堵塞过滤器检测系统

摘要

一种堵塞过滤器检测系统，包括容纳在空腔中的阀，所述空腔限定有初始入口、最终入口和开关孔，所述初始入口用于在流体进入过滤器之前以入口压力接收所述流体，所述最终入口用于在流体离开所述过滤器之后以出口压力接收所述流体，所述开关孔用于引导流体流向开关，从而启动所述开关。所述入口压力沿第一方向偏压所述阀，所述出口压力沿基本上与所述第一方向相反的第二方向偏压所述阀。当所述入口压力大于所述出口压力时，所述阀可从其中所述开关孔是闭塞的第一位置移向其中所述开关孔是打开的第二位置，从而允许启动所述开关。优选地，弹簧沿所述第二方向偏压所述阀，使得所述入口压力必须大于所述出口压力至少达弹簧常数以允许开关启动。

权利要求

1.一种堵塞过滤器检测系统，包括：

阀，容纳在空腔中，所述空腔限定有初始入口和最终入口，所述 初始入口用于在流体进入过滤器之前接收入口压力下的所述流体，所 述最终入口用于在流体离开所述过滤器之后接收出口压力下的所述 流体；

其中所述阀包括一对大直径部分和一小直径部分，小直径部分在 所述大直径部分之间延伸，以限定在所述大直径部分之间的第二空 腔，以便防止所述流体围绕着在所述空腔和所述第二空腔之间的所述 大直径部分流动；

启动入口，流体在控制压力下通过所述启动入口进入所述第二空 腔；

开关孔，用于引导流体流进所述第二空腔并流向开关，从而启动 所述开关；

其中所述入口压力沿第一方向偏压所述阀，并且所述出口压力沿 基本上与所述第一方向相反的第二方向偏压所述阀；当所述入口压力 大于所述出口压力时，所述阀可从其中所述启动入口是闭塞的第一位 置移向其中所述启动入口是打开的第二位置，从而允许启动所述开 关；以及其中所述最终入口连接到车辆锁止离合器，使得仅当所述锁止离 合器接合时，流体通过所述最终入口进入所述空腔；

其中在所述锁止离合器分离时，所述阀未能从所述第一位置移到 所述第二位置表示所述阀与所述开关中至少一个未适当地工作。

2.如权利要求1所述的系统，还包括具有弹簧常数的弹簧，所述 弹簧沿所述第二方向偏压所述阀，使得所述入口压力必须大于所述出 口压力至少达所述弹簧常数，以使阀从所述第一位置移到所述第二位 置。

3.如权利要求1所述的系统，还包括车辆控制器，其可操作来分 离所述锁止离合器以降低出口压力，从而如果所述系统适当地工作就 使所述阀移动到所述第二位置。

4.一种堵塞过滤器检测系统，包括：

阀，容纳在空腔中，所述空腔限定有初始入口和最终入口，所述 初始入口用于在流体进入过滤器之前接收入口压力下的所述流体，所 述最终入口用于在流体离开所述过滤器之后接收出口压力下的所述 流体；

其中所述阀包括一对大直径部分和一小直径部分，小直径部分在 所述大直径部分之间延伸，以限定在所述大直径部分之间的第二空 腔，以便防止所述流体围绕着在所述空腔和所述第二空腔之间的所述 大直径部分流动；

启动入口，流体在控制压力下通过所述启动入口进入所述第二空 腔；以及

开关孔，用于引导流体流进所述第二空腔并流向开关，从而启动 所述开关，其中所述入口压力沿第一方向偏压所述阀，所述出口压力 沿基本上与所述第一方向相反的第二方向偏压所述阀；以及具有弹簧常数的弹簧，所述弹簧还沿所述第二方向偏压所述阀；

当所述入口压力大于所述出口压力至少达所述弹簧常数时，所述 阀可从其中所述启动入口是闭塞的第一位置移向其中所述启动入口 是打开的第二位置；

所述最终入口连接到车辆锁止离合器，使得仅当所述车辆锁止离 合器接合时，流体通过所述最终入口进入所述空腔，并且其中车辆控 制器可操作来分离所述锁止离合器以降低出口压力，从而如果所述系 统适当地工作就使所述阀移动到所述第二位置；

其中在所述锁止离合器分离时，所述阀未能从所述第一位置移到 所述第二位置表示所述阀与所述开关中至少一个未适当地工作。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述系统包括在所述初始入口 上游的泵，并且其中在所述锁止离合器分离时，所述阀未能从所述第 一位置移到所述第二位置表示所述泵未适当地工作。

说明书

技术领域

本发明涉及在汽车中使用的过滤器，具体地涉及用于检测过滤器 何时堵塞的系统。

背景技术

机动车辆会使用很多种过滤器。例如，油通常流过油过滤器，以 从油流中去除污染物。过滤器通常设计成可更换的。但是，却没有 准确的途径来检测何时应当更换过滤器，消费者可能会等待过长的 时间才更换，或者过滤器更换得过于频繁。

发明内容

一种堵塞过滤器检测系统，包括容纳在空腔中的阀，所述空腔限 定有初始入口和最终入口，所述初始入口用于在流体进入过滤器之 前以入口压力接收所述流体，所述最终入口用于在流体离开所述过 滤器之后以出口压力接收所述流体。所述空腔还限定有开关孔，所 述开关孔用于引导所述流体流向开关，从而启动所述开关。所述入 口压力沿第一方向偏压所述阀，所述出口压力沿基本上与所述第一 方向相反的第二方向偏压所述阀。当所述入口压力大于所述出口压 力时，所述阀可从其中所述开关孔是闭塞的第一位置移向其中所述 开关孔是打开的第二位置，从而允许启动所述开关。在本发明的一 方面，所述系统还包括具有弹簧常数的弹簧。所述弹簧沿所述第二 方向偏压所述阀，使得所述入口压力必须大于所述出口压力至少达 所述弹簧常数，以使阀从所述第一位置移到所述第二位置。优选地， 所述过滤器与所述系统并联。
所述系统还包括用于防止所述阀移动超所述第二位置的止动 件。所述空腔还限定有排出孔，当所述阀处于所述第二位置时，所 述排出孔释放至少一部分流体。当所述阀处于第二位置时，通过所 述初始入口进入所述空腔的流体可流过所述开关孔，以启动所述开 关。可选择地，所述空腔还限定有启动入口，并且其中当所述阀处 于第二位置时，流体以控制压力通过所述启动入口进入所述空腔， 流过所述开关孔以启动所述开关。在这类实施例中，优选地，当所 述阀处于第一位置时，所述阀闭塞所述启动入口。
所述最终入口可连接到车辆锁止离合器，使得仅当所述锁止离合 器接合时，流体通过所述最终入口进入所述空腔。车辆控制器可操 作来分离所述锁止离合器以降低出口压力，从而如果所述系统适当 地工作就使所述阀移向所述第二位置。当所述锁止离合器分离时， 所述阀未能移向所述第二位置可能表示所述阀和/或所述开关未适当 地工作。所述系统可还包括在所述初始入口上游的泵，当所述锁止 离合器分离时，所述阀未能移向所述第二位置表示所述泵未适当地 工作。
所述阀可在所述空腔之中产生滞后效应，使得所述阀部分地朝着 所述第二位置的移动引起所述阀完成到所述第二位置的移动。这 样，滞后效应提供了在所述系统之中的稳定性。例如，所述阀包括 至少两个变直径部分，通过所述变直径部分引起所述滞后效应。
结合附图，从下面对实现本发明的最佳模式的详细描述，可容易 地理解本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点。

附图说明

图1为根据本发明的堵塞过滤器检测系统第一实施例的示意性侧 视图，示出了该系统的阀处于表示过滤器未堵塞的第一位置；
图2为图1的堵塞过滤器检测系统的示意性侧视图，示出了该系统 的阀处于表示过滤器堵塞的第二位置；
图3为进出过滤器的流体的示意图；
图4为根据本发明的堵塞过滤器检测系统第二实施例的示意性侧 视图，示出了该系统的阀处于表示过滤器未堵塞的第一位置；
图5为图4的堵塞过滤器检测系统的示意性侧视图，示出了该系统 的阀处于表示过滤器堵塞的第二位置。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记表示相同的部件，图1和2示出了 根据本发明的堵塞过滤器检测系统10的第一实施例的侧视图。容纳 在空腔14中的阀12可从图1中所示的第一位置移到图2中所示的第二 位置。空腔14限定有初始入口16和最终入口18。如图3中所示意性示 出的，流体15就在进入过滤器17之前通过初始入口16以入口压力进 入图1的空腔14，并且在离开过滤器17之后通过最终入口18以出口压 力进入空腔14。因此，系统10与过滤器17并联。例如，机动车中的 油可在进入油过滤器前进入入口16或离开油过滤器后进入入口18。 应当注意，流体可以按不同于此处所述方式地进入空腔14。例如， 通常系统10使用在机动车中，并且一定程度地充满油。因此注意到 系统基于以入口压力进入初始入口16、并以出口压力通过最终入口 18的流体来工作是重要的。
转回到图1和图2，进入初始入口16的流体以入口压力作用在阀12 上，具有将阀12推向图1和2中右侧的趋势。类似地，进入最终入口 18的流体以出口压力作用在阀12上，具有将阀12推向图1和2中左侧的 趋势。如果流体在过滤器中不损失压力，使得入口压力等于出口压 力，那么在入口16作用在阀12上的力会等于在入口18作用在阀12上的 力，阀12保持在第一位置。如果流体在过滤器中损失压力，那么在 入口16作用在阀12上的压力(即，入口压力)将大于在出口18作用 在阀12上的压力(即，出口压力)，并且入口压力将阀推向图1和2 中右侧至第二位置，其中阀12靠着止动件22。销23可将止动件22保持 在适当位置。阀12移向第二位置的运动打开了开关孔24，允许流体 从空腔14流向开关26，从而启动开关26以表示由于过滤器堵塞产生 不希望的流体压降。
实际上，即使过滤器没有堵塞，流体在通过过滤器时也至少会产 生一部分压降。并且，过滤器小量的堵塞并不必需对过滤器进行清 洗或更换。因此，弹簧20将阀12偏压向图1和2中的左侧，弹簧20具有 等于可允许压降的弹簧常数。例如，弹簧20可具有25psi的弹簧常数， 表示流体在过滤器中可损失25psi的压力而不会打开开关孔24触发开 关26。优选地，空腔24还优选地限定出排出孔28。当阀处于第二位 置时，排出孔28打开，以允许一部分流体通过其排出。通过排出口 28的流体耗散通过降低流过开关孔24的流体作用在开关26上的压 力，延长了开关26的疲劳寿命。初始入口16与最终入口18的相对大 小确定了作用在开关24上的流体压力。例如，如果初始入口16与最 终入口18的大小相似，入口压力为230psi，出口压力为10psi，那么 初始入口16与最终入口18会均分110psi的压降([230psi-10 psi]/2)，在开关24处的压力为120psi([230psi+10psi]/2)。
图4和图5示出了堵塞过滤器检测装置110的第二实施例的侧视 图。容纳在空腔114中的阀112可从图4中所示的第一位置移到图5中所 示的第二位置。优选地，阀112包括大直径部分112a和小直径部分 112b。空腔114限定有初始入口116、最终入口118、排出孔128、开关 孔124和启动入口130。流体就在进入过滤器(即，图3的17)之前通 过初始入口116以入口压力进入空腔114，并在离开过滤器之后通过 最终入口118以出口压力进入空腔114。进入初始入口116的流体以入 口压力作用在阀112上，具有将阀112推向图3和4中下侧的趋势，而进 入最终入口118的流体以出口压力作用在阀112上，具有将阀112推向 图3和4中上侧的趋势。具有等于所需允许压降的弹簧常数的弹簧120 将阀112偏压向上侧。
如果进入初始入口116的流体的流体压力比进入最终入口118的 流体的流体压力大得足以克服弹簧120的力，阀112就会向下移到第 二位置，从而露出启动入口130，允许流体通过启动入口130进入空 腔114。流体以稳定的预定控制压力(例如，100psi)流过启动入口 130。然后，来自启动入口130的流体绕着阀112的小直径部分112b行 进，通过开关孔124，从而启动开关126以表示由于过滤器堵塞产生不 希望的流体压降。在该实施例中，阀112的大直径部分阻止已通过初 始入口116进入空腔114的流体到达开关126，从而允许对流体作用在 开关126上的力有甚至更大的控制。另外，使用阀112的变直径部分 112a、112b还在空腔114中产生了滞后效应，使得一旦阀112向图4和5 中的下侧移动超过中间位置时，阀滞后效应就会使阀112急速向下通 过剩余路途达到第二位置。滞后效应还会使阀112保持在第二位置 中，直到通过过滤器的压降降低至足以充分克服两个部分112a、112b 的面积差所产生的压力为止。因此可以看出，变直径部分112a、112b 的使用所产生的滞后效应通过防止阀112在第一与第二位置之间摆 动而在系统10中提供了稳定性。
除了检测堵塞过滤器之外，本发明的第二实施例110还提供了新 型诊断能力。车辆包括逻辑阀，其可选择性地起动锁止离合器132。 当锁止离合器132接合时，车辆液力变矩器离合器增压。相反地，当 锁止离合器132分离时，液力变矩器离合器排压。优选地，如图4和 图5中所示意性示出的，最终入口118连接到锁止离合器132上，使得 只有当锁止离合器132接合时，流体才通过最终入口118给空腔114增 压。当车辆发动机起动时，通常锁止离合器132分离。因此，流体通 过初始入口116进入空腔114，而不通过最终入口118进入，使得阀112 移向第二位置，从而启动了开关126。如果开关126不在发动机起动 时启动，那么就是告诉车辆控制器124：或者阀112卡在第一位置， 或者开关126损坏。当控制器134起动逻辑阀以接合锁止离合器132 时，流体会通过最终入口118给空腔114增压，从而会再次将阀112向 上移动，当启动入口130闭塞时，关闭开关126。如果开关126不关闭， 那么就是告诉车辆控制器134：或者阀112卡在下面，过滤器堵塞， 或者最终入口118与锁止离合器132之间的连接出现了一些问题。当 锁止离合器132分离时，阀112未能从第一位置移向第二位置可能还 表示车辆泵136出现问题。具体地，如果泵136未起动，或者失去动 力，那么系统10的流体不会增压，只有极少的流体会进入空腔114。 因此，如果锁止离合器132被分离以防止流体通过最终入口118进入 空腔114，而泵136未适当地工作使得流体未通过初始入口118进入空 腔114，那么阀112将保持在第一位置。因此可以看出，本发明在检 测堵塞过滤器之外，还提供了诊断能力。
尽管已经详细描述了实现本发明的最佳模式，但是应当理解，所 使用的术语仅仅是词语和说明的性质，而不是限制。根据上面的教 导，本发明所属领域的技术人员会认识到本发明的许多修改。因此， 应当理解，在所附权利要求的范围内，除了本文所具体描述的以外， 本发明还可以基本上等效方式实现。