DE102017207872A1

DE102017207872A1 - Method and evaluation unit for determining the condition of an air filter

Info

Publication number: DE102017207872A1
Application number: DE102017207872.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Oberberger; Marcus Rehwinkel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-11-15
Also published as: WO2018206354A1

Abstract

Es wird eine Auswerteeinheit (101) für ein Belüftungssystem (100) beschrieben. Das Belüftungssystem (100) ist ausgebildet, Luft (120) durch einen Luftkanal (102) in einen zu belüftenden Bereich (122) zu fördern. Das Belüftungssystem (100) umfasst in dem Luftkanal (102) einen Luftfilter (107) und einen Partikel-Sensor (111). Die Auswerteeinheit (101) ist eingerichtet, anhand des Partikel-Sensors (111) Partikel-Sensordaten zu ermitteln, die eine Anzahl und/oder Menge von Partikeln in der Luft (120) im Luftkanal (102) anzeigen, die den Luftfilter (107) durchlaufen hat. Außerdem ist die Auswerteeinheit (101) eingerichtet ist, auf Basis der Partikel-Sensordaten und auf Basis von Kenndaten (203) bezüglich einer Partikel-Abscheideleistung (201) des Luftfilters (107) einen Belegungszustand (202) des Luftfilters (107) zu ermitteln.

An evaluation unit (101) for a ventilation system (100) is described. The ventilation system (100) is designed to convey air (120) through an air duct (102) into a region (122) to be ventilated. The ventilation system (100) comprises in the air duct (102) an air filter (107) and a particle sensor (111). The evaluation unit (101) is set up to use the particle sensor (111) to ascertain particle sensor data that indicates a number and / or quantity of particles in the air (120) in the air duct (102) that surrounds the air filter (107). has gone through. In addition, the evaluation unit (101) is set up on the basis of the particle sensor data and based on characteristic data (203) with respect to a particle separation efficiency (201) of the air filter (107) to determine an occupancy state (202) of the air filter (107).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Auswerteeinheit zur Ermittlung des Zustands eines Filters eines Belüftungssystems, insbesondere eines Belüftungssystems eines Fahrzeugs.The invention relates to a method and an evaluation unit for determining the condition of a filter of a ventilation system, in particular a ventilation system of a vehicle.

Ein Fahrzeug umfasst typischerweise ein Belüftungssystem, mit dem Luft (z.B. Frischluft bzw. Außenluft und/oder Umluft bzw. Luft aus dem Innenraum des Fahrzeugs) in den Innenraum des Fahrzeugs gefördert werden kann. Das Belüftungssystem umfasst typischerweise einen Lüfter bzw. ein Gebläse, der bzw. das mit unterschiedlichen Stärken betrieben werden kann, um mehr oder weniger Luft in den Innenraum des Fahrzeugs zu fördern. Des Weiteren kann das Belüftungssystem einen Partikel-Sensor umfassen, mit dem Partikel-Sensordaten in Bezug auf die Partikel-Belastung (insbesondere die Feinstaub-Belastung) der Luft, die in den Innenraum des Fahrzeugs gefördert wird, erfasst werden können. Insbesondere kann der Partikel-Sensor eingerichtet sein, Partikel-Sensordaten in Bezug auf die Konzentration von Partikeln (z.B. von Feinstaub) pro Volumeneinheit in der geförderten Luft zu erfassen bzw. zu ermitteln.A vehicle typically includes a ventilation system that can deliver air (e.g., fresh air and / or recirculated air or air from the interior of the vehicle) into the interior of the vehicle. The ventilation system typically includes a fan that may be operated at different strengths to deliver more or less air into the interior of the vehicle. Furthermore, the ventilation system may comprise a particle sensor with which particle sensor data relating to the particle load (in particular the fine dust load) of the air which is conveyed into the interior of the vehicle can be detected. In particular, the particulate sensor may be configured to detect particulate sensor data relating to the concentration of particulates (e.g., particulate matter) per unit volume in the conveyed air.

Es kann somit auf Basis der Partikel-Sensordaten Information in Bezug auf die Luftqualität ermittelt und ggf. einem Nutzer des Fahrzeugs angezeigt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Belüftungssystem (z.B. die Stärke des Lüfters oder ein Verschlusselement des Belüftungssystems) in Abhängigkeit von den Partikel-Sensordaten gesteuert werden.It can thus be determined on the basis of the particle sensor data information with respect to the air quality and possibly displayed to a user of the vehicle. Alternatively or additionally, the ventilation system (e.g., the fan's capacity or a ventilation system's closure member) may be controlled in dependence on the particulate sensor data.

Das Belüftungssystem kann einen Luftfilter, insbesondere einen Partikel- und/oder Feinstaubfilter, aufweisen, der eingerichtet ist, die Partikel-Konzentration in der Luft, die in den Innenraum des Fahrzeugs gefördert wird, zu reduzieren. So kann die Luftqualität im Innenraum eines Fahrzeugs erhöht werden. Die Aufnahmefähigkeit eines Luftfilters für Verunreinigungen aus der Luft hängt dabei typischerweise von dem Zustand, insbesondere von dem Belegungsgrad, des Luftfilters ab.The ventilation system may comprise an air filter, in particular a particle and / or fine dust filter, which is set up to reduce the particle concentration in the air, which is conveyed into the interior of the vehicle. Thus, the air quality in the interior of a vehicle can be increased. The absorption capacity of an air filter for impurities from the air typically depends on the condition, in particular on the degree of occupancy, of the air filter.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine Auswerteeinheit bereitzustellen, durch die der Zustand eines Luftfilters, insbesondere der Belegungsgrad eines Luftfilters, in präziser und effizienter Weise ermittelt werden kann.The present document deals with the technical task to provide a method and an evaluation unit, by means of which the condition of an air filter, in particular the degree of occupancy of an air filter, can be determined in a precise and efficient manner.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are described i.a. in the dependent claims. It should be noted that additional features of a claim dependent on an independent claim without the features of the independent claim or only in combination with a subset of the features of the independent claim may form an independent invention independent of the combination of all features of the independent claim, the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to technical teachings described in the specification, which may form an independent invention of the features of the independent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine Auswerteeinheit für ein Belüftungssystem beschrieben. Das Belüftungssystem kann Teil eines Kraftfahrzeugs sein und kann eingerichtet sein, den Innenraum bzw. die Fahrgastkabine des Kraftfahrzeugs zu belüften. Dabei kann Luft, insbesondere Luft aus der Umgebung des Fahrzeugs, über einen Luftkanal in den Innenraum des Fahrzeugs gefördert werden. Der Innenraum eines Fahrzeugs ist ein Beispiel für einen durch ein Belüftungssystem zu belüftenden Bereich.According to one aspect, an evaluation unit for a ventilation system is described. The ventilation system may be part of a motor vehicle and may be configured to ventilate the interior or the passenger cabin of the motor vehicle. In this case, air, in particular air from the surroundings of the vehicle, can be conveyed via an air channel into the interior of the vehicle. The interior of a vehicle is an example of an area to be ventilated by a ventilation system.

Das Belüftungssystem kann ausgebildet sein, unterschiedliche Volumen und/oder sich zeitlich ändernde Volumen an Luft durch den Luftkanal in den zu belüftenden Bereich zu fördern. Mit anderen Worten, der Volumenstrom und/oder der Massenstrom an Luft, der durch den Luftkanal in den zu belüftenden Bereich strömt, kann sich mit der Zeit verändern. Das Belüftungssystem kann insbesondere einen Lüfter umfassen, der eingerichtet ist, mit unterschiedlichen Lüfter-Stärken unterschiedliche Volumen oder Massen an Luft durch den Luftkanal (z.B. durch ein Rohr) in den zu belüftenden Bereich (z.B. in den Innenraum eines Fahrzeugs oder in ein anderen Raum mit Atemluft und/oder Arbeitsluft) zu fördern. Die Lüfter-Stärke kann z.B. durch einen Nutzer des Belüftungssystems über ein Bedienelement eingestellt werden (z.B. stufenweise). Alternativ oder ergänzend kann die Lüfter-Stärke automatisch von einer Klimaautomatik des Fahrzeugs eingestellt werden, z.B. in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einer (gemessenen) Ist-Temperatur und einer (z.B. durch einen Nutzer vorgegebenen) Soll-Temperatur.The ventilation system can be designed to convey different volumes and / or time-varying volumes of air through the air duct into the area to be ventilated. In other words, the volume flow and / or the mass flow of air flowing through the air duct into the area to be ventilated may change over time. The ventilation system may in particular comprise a fan which is equipped with different fan strengths different volumes or masses of air through the air duct (eg through a pipe) in the area to be ventilated (eg in the interior of a vehicle or in another room with Breathing air and / or working air). The fan strength may e.g. by a user of the ventilation system via a control (e.g., stepwise). Alternatively or additionally, the fan power can be automatically adjusted by an automatic climate control of the vehicle, e.g. as a function of a difference between a (measured) actual temperature and a desired temperature (predetermined, for example, by a user).

Das Belüftungssystem umfasst einen im Luftkanal angeordneten Partikel-Sensor. Der Partikel-Sensor kann dabei eingerichtet sein, Partikel-Sensordaten zu erfassen, die die Anzahl und/oder Menge von Partikeln (z.B. gemessen in ppm, parts per million, oder in g, Gramm) in der Luft im Luftkanal anzeigen (z.B. pro Zeiteinheit oder pro Volumeneinheit). Beispielsweise kann der Partikel-Sensor zu diesem Zweck einen optischen Sensor umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf ein Ausmaß an Lichtstreuung, z.B. ein Ausmaß an Lichtstreuung in dem Luftkanal, zu erfassen. Beispielsweise kann im Inneren des Partikel-Sensors und/oder im Inneren des Luftkanals ein Lichtvorhang erzeugt werden, durch den die Luft mit Partikeln mit einer bestimmten Geschwindigkeit strömt. Die Geschwindigkeit der Luft kann dabei von der Lüfter-Stärke abhängig sein. Beim Durchströmen des Lichtvorhangs lenkt ein (z.B. jedes bzw. ein fester Bruchteil der) Partikel in der Luft Licht aus seiner Bahn zu einer Lichtempfangseinheit des Partikel-Sensors um. Die Logik im Sensor wertet die Impulse des umgelenkten Lichts auf der Empfangseinheit aus. Insbesondere kann auf Basis der Impulse die Anzahl und/oder Menge von Partikeln pro Zeiteinheit bzw. pro Volumeneinheit ermittelt werden.The ventilation system comprises a particle sensor arranged in the air duct. The particle sensor can be set up to detect particle sensor data indicating the number and / or amount of particles (eg measured in ppm, parts per million, or in g, grams) in the air in the air channel (eg per unit time or per unit volume). For example, the particle sensor may for this purpose comprise an optical sensor configured to detect sensor data relating to an amount of light scattering, eg, an amount of light scattering in the air channel. For example, can in the interior of the particle sensor and / or inside the air channel, a light curtain are generated, through which the air flows with particles at a certain speed. The speed of the air may depend on the fan power. As it flows through the light curtain, one (eg, each or a fixed fraction of) particles in the air redirects light from its path to a light receiving unit of the particle sensor. The logic in the sensor evaluates the pulses of the deflected light on the receiving unit. In particular, based on the pulses, the number and / or amount of particles per unit time or per unit volume can be determined.

Außerdem umfasst das Belüftungssystem in dem Luftkanal einen Luftfilter. Der Luftfilter ist dabei in Bezug auf eine Flussrichtung der Luft stromaufwärts in Bezug auf den Partikel-Sensor angeordnet. Der Partikel-Sensor kann somit Partikel-Sensordaten bezüglich der Luft am Ausgang des Luftfilters erfassen. Mit anderen Worten, die Partikel-Sensordaten können die Anzahl und/oder Menge von Partikeln in der Luft anzeigen, die den Luftfilter durchlaufen hat.In addition, the ventilation system in the air duct comprises an air filter. The air filter is arranged upstream with respect to a flow direction of the air with respect to the particle sensor. The particle sensor can thus detect particle sensor data relating to the air at the outlet of the air filter. In other words, the particulate sensor data may indicate the number and / or amount of particulate matter in the air that has passed through the air filter.

Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, anhand des Partikel-Sensors Partikel-Sensordaten zu ermitteln. Außerdem kann die Auswerteeinheit eingerichtet sein, auf Basis der Partikel-Sensordaten und auf Basis von Kenndaten bezüglich einer Partikel-Abscheideleistung des Luftfilters den Belegungszustand des Luftfilters zu ermitteln.The evaluation unit can be set up to determine particle sensor data on the basis of the particle sensor. In addition, the evaluation unit may be configured to determine the occupancy state of the air filter on the basis of the particle sensor data and on the basis of characteristic data relating to a particle separation performance of the air filter.

Durch die Berücksichtigung der Partikel-Sensordaten und durch die Berücksichtigung von Kenndaten bezüglich der Abscheideleistung eines Luftfilters kann der Belegungszustand, insbesondere der Belegungsgrad, eines Luftfilters in präziser und effizienter Weise ermittelt werden.By taking into account the particle sensor data and by taking into account characteristics relating to the separation efficiency of an air filter, the occupancy state, in particular the degree of occupancy, of an air filter can be determined in a precise and efficient manner.

Die Kenndaten des Luftfilters können die Partikel-Abscheideleistung des Luftfilters in Abhängigkeit von dem Belegungszustand des Luftfilters anzeigen. Insbesondere können die Kenndaten eine Kennlinie umfassen, die die Partikel-Abscheideleistung des Luftfilters als Funktion des Belegungszustands des Luftfilters anzeigt. Die Kenndaten können durch Messungen im Vorfeld ermittelt und auf einer Speichereinheit des Belüftungssystems gespeichert und somit der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt werden.The characteristics of the air filter may indicate the particulate separation efficiency of the air filter depending on the occupancy state of the air filter. In particular, the characteristics may include a characteristic that indicates the particle separation efficiency of the air filter as a function of the occupancy state of the air filter. The characteristic data can be determined by measurements in advance and stored on a storage unit of the ventilation system and thus made available to the evaluation unit.

Der Luftfilter kann einen maschinenlesbaren Code (z.B. einen Barcode oder einen QR Code) umfassen, der es der Auswerteeinheit ermöglicht, die Kenndaten für den Luftfilter zu ermitteln. Beispielsweise kann der maschinenlesbare Code einen Link zu einem Speicherort anzeigen, auf dem die Kenndaten für den Luftfilter gespeichert sind. So können die Kenndaten in effizienter Weise für unterschiedliche Typen von Luftfiltern bereitgestellt werden. Das Belüftungssystem kann zu diesem Zweck ein Lesegerät umfassen, das eingerichtet ist, den maschinenlesbaren Code des Luftfilters zu erfassen. Des Weiteren kann das Belüftungssystem eine Kommunikationseinheit umfassen, um auf den Speicherort der Kenndaten zuzugreifen.The air filter may include a machine-readable code (e.g., a bar code or a QR code) that enables the evaluation unit to determine the characteristics of the air filter. For example, the machine-readable code may indicate a link to a location where the characteristics for the air filter are stored. Thus, the characteristics can be provided efficiently for different types of air filters. The ventilation system may for this purpose comprise a reading device which is adapted to detect the machine-readable code of the air filter. Furthermore, the ventilation system may include a communication unit to access the location of the characteristics.

Alternativ oder ergänzend können die Kenndaten für den Luftfilter abhängig von ein oder mehreren Eigenschaften des Fahrzeugs ermittelt werden, in dem der Luftfilter angeordnet ist. Die ein oder mehreren Eigenschaften des Fahrzeugs können z.B. umfassen: einen Hersteller des Fahrzeugs; eine Modellbezeichnung des Fahrzeugs; ein Baujahr des Fahrzeugs; eine regional und/oder landesabhängige Variante des Fahrzeugs; und/oder ein oder mehrere Sonderausstattungen des Fahrzeugs. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, auf Basis von ein oder mehreren Eigenschaften des Fahrzeugs, in dem der Luftfilter verbaut ist, die Kenndaten für den Luftfilter zu ermitteln.Alternatively or additionally, the characteristic data for the air filter can be determined depending on one or more properties of the vehicle in which the air filter is arranged. The one or more characteristics of the vehicle may be e.g. include: a manufacturer of the vehicle; a model name of the vehicle; a year of construction of the vehicle; a regional and / or country-dependent variant of the vehicle; and / or one or more optional extras of the vehicle. The evaluation unit may be configured to determine the characteristics for the air filter on the basis of one or more properties of the vehicle in which the air filter is installed.

Die Partikel-Abscheideleistung kann eine Anzahl und/oder Menge an Partikeln anzeigen, die von dem Luftfilter pro Volumeneinheit und/oder pro Masseeinheit an Luft, die den Luftfilter durchläuft, aufgenommen werden kann. Alternativ oder ergänzend kann die Partikel-Abscheideleistung einen Anteil von Partikeln in der den Luftfilter durchlaufenden Luft anzeigen, der von dem Luftfilter aus der Luft herausgefiltert werden kann. Die Partikel-Abscheideleistung kann insbesondere derart sein, dass auf Basis der Partikel-Sensordaten und auf Basis der Partikel-Abscheideleistung die Anzahl und/oder Menge an Partikeln am Eingang des Luftfilters ermittelt werden kann. Mit anderen Worten, die Partikel-Abscheideleistung kann es ermöglichen, aus der Anzahl und/oder Menge an Partikeln in der Luft am Ausgang des Luftfilters die Anzahl und/oder Menge an Partikeln in der Luft am Eingang des Luftfilters zu ermitteln.Particulate removal efficiency may indicate a number and / or amount of particulates that may be received by the air filter per unit volume and / or per unit mass of air passing through the air filter. Alternatively or additionally, the particle separation efficiency can indicate a proportion of particles in the air passing through the air filter, which can be filtered out of the air by the air filter. In particular, the particle separation performance can be such that the number and / or amount of particles at the inlet of the air filter can be determined on the basis of the particle sensor data and on the basis of the particle separation performance. In other words, the particle separation efficiency may make it possible to determine the number and / or amount of particles in the air at the inlet of the air filter from the number and / or amount of particles in the air at the outlet of the air filter.

Der Belegungszustand des Luftfilters kann eine Anzahl und/oder Menge an Partikeln anzeigen, die bereits von dem Luftfilter aufgenommen wurden und/oder die noch von dem Luftfilter aufgenommen werden können. Alternativ oder ergänzend kann der Belegungszustand einen Anteil einer Gesamtaufnahmefähigkeit an Partikeln des Luftfilters anzeigen, der bereits aufgebraucht wurde bzw. der noch für die Aufnahme von Partikeln zur Verfügung steht. Die Gesamtaufnahmefähigkeit eines Luftfilters kann dabei die gesamte Anzahl und/oder Menge an Partikeln anzeigen, die im Laufe der Lebensdauer eines Luftfilters von dem Luftfilter aufgenommen werden können. Der Belegungszustand kann somit anzeigen, wie lange ein Luftfilter noch zur Filterung der Luft in einem Belüftungssystem genutzt werden kann und/oder welche Anzahl und/oder Menge an Partikeln noch insgesamt von dem Luftfilter aufgenommen werden kann.The occupancy state of the air filter may indicate a number and / or amount of particles that have already been taken up by the air filter and / or that may still be picked up by the air filter. Alternatively or additionally, the occupancy state can indicate a proportion of a total absorption capacity of particles of the air filter which has already been used up or which is still available for receiving particles. The total capacity of an air filter can indicate the total number and / or amount of particles that can be absorbed by the air filter during the lifetime of an air filter. The occupancy state can thus indicate how long an air filter can still be used to filter the air in a ventilation system and / or what number and / or amount of particles can still be absorbed by the air filter as a whole.

Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, auf Basis der Partikel-Sensordaten an einem bestimmten Zeitpunkt t_n, Luftqualitäts-Information x(t_n) zu ermitteln, die die Anzahl und/oder Menge von Partikeln anzeigt, die an dem bestimmten Zeitpunkt t_n in der Luft an dem Ausgang des Luftfilters vorliegt. Es kann dann auf Basis der Kenndaten und auf Basis der Luftqualitäts-Information x(t_n) Aufnahme-Information y(t_n) ermittelt werden, die die Anzahl und/oder Menge von Partikeln anzeigt, die an dem bestimmten Zeitpunkt t_n von dem Luftfilter aufgenommen wurden. The evaluation unit may be set up to determine air quality information x (t _n ) based on the particle sensor data at a specific point in time t _n , which indicates the number and / or quantity of particles which at the specific time t _n in the Air is present at the outlet of the air filter. It can then be determined on the basis of the characteristics and on the basis of the air quality information x (t _n ) recording information y (t _n ) indicating the number and / or amount of particles that at the specific time t _n of the Air filters were added.

Insbesondere kann ein Belegungszustand Y(t_n-1) des Luftfilters an einem dem bestimmten Zeitpunkt t_n vorausgehenden Zeitpunkt t_n-1 ermittelt werden. Auf Basis der Kenndaten A(Y) des Luftfilters, insbesondere auf Basis einer Kennlinie A(Y), die die Partikel-Aufnahmeleistung A als Funktion des Belegungszustands Y anzeigt, kann dann die Partikel-Aufnahmeleistung A(Y(t_n-1)) des Luftfilters an dem vorausgehenden Zeitpunkt t_n-1 ermittelt werden. Aus der Partikel-Aufnahmeleistung A(Y(t_n-1)) des Luftfilters an dem vorausgehenden Zeitpunkt t_n-1 und der Luftqualitäts-Information x(t_n) an dem bestimmten Zeitpunkt t_n kann dann die Aufnahme-Information y(t_n) an dem bestimmten Zeitpunkt t_n ermittelt werden, z.B. als $y (t_{n}) = \frac{A (Y (t_{n - 1}))}{1 + A (Y (t_{n - 1}))} x (t_{n}) .$

In particular, an occupancy state Y (t _n-1 ) of the air filter can be determined at a time t _n-1 preceding the determined time t _n . On the basis of the characteristic data A (Y) of the air filter, in particular on the basis of a characteristic A (Y), which indicates the particle absorption capacity A as a function of the occupancy state Y, then the particle absorption power A (Y (t _n-1 )) of the air filter at the previous time t _n-1 . From the particle receiving power A (Y (t _n-1 )) of the air filter at the preceding time t _n-1 and the air quality information x (t _n ) at the specific time t _n , the recording information y (t _n ) are determined at the specific time t _n , eg as

y (t_{n}) = \frac{A (Y (t_{n - 1}))}{1 + A (Y (t_{n - 1}))} x (t_{n}),

Der Belegungszustand Y(t_n-1) des Luftfilters an dem vorausgehenden Zeitpunkt t_n-1 kann dann mit der Aufnahme-Information y(t_n) für den bestimmten Zeitpunkt t_n aktualisiert werden, um den Belegungszustand Y(t_n) des Luftfilters an dem bestimmten Zeitpunkt t_n zu ermitteln, z.B. als Y(t_n) = Y(t_n-1)+y(t_n).The occupying state Y (t _n-1 ) of the air filter at the preceding time t _n-1 may then be updated with the pickup information y (t _n ) for the specific time t _n , the occupancy state Y (t _n ) of the air filter at the given time t _n , eg as Y (t _n ) = Y (t _n-1 ) + y (t _n ).

Es kann somit iterativ bzw. rekursiv für eine Sequenz von Zeitpunkten t_n, mit n = 1, ..., N, der jeweils aktuelle Belegungszustand eines Luftfilters ermittelt werden. Dabei kann der Zeitpunkt t₀ einem Anfangs-Zeitpunkt entsprechend (z.B. bei der Inbetriebnahme eines Luftfilters). Andererseits kann der Zeitpunkt t_N einem aktuellen Zeitpunkt entsprechen. Der zeitliche Abstand zwischen zwei benachbarten Zeitpunkten t_n-1 und t_n entspricht einer Aktualisierungsfrequenz.It can thus iteratively or recursively for a sequence of times t _n , with n = 1, ..., N, the current occupancy state of an air filter are determined. In this case, the time t ₀ corresponding to an initial time (eg when commissioning an air filter). On the other hand, the time t _{N may} correspond to a current time. The time interval between two adjacent times t _n-1 and t _n corresponds to an update frequency.

Die Auswerteeinheit kann somit eingerichtet sein, auf Basis der Partikel-Sensordaten für eine Sequenz von Zeitpunkten ab einem Anfangs-Zeitpunkt, auf Basis der Kenndaten und auf Basis eines Anfangs-Belegungszustands des Luftfilters an dem Anfangs-Zeitpunkt rekursiv bzw. iterativ den Belegungszustand des Luftfilters an der Sequenz von Zeitpunkten zu ermitteln. Der Anfangs-Belegungszustand des Luftfilters kann dabei der Belegungszustand des Luftfilters bei der erstmaligen Inbetriebnahme des Luftfilters sein. Alternativ oder ergänzend kann der Anfangs-Belegungszustand des Luftfilters der Belegungszustand des Luftfilters bei einer (erneuten) Inbetriebnahme des Belüftungssystems (z.B. bei einem Motorstart eines Fahrzeugs) sein. Der Anfangs-Belegungszustand kann auf einer Speichereinheit des Belüftungssystems gespeichert sein und damit der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt werden.The evaluation unit may thus be arranged recursively or iteratively on the basis of the particle sensor data for a sequence of time points from an initial point in time, on the basis of the characteristic data and on the basis of an initial occupancy state of the air filter at the start time, the occupancy state of the air filter to determine the sequence of times. The initial occupancy state of the air filter may be the occupancy state of the air filter at the initial start-up of the air filter. Alternatively or additionally, the initial occupancy state of the air filter may be the occupancy state of the air filter during a (re) startup of the ventilation system (e.g., at engine startup of a vehicle). The initial occupancy state can be stored on a storage unit of the ventilation system and thus made available to the evaluation unit.

Wie bereits oben dargelegt, kann das Belüftungssystem einen Lüfter umfassen, der eingerichtet ist, mit unterschiedlichen Lüfter-Stärken unterschiedliche Volumen an Luft durch den Luftkanal (und damit durch den Luftfilter) in den zu belüftenden Bereich zu fördern. Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, einen zeitlichen Abstand bzw. eine Aktualisierungsfrequenz der Zeitpunkte der Sequenz von Zeitpunkten für die Aktualisierung des Belegungszustands des Luftfilters in Abhängigkeit von der Lüfter-Stärke anzupassen. Insbesondere kann der zeitliche Abstand mit steigendem Volumen an Luft durch den Luftkanal, d.h. mit steigender Lüfter-Stärke, reduziert werden. So kann die Genauigkeit des ermittelten Belegungszustands in effizienter Weise erhöht werden.As already stated above, the ventilation system may comprise a fan which is designed to promote different volumes of air through the air duct (and thus through the air filter) into the area to be ventilated with different fan strengths. The evaluation unit may be configured to adjust a time interval or an update frequency of the times of the sequence of times for updating the occupancy state of the air filter as a function of the fan strength. In particular, the time interval with increasing volume of air through the air duct, i. with increasing fan strength, to be reduced. Thus, the accuracy of the detected occupancy state can be increased efficiently.

Die Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, zu veranlassen, dass Information in Bezug auf den Belegungszustand des Luftfilters an einen Nutzer des Belüftungssystems ausgegeben wird. Insbesondere kann ermittelt werden, ob der Belegungsgrad des Luftfilters größer als ein Belegungsgrad-Schwellenwert ist. Wenn dies der Fall ist, so kann ein Hinweis an einen Nutzer ausgegeben werden, um den Nutzer zu veranlassen, den Luftfilter auszutauschen. So kann die Luftqualität in einem zu belüftenden Bereich verbessert werden.The evaluation unit may be configured to cause information related to the occupancy state of the air filter to be output to a user of the ventilation system. In particular, it can be determined whether the degree of occupancy of the air filter is greater than an occupancy level threshold. If so, an indication may be issued to a user to cause the user to replace the air filter. This can improve the air quality in a ventilated area.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Belüftungssystem beschrieben. Das Belüftungssystem umfasst einen Luftkanal. Des Weiteren umfasst das Belüftungssystem einen Luftfilter, der eingerichtet ist, eine Anzahl und/oder Menge von Partikeln in der Luft im Luftkanal zu reduzieren. Insbesondere kann die Anzahl und/oder Menge von Partikeln, die über den Luftkanal in einen zu belüftenden Bereich gefördert werden, durch den Luftfilter reduziert werden.In another aspect, a ventilation system is described. The ventilation system includes an air duct. Furthermore, the ventilation system comprises an air filter that is configured to reduce a number and / or amount of particles in the air in the air duct. In particular, the number and / or amount of particles which are conveyed via the air duct into a region to be ventilated can be reduced by the air filter.

Das Belüftungssystem umfasst ferner einen Partikel-Sensor, der in dem Luftkanal angeordnet ist und der eingerichtet ist, Partikel-Sensordaten zu erfassen, die die Anzahl und/oder Menge von Partikeln in der Luft im Luftkanal anzeigen, die den Luftfilter durchlaufen hat. Außerdem umfasst das Belüftungssystem die in diesem Dokument beschriebene Auswerteeinheit.The ventilation system further includes a particulate sensor disposed in the air passage and configured to detect particulate sensor data indicative of the number and / or amount of particulates in the air in the air passage that has passed through the air filter. In addition, the ventilation system comprises the evaluation unit described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Belegungszustands eines Luftfilters eines Belüftungssystems beschrieben. Das Belüftungssystem ist ausgebildet, Luft durch einen Luftkanal in einen zu belüftenden Bereich zu fördern. Das Belüftungssystem umfasst in dem Luftkanal den Luftfilter und einen Partikel-Sensor. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, anhand des Partikel-Sensors, von Partikel-Sensordaten, die eine Anzahl und/oder Menge von Partikeln in der Luft im Luftkanal anzeigen, die den Luftfilter durchlaufen hat. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln, auf Basis der Partikel-Sensordaten und auf Basis von Kenndaten bezüglich einer Partikel-Abscheideleistung des Luftfilters, des Belegungszustands des Luftfilters.According to another aspect, a method for determining an occupancy state of an air filter of a ventilation system is described. The ventilation system is designed to allow air through an air duct into an area to be ventilated promote. The ventilation system comprises in the air duct the air filter and a particle sensor. The method includes determining, based on the particulate sensor, particulate sensor data indicative of a number and / or amount of particulates in the air in the air passage that has passed through the air filter. In addition, the method includes determining, based on the particulate sensor data and based on characteristics regarding a particulate trapping performance of the air filter, the occupancy state of the air filter.

Das Verfahren kann regelmäßig wiederholt werden, z.B. mit einer bestimmten Aktualisierungsfrequenz (beispielsweise jede Sekunde), um den jeweils aktuellen Belegungszustand zu ermitteln.The process can be repeated regularly, e.g. with a certain update frequency (for example, every second) to determine the current occupancy state.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z.B. ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen) beschrieben, das das in diesem Dokument beschriebene Belüftungssystem und/oder die in diesem Dokument beschriebene Auswerteeinheit umfasst.According to a further aspect, a vehicle (in particular a road motor vehicle, for example a passenger car or a lorry) is described which comprises the ventilation system described in this document and / or the evaluation unit described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einer Auswerteeinheit) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.In another aspect, a software (SW) program is described. The SW program may be set up to run on a processor (e.g., on an evaluation unit) and thereby perform the method described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.In another aspect, a storage medium is described. The storage medium may include a SW program that is set up to run on a processor and thereby perform the method described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be understood that the methods, devices and systems described herein may be used alone as well as in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, devices, and systems described herein may be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 den Aufbau eines beispielhaften Belüftungssystems;
2 beispielhafte Kenndaten für die Aufnahmefähigkeit eines Luftfilters; und
3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung des Zustands eines Luftfilters.

Furthermore, the invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments. Show

1 the construction of an exemplary ventilation system;
2 exemplary characteristics for the capacity of an air filter; and
3 a flowchart of an exemplary method for determining the condition of an air filter.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und präzisen Ermittlung des Zustands eines Luftfilters eines Belüftungssystems. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes Belüftungssystem 100 mit einem Luftkanal 102, durch den Luft 120 von einem ersten Bereich 121 in einen zweiten Bereich 122 gefördert werden kann. Der erste Bereich 121 kann das Umfeld eines Fahrzeugs und der zweite Bereich 122 kann der Innenraum eines Fahrzeugs sein. Das Belüftungssystem 100 weist typischerweise einen Lüfter 104 (oder eine anders geartete Einheit zur Anpassung des Luft-Massen- bzw. Volumenstroms) auf, der eingerichtet ist, Luft 120 durch den Luftkanal 102 zu fördern. Dabei kann der Lüfter 104 mit unterschiedlichen Stärken (z.B. stufenweise) betrieben werden, um das durch den Lüfter 104 geförderte Luftvolumen V pro Zeiteinheit (gemessen z.B. in m³/s) zu verändern. Des Weiteren kann der Luftkanal 102 ein Ventil bzw. eine Klappe 103 (als Verschlusselement) aufweisen, mit dem der Luftkanal 102 teilweise oder vollständig (z.B. schrittweise oder fließend) geschlossen werden kann.As stated above, the present document is concerned with the efficient and precise determination of the condition of an air filter of a ventilation system. In this context shows 1 an exemplary ventilation system 100 with an air duct 102 , through the air 120 from a first area 121 in a second area 122 can be promoted. The first area 121 can be the environment of a vehicle and the second area 122 may be the interior of a vehicle. The ventilation system 100 typically has a fan 104 (or another unit for adjusting the air mass or volume flow), which is set up, air 120 through the air duct 102 to promote. This can be the fan 104 with different strengths (eg stepwise) to be operated by the fan 104 delivered air volume V per unit time (measured eg in m ³ / s) to change. Furthermore, the air duct 102 a valve or a flap 103 (as a closure element), with which the air duct 102 partially or completely (eg gradually or fluently) can be closed.

Das Belüftungssystem 100 umfasst weiter einen Partikel-Sensor 111, der eingerichtet ist, Partikel-Sensordaten in Bezug auf eine Anzahl N von Partikeln pro Zeiteinheit (gemessen z.B. in ppm/s) und/oder pro Volumeneinheit (gemessen z.B. in ppm/ m³) zu erfassen. Alternativ oder ergänzend kann der Partikel-Sensor 111 eingerichtet sein, eine Partikel-Konzentration P pro Luftvolumeneinheit (gemessen z.B. in Partikelanzahl pro Volumen, d.h. ppm/m³, und/oder in Gewicht pro Volumen, d.h. g/m³) in der Luft 120 zu ermitteln.The ventilation system 100 further includes a particle sensor 111 , which is adapted to detect particle sensor data with respect to a number N of particles per unit of time (measured, for example, in ppm / s) and / or per unit volume (measured, for example, in ppm / m ³ ). Alternatively or additionally, the particle sensor 111 be set up, a particle concentration P per unit air volume (measured, for example, in number of particles per volume, ie ppm / m ³ , and / or in weight per volume, ie g / m ³ ) in the air 120 to investigate.

Der Partikel-Sensor 111 kann z.B. einen optischen Sensor umfassen, der eingerichtet ist, ein Ausmaß an optischer Streuung zu erfassen. Aus dem Ausmaß der optischen Streuung kann dann auf die Anzahl N von Partikeln bzw. auf das Gewicht an Partikeln geschlossen werden. Der Partikel-Sensor 111 kann in einem gesonderten Bereich 110 innerhalb des Luftkanals 102 angeordnet sein.The particle sensor 111 For example, it may include an optical sensor configured to detect an amount of optical dispersion. From the extent of the optical scattering can be concluded then on the number N of particles or on the weight of particles. The particle sensor 111 can in a separate area 110 inside the air duct 102 be arranged.

Das Belüftungssystem 100 kann weiter eine Temperierungseinheit 106 umfassen, die eingerichtet ist, die Luft 120 zu temperieren. Die Temperierungseinheit 106 kann, wie in 1 dargestellt, stromaufwärts in Bezug auf den Partikel-Sensor 111 angeordnet sein. So kann bewirkt werden, dass Luft 120 an dem Partikel-Sensor 111 vorbeiströmt, die von der Temperierungseinheit 106 temperiert wurde (z.B. auf eine bestimmte Soll-Temperatur). Die Temperierungseinheit 106 kann dabei eingerichtet sein, die Luft 120 aus dem ersten Bereich 121 zu kühlen oder zu erwärmen. Ein Nutzer des Belüftungssystems 100 kann eine Wunsch-Temperatur für den zweiten Bereich 122 vorgeben und die Temperierungseinheit 106 kann in Abhängigkeit von der Wunsch-Temperatur betrieben werden. Die durch die Temperierungseinheit 106 eingestellte Luft-Temperatur und/oder eine Luft-Feuchtigkeit der Luft 120 können bei der Ermittlung der Luftqualität in dem Belüftungssystem 100 und/oder bei der Ermittlung des Belegungszustands eines Luftfilters 107 des Belüftungssystems 100 berücksichtigt werden.The ventilation system 100 can continue a tempering unit 106 which is set up, the air 120 to temper. The temperature control unit 106 can, as in 1 shown upstream with respect to the particle sensor 111 be arranged. This can cause air 120 on the particle sensor 111 flowed past, by the temperature control unit 106 was tempered (eg to a certain target temperature). The temperature control unit 106 can be set up, the air 120 from the first area 121 to cool or to heat. A user of the ventilation system 100 can be a desired temperature for the second area 122 specify and the temperature control unit 106 depending on the desired Temperature are operated. The through the temperature control unit 106 set air temperature and / or air humidity of the air 120 can help in determining the air quality in the ventilation system 100 and / or in determining the occupancy state of an air filter 107 of the ventilation system 100 be taken into account.

Das Belüftungssystem 100 kann weiter ein oder mehrere Eigenschaft-Sensoren 105 umfassen, die eingerichtet sind, Eigenschafts-Sensordaten in Bezug auf eine Eigenschaft der Luft 120 im Luftkanal 102 zu erfassen. Beispielhafte Eigenschaften sind die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur der Luft 120.The ventilation system 100 can continue one or more property sensors 105 which are established, property sensor data relating to a property of the air 120 in the air duct 102 capture. Exemplary properties are the humidity and the temperature of the air 120 ,

Außerdem umfasst das Belüftungssystem 100 einen Luftfilter 107, insbesondere einen Partikelfilter, der eingerichtet ist, die Anzahl und/oder die Konzentration an Partikeln in der Luft 120 im Luftkanal 102 zu reduzieren. Der Partikel-Sensor 111 kann eingerichtet sein, die Anzahl N an Partikeln bzw. die Partikel-Konzentration P der Luft 120 zu ermitteln, die bereits den Luftfilter 107 durchlaufen hat. Die Luft 120, die den Luftfilter 107 durchlaufen hat, weist typischerweise eine reduzierte Anzahl N an Partikeln bzw. eine reduzierte Partikel-Konzentration P auf.In addition, the ventilation system includes 100 an air filter 107 , in particular a particle filter, which is set up, the number and / or the concentration of particles in the air 120 in the air duct 102 to reduce. The particle sensor 111 can be set up, the number N of particles or the particle concentration P of the air 120 to determine who already has the air filter 107 has gone through. The air 120 that the air filter 107 has typically has a reduced number N of particles or a reduced particle concentration P.

Ein Luftfilter 107 weist eine Aufnahmefähigkeit für Partikel auf, die typischerweise von dem Zustand des Luftfilters 107, insbesondere von dem Belegungsgrad des Luftfilters 107, abhängt. 2 zeigt beispielhafte Kenndaten bezüglich der Aufnahmefähigkeit eines Luftfilters 107. Insbesondere zeigt 2 eine Kennlinie 203 für die Abscheideleistung 201 eines Luftfilters 107 als Funktion des Belegungsgrades 202 des Luftfilters 107. Die Abscheideleistung 201 kann

• die Anzahl bzw. Menge an Partikeln, die pro Volumeneinheit an Luft 120 aus der Luft 120 gefiltert werden können (gemessen in ppm/m³ oder in g/m³) anzeigen; und/oder
• den Prozentsatz an Partikeln, der aus der Luft 120 gefiltert werden kann (gemessen in %), anzeigen.

An air filter 107 has a capacity for particulate matter, typically from the condition of the air filter 107 , in particular the degree of occupancy of the air filter 107 , depends. 2 shows exemplary characteristics with respect to the capacity of an air filter 107 , In particular shows 2 a characteristic 203 for the separation efficiency 201 an air filter 107 as a function of the occupancy rate 202 of the air filter 107 , The separation efficiency 201 can

• the number or amount of particles per unit volume of air 120 from the air 120 can be filtered (measured in ppm / m ³ or g / m ³ ); and or
• the percentage of particles that comes from the air 120 can be filtered (measured in%), display.

Der Belegungszustand bzw. Belegungsgrad 202 kann

• die Anzahl bzw. Menge an Partikeln anzeigen, die bereits von dem Luftfilter 107 aufgenommen wurden und/oder die noch von dem Luftfilter 107 aufgenommen werden können (z.B. gemessen in ppm oder g); und/oder
• den Anteil an der Gesamtaufnahmefähigkeit des Luftfilters 107 anzeigen, der noch für die Aufnahme von Partikeln zur Verfügung steht (z.B. gemessen in %).

The occupancy status or occupancy level 202 can

• indicate the number or amount of particles already in the air filter 107 were taken and / or still from the air filter 107 can be recorded (eg measured in ppm or g); and or
• the proportion of the total capacity of the air filter 107 which is still available for the inclusion of particles (eg measured in%).

Die Abscheideleistung 201 eines Luftfilters 107 hängt von dem Belegungszustand bzw. Belegungsgrad 202 des Luftfilters 107 ab. Typischerweise sinkt die Abscheideleistung 201 mit steigendem Belegungsgrad 202. Sobald die Gesamtaufnahmefähigkeit eines Luftfilters 107 erreicht wird, weist der Luftfilter 107 typischerweise keine Filterwirkung mehr auf (d.h. eine Abscheideleistung 201 von null), so dass Luft 120 ungefiltert in den zweiten Bereich 122 gefördert wird. Der Belegungsgrad 202 des Luftfilters 107 ist in diesem Fall 100%. Andererseits weist der Luftfilter 107 bei der ersten Inbetriebnahme des Luftfilters 107 typischerweise einen Belegungsgrad 202 von 0% und eine maximal mögliche Abscheideleistung 201 auf.The separation efficiency 201 an air filter 107 depends on the occupancy status or occupancy level 202 of the air filter 107 from. Typically, the separation efficiency decreases 201 with increasing occupancy rate 202 , Once the overall capacity of an air filter 107 is reached, the air filter points 107 typically no more filtering action (ie, a separation efficiency 201 from zero), leaving air 120 unfiltered in the second area 122 is encouraged. The occupancy rate 202 of the air filter 107 in this case is 100%. On the other hand, the air filter 107 at the first start-up of the air filter 107 typically a degree of occupancy 202 of 0% and a maximum possible separation efficiency 201 on.

Die Auswerteeinheit 101 kann eingerichtet sein, den Zustand, insbesondere den Belegungsgrad 202, eines Luftfilters 107 zu ermitteln. Insbesondere kann ermittelt werden, ob der Belegungsgrad 202 eines Luftfilters 107 einen bestimmten Belegungsgrad-Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Es kann dann ein Hinweis an einen Nutzer des Belüftungssystem 100 ausgegeben werden, um dem Nutzer anzuzeigen, dass der Luftfilter 107 zur Erhöhung der Abscheideleistung 201 ausgetauscht oder gereinigt werden sollte.The evaluation unit 101 can be set up the state, in particular the occupancy rate 202 , an air filter 107 to investigate. In particular, it can be determined whether the occupancy rate 202 an air filter 107 reaches or exceeds a certain occupancy threshold. It can then be an indication to a user of the ventilation system 100 be issued to the user to indicate that the air filter 107 to increase the separation efficiency 201 should be replaced or cleaned.

Die Auswerteeinheit 101 kann auf Basis des Partikel-Sensors 111 als Luftqualitäts-Information die Menge x(t) an Partikeln in der Luft 120 nach Durchlaufen des Luftfilters 107 ermitteln (als Funktion der Zeit t). Des Weiteren kennt die Auswerteeinheit 101 auf Basis der Kenndaten des Luftfilters 107 die Abscheideleistung 201 des Luftfilters 107 als Funktion des Beladungsgrades 202, d.h. A(Y), wobei Y der Belegungsgrad 202 ist (z.B. die Menge an Partikeln, die bereits von dem Luftfilter 107 aufgenommen wurde) und wobei A(Y) die Abscheideleistung 201 ist (z.B. kann A(Y) den Anteil von Partikeln anzeigen, der von dem Luftfilter 107 aus der Luft 120 gefiltert werden kann).The evaluation unit 101 can based on the particle sensor 111 as air quality information, the amount x (t) of particles in the air 120 after passing through the air filter 107 determine (as a function of time t). Furthermore, the evaluation unit knows 101 based on the characteristics of the air filter 107 the separation efficiency 201 of the air filter 107 as a function of the degree of loading 202 , ie A (Y), where Y is the occupancy rate 202 is (eg the amount of particles already from the air filter 107 was recorded) and where A (Y) is the separation efficiency 201 (For example, A (Y) may indicate the fraction of particles coming from the air filter 107 from the air 120 can be filtered).

Aus der an einem Zeitpunkt t gemessenen Menge x(t) an Partikeln in der Luft 120 nach Durchlaufen des Luftfilters 107 kann die Menge y(t) an Partikeln ermittelt werden, die am Zeitpunkt t von dem Luftfilter 107 aufgenommen wurden, mit $y (t) = \frac{A (Y)}{1 + A (Y)} x (t),$

wobei A die Abscheideleistung 201 des Luftfilters 107 am Zeitpunkt t ist.From the amount x (t) of particles in the air measured at a time t 120 after passing through the air filter 107 For example, the quantity y (t) of particles which are at the time t from the air filter can be determined 107 were recorded with

y (t) = \frac{A (Y)}{1 + A (Y)} x (t) .

where A is the separation efficiency 201 of the air filter 107 at the time t is.

Die Menge Y an Partikeln, die insgesamt von dem Luftfilter 107 aufgenommen wurde (d.h. der aktuelle Belegungsgrad 202), ergibt sich dann als Integral über die Betriebszeit des Luftfilters 107 als $Y = \int_{t_{0}}^{t} y (t) d t,$

wobei t₀ der Anfangs-Zeitpunkt ist, an dem der Luftfilter 107 in Betrieb genommen wurde.The amount Y of particles, the total of the air filter 107 recorded (ie the current occupancy rate 202 ), then results as an integral over the operating time of the air filter 107 when

Y = \int_{t_{0}}^{t} y (t) d t .

where t _{0 is} the start time at which the air filter 107 was put into operation.

Die Auswerteeinheit 101 kann somit auf Basis der Partikel-Sensordaten des Partikel-Sensors 111 während der Lebensdauer eines Luftfilters 107 und auf Basis von Kenndaten 203 bezüglich der Aufnahmefähigkeit des Luftfilters 107 zu jedem Zeitpunkt den Belegungszustand bzw. Belegungsgrad 202 des Luftfilters 107 ermitteln.The evaluation unit 101 can thus based on the particle sensor data of the particle sensor 111 during the life of an air filter 107 and on the basis of characteristics 203 regarding the capacity of the air filter 107 the occupancy status or occupancy rate at any time 202 of the air filter 107 determine.

Der Partikel-Sensor 111 kann somit zur Erkennung der Filterbelegung eines Luftfilters 107 genutzt werden. Ein Luftfilter 107 weist eine Kurve bzw. Kennlinie 203 auf, welche die Abscheideleistung 201 des Luftfilters 107 in Abhängigkeit der Filterbelegung 202 darstellt. Neue Filter 107 lassen typischerweise weniger Partikel durch als verschmutzte Filter 107. Die Kurve 203 der Abscheideleistung 201 in Abhängigkeit der Filterbeladung 202 kann im Vorfeld ermittelt werden (z.B. durch Experimente bzw. Messungen).The particle sensor 111 can thus detect the filter assignment of an air filter 107 be used. An air filter 107 has a curve or characteristic 203 on which the separation efficiency 201 of the air filter 107 depending on the filter assignment 202 represents. New filters 107 typically allow fewer particles through than soiled filters 107 , The curve 203 the separation efficiency 201 depending on the filter load 202 can be determined in advance (eg by experiments or measurements).

Mithilfe der bekannten Kurve 203 kann laufend auf Basis der mit dem Partikel-Sensor 111 gemessenen, von dem Filter 107 durchgelassenen, Feinstaubkonzentration x(t) auf die Feinstaubkonzentration z(t) = x(t) + y(t) der Luft 120 vor dem Filter 107 geschlossen werden. Die Differenz der beiden Werte ergibt die abgeschiedene Partikelmenge bzw. das Gewicht der abgeschiedenen Partikel y(t). Die abgeschiedene Partikelmenge bzw. deren Gewicht y(t) wird aufintegriert, um die aktuelle Filterbeladung Y zu ermitteln. Auf Basis der aktuellen Filterbeladung Y kann durch Berücksichtigung der Kurve 203 wiederum auf die aktuelle Abscheideleistung 201 des Filters 107 rückgeschlossen werden. Somit können auch das Lebensdauerende bzw. die Restlebensdauer eines Filters 107 bestimmt werden. Diese Information kann über eine Anzeigeeinheit einem Nutzer eines Belüftungssystems 100 dargestellt werden.Using the known curve 203 Can be continuously based on the with the particle sensor 111 measured by the filter 107 Permitted, fine dust concentration x (t) on the fine dust concentration z (t) = x (t) + y (t) of the air 120 in front of the filter 107 getting closed. The difference between the two values gives the deposited particle quantity or the weight of the deposited particles y (t). The deposited particle quantity or its weight y (t) is integrated in order to determine the current filter loading Y. Based on the current filter load Y, the curve can be taken into account 203 again on the current separation efficiency 201 of the filter 107 be inferred. Thus, also the end of life or the remaining life of a filter 107 be determined. This information can be transmitted via a display unit to a user of a ventilation system 100 being represented.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Ermittlung des Belegungszustands 202 (insbesondere des Belegungsgrads 202) eines Luftfilters 107 eines Belüftungssystems 100. Das Belüftungssystem 100 ist ausgebildet, Luft 120 durch einen Luftkanal 102 in einen zu belüftenden Bereich 122 zu fördern. Außerdem umfasst das Belüftungssystem 100 in dem Luftkanal 102 den Luftfilter 107 und einen Partikel-Sensor 111. Dabei ist der Partikel-Sensor 111 in Bezug auf eine Flussrichtung der Luft 120 stromabwärts zu dem Luftfilter 107 angeordnet. 3 shows a flowchart of an exemplary method 300 for determining the occupancy status 202 (in particular the occupancy rate 202 ) of an air filter 107 a ventilation system 100 , The ventilation system 100 is trained, air 120 through an air duct 102 in a ventilated area 122 to promote. In addition, the ventilation system includes 100 in the air duct 102 the air filter 107 and a particle sensor 111 , Here is the particle sensor 111 with respect to a flow direction of the air 120 downstream to the air filter 107 arranged.

Das Verfahren 300 umfasst das Ermitteln 301, anhand des Partikel-Sensors 111, von Partikel-Sensordaten, die eine Anzahl und/oder Menge von Partikeln in der Luft 120 im Luftkanal 102 anzeigen, die den Luftfilter 107 durchlaufen hat. Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Ermitteln 302, auf Basis der Partikel-Sensordaten und auf Basis von Kenndaten 203 bezüglich einer Partikel-Abscheideleistung 201 des Luftfilters 107, des Belegungszustands 202 des Luftfilters 107. Die Kenndaten 203 können im Vorfeld (z.B. bei der Entwicklung des Luftfilters 107) ermittelt, insbesondere gemessen, werden.The procedure 300 includes determining 301 , based on the particle sensor 111 , by particle sensor data containing a number and / or amount of particles in the air 120 in the air duct 102 Show the air filter 107 has gone through. In addition, the process includes 300 the determining 302 , based on the particle sensor data and on the basis of characteristic data 203 in terms of particle separation performance 201 of the air filter 107 , the occupancy state 202 of the air filter 107 , The characteristics 203 can in advance (eg during the development of the air filter 107 ), in particular measured.

Mit den in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann die aktuelle Filterbelegung eines Luftfilters 107 eines Belüftungssystems 100 in präziser und effizienter Weise ermittelt werden. So kann die Restlaufzeit eines Luftfilters 107 ermittelt und angezeigt werden. Dadurch wird ein bedarfsgerechter Wechsel eines Luftfilters 107 ermöglicht. Des Weiteren wird der Betrieb mit einem unwirksamen Filter 107 vermieden. So kann die Luftqualität in einem zu belüftenden Bereich 122 erhöht werden.With the measures described in this document, the current filter assignment of an air filter 107 a ventilation system 100 be determined in a precise and efficient manner. So can the remaining term of an air filter 107 determined and displayed. This is a demand-based change of an air filter 107 allows. Furthermore, the operation with an ineffective filter 107 avoided. So can the air quality in a ventilated area 122 increase.

Auf Basis der Partikel-Sensordaten und auf Basis der Kenndaten 203 kann die Anzahl und/oder Menge z(t) an Partikeln am Eingang des Luftfilters 107 ermittelt werden. Diese Anzahl und/oder Menge z(t) an Partikeln kann ggf. unplausibel sein. So kann z.B. ein fehlerhafter oder ein ungeeigneter Luftfilter 107 detektiert werden. Die Auswerteeinheit 101 kann somit eingerichtet sein, auf Basis der Partikel-Sensordaten und auf Basis der Kenndaten 203 eines Luftfilters 107 einen Defekt des Luftfilters 107 zu detektieren und/oder zu detektieren, dass ein nicht geeigneter Luftfilter 107 in dem Belüftungssystem 100 verwendet wird.Based on the particle sensor data and on the basis of the characteristic data 203 can be the number and / or amount z (t) of particles at the entrance of the air filter 107 be determined. This number and / or quantity z (t) of particles may possibly be implausible. For example, a faulty or inappropriate air filter 107 be detected. The evaluation unit 101 can thus be set up based on the particle sensor data and on the basis of the characteristic data 203 an air filter 107 a defect of the air filter 107 to detect and / or detect that an inappropriate air filter 107 in the ventilation system 100 is used.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and figures are intended to illustrate only the principle of the proposed methods, apparatus and systems.

Claims

Evaluation unit (101) for a ventilation system (100); wherein the ventilation system (100) is designed to convey air (120) through an air duct (102) into a region (122) to be ventilated; wherein the ventilation system (100) in the air duct (102) comprises an air filter (107) and a particle sensor (111); wherein the evaluation unit (101) is set up, - using the particle sensor (111) to determine particle sensor data indicating a number and / or amount of particles in the air (120) in the air duct (102) that has passed through the air filter (107); and - Based on the particle sensor data and on the basis of characteristics (203) with respect to a particle separation efficiency (201) of the air filter (107) to determine an occupancy state (202) of the air filter (107).

Evaluation unit (101) according to Claim 1 in which - the characteristic data (203) the particle separation efficiency (201) of the air filter (107) in dependence on the Indicate occupancy state (202) of the air filter (107); and - the characteristic data (203) comprise in particular a characteristic curve (203) which displays the particle separation capacity (201) of the air filter (107) as a function of the occupancy state (202).

Evaluation unit (101) according to one of the preceding claims, wherein the particle separation efficiency (201) indicates a number and / or amount of particulate matter that can be taken up by the air filter (107) per unit volume and / or per unit mass of air (120) passing through the air filter (107); and or a proportion of particles in the air filter (107) passing through the air (102) which can be filtered out of the air (120) from the air filter (107).

Evaluation unit (101) according to one of the preceding claims, wherein the occupancy state (202) of the air filter (107) indicates a number and / or quantity of particles already taken up by the air filter (107); and or - A proportion of a total absorption capacity of particles of the air filter (107), which has already been used or is still available for the inclusion of particles.

Evaluation unit (101) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (101) is set up, on the basis of the particle sensor data at a certain time, to determine air quality information indicating the number and / or amount of particulates present at the particular point in the air (120) at an exit of the air filter (107); and on the basis of the characteristic data (203) and on the basis of the air quality information to determine recording information indicating the number and / or amount of particles that were taken by the air filter (107) at the specific time.

Evaluation unit (101) according to Claim 5 wherein the evaluation unit (101) is set up to: - determine an occupancy state (201) of the air filter (201) at a point in time preceding the specific time; and - update the occupancy state (201) of the air filter (201) at the preceding time with the recording information for the specific time to determine the occupancy state (201) of the air filter (107) at the specific time.

Evaluation unit (101) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (101) is set up on the basis of the particle sensor data for a sequence of times from an initial time, based on the characteristic data (203) and on the basis of an initial occupancy state (202) of the air filter (107) recursively, at the initial time, determine the occupancy state (202) of the air filter (107) at the sequence of times.

Evaluation unit (101) according to Claim 7 in which - the ventilation system (100) comprises a fan (104) which is designed to convey different volumes of air (120) through the air duct (102) into the area to be ventilated (122) with different fan strengths; and - a time interval of the times of the sequence of times depends on the fan strength.

Evaluation unit (101) according to one of the preceding claims, wherein the area to be ventilated (122) is the interior of a multi-lane vehicle.

Evaluation unit (101) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (101) is arranged to cause information relating to the occupancy state (202) of the air filter (107) to be output to a user of the ventilation system (100).

Ventilation system (100) comprising - An air channel (102); an air filter (107) arranged to reduce a number and / or amount of particulates in the air (120) in the air duct (102); a particle sensor (111) disposed in the air channel (102) and configured to detect particle sensor data indicative of the number and / or amount of particles in the air (120) in the air channel (102) having passed through the air filter (107); and - An evaluation unit (101) according to one of the preceding claims.

A method (300) for determining an occupancy state (202) of an air filter (107) of a ventilation system (100); wherein the ventilation system (100) is designed to convey air (120) through an air duct (102) into a region (122) to be ventilated; wherein the ventilation system (100) in the air duct (102) comprises the air filter (107) and a particle sensor (111); the method (300) comprising - determining (301) from the particle sensor (111) particle sensor data indicating a number and / or amount of particles in the air (120) in the air passage (102) that has passed through the air filter (107); and - determining (302), based on the particle sensor data and on the basis of characteristics (203) with respect to a particle separation efficiency (201) of the air filter (107), the occupancy state (202) of the air filter (107).