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Die Erfindung betrifft ein Vorfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren von Störgeräuschen beim Erfassen von Sprachsignalen in einem Fahrzeuginnenraum, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren von Störgeräuschen beim Führen von Telefongesprächen in einem Fahrzeug.
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In zunehmendem Maße wird in Kraftfahrzeugen eine Vielzahl von zusätzlichen Funktionen und Vorrichtungen integriert, um den Fahrer und die Fahrzeuginsassen zu unterstützen und gestiegenen Komfortansprüchen gerecht zu werden. Jedoch steigt hiermit das Risiko, dass sich einzelne Vorrichtungen und Funktionen gegenseitig störend beeinflussen können.
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Dies kann in Abhängigkeit von einer jeweiligen Fahrzeuggestaltung und einem individuellen Nutzerverhalten insbesondere bei einer gleichzeitigen Nutzung einer Lüftungsanlage des Fahrzeuges und einer Sprachsteuerungsvorrichtung oder einer Telefon-Freisprechanlage der Fall sein.
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Telefon-Freisprechanlagen und Sprachsteuerungsvorrichtungen in Fahrzeugen nutzen üblicherweise Mikrofone, welche in dem Fahrzeuginnenraum angeordnet sind, um die von dem Fahrer oder den Fahrzeuginsassen ausgesendeten akustischen Sprachsignale zu erfassen. Insbesondere bei werkseitig eingebauten Systemen wird das Mikrofon vorzugsweise in räumlicher Nähe zu den Fahrzeuginsassen, wie beispielsweise in einem oberen Bereich der A-Säule oder im Bereich des Innenspiegels bzw. im Dachhimmel in unmittelbarer Nähe zu dem Innenspiegel angeordnet, da diese Positionen eine optimale Erfassung von Sprachsignalen aufgrund kurzer Distanzen zu dem in der Regel nach vorn blickenden Fahrer bzw. Beifahrer bereitstellen.
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Jedoch befinden sich diese Positionen der Mikrofone gleichzeitig auch in Bereichen des Fahrzeuginnenraums, welche – in Abhängigkeit von einer Einstellung der Lüftungsanlage des Fahrzeugs – unmittelbar in einem Strömungsbereich der Lüftungsanlage liegen können. Sind also Justierklappen, sogenannte Lüftergitter bzw. Lüfterklappen, an den Lüftungsausströmern der Lüftungsanlage derart eingestellt, dass ein aus den Lüftungsausströmern austretender Luftstrom in Richtung des Mikrofons geleitet wird, so führt dies dazu, dass der austretende Luftstrom über das Mikrofon streicht. Dies hat zur Folge, dass ein Rauschen von dem Mikrofon erfasst wird und die eigentliche Erfassung von Sprachsignalen durch dieses rauschende Störgeräusch gestört wird. Ein Gesprächspartner versteht die Sprachsignale daher nur in gestörter Form bzw. hört das zusätzliche Rauschen der Luftströmung, wodurch es zu Verständigungsproblemen kommen kann.
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Das gleiche Problem ergibt sich für eine Sprachsteuerung in einem Fahrzeug. Auch hierbei kann eine Erkennung von Sprachbefehlen aufgrund des störenden Rauschens erschwert oder sogar unmöglich sein. Dies hat zur Folge, dass Befehle des Fahrers falsch oder gar nicht erkannt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Reduzierung der Störgeräusche bei einem Erfassen von Sprachsignalen in einem Fahrzeuginnenraum zu ermöglichen, wobei diese Reduzierung möglichst ohne Beeinträchtigung einer Aufmerksamkeit des Fahrers und mit möglichst geringen Komforteinbußen sowie geringem Kosten- und Materialaufwand erfolgen soll.
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Dies wird erfindungsgemäß gelöst mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 sowie einer Vorrichtung nach Anspruch 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Demnach wird ein Verfahren zum Reduzieren von Störgeräuschen beim Erfassen von Sprachsignalen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeuginnenraum mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:
- – Erkennen einer Nutzungsabsicht eines Mikrofons, welches dem Fahrzeuginnenraum zum Erfassen der Sprachsignale zugeordnet ist,
- – Ansteuern einer Lüftungsanlage des Fahrzeugs und
- – mindestens teilweises Schließen mindestens eines Lüftungsausströmers der Lüftungsanlage.
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Der mindestens eine Lüftungsausströmer ist zur Belüftung eines definierten Bereichs des Fahrzeuginnenraums vorgesehen und das Mikrofon ist in diesem definierten Bereich angeordnet.
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Wie bereits einleitend beschrieben, tritt als Störgeräusch insbesondere ein Rauschen auf, welches durch einen Luftstrom verursacht wird, der über das Mikrofon streicht. Das Mikrofon ist im Sinne dieser Erfindung unmittelbar im Innenraum angeordnet oder diesem zugewandt, um Geräusche bzw. Sprachsignale der Fahrzeuginsassen zu erfassen.
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Üblicherweise lassen sich die in einem Fahrzeug vorgesehenen Lüftungsausströmer der Lüftungsanlage jeweils einer von drei Ebenen zugeordnet. Eine obere Ebene sorgt für eine Belüftung im Bereich der Frontscheibe. Eine zweite, mittlere Ebene sorgt für eine Belüftung im Bereich eines Oberkörpers und Kopfes des Fahrers bzw. des Beifahrers und eine dritte, untere Ebene dient der Fußraumbelüftung. Jede Ebene sieht mehrere über die gesamte Fahrzeugbreite verteilte Lüftungsausströmer vor, die insbesondere bei modernen Lüftungsanlagen einzeln oder in Gruppen gegliedert separat ansteuerbar sind. Ein Schließen des jeweiligen Lüftungsausströmers kann mittels einer Steuerung der Lüftungsanlage erfolgen, die den jeweiligen Luftdurchsatz durch Schließen von Regelklappen der Lüftungsanlage regulieren kann. Hiervon sind die beschriebenen Lüftergitter bzw. Lüfterklappen zu unterscheiden, die am innenraumseitigen Ausgang des jeweiligen Lüftungsausströmers angeordnet sind und lediglich eine Umlenkung eines jeweils austretenden Luftstroms erlauben. Diese sind in der Regel von den Fahrzeuginsassen manuell zu betätigen.
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Um das Überstreichen des Mikrofons durch den Luftstrom zu verhindern, wird daher vorgeschlagen, einen oder mehrere Lüftungsausströmer der Lüftungsanlage vollständig oder teilweise zu schließen. Auf diese Weise wird der über das Mikrofon streichende Luftstrom reduziert bzw. vollständig unterbrochen.
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Da eine Lüftungsanlage eines Fahrzeugs, wie beschrieben, in der Regel mehrere Lüftungsausströmer umfasst und diese zur Einleitung jeweils eines Luftstroms in verschiedene Bereiche des Fahrzeuginnenraums vorgesehen sind, ist vorzugsweise jener Lüftungsausströmer zu schließen, dessen austretender Luftstrom direkt auf das Mikrofon bzw. in dessen näheres Umfeld mittels der Lüftergitter lenkbar ist. Ist also das Mikrofon beispielsweise im Bereich des Innenspiegels angeordnet, so kommen als zu schließende Lüftungsausströmer insbesondere die in der Mitte eines Armaturenbretts (d. h. in der mittleren Ebene) angeordneten Lüftungsauströmer in Betracht. Da diese unter anderem für eine Belüftung im Kopfbereich des Fahrers und Beifahrers vorgesehen sind, können sie – je nach Stellung des Lüftergitters – jeweils einen Luftstrahl in Richtung des Mikrofons leiten.
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Jedoch ist zu beachten, dass nicht nur ein direktes Anströmen des Mikrofons ein rauschendes Störgeräusch verursacht. Aufgrund von Strömungsturbulenzen können auch jene Luftströmungen zu Verwirbelungen im Bereich des Mikrofons führen, die lediglich auf einen benachbarten Bereich des Mikrofons gerichtet sind. Dennoch können hierdurch lokale Luftströmungen an dem Mikrofon verursacht werden, die ein entsprechendes Rauschen bewirken. Somit kann auch ein Schließen jener Lüftungsausströmer sinnvoll sein, die nicht direkt auf das Mikrofon fokussiert sondern lediglich teilweise auf den definierten Bereich des Fahrzeuginnenraums gerichtet sind, in dem das Mikrofon angeordnet ist. Die Größe des definierten Bereichs ist dabei von den Strömungsverhältnissen im Fahrzeuginnenraum abhängig.
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Lediglich beispielsweise kann der definierte Bereich einen Raum um das Mikrofon definieren, dessen Grenzen einen maximalen Abstand von ca. 30 cm zu dem Mikrofon aufweisen. Im Falle der beispielhaft beschriebenen Mikrofon-Position im Bereich des Innenspiegels kommen daher grundsätzlich die in der mittleren Ebene mittig im Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordneten Lüftungsausströmer in Betracht, wohingegen die in den äußeren Bereichen der mittleren Ebene (d. h. nahe der A-Säule) angeordneten Lüftungsausströmer keinen signifikanten Einfluss haben und daher geöffnet bleiben können. Gegebenenfalls können zusätzlich auch Lüftungsausströmer aus der Mitte der oberen Ebene geschlossen werden, die für eine Belüftung der Frontscheibe vorgesehen sind und möglicherweise eine Luftströmung entlang der Frontscheibe in den Bereich des Innenspiegels bewirken.
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Ist das Mikrofon gemäß einem weiteren Beispiel in der fahrerseitigen A-Säule des Fahrzeugs angeordnet, so können als entsprechende Lüftungsausströmer insbesondere der im Bereich der A-Säule angeordnete Lüftungsauströmer im Armaturenbrett (d. h. mittlere Ebene) und der für die Frontscheibe vorgesehene Lüftungsausströmer der oberen Ebene mindestens teilweise geschlossen werden. Ein Einfluss der anderen Lüftungsausströmer ist in diesem Fall vergleichsweise vernachlässigbar.
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Wie ebenfalls voranstehend beschrieben, ist die Strömungsrichtung eines aus dem Lüftungsausströmer austretenden Luftstroms unter anderem von einer Stellung des üblicherweise an einer Austrittsöffnung jedes Lüftungsausströmers vorgesehenen Lüftergitters abhängig. Dieses kann in der Regel nicht automatisch gesteuert werden, sondern wird über Stellelemente von den Fahrzeuginsassen betätigt, so dass eine Stellung des Lüftergitters ohne ein Zutun der Fahrzeuginsassen nicht automatisch bestimmbar oder veränderbar ist.
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Es kann daher ein pauschales Schließen derjenigen Lüftungsausströmer erfolgen, die unabhängig von einer tatsächlichen Stellung des Lüftergitters grundsätzlich dazu geeignet sind, die Luftströmungen im Bereich des Mikrofons störend zu beeinflussen. Eine tatsächliche Störwirkung aufgrund einer entsprechenden Lüftergitterstellung spielt in diesem Fall keine Rolle.
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Alternativ kann ein zusätzlicher Schritt eines Auswertens der mittels des Mikrofons erfassten Geräusche des Fahrzeuginnenraums vorgesehen sein, wobei die erfassten Geräusche auf entsprechende Störgeräusche analysiert werden, so dass bei Erkennen eines entsprechenden Störgeräusches das beschriebene Schließen des mindestens einen Lüftungsausströmers veranlasst werden kann. Auf diese Weise kann ein pauschales Schließen verhindert werden und nur in einem tatsächlichen Bedarfsfall durchgeführt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Erkennen der Nutzungsabsicht des Mikrofons ein Erkennen einer Nutzungsabsicht eines in einer Telefon-Freisprechanlage und/oder eines in einer Sprachsteuerungsvorrichtung integrierten Mikrofons. Dies bedeutet, dass bereits ein oder mehrere im Fahrzeuginnenraum vorhandene Mikrofone der genannten Systeme im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden können. Es ist also nicht erforderlich zusätzliche Mikrofone vorzusehen.
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Selbstverständlich schließt dies nicht aus, bei Bedarf dennoch zusätzliche Mikrofone zu verwenden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Erkennen einer Nutzungsabsicht ein Erkennen einer Aktivierung des Mikrofons. Dies bedeutet, dass eine Nutzungsabsicht, also der Wunsch eines Fahrzeuginsassen, erkannt wird sobald das Mikrofon beispielsweise durch die Telefon-Freisprechanlage oder die Sprachsteuerungsvorrichtung aktiviert wird. Dies kann beispielsweise bei Annahme eines eingehenden Anrufs, Wählen einer Telefonnummer für einen abgehenden Anruf oder Aufrufen der Sprachsteuerung erfolgen.
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Außerdem kann das Verfahren ein Erkennen einer Deaktivierung des Mikrofons und ein nachfolgendes, mindestens teilweises Öffnen des mindestens einen geschlossenen Lüftungsausströmers umfassen. Dies ermöglicht ein an die Deaktivierung anschließendes Öffnen des entsprechenden Lüftungsausströmers, um eine volle Funktionsfähigkeit der Lüftungsanlage entsprechend einem vorhergehenden Zustand wiederherzustellen. Eine Deaktivierung des Mikrofons kann also beispielsweise im Falle der genannten Telefon-Freisprechanlage mit Beenden des Telefongesprächs und bei einer Sprachsteuerung mit Abschluss des Sprachkommandos erfolgen und sodann erkannt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ansteuern der Lüftungsanlage ein Speichern einer momentanen Öffnungsstellung des Lüftungsausströmers als Ausgangsstellung und der Schritt des mindestens teilweisen Öffnens des mindestens einen geschlossenen Lüftungsausströmers umfasst ein Öffnen in die gespeicherte Ausgangsstellung. Es wird demnach vor Einleitung des Schließvorgangs eine eingestellte Öffnungsstellung abgespeichert, um bei einem erneuten Öffnen des Lüftungsausströmers diese Öffnungsstellung wiederherstellen zu können. War also der Lüftungsausströmer beispielsweise zu Beginn des Verfahrens zu 2/3 geöffnet, so wird diese Stellung als Ausgangsstellung gespeichert und der Lüftungsausströmer vollständig geschlossen. Nach einem anschießenden Erkennen einer Deaktivierung des Mikrofons wird der geschlossene Lüftungsauströmer wieder in die Ausgangsstellung, d. h. in die beispielhaft genannte 2/3-Stellung gebracht.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren außerdem einen Schritt des automatischen Regulierens eines Luftdurchsatzes mindestens eines Luftstroms, welcher von weiteren Lüftungsausströmern der Lüftungsanlage bereitgestellt wird in Reaktion auf den mindestens einen geschlossenen Lüftungsausströmer. Wird demnach der mindestens eine Lüftungsausströmer geschlossen, so kann entweder der Luftstrom des geschlossenen Lüftungsausströmers ohne eine Veränderung der anderen Luftströme entfallen oder eine Umverteilung innerhalb der Lüftungsanlage auf die verbleibenden weiteren Lüftungsausströmer erfolgen. Diese stellen in diesem Fall einen entsprechend höheren Luftdurchsatz bereit. Um diese Umverteilung kontrollieren zu können, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, den bzw. die Luftdurchsätze der weiteren Lüftungsausströmer gezielt zu regulieren. Auf diese Weise kann festgelegt werden, ob und in welchem Maße eine Umverteilung erfolgen soll. Auch können zuvor nicht angesteuerte Lüftungsausströmer zugeschaltet und genutzt werden. Insbesondere bei längeren Telefongesprächen können somit die ansonsten häufig ungenutzten Lüftungsausströmer der oberen Ebene (Frontscheibenbelüftung) oder unteren Ebene (Fußraumbelüftung) zumindest teilweise zugeschaltet werden, um für eine ausreichende Belüftung des Fahrzeuginnenraums zu sorgen.
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Da moderne Lüftungsanlagen, beispielsweise Mehrzonen-Lüftungsanlagen, eine Steuerung einzelner Lüftungsausströmer oder zumindest einzelner Gruppen von Lüftungsausströmern ermöglichen, kann eine entsprechende Regelung vorgenommen werden. Auf diese Weise kann das Schließen des mindestens einen Lüftungsausströmers in eingeschränktem Maße durch die weiteren Lüftungsausströmer derart ausgeglichen werden, dass die Fahrzeuginsassen das Schließen nicht oder nur bedingt wahrnehmen und gleichzeitig nicht ein übermäßig gesteigerter und somit unangenehmer Luftdurchsatz durch die verbleibenden Lüftungsausströmer auftritt.
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Vorzugsweise umfasst die Lüftungsanlage eine Klimaanlage. Demnach kann die Lüftungsanlage als Klimaanlage ausgebildet sein und neben einer reinen Belüftung auch eine Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums ermöglichen. Ebenfalls vorzugsweise ist die Lüftungsanlage als Mehr-Zonen-Klimaanlage ausgebildet, die eine unterschiedlich starke Klimatisierung einzelner Bereiche des Fahrzeuginnenraums ermöglicht.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren außerdem einen Schritt des automatischen Regulierens einer Klimatisierung mindestens eines Luftstroms, welcher von weiteren Lüftungsausströmern der Lüftungsanlage bereitgestellt wird in Reaktion auf den mindestens einen geschlossenen Lüftungsausströmer.
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Entfällt also teilweise eine Klimatisierungswirkung für den Fahrzeuginnenraum aufgrund des fehlenden Luftstroms des zwischenzeitlich geschossenen Lüftungsausströmers, so kann eine Klimatisierungsleistung für die Luftströme der weiteren Lüftungsausströmer entsprechend angepasst und reguliert werden. Diese Regulierung der Klimatisierungsleistung kann unter anderem eine Erhöhung oder Absenkung einer Luftstromtemperatur umfassen. Hierbei ist jedoch abzuwägen zwischen einer ausreichend starken Regulierung zum möglichst guten Ausgleich der fehlenden Klimatisierungsleistung für den Fahrzeuginnenraum und einer möglichst geringen Temperaturveränderung des jeweiligen Luftstroms, um die Fahrzeuginsassen nicht einem unangenehm kalten oder warmen Luftstrom auszusetzen.
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Mit anderen Worten: wird ein kühlender Luftstrom durch Schließen eines Lüftungsausströmers unterbrochen, so wird eine geringere Kühlwirkung für den Fahrzeuginnenraum erzielt, wodurch sich der Fahrzeuginnenraum entsprechend erwärmt. Um diese Wirkung ausgleichen zu können, müsste ein Luftstrom eines weiteren Lüftungsausströmers deutlich kälter reguliert werden, um den Fahrzeuginnenraum in ausreichendem Maße kühl zu halten. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, dass der infolgedessen deutlich kälter regulierte Luftstrom von einem Fahrzeuginsassen als unangenehm wahrgenommen wird. Entsprechendes gilt für ein Heizen des Fahrzeuginnenraums.
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In beiden Fällen muss daher bei der Anpassung der Regulierung unter Umständen ein Kompromiss zwischen einer möglichst geringen Änderung der Fahrzeuginnenraumtemperatur und einer möglicherweise unangenehmen und unkomfortablen Temperaturänderung des jeweiligen Luftstrahls gefunden werden.
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Vorzugsweise kann das beschriebene Verfahren automatisch aufgrund vordefinierter Parameter oder manuell abschaltbar ausgeführt sein. Als Parameter können beispielsweise obere und/oder untere Schwellenwerte für eine zulässige Außentemperatur vorgegeben werden, um eine zu rasche Änderung einer Temperatur im Fahrgastraum nach oben bzw. unten zu verhindern, wenn die Lüftungsanlage gemäß der obigen Beschreibung lediglich in eingeschränktem Umfang betrieben werden kann. Die manuelle Abschaltung erlaubt dem Fahrer einen entsprechenden Eingriff bei Bedarf von Hand vorzunehmen. Hierzu kann beispielsweise in einem Bordcomputer des Fahrzeugs eine für den Fahrer zugängliche Auswahlmöglichkeit bereitgestellt werden, so dass auch eine dauerhafte Deaktivierung möglich ist.
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Des Weiteren wird eine Vorrichtung zum Reduzieren von Störgeräuschen beim Erfassen von Sprachsignalen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeuginnenraum mit einer Steuereinheit und einer hiermit wirkgekoppelten Lüftungsanlage des Fahrzeugs zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der gegebenen Beschreibung vorgeschlagen. Dies bedeutet, dass das Steuergerät entsprechende Mittel zum Erkennen der Nutzungsabsicht des Mikrofons umfasst. Dies kann beispielsweise durch eine Kopplung der Steuereinheit mit einer installierten Sprachsteuerungsvorrichtung oder einer Telefon-Freisprechanlage erfolgen. Die Ansteuerung der Lüftungsanlage erfolgt vorzugsweise über eine Kopplung mit einer Steuerung der Lüftungsanlage, welche die entsprechenden Befehle des Steuergeräts umsetzt und beispielsweise das mindestens teilweise Schließen oder Öffnen des Lüftungsausströmers sowie die Regulierung des Luftdurchsatzes bzw. der Luftstromtemperatur ausführt.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in ihrer 1 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Reduzieren von Störgeräuschen beim Erfassen von Sprachsignalen in einem Fahrzeuginnenraum wird in der dargestellten Ausführungsform beispielsweise eingeleitet durch eine Aktivierung eines Mikrofons 11. Hierdurch wird eine Nutzungsabsicht eines Fahrzeuginsassen aufgrund des Aktivierens des Mikrofons erkannt 12 und eine bevorstehende Erfassung von Sprachsignalen angenommen. In Reaktion auf den Schritt des Erkennens 12 erfolgt ein Ansteuern 13 einer Lüftungsanlage des Fahrzeugs. In einem optionalen Zwischenschritt kann eine Ausgangsstellung (AS) des Lüftungsausströmers abgespeichert 14 werden, um ein späteres Öffnen des Lüftungsauströmers in diese Ausgangsstellung zu ermöglichen. Anschließend wird mindestens ein Lüftungsausströmer (LA) in einem Schließschritt 15 mindestens teilweise geschlossen, wobei der mindestens eine Lüftungsausströmer zur Belüftung des Fahrzeuginnenraums für jenen Bereich vorgesehen ist, in dem das Mikrofon angeordnet ist.
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Ist der Lüftungsausströmer mindestens teilweise geschlossen, wird der hieraus austretende Luftstrom in seinem Durchsatz reduziert oder sogar vollständig unterbrochen. Der Luftstrom kann daher nicht mehr über das Mikrofon streichen und ein rauschendes Störgeräusch verursachen. Somit wird ein ungestörtes Erfassen der Sprachsignale beispielsweise im Rahmen eines Telefongesprächs oder eines Sprachkommandos ermöglicht.
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Nach einem nachfolgenden Deaktivieren 16 des Mikrofons, beispielsweise nach Beendigung des Telefongesprächs oder des Sprachkommandos, wird das Deaktivieren ebenfalls in einem Erkennungsschritt 17 erkannt und ein Öffnen 18 des Lüftungssausströmers (LA) in die ggf. gespeicherte Ausgangsstellung veranlasst. Andernfalls erfolgt beispielsweise ein Öffnen des Lüftungsausströmers in eine vordefinierte Öffnungsstellung.
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Ebenfalls optional kann zwischen dem Schritt des Schließens 15 des Lüftungsausströmers und dem Schritt des Öffnens 18 des mindestens einen Lüftungsausströmers ein Regulieren 16 eines Luftdurchsatzes (LD) und/oder Regulieren einer Klimatisierung (KL) eines Luftstroms durch weitere geöffnete Lüftungsausströmer erfolgen, um eine Änderung eines Klimas im Fahrzeuginnenraum zu verringern, solange der mindestens eine Lüftungsausströmer geschlossen ist.