
Inventors: Yashpal Subedi; Dane P. Miller; Barry M. Verdegan; W. Beale Delano; Jitesh Panicker; Jeffrey L. Oakes; Shantanu Nadgir; Andry Lesmana
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2017-03-30
Also published as: CN110170199A; CN106536014A; US20170203241A1; WO2016014580A1; US10668414B2; CN110170199B; US20200206664A1; CN106536014B; US11338229B2

Abstract

Filtersysteme mit einem normalen und einem erweiterten Filtermodus werden beschrieben. In einigen Anordnungen ist das Filtersystem ein Luftfiltersystem mit einem primären Luftfilterelement, einem Vorfilter und einem Vorfilter-Umgehungsventil. Basierend auf der Rückmeldung von einem Sensor für die Beschaffenheit der Ansaugluft wird das Umgehungsventil entweder geöffnet oder geschlossen, um Ansaugluft während erkannten Betriebsbedingungen mit verschmutzter Luft (z. B. hohe Staub- oder Feuchtigkeitskonzentration) gezielt durch den Vorfilter zu leiten. In anderen Anordnungen ist das Filtersystem ein Flüssigkeitsfiltersystem (z. B. ein Kraftstoff- oder Ölfiltersystem), das über einen Hauptfilter und einen sekundären Filter verfügt. Das Filtersystem leitet die zu filternde Flüssigkeit gezielt durch den Hauptfilter, den sekundären Filter oder eine Kombination daraus, je nach einem erkannten Ereignis oder wahrgenommenen Merkmal der Flüssigkeit.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die Anmeldung beansprucht die Priorität gegenüber der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/027.984 mit dem Titel „STEUERUNGSSYSTEME UND -VERFAHREN FÜR DEN UMGEHUNGSDURCHFLUSS BEI DER ANSAUGUNG”, eingereicht am 23. Juli 2014, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit und für alle Zwecke aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Filtersysteme allgemein.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren schließen normalerweise diverse Filtersysteme wie Luftfiltersysteme, Kraftstofffiltersysteme, Ölfiltersysteme und dergleichen ein. Die Filtersysteme entfernen im Allgemeinen Verunreinigungen wie Staub und Wasser aus Flüssigkeiten, die vom Verbrennungsmotor genutzt werden.
Das Luftfiltersystem ist Teil eines Ansaugsystems. Das Luftfiltersystem filtert die Ansaugluft, bevor diese zum Motor geleitet wird. Die Luftfiltersysteme entfernen Staub, Feuchtigkeit und andere Partikel aus der Ansaugluft. Die Luftfiltersysteme schließen normalerweise ein Filtermedium ein (z. B. ein Filtermedium auf Papierbasis, Schaumstoffbasis, Baumwollbasis, ein gefaltetes Filtermedium usw.), das die Luft aufbereitet. Einige Luftfiltersysteme schließen einen Vorfilter ein, der dem Filtermedium vorgeschaltet ist. Ein Vorfilter entfernt mindestens einen Anteil des Staubs, der Feuchtigkeit und anderer Partikel aus der Ansaugluft, bevor diese vom Filtermedium aufbereitet wird. Dementsprechend verlängert der Vorfilter die Lebensdauer des Filtermediums. Der Vorfilter kann ein Ausstoß-Vorfilter, ein Vorabscheider-Vorfilter, ein Zyklon-Vorfilter oder dergleichen sein. Der spezifische Vorfiltertyp kann auf Grundlage der härtesten Staubbelastungsbedingungen ausgewählt werden, denen ein Verbrennungsmotor während des Betriebs ausgesetzt sein kann.
Ein Vorfilter führt jedoch aufgrund der erhöhten Einengung durch diesen auch zu parasitärem Luftdruckverlust im Ansaugsystem. Es kommt sogar zu parasitären Verlusten, wenn der Vorfilter nicht nötig ist (z. B. wenn der Verbrennungsmotor in einer Umgebung mit sauberer Luft betrieben wird). Die parasitären Verluste können zu höherem Pumpverlust führen und dadurch die Kraftstoffeinsparung für den Verbrennungsmotor verringern (z. B. weniger Kilometer pro Liter bei einem Fahrzeug und weniger Betriebsstunden pro Tankfüllung bei einem Generator oder einer Baumaschine usw.). Die verringerte Kraftstoffeinsparung erhöht die Betriebskosten (d. h. die Kraftstoffkosten).
Andere Filtersysteme wie Kraftstoff-, Öl- und Hydraulikflüssigkeitsfiltersysteme, filtern Flüssigkeiten, die vom Verbrennungsmotor oder zum Antrieb von Geräten verwendet wird. Im Allgemeinen saugen diese Systeme die zu filternde Flüssigkeit aus einem Tank (z. B. einem Kraftstofftank, einem Öltank, einem Hydraulikflüssigkeitstank usw.). Bestimmte Betriebsbedingungen können dazu führen, dass diese Flüssigkeit eine stärkere Verunreinigung aufweist. Insbesondere können Verunreinigungspartikel unter bestimmten vorübergehenden Bedingungen, etwa Schüben in der Flüssigkeitsströmung, Vibrationen und dergleichen, von den Oberflächen der Leitungen, Filtermedien, Tankböden und dergleichen mitgerissen werden. Dies ist besonders problematisch während der Betankung und bei Startvorgängen eines Motors oder Hydrauliksystems. Während der Tankfüllungen kann es zu erhöhten Verunreinigungspegeln in der neuen (aber oft nicht sauberen) Flüssigkeit kommen, die in den Tank eingespeist wird. Die Verunreinigungspegel wird durch die Resuspension der Verunreinigungen aus Tankböden und -wänden durch den Füllvorgang selbst weiter erhöht. Wenn ein Motor oder ein Hydrauliksystem gestartet wird, erhöht sich der Flüssigkeitsdurchfluss zu den nachgeschalteten Komponenten, einschließlich des Filtersystems, innerhalb von Sekunden oder noch schneller von Null auf Betriebswerte. Extrem hohe Verunreinigungspegel als solche lassen sich zeitweise beobachten, wenn die Flüssigkeit von einer grundsätzlich ruhenden Position in einen Strömungszustand beschleunigt wird. Während dieser Zeiträume sind die Schäden durch Verschleiß an nachgeschalteten Komponenten besonders hoch. Erhöhte Kraftstoffverunreinigungspegel erheblicher Größenordnung sind beim Motorstart und während schneller Veränderungen der Durchflussmenge festgestellt worden. Derartige Erhöhungen der durch die Flüssigkeit selbst verursachten Verunreinigung verkürzen die Lebensdauer der Komponenten und beeinträchtigen die Zuverlässigkeit von Motoren sowie die Systemrobustheit insgesamt. Diese erhöhten Verunreinigungspegel sind zudem eine mögliche Ursache für die verkürzte Nutzungsdauer des Filtersystems. Zusätzlich führt die Einführung mehrerer Filterelemente wie der oben beschriebenen Vorfilter für Luftfiltersysteme zu größerer Verengung der Filtersysteme und verursacht so parasitären Flüssigkeitsdruckverlust in den Filtersystemen.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Ausführungsform betrifft ein Luftfiltersystem. Das Luftfiltersystem schließt ein primäres Filterelement und einen Vorfilter ein, die dem primären Filterelement in Luftstromrichtung vorgeschaltet sind. Das Luftfiltersystem schließt weiterhin ein Umgehungsventil ein, das zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position betätigt werden kann. Wenn sich das Umgehungsventil in der ersten Position befindet, fließt die zu filternde Ansaugluft um den Vorfilter herum und zum primären Filterelement. Wenn sich das Umgehungsventil in der zweiten Position befindet, fließt die zu filternde Ansaugluft zwangsläufig durch den Vorfilter, bevor sie zum primären Filterelement fließt. Das Luftfiltersystem schließt weiterhin einen Sensor für Merkmale der Luftbeschaffenheit und eine Steuerung ein. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie vom entsprechenden Sensor ein Rückmeldesignal über die Merkmale der Beschaffenheit der Ansaugluft erhält und das Umgehungsventil durch einen Betätigungsmechanismus zwischen der ersten und der zweiten Position schaltet.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Filtersystem. Das Filtersystem schließt eine Flüssigkeitsquelle ein, die eine zu filternde Flüssigkeit, einen Hauptfilter, einen sekundären Filter sowie einen Detektor bereitstellt, der einen Füllvorgang, einen Startvorgang, eine Veränderung in der Konzentration der Flüssigkeitsverunreinigung oder in der Flüssigkeitsdurchflussrate des Systems erkennt, das die Flüssigkeit verwendet. Das Filtersystem schließt weiterhin ein Ventil ein, das geöffnet oder geschlossen werden kann, um zwischen einem normalen und einem erweiterten Filtermodus umzuschalten. Der erweiterte Filtermodus entspricht einem Betriebsmodus, in dem eine erhöhte Flüssigkeitsmenge durch das sekundäre Filterelement gefiltert werden muss als im normalen Filtermodus. Das Filtersystem schließt ein elektronisches Steuermodul ein, das über einen Speicher und einen Prozessor verfügt. Das elektronische Steuermodul ist so konfiguriert, dass es vom Detektor ein Rückmeldesignal über einen Füllvorgang, einen Startvorgang, eine Veränderung in der Konzentration der Flüssigkeitsverunreinigung oder in der Flüssigkeitsdurchflussrate empfängt und zwischen dem normalen und dem erweiterten Filtermodus als Reaktion auf den Füllvorgang, den Startvorgang, die Veränderung in der Konzentration der Flüssigkeitsverunreinigung oder in der Flüssigkeitsdurchflussrate umschaltet.
Eine weitere Ausführungsform bezieht sich auf ein Verfahren zum Umschalten eines Filtersystems zwischen normalem Filtermodus und erweitertem Filtermodus, basierend auf einem erkannten Ereignis. Das Verfahren schließt den Empfang eines Rückmeldesignals von einem Sensor des Filtersystems durch ein elektronisches Steuermodul des Filtersystems ein. Das Verfahren schließt weiterhin die Feststellung durch das elektronische Steuermodul ein, ob das Rückmeldesignal einem Füllvorgang oder einem Startvorgang entspricht. Das Verfahren schließt die Aktivierung des erweiterten Filtermodus des Filtersystems durch das elektronische Steuermodul ein. Der erweiterte Filtermodus entspricht einem Betriebsmodus des Filtersystems, in dem eine höhere Menge zu filternder Flüssigkeit durch eine Filterkomponente fließt als im normalen Filtermodus.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Filtersystem. Das Filtersystem schließt eine Flüssigkeitsquelle, die eine zu filternde Flüssigkeit zur Verfügung stellt, sowie einen Hauptfilter und einen Sekundärfilter ein. Das Filtersystem schließt weiterhin einen Sensor für Merkmale der Flüssigkeitsbeschaffenheit ein, der die für die Flüssigkeit charakteristische Merkmale erkennt. Das Filtersystem schließt ein Ventil ein, das geöffnet oder geschlossen werden kann, um zwischen einem normalen und einem erweiterten Filtermodus umzuschalten. Der erweiterte Filtermodus entspricht einem Betriebsmodus, in dem eine höhere zu filternde Flüssigkeitsmenge durch das sekundäre Filterelement gefiltert wird als im normalen Filtermodus. Das Filtersystem schließt ein elektronisches Steuermodul ein, das über einen Speicher und einen Prozessor verfügt. Das elektronische Steuermodul ist so konfiguriert, dass es vom Detektor ein Rückmeldesignal über eine Veränderung der Merkmale für die Flüssigkeitsbeschaffenheit empfängt und zwischen dem normalen und dem erweiterten Filtermodus als Reaktion auf die Veränderung der Flüssigkeitsqualität umschaltet.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Filtersystem. Das Filtersystem schließt eine Flüssigkeitsquelle, die eine zu filternde Flüssigkeit zur Verfügung stellt, sowie einen Hauptfilter und einen Sekundärfilter ein. Das Filtersystem schließt einen Detektor ein, der einen Füllstand, einen Startzustand, eine Veränderung in der Konzentration der Flüssigkeitsverunreinigung oder in der Flüssigkeitsdurchflussrate des Systems feststellt, das die Flüssigkeit verwendet. Das Filtersystem schließt weiterhin eine Pumpe ein, die die Flüssigkeit zum Sekundärfilter leitet, sodass die Pumpe aktiviert und deaktiviert werden kann, um das Filtersystem in einen normalen oder einen erweiterten Filtermodus zu schalten. Der erweiterte Filtermodus entspricht einem Betriebsmodus, in dem eine höhere Flüssigkeitsmenge durch den Sekundärfilter gefiltert werden muss als im normalen Filtermodus. Das Filtersystem schließt ein elektronisches Steuermodul ein, das über einen Speicher und einen Prozessor verfügt. Das elektronische Steuermodul ist so konfiguriert, dass es vom Detektor ein Rückmeldesignal über einen Füllvorgang, einen Startvorgang, eine Veränderung in der Konzentration der Flüssigkeitsverunreinigung oder in der Flüssigkeitsdurchflussrate empfängt und durch Aktivierung der Pumpe zwischen dem normalen und dem erweiterten Filtermodus als Reaktion auf den Füllvorgang, den Startvorgang, die Veränderung in der Konzentration der Flüssigkeitsverunreinigung oder in der Flüssigkeitsdurchflussrate umschaltet.
Diese und andere Eigenschaften, sowie die Organisation und Art ihres Betriebs, sind der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen zu entnehmen.
KURZBESCHREIBUNGEN DER DARSTELLUNGEN
1 stellt eine schematische Ansicht eines Luftfiltersystems nach einer beispielhaften Ausführungsform dar.
2 stellt eine vergrößerte schematische Ansicht jedes Sensors des Luftfiltersystems aus 1 dar.
3 stellt eine vergrößerte schematische Ansicht des Umgehungsventils des Luftfiltersystems aus 1 dar.
4 stellt eine vergrößerte schematische Ansicht des Umgehungsfilters nach einer beispielhaften Ausführungsform dar.
5 stellt ein Blockschema eines elektronischen Steuermoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel dar.
6 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Umschalten eines Filtersystems zwischen normalem und erweitertem Filtermodus, basierend auf einem erkannten Ereignis gemäß einem Ausführungsbeispiel dar.
7 bis 10 zeigen schematische Ansichten von Flüssigkeitsfiltersystemen gemäß Ausführungsbeispielen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In Bezug auf die Abbildungen (Fig.) allgemein werden Filtersysteme gezeigt, die sowohl über einen normalen als auch über einen erweiterten Filtermodus verfügen. Der normale Filtermodus entspricht einer Betriebsbedingung, unter der die zu filternde Flüssigkeit durch ein primäres Filtersystem geleitet und ein sekundäres Filtersystem umgangen wird. Der erweiterte Filtermodus entspricht einer Betriebsbedingung, unter der die zu filternde Flüssigkeit sowohl durch den Primärfilter als auch den Sekundärfilter geleitet wird. Der erweiterte Filtermodus wird verwendet, wenn die zu filternde Flüssigkeit stärker als normal (d. h. mit einem erhöhten Pegel) durch Wasser, Staub und dergleichen verunreinigt ist oder es zu einer Erhöhung des Flüssigkeitsdurchflusses kommt (z. B. wenn ein Bediener die Drosselung eines Verbrennungsmotors erhöht). Der normale Filtermodus wird verwendet, wenn die zu filternde Flüssigkeit einen normal oder geringer als normal verunreinigt ist oder die Flüssigkeitsdurchflussbedingungen normal sind bzw. ein Fließgleichgewicht besteht.
1 bis 4 betreffen im Allgemeinen ein Luftfiltersystem. Das Luftfiltersystem filtert die Ansaugluft, bevor diese zum Verbrennungsmotor geleitet wird. Das Luftfiltersystem schließt ein primäres Filterelement ein, das aus ein Filtermedium besteht (z. B. eines auf Papierbasis, Schaumstoffbasis, Baumwollbasis, ein gefaltetes Filtermedium usw.). Das Luftfiltersystem schließt ebenfalls einen Vorfilter ein, der dem primären Filterelement vorgeschaltet ist. Das Luftfiltersystem ist mit einem Steuersystem ausgestattet, das einen Sensor einschließt (z. B. einen Staubpartikelsensor, einen Feuchtigkeitssensor, einen Trübheitssensor usw.) sowie einen Ventilmechanismus zur Umgehung des Durchflusses, der es der Ansaugluft bei geöffnetem Ventil ermöglicht, den Vorfilter zu umgehen und direkt zum primären Filterelement zu fließen. Basierend auf der Rückmeldung vom Sensor (z. B. einem Rückmeldesignal, das eine Luftbeschaffenheitsmessung, eine bestimmte Staubmenge in der Luft, eine bestimmte Luftfeuchtigkeit usw. anzeigt) ist das Umgehungsventil entweder geöffnet oder geschlossen. Während der vom Sensor angezeigten Betriebsbedingungen mit sauberer Luft (z. B. geringe Staub- und Feuchtigkeitskonzentrationen) ist das Umgehungsventil geöffnet, damit die Ansaugluft den Vorfilter umgehen kann. Somit wird dem Luftstrom ein geringer Widerstand entgegengebracht und eine höhere Kraftstoffverwertung erreicht. Während der vom Sensor angezeigten Betriebsbedingungen mit verschmutzter Luft (z. B. starke Staub- oder Feuchtigkeitskonzentrationen) ist das Umgehungsventil geschlossen und leitet somit die Ansaugluft in den Vorfilter, um die Nutzungsdauer des primären Filterelements zu erhöhen. Das gesamte Luftfiltersystem sorgt für eine bessere Kraftstoffverwertung insgesamt (d. h. im Durchschnitt) als Systeme ohne Umgehungsventil.
5 bis 9 betreffen im Allgemeinen ein Flüssigkeitsfiltersystem. Das Flüssigkeitsfiltersystem kann ein Kraftstofffiltersystem, ein Ölfiltersystem oder ein Hydraulikflüssigkeitsfiltersystem sein. Flüssigkeitsfiltersysteme ziehen die zu filternde Flüssigkeit aus einem Lagertank. Das Filtersystem erkennt Ereignisse wie Betankung oder Motor- sowie Hydrauliksystemstarts mithilfe von Sensoren (z. B. Flüssigkeitsdurchflusssensoren, Sensoren für Merkmale der Flüssigkeitsbeschaffenheit usw.) oder Detektoren (z. B eine Zündung), die eine elektrische Ausgabe oder ein elektrisches Signal erzeugen. Eine Steuerung, wie das elektronische Steuermodul (electronic control unit, ECU) des Motors oder Hydrauliksystems, das die Ausgangssignale des Sensors oder Detektors überwacht und empfängt. Wenn die Steuerung ein Signal empfängt, das eine Betankung oder einen Startvorgang anzeigt, kann sie das Filtersystem für eine bestimmte Zeitspanne in einen erweiterten Filter-Betriebsmodus versetzen. In einigen Anordnungen versetzt die Steuerung das Filtersystem in den erweiterten Betriebsmodus, wenn der Flüssigkeitsdurchfluss durch das Filtersystem über einer normalen Flüssigkeitsdurchflussmenge liegt oder sich verändert. Während sich das Filtersystem im erweiterten Filterbetriebsmodus befindet, leitet es die Flüssigkeit durch zusätzliche Filterkomponenten, die der normale Filterbetriebsmodus nicht umfasst, um potenzielle hohe Verunreinigungspegel der Flüssigkeit zu senken. Der erweiterte Betriebsmodus wird über einen von der Steuerung festgelegten Zeitraum beibehalten. Alternativ wird der erweiterte Betriebsmodus beibehalten, während die Flüssigkeitsdurchflussmenge sich ändert oder über der normalen Flüssigkeitsdurchflussmenge befindet. Nach Ablauf der Zeitspanne oder wenn die Flüssigkeitsdurchflussmenge im Filtersystem zu einem normalen Wert oder ins Fließgleichgewicht zurückgekehrt ist, wird das Filtersystem wieder in seinen normalen Betriebsmodus versetzt.
Bezugnehmend auf 1 wird eine schematische Ansicht eines Luftfiltersystems 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Luftfiltersystem 100 filtert Ansaugluft 102 und leitet die Ansaugluft 102 zu einem Gerät wie einem Verbrennungsmotor (z. B. eines Fahrzeugs, eines Generators, einer Baumaschine usw.). Das Luftfiltersystem 100 schließt ein primäres Filterelement 104 in einem Filtergehäuse 106 ein. Das primäre Filterelement 104 kann ein Filtermedium auf Papierbasis, Schaumstoffbasis, Baumwollbasis, ein gefaltetes Filtermedium, ein Flächenfilterelement, ein zylindrisches Filterelement oder ein anderer Filterelementtyp sein. Das primäre Filterelement 104 entfernt mindestens einen Anteil des Staubs, der Feuchtigkeit und anderer Partikel aus der Ansaugluft 102. Das Luftfiltersystem 100 schließt ebenfalls einen Vorfilter 108 ein, der dem primären Filterelement 104 in der Luftstromrichtung vorgeschaltet ist. Der Vorfilter 108 kann ein Ausstoß-Vorfilter, ein Vorabscheider-Vorfilter, ein Zyklon-Vorfilter oder dergleichen sein. Wenn Ansaugluft durch den Vorfilter 108 geleitet wird, entfernt der Vorfilter 108 mindestens einen Anteil des Staubs, der Feuchtigkeit und anderer Partikel aus der Ansaugluft 102, bevor diese vom primären Filterelement 104 verarbeitet wird. Wenn die Ansaugluft 102 durch den Vorfilter 108 geleitet wird, ist die Verengung des Luftfiltersystems 100 größer als wenn der Vorfilter 108 nicht vorhanden ist.
Das Luftfiltersystem 100 schließt ein Umgehungssteuersystem ein. Das Umgehungssteuersystem schließt ein Umgehungsdurchflussventil 110, einen Umgehungszulauf 112, einen Sensor 114 und eine Steuerung 202 (wie in 2 gezeigt) ein. Obwohl das Luftfiltersystem 100 in der Darstellung zwei Sensoren 114 einschließt, kann es so konfiguriert werden, dass es mit einem einzelnen Sensor 114 funktioniert (z. B. einem einzelnen Sensor 114, der einem Umgehungsventil vorgeschaltet ist, das ebenfalls sowohl dem Vorfilter 110 als auch dem Umgehungszulauf 112 vorgeschaltet ist). Der Sensor 114 misst ein Merkmal der Luftbeschaffenheit der Ansaugluft 102. Das Merkmal der Luftbeschaffenheit kann sich auf den Staubanteil in der Luft, den Feuchtigkeitsanteil in der Luft oder eine Kombination beider Werte beziehen. Die Sensoren 114 können entweder ein Staubpartikelsensor, ein Feuchtigkeitssensor, ein Trübungssensor, ein Kapazitätssensor oder dergleichen sein. Die Sensoren 114 liefern Rückmeldesignale, die der Steuerung 202 des Umgehungssteuersystems das erkannte Merkmal der Luftbeschaffenheit anzeigen. In einigen Anordnungen ist die Steuerung 202 ein Motorsteuermodul („ECM”) eines Verbrennungsmotors.
Die Steuerung 202 öffnet und schließt das Umgehungsdurchflussventil 110 auf Grundlage des gemessenen Merkmals der Luftbeschaffenheit (z. B. auf Grundlage des von den Sensoren 114 empfangenen Rückmeldesignals). Wenn die Sensoren melden, dass die Ansaugluft 102 sauber ist (z. B. einen niedrigen Staub- und Feuchtigkeitspegel aufweist), stellt die Steuerung 202 das Umgehungsdurchflussventil 110 in eine erste, offene Position, wodurch ein erster Luftströmungsweg für das Luftfiltersystem 100 erzeugt wird. Die erste Luftströmung ermöglicht es der Ansaugluft 102, den Vorfilter 108 zu umgehen und zum primären Filterelement 104 zu fließen. Wenn die Sensoren melden, dass die Ansaugluft 102 verschmutzt ist (z. B. einen Staub- oder Feuchtigkeitspegel aufweist, der über dem Schwellenwert liegt), stellt die Steuerung 202 das Umgehungsdurchflussventil 110 in eine zweite, geschlossene Position, wodurch ein zweiter Luftströmungsweg für das Luftfiltersystem 100 erzeugt wird. Der zweite Luftströmungsweg ermöglicht es der Ansaugluft 102, den Vorfilter 108 zu durchlaufen, bevor sie zum primären Filterelement 104 fließt. Der zweite Luftströmungsweg verfügt über eine höhere Verengung als der erste Strömungsweg. Der zweite Luftströmungsweg erhöht die Lebensdauer des primären Filterelements 104 unter Betriebsbedingungen mit verschmutzter Luft. Es versteht sich, dass die Strömungswege des Luftfiltersystems 100 auf entgegengesetzte Art und Weise konfiguriert werden können (z. B. so, dass der Vorfilter 108 von der Ansaugluft 102 umgangen wird, wenn das Umgehungsdurchflussventil 110 geschlossen ist).
Bezugnehmend auf 2 wird eine vergrößerte schematische Ansicht jedes Sensors 114 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Während die Ansaugluft 102 durch die Sensoren 114 oder um sie herum strömt, erkennt jeder Sensor 114 das jeweilige Merkmal der Luftbeschaffenheit. In einigen Anordnungen wird das Merkmal der Luftbeschaffenheit durch Zählen und Vermessen von Partikeln bestimmt, die jeden Sensor 114 durchlaufen oder umströmen. In anderen Anordnungen wird das Merkmal der Luftbeschaffenheit durch Messen der Trübung oder Transparenz der Ansaugluft 102 abgetastet, indem die Ansaugluft 102 von einem Licht oder Laser durchleuchtet wird. Die Ansaugluft 102 kann zum Beispiel zwischen zwei Teilen jedes Sensors 114 hindurchfließen: einem Licht aussendenden und einem Licht messenden Teil. In der Beispielanordnung strahlt der Licht aussendende Teil Licht in den Licht messenden Teil aus. Die Trübung der Ansaugluft 102 wird auf Grundlage dessen bestimmt, wie viel oder wie wenig Licht vom Licht messenden Teil erkannt wird. Die Trübung der Ansaugluft 102 entspricht der Staub- und Feuchtigkeitsmenge, die sich in der Ansaugluft 102 befindet. In einer alternativen Anordnung wird das Merkmal der Luftbeschaffenheit durch Messen des Feuchtigkeitsgehalts der Ansaugluft 102 abgetastet. In weiteren Anordnungen wird das Merkmal der Luftbeschaffenheit durch Messen einer Kapazität oder Induktivität der Ansaugluft 102 abgetastet.
3 zeigt eine vergrößerte schematische Ansicht des Umgehungsventils 110 aus 1. Das Umgehungsventil 110 schließt eine Klappe 302 und ein Scharnier 304 ein. Das Scharnier 304 ist in der Nähe des Umgehungszulaufs 112 positioniert. Das Scharnier 304 ermöglicht es der Klappe 302, sich um das Scharnier 304 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position zu drehen. In der ersten Position wird die Klappe 302 vom Umgehungszulauf 112 weggedreht, womit das Umgehungsventil 110 in die offene Position gebracht wird. Dadurch kann die Ansaugluft 102 wie oben beschrieben den ersten Luftströmungsweg durchfließen. In der zweiten Position wird die Klappe 302 zum Umgehungszulauf 112 hingedreht, womit das Umgehungsventil 110 in die geschlossene Position gebracht wird. Dadurch kann die Ansaugluft 102 wie oben beschrieben den zweiten Luftströmungsweg durchfließen. Ein Ventilbetätigungsmechanismus 306 bewegt die Klappe 302 zwischen der ersten Position und der zweiten Position hin und her. In einigen Anordnungen kann der Ventilbetätigungsmechanismus 302 die Klappe 302 in einer beliebigen Position zwischen der ersten und der zweiten Position halten, wobei ermöglicht wird, dass mindestens ein Teil der Ansaugluft 102 durch den Vorfilter 108 strömt und ein Teil der Ansaugluft 102 den Vorfilter 108 umgeht. Der Ventilbetätigungsmechanismus 302 wird von der Steuerung 202 auf Grundlage der Rückmeldesignale der Sensoren 114 gesteuert.
4 zeigt eine vergrößerte schematische Ansicht eines Umgehungsfilters 400 nach einer beispielhaften Ausführungsform. Das Umgehungsventil 400 ist dem Umgehungsventil 110 ähnlich und bildet eine Alternative zu ihm. Der Einfachheit halber werden ähnliche Referenznummern und Bezeichnungen für die Beschreibung des alternativen Umgehungsventils 400 verwendet. Im Gegensatz zum Umgehungsventil 110, bei dem eine Klappe 302 geöffnet und geschlossen wird, funktioniert das Umgehungsventil 400 durch Öffnen und Schließen mehrerer Luftschlitze 402. Jeder der Luftschlitze 402 schließt eine Lamelle und ein zentrales Scharnier ein. Die Luftschlitze 402 bewegen sich zusammen zwischen einer offenen Position (wenn jede Lamelle im Wesentlichen rechtwinklig zur Achse 406 liegt) und einer geschlossenen Position (wenn jede Lamelle im Wesentlichen parallel zur Achse 406 liegt). Wenn sich die Luftschlitze 402 in der geöffneten Position befinden, umgeht die Ansaugluft 102 den Vorfilter 108 (d. h. sie folgt dem ersten Luftströmungsweg, der oben bezugnehmend auf 1 bis 3 beschrieben wurde). Wenn sich die Luftschlitze 402 in der geschlossenen Position befinden, wird die Ansaugluft 102 dazu gezwungen, durch den Vorfilter 108 zu strömen (d. h. sie folgt dem zweiten Luftströmungsweg, der oben bezugnehmend auf 1 bis 3 beschrieben wurde). Ein Ventilbetätigungsmechanismus 404 bewegt die Luftschlitze 402 zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position hin und her. Der Ventilbetätigungsmechanismus 404 wird von der Steuerung 202 auf Grundlage der Rückmeldesignale der Sensoren 114 gesteuert.
Die oben beschriebenen Vorfilter-Umgehungssysteme und -verfahren ermöglichen eine zusätzliche Verengung bei Vorfiltern in anpassungsfähigen Luftfiltersystemen, wodurch eine bessere Staubabscheidung möglich ist, wenn tatsächlich Staub abgeschieden wird, ohne dass bei sauberen Luftströmen mithilfe von Umgehungsventilen Abstriche bei der Verengung gemacht werden. Die Systeme und Verfahren wirken unnötigem Druckverlust entgegen, während die Strömung durch einen Vorfilter oder ein Feuchtigkeitsentzugssystem vermieden wird.
Wie weiter unten genauer beschrieben, können ähnliche Konzepte auf andere Filtertypen wie Kraftstoff-, Öl- und Hydraulikflüssigkeitsfiltersysteme angewandt werden. In bestimmten Filtersystemen, die aus einem Tank (z. B. einem Kraftstofftank, einem Öltank, einem Hydraulikflüssigkeitstank usw.) stammende Flüssigkeit filtern, können bestimmte Betriebsbedingungen dazu führen, dass diese eine stärkere Verunreinigung aufweist. Insbesondere können Verunreinigungspartikel der Oberflächen der Leitungen, Filtermedien, Tankböden und ähnlicher Oberflächen bei Schüben in der Flüssigkeitsströmung mitgerissen werden, die durch Betankung und Startvorgänge von Motoren oder Hydrauliksystemen ausgelöst werden können.
Es wird auf 5 verwiesen, wo ein Blockschema eines ECU 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Das ECU 500 steuert den Betrieb eines Filtersystems. Das ECU 500 schaltet das Filtersystem von einem normalen auf einen erweiterten Filtermodus und umgekehrt. Der erweiterte Filtermodus entspricht einem Betriebsmodus des Filtersystems, in dem eine höhere Menge zu filternde Flüssigkeit durch eine Filterkomponente fließt als im normalen Filtermodus. Das ECU 500 schließt im Allgemeinen einen Prozessor 502, einen Speicher 504 und einen Eingang/Ausgang (E/A) 506 ein. Der Speicher 504 schließt Programmiermodule ein, die, wenn sie vom Prozessor 502 ausgeführt werden, den Betrieb des ECU 500 und somit den Betrieb des Filtersystems steuern.
Mithilfe des E/A 506 überwacht das ECU 500 die Rückmeldesignale, um festzustellen, wann ein Füll- oder Startvorgang erkannt wird. Tank- und/oder Startvorgänge erfasst das ECU 500 dadurch, dass es abtastet, ob der Tankeinfülldeckel angebracht ist oder entfernt wurde, Veränderungen im Pegel des Flüssigkeitstanks feststellt, abtastet, ob der Verbrennungsmotor oder das Hydrauliksystem, das vom Filtersystem versorgt wird, eingeschaltet wurde (z. B. durch Erkennen der Betätigung einer Taste), erkennt, ob ein Flüssigkeitsdurchfluss durch das Filtersystem eingeleitet wurde und/oder Veränderungen in der Durchflussmenge durch das Filtersystem misst. Dementsprechend kann das ECU 500 mit verschiedenen Sensoren kommunizieren (z. B. Flüssigkeitstankdeckelsensoren, Tankflüssigkeitssensoren, Durchflussmengensensoren, Motorsteuermodule, Hydrauliksystemsteuermodule, Motorzündungssensoren, Flüssigkeitsqualitätsmerkmalsensoren usw.). Beispiele für Flüssigkeitserkennungstechniken und -systeme sind in US-Patent-Veröffentlichung Nr. 2010/0327884 , US-Patent-Veröffentlichung Nr. 2011/0140877 und US-Patent-Veröffentlichung Nr. 4.173.893 beschrieben, wovon jedes hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit und für alle Zwecke aufgenommen wird. In einigen Anordnungen ist es wünschenswert, einen Analogausgang eines der oben beschriebenen Sensoren in einen Digitalausgang umzuwandeln, um die Sensor-Signalausgabe an das ECU 500 zu erleichtern. In solchen Anordnungen kann das ECU 500 aufgrund der digitalen Rückmeldesignale so programmiert werden, dass es diese Signale interpretiert, um unbedeutende Veränderungen des Flüssigkeitspegels oder der Durchflussmenge von wichtigen Ereignissen wie Tank- oder Startvorgängen zu unterscheiden (ausführlichere Beispiele folgen).
Mithilfe des E/A 506 kann das ECU 500 Ventile und Ableiter des Filtersystems betätigen, um zwischen dem normalen und dem erweiterten Filtermodus umzuschalten. Das ECU 500 schaltet basierend auf dem von den oben beschriebenen Sensoren erhaltenen Rückmeldung zwischen den Betriebsmodi um. Zusätzlich kann das ECU 500 durch den E/A 506 mithilfe einer Benutzeranzeige (z. B. eines Displays, einer LED, eines Armaturenbretts usw.) mit einem Bediener oder Techniker kommunizieren.
In einigen Anordnungen kann das ECU 500 zwischen Betankungen, Veränderungen der Flüssigkeitsdurchflussmenge und Startvorgängen unterscheiden, da die höchsten Verunreinigungspegel der in den Tanks gelagerten Flüssigkeiten voraussichtlich während der Betankung durch Resuspension abgesetzter Verunreinigungen (etwa vom Tankboden) und die Zufuhr neuer Verunreinigungen aus der neuen Flüssigkeit vorkommen. Dementsprechend kann das ECU 500 das Filtersystem für eine Betankung über einen längeren Zeitraum und für einen System- oder Motorstartvorgang über einen kürzeren Zeitraum in den erweiterten Filtermodus schalten. Um zwischen beiden zu unterscheiden, kann das ECU 500 auf eine Kombination von Sensortechnologien (z. B. Flüssigkeitstankdeckelsensoren, Flüssigkeitsmerkmalsensoren und Sensoren für die Durchflussmenge der Flüssigkeit) zurückgreifen. Alternativ kann das ECU 500 Datenzufuhr von einem Ortungssensor (z. B. einem GPS-Transponder) erhalten, um eine Position des Fahrzeugs oder der Maschine mit Positionen bekannter Tankstellen oder Füllanschlüsse abzugleichen. Wenn entweder der Motor eingeschaltet wird oder sich die Durchflussmenge von Null auf eine Betriebsmenge erhöht, während das Fahrzeug sich in der Nähe der Position einer Tankstelle (z. B. 20 Meter davon entfernt) befindet, kann das ECU 500 dieses Ereignis als Betankung interpretieren. Wenn sich das Fahrzeug nicht in der Nähe einer Tankstelle befindet, interpretiert das ECU 500 das Ereignis als einen einfachen Startvorgang.
Der Betrieb des ECU 500 in spezifischen Systemen wird nachstehend unter Bezugnahme auf 6 bis 10 ausführlicher erörtert.
Unter Bezugnahme auf 6 wird ein Flussdiagramm eines Verfahrens 600 zum Umschalten eines Filtersystems zwischen normalem und erweitertem Filtermodus basierend auf einem erkannten Ereignis gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Verfahren 600 wird von einer Filtersystemsteuerung wie ECU 500 durchgeführt. Bei Verfahren 600 wird das Filtersystem normalerweise im normalen Filtermodus betrieben. Das Filtersystem kann zeitweise in einen erweiterten Filtermodus geschaltet werden, und zwar auf Grundlage erkannter Ereignisse (z. B. einer Betankung oder eines Startvorgangs).
Verfahren 600 beginnt, wenn eine Betankung bei 602 oder ein Startvorgang bei 604 beginnt. Eine Betankung bezieht sich auf eine Situation, in der ein Tank, in dem vom Filtersystem zu filternde Flüssigkeit aufbewahrt wird, mit zusätzlicher Flüssigkeit befüllt wird. Ein Startvorgang findet statt, wenn ein Verbrennungsmotor oder ein Hydrauliksystem, das die vom Filtersystem gefilterte Flüssigkeit verwendet, gestartet wird. Die Betankung oder der Startvorgang können von den oben beschriebenen Sensoren oder Detektoren erkannt werden. Eine Betankung kann zum Beispiel erkannt werden, indem abgetastet wird, ob der Einfülldeckel des Flüssigkeitstanks angebracht ist oder entfernt wurde oder indem Veränderungen des Flüssigkeitsstands im Tank festgestellt werden. Ein Startvorgang kann festgestellt werden durch Abtasten oder Erkennen, ob der Motor oder das Hydrauliksystem eingeschaltet wurde oder durch Abtasten, ob der Flüssigkeitsstrom durch das Filtersystem eingeleitet wurde oder eine Veränderung in der Durchflussmenge stattgefunden hat.
Rückmeldesignale der Sensoren werden vom ECU 500 bei 606 empfangen. Auf Grundlage der Rückmeldesignale der Sensoren kann das ECU 500 eine vorhandene Betankung (die bei 602 stattfindet) oder einen Startvorgang (der bei 604 stattfindet) feststellen. Das ECU 500 bestimmt aufgrund der Sensorrückmeldesignale bei 608, ob eine Betankung stattgefunden hat. Wenn ein Signal für eine Betankung angezeigt wird, bestimmt das ECU 500 eine Dauer für den erweiterten Filtermodus bei 610. Die Dauer des erweiterten Filtermodus stellt die Zeitspanne dar, während der das Filtersystem sich im erweiterten Filtermodus befindet, bevor es in den normalen Filtermodus zurückgeschaltet wird. In einigen Anordnungen steht die Dauer für eine Zeitspanne, die benötigt wird, um eine Flüssigkeitsmenge mithilfe des erweiterten Filtermodus zu filtern. In einer weiteren Anordnung bedeutet die Dauer eine benötigte Zeitspanne, um eine Verunreinigungsmenge aus der Flüssigkeit zu entfernen oder den Verunreinigungspegel der Flüssigkeit wieder auf einen von einem Sensor erkannten Schwellenwert zu verringern. Weiterhin kann die Dauer für eine Zeitspanne stehen, die benötigt wird, damit sich die Flüssigkeitsdurchflussmenge stabilisiert oder zu einem normalen Durchfluss zurückkehrt, der von einem Durchflussmesser oder einem Durchflusssensor gemessen wird. Die Dauer des erweiterten Filtermodus ist eine relativ kurzfristige erweiterte Filterreaktion, die verwendet wird, um den Verunreinigungspegel der Flüssigkeit zu senken. Wenn bei 608 keine Betankung erkannt wurde, bestimmt das ECU 500, ob bei 614 ein Startvorgang stattgefunden hat.
Wenn ein Signal für einen Startvorgang angezeigt wird, bestimmt das ECU 500 eine Dauer für den erweiterten Filtermodus bei 610. Die Dauer des erweiterten Filtermodus stellt die Zeitspanne dar, während der das Filtersystem sich im erweiterten Filtermodus befindet, bevor es in den normalen Filtermodus zurückgeschaltet wird. In einigen Anordnungen steht die Dauer für eine Zeitspanne, die benötigt wird, um eine Flüssigkeitsmenge mithilfe des erweiterten Filtermodus zu filtern. In einer weiteren Anordnung bedeutet die Dauer eine benötigte Zeitspanne, um eine Verunreinigungsmenge aus der Flüssigkeit zu entfernen oder den Verunreinigungspegel der Flüssigkeit wieder auf einen von einem Sensor erkannten Schwellenwert zu verringern. Weiterhin kann die Dauer für eine Zeitspanne stehen, die benötigt wird, damit sich die Flüssigkeitsdurchflussmenge durch das Filtersystem stabilisiert oder zu einem normalen Durchfluss zurückkehrt, der von einem Durchflussmesser oder einem Durchflusssensor gemessen wird. In einigen Anordnungen unterscheidet sich die Dauer des erweiterten Filtermodus für einen Füllvorgang von der eines erweiterten Filtermodus für einen Startvorgang. Die Dauer des erweiterten Filtermodus kann für einen Füllvorgang zum Beispiel länger als für einen Startvorgang sein. Die Dauer des erweiterten Filtermodus ist eine relativ kurzfristige erweiterte Filterreaktion, die verwendet wird, um den Verunreinigungspegel der Flüssigkeit zu senken.
In jedem der beiden Fälle, wenn ein Füllvorgang bei 608 erkannt oder wenn ein Startvorgang bei 614 erkannt wird, wird der erweiterte Filtermodus bei 612 für die bei 610 festgelegte Zeitspanne aktiviert. Wie unten in Bezug auf 7 bis 10 ausführlicher beschrieben, kann der erweiterte Filtermodus auf verschiedene Weise erreicht werden. Das ECU 500 kann zum Beispiel das Ventil betätigen, das die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch einen Nebenstromabschnitt des Filtersystems erhöht (z. B. wie in 7 gezeigt). Als ein zusätzliches Beispiel kann das ECU 500 einen Ableiter aktivieren, der den Flüssigkeitsdurchfluss durch einen zusätzlichen Vorfilter umleitet, der dem Hauptfiltersystem vorgeschaltet ist (z. B. wie in 8 gezeigt). Als ein zusätzliches Beispiel kann das ECU 500 einen doppelten oder mehrfachen Filtermodus aktivieren (z. B. wie in 9 gezeigt). Als ein weiteres Beispiel kann das ECU 500 Ventile öffnen und schließen, um den Flüssigkeitsdurchfluss durch das Hauptfiltersystem zu stoppen und den Durchfluss durch ein Nebenstromfiltersystem zu erhöhen (z. B. wie in 10 gezeigt). In einigen Anordnungen wird eine Kombination aus den obigen erweiterten Filtermodustechniken vom ECU 500 umgesetzt, und zwar über einen festgelegten Zeitraum, um den Verunreinigungspegel der Flüssigkeit auf annehmbare Werte zu senken.
Wenn bei 608 keine Betankung und bei 614 kein Startvorgang erkannt wird, wird das Filtersystem bei 616 auf den normalen Filtermodus eingestellt. Wenn bei 608 eine Betankung oder bei 614 ein Startvorgang erkannt wird, wird das Filtersystem entsprechend bei 616 auf den normalen Filtermodus eingestellt, nachdem die festgelegte Dauer (festgelegt bei 610) während 612 abläuft. Das ECU 500 überwacht weiterhin die Sensorrückmeldesignale während des Betriebs, nachdem das Filtersystem bei 616 in den normalen Filtermodus geschaltet wurde.
Bezugnehmend auf 7 bis 10 werden schematische Ansichten von Flüssigkeitsfiltersystemen gemäß Ausführungsbeispielen gezeigt. Jedes der beschriebenen Filtersysteme schließt das ECU 500, einen Flüssigkeitstank 702, einen Füll- und/oder Start-Detektor 704, einen Hauptfilter 706 und einen Motor oder ein Hydrauliksystem 708 ein. In einigen Anordnungen schließt der Hauptfilter 706 mehrere Filter ein. In 7 bis 10 stehen dicke Linien jeweils für Rohre, die den Tank 702 mit den verschiedenen Komponenten der Filtersysteme wie dem Hauptfilter 706 und dem Motor oder Hydrauliksystem 708 verbinden. Die Rohre, die vom Motor oder Hydrauliksystem 708 zurück zum Tank 702 verlaufen, sind als gestrichelte Linien eingezeichnet, was bedeutet, dass dieser Rohrabschnitt nur in Anordnungen vorhanden ist, in denen die Flüssigkeit zurückgeleitet wird. Zum Beispiel wird Schmier- und Hydraulikflüssigkeit normalerweise zurückgeleitet, während Kraftstoff im Allgemeinen von einem Verbrennungsmotor verbrannt wird. Dennoch leiten einige Kraftstofffiltersysteme einen Teil des gefilterten Kraftstoffs zurück in den Tank 702. Immer noch unter allgemeiner Bezugnahme auf 7 bis 10 verbinden die dünnen Linien das ECU 500 mit dem Detektor 704 und anderen Komponenten (z. B. einem gesteuerten Ventil oder einer Pumpe). Die dünnen Linien stellen elektronische Betriebsverbindungen (z. B. festverdrahtet oder drahtlos) zwischen diesen Komponenten dar.
Der Flüssigkeitstank 702 ist an einen oder mehrere Detektoren 704 sowie an jegliche oben beschriebenen Detektoren angeschlossen. Die Detektoren 704 können in jeder angemessenen Position angebracht werden. In den Abbildungen wird ein Detektor 704 unten im Tank nur zu Illustrationszwecken gezeigt. Es versteht sich, dass Detektoren außerhalb des Tanks 702 positioniert werden können (z. B. am Tankeinfülldeckel, am Motor- oder Hydrauliksystem 708, entlang einer der Flüssigkeitsleitungen usw.). Jeder der Detektoren 704 ist operativ an das ECU 500 angeschlossen, wie durch den schwarzen Pfeil dargestellt. Wenn das ECU 500 ein Rückmeldesignal oder ein Ausgangssignal empfängt, das eine Betankung, einen Startvorgang, eine Veränderung im Flüssigkeitsdurchfluss, ein Merkmal der Flüssigkeitsbeschaffenheit oder dergleichen anzeigt, kann das ECU 500 ein Signal an ein gesteuertes Ventil oder eine Pumpe senden, um einen erweiterten Filtermodus zu aktivieren (z. B. wie oben in Bezug auf Verfahren 600 beschrieben), indem ein Ventil geöffnet oder geschlossen oder die Pumpendrehzahl gesteuert wird. Normalerweise steuert das ECU 500 die Dauer des erweiterten Filtermodus. Die Dauer kann auf einer Zeitspanne (z. B. wie von einer Zeitschaltuhr des ECU 500 berechnet), einer Veränderung in der Durchflussmenge der Flüssigkeit (z. B. auf Grundlage des Rückmeldesignals eines Flüssigkeitsdurchflusssensors), einem Merkmal der Flüssigkeitsbeschaffenheit (z. B. wie von einem entsprechenden Sensor bestimmt) oder einer Kombination daraus basieren. Die Merkmale der Filter werden in dieser Erfindung nicht beschrieben. Es sich versteht jedoch, dass der Hauptfilter 706 darauf ausgelegt ist, die Verunreinigung bei einer annehmbaren Nutzungsdauer und Verengung für die Anwendung auf ein annehmbares Niveau zu reduzieren und die anderen Filter darauf ausgelegt sind, Leistungsmerkmale zu bieten, die für eine zeitweise Verringerung der extrem hohen Verunreinigungskonzentrationen nach Füll- und Startvorgängen geeignet sind.
Insbesondere bezugnehmend auf 7 wird eine schematische Ansicht eines Filtersystems 700 gezeigt. Das Filtersystem 700 bewirkt den erweiterten Filtermodus, indem es die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch einen Nebenstromfilter 710 erhöht. Der Nebenstromfilter 710 ist Teil eines Flüssigkeitsumlaufkreislaufs (d. h. eines Nebenstromabschnitts) des Filtersystems 700. Während des normalen Betriebs des Filtersystems fließt Flüssigkeit kontinuierlich sowohl durch die Leitungen des Nebenstromabschnitts als auch die Hauptfilterleitungen, wenn der Motor oder das Hydrauliksystem 708 betrieben werden. In einigen Anordnungen kann es jedoch wünschenswert sein, dass es während des normalen Betriebs zu keinem Durchfluss im Nebenstromabschnitt kommt. Beim Startvorgang und unmittelbar nach Füllen des Tanks 702 wird die Durchflussrate durch den Nebenstromabschnitt, einschließlich des Nebenstromfilters 710, gesteigert, um zügig den Verunreinigungspegel der Flüssigkeit zu senken. Die Stärke und Dauer der erhöhten Durchflussmenge durch den Nebenstromfilter 710 werden durch die Anforderungen der Anwendung bestimmt. Dazu gehören unter anderem das Volumens des Tanks 702, die Verunreinigungsempfindlichkeit der nachgeschalteten Komponenten und die Verweilzeit der Flüssigkeit im Tank 702 während des erweiterten Filterbetriebsmodus.
Um zwischen dem erweiterten und dem normalen Filtermodus umzuschalten, regelt das ECU 500 ein gesteuertes Ventil 712. Das gesteuerte Ventil 712 kann dem Nebenstromfilter 710 vor- oder nachgeschaltet sein. Wenn das ECU 500 vom Detektor 704 ein Signal oder eine Ausgabe über einen Füll- oder Startvorgang empfängt, sendet das ECU 500 ein Signal an ein gesteuertes Ventil 712, das operativ mit dem ECU 500 verbunden ist. Das Signal verursacht, dass sich das gesteuerte Ventil 712 öffnet (oder weiter öffnet) und dadurch die Verengung im Nebenstromabschnitt des Filtersystems 700 verringert. Somit wird ein erhöhter Durchfluss durch den Nebenstromfilter 710 ermöglicht. Der Abzweig des Nebenstromabschnitts von der Hauptfilterleitung kann sich an jedem gegebenen Punkt befinden, liegt jedoch vorzugsweise dem Hauptfilter 706 vorgeschaltet. In einigen Anordnungen wird eine Pumpe 714 verwendet, um den Flüssigkeitsdurchfluss durch den Nebenstromabschnitt weiter anzuregen. In solchen Anordnungen ist es eventuell nicht notwendig, das gesteuerte Ventil 712 zu verwenden, da das ECU 500 die Durchflussmenge durch den Nebenstromabschnitt über die Pumpe 714 direkt steuern kann.
Bezugnehmend auf 8 wird eine schematische Ansicht eines Filtersystems 800 gezeigt. Das Filtersystem 800 bewirkt den erweiterten Filtermodus, indem es den Flüssigkeitsdurchfluss durch einen zusätzlichen Vorfilter 802 umleitet, der dem Hauptfilter 706 vorgeschaltet ist. Während des normalen Betriebs des Filtermodus ist das gesteuerte Ventil 804 geöffnet, wodurch die Flüssigkeit beständig nur durch den Hauptfilter 706 fließen kann, wenn der Motor oder das Hydrauliksystem 708 laufen (d. h., die Flüssigkeit umgeht den Vorfilter 802 während des Betriebs im normalen Filtermodus). Beim Start und sofort beim Befüllen des Tanks (d. h. während der erweiterten Filtration) schließt das ECU 500 das gesteuerte Ventil 804 und zwingt die Flüssigkeit somit, durch den Vorfilter 802 zu fließen, bevor sie durch den Hauptfilter 706 fließt. Dadurch, dass die Flüssigkeit zuerst durch den Vorfilter 802 geleitet wird, bevor sie durch den Hauptfilter 706 fließt, ist die Verunreinigungskonzentration in der Flüssigkeit, die in den Hauptfilter 706 gelangt, geringer, wodurch die Lebensdauer des Hauptfilters 706 und der nachgeschalteten Komponenten erhöht wird. In einer alternativen Anordnung wird ein zweiter Filter dem Hauptfilter 706 nachgeschaltet, statt dem Hauptfilter 706 einen Vorfilter vorzuschalten. In solch einer Anordnung wird der zweite Filter nur während der Start- und Füllvorgänge verwendet, und zwar auf ähnliche Weise wie oben in Bezug auf Vorfilter 802 beschrieben. Ähnlich dem Filtersystem 700 kann eine Pumpe 806 verwendet werden, um die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch den Vorfilter 802 und/oder den Hauptfilter 706 zu erhöhen.
Bezugnehmend auf 9 wird eine schematische Ansicht eines Filtersystems 900 gezeigt. Das Filtersystem 900 führt den erweiterten Filtermodus aus, indem es die Doppel- oder Mehrfachfiltration initiiert. Während des Betriebs des normalen Filtermodus bleibt ein betätigtes Ventil 902 geschlossen, wodurch die Flüssigkeit nur durch den Hauptfilter 706 fließen kann, wenn der Motor oder das Hydrauliksystem 708 laufen. Beim Start und unmittelbar nach Befüllen des Tanks (d. h. während der erweiterten Filtration) öffnet das ECU 500 das betätigte Ventil 902 und ermöglicht somit, dass die Flüssigkeit sowohl durch den Hauptfilter 706 als auch durch mindestens einen Zusatzfilter 904 fließen kann. In einigen Anordnungen ist ein zusätzliches betätigtes Ventil positioniert, das in fließender Kommunikation mit dem Zweig des Hauptfilters 706 steht. In diesen Anordnungen ist es möglich, den Fluss durch den Zusatzfilter 904 vollständig umzuleiten, sodass keine Flüssigkeit durch den Hauptfilter 706 fließt. Obwohl nur ein Zusatzfilter 904 in 9 gezeigt wird, versteht sich, dass eine Vielzahl von Zusatzfiltern eingesetzt werden kann. Durch die Umleitung von mindestens einem Teil des Flüssigkeitsstroms durch den Zusatzfilter 904 wird die Durchflussmenge durch den Hauptfilter 706 verringert, was zusätzlich die Beladung zum Hauptfilter 706 reduziert und die Lebensdauer des Hauptfilters 706 verlängert. Außerdem können durch die Umleitung von mindestens einem Teil des Flüssigkeitsstroms durch den Zusatzfilter 904 die gesamten Verunreinigungskonzentrationen in der Flüssigkeit für alle nachgeschalteten Komponenten verringert werden.
Das Filtersystem 900 erlaubt einen abwechselnden Filteransatz, bei dem der Flüssigkeitsstrom während des normalen Betriebs entweder durch den Hauptfilter 706 oder den Zusatzfilter 904 geleitet werden könnte. Das bedeutet, dass einer der Hauptfilter 706 und einer der Zusatzfilter 904 für einen ersten Zeitraum als „Hauptfilter” verwendet werden könnte, und der andere Hauptfilter 706 und der andere Zusatzfilter 904 für einen zweiten Zeitraum als „Hauptfilter” verwendet werden könnte. Dieser abwechselnde Filteransatz ermöglicht eine ausgeglichene Beladung des Hauptfilters 706 und des Zusatzfilters 904, wodurch ermöglicht wird, dass die beiden Filter gleichzeitig gewartet werden, anstatt dass ein Filter früher als der andere Filter ausgetauscht wird. Ähnlich der Filtersysteme 700 und 800 kann eine Pumpe 906 verwendet werden, um die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch den Hauptfilter 706 und den Zusatzfilter 904 zu erhöhen.
Bezugnehmend auf 10 wird ein Filtersystem 1000 gezeigt. Das Filtersystem 1000 ist mit dem Filtersystem 700 vergleichbar. Entsprechend wird die gleiche Nummerierung in Bezug auf die Filtersysteme 1000 und 700 verwendet. Der einzige Unterschied zwischen dem Filtersystem 1000 und dem Filtersystem 700 ist die Position des betätigten Ventils 712, die weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Ähnlich dem Filtersystem 700 führt das Filtersystem 1000 den erweiterten Filtermodus aus, indem es Flüssigkeit durch einen Nebenstromabschnitt des Filtersystems 1000 leitet, zu dem der Nebenstromfilter 710 gehört. Während des normalen Betriebs des Filtersystems 1000 ist das betätigte Ventil 712 offen, was den Flüssigkeitsstrom durch den Hauptfilter 706 und zum Motor oder Hydrauliksystem 708 erlaubt. Nach Tank- oder Startereignissen, die vom ECU 500 basierend auf der Rückmeldung vom Detektor 704 erkannt werden, sendet das ECU 500 ein Signal an das betätigte Ventil 712, um das betätigte Ventil 712 vollständig oder teilweise zu schließen, was den Flüssigkeitsstrom durch den Nebenstromfilter 710 vorübergehend erhöht. Daher werden der Hauptfilter 706 und alle nachgeschalteten Komponenten trotz der erhöhten Verunreinigungskonzentrationen nicht der gesamten Verunreinigungsbelastung pro Zeiteinheit ausgesetzt, und der Hauptfilter 706 und die nachgeschalteten Komponenten sind vor der höchsten Verunreinigungskonzentration der Flüssigkeit geschützt, wodurch ihre Lebensdauer verlängert, die Gerätezuverlässigkeit erhöht und die Systemrobustheit verbessert werden.
Wie oben beschrieben kann das Filtersystem 1000 in den erweiterten Filtermodus wechseln, wenn das betätigte Ventil 712 vollständig geschlossen oder teilweise offen ist. In Anordnungen, bei denen das betätigte Ventil 712 vollständig geschlossen ist, wird der Flüssigkeitsstrom durch den Hauptfilter 706 und somit zum Motor oder Hydrauliksystem 708 unterbrochen. Entsprechend ist diese Option nur sinnvoll, wenn der tatsächliche Betrieb der Ausrüstung, die den Motor oder das Hydrauliksystem 708 verwendet, verzögert werden kann, bis die Flüssigkeit gereinigt wurde. In anderen Anordnungen bleibt das betätigte Ventil 712 nach Füll- oder Startereignissen teilweise offen, damit eine kleine Menge der Flüssigkeit durch den Hauptfilter 706 und zum Motor oder Hydrauliksystem 708 fließen kann, um den minimalen Betrieb des Motors oder Hydrauliksystems 708 (z. B. Leerlauf des Motors) während der Reinigung der Flüssigkeit durch den Nebenstromfilter 710 zu ermöglichen.
Unabhängig vom jeweilig verwendeten Filtersystem wird der erweiterte Filtermodus vom ECU 500 direkt nach der Erkennung eines Füllereignisses, eines Startereignisses, eines anderen vorübergehenden Ereignisses (z. B. solche, die Änderungen der Durchflussmenge der Flüssigkeit durch das Filtersystem verursachen) und beim Start oder bei der Initiierung des Flüssigkeitsstroms vom Tank 702 implementiert. Der erweiterte Filtermodus wird vorübergehend fortgesetzt, bis mindestens einer der folgenden Zustände eintritt: (1) bis eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, (2) bis ein vorgegebenes Flüssigkeitsvolumen gefiltert wurde, (3) bis der Verunreinigungsgrad in der Flüssigkeit auf einen annehmbaren Wert gesunken ist, der von einem tatsächlichen oder virtuellen Verunreinigungssensor bestimmt wird, (4) bis sich die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch das Filtersystem für einen festgelegten Zeitraum stabilisiert hat oder (5) wenn die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch das Filtersystem wieder auf eine normale Durchflussmenge zurückgekehrt ist. Sobald mindestens einer der oben aufgeführten Zustände eintritt, sendet das ECU 500 ein entsprechendes Ausgangssignal, um das System wieder in seinen normalen oder typischen Betriebsmodus oder -zustand zurück zu versetzen. In Anordnungen, bei denen der erweiterte Filtermodus stoppt, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, kann die vorgegebene Zeit als eine Funktion der Verweilzeit der Flüssigkeit während des Betriebs im erweiterten Filtermodus berechnet werden. Normalerweise muss die vorgegebene Zeit mindestens dem Dreifachen der Verweilzeit entsprechen. In Anordnungen, bei denen der erweiterte Filtermodus stoppt, nachdem ein vorgegebenes Flüssigkeitsvolumen gefiltert wurde, ist das vorgegebene Volumen normalerweise eine Funktion des Volumens von Tank 702. Normalerweise muss das vorgegebene Volumen, das während des erweiterten Filtermodus gefiltert werden soll, mindestens dem Dreifachen des Tankvolumens entsprechen. In Anordnungen, bei denen der erweiterte Filtermodus stoppt, nachdem der Verunreinigungsgrad der Flüssigkeit auf einen annehmbaren Wert gesenkt wurde, kann ein Verunreinigungssensor wie beispielsweise ein tragbarer Partikelzähler oder ein anderer Verunreinigungssensor flüssig mit dem System (z. B. direkt hinter dem Tank 702) und elektronisch mit dem ECU 500 verbunden werden, um ein Ausgangssignal auszugeben, das auf die Verunreinigungskonzentration hinweist. Wenn die Verunreinigung einen annehmbaren Reinheitsgrad erreicht, beispielsweise die Klasse 18/16/13 nach ISO 4406, der unter Verwendung eines tragbaren Partikelsensors im Kraftstoff gemessen wird, gibt das ECU 500 ein Signal aus, um den erweiterten Filtermodus zu beenden.
Wie oben erwähnt, ist es in einigen Anordnungen von Vorteil, zwischen Füll- und Startereignissen zu unterscheiden, da der Verunreinigungsgrad nach Betankungen voraussichtlich höher ist. Als Reaktion auf die Bestimmung unterschiedlicher Ereignisse können vom ECU 500 verschiedene erweiterte Filtermodi je nach Ereignistyp umgesetzt werden. Es können zum Beispiel einer (oder mehrere) der erweiterten Filtermodi als Reaktion auf Startereignisse für einen ersten Zeitraum oder für ein gefiltertes Flüssigkeitsvolumen verwendet werden, und die gleichen erweiterten Filtermodi können als Reaktion auf Füllereignisse für einen längeren Zeitraum oder für ein größeres gefiltertes Flüssigkeitsvolumen verwendet werden. Wenn zum Beispiel ein Zeitraum von drei Minuten für Startereignisse verwendet wird, kann ein Zeitraum von sechs Minuten oder mehr für Füllereignisse verwendet werden. Die oben beschriebenen erweiterten Filtermodi können auch als Reaktion auf andere erkannte Ereignisse angewendet werden, beispielsweise auf solche, die Schübe im Flüssigkeitsdurchfluss verursachen (z. B. wenn beschleunigt wird). Der erweiterte Filtermodus kann zum Beispiel als Reaktion auf sich schnell verändernde Durchflussmengen der Flüssigkeit verwendet und für einen bestimmten Zeitraum (z. B. drei Minuten), nachdem sich die Durchflussmenge stabilisiert hat, fortgeführt werden. In diesen Anordnungen kann der erweiterte Filtermodus für einen anderen Zeitraum oder für ein anderes gefiltertes Flüssigkeitsvolumen als bei Füll- oder Startereignissen verwendet werden.
Die oben beschriebenen Filtersysteme 700, 800, 900 und 1000 werden in Bezug auf die Bereitstellung von Flüssigkeit für einen Motor oder ein Hydrauliksystem 708 beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass die in den Filtersystemen 700, 800, 900 und 1000 beschriebenen erweiterten Filtermodi auch auf Großspeichertanks für Flüssigkeiten oder andere Anwendungen angewendet werden können, die nicht direkt mit einem Motor oder Hydrauliksystem verbunden sind. Wenn zum Beispiel der Motor oder das Hydrauliksystem 708 in einem der Filtersysteme 700, 800, 900 oder 1000 entfernt wird, kann das resultierende System mit Großspeicher- oder Abgabetanks verwendet werden, in denen die Flüssigkeit vom Hauptfilter 706 wieder in Umlauf gebracht und/oder abgegeben wird.
Wie hier verwendet, sollen die Begriffe „ungefähr”, „etwa”, „im Wesentlichen” und ähnliche Begriffe eine breit gefächerte Bedeutung aufweisen, die in Übereinstimmung mit der herkömmlichen und üblichen Verwendung durch Fachleute im Fachgebiet dieser Offenbarung stehen. Es ist für Fachleute, die diese Offenbarung lesen, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand als innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt, liegend betrachtet werden.
Es gilt zu beachten, dass der Begriff „beispielhaft” oder „Beispiel”, wie hier zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen verwendet, anzeigen soll, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Veranschaulichungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein solcher Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass solche Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt bei Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Abschnitten der verschiedenen Elemente, Werte von Parameter, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne erheblich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig geformt dargestellt werden, aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert werden, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl separater Elemente bzw. Positionen kann geändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge von Verfahrens- oder Prozessschritten kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls in der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Ein Luftfiltersystem, das Folgendes umfasst: ein primäres Filterelement; einen Vorfilter, der vor dem primären Filterelement in Luftstromrichtung positioniert ist; ein Umgehungsventil, das zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position betätigt werden kann, wobei die zu filternde Ansaugluft den Vorfilter umgeht und zum primären Filterelement strömt, wenn sich das Umgehungsventil in der ersten Position befindet, und die zu filternde Ansaugluft durch den Vorfilter strömen muss, bevor sie zum primären Filterelement strömt, wenn sich das Umgehungsventil in der zweiten Position befindet; einen Sensor für Merkmale der Luftbeschaffenheit; und eine Steuerung, die darauf ausgelegt ist: ein Rückmeldesignal vom Sensor für Merkmale der Luftbeschaffenheit zu empfangen, das auf ein wahrgenommenes Merkmal der Luftbeschaffenheit der Ansaugluft hinweist und das Umgehungsventil zwischen der ersten Position und der zweiten Position über einen Betätigungsmechanismus zu betätigen.
Das Luftfiltersystem nach Anspruch 1, wobei das Umgehungsventil eine Klappe und ein Scharnier umfasst.
Das Luftfiltersystem nach Anspruch 1, wobei das Umgehungsventil eine Vielzahl von Lüftungsschlitzen umfasst.
Das Luftfiltersystem nach Anspruch 3, wobei jeder der Lüftungsschlitze eine Lamelle und ein zentrales Scharnier umfasst.
Das Luftfiltersystem nach Anspruch 4, wobei sich alle Lüftungsschlitze gemeinsam zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegen, wenn sie von der Steuerung betätigt werden.
Das Luftfiltersystem nach Anspruch 1, wobei sich das wahrgenommene Merkmal der Luftbeschaffenheit auf eine Staubmenge in der Ansaugluft, eine Feuchtigkeitsmenge in der Ansaugluft oder eine Kombination daraus bezieht.
Das Luftfiltersystem nach Anspruch 6, wobei der Sensor für die Luftbeschaffenheit das Merkmal der Luftbeschaffenheit durch Zählen und Vermessen von Partikeln wahrnimmt, die am Sensor für die Luftbeschaffenheit vorbeilaufen oder diesen durchlaufen.
Ein Filtersystem, das Folgendes umfasst: eine Flüssigkeitsquelle, die eine zu filternde Flüssigkeit zur Verfügung stellt; einen Hauptfilter; einen sekundären Filter; einen Detektor, der einen Füllzustand, einen Startzustand, eine Änderung der Verunreinigungskonzentration in der Flüssigkeit oder eine Änderung der Durchflussmenge der Flüssigkeit eines Systems erkennt, das die Flüssigkeit verwendet; ein Ventil, das geöffnet oder geschlossen werden kann, um das Filtersystem zwischen einem normalen und einem erweiterten Filtermodus umzuschalten, wobei der erweiterte Filtermodus einem Betriebsmodus entspricht, bei dem eine höhere Menge der zu filternden Flüssigkeit durch das sekundäre Filterelement gefiltert wird, als im normalen Filtermodus; ein elektronisches Steuermodul, das über einen Speicher und einen Prozessor verfügt, wobei das elektronische Steuermodul für Folgendes konfiguriert ist: den Empfang eines Rückmeldesignals vom Detektor, das auf ein Füllereignis, ein Startereignis, eine Änderung der Verunreinigungskonzentration der Flüssigkeit oder eine Änderung der Durchflussmenge der Flüssigkeit hinweist und das Umschalten zwischen dem normalen und dem erweiterten Filtermodus als Reaktion auf das Füllereignis, das Startereignis, die Änderung der Verunreinigungskonzentration in der Flüssigkeit oder die Änderung der Durchflussmenge der Flüssigkeit.
Das Filtersystem nach Anspruch 8, wobei keine zu filternde Flüssigkeit durch den sekundären Filter fließt, wenn sich das Filtersystem im normalen Filtermodus befindet.
Das Filtersystem nach Anspruch 8, wobei etwas der zu filternden Flüssigkeit durch den sekundären Filter fließt, wenn sich das Filtersystem im normalen Filtermodus befindet.
Das Filtersystem nach Anspruch 8, wobei die Flüssigkeitsquelle ein Flüssigkeitstank ist und der sekundäre Filter Teil eines Flüssigkeitsumlaufkreislaufs ist, der Flüssigkeit, die durch den sekundären Filter läuft, zurück zum Flüssigkeitstank leitet.
Das Filtersystem nach Anspruch 11, wobei der Detektor mindestens einen der folgenden Zustände erkennt: ein Flüssigkeitstankdeckel des Flüssigkeitstanks ist vorhanden oder wurde entfernt, Änderungen eines Flüssigkeitsstands im Flüssigkeitstank. Änderungen einer Durchflussmenge der Flüssigkeit, Verunreinigungskonzentration in der Flüssigkeit, oder ein System, das die Flüssigkeit verwendet, wurde eingeschaltet.
Das Filtersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das System, das die Flüssigkeit verwendet, ein Verbrennungsmotor ist.
Das Filtersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das System, das die Flüssigkeit verwendet, ein Hydrauliksystem ist.
Das Filtersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, das außerdem eine Pumpe umfasst, die zusätzlich einen Flüssigkeitsstrom durch den sekundären Filter veranlasst.
Ein Verfahren zum Umschalten eines Filtersystems zwischen einem normalen und einem erweiterten Filtermodus, basierend auf einem erkannten Ereignis, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: den Empfang eines Rückmeldesignals von einem Sensor des Filtersystems durch ein elektronisches Steuermodul des Filtersystems; die Feststellung durch das elektronische Steuermodul, ob das Rückmeldesignal einem Füllereignis oder einem Startereignis entspricht; die Aktivierung des erweiterten Filtermodus des Filtersystems durch das elektronische Steuermodul, wobei der erweiterte Filtermodus einem Betriebsmodus des Filtersystems entspricht, bei dem eine höhere Menge der zu filternden Flüssigkeit durch eine Filterkomponente läuft als im normalen Filtermodus.
Das Verfahren nach Anspruch 16, das zusätzlich die Zurückschaltung des Filtersystems durch das elektronische Steuermodul in den normalen Filtermodus nach einer bestimmten Dauer umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Dauer einen Zeitraum darstellt, für den sich das Filtersystem im erweiterten Filtermodus befindet.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Dauer eine Zeitmenge darstellt, die benötigt wird, um eine Flüssigkeitsmenge während des erweiterten Filtermodus zu filtern.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Dauer eine Zeitmenge darstellt, die benötigt wird, um eine Verunreinigungsmenge während des erweiterten Filtermodus aus der Flüssigkeit zu entfernen.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Dauer mindestens teilweise auf einem Zeitraum basiert, in dem sich die Durchflussmenge der Flüssigkeit verändert.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei die zusätzliche Filterkomponente ein Nebenstromfilter ist.
Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei die zusätzliche Filterkomponente ein Vorfilter ist, der vor einem Hauptfilter positioniert ist.
Ein Filtersystem, das Folgendes umfasst: eine Flüssigkeitsquelle, die eine zu filternde Flüssigkeit zur Verfügung stellt; einen Hauptfilter; einen sekundären Filter; einen Sensor für Merkmale der Flüssigkeitsbeschaffenheit, der ein Merkmal der Beschaffenheit der Flüssigkeit erkennt; ein Ventil, das geöffnet oder geschlossen werden kann, um das Filtersystem zwischen einem normalen und einem erweiterten Filtermodus umzuschalten, wobei der erweiterte Filtermodus einem Betriebsmodus entspricht, bei dem eine höhere Menge der zu filternden Flüssigkeit durch den sekundären Filter gefiltert wird als im normalen Filtermodus; ein elektronisches Steuermodul, das über einen Speicher und einen Prozessor verfügt, wobei das elektronische Steuermodul für Folgendes konfiguriert ist: den Empfang eines Rückmeldesignals vom Detektor, das auf eine Änderung des Merkmals der Beschaffenheit der Flüssigkeit hinweist und das Umschalten zwischen dem normalen Filtermodus und dem erweiterten Filtermodus als Reaktion auf die Änderung des Merkmals der Flüssigkeitsbeschaffenheit.
Das Filtersystem nach Anspruch 24, wobei keine zu filternde Flüssigkeit durch den sekundären Filter fließt, wenn sich das Filtersystem im normalen Filtermodus befindet.
Das Filtersystem nach Anspruch 24, wobei etwas der zu filternden Flüssigkeit durch den sekundären Filter fließt, wenn sich das Filtersystem im normalen Filtermodus befindet.
Das Filtersystem nach Anspruch 24, wobei die Flüssigkeitsquelle ein Flüssigkeitstank ist und der sekundäre Filter Teil eines Flüssigkeitsumlaufkreislaufs ist, der Flüssigkeit, die durch den sekundären Filter läuft, zurück zum Flüssigkeitstank leitet.
Das Filtersystem nach einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei das System, das die Flüssigkeit verwendet, ein Verbrennungsmotor ist.
Das Filtersystem nach einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei das System, das die Flüssigkeit verwendet, ein Hydrauliksystem ist.
Das Filtersystem nach Anspruch 24, wobei das Merkmal der Flüssigkeitsbeschaffenheit eine Verunreinigungsmenge in der Flüssigkeit ist.
Ein Filtersystem, das Folgendes umfasst: eine Flüssigkeitsquelle, die eine zu filternde Flüssigkeit zur Verfügung stellt; einen Hauptfilter; einen sekundären Filter; einen Detektor, der einen Füllzustand, einen Startzustand, eine Änderung der Verunreinigungskonzentration in der Flüssigkeit oder eine Änderung der Durchflussmenge der Flüssigkeit eines Systems erkennt, das die Flüssigkeit verwendet; eine Pumpe, die die Flüssigkeit zum sekundären Filter leitet, sodass die Pumpe aktiviert und deaktiviert werden kann, um das Filtersystem zwischen einem Filtermodus und einem erweiterten Filtermodus umzuschalten, wobei der erweiterte Filtermodus einem Betriebsmodus entspricht, bei dem eine höhere Menge der zu filternden Flüssigkeit durch den sekundären Filter gefiltert wird als im normalen Filtermodus; ein elektronisches Steuermodul, das über einen Speicher und einen Prozessor verfügt, wobei das elektronische Steuermodul für Folgendes konfiguriert ist: den Empfang eines Rückmeldesignals vom Detektor, das auf ein Füllereignis, ein Startereignis, eine Änderung der Verunreinigungskonzentration der Flüssigkeit oder eine Änderung der Durchflussmenge der Flüssigkeit hinweist und das Umschalten zwischen dem normalen und dem erweiterten Filtermodus als Reaktion auf das Füllereignis, das Startereignis, die Änderung der Verunreinigungskonzentration in der Flüssigkeit oder die Änderung der Durchflussmenge der Flüssigkeit durch Aktivierung der Pumpe.
Das Filtersystem nach Anspruch 31, wobei keine zu filternde Flüssigkeit durch den sekundären Filter fließt, wenn sich das Filtersystem im normalen Filtermodus befindet.
Das Filtersystem nach Anspruch 31, wobei etwas der zu filternden Flüssigkeit durch den sekundären Filter fließt, wenn sich das Filtersystem im normalen Filtermodus befindet.
Das Filtersystem nach Anspruch 31, wobei die Flüssigkeitsquelle ein Flüssigkeitstank ist und wobei der sekundäre Filter Teil eines Flüssigkeitsumlaufkreislaufs ist, der Flüssigkeit, die durch den sekundären Filter läuft, zurück zum Flüssigkeitstank leitet.
Das Filtersystem nach Anspruch 34, wobei der Detektor mindestens einen der folgenden Zustände erkennt: ein Flüssigkeitstankdeckel des Flüssigkeitstanks ist vorhanden oder wurde entfernt, Änderungen eines Flüssigkeitsstands im Flüssigkeitstank, Änderungen einer Durchflussmenge der Flüssigkeit, Verunreinigungskonzentration in der Flüssigkeit, oder ein System, das die Flüssigkeit verwendet, wurde eingeschaltet.
Das Filtersystem nach einem der Ansprüche 31 bis 35, wobei das System, das die Flüssigkeit verwendet, ein Verbrennungsmotor ist.
Das Filtersystem nach einem der Ansprüche 31 bis 35, wobei das System, das die Flüssigkeit verwendet, ein Hydrauliksystem ist.
Das Filtersystem nach einem der Ansprüche 31 bis 35, das außerdem eine Pumpe umfasst, die zusätzlich einen Flüssigkeitsstrom durch den sekundären Filter veranlasst.