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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reaktion auf in einer Fahrzeugumgebung detektierte Partikel nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens.
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Umwelteinflüsse wie Staub, Rauch und/oder Sand können einen sicheren Betrieb eines Fahrzeugs erschweren und/oder sich nachteilig auf das Fahrzeug selbst auswirken. Zum einen kann ein solcher Umwelteinfluss eine vergleichsweise starke Sichtbehinderung hervorrufen, welche im Extremfall ein Anhalten seitens des Fahrzeugs erfordert. So können gegebenenfalls statische und/oder dynamische Umgebungsobjekte sowie eine Fahrbahn nicht mehr erkannt werden, wodurch eine potenzielle Kollision oder das Abkommen von der Fahrbahn droht. Ferner können von der Luft getragene Staub-, Rauch- und/oder Sandpartikel durch Abrieb und/oder Ablagerung zu Beschädigungen am Fahrzeug führen. Neben rein optischen Schäden kann hierdurch auch eine Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs negativ beeinflusst werden.
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Wird das Fahrzeug manuell, also von einer Person bedient, so liegt es in der Verantwortung der Person, angemessen auf von der Luft getragenen Staub, Rauch und/oder Sand zu reagieren und dementsprechend anzuhalten oder ein von einem entsprechenden Umwelteinfluss betroffenes Gebiet zu umfahren. Bei einem zumindest teilweise automatisiert gesteuerten Fahrzeug, insbesondere bei einem autonomen Fahrzeug, liegt diese Verantwortung bei einem Steuerungssystem des Fahrzeugs. Dies erfordert es, dass das Fahrzeug selbst mit Hilfe von Sensoren die schädlichen Umwelteinflüsse detektieren und ihre Auswirkung auf einen sicheren Betrieb des Fahrzeugs korrekt einschätzen kann.
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Von der Luft getragene Staub-, Rauch- und/oder Sandpartikel erschweren einen sicheren Betrieb eines zumindest teilweise automatisiert steuerbaren Fahrzeugs, da für eine Umfeldüberwachung verwendete Sensoren in ihrer Funktionalität eingeschränkt werden können. So können Reflektionen an den von der Luft getragenen Partikeln vergleichsweise starkes Rauschen in von Umfeldüberwachungssensoren erzeugten Sensordaten führen. Dies kann zu fehlerhaften Messungen führen, was sogenannte Falsch/Positiv- und/oder Falsch/Negativ-Messungen bedingt. Solche Fehlmessungen können zu gefährlichen Fahrsituationen führen. Beispielsweise kann eine Staubwolke für ein festes Hindernis gehalten werden, wodurch ein zumindest teilweise automatisiert gesteuertes Fahrzeug ein Notbremsmanöver oder ein Ausweichmanöver ausführt, obwohl dies nicht erforderlich ist. Noch gefährlicher ist es, wenn ein tatsächliches festes Hindernis aufgrund der von der Luft getragenen Partikel nicht erkannt wird, und somit das zumindest teilweise automatisiert gesteuerte Fahrzeug ungebremst in das feste Hindernis hineinfährt.
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Die von der Luft getragenen Partikel können sich auch auf den Umfeldüberwachungssensoren des Fahrzeugs ablagern, wodurch diese Sensoren nur noch ein eingeschränktes Sichtfeld auf die Fahrzeugumgebung aufweisen und/oder ihre Leistungsfähigkeit reduziert wird. Setzt sich beispielsweise eine dichte Staubschicht auf einem Abstandsradar ab, so kann eine Reichweite des Abstandsradars reduziert werden. Diese Tatsache erlaubt jedoch eine direkte oder zumindest indirekte Detektion von Partikeln. So kann beispielsweise durch ein Maß, wie stark eine Reichweite des Abstandsradars reduziert wurde auf eine in der Fahrzeugumgebung vorliegende Partikelkonzentration geschlossen werden. Eine solche Information lässt sich bei der Auswertung von Sensordaten der Umfeldüberwachungssensoren berücksichtigen. So lassen sich eventuell Falsch/Positiv- und/oder Falsch/Negativ-Messungen vermeiden.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Sensoren zur Erfassung von Staub, Rauch und/oder Sandpartikeln in der Luft bekannt. Ein Einsatz eines Sichtweitenmessgeräts und eines Laserstaubsensors sind beispielsweise in der
CN 106740705 A offenbart. Ebenso ist es möglich, Rauch mit Hilfe von Kameras zu detektieren. Ferner offenbart die
EP 3 486 100 A1 ein System zur Messung von Staub in einer Klimatisierungseinrichtung für Fahrzeuge. Mit Hilfe eines solchen Systems lässt sich automatisch ein Umluftmodus aktivieren, wenn ein kritischer Staubpartikelgehalt in einer Umgebungsluft um ein Fahrzeug detektiert wird.
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Ferner sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Verfahren zur Betriebsweise autonom steuerbarer Fahrzeuge bekannt, welche das Durchführen bestimmter Fahrmanöver bei Antreffen einer Gefahrensituation bewirken. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der
DE 10 2020 200 651 A1 bekannt.
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Ferner offenbart die
DE 3930272 A1 ein Lidar, mit dessen Hilfe ein Hindernis erkannt werden kann und ferner unterschieden werden kann, ob es sich bei dem Hindernis um eine Nebel-, Schnee- oder Regenwand oder ein festes Hindernis handelt. Das Lidar kann dabei auch in einem Fahrzeug integriert sein. Zudem kann ein Abstand zwischen dem Hindernis und dem Lidar berechnet werden. Ferner offenbart die Druckschrift das Anpassen eines Fahrverhaltens eines automatisiert gesteuerten Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Lidar erzeugter Sensordaten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Reaktion auf in einer Fahrzeugumgebung detektierte Partikel anzugeben, mit dessen Hilfe ein zumindest teilweise automatisiert steuerbares Fahrzeug angemessen auf einen erhöhten atmosphärischen Partikelgehalt reagiert.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Reaktion auf in einer Fahrzeugumgebung detektierter Partikel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.
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Bei einem Verfahren zur Reaktion auf in einer Fahrzeugumgebung detektierter Partikel wird erfindungsgemäß mittels wenigstens eines Sensors ein gegenüber einem Normalzustand erhöhter Partikelgehalt in einer Atmosphäre der Fahrzeugumgebung bestimmt, der Partikelgehalt mit einem Schwellwert verglichen und bei Überschreiten des Schwellwerts eine Meldung an ein fahrzeugexternes und/oder ein fahrzeuginternes Kontrollsystem eines zumindest teilweise automatisiert steuerbaren Fahrzeugs ausgegeben, woraufhin das Kontrollsystem die Durchführung einer Aktion initiiert.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das zumindest teilweise automatisiert steuerbare Fahrzeug dazu in der Lage, angemessen auf einen erhöhten Partikelgehalt in der Atmosphäre zu reagieren. Bei dem fahrzeugexternen Kontrollsystem kann es sich insbesondere um ein Fahrzeugkontrollzentrum handeln. Befindet sich das zumindest teilweise automatisiert steuerbare Fahrzeug in einer Situation, in der es sich in einer Atmosphäre mit einem erhöhten Partikelgehalt aufhält, so kann das Fahrzeug dies dem Fahrzeugkontrollzentrum melden. Daraufhin kann das Fahrzeugkontrollzentrum eine angemessene Reaktion auf den erhöhten Partikelgehalt in der Atmosphäre für das zumindest teilweise automatisiert steuerbare Fahrzeug bestimmen. Hält sich das Fahrzeug jedoch in einem Funkloch auf, so ist keine Kommunikation mit dem Fahrzeugkontrollzentrum möglich. In diesem Falle kann das Fahrzeug selbst mittels eines fahrzeuginternen Kontrollsystems eine angemessene Reaktion auf den erhöhten Partikelgehalt bestimmen. So können für verschieden hohe Partikelkonzentrationen, verschiedene Verhaltensmaßnahmen im Kontrollsystem gespeichert sein. Liegt der Partikelgehalt nur gering über dem Schwellwert, so kann die Maßnahme vorsehen, lediglich eine Scheibenwischanlage des Fahrzeugs zu aktivieren. Liegt hingegen der Partikelgehalt deutlich über dem Schwellwert, so kann das Kontrollsystem auch beispielsweise vorsehen, dass das zumindest teilweise automatisiert steuerbare Fahrzeug anhält, umkehrt oder ein den erhöhten Partikelgehalt aufweisendes Gebiet weiträumig umfährt.
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Auch ist es denkbar, dass das fahrzeuginterne Kontrollsystem die Durchführung einer Maßnahme festlegt, diese Maßnahme vom fahrzeugexternen Kontrollsystem kontrolliert wird, woraufhin das fahrzeugexterne Kontrollsystem bestätigt, dass die Maßnahme durchgeführt wird oder das Durchführen einer hierzu abweichenden Maßnahme einleitet.
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Indem eine Meldung über den erhöhten Partikelgehalt der Atmosphäre an das fahrzeugexterne Kontrollsystem übermittelt wird, verfügt das fahrzeugexterne Kontrollsystem über eine generelle Information, dass aktuell zumindest zum jetzigen Zeitpunkt und zu dem jeweiligen Ort ein erhöhter Partikelgehalt in der Atmosphäre vorliegt. Diese Information kann wiederum vom fahrzeugexternen Kontrollsystem an eine Vielzahl unterschiedlicher Fahrzeuge rückübermittelt werden, um diese Fahrzeuge vor dem erhöhten Partikelgehalt in der Atmosphäre zu warnen. Somit können die jeweiligen Fahrzeuge frühzeitig angemessen auf den erhöhten Partikelgehalt reagieren. Beispielsweise können diese Fahrzeuge ihre Fahrtroute rechtzeitig so verändern, dass ihre Fahrtoute nicht durch eine Region mit dem erhöhten Partikelgehalt führt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass zumindest eine der folgenden Aktionen durchgeführt wird:
- - Planen einer Reinigung, Wartung und/oder Reparatur des Fahrzeugs oder zumindest einer Fahrzeugkomponente;
- - Veranlassen eine Durchführung der Reinigung, Wartung und/oder der Reparatur;
- - Erzeugen einer Warnung vor den detektierten Partikeln und Versenden der Warnung an Dritte, insbesondere an wenigstens ein weiteres Fahrzeug; und/oder
- - Anpassen einer Betriebsweise einer Klimatisierungseinrichtung des Fahrzeugs.
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Stellt das Fahrzeug den erhöhten Partikelgehalt fest, so kann dies bedeuten, dass es bereits zu einer Verschmutzung und/oder Beschädigung des Fahrzeugs oder zumindest einer Fahrzeugkomponente, beispielsweise einem Umfeldüberwachungsensor, gekommen ist. Um eine sichere Betriebsweise des zumindest teilweise automatisiert steuerbaren Fahrzeugs zu gewährleisten, kann es nun erforderlich sein, das Fahrzeug bzw. die Fahrzeugkomponente zu reinigen, zu warten und/oder zu reparieren. Hierzu kann das Kontrollsystem selbstständig planen, welche der Maßnahmen durchgeführt werden soll. Beispielsweise kann das Kontrollsystem hierzu einen Termin in einer Werkstatt oder einer Waschanlage reservieren. Ebenso kann das Kontrollsystem die Durchführung der entsprechenden Maßnahme veranlassen. So kann das Kontrollsystem das Fahrzeug bei einer hochautomatisierten oder vollautomatisierten Ausführung auch selbstständig zur Werkstatt bzw. Waschanlage steuern.
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Wie bereits erwähnt, können beim Feststellen des erhöhten Partikelgehalts in der Atmosphäre auch weitere Fahrzeuge gewarnt werden.
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Ab einer bestimmten Partikelkonzentration in der Luft kann eine Leistungsfähigkeit einer Fahrzeugklimaanlage beeinträchtigt werden. So können beispielsweise Filter verstopfen und/oder die Klimaanlage beschädigt werden. Eine Klimatisierung ist auch für automatisiert steuerbare Fahrzeuge erforderlich, um beispielsweise kritische Hardwarekomponenten zu kühlen. Wird ein kritischer Partikelgehalt detektiert, so kann das Kontrollsystem beispielsweise vorsehen, dass Lüftungsklappen einer Luftzufuhr der Klimaanlage automatisch geschlossen werden und eine Klimatisierung auf Umluftbetrieb umgestellt wird. Reicht der Umluftbetrieb zur sicheren Betriebsweise des Fahrzeugs nicht aus, kann das Kontrollsystem auch vorsehen, dass weitere Maßnahmen wie beispielsweise das Anhalten des Fahrzeugs oder das Wählen einer Alternativroute durchgeführt werden.
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Durch die genannten Maßnahmen kann ein Risiko vor Ausfällen des Fahrzeugs gesenkt werden und eine Höhe eines durch die Umwelteinflüsse bedingten Schadens gesenkt werden, indem frühzeitig entsprechende Maßnahmen wie eine Reinigung, Wartung und/oder Reparatur durchgeführt werden.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Steigerung einer Partikeldetektionsgenauigkeit Sensordaten wenigstens zweier unterschiedlicher Sensoren fusioniert. Hierdurch kann der Partikelgehalt, insbesondere eine Partikelkonzentration, besonders genau und zuverlässig bestimmt werden. In Abhängigkeit eines Partikeltyps und eines verwendeten Sensors kann beispielsweise ein erster Sensor die Partikel nicht ausreichend genau detektieren, ein hierzu abweichender weiterer Sensor kann jedoch hierzu in der Lage sein. Legt sich beispielsweise eine Ascheschicht vor einer Kamera ab, so kann die Kamera keine brauchbaren Bilddaten mehr generieren. Lagert sich die Ascheschicht jedoch auf einem Radarsensor ab, so sinkt eine Detektionsreichweite des Radars, wobei aus einer Höhe, wie stark die Radarreichweite reduziert wird, auf einen Partikelgehalt geschlossen werden kann.
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Bevorzugt wird zumindest einer der folgenden Sensoren zur Detektion der Partikel verwendet:
- - ein Luftmassenstromsensor eines Motorregelungssystems;
- - ein Umgebungssensor, insbesondere eine Kamera, ein Laserscanner wie ein Lidar, ein Ultraschallsensor und/oder ein Radarsensor; und/oder
- - ein Partikelsensor einer Klimatisierungseinrichtung des Fahrzeugs.
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Zumindest einige dieser Sensoren sind typischerweise ohnehin in einem Fahrzeug vorhanden. Somit lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders einfach und kostengünstig von üblichen Fahrzeugen durchführen. So ist es nicht erforderlich, weitere Sensoren am Fahrzeug vorzusehen, was mit Kosten verbunden ist.
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Bei einem Motorregelungssystem eines Verbrennungsmotors ist ein Luftmassenstromsensor in einer Luftzuführung einem Luftfilter nachgelagert. Setzt sich der Luftfilter aufgrund eines erhöhten Partikelgehalts in der Umgebungsluft zu, so sinkt ein durch die Luftzuführung geförderter Luftmassenstrom ab. Über den Abfall des Luftmassenstroms lässt sich dann eine Aussage über eine vorliegende Partikelkonzentration treffen.
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Von der Umgebungsluft getragene Partikel gelangen über Lüftungskanäle der Klimatisierungseinrichtung in ein Inneres des Fahrzeugs. Speziell ausgestatte Klimatisierungseinrichtungen können einen Luftpartikelgehalt der Innenraumluft messen, wodurch das Erfordernis entfällt, separate Partikelkonzentrationssensoren vorzusehen.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens umfasst die Warnung vor den detektierten Partikeln wenigstens eine der folgenden Informationen:
- - eine Partikelkonzentration;
- - einen Ort, an dem das Fahrzeug den erhöhten Partikelgehalt angetroffen hat; und/oder
- - einen Zeitstempel, zu dem das Fahrzeug den erhöhten Partikelgehalt angetroffen har.
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Insbesondere indem die Warnung eine Orts- und Zeitinformation über den erhöhten Partikelgehalt in der Atmosphäre umfasst, lassen sich weitere Fahrzeuge zuverlässig vor den Partikeln warnen. Wird eine entsprechende Warnung für ein Gebiet um 9 Uhr morgens ausgegeben und fährt ein weiteres Fahrzeug später, beispielsweise um 11 Uhr morgens, durch Gebiet und detektiert keinen erhöhten Partikelgehalt, so kann eine für dieses Gebiet gültige Partikelgehaltwarnung auch aufgehoben werden.
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Mit Hilfe einer Information über eine für den jeweiligen Ort vorliegenden Partikelkonzentration können Fahrzeuge individuell entscheiden, ob sie eine den erhöhten Partikelgehalt aufweisende Region befahren oder nicht. So können beispielsweise für einen erhöhten Partikelgehalt besonders empfindliche Fahrzeuge die jeweilige Region umfahren und Fahrzeuge, welche robuster gegenüber erhöhten Partikelkonzentrationen ausgeführt sind, ihre Fahrtroute durch die jeweilige Region legen.
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Bei einem Fahrzeug mit wenigstens einer Recheneinheit und wenigstens einem Sensor zur Detektion von Partikeln, ist erfindungsgemäß die Recheneinheit dazu eingerichtet ein im vorigen beschriebenes Verfahren auszuführen. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug wie einen Pkw, Lkw, Transporter, Bus oder dergleichen handeln. Bei der Recheneinheit kann es sich um eine separate Recheneinheit, einen zentralen Bordcomputer, ein Steuergerät eines Fahrzeuguntersystems oder dergleichen handeln. Zudem kann die Recheneinheit auch das fahrzeuginterne Kontrollsystem beheimaten. Das fahrzeuginterne Kontrollsystem kann jedoch auch auf einer separaten Recheneinheit vorgesehen sein. Insbesondere wertet die Recheneinheit von dem wenigstens einen Sensor erzeugte Sensordaten aus.
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Bevorzugt ist wenigstens ein Sensor als Luftmassenstromsensor eines Motorregelungssystems, als Umgebungssensor, insbesondere als Kamera, Laserscanner, Ultraschallsensor und/oder Radarsensor und/oder als Partikelsensor einer Klimatisierungseinrichtung ausgeführt. Ferner kann das Fahrzeug eine drahtlose Datenkommunikationsschnittstelle aufweisen, um drahtlos mit einem fahrzeugexternen Kontrollsystem, insbesondere einem Fahrzeugkontrollzentrum, zu kommunizieren.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Fahrzeugs sieht ferner vor, dass das Fahrzeug hochautomatisiert oder vollautomatisiert betreibbar ist. Da bei einem manuell betriebenen bzw. teilautomatisiert betriebenem Fahrzeug eine fahrzeugführende Person beim Antreffen einer Atmosphäre mit einem erhöhten Partikelgehalt selbst auf die Partikel angemessen reagieren kann, kommen bei einem hochautomatisiert bzw. vollautomatisiertem Fahrzeug die vom Kontrollsystem initiierten Aktionen besonders nützlich zur Geltung. So kann hier das hochautomatisiert bzw. vollautomatisiert gesteuerte Fahrzeug selbstständig entsprechende Maßnahmen zum Schutze des Fahrzeugs durchführen. So ist ein sicherer und kostengünstiger Betrieb von autonomen Flottenfahrzeugen, auch beim Antreffen eines Gebiets mit einem erhöhten Partikelgehalt in der Umgebungsluft gewährleistet.
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Bevorzugt ist das Fahrzeug als Nutzfahrzeug, insbesondere als Lkw, ausgeführt. Somit lassen sich autonom gesteuerte Lkws, beispielsweise in einem Hub-to-Hub Betrieb betriebene Lkws vor einer Beschädigung durch von der Luft getragenen Partikeln schützen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Fahrzeugs ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.
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Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer Verkehrssituation in der Umfeldüberwachungssensoren eines Fahrzeugs durch eine Partikelwolke in ihrer Funktion eingeschränkt sind; und
- 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs, welches eine erhöhte Partikelkonzentration in einer das Fahrzeug umgebenden Atmosphäre feststellt.
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1 zeigt ein Fahrzeug 5, welches auf einer Fahrbahn 8 einem weiteren Fahrzeug 9 hinterherfährt. In Fahrtrichtung F befindet sich in einer Fahrzeugumgebung 1 vor dem Fahrzeug 5 eine Wolke aus Partikeln 2, welche das weitere Fahrzeug 9 umgibt. Die Wolke aus Partikeln 2 dient zur Symbolisierung eines Gebietes welches eine gegenüber einem Normalzustand erhöhte Partikelkonzentration aufweist. Bei den Partikeln 2 handelt es sich insbesondere um Staub, Rauch und/oder Sand. Bei dem Staub kann es sich um beliebige Stäube wie Asche, Bauschutt, Partikel aus Metall, Gummi, Asphalt oder dergleichen handeln.
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Das Fahrzeug 5 weist mehrere Sensoren 3 zur Umfeldüberwachung auf. In dem Beispiel in 1 umfasst das Fahrzeug 5 eine Kamera 3.2 sowie einen Radarsensor 3.4. Aufgrund der Partikel 2 ist eine Funktionalität der Sensoren 3 eingeschränkt. Handelt es sich bei den Partikeln 2 beispielsweise um eine Rauchwand, so sind die Kamera 3.2 und der Radarsensor 3.4 nicht dazu in der Lage das weitere Fahrzeug 9 zu detektieren, da die Kamera 3.2 nicht durch die Rauchwand hindurchblicken kann und die vom Radarsensor 3.4 ausgesendete Radarstrahlung durch den Rauch so stark abgeschwächt wird, dass sie das weitere Fahrzeug 9 nicht erreicht.
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Handelt es sich bei dem Fahrzeug 5 um ein teilautomatisiert gesteuertes Fahrzeug so stehen aufgrund der eingeschränkten Funktionalität der Sensoren 3 bestimmte Fahrerassistenzfunktionen nicht zur Verfügung. Beispielsweise steht ein Abstandsregeltempomat sowie ein Bremsassistent nicht zur Verfügung. Auch ist es möglich, dass falsch-negativ- oder falsch-positiv-Meldungen von einem der Fahrerassistenzsysteme ausgegeben werden. So könnte die Rauchwand beispielsweise auch als festes Hindernis erkannt werden, wodurch das Fahrzeug 5 ein Notbremsmanöver ausführen würde, obwohl dies nicht erforderlich ist. Hierdurch kann eine gefährliche Verkehrssituation entstehen, da ein nicht dargestelltes, dem Fahrzeug 5 folgendes Fahrzeug eventuell droht, auf das Fahrzeug 5 aufzufahren.
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1 zeigt ferner eine Detailansicht der Kamera 3.2. Hat das Fahrzeug 5 bereits eine Region mit einem erhöhten Partikelgehalt durchfahren, so können sich Partikel 2 in einem Lichtstrahlengang der Kamera 3.2, beispielsweise wie in 1 gezeigt, auf einem Objektiv der Kamera 3.2 ablagern. Durch eine solche Partikelablagerung 10 kann ein Sichtfeld 11 der Kamera 3.2 eingeschränkt sein.
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Trifft ein Fahrzeug 5 eine Region mit einem erhöhten Partikelgehalt an, so ist ein angemessenes Verhalten auf die erhöhte Partikelkonzentration erforderlich. Bei einem manuell gesteuerten Fahrzeug kann dies durch eine fahrzeugführende Person erfolgen. Ist das Fahrzeug 5 hingegen hochautomatisiert oder gar vollautomatisiert ausgeführt, so ist es erforderlich, dass Sensoren 3 des Fahrzeugs 5 die Partikel 2 detektieren und in Abhängigkeit eines Partikelgehalts ein Kontrollsystem 4.1, 4.2 eine angemessene Reaktion auf die Partikel 2 wählt. Dies ist in 2 dargestellt.
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Zur Detektion der Partikel 2 umfasst das erfindungsgemäße Fahrzeug 5 mehrere Sensoren 3, mit denen die Partikel 2 direkt oder indirekt detektiert werden können. Hierzu zählen ein Luftmassenstromsensor 3.1 eines Motorregelungssystems, eine Kamera 3.2, ein Laserscanner 3.3, hier in Form eines Lidars, ein Radarsensor 3.4 sowie ein Partikelsensor 3.5 einer Klimatisierungseinrichtung 6 des Fahrzeugs 5.
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Beispielsweise sind die Kamera 3.2, der Laserscanner 3.3. und der Radarsensor 3.4 dazu in der Lage die Partikel 2 zu detektieren, indem eine von den jeweiligen Sensoren 3 ausgesendete und/oder empfangene Intensität elektromagnetischer Strahlung durch die Partikel 2 abgeschwächt wird.
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Der Partikelsensor 3.5 der Klimatisierungseinrichtung 6 ist dazu in der Lage eine Partikelkonzentration der Partikel 2 direkt zu messen. Hierzu wird Luft aus einer das Fahrzeug 5 umgebenden Atmosphäre von der Klimatisierungseinrichtung 6 angesaugt, wobei zumindest ein Teil der Luft durch den Partikelsensor 3.5 geführt und von diesem auf das Vorhandensein der Partikel 2 analysiert wird.
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Der Luftmassenstromsensor 3.1 ist in einem Luftansaugkanal 12 eines Verbrennungsmotors 13 einem Filter 14 nachgelagert. Setzt sich der Filter 14 durch die Partikel 2 zu, so sinkt ein vom Luftmassenstromsensor 3.1 gemessener Luftmassenstrom. Dabei sinkt der Luftmassenstrom proportional zu einem Grad mit dem sich der Filter 14 zusetzt.
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Das Fahrzeug 5 umfasst ferner eine Recheneinheit 7. Die Recheneinheit 7 wertet von den Sensoren 3 erzeugte Sensordaten aus. Hierdurch kann ein aktuell in der Umgebung des Fahrzeugs 5 vorliegender Partikelgehalt bestimmt werden. Dieser Partikelgehalt wird mit einem Schwellwert verglichen. Dabei kann für unterschiedliche Sensortypen jeweils ein individueller Schwellwert von der Recheneinheit 7 umfasst sein. Übersteigt zumindest einer der von einem der Sensoren 3 gemessener Partikelgehalt einen entsprechenden Schwellwert, so gibt die Recheneinheit 7 eine Meldung an ein fahrzeuginternes 4.2 und/oder fahrzeugexternes Kontrollsystem 4.1 aus. Das Kontrollsystem 4.1, 4.2 ist dazu eingerichtet Steuersignale zur Steuerung des Fahrzeugs 5 auszusenden. Dabei kann das fahrzeuginterne Kontrollsystem 4.2 auch von der Recheneinheit 7 umfasst sein, wie in 2 dargestellt. Bei dem fahrzeugexternen Kontrollsystem 4.1 handelt es sich beispielsweise um einen Cloudserver. Der Cloudserver kann beispielsweise von einem Fahrzeugkontrollzentrum betrieben werden. Hierdurch ist das Fahrzeugkontrollzentrum dazu in der Lage, das Fahrzeug 5 beziehungsweise einer Fahrzeugflotte fernzuüberwachen und/oder fernzusteuern. Zur Erhöhung einer Genauigkeit, dass eine korrekte Partikelkonzentration gemessen wird, werden Sensordaten mehrerer Sensoren 3 fusioniert.
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Das Fahrzeug 5 umfasst ferner eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 15, mit dessen Hilfe das Fahrzeug 5 von den Sensoren 3 erzeugte Sensordaten und/oder von der Recheneinheit 7 erzeugte Informationen, beispielsweise die Meldung des überschrittenen Schwellwerts an Dritte übermitteln kann. Bei den Dritten handelt es sich beispielsweise um das fahrzeugexterne Kontrollsystem 4.1 und/oder weitere nicht dargestellte Fahrzeuge. Somit können die weiteren Fahrzeuge vor den Partikeln 2 gewarnt werden.
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Das fahrzeuginterne und/oder das fahrzeugexterne Kontrollsystem 4.2, 4.1 initiieren die Durchführung einer Aktion in Abhängigkeit eines gemessenen Partikelgehalts. Bei der Aktion kann es sich beispielsweise um das Planen und/oder Durchführen einer Reinigung, Wartung und/oder Reparatur des Fahrzeugs 5 oder zumindest einer Fahrzeugkomponente handeln. Auch kann eine Betriebsweise der Klimatisierungseinrichtung 6 angepasst werden. Wird ein kritischer Partikelgehalt gemessen, so kann beispielsweise die Klimatisierungseinrichtung 6 auf einen Umluftbetrieb umgeschaltet werden. Hierdurch lassen sich insbesondere bei hochautomatisiert, beziehungsweise autonom gesteuerten Fahrzeugen Schäden vermeiden oder in ihrer Ausprägung reduzieren. Das Fahrzeug 5 kann wie in 2 dargestellt als Pkw, oder auch als Lkw ausgeführt sein. Somit ist ein sicherer Betrieb von autonomen Flottenfahrzeugen eines Transportdienstleisters gewährleistet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 106740705 A [0006]
- EP 3486100 A1 [0006]
- DE 102020200651 A1 [0007]
- DE 3930272 A1 [0008]