DE102008032657B4

DE102008032657B4 - Verfahren zur Steuerung der Belüftung eines Kraftfahrzeuginnenraums

Info

Publication number: DE102008032657B4
Application number: DE102008032657.7A
Authority: DE
Inventors: Karsten Meindl; Stefan Oberberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: DE102008032657A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung der Belüftung eines Kraftfahrzeuginnenraums in Abhängigkeit von Signalen eines von Außenluft beaufschlagten Schadstoffsensors zur Messung einer Schadstoffkonzentration und eines von einem Fahrzeuginsassen manuell bedienbaren Schalters zur Umschaltung von Frischluftbetrieb in Umluftbetrieb, wobei mittels eines elektronischen Steuergeräts bei manuell eingeschaltetem Umluftbetrieb spätestens nach Ablauf einer vorgegebenen Maximalzeit (Δtmax) ab dem Einschaltzeitpunkt (t1) des Umluftbetriebs für eine vorgegebene Dauer (Δt2) automatisch in den Frischluftbetrieb umgeschaltet wird, wobei vom Steuergerät innerhalb eines definierten Zeitfensters (Δt1) vor Ablauf der Maximalzeit (Δtmax) überprüft wird, ob sich die Schadstoffkonzentration (P) unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes (S) befindet, und wobei das Steuergerät innerhalb des Zeitfensters (Δt1) ab Unterschreiten dieses Schwellwertes (S) für eine vorgegebene Dauer (Δt2) automatisch in den Frischluftbetrieb umschaltet, bevor die Maximalzeit (Δtmax) abgelaufen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Belüftung eines Kraftfahrzeuginnenraums.
Von einem derartigen Verfahren geht beispielsweise auch die DE 197 53 733 B4 aus. Weiterhin behandelt die DE 197 53 733 B4 die Problematik der Qualität der Luft im Kraftfahrzeuginnenraum, wenn dieser nicht ausreichend belüftet wird.
Aus der Druckschrift DE 103 10 022 A1 ist ein Steuerverfahren zur Belüftung eines Kraftfahrzeuginnenraums in Abhängigkeit von Signalen eines von Außenluft beaufschlagten Schadstoffsensors zur Messung einer Schadstoffkonzentration und eines von einem Fahrzeuginsassen manuell zu bedienenden Schalters zur Umschaltung von Frischluft- auf Umluftbetrieb bekannt. Die Druckschrift DE 34 46 082 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem spätestens nach Ablauf einer vorgegebenen Maximalzeit ab dem Einschaltzeitpunkt des Umluftbetriebs für eine vorgegebene Dauer automatisch in den Frischluftbetrieb umgeschaltet wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das bekannte Verfahren kundenorientierter weiterzubilden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der Belüftung eines Kraftfahrzeuginnenraums in Abhängigkeit von Signalen eines von Außenluft beaufschlagten Schadstoffsensors zur Messung einer Schadstoffkonzentration und eines von einem Fahrzeuginsassen manuell bedienbaren Schalters zur Umschaltung von Frischluftbetrieb in Umluftbetrieb und umgekehrt wird mittels eines elektronischen Steuergeräts bei manuell eingeschaltetem Umluftbetrieb spätestens nach Ablauf einer vorgegebenen Maximalzeit ab dem Einschaltzeitpunkt des Umluftbetriebs für eine vorgegebene Dauer automatisch in den Frischluftbetrieb umgeschaltet. Vom Steuergerät wird innerhalb eines definierten Zeitfensters vor Ablauf der Maximalzeit überprüft, ob sich die Schadstoffkonzentration unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes befindet. Das Steuergerät schaltet innerhalb des Zeitfensters vor Ablauf der Maximalzeit ab Unterschreiten dieses Schwellwertes möglichst für eine vorgegebene Dauer automatisch in den Frischluftbetrieb um, bevor die Maximalzeit abgelaufen ist. Das Zeitfenster ist kleiner als die Maximalzeit und endet vorzugsweise genau mit Ablauf der Maximalzeit. Das Zeitfenster mit zugehörigen Schwellwertüberprüfungen könnte aber auch mehrmals vor Ablauf der Maximalzeit ablaufen.
Der Erfindung liegt folgende Erkenntnis zugrunde:
Nach dem Stand der Technik wird heute für die Dauer des Umluftbetriebs eine konstante Maximalzeit von beispielsweise 30 min vorgegeben; denn auch bei schlechter Außenluft-Qualität, die durch Schadstoffkonzentrationen definiert wird, ist eine zumindest zeitweise kurze Zwangsbelüftung des Kraftfahrzeuginnenraums durch Frischluftzufuhr für mindestens einige Sekunden (z. B. 30 sec) zur Verbesserung der Innenluft-Qualität erforderlich, die ihrerseits beispielsweise durch den CO2- bzw. den Sauerstoffgehalt definiert wird. Problematisch ist jedoch, wenn der Kunde manuell dauerhaft Umluftbetrieb eingeschaltet hat und dennoch, aufgrund der zyklischen automatischen Zwangsbelüftung, Schadstoffeintritt bemerkt.
Es wurde erkannt, dass bei manuell aktiviertem Umluftbetrieb besser bereits vor Erreichen der Maximalzeit ein weiteres Zeitfenster gestartet werden sollte, dessen Ende mit der Maximalzeit zusammenfällt. In diesem weiteren Zeitfenster wird in Abhängigkeit von der Qualität der Außenluft über einen Schadstoffsensor entschieden, ob gegebenenfalls nicht besser bei guter Außenluft-Qualität ein vorgezogener automatischer Frischluftbetrieb zur kurzzeitigen Belüftung trotz manuell aktiviertem Umluftbetrieb vorgenommen werden sollte. Somit nimmt im Unterschied zu einer ausschließlich zeitgesteuerten Zwangsbelüftung die Häufigkeit einer Zwangsbelüftung bei guter Luftqualität zu. Es wäre auch eine Zwangsbelüftung abhängig von einem Sensor zur Erfassung der Innenraumluft-Qualität möglich. Demgegenüber ist die Erfindung jedoch kostengünstiger, da der entsprechende Sensor bereits existiert und ausgewertet wird.
Durch die Erfindung verringert sich die Wahrscheinlichkeit des Eintritts verunreinigter Außenluft auf einfache Weise. Dem Kundenwunsch wird dadurch zweifach entgegengekommen: erstens nimmt die Schadstoffkonzentration im Fahrzeuginnenraum ab und gleichzeitig wird möglichst der Eindruck eines ununterbrochenen Umluftbetriebs erweckt. Erfindungsgemäß wird daher auch nicht während der gesamten Umluftbetriebzeit bis zum Erreichen der Maximalzeit eine Schadstoffkonzentration-abhängige Umluft-Frischluft-Steuerung vorgenommen; denn es wird davon ausgegangen, dass der Kunde – insbesondere aus Gründen maximaler Kälteleistung in heißen Ländern oder individuellen Verhaltens – bei manueller Betätigung des Umluftbetriebs eben dauerhaften Umluftbetrieb wünscht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt die Auswirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von zwei Beispielen für mögliche Schadstoffkonzentrationsverläufe über der Zeit.
In der Figur ist im unteren Diagramm eine Zeitachse t dargestellt mit den Zeitereignissen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Im mittleren Diagramm ist ein erstes Beispiel für einen möglichen Verlauf der Schadstoffkonzentration P in der Umgebungsluft über der Zeit t und im oberen Diagramm ein zweites Beispiel für einen möglichen Verlauf der Schadstoffkonzentration P über der Zeit t dargestellt. Nicht dargestellt sind die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Komponenten, wie das Steuergerät, der von Außenluft beaufschlagte Schadstoffsensor, der von einem Fahrzeuginsassen manuell bedienbare Schalter zur Umschaltung von Frischluftbetrieb in Umluftbetrieb und die für die Umschaltung zwischen Frischluftbetrieb und Umluftbetrieb erforderlichen Aktuatoren und Klappen, da diese aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Erfindungsgemäß wird mittels des (nicht dargestellten) elektronischen Steuergeräts bei manuell eingeschaltetem Umluftbetrieb spätestens nach Ablauf einer vorgegebenen Maximalzeit Δtmax ab dem Einschaltzeitpunkt t1 = 0 des Umluftbetriebs für eine vorgegebene Dauer Δt2 automatisch in den Frischluftbetrieb, der auch Teilfrischluftbetrieb umfassen kann, umgeschaltet. Vom Steuergerät wird innerhalb eines definierten Zeitfensters Δt1 vor Ablauf der Maximalzeit Δtmax – hier beginnend mit dem Zeitpunkt t2 und endend mit dem Zeitpunkt tmax – überprüft, ob sich die Schadstoffkonzentration P unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes S befindet. Das Zeitfenster Δt1 ist also vorzugsweise wesentlich kleiner als die Maximalzeit Δtmax und endet vorzugsweise genau mit Ablauf der Maximalzeit Δtmax zum Zeitpunkt tmax.
Im ersten Beispiel unterschreitet die Schadstoffkonzentration P den Schwellwert S zum Zeitpunkt t3. Danach bleibt die Schadstoffkonzentration P unterhalb dieses Schwellwertes S zumindest bis zum Zeitpunkt t4. In diesem Fall schaltet das Steuergerät innerhalb des Zeitfensters Δt1 ab Unterschreiten des Schwellwertes S für eine vorgegebene Dauer Δt2 automatisch in den Frischluftbetrieb/Teilfrischluftbetrieb um, bevor die Maximalzeit Δtmax abgelaufen ist. Nach Ablauf der vorgegebenen Dauer Δt2 aktiviert das Steuergerät wieder den Umluftbetrieb und verfährt gemäß dem ersten Beispiel ab dem Zeitpunkt t4 vorzugsweise in gleicher Weise weiter wie ab dem ersten Einschaltzeitpunkt t1 des manuell aktivierten Umluftbetriebs.
Im zweiten Beispiel unterschreitet die Schadstoffkonzentration P den Schwellwert S zum Zeitpunkt t3' und überschreitet den Schwellwert S wieder zum Zeitpunkt t4', In diesem Fall aktiviert das Steuergerät bei erneutem Überschreiten des Schwellwertes S zum Zeitpunkt t4' vor Ablauf der vorgegebenen Dauer Δt2 wieder den Umluftbetrieb, bis der Schwellwert S zum Zeitpunkt t5' wieder unterschritten ist und bis mindestens zum Zeitpunkt t6' unterschritten bleibt. In diesem Fall wird vom Zeitpunkt t5' bis zum Zeitpunkt t6' erneut der automatische Frischluftbetrieb eingestellt. Da die Summen-Dauer Δt3 + Δt4 jedes automatischen Frischluftbetriebs (bei Unterbrechung des Frischluftbetriebs vor Ablauf der vorgegebenen Dauer Δt2) zum Zeitpunkt t6' insgesamt gleich der vorgegebenen Dauer Δt2 ist, aktiviert das Steuergerät den Umluftbetrieb zum Zeitpunkt t6' wieder. Danach verfährt das Steuergerät vorzugsweise in gleicher Weise weiter wie ab dem ersten Einschaltzeitpunkt t1 des manuell aktivierten Umluftbetriebs.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht weiterhin vorzugsweise vor, dass das Steuergerät nach Ablauf der Maximalzeit Δtmax den automatischen Frischluftbetrieb beibehält oder einschaltet, wenn die Summen-Dauer kleiner als die vorgegebene Dauer Δt2 ist, und zwar für die Differenzdauer zwischen Summen-Dauer und vorgegebener Dauer Δt2.
Nach Ablauf der gegebenenfalls aufsummierten Dauer der automatischen Frischluftbetriebphase(n) für eine der vorgegebenen Dauer Δt2 entsprechende Zeitspanne aktiviert das Steuergerät wieder den Umluftbetrieb und verfährt vorzugsweise weiter in gleicher Weise wie ab dem ersten Einschaltzeitpunkt t1 des manuell aktivierten Umluftbetriebs. Der neue erste Einschaltpunkt t1 liegt also spätestens nach dem Zeitpunkt tmax plus der Differenzdauer zwischen Summen-Dauer und vorgegebener Dauer Δt2, wenn die Summen-Dauer nicht schon vor Erreichen vom Zeitpunkt tmax gleich der vorgegebenen Dauer Δt2 ist. Die Summen-Dauer kann auch Null sein, wenn die Schadstoffkonzentration P während des Zeitfensters Δt1 den Schwellwert S überhaupt nicht unterschreitet. Ergänzend wird daraufhin gewiesen, dass der Schwellwert S in Abhängigkeit von einem integrierten Schadstoffkonzentrationspegel P variabel vorgebbar ist.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Belüftung eines Kraftfahrzeuginnenraums in Abhängigkeit von Signalen eines von Außenluft beaufschlagten Schadstoffsensors zur Messung einer Schadstoffkonzentration und eines von einem Fahrzeuginsassen manuell bedienbaren Schalters zur Umschaltung von Frischluftbetrieb in Umluftbetrieb, wobei mittels eines elektronischen Steuergeräts bei manuell eingeschaltetem Umluftbetrieb spätestens nach Ablauf einer vorgegebenen Maximalzeit (Δtmax) ab dem Einschaltzeitpunkt (t1) des Umluftbetriebs für eine vorgegebene Dauer (Δt2) automatisch in den Frischluftbetrieb umgeschaltet wird, wobei vom Steuergerät innerhalb eines definierten Zeitfensters (Δt1) vor Ablauf der Maximalzeit (Δtmax) überprüft wird, ob sich die Schadstoffkonzentration (P) unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes (S) befindet, und wobei das Steuergerät innerhalb des Zeitfensters (Δt1) ab Unterschreiten dieses Schwellwertes (S) für eine vorgegebene Dauer (Δt2) automatisch in den Frischluftbetrieb umschaltet, bevor die Maximalzeit (Δtmax) abgelaufen ist.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster (Δt1) kleiner als die Maximalzeit (Δtmax) ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitfenster (Δt1) genau mit Ablauf der Maximalzeit (Δtmax) endet.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät bei erneutem Überschreiten des Schwellwertes (S) innerhalb der vorgegebenen Dauer (Δt2) des automatischen Frischluftbetriebs wieder den Umluftbetrieb aktiviert, bis entweder der Schwellwert (S) wieder unterschritten ist oder die Maximalzeit (Δtmax) abgelaufen ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Summen-Dauer (Δt3 + Δt4) jedes automatischen Frischluftbetriebs bei Unterbrechung des Frischluftbetriebs vor Ablauf der vorgegebenen Dauer (Δt2) gebildet wird, und dass das Steuergerät den Umluftbetrieb wieder aktiviert, sobald die Summen-Dauer (Δt3 + Δt4) gleich der vorgegebenen Dauer (Δt2) ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Summen-Dauer jedes automatischen Frischluftbetriebs bei Unterbrechung des Frischluftbetriebs vor Ablauf der vorgegebenen Dauer (Δt2) gebildet wird, und dass das Steuergerät nach Ablauf der Maximalzeit (Δtmax) den automatischen Frischluftbetrieb beibehält oder einschaltet, wenn bis dahin die Summen-Dauer kleiner als die vorgegebene Dauer (Δt2) ist, und zwar für die Differenzdauer zwischen Summen-Dauer und vorgegebener Dauer (Δt2).
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf der gegebenenfalls aufsummierten Dauer der automatischen Frischluftbetriebphase(n) für eine der vorgegebenen Dauer (Δt2) entsprechende Zeitspanne das Steuergerät wieder den Umluftbetrieb aktiviert und vorzugsweise weiter in gleicher Weise wie ab dem ersten Einschaltzeitpunkt (t1) des manuell aktivierten Umluftbetriebs verfährt.