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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Klimatisierungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche eine Umluftschalteinrichtung zum Umschalten zwischen einer Zirkulation von Innenluft und einem Ansaugen von Außenluft, der wenigstens ein Luftgütesensor zum Erfassen eines Luftgütewerts der Außenluft und eine Schalteinheit zum Schalten auf Innenluft bei der Unterschreitung eines Schwellwerts für den Luftgütewert und auf Außenluft bei Überschreitung des Schwellwerts durch den Luftgütewert zugeordnet sind, und ferner eine Luftqualitätsanpassungseinrichtung zur Anpassung der Luftqualität der Innenluft durch Zugabe eines Duftstoffes und/oder Verwendung eines Ionisators aufweist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Klimatisierungseinrichtungen, häufig auch als Klimaanlagen bezeichnet, sind für Kraftfahrzeuge im Stand der Technik weitgehend bekannt. Diesbezüglich wurde vorgeschlagen, eine automatische Umluftschaltung vorzusehen, das bedeutet, der Klimatisierungseinrichtung wird eine Umluftschalteinrichtung zugefügt, die in Abhängigkeit eines Messsignals einen Aktor, insbesondere eine Umluftklappe, derart steuert, dass entweder Außenluft von außen (Ansaugluft) oder Innenluft aus dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zur Klimatisierung verwendet wird. Der Umluftschalteinrichtung wird dabei wenigstens ein Luftgütesensor zur Ermittlung eines Luftgütewerts zugeordnet. Beispielsweise kann ein derartiger Luftgütesensor die Konzentration der Gase NOx und CO in der angesaugten Außenluft (Ansaugluft) und/oder die Menge an Partikeln in der angesaugten Außenluft vermessen. Eine Schalteinheit schaltet in Abhängigkeit des Luftgütewerts zwischen Umluft und Ansaugluft um, sorgt also für die entsprechende Ansteuerung des Aktors. Dabei wird der Schwellwert für die Luftgüte, unterhalb dessen die Innenluft zur Klimatisierung verwendet werden soll (Umluftbetrieb), derart festgelegt, dass nicht zu viele Abgase und/oder Partikel in den Innenraum des Kraftfahrzeugs gelangen.
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Zur Erweiterung von Klimaanlagen bzw. Klimatisierungseinrichtungen im Allgemeinen wurden ferner bereits Luftqualitätsanpassungseinrichtungen vorgeschlagen. Derartige Luftqualitätsverbesserungseinrichtungen können einen Ionisator und/oder eine Beduftungsanlage umfassen, mithin die Luftqualität der Innenluft durch Ionisierung und/oder durch Zugabe eines Duftstoffes anpassen, wobei zum Erreichen einer konstanten gewünschten Luftqualität, insbesondere einer konstanten Beduftung und/oder Ionisierung, eine Steuerung/Regelung in verschiedenen Abhängigkeiten erfolgen kann.
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Beispielsweise offenbart
DE 10 2008 032 883 A1 ein Verfahren zur Steuerung der Duftintensität einer Beduftungseinrichtung. Dort wird eine Grundstellwertvorgabe durch zumindest eine Korrekturfunktion beeinflusst, die einer Gruppe entnommen sein kann, die weniger spezifische Korrekturfunktionen, Außenluftkorrekturfunktionen, Kabinentemperaturkorrekturfunktionen, Luftmengenkorrekturfunktionen, Umluft-/Frischluftauswahlkorrekturfunktio-nen, Luftverteilungskorrekturfunktionen, Luftfeuchtekorrekturfunktionen, Sonnenlastkorrekturfunktionen, Fahrzeitkorrekturfunktionen, Betriebszeitkorrekturfunktionen, sinnesphysiologische Korrekturfunktionen, Uhrzeitkorrekturfunktionen, Fahrgeschwindigkeitskorrekturfunktionen und Fahrzeugbesetzungskorrekturfunktionen umfasst. Die Grundstellwertvorgabe kann die vom Bediener eingestellte Duftintensität umfassen.
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DE 103 01 214 B3 offenbart eine Anordnung zur Aufbereitung von Luft, wobei die Zudosierung olfaktorisch wirkender Substanzen schnell und flexibel auf aktuelle Veränderungen der Verhältnisse in dem zu beduftenden Raum bzw. im Luftleitungssystem angepasst wird, indem der aktuelle Luftvolumenstrom mittels eines Luftgeschwindigkeitssensors erfasst wird und die Menge an zuzudosierenden olfaktorisch wirkenden Substanzen in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal dieses Luftgeschwindigkeitssensors gesteuert wird. Es kann auch ein Luftgütesensor zu Beurteilung der von außen zugeführten Rohluft vorgesehen sein, in dessen Abhängigkeit eine Umluftklappe geschaltet werden kann. In einer alternativen Ausgestaltung kann bei Vorliegen eines Innen- und eines Außen-Luftgütesensors die Steuerung der Luftklappenstellung durch Vergleich der Ausgangssignale des Innen- und des Außen-Luftgütesensors erfolgen.
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EP 1 256 470 B1 offenbart eine Schaltungsanordnung zur schadstoffgesteuerten Belüftung einer Fahrzeugkabine, die einen Schadstoffsensor zur Erfassung des Schadstoffgehalts der Außenluft und eine Umstelleinrichtung, mittels der die Belüftung der Fahrzeugkabine in Abhängigkeit von Ausgangssignalen vom Schadstoffsensor vom Außenluft- auf den Umluftbetrieb und umgekehrt umstellbar ist, aufweist. Dabei soll die Ansprechempfindlichkeit der Umstelleinrichtung auf Ausgangssignale des Schadstoffsensors von der Anzahl der Fahrzeuginsassen und von wenigstens einem der folgenden Parameter abhängig sein: Temperatur im Fahrzeuginnenraum, Luftfeuchte im Fahrzeuginnenraum, Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, Gebläsedrehzahl der Klimaanlage, Luftfilterfunktion der Klimaanlage, Kompressorfunktion der Klimaanlage.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Steigerung der Effizienz der Luftqualitätsanpassungseinrichtung und/oder zur Verbesserung der angepassten Luftqualität bereitzustellen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Es wird mithin vorgeschlagen, in Abhängigkeit einer vorhandenen Luftqualitätsanpassung und/oder vorzugsweise einer durch die Luftqualitätsanpassungseinrichtung bereitgestellten Luftqualitätsanpassungsstärke die Schaltgrenze, bei der zwischen Umluft und Innenluft umgeschaltet wird, anzupassen, um die Umluftschaltung der Funktion Beduftung/Ionisierung anzupassen. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass, zumindest bei niedrigeren Luftqualitätsanpassungsstärken, das Zuleiten von angesaugter Ansaugluft der Wirkung der Luftqualitätsanpassungseinrichtung eher entgegenwirkt, nachdem noch nicht beduftete/ionisierte Luft in die Innenluft eingebracht wird und zudem auch Abgase und dergleichen von außen zugeführt werden, welche die Luftqualität wiederum negativ beeinflussen können. Mit anderen Worten erlaubt das erfindungsgemäße Vorgehen also, dass der Kunde keine Abgase in der gewählten Einstellung zur Beduftung/Ionisierung im Fahrzeuginnenraum mehr wahrnimmt; das bedeutet, es kann in einer konkreten, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Schwellwert so gewählt wird, dass der Anteil mit der Außenluft eingeleiteter Abgase in der Innenluft bei in Betrieb befindlicher Luftqualitätsanpassungseinrichtung unterhalb einer vorgegebenen Wahrnehmungsschwelle verbleibt. Dies bezieht sich selbstverständlich auf mittels des Luftgütesensors auch erfassbare Abgase, wobei angemerkt sei, dass, wie grundsätzlich bekannt, als Luftgütesensor beispielsweise ein Abgassensor und/oder ein Partikelmesssensor verwendet werden kann. Abgassensoren messen dabei häufig die Anteile von NOx und CO in der angesaugten Außenluft. Derartige Abgase und/oder gegebenenfalls Partikel können durch entsprechende Anpassungen des Schwellwerts für den Luftgütewert bei aktiver Luftqualitätsanpassung, mithin einer von Null verschiedenen Luftqualitätsanpassungsstärke, insbesondere bei niedrigen Luftqualitätsanpassungsstärken, aus dem Innenraum herausgehalten werden. So hat ein Insasse einen höheren Nutzwert von der Beduftung und/oder Ionisierung.
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Eine konkrete Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass für wenigstens ein Erhöhungsintervall einstellbarer, von Null verschiedener Luftqualitätsanpassungsstärken der Luftqualitätsanpassungseinrichtung, insbesondere für wenigstens einen einer Luftqualitätsanpassungsstärke zugeordneten Betriebsmodus der Luftqualitätsanpassungseinrichtung ein höherer Schwellwert als bei ausgeschalteter Luftanpassungseinrichtung verwendet wird. Das bedeutet, in diesem Erhöhungsintervall werden Abgase/Partikel in größerem Maße aus dem Innenraum des Kraftfahrzeugs ferngehalten, was insbesondere dazu führen kann, dass die Schaltfrequenz der Umluftschaltung erhöht wird, zumindest bei niedrigen Luftqualitätsanpassungsstärken.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Schwellwert ausgehend von einer Luftqualitätsanpassungsstärke der Luftqualitätsanpassungseinrichtung von Null mit steigender Luftqualitätsanpassungsstärke steigend für wenigstens ein Steigungsintervall der einstellbaren Luftqualitätsanpassungsstärken gewählt wird. Das bedeutet, je größer die von einem Bediener gewählte Luftqualitätsanpassungsstärke, je höher also die gewünschte Luftqualität, desto mehr können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Abgase/Partikel aus der Innenluft ferngehalten werden, indem der Anteil des Betriebs mit Umluft, also zirkulierter Innenluft, erhöht wird.
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Dabei ist es zum einen denkbar, dass eine letztlich monotone Steigung des Schwellwerts für den Luftgütewert mit der Luftqualitätsanpassungsstärke gegeben ist. Weist die Luftqualitätsanpassungseinrichtung neben einem deaktivierten Zustand beispielsweise drei Betriebsmodi auf, nämlich einen ersten Betriebsmodus mit einer niedrigen Luftqualitätsanpassungsstärke, einen zweiten Betriebsmodus mit einer mittleren Luftqualitätsanpassungsstärke und einen dritten Betriebsmodus mit einer hohen Luftqualitätsanpassungsstärke, kann der Schwellwert von einem äußerst niedrigen Wert, der ein seltenes Nutzen der Umluft und somit eine geringe Schaltfrequenz mit sich bringt, bei deaktivierter Luftqualitätsanpassungseinrichtung (Luftqualitätsanpassungsstärke ist Null) auf eine noch immer niedrige, gegenüber dem anfänglichen Schwellwert jedoch erhöhten Schwellwert für den ersten Betriebsmodus erhöht werden, was beispielsweise eine recht hohe Schaltfrequenz mit sich bringen kann. Im zweiten Betriebsmodus kann ein mittlerer Schwellwert, der wiederum höher als der niedrige Schwellwert des ersten Betriebsmodus ist, eingesetzt werden, wobei eine Wahl beispielsweise so stattfinden kann, dass die Schaltfrequenz gegenüber dem ersten Betriebsmodus wieder sinkt, nachdem hauptsächlich mit Umluft gearbeitet wird. Schließlich ist es denkbar, für den dritten Betriebsmodus einen sehr hohen Schwellwert, der höher als der mittlere Schwellwert ist, zu verwenden, nachdem angesaugte Außenluft nur noch in seltenen Fällen in das System eingebracht wird und somit die Luftqualität negativ beeinflussen kann. Es sei noch angemerkt, dass erfindungsgemäß allgemein vorgesehen ist, dass die Luftqualitätsanpassungseinrichtung in mehrere, diskrete Luftqualitätsanpassungsstärken der Luftqualitätsanpassungseinrichtung realisierende Betriebsmodi schaltbar ist, denen jeweils ein Schwellwert zugeordnet ist.
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Ist die Funktion der Luftqualitätsanpassungseinrichtung jedoch so, dass zumindest ab einer bestimmten Luftqualitätsanpassungsstärke auch höhere Anteile von Abgasen/Partikeln für den Benutzer aufgrund der Beduftung/Ionisierung nicht wahrnehmbar wären, kann auch eine Ausführungsform gewählt werden, bei der der Schwellwert wenigstens teilweise mit steigender Luftqualitätsanpassungsstärke sinkt. Konkret kann mithin vorgesehen sein, dass für wenigstens einen Teil der einstellbaren, von Null verschiedenen Luftqualitätsanpassungsstärken der Luftqualitätsanpassungseinrichtung ein niedrigerer Schwellwert als für eine ausgeschaltete Luftqualitätsanpassungseinrichtung und/oder wenigstens eine niedrigere weitere, einstellbare, von Null verschiedene Luftqualitätsanpassungsstärke gewählt wird, insbesondere fallend mit steigender Luftqualitätsanpassungsstärke in einem an das Steigungsintervall anschließenden Gefälleintervall. Eine zweckmäßige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann mithin vorsehen, dass zunächst in dem Steigungsintervall höhere Schwellwerte als bei ausgeschalteter Luftqualitätsanpassungseinrichtung verwendet werden, bis die Beduftung/Ionisierung stark genug ist, dass wieder mehr Abgase/Partikel, ohne wahrgenommen zu werden, erlaubt werden können, so dass in einem anschließenden Gefälleintervall der Schwellwert mit steigender Luftqualitätsanpassungsstärke wieder sinkt. Bei diskreten Luftqualitätsanpassungsstärken zugeordneten Betriebsmodi können beispielsweise für Betriebsmodi niedrigerer Luftqualitätsanpassungsstärken gegenüber ausgeschalteter Luftqualitätsanpassungseinrichtung erhöhte Schwellwerte für den Luftgütewert eingesetzt werden, die dann mit Betriebsmodi höherer Luftqualitätsanpassungsstärke wieder absinken können, nicht zwangsläufig, aber möglicherweise auch bis zu Werten unterhalb des Schwellwerts bei einer Luftqualitätsanpassungsstärke von Null.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Klimatisierungseinrichtung, welche eine Umluftschalteinrichtung zum Umschalten zwischen einer Zirkulation von Innenluft und einem Ansaugen von Außenluft, der wenigstens ein Luftgütesensor zum Erfassen eines Luftgütewerts der Außenluft und eine Schalteinheit zum Schalten auf Innenluft bei der Unterschreitung eines Schwellwertes für den Luftgütewert und auf Außenluft bei Überschreitung des Schwellwertes durch den Luftgütewert zugeordnet sind, und ferner eine Luftqualitätsanpassungseinrichtung zur Anpassung der Luftqualität der Innenluft durch Zugabe eines Duftstoffes und/oder Verwendung eines Ionisators aufweist, wobei die Klimatisierungseinrichtung eine zur Anpassung des Schwellwerts für den Luftgütewert abhängig von dem Betrieb der Luftqualitätsanpassungseinrichtung ausgebildete Steuereinrichtung aufweist, und wobei die Luftqualitätsanpassungseinrichtung in mehrere, diskrete Luftqualitätsanpassungsstärken der Luftqualitätsanpassungseinrichtung realisierende Betriebsmodi schaltbar ist, denen jeweils ein Schwellwert zugeordnet ist.
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Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem mithin ebenso die bereits genannten Vorteile erhalten werden können. Insbesondere kann mithin vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist und/oder der Luftgütesensor als ein Abgassensor und/oder ein Partikelmesssensor ausgebildet ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
- 2 eine erste mögliche Abhängigkeit von Schwellwerten von der Luftqualitätsanpassungsstärke, und
- 3 eine zweite Möglichkeit der Abhängigkeit des Schwellwerts von der Luftqualitätsanpassungsstärke.
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1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Dieses weist einen Innenraum 2 sowie eine zur Klimatisierung dieses Innenraums vorgesehene Klimatisierungseinrichtung 3 (Klimaanlage) auf. Dabei weist die Klimatisierungseinrichtung 3 vorliegend neben einer Temperierungseinrichtung 4 zur Anpassung der Temperatur der zur Klimatisierung des Innenraums verwendeten Luft auch eine Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5 auf, die vorliegend eine Beduftungsanlage 6 und einen Ionisator 7 umfasst. Die Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5 kann hierbei nicht nur aktiviert und deaktiviert werden, sondern es stehen auch drei unterschiedlichen Luftqualitätsanpassungsstärken zugeordnete Betriebsmodi zur Verfügung, die über eine Bedieneinrichtung 8 im Innenraum 2 benutzerseitig gewählt werden können. Mit anderen Worten existieren vier Betriebszustände der Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5, nämlich ein ausgeschalteter Zustand (Luftqualitätsanpassungsstärke ist gleich Null), ein erster Betriebsmodus mit einer niedrigen Luftqualitätsanpassungsstärke, ein zweiter Betriebsmodus mit einer mittleren Luftqualitätsanpassungsstärke und ein dritter Betriebsmodus mit einer hohen Luftqualitätsanpassungsstärke, also einer starken Anpassung der Luftqualität.
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Zur Klimatisierung des Innenraums 2 kann zum einen aus dem Innenraum 2 selbst entnommene Luft, vgl. Leitung 9, die sogenannte Umluft, verwendet werden, oder aber von außen über eine Zuführung 10 angesaugte Außenluft, die häufig auch als Ansaugluft bezeichnet wird.
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Zum Umschalten zwischen einem Umluftbetrieb und einem Außenluftbetrieb ist ein hier als Umluftklappe ausgebildeter Aktor 11 vorgesehen, der gesteuert durch eine entsprechende Umluftschalteinrichtung 12 zwischen zwei Stellungen bewegbar ist, wobei in einer Stellung zur Klimatisierung des Innenraums die angesaugte Außenluft verwendet wird, in der anderen Stellung die aus dem Innenraum 2 entnommene Innenluft.
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Die Umluftschalteinrichtung 12 umfasst vorliegend einen Luftgütesensor 13 zur Ermittlung eines Luftgütewertes und eine Schalteinheit 14, die den Luftgütewert mit einem Schwellwert für den Luftgütewert vergleicht. Ist der Schwellwert unterschritten, wird Innenluft im Umluftbetrieb verwendet, ist der Schwellwert überschritten, wird Außenluft angesaugt.
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Die Schalteinheit 14 ist vorliegend jedoch auch zur Anpassung des Schwellwerts abhängig vom Betrieb der Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5 ausgebildet, nachdem sie über einen hier nur angedeuteten LIN-Bus 15 entsprechende Betriebsdaten von der Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5 erhält. Mit anderen Worten wirkt die Schalteinheit 14 auch als eine Steuereinrichtung, die zur Anpassung des Schwellwerts für den Luftgütewert abhängig von dem Betrieb der Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5 ausgebildet ist.
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Dabei ist grundsätzlich der Schwellwert wenigstens so gewählt, dass der Anteil mit der Außenluft eingeleiteter Abgase in der Innenluft bei in Betrieb befindlicher Luftqualitätsanpassungseinrichtung unterhalb einer vorgegebenen Wahrnehmungsschwelle verbleibt, wobei als zusätzliches Kriterium eine grundsätzlich zunehmende Reinheit der Luft mit zunehmender Luftqualitätsanpassung vorgesehen sein kann.
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2 illustriert in einem ersten, bevorzugten Ausführungsbeispiel eine mögliche Abhängigkeit des Schwellwerts (S) für den Luftgütewert von der Luftqualitätsanpassungsstärke (L). Nachdem vorliegend drei Betriebsmodi bei aktiver Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5 existieren, sind die vier möglichen Luftqualitätsanpassungsstärken bei den Bezugszeichen 16 - 19 gezeigt. Die Luftqualitätsanpassungsstärke 16 beträgt dabei Null; die Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5 ist ausgeschaltet. Die Luftqualitätsanpassungsstärken 17, 18 und 19 entsprechen respektive einem niedrigen, einem mittleren und einem hohen Wert.
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Bei ausgeschalteter Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5, Luftqualitätsanpassungsstärke 16, ist ein sehr niedriger Grundwert 20 für den Schwellwert gegeben. Damit durch den Benutzer die Verbesserung der Luftqualität auch hinsichtlich von Abgasen und/oder Partikeln eher erfahrbar ist und die Luftqualitätssteigerungswirkung der Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5 nicht durch zu viel Hinzufügen von angesaugter Außenluft verlorengeht, ist nun vorgesehen, für die verschiedenen Betriebsmodi bei aktiver Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5 höhere, mit der Luftqualitätsanpassungsstärke 17, 18, 19 steigende Werte 21, 22 und 23 zu verwenden. Das bedeutet, den Betriebsmodi sind jeweils angepasste Schwellwerte zugeordnet.
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Ist die Luftqualitätsanpassungseinrichtung 5 ausgeschaltet, ist der niedrige Grundwert 20 gegeben, so dass hauptsächlich die angesaugte Außenluft verwendet wird und ein Umschalten auf einen Umluftbetrieb selten auftritt. Im ersten Betriebsmodus liegt eine niedrige Stärke der Beduftung und Ionisierung vor, es wird hier ein weiterhin recht niedriger Wert 21 für den Schwellwert angesetzt. Dies führt im vorliegenden Ausführungsbeispiel zu einer sehr hohen Schaltfrequenz der Umschaltung zwischen Umluft und angesaugter Außenluft, so dass der Umluftanteil bereits erhöht ist. Im zweiten Betriebsmodus, also bei mittelstarker Beduftung und Ionisierung, ist ein mittlerer Wert 22 für den Schwellwert vorgesehen, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer mittleren Schaltfrequenz, die gegenüber der Schaltfrequenz im ersten Betriebsmodus erniedrigt ist, führt, nachdem hier ein noch größerer Anteil an Umluftbetrieb vorliegt. Für den dritten Betriebsmodus, starke Beduftung und Ionisierung, ist nun ein sehr hoher Wert 23 für den Schwellwert vorgesehen, so dass die Schaltfrequenz weiter absinkt und meist Umluftbetrieb vorliegt.
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Ein demgegenüber modifiziertes zweites Ausführungsbeispiel zeigt 3, wobei der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel darin liegt, dass bei der hohen Luftqualitätsanpassungsstärke 19 im dritten Betriebsmodus nun wieder ein niedrigerer Wert 24 für den Schwellwert als der Wert 22 gewählt wird. Derartiges kann vorgesehen werden, wenn davon auszugehen ist, dass die starke Beduftung und Ionisierung ohnehin dazu führt, dass Abgasanteile und/oder Partikelanteile in der angesaugten Außenluft nicht mehr bemerkt werden.
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Selbstverständlich sind auch weitere Ausführungsbeispiele denkbar, beispielsweise dann, wenn die Beduftung ohnehin zu einer Abgasneutralisation führt, unmittelbar vom Grundwert 20 sinkende Schwellwerte anzusetzen und dergleichen.
