DE102020127333A1

DE102020127333A1 - Verfahren zum Betrieb einer Klimatisierungseinrichtung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020127333A1
Application number: DE102020127333.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Roth
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-04-21

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Klimatisierungseinrichtung (3) für einen Innenraum (6) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Klimatisierungseinrichtung (3) ein wenigstens teilweise mit Außenluft betreibbares Belüftungssystem (4) für den Innenraum (6) und eine zur Temperierung der Luft des Belüftungssystems (4) ausgebildete Temperierungseinrichtung (5) aufweist, wobei in einem Basisbetriebsmodus die Klimatisierungseinrichtung (3) zur Regelung auf ein wenigstens durch wenigstens eine vorgegebene Innenraumtemperatur beschriebenes Komfortklima in Abhängigkeit von Sensordaten wenigstens eines Klimasensors (11), insbesondere Temperatursensors, der Klimatisierungseinrichtung (3) betrieben wird, die Klimatisierungseinrichtung (3) ferner wenigstens einen Aerosolsensor (12) in dem Innenraum (6) und/oder dem Belüftungssystem (4) aufweist, wobei bei Erfüllung wenigstens eines die Überschreitung eines Grenzwerts für eine von dem Aerosolsensor (12) gemessene Aerosolkonzentration umfassenden Maßnahmenkriteriums wenigstens eine die Reduzierung der Aerosolkonzentration bewirkende Maßnahme in dem Kraftfahrzeug (2) ausgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Klimatisierungseinrichtung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs, wobei die Klimatisierungseinrichtung ein wenigstens teilweise mit Außenluft betreibbares Belüftungssystem für den Innenraum und eine zur Temperierung der Luft des Belüftungssystems ausgebildete Temperierungseinrichtung aufweist, wobei in einem Basisbetriebsmodus die Klimatisierungseinrichtung zur Regelung auf ein wenigstens durch wenigstens eine vorgegebene Innenraumtemperatur beschriebenes Komfortklima in Abhängigkeit von Sensordaten wenigstens eines Klimasensors, insbesondere Temperatursensors, der Klimatisierungseinrichtung betrieben wird. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
Klimatisierungseinrichtungen für Innenräume, insbesondere Fahrgastzellen, von Kraftfahrzeugen, die häufig kurz als Klimaanlagen bezeichnet werden, sind im Stand der Technik bereits weitgehend bekannt. Derartige Klimatisierungseinrichtungen weisen meist ein Belüftungssystem auf, welches wahlweise mit Außenluft beziehungsweise Außenluftanteil oder aber durch Aufbereitung von Innenluft (Umluftbetrieb) betrieben werden kann. Üblicherweise ist der Klimatisierungseinrichtung eine Eingabeeinrichtung zugeordnet, über die ein Benutzer in einem Basisbetriebsmodus beziehungsweise Normalbetriebsmodus zu verwendende Betriebsparameter bereitstellen kann, beispielsweise, gegebenenfalls auch zonenweise definierte, Solltemperaturen, auf die geregelt werden soll, und/oder Sollbelüftungsstärken, wobei unterschiedliche Austrittsgeschwindigkeiten der Luft aus dem Belüftungssystem über entsprechende Ventilatoren/sonstige Fördermittel erreicht werden können. Das bedeutet, üblicherweise regelt die Klimatisierungseinrichtung auf ein Komfortklima, insbesondere auf eine gegebenenfalls zonenweise vorgegebene Innenraumtemperatur, wozu die Klimatisierungseinrichtung auch eine Temperierungseinrichtung aufweist, die bevorzugt sowohl zur Erwärmung der in den Innenraum zu führenden Luft als auch zur Abkühlung der in den Innenraum zu führenden Luft genutzt werden kann.
Im Stand der Technik wurden auch bereits Ansätze vorgeschlagen, die über das auf die Innenraumtemperatur und die Bewegung der Luft im Innenraum des Kraftfahrzeugs bezogene Komfortklima hinausgehend ein erhöhtes Wohlbefinden und eine erhöhte Gesundheit in einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs bereitstellen sollen.
DE 10 2006 003 071 A1 schlägt ein Verfahren zur Regelung der Luftzusammensetzung im Kraftfahrzeuginnenraum vor, die darauf basiert, dass zunächst die Frischluftzufuhr über die Betriebsparameter der Luftzufuhr des Kraftfahrzeugs erfasst wird, woraufhin die CO₂-Konzentration im Innenraum des Kraftfahrzeugs, basierend auf der Anzahl der im Innenraum befindlichen Personen, berechnet wird. Liefert die Berechnung ein Überschreiten eines CO₂-Schwellenwerts, wird gezielt Frischluft dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugeführt.
DE 10 2015 207 471 A1 offenbart eine Klimaanlage und ein Verfahren zur Begrenzung einer CO₂-Konzentration. Darin wird für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, zumindest einen CO₂-Sensor zur Detektierung einer CO₂-Konzentration zu verwenden, wobei die Steuereinheit in Abhängigkeit von der detektierten CO₂-Konzentration und/oder einem vorliegenden Geschwindigkeitswert zumindest eine Maßnahme für eine Reduzierung einer CO₂-Konzentration einleitet.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Fahrzeugbelüftung als Reaktion auf eine Kohlendioxidschätzung werden in DE 10 2019 111 731 A1 vorgeschlagen. Dort soll die Umluft in der Fahrzeugkabine als Reaktion auf die geschätzten Kohlendioxidwerte gesteuert werden, in dem vorhandene Fahrzeugsensoren verwendet werden, um die Kohlendioxidwerte innerhalb der Fahrzeugkabine abzuschätzen. So kann die interne Kabinenluftzirkulation maximiert werden, um den Eintritt schädlicher Außengase zu minimieren und um die Belastung von Heizungs- und Klimaanlagen zu reduzieren.
DE 10 2012 205 334 A1 offenbart ein Verfahren und ein System, um das Leben von in einem Fahrzeug verbliebenen Lebewesen zu retten. Dabei wird, beispielsweise aufgrund einer Messung des Kohlendioxidgehalts der Luft im Fahrzeug, ein Lebewesen im Fahrzeug erkannt, woraufhin detektiert wird, ob sich das Lebewesen in einem gesundheitsgefährdeten Zustand befindet. Falls sich das Lebewesen in einem gesundheitsgefährdeten Zustand befindet, werden Rettungsmaßnahmen eingeleitet, beispielsweise die wenigstens teilweise Öffnung eines Fensters und/oder eines Schiebedachs. Auch kann eine Klimaanlage oder Lüftungsanlage auf externe Luftzufuhr eingestellt werden.
Schließlich betrifft DE 199 47 904 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung eines verschlossenen Innenraums eines Kraftfahrzeugs, wobei dann, wenn sich die Lebensumgebung hin zu lebens- und/oder gesundheitsbedrohenden Zuständen verändert, zumindest ein mit der Steuerschaltung verbundener Aktor auf einen motorisch betätigbaren Verschluss der Tür, Klappe, Schiebedach oder dergleichen wirkt, um diese zu öffnen beziehungsweise zu entriegeln. Dabei können insbesondere Kohlendioxid- oder Sauerstoff-Konzentrations-Sensoren herangezogen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Verbesserung hinsichtlich des Komforts, des Wohlbefindens und der Gesundheit der Insassen bei Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen zu erlauben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Klimatisierungseinrichtung ferner wenigstens einen Aerosolsensor in dem Innenraum und/oder dem Belüftungssystem aufweist, wobei bei Erfüllung wenigstens eines die Überschreitung eines Grenzwerts für eine von den Aerosolsensor gemessene Aerosolkonzentration umfassenden Maßnahmenkriteriums wenigstens eine die Reduzierung der Aerosolkonzentration bewirkende Maßnahme in dem Kraftfahrzeug ausgeführt wird.
Erfindungsgemäß wird mithin vorgeschlagen, beim Betrieb der Klimatisierungseinrichtung vollständig automatisch, insbesondere also ständig im Hintergrund, auch die Schwebstoffbelastung (Aerosolbelastung) der Luft im Innenraum des Kraftfahrzeugs, welcher beispielsweise eine Fahrgastzelle sein kann, zu überwachen und zu berücksichtigen. Hierzu wird ein Aerosolsensor, der beispielsweise als Aerosolmessgerät und/oder Partikelsensor ausgebildet sein kann, bevorzugt im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet, um wenigstens eine Aerosolkonzentration zu messen. Aerosole umfassen insbesondere auch Ausatempartikel anderer Personen, die Krankheitserreger tragen können. Denn es hat sich gezeigt, dass in einem abgeschlossenen Raum, wie beispielsweise dem Fahrzeuginnenraum, die Konzentration der Aerosole, insbesondere Ausatempartikel, ab einer bestimmten Dauer ohne oder mangelnder Frischluftzufuhr deutlich erhöht ist. Daher schlägt die vorliegende Erfindung vor, durch geeignete Maßnahmen eine bestimmte Qualität der Atemluft im Innenraum des Kraftfahrzeugs sicherzustellen. Auf diese Weise können das Wohlbefinden und die Gesundheit von im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs befindlichen Personen erhöht werden und insbesondere auch eine Ansteckungsgefahr verringert werden, falls eine Person innerhalb des Kraftfahrzeugs erkrankt ist.
Dabei kann durch die Maßnahme temporär der Insassenwunsch, beschrieben durch das Komfortklima, im Hinblick auf die Sicherstellung eines Wohlbefindens und der Gesundheit temporär untergeordnet werden. Mit anderen Worten können die dominanten Regelgrößen des Komfortklimas, insbesondere die vorgegebene Innenraumtemperatur, kurzzeitig geringer priorisiert oder gänzlich ignoriert werden, um dafür die Qualität der Innenluft für die Insassen zu erhöhen.
Ein derartiger Ansatz kann auch als intelligente Klimatisierung bezeichnet werden, nachdem vollständig automatisch auf Umstände und Tatsachen geachtet wird, die für das Wohlbefinden der Insassen wichtig sind, aber für diese nicht unmittelbar erkennbar, so dass letztlich auch eine partikelgeregelte Steuerung der Klimatisierungseinrichtung, insbesondere Klimaanlage, erfolgt. Insbesondere kann so eine Absenkung einer gesundheitlich bedrohlichen Aerosolkonzentration, die beispielsweise eine Virenverbreitung und Ansteckungsgefahr im Innenraum begünstigt, erreicht werden, insbesondere in Zeiten besonderer Ansteckungsgefahr.
Dabei kann mit besonderem Vorteil wenigstens eine der wenigstens einen Maßnahme die Aktivierung eines weiteren Betriebsmodus der Klimatisierungseinrichtung umfassen, in dem auf die Aerosolkonzentration geregelt wird, insbesondere auf einen dem Grenzwert entsprechenden oder bevorzugt unterhalb des Grenzwerts liegenden Regelwert. Es werden mithin wenigstens zwei Betriebsmodi bereitgestellt, neben dem Basisbetriebsmodus, also Normalbetriebsmodus, auch wenigstens ein weiterer Betriebsmodus, bei dem durch Regelung eine bestimmte Qualität der Atemluft im Innenraum im Hinblick auf Aerosole geregelt werden kann. Insbesondere kann die Klimatisierungseinrichtung also in einer Ausgestaltung mit zwei Kennfeldern arbeiten und hat wenigstens zwei Einsatzarten mit unterschiedlichen Regelparametern, beispielsweise Temperatur und Aerosolbelastung.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn in wenigstens einem des wenigstens einen Betriebsmodus eine kombinierte Regelung auf mehrere Regelparameter, umfassend die Temperatur und die Aerosolkonzentration erfolgt. Dies erlaubt es mit besonderem Vorteil, zu einem gewissen Anteil den Wunsch der Insassen, insbesondere also hinsichtlich des Komfortklimas, noch weiter zu berücksichtigen und dennoch eine Verbesserung der Luftqualität und somit des Wohlbefindens und der Gesundheit herbeizuführen. Dabei kann konkret vorgesehen sein, dass die Gewichtung abhängig von der Aerosolkonzentration gewählt wird, insbesondere derart, dass bei höherer gemessener Aerosolkonzentration eine höhere Gewichtung des entsprechenden Regelparameters vorgenommen wird. Auf diese Weise kann also immer dann, wenn die Umstände es rechtfertigen, beispielsweise der Grenzwert zunächst nur leicht überschritten wird, eine sozusagen sanfte Rückregelung ohne zu starke Beeinträchtigung des anderweitigen Komforts des wenigstens einen Insassen erfolgen, beispielsweise solange, bis die Aerosolkonzentration wieder auf einen unbedenklichen Wert rückgeregelt ist. Beispielsweise kann also mit Überschreiten des Grenzwerts des entsprechenden Maßnahmenkriteriums zunächst von dem Basisbetriebsmodus in den weiteren Betriebsmodus umgeschaltet werden, wobei bei den Grenzwert nur knapp überschreitenden Aerosolkonzentrationen das Regelziel der Aerosolkonzentration zunächst noch niedrig gewichtet sein kann, insbesondere auch niedriger als die auf das Komfortklima bezogenen Regelparameter. Mit zunehmender gemessener Aerosolkonzentration, mithin zunehmender Differenz zum Grenzwert, wird der Regelparameter „Aerosolkonzentration“ immer höher gewichtet, bis er der dominierende Regelparameter ist und somit die Aerosolkonzentration effektiv gesenkt werden kann.
Die Einregelung der Aerosolkonzentration kann durch Anpassung des Außenluftzufuhranteils in dem Belüftungssystem und/oder durch Umverteilung von Luft in verschiedene Vertikalbereiche des Innenraums erfolgen. Beispielsweise kann also eine Ansteuerung einer Umluftklappe des Belüftungssystems der Klimatisierungseinrichtung erfolgen, so dass für die Belüftung ein größerer Anteil an Außenluft (Frischluft) in das Belüftungssystem eingeführt wird, sei es durch eine Zwischenstellung der Umluftklappe oder durch regelmäßiges Umschalten der Umluftklappe. Denkbar ist es, insbesondere als zusätzliche Maßnahme, jedoch auch, Umluft und Außenluft gezielt unterschiedlichen Vertikalbereichen des Fahrzeuginnenraums zuzuführen, so dass beispielsweise in einem die Köpfe von Insassen enthaltenden Vertikalbereich ein großer Anteil an wenig durch Ausatmen entstandene Aerosole enthaltender Außenluft geführt wird, während Umluft zu einem größeren Anteil in andere vertikale Bereiche, beispielsweise den Fußraum, geführt wird.
Zusammengefasst kann also in dem weiteren Betriebsmodus auf einen bestimmten, insbesondere Gesundheitlich unbedenklichen Aerosolwert (Aerosolkonzentration) in der Innenraumluft geregelt werden, wobei das Maß hierfür mittels eines Aerosolsensors gemessene Aerosolkonzentrationen, insbesondere hinsichtlich Ausatempartikeln, ist, nicht jedoch eine Gaskonzentration, beispielsweise von Kohlendioxid. Auf diese Weise kann insbesondere auch eine Ansteckungsgefahr, beispielsweise bei Anwesenheit eines erkrankten Insassen, reduziert werden.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass es grundsätzlich auch denkbar ist, den weiteren Betriebsmodus zur Regelung der Aerosolkonzentration benutzerseitig auswählbar und somit aktivierbar zu gestalten, insbesondere auch benutzerseitig parametrierbar. Ferner kann auch zum automatischen Deaktivieren ein Rückschaltkriterium verwendet werden, beispielsweise dass für eine vorgegebene Zeitdauer der Zielwert (Regelwert) für die Aerosolkonzentration und/oder ein Zielbereich um den Zielwert gehalten wurden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der wenigstens einen Maßnahme ein automatisches Öffnen wenigstens eines Fensters und/oder wenigstens einer Tür und/oder wenigstens einer Klappe und/oder eines Schiebedachs des Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine von dem Messwert für die Aerosolkonzentration abhängige Zeitspanne, umfasst. Dabei kann ein zugeordnetes Maßnahmenkriterium insbesondere einen Grenzwert verwenden, der höher als ein Grenzwert für eine Aktivierung eines weiteren Betriebsmodus, wie soeben beschrieben, ist, wenn beide Maßnahmenvarianten herangezogen werden sollen. Möglich ist es aber auch, worauf im Weiteren noch näher eingegangen wird, die Maßnahme zur Öffnung des Innenraums des Kraftfahrzeugs nach Außen vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugs, insbesondere einer erwartbaren insassenseitigen Öffnung, abhängig zu machen. Mit anderen Worten sieht diese Ausgestaltung einer Maßnahme eine temporäre Stoßlüftung durch automatische Ansteuerung von insbesondere Fenster und/oder Schiebedach vor, bis die Aerosolkonzentration wieder auf einen gesundheitlich unbedenklichen Wert abgesunken ist. Dies ist insbesondere bei äußerst hohen Aerosolkonzentrationen beziehungsweise schnell auftretenden „Peaks“/hohen Steigungen (Gradienten) in der Aerosolkonzentration vorteilhaft.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es ferner in besonders bevorzugter Weiterbildung denkbar, dass das Belüftungssystem zwei Luftwege für die Luftzufuhr in den Innenraum aufweist, wobei wenigstens eine der wenigstens einen Maßnahme ein Umschalten von einem Basisluftweg in einen Reinigungsluftweg mit einem Aerosolfilter umfasst. Denn es hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung gezeigt, dass die allgemein in Belüftungssystemen von Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen bereits vorgesehenen Pollenfilter nicht ausreichend sind, um die relevante Aerosolkonzentration, in diesem Fall insbesondere hinsichtlich von Ausatempartikeln, deutlich zu reduzieren. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Art „Bypass“ des Basisluftwegs als einen Reinigungsluftweg bereitzustellen, der einen Aerosolfilter enthält, welcher bei zu hohen Aerosolkonzentrationen innerhalb des Innenraums des Kraftfahrzeugs genutzt werden kann. Nachdem derartige Aerosolfilter, die beispielsweise auch als Virenfilter ausgebildet sein können, meist teurer und/oder wartungsintensiver sind, wird deren Nutzung auf Zeiträume beschränkt, in denen tatsächlich eine zu hohe Aerosolkonzentration innerhalb des Kraftfahrzeugs vorliegt. Auf diese Weise wird der wenigstens eine Aerosolfilter im Basisbetrieb, also immer dann, wenn er nicht benötigt wird, geschont und nutzt sich somit weniger ab.
Während es grundsätzlich denkbar ist, dass, insbesondere dann, wenn der Aerosolfilter auch als Pollenfilter wirkt, ein einen Pollenfilter umfassender Basisluftweg verwendet wird, mithin der Pollenfilter des Basisluftwegs bei Verwendung des Reinigungsluftwegs nicht verwendet wird, kann eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung auch vorsehen, dass der Basisluftweg und der Reinigungsluftweg beide den Pollenfilter nutzen, der beispielsweise einer Aufteilung in die jeweiligen Luftwege vorgeschaltet sein kann.
Als wenigstens einer des wenigstens einen Aerosolfilters kann ein insbesondere UV-Licht nutzender Virenfilter und/oder ein Aktivkohlefilter und/oder ein Anhaftung nutzender Filter verwendet werden. Im Stand der Technik wurden bereits sogenannte Virenfilter vorgeschlagen, die die Luft beispielsweise intensivem UV-Licht aussetzen, um eine Abtötung enthaltener Viren zu erreichen. Es wurden jedoch auch bereits Aktivkohlefilter vorgeschlagen, die äußerst kleine Schwebstoffe, so beispielsweise auch beim Ausatmen entstehende Aerosole, ausfiltern können, so dass auch bestimmte Krankheitserreger deutlich reduziert werden können. Schließlich ist auch die Nutzung von Filtern denkbar, bei denen sich bestimmte Aerosolpartikel und/oder Substanzen, insbesondere Krankheitserreger tragende Schwebstoffe, durch Anhaftung aus dem Luftstrom lösen. Selbstverständlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch weitere, insbesondere auf die Reduzierung von Krankheitserregern in der Luft abzielende Aerosolfilter im Reinigungsluftweg eingesetzt werden.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei Verwendung eines UV-Licht nutzenden Virenfilters als Aerosolfilter der an einer Begrenzung des Innenraums entlanglaufende Reinigungsluftweg eine verschließbare Zugangsöffnung zum Zugriff aus dem Innenraum im Filterbereich des Virenfilters aufweist, welche zum Einbringen einer mit UV-Licht zu behandelnden Mund-Nasenbedeckung in den Filterbereich ausgebildet ist, wobei bei eingebrachter Mund-Nasenbedeckung diese durch den Virenfilter gereinigt wird. Insbesondere dann, wenn keine Aerosolregelung vorliegt, mithin der Normalbetriebsmodus verwendet wird, kann mithin vorgesehen sein, die in dem Reinigungsluftweg vorgesehenen Einbauten zumindest teilweise auch weitergehend zu benutzen, um eine Mund-Nasenbedeckung, beispielsweise eine Behelfsmaske oder einen anderweitigen Mund-Nasenschutz, viren- und keimfrei bzw. wenigstens -reduziert aufzubereiten. Mit besonderem Vorteil kann bei eingebrachter Mund-Nasenbedeckung wenigstens ein Teilluftstrom des Belüftungssystems zum Trocknen der Mund-Nasenbedeckung durch den Reinigungsluftweg geführt werden. So kann auch eine Abtrocknung der Mund-Nasenbedeckung erfolgen. Insbesondere erlaubt es diese Ausgestaltung also, beispielsweise zur Vorbereitung eines Einkaufs, eine trockene und zumindest weitgehend keimfreie Mund-Nasenbedeckung bereitzustellen. Beispielsweise kann an einer den Reinigungsluftweg begrenzenden Innenseite einer die Zugangsöffnung verschließenden Klappe eine Befestigungseinrichtung zum Einhängen der Mund-Nasenbedeckung in den Filterbereich aufweisen, beispielsweise wenigstens einen Haken. Eine derartige Befestigungseinrichtung kann selbstverständlich auch anderweitig im Bereich der Zugangsöffnung vorgesehen sein.
Die Öffenbarkeit der Zugangsöffnung kann vom Betriebsmodus der Klimatisierungseinrichtung abhängig sein, beispielsweise derart, dass bei insbesondere ausschließlicher Nutzung des Reinigungsluftwegs kein Einbringen einer Mund-Nasenbedeckung möglich ist. Ferner kann eine Sensorik vorgesehen sein, um eine eingebrachte Mund-Nasenbedeckung zu erkennen, so dass ein entsprechender Mundnasenbedeckungsbetriebsmodus mit Betrieb wenigstens des Virenfilters, ggf. des (Teil-)Luftstroms, aktiviert werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein vom Innenraum zugängliches, insbesondere benachbart zu der Zugangsöffnung oder an einer Klappe der Zugangsöffnung, ein Bedienelement angeordnet sein, um den Mundnasenbedeckungsbetriebsmodus zu aktivieren.
Zusammenfassend wird in dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung also ein spezieller Innenraumbypass-Luftkanal in Form des Reinigungsluftwegs vorgeschlagen, in dessen Luftstrecke ein zusätzlicher spezieller Aerosolfilter implementiert ist, der erhöhte Aerosolanteile abbaut und/oder Krankheitserreger vernichtet und somit die Luftqualität in der Fahrkabine weiter erhöht, insbesondere eine Ansteckungsgefahr im Innenraum des Kraftfahrzeugs reduziert. Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass das Lüftungssystem zwei parallel angeordnete Filtermodule umfassen kann, die je nach Partikelbelastung der Innenraumluft separat voneinander aktiv geschaltet werden können. In Weiterbildung kann der „Bypass“ auch weitergehend zur Reinigung einer Mund-Nasenbedeckung verwendet werden.
In einer besonderes bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass durch wenigstens eines des wenigstens einen Maßnahmenkriteriums zusätzlich auch eine die Wahrscheinlichkeit eines insasseninitiierten Luftaustauschs mit der Außenluft beschreibende Nutzungsart des Kraftfahrzeugs ausgewertet wird, wobei insbesondere zur Ermittlung der Nutzungsart Türen- und/oder Fensteröffnungsvorgänge und/oder die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder eine von dem Kraftfahrzeug genutzte Straßenart und/oder eine aktuelle Fahrumgebung und/oder ein Lenkverhalten eines Fahrers ausgewertet werden.
Auf diese Weise kann es beispielsweise von der Nutzungsart des Kraftfahrzeugs abhängig gemacht werden, ob beispielsweise ein weiterer Betriebsmodus mit Regelung auf eine bestimmte Aerosolkonzentration aktiviert wird oder ob ein automatisch herbeigeführtes Stoßlüften als sinnvoller angesehen wird. Ist die Nutzungsart des Kraftfahrzeugs beispielsweise eine längere Fahrt auf einer Autobahn und/oder einer Landstraße, was an andauernden hohen Geschwindigkeiten, nicht vorliegenden Aus- und Einstiegsvorgängen, anhand von Daten eines Navigationssystems, insbesondere einer befahrenen Straßenart, und dergleichen festgestellt werden kann, ist es als äußerst unwahrscheinlich zu bewerten, dass demnächst ein Fenster, eine Tür und/oder ein Schiebedach des Kraftfahrzeugs geöffnet werden. Dann kann es, insbesondere bei stark ansteigenden Aerosolkonzentrationen innerhalb des Kraftfahrzeugs, zweckmäßig sein, eine Stoßlüftung herbeizuführen. Andererseits kann dann, wenn das Kraftfahrzeug für kurze Fahrtabschnitte, beispielsweise zum Transport von Personen und/oder Waren, eingesetzt wird, beispielsweise innerstädtisch mit vielen Lenkbewegungen und häufigem Anhalten/Öffnen von Türen/Klappen betrieben wird, insbesondere als ein Taxi, davon ausgegangen werden, dass auch in nächster Zukunft wieder eine Frischluftzufuhr durch einen solchen Öffnungsvorgang auftritt, so dass es ausreichend sein kann, beispielsweise auch in geringerer Gewichtung eines Aerosolkonzentration-Regelparameters, den beziehungsweise einen weiteren Betriebsmodus zu aktivieren. Konkret kann insbesondere vorgesehen sein, aus den genannten Eingangsinformationen sowie gegebenenfalls weiteren Informationen in einem Berechnungsmodul der den Betrieb der Klimatisierungseinrichtung steuernden Steuereinrichtung eine Wahrscheinlichkeit für ein Öffnen von Türen und/oder Fenstern und/oder eines Schiebedachs und/oder einer Klappe des Kraftfahrzeugs in einem bestimmten vorausliegenden Zeitraum, beispielsweise zehn oder zwanzig Minuten, zu ermitteln, welche dann von wenigstens einem des wenigstens einen Maßnahmenkriteriums ausgewertet wird.
Selbstverständlich können neben den hier bereits genannten Informationen und Größen auch weitere Eingangsinformationen durch wenigstens eines des wenigstens einen Maßnahmenkriteriums ausgewertet werden, wobei sich als eine sinnvolle Eingangsgröße auch die zeitliche Änderung der Aerosolkonzentration erwiesen hat, mithin deren zeitlicher Gradient, so dass ein schnelles Ansteigen, beispielsweise durch Niesen oder Husten eines Insassen, festgestellt werden kann und besonders schnell reagiert werden kann, beispielsweise durch ein automatisches Stoßlüften, wie oben beschrieben. Mit anderen Worten kann beispielsweise das dem Stoßlüften zugeordnete Maßnahmenkriterium ein Stoßlüften insbesondere auch dann herbeiführen, wenn die Veränderung der Aerosolkonzentration (deren zeitlicher Gradient) einen Schwellenwert überschreitet.
Zweckmäßigerweise kann wenigstens eine der wenigstens einen Maßnahme, insbesondere jede Maßnahme, die Ausgabe einer Hinweis- und/oder Warninformation an den Fahrer umfassen. Mit andere Worten kann der Fahrer darüber informiert werden, warum die Klimatisierungseinrichtung von seiner Komfortklima-Vorgabe zumindest temporär abweicht und/oder auch gewarnt werden, wenn besonders hohe Aerosolkonzentrationen innerhalb des Kraftfahrzeugs vorliegen, so dass er gegebenenfalls selbst Maßnahmen ergreifen kann.
Aerosolsensoren, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind im Stand der Technik bereits in vielfältiger Weise bekannt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Aerosolsensor die Aerosolkonzentration aufgrund der Wechselwirkung eines Lichtstrahls, insbesondere eines Laserstrahls, mit Partikeln in der Luft vermisst. Auch andere Messkonzepte, beispielsweise solche, die eine Partikelextraktion vornehmen, sind selbstverständlich einsetzbar.
Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn der Aerosolsensor in einem zum Aufenthalt von Köpfen von Insassen vorgesehenen Vertikalbereich des Innenraums angeordnet ist. So wird der Aerosolsensor derart platziert, dass er in einem Bereich misst, in dem die Aerosole von Insassen des Kraftfahrzeugs aufgenommen würden, wo mithin das Vorhandensein von Aerosolen am meisten Relevanz entwickelt.
Vorzugsweise kann ein zur Unterscheidung unterschiedlicher Partikelklassen ausgebildeter Aerosolsensor verwendet werden, wobei eine sich auf wenigstens eine Partikelklasse, insbesondere krankheitserregertragende Schwebstoffe, beziehende Aerosolkonzentration für das wenigstens eine Maßnahmenkriterium ermittelt wird. Inzwischen wurden auch Partikelsensoren beziehungsweise allgemein Aerosolsensoren vorgeschlagen, die zur Klassifizierung detektierter Partikel ausgebildet sind, beispielsweise also beim Ausatmen durch einen Menschen entstehende Partikel von beispielsweise durch Verbrennungsprozesse entstehendem Feinstaub unterscheiden können. Entsprechend kann eine Aerosolkonzentration ermittelt werden, die sich auf eine bestimmte Partikelklasse bezieht, vorliegend bevorzugt auf Ausatempartikel. Grundsätzlich ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch denkbar, noch genauere Untersuchungen durch den Aerosolsensor durchzuführen, beispielsweise zur konkreten Ermittlung einer Belastung durch Krankheitserreger, gegebenenfalls auch durch bestimmte Krankheitserreger, wie Viren beziehungsweise sogar eine bestimmte Klasse von Viren, beispielsweise Corona-Viren bzw. Sars-CoV2-Viren. Auch diesbezüglich kann die Messung der Aerosolkonzentration mithin verfeinert werden.
Neben der wenigstens einen gemessenen Aerosolkonzentration, deren zeitlichem Gradienten und Betriebsparametern des Kraftfahrzeugs, wie oben beschrieben, können in das Maßnahmenkriterium selbstverständlich auch weitere Messergebnisse eingehen, beispielsweise Messergebnisse eines Gassensors, der einen Kohlendioxid- und/oder Sauerstoffgehalt der Innenraumluft vermisst. Beispielsweise können auch diesbezüglich Grenzwerte in den wenigstens einen Maßnahmenkriterium festgelegt werden, was insbesondere auch zur Differenzierung herangezogen werden kann, ob eine hohe Aerosolkonzentration von Ausatemvorgängen von Insassen oder von einem äußeren Effekt herrührt. Wird beispielsweise eine hohe Aerosolkonzentration festgestellt, jedoch eine geringe Kohlendioxidbelastung, kann dies darauf hindeuten, dass Aerosole anderer Art in die Innenraumluft eingetragen wurden. Nichtsdestotrotz kann auch bezüglich dieser Aerosole eine, gegebenenfalls schwächere Abweichungen vom Komfortklima bedingende, Reduzierung zweckmäßig sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch denkbar, dass die Klimatisierungseinrichtung in dem Basisbetriebsmodus und/oder wenigstens einem weiteren Betriebsmodus, insbesondere in wenigstens einem des wenigstens einen weiteren Betriebsmodus, auch zur Regelung auf einen Kohlendioxid- und/oder Sauerstoffgehalt der Luft aufgrund von Messwerten eines beziehungsweise des Gassensors ausgebildet ist. Mithin kann die hier beschriebene Vorgehensweise auch mit den aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen hinsichtlich der Kohlendioxid-Reduzierung kombiniert werden bzw. um die entsprechenden Optionen ergänzt werden.
Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Klimatisierungseinrichtung für einen Innenraum des Kraftfahrzeugs, wobei die Klimatisierungseinrichtung wenigstens ein wenigstens teilweise mit Außenluft betreibbares Belüftungssystem, eine zur Temperierung der Luft des Belüftungssystems ausgebildete Temperierungseinrichtung und eine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung aufweist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

1 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
3 eine Ausgestaltung von Luftwegen in einem Belüftungssystem.

1 zeigt einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Klimatisierungseinrichtung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Dabei wird von einer üblichen Klimaanlage ausgegangen, die ein Belüftungssystem für den Innenraum aufweist, in das, beispielsweise mittels einer Umluftklappe, auch Außenluft (Frischluft) eingebracht werden kann. Dem Belüftungssystem ist zudem eine Temperierungseinrichtung zugeordnet, um die in den Innenraum des Kraftfahrzeugs einzudringende Luft auf eine Temperatur zu erwärmen oder abzukühlen, die die Einstellung einer vorgegebenen Innenraumtemperatur, welche zonenweise vorgegeben werden kann, ermöglicht. Die Klimaanlage kann, wie in 1 auch gemäß dem Schritt S1, in einem Basisbetriebsmodus betrieben werden. Darin wird auf ein Komfortklima, welches wenigstens durch die wenigstens eine vorgegebenen Innenraumtemperatur beschrieben ist, geregelt. Hierzu kann die Klimatisierungseinrichtung, wie grundsätzlich bekannt, Klimasensoren, insbesondere Temperatursensoren, aufweisen, deren Messwerte in die entsprechende Regelung auf das Komfortklima eingehen.
Die Klimatisierungseinrichtung weist neben den für den in Schritt S1 genutzten Basisbetriebsmodus ohnehin nötigen Klimasensoren vorliegend auch einen Aerosolsensor auf, der wenigstens eine Aerosolkonzentration der Innenraumluft misst. Der Aerosolsensor, welcher beispielsweise Licht, insbesondere Laserlicht, zur Messung nutzen kann und/oder als Partikelzähler für gasförmige Stoffe ausgebildet sein kann, ist vorliegend im Innenraum des Kraftfahrzeugs in einem Vertikalbereich angeordnet, der für die Köpfe von Insassen vorgesehen ist. Der Aerosolsensor kann auch zur Klassifizierung von Partikeln, die er wahrnimmt, in Partikelklassen ausgebildet sein und somit partikelklassenspezifische Aerosolkonzentrationen liefern, und/oder dazu ausgebildet sein, auch einen zeitlichen Gradienten der wenigstens einen Aerosolkonzentration bereitzustellen. Besonders bevorzugt kann sich eine Aerosolkonzentration auf Ausatempartikel und/oder Krankheitserreger tragende Partikel, mithin Aerosole, beziehen.
Die Messwerte des Aerosolsensors, also die gemessenen Aerosolkonzentrationen sowie gegebenenfalls zeitlichen Gradienten der Aerosolkonzentrationen werden durch wenigstens ein Maßnahmenkriterium, in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Maßnahmenkriterien, in einem Schritt S2 ausgewertet. Eingangsdaten 1 für die Maßnahmenkriterien umfassen dabei neben den bereits beschriebenen Informationen des Aerosolsensors auch weitere Informationen, beispielsweise eine Wahrscheinlichkeit für eine insasseninduzierte Frischluftzufuhr, Messwerte anderer Sensoren, beispielsweise der Klimasensoren und/oder eines Gassensors, und dergleichen.
Die mehreren Maßnahmenkriterien können dabei insbesondere so gestaffelt sein, dass für zumindest einen Teil der Maßnahmenkriterien unterschiedliche Grenzwerte für die Aerosolkonzentration herangezogen werden, die eine sukzessive Auslösung von Maßnahmen mit steigender Aerosolkonzentration mit sich bringen. Vorliegend beschreiben die Maßnahmenkriterien jedoch auch wenigstens teilweise Alternativen bei Überschreiten eines bestimmten Grenzwerts für die Aerosolkonzentration, wobei anhand der weiteren Eingangsdaten entschieden werden kann, welche Alternative zweckmäßiger erscheint. Allgemein gesprochen sind den Maßnahmenkriterien jeweils Maßnahmen zugeordnet, die bei Erfüllung des entsprechenden Maßnahmenkriteriums, hier beispielhaft in den Schritten S3, S4 beziehungsweise S5, ausgeführt werden. Dabei können auch Maßnahmenkombinationen umfasst sein.
So betreffen die Maßnahmen des Schrittes S3, die einem ersten Maßnahmenkriterium zugeordnet sind, vorliegend die Aktivierung eines zu dem Basisbetriebsmodus weiteren Betriebsmodus der Klimatisierungseinrichtung, in dem auf die Aerosolkonzentration geregelt wird, beispielsweise auf einen dem Grenzwert entsprechenden oder - vorzugsweise - unterhalb des Grenzwerts liegenden Regelwert. Zusätzlich wird ein spezieller Aerosolfilter im Belüftungssystem zugeschaltet, worauf im Folgenden noch mehr eingegangen werden wird.
Der weitere Betriebsmodus, der im Schritt S3 aktiviert werden kann, zeichnet sich in diesem Ausführungsbeispiel dadurch aus, dass auf mehrere Regelparameter geregelt wird, insbesondere also das durch den Insassenwunsch bestimmte Komfortklima zumindest teilweise noch nicht berücksichtigt wird.
Konkret findet eine kombinierte Regelung auf mehrere Regelparameter statt, wobei die Regelparameter untereinander gewichtet sind. Als Regelparameter können beispielsweise die Temperatur und die (wenigstens eine) Aerosolkonzentration verwendet werden, denkbare weitere Regelparameter umfassen beispielsweise auch die Kohlendioxidkonzentration innerhalb des Innenraums. Die Gewichtung wird dabei abhängig von der gemessenen Aerosolkonzentration gewählt. Je höher die Differenz zwischen dem Regelwert und der gemessenen Aerosolkonzentration ist, desto höher wird das Regelziel der Aerosolkonzentration gewichtet, wobei es durchaus denkbar ist, dass zumindest temporär die weiteren Regelparameter mit Null gewichtet werden, was jedoch nur für äußerst hohe Aerosolkonzentrationen in Betracht gezogen werden sollte. Die Einregelung der Aerosolkonzentration erfolgt durch Anpassung des Au-ßenluftzufuhranteils in dem Belüftungssystem, mithin durch Anpassung der Zusammensetzung der für die Belüftung des Innenraums zu verwendenden Luft aus Umluft und Außenluft. Hierzu kann beispielsweise eine Umluftklappe des Belüftungssystems entsprechend angesteuert werden.
Denkbar ist es auch, falls innerhalb des Belüftungssystems möglich, Einfluss auf die Verteilung von Umluft und Außenluft in verschiedene Vertikalbereiche des Innenraums zu nehmen, so dass beispielsweise stärkere Umluftanteile eher in einen Fußraum eingebracht werden können, während Außenluftanteile in den Vertikalbereich, in dem die Köpfe der Insassen erwartet werden, verstärkt eingebracht werden kann.
Einem Maßnahmenkriterium mit einem niedrigeren Grenzwert kann beispielsweise im Schritt S4 zugeordnet sein, als Maßnahme lediglich den wenigstens einen Aerosolfilter zuzuschalten. In der konkreten Umsetzung existieren im Belüftungssystem zwei Luftwege, nämlich ein Basisluftweg, der gegebenenfalls einen herkömmlichen Pollenfilter aufweisen kann, und einen Reinigungsluftweg mit dem wenigstens einen Aerosolfilter. Während in den meisten Fällen der Basisluftweg genutzt wird und die teureren und verschleißanfälligeren Aerosolfilter geschont werden, kann bei Erfüllung wenigstens eines der Maßnahmenkriterien von dem Basisluftweg auf den letztlich einen Bypass bildenden Reinigungsluftweg umgeschaltet werden, wo als Aerosolfilter beispielsweise Virenfilter, äußerst kleine Partikel ausfilternde Aktivkohlefilter und/oder Filter, die mittels Anhaftung arbeiten, mithin dahingehend selektiv sein können, eingesetzt werden.
Der Schritt S5 bezieht sich auf ein automatisches Stoßlüften des Kraftfahrzeugs. Hierbei können, wenn das zugeordnete Maßnahmenkriterium erfüllt ist, wenigstens ein Fenster und/oder ein Schiebedach und/oder eine Klappe und/oder eine Tür des Kraftfahrzeugs, bei Fahrt idealerweise nur die erst genannten Optionen, geöffnet werden, um eine schnelle und wirksame Außenluftzufuhr in den Innenraum zu ermöglichen, so dass insbesondere die Aerosolkonzentration bezüglich ausgeatmeter Partikel sinkt.
Ob nun beispielsweise der weitere Betriebsmodus gewählt wird oder eine automatische Stoßlüftung erfolgt, kann auch von den weiteren Eingangsinformationen 1 abhängen. Hier kann zum einen die Nutzungsart des Kraftfahrzeugs eine Rolle spielen, welche sich durch die Wahrscheinlichkeit für ein insasseninitiiertes Öffnen des Innenraums abbildet. Befindet sich das Kraftfahrzeug beispielsweise mit hoher Geschwindigkeit auf einer Autobahn, beispielsweise während einer Reisefahrt, ist die Wahrscheinlichkeit für ein Öffnen von Fenstern beziehungsweise Türen/Klappen des Kraftfahrzeugs eher als gering zu bewerten, während bei einem Taxibetrieb oder einem anderweitigen Betrieb zum Transport von wechselnden Waren und/oder Personen dies äußerst wahrscheinlich ist. Mithin kann dann, wenn nicht mit einem fahrerseitigen Öffnen zu rechnen ist, zur schnellen und effektiven Reduzierung insbesondere hoher Aerosolkonzentrationen beziehungsweise stark ansteigender Aerosolkonzentrationen statt dem auf einer längeren Zeitskala wirkenden weiteren Betriebsmodus ein Stoßlüften genutzt werden. In diesem Zusammenhang kann auch der zeitliche Gradient der Aerosolkonzentration wesentlich sein. Steigt die Aerosolkonzentration, beispielsweise aufgrund eines Niesens/Hustens eines Insassen sehr schnell an, kann auch dann, wenn damit zu rechnen ist, dass bald eine Tür beziehungsweise ein Fenster geöffnet wird, ein unmittelbares Stoßlüften angesetzt werden.
Wenigstens ein Teil der Maßnahmen umfasst dabei auch die Ausgabe einer Hinweis- und/oder Warninformation an die Insassen, insbesondere einem Fahrer. So erhält dieser eine Information über die Gründe für die Abweichung von seinem Komfortklima und kann gegebenenfalls selbst Maßnahmen einleiten, die seinem Wohlbefinden und seiner Gesundheit zuträglich sind.
Selbstverständlich sind, auch wenn in 1 nicht näher dargestellt, auch Rückschaltkriterien vorgesehen, so dass dann, wenn beispielsweise ein bestimmter Grenzwert durch die Aerosolkonzentration, gegebenenfalls für eine vorbestimmte Zeitdauer, unterschritten bzw. ein Regelwert eingehalten ist, wobei auch hier weitere Eingangsinformationen berücksichtigt werden können, in den normalen Basisbetriebsmodus bei geschlossenen Fenstern und/oder unter Nutzung des Basisluftwegs zurückgeschaltet werden kann; hinsichtlich des Stoßlüftens gemäß Schritt S5 kann ohnehin vorgesehen sein, dass dieses auf eine bestimmte, von der Aerosolkonzentration abhängige Zeitspanne beschränkt ist.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass bei der Klimatisierungseinrichtung auch ein weiterer Betriebsmodus denkbar ist, der teilweise oder auch vollständig zur Regelung auf einen Kohlendioxid- und/oder Sauerstoffgehalt der Luft abzielt.
Zur konkreten Regelung können, wie grundsätzlich bekannt, beispielsweise Kennfelder in der Steuereinrichtung verwendet werden.
Selbstverständlich ist das in 1 beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkend zu verstehen, da es beispielsweise auch denkbar ist, dass sich die Maßnahmen bezüglich des Schrittes S3 lediglich auf den weiteren Betriebsmodus beziehen und der Aerosolfilter später oder gänzlich unabhängig geschaltet wird. Durch entsprechende Wahl der Parametrierung der Maßnahmenkriterien und/oder der entsprechenden Eingangsinformation lassen sich verschiedenste Szenarien auf eine optimale und komfortorientierte Beeinflussung des Aerosolgehalts der Innenraumluft anpassen.
2 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2. Das Kraftfahrzeug 2 weist die Klimatisierungseinrichtung 3 auf, welche, wie bereits beschrieben, das Belüftungssystem 4 mit der Temperierungseinrichtung 5 umfasst, welches den Innenraum 6 des Kraftfahrzeugs 2 mit entsprechend klimatisierter Luft versorgen kann, vgl. Pfeil 7. Hierbei kann, beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Umluftklappe, Außenluft, Pfeil 8, und/oder Innenraumluft (Umluft), Pfeil 9, verwendet werden.
Zur Steuerung der Klimatisierungseinrichtung 3 ist eine Steuereinrichtung 10 vorgesehen, die insbesondere Daten verschiedener Sensoren entgegennimmt, beispielsweise von Klimasensoren 11, beispielsweise umfassend Temperatursensoren, dem bereits erwähnten Aerosolsensor 12 (Aerosolmessgerät) und einem Gassensor 13, der beispielsweise die Kohlendioxidkonzentration messen kann. Der Aerosolsensor 12 ist dabei in einem vertikalen Bereich des Innenraums 6 angeordnet, in den die Köpfe der Insassen vorgesehen sind. Beispielsweise kann er in oder auf Höhe der Kopfstützen verbaut sein.
Der Klimatisierungsanordnung 3 sind zudem auch eine Anzeigeeinrichtung 14, insbesondere auch zur Ausgabe der Hinweis- und/oder Wareninformation, und eine Eingabeeinrichtung 15, beispielsweise für die Eingabe der das Komfortklima bestimmenden Werte, zugeordnet. Die Steuereinrichtung 10 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet, beispielsweise der bezüglich 1 beschriebenen Variante.
3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Belüftungssystem 4, in dem die Luftzufuhr für den Innenraum 6 des Kraftfahrzeugs 2 bereitgestellt wird. Diese umfasst ersichtlich zwei Luftwege, nämlich einen Basisluftweg 16 und einen Reinigungsluftweg 17, welche wahlweise genutzt werden können, wofür beispielsweise eine entsprechende Klappe 18, die durch die Steuereinrichtung 10 ansteuerbar ist, vorgesehen sein kann. In dem Basisluftweg 16 befindet sich ein üblicher, herkömmlicher Pollenfilter 19, während in den Reinigungsluftweg vorliegend beispielhaft zwei Aerosolfilter 20 geschaltet sind, nämlich ein Virenfilter 21 und ein Aktivkohlefilter 22. Alternativ oder zusätzlich kann der oder ein Pollenfilter 19 auch bereits in einem Zustromkanal für beide Luftwege 16, 17 vorgesehen werden, wie gestrichelt angedeutet.
Der Reinigungsluftweg 17 wird also durch einen Bypass-Luftkanal gebildet, in dem teurere, bestimmte und/oder kleine Aerosole ausfilternde Aerosolfilter 20 zusätzlich vorgesehen werden, die zu deren Schonung nur genutzt werden, wenn dies sinnvoll ist, insbesondere also ein einer entsprechenden Maßnahme zugeordnetes Maßnahmenkriterium erfüllt ist.
Wird in dem Reinigungsluftweg 17 ein UV-Licht nutzender Virenfilter 21 eingesetzt, kann dieser eine hier nur angedeutete Zugangsöffnung 23 zum Innenraum 6 aufweisen. Durch diese kann eine Mund-Nasenbedeckung bei Nichtnutzung des Reinigungsluftwegs 17 in den Filterbereich des Virenfilters 21 eingebracht werden, beispielsweise durch Einhängen mittels einer Befestigungseinrichtung. In einem Mundnasenbedeckungsbetriebsmodus kann diese dann durch den Virenfilter 21 gereinigt werden, wobei bevorzugt zusätzlich, beispielsweise durch eine Zwischenstellung der Klappe 18, zumindest ein Teilluftstrom durch den Reinigungsluftweg 17 geführt wird, um die Mund-Nasenbedeckung auch zu trocknen. In dem Mundnasenbedeckungsbetriebsmodus ist die Zugangsöffnung 23 vorzugsweise geschlossen. Die Schließbarkeit kann beispielsweise durch eine Klappe (nicht gezeigt) gegeben sein. Die Aktivierung des Mundnasenbedeckungsbetriebsmodus kann aufgrund von Sensordaten einer die Mund-Nasenbedeckung detektierenden Sensorik und/oder aufgrund der Betätigung eines Bedienelements erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006003071 A1 [0004]
DE 102015207471 A1 [0005]
DE 102019111731 A1 [0006]
DE 102012205334 A1 [0007]
DE 19947904 A1 [0008]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Klimatisierungseinrichtung (3) für einen Innenraum (6) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Klimatisierungseinrichtung (3) ein wenigstens teilweise mit Außenluft betreibbares Belüftungssystem (4) für den Innenraum (6) und eine zur Temperierung der Luft des Belüftungssystems (4) ausgebildete Temperierungseinrichtung (5) aufweist, wobei in einem Basisbetriebsmodus die Klimatisierungseinrichtung (3) zur Regelung auf ein wenigstens durch wenigstens eine vorgegebene Innenraumtemperatur beschriebenes Komfortklima in Abhängigkeit von Sensordaten wenigstens eines Klimasensors (11), insbesondere Temperatursensors, der Klimatisierungseinrichtung (3) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung (3) ferner wenigstens einen Aerosolsensor (12) in dem Innenraum (6) und/oder dem Belüftungssystem (4) aufweist, wobei bei Erfüllung wenigstens eines die Überschreitung eines Grenzwerts für eine von dem Aerosolsensor (12) gemessene Aerosolkonzentration umfassenden Maßnahmenkriteriums wenigstens eine die Reduzierung der Aerosolkonzentration bewirkende Maßnahme in dem Kraftfahrzeug (2) ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der wenigstens einen Maßnahme die Aktivierung eines weiteren Betriebsmodus der Klimatisierungseinrichtung (3) umfasst, in dem auf die Aerosolkonzentration geregelt wird, insbesondere auf einen dem Grenzwert entsprechenden oder unterhalb des Grenzwerts liegenden Regelwert.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem des wenigstens einen weiteren Betriebsmodus eine kombinierte Regelung auf mehrere Regelparameter, umfassend die Temperatur und die Aerosolkonzentration, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung abhängig von der Aerosolkonzentration gewählt wird, insbesondere derart, dass bei höherer gemessener Aerosolkonzentration eine höhere Gewichtung des entsprechenden Regelparameters vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einregelung der Aerosolkonzentration durch Anpassung des Außenluftzufuhranteils in dem Belüftungssystem (4) und/oder durch Umverteilung von Luft in verschiedene Vertikalbereiche des Innenraums (6) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der wenigstens einen Maßnahme ein automatisches Öffnen wenigstens eines Fensters und/oder wenigstens einer Tür und/oder wenigstens einer Klappe und/oder eines Schiebedachs des Kraftfahrzeugs (2), insbesondere für eine von dem Messwert für die Aerosolkonzentration abhängige Zeitspanne, umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Belüftungssystem (4) zwei Luftwege (16, 17) für die Luftzufuhr in den Innenraum (6) aufweist, wobei wenigstens eine der wenigstens einen Maßnahme ein Umschalten von einem Basisluftweg (16) in einen Reinigungsluftweg (17) mit einem Aerosolfilter (20) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein einen Pollenfilter (19) umfassender Basisluftweg (16) verwendet wird oder der Basisluftweg (16) und der Reinigungsluftweg (17) den Pollenfilter (19) nutzen.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens einer des wenigstens einen Aerosolfilters (20) ein insbesondere UV-Licht nutzender Virenfilter (21) und/oder ein Aktivkohlefilter (22) und/oder ein Anhaftung nutzender Filter verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines UV-Licht nutzenden Virenfilters (21) als Aerosolfilter (20) der an einer Begrenzung des Innenraums (6) entlanglaufende Reinigungsluftweg (17) eine verschließbare Zugangsöffnung zum Zugriff aus dem Innenraum (6) im Filterbereich des Virenfilters (21) aufweist, welche zum Einbringen einer mit UV-Licht zu behandelnden Mund-Nasenbedeckung in den Filterbereich ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingebrachter Mund-Nasenbedeckung wenigstens ein Teilluftstrom des Belüftungssystems (4) zum Trocknen der Mund-Nasenbedeckung durch den Reinigungsluftweg (17) geführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch wenigstens eines des wenigstens einen Maßnahmenkriteriums zusätzlich auch eine die Wahrscheinlichkeit eines insasseninitiierten Luftaustauschs mit der Außenluft beschreibende Nutzungsart des Kraftfahrzeugs (2) ausgewertet wird, wobei insbesondere zur Ermittlung der Nutzungsart Türen- und/oder Fensteröffnungsvorgänge und/oder die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (2) und/oder eine von dem Kraftfahrzeug (2) genutzte Straßenart und/oder eine aktuelle Fahrumgebung und/oder ein Lenkverhalten eines Fahrers ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der wenigstens einen Maßnahme, insbesondere jede Maßnahme, die Ausgabe einer Hinweis- und/oder Warninformation an den Fahrer umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aerosolsensor (12) die Aerosolkonzentration aufgrund der Wechselwirkung eines Lichtstrahls, insbesondere eines Laserstrahls, mit Partikeln in der Luft vermisst und/oder in einem zum Aufenthalt von Köpfen von Insassen vorgesehenen Vertikalbereich des Innenraums (6) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Unterscheidung unterschiedlicher Partikelklassen ausgebildeter Aerosolsensor (12) verwendet wird, wobei eine sich auf wenigstens eine Partikelklasse, insbesondere krankheitserregertragende Schwebstoffe, beziehende Aerosolkonzentration für das wenigstens eine Maßnahmenkriterium ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung (3) in dem Basisbetriebsmodus und/oder wenigstens einem weiteren Betriebsmodus, insbesondere in wenigstens einem des wenigstens einen weiteren Betriebsmodus, auch zur Regelung auf einen Kohlendioxid- und/oder Sauerstoffgehalt der Luft aufgrund von Messwerten eines Gassensors (13) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (2), aufweisend eine Klimatisierungseinrichtung (3) für einen Innenraum (6) des Kraftfahrzeugs (2), wobei die Klimatisierungseinrichtung (3) wenigstens ein wenigstens teilweise mit Außenluft betreibbares Belüftungssystem (4), eine zur Temperierung der Luft des Belüftungssystems (4) ausgebildete Temperierungseinrichtung (5) und eine zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildete Steuereinrichtung (10) aufweist.