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QUERVERWEIS ZU BEZOGENER ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Anmeldung No. 10-2010-0123885 , eingereicht am 6. Dezember 2010, deren gesamter Inhalt via Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftfilter, welcher Fremdstoffe in der Luft herausfiltert, wenn diese vom Motor eines Fahrzeugs angesaugt wird, und genauer ein Verfahren zum Erkennen des Wartungszeitpunkts eines im Luftfilter enthaltenen Filters.
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Beschreibung bezogener Technik
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Im Allgemeinen bestehen Luftfilter aus einem Luftfilter, einem Luftfiltergehäuse oder -körper und einer Luftfilterabdeckung und verhindern, dass Staub aus der Ansaugluft (inklusive harter Suhstanzen wie Silizium- oder Aluminiumoxid) in den Motor strömen und die Abnutzung beschleunigen.
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Der Filter sollte regelmäßig gereinigt oder durch einen neuen Filter ersetzt werden, doch Fahrer, die nicht genau wissen können, wann die angemessene Zeit gekommen ist, den Austausch durchzuführen, wechseln den Filter in Abhängigkeit von der Kilometerzahl, oder ersetzen einen Filter, der nicht ersetzt werden müsste, durch einen neuen Filter, wodurch eine unnötige ökonomische Last verursacht wird.
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In der bezogenen Technik musste der Fahrer den Zeitpunkt für einen Austausch einem Handbuch entnehmen, ohne ein Filteraustausch-Erkennungssystem, und den Filter ersetzen. Darüber hinaus, selbst wenn ein Filteraustausch-Erkennungssystem vorhanden ist, muss der Fahrer direkt im Motorraum den mit einem mechanischen Ventil ausgerüsteten Luftfilter prüfen.
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Die Information, die in diesem Hintergrundabschnitt bereitgestellt wird, dient nur dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds dieser Erfindung und sollte nicht so interpretiert werden, als würde hiermit anerkannt oder vorgeschlagen, dass diese Information den dem Fachmann bekannten Stand der Technik darstellt.
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KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein System bereit zum Erkennen des Wartungszeitpunkts des Filters eines Luftfilters, welches es dem Fahrer ermöglicht, leicht den Filteraustausch-Zeitpunkt zu prüfen anhand einer Gruppe, die den Fahrzustand anzeigt.
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Die vorliegende Erfindung wurde in dem Bemühen gemacht, ein System bereitzustellen zum Erkennen des Wartungszeitpunkts des Filters eines Luftfilters, aufweisend eine Energieversorgung, welche das System mit Energie versorgt, ein Drucksensor, welcher den Druck eines Filters erfasst, an einem mit der Filtereinheit verbundenen Auslass, einen Umrechnungs-Schaltkreis, welcher den gemessenen Wert in ein vorbestimmtes Format umwandelt, einen Prozessor, welcher den Zeitraum für die Messung durch den Drucksensor steuert und die vom Umrechnungs-Schaltkreis empfangenen und umgewandelten Messwerte empfängt und mit einem vorbestimmten Referenzwert vergleicht, und eine (z. B. optische) Anzeigevorrichtung, welche einen Filter-Austauschzeitraum anzeigt.
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Der Drucksensor kann ein piezoelektrisches Bauteil sein.
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Die Anzeigevorrichtung kann eine LED-Lampe sein.
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Die Anzeigevorrichtung kann durch den Prozessor in Übereinstimmung mit dem verglichenen Ergebnis an/aus geschaltet werden.
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Das System kann automatisch zurückgesetzt werden, wenn der Filter des Luftfilters ausgetauscht wird.
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Der Referenzwert kann durch eine Programmierung oder einen DIP-Schalter gesetzt werden.
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Gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung wird es einem Fahrer ermöglicht, genau und leicht den Zeitpunkt für den Austausch eines Filters zu erkennen, während er ein Fahrzeug fährt, indem eine Warnlampe im Armaturenbrett eines Fahrzeugs angeschaltet wird.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorzüge, welche anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich sind, bzw. genauer erläutert werden. Zusammen mit der „Detaillierten Beschreibung” dienen sie der Erläuterung bestimmter Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Ansicht, die ein beispielhaftes System zeigt zum Erkennen des Wartungszeitpunkts für den Filter eines Luftfilters gemäß vorliegender Erfindung.
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2 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Luftfiltervorrichtung zeigt, wo das System zur Erkennung des Wartungszeitpunkts eines Filters eines Luftfilters gemäß vorliegender Erfindung eingebaut ist.
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3 ist eine Ansicht, die das Verfahren zum Erkennen des Wartungszeitpunkts für den Filter eines Luftfilters gemäß vorliegender Erfindung zeigt.
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Es ist zu verstehen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig maßstabsgerecht sind, und dass sie eine etwas vereinfachte Darstellung der Eigenschaften bilden, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Spezifische Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie z. B. spezifische Abmessungen, Ausrichtungen, Positionierungen und Formen, werden teilweise auch durch die geplante Nutzung und Anwendungsumgebung bestimmt.
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In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchgängig gleiche oder ähnliche Teile der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun detailliert Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Beispiele werden durch die beigefügten Zeichnungen und den Text unten erläutert. Auch wenn die Erfindung im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungen erläutert wird, wird damit in keiner Weise die Erfindung auf die Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Sondern die Erfindung soll abgesehen von den als Beispiel angeführten Ausführungsformen auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen abdecken, insofern innerhalb des von den Ansprüchen definierten Schutzumfangs liegend.
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In der vorliegenden Erfindung wird ein Wartungszeitpunkt oder eine Service/Wartungs-Erinnerung für einen Luftfilter erkannt oder bestimmt durch das Erfassen eines Drucks durch einen elektronischen Sensor. Der Sensor kann ein piezoelektrisches Bauteil sein.
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Die Funktion nutzt ein Prinzip aus, dass der Druck ansteigt, wenn Verunreinigungen, wie beispielsweise Staub, sich auf dem Luftfilter ansammeln. Wenn während der Fahrt des Fahrzeugs ein Druck erfasst wird, der fortlaufend oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, wird eine Warnlampe im Armaturenbrett des Fahrzeugs angeschaltet. Sie kann durch ein eigenes ECU-Programm (electronic control unit, elektronisches Steuergerät) umgesetzt werden, ohne mit der Haupt-ECU zu kommunizieren, und kann auch ohne einen Rücksetzungs-Schalter umgesetzt werden.
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Der Luftdruck wird dem elektronischen Drucksensor übermittelt, indem eine bestimmte Abgasstruktur hinter dem Filter in der Luftfiltervorrichtung ausgebildet ist. Dann misst der Drucksensor analoge Spannungen, oder ein Druckwert wird durch einen bestimmten Umwandlungs-Schaltkreis digital erfasst.
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Ein Mikroprozessor kontrolliert (überprüft) den Druck in einem vorbestimmten Zeitraum.
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Wenn der Druck kontinuierlich über einem vorbestimmten Wert liegt, wird die Warnlampe im Armaturenbrett angeschaltet. In diesem Fall ist es dem Fahrer möglich, einen schnellen Austausch in Erwägung zu ziehen. Die Warnlampe wird automatisch ausgeschaltet, nachdem der Luftfilter ausgetauscht wurde.
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Die Grundlage des Erfassens von Druck unter Verwendung eines elektronischen Sensors wird beschrieben. Die Höhe des Drucks wird gemessen von einer Änderung in der Höhe der Spannung, welche erzeugt wird, wenn Druck auf ein piezoelektrisches Bauteil ausgeübt wird, unter Ausnutzung eines Piezowiderstandseffekts, welcher eine elektromotorische Kraft erzeugt, wenn Druck auf ihn ausgeübt wird.
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Eine halbleiterartige Bauart eines Drucksensors, angewandt auf die vorliegende Erfindung, erzeugt eine Änderung im Widerstand in Abhängigkeit von einer Änderung des Drucks durch die Verwendung eines piezoelektrischen Sensors, weist eine Verstärkerschaltung auf, um innerhalb oder außerhalb einen angemessenen Änderungswert zu erhalten, und kann für genaue Messungen eine Temperaturausgleichsschaltung aufweisen.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Einstellwert (Arbeitsdruck) durch ein Programm oder einen DIP-Schalter zu ändern, ohne den Schaltkreis an den Fahrzeugtyp anzupassen, und nachdem die Grundschaltplatte hergestellt wurde. Es ist möglich, durch eine Änderung des Referenzwerts die Gesamtleistung des Fahrzeugs zu verbessern.
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Darüber hinaus ist es möglich, Fehlfunktionen zu verhindern und die Ausführung im Hinblick auf den Verbrauch von Batteriestrom zu verhindern, indem ein angemessener Messzeitraum oder ein Abtastzeitraum variabel gemacht werden,
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Durch eine Funktion der vorliegenden Erfindung, welche automatisch den Fahrzustand eines Fahrzeugs prüft, indem ein Druckunterschied genutzt wird, ist es möglich, eine unabhängige Funktion zu verwirklichen, welche nicht mit der ECU kommuniziert. Ferner wird die Zuverlässigkeit erhöht, indem Ausfälle durch einen einfachen Aufbau minimiert werden.
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Ein Schalter zur Rücksetzung nach dem Filterwechsel wird nicht benötigt, weil die Rücksetz-Funktion von der automatischen Sensorfunktion ausgeführt wird.
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Darüber hinaus wird ein Kommunikationsanschluss bereitgestellt, um den Druckzustand in Echtzeit auszugeben, und eine LED kann als Anzeige für den Ausgabewert verwendet werden.
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Im Folgenden wird ein System zum Erkennen des Wartungszeitpunkts für einen Filter in einem Luftfilter gemäß vorliegender Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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Ein Erkennungssystem gemäß vorliegender Erfindung kann bestehen aus einer Schaltplatte 10, aufweisend einen Sensor 1, eine Wandlerschaltung 2, einen AD-Wandler 6, einen Prozessor 3, und eine Energieschaltung 4 und einen Lampenanschluss 5.
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Der Sensor 1 kann ein elektronischer oder piezoelektrischer Drucksensor sein, und erzeugt eine elektromotorische Kraft, die dem Druck entspricht, dem er ausgesetzt ist. Die elektromotorische Kraft wird in eine Spannung umgewandelt, wenn es sich um eine analoge Bauart handelt, und ein Druckwert wird direkt in einen Wert umgewandelt, wenn es eine digitale Bauart ist, Es ist möglich, einen Referenzwert für die Druckmessung zu ändern, wenn ein elektronischer Sensor verwendet wird. Obwohl es schwierig ist, den Referenzwert verschieden einzustellen, indem mechanische an/aus-Schalter gemäß bezogener Technik verwendet werden, ist es möglich, den Referenzwert verschieden zu verändern und in Abhängigkeit von den äußeren Bedingungen verschieden einzustellen. Das bedeutet, dass es möglich ist, den Referenzwert mit Hilfe einer Programmierung verschieden zu verändern für eine Spanne von 0 bis zu einem bestimmten Höchstwert, ohne den Schaltkreis wechseln zu müssen. Der Sensorbereich kann beispielsweise 0 bis 300 mm H2O betragen.
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Die Schalterplatte 10 kann eine Leiterplatte sein, aufweisend Wandlerschaltung 2, Prozessor 3, Energieschaltung 4 und Lampenanschluss 5.
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Die Wandlerschaltung 2 kann eine stabilisierende Schaltung sein, um die vom Sensor geänderten Widerstände angemessen beim AD-Wandlereingang anzubringen, oder eine Filterschaltung, um Rauschen zu entfernen.
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Der Prozessor 3 ist ein Mikrocontroller zur Umsetzung der gesamten Anwendung, welcher genutzt wird, um eine Sensorschnittstelle zu steuern, den Zustand zu ermitteln, und die Lampe an/aus zu schalten. In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Niederenergie-Betriebsmodus umzusetzen, weil ein energiesparender Prozessor verwendet wird. Ein Betriebsbereitschafts-Modus des Prozessors ist möglich bei 20 μA/5 V, und der Betrieb ist möglich bei 200 μA/5 V, doch ein Spannungsverlust wird erzeugt, wenn von 12 V Gleichspannung auf 5 V Gleichspannung umgeschaltet wird, und bei der Auslegung sollten der Energieverbrauch der Sensoreinheit und der LED einbezogen werden.
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Der Stromschaltkreis 4 ist ein Schaltkreis zum Empfangen von Leistung von einer Fahrzeugbatterie und zum Umwandeln der Energie in eine Spannung, die geeignet ist, um die gesamte Schaltung damit zu versorgen.
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Der AD-Wandler 6 kann sein ein Schaltkreiselement für die Umwandlung der vom Sensor erzeugten Widerstandsänderung in eine Spannung, und ein peripherer Schaltkreis davon. Ein eingebauter Prozessor oder eine spezifische unabhängige Bauform sind möglich. Der AD-Wandler ist nicht nötig, wenn der Sensor von digitaler Bauart ist.
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Eine CAN-Schnittstelle 7 ist eine Controller Area Network Schnittstelle. In der bezogenen Technik verbinden Automobilhersteller elektronische Geräte in Fahrzeugen, indem eine Punkt-zu-Punkt-Verkabelung verwendet wird, doch im Laufe der Zeit wurden Fahrzeuge mit einer großen Zahl von elektronischen Geräten ausgerüstet, so dass bei der Verkabelung Problems aufgetreten sind wie hoher Platzbedarf, hohes Gewicht, und hohe Kosten. Darum war es möglich, durch bevorzugte Verkabelung die Kosten, die Komplexität und das Gewicht für die Verkabelung zu verringern. Das CAN, ein hochzuverlässiges serielles Bus-System zum Aufbau eines intelligenten Geräte-Netzwerks, wird als Standard für Fahrzeug-Netzwerke verwendet. Ein ökonomisches und stabiles Netzwerk, welches es mehreren CAN-Geräten erlaubt, miteinander zu kommunizieren, wird von der CAN-Schnittstelle bereitgestellt. Ein Vorteil des Netzwerks ist es, dass die ECU nicht für jedes Gerät im System analoge und digitale Eingabe hat, sondern nur eine einzige CAN-Schnittstelle benötigt. Dadurch ist es möglich, die Gesamtkosten und das Gewicht des Fahrzeugs zu senken. Falls nötig, kann es als ein Schaltkreiselement umgesetzt werden, welches mit der Haupt-ECU des Fahrzeugs kommuniziert, als ein peripherer Schaltkreis-Prozess in Form eines Einbau-Elements, oder als Einzelteil.
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Die Lampenschnittstelle 5 kann im Armaturenbrett des Fahrzeugs angebracht sein, um über den Status des Luftfilters zu informieren, und kann beispielsweise von einer LED gebildet sein, oder von einer normalen Lampe und einem peripheren Schaltkreis.
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Der Aufbau des Luftfilters und das Erfassungssystem wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. In dem Erfassungssystem gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Luftfilter an einem Auslass 1 und einem Ansaugschlauch 2 durch einen Filter angebracht sein. Darüber hinaus kann es als ein spezifisches Gerät 3 zwischen Auslass und Ansaugschlauch ausgeführt sein.
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Im Folgenden wird der Betrieb eines Erfassungssystems der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Zuerst wird das ursprüngliche System zurückgesetzt (111). Da das Zurücksetzen nach dem Filterwechsel durch ein automatisches Erfassen umgesetzt werden kann, ist ein Rücksetz-Schalter wie in der bezogenen Technik nicht nötig.
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Die Abtastung wird zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt ausgeführt, um den Energieverlust der Fahrzeugbatterie zu minimieren (112). Die Abtastperiode kann veränderlich festgesetzt werden. Sie kann beispielsweise im Bereich zwischen 1 und 180 Sekunden festgesetzt werden. Die Abtastperiode kann unter Einbeziehung des Stromverbrauchs geändert werden. Dann wird der am Filter anliegende Druck ermittelt (113). Wenn der Druck einen vorbestimmten Referenzwert für den Austausch nicht erreicht, wird ein Zustandsmerker auf 0 gesetzt (80), und ein Zustandsmerker-Zähler wird ebenso auf 0 gesetzt (81). Wenn der Zustandsmerker-Zähler 0 ist, wird die Lampe im Armaturenbrett ausgeschaltet (110).
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Wenn der ermittelte Druck über dem Referenzwert für den Austausch liegt, wird der Zustandsmerker auf 1 gesetzt (115). Wenn der Zustandsmerker vorher auf 1 stand, wird der Zustandsmerker-Zähler um 1 erhöht (117). Die Zustandsinformation wird in einem Datenspeicher gespeichert. Die Messung wird eine vorbestimmte Anzahl von Malen ausgeführt, um zu verhindern, dass eine Fehlfunktion auftritt infolge eines kurzfristigen Druckanstiegs durch schnelle Beschleunigung. Anschließend wird die Zahl der Male, die der Zustandsmerker auf 1 gesetzt wurde, mit einer vorbestimmten spezifischen Zahl von Malen verglichen (118). Wenn die Zahl von Malen, die der Zustandsmerker auf 1 gesetzt wurde, der vorbestimmten Zahl von Malen entspricht, wird die Lampe im Armaturenbrett angeschaltet (119).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2010-0123885 [0001]
