DE3835672A1

DE3835672A1 - Process and apparatus for monitoring the degree of fouling of filters

Info

Publication number: DE3835672A1
Application number: DE3835672A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Bruns
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1990-04-26

Abstract

To monitor the degree of fouling of filters, not only is the pressure difference between filter inlet and filter outlet determined, but, furthermore, the temperature and the size of the volume flow of the medium passing through the filter is taken into account. On the basis of the latter two parameters, the respective current pressure difference threshold value is established. An electronic control unit is provided, in particular, for this purpose.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Filtern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung und geht aus von der gattungsbildenden WO 82/02 498.The invention relates to a method for monitoring Filtering according to the preamble of claim 1 and one device working according to this method and goes from the generic WO 82/02 498.

Üblicherweise wird der Verschmutzungsgrad von Filtern ermittelt, indem der Druck des strömenden, zu filternden Mediums im Filter-Eingangsbereich sowie im Filter-Aus gangsbereich gemessen und der daraus resultierende Druck-Differenzwert mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird. Überschreitet dabei die auftretende Druckdifferenz - hervorgerufen beispielsweise durch ein nahezu vollständig verstopftes Filterelement - den vorgegebenen Schwellwert, so wird ein Signal ausgelöst, welches auf den nunmehr fälligen Filteraustausch bzw. eine fällige Filterreinigung aufmerksam macht.The degree of contamination of filters is usually determined by measuring the pressure of the flowing medium to be filtered in the filter input area and in the filter output area and comparing the resulting pressure difference value with a predetermined threshold value. If the pressure difference occurring - caused, for example, by an almost completely clogged filter element - exceeds the predetermined threshold value, a signal is triggered which draws attention to the filter replacement or filter cleaning that is now due.

Bei Anwendung dieses Verfahrens im Zusammenhang mit zu filternden Medien, welche eine nicht zu vernachlässi gende und insbesondere stark von der Temperatur des Mediums abhängende Viskosität aufweisen, liefert die einfache Druckdifferenz-Ermittlung jedoch zu ungenaue Ergebnisse. Aus diesem Grunde wurden in mannigfachen Ausführungen Vorrichtungen ähnlich dem in der oben genannten Schrift beschriebenen Druckdifferenz-Schalter bekannt, welche lediglich in Fällen, in denen die Temperatur des Mediums über einem vorgegebenen Grenzwert liegt, auf auftretende, den Druckdifferenz-Schwellwert überschreitende Druckdifferenzen aufmerksam machen.When using this procedure related to filtering media, which should not be neglected Gende and especially strongly on the temperature of the Have medium-dependent viscosity, delivers the simple determination of pressure difference, however, too imprecise Results. For this reason, there were many Designs devices similar to that in the above described pressure difference switch described known only in cases where the Temperature of the medium above a specified limit lies on occurring pressure difference threshold draw attention to excess pressure differences.

Für einfache Anwendungsfälle haben sich derartige Vorrichtungen bewährt; im Zusammenhang mit zunehmend sensiblere Organe aufweisenden Medien-Kreisläufen insbesondere für Hydraulikflüssigkeiten genügen diese Vorrichtungen den gestiegenen Anforderungen jedoch nicht mehr. Beispielshaft genannt für derartige sensible Hydraulikkreisläufe seien die Steuerkreisläufe für Antiblockiersysteme von Kraftfahrzeugen oder sonstige hydraulische Steuersysteme.Such have been found for simple applications Proven devices; associated with increasingly media circuits with more sensitive organs these are particularly sufficient for hydraulic fluids Devices do not meet the increased requirements more. Exemplified for such sensitive Hydraulic circuits are the control circuits for Anti-lock braking systems of motor vehicles or others hydraulic control systems.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein sensibleres und deutlich verbessertes Uberwachungsverfahren für den Verschmutzungsgrad des Filters aufzuzeigen.The object of the invention is therefore a more sensitive and significantly improved monitoring procedure for the To show the degree of contamination of the filter.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst; eine Lösung der weiteren Aufgabe, eine nach dem angegebenen Verfahren arbeitende Vorrichtung aufzuzeigen, ist im vierten Anspruch ange geben.This task is characterized by the characteristics solved the first claim; a solution to the others Task, a working according to the specified procedure Showing device is in the fourth claim give.

Erfindungsgemäß wird beim Vergleich der ermittelten Druckdifferenz mit dem Druckdifferenz-Schwellwert kontinuierlich zumindest eine weitere Randbedingung mit berücksichtigt. Wie bereits oben erläutert, ist der am Filter auftretende Druckabfall u. a. stark von der Viskosität und somit der Temperatur des zu filternden Mediums abhängig. Nunmehr soll die Temperatur fortlau fend berücksichtigt werden, indem beispielsweise gemäß Anspruch 2 der Druckdifferenz-Schwellwert kontinuierlich der Temperatur des zu filternden Mediums angepaßt wird. According to the invention, when comparing the determined Pressure difference with the pressure difference threshold continuously with at least one other constraint considered. As already explained above, the Filter occurring pressure drop u. a. strongly of the Viscosity and thus the temperature of the filter Medium dependent. Now the temperature should go away fend are taken into account, for example in accordance with Claim 2 of the pressure difference threshold continuously the temperature of the medium to be filtered is adjusted.

Dieses Verfahren unterscheidet sich wesentlich vom Arbeitsprinzip des aus der WO 82/02 498 bekannten Dif ferenzdruckschalters. Während der bekannte Differenz druckschalter im Sinne einer Schwarz-Weiß-Schaltung lediglich überprüft, ob das zu filternde Medium einen vorgegebenen Temperatur-Grenzwert überschritten hat und und nur in diesen Fällen eine Ermittlung der Druckdif ferenz ermöglicht, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren stets die Druckdifferenz ermittelt und der entsprechende Schwellwert der aktuellen Temperatur angepaßt.This procedure differs significantly from Working principle of the Dif. Known from WO 82/02 498 reference pressure switch. During the known difference pressure switch in the sense of a black and white circuit merely checks whether the medium to be filtered has a has exceeded the predetermined temperature limit and and only in these cases a determination of the pressure difference Reference is made possible in the method according to the invention always determines the pressure difference and the corresponding one Threshold value adapted to the current temperature.

Eine Steigerung der Genauigkeit bzw. Empfindlichkeit des Überwachungsverfahrens ergibt sich auch, wenn der Druckdifferenz-Schwellwert der Größe des das Filter passierenden Volumenstromes angepaßt wird. Naturgemäß ist der Druckabfall am Filter nicht nur von der Inten sität der Filterverschmutzung sowie der Temperatur bzw. Viskosität des zu filternden Mediums abhängig, sondern nimmt darüber hinaus bei hohen Volumenströmen größere Werte an als bei geringen Volumenströmen. Um somit auch bei Vorhandensein lediglich eines Teil-Volumenstromes ein aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten, empfiehlt es sich, dann beispielsweise den Druckdifferenz-Schwellwert herabzusetzen und somit dem naturgemäß niedrigeren Druckabfall anzupassen. Diese Vorgehensweise gemäß Anspruch 2 zeichnet sich - ebenso wie zur Berücksich tigung der aktuellen Temperaturverhältnisse - durch einfache Realisierbarkeit aus und läßt dabei vorteil hafterweise den tatsächlich ermittelten Druckdifferenz wert unverfälscht. Alternativ wäre es jedoch ebenso möglich, den ermittelten Druckdifferenzwert unter Berücksichtigung der aktuellen Randbedingungen zu korrigieren und diesen korrigierten Wert mit einem starren Schwellwert zu vergleichen. Dabei erhält man stets ein sensibleres und verbessertes Überwachungs verfahren für den Verschmutzungsgrad von Filtern, wenn lediglich eine der genannten Randbedingungen fortlaufend berücksichtigt wird, besonders genau arbeitet das Verfahren jedoch, wenn kontinuierlich sowohl eine Anpassung an die Temperatur als auch an die Größe des Volumenstromes erfolgt.An increase in the accuracy or sensitivity of the Monitoring procedure also arises if the Differential pressure threshold of the size of the filter passing volume flow is adjusted. Naturally is the pressure drop across the filter not just from the inside filter contamination and temperature or Depending on the viscosity of the medium to be filtered, but also takes larger at high volume flows Values than at low volume flows. So, too if only a partial volume flow is present To get a meaningful result, it is recommended then, for example, the pressure difference threshold lower and thus the naturally lower Adjust pressure drop. This procedure according to Claim 2 stands out - as well as for consideration adjustment of the current temperature conditions - by simple feasibility and leaves advantage unfortunately the actually determined pressure difference value unadulterated. Alternatively, it would be the same possible, the determined pressure difference value under Taking into account the current boundary conditions correct and correct this corrected value with a to compare rigid threshold. You get always a more sensitive and improved surveillance procedure for the degree of contamination of filters if only one of the mentioned boundary conditions continuously is taken into account, it works particularly precisely Procedure, however, if both continuously Adaptation to the temperature as well as to the size of the Volume flow takes place.

Vorteilhaft ist es, gemäß Anspruch 3 den das Filter passierenden Volumenstrom aus der Förderleistung einer Fördervorrichtung für das zu filternde Medium zu er mitteln, da hiermit aufwendige Volumenstrom-Meßvor richtungen nicht erforderlich sind. Als Kriterium für die Förderleistung kann dabei - in Abhängigkeit von der Ausbildung der Fördervorrichtung - beispielsweise die Drehzahl oder der Pumpenhub der Fördervorrichtung herangezogen werden.It is advantageous, according to claim 3, to determine the volume flow passing through the filter from the delivery capacity of a conveying device for the medium to be filtered, since this means that complex volume flow measuring devices are not required. The conveying device in dependence on the training - - as a criterion for the flow rate may, for example the speed or the pump stroke of the conveying apparatus are used.

Der vierte Patentanspruch gibt eine einfach realisier bare und dabei zuverlässige Ergebnisse liefernde Vor richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens an. In einer elektronischen Steuereinheit lassen sich auf einfache Weise Algorithmen festlegen, nach denen der den jeweiligen Randbedingungen entsprechende Druckdifferenz-Schwellwert ermittelt wird. Dabei kann die elektronische Steuereinheit sowohl analog als auch digital arbeiten, im letztgenannten Fall können die jeweils relevanten Schwellwerte in einem Kennfeld in Abhängigkeit von der Temperatur und beispielsweise auch von der Förderleistung der Fördervorrichtung abgelegt sein. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich wei terhin, da sowohl die Ermittlung der Druckdifferenz als auch der Temperatur bzw. Temperaturen unter Zuhilfenahme einfacher gängiger elektrisch-/elektronischer Sensoren erfolgen kann. The fourth claim gives a simply realizable Precious and reliable results direction for carrying out the Ver drive on. Leave in an electronic control unit set algorithms in a simple way those of the corresponding boundary conditions Pressure difference threshold is determined. It can the electronic control unit both analog as well work digitally, in the latter case they can relevant threshold values in a map in Dependence on the temperature and for example also of the conveying capacity of the conveying device be. A particularly simple structure results in white furthermore, since both the determination of the pressure difference as also the temperature or temperatures with the help simple common electrical / electronic sensors can be done.

Neben einer derartigen elektronischen Steuereinheit lassen sich jedoch auch mechanische Lösungen zur An wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens finden. So kann beispielsweise ein Dehnstoffelement vorgesehen sein, welches in Abhängigkeit von der Temperatur des zu filternden Mediums eine Bezugsbasis, bezüglich derer die - dann ebenfalls vorzugsweise mechanische ermittelte - Druckdifferenz verglichen wird, mechanisch verschiebt. In analoger Weise kann beispielsweise eine schwenkbare Klappe, welche die Größe des das Filter passierenden Volumenstromes ermittelt, eine ähnliche Verschiebung der den Schwellwert darstellenden Bezugsbasis bewirken.In addition to such an electronic control unit However, mechanical solutions can also be used find application of the inventive method. So can for example, an expansion element can be provided, which depending on the temperature of the filtering medium a reference basis, against which the - then preferably also mechanically determined - Pressure difference is compared, mechanically shifted. In an analogous manner, for example, a swiveling one Flap which is the size of the filter passing through Volume flow determined, a similar shift in the effect the reference value representing the threshold.

Ein Ausführungsbeispiel für derartige mechanische Lösungen ist nicht gezeigt. Ebenso erübrigt sich ein Schaltungsbeispiel für die elektronische Steuereinheit nach Anspruch 4, da der Aufbau einer derartigen elek trisch-/elektronischen Steuervorrichtung anhand obiger Erläuterungen keine Schwierigkeiten bereiten dürfte. Wesentlich ist dabei stets der allgemeine Erfindungs gedanke des beschriebenen Verfahrens zur Überwachung des Verschmutzungsgrades von Filtern.An embodiment for such mechanical Solutions are not shown. There is also no need Circuit example for the electronic control unit according to claim 4, since the structure of such an elec trisch- / electronic control device based on the above Explanations should not cause any difficulties. The general invention is always essential thought of the described method for monitoring the Degree of contamination of filters.

Claims

1. A method for monitoring the degree of contamination of filters, wherein the pressure difference between the filter inlet and filter outlet is determined and compared with a pressure difference threshold, characterized in that the temperature of the medium to be filtered and / or the size of the filter passing continuously continuously during the comparison Volume flow is taken into account.

2. The method according to claim 1, characterized in that the printing continuously difference threshold the current boundary conditions (Temperature of the medium and / or size of the volume menstromes) is adjusted.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that it passes the filter volume flow from the delivery capacity of a Conveying device for the medium to be filtered is determined.

4. Device for performing the method according to one of the preceding claims with a Display triggering when the determined pressure difference renz reaches the pressure difference threshold, characterized by an electronic tax unit for determining the for different Boundary conditions (temperature of the medium and / or Size of the volume flow) relevant pressure differences limit threshold values according to a predetermined Algorithm.