DE4217393C2 - Verfahren zur Steuerung einer Belüftungseinrichtung eines Kfz-Innenraums - Google Patents

Verfahren zur Steuerung einer Belüftungseinrichtung eines Kfz-Innenraums

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DE4217393C2 DE4217393A DE4217393A DE4217393C2 DE 4217393 C2 DE4217393 C2 DE 4217393C2 DE 4217393 A DE4217393 A DE 4217393A DE 4217393 A DE4217393 A DE 4217393A DE 4217393 C2 DE4217393 C2 DE 4217393C2
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Belüftungs­ einrichtung eines Kfz-Innenraums nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ein derartiges Verfahren ist aus DE-OS 29 41 305 A1 bekannt, bei dem Schadstoffkonzentrationen der Außenluft und der Innenluft mittels Sensoren gemessen werden. Beide Konzentrationswerte werden jeweils mit einem Schwellwert verglichen. Anhand des Vergleichs wird ein Steuersignal generiert, welches die Frischluftzufuhr steuert. Bei diesem Verfahren werden die Konzentrationen nicht direkt, sondern jeweils mit zwei festen vorgegebenen Schwellwerten verglichen. Außerdem gibt es bislang keinen CO2-Sensor, der preislich vergleichbar mit chemischen Sensoren zum Nachweis von CO bzw. NOx ist.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Schadstoffkon­ zentration der Innenluft und die Schadstoffkonzentration der Außenluft verglichen werden, wodurch ein Steuerverhalten erreicht wird, bei dem die Schaltschwellen für die Öffnung bzw. Schließung der Frischluftzufuhr entsprechend der aktuellen Schadstoff­ konzentration in der Außenluft bzw. in der Innenluft angepaßt werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß durch die Berechnung der CO2-Innenraumkonzentration das Verfahren ohne einen CO2-Sensor auskommt. Vorteilhaft ist weiterhin, daß durch geeignete Stützstellen im Rechenverfahren der auf die zu berechnende Innenraumkonzentration ausgehende Einfluß aufgrund fehlerbehafteter Parameter weitgehend eliminiert werden kann. Durch die ferner vor­ gesehene Schalthysterese wird ein stabiles Steuersignal gewonnen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei der Messung der Schad­ stoffkonzentration in der Außenluft eine Anpassung der Sensorsignal­ auswertung an die speziellen Eigenschaften von Halbleiter-Gassen­ soren möglich ist. Dadurch werden Einflüsse von Instabilitäten des absoluten Sensorsignals (Signaldrift) ausgeschaltet.
Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Verlauf der CO2-Innenraumkonzentration über der Zeit, Fig. 2 eine Darstellung des Schaltsignals zur Steuerung der Frischluftzufuhr in Abhängigkeit vom Verlauf der CO2-Innen­ raumkonzentration und der Schadstoffkonzentration der Außenluft und Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Anpassung der Sensorsignalauswertung an die speziellen Eigenschaften von Halbleiter-Gassensoren.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Von einer Belüftungseinrichtung wird die Frischluftzufuhr in einen KfZ-Innenraum gesteuert. Die Luftqualität des KfZ-Innenraums wird beeinflußt durch einen Schadstoff-Eintrag von außen in den Innenraum und von einem CO2-Eintrag durch die Atemluft der Insassen. Der Schadstoff-Eintrag von außen wird beispielsweise bestimmt durch die Schadstoffkonzentration (CO2-, CO-, NOx-Konzentration) in der Außenluft. Die CO2-Konzentration der Außenluft wird als Konstante angenommen. Sie wird bei der weiteren Schadstoffkonzentration der Außenluft deshalb nicht berücksichtigt. Insofern ist nachfolgend als Schadstoffkonzentration der Außenluft nur die CO- und/oder NOx-Konzentration bezeichnet. Es ist durchaus denkbar auch andere Schadgase oder Schadstoffe, die in der Außenluft gemessen werden, in das Verfahren einzubeziehen.
Da das CO2 ein direktes Maß für den Luftverbrauch in geschlossenen Räumen darstellt, wird es als Leitgas für die Luftqualität im KfZ-Innenraum verwendet. In geschlossenen Räumen, in denen sich Personen aufhalten, wird das CO2 durch die Atmungsaktivität des Menschen angereichert. Weiter kann es auch als indirektes Maß für die Beeinträchtigung der Luftqualität durch Rauchen, Körperaus­ dünstung u. s. w. bewertet werden. Die CO2-Innenraumkonzentration wird erfindungsgemäß aus einer Bilanzgleichung
LM . dK(t)/dt = Szu + SQU - Sab (1)
rechnerisch ermittelt, wobei
LM die Luftmenge im Fahrzeuginnenraum,
K(t) die zu bestimmende CO2-Innenraumkonzentration,
Szu der CO2-Eintrag von außen in den Innenraum,
SQU der CO2-Eintrag von den Insassen und
Sab der CO2-Austrag aus dem Innenraum nach außen ist.
Dabei ist
Szu = KCO2 . m
KCO2: CO2-Konzentration der Außenluft
m: Luftmengendurchsatz durch den Innenraum bei geöffneter Frischluft­ zufuhr
und
Sab = K(t) . m.
Damit ergibt Gl. (1) folgende Differentialgleichung
LM . dK(t)/dt = m(KCO2 - K(t)) + SQU, (2)
für den Fall, daß die Frischluftzufuhr geöffnet ist, und
LM . dK(t)/dt = SQU (3)
bei geschlossener Frischluftzufuhr.
Dabei wird Gl. (2) gelöst durch
K(t) = (KAusg1 - KCO2 - SQU/m)e-(m/LM)t + KCO2 + SQU/m (4)
KAusg1: Innenraumkonzentration zum Zeitpunkt der Öffnung der Frisch­ luftzufuhr
und Gl. (3) durch
K(t) = (SQU/LM) t + KAusg2 (5)
KAusg2: Innenraumkonzentration zum Zeitpunkt der Schließung der Frischluftzufuhr
Zur Berechnung der CO2-Innenraumkonzentration K(t) müssen zunächst die in Gleichung (4) und in Gleichung (5) auftretenden Parameter erfaßt werden. Der Luftmengendurchsatz m ist eine Funktion der Fahr­ zeuggeschwindigkeit v und der vom Lüftergebläse aufgenommenen elektrischen Leistung P. Für Wertepaare von v und P kann ein entsprechender Luftmengendurchsatz m zugeordnet werden. Diese Zuordnung ist fahrzeugspezifisch und wird in einem ROM einer Recheneinheit abgelegt. Von der Recheneinheit wird fortlaufend der Luftmengendurchsatz m bestimmt. Die Luftmenge LM des KfZ-Innenraums wird als Konstante ebenfalls in der Recheneinheit abgelegt.
Der CO2-Eintrag SQU wird verursacht durch die Atmung der Fahr­ zeug-Insassen. Er wird bestimmt indem der Recheneinheit die Anzahl der Insassen übermittelt und diese multipliziert wird mit einem Durchschnittswert für die Menge von ausgeatmetem CO2 pro Zeit beim Menschen. Die Anzahl der Insassen wird beispielsweise über Sitzkon­ takte ermittelt.
Als CO2-Eintrag durch die Außenluft SZU wird erfahrungsgemäß eine durchschnittliche CO2-Konzentration der Außenluft von 400 ppm als Konstante gleichfalls in der Recheneinheit abgelegt. Die Innen­ raumkonzentrationen zum Zeitpunkt der Öffnung und der Schließung der Frischluftzufuhr KAusg1 und KAusg2 werden ebenfalls in der Recheneinheit zwischengespeichert.
Die Bestimmung der Parameter wird mehr oder weniger fehlerbehaftet sein. Insbesondere die Bestimmung des Luftmengendurchsatzes m ist dabei kritisch. Als Folge davon wird die berechnete CO2-Innenraum­ konzentration K(t) vom tatsächlichen Wert abweichen. Der dabei auf­ tretende Fehler wächst mit der Zeit t, und zwar überproportional wegen des Exponentialausdrucks in der Gl. (4). Es ist deshalb vor­ gesehen, den rechnerischen Wert an geeigneten Stützstellen zu korrigieren. Sützstellen sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel Wertepaare [t, K(t)], die zu einem gegebenen Zeitpunkt t eine Kon­ zentration K(t) mit hinreichender Genauigkeit angeben. Diese liefern Anfangswerte, mit denen das Verfahren zur Berechnung der CO2-Innenraumkonzentration K(t) immer wieder neu gestartet wird.
Aus Fig. 1 geht der Verlauf der berechneten CO2-Innenraumkonzen­ trationen K(t) bei geöffneter und geschlossener Frischluftzufuhr über der Zeit t hervor. Zum Zeitpunkt t0 wird die Berechnung der CO2-Innenraumkonzentration K(t) mit einer angenommenen KAusg1 bei geöffneter Frischluftzufuhr nach der Gleichung (4) berechnet. Zum Zeitpunkt t1 wird die Frischluftzufuhr geschlossen, der Kon­ zentrationswert KAusg2 zwischengespeichert. Die CO2-Innenraum­ konzentration K(t) wird nun nach der Gleichung (5) errechnet. Zum Zeitpunkt t2 erfolgt wiederum eine Öffnung der Frischluftzufuhr, wodurch ein neuer Konzentrationswert KAusg1' zwischengespeichert und mit diesem eine erneute Berechnung der CO2-Innenraumkonzen­ tration K(t) nach Gleichung (4) einsetzt.
Wie aus dem Verlauf der berechneten CO2-Innenraumkonzentration K(t) bei geöffneter Frischluftzufuhr hervorgeht, nähert sich die Funktion für große t asymptotisch gegen die CO2-Außenkonzentration KCO2 plus dem Verhältnis aus CO2-Eintrag der Insassen SQU und dem Luftmengendurchsatz m. Somit geht der Parameterfehler von m umgekehrt proportional in diesen Grenzwert ein.
Die bereits erwähnte Stützstellenkorrektur wird durchgeführt, wenn sich die CO2-Innenraumkonzentration um einen Betrag A der asymptotischen Grenzwertkonzentration angenähert hat. Gemäß Fig. 1 liegt dieser Betrag zum Zeitpunkt t3 vor.
Die Stützstelle wird beispielsweise eingeführt, wenn die berechnete CO2-Innenraumkonzentration K(t) um 10% über der asymptotischen Grenzwertkonzentration KCO2 + SZU/m liegt, das heißt, wenn
wird
K(t) = K(t → ∞) = KCO2 + SQU/m. (7)
gesetzt.
Die Bedingung (6) wird erfüllt, wenn
t ≧ 2,3 . LM/m (8)
gilt. In Gl. (7) wird m konstant angenommen.
Da dies in der tatsächlichen Fahrsituation nicht zutrifft, ist vor­ gesehen, den Zeitpunkt der Öffnung der Frischluftzufuhr tö zwischen­ zuspeichern und danach in regelmäßigen Abständen aus der momentanen Fahrgeschwindigkeit v und der vom Lüftergebläse aufgenommenen Leistung P den durch die KfZ-Kabine momentan vorhandenen Luftmengendurchsatz m zu bestimmen. Aus diesen sukzessiv gewonnenen Werten für m vom Zeitpunkt der Öffnung an, wird fortlaufend der Mittelwert gebildet. Jedes aktuell hinzukommende m wird mit dem Mittelwert, gebildet aus den zurückliegenden Werten von m ver­ glichen. Ist es größer als dieser Mittelwert, wird es lediglich zur Aktualisierung des Mittelwertes verwendet. Ist es kleiner, wird mit ihm und der zugehörigen Zeit t' = t - tö die Bedingung der Gleichung (8) für eine Stützstellenkorrektur geprüft. Wird diese erfüllt, er­ folgt eine Stützstellenkorrektur mit einem Grenzwert nach Gleichung (7), in die der Mittelwert für m eingeht. Wird dagegen Gleichung (8) nicht erfüllt, trägt auch dieses m lediglich zur Aktualisierung des Mittelwerts bei. Somit wird garantiert, daß die Stützstellenkorrek­ tur nur innerhalb des 10%-Bandes gemäß Gleichung (6) erfolgt.
Das bisher beschriebene Verfahren berechnet die CO2-Innenraumkon­ zentration K(t). Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung der Frischluftzufuhr berücksichtigt weiterhin die tatsächliche Schadstoffkonzentration in der Außenluft S(t). Dazu ist ein Schadstoffsensor am KfZ angebracht, der die Schadstoffkonzen­ tration der Außenluft, wie beispielsweise CO- und/oder NOx-Konzen­ trationen mißt. Diese Meßergebnisse werden der Recheneinheit zuge­ führt und von dieser mit den berechneten CO2-Konzentrationen K(t) verglichen.
Da ein direkter Vergleich zwischen diesen Konzentrationen wegen der unterschiedlichen Gasarten wenig sinnvoll ist, sind die verschie­ denen Gasarten gemäß ihrer Wirkung auf den menschlichen Organismus zu wichten. Erfahrungsgemäß beträgt der Konzentrationsbereich, innerhalb dem keine Einschränkungen auf das menschliche Wohlbefinden zu erwarten sind, für das CO zwischen 0 bis 10 ppm und für das CO2 zwischen 0 bis 1000 ppm. Demnach sollte die CO-Konzentration gegen­ über der CO2-Konzentration mit dem Faktor 100 gewichtet werden. Sollen noch weitere oder andere Gasarten der Außenluft (zum Beispiel NOx) berücksichtigt werden, können entsprechende Wichtungsfaktoren beispielsweise auf der Grundlage von MIK- bzw. MAK-Angaben bestimmt werden.
Ist die Vergleichbarkeit zwischen der CO2-Innenraumkonzentration K(t) und der Schadstoffkonzentration S(t) hergestellt, wird gemäß Fig. 2 der Verlauf K(t) und der Verlauf S(t) in Abhängigkeit von der Zeit t ermittelt. Die Schadstoffkonzentration S(t) wird vom Schadstoffsensor gemessen, der Recheneinheit zugeführt, dort mit dem Wichtungsfaktor versehen und mit den Werten der berechneten CO2-Innenraumkonzentration K(t) verglichen. Von der Recheneinheit wird ferner anhand des Vergleichs der Werte der beiden Konzentra­ tionen K(t) und S(t) ein Steuersignal I gebildet, welches die Frischluftzufuhr zu- oder abschaltet.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird die Messung der Schadstoffkonzen­ tration S(t) und die Berechnung der CO2-Innenraumkonzentration K(t) mit geöffneter Frischluftzufuhr nach Gleichung (4) mit dem Wert KAusg1 gestartet. Sobald die Schadstoffkonzentration S(t) den Wert der Innenraumkonzentration K(t) erreicht, wird zum Zeitpunkt t1 das Steuersignal I generiert, worauf die Frischluftzufuhr geschlos­ sen und der Wert KAusg2 gespeichert wird. Ab dem Zeitpunkt t1 folgt die Berechnung der Innenraumkonzentration K(t) nach der Gleichung (5) mit dem Wert KAusg2.
Aus dem Kurvenverlauf ist nun ersichtlich, daß die Innenraumkonzen­ tration K(t) über der Außenkonzentration S(t) liegt. Um ein stabiles Steuersignal I zu erhalten, ist zusätzlich eine Schalthysterese vorgesehen. Danach wird das Steuersignal I erst dann gesetzt, wenn
K(t) - S(t) ≧ M
ist, wobei M eine beliebig vorgegebene Konstante ist. Um im umge­ kehrten Fall eine schnelle und empfindliche Reaktion des Systems zu erreichen, wird das Steuersignal I bei
K(t) - S(t) ≦ 0
erneut generiert und die Frischluftzufuhr geschlossen.
Die Schalthysterese zum Öffnen der Frischluftzufuhr wird beispiels­ weise deutlich zum Zeitpunkt t2. Zu diesem Zeitpunkt unter­ schreitet die Außenkonzentration S(t) die Innenraumkonzentration K(t) um den Faktor M, wodurch erst bei diesem Wert die Recheneinheit das Steuersignal I setzt, welches seinerseits die Frischluftzufuhr öffnet. Ab dem Zeitpunkt t2 erfolgt nun wieder die Berechnung der Innenraumkonzentration K(t) nach Gleichung (4), wobei als KAusg1 der neue Wert KAusg1' verwendet wird. Zum Zeitpunkt t3 erreicht die Schadstoffkonzentration den Wert der CO2-Innenraumkonzen­ tration. Das Steuersignal I wird wiederum generiert und die Frisch­ luftzufuhr geschlossen, wobei der Konzentrationswert KAusg2' ge­ speichert wird. Ab dem Zeitpunkt t3 wird bei geschlossenem Zustand wieder nach Gleichung (5) mit dem neuen Wert KAusg2' gerechnet. Die Zyklen der Berechnung der CO2-Innenraumkonzentration und der Vergleich der Außenkonzentration S(t) mit der berechneten Innenraum­ konzentration K(t) sowie die Generierung des Steuersignals wieder­ holt sich beliebig oft. Die bereits aufgeführte Stützstellenkorrek­ tur findet bei der in Fig. 2 dargestellten Steuerung ebenso An­ wendung, wie es bereits bei der Berechnung der CO2-Innenraumkon­ zentration K(t) dargestellt wurde.
Das bisher beschriebene Ausführungsbeispiel ging von einem idealen Halbleiter-Gassensor aus, mit dem die Schadstoffkonzentration S(t) der Außenluft bestimmt wurde. Dieses Idealverhalten ist jedoch in der Praxis nicht anzutreffen. Es ist deshalb förderlich, das Ver­ fahren an die speziellen Eigenschaften von Halbleiter-Gassensoren anzupassen. Ein dabei wichtiger Gesichtspunkt betrifft die Instabi­ lität des absoluten Sensorsignals (Signaldrift). Es ist deshalb vorgesehen, neben dem Absolutwert des Sensorwiderstands R als Maß für die Schadstoffkonzentration zusätzlich die erste Ableitung des Sensorwiderstands nach der Zeit zum Zeitpunkt der Beaufschlagung mit Schadgas gemäß dR(t)/dt zu verwenden. Der Betrag und das Vorzeichen dieser Größe gibt ein Maß für die Konzentrationsänderung an. Dabei ist zu beachten, daß die vorgeschlagene Größe dR/dt vom Bedeckungsgrad der Sensoroberfläche mit Schadgas abhängt. Bei gegebener Konzentrationserhöhung wird diese betragsmäßig mit zunehmenden Bedeckungsgrad kleiner, das heißt, der Sensor kommt in dem Maße in die Sättigung und sein Arbeitspunkt verschiebt sich. Als Maß für den Bedeckungsgrad dient der Sensorwiderstand R, wodurch auch der Arbeitspunkt festgelegt ist.
Nachfolgend wird anhand Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben, das neben der berechneten CO2-Innenraumkonzentration entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel die 1. Ableitung des Sensorsignals dR/dt unter Berücksichtigung des Sättigungsgrades auswertet. Das Verfahren beginnt entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel im Schritt 1 mit geöffneter Frischluftzufuhr. In der Recheneinheit sind gemäß Schritt 2 als Startwerte Schaltschwellen S1 und S2 für die Schließung bzw. Öffnung der Frischluftzufuhr gespeichert. Sie liegen in einem mittleren Wertebereich der CO2-Innenraumkonzentration. Von der Recheneinheit wird im Schritt 3 fortlaufend ein Vergleich zwischen der Sensorsignaländerung dR/dt und der Schaltschwelle S1 durchgeführt. Wird die Bedingung dR/dt ≦ S1 < 0 erfüllt, wird die Frischluftzufuhr im Schritt 4 geschlossen. Gleichzeitig wird gemäß Schritt 5 das Sensorsignal zum Zeitpunkt der Schließung R(t = ts) in der Recheneinheit gespeichert. Während der geschlossenen Frischluftzufuhr wird im Schritt 6 fortlaufend mit der Bedingung dR/dt ≦ S1 geprüft, ob die Schadstoffkonzentration weiter ansteigt. Steigt die Schadstoffkonzentration nicht weiter an, werden von der Recheneinheit im Schritt 7 die Absolutwerte des Sensorsignals R(t) mit dem Wert des Sensorsignals zum Zeitpunkt der Schließung der Frischluftzufuhr R(ts) verglichen. Wird die Bedingung
erfüllt, wird die Frischluftzufuhr im Schritt 8 wieder geöffnet. Das Sensorsignal zum Zeitpunkt der Öffnung R(t = tö) wird entsprechend Schritt 9 in der Recheneinheit abgelegt. In einem nachfolgenden Schritt 10 wird in die Steuerung die aktuelle CO2-Innenraumkonzen­ tration K(t) und der Sättigungseffekt des Sensors berücksichtigt. Dies wird realisiert, indem die Schaltschwelle S1 in Abhängigkeit von K(t) variiert wird, also S1 [K(t)] ist. Weiterhin wird von der Recheneinheit der Wert für S1 entsprechend dem Sensorwiderstand R(t) korrigiert. Dabei wird der gesamte Wertebereich für R(t) in wenige Unterbereiche aufgeteilt. Den einzelnen Unterbereichen ist dann ein Korrekturfaktor F[R(t)] zugeordnet, der mit S1 multipliziert die korrigierte Größe für S1 angibt. Dieser korrigierte Wert für S1 wird im Schritt 10 mit der Schadstoffkonzentrationsänderung dR/dt ver­ glichen. Wird die Bedingung dR/dt ≦ F[R(t = tö)] S1 [K(t)] erfüllt, wird die Frischluftzufuhr gemäß Schritt 11 geschlossen und das Sen­ sorsignal R(ts) zum Zeitpunkt der Schließung entspechend Schritt 12 in der Recheneinheit gespeichert. Während die Frischluftzufuhr ge­ sperrt ist, wird wiederum, wie bereits beim ersten Schließzyklus gemäß Schritt 6, im Schritt 13 die Schadstoffkonzentrationsänderung dR/dt mit der korrigierten Schaltschwelle S1 verglichen. Steigt die Schadstoffkonzentrationsänderung nicht weiter, geht die Steuerung zurück zum Schritt 7 mit dem aktuellen Sensorsignal R(ts) zum Zeit­ punkt der letzten Schließung der Frischluftzufuhr. Wird die Be­ dingung
erfüllt, wird die Frischluftzufuhr gemäß Schritt 8 erneut geöffnet, wobei wiederum das Sensorsignal zum Zeitpunkt dieser Öffnung R(tö) abgespeichert wird. Der beschriebene Ablauf wiederholt sich ent­ sprechend während des Betriebs.
Die beschriebene Variierung der Schaltschwellen S1 und S2 in Ab­ hängigkeit von K(t) und R(t) bewirken folgendes:

Claims (28)

1. Verfahren zur Steuerung einer Belüftungseinrichtung eines Kfz-Innenraums, bei dem die Belüftungseinrichtung in Abhängigkeit von den Schadstoffkonzentrationen der Außenluft und der Innenluft betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für die Schadstoffkonzentration der Innenluft die CO2-Innenraum­ konzentration bestimmt und die CO2-Innenraumkonzentration mit der Schadstoffkonzentration der Außenluft verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anhand des Vergleichs der CO2-Innenraumkonzentration mit der Schadstoff­ konzentration der Außenluft ein erstes Steuersignal zum Öffnen der Frischluftzufuhr und ein zweites Steuersignal zum Schließen der Frischluftzufuhr generiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer­ signal mittels einer Schalthysterese generiert wird, wonach das Steuersignal zur Öffnung der Frischluftzufuhr dann gesetzt wird, wenn die CO2-Innenkonzentration um einen vorgegebenen Betrag die Außen­ konzentration übersteigt und das Steuersignal zur Schließung der Frischluftzufuhr dann gesetzt wird, wenn die Außenkonzentration min­ destens die Innenkonzentration erreicht hat.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die CO2-Innenraumkonzentration mittels eines Rechen­ verfahrens ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die CO2-Innenraumkonzentration für einen ersten Zustand mit geöffneter Frischluftzufuhr und für einen zweiten Zustand mit geschlossener Frischluftzufuhr rechnerisch ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die CO2-Innenraumkonzentration für den ersten Zustand bei geöffneter Frischluftzufuhr nach der Gleichung
K(t) = (KAusg1 - KCO2 - SQu/m)e-(m/LM)t + KCO2 + SQu/m
errechnet wird, wobei
m der Luftmengendurchsatz,
LM die Luftmenge im KfZ-Innenraum,
SQu der CO2-Eintrag verursacht durch die Atmung der Fahr­ zeug-Insassen,
KCO2 die CO2-Konzentration in der Außenluft,
t die Zeit und
KAusg1 die Innenraumkonzentration zum Zeitpunkt des Öffnens der Frischluftzufuhr ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die CO2-Innenraumkonzentration für den zweiten Zustand bei geschlos­ sener Frischluftzufuhr nach der Gleichung
K(t) = (SQU/LM)t + KAusg2
errechnet wird, wobei
SQU der CO2-Eintrag, verursacht durch die Atmung der Fahr­ zeug-Insassen,
LM die Luftmenge im KfZ-Innenraum,
t die Zeit und
KAusg2 die CO2-Innenraumkonzentration zum Zeitpunkt der Schließung der Frischluftzufuhr ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der CO2-Eintrag (SQu) in Abhängigkeit von der Anzahl der Insassen im KfZ-Innenraum mit Hilfe eines Durchschnittswertes für die Menge ausgeatmeten CO2 pro Zeit beim Menschen ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Insassen über im KfZ-Innenraum angebrachten Sitzkontakten fest­ gestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der berechnete Wert für die CO2-Innenraumkonzen­ tration an geeigneten Stützstellen korrigiert und das Rechenver­ fahren mit dem korrigierten Wert neu gestartet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstellen durch folgende Bedingung definiert sind:
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die CO2-Innenraumkonzentration K(t) an den Stützstellen K(t) = K(t → ∞) gesetzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 6 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftmengendurchsatz m in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwin­ digkeit v und von der vom Lüfter aufgenommenen elektrischen Leistung P ermittelt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Augenblick der Öffnung der Frischluftzufuhr der Zeitpunkt tö ge­ speichert wird und danach in regelmäßigen Abständen aus der momen­ tanen Fahrgeschwindigkeit v und der dabei vom Lüftungsgebläse auf­ genommenen elektrischen Leitung P der momentane Luftdurchsatz m bestimmt wird, daß aus diesen sukzessiv gewonnen Werten für m vom Zeitpunkt der Öffnung an fortlaufend der Mittelwert gebildet wird, und daß jedes aktuell hinzukommende m mit dem Mittelwert, gebildet aus den zurückliegenden Werten von m, verglichen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der momentane Luftmengendurchsatz m größer ist als der Mittelwert, der momentane Luftmengendurchsatz m in die aktuelle Mittelwertbildung eingeht.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der momentane Luftmengendurchsatz m kleiner ist als der Mittelwert, mit dem momentanen Luftmengendurchsatz m eine Stützstellenkorrektur
t ≧ 2,3 . LM/m
geprüft wird, daß bei Erfüllung dieser Bedingung eine Stütz­ stellenkorrektur gemäß K(t) = K(t → ∞) vorgenommen wird, und daß bei Nichterfüllung dieser Bedingungen der momentane Luftmengendurch­ satz m in die aktuelle Mittelwertbildung eingeht.
17. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schadstoffkonzentration der Außenluft von einem Schadstoffsensor gemessen wird, dessen Sensorsignal ein Maß für die Schadstoffkon­ zentration in der Außenluft darstellt, daß zum Schließen und zum Öffnen der Frischluftzufuhr jeweils CO2-Innenraumkonzentrationen als Schaltschwellen (S1) und (S2) vorgesehen werden, und daß die Schaltschwellen (S1) und (S2) mit dem Sensorsignal verglichen werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Schadstoffsensor ein chemischer Halbleiter-Gassensor verwendet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensorsignal der Sensorwiderstand in Abhängigkeit von der Zeit ge­ messen wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei ge­ öffneter Frischluftzufuhr ein Schadstoffkonzentrationswechsel in der Außenluft durch die erste Ableitung des Sensorwiderstandes nach der Zeit zum Zeitpunkt der Beaufschlagung mit Schadgas gebildet wird, und daß das Ergebnis dieser Auswertung mit einer Schaltschwelle (S1) verglichen wird, und daß die Frischluftzufuhr geschlossen wird, wenn
dR(t)/dt ≦ S1 < 0
ist.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltschwelle (S1) in Abhängigkeit von der CO2-Innenraumkon­ zentration und von der Sättigung des Sensors korrigiert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ab­ senkung der CO2-Innenraumkonzentration die Schaltschwelle (S1) erhöht wird.
23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei Absenkung des Sensorsignals (R(t)) die Schaltschwelle (S1) erhöht und bei Erhöhung des Sensorsignals (R(t)) die Schaltschwelle (S1) abgesenkt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossener Frischluftzufuhr der Sensorwiderstand (R(t)) mit der Schaltschwelle (S2) verglichen wird, und daß die Frischluftzufuhr geöffnet wird, wenn
ist, wobei R(ts) das Sensorsignal zum Zeitpunkt der vorausgegangenen Schließung ist.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallschwelle (S2) in Abhängigkeit von der CO2-Innenraumkonzen­ tration (K(t)) nachgeführt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erhöhung der CO2-Innenraumkonzentration die Schaltschwelle (S2) abgesenkt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Startwerte für die Schaltschwellen (S1) und (S2) für einen mittleren Wert der CO2-Innenraumkonzentration vorgegeben werden.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schadstoffkonzentration der Außenluft ent­ sprechend der Gesundheitsschädlichkeit gegenüber der CO2-Innen­ raumkonzentration gewichtet wird.
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