DE102021209694A1 - Determining progressive contamination of an air filter - Google Patents
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Abstract
Um ein Verfahren (30, 40) zum Ermitteln eines Filterbeladungszustands eines Luftfilters (11) einer Lüftungsanlage (10), insbesondere eines Fahrzeugs (100), zu schaffen, welches mit einem minimalen technischen Aufwand umsetzbar ist, wird vorgeschlagen, einen neuen Luftfilter (11) bei einem Filtertausch in die Lüftungsanlage (10) einzusetzen und mindestens eine Referenzmessung von Messparametern, insbesondere eines Lüftermotors (13), durchzuführen, wobei die Messparameter wiederholt gemessen werden, und wobei basierend auf den wiederholten Messungen der Messparameter ein Filterbeladungszustand (46) ermittelt wird.In order to create a method (30, 40) for determining a filter loading condition of an air filter (11) of a ventilation system (10), in particular of a vehicle (100), which can be implemented with a minimum of technical effort, it is proposed that a new air filter (11 ) when replacing the filter in the ventilation system (10) and carrying out at least one reference measurement of measurement parameters, in particular of a fan motor (13), the measurement parameters being measured repeatedly, and a filter loading state (46) being determined based on the repeated measurements of the measurement parameters .
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Filterbeladungszustands eines Luftfilters einer Lüftungsanlage. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Lüftungsanlage.The invention relates to a method for determining a filter loading condition of an air filter of a ventilation system. Furthermore, the invention relates to a vehicle with a ventilation system.
Das zunehmende Kundenbewusstsein für die Luftgüte in der Umgebung veranlasst die Hersteller von Kraftfahrzeugen zur Optimierung und Verbesserung von Filtertechnologien. Regulär weisen Filter, wie beispielsweise Pollenfilter oder Innenraumfilter, bei zunehmender Filterbeladung eine fortschreitende Degeneration auf, die sich nachteilig auf die Luftwechselrate im Kraftfahrzeug auswirkt.The increasing customer awareness of the air quality in the environment prompts the manufacturers of motor vehicles to optimize and improve filter technologies. As a rule, filters such as pollen filters or cabin filters show progressive degeneration as the filter load increases, which has a negative effect on the air exchange rate in the motor vehicle.
Derzeit werden Filter im Fahrzeugbereich in starren Intervallen, wie beispielsweise nach einer vordefinierten Dauer oder einer vordefinierten Kilometeranzahl, getauscht. Derartige starre Wechselintervalle berücksichtigen jedoch nicht die unterschiedlichen Nutzungsverhalten oder Nutzungsumgebungen der Kunden.Filters in vehicles are currently replaced at fixed intervals, such as after a predefined period of time or a predefined number of kilometers. However, such rigid change intervals do not take into account the different usage behavior or usage environments of the customers.
Wird ein Filter zu früh ausgetauscht, entstehen unnötige Kosten und Montageaufwand. Darüber hinaus entsteht dabei vermeidbarer Abfall, der sich nachteilig auf die Umwelt auswirkt. Wird ein Filter zu spät ausgetauscht, resultiert dieses Vorgehen in einer Verschlechterung der Luftgüte im Fahrzeug. Darüber hinaus verschlechtert sich auch die Entfeuchtung des Innenraums aufgrund des verringerten Luftmassenstroms bei spät ausgetauschten Filtern.If a filter is replaced too early, unnecessary costs and installation work are incurred. In addition, avoidable waste is generated in the process, which has a negative impact on the environment. If a filter is replaced too late, this procedure results in a deterioration in the air quality in the vehicle. In addition, the dehumidification of the interior deteriorates due to the reduced air mass flow when the filters are replaced late.
Es sind bereits Verfahren bekannt, die mehrere Sensoren nutzen, um eine durch einen Filter verursachte Druckdifferenz zu messen. Derartige Lösungen erfordern jedoch zusätzliche Sensoren und Auswerteeinheiten, die sich nachteilig auf die Kosteneffizienz eines Fahrzeugs auswirken.Methods are already known that use multiple sensors to measure a pressure difference caused by a filter. However, such solutions require additional sensors and evaluation units, which have an adverse effect on the cost efficiency of a vehicle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Feststellen einer Verschmutzung eines Luftfilters zu schaffen, welches mit einem minimalen technischen Aufwand umsetzbar ist. The object of the invention is to create a method for detecting contamination of an air filter, which can be implemented with a minimum of technical effort.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the features specified in claim 1. Further advantageous configurations of the invention are described in the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Filterbeladungszustands eines Luftfilters einer Lüftungsanlage, insbesondere eines Fahrzeugs, bereitgestellt. In einem ersten Schritt wird ein neuer Luftfilter bei einem Filtertausch in die Lüftungsanlage eingesetzt und mindestens eine Referenzmessung von Messparametern, insbesondere eines Lüftermotors, durchgeführt. In einem weiteren Betrieb der Lüftungsanlage werden die Messparameter wiederholt gemessen. Basierend auf den wiederholten Messungen der Messparameter wird ein Filterbeladungszustand ermittelt.According to one aspect of the invention, a method for determining a filter loading state of an air filter of a ventilation system, in particular of a vehicle, is provided. In a first step, a new air filter is inserted into the ventilation system when the filter is replaced, and at least one reference measurement of measurement parameters, in particular of a fan motor, is carried out. In a further operation of the ventilation system, the measurement parameters are measured repeatedly. A filter loading condition is determined based on the repeated measurements of the measurement parameters.
Durch die wiederholte Messung der Messparameter kann ein Trend oder eine Tendenz der Messparameter ermittelt werden. Insbesondere kann eine zunehmende Abweichung von der Referenzmessung bestimmt werden, die beispielsweise eine höhere Belastung des Lüftermotors indiziert. Diese erhöhte Belastung des Lüftermotors resultiert aus einem reduzierten Luftvolumen, welches aufgrund der zunehmenden Verschmutzung den Luftfilter pro Zeiteinheit durchfließen kann. Dieses Verfahren kann insbesondere bei aktiv geregelten Gebläsen verwendet werden. Für eine aktive Regelung wird je nach Ausgestaltung die Stromaufnahme, Spannung und/oder Drehzahl gemessen und kann für eine Auswertung des Filterzustands bzw. des Filterbeladungszustands herangezogen werden. Durch einen zunehmend verstopften Filter verändern sich die Drehzahl, das Drehmoment und damit auch die Stromaufnahme des Gebläses bzw. des Elektromotors, welcher das Gebläse antreibt.A trend or a tendency of the measurement parameters can be determined by the repeated measurement of the measurement parameters. In particular, an increasing deviation from the reference measurement can be determined, which indicates a higher load on the fan motor, for example. This increased load on the fan motor results from a reduced volume of air that can flow through the air filter per unit of time due to increasing contamination. This method can be used in particular with actively controlled fans. Depending on the configuration, the current consumption, voltage and/or speed are measured for active regulation and can be used for an evaluation of the filter state or the filter loading state. As the filter becomes increasingly clogged, the speed, torque and thus also the power consumption of the blower or the electric motor that drives the blower change.
Bei drehzahlgeregelten Gebläsen wird mit zunehmendem Filterbeladungszustand der maximal erzielbare Luftmassenstrom des Gebläses bei gleichbleibender Drehzahl verringert, wodurch das Drehmoment und damit auch die Stromaufnahme des Gebläses sich ebenfalls zunehmend verringern. Ein zunehmender Filterbeladungszustand kann hierdurch basierend auf einer Abnahme des Strombedarfs des Gebläses registriert werden.In the case of speed-controlled fans, the maximum achievable air mass flow of the fan is reduced as the filter loading condition increases while the speed remains the same, as a result of which the torque and thus also the power consumption of the fan are also increasingly reduced. An increasing filter loading condition can thereby be registered based on a decrease in the current demand of the blower.
Alternativ können spannungsgeführte, kommutierte Gleichspannungsmotoren zum Antreiben des Gebläses verwendet werden. Bei derartigen Gebläsen wird ein Drehmoment eingeprägt, und die Drehzahl des Gebläses erhöht sich bei einem zunehmenden Filterbeladungszustand, da das Drehmoment konstant gehalten wird. Somit kann ein zunehmender Filterbeladungszustand basierend auf einer Zunahme der Drehzahl des Gebläses registriert werden.Alternatively, voltage-controlled, commutated DC motors can be used to drive the fan. In such fans, a torque is impressed, and the speed of the fan increases with an increasing filter loading condition, since the torque is kept constant. Thus, an increasing filter loading condition can be registered based on an increase in the speed of the fan.
Ein Steuergerät oder eine Auswerteeinheit kann die entsprechenden Messparameter auswerten und insbesondere gegenüber der Referenzmessung vergleichen, um eine Indikation für einen Filtertausch umzusetzen. Die Referenzmessung kann vorzugsweise bei einem neu verbauten Luftfilter durchgeführt werden, um einen Zustand der Messparameter bei einem optimal funktionierenden Luftfilter zu ermitteln. Durch die Referenzmessung können Fertigungstoleranzen oder Luftfilter unterschiedlicher Hersteller oder unterschiedlicher Bauart als Vergleichswert berücksichtigt werden. Die nachfolgenden Messungen der Messparameter können somit unabhängig vom verbauten Luftfilter durchgeführt werden.A control unit or an evaluation unit can evaluate the corresponding measurement parameters and, in particular, compare them with the reference measurement in order to implement an indication for a filter replacement. The reference measurement can preferably be carried out with a newly installed air filter in order to determine a state of the measurement parameters with an optimally functioning air filter. The reference measurement allows manufacturing tolerances or air filters from different manufacturers or different designs to be taken into account as a comparative value. The follow The measurements of the measurement parameters can thus be carried out independently of the installed air filter.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug ist dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Hierfür weist das Fahrzeug mindestens eine Lüftungsanlage mit einem Lüfter auf, welcher durch einen Lüftermotor antreibbar ist, um eine Luftströmung durch einen Luftfilter der Lüftungsanlage zu leiten. Des Weiteren ist ein Steuergerät vorgesehen, welches direkt oder indirekt mit dem Lüftermotor datenleitend verbunden ist.According to another aspect of the invention, a vehicle is provided. The vehicle is set up to carry out the method according to the invention. For this purpose, the vehicle has at least one ventilation system with a fan that can be driven by a fan motor in order to direct an air flow through an air filter of the ventilation system. Furthermore, a control unit is provided, which is connected directly or indirectly to the fan motor in a data-conducting manner.
Durch das Verfahren kann eine fortschreitende Verschmutzung des Luftfilters ermittelt werden. Basierend auf dieser ermittelten Verschmutzung bzw. dem ermittelten Filterbeladungszustand kann eine bedarfsgerechte Anzeige zum Tausch des Luftfilters realisiert werden. Hierdurch können äußere Einflüsse, wie beispielsweise staubhaltige Luft oder erhöhte Luftverschmutzung, und/oder ein kundenspezifisches Verhalten und die daraus resultierende Degeneration des Luftfilters, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, optimal berücksichtigt werden. Die Anzeige kann einem Anwender den Austausch des Luftfilters signalisieren, wenn der Luftfilter tatsächlich gegen einen neuen Luftfilter ausgewechselt werden muss. Eine derartige Signalisierung kann akustisch, optisch und/oder visuell, beispielsweise über das Infotainment-System, erfolgen.Progressive contamination of the air filter can be determined by the method. Based on this determined contamination or the determined filter loading condition, a needs-based display for replacing the air filter can be implemented. In this way, external influences, such as dusty air or increased air pollution, and/or customer-specific behavior and the resulting degeneration of the air filter, for example in a motor vehicle, can be optimally taken into account. The indicator can signal a user to replace the air filter when the air filter actually needs to be replaced with a new air filter. Such signaling can take place acoustically, optically and/or visually, for example via the infotainment system.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf den Einsatz in Fahrzeugen beschränkt und kann grundsätzlich bei mobilen und stationären Lüftungsanlagen mit mindestens einem Luftfilter und mit mindestens einem Gebläse bzw. Lüftermotor verwendet werden. Darüber hinaus ist das Verfahren nicht auf Filteranlagen für das zu filternde Medium Luft beschränkt und kann für Filteranlagen für alle möglichen Fluide, d.h. Gase und/oder Flüssigkeiten, eingesetzt werden. The method according to the invention is not limited to use in vehicles and can in principle be used in mobile and stationary ventilation systems with at least one air filter and with at least one blower or fan motor. In addition, the method is not limited to filter systems for the air medium to be filtered and can be used for filter systems for all possible fluids, i.e. gases and/or liquids.
Zum Ermitteln der Messparameter des Lüftermotors kann der Lüftermotor vorzugsweise als ein drehzahlgeregelter oder spannungsgeregelter Motor bzw. als ein drehzahlgeregeltes oder spannungsgeregeltes Gebläse ausgestaltet sein.To determine the measurement parameters of the fan motor, the fan motor can preferably be designed as a speed-controlled or voltage-controlled motor or as a speed-controlled or voltage-controlled blower.
Bevorzugterweise können zum Durchführen der Referenzmessung möglichst alle Störgrößen, wie beispielsweise geöffnete Türen oder Fenster, beseitigt werden. Darüber hinaus können alle fahrzeugseitigen Türen, Fenster und Klappen geschlossen werden, um einen definierten Gegendruck für das Gebläse zu erzeugen.In order to carry out the reference measurement, preferably all disturbance variables, such as for example open doors or windows, can be eliminated. In addition, all vehicle doors, windows and flaps can be closed in order to generate a defined back pressure for the blower.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Messparameter bei einem Start der Lüftungsanlage, in einem nicht verwendeten Zeitintervall der Lüftungsanlage und/oder in vordefinierten zeitlichen Abständen gemessen. Dabei können die vordefinierten zeitlichen Abstände vorzugsweise auf Zeiten der Nichtbenutzung des Gebläses bzw. eines Fahrzeugs fallen. Durch diese Maßnahme können die Messparameter erst dann ermittelt werden, wenn die Lüftungsanlage von keinem Benutzer verwendet wird. Hierdurch kann eine Beeinträchtigung des Benutzers durch Referenzmessungen vermieden werden. Dies kann beispielsweise bei einem Elektrofahrzeug oder einem Plug-In-Hybridfahrzeug ein Ladevorgang sein. Je nach Ausgestaltung des Messvorgangs kann die Messung der Messparameter auch während eines regulären Betriebs der Lüftungsanlage in vordefinierten zeitlichen Abständen erfolgen.According to one exemplary embodiment, the measurement parameters are measured when the ventilation system is started, in a time interval of the ventilation system that is not in use and/or at predefined time intervals. In this case, the predefined time intervals can preferably fall at times when the blower or a vehicle is not being used. This measure means that the measurement parameters can only be determined when the ventilation system is not being used by any user. This can prevent the user from being adversely affected by reference measurements. In the case of an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle, for example, this can be a charging process. Depending on the design of the measurement process, the measurement parameters can also be measured during regular operation of the ventilation system at predefined time intervals.
Der Filterbeladungszustand kann besonders präzise ermittelt werden, wenn als Messparameter ein Motorstrom des Lüftermotors und/oder ein Umgebungsdruck und/oder eine Temperatur und/oder eine relative Luftfeuchtigkeit eines Luftmassenstroms durch den Luftfilter gemessen oder berechnet werden. Darüber hinaus kann auch ein Zustand bzw. eine Wasserbeladung oder ein Rückbehalt des Kondensatwassers in den Lamellen eines Innenraumverdampfers bei der Ermittlung des Filterbeladungszustands berücksichtigt werden.The filter loading state can be determined particularly precisely if a motor current of the fan motor and/or an ambient pressure and/or a temperature and/or a relative humidity of an air mass flow through the air filter are measured or calculated as measurement parameters. In addition, a state or a water load or a retention of the condensate water in the fins of an interior evaporator can also be taken into account when determining the filter load state.
Bei einer alterativen oder zusätzlichen Ausgestaltung des Verfahrens wird als Messparameter eine Motorleistung des Lüftermotors gemessen oder berechnet.In an alternative or additional embodiment of the method, a motor power of the fan motor is measured or calculated as a measurement parameter.
Nach einer weiteren Ausführungsform werden die gemessenen Messparameter durch eine ermittelte Umgebungstemperatur, einen Umgebungsluftdruck, eine Feuchtebeladung eines Innenraumverdampfers und/oder durch eine relative Luftfeuchtigkeit einer Umgebungsluft in Form von Korrekturparametern korrigiert. Durch diese Daten wird eine „parasitäre“ Änderung des Gegendrucks als systematischer Fehler herausgerechnet, um den realen Filterbeladungszustand zu messen. Hierdurch kann die Messgenauigkeit der Referenzmessung erhöht werden.According to a further embodiment, the measured measurement parameters are corrected by a determined ambient temperature, an ambient air pressure, a moisture content of an interior evaporator and/or by a relative humidity of the ambient air in the form of correction parameters. With this data, a "parasitic" change in the back pressure is calculated as a systematic error in order to measure the real filter loading condition. As a result, the measurement accuracy of the reference measurement can be increased.
Der Filterbeladungszustand kann vielseitig basierend auf unterschiedlichen Methoden ermittelt bzw. abgeschätzt werden, wenn der Filterbeladungszustand durch ein Ausbilden eines Zusammenhangs zwischen den gemessenen Messparametern und dem Filterbeladungszustand durch einen Algorithmus, eine Simulation und/oder ein im Vorfeld trainiertes neuronales Netz ermittelt wird. Der Einsatz eines neuronalen Netzes zur Verknüpfung der ermittelten Messparameter mit dem Grad der Filterbeladung ermöglicht auch ohne Kenntnis des analytischen Zusammenhangs der Messgrößen mit der Filterbeladung die Ermittlung des Filterbeladungszustands.The filter loading state can be determined or estimated in a variety of ways based on different methods if the filter loading state is determined by forming a relationship between the measured measurement parameters and the filter loading state using an algorithm, a simulation and/or a previously trained neural network. The use of a neural network to link the determined measurement parameters with the degree of filter loading enables the filter loading state to be determined even without knowledge of the analytical relationship between the measured variables and the filter loading.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die gemessenen Messparameter über ein fahrzeugseitiges Bus-System durch ein Steuergerät empfangen. Hierdurch können die bereits im Bus-System hinterlegten Daten als Messparameter durch das Steuergerät empfangen werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuergerät einen direkten Zugriff auf die Motorwicklungen des Lüftermotors aufweisen, um die Messparameter unmittelbar am entsprechenden Elektromotor messen zu können.According to a further exemplary embodiment, the measured measurement parameters are received by a control device via a vehicle-side bus system. As a result, the data already stored in the bus system can be received by the control unit as measurement parameters. Alternatively or additionally, the control unit can have direct access to the motor windings of the fan motor in order to be able to measure the measurement parameters directly on the corresponding electric motor.
Der Filterbeladungszustand kann zum Erzeugen einer Meldung an einen Benutzer der Lüftungsanlage verwendet werden, insbesondere in Form einer Warnmeldung und/oder Fehlermeldung, wenn eine Differenz zwischen den gemessenen Messparameter und der Referenzmessung einen Toleranzbereich überschreitet.The filter load status can be used to generate a message to a user of the ventilation system, in particular in the form of a warning message and/or error message, if a difference between the measured measurement parameters and the reference measurement exceeds a tolerance range.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Filterbeladungszustands eines Fluidfilters oder eines Siebs bereitgestellt, bei dem ein Fluidfilter oder Sieb ersetzt wird. Anschließend erfolgt eine manuelle oder automatisierte Referenzmessung von Betriebsparametern eines Elektromotors, welcher ein Gebläse, mindestens einen Kompressorkolben, mindestens einen Pumpenkolben oder mindestens einen Pumpenläufer antreibt. Die anhand der Referenzmessung ermittelten Betriebsparameter können mittels Korrekturwerten normiert oder fehlerkompensiert werden. Insbesondere können thermische oder barometrische Einflüsse auf den Fluidfilter oder das Sieb beseitigt werden. In einem weiteren Schritt werden die Betriebsparameter bzw. Messparameter wiederholt, um einen Vergleich zu den anhand der Referenzmessung ermittelten Betriebsparametern des Elektromotors zu prüfen. Durch die Veränderung der gemessenen Betriebsparameter über die Zeit kann eine Aussage über den Filterbeladungszustand getroffen werden. Hierdurch kann eine Empfehlung zum Austauschen oder Reinigen des Fluidfilters oder des Siebs generiert werden.According to a further aspect of the invention, a method for determining a filter loading state of a fluid filter or a screen is provided, in which a fluid filter or screen is replaced. A manual or automated reference measurement of operating parameters of an electric motor then takes place, which drives a fan, at least one compressor piston, at least one pump piston or at least one pump rotor. The operating parameters determined using the reference measurement can be normalized or error-compensated using correction values. In particular, thermal or barometric influences on the fluid filter or the sieve can be eliminated. In a further step, the operating parameters or measurement parameters are repeated in order to check a comparison with the operating parameters of the electric motor determined using the reference measurement. By changing the measured operating parameters over time, a statement can be made about the filter loading status. This can generate a recommendation for replacing or cleaning the fluid filter or the strainer.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einer Lüftungsanordnung gemäß einer Ausführungsform, -
2 ein schematisches Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform, und -
3 ein schematisches Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform.
-
1 a schematic side view of a vehicle with a ventilation arrangement according to an embodiment, -
2 a schematic flowchart to illustrate a method according to the invention according to a first embodiment, and -
3 a schematic flowchart to illustrate a method according to the invention according to a first embodiment.
In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.In the figures, the same structural elements each have the same reference numbers.
In der
Die Lüftungsanlage 10 weist darüber hinaus ein Radialgebläse 12 mit einem Lüftermotor 13 auf. Der Lüftermotor 13 ist als ein Elektromotor ausgestaltet und ist über ein Bus-System 21 mit einem Steuergerät 20 datenleitend verbunden.The
Der Lüftermotor 13 treibt dabei das Radialgebläse 12 an und erzeugt somit einen Luftstrom, welcher durch den Luftfilter 11 in einen Fahrzeuginnenraum 101 geleitet wird. Der Luftstrom ist schematisch durch einen Pfeil veranschaulicht.The
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zu filternde Medium „Luft“. Alternativ oder zusätzlich können auch Flüssigkeiten gefiltert oder gereinigt werden. Hierzu wird anstelle des Lüftermotors 13 ein Elektromotor zum Antreiben oder Fördern einer Flüssigkeit und ein Filter für Flüssigkeiten anstelle des Luftfilters 11 eingesetzt. Das Radialgebläse 12 kann somit auch als ein Pumpenläufer, ein Kompressorkolben oder als ein Pumpenkolben zum Fördern von Fluiden ausgestaltet sein.In the illustrated embodiment, the medium to be filtered is "air". Alternatively or additionally, liquids can also be filtered or cleaned. For this purpose, instead of the
Die
In einem ersten Schritt 31 wird ein neuer Luftfilter 11 im Fahrzeug 100 verbaut und anschließend ein Referenzmessverfahren 32 eingeleitet. Die Referenzmessung 32 kann manuell durch einen Eigentümer des Fahrzeugs 100 oder von einer Werkstatt, die den Austausch des Luftfilters 11 durchführte, eingeleitet werden. Durch die Referenzmessung können systematische Fehler und relative Messfehler auf ein Minimum reduziert werden.In a
Je nach Ausgestaltung des Verfahrens 30 können optimale Randbedingungen 33 für die Referenzmessung eingestellt werden. Beispielsweise kann eine Trocknung eines nicht dargestellten Innenraumverdampfers durchgeführt und vordefinierte Einstellungen einer Klimaanlage des Fahrzeugs 100 vorgenommen werden. Dabei kann die Lüftungsanlage des Fahrzeugs 100 auf einen Umluftbetrieb eingestellt und eine Klimaanlage deaktiviert werden. Durch das Aktivieren des Umluftbetriebs können Fehlerquellen, wie blockierte Zuluftpfade, beispielsweise durch Schnee oder Laub, und blockierte Abluftpfade, beispielsweise durch Gepäck vor einer Zwangsentlüftung, beseitigt werden.Depending on the configuration of the
Die Referenzmessung kann vorzugsweise bei einer maximalen Drehzahl des Lüftermotors 13 durchgeführt werden. Durch die höheren Volumenströme verbessert sich die Rückwirkung der Druckverluste auf das Drehmoment. Die Messwerte aus der Referenzmessung können vorzugsweise vom Steuergerät 20 empfangen und in einem nicht dargestellten Speicher hinterlegt werden. Insbesondere können die wiederholt durchgeführten Messungen auf die Referenzmessung bezogen werden, sodass in einer derartigen Ausgestaltung zumindest das Resultat der Referenzmessung in dem Speicher hinterlegt sein muss.The reference measurement can preferably be carried out at a maximum speed of the
Eine Luftverteilung und Klappenpositionen können in vordefinierte Zustände überführt werden. Besonders vorteilhaft ist eine Position eines geringsten Strömungswiderstandes für die Luftströmung. Dies kann beispielsweise ein Kaltluftpfad einer Klimaanlage, eine Luftverteilung in einem sogenannten Defog-Modus und dergleichen sein. Die im Defog-Modus verwendeten Luftauslässe können von Benutzern nicht verschlossen oder abgedeckt werden, sodass benutzerspezifische Fehler vermieden werden.An air distribution and flap positions can be transferred to predefined states. A position with the lowest flow resistance for the air flow is particularly advantageous. This can be, for example, a cold air path of an air conditioning system, air distribution in a so-called defog mode and the like. The air outlets used in defog mode cannot be closed or covered by users, thus avoiding user-specific errors.
In einem weiteren Schritt 34 kann in der Fahrzeugkabine bzw. dem Fahrzeuginnenraum 101 sichergestellt werden, dass alle Umschließungsflächen, wie beispielsweise Fenster, Klappen, Schiebedach und Türen, geschlossen sind. Im Falle von geöffneten Umschließungsflächen kann eine Aufforderung zum Schließen vor einer Einleitung der Referenzmessung ausgegeben werden. Insbesondere können Wiederholmessungen und Referenzmessungen in diesem Zustand nicht durchgeführt werden, da der Gegendruck nicht reproduzierbar ist und den Einfluss des verstopfenden Filters überlagert.In a
Als relevante Referenzmessungen werden beispielsweise der Motorstrom, die Motorleistung, das Umgebungsdruckniveau, die Temperatur des Luftmassenstroms, der Zustand des Innenraumverdampfers und ggf. die Feuchte des Luftmassenstroms ermittelt und im Speicher des Steuergeräts 20 hinterlegt.For example, the motor current, the motor output, the ambient pressure level, the temperature of the air mass flow, the state of the interior evaporator and possibly the humidity of the air mass flow are determined as relevant reference measurements and stored in the memory of
Die Referenzmessung ermittelt eine Vielzahl von initialen Messwerten, die anhand von bekannten Einflussgrößen berichtigt werden können. Dabei kann die Ermittlung von Korrekturgrößen 36 parallel zur Durchführung der Referenzmessung 35 erfolgen.The reference measurement determines a large number of initial measured values that can be corrected using known influencing variables. In this case, the determination of
Basierend auf den ermittelten Betriebsparametern bzw. Messparametern des Lüftermotors 13 und den Korrekturwerten kann mit Hilfe eines Algorithmus 37 oder eines im Vorfeld gelernten neuronalen Netzes 38 eine Berechnung des auf Normbedingungen korrigierten Belastungswerts 39 des Lüftermotors 13 erfolgen. Hierdurch kann eine besonders präzise Referenzmessung durchgeführt werden. Die initial durch die Referenzmessung 35 ermittelten Messwerte werden durch die Korrekturgrößen 36 korrigiert und im Speicher des Steuergeräts 20 ersetzt.Based on the determined operating parameters or measurement parameters of the
In der
In einem Schritt 41 wird eine Wiederholungsmessung zur Bestimmung des Beladungsgrades des Luftfilters 11 eingeleitet. Diese Messung dient zur Ermittlung von Betriebsparametern bzw. Messparametern, die als Vergleich gegenüber den Messwerten bzw. den ermittelten Betriebsparametern der Referenzmessung 39 dienen.In a
Die Wiederholungsmessung zum Ermitteln der Messparameter können dabei manuell durch einen Kunden oder eine Werkstatt 42 oder automatisiert 43 durch das Steuergerät 20 des Fahrzeugs 100 eingeleitet werden. Die ermittelten Messdaten können ebenfalls anhand der bekannten Einflussgrößen, wie beispielsweise Temperatur und Umgebungsdruck, berichtigt werden.The repeat measurement to determine the measurement parameters can be initiated manually by a customer or a
Das automatisierte Durchführen der Messungen der Messparameter kann abhängig von einem zeitlichen Intervall oder einer gefahrenen Distanz, wenn das Fahrzeug 100 leer ist oder wenn sich das Fahrzeug 100 in einem Ladezustand oder Tankzustand befindet, erfolgen.The measurements of the measurement parameters can be carried out automatically depending on a time interval or a distance driven when the
Darüber hinaus können die letzten Fahrdaten des Fahrzeugs 100 abgefragt werden 44, um zu prüfen, ob sich in einem Verdampfer der Klimaanlage des Fahrzeugs 100 Flüssigkeit abgelagert hat, da die Wasserbeladung des Verdampfers das Messergebnis verfälscht. Bei einem nassen Verdampfer wird vorzugsweise ein Trocknungsvorgang durchgeführt. Dies kann analog zum Einstellen der optimalen Betriebsbedingungen bzw. Randbedingungen 33 aus der
Im weiteren Verlauf des Verfahrens 40 können analog zum in
Basierend auf den ermittelten Betriebsparametern bzw. Messparametern des Lüftermotors 13 und den Korrekturwerten kann mit Hilfe eines Algorithmus 37 oder eines im Vorfeld gelernten neuronalen Netzes 38 eine Berechnung des auf Normbedingungen korrigierten Belastungswerts bzw. der korrigierten Betriebsparameter 39 des Lüftermotors 13 erfolgen. Anhand der korrigierten Betriebsparamater bzw. Messparameter wird der Filterbeladungszustand ermittelt oder abgeschätzt 45. Hierzu kann ein Algorithmus 37 oder das angelernte oder selbstlernende neuronale Netz 38 verwendet werden.Based on the determined operating parameters or measurement parameters of the
In einem weiteren Schritt 46 des Verfahrens 40 können die korrigierten Betriebsparameter mit zuletzt im Steuergerät 20 hinterlegten Betriebsparametern plausibilisiert werden. Alternativ können auch direkt die Ergebnisse in Form von Filterbeladungsgraden miteinander verglichen und plausibilisiert werden.In a
Bei einer entsprechend signifikanten Abweichung des Filterbeladungsgrads vom Normzustand wird der Kunde auf die fortschreitende Degeneration des Filters hingewiesen, und ein Tausch des Luftfilters 11 nahegelegt.If the degree of filter loading deviates significantly from the normal state, the customer is informed of the progressive degeneration of the filter and an exchange of the
Um Unbehagen des Kunden zu verhindern, wird die wiederkehrende Messung der Betriebsparameter vorzugsweise außerhalb der Betriebs- und Bereitschaftszeiten des Fahrzeugs 100 ausgeführt, beispielweise während unbewachter Ladevorgänge.In order to prevent customer discomfort, the recurring measurement of the operating parameters is preferably carried out outside of the operating and standby times of the
Die ermittelten Filterbeladungsgrade können ebenfalls im Speicher des Steuergeräts 20 hinterlegt werden.The degree of filter loading determined can also be stored in the memory of
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Fahrzeugvehicle
- 101101
- Fahrzeuginnenraum vehicle interior
- 1010
- Lüftungsanlageventilation system
- 1111
- Luftfilterair filter
- 1212
- Radialgebläsecentrifugal fan
- 1313
- Lüftermotor fan motor
- 2020
- Steuergerätcontrol unit
- 2121
- Bus-System bus system
- 3030
- Verfahren zum Durchführen von ReferenzmessungenProcedure for making reference measurements
- 3131
- Austausch des LuftfiltersReplacing the air filter
- 3232
- Einleiten eines ReferenzmessverfahrensInitiation of a reference measurement procedure
- 3333
- Einstellen von optimalen RandbedingungenSetting of optimal boundary conditions
- 3434
- Abfrage offene Fenster, Türen, KlappenQuery open windows, doors, flaps
- 3535
- Ermitteln von BetriebsparameternDetermination of operating parameters
- 3636
- Ermitteln von KorrekturgrößenDetermination of correction variables
- 3737
- Algorithmusalgorithm
- 3838
- neuronales Netzneural network
- 3939
- Korrigieren von Messwerten der Betriebsparameter Correcting measured values of operating parameters
- 4040
- Verfahren zum wiederholten Messen von BetriebsparameternProcedure for repeated measurement of operating parameters
- 4141
- Einleiten von WiederholungsmessungenInitiate repeat measurements
- 4242
- manuelles Einleiten der Messungmanual initiation of the measurement
- 4343
- automatisiertes Einleiten der Messungautomated initiation of the measurement
- 4444
- Abfragen von Fahrdaten des FahrzeugsQuerying driving data of the vehicle
- 4545
- Ermitteln des FilterbeladungszustandsDetermining the filter loading status
- 4646
- Plausibilisierencheck plausibility
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022004436A1 (en) | 2022-11-28 | 2024-05-29 | Mercedes-Benz Group AG | Replacement of a fine dust filter in a vehicle cooling module as required |
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-
2021
- 2021-09-03 DE DE102021209694.8A patent/DE102021209694A1/en active Pending
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