DE102009018704A1 - Method for determining whether air filter of engine is frosted in e.g. passenger car, involves determining energy amount supplied to air filter, and determining whether air filter is frosted based on temperature or energy amount - Google Patents

Method for determining whether air filter of engine is frosted in e.g. passenger car, involves determining energy amount supplied to air filter, and determining whether air filter is frosted based on temperature or energy amount Download PDF

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Abstract

The method involves detecting air temperature (8) and air mass (7), which is sucked by an air filter. Energy amount supplied to the air filter is determined using the mass or the temperature by integration of a product from the air mass and air temperature over a time period. Determination is made whether the air filter is frosted based on the detected temperature or the energy amount supplied to the filter. The determination is made that the filter is frosted, when the air temperature lies below a temperature threshold value and the energy amount lies below an energy threshold value. An independent claim is also included for a vehicle comprising a processing unit and a drive motor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters und insbesondere entsprechende Verfahren und Vorrichtungen, welche eine Vereisung des Luftfilters erkennen und berücksichtigen.The The present invention relates to methods and apparatus for determination a degree of contamination of an air filter and in particular corresponding Methods and apparatus which cause icing of the air filter recognize and consider.

Bei Fahrzeugen, wie zum Beispiel Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, mit Verbrennungsmotoren werden Luftfilter verwendet, um die dem Verbrennungsmotor für die Verbrennung zugeführte Luft zu filtern. Dadurch wird vermieden, dass zusammen mit der Luft Schmutzpartikel in den Verbrennungsmotor eindringen, welche zu Beschädigungen in dem Verbrennungsmotor oder zu einem übermäßigen Verschleiß führen können. Wenn ein derartiger Luftfilter verschmutzt ist, wird der Luftdurchsatz durch den Luftfilter verringert, wodurch sich die Leistung des Verbrennungsmotors verringern kann oder der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors ansteigen kann. Daher ist es wichtig, dass der Luftfilter bei Erreichen eines vorbestimmten Verschmutzungsgrades gereinigt oder ausgetauscht wird. Um einunnötiges Austauschen des Luftfilters vor Erreichen des vorbestimmten Verschmutzungsgrades zu vermeiden und somit die mit dem Austausch verbundenen Kosten zu vermeiden, ist eine Bestimmung des tatsächlichen Verschmutzungsgrades des Luftfilters wünschenswert.at Vehicles, such as passenger cars or lorries, With internal combustion engines, air filters are used to power the internal combustion engine to filter air supplied for combustion. This will avoid dirt particles along with the air penetrate into the internal combustion engine, which damage to the internal combustion engine or excessive Wear can cause. If such an air filter is dirty, the air flow through the air filter is reduced, whereby the performance of the internal combustion engine can be reduced or the fuel consumption of the internal combustion engine may increase. Therefore, it is important that the air filter reaches a predetermined level Pollution degree is cleaned or replaced. To unimportant Replacing the air filter before reaching the predetermined degree of contamination avoid the costs associated with the replacement to avoid is a determination of the actual degree of pollution of the air filter desirable.

In dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung von Luftfiltern offenbart.In The prior art includes various methods and devices disclosed for monitoring air filters.

Die DE 403 76 85 A1 betrifft eine Filterkontrolleinrichtung für Innenraumluftfilter von Kraftfahrzeugen mit einem elektrischen Gebläsemotor mit einem in dessen Ansaugbereich angeordneten Filter, einer elektrischen Gebläsemotordrehzahlsteuerung und einer Einrichtung zur Steuerung der Luftwege. Zur Überwachung der Filterverschmutzung ist eine elektronische Schaltung vorgesehen, die die Stromaufnahme des Gebläsemotors bei im Förderstrom angeordnetem Luftfilter im Verhältnis zu einem Referenzwert auswertet.The DE 403 76 85 A1 relates to a filter control device for cabin air filters of motor vehicles with an electric blower motor with a filter arranged in its intake, an electric blower motor speed control and a device for controlling the airways. For monitoring the filter contamination, an electronic circuit is provided which evaluates the current consumption of the fan motor when arranged in the flow air filter in relation to a reference value.

Die DE 103 12 598 A1 betrifft eine Filtervorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Eine Messeinheit, welche mit einem Gebläse und einer Luftzuführung elektrisch verbunden ist, berechnet und speichert in Abhängigkeit von der Gebläsespannung und der eingestellten Luftstromwege eine zeitlich integrierte, insgesamt durch den Luftfilter geströmte Luftmenge. Der Verschmutzungsgrad des Luftfilters wird in Abhängigkeit von dieser Gesamtluftmenge ermittelt und in einer Anzeige visualisiert.The DE 103 12 598 A1 relates to a filter device for a motor vehicle. A measuring unit, which is electrically connected to a blower and an air supply, calculates and stores, depending on the blower voltage and the set air flow paths, a temporally integrated amount of air that has flowed through the air filter. The degree of contamination of the air filter is determined as a function of this total amount of air and visualized in a display.

Die DE 100 16 607 A1 betrifft eine Filterwechselwarnvorrichtung. Die Warnvorrichtung umfasst eine Warnanzeigeeinheit, welche einen Filterwechselzeitpunkt anzeigt, und eine Steuereinheit zum Steuern des Betriebs der Warnanzeigevorrichtung. Die Steuereinheit umfasst ein Zeitzählermittel, welches die Filternutzungszeit, während welcher Luft den Filter durchsetzt, addiert, ein Einstellmittel zum Einstellen eines anfänglichen Sollwertes des Zeitzählermittels, ein Rücksetzmittel zum Ausgeben eines Rücksetzsignals zum Rücksetzen des Zeitzählermittels, wenn der Filter gewechselt wird, und ein Veränderungsmittel zum Verändern des anfänglichen Sollwertes des Zeitzählermittels auf einen nächsten Zeitzählersollwert nach Wechsel des Filters auf Grundlage der Filternutzungszeit bis zum Wechsel des Filters. Die Steuereinheit betätigt die Warnanzeigeeinheit, wenn die Filternutzungszeit nach Wechsel des Filters den nächsten Sollwert übertrifft. Die Filternutzungszeit bis zum Wechsel des Filters wird stets als der nächste Zeitzählersollwert nach Wechsel des Filters verwendet. Der anfängliche Zeitzählersollwert wird in den nächsten Zeitzählersollwert verändert, der Veränderungsbedingungen des Verstopfungsgrads des Filters wiedergibt. In Folge hiervon wird die Mitteilung des Filterwechselzeitpunkts zu einem gegebenen Zeitpunkt entsprechend den tatsächlichen Nutzungsbedingungen des Filters durchgeführt, und zwar ohne Verwendung eines Sensors zur Erfassung des Verstopfungsgrads des Filters.The DE 100 16 607 A1 relates to a filter change warning device. The warning device comprises a warning display unit, which indicates a filter change time, and a control unit for controlling the operation of the warning display device. The control unit comprises a time counter means which adds the filter usage time during which air passes through the filter, setting means for setting an initial set value of the time counter means, reset means for outputting a reset signal for resetting the time counter means when the filter is changed, and a changing means for Changing the initial set value of the time counter means to a next time counter setpoint after changing the filter based on the filter usage time until the filter is changed. The control unit operates the warning display unit when the filter usage time after changing the filter exceeds the next setpoint. The filter usage time until the filter is changed is always used as the next timer counter value after the filter has been changed. The initial timer counter value is changed to the next timer counter value, which reflects change conditions of the clogging degree of the filter. As a result, the notification of the filter changing timing at a given time corresponding to the actual use conditions of the filter is performed without using a sensor for detecting the clogging degree of the filter.

Die DE 101 40 510 A1 betrifft ein Verfahren zur Standzeitüberwachung eines Filters in einer mit einem Gebläse ausgestatteten Filteranlage, wobei vorzugsweise bei jeder Inbetriebnahme der Anlage stromabwärts vom Filter die aktuelle Luftgeschwindigkeit mit einem Sensor gemessen und mit der Referenzluftgeschwindigkeit aus dem unbeladenen Filter verglichen und einem Servicerechner übermittelt und/oder an einer Anzeige angezeigt wird und wobei bei Unterschreitung eines vorgegebenen Grenzwertes der aktuellen Luftgeschwindigkeit der Filterwechsel signalisiert wird.The DE 101 40 510 A1 relates to a method for monitoring the life of a filter in a fan equipped with a filter system, wherein preferably at each startup of the system downstream of the filter, the current air velocity measured with a sensor and compared with the reference air velocity from the unloaded filter and transmitted to a service computer and / or at a Display is displayed and when below a predetermined limit value of the current air speed, the filter change is signaled.

Die DE 1 96 30 985 A1 betrifft ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Verschlechterung eines Verbrennungsmotoreinlassluftfilters. Gemäß dem Verfahren wird ein minimaler Luftstrombeschränkungsgrad über dem Einlassluftfilter hinweg definiert, der einem verschlechterten Einlassluftfilter entspricht. Weiterhin wird eine Festlegung von Druckabfallwerten über ein Probenluftfilter hinweg, das den herbeigeführten minimalen Luftstrombeschränkungsgrad aufweist, als eine Funktion des Luftstroms durch das Probenluftfilter erzeugt. Der Druckabfall und der Luftstrom über bzw. durch den Einlassluftfilter wird wahrgenommen. Auf den Druckabfallwert, der dem wahrgenommenen Luftstrom entspricht, wird aus der Festlegung von Druckabfallwerten Bezug genommen. Der Referenzdruckabfallwert wird mit dem wahrgenommenen Druckabfall verglichen und ein verschlechterter Einlassluftfilter wird diagnostiziert, wenn der wahrgenommene Druckabfall den Referenzdruckabfallwert überschreitet.The DE 1 96 30 985 A1 relates to a method for diagnosing deterioration of an engine intake air filter. According to the method, a minimum airflow restriction level is defined across the intake air filter that corresponds to a degraded intake air filter. Further, establishing pressure drop values across a sample air filter having the minimum air flow restriction degree induced is generated as a function of the air flow through the sample air filter. The pressure drop and the air flow over or through the intake air filter is sensed. The pressure drop value corresponding to the sensed airflow is referred to from the definition of pressure drop values. The reference pressure drop value is compared to the perceived pressure drop and a deteriorated intake air filter is diagnosed when the perceived pressure drop exceeds the reference pressure drop value.

Die EP 0 698 408 B1 betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige des Verschmutztungsgrades eines Luftfilters bei einer Brennkraftmaschine. Die Vorrichtung umfasst einen Drucksensor und einen Sensor zur Erfassung der Motordrehzahl sowie einen weiteren Sensor, welcher den Lastzustand des Motors erfasst. Die Signale der drei Sensoren werden zur Abgabe eines Anzeigesignals verknüpft.The EP 0 698 408 B1 relates to a device for indicating the degree of soiling of an air filter in an internal combustion engine. The device comprises a pressure sensor and a sensor for detecting the engine speed and a further sensor which detects the load condition of the engine. The signals from the three sensors are linked to deliver an indication signal.

Bei den im Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Luftfilterverschmutzungsdiagnose besteht das Problem, dass häufige Fehlanzeigen auftreten, welche zu einem unnötigen Auswechseln des Luftfilters führen können. Diese Fehlanzeigen können beispielsweise auf Grund einer nicht anhaltenden Verschmutzung wegen zum Beispiel einer Vereisung oder auf Grund von Spritzwasser auftreten. Darüber hinaus ist es gemäß dem Stand der Technik nur möglich, die Anzeige des Verschmutzungsgrades des Luftfilters im stationären Betrieb bereitzustellen. Für eine kontinuierliche Auzeige hingegen ist ein Verschmutzungsgrad im instationären Betrieb und mit hoher Auflösung notwendig.at known in the art methods and apparatus for Air filter contamination diagnosis is the problem that frequent false positives occur, resulting in an unnecessary replacement of the air filter being able to lead. These false positives can for example due to a lack of pollution due to For example, icing or due to splashing occur. In addition, it is according to the state the technology only possible, the indication of the degree of contamination to provide the air filter in stationary operation. For a continuous display, however, is a degree of pollution in transient operation and high resolution necessary.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte, zuverlässigere und kontinuierliche Bestimmung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters bereitzustellen.task The present invention is therefore an improved, more reliable and continuous determination of a degree of contamination of a Air filter provide.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Luftfilter eines Motors vereist ist, nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs nach Anspruch 7, eine Verarbeitungseinheit zum Bestimmen, ob ein Luftfilter eines Motors vereist ist, nach Anspruch 16, eine Verarbeitungseinheit zum Bestimmen eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs nach Anspruch 18 und ein Fahrzeug nach Anspruch 21 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.According to the Present invention, this object is achieved by a method for Determine whether an air filter of an engine is frozen, according to claim 1, a method for determining a degree of contamination of an air filter of a drive motor of a vehicle according to claim 7, a processing unit for determining whether an air filter of an engine is frozen Claim 16, a processing unit for determining a degree of contamination an air filter of a drive motor of a vehicle according to claim 18 and a vehicle according to claim 21 solved. The dependent ones Claims define preferred and advantageous embodiments the invention.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Luftfilter eines Motors vereist ist, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Erfassen einer Lufttemperatur der Luft, welche durch den Luftfilter zu dem Motor angesaugt wird, und ein Erfassen einer Luftmasse der Luft, welche durch den Luftfilter in den Motor angesaugt wird. Mit Hilfe der erfassten Luftmasse und der erfassten Lufttemperatur wird eine Energiemenge bestimmt, welche dem Luftfilter durch die dem Luftfilter zugeführte Luft zugeführt wird. Dies kann beispielsweise durch Skalieren der erfassten Luftmasse und der erfassten Lufttemperatur und ein anschließendes Integrieren von Produkten dieser skalierten Werte über die Zeit bestimmt werden. In Abhängigkeit der erfassten Lufttemperatur und der dem Luftfilter zugeführten Energiemenge wird bestimmt, ob der Luftfilter vereist ist oder die Gefahr einer Vereisung besteht. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass der Luftfilter vereist ist oder zumindest die Gefahr besteht, dass der Luftfilter vereist ist, wenn die erfasste Lufttemperatur unterhalb eines vorgegebenen Temperaturschwellenwertes ist und die dem Luftfilter zugeführte Energiemenge unterhalb eines vorgegebenen Energieschwellenwertes ist. Sobald die dem Luftfilter zugeführte Energiemenge den vorgegebenen Energieschwellenwert überschreitet wird bestimmt, dass der Luftfilter nicht mehr vereist ist.According to the The present invention provides a method for determining whether Air filter of an engine is iced, provided. The procedure comprises detecting an air temperature of the air, which by the air filter is sucked to the engine, and detecting a Air mass of the air, which sucked through the air filter into the engine becomes. With the help of the detected air mass and the detected air temperature an amount of energy is determined, which the air filter through the air supplied to the air filter is supplied. This can be done, for example, by scaling the detected air mass and the detected air temperature and a subsequent Integrate products of these scaled values via the time will be determined. Depending on the detected Air temperature and the amount of energy supplied to the air filter determines whether the air filter is iced or the risk of Icing exists. For example, it may be determined that the Air filter is iced or at least there is a risk that the air filter is iced when the detected air temperature is below a predetermined Temperature threshold is and the air filter supplied Amount of energy below a given energy threshold is. Once the amount of energy supplied to the air filter exceeds the predetermined energy threshold determines that the air filter is no longer frozen.

Auf diese Art und Weise ist es möglich, mit Hilfe von einfachen Sensoren zu bestimmen, ob der Luftfilter des Motors vereist ist oder nicht. Die Luftmasse kann beispielsweise mit einem Heißfilmluftmassensensor (HFM, Heat Flow Meter) bestimmt werden. Eine Luftmassenmessung und eine Lufttemperaturmessung werden bei modernen Motoren und Fahrzeugen ohnehin zur Steuerung des Motors erfasst, so dass eine kostengünstige Realisierung des Verfahrens möglich ist.On This way it is possible with the help of simple Sensors to determine whether the air filter of the engine is frozen or not. The air mass may, for example, with a hot film air mass sensor (HFM, Heat Flow Meter). An air mass measurement and An air temperature measurement is used in modern engines and vehicles anyway detected to control the engine, so that a cost-effective Realization of the process is possible.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Energiemenge, welche dem Luftfilter zugeführt wird, zusätzlich in Abhängigkeit einer Motorstillstandszeit bestimmt. Die Motorstillstandszeit ist die Zeit zwischen einem Abstellen des Motors und einem erneuten Anlassen des Motors. Derartige Motorstillstandszeiten treten insbesondere bei Nutzfahrzeugen im innerstädtischen Lieferverkehr auf. Während der Motorstillstandszeit verliert der Luftfilter durch Abkühlen an Energie, wodurch ein Schmelzvorgang einer ggf. vorhandenen Vereisung in dem Luftfilter verzögert wird. Demzufolge wird die bestimmte Energiemenge in Abhängigkeit der Motorstillstandszeit und der Lufttemperatur verringert, um so die Unterbrechung des Schmelzvorgangs zu berücksichtigen.According to one Embodiment will be the amount of energy which the air filter is fed, in addition depending a motor standstill time determined. The engine downtime is the time between turning the engine off and on again Starting the engine. Such engine downtimes occur in particular in commercial vehicles in inner-city delivery traffic. During engine idle time, the air filter loses by cooling down to energy, causing a melting process of a any existing icing in the air filter is delayed. As a result, the specific amount of energy becomes dependent the engine downtime and the air temperature are reduced so to consider the interruption of the melting process.

Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs bereit. Bei dem Verfahren wird mindestens ein Luftfiltermesswert an dem Luftfilter und die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs erfasst. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann beispielsweise direkt mit einem Tachometer des Fahrzeugs erfasst werden. Der mindestens eine Luftfiltermesswert kann beispielsweise einen Druck vor dem Luftfilter, einen Druck nach dem Luftfilter, eine Luftmasse, welche pro Zeiteinheit durch den Filter strömt, und/oder eine Lufttemperatur der Luftmas se umfassen. In Abhängigkeit von dem mindestens einen Luftfiltermesswert wird ein Rohwert für eine Verschmutzung des Luftfilters bestimmt. Die Bezeichnung „Rohwert” wird verwendet, um anzuzeigen, dass dieser Wert für die Verschmutzung des Luftfilters stark verrauscht ist oder noch erhebliche Fehler aufweisen kann, beispielsweise durch nicht anhaltende Verschmutzungen des Luftfilters, wie zum Beispiel Spritzwasser oder eine Vereisung. Weiterhin wird bei dem Verfahren ein Vorhersagewert, ein sogenannter Prädiktionswert, für eine Verschmutzung des Luftfilters in Abhängigkeit von einem vorhergehenden Prädiktionswert, welcher gemäß dem Verfahren in einem vorhergehenden Zyklus bestimmt wurde, und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt. Da der Luftdurchsatz und somit die Verschmutzung des Filters im Allgemeinen von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt, kann der Prädiktionswert für die Verschmutzung des Luftfilters beispielsweise durch Hinzufügen eines geschwindigkeitsabhängigen Wertes zu dem vorhergehenden Prädiktionswert bestimmt werden. Der hinzuzufügende Wert kann beispielsweise linear aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs gebildet werden. Schließlich wird der Verschmutzungsgrad des Luftfilters in Abhängigkeit des Prädiktionswertes und des Rohwertes bestimmt. Dies kann beispielsweise ein Anpassen des Prädiktionswertes in Abhängigkeit des Rohwertes auf der Grundlage einer stochastischen Wichtung umfassen. Eine derartige Anpassung kann beispielsweise durch adaptives Filtern des Prädiktionswertes in Abhängigkeit des Rohwertes mit Hilfe eines Kalman-Filters durchgeführt werden. Durch das iterative Bestimmen des Prädiktionswertes steigt der Prädiktionswert für die Verschmutzung des Luftfilters mit zunehmender Laufleistung des Fahrzeugs an. Gleichzeitig wird der Prädiktionswert in Abhängigkeit der Rohwerte, welche auf den Messwerten am Luftfilter basieren, angepasst. Dadurch wird eine hochaufgelöste und kontinuierliche Berechnung des Verschmutzungsgrades des Luftfilters erreicht, welche robust gegenüber fehlerhaften Luftfiltermesswerten ist. Ein derart bestimmter kontinuierlicher Verschmutzungsgrad kann beispielsweise zur Ansteuerung eines Zeigerinstrumentes, beispielsweise eines sogenannten Schleppzeigers, verwendet werden, welches für einen Fahrer des Fahrzeugs in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs angebracht ist.The present invention further provides a method of determining a degree of fouling of an air filter of a drive motor of a vehicle. The method detects at least one air filter reading on the air filter and the speed of a vehicle. The speed of the vehicle can be detected, for example, directly with a speedometer of the vehicle. The at least one air filter measured value may comprise, for example, a pressure upstream of the air filter, a pressure downstream of the air filter, an air mass flowing through the filter per unit time, and / or an air temperature of the air mask. Depending on the at least one air filter measured value, a raw value for contamination of the air filter is determined. The term "raw value" is ver is used to indicate that this level of fouling of the air filter is severely noisy or may still be subject to significant errors, such as non-persistent contamination of the air filter, such as splashing water or icing. Further, in the method, a prediction value, a so-called prediction value, for fouling of the air filter in response to a previous prediction value determined according to the method in a previous cycle and the speed of the vehicle are determined. Since the air flow rate and hence the fouling of the filter generally depends on the speed of the vehicle, the prediction value for the fouling of the air filter can be determined, for example, by adding a speed-dependent value to the previous prediction value. The value to be added, for example, can be formed linearly from the speed of the vehicle. Finally, the degree of contamination of the air filter is determined as a function of the prediction value and the raw value. This may include, for example, adapting the prediction value as a function of the raw value on the basis of a stochastic weighting. Such an adaptation can be carried out, for example, by adaptively filtering the prediction value as a function of the raw value with the aid of a Kalman filter. By iteratively determining the prediction value, the prediction value for the dirtiness of the air filter increases with increasing mileage of the vehicle. At the same time, the prediction value is adjusted as a function of the raw values which are based on the measured values at the air filter. This achieves a high-resolution and continuous calculation of the degree of contamination of the air filter, which is robust against faulty air filter measurements. Such a certain degree of continuous contamination can be used, for example, to control a pointer instrument, for example a so-called towing pointer, which is mounted for a driver of the vehicle in a dashboard of a vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Bestimmen eines Motorzustands des Antriebsmotors des Fahrzeugs. Der Rohwert für die Verschmutzung des Luftfilters wird in diesem Fall zusätzlich in Abhängigkeit von dem bestimmten Motorzustand bestimmt. Der Motorzustand kann beispielsweise anzeigen, ob ein Volumenstrom von Luft zu dem Antriebsmotor in einem vorgegebenen Volumenstrombereich liegt, ob eine Motordrehzahl des Antriebsmotors in einem vorgegebenen Drehzahlbereich liegt, und/oder ob eine Kraftstoffeinspritzmenge für den Antriebsmotor in einem vorgegebenen Einspritzmengenbereich liegt. Die Bestimmung des Rohwertes kann dann folgendermaßen durchgeführt werden: Wenn der Motorzustand in einem geeigneten Bereich liegt, d. h., wenn der Volumen strom in dem vorgegebenen Volumenstrombereich liegt, die Motordrehzahl in dem vorgegebenen Drehzahlbereich liegt und die Kraftstoffeinspritzmenge in dem vorgegebenen Einspritzmengenbereich liegt, wird der Rohwert für die Verschmutzung des Luftfilters wie zuvor beschrieben in Abhängigkeit von dem mindestens einen Luftfiltermesswert bestimmt. Liegt hingegen einer der Parameter, die den Motorzustand charakterisieren, außerhalb des vorgegebenen Bereichs, d. h. der Volumenstrom liegt außerhalb des vorgegebenen Volumenstrombereichs oder die Motordrehzahl liegt außerhalb des vorgegebenen Drehzahlbereichs oder die Kraftstoffeinspritzmenge liegt außerhalb des vorgegebenen Einspritzmengenbereichs, so wird der Rohwert nicht in Abhängigkeit des mindestens einen Luftfiltermesswertes bestimmt, sondern es wird als Rohwert der zuletzt verwendete Rohwert erneut verwendet.According to one Embodiment, the method further comprises determining an engine state of the drive motor of the vehicle. The raw value for the pollution of the air filter is in this case additionally depending on the particular Engine condition determined. For example, the engine state may indicate whether a volume flow of air to the drive motor in a given Volume flow range is whether an engine speed of the drive motor is in a predetermined speed range, and / or whether a fuel injection amount for the drive motor in a predetermined injection quantity range lies. The determination of the raw value can then be carried out as follows If the engine condition is within a suitable range, d. h., When the volume flow in the given volume flow range is, the engine speed is in the predetermined speed range and the fuel injection amount is in the predetermined injection amount range, is the raw value for the pollution of the air filter as previously described, depending on the at least determines an air filter reading. On the other hand, if one of the parameters lies which characterize the engine condition, outside the predetermined range, d. H. the volume flow is outside the specified Volumetric flow range or engine speed is outside the predetermined speed range or the fuel injection amount is outside the specified injection quantity range, so the raw value is not dependent on the at least determines an air filter reading, but it is a raw value the last used raw value is used again.

Dadurch wird sichergestellt, dass keine Luftfiltermesswerte zur Bestimmung eines Rohwertes verwendet werden, welche während eines ungeeigneten Betriebszustands des Motors erfasst wurden und welche ein verfälschtes Ergebnis für den Rohwert für die Verschmutzung des Luftfilters ergeben würden, da in diesen Motorzuständen beispielsweise Druckverhältnisse vor und nach dem Luftfilter herrschen, welche zu falschen Rohwerten führen können. Dadurch kann die Robustheit des Verfahrens gegenüber Fehlmessungen weiter verbessert werden.Thereby Ensures that no air filter readings are used to determine a raw value used during a inappropriate operating conditions of the engine were detected and which a falsified result for the raw value for Pollution of the air filter would result, as in These engine conditions, for example, pressure conditions prevail before and after the air filter, which to wrong raw values being able to lead. As a result, the robustness of the Method against incorrect measurements can be further improved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin das zuvor beschriebene Verfahren zum Bestimmen, ob der Luftfilter des Antriebsmotors vereist ist. Das Bestimmen des Verschmutzungsgrades des Luftfilters erfolgt zusätzlich in Abhängigkeit der Bestimmung, ob der Luftfilter des Antriebsmotors vereist ist. Dazu kann beispielsweise der Rohwert wiederum in Abhängigkeit der Bestimmung, ob der Luftfilter vereist ist, wie folgt bestimmt werden: Wenn bestimmt wurde, dass der Luftfilter nicht vereist ist, wird der Rohwert wie zuvor beschrieben in Abhängigkeit des mindestens einen Luftfiltermesswertes bestimmt. Wird hingegen bestimmt, dass der Luftfilter vereist ist, wird der Rohwert nicht in Abhängigkeit des mindestens einen Luftfiltermesswertes bestimmt, sondern es wird als Rohwert der zuletzt verwendete Rohwert weiterverwendet. Dadurch wird sichergestellt, dass Luftfiltermesswerte, welche zu einem falschen Rohwert für eine Verschmutzung des Luftfilters führen würden, nicht verwendet werden.According to one In another embodiment, the method further comprises the method described above for determining whether the air filter of the drive motor is iced. Determining the degree of contamination the air filter is additionally dependent determining whether the air filter of the drive motor is frozen. For this purpose, for example, the raw value in turn depending determining whether the air filter is iced up, as follows: If it has been determined that the air filter is not frozen, it will the raw value as previously described depending on at least determines an air filter reading. On the other hand, it is determined that the air filter is iced, the raw value is not dependent the at least one air filter reading is determined, but it is as raw value the last raw value used last used. Thereby Ensures that air filter readings, which are wrong Raw value for contamination of the air filter lead would not be used.

Insgesamt stellen die bereitgestellten Verfahren eine gegenüber dem Stand der Technik erheblich zuverlässigere Bestimmung des Verschmutzungsgrades eines Luftfilters bereit. Dadurch kann einer Beschädigung des Motors des Fahrzeugs vorgebeugt werden und gleichzeitig die Häufigkeit eines Wechselns des Luftfilters oder eines Reinigens des Luftfilters auf ein Minimum beschränkt werden. Dadurch werden insgesamt Kosten im Betrieb des Fahr zeugs gesenkt. Da zur Durchführung des Verfahrens ausschließlich Sensoren verwendet werden, welche bei modernen Motoren im Allgemeinen ohnehin verfügbar sind, ist eine kostengünstige Realisierung der bereitgestellten Verfahren möglich.Overall, the methods provided provide a comparison with the prior art much more reliable determination of the degree of contamination of an air filter. This may cause damage to the engine of the vehicle be bent while the frequency of changing the air filter or cleaning the air filter are kept to a minimum. As a result, total costs are reduced during operation of the vehicle. Since only sensors are used to carry out the method, which are generally available anyway in modern engines, a cost-effective implementation of the provided methods is possible.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Verarbeitungseinheit zum Bestimmen, ob ein Luftfilter eines Motors vereist ist, bereitgestellt. Die Verarbeitungseinheit umfasst einen ersten Sensoranschluss zum Erfassen einer Lufttemperatur der Luft, welche durch den Luftfilter angesaugt wird, und einen zweiten Sensoranschluss zum Erfassen einer Luftmasse der Luft, welche durch den Luftfilter angesaugt wird. Die Verarbeitungseinheit umfasst eine Schmelzenergiebestimmungseinheit, welche zum Bestimmen einer Energiemenge ausgestaltet ist, die dem Luftfilter durch die erfasste Luftmasse mit der erfassten Lufttemperatur zugeführt wird. Die Verarbeitungseinheit umfasst weiterhin eine Bestimmungseinheit, welche ausgestaltet ist, in Abhängigkeit der erfassten Lufttemperatur und der Energiemenge, welche dem Luftfilter zugeführt wird, zu bestimmen, ob der Luftfilter vereist ist oder nicht. Die derart ausgestaltete Verarbeitungseinheit ist daher zum Durchführen des zuvor beschriebenen Verfahrens zum Bestimmen, ob ein Luftfilter des Motors vereist ist, geeignet und umfasst somit auch die zuvor beschriebenen Vorteile.According to the The present invention further provides a processing unit for determining whether an air filter of an engine is frozen. The Processing unit comprises a first sensor terminal for detecting an air temperature of the air which is sucked through the air filter and a second sensor port for detecting an air mass the air that is sucked in through the air filter. The processing unit includes a melt energy determination unit which is for determining an amount of energy that is the air filter through the detected air mass supplied with the detected air temperature becomes. The processing unit further comprises a determination unit, which is designed depending on the detected Air temperature and the amount of energy supplied to the air filter will determine if the air filter is iced or not. The thus configured processing unit is therefore to perform the method described above for determining whether an air filter The engine is iced, suitable and thus includes the previously described advantages.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich eine Verarbeitungseinheit zum Bestimmen eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs bereitgestellt. Die Verarbeitungseinheit umfasst mindestens einen Sensoranschluss zum Erfassen von mindestens einem Luftfiltermesswert, welcher an dem Luftfilter gemessen wird. Die Verarbeitungseinheit umfasst weiterhin einen Tachoanschluss zum Erfassen einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs. Eine Luftfilterverschmutzungsberechnungseinheit der Verarbeitungseinheit ist derart ausgestaltet, dass sie einen Rohwert für eine Verschmutzung des Luftfilters unter Verwendung von dem mindestens einen Lufffiltermesswert bestimmt. Eine Signalfiltereinheit der Verarbeitungseinheit ist ausgestaltet, einen Prädiktionswert für eine Verschmutzung des Luftfilters in Abhängigkeit von einem vorhergehenden Prädiktionswert und der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen. Weiterhin ist die Signalfiltereinheit ausgestaltet, den Verschmutzungsgrad des Luftfilters in Abhängigkeit des Prädiktionswertes und des Rohwertes zu bestimmen.According to the The present invention additionally provides a processing unit for determining a degree of contamination of an air filter of a drive motor a vehicle provided. The processing unit comprises at least one sensor port for detecting at least one air filter reading, which is measured on the air filter. The processing unit further comprises a tacho port for detecting a speed of a vehicle. An air cleaner contamination calculation unit The processing unit is configured such that it has a Raw value for contamination of the air filter using determined by the at least one Lufffiltermesswert. A signal filter unit the processing unit is configured to have a prediction value for contamination of the air filter depending on from a previous prediction value and the current one To determine the speed of the vehicle. Furthermore, the signal filter unit configured, the degree of contamination of the air filter in dependence of Prediction value and the raw value.

Die Verarbeitungseinheit kann das zuvor beschriebene Verfahren zur Bestimmung eines Verschmutzungsgrades des Luftfilters durchführen und umfasst daher auch die zuvor beschriebenen Vorteile.The Processing unit may be the method described above for the determination carry out a degree of contamination of the air filter and therefore also includes the advantages described above.

Die Verarbeitungseinheit zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades des Luftfilters des Antriebsmotors kann mit der Verarbeitungseinheit zum Bestimmen, ob der Luftfilter des Motors vereist ist, kombiniert werden. Indem die beiden Vorrichtungen miteinander kombiniert werden, kann beispielsweise ein gemeinsamer Prozessor oder eine gemeinsame Steuereinheit verwendet werden, um die zuvor beschriebenen Erfassungsvorgänge und Bestimmungsvorgänge durchzuführen. Dadurch ist eine kostengünstige Realisierung einer zuverlässigen Bestimmung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters möglich.The Processing unit for determining the degree of soiling of Air filter of the drive motor can with the processing unit for determining whether the air filter of the engine is iced, combined become. By combining the two devices, For example, a common processor or a common control unit used to perform the detection operations described above and perform determinations. Thereby is a cost-effective realization of a reliable Determination of a degree of contamination of an air filter possible.

Schließlich stellt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug bereit, welches einen Antriebsmotor mit einem Luftfilter, mindestens einen Sensor zum Erfassen von mindestens einem Luftfiltermesswert an dem Luftfilter, einen Tachosignalgenerator zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Verarbeitungseinheit und eine Anzeigeeinheit umfasst. Die Verarbeitungseinheit ist mit dem mindestens einen Sensor, dem Tachosignalgenerator und der Anzeigeeinheit gekoppelt. Die Verarbeitungseinheit ist zum Bestimmen eines Verschmutzungsgrades des Luftfilters wie zuvor beschrieben ausgestaltet. Die Anzeigeeinheit ist zum Anzeigen des bestimmten Verschmutzungsgrades ausgestaltet. Die Anzeigeeinheit kann beispielsweise in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet sein, um einem Fahrer des Fahrzeugs den bestimmten Verschmutzungsgrad anzuzeigen. Die Anzeige des Verschmutzungsgrades kann beispielsweise mit Hilfe einer Kontrollleuchte erfolgen, welche aufleuchtet, wenn der Verschmutzungsgrad einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Alternativ oder zusätzlich kann eine Zeigeranzeige an dem Armaturenbrett des Fahrzeugs als Anzeigeeinheit angeordnet sein, welche den aktuell bestimmten Verschmutzungsgrad des Luftfilters anzeigt. Die Zeigeranzeige kann eine Anzeige mit einem sogenannten Schleppzeiger sein, wobei der Schleppzeiger derart angesteuert wird, dass er kontinuierlich einen aktuellen Verschmutzungsgrad des Luftfilters anzeigt.After all the present invention provides a vehicle which has a Drive motor with an air filter, at least one sensor for Detecting at least one air filter reading on the air filter, a speed signal generator for detecting a speed of the Vehicle, a processing unit and a display unit comprises. The processing unit is connected to the at least one sensor, the Tachogenerator and the display unit coupled. The processing unit is to determine a degree of contamination of the air filter as previously described. The display unit is for display designed the particular degree of contamination. The display unit can for example be arranged in a dashboard of the vehicle be to a driver of the vehicle the specific degree of pollution display. The indication of the degree of contamination can, for example with the help of a warning light, which lights up when the degree of contamination exceeds a predetermined threshold. Alternatively or additionally, a pointer display on the Dashboard of the vehicle to be arranged as a display unit, which the currently determined degree of contamination of the air filter displays. The pointer display can be a display with a so-called To be a slave pointer, wherein the slave pointer is driven in such a way that he continuously a current degree of contamination of the air filter displays.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.The The present invention will be described below with reference to FIGS Drawing explained with reference to preferred embodiments.

1 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild einer Ausführungsform einer Verarbeitungseinheit zum Bestimmen eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs. 1 shows an overview block diagram of an embodiment of a processing unit for determining a degree of contamination of an air filter of a drive motor of a vehicle.

2–8 zeigen Blockschaltbilder von Teilfunktionen der in 1 gezeigten Verarbeitungseinheit. 2 - 8th show block diagrams of subfunctions of in 1 shown processing unit.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Verarbeitungseinheit 1 zum Bestimmen eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs. Die Verarbeitungseinheit 1 umfasst mehrere Teilverarbeitungseinheiten 2–6, welche nachfolgend teilweise unter Bezugnahme auf die 2–8 beschrieben werden. Die Verarbeitungseinheit 1 umfasst als Teilverarbeitungseinheiten eine Luftfilterverschmutzungsberechnungseinheit 5, eine Veschmutzungsglaubwürdigkeitseinheit 3, eine Signalfiltereinheit 4, eine Freigabeeinheit 2 und eine Verschmutzungsschwellenwerteinheit 6. 1 shows a block diagram of a processing unit 1 for determining a degree of contamination of an air filter of a drive motor of a vehicle. The processing unit 1 includes several sub-processing units 2 - 6 , which in the following partly with reference to the 2 - 8th to be discribed. The processing unit 1 includes as sub-processing units an air pollution control calculation unit 5 , a pollution credibility unit 3 , a signal filter unit 4 , a release unit 2 and a pollution threshold unit 6 ,

Der Luftfilterverschmutzungsberechnungseinheit 5 werden über Sensoranschlüsse folgende Messwerte zugeführt: Über einen Sensoranschluss wird ein Wert einer Frischluftmasse 7 (dmAirPerTime), welche durch den Luftfilter strömt, zugeführt; über einen Sensoranschluss wird ein Wert der Umgebungstemperatur 8 (tAir) zugeführt, welcher der Temperatur der durch den Luftfilter strömenden Luft entspricht; über einen Sensoranschluss wird ein Druckwert 9 (pFltVal), welcher einem Druck nach dem Filtern entspricht, d. h. einem Druck zwischen dem Filter und einem Ansaugtrakt des Motors zugeführt; und über einen Sensoranschluss wird ein Umgebungsdruckwert 10 (pVal) zugeführt, welcher einem Umgebungsdruck vor dem Luftfilter entspricht. In der Luftfilterverschmutzungsberechnungseinheit 5 wird die Luftfilterverschmutzung aus den Signalen der Drucksensoren vor und nach dem Filter und aus der Frischluftmasse, welche beispielsweise mit Hilfe eines Heißfilmluftmassensensors (HFM) gemessen wird, berechnet. Weiterhin werden die Wertebereiche von allen Sensorwerten überprüft und gegebenenfalls auf geeignete Maximal- bzw. Minimalwerte beschränkt. Mit Hilfe von Kennfeldern oder Kennlinien kann dann die Bestimmung des Rohwertes für die Luftfilterverschmutzung durchgeführt werden. Als Ausgabewerte liefert die Luftfilterverschmutzungsberechnungseinheit 5 einen Rohwert 11 (AirFltPlltn_raw) für die Luftfilterverschmutzung und einen Frischluftmassenvolumenstrom 12 (dVol). Der Rohwert 11 für die Luftfilterverschmutzung kann beispielsweise mit Hilfe von Kennlinien oder Kennfeldern aus den Sensorwerten 7–10 gemäß dem Stand der Technik bestimmt werden. Der Frischluftmassenvolumenstrom 12 kann beispielsweise aus der Frischluftmasse 7, der Umgebungstemperatur 8 und dem Druck vor dem Filter 9 bestimmt werden.The air filter pollution calculation unit 5 The following measured values are supplied via sensor connections: Via a sensor connection, a value of a fresh air mass is calculated 7 (dmAirPerTime), which flows through the air filter fed; via a sensor connection becomes a value of the ambient temperature 8th (tAir) which corresponds to the temperature of the air flowing through the air filter; via a sensor connection becomes a pressure value 9 (pFltVal), which corresponds to a pressure after filtering, that is supplied to a pressure between the filter and an intake tract of the engine; and a sensor port becomes an ambient pressure value 10 (pVal) supplied, which corresponds to an ambient pressure in front of the air filter. In the air filter pollution calculation unit 5 The air filter contamination is calculated from the signals of the pressure sensors before and after the filter and from the fresh air mass, which is measured for example by means of a hot film air mass sensor (HFM). Furthermore, the value ranges of all sensor values are checked and, if necessary, limited to suitable maximum or minimum values. With the help of maps or curves then the determination of the raw value for the air filter contamination can be performed. The air filter contamination calculation unit supplies as output values 5 a raw value 11 (AirFltPlltn_raw) for air filter contamination and a fresh air mass flow rate 12 (DVol). The raw value 11 for the air filter contamination, for example, using characteristics or maps from the sensor values 7 - 10 be determined according to the prior art. The fresh air mass flow rate 12 For example, from the fresh air mass 7 , the ambient temperature 8th and the pressure in front of the filter 9 be determined.

In der Freigabeeinheit 2 erfolgt eine Überprüfung des aktuellen Motorzustands auf eine Einhaltung von minimalen und maximalen Grenzen und eine anschließende Freigabe des Rohwertes 11 für die Luftfilterverschmutzung in Abhängigkeit der Einhaltung der Grenzen. Dazu werden der Freigabeeinheit 2 über einen Sensoranschluss ein Messwert für die Motordrehzahl 13 (nAvrg) und über einen Sensoranschluss ein Wert für die Einspritzmenge 14 (qSet) zugeführt. Weiterhin erhält die Freigabeeinheit 2 von der Luftfilterverschmutzungsberechnungseinheit 5 den Wert für den Frischluftmassenvolumenstrom 12 und den Rohwert 11 für die Luftfilterverschmutzung. Aus den zugeführten Werten bestimmt die Freigabeeinheit 2 einen freigegebenen Rohwert für die Luftfilterverschmutzung 15 (AirFltPlltnRel).In the release unit 2 the current engine status is checked for compliance with minimum and maximum limits and a subsequent release of the raw value 11 for air filter contamination depending on compliance with the limits. To do this, the release unit 2 via a sensor connection, a measured value for the engine speed 13 (nAvrg) and a value for the injection quantity via a sensor connection 14 (qSet) supplied. Furthermore, the release unit receives 2 from the air filter pollution calculation unit 5 the value for the fresh air mass flow rate 12 and the raw value 11 for the air filter contamination. The release unit determines from the supplied values 2 a released raw value for the air filter contamination 15 (AirFltPlltnRel).

2 zeigt Details der Freigabeeinheit 2. Die Motordrehzahl 13 wird in einer Vergleichereinheit 16 mit einer minimalen Drehzahl von 990 Umdrehungen pro Minute und einer maximalen Drehzahl von 4000 Umdrehungen pro Minute verglichen. Am Ausgang 17 (nAvrgThres) zeigt die Vergleichereinheit 16 an, ob sich die Motordrehzahl 13 innerhalb dieser Grenzen befindet oder nicht. Wenn die obere Grenze überschritten oder die untere Grenze unterschritten wird, so wird am Ausgang 17 eine Eins ausgegeben. Anderenfalls wird eine Null ausgegeben. Ebenso vergleicht eine Vergleichereinheit 18 den Frischluftmassenvolumenstrom 12 mit einem Minimalwert von 2 m3/min und einem Maximalwert von 10 m3/min. Liegt der aktuelle Frischluftmassenvolumenstrom 12 innerhalb dieser Grenzen, so wird am Ausgang 19 eine Null ausgegeben. Anderenfalls wird bei Überschreitung einer der Grenzen eine Eins ausgegeben. Schließlich wird auch die Einspritzmenge 14 mit einem Minimalwert von 10 mg/Hub und einem Maximalwert von 100 mg/Hub in einer Vergleichereinheit 20 verglichen und am Ausgang 21 der Vergleichereinheit 20 beim Überschreiten einer der Grenzen eine Eins ausgegeben und anderenfalls eine Null ausgegeben. Die Ausgaben der Vergleichereinheiten 16, 18 und 20 werden zu einem ODER-Gatter (OR) 22 geführt und das Ergebnis mit Hilfe eines Inverters (NOT) 23 invertiert. Der Ausgang des Inverters 23 steuert eine Umschalteinheit 24 an, welche in Abhängigkeit des Wertes von dem Inverter 23 entweder den Rohwert 11 für die Luftfilterverschmutzung als freigegebenen Rohwert 15 ausgibt oder den zuletzt ausgegebenen freigegebenen Rohwert 15, welcher in der Speichereinheit 25 zwischengespeichert wurde, ausgibt. Somit gibt die Freigabeeinheit 2 als freigegebenen Rohwert 15 den Rohwert 11 aus, wenn alle drei Werte 12–14 innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegen. Liegt einer der Werte 12–14 außerhalb der vorgegebenen Grenzen, so wird der zuletzt ausgegebene freigegebene Rohwert 15 erneut ausgegeben. 2 shows details of the release unit 2 , The engine speed 13 is in a comparator unit 16 compared with a minimum speed of 990 rpm and a maximum speed of 4000 rpm. At the exit 17 (nAvrgThres) shows the comparator unit 16 on, whether the engine speed 13 located within these limits or not. If the upper limit is exceeded or the lower limit is exceeded, so will the output 17 a one spent. Otherwise, a zero is output. Likewise, a comparator unit compares 18 the fresh air mass flow rate 12 with a minimum value of 2 m 3 / min and a maximum value of 10 m 3 / min. Is the current fresh air mass flow rate 12 within these limits, so will be at the exit 19 issued a zero. Otherwise, if one of the limits is exceeded, a one is output. Finally, the injection quantity 14 with a minimum value of 10 mg / stroke and a maximum value of 100 mg / stroke in a comparator unit 20 compared and at the exit 21 the comparator unit 20 when one of the limits is exceeded, a one is output and otherwise a zero is output. The expenses of the comparator units 16 . 18 and 20 become an OR gate (OR) 22 guided and the result with the help of an inverter (NOT) 23 inverted. The output of the inverter 23 controls a switching unit 24 which depends on the value of the inverter 23 either the raw value 11 for the air filter contamination as released raw value 15 returns or the last released raw value 15 which is in the storage unit 25 cached, outputs. Thus, the release unit gives 2 as released raw value 15 the raw value 11 off, if all three values 12 - 14 within the given limits. Is one of the values 12 - 14 outside the specified limits, the last released raw value will be output 15 reissued.

Wie in 1 gezeigt, werden der Verschmutzungsglaubwürdigkeitseinheit 3 folgende Werte zugeführt: Die Umgebungstemperatur 8 (tAir), die Frischluftmasse 7 (dmAirPerTime) und ein Motorabschaltsignal 26 (tEngOffNotRun), welches über einen weiteren Sensoranschluss zugeführt wird und welches eine Zeit zwischen einem Motorabstellen und einem Motorneustart anzeigt. Als Ausgangssignal liefert die Verschmutzungsglaubwürdigkeitseinheit 3 ein Vereisungsverdachtssignal 27 (PlltnCred), welches mit einer Eins eine mögliche Vereisung anzeigt und mit einer Null anzeigt, dass keine Vereisung besteht oder eine frühere Vereisung bereits aufgetaut ist. Die Arbeitsweise der Verschmutzungsglaubwürdigkeitseinheit 3 wird später unter Bezugnahme auf 3 genauer beschrieben werden.As in 1 Become the pollution credibility unit 3 the following values are supplied: The ambient temperature 8th (tAir), the fresh air mass 7 (dmAirPerTime) and an engine shutdown signal 26 (tEngOffNotRun), which is supplied via a further sensor port and which indicates a time between engine stop and engine restart. As an output signal provides the pollution credibility unit 3 a suspected icing signal 27 (PlltnCred), which indicates a possible icing with a one and indicates with a zero that there is no icing or an earlier icing has already thawed. The operation of the pollution credibility unit 3 will be referring to later 3 be described in more detail.

1 zeigt weiterhin eine Signalfiltereinheit 4, welche einen kontinuierlichen Verschmutzungsgrad 30 des Luftfilters berechnet. Der kontinuierliche Verschmutzungsgrad kann zur Ansteuerung eines Schleppzeigers in einem Kombiinstrument des Fahrzeugs verwendet werden und wird in der Signalfiltereinheit 4 derart gefiltert, dass glatte kontinuierliche Signale vorliegen. Zur Berechnung des Verschmutzungsgrades des Luftfilters werden der Signalfiltereinheit 4 der freigegebene Rohwert für die Filterverschmutzung 15 von der Freigabeeinheit 2, das Vereisungsverdachtssignal 27 von der Verschmutzungsglaubwürdigkeitseinheit 3, ein Geschwindigkeitssignal 28 (v), welches der Verarbeitungseinheit 1 über einen weiteren Sensoranschluss zugeführt wird, und ein aktueller Kilometerstand 29 (curMileage), welcher der Verarbeitungseinheit 1 über einen Sensoranschluss zugeführt wird, zugeführt. Als Ausgabe liefert die Signalfiltereinheit 4 einen Wert für den Verschmutzungsgrad des Luftfilters (AirFltPlltnFlt) 30, welcher über einen Ausgang 31 einer entsprechenden Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des aktuellen Verschmutzungsgrades des Luftfilters zugeführt werden kann. Zusätzlich kann der bestimmte Verschmutzungsgrad 30 auch in einem Diagnosespeicher 32 des Fahrzeugs gespeichert werden. Die genaue Funktionsweise der Signalfiltereinheit 4 wird später im Zusammenhang mit den 4–8 genauer beschrieben werden. 1 further shows a signal filter unit 4 , which a continuous pollution degree 30 of the air filter calculated. The continuous level of contamination can be used to drive a towing pointer in an instrument cluster of the vehicle and is used in the signal filter unit 4 Filtered so that there are smooth continuous signals. To calculate the degree of soiling of the air filter, the signal filter unit 4 the released raw value for the filter contamination 15 from the release unit 2 , the suspected icing signal 27 from the pollution credibility unit 3 , a speed signal 28 (v), which is the processing unit 1 is supplied via another sensor connection, and a current mileage 29 (curMileage), which is the processing unit 1 is supplied via a sensor connection supplied. The output is provided by the signal filter unit 4 a value for the degree of pollution of the air filter (AirFltPlltnFlt) 30 , which has an exit 31 a corresponding display device for indicating the current degree of contamination of the air filter can be supplied. In addition, the specific degree of pollution 30 also in a diagnostic memory 32 stored in the vehicle. The exact operation of the signal filter unit 4 will be later related to the 4 - 8th be described in more detail.

In 1 ist weiterhin die Verschmutzungsschwellenwerteinheit 6 gezeigt. Der Verschmutzungsschwellenwerteinheit 6 wird der Verschmutzungsgrad 30 des Luftfilters von der Signalfiltereinheit 4, das Vereisungsverdachtssignal 27 von der Verschmutzungsglaubwürdigkeitseinheit 3 sowie der aktuelle Kilometerstand 29 des Fahrzeugs zugeführt. In Abhängigkeit der zugeführten Werte erzeugt die Verschmutzungsschwellenwerteinheit 6 ein Filter-voll-Signal 33, welches einen vollen oder verschmutzten Luftfilter anzeigt und welches über einen Ausgang 34 einer entsprechenden Anzeige in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs, wie zum Beispiel einer Kontrolleuchte zugeführt werden kann, um dem Fahrer des Fahrzeugs zu signalisieren, dass der Luftfilter verschmutzt ist und auszutauschen oder zu reinigen ist. Darüber hinaus wird das Filter-voll-Signal einem Diagnosespeicher 35 zugeführt. Die Verschmutzungsschwellenwerteinheit 6 kann beispielsweise derart arbeiten, dass der zugeführte Verschmutzungsgrad 30 zunächst tiefpass-gefiltert, auf plausible maximale Verschmutzungsschwellenwerte mit einer Hysterese begrenzt und danach entprellt wird. Unter Berücksichtigung einer möglichen Vereisung (Vereisungsverdachtssignal 27) wird das entprellte Signal mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen und nur dann ein Filter-voll-Signal 33 ausgegeben, wenn der vorgegebene Schwellenwert überschritten ist, keine Vereisung vorliegt und der Kilometerstand über einem vorgegebenen Schwellenwert von beispielsweise 15000 km ist.In 1 is still the pollution threshold unit 6 shown. The pollution threshold unit 6 becomes the pollution level 30 the air filter from the signal filter unit 4 , the suspected icing signal 27 from the pollution credibility unit 3 as well as the current mileage 29 supplied to the vehicle. Depending on the supplied values, the pollution threshold unit generates 6 a filter full signal 33 which indicates a full or dirty air filter and which one via an exit 34 a corresponding display in a dashboard of the vehicle, such as a control lamp can be supplied to signal the driver of the vehicle that the air filter is dirty and needs to be replaced or cleaned. In addition, the filter full signal becomes a diagnostic memory 35 fed. The pollution threshold unit 6 For example, it can work in such a way that the degree of contamination supplied 30 low-pass filtered first, limited to plausible maximum pollution thresholds with a hysteresis and then debounced. Taking into account a possible icing (suspected icing signal 27 ) compares the debounced signal with a predetermined threshold and only then a filter full signal 33 issued when the predetermined threshold is exceeded, no icing exists and the mileage is above a predetermined threshold, for example 15000 km.

Im Zusammenhang mit 3 wird nachfolgend die Verschmutzungsglaubwürdigkeitseinheit 3 beschrieben werden. Der Verschmutzungsglaubwürdigkeitseinheit 3 wird ein Wert für die Frischluftmasse 7 und ein Wert für die Umgebungstemperatur 8 zugeführt. Der Wert für die Umgebungstemperatur 8 wird in einer Einheit 36 zusammen mit einem Schwellenwert 37 und einem Hysteresewert 38 verarbeitet. Bei einer dauerhaften Unterschreitung des Schwellenwertes 37 besteht die Gefahr einer Vereisung und dies wird über ein entsprechendes Vereisungsgefahrsignal 39 ausgegeben. Das Vereisungsgefahrsignal 39 wird in einem Diagnosespeicher 40 des Fahrzeugs gespeichert und setzt zusätzlich ein Flip-Flop 41, dessen Ausgang über einen Inverter 42 das Vereisungsverdachtssignal 27 bereitstellt. Zusätzlich wird mit Hilfe des Vereisungsgefahrsignals 39 und einer Schmelzfreigabeeinheit 42 ein Schmelzenergieintegrierer 43 gestartet. Dem Schmelzenergieintegrierer 43 wird über einen Multiplizierer 44 ein Produkt 49 aus der Frischluftmasse 7, der Umgebungstemperatur 8, welche mit Hilfe einer Kennlinie 45 skaliert wurde, und einem aus der Umgebungstemperatur 8 bestimmten Wert, welcher mit Hilfe der Verarbeitungseinheiten 46–48 bestimmt wird, zugeführt. Durch Aufintegrieren des Produkts 49 wird ein Wert 50 für die dem Luftfilter zugeführte Schmelzenergie bestimmt. Ein Vergleicher 51 vergleicht den Wert 50 mit einem vorgegebenen Schwellenwert und erzeugt bei Überschreiten des Schwellenwertes ein Signal 53, welches in einem Diagnosespeicher 52 gespeichert wird und das Flip-Flop 41 zurücksetzt, woraufhin das Vereisungsverdachtssignal 27 ebenfalls zurückgesetzt wird.In connection with 3 subsequently becomes the pollution credibility unit 3 to be discribed. The pollution credibility unit 3 becomes a value for the fresh air mass 7 and a value for the ambient temperature 8th fed. The value for the ambient temperature 8th will be in one unit 36 together with a threshold 37 and a hysteresis value 38 processed. If the threshold is permanently undercut 37 There is a risk of icing and this is due to a corresponding risk of icing 39 output. The icing hazard signal 39 is in a diagnostic memory 40 stored in the vehicle and also sets a flip-flop 41 whose output is via an inverter 42 the suspected icing signal 27 provides. In addition, with the help of the risk of icing 39 and a melt release unit 42 a melting energy integrator 43 started. The melting energy integrator 43 is about a multiplier 44 a product 49 from the fresh air mass 7 , the ambient temperature 8th , which with the help of a characteristic 45 was scaled, and one from the ambient temperature 8th certain value, which with the help of processing units 46 - 48 is determined fed. By integrating the product 49 becomes a value 50 for the melt energy supplied to the air filter. A comparator 51 compares the value 50 with a predetermined threshold and generates a signal when the threshold is exceeded 53 which is in a diagnostic memory 52 is stored and the flip-flop 41 reset, whereupon the suspected icing signal 27 also reset.

Da der Schmelzvorgang bei abgeschaltetem Antriebsmotor unterbrochen wird und die Vereisung des Luftfilters während dieser Zeit weiter zunehmen kann, wird der Verschmutzungsglaubwürdigkeitseinheit 3 zusätzlich das Motorabschaltsignal 26 zugeführt. Durch Kombinieren des Motorabschaltsignals 26 mit der aktuellen Temperatur 8 in den Verarbeitungseinheiten 54–59 wird der Wert für die Schmelzenergie 50 am Ausgang des Integrierers 43 während der Motorstillstandszeit korrigiert.Since the melting process is interrupted when the drive motor is switched off and the icing of the air filter can continue to increase during this time, the pollution credibility unit becomes 3 additionally the engine shutdown signal 26 fed. By combining the engine shutdown signal 26 with the current temperature 8th in the processing units 54 - 59 becomes the value for the melting energy 50 at the output of the integrator 43 corrected during the motor standstill time.

4 zeigt Details der Signalfiltereinheit 4. Die Signalfiltereinheit 4 berechnet kontinuierlich einen Verschmutzungsgrad 30 des Luftfilters. Als Eingangsgrößen werden der Signalfiltereinheit 4 der freigegebene Rohwert 15 für die Luftfilterverschmutzung, das Vereisungsverdachtssignal 27, das Geschwindigkeitssignal 28 und der aktuelle Kilometerstand 29 zugeführt. Die gefilterten und auf Plausibilität begrenzten Eingangswerte 15, 28 und 29 werden einem modellbasierten Beobachter 60 zugeführt. Der modellbasierte Beobachter bestimmt die zu erwartende Luftfilterverschmutzung 61. Das Beobachtermodell beruht auf der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit 28 und wird mit aktuellen tiefpassgefilterten Messwerten 15 für die Luftfilterverschmutzung korrigiert/adaptiert. Bei sprunghaften Änderungen der Filterverschmutzung 15 (durch Vereisung oder Verstaubung) kann der Beobachter 60 neu initialisiert werden. Das von dem modellbasierten Beobachter 60 gelieferte Ausgangssignal 61 wird nach einer Filterung als Verschmutzungsgrad 30 des Luftfilters bereitgestellt. 4 shows details of the signal filter unit 4 , The signal filter unit 4 continuously calculates a degree of pollution 30 of the air filter. The input variables are the signal filter unit 4 the free given raw value 15 for the air filter contamination, the suspected suspected signal 27 , the speed signal 28 and the current mileage 29 fed. The filtered and limited plausibility input values 15 . 28 and 29 become a model-based observer 60 fed. The model-based observer determines the expected air filter contamination 61 , The observer model is based on the current vehicle speed 28 and comes with current low-pass filtered readings 15 corrected / adapted for air filter contamination. For sudden changes in the filter contamination 15 (by icing or dusting) may be the observer 60 be reinitialized. That of the model-based observer 60 delivered output signal 61 becomes a pollution level after filtering 30 provided by the air filter.

5 zeigt eine detaillierte Ansicht des modellbasierten Beobachters 60. Der modellbasierte Beobachter 60 umfasst im Wesentlichen eine Vorhersageeinheit 62, eine Korrektureinheit 63 und eine Rücksetzeinheit 64. Die Vorhersageeinheit 62 bestimmt auf Grund des Geschwindigkeitssignals 28 eine prädizierte Filterverschmutzung 65 (x_p) und eine Prädiktionsfehlerkovarianz 66 (P_p), eine sogenannte a priori Kovarianz. Die prädizierte Luftfilterverschmutzung 65 und die Prädiktionsfehlerkovarianz 66 werden der Korrektureinheit 63 zusammen mit dem freigegebenen Rohwert 15 für die Luftfilterverschmutzung zugeführt. Aus diesen Werten bestimmt die Korrektureinheit 63 eine Luftfilterverschmutzung 61 (x_est) einen Schätzfehler 67 in Prozent (biss) sowie eine Schätzfehlerkovarianz 68 (P), eine sogenannte a posteriori Kovarianz. Der Schätzfehler 67 wird der Rücksetzeinheit 64 zugeführt, welche im Fall sprunghafter Veränderungen in der gemessenen Luftfilterverschmutzung den modellbasierten Beobachter 60 neu initialisiert. Dazu erzeugt die Rücksetzeinheit entsprechende Rücksetzsignale 69, 70, welche zu der Vorhersageeinheit 62 zurückgeführt werden. Das Zurücksetzen geschieht zunächst unabhängig davon, ob diese sprunghafte Änderung zum Beispiel auf Vereisung oder auf einer tatsächlichen Verschmutzung beruht. Die genaue Funktionsweise der Rücksetzeinheit wird im Zusammenhang mit 8 im Detail beschrieben werden. 5 shows a detailed view of the model-based observer 60 , The model-based observer 60 essentially comprises a prediction unit 62 , a correction unit 63 and a reset unit 64 , The prediction unit 62 determined on the basis of the speed signal 28 a predicted filter contamination 65 (x_p) and a prediction error covariance 66 (P_p), a so-called a priori covariance. The predicted air filter contamination 65 and the prediction error covariance 66 become the correcting unit 63 together with the released raw value 15 supplied for the air filter contamination. From these values, the correction unit determines 63 an air filter contamination 61 (x_est) an estimation error 67 in percent (biss) and an estimation error covariance 68 (P), a so-called a posteriori covariance. The estimation error 67 becomes the reset unit 64 which, in the case of erratic changes in the measured air filter contamination, feeds the model-based observer 60 reinitialized. For this purpose, the reset unit generates corresponding reset signals 69 . 70 leading to the prediction unit 62 to be led back. Resetting is initially done regardless of whether this erratic change is due, for example, to icing or actual pollution. The exact operation of the reset unit is related to 8th will be described in detail.

6 zeigt Details der Korrektureinheit 63. Durch Verknüpfen und Filtern der prädizierten Luftverschmutzung 65, der Prädiktionsfehlerkovarianz 66 und dem freigegebenen Rohwert für die Luftfilterverschmutzung 15 werden mit der dargestellten Kalman-Filterstruktur der Schätzfehler 67 und die Schätzfehlerkovarianz 68 sowie die geschätzte Luftfilterverschmutzung 61 bestimmt. 6 shows details of the correction unit 63 , By linking and filtering the predicted air pollution 65 , the prediction error covariance 66 and the released raw value for the air filter contamination 15 become the estimated error with the Kalman filter structure shown 67 and the estimation error covariance 68 as well as the estimated air filter contamination 61 certainly.

7 zeigt Details der Vorhersageeinheit 62. Aus dem Geschwindigkeitssignal (v) 28 des Fahrzeugs wird eine kontinuierliche Luftfilterverschmutzung 65 prädiziert. Dabei wird eine maximale Filterlaufleistung (FilMileageMAX) von beispielsweise 80000 km zu Grunde gelegt. Darüber hinaus wird die von der Korrektureinheit 63 bestimmte Schätzfehlerkovarianz 68 (P) berücksichtigt. Weiterhin wird bei sprunghaften Veränderungen der gemessenen Luftfilterverschmutzung, wie im Zusammenhang mit der Rücksetzeinheit 64 beschrieben, die Vorhersageeinheit 62 mit Hilfe der Rücksetzsignale 69, 70 gegebenenfalls zurückgesetzt. Als Ergebnis liefert die Vorhersageeinheit die prädizierte Luftfilterverschmutzung 65 sowie die Prädiktionsfehlerkovarianz 66 (a posteriori Kovarianz). 7 shows details of the prediction unit 62 , From the speed signal (v) 28 the vehicle becomes a continuous air filter contamination 65 predicted. This is based on a maximum filter mileage (FilMileageMAX) of, for example, 80,000 km. In addition, that of the correction unit 63 certain estimation error covariance 68 (P) taken into account. Furthermore, in the event of sudden changes in the measured air filter contamination, as in connection with the reset unit 64 described, the prediction unit 62 with the help of the reset signals 69 . 70 reset if necessary. As a result, the prediction unit provides the predicted air filter contamination 65 and the prediction error covariance 66 (a posteriori covariance).

8 zeigt Details der Rücksetzeinheit 64. Auf der Grundlage des Schätzfehlers 67 von der Korrektureinheit 63 werden die Rücksetzsignale 69, 70 erzeugt. Bei den Funktionsblöcken „Bias Integrator” und „Biss Timer handelt es sich um Integratoren mit einstellbaren Integrator-Zeitkonstanten (T_BiasInt, T_BiasTimer), mit einstellbarem Anfangswert x0 und einem Aktivierungseingang. Die Integratoren werden bei einem Pegel von Eins aktiviert und bei einem Pegel von Null deaktiviert. 8th shows details of the reset unit 64 , Based on the estimation error 67 from the correction unit 63 become the reset signals 69 . 70 generated. The function blocks "Bias Integrator" and "Biss Timer" are integrators with settable integrator time constants (T_BiasInt, T_BiasTimer), with adjustable initial value x0 and an activation input. The integrators are activated at a level of one and deactivated at a level of zero.

Die zuvor beschriebene Ausführungsform der Verarbeitunseinheit 1 bestimmt somit aus den Eingangswerten einen kontinuierlichen Wert für den Luftverschmutzungsgrad des Luftfilters sowie einen Anzeigewert für eine Filter-voll-Anzeige. Dazu werden zunächst Rohwerte für die Luftfilterverschmutzung aus den Signalen von Drucksensoren vor und nach dem Filter und beispielsweise mit Hilfe eines Heißfilmluftmassensensors für die Frischluftmasse berechnet. Die Sensorwerte werden auf ihre Wertebereiche überprüft, so dass sichergestellt ist, dass die Sensorsignale die anschließenden Kennfelder/Kennlinien nicht verlassen. Weiterhin wird ein aktueller Motorzustand (Einspritzmenge, Frischluftvolumenstrom, Drehzahl) bestimmt und auf die Einhaltung von vorgegebenen Minimum- und Maximumgrenzen überprüft. In Abhängigkeit des aktuellen Motorzustands wird ein Rohverschmutzungssignal des Luftfilters freigegeben. Wenn ein Motorzustand die vorgegebenen Grenzwerte über- oder unterschreitet, wird ein vorher gespeicherter Verschmutzungswert weiter verwendet, bis der Motorzustand wieder in dem vorgegebenen Bereich ist. Der so bestimmte Rohwert der Luftfilterverschmutzung wird auf eine Einhaltung von maximal zulässiger Verschmutzung mit Entprellung und mit Hysterese überwacht. Weiterhin wird das Erreichen einer minimalen Laufleistung, ab der ein voller Filter erkannt werden darf (z. B. 15000 km) überprüft. Unter Berücksichtigung einer möglichen Vereisung wird eine Luftfilterverschmutzung erkannt. Das Signal der Luftfilterverschmutzung wird tiefpassgefiltert und mit Hilfe von maximalen Verschmutzungsschwellen und einer Hysterese überprüft und entprellt.The embodiment of the processing unit described above 1 thus determines from the input values a continuous value for the air pollution level of the air filter as well as a display value for a filter full display. For this, raw values for the air filter contamination are first calculated from the signals of pressure sensors before and after the filter and, for example, with the aid of a hot film air mass sensor for the fresh air mass. The sensor values are checked for their value ranges, so that it is ensured that the sensor signals do not leave the subsequent characteristic maps / characteristic curves. Furthermore, a current engine status (injection quantity, fresh air volume flow, engine speed) is determined and checked for compliance with specified minimum and maximum limits. Depending on the current engine condition, a raw pollution signal of the air filter is released. When an engine condition exceeds or falls below the predetermined limits, a previously stored fouling value continues to be used until the engine condition returns to the predetermined range. The thus determined raw value of the air filter contamination is monitored for compliance with maximum permissible contamination with Entprellung and with hysteresis. Furthermore, the achievement of a minimum mileage from which a full filter may be detected (eg 15000 km) is checked. Taking into account possible icing, air filter contamination is detected. The air filter contamination signal is low-pass filtered and checked and debounced using maximum pollution thresholds and hysteresis.

Da ein eingefrorener oder mit Spritzwasser vollgesogener Luftfilter kurzzeitig zu hohen Druckdifferenzen führt, kann die Diagnosefunktion fälschlicherweise einen vollen Filter diagnostizieren. Dies kann zu unnötigen Wartungsintervallen führen und sollte daher vermieden werden. Daher wird auf Grund der Lufttemperatur eine mögliche Vereisung bestimmt. Nach einer möglichen Vereisung wird über eine Bestimmung der dem Luftfilter zugeführten Energiemenge festgestellt, ob die Vereisung wieder aufgetaut ist. Solange der Verdacht besteht, dass der Luftfilter vereist ist, wird eine Anzeige eines verstopften Filters unterdrückt.There a frozen or splashed with water spray air filter short-term leads to high pressure differences, the diagnostic function mistakenly diagnose a full filter. This can lead to unnecessary maintenance intervals and should therefore be avoided. Therefore, due to the air temperature a possible icing determined. After a possible Icing is about a determination of the air filter supplied amount of energy determined whether the icing thawed again. As long as there is a suspicion that the air filter is frozen, an indication of a clogged filter is suppressed.

Aus dem Rohwert der Filterverschmutzung wird ein kontinuierlicher prädizierter Verschmutzungsgrad auf Basis der Kilometerleistung berechnet. Der kontinuierliche Verschmutzungs grad wird dann zur Ansteuerung eines Schleppzeigers im Kombiinstrument des Fahrzeugs verwendet. Zusätzlich wird der prädizierte Verschmutzungsgrad mit den gemessenen Druckverlusten auf Basis einer stochastischen Wichtung (Kalman-Filter) korrigiert. Bei unzulässigen Abweichungen des prädizierten Verschmutzungsgrades zum gemessenen Verschmutzungsgrad, zum Beispiel auf Grund eines Filteraustauschs oder einer Filtervereisung, kann der kontinuierliche Verschmutzungsgrad zurückgesetzt werden.Out the raw value of the filter contamination becomes a continuous predicated Pollution degree calculated on the basis of mileage. Of the continuous pollution degree is then used to control a Towing pointer used in the instrument cluster of the vehicle. In addition will the predicted degree of contamination with the measured pressure losses corrected on the basis of a stochastic weighting (Kalman filter). In case of impermissible deviations of the predicated Pollution degree to the measured pollution degree, for example due to a filter replacement or a filter icing the continuous pollution level can be reset.

11
Verarbeitungseinheitprocessing unit
22
Freigabeeinheitrelease unit
33
VerschmutzungsglaubwürdigkeitseinheitPollution credibility unit
44
SignalfiltereinheitSignal filter unit
55
LuftfilterverschmutzungsberechnungseinheitAir filter contamination calculating unit
66
VerschmutzungsschwellenwerteinheitPollution threshold unit
77
FrischluftmasseFresh air mass
88th
Umgebungstemperaturambient temperature
99
Druck nach Filterprint after filter
1010
Umgebungsdruckambient pressure
1111
Rohwert für Luftfilterverschmutzungraw score for air filter contamination
1212
FrischluftmassenvolumenstromFresh air mass flow rate
1313
MotordrehzahlEngine speed
1414
EinspritzmengeInjection quantity
1515
freigegebener Rohwert für Luftfilterverschmutzungreleased Raw value for air filter contamination
1616
Vergleichereinheitcomparator unit
1717
Ausgangoutput
1818
Vergleichereinheitcomparator unit
1919
Ausgangoutput
2020
Vergleichereinheitcomparator unit
2121
Ausgangoutput
2222
ODER-GatterOR gate
2323
Inverterinverter
2424
Umschalteinheitswitching
2525
Speichereinheitstorage unit
2626
MotorabschaltsignalMotorabschaltsignal
2727
VereisungsverdachtssignalIcing suspicion signal
2828
Geschwindigkeitssignalspeed signal
2929
aktueller Kilometerstandcurrent mileage
3030
Verschmutzungsgrad Luftfilterpollution degree air filter
3131
Ausgang Verschmutzungsgrad Luftfilteroutput Pollution degree air filter
3232
Diagnosespeicherdiagnostic memory
3333
Filter-voll-SignalFilter full signal
3434
Ausgang Filter volloutput Filter full
3535
Diagnosespeicherdiagnostic memory
3636
Einheitunit
3737
Schwellenwertthreshold
3838
Hysteresewerthysteresis
3939
VereisungsgefahrsignalIcing danger signal
4040
Diagnosespeicherdiagnostic memory
4141
Flipflopflop
4242
SchmelzfreigabeeinheitMelting release unit
4343
SchmelzenergieintegriererSchmelzenergieintegrierer
4444
Multiplizierermultipliers
4545
Kennliniecurve
4646
Verarbeitungseinheitprocessing unit
4747
Verarbeitungseinheitprocessing unit
4848
Verarbeitungseinheitprocessing unit
4949
Produktproduct
5050
Wert Schmelzenergievalue melting energy
5151
Vergleichercomparator
5252
Diagnosespeicherdiagnostic memory
5353
Signalsignal
5454
Verarbeitungseinheitprocessing unit
5555
Verarbeitungseinheitprocessing unit
5656
Verarbeitungseinheitprocessing unit
5757
Verarbeitungseinheitprocessing unit
5858
Verarbeitungseinheitprocessing unit
5959
Verarbeitungseinheitprocessing unit
6060
modellbasierter Beobachtermodel-based observer
6161
Signal geschätzte Luftfilterverschmutzungsignal estimated air filter contamination
6262
VorhersageeinheitPrediction unit
6363
Korrektureinheitcorrection unit
6464
RücksetzeinheitReset unit
6565
prädizierte Luftfilterverschmutzungpredicted Air filter contamination
6666
PrädiktionsfehlerkovarianzPrädiktionsfehlerkovarianz
6767
Schätzfehlerestimation error
6868
SchätzfehlerkovarianzSchätzfehlerkovarianz
6969
RücksetzsignalReset signal
7070
RücksetzsignalReset signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4037685 A1 [0004] - DE 4037685 A1 [0004]
  • - DE 10312598 A1 [0005] - DE 10312598 A1 [0005]
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  • - DE 19630985 A1 [0008] - DE 19630985 A1 [0008]
  • - EP 0698408 B1 [0009] - EP 0698408 B1 [0009]

Claims (21)

Verfahren zum Bestimmen, ob ein Luftfilter eines Motors vereist ist, umfassend: – Erfassen einer Lufttemperatur (8) der Luft, welche durch den Luftfilter angesaugt wird, – Erfassen einer Luftmasse (7) der Luft, welche durch den Luftfilter angesaugt wird, – Bestimmen einer Energiemenge (50), welche dem Luftfilter durch die erfasste Luftmasse (7) mit der erfassten Lufttemperatur (8) zugeführt wird, und – Bestimmen, ob der Luftfilter vereist ist, in Abhängigkeit der erfassten Lufttemperatur (8) und der dem Luftfilter zugeführten Energiemenge (50).A method of determining whether an air filter of an engine is frozen, comprising: - detecting an air temperature ( 8th ) of the air which is sucked through the air filter, - detecting an air mass ( 7 ) of the air which is sucked through the air filter, - determining an amount of energy ( 50 ), which the air filter by the detected air mass ( 7 ) with the detected air temperature ( 8th ), and - determining whether the air filter is iced, depending on the detected air temperature ( 8th ) and the amount of energy supplied to the air filter ( 50 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmt wird, dass der Luftfilter nicht mehr vereist ist, wenn die dem Luftfilter zugeführte Energiemenge (50) oberhalb eines vorgegebenen Energieschwellenwerts ist.A method according to claim 1, characterized in that it is determined that the air filter is no longer iced, when the amount of energy supplied to the air filter ( 50 ) is above a predetermined energy threshold. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmt wird, dass der Luftfilter vereist ist, wenn die Lufttemperatur (8) unterhalb eines vorgegebenen Temperaturschwellenwerts ist und die dem Luftfilter zugeführte Energiemenge (50) unterhalb des vorgegebenen Energieschwellenwerts ist.A method according to claim 2, characterized in that it is determined that the air filter is iced when the air temperature ( 8th ) is below a predetermined temperature threshold and the amount of energy supplied to the air filter ( 50 ) is below the predetermined energy threshold. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Energiemenge (50) ein Integrieren von Produkten (49) aus der erfassten Luftmasse (7) und der erfassten Lufttemperatur (8) über die Zeit umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the amount of energy ( 50 ) integrating products ( 49 ) from the detected air mass ( 7 ) and the detected air temperature ( 8th ) over time. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiemenge (50) zusätzlich in Abhängigkeit einer Motorstillstandszeit (26) zwischen einem Abstellen des Motors und einem Anlassen des Motors bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of energy ( 50 ) additionally depending on a motor downtime ( 26 ) is determined between stopping the engine and starting the engine. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Energiemenge (50) in Abhängigkeit der Motorstillstandszeit (26) und der Lufttemperatur (8) verringert wird.Method according to claim 5, characterized in that the determined amount of energy ( 50 ) depending on the engine downtime ( 26 ) and the air temperature ( 8th ) is reduced. Verfahren zur Bestimmung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs, umfassend: Erfassen von mindestens einem Luftfiltermesswert (7–10) an dem Luftfilter, Erfassen einer Geschwindigkeit (28) des Fahrzeugs, – Bestimmen eines Rohwertes (11, 15) für eine Verschmutzung des Luftfilters in Abhängigkeit von dem mindestens einen Luftfiltermesswert (7–10), – Bestimmen eines Prädiktionswertes (65) für eine Verschmutzung des Luftfilters in Abhängigkeit von einem vorhergehenden Prädiktionswert (65) und der Geschwindigkeit (28) des Fahrzeugs, und – Bestimmen des Verschmutzungsgrades (30) des Luftfilters in Abhängigkeit des Prädiktionswertes (65) und des Rohwertes (11, 15).Method for determining a degree of soiling of an air filter of a drive motor of a vehicle, comprising: detecting at least one air filter measured value ( 7 - 10 ) at the air filter, detecting a speed ( 28 ) of the vehicle, - determining a raw value ( 11 . 15 ) for contamination of the air filter as a function of the at least one air filter measured value ( 7 - 10 ), - determining a prediction value ( 65 ) for contamination of the air filter as a function of a preceding prediction value ( 65 ) and the speed ( 28 ) of the vehicle, and - determining the degree of pollution ( 30 ) of the air filter as a function of the prediction value ( 65 ) and the raw value ( 11 . 15 ). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des Verschmutzungsgrades (30) des Luftfilters ein Anpassen des Prädiktionswertes (65) in Abhängigkeit des Rohwertes (11, 15) auf der Grundlage einer stochastischen Wichtung umfasst.Method according to claim 7, characterized in that the determination of the degree of soiling ( 30 ) of the air filter, an adaptation of the prediction value ( 65 ) depending on the raw value ( 11 . 15 ) based on a stochastic weighting. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des Verschmutzungsgrades (30) des Luftfilters ein adaptives Filtern des Prädiktionswertes (65) in Abhängigkeit des Rohwertes (11, 15) mit Hilfe eines Kalman-Filters (63) umfasst.Method according to claim 7 or 8, characterized in that the determination of the degree of soiling ( 30 ) of the air filter, an adaptive filtering of the prediction value ( 65 ) depending on the raw value ( 11 . 15 ) using a Kalman filter ( 63 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Luftfiltermesswert (7–10) einen Druck (10) vor dem Luftfilter, einen Druck (9) nach dem Luftfilter, eine Luftmasse (7), welche pro Zeiteinheit durch den Filter strömt, und/oder eine Lufttemperatur (8) der Luftmasse (7) umfasst.Method according to one of claims 7-9, characterized in that the at least one air filter measured value ( 7 - 10 ) a pressure ( 10 ) in front of the air filter, a pressure ( 9 ) after the air filter, an air mass ( 7 ), which flows through the filter per unit of time, and / or an air temperature ( 8th ) of the air mass ( 7 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 7–10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst: – Bestimmen eines Motorzustands (17, 19, 21) des Antriebsmotors des Fahrzeugs und – Bestimmen des Rohwertes (15) für die Verschmutzung des Luftfilters zusätzlich in Abhängigkeit von dem Motorzustand (17, 19, 21).Method according to one of claims 7-10, characterized in that the method further comprises: - determining an engine condition ( 17 . 19 . 21 ) of the drive motor of the vehicle and - determining the raw value ( 15 ) for the pollution of the air filter in addition depending on the engine condition ( 17 . 19 . 21 ). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorzustand (17, 19, 21) anzeigt, – ob ein Volumenstrom (12) von Luft zu dem Antriebsmotor in einem vorgegeben Volumenstrombereich liegt, – ob eine Motordrehzahl (13) des Antriebsmotors in einem vorgegebenen Drehzahlbereich liegt, und/oder – ob eine Kraftstoffeinspritzmenge (14) für den Antriebsmotor in einem vorgegebenen Einspritzmengenbereich liegt.Method according to claim 11, characterized in that the engine condition ( 17 . 19 . 21 ), - whether a volume flow ( 12 ) of air to the drive motor is in a predetermined volume flow range, - whether an engine speed ( 13 ) of the drive motor is within a predetermined speed range, and / or - whether a fuel injection quantity ( 14 ) is for the drive motor in a predetermined injection amount range. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als der Rohwert (15) der zuletzt verwendete Rohwert (15) verwendet wird, wenn der Volumenstrom (12) oder die Motordrehzahl (13) oder die Kraftstoffeinspritzmenge (14) nicht in dem entsprechenden Bereich liegt, und dass als der Rohwert (15) der in Abhängigkeit von dem mindestens einen Luftfiltermesswert (7–10) bestimmte Rohwert (11) verwendet wird, wenn der Volumenstrom (12) und die Motordrehzahl (13) und die Kraftstoffeinspritzmenge (14) in den entsprechenden Bereichen liegen.Method according to claim 12, characterized in that as the raw value ( 15 ) the last used raw value ( 15 ) is used when the volume flow ( 12 ) or the engine speed ( 13 ) or the fuel injection quantity ( 14 ) is not in the appropriate range, and that as the raw value ( 15 ) depending on the at least one air filter reading ( 7 - 10 ) certain raw value ( 11 ) is used when the volume flow ( 12 ) and the engine speed ( 13 ) and the fuel injection quantity ( 14 ) in the corresponding Areas lie. Verfahren nach einem der Ansprüche 7–13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst: – das Verfahren zum Bestimmen, ob der Luftfilter des Antriebsmotors vereist ist, nach einem der Ansprüche 1–6, und – Bestimmen des Verschmutzungsgrades (30) des Luftfilters zusätzlich in Abhängigkeit der Bestimmung, ob der Luftfilter des Antriebsmotors vereist ist.Method according to one of claims 7-13, characterized in that the method further comprises: - the method for determining whether the air filter of the drive motor is iced, according to any one of claims 1-6, and - determining the degree of soiling ( 30 ) of the air filter in addition depending on the determination of whether the air filter of the drive motor is iced. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als der Rohwert (15) der zuletzt verwendete Rohwert (15) verwendet wird, wenn bestimmt wurde, dass der Luftfilter vereist ist, und dass als der Rohwert (15) der in Abhängigkeit von dem mindestens einen Luftfiltermesswert (7–10) bestimmte Rohwert (15) verwendet wird, wenn bestimmt wurde, dass der Luftfilter nicht vereist ist.Method according to claim 14, characterized in that as the raw value ( 15 ) the last used raw value ( 15 ) is used, when it has been determined that the air filter is iced, and that as the raw value ( 15 ) depending on the at least one air filter reading ( 7 - 10 ) certain raw value ( 15 ) is used if it has been determined that the air filter is not frozen. Verarbeitungseinheit zum Bestimmen, ob ein Luftfilter eines Motors vereist ist, umfassend: – einen ersten Sensoranschluss zum Erfassen einer Lufttemperatur (8) der Luft, welche durch den Luftfilter angesaugt wird, – einen zweiten Sensoranschluss zum Erfassen einer Luftmasse (7) der Luft, welche durch den Luftfilter angesaugt wird, – eine Schmelzenergiebestimmungseinheit (43), welche zum Bestimmen einer Energiemenge (50), die dem Luftfilter durch die erfasste Luftmasse (7) mit der erfassten Lufttemperatur (8) zugeführt wird, ausgestaltet ist, und – eine Bestimmungseinheit (41), welche ausgestaltet ist, in Abhängigkeit der erfassten Lufttemperatur (8) und der dem Luftfilter zugeführten Energiemenge (50) zu bestimmen, ob der Luftfilter vereist ist.A processing unit for determining whether an air filter of an engine is frozen, comprising: a first sensor port for detecting an air temperature ( 8th ) of the air which is sucked through the air filter, - a second sensor port for detecting an air mass ( 7 ) of the air which is sucked through the air filter, - a melt energy determination unit ( 43 ), which is used to determine an amount of energy ( 50 ), the air filter by the detected air mass ( 7 ) with the detected air temperature ( 8th ), is configured, and - a determination unit ( 41 ), which is designed as a function of the detected air temperature ( 8th ) and the amount of energy supplied to the air filter ( 50 ) to determine if the air filter is iced up. Verarbeitungseinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (3) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–6 ausgestaltet ist.Processing unit according to claim 16, characterized in that the processing unit ( 3 ) is configured for carrying out the method according to one of claims 1-6. Verarbeitungseinheit zum Bestimmen eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs, umfassend: – mindestens einen Sensoranschluss zum Erfassen von mindestens eines Luftfiltermesswertes (7–10), welcher an dem Luftfilter gemessen wird, – einen Tachoanschluss zum Erfassen einer Geschwindigkeit (28) des Fahrzeugs, – eine Luftfilterverschmutzungsberechnungseinheit (2, 5) zum Bestimmen eines Rohwertes (11, 15) für eine Verschmutzung des Luftfilters in Abhängigkeit von dem mindestens einen Luftfiltermesswert (7–10), – eine Signalfiltereinheit (4) zum Bestimmen eines Prädiktionswertes (65) für eine Verschmutzung des Luftfilters in Abhängigkeit von einem vorhergehenden Prädiktionswert (65) und der Geschwindigkeit (28) des Fahrzeugs, und zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades (30) des Luftfilters in Abhängigkeit des Prädiktionswertes (65) und des Rohwertes (11, 15).Processing unit for determining a degree of soiling of an air filter of a drive motor of a vehicle, comprising: at least one sensor connection for detecting at least one air filter measured value ( 7 - 10 ), which is measured on the air filter, - a tacho port for detecting a speed ( 28 ) of the vehicle, - an air pollution control calculation unit ( 2 . 5 ) for determining a raw value ( 11 . 15 ) for contamination of the air filter as a function of the at least one air filter measured value ( 7 - 10 ), - a signal filter unit ( 4 ) for determining a prediction value ( 65 ) for contamination of the air filter as a function of a preceding prediction value ( 65 ) and the speed ( 28 ) of the vehicle, and for determining the degree of pollution ( 30 ) of the air filter as a function of the prediction value ( 65 ) and the raw value ( 11 . 15 ). Verarbeitungseinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (1) ferner nach einem der Ansprüche 16 oder 17 ausgestaltet ist.Processing unit according to claim 18, characterized in that the processing unit ( 1 ) is further configured according to one of claims 16 or 17. Verarbeitungseinheit nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (1) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7–15 ausgestaltet ist.Processing unit according to claim 18 or 19, characterized in that the processing unit ( 1 ) is configured to carry out the method according to any one of claims 7-15. Fahrzeug, umfassend – einen Antriebsmotor mit einem Luftfilter, – mindestens einen Sensor zum Erfassen von mindestens einem Luftfiltermesswert (7–10) an dem Luftfilter, – einen Tachosignalgenerator zum Erfassen einer Geschwindigkeit (28) des Fahrzeugs, – eine Verarbeitungseinheit (1) zum Bestimmen eines Verschmutzungsgrades des Luftfilters nach einem der Ansprüche 18–20, und – eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen des bestimmten Verschmutzungsgrades (30) für einen Fahrer des Fahrzeugs.A vehicle, comprising - a drive motor with an air filter, - at least one sensor for detecting at least one air filter measured value ( 7 - 10 ) on the air filter, - a speed signal generator for detecting a speed ( 28 ) of the vehicle, - a processing unit ( 1 ) for determining a degree of soiling of the air filter according to any one of claims 18-20, and - a display unit for displaying the determined degree of soiling ( 30 ) for a driver of the vehicle.
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