JP2023544481A - 車載型燃料中水分検知システム及び関連する信号処理 - Google Patents

車載型燃料中水分検知システム及び関連する信号処理 Download PDF

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Abstract

本明細書の実施形態は、車両に搭載され得る燃料中水分検知システムに関する。ある実施形態では、光源と、光検出器と、センサコントローラとを有する燃料中水分検知システムが含まれ、センサコントローラは、光検出器と信号通信し、及びセンサコントローラは、光検出器から受信された信号を評価し、光検出器から受信された信号に基づいて水滴を識別し、分類された水滴に関する情報を記録し、且つ燃料中の水分量の推定値を生成するように構成される。他の実施形態も本明細書に含まれる。

Description

本願は、２０２１年１０月７日にＰＣＴ国際特許出願として、全ての国を指定し、出願人及び発明者を米国市民Ｃｈａｄ Ｍ．Ｇｏｌｔｚｍａｎ、米国市民Ｄａｖｉｓ Ｂ．Ｍｏｒａｖｅｃ、米国市民Ｍｉｋａｙｌａ Ａ．Ｙｏｄｅｒ、米国市民Ｍｉｃｈａｅｌ Ｊ．Ｃｒｏｎｉｎ、米国市民Ｓｔｅｒｌｉｎｇ Ｃ．Ｈａｎｓｅｎ、米国市民Ｂｒａｄｌｙ Ｇ．Ｈａｕｓｅｒ、米国市民Ｄａｖｉｄ Ｄ．Ｌａｕｅｒ、米国市民Ｄａｎｎｙ Ｗ．Ｍｉｌｌｅｒの名義で出願され、２０２０年１０月７日に出願された米国仮特許出願第６３／０８８，７６７号の優先権を主張するものであり、その内容の全体が参照により本明細書に援用される。
本明細書の実施形態は、燃料中水分検知システムに関する。より詳細には、本明細書の実施形態は、車両に搭載され得る燃料中水分検知システムに関する。
汚染された燃料は、車両のダウンタイム並びに特に高額なコモンレールシステム及びコンポーネントの高コストの修理の原因となり得る。現代のエンジンは、車両の燃料システムに最も清浄な燃料が確実に送達されるようにするために、よりよい燃料フィルタ技術を一層必要としている。
燃料の汚染物質の１つは、水である。燃料中の水は、腐食の原因となり、インジェクタノズルを浸食する。これは、燃焼プロセスに悪影響を与え、燃料の潤滑性を低下させ、その結果、システムコンポーネントに損傷を与える可能性がある。水は、とりわけ、貯蔵タンク及び冷却温度による結露から燃料に入り込む。
本明細書の実施形態は、車両に搭載され得る燃料中水分検知システムに関する。第１の態様では、光源と、光検出器と、センサコントローラとを含む燃料中水分検知システムが含まれ、センサコントローラは、光検出器と信号通信し、センサコントローラは、光検出器から受信された信号を評価すること、光検出器から受信された信号に基づいて水滴を識別することと、分類された水滴に関する情報を記録することと、燃料中の水分量の推定値を生成することとを行うように構成される。
第２の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、光検出器から受信された信号の、ベースラインレベルからの偏差に基づいて水滴を識別するように構成される。
第３の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、車両に搭載されるように構成される。
第４の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、識別された水滴に関する情報を車両データネットワークに送信するように構成される。
第５の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、車両データネットワークは、ＣＡＮＢＵＳネットワークを含む。
第６の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、単位時間あたりの識別された水滴の数に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成される。
第７の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、識別された水滴のサイズを推定するように構成される。
第８の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、単位時間あたりの識別された水滴の数及び識別された水滴の推定されるサイズに基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成される。
第９の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、流量センサ及び差圧センサの少なくとも一方をさらに含み得る。
第１０の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、単位時間あたりの識別された水滴の数及び流量センサによって提供された流量に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成される。
第１１の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、単位時間あたりの識別された水滴の数及び別個の供給源から受信された流量に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成される。
第１２の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、遊離水分の推定量に関する信号を出力するように構成される。
第１３の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラの出力信号は、燃料中の水分の急性的及び慢性的レベルを区別する。
第１４の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラの出力信号は、直ちに停止する必要性を生じさせる水分のレベルと、継続的な動作を許容する水分のレベルとを区別する。
第１５の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、燃料ラインに沿って取り付けられる。
第１６の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、燃料フィルタの上流に取り付けられる。
第１７の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、燃料フィルタの下流に取り付けられる。
第１８の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、燃料フィルタヘッド上又は内に取り付けられる。
第１９の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、フローチャネルをさらに含み得、フローチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通する。
第２０の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、フローチャネル内に光を発するように構成される。
第２１の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、光検出器から受信された信号に基づいて水滴のサイズ分布を特定するように構成される。
第２２の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、温度センサを含み得、センサコントローラは、温度センサからの信号を評価し、且つ温度センサからの信号に基づいて、光検出器から受信された信号を正規化するようにさらに構成され得る。
第２３の態様において、本明細書には、光源と、光検出器と、センサコントローラとを有する、車両のための水分汚染監視システムが含まれ得、センサコントローラは、光検出器と電子通信し得、センサコントローラは、光検出器から受信された信号を評価することと、ベースライン値からの偏差に基づいて水滴を検出することと、光検出器から受信された信号の、ベースライン値を超える何れかの上昇及び光検出器から受信された信号の、ベースライン値を下回る何れかの下降の両方を評価することに基づいて、水滴サイズを推定することと、検出された水滴に関する情報を記録することとを行うように構成され得る。
第２４の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、光検器から受信された信号の検出された上昇が、光検出器から受信された信号の検出された下降前に観察され得るか否かに基づいて、水滴サイズを推定するように構成され得る。
第２５の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、車両燃料中の水分量の推定値を生成するように構成され得る。
第２６の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、車両燃料中の水分量の生成された推定値を、対応するジオロケーションデータと共に保存するように構成され得る。
第２７の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、遊離水分量の推定値が閾値を超える場合、通知を開始するように構成され得る。
第２８の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、閾値は、２００パーツパーミリオンの水であり得る。
第２９の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、水分量の推定値が閾値を超える場合、車両停止信号を開始するように構成され得る。
第３０の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、遊離水分量の推定値が第１の閾値を超える場合、第１の通知を開始し、且つ遊離水分量の推定値が第２の閾値を超える場合、第２の通知を開始するように構成され得る。
第３１の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、検出された水滴に関する情報をＣＡＮＢＵＳネットワークに送信するように構成され得る。
第３２の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、燃料ラインに沿って取り付けられ得る。
第３３の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、燃料フィルタの上流に取り付けられ得る。
第３４の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、燃料フィルタの下流に取り付けられ得る。
第３５の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、燃料フィルタヘッド上又は内に取り付けられ得る。
第３６の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、フローチャネルをさらに含み得、フローチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通できる。
第３７の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、フローチャネルに沿って取り付けられ得る。
第３８の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、車両に搭載されるように構成され得る。
第３９の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、マイクロ流体チャネルをさらに含み得、光源は、マイクロ流体チャネル内に光を発する。
第４０の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、燃料タンク内の燃料レベルに関する情報を受信し、且つ燃料レベル情報を、検出された水滴に関する記録された情報と相互参照するように構成され得る。
第４１の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、検出された水滴に基づいて、車両運転者に対する推奨を生成するように構成され得る。
第４２の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、推奨は、推奨される燃料補給場所、推奨されるフィルタの種類、推奨される燃料補給時間及び推奨される車両整備の少なくとも１つを含む。
第４３の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、流量センサをさらに含み得る。
第４４の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、単位時間あたりの識別された水滴の数及び流量センサによって提供された流量に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成され得る。
第４５の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、システムは、光検出器から受信された信号に基づいて水滴のサイズ分布を特定するように構成され得る。
第４６の態様において、車両燃料ライン内の水分汚染を監視する方法が含まれ得る。方法は、光源により、車両燃料ラインと流体連通するマイクロ流体チャネル内に光を発することと、光検出器により、マイクロ流体チャネルからの光を受信することと、センサコントローラにより、光検出器から受信された信号を評価することと、光検出器から受信された信号の、ベースラインレベルからの偏差に基づいて水滴を識別することと、識別された水滴に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成することと、推定される水分量が閾値を超える場合、通知の生成を開始することとを含み得る。
第４７の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、方法は、光検出器によって受信された光の、ベースラインレベルに対する増大及びそれに続く減少に部分的に基づいて、識別された水滴のサイズを推定することをさらに含み得る。
第４８の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、方法は、単位時間あたりの識別された水滴の数及び識別された水滴のサイズの推定値に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成することをさらに含み得る。
第４９の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、方法は、推定される水分量が第１の閾値を超える場合の第１の通知及び推定される水分量が第２の閾値を超える場合の第２の通知の生成を開始することをさらに含み得る。
第５０の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、方法は、推定される水分量に関する車両運転者通知の生成を開始することをさらに含み得る。
第５１の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、車両運転者通知は、推定される水分量を正常、正常超過及び即座の対応が必要の１つに分類する。
第５２の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、車両運転者通知は、推定される水分量を、急性的及び慢性的水分レベルによって区別される正常、正常超過及び即座の対応が必要の１つに分類する。
第５３の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、閾値は、慢性的水分量に関する第１の閾値及び急性的水分量に関する第２の閾値を含む。
第５４の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、方法は、光検出器から受信された信号に基づいて水滴のサイズ分布を識別することをさらに含み得る。
第５５の態様において、光源と、光検出器と、センサコントローラとを含む燃料中水分検知システムが含まれ得、センサコントローラは、光検出器と信号通信し得、センサコントローラは、光検出器から受信された信号を評価することと、光検出器から受信された信号に基づいて、気泡と水滴とを区別することと、水滴に関する情報を記録することと、燃料中の水分量の推定値を生成することとを行うように構成され得る。
第５６の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、ピークの大きさ及びピーク幅の少なくとも１つに基づいて気泡と水滴とを区別するように構成され得る。
第５７の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、ピークの大きさ対ピーク幅の比に基づいて気泡と水滴とを区別するように構成され得る。
第５８の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、ピークの大きさに基づいて気泡と水滴とを区別するように構成され得る。
第５９の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、吸光度ピーク前の反射ピークの大きさに基づいて気泡と水滴とを区別するように構成され得る。
第６０の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、燃料中水分検知システムは、車両搭載検知システムであり得る。
第６１の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、サンプリングチャネルをさらに含み得、サンプリングチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通し得る。
第６２の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、サンプリングチャネル内に光を発するように構成され得る。
第６３の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、燃料中水分検知システムは、水滴の推定されるサイズ及び水滴の推定される数に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成され得る。
第６４の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、近赤外光を発するように構成され得る。
第６５の態様において、光源と、第１の光検出器と、第２の光検出器と、センサコントローラとを含む燃料中水分検知システムが含まれ得、センサコントローラは、第１の光検出器及び第２の光検出器と信号通信し得、センサコントローラは、第１の光検出器及び第２の光検出器から受信された信号を評価することと、第１の光検出器及び第２の光検出器から受信された信号に基づいて、気泡と水滴とを区別することと、水滴に関する情報を記録することと、燃料中の水分量の推定値を生成することとを行うように構成され得る。
第６６の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、第１の光検出器は、燃料中水分検知システムを通過する流体による光の吸光度を検出するように位置付けられ得、及び第２の光検出器は、燃料中水分検知システムを通過する流体中の気泡からの光の反射を検出するように位置付けられ得る。
第６７の態様において、センサコントローラは、吸光度ピーク前の反射ピークの大きさに基づいて気泡と水滴とを区別するように構成され得る。
第６８の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、ピークの大きさに基づいて気泡と水滴とを区別するように構成され得る。
第６９の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、燃料中水分検知システムは、車両搭載検知システムであり得る。
第７０の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、サンプリングチャネルをさらに含み得、サンプリングチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通し得る。
第７１の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、サンプリングチャネル内に光を発するように構成され得る。
第７２の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、燃料中水分検知システムは、水滴の推定されるサイズ及び水滴の推定される数に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成され得る。
第７３の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、近赤外光を発するように構成され得る。
第７４の態様において、近赤外光を発するように構成され得る第１の光源と、可視スペクトル内の光を発するように構成され得る第２の光源と、第１の光源から発せられた光を、それが燃料を通過し得た後に検出するように構成され得る第１の光検出器と、第２の光源から発せられた光を、それが燃料を通過し得た後に検出するように構成され得る第２の光検出器と、センサコントローラとを含む燃料中水分検知システムが含まれ得る。センサコントローラは、第１の光検出器及び第２の光検出器と信号通信し得、且つ第１の光検出器及び第２の光検出器から受信された信号を評価することと、第１の光検出器及び第２の光検出器から受信された信号に基づいて、気泡と水滴とを区別することと、水滴に関する情報を記録することと、燃料中の水分量の推定値を生成することとを行うように構成され得る。
第７５の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、センサコントローラは、第２の光検出器によって検出されたピークの大きさに対する、第１の光検出器によって検出されたピークの大きさに基づいて、気泡と水滴とを区別するように構成され得る。
第７６の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、燃料中水分検知システムは、車両搭載検知システムであり得る。
第７７の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、サンプリングチャネルをさらに含み得、サンプリングチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通し得る。
第７８の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、第１の光源及び第２の光源は、サンプリングチャネル内に光を発するように構成され得る。
第７９の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、燃料中水分検知システムは、水滴の推定されるサイズ及び水滴の推定される数に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成され得る。
第８０の態様において、光源と、光検出器と、サンプリングチャネルであって、光源は、サンプリングチャネル内に光を発するように構成され得、サンプリングチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通し得る、サンプリングチャネルと、センサコントローラとを有する燃料中水分検知システムが含まれ得る。センサコントローラは、光検出器と信号通信し得、且つ光検出器から受信された信号を評価するように構成され得、センサコントローラは、光検出器から受信された信号に基づいて水滴を識別するように構成され得、センサコントローラは、水滴に関する情報を記録するように構成され得、センサコントローラは、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成され得る。
第８１の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、燃料中水分検知システムは、車両搭載検知システムであり得る。
第８２の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、燃料中水分検知システムは、水滴の推定されるサイズ及び水滴の推定される数に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成され得る。
第８３の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、光源は、近赤外光を発するように構成され得る。
第８４の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、サンプリングチャネルへの入口は、燃料フローチャネルの湾曲部分に沿って配置され得る。
第８５の態様において、先行する若しくは後続の態様の１つ若しくは複数に加えて又は幾つかの態様の代替として、燃料ライン内に設置されたシールドであって、気泡がサンプリングチャネルへの入口に入ることを防止するように構成されたシールドをさらに含み得る。
この概要は、本願の教示のいくつかの概要であり、本主題の排他的又は網羅的な取り扱いとすることを意図されない。さらなる詳細は、詳細な説明及び付属の特許請求の範囲に見出される。以下の詳細な説明を読んで理解し、その一部を形成する、それぞれ限定的な意味で解釈されるべきではない図面を参照することで、他の態様も当業者に明らかになるであろう。本明細書の範囲は、付属の特許請求の範囲及びその適法な均等物によって定義される。
態様は、下記の図面と併せてより詳細に理解され得る。
本明細書の各種の実施形態による燃料中水分検知システムを備える車両の概略図である。 本明細書の各種の実施形態による燃料システムの概略図である。 本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの概略図である。 本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの概略図である。 本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの一部の概略図である。 本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの電位対時間の図である。 本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの一部の概略図である。 本明細書の各種の実施形態による検知システムの電位対時間の図である。 本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの一部の概略図である。 本明細書の各種の実施形態による検知システムの電位対時間の図である。 本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの概略図である。 本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの概略図である。 本明細書の各種の実施形態による水分検知システムのコンポーネントのブロック図である。 本明細書の各種の実施形態による検知システムの電位対時間の図である。 本明細書の各種の実施形態による検知システムの電位対時間の図である。 水滴の異なるサイズ分布に関する毎分の吸光度ピーク対水濃度を示すグラフである。 水滴の異なるサイズ分布に関する毎分の反射ピーク対水濃度を示すグラフである。 水滴のサイズ分布に関する吸光度値のヒストグラム及びピーク強度値のヒストグラムである。 水滴のサイズ分布に関する吸光度値のヒストグラム及びピーク強度値のヒストグラムである。 水滴のサイズ分布に関する吸光度値のヒストグラム及びピーク強度値のヒストグラムである。 ２つの異なる水滴のサイズ分布対水滴径間のピーク数比を示すグラフである。 ピーク吸光度と水滴径との間の関係を示すグラフである。 本明細書の検知システムの主要な流体経路を示す図である。 本明細書の検知システムの主要な流体経路を示す図である。 本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの一部の概略図である。 本明細書のシステムにおける水滴及び気泡の異なる吸光レベルのピークのカウントを示すヒストグラムである。 本明細書のシステムにおける水滴及び気泡の吸光度及びピーク幅間の関係を示すグラフである。
実施形態は、様々な改良形態及び代替形態をとることができるが、その具体的事項は、実施例及び図面によって示され、以下に詳細に説明される。しかしながら、本明細書の範囲は、記載される特定の具体的事項に限定されないことが理解されるべきである。逆に、本明細書の趣旨及び範囲に含まれる改良形態、均等物及び代替形態を包含することが意図される。
前述のように、燃料中の１つの汚染物質は、水である。燃料中の水は、腐食の原因となり、インジェクタノズルを浸食する。これは、燃焼プロセスに悪影響を与え、燃料の潤滑性を低下させ、その結果、システムコンポーネントに損傷を与える。水は、とりわけ、貯蔵タンク及び冷却温度による結露から燃料に内に入り込む。
本明細書の実施形態は、車両搭載型の燃料内の水を検知するシステムを含み、これは、水分汚染の存在を検出し、水分汚染の量の推定値を提供することができる。車両搭載型とすることにより、システムは、車両のオペレータ、フリート管理者又はその他にとって有益であり得る情報を提供し、燃料汚染の考え得る原因（例えば、水分汚染のある燃料補給ステーションでの給油）を特定するのを助けるほか、車両の操作を支援しながら損傷を軽減させるための情報を提供できる。例えば、状況によっては、燃料中の水分のレベルが閾値を超えて上昇すると、車両の操作を停止する推奨を行うことができる。他の例として、車両の燃料中の水分のレベルの結果として、修理点検の頻度、使用される燃料フィルタの種類等を含む車両の修理点検に関する推奨がシステムにより行われるようにすることができる。システムは、短期的（すなわち急性的）水レベル情報と長期的（すなわち慢性的）水レベル情報の両方を評価して、車両オペレータ、フリート管理者又はその他により使用可能な完全な情報を提供することができる。
各種の実施形態において、本明細書の燃料中水分検知システムは、光源と、光検出器と、センサコントローラとを含み得る。センサコントローラは、光検出器と信号通信し得る。センサコントローラは、光検出器から受信された信号を評価し、光検出器から受信された信号に基づいて水滴を識別し、分類された水滴に関する情報を記録し、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成することができる。
本明細書の各種の実施形態において、光源と、光検出器と、センサコントローラとを有することができる車両用の水分汚染監視システムが含まれる。センサコントローラは、光検出器と電気的に通信し得、光検出器から受信された信号を評価し、ベースラインからの偏差に基づいて水滴を検出し、光検出器から受信された信号の上昇及び光検出器から受信された信号の、ベースライン値を下回る下降の両方を評価することに基づいて、水滴サイズを推定し、検出された水滴に関する情報を記録及び／又は送信するように構成することができる。
本明細書の各種の実施形態において、燃料中水分検知システムは、気泡と水滴とを区別して、燃料中の水分量をより正確に測定できるようにすることができる。各種の実施形態において、センサコントローラは、光検出器から受信された信号を評価し、光検出器から受信された信号に基づいて、気泡と水滴とを区別し、水滴に関する情報を記録し、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成することができる。
ここで図１を参照すると、本明細書の各種の実施形態による燃料中水分検知システムを備える車両１０２の概略図が示されている。車両１０２は燃料システム１０４を含む。図１は、燃料補給ステーション１０６を示す。車両１０２は、燃料補給ステーション１０６から燃料を得ることができる。しかしながら、燃料中水分検知システム（ここでは図示せず）は、車両１０２に搭載されるように構成され得る。そのため、燃料補給ステーション１０６からの燃料に水による汚染がある場合、システムはこれを検出し、車両オペレータ、フリート管理者又はその他に情報を提供できる。幾つかの場合、例えば車両フリートの場合のように、情報はフリート管理者又は同様の中央管理システムに送り、フリート内の他の車両が同じ燃料補給ステーション１０６で給油しないようにすることができる。幾つかの実施形態において、燃料補給ステーション１０６の経営者に、水による汚染の問題を警告する通知を送ることができる。
次に、図２を参照すると、本明細書の各種の実施形態による燃料システム１０４の概略図が示されている。燃料システム１０４は、燃料タンク２０２、燃料ライン２０４及び燃料フィルタシステム２０８等の各種のコンポーネントを含み得る。燃料システム１０４は、燃料ポンプ２１２、燃料レール２１４及び複数の燃料インジェクタ２１６も含み得る。燃料ライン２０４は、上流側２０６（例えば、燃料フィルタシステム２０８の上流）と下流２１０側とを含む。
本明細書の燃料中水分検知システムは、燃料システム１０４に沿った様々な地点に取り付けることができる。幾つかの実施形態において、燃料中水分検知システム（又はそのコンポーネント）は、燃料ライン２０４に沿って取り付けることができる。各種の実施形態において、燃料中水分検知システムは、燃料フィルタの上流２０６に取り付けることができる。各種の実施形態において、燃料中水分検知システムは、燃料フィルタの下流２１０に取り付けることができる。各種の実施形態において、燃料中水分検知システムは、燃料フィルタヘッド上又は内に取り付けることができる（さらに後述する）。
幾つかの実施形態において、システムは燃料タンク２０２内の燃料レベルに関する情報を受信するように構成することができる。例えば、幾つかの実施形態において、システムは燃料レベル情報を検出された水滴に関する記録情報と相互参照することができる。幾つかの場合、システムは、燃料タンクに関連付けられたセンサから燃料レベルデータを直接取得することができる。幾つかの実施形態において、システムは、ＣＡＮＢｕｓ等の車両データネットワークから燃料レベルデータを取得することができる。「ＣＡＮＢｕｓ」は、機器及び電子部品制御ユニットが相互に通信し得るように考案された車両データバス標準を指す。多くの車両がＣＡＮＢｕｓネットワークを含み、ＣＡＮＢｕｓネットワークとの通信は多くの様々な情報を提供できる。例えば、ＣＡＮＢＵｓネットワークとのインタフェースにより、燃料レベルデータ、エンジンＲＰＭデータ、エンジン動作時間データ、オドメータデータ、エンジン／車両温度データ、燃料消費データ、燃料システムデータ、周囲温度データ、ジオロケーションデータ、燃料流量及びその他の１つ又は複数を提供することができる。
次に、図３を参照すると、本明細書の各種の実施形態による燃料中水分検知システム３０４の概略図が示されている。前述のように、燃料中水分検知システム３０４は、車両に搭載されるように構成され得る。図３は、車両の燃料ライン２０４を示す。図３は、燃料中水分検知システム３０４を示す。燃料中水分検知システム３０４は、フローチャネル３０２を含む。フローチャネル３０２は、車両１０２の燃料ライン２０４と流体連通し得る。そのため、燃料ライン２０４を通して流れる燃料の一部はフローチャネル３０２に入ることができ、そこで燃料中水分検知システム３０４によりテストされる。
本明細書の各種の実施形態において、流量に関するデータは、検出された水滴の数及び検出された水滴のサイズに関するデータと共に、燃料中の水分総量を推定するために使用できる。このような計算を行う際に考慮すべき少なくとも２つの異なる燃料流量があり得ると理解されたい。第１は、エンジン燃料流量である。第２は、センサ燃料流量であり、これは、図３に示されている燃料中水分検知システム３０４のフローチャネル３０２を通る燃料の流量である。エンジン燃料流量は、動作状態及び／又はエンジンの負荷を含む様々な要因に基づいて変化する可能性があるが、典型的には毎分数リットル程度であろう。例えば、あるエンジンに関する典型的な範囲は１～４リットル毎分（ｌｐｍ）又は２～１０ｌｐｍであり得。エンジン流量は、用途によっては最大１７ｌｐｍ以上になり得る。センサ流量はそれよりはるかに低いが、エンジン燃料流量と共に変化する。センサ流量は０．２ｍｌｐｍ（ミリリットル毎分）～２ｍｌｐｍ又は０．８ｍｌｐｍ～１．２ｍｌｐｍであり得る。センサ流量はエンジン流量に関係し、エンジン流量が変化するとセンサ流量も変化する。一方の流量からもう一方の流量への変換は、単純な校正又は関係方程式を適用する問題であり得る。幾つかの実施形態において、システムはデータをルックアップテーブル又はこれと類似の、各々の様々な値のセンサ流量とエンジン流量を関係付けるデータ構造に保存することができ、すると、これら２つの間の変換は単純にルックアップテーブルを参照する問題であり得る。幾つかの実施形態において、センサ流量及びエンジン流量に関するデータは経験的に特定することができる。
幾つかの実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は流量センサ３０６も含む。流量センサ３０６からのデータは、検出された水滴の数及び検出された水滴のサイズに関するデータと共に、燃料中の水分総量を推定するために使用できる。幾つかの実施形態において、流量センサ３０６は、それがセンサ燃料流量を検出中であるように位置付けることができる。燃料中の水分総量を計算／推定する際、センサ燃料流量を特定でき、その後、この情報を検出された水滴の数及び検出された水滴のサイズに関するデータと共に、燃料中の水分総量を推定するために使用できる。しかしながら、場合により、流量センサはエンジンの燃料ラインに沿って位置付けられ得、それによって得られた流量は、エンジン燃料流量である。このような場合、エンジン燃料流量を前述のようにセンサ流量に変換できる。
幾つかの実施形態において、燃料流量に関するデータは、それ以外の方法でも取得でき、したがって流量センサ３０６を省き得る。例えば、幾つかの実施形態において、差圧（ｄＰ）を使用して流量を計算／推定できる。このようにして推定される流量はエンジン燃料流量又はセンサ燃料流量の何れでもあり得る。システムは、差圧センサを含み得、すると、層流の仮定と流体燃料特性の知識を使用すると共に、ｄＰと流量との関係に基づいて流量を計算できる。他の例として、他の実施形態では、燃料中水分検知システム３０４は車両データネットワーク３０８から燃料流量に関する情報（又はそこから燃料流量を導出又はそれ以外に推定できるような情報）を取得することができる。幾つかの実施形態において、車両データネットワーク３０８はＣＡＮＢＵＳネットワークであり得る。しかし、他の実施形態では、車両データネットワーク３０８はワイヤード又はワイヤレスの他の種類のネットワークであり得る。各種の実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、識別された水滴に関する情報を車両データネットワーク３０８に送信するように構成することができる。
次に、図４を参照すると、本明細書の各種の実施形態による燃料中水分検知システムのコンポーネントの概略図が示されている。図４は、フローチャネル３０２を含む燃料中水分検知システム３０４を示す。燃料は、車両の燃料ライン（又は燃料ラインに接続されたコンポーネント）からフローチャネルに流れることができる。幾つかの実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、フローセル４１６も含む。フローセル４１６は、透明であるか、部分的に透明であるか、又は少なくとも透明部分を含み得、ガラス又はポリマー等の各種の材料で形成できる。フローセル４１６（又は光を透過させることができるような他の容器）はフローチャネル３０２に接続できる。したがって、燃料は、フローチャネル３０２を通過し得る。
燃料中水分検知システム３０４は、光源４０８を含む。燃料中水分検知システム３０４は、光源光ガイド４１０も含む。幾つかの実施形態において、水分中燃料検知システム３０４は、光学インタフェース４１４も含み、これは、光源光ガイド４１０とフローセル４１６との間を光結合する。このようにして、光源４０８により生成される発光４２０は、フローセル４１６内の燃料を通過し得る。
第２の光学インタフェース４１４は、フローセル４１６と検出器光ガイド４２２とを光結合できる。燃料中水分検知システム３０４は、検出器光ガイド４２２と光連通する光検出器４０６も含む。幾つかの実施形態において、光源４０８、光検出器４０６及びその他の各種コンポーネントをハウジング４０２内に配置できる。
幾つかの実施形態において、光源４０８は、ＬＥＤ又は他の発光素子であり得る。幾つかの実施形態において、光検出器４０６は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタ、ＣＭＯＳセンサ、電荷結合素子又はその他であり得る。光源光ガイド４１０は、光ファイバ、光パイプ又は光信号を搬送できる他の構造であり得る。同様に、検出器光ガイド４２２も、光ファイバ、光パイプ、光信号を搬送できる他の構造であり得る。
動作において、光源は、燃料のサンプルに（直接又は間接的に）光を発するように構成され得、光検出器は、サンプルを通過した光を（直接又は間接的に）受信するように構成され得る。図４の例では、光源と光検出器は、フローセル４１６のそれぞれの側のコンポーネントと光連通するように配置できる。水による特定の波長の光（赤外光又は約１５５０ナノメートルを中心とする波長の光を含むが、これに限定されない）の吸光度は、燃料によるそれとは異なる。したがって、光検出器からの信号は燃料中の水分量に基づいて変化する。すると、光検出器からの信号を評価して、センサチャネルを通過する燃料中の水分量を特定できる。
フローチャネル３０２は、チャネル径４１８を含む。チャネル径４１８は、様々な寸法の直径を有することができる。幾つかの実施形態において、直径は、１００μｍ、１３０μｍ、１６０μｍ、１９０μｍ、２２０μｍ又は２５０μｍ以上であり得る。幾つかの実施形態において、直径は、１０００μｍ、８５０μｍ、７００μｍ、５５０μｍ、４００μｍ又は２５０μｍ以下であり得る。幾つかの実施形態において、直径は、１００μｍ～１０００μｍ、又は１３０μｍ～８５０μｍ、又は１６０μｍ～７００μｍ、又は１９０μｍ～５５０μｍ、又は２２０μｍ～４００μｍの範囲内であり得る。
光源光ガイド４１０は特定の直径４１２を有することができる。幾つかの実施形態において、直径４１２は、１００μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ又は４００μｍ以上であり得る。幾つかの実施形態において、直径４１２は、８００μｍ、７００μｍ、６００μｍ、５００μｍ又は４００μｍ以下であり得る。幾つかの実施形態において、直径４１２は、１００μｍ～８００μｍ、若しくは１５０μｍ～５００μｍ、若しくは２００μｍ～３００μｍ、若しくは２５０μｍ～３５０μｍの範囲内であり得るか又は約３００μｍであり得る。
検出器光ガイド４２２は特定の直径４２４を有することができる。幾つかの実施形態において、検出器光ガイド４２２の直径４２４は、光源光ガイド４１０の直径４１２より小さい。幾つかの実施形態において、直径４２４は、１００μｍ、１２５μｍ、１５０μｍ、１７５μｍ又は２００μｍ以上であり得る。幾つかの実施形態において、直径４２４は、４００μｍ、３５０μｍ、３００μｍ、２５０μｍ又は２００μｍ以下であり得る。幾つかの実施形態において、直径４２４は、１００μｍ～４００μｍ、若しくは１２５μｍ～３５０μｍ、若しくは１５０μｍ～３００μｍ、若しくは１７５μｍ～２５０μｍの範囲内であり得か又は約２００μｍであり得る。
次に、図５を参照すると、本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの一部の概略図が示されている。燃料はフローセル４１６により画定される流路５０２を通して移動する。光源（ここでは図示せず）からの発光４２０は、光源光ガイド４１０から光学インタフェース４１４に、その後、流路５０２を通過し、そこで水滴５０６と合流する可能性がある。発光（水滴５０６とのその相互作用により変化している）はすると、もう一方の光学インタフェース４１４を通過してから、検出器光ガイド４２２に入る。
検出器光ガイド４２２を通過した光は、その後、光検出器（ここでは図示せず）に移動し、それは、受け取った光に基づいて信号を生成することができる。次に、図６を参照すると、本明細書の各種の実施形態による検知システムに関する電位対時間の図が示されている。変化する電位は、光検出器が受け取った光に基づいて生成できる信号の一例としての役割を果たす。この例では、流路内の燃料のみを示すベースライン６０２が示されている。しかしながら、図６は、マイナス偏差６０４も示す。これは、流路内の、ある量の光を吸収しているか、又は他にある量の光が検出器光ガイド４２２に入ることを阻止する水滴を示し得る。したがって、各種の実施形態において、システム及び／又はそのセンサコントローラは、光検出器から受け取った信号の、ベースライン６０２のレベルからの偏差に基づいて水滴を識別するように構成することができる。
注目すべきことに、本明細書では、大型の水滴により、実際に信号におけるベースラインレベルより上方への偏差が発生し、その後、ベースラインレベルより下に下降することがわかった（例えば、ベースラインからのプラス偏差とその後のベースラインからのマイナス偏差のシーケンス）。そのため、水滴のサイズは、受け取った信号を評価し、特にマイナス偏差のみがあったか又は当初のプラス偏差とそれに続くマイナス偏差があったかを特定することによって検出することができる。
次に、図７を参照すると、本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの一部の概略図が示されている。前述のように、燃料はフローセル４１６により画定される流路５０２を通して移動する。光源（ここでは図示せず）からの発光４２０は、光源光ガイド４１０から光学インタフェース４１４に、その後、流路５０２内を通り、そこで、これは、水滴５０６と合流する可能性がある。発光（水滴５０６とのその相互作用により変化している）は、その後、もう一方の光学インタフェース４１４を通過し、その後、検出器光ガイド４２２に入る。
しかしながら、今度は、信号のマイナス偏差の前に信号のプラス偏差が発生する。次に、図８を参照すると、本明細書の各種の実施形態による検知システムに関する電位対時間の図が示されている。図８は、ベースライン６０２を示し、これは、最初に保持されてから、プラス偏差８０２、その後、マイナス偏差６０４を生じる。このパターンは、マイナス偏差のみを生じさせる水滴と比べてより大きい水滴を示す。
さらに、水滴に関するサイズの情報も収集できる。例えば、極端に大きい水滴はマイナス偏差（当初のプラス偏差の後）の原因となり得、これらによってセンサ信号は、より小さい水滴より長い時間にわたりマイナスの値に保持される。
次に、図９を参照すると、本明細書の各種の実施形態による水分検知システムの一部の概略図が示されている。前述のように、燃料はフローセル４１６により画定される流路５０２を通して移動する。光源（ここでは図示せず）からの発光４２０は、光源光ガイド４１０から光学インタフェース４１４に、その後、流路５０２を通り、そこで、これは、水滴５０６と合流する可能性がある。発光（水滴５０６とのその相互作用により変化している）は、その後、もう一方の光学インタフェース４１４を通して検出器光ガイド４２２に入る。
図１０は、本明細書の各種の実施形態による検知システムに関する電位対時間の図が示されている。図１０は、ベースライン６０２が最初に保持され、その後、プラス偏差８０２及びそれに続く長時間に及ぶマイナス偏差１００２を生じることを示す。
次に、図１１を参照すると、本明細書の各種の実施形態による、本明細書のシステムのコンポーネントの概略図が示されている。システムは、燃料フィルタシステム２０８を含み得る。燃料フィルタシステム２０８は、フィルタヘッド１１０２とフィルタユニット１１０４を含み得る。
図１１は、燃料中水分検知システム３０４のハウジング４０２も示す。ハウジング４０２は、燃料フィルタシステムに制御ケーブル１１０６を介して接続でき、これは、その中に電気ワイヤ及び／又は光ケーブルを含み得る。図１１は、燃料フィルタシステム２０８とは別々のハウジング４０２を示すが、本明細書の各種の実施形態において、ハウジング４０２又は燃料中水分検知システム３０４の他のコンポーネントは、燃料フィルタシステム２０８に物理的に統合し、且つ／又はその中に取り付けることができると理解されたい。さらに、幾つかの実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、燃料フィルタシステム２０８とインタフェースせず、燃料システムの様々な地点で燃料ライン又は燃料ラインに接続されたコンポーネントとインタフェースする。
燃料中水分検知システム３０４は、１つ又は複数のコンポーネント若しくはセンサ装置を含み得、且つ／又は１つ又は複数のコンポーネント若しくはセンサ装置からデータを受信するように構成することができる。例えば、燃料中水分検知システム３０４は、車両データネットワーク３０８とインタフェースし得る。幾つかの実施形態において、車両データネットワーク３０８はＣＡＮＢｕｓネットワークであり得る。しかしながら、車両データネットワーク３０８は、他の種類のデータネットワークとする（又はそれに接続する）こともできる。車両データネットワークとのやり取りは、ワイヤード又はワイレスプロトコルを介して行うことができる。
幾つかの実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、第１の追加的なデータ生成若しくは受信装置１１１２及び／又は第２の追加的なデータ生成若しくは受信装置１１１４と通信することができる。データには、ジオロケーションデータ、気象データ、温度データ、圧力データ、湿度データ、燃料フィルタ型番、エンジン型番、運転者ＩＤ及び検出された燃料補給時間の１つ又は複数を含み得るが、これらに限定されない。
幾つかにおいて、燃料中水分検知システム３０４は、他の種類の汚染物質センサも含み得る。例えば、第１又は第２の追加的なデータ生成及び／又は受信装置は、他の種類の燃料汚染物質センサを含み得るか又はそれと通信し得る。本明細書の各種の実施形態において、システムはすると、燃料補給場所を（少なくとも一部に）汚染物質センサにより識別された汚染物質レベルにおける他の変化と相関させて、特定の燃料補給場所が汚染物質レベルに、したがって燃料中の汚染物質の量に与える影響を識別することができる。このような汚染物質センサとしては、車両搭載型微粒子カウンタ／モニタを含み得るが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、汚染物質センサは、粒子検出のために光遮断の検出を使用する光学系センサを含み得る。例えば、粒子は、発光素子を含む光学フローセルを通過し得る。粒子は、光の一部を遮断して影を作ることができる。これらの影は、光検出器によって検出することができる。汚染物質センサは、光に基づく光学システム以外の検出方法にも依存し得る。例えば、汚染物質センサは、汚染物質を検出するために、電気、磁気、重量及び／又は密度特性に依拠し得る。幾つかの実施形態において、本明細書の汚染物質センサは、流体中微粒子カウントデータに関するＩＳＯ １１１７１に従って粒子を検出できる。他の種類の汚染物質センサからのデータ（及び特に微粒子カウンタ／モニタからのデータ）は、本明細書で論じる他の種類の汚染物質データ又は制約データとは別にも、組み合わせても使用できると理解されたい。
次に、図１２を参照すると、本明細書の各種の実施形態によるシステムの概略図が示されている。図１２は、車両１０２を示す。車両１０２は、燃料中水分検知システムを含む燃料システム１０４を含む。図１２では、車両１０２は燃料補給場所１２１２にあるように示されている。燃料補給場所１２１２は、燃料補給ステーション１０６を含む。
幾つかの場合、燃料中水分検知システム３０４は、クラウド１２２又は他のデータネットワークと直接的なワイヤレスデータ通信を行うことが可能であり得る。幾つかの場合、燃料中水分検知システム３０４は、クラウド１２２又は他のデータネットワークと間接的なワイヤレスデータ通信を行うことができる。幾つかの実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、セルサイト１２２０と通信し得、これはデータ通信をクラウド１２１４及びサーバ１２１６（実体又は仮想）及びデータベース１２１８（実体又は仮想）等のコンポーネントとの間のデータ通信のやり取りを中継できる。
ワイヤレス通信は、様々なプロトコルを用いて行うことができる。例えば、燃料フィルタシステム２０８及び／又は燃料中水分検知システムとクラウド１２１４との間（又は燃料フィルタシステム２０８及び／又は燃料中水分検知システムのコンポーネント間）で交換されるワイヤレス通信／信号は、多くの異なる通信プロトコル標準に従うことができ、幾つかの実施形態では、高周波数伝送を通して、誘導的、磁気的、光学的に又はさらにワイヤード接続を通して行うことができる。本明細書の幾つかの実施形態において、ＩＥＥＥ ８０２．１１（例えば、ＷＩＦＩ（登録商標））、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）（例えば、ＢＬＥ、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）４．２又は５．０）、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）又はセルラ伝送プロトコル／プラットフォーム、例えばＣＤＭＡ、ｃｄｍａＯｎｅ、ＣＤＭＡ２０００、ＴＤＭＡ、ＧＳＭ、ＩＳ－９５、ＬＴＥ、５Ｇ、ＧＰＲＳ、ＥＶ－ＤＯ、ＥＤＧＥ、ＵＭＴＳ、ＨＳＤＰＡ、ＨＳＵＰＡ、ＨＳＰＡ＋、ＴＤ－ＳＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ及びその他を使用できる。各種の実施形態において、別の標準又は所有権保護されているワイヤレス通信プロトコルも使用できる。
参考として、クラウド１２１４のリソースはデータベース１２１８を含み得る。このようなデータベース１２１８は様々な情報を保存でき、これには燃料補給場所のデータ（例えば、燃料補給場所のＩＤ、燃料補給場所のジオロケーションデータ、特定の燃料補給場所に関係する燃料フィルタ装填頻度のデータ、燃料補給場所の推定不純物／汚染物質情報、燃料補給場所訪問データ、燃料補給場所のフィルタ装填による影響に関するデータ及びその他）、フリートデータ、車両データ、フィルタシステムデータ及びその他が含まれるが、これらに限定されない。
データベースコンテンツは、様々な物理的システム、装置及び場所に拡張され得ると理解されたい。さらに、図１２に示されていないが、データベースの記録は、燃料中水分検知システム３０４のレベルでも保存できると理解されたい。各種の実施形態において、データベース１２１８又はその一部は、システムの他のコンポーネントから離れた場所、例えば燃料中水分検知システム３０４に保存できる。幾つかの実施形態において、データベースの記録又は一部は様々な物理的場所にわたって保存でき、幾つかの実施形態では、容易にアクセスできるように様々な物理的場所にわたりキャッシュすることができる。
幾つかの実施形態において、燃料補給場所１２１２は場所通信装置１２０８を含み得る。場所通信装置１２０８は各種のコンポーネントを含み得る。幾つかの実施形態において、場所通信装置１２０８はワイヤレスデータゲートウェイであり得、これにはルータ及び／又は他のデータネットワーキングハードウェア等のコンポーネントが含まれる。幾つかの場合、燃料中水分検知システム３０４は、場所通信装置１２０８とワイヤレス通信を行って、クラウド１２１４又は他のデータネットワークとの通信を提供することができる。幾つかの場合、燃料中水分検知システム３０４は、場所通信装置１２０８から情報、例えばジオロケーションデータデータ（これは、とりわけ緯度／経度座標を含み得る）又は最寄りの住所、最寄りのランドマーク等の他の場所識別情報等を受信できる。本明細書で使用される限り、「ジオロケーションデータ」という用語は、文脈から別の解釈が必要な場合を除き、あらゆる場所識別データへの言及を含むものとする。
幾つかの場合、ジオロケーションデータは、衛星１２２２によるジオロケーションシステムから得ることができる。このようなシステムは、ＧＰＳ Ｌ１／Ｌ２、ＧＬＯＮＡＳＳ Ｇ１／Ｇ２、ＢｅｉＤｏｕ Ｂｉ／Ｂ２、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ１／Ｅ５ｂ、ＳＢＡＳ又はその他を含み得るが、これらに限定されない。各種の実施形態において、システムはジオロケーション回路（後述する）を含み得、これは、衛星１２２２とインタフェースするための適当な信号受信機又は送信機を含み得、及び／又はジオロケーション回路は、ジオロケーションデータを提供するか、又はジオロケーションデータを衛星１２２２若しくは他の装置から得る別の装置若しくはシステムとインタフェースし、且つ／又はそこからデータを受信することができる。しかしながら、本明細書のジオロケーションデータは、衛星１２２２から受信できるか又はそれとのやり取りから得ることのできるもののみに限定されないと理解されたい。ジオロケーションデータは、住所、ビーコン、ランドマーク、各種の参照技術、ＩＰアドレス評価及びその他からも得ことができる。
各種の実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、移動体通信／ガイダンス装置１２１０を含み得、且つ／又はそれと通信し得る。幾つかの場合、移動体通信／ガイダンス装置１２１０は、燃料中水分検知システム３０４及びクラウド又は他のデータネットワークのためのデータ通信を提供するために使用できる。各種の実施形態において、移動体通信／ガイダンス装置１２１０は、車両１０２又は車両１０２の運転者への出力又はそこからの入力を提供することができる。幾つかの場合、移動体通信装置は、車両の運転者に推奨（視覚的、聴覚的及び／又は触覚的）を提供するために使用できる。例えば、各種の実施形態において、推奨はシステムによって生成でき、車両１０２又は車両１０２の運転者に関連付けられる移動体通信ガイダンス装置１２１０に送信できる。本明細書の各種の実施形態において、システムは、車両１０２の運転者のための推奨を検出された水滴に基づいて生成するように構成することができる。各種の実施形態において、推奨は、推奨される燃料補給場所、推奨されるフィルタの種類、推奨される燃料補給時間及び推奨される車両の整備の少なくとも１つを含む。
システムにより生成される特定の推奨／レポートは、特定の情報ポイントを含み得る。しかしながら、単なる例として、燃料中水分検知システム３０４及び／又はそのコンポーネントは、異なる燃料補給場所（及び／又はそのパターン）及びそのような場所の燃料中の水分レベルに関するレポートを生成するように構成することができる。他の具体例として、燃料中水分検知システム３０４及び／又はそのコンポーネントは、フリート中の異なる運転者が推奨される及び推奨されない燃料補給ステーションを使用する頻度のプロファイルを示すレポートを生成するように構成することができる。
幾つかの実施形態において、移動体通信／ガイダンス装置１２１０は、例えばスマートフォン又はワイヤレス通信機能力を有する他の種類のコンピューティングデバイスであり得る。幾つかの実施形態において、移動体通信／ガイダンス装置１２１０は、車両ナビゲーションシステムであり得る。
幾つかの実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、フリート監視センタ１２２４（実体又は仮想）も含み得、且つ／又はそれと通信し得る。フリート監視センタ１２２４は、リモートコンピューティングデバイス１２２６を含み得、特定の車両及び特定の燃料補給場所に関する情報及び／又は推奨を受信することができる。幾つかの場合、燃料中水分検知システム３０４は、フリート監視センタ１２２４のフリート管理オペレータに推奨を提供し、且つ／又はフリート監視センタ１２２４のフリート管理オペレータから情報又は指示を受けるために使用できる。
各種の実施形態において、本明細書に記載のシステムは、車両１０２のための燃料補給ガイダンスシステムとしての役割も果たすか、又はそれとして機能するか、又はそれであり得る。例えば、燃料中水分検知システム３０４及び／又はそのコンポーネントは、特定の燃料補給場所の記録及び特定の燃料補給場所に関するフィルタ装填頻度のデータを含むことのできるデータベース１２１８に問い合わせを行うように構成することができる。燃料中水分検知システム３０４は、燃料フィルタ装填頻度データに基づいてルート及び燃料補給場所の推奨の少なくとも１つをユーザ出力機器に提供するように構成することができる。
次に、図１３を参照すると、本明細書の各種の実施形態による燃料中水分検知システム３０４のコンポーネントのブロック図が示されている。しかしながら、各種の実施形態では、これより多い又は少ない数のコンポーネントが含まれ得、したがって、この概略図は、単に例示にすぎないと理解されたい。燃料中水分検知システム３０４は、ハウジング４０２と、センサコントローラ１３０４又は（「制御回路」若しくは「システム制御回路」）を含む。センサコントローラ１３０４は様々な電子コンポーネントを含み得、これにはマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）チップ、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）又はその他が含まれるが、これらに限定されない。センサコントローラ１３０４は、本明細書に記載されているような様々な演算を実行できる。しかしながら、本明細書での演算は異なる物理的回路、プロセッサ、コントローラを有する複数の機器で実行できると理解されたく、異なる演算は、冗長的に行われるか、異なる物理的装置に分けられる。そのため、幾つかの演算は、（全部又は一部が）エッジにおいて、例えば燃料中水分検知システム３０４に関連付けられる回路／プロセッサ／コントローラによって行われ得る一方、他の演算は、（全部又は一部が）別の機器又はクラウドで行われ得る。
燃料中水分検知システム３０４は、光源４０８と光検出器４０６を含み得る。光源４０８及び光検出器４０６の何れもフローセル４１６に関連付けることができる。光源４０８は、光源コントローラ１３０６と通信し得る。光検出器４０６は、光検出器チャネルインタフェース１３１０と通信し得る。
各種の実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、流量センサ３０６及び流量センサチャネルインタフェース１３１４を含み得、且つ／又はそれらと通信し得る。各種の実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、他の種類のセンサ、例えば温度センサ１３２０及び温度センサチャネルインタフェース１３１８を含み得、且つ／又はそれと通信し得る。本明細書での他の種類のセンサは、振動センサ、フローセンサ、圧力センサ及びその他を含み得る。
チャネルインタフェースは、増幅器、アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣｓ）、デジタル－アナログ変換器（ＤＡＣｓ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）、フィルタ（ハイパス、ローパス、バンドパス）及びその他をはじめとする様々なコンポーネントを含み得る。幾つかの場合、チャネルインタフェースは離散的コンポーネントとして存在しなくてよく、むしろセンサコントローラ１３０４に組み込むことができる。
本明細書での温度センサは、様々なタイプであり得る。幾つかの実施形態において、温度センサ１３２０は、サーミスタ、抵抗温度装置（ＲＴＤ）、サーモカップル、半導体温度センサ又はその他であり得る。
幾つかの実施形態において、本明細書での１つ又は複数の温度センサは、本明細書での光源及び／又は光検出器の温度を測定するように構成することができる。そのため、光検出器の信号は、温度による影響に関して補正できる（例えば、信号を正規化できる）。これは、様々な方法で実行できる。１つの方式では、経験的に導出された（又はそれ以外の方法で取得された）光源の光出力及び／又は光検出器の電圧出力を温度に関係付ける標準的曲線又は校正曲線を適用して、光検出器の信号を正規化することができる。幾つかの方式では、ある動作温度範囲にわたる光検出器の電圧出力を温度に関係付ける方程式を用いて、光検出器の信号を温度に関して補正又は正規化することができる。
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の圧力センサも本明細書に含まれ得る。本明細書での圧力センサは、様々なタイプであり得る。圧力センサは、ひずみゲージ型圧力センサ、容量型圧力センサ、圧電型圧力センサ及びその他を含み得るが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、本明細書での圧力センサは、ＭＥＭＳベースの圧力センサであり得る。各種の実施形態において、圧力センサは、高速（例えば、高サンプリングレート）圧力センサであり得る。各種の実施形態において、高速圧力センサは、１，０００、１，５００、２，０００、２，５００、３，０００、５，０００、１０，０００、１５，０００、２０，０００Ｈｚ以上のレート又は上記の何れかの間の範囲内に含まれるレートでサンプリングすることができる。各種の実施形態において、高速圧力センサは１０、５、２．５、１、０．５、０．２５、０．１、０．０５又は０．０１ミリ秒の応答時間又は上記の何れかの間の範囲内に含まれる応答時間を有することができる。
センサコントローラ１３０４及びそのコンポーネントの処理能力は、センサ又は他のコンポーネントからの信号／データに対する様々な演算を含む各種の演算を実行するのに十分であり得、それらには平均化、時間平均、統計分析、正規化、集計、分別、削除、移動、変換、凝縮（選択されたデータを除去及び／又はデータをより粗い形態に変換）、圧縮（例えば圧縮アルゴリズムを使用）、融合、挿入、時間スタンプ、フィルタリング、破棄、外れ値、閾値を超える値の破棄、傾向又は傾向線（線形、対数、多項式、冪、指数、移動平均等）の計算、データ／信号の正規化及びその他が含まれるが、これらに限定されない。フーリエ解析は、物理信号を複数の離散的周波数又はある連続する範囲にわたる周波数スペクトルに分解できる。本明細書の各種の実施形態において、信号／データに対する演算は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を含み得、これはデータ／信号を時間ドメインから周波数ドメインに変換する。ここでの信号／データに対する他の演算は、スペクトル推定、周波数ドメイン分析、二乗平均根加速度値（ＧＲＭＳ）の計算、加速スペクトル密度、パワースペクトル密度の計算、フーリエ級数、Ｚ変換、共鳴周波数特定、高調波周波数の特定及びその他を含み得る。本明細書に記載の各種の演算（高速フーリエ変換等）は、汎用マイクロプロセッサにより実行できるが、これらはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）によってより効率的に行うこともできると理解されたく、これは、幾つかの実施形態において、センサコントローラ１３０４に組み込むことができるか、又は別の離散的コンポーネントとしても存在し得る。
各種の実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は電源回路１３２２を含み得る。幾つかの実施形態において、電源回路１３２２は様々なコンポーネントを含み得、これにはバッテリ１３２４、コンデンサ、ワイヤレス電力受信装置等の電源受信装置、変圧器、整流器及びその他が含まれるが、これらに限定されない。
各種の実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は出力装置１３２６を含み得る。出力装置１３２６は、可視的及び／又は聴覚的出力のための様々なコンポーネントを含み得、これには、光（例えば、ＬＥＤランプ）、表示スクリーン、スピーカ及びその他が含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、出力装置は、現在のシステムの状態、問題の表示、必要なユーザ介入、保守活動を実行すべき適正な時間又はその他等の通知又は警告をシステムユーザに提供するために使用できる。
各種の実施形態において、燃料中水分検知システム３０４はメモリ１３２８及び／又はメモリコントローラを含み得る。メモリとしては、ダイナミックＲＡＭ（Ｄ－ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、スタティックＲＡＭ（Ｓ－ＲＡＭ）、ディスクストレージ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、バッテリバックアップＲＡＭ、例えばＳ－ＲＡＭ又はＤ－ＲＡＭ及び他のあらゆる種類のデジタルデータストレージコンポーネントを含む様々な種類のメモリコンポーネントを含み得る。幾つかの実施形態において、電子回路又は電子コンポーネントは揮発性メモリを含む。幾つかの実施形態において、電子回路又は電子コンポーネントは不揮発性メモリを含む。幾つかの実施形態において、電子回路又は電子コンポーネントは、ポジティブフィードバックを提供して、ラッチ又はフリップフロップとして動作し、２つ以上の順安定状態を有し、外部入力により変化させられるまでこれらの状態の一方のままである、相互接続されたトランジスタを含み得る。データストレージは、このようなフリップフロップを含む回路に基づき得る。データストレージは、コンデンサへの電荷蓄積又は他の原理にも基づき得る。幾つかの実施形態において、不揮発性メモリ１３２８は、センサコントローラ１３０４と統合することができる。
各種の実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、クロック回路１３３０を含み得る。幾つかの実施形態において、クロック回路１３３０は、センサコントローラ１３０４と統合できる。図１３には示されていないが、本明細書の各種の実施形態は、Ｉ２Ｃ、シリアルペリフェラルインタフェース（ＳＰＩ）、ユニバーサルアシンクロナスレシーバ／トランシーバ（ＵＡＲＴ）又はその他等、コンポーネント間のデータ輸送を行うためのデータ／通信バスを含み得ると理解されたい。幾つかの実施形態において、アナログ信号インタフェースが含まれ得る。幾つかの実施形態において、デジタル信号インタフェースが含まれ得る。
各種の実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は通信回路１３３２を含み得る。各種の実施形態において、通信回路はアンテナ１３３４、増幅器、フィルタ、デジタル－アナログ及び／又はアナログ－デジタル変換器及びその他等のコンポーネントを含み得る。幾つかの実施形態において、燃料中水分検知システム３０４は、他のシステム／コンポーネントとのワイヤード通信のためのワイヤード入力／出力インタフェース１３３６も含み得、これは、１つ又は複数の車両ＥＣＵｓ、ＣＡＮｕｓネットワーク又はその他を含むが、これらに限定されない。
車両のための燃料監視システムは、ジオロケーション回路１３４０も含み得る。各種の実施形態委において、ジオロケーション回路１３４０は、ジオロケーションデータを生成又は受信するように構成することができる。各種の実施形態において、ジオロケーション回路１３４０は、別の装置からジオロケーションデータを受信することができる。各種の実施形態において、ジオロケーション回路１３４０はワイヤレス信号（例えば、ＷＩＦＩ信号、セルサイト信号又はその他）の検出に基づいてジオロケーションを推測できる。各種の実施形態において、ジオロケーション回路１３４０は衛星通信回路を含み得る。
システム及び／又はセンサコントローラ１３０４は、本明細書に記載の様々な計算を行うように構成することができる。例えば、各種の実施形態において、センサコントローラ１３０４は、本明細書に記載のような入力を用いて、燃料中の水分量を推定するように構成することができる。本明細書における燃料中の水への言及は、文脈により他の解釈が必要でない限り、燃料中の遊離水分を指すものと理解されたい。センサコントローラ１３０４及び／又はシステムの他のコンポーネントにより実行可能な他の多くの計算を以下により詳細に説明する。
燃料中の水分量の推定
本明細書に記載されているように、システムは、燃料中の水分量を推定するように構成することができる。このような推定は、単位時間あたりの検出水滴の数（Ｎ）、検出水滴の平均サイズ／体積（Ｖ）、センサを通る燃料の流量（Ｆ）及びその他の１つ又は複数を含む各種の入力又は推定値に基づくことができる。１つの方式では、燃料中の水分量（ＷＩＦ）は、燃料中の水分部分として次式に従って推定し、説明することができる。
単位時間あたりの検出水滴の数は、以下の例に関して説明され、図解されているように、本明細書の燃料中水分検知システムのセンサ（複数の場合もある）により直接検出することができる。
検出水滴のサイズ／体積は、例えば図５～１０に関して説明されているように、光信号に基づいて前述のように推定することができる。
燃料の流量は、様々な方法で測定／特定／推定することができる。幾つかの実施形態において、システムは燃料の流量値を生成する流量センサを含み得る。幾つかの実施形態において、システムは、ＣＡＮＢｕｓ又はその他のような車両データネットワークから燃料流量データを受信することができる。
幾つかの実施形態において、流量値はベルヌーイ方程式及び２地点間の圧力低下に関する情報を用いて推定することができる。具体的には、流量と圧力低下との間に関係があり、これを用いて流量を推定できる。したがって、幾つかの実施形態において、本明細書では、水滴が検出された地点の上流及び下流の圧力の測定値を用いて燃料の流量を推定できる。幾つかの実施形態において、圧力低下と流量との間の関係は、経験的に特定して、その後、システム又はそのコンポーネントにプログラムすることができる。
幾つかの実施形態において、本明細書における圧力低下とフローセル又は燃料ラインを通る流量との間の関係は、水に関して経験的に特定し、その後、ディーゼル燃料に使用するように修正できる。例えば、次式を使用することができ、式中、Ｐ１及びＰ２の値は、水について経験的に特定され、ＰＳ，Ｆは、流体が燃料であるときのセンサを通る圧力低下であり、μＷ及びμＦは、それぞれ水（１ｃＰ）及びディーゼル燃料（約２．５ｃＰ）の動的粘性率であり、ＵＳ，Ｗは、センサを通る燃料流量である。
幾つかの実施形態において、１分あたりに検出された水滴の総数を燃料の流量により正規化したものと燃料中野水分量との間に関係が存在し得る。そのため、幾つかの実施形態において、本明細書の燃料中水分検知システムのセンサによって検出された水滴の数に関するデータは、燃料流量に関するデータと組み合わせて、燃料中の水分量の推定量を生成することができる。
水分のレベルが単に短期間（急性的）か、長期的（慢性的）かには意味があり得ると理解されたい。この意味は、燃料中の水分汚染の考え得る発生源のほか、車両に対して生じる損傷の相対的リスクの特定に適用できる。例えば、燃料中に高いレベルの水が存在すると、これは特定の場所での最近の燃料補給のイベント等の原因を示し得る。それに対して、燃料中の高いレベルの水が慢性的に検出される場合、これは、車両自体に起因する原因を指し得、車両に保守作業が行われることを保証し得る。
検出された燃料中の水分量のパターン（時間、地理等）に関連する意味もあり得る。例えば、燃料中の高いレベルの水分が毎朝検出される場合、これは、毎回前日の最後に燃料タンクが空である等の原因を指し得、これにより燃料タンク内が結露して、燃料中に入り込むことになる。
本明細書の各種の実施形態において、機械学習アルゴリズムを用いて、推定される燃料中の水分量とシステムに利用可能な、例えば燃料補給場所のジオロケーション、燃料補給イベントの時間、周囲温度、周囲湿度、気象条件、車両オペレータの識別情報、走行経路及びその他を含むが、これに限定されない他の情報との間のパターンを導き出すことができる。
本明細書で使用される機械学習アルゴリズムは、教師あり学習及び教師なし学習を含み得るが、これらに限定されない。本明細書で使用される機械学習アルゴリズムは、分類アルゴリズム（カテゴリラベルを予想する教師ありアルゴリズム）、クラスタリングアルゴリズム（カテゴリラベルを予想する教師なしアルゴリズム）、アンサンブル学習アルゴリズム（複数の学習アルゴリズムを組み合わせるための教師ありメタアルゴリズム）、ラベルの任意構成セットを予想するための一般的アルゴリズム、多重線形潜在空間学習アルゴリズム（テンソル表現を用いて多次元データのラベルを予想する）、実数値シーケンスラベリングアルゴリズム（実数値ラベルのシーケンスを予想する）、回帰アルゴリズム（実数値ラベルを予想する）及びシーケンスラベリングアルゴリズム（カテゴリラベルのシーケンスを予想する）を含み得るが、これらに限定されない。
本明細書での機械学習アルゴリズムは、パラメトリックアルゴリズム（線形判別分析、二次判別分析、最大エントロピ分類器等）及びノンパラメトリックアルゴリズム（決定木、カーネル推定、ナイーブベイズ分類器、ニューラルネットワーク、パーセプトロン及びサポートベクタマシン）も含み得る。本明細書でのクラスタリングアルゴリズムは、カテゴリ混合モデル、深層学習モデル、階層的クラスタリング、Ｋ平均クラスタリング、相関クラスタリング及びカーネル主成分分析を含み得る。本明細書でのアンサンブル学習アルゴリズムは、ブースティング、ブートストラップアグリゲーティング、アンサンブル平均及び混合エキスパートを含み得る。本明細書でのラベルの任意構成セットを予想するための一般的アルゴリズムは、ベイジアンネットワーク及びマルコフランダムフィールドを含み得る。本明細書での多重線形潜在空間学習アルゴリズムは、多重線形主成分分析（ＭＰＣＡ）を含み得る。実数値シーケンスラベリングアルゴリズムは、カルマンフィールド及び粒子フィルタを含み得る。本明細書での回帰アルゴリズムは、教師あり（ガウス過程回帰、線形回帰、ニューラルネットワーク及び深層学習法等）と教師なし（独立成分分析及び主成分分析等）との両方の方式を含み得る。本明細書でのシーケンスラベリングアルゴリズムに、教師あり（条件付きランダムフィールド、隠れマルコフモデル、最大エントロピ、マルコフモデル及び回帰型ニューラルネットワーク等）と教師なし（隠れマルコフモデル及び動的時間伸縮法等）との両方の方式を含み得る。
幾つかの実施形態において、システムの各種の動作／演算は、閾値を超える推定水分量によりトリガできる。幾つかの実施形態において、これらの閾値は、事前特定及び／又は固定できる。他の実施形態において、これらの閾値は、動的であり得る。
幾つかの実施形態において、システムは、車両の動作を直ちに停止する必要性を生じさせる推定燃料中水分量対動作継続が可能な推定燃料中水分量を区別することができる。一例において、これらの異なるカテゴリの区別は、閾値に従って行うことができる。この方式の１つの実施例を下表１に示す。しかしながら、本明細書では、様々な変形形態が想定され得ることを理解されたい。
異なるカテゴリの推定水分量は、車両オペレータ、フリート管理者又はシステムの他の人物に送信される定性的通知にも反映され得る。例えば、幾つかの実施形態において、推定燃料中水分量が「多」、「中」、「少」の何れであるかを反映させることのできる通知を送信できる。この一例を下表２に示すが、これは一例にすぎず、本明細書では他の多くの具体的なカテゴリ及び値が想定される。
幾つかの実施形態において、閾値は推定水分量が短期間のもの（急性的又は一時的）であるか又は長期間のもの（慢性的）であるかに応じて異なり得る。各種の実施形態において、閾値は短期値に関して長期値の場合より高くてよい。閾値が短期的な量か長期的な量かに基づいて異なり得る一例を下表３に示す。しかしながら、これは一例にすぎず、本明細書では他の多くの具体的なカテゴリ及び値が想定される。
幾つかの実施形態において、具体的な閾値は上の表１～３に示されるものと異なり得る。例えば、幾つかの実施形態において、実際の閾値は、表１０３に示される具体的な数値より約１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、１００、１５０、２００、２５０又は３００ｐｐｍ高いか又は低くてもよい。
気泡の影響の緩和
場合により、燃料システムの燃料ライン内に気泡が存在し得る。本明細書では、空気は燃料と異なる屈折率を有するため、光が（燃料と気泡との間の）界面で散乱して反射されるか、それ以外は界面を通過して回折する可能性があることがわかった。これにより、センサ検出器に届く光が減り、吸光イベントが出現することになる。したがって、気泡は、吸光ピークに見えるものを発生させる可能性があり、そのため、水滴と混同され得、それにより燃料ライン内の水分濃度を測定する際に気泡の存在はエラーの原因となる。
しかしながら、本明細書の各種の実施形態は、気泡の存在が燃料中の水滴の測定の障害とならないように構成することができる。幾つかの実施形態において、信号処理手法を用いて水滴と気泡とを区別することができる。具体的には、気泡は、より大きい吸光度大きさ及びピーク幅を有する吸光度ピークのように見えるものを生じさせることがわかった。そのため、信号処理技術を本明細書のシステムに応じて使用することにより、気泡の存在が燃料中の水滴の測定の障害とならないようにすることができる。例えば、幾つかの実施形態において、システムは、燃料中の水分量を計算するときに、吸光度大きさ及び／又はピーク幅の閾値を超えるピークを除外するように構成することができる。閾値は、絶対値又は相対値であり得る。幾つかの実施形態において、閾値は、平均値、分布の標準偏差の値、パーセンタイル値又はその他のような統計的尺度であり得る。
他の手法も燃料中の水分の測定に対する気泡の影響を緩和するために使用できる。幾つかの実施形態において、二次的検出器を用いて、水滴と気泡とを区別する反射光の量を特定することができる。例えば、本明細書の幾つかの実施形態において、センサの流体ハンドリング部分は、気泡が検知チャネルに到達しないように構成することができる。幾つかの実施形態において、システムは２つの異なる波長の光の吸光度を測定し（例えば、近赤外光を発するように構成された第１の光源と可視スペクトル内の光を発するように構成された第２の光源を使用する）、一方の波長ともう一方の波長で生じる吸光度ピークを比較することにより、水滴と気泡とを区別するように構成することができる。
システムのコンポーネントは、気泡の浮力によって気泡がセンサに入ることが阻止されるように配置できる。次に、図２３を参照すると、本明細書の検知システムの主要流体経路を例示する図が示されている。図２３は、燃料ライン２０４と共にサンプリングチャネル入口２３０２及びフローチャネル３０２（又はサンプリングチャネル）を示す。コンポーネントは、気泡の浮力によって気泡が入口２３０２に入ることが促進されないように配置できる。例えば、コンポーネントは重力がＺの方向となるように配置できる。これは、入口２３０２に入る気泡量を減らすことになる。
幾つかの実施形態において、シールドを用いて気泡がセンサに入らないようにすることができる。図２４は、本明細書の検知システムの主要な流体経路を示す図であり、概して図２３と同様である。図２４の例では、システムは気泡が入口２３０２に入ることを防止するように位置付けられたシールド２４０２を含み得る。幾つかの実施形態において、シールドは、材料の中実の材料片の形態をとることができる。幾つかの実施形態において、シールドは、そこを液体は通すが空気は通さないスクリーン又は多孔質材料の形態をとることができる。幾つかの実施形態において、シールドは入口２３０２への経路を部分的にブロックするように位置付けることができる。幾つかの実施形態において、スクリーン又は多孔質材料と同様に、シールドは入口２３０２までの経路を完全にブロックするように位置付けることができる。
幾つかの実施形態において、第２の検出器を用いて水滴と気泡とを区別する反射光の量を特定できる。次に、図２５を参照すると、本明細書の各種の実施形態による水検知システムの一部の概略図が示されている。図２５は、前述の図５と概して類似している。しかしながら、本実施形態において、第２の検出器２５０２が含まれ、センサを通過する気泡からの反射光検出することができるように位置付けられる。
方法
本明細書では様々な方法が想定され、これには燃料中の水分汚染を監視する方法、車両の動作を監視する方法及びその他が含まれるが、それらに限定されない。本明細書の他の箇所に記載されているシステム／装置の動作の様々な面は、本明細書の各種の実施形態による１つ又は複数の方法の動作として実行できる。
ある実施形態において、車両の燃料ライン内の水分汚染を監視する方法が含まれ、この方法は、光源により燃料ラインと流体連通するマイクロ流体チャネル内に光発する動作と、光検出器により、マイクロ流体経路からの光を受信する動作と、センサコントローラにより光検出器から受信された信号を評価する動作と、光検出器から受信された信号の、ベースラインレベルからの偏差に基づいて水滴を識別する動作と、識別された水滴に基づいて流体中の水分量の推定値を生成する動作と、推定水分量が閾値を超える場合、通知の生成を開始する動作とを含む。
ある実施形態において、方法は、光検出器が受け取った光のベースラインレベルに関する増大及びそれに続く減少に部分的に基づいて、識別された水滴のサイズを推定する動作をさらに含み得る。
ある実施形態において、方法は、単位時間あたりの識別された水滴の数及び識別された水滴のサイズの推定値に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成する動作をさらに含み得る。
ある実施形態において、方法は、推定される水分量が第１の閾値を超える場合、第１の通知及び推定される水分量が第２の閾値を超える場合、第２の通知の生成を開始する動作をさらに含み得る。
ある実施形態において、方法は、推定される水分量に関する車両運転者向けの通知の生成を開始する動作をさらに含み得る。方法のある実施形態において、車両運転者通知は、推定される水分量を正常、正常超過及び即座の対応が必要の１つに分類する。方法のある実施形態において、車両運転者通知は、推定される水分量を急性的及び慢性的水分レベルによって区別される正常、正常より高い及び即座の対応が必要の１つに分類する。方法のある実施形態において、閾値は慢性的水分量の第１の閾値及び急性的水分量の第２の閾値を含む。
様々な態様は、以下の実施例を参照してよりよく理解され得る。これらの実施例は、具体的な実施形態の代表であることが意図されており、本明細書の実施形態の範囲全体を限定することを意図されない。
実施例１：燃料中の水分の検出
燃料中水分検知システムを図３に示されるものと同様に構成した。具体的には、光源は１５５０ｎｍの波長で動作する近赤外線発光ダイオードとし、光検出器は直径３ｍｍの受光面（７．１ｍｍ２）を有するゲルマニウム（Ｇｅ）ベースのフォトダイオードセンサとした。第１の光ファイバ（コアファイバ径４００μｍ）を用いて光源をホウケイ酸ガラスで形成され、サンプリング位置での内径が２０５μｍのガラス製フローセルに接続した。第１の光ファイバをフローセルに光学接着剤（Ｎｏｒｌａｎｄ ＮＯＡ６３）で接着した。第２の光ファイバ（コアファイバ径２００μｍ）をフローセルの反対側に配置して、そこに光学接着剤で接着した。
水を燃料サンプル中に導入して、それをフローセルに通した。光検出器からの信号を記録した。図１４はフローチャネルを通過する１つの水滴からの信号である。水平の破線は燃料のみで満たされたフローセルの場合の平均値を表し、水平の点線は水で満たされたチャネルに関する信号を表す。図１４は、ベースラインの信号値１４０２、それに続く増大した信号値１４０４、それに続く減少した信号値１４０６及びそれに続くベースライン信号値への回帰１４０８を観察することにより、十分なサイズの水滴を検出できることを示す。
エマルジョン（複数の水滴）を形成し、フローセルに送った。図１５は、エマルジョンが通過する時のセンサの出力に、燃料のみで満たされるフローセル（破線）及び水で満たされるチャネル（点線）の平均値を重ねたものを示す。水滴が検知領域を通過する際に山１５０４と谷１５０６が明瞭に観察される。これは、本明細書のシステムが、ある期間にわたる水滴のカウントを取得するために使用できることを示す。
実施例２：水滴のサイズ分布の違い
燃料中水分検知システムを図３に示されるものと同様に構成した。具体的には、検知システムは、３００μｍの１Ｄホウケイ酸ガラス製フローセルを有するように製作した。光源は、近赤外線ＬＥＤ（１５５０ｎｍ：Ｔｈｏｒ Ｌａｂｓ）とし、２００μｍの光ファイバケーブル（Ｔｈｏｒ Ｌａｂｓ）でチャネル上に集束させた。光を６０ｄＢのゲインに設定した可変ゲインＩｎＧａＡｓ検出器（Ｔｈｏｒ Ｌａｂｓ）で検出した。４００μｍの光ファイバケーブルで集光し、検出器に送達した。フローセルは、主流の一部をサンプリングするように設計された機械加工によるアルミニウム本体内に格納した。
センサを、標準的な方法で水分除去フィルタのテストに典型的に使用される燃料水分離テストベンチに配置した。水滴分布（ｄ５０＝４５μｍ、７５μｍ、９０μｍ及び１２５μｍ）（ｄ５０は、体積の５０％がその直径より小さい水滴に含まれるような直径である）を生成して、異なる水分濃度でセンサに送った。主流は、４Ｌ／分で動作させ、ディーゼル燃料からなるものとした。フローセルを通る流量は約１ｍＬ／分であった。
データ取得システムで信号データを取得した。信号処理とピーク識別は、標準的なピークフィッティングアルゴリズムを用いてＭＡＴＬＡＢで行った。
図１６は、異なる水滴のサイズ分布（４５μｍ、７５μｍ、９０μｍ及び１２５μｍ）での吸光度ピーク／分対水分濃度を示し、吸光度は、入射光対フローセルを透過した放射束との比の常用対数として計算される。これは、吸光度ピークと水分濃度との関係が非常に線形であることを示す。図１７は、異なる水滴のサイズ分布（４５μｍ、７５μｍ、９０μｍ及び１２５μｍ）での反射ピーク／分対水分濃度を示すグラフである。
図１８は、ある水滴のサイズ分布（ｄ５０＝４５μｍ）の吸光度値のヒストグラム及びピーク強度値のヒストグラムである。図１９は、ある水滴のサイズ分布（ｄ５０＝７５μｍ）の吸光度値のヒストグラム及びピーク強度値のヒストグラムである。図２０は、ある水滴のサイズ分布（ｄ５０＝１２５μｍ）の吸光度値のヒストグラム及びピーク強度値のヒストグラムである。この例は、より小さい水滴分布ではより小さい吸光度のものの％が高いことを示す。この例は、より大きい水滴分布では、より大きい吸光度のものがより多いことも示す。さらに、この例は、「反射」ヒストグラムの形状からも水滴のサイズ分布に関する情報が得られることを示す。より大きい水滴はより小さい水滴より、光をよく反射する。したがって、データの評価により、燃料の流れ中の水滴のサイズ分布を特定できるようにすることが可能になり得る。
実施例３：検出のサイズ限度
センサの水滴サイズ検出限度（例えば、信号中でピークを作るための最小水滴サイズ）を、２つの実験での観察ピークカウント比と異なる検出限度の予想ピークカウント比との比較に基づく方式を用いて特定した。具体的には、ｄ５０＝４５μｍ及びｄ５０＝１２５μｍ（何れも５００ｐｐｍ）の実験を比較すると、ピーク周波数又は数の比は、２．８９５（すなわち、ｄ５０＝４５μｍでのピークは、ｄ５０＝１２５μｍの２．８９５倍である）であることがわかった。
Ｍａｌｖｅｒｎのインシテックレーザ回折式粒度分布測定システムを用いて、水の体積対水滴サイズに関する信頼できるデータを得た。Ｍａｌｖｅｒｎによる体積データを数データに変換して、ある理論上の検出限度での予想水滴周波数比を特定した（表４及び図２１）。
したがって、観察されたピーク周波数の比２．８９５に基づき、この例の検出限度は３２．２８～３８．０７μｍであった。この例は、検出限度を特定する方式の例示にすぎず、本明細書の各種の実施形態では、約３０μｍ、２７．５μｍ、２５μｍ又はそれ未満等、より低い検出限度でもあり得ることを理解されたい。
実施例４：水滴サイズとピーク吸光度との間の関係
特定された検出限度（単に一例として実施例３で計算したものを使用）により、ヒストグラムデータを用いてピーク強度を水滴サイズと相関させることができる。その結果は、図２２に示され、水滴サイズとピーク吸光度との間の実質的に直線の関係を示す。この特定の校正は、テストした特定のセンサに関するものである。しかしながら、他の個々のセンサは、それらの空気、水及びヘキサン充填チャネルの信号に基づいて校正できる。さらに、図２２に示される関係はデータの総計に関するものである。より小さい個別の水滴がセンサを通過するとき、チャネル内の通過位置に応じて異なるセンサ応答が得られる可能性がある。しかしながら、検出されたピークの数が数百以上になると、導出された水滴サイズとピーク吸光度との関係を用いて水滴分布及び濃度を特定することができる。
実施例５：気泡と水滴との区別
燃料中水分検知システムを、図３に示し、実施例２に記載したものと同様に構成した。センサを、標準的な方法で水分除去フィルタのテストに典型的に使用される燃料水分離テストベンチに配置した。１つの事例として、システムを水滴（ｄ５０＝７５μｍ、５００ｐｐｍ）がセンサにより受け取られるように構成した。他の事例として、システムを気泡がセンサにより受け取られるように構成した。主流は、３Ｌ／分で動作させ、ディーゼル燃料からなるものとした。信号データをデータ取得システムで取得した。信号処理とピーク識別は、標準的なピークフィッティングアルゴリズムを使用してＭＡＴＬＡＢで行った。
図２６に、テストシステムを通した１５分間のデータの、異なる吸光度レベルでのピークカウントのヒストグラムが示されている。空気のピークの分布は、水滴の場合より実質的に大きい吸光度値を示したことがわかる。同様に、図２７を参照すると、３０分間のデータの吸光度とピーク幅との関係を示すグラフが示されている。気泡は水滴より平均して実質的に大きいピーク幅を示したことがわかる。この例は、気泡が水滴とは実質的に異なる吸収ピークを生じさせることを示す。そのため、本明細書のシステムは、水滴と気泡とを区別し、燃料中の水分濃度の測定中に気泡の影響を排除するように構成することができる。
本明細書及び付属の特許請求の範囲で使用される限り、単数形の冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その」は、文脈上、他の解釈が必要な場合を除き、複数も含む点に留意されたい。「又は」は、文脈上、他の解釈が必要な場合を除き、概して「及び／又は」を含む意味で使用される点にも留意されたい。
本明細書及び特許請求の範囲で使用される限り、「構成される」との語句は、特定のタスクを実行するか又は特定の構成をとるように構築又は構成されたシステム、装置又は他の構造を説明する点にも留意されたい。「構成される」という語句は、配置及び構成される、構築及び配置される、構築される、製造及び配置される等の他の同様の語句と互換的に使用され得る。
本明細書中の刊行物及び特許出願は、全て本発明が関係する技術分野の当業者の水準を示すものである。刊行物及び特許出願の全ては、個々の刊行物又は特許出願の各々が具体的且つ個別に参照により指示される場合と同じように参照により本明細書に援用される。
本明細書で使用される限り、端点による数値範囲の記載は、その範囲に含まれるあらゆる数を含むものとする（例えば、２～８は、２．１、２．８、５．３、７等を含む）。
本明細書で使用される見出しは、米国特許法１．７７項の提案に従って又は他に体系化するために提供される。これらの見出しは、本開示から発行され得る何れかの請求項に記載の本発明を限定するか又は特徴付けると解釈してはならない。一例として、見出しに「分野」と記されていても、そのような請求項は、その見出しの下でいわゆる技術分野を説明するために選択された文言により限定されるべきではない。さらに、「背景」の項での技術の説明は、その技術が本開示における何れかの発明に対する先行技術であることを認めるものではない。「要約」も、発行される請求項に記載された本発明の特徴とみなされない。
本明細書に記載の実施形態は、網羅的であること、又は本発明を、以下の詳細な説明で開示される正確な形態に限定しようとすることを意図したものではない。むしろ、実施形態は、当業者が原理及び実践を認識及び理解することができるようにするために選択され、記述されている。そのため、態様は、具体的で好ましい様々な実施形態及び手法に関して説明されている。しかしながら、本明細書の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多くの変形形態及び改良形態が考案され得ることが理解されるべきである。

Claims (85)

  1. 光源と、
    光検出器と、
    センサコントローラと
    を含む燃料中水分検知システムであって、
    前記センサコントローラは、前記光検出器と信号通信し、
    前記センサコントローラは、
    前記光検出器から受信された信号を評価することと、
    前記光検出器から受信された前記信号に基づいて水滴を識別することと、
    前記分類された水滴に関する情報を記録することと、
    燃料中の水分量の推定値を生成することと
    を行うように構成される、燃料中水分検知システム。
  2. 前記センサコントローラは、前記光検出器から受信された前記信号の、ベースラインレベルからの偏差に基づいて水滴を識別するように構成される、請求項１又は３～２２の何れか一項に記載のシステム。
  3. 車両に搭載されるように構成される、請求項１若しくは２又は４～２２の何れか一項に記載のシステム。
  4. 前記センサコントローラは、前記識別された水滴に関する情報を車両データネットワークに送信するように構成される、請求項１～３又は５～２２の何れか一項に記載のシステム。
  5. 前記車両データネットワークは、ＣＡＮＢＵＳネットワークを含む、請求項１～４又は６～２２の何れか一項に記載のシステム。
  6. 前記センサコントローラは、単位時間あたりの識別された水滴の数に基づいて、前記燃料中の前記水分量の前記推定値を生成するように構成される、請求項１～５又は７～２２の何れか一項に記載のシステム。
  7. 前記センサコントローラは、識別された水滴のサイズを推定するように構成される、請求項１～６又は８～２２の何れか一項に記載のシステム。
  8. 前記センサコントローラは、単位時間あたりの識別された水滴の数及び前記識別された水滴の推定されるサイズに基づいて、前記燃料中の前記水分量の前記推定値を生成するように構成される、請求項１～７又は９～２２の何れか一項に記載のシステム。
  9. 流量センサ及び差圧センサの少なくとも一方をさらに含む、請求項１～８又は１０～２２の何れか一項に記載のシステム。
  10. 前記センサコントローラは、単位時間あたりの識別された水滴の数及び前記流量センサによって提供された流量に基づいて、前記燃料中の前記水分量の前記推定値を生成するように構成される、請求項１～９又は１１～２２の何れか一項に記載のシステム。
  11. 前記センサコントローラは、単位時間あたりの識別された水滴の数及び別個の供給源から受信された流量に基づいて、前記燃料中の前記水分量の前記推定値を生成するように構成される、請求項１～１０又は１２～２２の何れか一項に記載のシステム。
  12. 前記センサコントローラは、遊離水分の推定量に関する信号を出力するように構成される、請求項１～１１又は１３～２２の何れか一項に記載のシステム。
  13. 前記信号は、燃料中の水分の急性的及び慢性的レベルを区別する、請求項１～１２又は１４～２２の何れか一項に記載のシステム。
  14. 前記信号は、直ちに停止する必要性を生じさせる水分のレベルと、継続的な動作を許容する水分のレベルとを区別する、請求項１～１３又は１５～２２の何れか一項に記載のシステム。
  15. 前記光源は、燃料ラインに沿って取り付けられる、請求項１～１４又は１６～２２の何れか一項に記載のシステム。
  16. 前記光源は、燃料フィルタの上流に取り付けられる、請求項１～１５又は１７～２２の何れか一項に記載のシステム。
  17. 前記光源は、燃料フィルタの下流に取り付けられる、請求項１～１６又は１８～２２の何れか一項に記載のシステム。
  18. 前記光源は、燃料フィルタヘッド上又は内に取り付けられる、請求項１～１７又は１９～２２の何れか一項に記載のシステム。
  19. フローチャネルをさらに含み、前記フローチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通する、請求項１～１８又は２０～２２の何れか一項に記載のシステム。
  20. 前記光源は、前記フローチャネル内に光を発するように構成される、請求項１～１９又は２１若しくは２２の何れか一項に記載のシステム。
  21. 前記光検出器から受信された前記信号に基づいて水滴のサイズ分布を特定するように構成される、請求項１～２０又は２２の何れか一項に記載のシステム。
  22. 温度センサをさらに含み、前記センサコントローラは、前記温度センサからの信号を評価し、且つ前記温度センサからの前記信号に基づいて、前記光検出器から受信された前記信号を正規化するようにさらに構成される、請求項１～２１の何れか一項に記載のシステム。
  23. 光源と、
    光検出器と、
    センサコントローラと
    を含む、車両のための水分汚染監視システムであって、
    前記センサコントローラは、前記光検出器と電子通信し、
    前記センサコントローラは、
    前記光検出器から受信された信号を評価することと、
    ベースライン値からの偏差に基づいて水滴を検出することと、
    前記光検出器から受信された前記信号の、ベースライン値を超える何れかの上昇及び前記光検出器から受信された前記信号の、前記ベースライン値を下回る何れかの下降の両方を評価することに基づいて、水滴サイズを推定することと、
    前記検出された水滴に関する情報を記録することと
    を行うように構成される、水分汚染監視システム。
  24. 前記センサコントローラは、前記光検器から受信された前記信号の検出された上昇が、前記光検出器から受信された前記信号の検出された下降前に観察されるか否かに基づいて、水滴サイズを推定するように構成される、請求項２３又は２５～４５の何れか一項に記載のシステム。
  25. 前記センサコントローラは、車両燃料中の水分量の推定値を生成するように構成される、請求項２３若しくは２４又は２６～４５の何れか一項に記載のシステム。
  26. 前記センサコントローラは、車両燃料中の前記水分量の生成された推定値を、対応するジオロケーションデータと共に保存するように構成される、請求項２３～２５又は２７～４５の何れか一項に記載のシステム。
  27. 前記センサコントローラは、遊離水分量の推定値が閾値を超える場合、通知を開始するように構成される、請求項２３～２６又は２８～４５の何れか一項に記載のシステム。
  28. 前記閾値は、２００パーツパーミリオンの水である、請求項２３～２７又は２９～４５の何れか一項に記載のシステム。
  29. 前記センサコントローラは、前記水分量の前記推定値が閾値を超える場合、車両停止信号を開始するように構成される、請求項２３～２８又は３０～４５の何れか一項に記載のシステム。
  30. 前記センサコントローラは、前記遊離水分量の前記推定値が第１の閾値を超える場合、第１の通知を開始し、且つ前記遊離水分量の前記推定値が第２の閾値を超える場合、第２の通知を開始するように構成される、請求項２３～２９又は３１～４５の何れか一項に記載のシステム。
  31. 前記センサコントローラは、前記検出された水滴に関する情報をＣＡＮＢＵＳネットワークに送信するように構成される、請求項２３～３０又は３２～４５の何れか一項に記載のシステム。
  32. 前記光源は、燃料ラインに沿って取り付けられる、請求項２３～３１又は３３～４５の何れか一項に記載のシステム。
  33. 前記光源は、燃料フィルタの上流に取り付けられる、請求項２３～３２又は３４～４５の何れか一項に記載のシステム。
  34. 前記光源は、燃料フィルタの下流に取り付けられる、請求項２３～３３又は３５～４５の何れか一項に記載のシステム。
  35. 前記光源は、燃料フィルタヘッド上又は内に取り付けられる、請求項２３～３４又は３６～４５の何れか一項に記載のシステム。
  36. フローチャネルをさらに含み、前記フローチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通する、請求項２３～３５又は３７～４５の何れか一項に記載のシステム。
  37. 前記光源は、前記フローチャネルに沿って取り付けられる、請求項２３～３６又は３８～４５の何れか一項に記載のシステム。
  38. 車両に搭載されるように構成される、請求項２３～３７又は３９～４５の何れか一項に記載のシステム。
  39. マイクロ流体チャネルをさらに含み、前記光源は、前記マイクロ流体チャネル内に光を発する、請求項２３～３８又は４０～４５の何れか一項に記載のシステム。
  40. 燃料タンク内の燃料レベルに関する情報を受信し、且つ前記燃料レベル情報を、検出された水滴に関する記録された情報と相互参照するように構成される、請求項２３～３９又は４１～４５の何れか一項に記載のシステム。
  41. 検出された水滴に基づいて、車両運転者に対する推奨を生成するように構成される、請求項２３～４０又は４２～４５の何れか一項に記載のシステム。
  42. 前記推奨は、推奨される燃料補給場所、推奨されるフィルタの種類、推奨される燃料補給時間及び推奨される車両整備の少なくとも１つを含む、請求項２３～４１又は４３～４５の何れか一項に記載のシステム。
  43. 流量センサをさらに含む、請求項２３～４２又は４４若しくは４５の何れか一項に記載のシステム。
  44. 前記センサコントローラは、単位時間あたりの識別された水滴の数及び前記流量センサによって提供された流量に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成される、請求項２３～４３又は４５の何れか一項に記載のシステム。
  45. 前記光検出器から受信された前記信号に基づいて水滴のサイズ分布を特定するように構成される、請求項２３～４４の何れか一項に記載のシステム。
  46. 車両燃料ライン内の水分汚染を監視する方法であって、
    光源により、前記車両燃料ラインと流体連通するマイクロ流体チャネル内に光を発することと、
    光検出器により、前記マイクロ流体チャネルからの光を受信することと、
    センサコントローラにより、前記光検出器から受信された信号を評価することと、
    前記光検出器から受信された前記信号の、ベースラインレベルからの偏差に基づいて水滴を識別することと、
    前記識別された水滴に基づいて、燃料中の水分量の推定値を生成することと、
    前記推定される水分量が閾値を超える場合、通知の生成を開始することと
    を含む方法。
  47. 前記光検出器によって受信された前記光の、ベースラインレベルに対する増大及びそれに続く減少に部分的に基づいて、識別された水滴のサイズを推定することをさらに含む、請求項４６又は４８～５４の何れか一項に記載の方法。
  48. 単位時間あたりの識別された水滴の数及び前記識別された水滴の前記サイズの推定値に基づいて、前記燃料中の前記水分量の前記推定値を生成することをさらに含む、請求項４６若しくは４７又は４９～５４の何れか一項に記載の方法。
  49. 前記推定される水分量が第１の閾値を超える場合の第１の通知及び前記推定される水分量が第２の閾値を超える場合の第２の通知の生成を開始することをさらに含む、請求項４６～４８又は５０～５４の何れか一項に記載の方法。
  50. 前記推定される水分量に関する車両運転者通知の生成を開始することをさらに含む、請求項４６～４９又は５１～５４の何れか一項に記載の方法。
  51. 前記車両運転者通知は、前記推定される水分量を正常、正常超過及び即座の対応が必要の１つに分類する、請求項４６～５０又は５２～５４の何れか一項に記載の方法。
  52. 前記車両運転者通知は、前記推定される水分量を、急性的及び慢性的水分レベルによって区別される正常、正常超過及び即座の対応が必要の１つに分類する、請求項４６～５１又は５３若しくは５４の何れか一項に記載の方法。
  53. 前記閾値は、慢性的水分量に関する第１の閾値及び急性的水分量に関する第２の閾値を含む、請求項４６～５２又は５４の何れか一項に記載の方法。
  54. 前記光検出器から受信された前記信号に基づいて水滴のサイズ分布を識別することをさらに含む、請求項４６～５３の何れか一項に記載の方法。
  55. 光源と、
    光検出器と、
    センサコントローラと
    を含む燃料中水分検知システムであって、
    前記センサコントローラは、前記光検出器と信号通信し、
    前記センサコントローラは、
    前記光検出器から受信された信号を評価することと、
    前記光検出器から受信された前記信号に基づいて、気泡と水滴とを区別することと、
    前記水滴に関する情報を記録することと、
    燃料中の水分量の推定値を生成することと
    を行うように構成される、燃料中水分検知システム。
  56. 前記センサコントローラは、ピークの大きさ及びピーク幅の少なくとも１つに基づいて気泡と水滴とを区別するように構成される、請求項５５又は５７～６４の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  57. 前記センサコントローラは、ピークの大きさ対ピーク幅の比に基づいて気泡と水滴とを区別するように構成される、請求項５５若しくは５６又は５８～６４の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  58. 前記センサコントローラは、ピークの大きさに基づいて気泡と水滴とを区別するように構成される、請求項５５～５７又は５９～６４の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  59. 前記センサコントローラは、吸光度ピーク前の反射ピークの大きさに基づいて気泡と水滴とを区別するように構成される、請求項５５～５８又は６０～６４の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  60. 車両搭載検知システムである、請求項５５～５９又は６２～６４の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  61. サンプリングチャネルをさらに含み、前記サンプリングチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通する、請求項５５～６０又は６２～６４の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  62. 前記光源は、前記サンプリングチャネル内に光を発するように構成される、請求項５５～６１又は６３若しくは６４の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  63. 水滴の推定されるサイズ及び水滴の推定される数に基づいて、前記燃料中の前記水分量の前記推定値を生成するように構成される、請求項５５～６２又は６４の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  64. 前記光源は、近赤外光を発するように構成される、請求項５５～６３の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  65. 光源と、
    第１の光検出器と、
    第２の光検出器と、
    センサコントローラと
    を含む燃料中水分検知システムであって、
    前記センサコントローラは、前記第１の光検出器及び前記第２の光検出器と信号通信し、
    前記センサコントローラは、
    前記第１の光検出器及び前記第２の光検出器から受信された信号を評価することと、
    前記第１の光検出器及び前記第２の光検出器から受信された前記信号に基づいて、気泡と水滴とを区別することと、
    前記水滴に関する情報を記録することと、
    燃料中の水分量の推定値を生成することと
    を行うように構成される、燃料中水分検知システム。
  66. 前記第１の光検出器は、前記燃料中水分検知システムを通過する流体による光の吸光度を検出するように位置付けられ、及び
    前記第２の光検出器は、前記燃料中水分検知システムを通過する前記流体中の気泡からの光の反射を検出するように位置付けられる、請求項６５又は６７～７３の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  67. 前記センサコントローラは、吸光度ピーク前の反射ピークの大きさに基づいて気泡と水滴とを区別するように構成される、請求項６５若しくは６６又は６８～７３の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  68. 前記センサコントローラは、ピークの大きさに基づいて気泡と水滴とを区別するように構成される、請求項６５～６７又は６９～７３の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  69. 車両搭載検知システムである、請求項６５～６８又は７０～７３の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  70. サンプリングチャネルをさらに含み、前記サンプリングチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通する、請求項６５～６９又は７１～７３の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  71. 前記光源は、前記サンプリングチャネル内に光を発するように構成される、請求項６５～７０又は７２若しくは７３の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  72. 水滴の推定されるサイズ及び水滴の推定される数に基づいて、前記燃料中の前記水分量の前記推定値を生成するように構成される、請求項６５～７１又は７３の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  73. 前記光源は、近赤外光を発するように構成される、請求項６５～７２の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  74. 近赤外光を発するように構成される第１の光源と、
    可視スペクトル内の光を発するように構成される第２の光源と、
    前記第１の光源から発せられた光を、それが燃料を通過した後に検出するように構成される第１の光検出器と、
    前記第２の光源から発せられた光を、それが前記燃料を通過した後に検出するように構成される第２の光検出器と、
    センサコントローラと
    を含む燃料中水分検知システムであって、
    前記センサコントローラは、前記第１の光検出器及び前記第２の光検出器と信号通信し、
    前記センサコントローラは、
    前記第１の光検出器及び前記第２の光検出器から受信された信号を評価することと、
    前記第１の光検出器及び前記第２の光検出器から受信された前記信号に基づいて、気泡と水滴とを区別することと、
    前記水滴に関する情報を記録することと、
    燃料中の水分量の推定値を生成することと
    を行うように構成される、燃料中水分検知システム。
  75. 前記センサコントローラは、前記第２の光検出器によって検出されたピークの大きさに対する、前記第１の光検出器によって検出されたピークの大きさに基づいて、気泡と水滴とを区別するように構成される、請求項７４又は７６～７９の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  76. 車両搭載検知システムである、請求項７４若しくは７５又は７７～７９の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  77. サンプリングチャネルをさらに含み、前記サンプリングチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通する、請求項７４～７６又は７８若しくは７９の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  78. 前記第１の光源及び前記第２の光源は、前記サンプリングチャネル内に光を発するように構成される、請求項７４～７７又は７９の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  79. 水滴の推定されるサイズ及び水滴の推定される数に基づいて、前記燃料中の前記水分量の前記推定値を生成するように構成される、請求項７４～７８の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  80. 光源と、
    光検出器と、
    サンプリングチャネルであって、前記光源は、前記サンプリングチャネル内に光を発するように構成され、前記サンプリングチャネルは、車両の燃料ラインと流体連通する、サンプリングチャネルと、
    センサコントローラと
    を含む燃料中水分検知システムであって、
    前記センサコントローラは、前記光検出器と信号通信し、
    前記センサコントローラは、前記光検出器から受信された信号を評価するように構成され、
    前記センサコントローラは、前記光検出器から受信された前記信号に基づいて水滴を識別するように構成され、
    前記センサコントローラは、前記水滴に関する情報を記録するように構成され、
    前記センサコントローラは、燃料中の水分量の推定値を生成するように構成される、燃料中水分検知システム。
  81. 車両搭載検知システムである、請求項８０又は８２～８５の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  82. 水滴の推定されるサイズ及び水滴の推定される数に基づいて、前記燃料中の前記水分量の前記推定値を生成するように構成される、請求項８０若しくは８１又は８３～８５の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  83. 前記光源は、近赤外光を発するように構成される、請求項８０～８２又は８４若しくは８５の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  84. 前記サンプリングチャネルへの入口は、燃料フローチャネルの湾曲部分に沿って配置される、請求項８０～８３又は８５の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
  85. 前記燃料ライン内に設置されたシールドであって、気泡が前記サンプリングチャネルへの入口に入ることを防止するように構成されたシールドをさらに含む、請求項８０～８４の何れか一項に記載の燃料中水分検知システム。
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