DE19905610B4 - Method for filter state detection for cabin air filters in a vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Filterzustandserkennung für
Innenraumluftfilter bei einem Fahrzeug bei dem ein dem Innenraumluftfilter
vor- oder nachgeschaltetes Gebläse
Luft in den Innenraum des Fahrzeugs befördert, mit den Schritten:
– Ermittlung
der Gebläselaufzeiten,
wobei die Gebläselaufzeiten
mit Korrekturfaktoren gewichtet werden,
– Einschätzung des Filterzustandes über eine
Betrachtung der Summe der Gebläselaufzeiten,
dadurch
gekennzeichnet, dass
– bei
den gewichteten Gebläselaufzeiten
zwischen einem Gebläsebetrieb
mit Umluft, ohne Umluft oder mit Außenluftanteil unterschieden
wird,
– und
dass als Korrekturfaktoren der Luftdurchsatz, die Fahrgeschwindigkeit,
die Außentemperatur,
die Sonneneinstrahlung, ein Niederschlag und/oder der Aufenthaltsort des
Fahrzeugs berücksichtigt
werden.A method of filtering condition detection for cabin air filters in a vehicle in which a blower upstream or downstream of the cabin air filter carries air into the interior of the vehicle, comprising the steps of:
- Determination of the fan run times, whereby the fan run times are weighted with correction factors,
- assessment of the filter condition by considering the sum of the fan run times,
characterized in that
- A distinction is made in the weighted fan run times between a fan operation with circulating air, without circulating air or with outside air proportion,
- and that as correction factors of the air flow rate, the vehicle speed, the outside temperature, the sunlight, a precipitate and / or the location of the vehicle are taken into account.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Filterzustandserkennung für Innenraumluftfilter bei einem Fahrzeug, bei dem ein dem Innenraumluftfilter vor- oder nachgeschaltetes Gebläse Luft in den Innenraum des Fahrzeugs befördert.The The invention relates to a method for filter state detection for cabin air filters in a vehicle in which a the cabin air filter upstream or downstream fan Air transported in the interior of the vehicle.
In der Regel werden solche Innenraumfilter heute ohne Rücksicht auf den jeweiligen Beladungszustand bei jeder Inspektion ausgewechselt. Eine solche Auswechslung erfolgt also, ohne darauf zu achten, ob der Filter entweder bereits ganz verbraucht oder noch gar nicht ausgenutzt ist. Dabei wird in der Regel nicht berücksichtigt, daß der Beladungszustand umgebungsabhängig und/oder betriebsabhängig ist.In As a rule, such cabin filters today without consideration changed to the respective load condition at each inspection. Such a replacement takes place without paying attention to whether the filter either already completely consumed or not at all is exploited. As a rule, this does not take into account that the Loading condition dependent on the environment and / or company-dependent is.
Aus
der
Aus dem Patent abstract of Japan zu der JP 63-097212 A ist eine Filtereinrichtung mit einer Anzeigeeinheit bekannt, die einen erforderlichen Filterwechsel anzeigt. Es wird vorgeschlagen, die Laufzeit einer Lüftereinrichtung, bei der der Filter im Einsatz ist, zu erfassen und bei Erreichen einer vorbestimmten Laufzeitgrenze den erforderlichen Filterwechsel durch eine Leuchtanzeige anzuzeigen.Out Patent Abstract of Japan to JP 63-097212 A is a filter device known with a display unit, the required filter change displays. It is proposed that the term of a fan device, at which the filter is in use, to capture and on reaching a predetermined transit time limit the required filter change to display a light indicator.
Aus
der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Filterzustandserkennung für Innenraumluftfilter bei einem Fahrzeug anzugeben, mit dem auf eine bedarfsgerechte Auswechslung des Filters hingewiesen werden kann.task The present invention is a simple and inexpensive Method for filter state detection for cabin air filters in a Indicate vehicle, with the need for a replacement the filter can be pointed out.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.These The object is achieved by the features mentioned in claim 1.
Erfindungswesentlich ist, daß Gebläselaufzeiten ermittelt und summiert werden. Über eine summierte Betrachtung der einzelnen Gebläselaufzeiten erhält man eine Information über den Beladungszustand des Innenraumluftfilters, dessen Verschleiß sowie eine noch zur Verfügung stehende Restlaufzeit. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, daß das vorliegende Verfahren ohne zusätzlichen Sensoreinsatz zur Verfügung steht. Das Verfahren baut lediglich auf eine statistische Auswertung vorhandener Meßgrößen auf.essential to the invention is that fan runs be determined and summed. about a summed consideration of the individual fan run times you get one information about the load condition of the cabin air filter, its wear as well one still available standing time remaining. In particular, it should be noted that the present Process without additional sensor insert to disposal stands. The procedure relies only on a statistical evaluation existing measured variables.
Gemäß der Erfindung werden die Gebläselaufzeiten mit Korrekturfaktoren bewertet bzw. gewichtet. Durch die Gewichtung können besondere Fahrbetriebsbedingungen oder Fahrzeugumgebungen berücksichtigt werden.According to the invention become the blower delays rated or weighted with correction factors. By weighting can particular driving conditions or vehicle environments become.
Da die Filterbelastung unterschiedlich ist, je nachdem, ob die Luft von der Außenumgebung des Fahrzeugs oder aus dem Innenraum selbst (Umluftbetrieb) stammt, wird beim Gebläsebetrieb nach Umluftbetrieb oder einem Betrieb ohne Umluft oder aber einem Betrieb mit einem Außenluftanteil unterschieden.There the filter load is different, depending on whether the air from the outside environment the vehicle or from the interior itself (recirculation mode) comes, becomes during fan operation after recirculation or operation without circulating air or one Operation with an outside air proportion distinguished.
Natürlich kann der Filterverschleiß von einer Reihe weiterer Faktoren, wie dem Luftdurchsatz, der Fahrgeschwindigkeit, der Außentemperatur, der Sonneneinstrahlung, einem Niederschlag und/oder dem Aufenthaltsort des Fahrzeugs abhängen. Gemäß der Erfindung wird als Korrekturfaktor mindestens eine dieser Größen ausgewertet. Je nach Faktor wirkt sich dies unterschiedlich auf den Filterverschleiß aus. Die einzelnen Faktoren können in Tabellen oder Kennfeldern im Auto hinterlegt sein und werden beim jeweiligen Betrieb abgefragt.Of course you can the filter wear of a number of other factors, such as air flow, ground speed, the outside temperature, sunshine, precipitation and / or whereabouts depend on the vehicle. According to the invention is evaluated as a correction factor at least one of these sizes. Depending on the factor, this affects the filter wear differently. The single ones Factors can be deposited in tables or maps in the car and become queried at each operation.
Wird die bewertete Belastung in Form einer Zeiteinheit bestimmt, so kann man über eine Differenz zwischen einer maximalen Beladungszeit (Bmax) und der Summe der gewichteten Gebläselauftzeiten (Σ BE) eine Restlaufzeit ermitteln. Diese Restlaufzeit kann natürlich auch angezeigt werden. Beispielsweise ist eine Farbanzeige möglich, wobei bei einem Verschleißbereich zwischen 0 und 80 % eine grüne Farbe, bei einem Verschleißbereich von 80 bis 90 % ein beispielsweise gelber Bereich und bei einem Verschleißbereich von 90 bis 100 % ein roter Bereich dargestellt wird. Alternativ kann natürlich auch eine Restlaufzeit oder jede andere den Verschleißzustand des Innenraumluftfilters widerspiegelnde Größe direkt angegeben werden.If the weighted load is determined in the form of a unit of time, a residual time can be determined by means of a difference between a maximum load time (B max ) and the sum of the weighted fan run times (Σ B E ). This remaining time can of course be displayed. For example, a color display is possible, with a wear range between 0 and 80%, a green color, with a wear range of 80 to 90%, for example, a yellow area and a wear area of 90 to 100%, a red area is displayed. Alternatively, of course, a remaining time or any other state reflecting the wear condition of the cabin air filter can be specified directly.
Da eine maximale Beladungszeit ortsspezifisch sein kann, wird sie vorzugsweise als frei progammierbare Variable abgelegt. Eine Vorgabe nach heutigem Stand könnten z. B. tausend Stunden sein.There a maximum loading time may be location specific, it is preferred filed as a freely programmable variable. A requirement after today Could stand z. B. be a thousand hours.
Die einzelnen Gebläselaufzeiten können vorzugsweise mittels Timer ermittelt werden. Nach jedem Zündung-Aus-Signal wird dann der Timer abgefragt und die zugehörige bewertete Beladungszeit berechnet. Anschließend kann die Summe über alle bisherigen bewerteten Beladungszeiten gebildet werden.The individual fan run times can preferably be determined by means of a timer. After every ignition-off signal, the timer is then interrogated and the associated evaluated loading time calculated. Subsequently, the sum over all Previous evaluated loading times are formed.
Natürlich sollte auch sichergestellt werden, daß der Filterverschleiß auch bei einem Stromausfall weiter abrufbar ist. Dazu wird die Summe über die bewerteten Beladungszeiten vorzugsweise dauerhaft im Fahrzeug gespeichert.Of course it should also be sure that the Filter wear too continues to be available in the event of a power failure. In addition the sum over the evaluated is Loading times preferably stored permanently in the vehicle.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird die Summe der bewerteten Beladungszeiten dann auf einen vorgegebenen Wert gesetzt, wenn nach einer bestimmten Fahrzeuglaufzeit die bis dahin gebildete Summe unterhalb dieses Wertes liegt. Beispielsweise kann nach Ablauf von 34 Monaten die Summe der bewerteten Beladungszeit automatisch auf 800 Stunden, nach Ablauf von 38 Monaten automatisch auf 900 Stunden gesetzt werden. Bei einer maximalen Beladungszeit von tausend Stunden entspricht dies dann einem Prozentsatz von 80 % bzw. 90 % der maximalen Beladungszeit.According to one preferred embodiment The invention then becomes the sum of the weighted loading times set to a given value if after a given value Vehicle running time the sum formed up to that point below this value lies. For example, at the end of 34 months the sum the weighted loading time automatically to 800 hours, after expiration automatically set to 900 hours from 38 months. At a maximum loading time of one thousand hours is equivalent to this a percentage of 80% or 90% of the maximum loading time.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegende, einzige Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.following the invention with reference to a specific embodiment with reference to the Enclosed, single drawing closer explained. The Drawing shows a schematic block diagram of a device, the according to the inventive method is operated.
In
der Figur ist ein Lüftungssystem
mit einem Luftansaugkanal
Das
Gebläse
wird von einer nicht dargestellten Steuerung über die Leitung
Die
Berechnungseinheit
Darüber hinaus
erhält
die Berechnungseinheit
Die
Berechnungseinheit
Vorliegend
wird eine bewertete Beladungszeit BE insgesamt
wie folgt berechnet:
Dabei
bedeuten
ZF die jeweilige Fahrzeugfahrzeit
in Stunden, und zwar vom Fahrzeugstart bis zum Fahrzeugstop ohne Umluftzeiten
und
ZAußenluftanteil
ein die jeweilige Fahrzeugfahrzeit in Stunden, und zwar vom
Fahrzeugstart bis zum Fahrzeugstop, in der die Anlage mit einem
Außenluftanteil betrieben
wird (Filter nur teilweise durchströmt).Mean
Z F the respective vehicle travel time in hours, from the vehicle start to the vehicle stop without recirculation times and
Z Outside air ratio is the respective vehicle travel time in hours, from the vehicle start to the vehicle stop, in which the system is operated with an outside air proportion (filter only partially flows through).
Die
einzelnen Bewertungsfaktoren F haben folgende Bedeutung:
FL stellt einen Korrekturfaktor für den Luftdurchsatz dar,
der sich aus dem Mittelwert des Luftdurchsatzes errechnet. Dabei
wird der mittlere Luftdurchsatz in Prozent im Zeitraum bestimmt,
den der Timer für
ZF (ZF-Timer) durchläuft. Insbesondere
kann der mittlere Luftdurchsatz auch aus der Gebläsesteuerspannung bestimmt
werden, wonach bei einer Steuerspannung von beispielsweise 0 bis
8 Volt ein Luftdurchsatz von 0 bis 100 % angenommen wird.The individual weighting factors F have the following meaning:
F L represents a correction factor for the air flow, which is calculated from the mean value of the air flow. The average air flow rate in percent is determined in the time period that the timer for Z F (Z F timer) passes through. In particular, the mean air flow rate can also be determined from the blower control voltage, according to which an air flow rate of 0 to 100% is assumed for a control voltage of, for example, 0 to 8 volts.
Der Faktor FL/ULA bedeutet den mittleren Luftdurchsatz in Prozent im Zeitraum ZAußenlufanteil ein, d.h. in dem Zeitraum in dem der ZAußenluftanteil ein-Timer läuft. Auch diesen Luftdurchsatz kann man analog wie oben aus der Gebläsesteuerspannung ermitteln.The factor F L / ULA means the mean air flow rate in percent in the period Z outdoor air proportion on, ie in the period in which the Z outdoor air proportion one- timer runs. Also, this air flow can be determined analogous to the above from the blower control voltage.
Der Korrekturfaktor FG entspricht einem Korrekturfaktor für die Fahrgeschwindigkeit und berücksichtigt die Stauluftkompensation und die abnehmende Schadstoffbeaufschlagung. Dabei wird eine mittlere Fahrgeschwindigkeit in dem Zeitraum ermittelt, in dem der ZF-Timer läuft. Diese Größe liegt im Fahrzeug als Meßgröße vor.The correction factor F G corresponds to a correction factor for the driving speed and takes into account the ram air compensation and the decreasing pollutant loading. In this case, a mean driving speed is determined in the period in which the Z F timer is running. This size is present in the vehicle as a measured variable.
Analog entspricht FG/ULA der mittleren Fahrgeschwindigkeit für ZAußenlauftanteil ein, d. h. in einem Zeitraum, für den der Timer für den Außenluftanteil läuft. Auch hier liegt die mittlere Fahrgeschwindigkeit als Meßgröße vor.Analogously, F G / ULA corresponds to the mean driving speed for Z outer running part , ie, in one time room for which the outdoor air timer is running. Again, the average speed is available as a measured variable.
Der Faktor FR betrifft einen Korrekturfaktor für Regen oder Schneefall. Dabei wird ein mittleres Regensensorsignal in Prozent im Zeitraum ermittelt, in dem der ZF-Timer läuft, ggf. ist hier lediglich ein Ein/Aus-Signal auswertbar. Bei dem Vorhandensein eines Regensensors liegt ein Regensensorsignal im Fahrzeug vor.The factor F R relates to a correction factor for rain or snowfall. In this case, a mean rain sensor signal is determined in percent in the period in which the Z F timer runs, if necessary only an on / off signal can be evaluated here. In the presence of a rain sensor, a rain sensor signal is present in the vehicle.
Der Faktor FT stellt einen Korrekturfaktor für die Außentemperatur dar. Die Außentemperatur liegt als Meßgröße vor. Es wird eine mittlere Außentemperatur in Grad Celsius im Zeitraum ermittelt, in dem der ZF-Timer läuft.The factor F T represents a correction factor for the outside temperature. The outside temperature is present as a measured variable. An average outdoor temperature in degrees Celsius is calculated over the period in which the Z F timer is running.
In analoger Weise wird die Sonneneinstrahlung erfaßt und über den Korrekturfaktor FS zum Ausdruck gebracht. Bei einem Sonnensensor liegt eine Meßgröße vor, aus der ein mittleres Sonnensensorsignal in Prozent in einem Zeitraum ermittelt wird, in dem der ZF-Timer läuft.In an analogous manner, the solar radiation is detected and expressed via the correction factor F S. In the case of a sun sensor, a measured variable is available from which a mean solar sensor signal is determined in percent in a period in which the Z F timer runs.
Der Timer für ZF wird gestartet, wenn die Zündung eingeschaltet wird und das Gebläse in Betrieb ist. Der Timer für ZF wird gestoppt, wenn die Zündung ausgeschaltet wird. Wird die Umluftfunktion oder die Umluftfunktion mit Außenluftanteil aktiviert, so wird der Timer für ZF angehalten.The timer for Z F is started when the ignition is switched on and the blower is in operation. The timer for Z F is stopped when the ignition is turned off. If the recirculation function or the recirculation function is activated with outside air, the timer for Z F is stopped.
Der Timer für ZUmluft ein wird gestartet, wenn eine Anforderung für Umluft vorliegt. Der Timer für ZUmluft ein wird angehalten, wenn der Außenluftbetrieb oder Umluftbetrieb mit Außenluftanteil aktiv ist.The timer for Z recirculation on is started when there is a request for circulating air. The timer for Z recirculation on is stopped when outdoor or recirculation mode with outdoor air ratio is active.
Ein Start des Timers für den Betrieb ZAußenluftanteil ein wird dann aktiviert, wenn die Funktion Außenluftanteil aktiv wird. Wird nur auf Außenluftbetrieb oder auf Umluftbetrieb umgeschalten, so wird der Timer jeweils angehalten.A start of the timer for the operation Z outside air part on is activated when the function outside air part becomes active. If switching to outside air mode or recirculation mode only, the timer will be stopped.
Am
Ende eines jeden Fahrzeugbetriebs, d. h. nach einem Zündung-aus-Signal, wird eine
Berechnung der bewerteten Beladungszeit BE in
der Be rechnungseinheit
Aus
der Formel
Insgesamt ist es möglich, den Verschleißzustand ohne zusätzliche Sensoren zu bestimmen und die Innenraumluftfilter bedarfsgerecht zu wechseln. Ist ein Filter noch nicht ausgenutzt, so muß er seltener gewechselt werden, was zu einer Kosteneinsparung führt. Bei hoher Filterbelastung kann ein Filter rechtzeitig gewechselt und der Kunde von Überfrachtung mit Schadstoffen geschützt werden. Darüber hinaus wird die Funktionssicherheit der Fahrzeugklimatisierung sichergestellt.All in all Is it possible, the state of wear without additional Sensors to determine and the cabin air filters as needed switch. If a filter is not yet used, it must be rare be changed, resulting in a cost savings. at high filter load, a filter can be changed in time and the customer of Überfrachtung protected with pollutants become. About that In addition, the reliability of the vehicle air conditioning is ensured.
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