空气滤清器及空气滤清器的滤芯防伪及预报警方法与流程

本发明涉及一种空气滤清器技术领域。

背景技术：

空气滤清器是机动车上一个重要的部件，对于保证发动机进气清洁度有着重要作用。滤芯是空气滤清器的关键零件，使用达到设计的工作时间或工作里程后，需要更换新的滤芯来保证空气滤清器正常工作。

原厂滤芯价格较贵，因此机动车的终端用户在更换滤芯时，有时会更换非原厂滤芯。非原厂滤芯良莠不齐，质量无法保证；采用质量差的滤芯时，有可能出现排放不达标甚至发动机损坏的情形。排放不达标或者发动机损坏后，机动车终端用户往往认为这是机动车厂家的责任，从而向机动车厂家发起维权，使机动车厂家承受额外的损失。

如果在车辆使用非原厂滤芯时，车载ecu能够获取这一信息，就能够终端用户第一时间发现滤芯非原厂的状况，从而避免终端用户在不知情的条件下安装上假滤芯（即非原厂滤芯）。如果终端用户明知是假滤芯而执意安装，车载ecu在获取这一信息后也能够记录下来，使机动车厂家在面对终端用户维权时，能够避免承担额外的责任。

滤芯在使用一段时间后，其上会附着阻挡下来的颗粒物，从而导致滤阻增大。滤芯的空气流出端与空气滤清器的出气口相接，滤芯在其设计工况下，具有允许的最低出气压力（即滤清器出气口最低压力值）；当滤阻增大至滤芯的出气压力（空气滤清器的出气口压力）降低到允许的最低出气压力后，必须更换滤芯。但这种现象出现时，机动车通常正在行驶之中，驾驶员因其本身工作的原因，也未必能够马上安排出时间去更换滤芯，导致机动车在不良工况下运行，给机动车的正常运行带来隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种空气滤清器，能够通过监测空气滤清器壳体出气口处的压力，并具有rfid标签，为实现滤芯防伪功能和预报警功能提供基础。

为实现上述目的，本发明的空气滤清器用于安装在机动车上，包括壳体，壳体内设有滤芯，滤芯处设有rfid标签，壳体上设有用于读写rfid标签的rfid读写器，壳体上设有进气口和出气口，出气口处设有压力传感器；

壳体内设有控制器，rfid读写器和压力传感器分别与控制器相连接，控制器用于连接机动车的车载ecu；

rfid标签内存储有全球唯一的uid号信息、滤芯代号信息、滤芯供应商信息、滤芯生产批次信息、滤芯的生产日期信息、机动车厂家信息、滤芯允许工作时长数值、滤清器出气口最低压力值、滤芯已工作时长数值和滤芯已工作里程数值；滤芯已工作时长数值和滤芯已工作里程数值的初始值均为0；

控制器内存储有压力预报警参数，压力预报警参数的值＝滤清器出气口最低压力值×80%；

控制器内置有用于统计发动机连续运行时间的发动机运行计时器和低压持续时间计时器，低压持续时间计时器用于统计出气口处的压力低于压力预报警参数的值的持续时间；

全球唯一的uid号信息、滤芯代号信息、滤芯供应商信息、滤芯生产批次信息、滤芯的生产日期信息、机动车厂家信息、滤芯允许工作时长数值、滤清器出气口最低压力值、压力预报警参数和时间预报警参数均为只读固定值；

滤芯已工作时长数值和滤芯已工作里程数值和密码均为变量参数，由控制器根据滤芯的实际工作状态进行更新；

rfid标签内存储有用于判断滤芯真伪的密码；

以至少一个只读固定值和至少一个变量参数为加密算法的输入数据，通过加密算法计算得出所述密码。

控制器内还存储有时间预报警参数，时间预报警参数＝滤芯允许工作时长数值×95%。

本发明的目的还在于提供一种空气滤清器的滤芯防伪及预报警方法，能够识别滤芯是否为原装滤芯，防止原装滤芯超时间使用，维护用户和机动车厂家的权益，同时能够在滤芯的滤阻下降至允许的极限值之前发出报警信息，给机动车使用者充足的安排更换滤芯的时间。

为实现上述目的，本发明的空气滤清器的滤芯防伪及预报警方法在控制器加电后进行；空气滤清器安装在机动车上，控制器与车载ecu相连接；按以下步骤进行：

第一步骤是查验滤芯真伪步骤；

第二步骤是条件执行步骤；

如果滤芯为假，则执行发送为假信息操作；

发送为假信息操作是：控制器向车载ecu发出滤芯为假的信息，并跳转执行第四步骤即转速判断步骤；

如果滤芯为真，则执行第三步骤；

第三步骤是判断滤芯的使用时间是否超时步骤，即判断滤芯的使用时间是否大于滤芯允许工作时长数值；

如滤芯的使用时间大于滤芯允许工作时长数值，代表超时，则判断滤芯为假，跳转执行第二步骤中的发送为假信息操作；

如滤芯的使用时间小于等于滤芯允许工作时长数值，代表不超时，则控制器向车载ecu发出滤芯为真的信息，并执行第四步骤；

第四步骤是转速判断步骤；

本步骤是控制器接收ecu的发动机实时转速信号，判断发动机实时转速是否大于300转/秒；如果发动机实时转速小于等于300转/秒，则返回执行第一步骤；如果发动机实时转速大于300转/秒，则并行执行第五步骤和第六步骤；

第五步骤是发动机连续运行计时步骤；

同时控制器从机动车的车载ecu中获取机动车已行驶里程的数值，将该数值作为周期开始里程数值；

控制器每0.1秒从车载ecu获取一次发动机转速信息，同时控制发动机运行计时器开始从0计时，如果发动机实时转速小于等于300转/秒，则中止发动机运行计时器；如果发动机实时转速大于300转/秒，则继续计时；

当计时满10分钟时，控制器从机动车的车载ecu中获取机动车已行驶里程的数值，将该数值作为周期结束里程数值，并计算出周期行驶里程数值，周期行驶里程数值＝周期结束里程数值－周期开始里程数值；最后执行第七步骤；

第六步骤是报警条件判断步骤；

本步骤包括压力报警判断，

压力报警判断是：

控制器获取压力传感器检测的压力值，如果空气滤清器出气口处的压力值低于压力预报警参数的值，则控制器向车载ecu发出压力预报警，车载ecu在显示屏上显示报警信息提醒驾驶员准备更换滤芯；

否则控制器向车载ecu发出压力正常的信息；

第七步骤是更新步骤；

控制器使rfid标签中存储的滤芯已工作时长数值增加10分钟；并将rfid标签中存储的滤芯已工作里程数值增加周期行驶里程数值；然后控制器重新读取rfid标签上的所有信息，控制器通过加密算法对加密算法涉及的输入数据进行运算，得到正确的密码后更新rfid标签中存储的密码；最后返回执行第一步骤。

控制器内置有所述加密算法；

第一步骤具体是：

rfid读写器读取rfid标签上的所有信息，控制器通过加密算法对加密算法涉及的输入数据进行运算，得到正确的密码；控制器比较正确的密码与rfid标签中存储的密码，如果两者相同，则判定滤芯为真；如果两者不相同，则判定滤芯为假。

所述压力报警判断中，控制器每秒钟至少获取一次压力传感器检测的压力值，在压力值低于压力预报警参数的值时控制低压持续时间计时器开始从零计时，计时过程中如果出现压力值高于压力预报警参数的值的情况，则控制低压持续时间计时器终止计时并清零；

如果低压持续时间计时器计时超过x分钟，则控制器向车载ecu发出压力预报警，否则控制器向车载ecu发出压力正常的信息；x的取值范围是10±2。

报警条件判断还包括时间报警判断；

时间报警判断中，控制器获取rfid标签中存储的滤芯已工作时长数值，如果滤芯已工作时长数值高于时间预报警参数的值，则控制器向车载ecu发出时间预报警，车载ecu在显示屏上显示报警信息提醒驾驶员准备更换滤芯；

否则控制器向车载ecu发出使用时间正常的信息。

本发明具有如下的优点：

本发明中，rfid标签存储的密码为基于控制器中算法和rfid标签中存储的某些参数的动态密码，在滤芯已工作时长数值和滤芯已工作里程数值变化后，密码也相应变化（体现在第七步骤更新步骤中，控制器根据更新后的输入数据计算出新的密码，并更新rfid标签中存储的密码），将伪造滤芯的难度上升到了伪造控制器和破解加密算法的难度，极大提高了滤芯的防伪性能。而且，不同批次或不同型号的滤芯，可以对应不同的加密算法，破解技术不具有通用性，使得采用本发明的空气滤清器，不再具备使用破解滤芯的价值，保证使用正品滤芯，既维护了终端使用者的权益，又使整车厂家（主机厂）避免终端用户的不当维权（终端用户拿使用假滤芯带来的问题向整车厂家维权），还保护了正品滤芯厂家的权益。

本发明中，由于报警条件并非为允许的最低压力和滤芯允许工作的最长时间，而是压力极限值的80%和时间极限值的95%，因此实现了预报警功能，在滤芯的滤阻上升至允许的极限值之前，为机动车使用者留出足够的安排更换滤芯的时间，防止机动车在不良工况下运行，避免因此给机动车的正常运行带来隐患。

机动车在工作时，在车辆颠簸等不稳定的外部条件下，空气滤清器出气口处的压力会产生短暂的波动；如果控制器在检测到压力值低于压力预报警参数的值后就立即报警，就会因不稳定外部条件导致不少误报警。将连续10±2分钟空气滤清器出气口处的压力均低于压力预报警参数的值作为触发报警的条件，既可以避免不稳定外部条件导致的误报警，又能够及时地发出报警信息，通过车载ecu提醒驾驶员更换滤芯。

总之，本发明防伪性能强，滤芯防伪功能难以被破解；实现了预报警，为机动车使用者留出足够的安排更换滤芯的时间；具有防止误报警的功能，防止不稳定外部条件导致误报警；这些使得本发明具有良好的实用性和推广应用价值。

附图说明

图1是空气滤清器的滤芯防伪及预报警方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明的空气滤清器用于安装在机动车上，包括壳体，壳体内设有滤芯，滤芯处设有rfid标签，壳体上设有用于读写rfid标签的rfid读写器，壳体上设有进气口和出气口，出气口处设有压力传感器；

壳体内设有控制器，rfid读写器和压力传感器分别与控制器相连接，控制器用于连接机动车的车载ecu；

rfid标签内存储有全球唯一的uid号信息、滤芯代号信息、滤芯供应商信息、滤芯生产批次信息、滤芯的生产日期信息、机动车厂家信息、滤芯允许工作时长数值（单位为分钟）、滤清器出气口最低压力值（单位为kpa，为固定值且为负数）、滤芯已工作时长数值（单位为分钟）和滤芯已工作里程数值（单位为公里）；滤芯已工作时长数值和滤芯已工作里程数值的初始值均为0；

控制器内存储有压力预报警参数（单位为kpa）和时间预报警参数（单位为分钟），压力预报警参数的值＝滤清器出气口最低压力值×80%；时间预报警参数＝滤芯允许工作时长数值×95%；控制器用于不同滤芯时，可以因rfid标签中存储的数值不同，而计算出合适的压力预报警参数的值和时间预报警参数的值。

控制器内置有用于统计发动机连续运行时间的发动机运行计时器和低压持续时间计时器，低压持续时间计时器用于统计出气口处的压力低于压力预报警参数的值的持续时间；

全球唯一的uid号信息、滤芯代号信息、滤芯供应商信息、滤芯生产批次信息、滤芯的生产日期信息、机动车厂家信息、滤芯允许工作时长数值、滤清器出气口最低压力值、压力预报警参数和时间预报警参数均为只读固定值，由设计人员设定，前8项预先存储在rfid标签，后两项预先存储在控制器中。

滤芯已工作时长数值和滤芯已工作里程数值和密码均为变量参数，由控制器根据滤芯的实际工作状态进行更新；

rfid标签内存储有用于判断滤芯真伪的密码；

以至少一个只读固定值和至少一个变量参数为加密算法的输入数据，通过加密算法计算得出所述密码。计算滤芯出厂时的密码时，各变量参数均为0；以特定的加密算法计算出初始密码后，将初始密码存储在rfid标签内。本实施例中，作为加密算法的输入数据的有：全球唯一的uid号信息、滤芯代号信息、滤芯供应商信息、滤芯生产批次信息、滤芯已工作时长数值和滤芯已工作里程数值。其中，车载ecu可以是普通单片机（如51或52单片机），也可以是plc。

控制器内还存储有时间预报警参数，时间预报警参数＝滤芯允许工作时长数值×95%。

如图1所示，本发明还公开了使用上述空气滤清器进行的空气滤清器的滤芯防伪及预报警方法，在控制器加电后进行；空气滤清器安装在机动车上，控制器与车载ecu相连接；本发明的空气滤清器的滤芯防伪及预报警方法按以下步骤进行：

第一步骤是查验滤芯真伪步骤；

第二步骤是条件执行步骤；

如果滤芯为假，则执行发送为假信息操作；

发送为假信息操作是：控制器向车载ecu发出滤芯为假的信息，并跳转执行第四步骤即转速判断步骤；

如果滤芯为真，则执行第三步骤；

第三步骤是判断滤芯的使用时间是否超时步骤，即判断滤芯的使用时间是否大于滤芯允许工作时长数值；

如滤芯的使用时间大于滤芯允许工作时长数值，代表超时，则判断滤芯为假，跳转执行第二步骤中的发送为假信息操作；

如滤芯的使用时间小于等于滤芯允许工作时长数值，代表不超时，则控制器向车载ecu发出滤芯为真的信息，并执行第四步骤；

第四步骤是转速判断步骤；

本步骤是控制器接收ecu的发动机实时转速信号，判断发动机实时转速是否大于300转/秒；如果发动机实时转速小于等于300转/秒，则返回执行第一步骤；如果发动机实时转速大于300转/秒，则并行执行第五步骤和第六步骤；

第五步骤是发动机连续运行计时步骤；

同时控制器从机动车的车载ecu中获取机动车已行驶里程的数值，将该数值作为周期开始里程数值；

控制器每0.1秒从车载ecu获取一次发动机转速信息，同时控制发动机运行计时器开始从0计时，如果发动机实时转速小于等于300转/秒，则中止（并非终止）发动机运行计时器；如果发动机实时转速大于300转/秒，则继续计时；

当计时满10分钟时，控制器从机动车的车载ecu中获取机动车已行驶里程的数值，将该数值作为周期结束里程数值，并计算出周期行驶里程数值，周期行驶里程数值＝周期结束里程数值－周期开始里程数值；最后执行第七步骤；

第六步骤是报警条件判断步骤；

本步骤包括压力报警判断，

压力报警判断是：

控制器获取压力传感器检测的压力值，如果空气滤清器出气口处的压力值低于压力预报警参数的值，则控制器向车载ecu发出压力预报警，车载ecu在显示屏上显示报警信息提醒驾驶员准备更换滤芯；

否则控制器向车载ecu发出压力正常的信息；

第七步骤是更新步骤；

控制器使rfid标签中存储的滤芯已工作时长数值增加10分钟；并将rfid标签中存储的滤芯已工作里程数值增加周期行驶里程数值（本实施例中，所有涉及里程的单位均为公里，当然也可以均为英里等其他长度计量单位）；然后控制器重新读取rfid标签上的所有信息，并通过加密算法对加密算法涉及的输入数据进行运算，得到正确的密码后更新rfid标签中存储的密码；最后返回执行第一步骤。

随着机动车和空气滤清器的使用，滤芯的滤阻逐渐上升，机动车行驶时空气滤清器出气口处的压力逐渐下降。本发明在空气滤清器出气口处的压力下降至滤清器出气口最低压力值的80%时即触发报警，因此得以提前报警，给机动车的使用人员以充分的时间去安排更换滤芯事宜，避免滤芯的滤阻过大后仍然继续使用带来的隐患。

控制器内置有所述加密算法；

第一步骤具体是：

rfid读写器读取rfid标签上的所有信息，控制器通过加密算法对加密算法涉及的输入数据（输入数据是各只读固定值中的一个或多个，以及滤芯已工作时长数值和滤芯已工作里程数值中的一个或两个）进行运算，得到正确的密码；控制器比较正确的密码与rfid标签中存储的密码，如果两者相同，则判定滤芯为真；如果两者不相同，则判定滤芯为假。

加密算法为常规技术，设计人员可以为不同的空气滤清器及其滤芯选择不同的加密算法。

所述压力报警判断中，控制器每秒钟至少获取一次压力传感器检测的压力值，在压力值低于压力预报警参数的值时控制低压持续时间计时器开始从零计时，计时过程中如果出现压力值高于压力预报警参数的值的情况，则控制低压持续时间计时器终止（并非中止）计时并清零；

如果低压持续时间计时器计时超过x分钟，则控制器向车载ecu发出压力预报警，否则控制器向车载ecu发出压力正常的信息；x的取值范围是10±2。

机动车在工作时，在车辆颠簸等不稳定的外部条件下，空气滤清器出气口处的压力会产生短暂的波动；如果控制器在检测到压力值低于压力预报警参数的值后就立即报警，就会因不稳定外部条件导致不少误报警。将连续10±2分钟空气滤清器出气口处的压力均低于压力预报警参数的值作为触发报警的条件，既可以避免不稳定外部条件导致的误报警，又能够及时地发出报警信息，通过车载ecu提醒驾驶员更换滤芯。

报警条件判断还包括时间报警判断；

时间报警判断中，控制器获取rfid标签中存储的滤芯已工作时长数值，如果滤芯已工作时长数值高于时间预报警参数的值，则控制器向车载ecu发出时间预报警，车载ecu在显示屏上显示报警信息提醒驾驶员准备更换滤芯；

否则控制器向车载ecu发出使用时间正常的信息。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。