DE102004038106A1

DE102004038106A1 - Anzeigesystem des Zustands eines Luftfilters eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102004038106A1
Application number: DE200410038106
Authority: DE
Inventors: Frantz Grondin; Bruno Peressini
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2005-02-24
Also published as: FR2858664A1; FR2858664B1

Abstract

Es wird ein Anzeigesystem des Zustands eines Luftfilters 1 für Verbrennungsmotoren 2 eines Fahrzeuges beschrieben. Das System weist ein Luftfiltergehäuse 4 auf, in welchem sich ein Luftfilterelement 5 befindet. Es gibt ebenso einen Drucksensor, der einen Druck-Aufnehmer 7b aufweist, der zum Erfassen des Luftdrucks stromabwärts des Luftfilterelementes 5 vorgesehen ist, eine elektronische Schnittstelle 8, die zum Empfangen eines Drucksensorsignals und zum Steuern einer Benutzerinformationsvorrichtung 9 vorgesehen ist. Der Drucksensor ist ein Differenzial-Drucksensor 6, der einen anderen Druck-Aufnehmer 7a aufweist, der stromaufwärts des Luftfilterelementes 5 angeordnet ist. Der Differenzial-Drucksensor 6 ist zum Erfassen auf direkte Art und Weise des Differenzial-Drucks durch das Luftfilterelement 5 und zum Erzeugen und Senden eines ersten elektrischen Signals vorgesehen, das kennzeichnend für den Differenzial-Druck ist, an die elektronische Schnittstelle 8.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Anzeigesysteme des Zustands von Luftfiltern für Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen und insbesondere ein Anzeigesystem des Zustands eines derartigen Luftfilters an den Benutzer eines Fahrzeugs.

Es ist bekannt, einen Motor mit einem System zu verwenden, welches den Grad der Verstopfung des Luftfilterelementes einem Benutzer anzeigt. Ein derartiges System ist in dem Dokument US-5,681,988 beschrieben, in welchem ein System einen Drucksensor umfasst, der den Luftdruck im Inneren des Luftfilters auf der Seite der gereinigten Luft misst. Der Drucksensor befindet sich stromabwärts des Luftfiltergehäuses und eine solche Anordnung stellt ein Problem dar, da die Präzision der Bestimmung der Verschmutzung des Filters gefährdet sein kann, z.B. aufgrund von Ladungsverlusten, welche durch die Leitungen und die Kompressibilität von Luft hervorgerufen werden.

Es ist eine der Aufgaben der Erfindung, ein Anzeigesystem des Zustands von Luftfiltern zu liefern, welches verbessert ist.

Die Erfindung hat als Aufgabe, ein Anzeigesystem des Zustands eines Luftfilters für Verbrennungsmotoren eines Fahrzeuges bereitzustellen, welches ein Luftfiltergehäuse aufweist, in welchem sich ein Luftfilterelement befindet, eine elektronische Schnittstelle, die vorgesehen ist, um eine Benutzer-Informationsvorrichtung zu steuern, die vorgesehen ist, um eine Anzeige des Grads einer Verstopfung des Luftfilterelementes zu signalisieren, und einen Differenzial-Drucksensor (bzw. Unterschieds-Drucksensor), welcher einen Druck- Aufnehmer aufweist, der vorgesehen ist, um den Luftdruck stromabwärts des Luftfilterelementes zu detektieren und einen anderen Druck-Aufnehmer, der stromaufwärts des Luftfilterelementes angeordnet ist, wobei der Differenzial-Drucksensor zum Erfassen bzw. Detektieren auf direkte Art und Weise des Differenzial-Drucks durch das Luftfilterelement vorgesehen ist, und ein erstes elektrisches Signal, welches kennzeichnend für den Differenzial-Druck ist, zu erzeugen und an die elektronische Schnittstelle zu senden.

Gemäß anderen Merkmalen der Erfindung:

– können die Druck-Aufnehmer mit dem Luftfiltergehäuse in den Teilen der Stromaufwärtsseite und Stromabwärtsseite des Luftfilterelementes verbunden sein.
– kann die Informationsvorrichtung an einer Position gesetzt sein, in welcher sie von einem Benutzersitz der Fahrgastzelle des Fahrzeuges sichtbar ist, z.B. an der Instrumententafel des Fahrzeuges gesetzt.
– können eines oder mehrere Signale von Betriebsparametern des Motors und/oder des Fahrzeuges durch die elektronische Schnittstelle zum Steuern der Informationsvorrichtung verwendet werden.

Die Erfindung stellt ebenso ein Verfahren einer Anzeige des Zustands eines Luftfilters für Verbrennungsmotoren eines Fahrzeuges bereit, welches die Schritte aufweist: Eine Erfassung des Differenzial-Drucks im Inneren eines Luftfiltergehäuses auf direkte An und Weise durch das Luftfilterelement; eine Erzeugung eines elektrischen Signals, vorzugsweise im Bereich des Luftfilterelementes, das kennzeichnend für den Differenzial-Druck ist und die Sendung bzw. Übertragung dieses Signals; ein Verwenden des elektrischen Signals, das kennzeichnend für den Differenzial-Druck ist, durch die elektronische Schnittstelle im Hinblick auf ein Anzeigen des Zustands des Luftfilterelementes mittels einer Informationsvorrichtung.

Das Verfahren kann auch die Angabe einer Notwendigkeit eines Wechsels des Luftfilterelementes umfassen, wenn der Differenzial-Druck eine vorbestimmte Grenze überschreitet.

Die elektronische Schnittstelle kann den Wert, welcher dem Differenzial-Drucksignal entspricht, mit einem Wert einer voraufgezeichneten Kartographie in der elektronischen Schnittstelle vergleichen zu dem Zweck, ein Signal zu erzeugen, das kennzeichnend für den Zustand des Luftfilterelementes ist.

Der Vergleich kann auch auf kontinuierliche Art und Weise durchgeführt werden und vorzugsweise für mehrere Motordrehzahlen, mehrere Motorlasten, mehrere Lufteintrittsraten oder mehrere Luftmengenströme.

Das Verfahren kann ebenso das Messen des Differenzial-Drucks nach dem Ersetzen (bzw. Austausch) des Luftfilterelementes durch ein neues Luftfilterelement umfassen und die Verwendung dieses Differenzialdrucks als einen Richtwert für zukünftige Vergleiche.

In dem System oder dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Zustand des Luftfilters der Verstopfungsgrad.

Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden beim Lesen der detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen besser verstanden werden, welche beispielhaft und keineswegs beschränkend zu nehmen sind, und welche durch die beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, in welchen:
1: eine schematische Ansicht eines Anzeigesystems des Zustands von Luftfiltern für Verbrennungsmotoren ist.
2: eine schematische Ansicht eines Anzeigesystems des Zustands von Luftfiltern für Verbrennungsmotoren gemäß einer Variation der vorherigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
In 1 gelangt die Luft zu einem Luftfilter 1 über eine Leitung 3a. Der Luftfilter versorgt den Verbrennungsmotor 2 mit gefilterter Luft über eine Leitung 3b. Der Luftfilter 1 setzt sich aus einem Luftfiltergehäuse 4 und einem Luftfilterelement 5 zusammen, welches auch als filternde Kapsel bezeichnet wird. Ein Differenzial-Drucksensor 6 befindet sich an dem Luftfiltergehäuse 4. Er weist zwei Druck-Aufnehmer 7a und 7b auf, stromaufwärts und stromabwärts des Luftfilterelementes 5. Der Sensor gibt die Information über die Differenz bzw. den Unterschied zwischen dem Druck stromabwärts des Luftfilterelementes 5 und dem Druck stromaufwärts des Luftfilterelementes 5 zurück, welcher als Differenzial-Druck bezeichnet wird, und entsprechend den Ladungsverlusten, welche durch das Luftfilterelement 5 erzeugt werden. Diese Ladungsverluste (bzw. Druckverluste) entwickeln sich in Abhängigkeit des Durchsatzes der Luft, welche in den Motor eintritt und des Zustandes des Luftfilterelementes 5, z.B. des Verstopfungsgrades dieses Elementes. Die Druck-Aufnehmer 7a und 7b, die sich stromaufwärts und stromabwärts befinden, sind nahe an dem Luftfilterelement 5, da die Messung der relativ geringen Druckdifferenz (von 15 bis 30 mbar) durch andere Ladungsverluste beeinträchtigt werden kann, die zu denjenigen, welche durch das Luftfilterelement 5 erzeugt werden, hinzu kommen aufgrund von z.B. Luftleitungen 3a und 3b und der Kompressibilität von Luft.
Der Differenzial-Drucksensor 6 überträgt bzw. sendet in Antwort auf die Messung des Differenzial-Drucks ein elektrisches Signal dieses Differenzial-Drucks. Dieses Signal gelangt zu einer elektronischen Schnittstelle 8 bzw. Interface. Die elektronische Schnittstelle 8 steuert eine Informationsvorrichtung 9, welche zwei Aufgaben aufweisen kann: Diese Informationsvorrichtung 9 kann eine Angabe des Zustands des Luftfilterelementes geben, z.B. Verstopfungsprozentsatz (bzw. Verstopfungsgrad) im Verhältnis zu einem vorbestimmten Wert. Diese Informations vorrichtung 9 kann ebenso eine Warnaufgabe aufweisen, z.B. unter Verwenden einer Leuchtanzeige, die in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs auf eine solche Art und Weise angeordnet ist, um durch einen Benutzer des Fahrzeuges gesehen werden zu können, z.B. an der Instrumententafel des Fahrzeugs. Wenn das Differenzialdruck-Signal einen gewissen, vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, unterrichtet die elektronische Schnittstelle 8 den Benutzer davon mittels der Informationsvorrichtung 9, welcher sodann mit dem Ersetzen des Luftfilterelementes 5 fortfahren kann. Diese vorbestimmte Grenze kann ein fester Wert sein, welcher in der Fabrik aufgezeichnet wurde, oder kann ausgehend von Kartographie-Werten erhalten werden von dem Typ, wie demjenigen, welcher nachfolgend beschrieben ist.
In 2 sendet gemäß einer Variation der vorangegangenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Differenzial-Drucksensor 6 in Antwort auf die Messung des Differenzial-Drucks ein erstes elektrisches Signal, welches kennzeichnend für den Differenzial-Druck ist. Die elektronische Schnittstelle 8, z.B. ein Rechner, analysiert dieses Signal. Andere Signale können durch die elektronische Schnittstelle 8 verwendet werden. Es kann sich um ein Signal handeln, welches von den Sensoren 10 herkommt, die an dem Verbrennungsmotor 2 installiert sind, oder in dem Fahrzeug, welches z.B. die Motordrehzahl, die abgelaufene Distanz, die Motorlast, die Lufteintrittsrate oder der Luftmengenstrom angibt bzw. anzeigt. Nachdem er das erste Signal, welches kennzeichnend für den Differenzial-Druck ist, analysiert hat, mit oder ohne den anderen, oben genannten Signalen, erzeugt die elektronische Schnittstelle 8 ein zweites elektrisches Signal für die Informationsvorrichtung 9.
Die elektronische Schnittstelle 8 ist fähig, den Luftdurchsatz durch das Luftfilterelement 5 zu schätzen und diesem die Druckmessungen hinzuzufügen, welche durch den Differenzial-Drucksensor 6 zurückgegeben werden. Die elektronische Schnittstelle 8 kann somit den Wert, welcher dem Signal entspricht, dass kennzeichnend für den Differenzial-Druck ist, mit einem Wert einer Kartographie von einem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen. Diese Kartographie des Schwellenwerts ist in der Fabrik aufgestellt und in der elektronischen Schnittstelle 8 aufgezeichnet. Der Vergleich wird auf kontinuierliche Art und Weise, z.B. für alle Motordrehzahlen, realisiert.
Eine andere Besonderheit ist es, dass, wenn man das verstopfte Luftfilterelement 5 durch ein neues austauscht, dass das System eine Differenzial-Druckmessung realisieren kann (Ladungsverluste). Diese Messung kann in der elektronischen Schnittstelle 8 als Referenzmessung gespeichert werden zur Verwendung bei zukünftigen Messungen während der Benutzung des Fahrzeuges.

Claims

Anzeigesystem des Zustands eines Luftfilters (1) für Verbrennungsmotoren (2) eines Fahrzeugs, aufweisend ein Luftfiltergehäuse (4), in welchem sich ein Filterelement (5) für Luft befindet, einen in Differenzial-Drucksensor (6), welcher einen Druck-Aufnehmer (7b) aufweist, der zum Erfassen des Luftdrucks stromabwärts des Luftfilterelements (5) vorgesehen ist, und einen anderen Druck-Aufnehmer (7a), welcher stromaufwärts des Luftfilterelements (5) angeordnet ist, eine elektronische Schnittstelle (8), welche zum Empfangen eines Signals des Drucksensors (6) und zum Steuern einer Benutzerinformationsvorrichtung (9) vorgesehen ist, wobei der Differenzial-Drucksensor (6) ein erstes elektrisches Signal, welches kennzeichnend für den Differenzial-Druck ist, erzeugt und zu der elektronischen Schnittstelle (8) sendet, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzial-Drucksensor (6) zum Erfassen auf direkte Art und Weise des Differenzial-Drucks durch das Luftfilterelement (5) vorgesehen ist, wobei die Druck-Aufnehmer (7a und 7b) mit dem Luftfiltergehäuse (4) in den Teilen der Stromaufwärts- und Stromabwärtsseiten des Luftfilterelements verbunden sind.
System nach Anspruch 1, in welchem die Informationsvorrichtung (9) an eine Position gesetzt ist, in welcher sie von einem Sitz eines Benutzers in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs sichtbar ist, vorzugsweise auf die Instrumententafel des Fahrzeugs gesetzt.
System nach Anspruch 1 oder 2, in welchem ein oder mehrere Signale von Betriebsparametern des Motors (2) und/oder des Fahrzeugs von der elektro nischen Schnittstelle (8) zum Steuern der Informationsvorrichtung (9) verwendet werden.
Verfahren einer Anzeige des Zustands eines Luftfilters (1) für Verbrennungsmotoren (2) eines Fahrzeugs, welches die Schritte aufweist: a) Erfassung des Differenzial-Drucks im Inneren eines Luftfiltergehäuses (4) auf direkte Art und Weise durch das Luftfilterelement (5) über Druck-Aufnehmer (7a und 7b), welche mit dem Gehäuse des Luftfilters (4) in den Teilen von Stromaufwärts- und Stromabwärtsseiten des Luftfilterelementes (5) verbunden sind; b) Erzeugung von vorzugsweise in dem Bereich des Luftfilterelementes (5) eines elektrischen Signals, das kennzeichnend für den Differenzial-Druck ist und die Übertragung dieses Signals; c) Verwendung des elektrischen Signals, das kennzeichnend für den Differenzial-Druck ist, durch die elektronische Schnittstelle im Hinblick auf ein Anzeigen des Zustands des Luftfilterelementes (5) mittels einer Informationsvorrichtung (9).
Verfahren nach Anspruch 4, welches die Angabe einer Notwendigkeit eines Wechsels des Luftfilterelementes (5) umfasst, wenn der Differenzial-Druck über eine vorbestimmte Grenze geht.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, in welchem die elektronische Schnittstelle (8) den Wert, welcher dem Signal des Differenzial-Drucks entspricht, mit einem Wert einer Kartographie vergleicht, die in der elektronischen Schnittstelle (8) voraufgezeichnet ist, mit dem Ziel, ein Signal zu erzeugen, das kennzeichnend für den Zustand des Luftfilterelementes (5) ist.
Verfahren nach Anspruch 6, in welchem der Vergleich auf kontinuierliche Art und Weise und vorzugsweise für mehrere Motordrehzahlen, mehrere Motorlasten, mehrere Lufteintrittsraten oder mehrere Luftstrommengen durchgeführt wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 7, welches das Messen des Differenzial-Drucks nach dem Austauschen des Luftfilterelementes (5) durch ein neues Luftfilterelement umfasst, und die Verwendung dieses Differenzial-Drucks als einen Richtwert für zukünftige Vergleiche.
System nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, in welchem der Zustand des Luftfilters (1) der Verstopfungsgrad ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 8, in welchem der Zustand des Luftfilters (1) der Verstopfungsgrad ist.