DE102021130702A1

DE102021130702A1 - Systeme und verfahren zur diagnose des motorluftfiltersystems

Info

Publication number: DE102021130702A1
Application number: DE102021130702.3A
Authority: DE
Inventors: Lei Li; Terry W. Ostan; Joseph K. Moore; Chong Keong Tang; Gregory A. Piper
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-02-16
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2022-08-18
Also published as: US20220260031A1; US11448152B2; CN114941596A; CN114941596B

Abstract

Ein Verfahren zur Diagnose eines Luftfilterzustands umfasst das Empfangen von Sensordaten, die eine Luftmassenstromrate, eine Lufttemperatur und einen Luftdruck einer Luftreinigerbaugruppe mit einem Luftfilter anzeigen, das Bestimmen einer verbleibenden Luftfilterlebensdauer aus den Sensordaten und das Empfangen von Daten, die einen Fahrzeugzustand anzeigen, durch eine Steuerung. Das Verfahren umfasst auch das Bestimmen, wann eine erste Bedingung erfüllt ist, und wenn dies der Fall ist, die Auslösung einer Luftfilterleckage-Warnung. Wenn die erste Bedingung nicht erfüllt ist, bestimmt die Steuerung, wann eine zweite Bedingung erfüllt ist. Wenn die zweite Bedingung erfüllt ist, bestimmt die Steuerung, wann eine dritte Bedingung erfüllt ist, und wenn die dritte Bedingung erfüllt ist, löst es einen Luftfilter-Schneeeindringungsalarm aus. Wenn die zweite Bedingung erfüllt und die dritte Bedingung nicht erfüllt ist, löst die Steuerung eine Luftfilterblockade-Warnung aus.

Description

EINFÜHRUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Motorluftfiltersystem sowie auf Systeme und Verfahren zur Durchführung von Diagnosen des Motorluftfiltersystems.
Luftfilter filtern Partikel aus einem Luftstrom heraus. Zum Beispiel filtern Luftfilter für einen Motor Partikel, bevor die Luft in die Verbrennungskammer gelangt. Mit der Zeit sammeln sich die Partikel an und verstopfen den Filter. Ein verstopfter Luftfilter kann zu einem ineffizienten Betrieb des Motors führen und sollte ausgetauscht werden.
Solche Luftfilter wurden in der Vergangenheit auf indirekte Weise überwacht, um festzustellen, wann sie ausgetauscht werden sollten. So wird beispielsweise die Anzahl der von einem Fahrzeug seit dem letzten Luftfilterwechsel zurückgelegten Kilometer üblicherweise als Mittel zum Bestimmen des Zeitpunkts für den Austausch des Luftfilters verwendet. Die Verwendung der gefahrenen Kilometer als Grundlage für dieses Bestimmen beruht auf einer Korrelation zwischen den gefahrenen Kilometern des Fahrzeugs und der Geschwindigkeit, mit der sich der Luftfilter des Fahrzeugs mit Partikeln zusetzt.
Obwohl ein solches Verfahren zum Bestimmen des Zeitpunkts für den Austausch des Luftfilters eines Fahrzeugs angemessen ist, gibt es Raum für Verbesserungen. Dementsprechend ist es wünschenswert, Verfahren und Systeme zur Luftfilterdiagnose bereitzustellen, einschließlich der Erkennung von Leckagen, fehlenden Filtern und teilweiser oder vollständiger Verstopfung des Luftfilters. Darüber hinaus ist es wünschenswert, Verfahren und Systeme bereitzustellen, die den erkannten Fehler an einen Benutzer melden. Darüber hinaus werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und diesem Hintergrund ersichtlich.
BESCHREIBUNG
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung bieten eine Reihe von Vorteilen. Beispielsweise ermöglichen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung die Identifizierung einer Luftfilterleckage oder eines Verstopfungszustands und ferner die Identifizierung, ob es sich bei der Verstopfung um eine Verstopfung durch eingedrungenen Schnee oder durch andere Verschmutzungen handelt.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zur Diagnose eines Luftfilterstatus das Empfangen von Sensordaten, die eine Luftmassenstromrate, eine Lufttemperatur und einen Luftdruck einer Luftreinigerbaugruppe mit einem Luftfilter angeben, durch eine Steuerung, das Bestimmen einer verbleibenden Luftfilterlebensdauer aus den Sensordaten durch die Steuerung und das Empfangen von Daten, die einen Fahrzeugzustand eines Fahrzeugs angeben, durch die Steuerung. Das Verfahren umfasst das Bestimmen durch die Steuerung, wann eine erste Bedingung erfüllt ist. Wenn die erste Bedingung erfüllt ist, umfasst das Verfahren das Auslösen einer Luftfilterleckage-Warnung durch die Steuerung. Wenn die erste Bedingung nicht erfüllt ist, umfasst das Verfahren das Bestimmen durch die Steuerung, wann eine zweite Bedingung erfüllt ist. Wenn die zweite Bedingung erfüllt ist, umfasst das Verfahren das Bestimmen durch die Steuerung, wann eine dritte Bedingung erfüllt ist, und wenn die dritte Bedingung erfüllt ist, die Auslösung einer Luftfilterschneeeindringungswarnung durch die Steuerung, und wenn die dritte Bedingung nicht erfüllt ist, die Auslösung einer Luftfilterblockierungswarnung durch die Steuerung.
In einigen Aspekten ist die erste Bedingung erfüllt, wenn die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters bei mindestens X von Y Ereignissen größer oder gleich einer oberen Fehlerschwelle ist und bei den letzten Z Ereignissen größer oder gleich der oberen Fehlerschwelle ist.
In einigen Aspekten ist die zweite Bedingung erfüllt, wenn die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters bei mindestens x von y Ereignissen kleiner oder gleich einer unteren Fehlerschwelle ist und bei den letzten z Ereignissen kleiner oder gleich der unteren Fehlerschwelle ist.
In einigen Aspekten umfassen die empfangenen Daten, die einen Fahrzeugzustand anzeigen, eine Umgebungstemperatur, eine Wettervorhersage in einer Umgebung des Fahrzeugs, Bilddaten der Umgebung des Fahrzeugs, einen Wischerblattzustand und eine Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und einem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe, und die dritte Bedingung ist erfüllt, wenn die Umgebungstemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt oder die Wettervorhersage Schnee anzeigt oder die Bilddaten Schnee enthalten und der Wischerblattzustand einen Scheibenwischer in einer EIN-Stellung für eine vorbestimmte Zeit anzeigt.
In einigen Aspekten umfassen die empfangenen Daten, die einen Fahrzeugzustand anzeigen, eine Umgebungstemperatur, eine Wettervorhersage in der Nähe des Fahrzeugs, Bilddaten der Umgebung des Fahrzeugs, einen Wischerblattzustand und eine Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und einem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe, und die dritte Bedingung ist erfüllt, wenn die Umgebungstemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt oder die Wettervorhersage Schnee anzeigt oder die Bilddaten Schnee enthalten und die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe eine lineare Steigung aufweist, die geringer ist als eine vorgegebene Steigung.
In einigen Aspekten umfassen die empfangenen Daten, die einen Fahrzeugzustand anzeigen, eine Umgebungstemperatur, eine Wettervorhersage in einer Umgebung des Fahrzeugs, Bilddaten der Umgebung des Fahrzeugs, einen Wischerblattzustand und eine Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und einem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilteranordnung, und die dritte Bedingung ist erfüllt, wenn die Umgebungstemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt oder die Wettervorhersage Schnee anzeigt oder die Bilddaten Schnee enthalten, und die Wischerblattbedingung einen Scheibenwischer in einer EIN-Stellung für eine vorbestimmte Zeit anzeigt, und die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilteranordnung eine lineare Steigung aufweist, die kleiner als eine vorbestimmte Steigung ist.
In einigen Aspekten umfasst das Verfahren ferner das Erzeugen einer Benachrichtigung an einen Bediener über die Luftfilterleckage-Warnung durch die Steuerung, wenn die erste Bedingung erfüllt ist.
In einigen Aspekten umfasst das Verfahren ferner das Erzeugen einer Benachrichtigung an einen Bediener des Luftfilter-Schneeeindringungsalarms durch die Steuerung, wenn die zweite und dritte Bedingung erfüllt sind.
In einigen Aspekten umfasst das Verfahren ferner das Erzeugen einer Benachrichtigung an einen Bediener über die Luftfilterblockade-Warnung durch die Steuerung, wenn die zweite Bedingung erfüllt und die dritte Bedingung nicht erfüllt ist.
In einigen Aspekten umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen durch die Steuerung, wann eine vierte Bedingung erfüllt ist, und wenn die vierte Bedingung erfüllt ist, das Auslösen einer Luftfilter-Lebensdauerende-Warnung durch die Steuerung, wobei die vierte Bedingung erfüllt ist, wenn die verbleibende Luftfilter-Lebensdauer kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Filter-Lebensdauerende-Schwellenwert ist.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein System zur Diagnose eines Luftfilterzustands ein erstes Modul, das durch eine Steuerung Sensordaten empfängt, die eine Luftmassenstromrate, eine Lufttemperatur und einen Luftdruck einer Luftfilterbaugruppe mit einem Luftfilter anzeigen, und selektiv eine verbleibende Luftfilterlebensdauer auf der Grundlage der Sensordaten berechnet. Das System umfasst auch ein zweites Modul, das durch die Steuerung einen Leckage- oder Blockierungszustand bestimmt, indem es die verbleibende Luftfilterlebensdauer mit einem oberen Fehlerschwellenwert und einem unteren Fehlerschwellenwert vergleicht, um zu bestimmen, wann ein Luftfilterleckagezustand, ein Luftfilterschneeeindringungszustand oder ein Luftfilterblockierungszustand vorliegt. Das Bestimmen, wann der Zustand des Eindringens von Schnee in den Luftfilter vorliegt, umfasst ferner das Empfangen und Auswerten von Daten bezüglich einer oder mehrerer Umgebungstemperaturen, einer Wettervorhersage in der Nähe des Systems, Bilddaten in der Nähe des Systems, eines Wischerblattzustands und einer Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und einem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe. Das System umfasst ein drittes Modul, das durch die Steuerung selektiv mindestens ein Benachrichtigungssignal oder eine Benachrichtigung auf der Grundlage des ermittelten Leckage- oder Blockierungszustands erzeugt.
In einigen Aspekten beinhaltet der Vergleich der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters mit dem oberen Fehlerschwellenwert das Bestimmen, wann die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters größer oder gleich dem oberen Fehlerschwellenwert für mindestens X von Y Ereignissen ist und größer oder gleich dem oberen Fehlerschwellenwert für die letzten Z Ereignisse ist, und wenn dies zutrifft, die Auslösung einer Luftfilterleckage-Warnung.
In einigen Aspekten beinhaltet der Vergleich der verbleibenden Luftfilterlebensdauer mit dem unteren Fehlerschwellenwert das Bestimmen, wann die verbleibende Luftfilterlebensdauer für mindestens x von y Ereignissen kleiner oder gleich dem unteren Fehlerschwellenwert ist und für die letzten z Ereignisse kleiner oder gleich dem unteren Fehlerschwellenwert ist, und wenn dies zutrifft, das Bestimmen, wann eine Kombination von Zustandsbedingungen erfüllt ist.
In einigen Aspekten umfassen die Zustandsbedingungen, dass die Umgebungstemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt, dass die Wettervorhersage in der Nähe des Systems Schnee enthält, dass die Bilddaten in der Nähe des Systems Schnee enthalten, dass der Wischerblattzustand anzeigt, dass ein Scheibenwischer für eine vorbestimmte Zeit in einer EIN-Stellung ist, und dass die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe eine lineare Steigung aufweist, die kleiner ist als eine vorbestimmte Steigung.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Kraftfahrzeug eine Luftfilterbaugruppe mit einem Luftfilter, mindestens einen Luftfiltersensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Luftmassenstromrate, eine Lufttemperatur und einen Druckzustand der Luftfilterbaugruppe erfasst, mindestens einen Fahrzeugsensor, der so konfiguriert ist, dass er einen Fahrzeugzustand erfasst, mindestens einen Umgebungssensor, der so konfiguriert ist, dass er einen Umgebungszustand in der Nähe des Fahrzeugs erfasst, und ein Steuergerät, das elektronisch mit dem mindestens einen Luftfiltersensor, dem mindestens einen Fahrzeugsensor und dem mindestens einen Umgebungssensor verbunden ist. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass es Sensordaten von dem mindestens einen Luftfiltersensor empfängt, die eine Luftmassenstromrate, eine Lufttemperatur und einen Luftdruck der Luftfilterbaugruppe anzeigen, und eine verbleibende Luftfilterlebensdauer aus den Sensordaten bestimmt. Die Steuerung ist auch so konfiguriert, dass es Daten, die den Fahrzeugzustand anzeigen, von dem mindestens einen Fahrzeugsensor empfängt und Daten, die den Umgebungszustand anzeigen, von dem mindestens einen Umgebungssensor empfängt. Die empfangenen Daten umfassen eine oder mehrere der folgenden Daten: eine Umgebungstemperatur, eine Wettervorhersage in der Nähe des Kraftfahrzeugs, Bilddaten in der Nähe des Kraftfahrzeugs, einen Wischerblattzustand, eine Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und einem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe und eine Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und einem Kilometerstand des Kraftfahrzeugs. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie feststellt, wann eine erste Bedingung erfüllt ist, und wenn die erste Bedingung erfüllt ist, eine Luftfilterleckagewarnung auslöst. Wenn die erste Bedingung nicht erfüllt ist, ist die Steuerung so konfiguriert, dass sie bestimmt, wann eine zweite Bedingung erfüllt ist, und wenn die zweite Bedingung erfüllt ist, bestimmt, wann eine dritte Bedingung erfüllt ist. Wenn die dritte Bedingung erfüllt ist, ist die Steuerung so konfiguriert, dass sie einen Luftfilter-Schneeeindringungsalarm auslöst und wenn die dritte Bedingung nicht erfüllt ist, einen Luftfilter-Blockierungsalarm auslöst.
In einigen Aspekten ist die erste Bedingung erfüllt, wenn die verbleibende Luftfilterlebensdauer größer oder gleich einem oberen Fehlerschwellenwert für mindestens X von Y Ereignissen ist und größer oder gleich dem oberen Fehlerschwellenwert für die letzten Z Ereignisse ist, und wobei die zweite Bedingung erfüllt ist, wenn die verbleibende Luftfilterlebensdauer kleiner oder gleich einem unteren Fehlerschwellenwert für mindestens x von y Ereignissen ist und kleiner oder gleich dem unteren Fehlerschwellenwert für die letzten z Ereignisse ist.
In einigen Aspekten ist die dritte Bedingung erfüllt, wenn die Umgebungstemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt oder die Wettervorhersage in der Umgebung des Kraftfahrzeugs Schnee enthält oder die Bilddaten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs Schnee enthalten und der Wischerblattzustand einen Scheibenwischer in einer EIN-Stellung für eine vorbestimmte Zeit anzeigt.
In einigen Aspekten ist die dritte Bedingung erfüllt, wenn die Umgebungstemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt oder die Wettervorhersage in der Nähe des Kraftfahrzeugs Schnee enthält oder die Bilddaten in der Nähe des Kraftfahrzeugs Schnee enthalten und die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe eine lineare Steigung aufweist, die geringer ist als eine erste vorgegebene Steigung, oder die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem Kilometerstand des Kraftfahrzeugs eine lineare Steigung aufweist, die geringer ist als eine zweite vorgegebene Steigung.
In einigen Aspekten ist die dritte Bedingung erfüllt, wenn die Umgebungstemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt oder die Wettervorhersage in der Nähe des Kraftfahrzeugs Schnee enthält oder die Bilddaten in der Nähe des Kraftfahrzeugs Schnee enthalten, und der Wischerblattzustand einen Scheibenwischer in einer EIN-Stellung für eine vorbestimmte Zeit anzeigt, und die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe eine lineare Steigung aufweist, die kleiner als eine vorbestimmte Steigung ist.
In einigen Aspekten ist die Steuerung ferner so konfiguriert, dass sie eine Benachrichtigung an einen Bediener über die Luftfilterleckagewarnung erzeugt, wenn die erste Bedingung erfüllt ist, eine Benachrichtigung an einen Bediener über die Luftfilterschneeeindringungswarnung erzeugt, wenn die zweite und die dritte Bedingung erfüllt sind, und eine Benachrichtigung an einen Bediener über die Luftfilterblockierungswarnung erzeugt, wenn die zweite Bedingung erfüllt ist und die dritte Bedingung nicht erfüllt ist.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen.

1 ist eine schematische Darstellung eines Teils eines Fahrzeugs, das neben anderen Merkmalen ein Luftfilterdiagnosesystem gemäß einer Ausführungsform enthält.
2 ist eine schematische Darstellung eines Steuermoduls des Luftfilterdiagnosesystems gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein Diagramm, das die Daten des Luftfilterüberwachungsaspekts des Luftfilterdiagnosesystems gemäß einer Ausführungsform darstellt.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Luftfilterdiagnose gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.

Die vorstehenden und andere Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Figuren besser ersichtlich. In dem Bewusstsein, dass diese Figuren nur einige Ausführungsformen gemäß der Offenbarung darstellen und nicht als Einschränkung ihres Umfangs zu betrachten sind, wird die Offenbarung durch die Verwendung der beigefügten Figuren mit zusätzlicher Spezifität und Detailgenauigkeit beschrieben. Alle Abmessungen, die in den Zeichnungen oder an anderer Stelle angegeben sind, dienen nur der Veranschaulichung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die offengelegten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um dem Fachmann zu zeigen, wie er die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Weise anwenden kann. Wie Fachleute wissen, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die abgebildeten Merkmalskombinationen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen dar. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
Bestimmte Begriffe werden in der folgenden Beschreibung nur zu Referenzzwecken verwendet und sind daher nicht als einschränkend zu betrachten. So beziehen sich beispielsweise Begriffe wie „oben“ und „unten“ auf Richtungen in den Figuren, auf die Bezug genommen wird. Begriffe wie „vorne“, „hinten“, „links“, „rechts“, und „seitlich“ beschreiben die Ausrichtung und/oder Lage von Teilen der Bauteile oder Elemente innerhalb eines einheitlichen, aber willkürlichen Bezugsrahmens, der durch Bezugnahme auf den Text und die zugehörigen Zeichnungen, in denen die besprochenen Bauteile oder Elemente beschrieben sind, deutlich wird. Darüber hinaus können Begriffe wie „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. zur Beschreibung einzelner Komponenten verwendet werden. Diese Terminologie kann die oben erwähnten Begriffe, ihre Ableitungen und Begriffe mit ähnlicher Bedeutung umfassen.
Der Kürze halber werden konventionelle Techniken im Zusammenhang mit Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalisierung, Steuerung und anderen funktionellen Aspekten der Systeme (und der einzelnen Betriebskomponenten der Systeme) hier nicht im Detail beschrieben. Darüber hinaus sollen die in den verschiedenen Abbildungen dargestellten Verbindungslinien beispielhafte funktionale Beziehungen und/oder physikalische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen in verschiedenen Ausführungsformen vorhanden sein können.
Bezug nehmend auf 1 wird ein Teil eines Fahrzeugs 10 gezeigt, das ein Luftfilterüberwachungssystem 12 umfasst, das einen Luftfilter 14 einer Luftfilterbaugruppe 16 neben anderen Komponenten des Fahrzeugs 10 überwacht, um eine Nutzungsdauer des Luftfilters 14 vorherzusagen und einen Benutzer darüber zu informieren. Obwohl die hier gezeigten Figuren ein Beispiel mit bestimmten Anordnungen von Elementen darstellen, können in einer tatsächlichen Ausführungsform zusätzliche dazwischenliegende Elemente, Vorrichtungen, Merkmale oder Komponenten vorhanden sein. Es sollte auch verstanden werden, dass 1 nur illustrativ ist und nicht maßstabsgetreu gezeichnet sein muss.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Fahrzeug 10 im Allgemeinen die Luftfilterbaugruppe 16, die den Luftfilter 14 enthält. Wie zu erkennen ist, kann das Fahrzeug 10 jeder Fahrzeugtyp sein, einschließlich eines Automobils, eines Flugzeugs, eines Zugs, eines Wasserfahrzeugs oder eines anderen Fahrzeugtyps, der einen Luftfilter 14 umfasst. Die Luftfilterbaugruppe 16 kann ein beliebiges Luftfiltersystem sein, das Luft durch einen Filter, wie den Luftfilter 14, zieht und einen oder mehrere Sensoren enthält, wie hier beschrieben. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Luftfilterbaugruppe 16 ein eigenständiges System, das von einem Fahrzeug getrennt ist, wie z. B. und ohne Einschränkung stationäre Stromgeneratoren. Für beispielhafte Zwecke wird die Offenbarung im Zusammenhang mit dem Fahrzeug 10 diskutiert, das ein Automobil mit einem Luftfilter 14 ist, der mit einem Motor 18 des Automobils verbunden ist.
Im Betrieb ist die Luftfilterbaugruppe 16 so konfiguriert, dass sie Luft durch einen Einlass 20 ansaugt und die Luft durch den Luftfilter 14 und dann zum Motor 18 leitet. Ein oder mehrere Sensoren, die allgemein als 22 bezeichnet werden, erfassen beobachtbare Bedingungen der Luftfilterbaugruppe 16 und/oder des Fahrzeugs 10 und erzeugen darauf basierende Sensorsignale. Ein oder mehrere Fahrzeugsysteme, die allgemein als 24 bezeichnet werden, ermitteln einen mit dem Fahrzeug 10 verbundenen Zustand und erzeugen darauf basierende Signale und/oder Meldungen.
Eine Steuerung oder Steuermodul 26 empfängt die Signale von den Sensoren 22 und die Signale und/oder Meldungen von den Fahrzeugsystemen 24 und bestimmt die Nutzungsdauer des Luftfilters 14 und führt unter Verwendung der Daten über die Nutzungsdauer des Luftfilters 14 Diagnoseberechnungen durch, um Leckagen oder Verstopfungen des Luftfilters zu erkennen. Das Steuermodul 26 informiert den Benutzer selektiv über die Nutzungsdauer und/oder darüber, wann der Luftfilter 14 gewechselt werden sollte und/oder über die Art der festgestellten Leckage oder Verstopfung. Das Steuermodul 26 benachrichtigt den Benutzer durch optische, akustische und/oder haptische Rückmeldungen innerhalb des Fahrzeugs 10 und/oder durch Nachrichten, die an entfernte Geräte gesendet werden (z. B. E-Mail-Nachrichten, Textnachrichten usw.).
In verschiedenen Ausführungsformen können die Sensoren 22 einen Luftdrucksensor 22a, einen Luftmassenmesser 22b und einen Ansauglufttemperatursensor 22c umfassen. Wie zu erkennen ist, können ein oder mehrere der Sensoren zu einem einzigen Sensor kombiniert werden (d. h. der Luftdrucksensor 22a und der Luftmassenmesser 22b) oder als separate Sensoren implementiert werden (wie dargestellt). Der Luftdrucksensor 22a und der Luftmassenmesser 22b sind in der Luftfiltereinheit 16 stromabwärts des Luftfilters 14 angeordnet. Der Luftdrucksensor 22a misst den Luftdruck der aus dem Luftfilter 14 strömenden Luft und erzeugt darauf basierende Sensorsignale. Der Luftmassenstromsensor 22b erfasst den Luftstrom aus dem Luftfilter 14 und erzeugt darauf basierende Sensorsignale.
Der Ansauglufttemperatursensor 22c kann innerhalb der Luftfilterbaugruppe 16 an einer Stelle stromabwärts des Luftfilters 14 oder an anderen Stellen relativ zur Luftfilterbaugruppe 16 angeordnet sein. Der Ansauglufttemperatursensor 22c erfasst die Temperatur der in den Motor 18 eintretenden Luft und erzeugt auf dieser Grundlage Sensorsignale.
In verschiedenen Ausführungsformen erzeugen die ein oder mehreren Fahrzeugsysteme 24 Signale und/oder Meldungen, die den Zustand des Fahrzeugs 10 anzeigen. Die Fahrzeugsysteme 24 liefern die Signale und/oder Nachrichten direkt oder indirekt über einen Kommunikationsbus (nicht dargestellt) oder andere Kommunikationsmittel. Zu den Zuständen können beispielsweise das Vorhandensein von Schnee oder Regen, der Zustand eines Systems, das mit Schnee oder Regen in Verbindung steht, sowie die Tages- oder Jahreszeit gehören, ohne darauf beschränkt zu sein. Die ein oder mehreren Fahrzeugsysteme 24 können unter anderem ein Scheibenwischersystem, ein Temperaturerfassungssystem, ein globales Positionierungssystem, ein Fahrzeugkalender-Informationssystem, ein Telematiksystem usw. umfassen. Das Steuermodul 26 verwendet die Signale und/oder Meldungen, die den Fahrzeugzustand anzeigen, um eine Luftfilterleckage oder -verstopfung zu diagnostizieren und auch die Art der Verstopfung (Schneeverstopfung oder andere Verunreinigungen) zu bestimmen.
Die schematische Darstellung des Steuermoduls 26 des Luftfilter-Diagnosesystems in 2, die sich weiterhin auf 1 bezieht, zeigt verschiedene Ausführungsformen des Steuermoduls 26 im Detail. Die in 2 dargestellten Untermodule können kombiniert und/oder weiter unterteilt werden, um den Luftfilter 14 zu überwachen und Diagnosevorgänge am Luftfilter 14 durchzuführen. In verschiedenen Ausführungsformen werden Eingaben an das Steuermodul 26 von den Sensoren 22, von den Fahrzeugsystemen 24 empfangen und/oder von anderen Untermodulen (nicht dargestellt) des Steuermoduls 26 bestimmt.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Steuermodul 26 ein Modul 42 zum Bestimmen der Nutzungsdauer, ein Luftfilterdiagnosemodul 44 und ein Modul 46 zum Bestimmen der Benachrichtigung. In einigen Ausführungsformen umfasst das Steuermodul 26 zusätzliche Module und/oder Untermodule, die zum Bestimmen der Nutzungsdauer des Luftfilters 14 beitragen.
Das Modul 42 zum Bestimmen der Nutzungsdauer empfängt als Eingangsdaten Fahrzeugsystemdaten 50, Umgebungslufttemperaturdaten 53, Luftmassenstromdaten (MAF) 54 und Druckdaten 56. Das US-Patent Nr. 10.006.393 mit dem Titel „Methods and Systems for Determining and Reporting a Remaining Useful Life of an Air Filter“ und das US-Patent Nr. 8.626.456 mit dem Titel „Methods for Determining a Remaining Useful life of an Air Filter“, die beide durch Bezugnahme in vollem Umfang in dieses Dokument aufgenommen sind, beschreiben Verfahren zum Bestimmen einer Nutzungsdauer des Luftfilters 14. In verschiedenen Ausführungsformen wird eine tatsächliche Nutzungsdauer des Luftfilters 14 aus einer druckbasierten Nutzungsdauer und einer altersbasierten Nutzungsdauer bestimmt, wie in den einbezogenen US-Patenten beschrieben.
Das Luftfilter-Diagnosemodul 44 erhält als Eingangsdaten einen druckbasierten Prozentsatz der verbleibenden Nutzungsdauer des Luftfilters vom Nutzungsdauer-Bestimmungsmodul 42. Darüber hinaus ist eine lineare Regressionslinie, die eine Beziehung zwischen der druckbasierten Luftfilterlebensdauer und Fahrzeugzustandsdaten wie dem kumulativen Luftmassenstrom anzeigt, ebenfalls eine Eingangsgröße für das Luftfilterdiagnosemodul 44. Wie in 3 gezeigt, wird beispielsweise die Lebensdauer des Motorluftfilters (in Prozent) bei früheren kumulativen Luftmassenstrom- oder Kilometerstand-Ereignissen in den Feldern 114a-114c dargestellt, wobei die x-Achse 116 einen kumulativen Luftmassenstrom oder Kilometerstand und die y-Achse 118 die Luftfilter-Nutzungsdauer (in Prozent) darstellt. Die Daten 114a-114c können verwendet werden, um eine lineare Regressionslinie 120 zu erstellen. Die lineare Regressionsgerade 120 wird dann zur Vorhersage der Luftfilterlebensdauer 122 in Abhängigkeit vom kumulierten Luftmassenstrom oder der Kilometerleistung verwendet. Selbstverständlich können auch andere Fahrzeugzustandsdaten, wie z. B. die verstrichene Zeit oder die zurückgelegte Strecke, zur Modifizierung des Schwellenwerts verwendet werden, da die Offenbarung nicht auf die vorliegenden Beispiele beschränkt ist.
Das Luftfilter-Diagnosemodul 44 erzeugt zwei Luftfilter-Fehlerschwellenlinien, die von der linearen Regressionslinie abweichen. Die obere Fehlerschwellenlinie 123 und die untere Fehlerschwellenlinie 124 legen die Grenzen für die Diagnose von Luftfilterleckagen und Verstopfungen fest.
Um ein Leckageereignis zu diagnostizieren, überwacht das Steuermodul 26 den Prozentsatz der momentanen Luftfilterlebensdauer auf eine Anomalie. Wenn der prozentuale Wert der momentanen Luftfilterlebensdauer bei mindestens X von Y Ereignissen größer oder gleich der oberen Fehlerschwellenlinie 123 ist und bei den letzten Z Ereignissen größer oder gleich der oberen Fehlerschwellenlinie 123 ist, wird eine Benachrichtigung über eine Luftfilterleckage ausgelöst. In verschiedenen Ausführungsformen werden die Schwellenwerte X, Y und Z auf der Grundlage von Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen vorgegeben, einschließlich beispielsweise und ohne Einschränkung des Fahrzeugtyps, des Motortyps, des Luftfiltertyps, der Luftfiltergröße, des Signal-Rausch-Verhältnisses der Sensoren usw. In verschiedenen Ausführungsformen werden alternative Schwellenwerte festgelegt, um die Warnung mit Hilfe einer Hysterese zu deaktivieren. Diese Diagnose erkennt einen fehlenden Filter, z. B. aufgrund eines Herstellungsfehlers oder einer Entfernung und/oder Manipulation. Diese Diagnose erkennt auch einen Durchbruch im Motorluftfilter oder ein Loch im Filtermaterial, z. B. aufgrund eines Materialfehlers oder einer Zersetzung des Filtermaterials im Laufe der Zeit.
Zur Diagnose eines Verstopfungsereignisses überwacht das Steuermodul 26 auch den Prozentsatz der momentanen Luftfilterlebensdauer auf eine Anomalie. Wenn der Prozentsatz der momentanen Luftfilterlebensdauer bei mindestens x von y Ereignissen gleich oder unterhalb der unteren Fehlerschwellenlinie 124 ist und bei den letzten z Ereignissen gleich oder unterhalb der unteren Fehlerschwellenlinie 124 ist, wird ein Luftfilterverstopfungsflag gesetzt. In verschiedenen Ausführungsformen werden die Schwellenwerte x, y und z auf der Grundlage von Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen vorgegeben, einschließlich beispielsweise und ohne Einschränkung des Fahrzeugtyps, des Motortyps, des Luftfiltertyps, der Luftfiltergröße, des Signal-Rausch-Verhältnisses der Sensoren usw.
Wenn das Luftfilterverstopfungsflag gesetzt ist, bestimmt das Steuermodul 26, ob eine Kombination von Fahrzeug- oder Umgebungsbedingungen erfüllt ist. Daten bezüglich der Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen werden von einem oder mehreren der Sensoren 22 und einem oder mehreren der Fahrzeugsysteme 24 oder von anderen Steuersystemen des Fahrzeugs 10 empfangen. In verschiedenen Ausführungsformen umfassen diese Bedingungen eine Umgebungslufttemperatur, die während der y-Ereignisse unter einem Schwellenwert liegt, eine Wettervorhersage in der Nähe des Fahrzeugs 10, die Schnee anzeigt, Bilddaten in der Nähe des Fahrzeugs 10, die Schnee enthalten, einen Scheibenwischer, der während der y-Ereignisse in Betrieb ist oder für eine vorgegebene Anzahl N von Minuten auf EIN gestellt ist, die Anpassungsgüte der Regression für die Beziehung zwischen der Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom für die letzten YS-Ereignisse größer als ein Schwellenwert ist und eine erste Steigung m der Regressionslinie kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und die Anpassungsgüte der Regression für die Beziehung zwischen der Luftfilterlebensdauer und dem Kilometerstand des Fahrzeugs 10 für die letzten YS-Ereignisse größer als ein Schwellenwert ist und eine zweite Steigung n der Regressionslinie kleiner als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert ist. Der Wert YS steht für die Anzahl der Ereignisse, die zum Bestimmen der linearen Regressionslinie verwendet werden. Wenn die Umgebungstemperatur während der y Ereignisse der momentanen prozentualen Luftfilterlebensdauer unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt oder die Wettervorhersage Schnee anzeigt oder die Bilddaten Schnee enthalten, wird in Kombination mit der Erfüllung einer oder aller Bedingungen der Regressionslinie und des Wischers ein Luftfilter-Schneeeindringungsalarm ausgelöst. Wenn die Umgebungslufttemperatur während der y Ereignisse des momentanen Luftfilterlebensdauerprozentsatzes nicht unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt und die Wettervorhersage keinen Schnee anzeigt und die Bilddaten keinen Schnee enthalten, wird ein Luftfilterverstopfungsalarm ausgelöst, der auf eine Luftfilterverstopfung aufgrund eines anderen externen Objekts hinweist, wie z. B. eine Plastiktüte, ein Tiernest usw., ohne Einschränkung. Wenn die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom für die letzten YS-Ereignisse eine erste Steigung m aufweist, die nicht kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, und die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem Kilometerstand des Fahrzeugs 10 für die letzten YS-Ereignisse eine zweite Steigung n eine zweite Steigung aufweist, die nicht kleiner als eine zweite vorbestimmte Steigung ist, und ein Scheibenwischer nicht in Betrieb ist oder für eine vorbestimmte Anzahl N von Minuten während der y Ereignisse auf EIN gestellt ist, wird eine Luftfilterverstopfungswarnung ausgelöst, die auf eine Luftfilterverstopfung aufgrund eines anderen externen Objekts hinweist. In verschiedenen Ausführungsformen werden andere Kombinationen dieser Bedingungen und/oder andere Fahrzeug- oder Zustandsbedingungen oder Fahrzeugtelematikdaten, wie z. B. Wettervorhersage-Telematikdaten, Kamerainformationen usw. verwendet, um eine Luftfilterverstopfung aufgrund des Eindringens von Schnee zu ermitteln.
Das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 erhält als Eingabe die tatsächliche Nutzungsdauer des Luftfilters 14 sowie die Diagnosebestimmung des Zustands des Luftfilters 14. Das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 erzeugt Benachrichtigungssignale 70 und/oder Benachrichtigungsmeldungen 72, um den Benutzer über den Status des Luftfilters 14 zu informieren, d.h. beispielsweise über einen Leckagezustand oder einen Verstopfungszustand und, in verschiedenen Ausführungsformen, über die Art der Verstopfung. In verschiedenen Ausführungsformen enthalten die Benachrichtigungssignale 70 und/oder Nachrichten 72 eine Nachricht oder einen anderen Hinweis (z. B. akustisch oder haptisch), dass es an der Zeit ist, den Luftfilter 14 zu warten.
In verschiedenen Ausführungsformen erzeugt das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 die Benachrichtigungssignale 70 und/oder Nachrichten 72 zu einem Zeitpunkt, der für den Benutzer günstiger sein kann. Zum Beispiel kann das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 als Eingabe Daten über den Gesundheitszustand des Fahrzeugs und/oder Verhaltensdaten erhalten. Das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 koordiniert die Übermittlung und/oder den Inhalt der Benachrichtigungssignale 70 und/oder Nachrichten 72 auf der Grundlage der Fahrzeugzustandsdaten und/oder der Verhaltensdaten.
4 zeigt ein Verfahren 400 zur Diagnose einer Luftfilterleckage oder eines Verstopfungsereignisses. Das Verfahren 400 kann in Verbindung mit dem Steuersystem 26 des Fahrzeugs 10 verwendet werden. Das Verfahren 400 kann in Verbindung mit den verschiedenen Modulen des Steuersystems 26, wie hierin erörtert, oder durch andere Systeme, die mit dem Fahrzeug verbunden oder von ihm getrennt sind, in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsformen ist das Verfahren 400 als computerlesbare Anweisungen kodiert, die, wenn sie von einer Steuerung oder einem Prozessor ausgeführt werden, die Steuerung oder den Prozessor veranlassen, die aufgeführten Vorgänge durchzuführen. Die Reihenfolge der Ausführung des Verfahrens 400 ist nicht auf die in 4 dargestellte sequentielle Ausführung beschränkt, sondern kann in einer oder mehreren variierenden Reihenfolgen ausgeführt werden, oder die Schritte können gleichzeitig ausgeführt werden, wie es in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung anwendbar ist. Das Verfahren 400 kann so geplant werden, dass es in vorbestimmten Zeitintervallen während des Betriebs des Fahrzeugs 10 abläuft, und/oder es kann so geplant werden, dass es auf der Grundlage vorbestimmter Ereignisse abläuft.
Das Verfahren 400 beginnt bei 402. Als Nächstes, bei 404, empfängt das Steuermodul 26 Sensordaten von der Vielzahl der Sensoren 22, einschließlich Luftmassenstrom, Lufttemperatur und Druck, zum Beispiel und ohne Einschränkung.
Bei 406 berechnet das Steuermodul 26 die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters, z. B. und ohne Einschränkung auf der Grundlage eines Druckabfalls über den Luftfilter. Wie bereits erwähnt, wird die Berechnung der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters in den inkorporierten US-Patenten Nr. 8.626.456 und 10.006.393 oder auf andere Weise detailliert beschrieben.
Als nächstes wird bei 408 ein Bestimmen der Luftfilterleckage vorgenommen. Auf der Grundlage der vom Modul 42 zum Bestimmen der Lebensdauer des Luftfilters empfangenen Daten wertet das Steuermodul 26 den Prozentsatz der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters anhand der oberen Fehlerschwelle 123 aus, wie in 3 dargestellt. Wenn der Prozentsatz der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters bei mindestens X von Y Ereignissen gleich oder größer als die obere Fehlerschwellenlinie 123 ist und bei den letzten Z Ereignissen gleich oder größer als die obere Fehlerschwellenlinie 123 ist, fährt das Verfahren 400 mit 410 fort. Die vorbestimmten Werte X, Y und Z sind Zahlen, die Ereignisse anzeigen, bei denen die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters in Prozent bestimmt wird. Bei 410 wird ein Filterleck- oder Durchbruchalarm ausgelöst. Das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 erzeugt ein Benachrichtigungssignal und/oder eine Benachrichtigungsmeldung, wie hier beschrieben. In verschiedenen Ausführungsformen wird die Filterleckage- oder Durchbruchwarnung deaktiviert oder ausgeschaltet, wenn der verbleibende Prozentsatz der Luftfilterlebensdauer bei mindestens X2 von Y2 Ereignissen unter der oberen Fehlerschwellenlinie 123 liegt und der verbleibende Prozentsatz der Luftfilterlebensdauer bei den letzten Z2 Ereignissen unter der oberen Fehlerschwellenlinie 123 liegt. Die vorgegebenen Werte X2, Y2 und Z2 sind alternative Schwellenwerte, die die Anzahl der Vorkommnisse angeben, wenn der Prozentsatz der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters ermittelt wird und X2, Y2 und Z2 so eingestellt sind, dass der Alarm mit Hilfe der Hysterese deaktiviert wird.
Wenn jedoch der Prozentsatz der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters bei weniger als X von Y Ereignissen größer oder gleich der oberen Fehlerschwellenlinie 123 ist oder wenn mindestens eines der letzten Z Ereignisse kleiner als die obere Fehlerschwellenlinie 123 ist, wird das Verfahren 400 mit 412 fortgesetzt. Bei 412 wertet das Steuermodul 26 den Prozentsatz der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters anhand der unteren Fehlerschwellenlinie 124 aus, wie in 4 dargestellt. Wenn der Prozentsatz der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters bei mindestens x von y Ereignissen kleiner oder gleich der unteren Fehlerschwellenlinie 124 ist und bei den letzten z Ereignissen kleiner oder gleich der unteren Fehlerschwellenlinie 124 ist, fährt das Verfahren 400 mit 414 fort. Die vorgegebenen Werte x, y und z sind Schwellenwerte, die Ereignisse anzeigen, bei denen die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters bestimmt wird, und können sich von den vorgegebenen Werten X, Y und Z unterscheiden.
Bei 414 bestimmt das Steuermodul 26, ob verschiedene Fahrzeug- und/oder Umgebungs- oder Zustandsbedingungen vorliegen. Das Steuermodul 26 trifft diese Feststellung anhand des Empfangs von Informationen von verschiedenen Fahrzeug- und Umweltsensoren, wie z. B. den Sensoren 22, die Temperatursensoren und Bildsensoren umfassen, Informationen und Daten von einem oder mehreren der Fahrzeugsysteme 24, Daten von anderen Steuersystemen des Fahrzeugs 10 und Fahrzeugtelematikdaten, die z. B. Wettervorhersagedaten umfassen, usw., und ohne Einschränkung. Wie hierin erörtert, umfassen diese Bedingungen eine Umgebungslufttemperatur unterhalb eines Schwellenwerts während der y-Ereignisse, Wettervorhersagedaten in einer Umgebung des Fahrzeugs, die Schnee anzeigen, Bilddaten der Umgebung des Fahrzeugs, die Schnee enthalten, einen Scheibenwischer, der in Betrieb ist oder für eine vorbestimmte Anzahl N von Minuten während der y-Ereignisse auf EIN gestellt ist, die Anpassungsgüte der Regression für die Beziehung zwischen der Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom für die letzten YS-Ereignisse größer als ein Schwellenwert ist und die erste Steigung m der Regressionsgeraden kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und die Anpassungsgüte der Regression für die Beziehung zwischen der Luftfilterlebensdauer und dem Kilometerstand des Fahrzeugs 10 für die letzten YS-Ereignisse größer als ein Schwellenwert ist und die zweite Steigung n der Regressionsgeraden kleiner als die zweite vorbestimmte Steigung ist. Wenn die Umgebungslufttemperatur während der y Ereignisse des momentanen Luftfilterlebensdauerprozentsatzes unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, oder wenn Bilddaten oder Wettervorhersagedaten Schnee anzeigen, in Kombination mit der Erfüllung einer oder aller anderen Bedingungen, fährt das Verfahren 400 mit 416 fort und ein Luftfilter-Schneeeindringungsalarm wird ausgelöst und das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 erzeugt ein Benachrichtigungssignal und/oder eine Benachrichtigungsnachricht, wie hierin beschrieben. In verschiedenen Ausführungsformen wird der Luftfilter-Schneeeindringungsalarm deaktiviert oder ausgeschaltet, wenn der Prozentsatz der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters bei mindestens x2 von y2 Ereignissen größer ist als die untere Fehlerschwellenlinie 124 und bei den letzten z2 Ereignissen größer ist als die untere Fehlerschwellenlinie 124. Bei den vorgegebenen Werten x2, y2 und z2 handelt es sich um alternative Schwellenwerte, die die Anzahl der Vorkommnisse bei der Ermittlung der verbleibenden Luftfilterlebensdauer in Prozent angeben und so eingestellt sind, dass die Warnmeldung mithilfe der Hysterese deaktiviert wird. Die Werte x2, y2 und z2 können sich von den vorgegebenen Werten x, y und z unterscheiden.
Wenn jedoch die Umgebungslufttemperatur während der vorgeschriebenen Anzahl y von Ereignissen nicht unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt und die Wettervorhersage keinen Schnee anzeigt und die Bilddaten keinen Schnee enthalten, fährt das Verfahren 400 mit 418 fort und ein allgemeiner Luftfilterverstopfungsalarm wird ausgelöst und das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 erzeugt ein Benachrichtigungssignal und/oder eine Benachrichtigung, wie hier beschrieben. Wenn der Scheibenwischer für eine vorbestimmte Anzahl N von Minuten während der y Ereignisse nicht in Betrieb oder auf EIN gestellt ist und die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom nicht kleiner als eine erste vorbestimmte Steigung ist und die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem Kilometerstand des Fahrzeugs 10 nicht kleiner als eine zweite vorbestimmte Steigung ist, fährt das Verfahren 400 ebenfalls mit 418 fort. Ein allgemeiner Luftfilterverstopfungsalarm wird ausgelöst und das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 erzeugt ein Benachrichtigungssignal und/oder eine Benachrichtigungsnachricht, wie hierin beschrieben. In verschiedenen Ausführungsformen wird die Luftfilterverstopfungswarnung deaktiviert oder ausgeschaltet, wenn der Prozentsatz der verbleibenden Luftfilterlebensdauer bei mindestens x3 von y3 Ereignissen größer ist als die untere Fehlerschwellenlinie 124 und bei den letzten z3 Ereignissen größer ist als die untere Fehlerschwellenlinie 124. Bei den vorgegebenen Werten x3, y3 und z3 handelt es sich um alternative Schwellenwerte, die die Anzahl der Vorkommnisse bei der Ermittlung der prozentualen Restlebensdauer des Luftfilters angeben und so eingestellt sind, dass die Warnmeldung mithilfe der Hysterese deaktiviert wird. Die Werte x3, y3 und z3 können sich von den Werten x, y und z sowie von den Werten x2, y2 und z2 unterscheiden.
Zurück zu Block 412: Wenn der Prozentsatz der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters bei weniger als x von y Ereignissen kleiner oder gleich der unteren Fehlerschwellenlinie 124 ist oder mindestens eines der letzten z Ereignisse größer als die untere Fehlerschwellenlinie 124 ist, geht das Verfahren 400 zu 420 über. Bei 420 bestimmt das Steuermodul 26, ob die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters kleiner oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert für das Ende der Lebensdauer ist. In verschiedenen Ausführungsformen wird die in 3 gezeigte Regressionslinie 120 der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters ausgewertet, um festzustellen, ob die Regressionslinie einen Schwellenwert für das Ende der Lebensdauer des Filters überschreitet. Wenn dies der Fall ist, fährt das Verfahren 400 mit 422 fort, und es wird eine Warnung über das Ende der Lebensdauer des Luftfilters ausgelöst. Das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 erzeugt ein Benachrichtigungssignal und/oder eine Benachrichtigungsmeldung, wie hier beschrieben.
Wenn die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters nicht kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert für das Ende der Lebensdauer ist, geht das Verfahren 400 zu 424 über und das Benachrichtigungsbestimmungsmodul 46 erzeugt ein Benachrichtigungssignal und/oder eine Benachrichtigung, wie hier beschrieben, die die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters angibt. Das Verfahren 400 kehrt zu 404 zurück und fährt wie oben beschrieben fort.
Es sollte betont werden, dass viele Variationen und Modifikationen an den hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, wobei die Elemente dieser Ausführungsformen als weitere akzeptable Beispiele zu verstehen sind. Alle derartigen Modifikationen und Variationen sollen hier im Rahmen dieser Offenbarung enthalten sein und durch die folgenden Ansprüche geschützt werden. Darüber hinaus kann jeder der hier beschriebenen Schritte gleichzeitig oder in einer anderen als der hier angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Darüber hinaus können, wie ersichtlich sein sollte, die Merkmale und Eigenschaften der hier offengelegten spezifischen Ausführungsformen auf unterschiedliche Weise kombiniert werden, um zusätzliche Ausführungsformen zu bilden, die alle in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
Die hier verwendete bedingte Sprache, wie z.B. „kann“, „könnte“, „z.B.“ und ähnliches, ist, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben oder im Kontext anders verstanden, im Allgemeinen dazu gedacht, zu vermitteln, dass bestimmte Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Zustände enthalten, während andere Ausführungsformen diese nicht enthalten. Daher soll eine solche konditionale Sprache im Allgemeinen nicht implizieren, dass Merkmale, Elemente und/oder Zustände in irgendeiner Weise für eine oder mehrere Ausführungsformen erforderlich sind oder dass eine oder mehrere Ausführungsformen notwendigerweise eine Logik enthalten, um mit oder ohne Eingabe oder Aufforderung durch den Autor zu entscheiden, ob diese Merkmale, Elemente und/oder Zustände in einer bestimmten Ausführungsform enthalten sind oder ausgeführt werden sollen.
Außerdem kann die folgende Terminologie hier verwendet worden sein. Die Singularformen „ein“, „eine“ und „der, die, dass“ schließen Pluralbezüge ein, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt. So schließt zum Beispiel die Bezugnahme auf einen Gegenstand die Bezugnahme auf einen oder mehrere Gegenstände ein. Der Begriff „einige“ bezieht sich auf eins, zwei oder mehr und gilt im Allgemeinen für die Auswahl eines Teils oder der Gesamtheit einer Menge. Der Begriff „mehrere“ bezieht sich auf zwei oder mehr Exemplare eines Artikels. Der Begriff „ungefähr“ oder „annähernd“ bedeutet, dass Mengen, Abmessungen, Größen, Formulierungen, Parameter, Formen und andere Merkmale nicht exakt sein müssen, sondern je nach Wunsch angenähert und/oder größer oder kleiner sein können, wobei akzeptable Toleranzen, Umrechnungsfaktoren, Abrundungen, Messfehler und dergleichen sowie andere dem Fachmann bekannte Faktoren berücksichtigt werden. Der Begriff „im Wesentlichen“ bedeutet, dass das angegebene Merkmal, der angegebene Parameter oder der angegebene Wert nicht exakt erreicht werden muss, sondern dass Abweichungen oder Variationen, z. B. Toleranzen, Messfehler, Einschränkungen der Messgenauigkeit und andere dem Fachmann bekannte Faktoren, in einem Umfang auftreten können, der die beabsichtigte Wirkung des Merkmals nicht ausschließt.
Der Einfachheit halber kann eine Vielzahl von Elementen in einer gemeinsamen Liste aufgeführt werden. Diese Listen sollten jedoch so ausgelegt werden, als ob jedes Mitglied der Liste einzeln als ein separates und einzigartiges Mitglied identifiziert wird. Daher sollte kein einzelnes Mitglied einer solchen Liste als faktisches Äquivalent eines anderen Mitglieds derselben Liste allein aufgrund ihrer Darstellung in einer gemeinsamen Gruppe ohne gegenteilige Angaben ausgelegt werden. Werden die Begriffe „und“ und „oder“ in Verbindung mit einer Liste von Gegenständen verwendet, so sind sie weit auszulegen, so dass jeder der aufgeführten Gegenstände allein oder in Kombination mit anderen aufgeführten Gegenständen verwendet werden kann. Der Begriff „alternativ“ bezieht sich auf die Auswahl einer von zwei oder mehr Alternativen und soll die Auswahl nicht auf die aufgelisteten Alternativen oder auf jeweils nur eine der aufgelisteten Alternativen beschränken, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können an ein Verarbeitungsgerät, eine Steuerung oder einen Computer geliefert bzw. von diesem ausgeführt werden, was jede vorhandene programmierbare elektronische Steuerung oder dedizierte elektronische Steuerung einschließen kann. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert werden, die von einem Steuergerät oder Computer in vielen Formen ausgeführt werden können, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Informationen, die dauerhaft auf nicht beschreibbaren Speichermedien wie ROM-Geräten gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien wie Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Geräten und anderen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem ausführbaren Softwareobjekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise durch geeignete Hardwarekomponenten wie anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), Zustandsautomaten, Steuerungen oder andere Hardwarekomponenten oder -geräte oder eine Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten verkörpert werden. Solche Beispielgeräte können als Teil eines Fahrzeugrechnersystems an Bord sein oder sich außerhalb des Fahrzeugs befinden und eine Fernkommunikation mit Geräten in einem oder mehreren Fahrzeugen durchführen.
Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst sind. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind eher beschreibend als einschränkend, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere beispielhafte Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder abgebildet sind. Während verschiedene Ausführungsformen als vorteilhaft oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften beschrieben werden könnten, erkennen Fachleute, dass ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften kompromittiert werden können, um gewünschte Gesamtsystemeigenschaften zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können unter anderem Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. umfassen. Ausführungsformen, die in Bezug auf ein oder mehrere Merkmale als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik beschrieben werden, liegen daher nicht außerhalb des Anwendungsbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 10006393 [0040, 0050]
US 8626456 [0040, 0050]

Claims

Verfahren zur Diagnose des Zustands eines Luftfilters, umfassend: Empfangen, durch eine Steuerung, von Sensordaten, die eine Luftmassenstromrate, eine Lufttemperatur und einen Luftdruck einer Luftfilterbaugruppe mit einem Luftfilter anzeigen; Bestimmen, durch die Steuerung, der verbleibenden Lebensdauer des Luftfilters aus den Sensordaten; Empfangen, durch die Steuerung, von Daten, die einen Fahrzeugzustand eines Fahrzeugs anzeigen; Bestimmen, durch die Steuerung, wann eine erste Bedingung erfüllt ist; wenn die erste Bedingung erfüllt ist, Auslösen, durch die Steuerung, einer Luftfilterleckage-Warnung, wenn die erste Bedingung nicht erfüllt ist, Bestimmen, durch die Steuerung, wann eine zweite Bedingung erfüllt ist; wenn die zweite Bedingung erfüllt ist, Bestimmen, durch die Steuerung, wann eine dritte Bedingung erfüllt ist, und wenn die dritte Bedingung erfüllt ist, Auslösen, durch die Steuerung, eines Luftfilter-Schneeeindringungsalarms; und wenn die dritte Bedingung nicht erfüllt ist, Auslösen, durch die Steuerung, einer Meldung über die Verstopfung des Luftfilters.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Bedingung erfüllt ist, wenn die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters bei mindestens X von Y Ereignissen größer oder gleich einer oberen Fehlerschwelle ist und bei den letzten Z Ereignissen größer oder gleich der oberen Fehlerschwelle ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Bedingung erfüllt ist, wenn die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters bei mindestens x von y Ereignissen kleiner oder gleich einer unteren Fehlerschwelle ist und bei den letzten z Ereignissen kleiner oder gleich der unteren Fehlerschwelle ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die empfangenen Daten, die einen Fahrzeugzustand anzeigen, eine Umgebungstemperatur, eine Wettervorhersage in einer Umgebung des Fahrzeugs, Bilddaten der Umgebung des Fahrzeugs, einen Wischerblattzustand und eine Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und einem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe enthalten und die dritte Bedingung erfüllt ist, wenn die Umgebungstemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt oder die Wettervorhersage Schnee anzeigt oder die Bilddaten Schnee enthalten und der Wischerblattzustand einen Scheibenwischer in einer EIN-Stellung für eine vorbestimmte Zeit anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die empfangenen Daten, die einen Fahrzeugzustand anzeigen, eine Umgebungstemperatur, eine Wettervorhersage in einer Umgebung des Fahrzeugs, Bilddaten der Umgebung des Fahrzeugs, einen Wischerblattzustand und eine Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und einem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe enthalten und die dritte Bedingung erfüllt ist, wenn die Umgebungstemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt oder die Wettervorhersage Schnee anzeigt oder die Bilddaten Schnee enthalten und die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe eine lineare Steigung aufweist, die geringer ist als eine vorgegebene Steigung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die empfangenen Daten, die einen Fahrzeugzustand anzeigen, eine Umgebungstemperatur, eine Wettervorhersage in einer Umgebung des Fahrzeugs, Bilddaten der Umgebung des Fahrzeugs, einen Wischerblattzustand und eine Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und einem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilterbaugruppe umfassen und die dritte Bedingung erfüllt ist, wenn die Umgebungstemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt oder die Wettervorhersage Schnee anzeigt oder die Bilddaten Schnee umfassen, und die Wischerblattbedingung einen Scheibenwischer in einer EIN-Stellung für eine vorbestimmte Zeit anzeigt, und die Beziehung zwischen der verbleibenden Luftfilterlebensdauer und dem kumulativen Luftmassenstrom der Luftfilteranordnung eine lineare Steigung aufweist, die kleiner als eine vorbestimmte Steigung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Erzeugen, durch die Steuerung, einer Benachrichtigung an einen Bediener über die Luftfilterleckage-Warnung, wenn die erste Bedingung erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Erzeugen, durch die Steuerung, einer Benachrichtigung an einen Bediener des Luftfilter-Schneeeindringungsalarms, wenn die zweite und dritte Bedingung erfüllt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Erzeugen, durch die Steuerung, einer Benachrichtigung an einen Bediener über die Luftfilterverstopfungswarnung, wenn die zweite Bedingung erfüllt und die dritte Bedingung nicht erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, Bestimmen, durch die Steuerung, , wann eine vierte Bedingung erfüllt ist, und dass, wenn die vierte Bedingung erfüllt ist, Auslösen, durch die Steuerung, eines Alarms für das Ende der Lebensdauer des Luftfilters, wobei die vierte Bedingung erfüllt ist, wenn die verbleibende Lebensdauer des Luftfilters kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert für das Ende der Filterlebensdauer ist.