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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sichtverbesserung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Technik zur Verhinderung einer Kondensation von Feuchtigkeit an einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Ein Kraftfahrzeug verfügt über mehrere Sichtscheiben, deren Transparenz entscheidend dafür sein kann, wie gut ein Fahrer des Kraftfahrzeugs seine Umgebung optisch wahrnehmen kann. Die Sichtscheibe kann insbesondere eine Front- oder Heckscheibe, aber auch eine Seitenscheibe umfassen. An der Sichtscheibe kann Feuchtigkeit, die in der umgebenden Luft gebunden ist, kondensieren, falls die Sichtscheibe kälter als die Luft ist und die Luft eine hohe relative Luftfeuchtigkeit aufweist. Die relative Luftfeuchtigkeit gibt eine auf die Temperatur und den Druck der Luft bezogene Speicherfähigkeit für Flüssigkeit an. Wird Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von unter 100% abgekühlt, so sinkt die absolute Speicherfähigkeit der Luft, während die absolut vorhandene Flüssigkeitsmenge gleich bleibt, wodurch die relative Luftfeuchtigkeit ansteigt. Erreicht die relative Luftfeuchtigkeit einen Wert nahe 100%, so wird Flüssigkeit aus der Luft ausgefällt.
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Erfolgt die Abkühlung der Luft im Bereich der Sichtscheibe, so bildet sich ein Niederschlag oder Kondensat auf der Sichtscheibe, der die Transparenz der Sichtscheibe senkt. Bemerkt der Fahrer des Kraftfahrzeugs diesen Vorgang, so ist er gehalten, die Sichtscheibe von dem Kondensat zu befreien, beispielsweise durch mechanisches Reinigen oder durch Erwärmen der Sichtscheibe, beispielsweise durch eine elektrische Heizeinrichtung oder ein Heißluftgebläse.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sichtverbesserung durch eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs anzugeben, die ohne die Intervention eines Benutzers auskommt. Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Darüber hinaus ist ein Computerprogrammprodukt angegeben, welches die Aufgabe löst. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Offenbarung der Erfindung
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Sichtverbesserung durch eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs umfasst Schritte des Abtastens einer relativen Luftfeuchte im Kraftfahrzeug, des Bestimmens einer Wahrscheinlichkeit von Kondensation von Feuchtigkeit an der Scheibe auf der Basis der Luftfeuchte und des Bewegens oder Erwärmens der Luft im Bereich der Scheibe, falls die bestimmte Wahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, um die Kondensation zu verhindern.
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Vorteilhafterweise kann dadurch eine Maßnahme zur Verhinderung der Kondensation bereits ergriffen werden, bevor eine Kondensation tatsächlich eintritt. Eine Aufmerksamkeit eines Fahrers des Kraftfahrzeugs kann somit nicht unnötig von der Aufgabe der Führung des Kraftfahrzeugs abgelenkt sein. Das Verfahren kann in einem bekannten Kraftfahrzeug mit einer steuerbaren Belüftungs- oder Klimaanlage leicht implementierbar sein.
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In einer Ausführungsform wird eine Temperaturdifferenz von Luft innerhalb und außerhalb des Kraftfahrzeugs bestimmt, wobei die Wahrscheinlichkeit zusätzlich auf der Basis der Temperaturdifferenz bestimmt wird.
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Auf diese Weise kann berücksichtigt werden, ob eine Abkühlung der Luft im Bereich der Scheibe möglich bzw. wahrscheinlich ist, und ob die Abkühlung voraussichtlich ausreicht, um die relative Luftfeuchte in einen Bereich ansteigen zu lassen, in dem eine Kondensation erfolgen kann. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit der Kondensation verbessert bestimmt werden. Ein Eingriff in die Lufteigenschaften kann somit verbessert nur dann erfolgen, wenn die Maßnahme erfolgversprechend ist.
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Zur Bestimmung der Temperaturdifferenz können eine Innentemperatur und eine Außentemperatur des Kraftfahrzeugs bestimmt werden, wobei die Außentemperatur auf der Basis einer Position des Kraftfahrzeugs und Umgebungsinformationen bestimmt werden kann. Dadurch kann ein Sensor zur Bestimmung der Außentemperatur eingespart werden. Außerdem kann eine zukünftige Position des Kraftfahrzeugs bestimmt werden, so dass sich die bestimmte Wahrscheinlichkeit auf einen zukünftigen Zeitpunkt bezieht. Das Bewegen oder Erwärmen der Luft kann so bereits eingeleitet werden, noch bevor die Wahrscheinlichkeit für den aktuellen Zustand bzw. die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die relative Luftfeuchtigkeit auf der Basis einer Position des Kraftfahrzeugs und Umgebungsinformationen bestimmt werden. Ein Sensor zur Bestimmung einer Luftfeuchte kann so eingespart werden. Außerdem kann die Bestimmung der Luftfeuchtigkeit auf einen zukünftigen Zeitpunkt bzw. eine zukünftige Position bezogen sein. Diese Ausführungsform ist mit der vorgenannten Ausführungsform kombinierbar, so dass die bestimmte Position und die bestimmten Umgebungsinformationen mehrfach nutzbringend berücksichtigt werden können.
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Allgemein kann die Wahrscheinlichkeit vorausschauend bestimmt, und das Bewegen oder Erwärmen vorausschauend veranlasst werden. Die vorausschauende Bestimmung kann auch auf der Basis einer Änderung bzw. Änderungsgeschwindigkeit einer bestimmten Luftfeuchte oder einer bestimmten Innen- oder Außentemperatur erfolgen. In diesem Fall kann eine Extrapolation zur Bestimmung der Luftfeuchte, der Temperatur oder der Wahrscheinlichkeit für einen zukünftigen Zeitpunkt durchgeführt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst Programmcodemittel zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Sichtverbesserung durch eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Abtasteinrichtung zur Bestimmung einer relativen Luftfeuchte im Kraftfahrzeug, einer Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung einer Wahrscheinlichkeit der Kondensation von Feuchtigkeit an der Scheibe auf der Basis der Luftfeuchte und eine Schnittstelle zu einer Bewegungs- oder Erwärmungseinrichtung für Luft im Bereich der Scheibe. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die Bewegungs- oder Erwärmungseinrichtung anzusteuern, falls die bestimmte Wahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Auf diese Weise kann die Kondensation verhindert werden.
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Die Vorrichtung kann an einem bekannten Kraftfahrzeug leicht implementierbar sein. Insbesondere kann ein bestehendes Kraftfahrzeug mit einer steuerbaren Lüftungs- oder Klimaanlage mit überschaubarem Aufwand zu der beschriebenen Vorrichtung aufgerüstet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine bekannte, durch ein Computerprogrammprodukt steuerbare Lüftungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mittels des beschriebenen Computerprogrammprodukts in die beschriebene Vorrichtung ausbaubar sein.
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In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine weitere Schnittstelle zu einem Navigationssystem zur Bestimmung einer Position des Kraftfahrzeugs und Umgebungsinformationen an der Position. Das Navigationssystem kann zusätzlich eine geplante Route des Kraftfahrzeugs bereitstellen, so dass eine zukünftige Position und korrespondierende Umgebungsinformationen über die weitere Schnittstelle angefordert werden können.
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In einer Ausführungsform ist die Schnittstelle zur Bewegungs- oder Erwärmungseinrichtung drahtlos, um die Vorrichtung aus dem Kraftfahrzeug entfernen zu können. So kann ein tragbares elektronisches Verarbeitungsgerät wie ein tragbarer Computer oder ein sogenanntes Smartphone mit geringem Aufwand mit einer bekannten Lüftungs- oder Klimaanlage des Kraftfahrzeugs kombinierbar sein. Das oben beschriebene Computerprogrammprodukt oder Teile davon können auf dem elektronischen Verarbeitungsgerät ausgeführt werden. Das Navigationssystem kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform bereits von dem tragbaren Verarbeitungsgerät umfasst sein.
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In einer Ausführungsform verfügt Vorrichtung über eine weitere Schnittstelle, die zum Austausch von Informationen mit einem meteorologischen Informationsdienst eingerichtet ist, und wobei die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Luftfeuchte zusätzlich auf der Basis der meteorologischen Informationen zu bestimmen. Auf diese Weise können Techniken des vernetzten Kraftfahrzeugs und der Cloud-Technologie vorteilhaft eingesetzt werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 ein Klimatisierungssystem an Bord eines Kraftfahrzeugs;
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2 exemplarische Umgebungsinformationen entlang einer Route des Kraftfahrzeugs aus 1;
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Sichtverbesserung an Bord des Kraftfahrzeugs von 1; und
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4 ein Ablaufdiagramm eines optionalen Abschnitts des Verfahrens von 3
darstellt.
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Genaue Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt ein Klimatisierungssystem 100 an Bord eines Kraftfahrzeugs 105. Das Kraftfahrzeug 105 umfasst eine Scheibe 110, die insbesondere eine Frontscheibe, eine Heckscheibe oder eine Seitenscheibe sein kann. Zur Klimatisierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs 105 und zur Bewegung oder Erwärmung von Luft im Bereich der Scheibe 110 ist ein Lüftungssystem 115 vorgesehen. Das Lüftungssystem 115 kann auf unterschiedliche Weisen zusammengesetzt sein. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Lüftungssystem 115 einen Luftfilter 120 zur Filterung von in den Innenraum des Kraftfahrzeugs 105 eintretender Luft, ein Gebläse 125 zur Förderung oder Bewegung von Luft im Innenraum des Kraftfahrzeugs 105, eine Heizeinrichtung 130 zur Erwärmung der bewegten bzw. geförderten Luft und eine Luftdüse 135, um die bewegte bzw. geförderte Luft in den Bereich der Scheibe 110 zu leiten. In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die elektrische Heizeinrichtung 130 auch unmittelbar auf die Scheibe 110 aufgebracht sein. Ferner umfasst das Lüftungssystem 115 eine Steuereinrichtung 140 zur Steuerung des Gebläses 125 und/oder der Heizeinrichtung 130 und ein Bedienelement 145 zur Veränderung von Parametern der Steuereinrichtung 140 durch einen Benutzer des Kraftfahrzeugs 105, insbesondere einen Fahrer.
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Ferner ist an Bord des Kraftfahrzeugs 105 eine Verarbeitungseinrichtung 150 vorgesehen, die mittels einer ersten Schnittstelle 155 mit der Steuereinrichtung 140 verbindbar ist. Die erste Schnittstelle 155 kann drahtgebunden oder drahtlos, beispielsweise via Bluetooth, WIMAX oder WLAN implementiert sein. Die Verarbeitungseinrichtung 150 ist mit einer Abtasteinrichtung 160 zur Bestimmung einer relativen Luftfeuchte im Innenraum des Kraftfahrzeugs 105 verbunden. Ferner ist die Verarbeitungseinrichtung 150 mit einem ersten Temperatursensor 165 zur Bestimmung einer Innentemperatur und einem zweiten Temperatursensor 170 zur Bestimmung einer Außentemperatur verbunden. Beide Temperatursensoren 165, 170 sind optional.
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Es kann eine zweite Schnittstelle 175 zur Verbindung des Navigationssystems 180 mit der Verarbeitungseinrichtung 150 vorgesehen sein. Das Navigationssystem 180 umfasst bevorzugterweise eine Antenne 185 zum Empfangen von Satellitensignalen eines satellitengestützten Navigationssystems und eine Steuereinrichtung 190, die bevorzugterweise einen Speicher für Umgebungsinformationen umfasst.
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In bekannter Weise ist das Lüftungssystem 115 dazu eingerichtet, in Abhängigkeit eines mittels des Bedienelements 145 ausgedrückten Benutzerwunschs eine Belüftung bzw. Klimatisierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs 105 bereitzustellen. Es können noch weitere Parameter durch die Steuereinrichtung 140 erfasst und verarbeitet werden, beispielsweise eine Temperatur oder eine Sonneneinstrahlung.
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Die Verarbeitungseinrichtung 150 ist dazu eingerichtet, eine Wahrscheinlichkeit einer Kondensation von Feuchtigkeit an der Scheibe 110 des Kraftfahrzeugs 105 zu bestimmen und mit einem Schwellenwert zu vergleichen. Übersteigt die bestimmte Wahrscheinlichkeit den Schwellenwert, so beeinflusst die Verarbeitungseinrichtung 150 die Steuereinrichtung 140 mittels der Schnittstelle 155 so, dass Luft im Bereich der Scheibe 110 vermehrt bewegt oder erwärmt wird. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung 150 dazu eingerichtet, die Wahrscheinlichkeit wenigstens auf der Basis einer mittels der ersten Abtasteinrichtung 160 bestimmten relativen Luftfeuchte im Innenraum des Kraftfahrzeugs 105 zu bestimmen. Darüber hinaus können weitere Parameter in die Bestimmung der Luftfeuchte einfließen. Beispielsweise kann die Luftfeuchte auf der Basis einer Anzahl von Insassen des Kraftfahrzeugs 105 bestimmt werden, da jeder Insasse beim Atmen die Luftfeuchte im Kraftfahrzeug 105 erhöhen kann. Es können auch meteorologische Informationen bei der Bestimmung der Luftfeuchte im Kraftfahrzeug 105 berücksichtigt werden. Diese Informationen können insbesondere mittels einer dritten Schnittstelle 177 empfangen werden, die bevorzugterweise eine drahtlose Schnittstelle zum Austausch von Informationen mit einem lokalen oder entfernten Datenverarbeitungssystem wie einem Internet-Server oder einem mobilen Rechner oder einem Telefon mit Zusatzfunktionen (Smartphone) sein kann. Das Datenverarbeitungssystem umfasst bevorzugterweise einen meteorologischen Informationsdienst, der die meteorologischen Informationen beispielsweise bezüglich einer Position des Kraftfahrzeugs 105 bereitstellt. Die Position kann eine ermittelte, aktuelle Position oder eine für einen zukünftigen Zeitpunkt erwartete Position des Kraftfahrzeugs 105 sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Wahrscheinlichkeit zusätzlich auf der Basis einer Temperaturdifferenz zwischen dem Innenraum und einem Außenbereich des Kraftfahrzeugs 105 bestimmt werden.
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Die Temperaturdifferenz kann auf der Basis von Messungen mittels der Temperatursensoren 165 und 170 bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ können Informationen des Navigationssystems 180 mittels der zweiten Schnittstelle 175 beschafft und der Bestimmung der Wahrscheinlichkeit zugrunde gelegt werden. Die vom Navigationssystem 180 erlangten Informationen können insbesondere eine erwartete Luftfeuchtigkeit oder eine erwartete Temperatur an einer Position umfassen, an der sich das Kraftfahrzeug 105 befindet oder zu der es unterwegs ist. Zur Bestimmung der Position kann das Navigationssystem 180 einen Routenplaner umfassen. Einen Zusammenhang zwischen einer Position und einer an dieser Position erwarteten relativen Luftfeuchte bzw. erwarteten Temperatur kann auf der Basis von Umgebungsinformationen erstellt werden, die bevorzugterweise im Speicher der Steuereinrichtung 190 für eine Vielzahl von Positionen bereitgestellt sind.
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2 zeigt exemplarische Umgebungsinformationen 200 entlang einer geplanten Route des Kraftfahrzeugs 105 aus 1. Entlang einer Route von einem Startpunkt oder einer gegenwärtigen Position 205 zu einem Zielpunkt 210 führt eine Route 215 des Kraftfahrzeugs 105 an vier exemplarischen Umgebungen vorbei.
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Eine erste Umgebung 220 umfasst ein bergiges Gelände. Hier ist die Wahrscheinlichkeit einer sich rasch ändernden Höhe hoch. Mit steigender Höhe sinkt üblicherweise die herrschende Lufttemperatur. Außerdem können häufige oder rasche Wechsel zwischen Sonnen- und Schattenabschnitten der geplanten Route 215 die Außentemperatur im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 stark beeinflussen. Die Wahrscheinlichkeit von Kondensation an der Scheibe kann daher in der ersten Umgebung 220 erhöht sein.
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Eine zweite Umgebung 225 repräsentiert einen Tunnel. Hier kann die Temperatur besonders niedrig und die relative Luftfeuchtigkeit besonders hoch sein. Beide Faktoren können die Wahrscheinlichkeit der Kondensation von Flüssigkeit an der Scheibe 110 erhöhen.
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Eine dritte Umgebung 230 steht für ein nahes Gewässer. Das Gewässer kann insbesondere ein Flusstal, einen See oder ein Meer umfassen. Hier kann mit einer erhöhten Luftfeuchtigkeit gerechnet werden. Außerdem ist eine gleichmäßige Außentemperatur wahrscheinlich. Die Wahrscheinlichkeit einer Kondensation von Flüssigkeit an der Scheibe 110 kann hier ebenfalls erhöht sein.
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Eine vierte Umgebung 235 steht für eine Schnellstraße oder Autobahn. Hier kann von einer gleichmäßigen Außentemperatur und seltenen Wechseln zwischen Licht- und Schattenabschnitten der geplante Route 215 ausgegangen werden.
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Die Wahrscheinlichkeit der Kondensation von Flüssigkeit an der Scheibe 110 kann hier verringert sein.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zur Sichtverbesserung an Bord des Kraftfahrzeugs 105 aus 1. In einem ersten Schritt 305 wird eine relative Luftfeuchtigkeit im Kraftfahrzeug 105 bestimmt. Optional kann ferner eine Temperaturdifferenz zwischen einem Innenraum und einem Außenbereich des Kraftfahrzeugs 105 bestimmt werden. Dazu kann in einem Schritt 310 die Innentemperatur, beispielsweise mittels des ersten Temperatursensors 165, und in einem Schritt 315 eine Außentemperatur, beispielsweise auf der Basis des zweiten Temperatursensors 170, bestimmt werden. Anschließend wird in einem Schritt 320 auf der Basis der beiden Temperaturen eine Temperaturdifferenz bestimmt.
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In einem Schritt 325 wird auf der Basis der zuvor bestimmten Werte eine Wahrscheinlichkeit für die Kondensation von Flüssigkeit auf der Scheibe 110 bestimmt. Diese Wahrscheinlichkeit berücksichtigt wenigstens die bestimmte relative Luftfeuchtigkeit aus Schritt 305. Optional kann auch die im Schritt 320 bestimmte Temperaturdifferenz berücksichtigt werden. Die Wahrscheinlichkeit kann auch für einen zukünftigen Zeitpunkt bestimmt werden. Dazu kann eine Entwicklung der bestimmten Wahrscheinlichkeit oder der bestimmten Luftfeuchte- oder Temperaturwerte der Vergangenheit herangezogen werden. Außerdem kann, wie noch genauer gezeigt wird, die Bestimmung der relativen Luftfeuchtigkeit oder der Innen- bzw. Außentemperatur für einen zukünftigen Zeitpunkt erfolgen.
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In einem Schritt 330 wird die bestimmte Wahrscheinlichkeit mit einem Schwellenwert verglichen. Liegt die bestimmte Wahrscheinlichkeit über dem Schwellenwert, wird in einem Schritt 335 die Erwärmung bzw. Bewegung von Luft im Bereich der Scheibe 110 veranlasst, so dass die Kondensation von Flüssigkeit auf der Scheibe 110 unterbunden bzw. ihr vorgebeugt wird.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines optionalen Abschnitts 400 des Verfahrens 300 aus 3. Der Abschnitt 400 ist optional und kann verwendet werden, um eine Außentemperatur des Kraftfahrzeugs 105 oder eine relative Luftfeuchtigkeit ohne einen lokalen Sensor 160, 165, 170 zu bestimmen. Der Abschnitt 400 kann somit die Schritte 305 oder 315 ergänzen oder ersetzen.
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In einem ersten Schritt 405 wird eine Position des Kraftfahrzeugs 105 bestimmt. Die Position kann auch bezüglich eines zukünftigen Zeitpunkts bestimmt werden. Dazu kann die geplante Route 215 aus 2 herangezogen werden.
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Anschließend werden in einem Schritt 410 Umgebungsinformationen an der bestimmten Position bestimmt. Die Umgebungsinformationen können beispielsweise eine Umgebung wie eine der Umgebungen 220 bis 235 aus 2 umfassen. Auf der Basis der bestimmten Umgebung wird dann in einem Schritt 415 die Außentemperatur oder die relative Luftfeuchte ermittelt bzw. angenähert. Dazu kann eine gegenwärtigen Außentemperatur bzw. relative Luftfeuchtigkeit und eine Zeitspanne zum betrachteten, zukünftigen Zeitpunkt berücksichtigt werden.
