DE102011008366A1

DE102011008366A1 - System und Verfahren zur elektrostatischen Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011008366A1
Application number: DE102011008366A
Authority: DE
Inventors: William Paul Mich. Perkins; Renata Michaela Mich. Arsenault; Jimmy H. Ohio Kapadia; Steven A. Mich. Daleiden; Alan Mich. McDonald; Richard Michael Mich. Isaacs; Allan Dennis Mich. Dobryden; Matthew Mich. Fleming
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2011-07-21
Also published as: US8361193B2; CN102152726A; US20110168463A1; CN102152726B

Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren zur elektrostatischen Luftfilterung in Kraftfahrzeugen, wie zum Beispiel Elektro- und Hybrid-Elektrofahrzeugen, bereitgestellt. Das System umfasst ein elektrisches Verteilungssystem und ein elektrostatisches Filtersystem, das Entladungselektroden und eine Akkumulationselektrode aufweist. Das Verteilungssystem befindet sich in elektrischer Hochspannungskommunikation mit dem Filtersystem sowie mit einem Elektromotor und einer Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung in dem Fahrzeug. Im Betrieb verteilt das Verteilungssystem elektrischen Hochspannungsstrom an das Filtersystem. Das Filtersystem empfängt den elektrischen Hochspannungsstrom, um ein elektrostatisches Hochspannungspotential zwischen der Akkumulationselektrode und den Entladungselektroden zu erzeugen, um Teilchen aus durch eine Region des elektrostatischen Filtersystems strömender Luft zu entfernen.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
System und Verfahren zur elektrostatischen Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug.
2. Stand der Technik
Die Luftqualität in einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs ist nicht nur für Fahrgäste in dem Kraftfahrzeug ein Anliegen, sondern auch für Regierungen, Organisationen und Unternehmen, die ein Interesse an der Bereitstellung von sauberer Luft für die Fahrgäste haben. Fremdkörper, Organismen, Staub und andere Teilchen sind jedoch weiterhin eingedrungen und verringern die Luftqualität in Fahrgasträumen von Kraftfahrzeugen. Zum Beispiel können Kohlenstoffteilchen in Abgas von Lastwagen von außerhalb des Fahrzeugs aus in den Fahrgastraum eindringen und die Luftqualität in dem Fahrgastraum verringern. Zusätzlich beeinflusst in dem Fahrgastraum umlaufende Luft die Luftqualität in dem Fahrgastraum. Zum Beispiel kann ein Aufschütteln oder Aufschüren von Staub in dem Fahrzeug die Luft in dem Fahrgastraum verunreinigen. Zu den Auswirkungen unreiner Luft auf Fahrgäste gehören allergische Reaktionen, Beschädigung von Lunge und Luftwegen und Langzeit-Gesundheitsverschlechterung.
KURZFASSUNG
Es werden ein System und ein Verfahren zur elektrostatischen Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug, wie zum Beispiel einem Elektrofahrzeug, bereitgestellt. Das Kraftfahrzeug umfasst eine Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung, einen Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs und einen Fahrgastraum. Das System umfasst ein elektrostatisches Filtersystem und ein elektrisches Verteilungssystem in dem Kraftfahrzeug. Das Verteilungssystem befindet sich in elektrischer Hochspannungskommunikation mit dem Filtersystem, dem Elektromotor und der Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung. Im Betrieb verteilt das Verteilungssystem elektrischen Hochspannungsstrom aus dem Elektromotor und/oder der Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung an das Filtersystem. Das Filtersystem umfasst mehrere Entladungselektroden und mindestens eine Akkumulationselektrode. Im Betrieb empfängt das Filtersystem den elektrischen Hochspannungsstrom von dem Verteilungssystem, um ein elektrostatisches Hochspannungspotential zwischen der Akkumulationselektrode und den Entladungselektroden zu erzeugen. Das Filtersystem verwendet das elektrostatische Potential, um elektrostatisch Teilchen aus durch eine Region des elektrostatischen Spannungspotentials strömender Luft zu der Akkumulationselektrode zu überführen.
Das Fahrzeug kann ein Hybrid-Elektrofahrzeug sein. Das Hybrid-Elektrofahrzeug umfasst die Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung, den Elektromotor, den Fahrgastraum sowie einen Motor und einen Stromgenerator. Das elektrische Verteilungssystem befindet sich in elektrischer Hochspannungskommunikation mit dem Stromgenerator sowie mit dem Filtersystem, dem Elektromotor und der Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung. Im Betrieb verteilt das Verteilungssystem elektrischen Hochspannungsstrom aus dem Stromgenerator und/oder dem Elektromotor und/oder der Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung an das Filtersystem.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm eines Hybrid-Elektrofahrzeugs mit einem System zur elektrostatischen Luftfilterung in dem Fahrzeug;
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur elektrostatischen Luftfilterung in dem Fahrzeug; und
3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen, ob ein Verschluss, wie zum Beispiel ein Fenster, eine Tür oder eine Hecklappe, in dem Fahrzeug offen ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen allgemein ein System und ein Verfahren zur elektrostatischen Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug. Das Fahrzeug kann eine beliebige Art von Fahrzeug sein, das elektrischen Hochspannungsstrom bereitstellt, wie zum Beispiel ein einsteckbares Elektrofahrzeug, ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV), ein einsteckbares Hybrid-Elektrofahrzeug oder ein Hybrid-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug (FCEV). Die elektrostatische Luftfilterung in dem Kraftfahrzeug kann gesteuert werden, um dadurch die Anwesenheit von Teilchen wie Fremdkörpern, Organismen, Staub, Schimmel und anderen in der Luft befindlichen Teilchen vom Eindringen in einen Fahrgastraum in dem Fahrzeug zu reduizieren oder zu minimieren.
Mit Bezug auf 1 wird im Allgemeinen ein System 10 zur elektrostatischen Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug 12 bereitgestellt. Das System 10 von 1 ist mit einer Kraftübertragung eines parallelen/seriellen Hybrid-Elektrofahrzeugs (PSHEV) integriert gezeigt. Das System 10 kann jedoch auch mit anderen Kraftübertragungskonfigurationen integriert sein, wie zum Beispiel einem seriellen Hybrid-Elektrofahrzeug (SHEV), einem parallelen Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) oder einem Einsteck-Elektrofahrzeug. Das System 10 und sein Betriebsverfahren werden auf allgemeine Weise beschrieben, um ein Verständnis verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das System 10 ein elektrostatisches Filtersystem 14. Das Filtersystem 14 besitzt mehrere Entladungselektroden 16 und mindestens eine Akkumulationselektrode 18. Im Betrieb empfängt das Filtersystem 14 elektrischen Hochspannungsstrom, um ein elektrostatisches Hochspannungspotential zwischen der Akkumulationselektrode 18 und den Entladungselektroden 16 zu erzeugen. In der Luft befindliche Partikel in durch eine Region des elektrostatischen Spannungspotentials strömender Luft werden elektrostatisch zu der Akkumulationselektrode 18 überführt. Während das Filtersystem 14 Teilchen zu der Akkumulationselektrode 18 überführt, akkumulieren oder sammeln sich die Teilchen auf der Akkumulationselektrode 18. Das Überführen von Teilchen aus der Luft zu der Akkumulationselektrode 18 unter Verwendung des elektrostatischen Potentials kann als elektrostatische Luftfilterung bezeichnet werden.
Das Filtersystem 14 besitzt eine Luftfilterungsrate, die einer Rate entspricht, mit der Teilchen aus der durch die Region des elektrostatischen Spannungspotentials strömenden Luft entfernt werden. Das Filtersystem 14 kann die Rate der Luftfilterung abhängig davon, wie der Betrieb des Filtersystems 14 befohlen wird, vergrößern oder verkleinern.
Wie in 1 gezeigt, kann das elektrostatische Filtersystem 14 ein Teilchensensorsystem 20 umfassen. Das Sensorsystem 20 erfasst eine erste Menge von Teilchen in stromaufwärts der Akkumulationselektrode 18 strömender Luft. Ähnlich erfasst das Sensorsystem 20 eine zweite Menge von Teilchen in stromabwärts der Akkumulationselektrode 18 strömender Luft. Ferner erzeugt das Sensorsystem 20 ein Teilchensignal, das durch die erste und zweite Menge von Teilchen bestimmt oder damit eingebettet wird. Auf der Basis der ersten und zweiten Menge von Teilchen kann das Filtersystem 14 oder eine andere Einrichtung in dem Fahrzeug 12 bestimmen, ob die Akkumulationselektrode 18 gereinigt werden muss. Das Teilchensensorsystem 20 kann einen oder mehrere optische Partikelzähler umfassen. Die optischen Partikelzähler können der stromaufwärts und stromabwärts der Akkumulationselektrode 18 strömenden Luft Proben entnehmen, um die erste und zweite Menge von Teilchen zu erfassen.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 kann das Filtersystem 14 mit einem HVAC-System 22 (Heating Ventilation and Air Conditioning) in dem Fahrzeug 12 integriert sein, um Luftfilterung zu ermöglichen. Das HVAC-System 22 kann ein Heizsystem 24, ein Kühlsystem 26 oder sowohl das Heiz- als auch das Kühlsystem 24, 26 umfassen. Zusätzlich kann das HVAC-System 22 einen Filter 28 und einen Ventilator 30 umfassen. Der Filter 28 filtert durch das HVAC-System 22 strömende Luft, bevor die Luft in das elektrostatische Filtersystem 14 strömt. Zum Beispiel kann der Filter 28 ein Dünnfaserfilter sein. Der Ventilator 30 bewegt oder treibt Luft durch den Filter 28, durch das Filtersystem 14 und in einen Fahrgastraum 34 in dem Fahrzeug 12.
1 zeigt das Filtersystem 14 in dem HVAC-System 22. Das Filtersystem 14 kann jedoch außerhalb des HVAC-Systems 22 angeordnet sein, während es in Luftströmungskommunikation mit dem HVAC-System 22 bleibt.
Wieder mit Bezug auf 1 kann das HVAC-System 22 einen oder mehrere Kanäle 32 umfassen. Die Kanäle 32 leiten die Luft durch den Filter 28, durch das Filtersystem 14 und in den Fahrgastraum 34. Zum Beispiel können die Kanäle 32 die Luft durch Luftauslässe 36 in dem Fahrgastraum 34 in den Fahrgastraum 34 leiten.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 kann das System 10 eine Steuerung 40 oder eine bestimmte andere Art von programmierbarer Logikanordnung umfassen, um verschiedene Komponenten in dem Fahrzeug 12, wie zum Beispiel das Filtersystem 14 und das HVAC-System 22, zu steuern. Die Steuerung 40 von 1 ist als eine Kombination einer Fahrzeug-Systemsteuerung (VSC), eines Kraftübertragungs-Steuermoduls (PCM) und einer Luftfilterungssteuerung gezeigt. Die Kombination der VSC, des PCM und der Luftfilterungssteuerung wird im Folgenden als „VSC” mit der Bezugszahl 40 bezeichnet. Obwohl die VSC 40 als eine einzige Hardwareeinrichtung gezeigt ist, kann die VSC 40 mehrere Steuerungen in Form von mehreren Hardwareeinrichtungen oder mehrere Softwaresteuerungen in einer oder mehreren Hardwareeinrichtungen umfassen.
Das System 10 kann ein computerlesbares Speichermedium 42 (im Folgenden „Speicher”) zum Speichern eines mit dem Verfahren eingebetteten oder kodierten Computerprogramms oder -algorithmus umfassen. Zusätzlich zu dem Speichern des Computerprogramms oder -algorithmus kann der Speicher 42 Daten oder Informationen über verschiedene Betriebszustände oder Komponenten in dem Fahrzeug 12 zur Implementierung des Verfahrens speichern. Der Speicher 42 kann wie in 1 gezeigt Teil der VSC 40 sein. Der Speicher 42 kann jedoch in einem beliebigen geeigneten Teil in dem Fahrzeug 12 angeordnet sein, auf den die VSC 40 zugreifen kann.
Wie in 1 dargestellt, kann der Fahrgastraum 34 einen Luftdrucksensor 44, einen Verschlusspositionssensor 46, eine Benutzerschnittstelle 48 und Luftauslässe 36 umfassen. Die Luftauslässe 36 erhalten Luft von dem elektrostatischen Filtersystem 14 über die Kanäle 32 in dem HVAC-System 22 und leiten die Luft in den Fahrgastraum 34. Zum Beispiel können die Luftauslässe 36 die Luft auf einen oder mehrere Fahrgäste 50 in dem Fahrgastraum 34 richten.
Die VSC 40 kann die Luftfilterung des Filtersystems 14 abhängig davon steuern, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist. Verschluss bezieht sich z. B. auch auf ein Fenster, eine Tür, ein Glasdach, ein Schiebedach oder eine andere Art von Dichteinrichtung für eine Öffnung in dem Fahrzeug 12. Die VSC 40 kann die Luftfilterung unterschiedlich steuern, wenn der Verschluss offen ist, als wenn alle Verschlüsse in dem Fahrzeug 12 geschlossen sind. Zum Beispiel kann die VSC 40 eine Rate der Luftfilterung verringern, wenn der Verschluss offen ist, da das HVAC-System 22 die Menge von durch den Verschluss in den Fahrgastraum 34 eindringenden Teilchen nicht leicht steuern kann. Ein offener Verschluss bezieht sich auf ein Fenster, eine Tür, ein Glasdach, ein Schiebedach usw., das bzw. die nicht geschlossen ist. Ein Verschluss, der nicht geschlossen ist, bezieht sich auf einen Verschluss, der teilweise offen oder ganz offen ist.
Der Luftdrucksensor 44, der Verschlusspositionssensor 46 oder beide können verwendet werden, um Informationen bereitzustellen, um anzugeben, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist. Solche Informationen können in dem Speicher 42 gespeichert werden. Abhängig davon, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist, kann die VSC 40 eine Rate der Luftfilterung des Filtersystem 14 steuern. Wenn zum Beispiel die VSC 40 bestimmt, dass ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist, kann das Filtersystems 14 die Rate der Luftfilterung bis auf einen Leerlaufzustand verringern, wie zum Beispiel auf null, so dass keine elektrostatische Luftfilterung erfolgt. Die VSC 40 kann dem Filtersystem 14 befehlen, die Rate der Luftfilterung zu verringern, um die Menge an elektrischem Strom zu verringern, die das Fahrzeug 12 verwendet. Zusätzlich kann die Rate der Luftfilterung verringert werden, um zu versuchen, Teilchenansammlung auf der Akkumulationselektrode 18 zu verringern. Das Verringern von Teilchenansammlung auf der Akkumulationselektrode 18 kann den Wirkungsgrad der Luftfilterung vergrößern.
Als Alternative kann die VSC 40 dem Filtersystem 14 befehlen, die Rate der Luftfilterung zu vergrößern, wenn ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist. Die Rate der Luftfilterung kann vergrößert werden, um vermehrte in der Luft befindliche Teilchen, die durch den Verschluss bzw. die Verschlüsse des Fahrzeugs 12 in den Fahrgastraum 34 eindringen, zu kompensieren.
Der Luftdrucksensor 44 kann verwendet werden, um zu erfassen, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist. Im Betrieb erfasst der Luftdrucksensor 44 Luftdruck in dem Fahrgastraum 34 und erzeugt ein Luftdrucksignal, das mit dem Luftdruck eingebettet oder kodiert wird. Die VSC 40 kann das Luftdrucksignal empfangen und verarbeiten, um den erfassten Luftdruck zu erhalten. Der erfasste Luftdruck kann in dem Speicher 42 gespeichert werden. Auf der Basis des erfassten Luftdrucks kann die VSC 40 bestimmen, ob ein Verschluss in dem Kraftfahrzeug offen ist. Zum Beispiel kann die VSC 40 den erfassten Luftdruck mit einem in dem Speicher 42 gespeicherten vorbestimmten Druckbereich vergleichen. Wenn der erfasste Luftdruck außerhalb des vorbestimmten Druckbereichs liegt, kann die VSC 40 die Rate der Luftfilterung des Filtersystems 14 verkleinern. Als Alternative kann die VSC 40 einen Innenluftdruck in dem Fahrgastraum 34 mit einem Außenluftdruck vergleichen. Auf der Basis des Innen- und Außenluftdrucks kann die VSC 40 bestimmen, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist. Zum Beispiel kann die VSC 40 eine Druckdifferenz zwischen dem Innen- und Außenluftdruck bestimmen und die Druckdifferenz mit einem in dem Speicher 42 gespeicherten vorbestimmten Druckwert vergleichen. Der vorbestimmte Druckwert kann von aktuellen Einstellungen des HVAC-Systems 22 abhängen. Bei einem solchen Beispiel kann, wenn die Druckdifferenz unter dem vorbestimmten Druckwert liegt, die VSC 40 bestimmen, dass ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist.
Wie der Luftdrucksensor 44 kann der Verschlusspositionssensor 46 verwendet werden, um zu erfassen, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist. Zum Beispiel kann der Verschlusspositionssensor 46 ein Fensterpositionssensor sein, der erfasst, ob ein Fenster in dem Fahrzeug 12 offen ist. Bei einem anderen Beispiel kann der Verschlusspositionssensor 46 ein Türpositionssensor sein, der erfasst, ob eine Tür in dem Fahrzeug 12 offen ist. Im Betrieb erfasst der Verschlusspositionssensor 46 eine Position eines Verschlusses in dem Fahrzeug 12. Die Position eines Verschlusses kann in dem Speicher 42 gespeichert werden. Das Fahrzeug 12 kann für jeden Verschluss, der sich in dem Fahrzeug 12 öffnen und schließen kann, einen Verschlusspositionssensor 46 aufweisen. Auf der Basis der Position des einen oder der mehreren Verschlüsse erzeugt der Verschlusspositionssensor 46 ein Verschlusssignal, das mit Informationen eingebettet oder kodiert wird, die die Position des einen oder der mehreren Verschlüsse in dem Fahrzeug 12 angeben. Die VSC 40 kann das Verschlusssignal empfangen und verarbeiten, um zu bestimmen, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist. Wenn zum Beispiel die VSC 40 bestimmt, dass sich ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 in einer offenen Position befindet, kann die VSC 40 die Rate der Luftfilterung des Filtersystems 14 verkleinern.
Die VSC 40 und die Benutzerschnittstelle 48 können das elektrostatische Filtersystem 14, das HVAC-System 22 sowie verschiedene Komponenten in dem Fahrgastraum 34, wie zum Beispiel den Luftdrucksensor 44, den Verschlusspositionssensor 46 und die Luftauslässe 36, steuern oder kalibrieren. Zusätzlich kann die VSC 40 das Teilchensignal von dem Sensorsystem 20 empfangen, um die erste und zweite Menge von Teilchen zu erhalten. Ferner kann die VSC 40 auf der Basis der ersten und zweiten Menge von Teilchen einen Wert von Teilchen bestimmen, der sich auf der Akkumulationselektrode 18 akkumuliert hat. Die erste und zweite Menge von Teilchen kann in dem Speicher 42 gespeichert werden.
Die VSC 40 kann der Benutzerschnittstelle 48 befehlen, den Wert von Teilchen den Fahrgästen 50 anzugeben oder anzuzeigen. Zum Beispiel kann die Benutzerschnittstelle 48 den Fahrgästen 50 eine Nachricht geben, die einen der Fahrgäste 50 anweist, die Akkumulationselektrode 18 zu reinigen. Als Alternative kann die Benutzerschnittstelle 48 eine Nachricht geben, die angibt, dass sich das Filtersystem 14 reinigt und die Akkumulationselektrode 18 und deshalb das Filtersystem 14 vorübergehend die Luftfilterung in dem Fahrzeug 12 angehalten hat. Zusätzlich kann einer der Fahrgäste 50 durch die Benutzerschnittstelle 48 der VSC 40 befehlen, das elektrostatische Filtersystem 14 zwischen einem Aus-Modus und einem Ein-Modus umzuschalten. Bei einem solchen Beispiel kann die VSC 40 dem Filtersystem 14 erlauben, in dem Ein-Modus zu arbeiten, auch wenn die VSC 40 bestimmt, dass einer der Verschlüsse nicht geschlossen ist.
Wieder mit Bezug auf 1 kann das Fahrzeug 12 ein Positionsbestimmungssystem 52, wie zum Beispiel ein GPS-System (Global Positioning System) oder ein anderes geeignetes auf Positionsbestimmung basierendes System umfassen. Das Positionsbestimmungssystem 52 kann ein Fahrzeugpositionssignal erzeugen, das mit Informationen eingebettet oder kodiert ist, die eine geografische Position des Fahrzeugs 12 angeben. Zum Beispiel kann die geografische Position des Fahrzeugs 12 als Koordinaten dargestellt werden, an denen sich das Fahrzeug 12 befindet. Die VSC 40 kann das Fahrzeugpositionssignal empfangen und verarbeiten, um die geografische Position des Fahrzeugs 12 zu erhalten. Die geografische Position des Fahrzeugs 12 kann in dem Speicher 42 gespeichert werden. Auf der Basis der geografischen Position kann die VSC 40 die Rate steuern, mit der das Filtersystem 14 Teilchen zu der Akkumulationselektrode 18 überführt. Zum Beispiel kann die VSC 40 die Rate der Luftfilterung des Filtersystems 14 verkleinern, wenn sich das Fahrzeug 12 in einem geografischen Gebiet mit relativ guter Luftqualität befindet, wie zum Beispiel auf einer geteerten Straße oder in einer Stadt, von der bekannt ist, dass sie gute Luftqualität besitzt. Im Gegensatz dazu kann die VSC 40 die Rate der Luftfilterung vergrößern, wenn sich das Fahrzeug 12 in einem geografischen Gebiet befindet, das relativ schlechte Luftqualität besitzt, wie zum Beispiel auf einer schmutzigen Straße oder in einer Stadt, von der bekannt ist, dass sie schlechte Luftqualität besitzt.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Fahrzeug 12 einen Motor 54, eine Energiespeichereinrichtung (ESD) 56 (die auch als „Batterie” bezeichnet wird) und Antriebsräder 58. Der Motor 54 kann ein Verbrennungsmotor (ICE) sein. Es können jedoch abhängig von der Konfiguration des Fahrzeugs 12 andere Arten von Designs einer Transaxle-Leistungserzeugungseinheit verwendet werden. Die ESD 56 von 1 kann eine Hochspannungsbatterie sein, die elektrischen Hochspannungsstrom ausgibt und speichert. Als Alternative kann die ESD 56 ein Ultrakondensator oder eine mechanische Schwungradeinheit sein, die wie die Hochspannungsbatterie Energie zum Antrieb der Antriebsräder 58 sowohl speichern als auch ausgeben können. Es können andere Arten von Energiespeichereinrichtungen und Ausgabeeinrichtungen mit dem Motor 54 verwendet werden, um dem Filtersystem 14 in dem Fahrzeug 12 elektrischen Hochspannungsstrom zuzuführen. Die ESD 56 von 1 umfasst eine Steuerung, wie zum Beispiel ein Batteriesteuermodul (BCM) 59, zum Steuern von elektrischem Strom zu und von der ESD 56. Zum Beispiel kann das BCM 59 das Laden der ESD 56 steuern.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Fahrzeug 12 eine Transaxle 60. Die Transaxle 60 umfasst einen Planetenradsatz 62, einen Stromgenerator 64, einen Elektromotor 66, einen Zahnradsatz 68 und ein elektrisches Hochspannungsverteilungssystem (EDS) 70 (im Folgenden „Hochspannungs-EDS”). Die Transaxle 60 ist zwischen die Antriebsräder 58 und dem Motor 54 und die Batterie 56 gekoppelt, um zu steuern, wie und wann Strom zu dem elektrostatischen Filtersystem 14, den Antriebsrädern 58 und/oder der Batterie 56 überführt wird. Die Transaxle 60 von 1 umfasst eine oder mehrere Steuerungen, wie zum Beispiel ein Transaxle-Steuermodul (TCM) 88, die dafür ausgelegt sind, spezifische Komponenten in der Transaxle 60 zu steuern. Zum Beispiel steuert das TCM 88 den Stromgenerator 64 und den Elektromotor 66. Der Motor 66 und der Stromgenerator 64 können beide als Motoren arbeiten, um Drehmoment auszugeben. Zusätzlich können sie jeweils als ein Generator arbeiten, der elektrischen Hochspannungsstrom an die Hochspannungs-EDS 70 ausgibt.
Wie in 1 dargestellt, verbindet der Planetenradsatz 62 der Transaxle 60 mechanisch den Motor 54 und den Stromgenerator 64. Ferner umfasst der Planetenradsatz 62 ein Außenrad, einen Träger, Planetenräder und ein Sonnenrad. Als Alternative kann der Planetenradsatz 62 eine andere Art von Zahnradsatz oder Getriebe zum Koppeln des Motors 54 mit dem Stromgenerator 64 sein.
Wie in 1 gezeigt, befindet sich die Hochspannungs-EDS 70 in elektrischer Hochspannungskommunikation mit einem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 72 (im Folgenden „DC/DC-Wandler”), dem Filtersystem 14, dem HVAC-System 22, dem Stromgenerator 64, dem Elektromotor 66 und der Batterie 56. Der DC/DC-Wandler 72 setzt den elektrischen Hochspannungsstrom aus der Hochspannungs-EDS 70 in elektrischen Niederspannungsstrom um.
Wieder mit Bezug auf 1 verteilt die Hochspannungs-EDS 70 elektrischen Hochspannungsstrom zu und von dem Stromgenerator 64, dem Elektromotor 66, der Batterie 56, dem Filtersystem 14 und dem HVAC-System 22. Zum Beispiel kann das Hochspannungs-EDS 70 den elektrischen Hochspannungsstrom aus dem Stromgenerator 64, dem Elektromotor 66, der Batterie 56 oder einer Kombination davon an das Filtersystem 14 verteilen. Bei einem solchen Beispiel kann das Hochspannungs-EDS 70 elektrischen Hochspannungsstrom sowohl an den Elektromotor 66 als auch an das Filtersystem 14 verteilen, um elektrostatische Luftfilterung zu gewährleisten, während der Elektromotor 66 die Antriebsräder 58 antreibt. Ferner kann das Hochspannungs-EDS 70 elektrischen Hochspannungsstrom an den DC/DC-Wandler 72 verteilen.
Wie in 1 gezeigt, kann das Fahrzeug 12 ein elektrisches Niederspannungsverteilungssystem (EDS) 74 (im Folgenden „Niederspannungs-EDS”) umfassen. Das Niederspannungs-EDS 74 empfängt elektrischen Niederspannungsstrom vom DC/DC-Wandler 72 und verteilt den elektrischen Niederspannungsstrom an verschiedene Niederspannungseinrichtungen oder -komponenten in dem Fahrzeug 12, wie zum Beispiel dem Ventilator 30 in dem HVAC-System 22.
Wie in 1 abgebildet, umfasst das Fahrzeug 12 eine Motorsteuereinheit 76, die ein System für elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) umfassen kann. Die ETC regelt die Strömung von Luft und somit Kraftstoffdampf in den Motor 54, um dadurch das Drehmoment zu steuern, das der Motor 54 ausgibt. Der Motor 54 gibt Drehmoment an eine mit dem Planetenradsatz 62 verbundene Welle 80 aus. Der Planetenradsatz 62 empfängt die Leistung von dem Motor 54 durch die Welle 80 und überführt die Leistung entweder durch den Zahnradsatz 68 zu den Antriebsrädern 58 oder durch die Welle 82 zu dem Stromgenerator 64. Zusätzlich zu dem Erhalt von Leistung aus dem Motor 54 kann der Planetenradsatz 62 außerdem Leistung von dem Stromgenerator 64 erhalten.
Mit Bezug auf 1 kann der Stromgenerator 64 entweder als Elektromotor, als Maschine, die mechanische Energie in elektrische Energie umsetzt, oder beides verwendet werden. Beim Betrieb als Elektromotor gibt der Stromgenerator 64 Drehmoment an die Welle 82 aus, die mit dem Planetenradsatz 62 verbunden ist. Da der Stromgenerator 64 über den Planetenradsatz 62 ein Reaktionsdrehmoment für den Motor 54 bereitstellen kann, kann der Stromgenerator 64 die Drehzahl des Motors 54 steuern. Beim Betrieb als Maschine, die mechanische Energie in elektrische Energie umsetzt, gibt der Stromgenerator 64 elektrischen Hochspannungsstrom an das Hochspannungs-EDS 70 aus.
Wie in 1 gezeigt, steuert die VSC 40 das elektrostatische Filtersystem 14, das HVAC-System 22, die Transaxle 60, das Niederspannungs-EDS 74, den Motor 54 und die Batterie 56 durch einen Kommunikationsbus oder Fahrzeugdatenbus 84 (im Folgenden „Datenbus”). Der Datenbus 84 befindet sich in Kommunikation mit verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 12, darunter eine oder mehrere Steuerungen des Systems 10, die Transaxle 60, das Niederspannungs-EDS 74, der Motor 54 und die Batterie 56. Der Datenbus 84 kann als ein CAN (Controller Area Network), ein LIN (Local Interconnect Network) oder eine beliebige derartige geeignete Datenkommunikationsverbindung implementiert sein, die Daten zwischen der VSC 40 und anderen Einrichtungen in dem Fahrzeug 12 überführen kann.
Die VSC 40 empfängt eine Anzahl von Eingaben, die Informationen zum Betrieb des Fahrzeugs 12 aufweisen. Zum Beispiel empfängt die VSC 40 Fahrereingaben, wie zum Beispiel Filterparameter, von der Benutzerschnittstelle 48 für das elektrostatische Filtersystem 14, die Gaspedalposition, die Bremspedalposition und die Getriebeauswahl, die angibt, welche Stellung der Fahrer ausgewählt hat (z. B. Parken, Neutral, Vorwärts oder Rückwärts). Ferner empfängt die VSC 40 Nicht-Fahrereingaben durch den Datenbus 84, wie zum Beispiel die Drehzahl des Motors 54, die Leistung an den Antriebsrädern, das Luftdrucksignal von dem Luftdrucksensor 44, das Verschlusssignal von dem Verschlusspositionssensor 46, das Fahrzeugpositionssignal von dem Positionsbestimmungssystem 52 sowie Signale von der Benutzerschnittstelle 48 zum Steuern des elektrostatischen Filtersystems 14, des HVAC-Systems 22 und verschiedener Komponenten in dem Fahrgastraum 34.
Die VSC 40 verwendet die Informationen aus den Eingaben, um das elektrostatische Filtersystem, das HVAC-System 22, die Transaxle 60, das Niederspannungs-EDS 74, den DC/DC-Wandler 72, den Motor 54, die Batterie 56 sowie andere Einrichtungen in dem Fahrzeug 12 zu steuern. Zum Beispiel steuert die VSC 40 die verschiedenen Komponenten in dem Fahrzeug 12, um den elektrischen Hochspannungsstrom bereitzustellen, der benötigt wird, um das elektrostatische Filtersystem 14 sowie andere Lasten zu versorgen, wie zum Beispiel das Heiz- und Kühlsystem 24, 26 in dem HVAC-System 22. Zum Beispiel kann die VSC 40 den elektrischen Hochspannungsstrom steuern, den der Stromgenerator 64 an das Hochspannungs-EDS 70 ausgibt. Bei einem solchen Beispiel kann die VSC 40 den Planetenradsatz 62 steuern, sowie die Drehzahl, mit der der Motor 54 die Welle 80 dreht. Genauer gesagt kann die VSC 40 einen Motordrehzahlsollwert auf der Basis des benötigten elektrischen Hochspannungsstroms bestimmen oder berechnen und dem Motor 54 und dem Planetenradsatz 62 einen oder mehrere Befehle zuführen, um die Umdrehungszahl der Welle 82 und deshalb die Ausgabe von elektrischem Strom aus dem Stromgenerator 64 zu steuern. Weiterhin kann die VSC 40 mit dem Hochspannungs-EDS 70 kommunizieren, um den elektrischen Hochspannungsstrom an das Filtersystem 14 und den DC/DC-Wandler 72 zu verteilen.
Die VSC 40 steuert das elektrostatische Filtersystem 14 auf der Basis von Informationen, die in dem Speicher 42 gespeichert sind oder außerhalb der VSC 40 empfangen werden. Zum Beispiel kann die VSC 40 die Rate der Luftfilterung des Filtersystems 14 abhängig davon steuern, ob ein Verschluss in dem Kraftfahrzeug offen ist. Bei einem solchen Beispiel empfängt und verarbeitet die VSC 40 entweder das Luftdrucksignal von dem Luftdrucksensor 44, das Verschlusssignal von dem Verschlusspositionssensor 46 oder beide Signale, um zu bestimmen, ob ein Verschluss in dem Kraftfahrzeug offen ist. Wenn ein Verschluss in dem Kraftfahrzeug offen ist, kann die VSC 40 dem Filtersystem 14 befehlen, die Rate der Luftfilterung zu verkleinern. Zum Beispiel kann die VSC 40 die Rate der Luftfilterung auf null steuern, wenn die VSC 40 bestimmt, dass mindestens einer der Verschlüsse nicht geschlossen ist. Die VSC 40 kann das elektrostatische Filtersystem 14 auf der Basis anderer Informationen steuern, wie in dem nachfolgenden Verfahren beschrieben.
Mit Bezug auf 2 wird allgemein ein Flussdiagramm 90 bereitgestellt, das Schritte eines Verfahrens zur elektrostatischen Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug, das elektrische Hochspannungsenergie aufweist, darstellt. Elektrostatische Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug kann eine Menge an Teilchen, Fremdkörpern, Organismen, Staub, Schimmel oder anderen in der Luft befindlichen Partikeln, die in einen Fahrgastraum in dem Fahrzeug eindringen, verringern oder minimieren. Zusätzlich zu den in 2 gezeigten Schritten kann eine programmierbare Logikanordnung, wie zum Beispiel die VSC 40, mit zusätzlichen Schritten zur Bereitstellung zusätzlicher Funktionalität programmiert werden.
Wieder mit Bezug auf 2 wird in der Besprechung des Verfahrens durchweg auf das Fahrzeug 12 und seine in 1 dargestellten Komponenten Bezug genommen, um das Verständnis verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Das Verfahren zur elektrostatischen Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug kann durch einen Computeralgorithmus, maschinenausführbaren Kode oder ein Softwareprogramm implementiert werden, das in eine geeignete programmierbare Logikanordnung(en) des Fahrzeugs 12 programmiert wird, wie zum Beispiel die VSC 40, die Motorsteuereinheit 76, das TCM 88 oder eine andere Steuerung in dem Fahrzeug 12 oder eine Kombination davon. Obwohl die verschiedenen in dem Flussdiagramm 90 gezeigten Schritte scheinbar in einer chronologischen Sequenz auftreten, kann mindestens ein Teil der Schritte in einer anderen Reihenfolge auftreten, und bestimmte Schritte können gleichzeitig oder überhaupt nicht ausgeführt werden.
In dem Entscheidungsblock 92 des Flussdiagramms 90 wird bestimmt, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist. Der Verschluss kann ein Fenster, eine Tür, ein Glasfenster, ein Schiebedach oder eine andere Art von Dichteinrichtung sein. Die VSC 40 kann das Luftdrucksignal von dem Luftdrucksensor 44, das Verschlusssignal von dem Verschlusspositionssensor 46 oder beide Signale empfangen, um zu bestimmen, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist. Wenn ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist, erfolgt Schritt 94, und eine Rate der Luftfilterung wird gesteuert. Im Gegensatz dazu erfolgt Schritt 96, wenn ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 nicht offen ist.
Im Schritt 94 wird eine Rate der Luftfilterung gesteuert. Die VSC 40 steuert die Rate der Luftfilterung des Filtersystems 14. Zum Beispiel kann die VSC 40 die Rate der Luftfilterung auf null verkleinern, wenn der Entscheidungsblock 92 bestimmt, dass ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist. Bei einem anderen Beispiel kann die VSC 40 die Rate der Luftfilterung vergrößern, wenn sich das Fahrzeug 12 in einem geographischen Gebiet befindet, das relativ schlechte Luftqualität aufweist.
Im Schritt 96 des Flussdiagramms 90 wird eine geografische Position des Fahrzeugs 12 erhalten. Zum Beispiel kann die geografische Position des Fahrzeugs 12 durch Koordinaten definiert werden, an denen sich das Fahrzeug 12 befindet. Die VSC 40 kann das Fahrzeugpositionssignal von dem Positionsbestimmungssystem 52 empfangen und verarbeiten, um die geografische Position des Fahrzeugs 12 zu erhalten.
Im Schritt 98 wird elektrischer Hochspannungsstrom von dem Fahrzeug 12 empfangen. Das Filtersystem 14 kann den elektrischen Hochspannungsstrom von dem Stromgenerator 64, dem Elektromotor 66, der Batterie 56 oder einer Kombination davon durch das Hochspannungs-EDS 70 empfangen.
Im Schritt 100 wird der elektrische Hochspannungsstrom an die Entladungselektroden 16 in dem Filtersystem 14 angelegt. Das Filtersystem 14 legt den elektrischen Hochspannungsstrom unter der Kontrolle der VSC 40 an die Entladungselektroden 16 an.
Im Schritt 102 wird ein elektrostatisches Hochspannungspotential erzeugt oder hergestellt. Das Filtersystem 14 erzeugt das elektrostatische Hochspannungspotential zwischen der Akkumulationselektrode 18 und den Entladungselektroden 16.
Im Schritt 104 wird Luft durch die Region des im Schritt 102 erzeugten elektrostatischen Hochspannungspotentials bewegt. Das Filtersystem 14, das HVAC-System 22 oder sowohl das Filtersystem 14 als auch das HVAC-System 22 können die Luft durch das elektrostatische Hochspannungspotential bewegen. Zum Beispiel kann der Ventilator 30 die Luft durch das elektrostatische Hochspannungspotential und in den Fahrgastraum 34 in dem Fahrzeug 12 bewegen oder treiben.
Im Schritt 106 werden Teilchen aus der Luft von Schritt 104 entfernt. Das Filtersystem 14 kann die Teilchen durch Verwendung des elektrostatischen Potentials von Schritt 102 aus der Luft entfernen, um die Teilchen elektrostatisch zu der Akkumulationselektrode 18 zu überführen.
Im Schritt 108 wird ein Wert von Teilchen bestimmt. Die VSC 40 kann den Wert der Teilchen als eine Menge von Teilchen bestimmen, die sich auf der Akkumulationselektrode 18 akkumuliert haben. Die VSC 40 kann den Wert der Teilchen auf der Basis der ersten und zweiten Menge von Teilchen bestimmen, die das Teilchensensorsystem 20 erfasst.
Im Schritt 110 des Flussdiagramms 90 wird der Wert der Teilchen einem Benutzer angegeben. Die Benutzerschnittstelle 48 gibt oder zeigt dem Benutzer, wie zum Beispiel einem der Fahrgäste 50, den Wert der Teilchen an.
Im Entscheidungsblock 112 wird der Wert der Teilchen mit einem vorbestimmten Wert von Teilchen verglichen. Der vorbestimmte Wert von Teilchen kann in dem Speicher 42 gespeichert werden. Zusätzlich kann der vorbestimmte Wert von Teilchen ein Wert oder Grad von Teilchen sein, der effizienten Betrieb des elektrostatischen Filtersystems 14 verhindert. Die VSC 40 kann den im Schritt 108 bestimmten Wert von Teilchen mit dem vorbestimmten Wert von Teilchen vergleichen, um zu bestimmen, ob der Wert von Teilchen größer als der vorbestimmte Wert von Teilchen ist. Wenn der Wert von Teilchen nicht größer als der vorbestimmte Wert von Teilchen ist, erfolgt Entscheidungsblock 92. Wenn der Wert von Teilchen jedoch größer als der vorbestimmte Wert von Teilchen ist, erfolgt Schritt 114.
Im Schritt 114 wird ein Benutzer angewiesen, die aus der Luft entfernten Teilchen vom Schritt 104 zu reinigen. Zum Beispiel kann die Benutzerschnittstelle 48 einen der Fahrgäste 50 anweisen, die Akkumulationselektrode 18 in dem Filtersystem 14 zu reinigen. Schritt 94 kann nach Schritt 114 erfolgen.
Mit Bezug auf 3 ist ein Flussdiagramm 116 gezeigt, das Schritte eines Verfahrens zum Bestimmen, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist, zeigt. Das Verfahren zum Bestimmen, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist, kann durch einen Computeralgorithmus, maschinenausführbaren Kode oder ein Softwareprogramm, das in eine geeignete programmierbare Logikeinrichtung(en) des Fahrzeugs 12 programmiert wird, wie zum Beispiel die VSC 40 oder eine andere Steuerung in dem Fahrzeug 12, implementiert werden. Ferner kann das Verfahren zum Bestimmen, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist, in dem Entscheidungsblock von 2 verwendet werden. Obwohl die verschiedenen in dem Flussdiagramm 116 gezeigten Schritte scheinbar in einer chronologischen Sequenz auftreten, kann mindestens ein Teil der Schritte in einer anderen Reihenfolge auftreten und bestimmte Schritte können gleichzeitig oder überhaupt nicht ausgeführt werden.
Im Schritt 118 von 3 wird eine Luftdruckdifferenz des Fahrgastraums 34 bestimmt. Die VSC 40 kann die Luftdruckdifferenz auf der Basis von zwei oder mehr Luftdrücken bestimmen, die der Luftdrucksensor 44 in dem Fahrgastraum 34 erfasst. Als Alternative kann die VSC 40 die Luftdruckdifferenz auf der Basis der Druckdifferenz zwischen dem Innen- und Außenluftdruck des Fahrzeugs 12 bestimmen.
Im Entscheidungsblock 120 wird bestimmt, ob die im Schritt 118 bestimmte Luftdruckdifferenz außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Der vorbestimmte Bereich kann in dem Speicher 42 gespeichert werden. Die VSC 40 kann bestimmen, ob die Luftdruckdifferenz außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Wenn die Luftdruckdifferenz außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, erfolgt Schritt 122. Wenn die Luftdruckdifferenz jedoch nicht außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, kann Schritt 124 erfolgen.
Im Schritt 122 wird bestimmt, dass ein Verschluss in dem Fahrzeug 12 offen ist.
Im Schritt 124 wird eine Position jedes Verschlusses, der in dem Fahrzeug 12 offen und geschlossen sein kann, erhalten. Der Verschlusspositionssensor 46 kann für jeden Verschluss verwendet werden, um die Position jedes Verschlusses in dem Fahrzeug 12 zu erhalten.
Im Entscheidungsblock 126 wird bestimmt, ob sich jeder Verschluss in einer geschlossenen Position befindet. Die VSC 40 kann auf der Basis des Verschlusssignals von dem Verschlusspositionssensor 46 jedes Verschlusses in dem Fahrzeug 12 bestimmen, ob sich jeder Verschluss des Schritts 124 in einer geschlossenen Position befindet. Wenn sich nicht jeder Verschluss in einer geschlossenen Position befindet, erfolgt Schritt 122. Wenn sich dagegen jeder Verschluss in einer geschlossenen Position befindet, erfolgt Schritt 128.
Im Schritt 128 wird bestimmt, dass sich jeder Verschluss in dem Fahrzeug 12 in der geschlossenen Position befindet.
Obwohl Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Stattdessen sind die in der Beschreibung verwendeten Wörter nicht Wörter der Beschränkung, sondern der Beschreibung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste
Fig. 1

42: SPEICHER
84: KOMMUNIKATIONSBUS
76: MOTORSTEUEREINHEIT (ECU)
52: POSITIONSBESTIMMUNGSSYSTEM
54: MOTOR
62: PLANETENRADSATZ
64: STROMGENERATOR
68: ZAHNRADSATZ
88: TRANSAXLE-STEUERMODUL (TCM)
56: ENERGIESPEICHEREINRICHTUNG (ESD)
70: ELEKTRISCHES HV-VERTEILUNGSSYSTEM (EDS)
66: ELEKTROMOTOR
HIGH VOLTAGE: HOCHSPANNUNG
72: DC/DC-WANDLER
LOWER VOLTAGE BUS: NIEDERSPANNUNGSBUS
74: ELEKTRISCHES LV-VERTEILUNGSSYSTEM (EDS)
22: HEIZUNG, VENTILATION UND KLIMAANLAGE (HVAC)
24: HEIZUNGSSYSTEM
26: KÜHLSYSTEM
30: VENTILATOR(EN)
28: FILTER
32: KANAL(E)
14: ELEKTROSTATISCHES FILTERSYSTEM
16: ENTLADUNGSELEKTRODE(N)
18: AKKUMULATIONSELEKTRODE(N)
20: SENSORSYSTEM
AIR: LUFT
34: FAHRGASTRAUM
48: BENUTZERSCHNITTSTELLE
: NACHRICHT
50: FAHRGAST(FAHRGÄSTE)
36: LUFTAUSLÄSSE
44: LUFTDRUCKSENSOR(EN)
46: VERSCHLUSSPOSITIONSSENSOR(EN)

92: IST EIN VERSCHLUSS IM FAHRZEUG OFFEN?
YES: JA
NO: NEIN
96: GEOGRAFISCHE POSITION DES FAHRZEUGS ERHALTEN
98: ELEKTRISCHEN HOCHSPANNUNGSSTROM VON FAHRZEUG EMPFANGEN
100: ELEKTRISCHEN HOCHSPANNUNGSSTROM AN ENTLADUNGSELEKTRODEN ANLEGEN
102: ELEKTROSTATISCHES HOCHSPANNUNGSPOTENTIAL ERZEUGEN
104: LUFT DURCH ELEKTROSTATISCHES POTENTIAL BEWEGEN
106: TEILCHEN AUS LUFT ENTFERNEN
108: WERT VON TEILCHEN BESTIMMEN
110: WERT VON TEILCHEN BENUTZER ANZEIGEN
112: WERT VON TEILCHEN GRÖSSER ALS VORBESTIMMTER WERT VON TEILCHEN?
114: BENUTZER ANWEISEN, AUS LUFT ENTFERNTE TEILCHEN ZU REINIGEN
94: RATE DER LUFTFILTERUNG STEUERN

118: LUFTDRUCKDIFFERENZ DES FAHRGASTRAUMS BESTIMMEN
120: LUFTDRUCKDIFFERENZ AUSSERHALB EINES VORBESTIMMTEN BEREICHS?
YES: JA
NO: NEIN
124: POSITION JEDES VERSCHLUSSES IM FAHRZEUG ERHALTEN
126: JEDER VERSCHLUSS IM FAHRZEUG IN GESCHLOSSENER POSITION?
128: JEDER VERSCHLUSS IM FAHRZEUG IST GESCHLOSSEN
122: EIN VERSCHLUSS IM FAHRZEUG IST OFFEN

Claims

System zur elektrostatischen Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug (12), das eine Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung (56), einen Elektromotor (66) zum Antrieb des Fahrzeugs und einen Fahrgastraum (34) umfasst, wobei das System Folgendes umfasst: ein elektrostatisches Filtersystem (14) in dem Fahrzeug, das mehrere Entladungselektroden (16) und mindestens eine Akkumulationselektrode (18) aufweist; und ein elektrisches Verteilungssystem in elektrischer Hochspannungskommunikation (70) mit dem Filtersystem, dem Elektromotor und der Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung zum Verteilen von elektrischem Hochspannungsstrom aus dem Elektromotor und/oder der Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung an das Filtersystem; wobei das Filtersystem den elektrischen Hochspannungsstrom von dem Verteilungssystem empfängt, um ein elektrostatisches Hochspannungspotential zwischen der Akkumulationselektrode und den Entladungselektroden zu erzeugen, um Teilchen aus durch eine Region des elektrostatischen Potentials strömender Luft elektrostatisch zu der Akkumulationselektrode zu überführen.
System nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug (12) ein Hybrid-Elektrofahrzeug ist, das die Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung (70), den Elektromotor (66), den Fahrgastraum (34) sowie einen Motor (54) und einen Stromgenerator (64) umfasst, wobei sich das elektrische Verteilungssystem in elektrischer Hochspannungskommunikation (70, 72) mit dem Stromgenerator befindet, um elektrischen Hochspannungsstrom aus dem Stromgenerator und/oder dem Elektromotor und/oder der Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung an das Filtersystem (14) zu verteilen.
System nach Anspruch 1, wobei das Filtersystem die durch die Region des elektrostatischen Potentials (16, 18) strömende Luft zu dem Fahrgastraum (34) in dem Fahrzeug überführt.
System nach Anspruch 1, wobei das elektrostatische Filtersystem (14) ein Sensorsystem (20) zum Erfassen einer ersten Menge von Teilchen in stromaufwärts der Akkumulationselektrode (18) strömender Luft und einer zweiten Menge von Teilchen in stromabwärts der Akkumulationselektrode strömender Luft umfasst, wobei das Sensorsystem ein durch die erste und zweite Menge von Teilchen bestimmtes Signal erzeugt und das Filtersystem das Signal verarbeitet, um auf der Basis der ersten und zweiten Menge von Teilchen einen Wert von Teilchen zu bestimmen, der sich auf der Akkumulationselektrode akkumuliert hat.
System nach Anspruch 4, wobei das Sensorsystem (18) einen optischen Partikelzähler umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei das Filtersystem Informationen empfängt, die angeben, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug offen ist, um abhängig davon, ob der Verschluss in dem Fahrzeug offen ist, eine Rate der Luftfilterung zu steuern.
System zur elektrostatischen Luftfilterung in einem Kraftfahrzeug (12), das eine Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung (56), einen Elektromotor (66) zum Antrieb des Fahrzeugs und einen Fahrgastraum (34) umfasst, wobei das System Folgendes umfasst: ein elektrostatisches Filterungssystem (14) in dem Fahrzeug, das mehrere Entladungselektroden (16) und mindestens eine Akkumulationselektrode (18) aufweist; und ein elektrisches Verteilungssystem (70) in elektrischer Hochspannungskommunikation mit dem Filtersystem, dem Elektromotor und der Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung zum Verteilen von elektrischem Hochspannungsstrom aus dem Elektromotor und/oder der Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung an das Filtersystem; eine Steuerung (40) in dem Fahrzeug, die dafür ausgelegt ist, das elektrostatische Filtersystem zu steuern, den elektrischen Hochspannungsstrom von dem Verteilungssystem zu empfangen und den elektrischen Hochspannungsstrom an die Entladungselektroden anzulegen, wobei die Entladungselektroden ein elektrostatisches Hochspannungspotential zwischen der Akkumulationselektrode und den Entladungselektroden erzeugen, um Teilchen aus durch eine Region des elektrostatischen Potentials strömender Luft elektrostatisch zu der Akkumulationselektrode zu überführen.
System nach Anspruch 7, wobei das Fahrzeug ein Hybrid-Elektrofahrzeug ist, das die Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung, den Elektromotor, den Fahrgastraum sowie einen Motor und einen Stromgenerator umfasst, wobei sich das elektrische Verteilungssystem in elektrischer Hochspannungskommunikation mit dem Stromgenerator befindet, um elektrischen Hochspannungsstrom aus dem Stromgenerator und/oder dem Elektromotor und/oder der Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung an das Filtersystem zu verteilen.
System nach Anspruch 7, wobei das elektrostatische Filtersystem ein Sensorsystem zum Erfassen einer ersten Menge von Teilchen in stromaufwärts der Akkumulationselektrode strömender Luft und einer zweiten Menge von Teilchen in stromabwärts der Akkumulationselektrode strömender Luft umfasst, wobei das Sensorsystem ein durch die erste und zweite Menge von Teilchen bestimmtes Signal erzeugt, die Steuerung das Signal empfängt und verarbeitet um auf der Basis der ersten und zweiten Menge von Teilchen einen Wert von Teilchen zu bestimmen, der sich auf der. Akkumulationselektrode akkumuliert hat.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ein System für Heizung, Ventilation und Klimaanlage bzw. HVAC steuert, das einen Filter in dem Fahrzeug aufweist, wobei das HVAC-System Luft durch den Filter, durch das elektrostatische Filtersystem und in den Fahrgastraum bewegt.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuerung Informationen, die eine geografische Position des Fahrzeugs angeben, von einem Positionsbestimmungssystem in dem Fahrzeug empfängt, wobei die Steuerung die Informationen verarbeitet, um eine Rate der Luftfilterung in dem Fahrzeug zu steuern.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuerung Informationen, die einen Luftdruck in dem Fahrgastraum angeben, von einem Luftdrucksensor empfängt, wobei die Steuerung die Informationen verarbeitet, um eine Rate der Luftfilterung in dem Fahrzeug zu steuern.
System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung die Rate der Luftfilterung steuert, wenn der Luftdruck in dem Fahrgastraum außerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs liegt.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuerung Informationen, die die Position eines oder mehrerer Verschlüsse in dem Fahrzeug angeben, von einem oder mehreren Verschlusspositionssensoren empfängt, wobei die Steuerung die Informationen verarbeitet, um eine Rate der Luftfilterung in dem Fahrzeug zu steuern.
Verfahren zur elektrostatischen Luftfilterung in einem Fahrzeug, das eine Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung (56), ein elektrisches Verteilungssystem (70) mit einer Akkumulationselektrode (18) und Entladungselektroden (16), ein elektrostatisches Filtersystem, einen Elektromotor (66) zum Antrieb des Fahrzeugs und einen Fahrgastraum (34) umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen von elektrischem Hochspannungsstrom von dem elektrischen Verteilungssystem, das elektrischen Hochspannungsstrom an das elektrostatische Filtersystem, den Elektromotor und die Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung verteilt; Anlegen des elektrischen Hochspannungsstroms an die Entladungselektroden in dem elektrostatischen Filtersystem, um ein elektrostatisches Hochspannungspotential zwischen der Akkumulationselektrode und den Entladungselektroden zu erzeugen; und Bewegen von Luft durch eine Region des elektrostatischen Potentials, um Teilchen aus der Luft zu der Akkumulationselektrode zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit dem Schritt des Bestimmens, ob ein Verschluss in dem Fahrzeug offen ist, und des Steuerns einer Rate der Luftfilterung abhängig davon, ob der Verschluss in dem Fahrzeug offen ist.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit dem Schritt des Bestimmens einer geografischen Position des Fahrzeugs und des Steuerns einer Rate der Luftfilterung auf der Basis der geografischen Position.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit dem Schritt des Bestimmens eines Werts von Teilchen, der sich in dem elektrostatischen Filtersystem akkumuliert hat.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner mit den folgenden Schritten: Erfassen einer ersten Menge von Teilchen in stromaufwärts der Akkumulationselektrode strömender Luft; Erfassen einer zweiten Menge von Teilchen in stromabwärts der Akkumulationselektrode strömender Luft; Erzeugen eines durch die erste und zweite Menge von Teilchen bestimmten Signals und Verarbeiten des Signals, um den Wert von Teilchen zu bestimmen, auf der Basis der ersten und zweiten Menge von Teilchen.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner mit dem Schritt des Bestimmens, ob der Wert von Teilchen größer als ein vorbestimmter Wert von Teilchen ist, und des Anweisens eines Benutzers des Fahrzeugs, das elektrostatische Filtersystem zu reinigen, wenn der Wert von Teilchen größer als der vorbestimmte Wert von Teilchen ist.