DE102019123152A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Sensorsystem und ein Steuergerät aufweist und dass das Sensorsystem und das Steuergerät im Fahrbetrieb gemeinsam die Funktion von Feinstaubsensoren übernehmen. Dabei sensiert das Sensorsystem Fahrbetriebswerte am Fahrzeug. Das Steuergerät schätzt aus den sensierten Fahrbetriebswerten und mittels vorab ermittelten und im Steuergerät gespeicherten Korrelationen von Fahrbetriebswerten mit Feinstaubwerten die Feinstaubemissionen aus Reifenabrieb des Fahrzeugs. Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ermitteln von Feinstauemissionen aus Reifenabrieb im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 17. Weiter betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Vorrichtung nach dem Patentanspruch 21.
  • In der Umgebungsluft eines im Straßenverkehr bewegten Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, ist in der Regel Feinstaub vorhanden, der je nach Konzentration und Partikelgröße unterschiedlich gesundheitsschädlich ist, wenn dieser Feinstaub in den Innenraum des Fahrzeugs gelangt und beispielsweise von einem Fahrer des Fahrzeugs eingeatmet wird. Luft aus der Umgebung des Fahrzeugs, die in den Innenraum des Fahrzeugs gesaugt wird, wird daher in der Regel durch einen Feinstaubfilter gereinigt, beispielsweise wie dies in DE 20 2006 019 335 U1 beschrieben ist. Wünschenswert ist es oft auch, Feinstaubkonzentrationen in der Luft in der Umgebung des Fahrzeugs und in der Luft im Innenraum des Fahrzeugs zu kennen, um entscheiden zu können, ob Luft aus der Umgebung in den Innenraum des Fahrzeugs geblasen werden soll oder ob eine Lüftung des Fahrzeuginnenraums im Umluftbetrieb betrieben werden soll. Hierfür ist es bekannt, Feinstaubsensoren vorzusehen, welche Feinstaub in der Luft erfassen. Eine derartige Anordnung von Feinstaubsensoren ist beispielsweise aus DE 10 2008 014 401 A1 bekannt. Dabei wird Feinstaub mit einer Partikelgröße kleiner als 1,0 µm bis 0,5 µm, bevorzugt 0,3µm bis 0,5 µm erfasst.
  • Es ist weiter bekannt, dass das Fahrzeug selbst eine Quelle von Feinstaub sein kann. Insbesondere sorgen Abgase eines Verbrennungsmotors für Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb eines den Verbrennungsmotor aufweisenden Fahrzeugs. Aus DE 10 2016 108 030 A1 ist es bekannt, derartige Feinstaubemissionen aus Abgasen mittels eines Feinstaubsensors zu messen.
  • Eine weitere wichtige Quelle von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs ist der Reifenabrieb an Reifen des Fahrzeugs. Es wäre daher wünschenswert, auch die Feinstaubemissionen aus Reifenabrieb zu kennen, die im Fahrbetrieb des Fahrzeugs entstehen. Eine Messung mittels Feinstaubsensoren wäre jedoch teuer, insbesondere da Fahrzeuge in der Regel mindestens vier an unterschiedlichen Stellen angeordnete Reifen aufweisen, wobei an jedem Reifen ein Feinstaubsensor angeordnet werden müsste.
  • Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gesetzt, die Feinstaubemissionen aus Reifenabrieb im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs auf eine kostengünstigere Weise zu ermitteln.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Ermitteln von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs nach dem Patentanspruch 1 und mit einer Vorrichtung zum Ermitteln von Feinstaubemissionen aus Reifenabrieb im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs nach dem Patentanspruch 17.Bei einem Verfahren zum Ermitteln von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Sensorsystem des Fahrzeugs und ein Steuergerät des Fahrzeugs im Fahrbetrieb gemeinsam die Funktion von Feinstaubsensoren übernehmen, wobei das Sensorsystem Fahrbetriebswerte am Fahrzeug sensiert und wobei das Steuergerät aus den sensierten Fahrbetriebswerten und mittels vorab ermittelten und im Steuergerät gespeicherten Korrelationen von Fahrbetriebswerten mit Feinstaubwerten die Feinstaubemissionen aus Reifenabrieb des Fahrzeugs schätzt.
  • Bei einer Vorrichtung zum Ermitteln von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung das Sensorsystem und das Steuergerät aufweist, die derart ausgebildet und verschaltet sind, um im Fahrbetrieb gemeinsam die Funktion von Feinstaubsensoren zu übernehmen, wobei das Sensorsystem ausgebildet ist zum Sensieren von Fahrbetriebswerten am Fahrzeug und wobei das Steuergerät ausgebildet ist zum Schätzen der Feinstaubemissionen aus Reifenabrieb des Fahrzeugs aus den sensierten Fahrbetriebswerten und mittels vorab ermittelten und im Steuergerät gespeicherten Korrelationen von Fahrbetriebswerten mit F ei nstaubwerten.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe weiter mit einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schätzen von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb des Fahrzeugs nach dem Patentanspruch 21.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Feinstaubemissionen an Reifen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebssituationen im Fahrbetrieb variieren. Der Erfindung liegt weiter die Erkenntnis zugrunde, dass diese Betriebssituationen aus Fahrbetriebswerten von verschiedenen am Fahrzeug verbauten Sensoren erkannt werden können. Weiter liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass nach einer Anlernphase, in welcher durch Messungen mit Feinstaubsensoren und gleichzeitigen Messungen mittels eines Sensorsystems, welches insbesondere mehrere Sensoren aufweist, in einem nachfolgenden Fahrbetrieb auf die Feinstaubsensoren verzichtet werden kann, indem die Feinstaubemissionen aus Reifenabrieb ausgehend von den am Fahrzeug sensierten Fahrbetriebswerten geschätzt werden. Ein entsprechendes Anlernen braucht hierfür lediglich einmalig beispielsweise bei einem Prototypen des Fahrzeugs erfolgen und kann nachfolgend bei zahlreichen baugleichen Fahrzeugen dazu genutzt werden, um die Feinstaubemissionen an diesen Fahrzeugen zu schätzen, ohne diese Fahrzeug hierfür mit Feinstaubsensoren ausrüsten zu müssen.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Sensorsystem Fahrbetriebswerte für wenigstens ein Fahrbetriebsparameter von Reifen des Fahrzeugs sensiert und das Steuergerät diese Fahrbetriebswerte zum Schätzen der Feinstaubemissionen berücksichtigt. Insbesondere umfasst der wenigstens eine Fahrbetriebsparameter der Reifen einen, mehrere oder alle der folgenden Parameter: Reifeninnendruck, Reifentyp, Reifenzustand, Profiltiefe. Der Reifeninnendruck wird dabei vorzugsweise für jeden Reifen mittels jeweils eines am jeweiligen Reifen verbauten Drucksensors ermittelt und beispielsweise über Funk an das Steuergerät übermittelt. Zur Erkennung des Reifentyps, des Reifenzustands und der Profiltiefe ist vorzugsweise ein Sensor in der Umgebung des jeweiligen Reifens angeordnet, insbesondere im Radkasten des den Reifen aufweisenden Rades.
  • Vorteilhafterweise sensiert das Sensorsystem alternativ oder zusätzlich Fahrbetriebswerte für wenigstens ein Fahrbetriebsparameter der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, wobei das Steuergerät diese Fahrbetriebswerte wiederum zum Schätzen der Feinstaubemissionen berücksichtigt. Die Fahrbetriebsparameter der Fahrbahn umfassen insbesondere einen, mehrere oder alle der folgenden Parameter: Fahrbahntemperatur, Fahrbahntextur, Zwischenschicht. Zum Messen der Fahrbahntemperatur ist vorzugsweise ein Temperatursensor, beispielsweise im Frontbereich des Fahrzeugs, vorgesehen. Ein separater Sensor ist vorzugsweise zum Messen der Fahrbahntextur und der Zwischenschicht, also der Art des Untergrundes vorgesehen.
  • Weiter ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Sensorsystem Fahrbetriebswerte für wenigstens einen Fahrbetriebsparameter für die Wechselwirkung zwischen Reifen und Fahrbahn sensiert, insbesondere den Parameter Schlupf. Der Schlupf am jeweiligen Reifen wird vorzugsweise zusammen mit dem Reifentyp, dem Reifenzustand und der Profiltiefe mittels des selben Sensors oder mit den selben Sensoren ermittelt.
  • Vorteilhafterweise berücksichtigt das Steuergerät zum Schätzen der Feinstaubemissionen auch einen, mehrere oder alle der folgenden weiteren dem Steuergeräts bereitgestellten, insbesondere eingestellten oder gemessenen, Betriebsparameter aus dem Fahrbetrieb des Fahrzeugs: Lufttemperatur, Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung oder Verzögerung, Lenkeinschlag. Darüber hinaus können weitere, hier nicht genannte Parameter zusätzlich vom Steuergerät zum Schätzen der Feinstaubemissionen verwendet werden. Die im Steuergerät gespeicherten Korrelationen von Fahrbetriebswerten mit Feinstaubwerten werden vorzugsweise zuvor mittels Messungen an einem, insbesondere baugleichen oder bauähnlichen, Fahrzeug ermittelt. Dabei messen Feinstaubsensoren, die hierfür in den Radkästen des Fahrzeugs angeordnet werden, die Feinstaubwerte. Im späteren Fahrbetrieb werden die Feinstaubsensoren zur Durchführung des Verfahrens dann nicht mehr benötigt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steuergerät erkennt, wenn die geschätzten Feinstaubemissionen einen oberen Grenzwert überschreiten, und daraufhin durch Vergleichen der sensierten Fahrbetriebswerte mit typischen Kombinationen von messbaren Fahrbetriebswerten, die für mehrere verschiedene Betriebssituationen ermittelt wurden und zusammen mit diesen Betriebssituationen im Steuergerät gespeichert sind, eine Betriebssituation identifiziert, die für die erhöhten Feinstaubemissionen verantwortlich ist. Es werden also erhöhte Feinstaubemissionen anhand der mittels des Sensorsystems ermittelten Fahrbetriebswerte erkannt.
  • Weiter ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Steuergerät in Abhängigkeit von der jeweils identifizierten Betriebssituation eine ebenfalls vorab von der jeweiligen Betriebssituation abgeleitete und in dem Steuergerät gespeicherte Betriebsstrategie für das Fahrzeug vorschlägt oder veranlasst, um die Feinstaubemissionen zu senken. Die Erfindung kann somit dafür eingesetzt werden, Betriebssituationen des Fahrzeugs zu vermeiden, welche zu erhöhten Feinstaubemissionen führen. Eine Betriebsstrategie wird beispielsweise dadurch vorgeschlagen, dass dem Fahrer des Fahrzeugs eine entsprechende Anzeige beispielsweise in Form eines hinterleuchteten Piktogramms oder in Form eines Klartextes dargestellt wird. Auch ein automatisches Fahren der Betriebsstrategie ist möglich, wobei gemäß einer Weiterbildung die Betriebsstrategie nur dann automatisch veranlasst wird, wenn dies für den Fahrer des Fahrzeugs nicht spürbar ist.
  • Die Betriebsstrategie beinhaltet vorteilhafterweise eine Fahrdynamik. Alternativ oder zusätzlich beinhaltet die Betriebsstrategie eine Streckenauswahl für das Fahrzeug. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Kombination mit einem Navigationssystem für gefahrene Strecken Feinstaubemissionen ermittelt werden und bei wiederholtem Fahren der Strecken daher gegebenenfalls eine alternative Streckenauswahl vorgeschlagen wird, welche zu vergleichsweise geringeren Feinstaubemissionen führt.
  • Bei einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steuergerät in Abhängigkeit von den geschätzten Feinstaubemissionen eine Filteranlage, insbesondere für Luft im Bereich der Radkästen, ansteuert, um Wartungsintervalle der Filteranlage, insbesondere Wechselintervalle eines Filtermediums, zu verlängern. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass das Steuergerät die Filteranlage ansteuert, Luft nur dann, insbesondere durch Filter der Filteranlage, zu filtern, wenn das Steuergerät schätzt, dass die Feinstaubemissionen über einen oberen Grenzwert steigen. Dadurch verdreckt das Filtermedium der Filteranlage weniger stark durch Mikroplastik und/oder Tropföle und/oder Schwermetalle, wenn die Feinstaubemissionen keine Filterung erforderlich machen, so dass die Filteranlage längere Zeit ohne einen Wechsel des Filtermediums genutzt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gemäß dieser Ausführungsform entsprechend eine Filteranlage auf. Das Steuergerät ist hierbei derart ausgebildet und mit der Filteranlage verschaltet, dass das Steuergerät die Filteranlage in Abhängigkeit von den geschätzten Feinstaubemissionen ansteuert, um Wartungsintervalle der Filteranlage, insbesondere Wechselintervalle eines Filtermediums, zu verlängern.
  • Vorteilhafterweise steuert das Steuergerät die Filteranlage an, Luft durch einen Bypass an einem Filtermedium vorbeizuführen, wenn das Steuergerät schätzt, dass die Feinstaubemissionen nicht über den oberen Grenzwert steigen. Alternativ wird in diesem Fall der Luftdurchsatz durch den Filter ohne Bypass unterbrochen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorteilhafterweise den schaltbaren Bypass auf, wobei das Steuergerät für die entsprechende Ansteuerung der Filteranlage ausgebildet ist, um die Luft nur bei Überschreiten des Grenzwertes zu filtern und ansonsten gegebenenfalls durch den Bypass am Filtermedium vorbeizuleiten.
  • Bei einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Steuergerät die geschätzten Feinstaubwerte, insbesondere über eine Funkverbindung, an ein Verkehrsleitsystem übermittelt. Dadurch kann das Verkehrsleitsystem die an verschiedenen Stellen im Straßennetz erzeugten Feinstaubwerte verknüpfen, um den Verkehr beispielsweise derart zusteuern, dass an bestimmten Stellen im Straßennetz die Feinstaubwerte einen definierten Grenzwert nicht überschreiten.
  • Weiter ist bei einer hierauf aufbauenden Weiterbildung vorgesehen, dass das Verkehrsleitsystem zur flächendeckenden Verringerung von Feinstaubemissionen eine Betriebsstrategie an jedes Steuergerät und/oder an ein Steuergerät eines anderen Fahrzeugs in Abhängigkeit von den übermittelten Feinstaubwerten übermittelt. Das Fahrzeug wird vom Verkehrsleitsystem damit nicht nur mit Fahrhinweisen von außerhalb des Fahrzeugs geleitet, sondern es werden direkt Fahrhinweise im Fahrzeug ausgegeben oder Betriebsstrategien angewandt, welche die individuellen Feinstaubemissionen, die von diesem Fahrzeug ausgehen, senken oder an eine andere Stelle im Straßennetz verlagern.
  • Die Vorrichtung weist optional weitere Mittel zur Durchführung aller Verfahrensschritte nach einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auf.
  • Das Fahrzeug, welches insbesondere ein Kraftfahrzeug ist, weist erfindungsgemäß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schätzen von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb des Fahrzeugs auf. Ansonsten ist das Fahrzeug auf herkömmliche Weise ausgebildet und braucht daher nicht näher beschrieben werden.
  • Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen, aus den Zeichnungen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:
    • 1: ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Ermitteln von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb des Fahrzeugs gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter schematischer Darstellung;
    • 2: eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Auswertung von Signalen eines Sensorsystems und Ableiten einer Betriebsstrategie für das Fahrzeug; und
    • 3: das Fahrzeug von 1 mit Luftfiltern in seinen Radkästen.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug 1 ist beispielsweise ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen. Die Erfindung kann jedoch auf gleiche Weise auch bei Nutzfahrzeugen wie Lastkraftwagen eingesetzt werden. Das Fahrzeug 1 weist vier nicht bezeichnete Räder mit Reifen auf, von denen der linke vordere Reifen des linken vorderen Rades mit dem Bezugszeichen 2 und der linke hintere Reifen des linken hinteren Rades mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet ist. Der linke vordere Reifen 2 ist in einem linken vorderen Radkasten 4 angeordnet. Das linke hintere Rad mit dem linken hinteren Reifen 3 ist in einem linken hinteren Radkasten 5 angeordnet.
  • Das Fahrzeug 1 ist mit einem Sensorsystem 6 und einem Steuergerät 7 ausgestattet, welches mittels des Sensorsystems 6 sensierte Fahrbetriebswerte erhält und weiterverarbeitet. Insbesondere schätzt das Steuergerät 7 mit den vom Sensorsystem 6 bereitgestellten Fahrbetriebswerten im Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 Feinstaubemissionen, die aus Reifenabrieb des Fahrzeugs 1 entstehen. Hierfür wird kein Feinstaubsensor verwendet. Lediglich zum Anlernen des Steuergeräts 7 werden beispielsweise in einem Prototypenfahrzeug zusätzlich zum Sensorsystem 6 Feinstaubsensoren in den Radkästen 4 und 5 sowie alternativ oder zusätzlich in den nicht bezeichneten Radkästen auf der rechten Seite des Fahrzeugs verbaut, um charakteristische Fahrbetriebswerte von einzelnen Sensoren des Sensorsystems 6 erkennen zu können, bei denen erhöhte Feinstaubwerte auftreten.
  • Das Sensorsystem 6 umfasst einen Fahrbahntemperatursensor 8 zum Messen der Fahrbahntemperatur, einen Fahrbahnbeschaffenheitssensor 9 zum Messen der Fahrbahntextur und der Zwischenschicht der Fahrbahn, einen Reifeninnendrucksensor 10 zum Messen des Reifeninnendrucks im linken vorderen Reifen 2 sowie alternativ oder zusätzlich nicht bezeichnete Reifeninnendrucksensoren vorzugsweise im linken hinteren Reifen 3 und in jedem weiteren Reifen des Fahrzeugs 1, einen Reifenbeschaffenheitssensor 11 zum Sensieren des Reifentyps, des Reifenzustands und der Profiltiefe des linken vorderen Reifens 2 sowie alternativ oder zusätzlich einen Reifenbeschaffenheitssensor im Bereich des rechten vorderen Reifens des Fahrzeugs 1, einen in den Reifenbeschaffenheitssensor 11 integrierten Schlupfsensor 12 zum Sensieren des Schlupfes zwischen dem linken vorderen Reifen 2 und der Fahrbahn und einen eigenständigen Schlupfsensor 13 zum Sensieren des Schlupfes zwischen dem linken hinteren Reifen 3 und der Fahrbahn. Das Sensorsystem 6 beinhaltet alternativ oder zusätzlich einen Fahrbahnbeschaffenheitssensor, Reifeninnendrucksensoren, einen Reifenbeschaffenheitssensor für integriertem Schlupfsensor und einen eigenständigen Schlupfsensor auf der rechten Seite des Fahrzeugs in einer Anordnung entsprechend den Sensoren 10, 11, 12 und 13 auf der linken Seite des Fahrzeugs 1.
  • Die Reifenbeschaffenheitssensoren 11 sind nur an den vorderen Radkästen 4 des Fahrzeugs 1 angeordnet, können jedoch alternativ oder zusätzlich bei alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung auch an den hinteren Radkästen 5 zum Sensieren der Reifenbeschaffenheit an den hinteren Reifen 3 angeordnet sein. Dabei kann auch der Schlupfsensor 13 in den Reifenbeschaffenheitssensor 11 integriert sein. Der integrierte Schlupfsensor 12 kann alternativ zum dargestellten Ausführungsbeispiel auch eigenständig entsprechend dem Schlupfsensor 13 im vorderen Radkasten 4 angeordnet sein.
  • Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel können einzelne Sensoren des Sensorsystems 6 entfallen. In weiterer Alternative zum dargestellten Ausführungsbeispiel können auch weitere Sensoren im Sensorsystem 6 beinhaltet sein und deren Signale vom Steuergerät 7 ausgewertet werden.
  • 2 veranschaulicht eine Auswertung von mittels des Sensorsystems 6 sensierten Fahrbetriebswerten 14 oder Signalen mittels des Steuergeräts 7. Die Fahrbetriebswerte 14 werden dabei für mehrere Fahrbetriebsparameter erfasst, nämlich für wenigstens einen Fahrbetriebsparameter 15 von Reifen 2, 3 des Fahrzeugs 1, für wenigstens einen Fahrbetriebsparameter 16 der Fahrbahn und für wenigstens einen Fahrbetriebsparameter 17 für die Wechselwirkung zwischen den Reifen 2, 3 und der Fahrbahn. Die Fahrbetriebsparameter 15 von den Reifen 2, 3 des Fahrzeugs 1 werden dabei mittels der Reifeninnendrucksensoren 10 und der Reifenbeschaffenheitssensoren 11 sensiert und umfassen den Reifeninnendruck 18, den Reifentyp 19, den Reifenzustand 20 und die Profiltiefe 21 des jeweiligen Reifens 2, 3. Die Fahrbetriebsparameter 16 der Fahrbahn werden mittels des Fahrbahntemperatursensors 8 und des Fahrbahnbeschaffenheitssensors 9 sensiert und umfassen die Fahrbahntemperatur 22, die Fahrbahntextur 23 und die Zwischenschicht 24 in der Fahrbahn. Die Fahrbetriebsparameter 17 für die Wechselwirkung zwischen den Reifen 2, 3 und der Fahrbahn beinhalten den Schlupf 25 zwischen dem vorderen Reifen 2 und der Fahrbahn und den Schlupf 26 zwischen dem hinteren Reifen 3 und der Fahrbahn.
  • Beispielhaft sind ein aus den Fahrbetriebswerten 14 gebildetes erstes Signal 27 und ein aus den Fahrbetriebswerten 14 des Schlupfes 26 zwischen den hinteren Reifen 3 und der Fahrbahn gebildetes zweites Signal 28 im zeitlichen Verlauf in 2 dargestellt. Das Steuergerät 7 wertet die Signale 27 und 28 aus, erkennt typische Charakteristika darin, bei welchen auf über einem Grenzwert liegende, also erhöhte, Feinstaubemissionen geschlossen werden kann, und wählt nach dem Erkennen eines derartigen charakteristischen Signals eine vordefinierte und gespeicherte Betriebsstrategie 29 aus, welche dazu geeignet erscheint, die mittels des Sensorsystems 6 und des Steuergeräts 7 geschätzten Feinstaubemissionen im Bereich der Radkästen 4, 5 zu senken. Eine derartige Betriebsstrategie 29 ist eine spezielle Fahrdynamik 30. Eine alternative Betriebsstrategie 29 ist eine Streckenauswahl 31.
  • 3 zeigt eine Weiterbildung des Fahrzeugs 1 von 1, welches zusätzlich mit Luftfiltern in den Radkästen 4, 5 ausgestattet ist. Ein im linken vorderen Radkasten 4 angeordneter Luftfilter ist mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet. Ein im linken hinteren Radkasten 5 angeordneter Luftfilter ist mit dem Bezugszeichen 33 bezeichnet. Die Luftfilter 32 und 33 sind Teil einer Filteranlage 34 des Fahrzeugs 1, welche dazu ausgebildet ist, Luft am Entstehungsort von Feinstaubemissionen, nämlich im Bereich der Radkästen, zu filtern. Ansonsten ist das Fahrzeug 1 entsprechend der Darstellung in 1 ausgestattet, wobei insbesondere das Sensorsystem 6 und das Steuergerät 7 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht erneut eingezeichnet sind.
  • Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und/oder beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
  • 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
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    • DE 102008014401 A1 [0002]
    • DE 102016108030 A1 [0003]

Claims (21)

  1. Verfahren zum Ermitteln von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs (1), insbesondere Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensorsystem (6) des Fahrzeugs (1) und ein Steuergerät (7) des Fahrzeugs (1) im Fahrbetrieb gemeinsam die Funktion von Feinstaubsensoren übernehmen, wobei das Sensorsystem (6) Fahrbetriebswerte (14) am Fahrzeug (1) sensiert und wobei das Steuergerät (7) aus den sensierten Fahrbetriebswerten (14) und mittels vorab ermittelten und im Steuergerät (7) gespeicherten Korrelationen von Fahrbetriebswerten (14) mit Feinstaubwerten die Feinstaubemissionen aus Reifenabrieb des Fahrzeugs (1) schätzt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) Fahrbetriebswerte (14) für wenigstens einen Fahrbetriebsparameter (15) von Reifen (2, 3) des Fahrzeugs (1) sensiert und das Steuergerät (7) diese Fahrbetriebswerte (14) zum Schätzen der Feinstaubemissionen berücksichtigt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbetriebsparameter (15) der Reifen (2, 3) einen, mehrere oder alle der folgenden Parameter umfasst: Reifeninnendruck (18), Reifentyp (19), Reifenzustand (20), Profiltiefe (21).
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) Fahrbetriebswerte (14) für wenigstens einen Fahrbetriebsparameter (16) der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug (1) fährt, sensiert und das Steuergerät (7) diese Fahrbetriebswerte (14) zum Schätzen der Feinstaubemissionen berücksichtigt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbetriebsparameter (16) der Fahrbahn einen, mehrere oder alle der folgenden Parameter umfasst: Fahrbahntemperatur (22), Fahrbahntextur (23), Zwischenschicht (24).
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) Fahrbetriebswerte (14) für wenigstens einen Fahrbetriebsparameter (17) für die Wechselwirkung zwischen Reifen (2, 3) und Fahrbahn sensiert, insbesondere den Parameter Schlupf (25, 26).
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) zum Schätzen der Feinstaubemissionen auch einen, mehrere oder alle der folgenden weiteren dem Steuergerät (7) bereitgestellten, insbesondere eingestellten oder gemessenen, Betriebsparameter aus dem Fahrbetrieb des Fahrzeugs (1) berücksichtigt: Lufttemperatur, Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung oder Verzögerung, Lenkeinschlag.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Steuergerät (7) gespeicherten Korrelationen von Fahrbetriebswerten (14) mit Feinstaubwerten zuvor mittels Messungen an einem, insbesondere baugleichen oder bauähnlichen, Fahrzeug (1) ermittelt werden, wobei Feinstaubsensoren, die hierfür in den Radkästen (4, 5) des Fahrzeugs (1) angeordnet werden, die Feinstaubwerte messen.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) erkennt, wenn die geschätzten Feinstaubemissionen einen oberen Grenzwert überschreiten, und daraufhin durch Vergleichen der sensierten Fahrbetriebswerte (14) mit typischen Kombinationen von messbaren Fahrbetriebswerten (14), die für mehrere verschiedene Betriebssituationen vorab ermittelt wurden und zusammen mit diesen Betriebssituationen im Steuergerät (7) gespeichert sind, eine Betriebssituation identifiziert, die für die erhöhten Feinstaubemissionen verantwortlich ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät in Abhängigkeit von der jeweils identifizierten Betriebssituation eine ebenfalls vorab von der jeweiligen Betriebssituation abgeleitete und im Steuergerät (7) gespeicherte Betriebsstrategie (29) für das Fahrzeug (1) vorschlägt oder veranlasst, um die Feinstaubemissionen zu senken.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsstrategie (29) eine Fahrdynamik (30) und/oder eine Streckenauswahl (31) für das Fahrzeug (1) beinhaltet.
  12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) in Abhängigkeit von den geschätzten Feinstaubemissionen eine Filteranlage (34), insbesondere für Mikroplastik und/oder Tropföle und/oder Schwermetalle, ansteuert, um Wartungsintervalle der Filteranlage (34), insbesondere Wechselintervalle eines Filtermediums, zu verlängern.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) ansteuert, Luft nur dann zu filtern, wenn das Steuergerät (7) schätzt, dass die Feinstaubemissionen über einen oberen Grenzwert steigen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) die Filteranlage (34) ansteuert, Luft durch einen Bypass an einem Filtermedium vorbeizuführen, wenn das Steuergerät (7) schätzt, dass die Feinstaubemissionen nicht über den oberen Grenzwert steigen.
  15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) die geschätzten Feinstaubemissionen, insbesondere über eine Funkverbindung, an ein Verkehrsleitsystem übermittelt.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkehrsleitsystem zur flächendeckenden Verringerung von Feinstaubemissionen eine Betriebsstrategie (29) an dieses Steuergerät (7) und/oder an ein Steuergerät (7) eines anderen Fahrzeugs (1) in Abhängigkeit von den übermittelten Feinstaubwerten übermittelt.
  17. Vorrichtung zum Ermitteln von Feinstaubemissionen im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs (1), insbesondere Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Sensorsystem (6) und ein Steuergerät (7) aufweist, die derart ausgebildet und verschaltet sind, um im Fahrbetrieb gemeinsam die Funktion von Feinstaubsensoren zu übernehmen, wobei das Sensorsystem (6) ausgebildet ist zum Sensieren von Fahrbetriebswerten (14) am Fahrzeug (1) und wobei das Steuergerät (7) ausgebildet ist zum Schätzen der Feinstaubemissionen aus Reifenabrieb des Fahrzeugs (1) aus den sensierten Fahrbetriebswerten (14) und mittels vorab ermittelten und im Steuergerät (7) gespeicherten Korrelationen von Fahrbetriebswerten (14) mit Feinstaubwerten.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Filteranlage aufweist und dass das Steuergerät (7) derart ausgebildet und mit der Filteranlage (34) verschaltet ist, dass das Steuergerät (7) die Filteranlage (34) in Abhängigkeit von den geschätzten Feinstaubemissionen ansteuert, um Wartungsintervalle der Filteranlage (34), insbesondere Wechselintervalle eines Filtermediums, zu verlängern.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranlage (34) einen schaltbaren Bypass aufweist, der vom Steuergerät (7) angesteuert wird, Luft durch ein Filtermedium zu filtern, wenn das Steuergerät (7) schätzt, dass die Feinstaubemissionen einen oberen Grenzwert übersteigen, und andernfalls die Luft durch den Bypass am Filtermedium vorbeizuleiten.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung aller Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.
  21. Fahrzeug (1), insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20 zum Schätzen von Feinstaubemissionen aus Reifenabrieb im Fahrbetrieb des Fahrzeugs (1).
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