发动机空气过滤器更换指示系统技术方案

本发明专利技术公开了用于监控和指示过滤器的最优更换间期的方法和系统。特别地，该方法和系统可基于参数被运用于监控和指示内燃发动机中的空气过滤器的最优更换间期，该参数包含空气过滤器封堵率数据、发动机工作周期数据、空气过滤器上的压降、燃料消耗损失和空气过滤器更换成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域涉及过滤器。特别地，本专利技术的领域涉及用于监控过滤器和指示内燃发动机中的空气过滤器的最优更换间期的系统。
技术介绍
及
技术实现思路
公开的是用于监控过滤器和指示过滤器的最优更换间期的方法和系统。特别地，该方法和系统可以被运用于监控和指示内燃发动机中的空气过滤器的最优更换间期。该方法和运用该方法的系统可以包括以下步骤的一个或多个(a)检测空气过滤器的封堵率数据和发动机的工作周期数据；(b)提供算法，该算法能解释(i)空气过滤器上·的压降(即，“dP”或“ΛΡ”)，(ii)可能由dP引起的燃料消耗的损失，及(iii)空气过滤器更换的成本 '及(C)向用户提供最佳的空气过滤器更换间期的指示。在本专利技术所公开方法的一些实施例中，空气过滤器更换的成本包括新的空气过滤器的成本加上更换服务的成本。在本专利技术所公开方法的进一步的实施例中，更换服务的成本包括停机时间的成本。本次所公开的方法包括以下步骤的一个或多个(a)基于因每英里增加的dP而增加的每英里递增的燃料成本来确定第一变化成本；(b)基于使用中的每英里减少的空气过滤器成本来确定第二变化成本；(C)合计第一和第二变化成本以提供变化的总和；及(d)当变化总和处于最小值时，向用户提供最佳的空气过滤器更换间期的指示。在一些实施例中，该方法可以包括在图表上确定第一变化成本、第二变化成本和变化总和，该图表的横坐标是空气过滤器更换之间的英里数及纵坐标是每英里的成本。在其他实施例中，该方法可以包括在图表上确定第一变化成本、第二变化成本和变化总和，该图表的横坐标是空气进气阻力及纵坐标是每英里的成本。本专利技术公开的方法可以包括以下步骤的一个或多个(a)基于因每小时增加的dP而增加的每小时递增的燃料成本来确定第一变化成本；(b)基于使用中每小时减少的空气过滤器成本来确定第二变化成本；c)合计第一和第二变化成本以提供变化总和；(d)当变化总和处于最小值时，向用户提供最佳的空气过滤器更换间期的指示。在一些实施例中，该方法可以包括在图表上确定第一变化成本、第二变化成本和变化总和，该图表的横坐标是空气过滤器更换之间的小时数及纵坐标是每小时的成本。在其他实施例中，该方法可以包括在图表上确定第一变化成本、第二变化成本和变化总和，该图表的横坐标是空气进气阻力及纵坐标是每英里的成本。所公开的方法可以包括向用户提供最佳的空气过滤器更换间期的指示。在一些实施例中，该方法可以包括在向用户提供最佳空气过滤器更换间期的指示之前，提供预指示警报。例如，可以在到达最佳空气过滤器更换间期的几英里之前就事先提供预指示警报。可选地，可以在到达最佳空气过滤器更换间期的几小时之前就事先提供预指示警报。在进一步的实施例中，预指示警报可以建议用户在下一个预定的服务间期换掉空气过滤器。所公开的方法可以运用算法，该算法能解释(i)空气过滤器上的压降(即，“dP”或“ΛΡ”)，(ii)可能由dP引起的燃料消耗的损失，及(iii)空气过滤器更换的成本。在所公开方法的一些实施例中，所运用的算法假定dP相对于使用的英里数和使用的小时数中的至少一个线性变化。在所公开方法的进一步的实施例中，所运用的算法假定燃料消耗相对于dP线性变化。在所公开方法的更进一步的实施例中，所运用的算法假定(l)dP相对于使用的英里数和使用的小时数中的至少一个线性变化；(2)燃料消耗相对于dP线性变化；及(3)燃料消耗相对于使用的英里数和使用的小时数中的至少一个线性变化。在所公开方法的更进一步的实施例中 ，所运用的算法可以假定dP、燃料消耗、使用的英里数和使用的小时数中的至少一个三者之间的预确定的关系。例如，该预确定的关系可以从由线性、指数、二次项、幂律关系组成的群组中选出。所公开的方法可以被用于监控和指示内燃发动机中的空气过滤器的最优更换间期的系统所运用。在一些实施例中，该发动机包括运用所公开的算法的电子控制单元或模块(ECU或ECM)，其中该ECU板载在发动机上。例如，ECU可为该算法提供输入值和/或可从该算法接收输出值。在其他实施例中，算法被与发动机分开的服务工具装置所运用。该服务工具可自动访问车队记录或数据，该车队记录或数据包括空气过滤器成本、燃料成本和空气过滤器更换服务期间的停机时间成本。所公开的方法可以包括检测空气过滤器的封堵率数据。在一些实施例中，所检测的空气过滤器的封堵率数据可以基于空气流量而被校正。在进一步的实施例中，所检测的空气过滤器的封堵率数据可以取决于经由均方根误差最小化的线性回归，以修匀线性回归及以防止误触发或过早触发过滤器更换信号。可选地，所检测的空气过滤器的封堵率数据的波动的平均值可以被取得。在更进一步的实施例中，该空气过滤器的封堵率可以在预确定空气流速状态期间被记录，以便有助于数据点相对于彼此的一致性和均匀性，以及有助于比较的完整性。预确定的空气流速状态可以包括选出的流速，该选出的流速足够高以减少误差百分比。此外，选出的流速可以被对确定的流速状态归一化。附图说明图I示出了每英里的成本相对于用英里单位表示的更换间期。图2示出了每英里的成本相对于空气过滤器阻力。图3提供了用于具有线性封堵率的系统的封堵率与用于具有指数性封堵率的系统的封堵率之间的比较。图4示出了公路用柴油燃料的历史价格。图5示出了在柴油燃料的价格是每加仑O. 75美元时，每英里的成本相对于空气过滤器阻力。图6示出了在柴油燃料的价格是每加仑3. 25美元时，每英里的成本相对于空气过滤器阻力。图7示出了运用本专利技术公开的用于监控和指示过滤器的最优更换间期的方法的系统的一实施例。图8示出了使用已知的流速来“校正”已测得的过滤器阻力以减少干扰的定性效果，该已知的流速来自空气流量传感器，或在压差被测量之时从ECM状态中推断出来。图9提供了用于对过滤器的封堵率进行在机测量和用于对最佳服务时间进行在机计算的流程图实例。图10图示出了用在图9的流程图中的过滤器阻力的历史和趋势；图11提供了用于在“流量设定点”测量阻力以避免标准化误差的流程图实例；图12图示出了用在图11的流程图中的过滤器阻力的历史和趋势；图13提供了用于对过滤器的封堵率进行在机测量和对服务决策进行关机计算的流程图例；图14图示出了用在图13的流程图中的过滤器阻力的历史和趋势；图15提供了用于对过滤器的封堵率进行“手动”测量和登记及对服务决策进行关机计算的流程图；图16图示出了用在图15的流程图中的过滤器阻力的历史和趋势。具体实施例方式文中的方法、系统和算法可以由数个定义说明，该数个定义会在下文及整篇申请·中被阐明。除非上下文有另外指定或指示，否则术语“一”、“一个”和“该”的意思是“一个或多个”。例如，“系统”、“方法”或“算法”应该分别被解释成“一个或多个系统”、“一个或多个方法”，及“一个或多个算法”的意思。如本文中所使用的，“大约”、“近似”、“大致”和“明显”会被本
中的普通技术人员理解，并且其含义在上下文的使用中在一定程度上会发生变化。如果这些术语在上下文的使用中的一些用法对于本领域的普通技术人员而言不明确，那么“大约”和“近似”的意思是专指术语的正负10%以内(包括10% )，而“大致”和“明显”的意思是超出专指术语的正负10%的范围。如本文中所使用的，术语“包含”和“包含着”的意思与术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.17 US 61/355,8561.一种用于向内燃发动机的用户提供经济上最佳的空气过滤器更换间期的方法，包括检测空气过滤器封堵率数据和发动机工作周期数据，提供算法，所述算法解释了所述空气过滤器上的压降dP、由所述空气过滤器上的压降引起的燃料消耗的损失，及空气过滤器更换的成本；及向用户提供最佳的空气过滤器更换间期的指示。2.如权利要求I所述的方法，包括包含了空气过滤器更换的成本、新空气过滤器的成本加上更换服务的成本。3.如权利要求2所述的方法，包括包含了所述更换服务成本和停机时间成本。4.如权利要求I所述的方法，包括 确定第一变化成本，包括由于dP的增加而增加的每英里递增的燃料成本； 确定第二变化成本，包括每英里减少的空气过滤器成本； 合计所述第一和所述第二变化成本以提供变化总和； 在所述变化总和最小值时提供指示。5.如权利要求4所述的方法，包括在图表上确定所述第一变化成本、所述第二变化成本和所述总和，所述图表的横坐标是空气过滤器更换之间的英里数及纵坐标是每英里的成本。6.如权利要求4所述的方法，包括在图表上确定所述第一变化成本、所述第二变化成本和所述总和，所述图表的横坐标是空气进气阻力及纵坐标是每英里的成本。7.如权利要求I所述的方法，包括 确定第一变化成本，包括由于dP的增加而增加的每小时递增的燃料成本； 确定第二变化成本，包括每小时减少的空气过滤器成本； 合计所述第一和所述第二变化成本以提供变化总和； 在所述变化总和最小值时提供指示。8.如权利要求7所述的方法，包括在图表上确定所述第一变化成本、所述第二变化成本和所述总和，所述图表的横坐标是空气过滤器更换之间的小时数及纵坐标是每英里的成本。9.如权利要求7所述的方法，包括在图表上确定所述第一变化成本、所述第二变化成本和所述总和，所述图表的横坐标是空气进气阻力及纵坐标是每英里的成本。10.如权利要求I所述的方法，包括在指示...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·K·赫尔曼，罗杰·L·佐克，司各特·W·施瓦兹，马克·P·亚当斯，
申请(专利权)人：康明斯过滤IP公司，
类型：
国别省市：