CN110344970A - 空气滤清器监控系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种空气滤清器监控系统和方法，其中，获取车辆的空气滤清器的空气流量数据；获取车辆定位数据；基于车辆定位数据获取车辆所在或经过地区的空气质量数据；基于所述空气流量数据和所述空气质量数据产生空气滤清器清洁状态信息；以及在空气滤清器清洁状态表明滤芯需要清理或更换时，向驾驶员或车主或他人发出提示信息。

Description

空气滤清器监控系统和方法

技术领域

本申请涉及一种用于监控车辆空气滤清器状态的技术，能够实现空气滤清器的清理/更换间隔的优化。

背景技术

车辆发动机进气系统中包含空气滤清器，用于为发动机提供清洁的空气，以防这些发动机在运转时将带有杂质颗粒的空气吸入气缸中。空气滤清器通常装在进气管的前方，起到滤除空气中灰尘、颗粒的作用，保证气缸中进入足量、清洁的空气。空气滤清器的主要组成部分是滤芯和机壳，其中滤芯作为过滤部分，承担着空气的过滤工作。空气滤清器的工作要求是能承担高效率的空气滤清工作，不为空气流动增加过多阻力，并能长时间连续工作。

空气滤清器需要定期清理或更换，以保持空气滤清器的清洁。现有技术中，通常根据车辆的行驶里程来清理和更换滤芯。很多车辆要在车辆行驶了数千公里后清理滤芯，例如用高压空气吹扫滤芯；在车辆行驶了一万五千公开或两万公里后，要更换滤芯。

然而，这种根据车辆行驶里程清理和更换空气滤清器滤芯的做法并非完全合理。如果车辆长期在空气质量差的环境中行驶，则滤芯可能很快变脏，如不及时清理或更换，则会导致发动机进气不足，燃油燃烧不完全，使得发动机工作不稳定，动力下降、耗油量增加的现象发生。另一方面，如果车辆长期在空气质量好的环境中行驶，则即使到了规定的更换滤芯的行驶里程，滤芯可能仍处于较为清洁的状态，强制更换滤芯无疑会造成浪费。

发明内容

鉴于现有技术状况，本申请的一个目的是提供一种监控车辆空气滤清器状态的技术，用于实时地监控空气滤清器的清洁状态，并将监控信息反馈给车辆驾驶员或车主或他人，以便提示有关滤芯清理和更换的信息。

本申请在其一个方面提供了一种空气滤清器监控系统，包括：后台服务器，其配置成：以无线方式获取流经车辆发动机空气滤清器的空气流量数据；获取车辆定位数据；基于车辆定位数据采集车辆所在或经过地区的空气质量数据；基于所述空气流量数据和所述空气质量数据产生空气滤清器清洁状态信息；以及在空气滤清器清洁状态信息表明空气滤清器的滤芯需要清理或更换时，发出相应的提示。

本申请在其另一个方面提供了一种空气滤清器监控系统，包括：车载的监控单元，其中，所述监控单元配置成：获取流经车辆发动机空气滤清器的空气流量数据；获取车辆定位数据；基于车辆定位数据采集车辆所在或经过地区的空气质量数据；基于所述空气流量数据和所述空气质量数据产生空气滤清器清洁状态信息；以及在空气滤清器清洁状态信息表明空气滤清器的滤芯需要清理或更换时，发出相应的提示。

本申请在其一个方面提供了一种空气滤清器监控方法，其可以借助前面所述的空气滤清器监控系统实施，所述方法包括：获取车辆的空气滤清器的空气流量数据；获取车辆定位数据；基于车辆定位数据获取车辆所在或经过地区的空气质量数据；基于所述空气流量数据和所述空气质量数据产生空气滤清器清洁状态信息；以及在空气滤清器清洁状态表明滤芯需要清理或更换时，向驾驶员或车主或他人发出提示信息。

根据本申请，车辆空气滤清器的空气流量数据被发送给后台服务器或车载设备，后台服务器或车载设备同时获取车辆的行驶路径以及行驶经过地区空气质量的信息，基于空气滤清器的空气流量、行驶路径和空气质量方面的信息产生空气滤清器灰尘收集量的数据，并且根据灰尘收集量的信息判断空气滤清器的清洁状态，在空气滤清器达到需要清理或更换的状态时，给驾驶员或车主或他人发出相应的指示。由此，一方面可保证空气滤清器具有合乎要求的清洁状态，以确保发动机的正常运转，另一方面，可保证滤芯在达到最大使用寿命后才被更换，从而降低空气滤清器的使用成本。

附图说明

图1是根据本申请的一种可行实施方式的空气滤清器监控系统的示意图。

图2是用于解释所述空气滤清器远程监控系统的操作原理的示意图。

具体实施方式

下面描述本申请的一些可行实施方式。

本申请总体上面向车辆的空气滤清器监控技术，其中，通过获取车辆空气滤清器的空气流量、车辆行驶路径和车辆所在或经过地区的空气质量，可以产生空气滤清器的灰尘收集量的数据，由此判断空气滤清器的清洁状态，并且在空气滤清器需要清理或更换时通知驾驶员或车主或他人。

图1示意性显示了车辆中的空气滤清器1，其安装在发动机进气管2的前面，通常位于车辆的发动机舱中。空气流量计3安装在空气滤清器1与进气管2之间，用于检测经空气滤清器1流入进气管2中的空气量。空气流量计3将检测到的空气流量数据发送至车辆ECU 4，作为决定喷油的基本信号之一。空气流量计3可以是热膜式、热线式、叶片式空气流量计等等。

根据本申请的一种可行实施方式的空气滤清器监控系统要远程获取空气流量计3检测到的空气流量数据。为此，采用了车载无线通讯单元5，例如互联控制单元，其以可传输数据的方式连接着空气流量计3，例如通过专用线路或通过车辆CAN。这样，无线通讯单元5可以直接获取空气流量计3检测到的空气流量数据。或者，无线通讯单元5以可传输数据的方式连接到ECU 4，例如通过专用线路或通过车辆CAN。由于空气流量计3的检测数据会发送到ECU 4，因此，无线通讯单元5可以经ECU 4获取空气流量计3检测到的空气流量数据。

作为一种未示出的备选方案，无线通讯单元5可以集成于空气流量计3，例如集成在空气流量计3的电路板中。这样，无线通讯单元5可以直接获取到空气流量数据。

无线通讯单元5被构造成能够将空气流量计3检测的空气流量数据一级以及可能用到的其他相关信息地无线发送到无线通讯站6，无线通讯站6可将接收到的空气流量数据以及可能有的其他相关信息发送到后台服务器7，例如通过有线或无线链路。

后台服务器7包括数据收集和处理单元，用于收集并处理与评估空气滤清器1的清洁状态有关的各种数据。这些数据至少包括：流经空气滤清器1的空气流量数据D1，体现车辆行驶路径的车辆定位数据D2，车辆所在或经过地区的空气质量数据D3，如图2中示意性显示。

下面描述后台服务器对各个数据的采集和处理。

如前面所述，流经空气滤清器1的空气流量数据D1是由车载无线通讯单元5无线传送过来的，并且被后台服务器7的数据收集和处理单元记录下来。

关于车辆定位数据D2，后台服务器7的数据收集和处理单元可以获取来自卫星定位系统对车辆进行定位的定位数据D2。数据收集和处理单元可以直接从卫星定位系统获取车辆的定位数据D2。或者，由于车辆本身通常配备有导航系统，因此，也可以利用无线通讯单元5经ECU 4获取来自车载导航系统的车辆定位数据D2，并将车辆的定位数据D2无线发送到无线通讯站6，无线通讯站6再将接收到的车辆的定位数据D2发送到后台服务器7。

关于车辆所在或经过地区的空气质量数据D3，后台服务器7的数据收集和处理单元可以根据车辆定位数据D2获取车辆所经过地区的空气质量数据。空气质量数据通常由政府部门或空气质量监控组织发布，并且是容易获得的。例如，可以根据协议直接从政府部门或空气质量监控组织接收空气质量数据，或者可以从网络获取公布的空气质量数据。空气质量数据通常包括空气质量指数(AQI)、空气中颗粒物含量等等。

可以理解，在后台服务器7中，数据D1、D2、D3被以适合于处理的格式连续记录并存储，而非图2中示意表示的形式。

此外，可以理解，无线通讯单元5可以实时地向后台服务器7传送空气流量数据D1以及可能有的其他信息(例如车辆定位数据)，也可以定期(例如每天一次)将汇总的空气流量数据D1以及可能有的其他信息向后台服务器7传送。同样，后台服务器7可以实时获取车辆定位数据D2和车辆所在或经过地区的空气质量数据D3，也可以定期(例如每天一次)采集这些数据。

接下来，后台服务器7的数据收集和处理单元利用收集到的空气流量数据D1和空气质量数据D3产生空气滤清器1的清洁状态信息。

例如，数据收集和处理单元由空气流量数据D1得到单位时间段(例如数分钟)内的平均空气流量，并且由空气质量数据D3得到该时间段内的某种或多种尺寸的空气中颗粒物含量(例如PM10和/或PM2.5的值)。然后，将该单位时间段乘以该单位时间段内的平均空气流量得到单位时间段内流经空气滤清器1的空气量，再将单位时间段内流经空气滤清器1的空气量乘以空气中颗粒物含量，大致得到该时间段内空气滤清器1对空气中某种或多种尺寸的颗粒物的捕集量。该捕集量大体上与该时间段内空气滤清器1捕集的灰尘量成正比，因此，可作为灰尘量的表征值。如此进行，可得到连续的各时间段内的空气滤清器1捕集的灰尘量的表征值。然后，累加连续的各时间段内空气滤清器1捕集的灰尘量的表征值，即可得到空气滤清器1捕集的灰尘总量的表征值。该灰尘总量的表征值大体上与空气滤清器1捕集的灰尘总量成线形关系，因此能够体现空气滤清器1捕集的灰尘总量。例如，将该灰尘总量的表征值乘以一个系数(恒量或可变量)，即可大致得到空气滤清器1捕集的灰尘总量。

当数据收集和处理单元确定的空气滤清器1捕集的灰尘总量或其表征值达到一定值时，即判断空气滤清器1的滤芯达到额定满负荷状态(即滤芯最大额定集尘量)而需要清理或更换。然后，后台服务器7向驾驶员或车主或他人的发送有关空气滤清器1捕集的灰尘总量以及需要清理或更换滤芯的提示。例如，后台服务器7可以向驾驶员或车主或他人的装有相关应用程序的智能手机8或其他移动设备发送此提示信息。作为替代或附加，后台服务器7可以以无线或有线的方式向驾驶员或车主或他人的装有相关应用程序的固定设备发送此提示信息。作为替代或附加，后台服务器7可以向车载无线通讯单元5发送此信息，车载无线通讯单元5可将此提示信息传输到驾驶员的智能手机8或其他移动设备和/或传输到车辆中的音频/视频系统，由此给驾驶员以相应的提示。

对于一般的滤芯，可以清理数次，然后必须更换。后台服务器7可以在前几次(例如三或四次)滤芯达到额定满负荷状态时提示清理，然后再次达到额定满负荷状态时提示更换。

后台服务器7可以在滤芯将要达到额定满负荷状态之前，例如达到额定满负荷状态的80％时，即开始并持续提示空气滤清器1的清洁状态。

虽然前面描述了后台服务器7从无线通讯单元5接收流经空气滤清器1的空气流量数据的实施方式，但可以理解，根据本申请的其他可行实施方式，后台服务器7可从其他设备，尤其是车载设备(例如车联网设备)，接收流经空气滤清器1的空气流量数据。

根据本申请的另一种未示出的可行实施方式，空气滤清器监控系统主要包括车载的监控单元，对与空气滤清器的监控相关的数据进行处理。该监控单元可以与ECU 4通讯连接，或者集成在ECU 4中而构成ECU 4中的一个模块，从而能够获取由空气流量计3检测并传输到ECU 4中的空气流量数据D1。或者，该监控单元可以与空气流量计3通讯连接，从而直接获取空气流量计3检测的空气流量数据D1。该监控单元也可以集成在发动机控制器中。

此外，监控单元可以与车载导航系统连接，从而能够获得车辆的定位数据D2。或者，该监控单元可以从ECU 4获得车辆定位数据D2。

此外，监控单元与无线通讯单元5或其他车联网设备通讯连接。因此，监控单元也可以通过无线通讯单元5或其他车联网设备获得来自卫星定位系统对车辆进行定位的定位数据D2。

此外，监控单元还可以根据车辆定位数据D2通过无线通讯单元5获得车辆所经过地区的空气质量数据D3。例如，从政府部门或空气质量监控组织接收空气质量数据D3，或者可以从网络获取公布的空气质量数据D3。

监控单元对连续采集的空气流量数据D1和空气质量数据D3进行处理，即可得到空气滤清器1捕集的灰尘总量或其表征值。数据处理方式类似于前面针对图1所示实施方式描述的，这里不再重复叙述。

在监控单元根据确定的空气滤清器1捕集的灰尘总量或其表征值判断滤芯需要清理或更换时，即可发送相应的提示信息。例如，通过车载设备直接发送提示信息，通过无线通讯单元5向驾驶员的智能手机8或其他移动设备发送此提示信息，通过无线通讯单元5经无线通讯站6向驾驶员或车主或他人的智能手机8或其他移动设备或固定设备发送此提示信息，等等。

本申请还涉及相应的空气滤清器监控方法。其可以借助前面描述的各种空气滤清器监控系统实施，也可能被应用于其他类似的空气滤清器监控系统中。本申请的空气滤清器监控方法大体上包括下述步骤：

获取车辆的空气滤清器的空气流量数据(在车内获取或在后台远程获取)；

获取车辆定位数据；

基于车辆定位数据获取车辆所在或经过地区的空气质量数据；

基于所述空气流量数据和所述空气质量数据产生空气滤清器清洁状态信息；以及在空气滤清器清洁状态表明滤芯需要清理或更换时，向驾驶员或车主或他人发出提示信息。

作为示例，空气滤清器清洁状态信息可以如下产生：

利用某时段内的空气流量数据与车辆所在或经过地区的空气质量数据产生该时段内空气滤清器捕集的灰尘量；

累加连续的时间段内空气滤清器捕集的灰尘量，得到空气滤清器捕集的灰尘总量；

基于空气滤清器捕集的灰尘总量确定空气滤清器清洁状态，并且在判断出空气滤清器的滤芯将要或已经达到额定满负荷状态时，向驾驶员或车主或他人发出相应提示。

前面描述的空气滤清器监控系统中的种种特征同样适用于本申请的空气滤清器监控方法。

根据本申请，驾驶员或车主或他人在车辆使用期间，即可及时得知空气滤清器1的清洁状态，并且在滤芯达到额定满负荷状态时或之前及时清理或更换。由此，可保证空气滤清器具有合乎要求的清洁状态，以确保发动机的进气充足，燃油燃烧完全，发动机工作稳定，能够提供所需的动力，避免耗油量增加。

另一方面，如果空气滤清器处于较为清洁的状态，则即使到了传统上认为需要更换滤芯的行驶里程，仍可继续使用滤芯，而不必强制更换滤芯，避免浪费。这一点对于拥有多辆汽车的用户来说，可以节约可观的费用。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (11)

1.一种空气滤清器监控系统，包括：

后台服务器(7)，其配置成：以无线方式获取流经车辆发动机空气滤清器(1)的空气流量数据；获取车辆定位数据；基于车辆定位数据采集车辆所在或经过地区的空气质量数据；基于所述空气流量数据和所述空气质量数据产生空气滤清器清洁状态信息；以及在空气滤清器清洁状态信息表明空气滤清器的滤芯需要清理或更换时，发出相应的提示。

2.如权利要求1所述的空气滤清器监控系统，其中，后台服务器(7)经车载的无线通讯单元(5)获取由空气流量计(3)检测到的流经车辆发动机空气滤清器(1)的空气流量数据；

后台服务器(7)从卫星定位系统获取车辆定位数据，或经车载无线通讯单元(5)从车辆获取车辆定位数据；

所述后台服务器(7)从政府部门或空气质量监控组织发布的空气质量得到空气质量数据。

3.如权利要求1或2所述的空气滤清器监控系统，其中，后台服务器(7)向装有相关应用程序的移动设备或固定设备发送提示信息，或向车载无线通讯单元(5)发送提示信息、并且车载无线通讯单元(5)通过车载音频或视频装置发出提示信息。

4.一种空气滤清器监控系统，包括：

车载的监控单元，其中，所述监控单元配置成：获取流经车辆发动机空气滤清器(1)的空气流量数据；获取车辆定位数据；基于车辆定位数据采集车辆所在或经过地区的空气质量数据；基于所述空气流量数据和所述空气质量数据产生空气滤清器清洁状态信息；以及在空气滤清器清洁状态信息表明空气滤清器的滤芯需要清理或更换时，发出相应的提示。

5.如权利要求4所述的空气滤清器监控系统，其中，所述监控单元获取由空气流量计(3)检测到的流经车辆发动机空气滤清器(1)的空气流量数据；

所述监控单元从车载导航系统或从卫星定位系统获取车辆定位数据；

所述监控单元经车载无线通讯单元(5)从政府部门或空气质量监控组织发布的空气质量得到空气质量数据；

所述监控单元可选地连接于车辆ECU或集成在车辆ECU中。

6.如权利要求4或5所述的空气滤清器监控系统，其中，所述监控单元通过车载音频或视频装置发出提示信息，或将提示信息以无线或有线方式发送到装有相关应用程序的移动设备或固定设备，例如经车载无线通讯单元(5)发送。

7.如权利要求1至6中任一项所述的空气滤清器监控系统，其中，所述后台服务器(7)或监控单元以下述方式产生空气滤清器清洁状态信息：

利用每个时段内的空气流量数据与车辆所在或经过地区的空气质量数据产生每个时段内空气滤清器捕集的灰尘量；

累加连续的各时间段内空气滤清器捕集的灰尘量，得到空气滤清器捕集的灰尘总量；

基于空气滤清器捕集的灰尘总量确定空气滤清器清洁状态，以产生空气滤清器清洁状态信息。

8.如权利要求7所述的空气滤清器监控系统，其中，所述空气质量数据中包含空气中的颗粒物的含量数据；

所述后台服务器(7)或监控单元利用每个时段内的空气流量数据得到该时间段内流经空气滤清器的空气量，再将每个时间段内流经空气滤清器的空气量乘以相应的空气中颗粒物的含量得到每个时段内空气滤清器捕集的灰尘量的表征值，累加连续的各时间段内空气滤清器捕集的灰尘量的表征值，得到空气滤清器捕集的灰尘总量的表征值。

9.如权利要求1至8中任一项所述的空气滤清器监控系统，其中，所述后台服务器(7)或监控单元配置成在清洁状态信息表示滤芯达到额定满负荷状态的80％时，开始发送提示信息。

10.如权利要求2或5所述的空气滤清器监控系统，其中，所述车载无线通讯单元(5)为车载互联控制单元，其以可传输数据的方式连接着所述空气流量计(3)；或者

所述车载无线通讯单元(5)集成于所述空气流量计(3)。

11.一种空气滤清器监控方法，优选借助权利要求1至10中任一项所述的空气滤清器监控系统实施，所述方法包括：

获取车辆的空气滤清器的空气流量数据；

获取车辆定位数据；

基于车辆定位数据获取车辆所在或经过地区的空气质量数据；

基于所述空气流量数据和所述空气质量数据产生空气滤清器清洁状态信息；以及在空气滤清器清洁状态表明滤芯需要清理或更换时，向驾驶员或车主或他人发出提示信息。