DE102014206451A1

DE102014206451A1 - Verfahren zur Ansteuerung einer automatisierten Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102014206451A1
Application number: DE102014206451.1A
Authority: DE
Inventors: Jan-Christoph Albrecht; Nils Vrielink
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-10-08

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ansteuerung einer automatisierten Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte: – Erkennen einer Schadstoff-Inhalationsgefahr für den Fahrer des Kraftfahrzeugs und – Verändern, bei erkannter Schadstoff-Inhalationsgefahr, eines Betriebszustandes einer Lüftungseinrichtung der Klimatisierungsvorrichtung. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass bei erkannter Schadstoff-Inhalationsgefahr der Gesichtsbereich des Fahrers verstärkt mit Luft angeströmt wird, die zuvor eine Luftfiltrationseinheit durchlaufen hat.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ansteuerung einer automatisierten Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte:

– Erkennen einer Schadstoff-Inhalationsgefahr für den Fahrer des Kraftfahrzeugs und
– Verändern, bei erkannter Schadstoff-Inhalationsgefahr, eines Betriebszustandes einer Lüftungseinrichtung der Klimatisierungsvorrichtung.

Stand der Technik
Ein derartiges Verfahren ist bekannt aus der DE 10 2004 020 679 A1 . Diese Druckschrift beschreibt ein Verfahren, die Insassen eines Kraftfahrzeugs vor der Inhalation schädlicher Gase aus der Umgebung des Kraftfahrzeuges zu schützen. Hierzu wird zunächst ein Erkennungsschritt durchgeführt, um eine aktuelle Schadgas-Inhalationsgefahr zu erkennen. Wird eine solche Gefahr erkannt, wird die Lüftungseinrichtung der fahrzeugeigenen Klimatisierungsvorrichtung vom Frisch- auf den Umluftbetrieb umgeschaltet. Auf diese Weise wird verhindert, dass Schadgase von außen in den Fahrzeuginnenraum gelangen. Zur konkreten Erkennung der Schadgas-Inhalationsgefahr bietet die genannte Druckschrift mehrere Ansätze. Zum einen werden spezielle Schadgassensoren erwähnt, die jedoch aus Kostengründen als nachteilig beschrieben werden. Zum anderen wird eine mittelbare Erkennung der Schadgas-Inhalationsgefahr offenbart, die sich auf eine aktuelle Fahrsituationsanalyse stützt. Insbesondere wird das Einfahren in einen Tunnel durch Detektion entsprechender Druckschwankungen erkannt und hieraus auf eine erhöhte Schadgaskonzentration in der Fahrzeugumgebung und somit auf eine erhöhte Schadgas-Inhalationsgefahr geschlossen. Als weitere Fahrsituationsparameter, welche die der Fahrsituationsanalyse zugrundeliegende, aktuelle Fahrsituation repräsentieren, werden bei dem bekannten Verfahren die Fahrtgeschwindigkeit sowie die Fahrtrichtung herangezogen. Das bekannte Verfahren ist jedoch nur bei geschlossenen Fahrzeugen einsetzbar. Bei offenen Fahrzeugen, insbesondere Cabriolets mit geöffnetem Verdeck, ist eine Umschaltung vom Frisch- auf den Umluftbetrieb der Lüftungseinrichtung der Klimatisierungsvorrichtung im Hinblick auf einen Schadstoff-Inhalationsschutz wirkungslos.
Auch aus der EP 1 987 972 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung einer Tunneleinfahrt bekannt. Allerdings wird die Tunneleinfahrt hier nicht mit einer erhöhten Schadstoff-Inhalationsgefahr, sondern mit der Gefahr des Beschlagens der Windschutzscheibe assoziiert. Um dieser Gefahr zu begegnen, schlägt die genannte Druckschrift vor, die Lüftungsklappen einer Lüftungseinrichtung der Klimatisierungsvorrichtung derart anzusteuern, dass der Luftstrom in Richtung der Frontscheiben geleitet wird. Zusätzlich soll die Gebläseleistung eines entsprechenden Lüfters erhöht und/oder seine Ausblastemperatur erhöht werden. Auch dieser Ansatz zielt bei offenen Fahrzeugen ins Leere, da sich hier die Gefahr des Beschlagens der Frontscheibe bei einer Tunneleinfahrt nicht stellt.
Aufgabenstellung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass auch der Fahrer eines offenen Fahrzeugs wirksam vor der Inhalation von Schadstoffen in der Fahrzeugumgebung geschützt wird.
Darlegung der Erfindung
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass bei erkannter Schadstoff-Inhalationsgefahr der Gesichtsbereich des Fahrers verstärkt mit Luft angeströmt wird, die zuvor eine Luftfiltrationseinheit durchlaufen hat.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Zunächst sieht die Erfindung vor, den Gesichtsbereich des Fahrers verstärkt mit Luft anzuströmen. Der Komparativ „verstärkt“ versteht sich hier im Vergleich zu einem Normal-Betriebszustand, der sich bei der automatisierten Klimatisierungsvorrichtung bei einer vergleichbaren Fahrsituation ohne Erkennung einer Schadstoff-Inhalationsgefahr einstellen würde. Sofern die Klimatisierungsvorrichtung nicht aktuell in einem die automatischen Einstellungen manuell übersteuernden Betriebsmodus befindet, kann der Komparativ „verstärkt“ auf die tatsächliche Anströmungsstärke unmittelbar vor der Schadstoff-Inhalationsgefahrerkennung bezogen werden.
Als eine weitere Maßnahme sieht die Erfindung vor, für diese verstärkte Anströmung solche Luft zu verwenden, die zuvor eine Luftfiltrationseinheit durchlaufen hat. Dies gilt typischerweise für jegliche Luft, die in modernen Kraftfahrzeugen von der Lüftungseinrichtung der Klimatisierungsvorrichtung angesaugt und in den Fahrzeuginnenraum ausgeblasen wird. Ausgeschlossen sind im Wesentlichen nur Individuallüfter, wie beispielsweise separate Ventilatoren, die lediglich ihre eigene Umgebungsluft gerichtet beschleunigen.
Der Gedanke, der hinter der Erfindung steht, ist der, dass das Gesicht des Fahrers bei einer typischen Cabrio-Fahrt mit offenem Verdeck im Wesentlichen von der von außen unmittelbar eindringenden Luft umströmt wird. Entsprechend ist der Fahrer ungeschützt dem Schadstoffgehalt dieser Außenluft ausgesetzt. Durch die erfindungsgemäße, verstärkte Anströmung des Fahrergesichtes im Fall einer als schadstoffbelastet erkannten Außenluft wird diese vom Mund- und Nasenbereich des Fahrers verdrängt und durch vorfiltrierte Luft ersetzt. Letztere wird daher vom Fahrer anstelle der Außenluft eingeatmet. Entsprechend geringer ist die vom Fahrer inhalierte Schadstoffmenge.
Die Art und Weise der Vorfiltrierung der Luft kann rein mechanisch oder auch chemisch unterstützt sein. Entsprechende Filtrationstechniken, die auch für die Optimierung der Frischluftzufuhr in geschlossene Fahrzeuge unverändert eingesetzt werden kann, ist dem Fachmann bekannt.
Die Schadstoff-Inhalationsgefahrerkennung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann sie auf Basis einer unmittelbaren Messung eines Schadstoffgehaltes der Außenluft erfolgen. Hierzu sind spezielle Feinstaub- und/oder Gassensoren erforderlich. Insbesondere im Fall, dass diese „elektronischen Nasen“ für eine Vielzahl von Schadstoffen empfindlich sind, kann mit diesem Ansatz ein Höchstmaß an Schutz erreicht werden. Nachteilig sind jedoch die hohen Kosten und der Bauraumbedarf solcher Sensoren. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Erkennung der Schadstoff-Inhalationsgefahr indirekt auf Basis einer Fahrsituationsanalyse erfolgt, wobei die aktuelle Fahrsituation durch sensorische Erfassung eines oder mehrerer sie repräsentierender Fahrsituationsparameter ermittelt wird. Dabei wird bevorzugt auf solche Sensoren zurückgegriffen, die für andere Systeme, in denen ebenfalls Fahrsituationsanalysen durchgeführt werden müssen, ohnehin vorhanden sind.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein im Vergleich zu einem in einem Speicher der Klimatisierungsvorrichtung hinterlegten Vergleichswert rapider Helligkeits- und/oder Druckabfall als ein die aktuelle Fahrsituation repräsentierender Fahrsituationsparameter in die Fahrsituationsanalyse einfließt. Helligkeits- und Drucksensoren sind bei modernen Fahrzeugen meist ohnehin vorhanden, beispielsweise für eine Lichtautomatik. Im vorliegenden Zusammenhang können solche Sensoren zur Erkennung von Tunneleinfahrten genutzt werden, wobei der Begriff des Tunnels hier weit zu verstehen ist und jede Art überdeckter Wegeführung, beispielsweise auch Tiefgaragen, umfasst. Die Einfahrt in einen derartigen Tunnel wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als Erhöhung der Schadstoff-Inhalationsgefahr interpretiert, sodass die erfindungsgemäße Verstärkung der Gesichtsanströmung des Fahrers initiiert wird.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass über ein an die Klimatisierungsvorrichtung angeschlossenes Kommunikationsgerät ermittelte Positions-, Wetter- und/oder Verkehrssituationsdaten als die aktuelle Fahrsituation repräsentierende Fahrsituationsparameter in die Fahrsituationsanalyse einfließen. Beispielsweise können Positionsdaten eines Navigationsgerätes genutzt werden, um Tunneleinfahrten im oben erläuterten Sinn zu erkennen oder zu antizipieren. Ebenso liefern moderne Navigationsgeräte auch Verkehrssituationsdaten, sodass diese zusammen mit den Positionsdaten genutzt werden können, um beispielsweise festzustellen, ob sich das Fahrzeug in einem Stau mit entsprechend erhöhter Schadstoffinhalationsgefahr befindet. Alternativ oder zusätzlich können zur Detektion eines Staus selbstverständlich auch Geschwindigkeitsdaten oder Daten von kameragestützten Assistenzsystemen verwendet werden. Wetterdaten können – wiederum bevorzugt in Verbindung mit Positionsdaten – verwendet werden, um Aufschluss über wetterabhängige Schadstoffbelastungen, wie beispielsweise Ozon oder Pflanzenpollen zu geben.
Auch zur Realisierung der verstärkten Anströmung des Gesichtsbereichs können alternativ oder in Kombination unterschiedliche Ansätze verfolgt werden. Bei Vorhandensein richtungsansteuerbarer Luftausströmer kann hierzu z.B. vorgesehen sein, dass diese auf einen Innenraumbereich des Kraftfahrzeugs ausgerichtet werden, in dem sich gemäß einer Vorgabe oder einer zuvor durchgeführten, aktuellen Messung oder Abschätzung das Gesicht des Fahrers befinden sollte. Der Begriff der Vorgabe ist hier als eine statische Definition desjenigen Bereichs zu verstehen, in dem sich üblicherweise das Gesicht des Fahrers während des Fahrens befindet. Eine solche Vorgabe kann jedoch unterschiedlich groß gewachsenen Fahrern unter Umständen nicht gerecht werden. Daher kann aufgrund erfasster Sekundärparameter eine Abschätzung der Fahrergesichtsposition erfolgen. Solche Sekundärparameter sind beispielsweise elektronisch erfasste Sitzeinstellungsparameter, die auf die Körperproportionen des Fahrers schließen lassen. Noch weiter verfeinern lässt sich die Detektion der Fahrergesichtsposition mittels aktueller Messungen, beispielsweise durch im Innenraum installierte Kameras, deren Bilder ausgewertet und der Klimatisierungsvorrichtung zugeführt werden. Parallel hierzu können dieselben Kamerabilder auch für andere Assistenzsysteme, beispielsweise einen Müdigkeitsdetektor, verwendet werden.
Auch nicht richtungsansteuerbare Luftausströmer können zur Realisierung der vorliegenden Erfindung genutzt werden. So sind in jedem Fahrzeug Luftausströmer vorhanden, die auf den oberen Fahrzeuginnenbereich gerichtet sind. Diese können bei einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung zur verstärkten Luftausströmung angesteuert werden, was dann auch zu einer verstärkten Anströmung des Fahrergesichts führt.
Insbesondere, jedoch nicht notwendig, in Kombination mit dieser Variante kann eine Einbeziehung von Strömungsturbulenzen im Fahrzeuginnenraum ausgenutzt werden. Diese sind bei einem offenen Fahrzeug stark abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit sowie von der individuellen Stellung von Fenstern, Windschotten oder ähnlichen luftleitenden Elementen. Werden die Stellungen einiger oder aller dieser Elemente erfasst, können die Strömungsverhältnisse im Fahrzeuginnenraum abgeschätzt und durch entsprechende Ansteuerung der Lüftungseinrichtung gezielt genutzt werden, um den erfindungsgemäßen Effekt, nämlich die Versorgung des Fahrers mit gefilterter Luft, zu erzielen.
Im Heizfall, d.h. im Fall, dass vor der Erkennung der Schadstoff-Inhalationsgefahr vorgewärmte Luft in den Fahrzeuginnenraum eingeblasen wurde, sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Temperatur der zur verstärkten Anströmung des Gesichtsbereichs des Fahrers verwendeten Luft demgegenüber reduziert wird. Gerade bei Cabrios ist die Heizeinrichtung typischerweise sehr kräftig ausgelegt, da eingebrachte Wärme sehr schnell wieder abgeht. Entsprechend heiß ist der im Heizfall eingeblasene Luftstrom. Wird dieser nun auf das Gesicht des Fahrers gerichtet und in seinem Volumen/oder seiner Geschwindigkeit auch noch verstärkt, kann dies als unangenehm empfunden werden. Der entsprechende Diskomfort wird jedoch durch Reduzierung der Temperatur deutlich gemindert.
Der Fachmann wird verstehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren für den Betrieb offener Fahrzeuge gedacht und optimiert ist. In geschlossenen Fahrzeugen ist seine Anwendung wenig sinnvoll. Cabriolets lassen sich jedoch meist sowohl geschlossen als auch offen fahren, abhängig davon, ob das Verdeck geschlossen oder geöffnet ist. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass vor der Erkennung der Schadstoff-Inhalationsgefahr oder vor der Betriebszustandsänderung der Lüftungseinrichtung eine Prüfung erfolgt, ob ein aufklappbares Verdeck des Kraftfahrzeugs geöffnet oder geschlossen ist, und das Verfahren bei Erkennung eines geschlossenen Verdecks abgebrochen wird. Die einfachste Variante ist dabei ein Schalter, der beim Öffnen des Verdecks ein Aktivierungssignal und beim Schließen des Verdecks ein Deaktivierungssignal für das erfindungsgemäße Verfahren an die Klimatisierungsvorrichtung sendet. Analoges gilt für eine mögliche Detektion des Öffnungszustandes von Fenstern und/oder einem Schiebedach.
Natürlich stellen die erläuterten Ausführungsbeispiele nur bevorzugte Ausführungsformen der grundlegenden Erfindung dar, ohne deren Allgemeingültigkeit zu beschränken. So kann das erfindungsgemäße Konzept selbstverständlich auf andere Fahrzeuginsassen als allein den Fahrer erweitert werden. Zur Vermeidung unnötiger Geräuscherzeugung und unnötigen Energieverbrauchs kann es dabei sinnvoll sein, die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens von einer vorangegangenen Sitzplatz-Belegungserkennung abhängig zu machen. Da eine plötzliche, automatische Initiierung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen unvorbereiteten Fahrer überraschen könnte, wird es als vorteilhaft angesehen, den Fahrer zuvor mittels einer optischen oder akustischen Warnanzeige vorzubereiten und/oder zumindest während des Verfahrensablaufs mit einer entsprechenden Anzeige über diesen besonderen Betriebszustand zu informieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004020679 A1 [0002]
EP 1987972 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Ansteuerung einer automatisierten Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte: – Erkennen einer Schadstoff-Inhalationsgefahr für den Fahrer des Kraftfahrzeugs und – Verändern, bei erkannter Schadstoff-Inhalationsgefahr, eines Betriebszustandes einer Lüftungseinrichtung der Klimatisierungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass bei erkannter Schadstoff-Inhalationsgefahr der Gesichtsbereich des Fahrers verstärkt mit Luft angeströmt wird, die zuvor eine Luftfiltrationseinheit durchlaufen hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung der Schadstoff-Inhalationsgefahr auf Basis einer unmittelbaren Messung eines Schadstoffgehaltes der Außenluft erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung der Schadstoff-Inhalationsgefahr indirekt auf Basis einer Fahrsituationsanalyse erfolgt, wobei die aktuelle Fahrsituation durch sensorische Erfassung eines oder mehrerer sie repräsentierender Fahrsituationsparameter ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Vergleich zu einem in einem Speicher der Klimatisierungsvorrichtung hinterlegten Vergleichswert rapider Helligkeits- und/oder Druckabfall als ein die aktuelle Fahrsituation repräsentierender Fahrsituationsparameter in die Fahrsituationsanalyse einfließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass über ein an die Klimatisierungsvorrichtung angeschlossenes Kommunikationsgerät ermittelte Positions-, Wetter- und/oder Verkehrssituationsdaten als die aktuelle Fahrsituation repräsentierende Fahrsituationsparameter in die Fahrsituationsanalyse einfließen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur verstärkten Anströmung des Gesichtsbereichs richtungsansteuerbare Luftausströmer auf einen Innenraumbereich des Kraftfahrzeugs ausgerichtet werden, in dem sich gemäß einer gemäß einer Vorgabe oder einer zuvor durchgeführten, aktuellen Messung oder Abschätzung das Gesicht des Fahrers befinden sollte.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur verstärkten Anströmung des Gesichtsbereichs nicht richtungsansteuerbare, auf den oberen Fahrzeuginnenbereich gerichtete Luftausströmer zur verstärkten Luftausströmung angesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, dass vor der Erkennung der Schadstoff-Inhalationsgefahr vorgewärmte Luft in den Fahrzeuginnenraum eingeblasen wurde, die Temperatur der zur verstärkten Anströmung des Gesichtsbereichs des Fahrers verwendeten Luft demgegenüber reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustandsänderung der Lüftungseinrichtung in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Erkennung der Schadstoff-Inhalationsgefahr oder vor der Betriebszustandsänderung der Lüftungseinrichtung eine Prüfung erfolgt, ob ein aufklappbares Verdeck des Kraftfahrzeugs geöffnet oder geschlossen ist, und das Verfahren bei Erkennung eines geschlossenen Verdecks abgebrochen wird.