BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung zum Einbringen von Umgebungsluft in einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs. Ein Lüfter der Belüftungseinrichtung ist zum Fördern der Umgebungsluft ausgebildet und eine Filtereinrichtung der Belüftungseinrichtung zum Abscheiden zumindest von Partikeln aus der Umgebungsluft. Ein Sensor der Belüftungseinrichtung ist zum Erfassen wenigstens einer einen Partikelgehalt in der Umgebungsluft angebenden Größe ausgebildet, und eine Steuerungseinrichtung der Belüftungseinrichtung zum Ermitteln einer Beladung der Filtereinrichtung mit Partikeln. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit dieser Belüftungseinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Belüftungseinrichtung.

In Kraftfahrzeugen kommen heutzutage üblicherweise Klimaanlagen zum Einsatz, welche eine Filtereinrichtung beziehungsweise einen Filter oder Luftfilter umfassen. Ein derartiger Filter kann als Kombinationsfilter ausgebildet sein, welcher sowohl zum Zurückhalten von Partikeln als auch aufgrund des Vorhandenseins einer Aktivkohleschicht zum Eliminieren von Geruchsstoffen aus der Umgebungsluft ausgebildet ist. Ein derartiger Kombinationsfilter oder Kombifilter wird üblicherweise nach einer gewissen Standzeit gewechselt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, den Filter beziehungsweise die Filtereinrichtung nach einer Fahrleistung des Kraftfahrzeugs von 60.000 Kilometern auszutauschen oder zu ersetzen. Je nach lufttechnischer Belastung kann es jedoch ratsam sein, die Filtereinrichtung früher oder auch später auszutauschen. Die DE 101 08 274 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Beladung eines Luftfilters in einem Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung umfasst einen Sensor für die Schadstoffbelastung des zu filternden Mediums und eine Auswerteschaltung, die aufgrund der Sensorsignale als Maß für die Schadstoffbelastung und aus deren Dauer die Filterbeladung ermittelt.

Die US 2007/157819 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen eines Auswechselzeitpunkts eines Luftfilters einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Auch hier wird mittels eines Sensors ein Luftverschmutzungsgrad ermittelt und basierend auf der Luftverschmutzung und einem Luftdurchsatz eine Filterbeladung sowie der Auswechselzeitpunkt berechnet.

Die EP 3 312 031 A1 beschreibt ein Lüftungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einer Filtervorrichtung, welche eine variable Filtercharakteristik bezüglich einer Schadstoffklasse aufweist. Hierbei wird eine Information über die Luftqualität in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst, und eine Steuereinheit ist dazu ausgebildet, abhängig von der Information über die Luftqualität die Filtercharakteristik der Filtervorrichtung zu variieren. Die Einstellung der Filtercharakteristik kann beispielsweise durch Vorgabe einer elektrischen Spannung für die elektrostatische Filtereinstellung durchgeführt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Belüftungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche im Hinblick auf das Ermitteln der Beladung der Filtereinrichtung verbessert ist, und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Belüftungseinrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben der Belüftungseinrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch eine Belüftungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.

Die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung zum Einbringen von Umgebungsluft in einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs umfasst einen Lüfter zum Fördern der Umgebungsluft, eine Filtereinrichtung zum Abscheiden zumindest von Partikeln aus der Umgebungsluft, einen Sensor zum Erfassen wenigstens einer einen Partikelgehalt in der Umgebungsluft angebenden Größe und eine Steuerungseinrichtung zum Ermitteln einer Beladung der Filtereinrichtung mit Partikeln. Des Weiteren umfasst die Belüftungseinrichtung eine Aufladeeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, Partikel elektrisch aufzuladen, wobei die Partikel aufgrund eines Betreibens des Lüfters der Filtereinrichtung zuführbar sind. Die Steuerungseinrichtung ist dazu ausgebildet, bei dem Ermitteln der Beladung der Filtereinrichtung ein Betreiben der Aufladeeinrichtung zu berücksichtigen.

Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Betreiben der Aufladeeinrichtung zum Aufladen von Partikeln, also zu einem Verändern einer Ladung zumindest eines Teils der Partikel führt, welche im Betrieb der Belüftungseinrichtung aufgrund des Betreibens des Lüfters der Filtereinrichtung zugeführt werden. Elektrostatisch aufgeladene Partikel lassen sich an der Filtereinrichtung wirksamer beziehungsweise in einem größeren Ausmaß abscheiden, als dies für nicht aufgeladene Partikel oder weniger stark aufgeladene Partikel der Fall ist. Folglich lässt sich die Filtrationsleistung der Filtereinrichtung steigern, indem die Aufladeeinrichtung betrieben wird. Dies ist einer verbesserten Filtrationsleistung der Filtereinrichtung im Hinblick auf das Abscheiden der Partikel zuträglich, welche im Betrieb der Belüftungseinrichtung zusammen mit der Umgebungsluft zu der Filtereinrichtung hin gefördert werden.

Des Weiteren lässt sich bei Vorliegen einer derartigen, besonders weitgehenden Abscheidung der Partikel an der Filtereinrichtung auch die Beladung der Filtereinrichtung sehr realitätsnah ermitteln. Folglich ist die Belüftungseinrichtung im Hinblick auf das Ermitteln der Beladung der Filtereinrichtung verbessert.

Beispielsweise kann empirisch untersucht werden, welche Partikelgehalte in der Umgebungsluft, die mittels des Lüfters der Filtereinrichtung zugeführt wird, aufgrund des Betreibens der Aufladeeinrichtung zu welchen Beladungen der Filtereinrichtung führen. Insbesondere wenn derartige, beispielsweise empirisch gewonnene, Erkenntnisse etwa in Form wenigstens einer Kennlinie und/oder wenigstens eines Kennfelds der Steuerungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden, kann die Steuerungseinrichtung besonders exakt die tatsächliche Beladung der Filtereinrichtung in Abhängigkeit von dem Betreiben der Aufladeeinrichtung und in Abhängigkeit von dem Partikelgehalt in der Umgebungsluft ermitteln.

Insbesondere kann aufgrund des Vorsehens der Aufladeeinrichtung und aufgrund des Betreibens der Aufladeeinrichtung die tatsächliche Beladung der Filtereinrichtung sehr zuverlässig und zugleich einfach erfasst werden. Folglich kann dafür gesorgt werden, dass die Filtereinrichtung erst dann gewechselt oder ausgetauscht wird, wenn die Filtereinrichtung ihr Maximum an Beladung erreicht hat.

Aufgrund des Aufladens zumindest eines Teils der Partikel, welche zusammen mit der Umgebungsluft hin zu der Filtereinrichtung gefördert werden, kann insbesondere zudem ein Agglomerieren von Partikeln oder Teilchen erreicht werden. Derartige, ein Agglomerat beziehungsweise Konglomerat bildende und folglich größere Partikel lassen sich besonders gut und wirksam an der Filtereinrichtung abscheiden. Auch aus diesem Grund ist das Aufladen der Partikel im Hinblick auf eine Verbesserung der Abscheideleistung der Filtereinrichtung vorteilhaft.

Insbesondere weil die Belüftungseinrichtung ohnehin den Sensor zum Erfassen der wenigstens einen den Partikelgehalt in der Umgebungsluft angebenden Größe aufweist, braucht kein zusätzlicher Sensor etwa in Form eines Drucksensors oder dergleichen vorgesehen zu werden, um die tatsächliche Beladung der Filtereinrichtung zu ermitteln. Daher kann auch der mit dem Vorsehen eines derartigen zusätzlichen Sensors einhergehende Aufwand vermieden werden. Dies ist vorteilhaft beziehungsweise ein nachhaltiger Vorteil.

Vorzugsweise ist die Belüftungseinrichtung dazu ausgebildet, eine Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung in Abhängigkeit von dem mittels des Sensors erfassbaren Partikelgehalt einzustellen. Bei einer höheren Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung kommt es nämlich zu einem Aufladen einer größeren Menge an in der Umgebungsluft enthaltenen Partikel als dies bei einer geringeren Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung der Fall ist. So kann bei einer höheren Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung einfacher sichergestellt werden, dass es auch dann zu einer Ladungsänderung zumindest eines großen Anteils der in der Umgebungsluft enthaltenen Partikel kommt, wenn sich viele Partikel in der die Belüftungseinrichtung durchströmenden Umgebungsluft befinden, als dies bei einer geringeren Aufladeleistung der Fall wäre.

Daher ist es vorteilhaft, wenn bei einem höheren Partikelgehalt in der Umgebungsluft eine höhere Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung eingestellt wird als bei einem niedrigeren Partikelgehalt in der Umgebungsluft, welche mittels des Lüfters hin zu der Filtereinrichtung gefördert wird. Denn so kann im Betrieb der Belüftungseinrichtung ein besonders weitgehendes Abscheiden aufgeladener Partikel an der Filtereinrichtung erreicht werden.

Eine besonders einfache Einstellung der Aufladeleistung lässt sich erreichen, wenn bei Vorliegen eines Partikelgehalts, welcher sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs oder innerhalb einer vorbestimmten Spanne möglicher Partikelgehalte befindet, eine erste Aufladeleistung eingestellt wird. Bei einem Partikelgehalt innerhalb einer weiteren Spanne, welche sich an die erste Spanne anschließt, kann dann eine zweite Aufladeleistung eingestellt werden. Eine derartige Erhöhung der Aufladeleistung in diskreten Schritten, bei welcher ein jeweiliger Schritt beziehungsweise ein jeweiliger Wert der Aufladeleistung einer vorbestimmten Spanne des Partikelgehalts zugeordnet ist, lässt sich steuerungstechnisch oder regelungstechnisch besonders einfach umsetzen. Alternativ kann jedoch auch eine kontinuierliche Veränderung der Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung in Abhängigkeit von dem Partikelgehalt eingestellt werden, welcher mittels des Sensors erfassbar ist.

Vorzugsweise ist die Belüftungseinrichtung dazu ausgebildet, die Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung in Abhängigkeit von einem Signal wenigstens eines weiteren Sensors einzustellen. Hierbei korreliert das Signal mit wenigstens einem Parameter, der eine Beschaffenheit der Umgebungsluft angibt. Indem das Signal des wenigstens einen weiteren Sensors beim Einstellen der Aufladeleistung berücksichtigt wird, kann insbesondere eine bessere Luftqualität der in den Fahrgastraum eingebrachten, mittels der Filtereinrichtung gefilterten Umgebungsluft erreicht werden.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine weitere Sensor dazu ausgebildet ist, wenigstens ein in der Umgebungsluft enthaltenes Schadgas zu erfassen, beispielsweise Kohlenmonoxid und/oder Kohlenwasserstoffverbindungen. Insbesondere wenn ohnehin ein derartiger Luftqualitätssensor vorgesehen ist, so kann das Signal eines derartigen weiteren Sensors in vorteilhafter Weise für das Einstellen der Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung berücksichtigt werden.

Zum einen kann das Signal des wenigstens einen weiteren Sensors verbessert Aufschluss über die Qualität der Umgebungsluft geben. Dementsprechend lassen sich auch andere Parameter als der Partikelgehalt bei der Beurteilung der Qualität der Umgebungsluft berücksichtigen, wenn es darum geht, die Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung einzustellen. Einerseits kann auf diese Weise ein besonders umfassender Eindruck von der Qualität der Umgebungsluft gewonnen werden. Des Weiteren kann es auch im Hinblick auf den wenigstens einen weiteren Parameter, mit welchem das Signal des wenigstens einen weiteren Sensors korreliert, sinnvoll sein, die Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung einzustellen beziehungsweise den entsprechenden Parameter bei der Einstellung der Aufladeleistung zu berücksichtigen. Denn auch die Abscheideleistung der Filtereinrichtung in Bezug auf Schadstoffe, welche über den wenigstens einen weiteren Parameter erfassbar sind, kann in vorteilhafter Weise erhöht werden, wenn die Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung erhöht wird. Dies liegt daran, dass auch bei den mittels des weiteren Sensors erfassbaren Inhaltsstoffen oder Schadstoffen in der Umgebungsluft die Aufladung zu einer verbesserten Abscheidung mittels der Filtereinrichtung führen kann. Daher kann durch das Einstellen der Aufladeleistung in Abhängigkeit von dem Signal des wenigstens einen weiteren Sensors eine besonders hohe Luftqualität der in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs eingebrachten, mittels der Filtereinrichtung gefilterten Umgebungsluft erreicht werden.

Vorzugsweise ist die Belüftungseinrichtung dazu ausgebildet, bei einem Unterschreiten eines vorbestimmten Schwellenwerts des Partikelgehalts in der Umgebungsluft eine Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung zu verringern. Zusätzlich oder alternativ kann die Belüftungseinrichtung dazu ausgebildet sein, bei dem Unterschreiten des vorbestimmten Schwellenwerts des Partikelgehalts in der Umgebungsluft das Betreiben der Aufladeeinrichtung zu beenden. Dadurch kann ein besonders effizienter, energiesparender Betrieb der Aufladeeinrichtung erreicht werden. Denn die Aufladeeinrichtung braucht lediglich überhaupt beziehungsweise mit einer vorzugsweise vergleichsweise geringen Aufladeleistung betrieben zu werden, wenn der Partikelgehalt in der Umgebungsluft oberhalb des vorbestimmten Schwellenwerts liegt.

Insbesondere kann die Belüftungseinrichtung dazu ausgebildet sein, das Verringern der Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung und/oder das Beenden des Betreibens der Aufladeeinrichtung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne vorzunehmen, wenn der vorbestimmte Schwellenwert des Partikelgehalts in der Umgebungsluft unterschritten ist. Durch eine derartige Verzögerung kann sichergestellt werden, dass selbst bei einem plötzlichen, insbesondere kurzzeitigen, erneuten Überschreiten des vorbestimmten Schwellenwerts die Aufladeeinrichtung bereits in Betrieb ist beziehungsweise mit einer höheren Aufladeleistung als der verringerten Aufladeleistung betrieben wird. Dies ist im Hinblick auf eine sehr weitgehende Sicherstellung der Abscheidung von aufgeladenen Partikeln an der Filtereinrichtung vorteilhaft.

Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung der Belüftungseinrichtung dazu ausgebildet sein, die Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung einzustellen. Dies ist vorteilhaft, da die Steuerungseinrichtung ohnehin vorgesehen ist, um die Beladung der Filtereinrichtung mit Partikeln zu ermitteln.

Zusätzlich oder alternativ kann eine Auswerteeinheit der Aufladeeinrichtung dazu ausgebildet sein, die Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung einzustellen. Dementsprechend können der Auswerteeinheit der Aufladeeinrichtung Signale des Sensors zugeführt werden, mittels welchem der Partikelgehalt in der Umgebungsluft erfassbar ist. So lässt sich ein sehr einfaches und unmittelbares Einstellen der Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung erreichen.

Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, eine Ausgabeeinrichtung des Kraftfahrzeugs anzusteuern, mittels welcher einem Nutzer des Kraftfahrzeugs wenigstens eine die Filtereinrichtung treffende Angabe kommunizierbar ist. Auf diese Weise kann der Nutzer insbesondere darüber informiert werden, wann die Filtereinrichtung ersetzt oder ausgetauscht werden sollte.

Die wenigstens eine die Filtereinrichtung betreffende Angabe kann eine Funktion der Filtereinrichtung umfassen, also beispielsweise ob die Filtereinrichtung funktionstüchtig ist oder ob eine aufgrund der aktuell vorliegenden Beladung eingeschränkte Funktionstüchtigkeit der Filtereinrichtung vorliegt.

Zusätzlich oder alternativ kann dem Nutzer ein voraussichtlicher Zeitpunkt kommuniziert werden, in welchem die Filtereinrichtung gewechselt oder ausgetauscht werden sollte. Des Weiteren ist es zusätzlich oder alternativ möglich, eine Restreichweite der Filtereinrichtung in Fahrkilometern des Kraftfahrzeugs und/oder in Zeiteinheiten an den Nutzer auszugeben, um diesem zu kommunizieren, wann ein Austauschen oder Ersetzen der Filtereinrichtung erfolgen sollte.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, mittels der Ausgabeeinrichtung dem Nutzer einen Beladungszustand der Filtereinrichtung zu kommunizieren, etwa in Form von Prozentangaben und/oder durch eine Balkenanzeige oder dergleichen.

Alle diese Möglichkeiten der Kommunikation von die Filtereinrichtung betreffenden Angaben ermöglichen es dem Nutzer, ein Ersetzen oder Austauschen der Filtereinrichtung rechtzeitig in die Wege zu leiten.

Des Weiteren kann der Nutzer beispielsweise anlässlich eines ohnehin für das Kraftfahrzeug anstehenden Servicetermins das Ersetzen der Filtereinrichtung vornehmen lassen, wenn dem Nutzer mittels der Ausgabeeinrichtung des Kraftfahrzeugs die wenigstens eine die Filtereinrichtung betreffende Angabe kommuniziert wird.

Vorzugsweise weist die Steuerungseinrichtung eine Schnittstelle auf, über welche der Steuerungseinrichtung ein Ersetzen der beladenen Filtereinrichtung durch eine neue Filtereinrichtung mitteilbar ist. Beispielsweise kann über die Schnittstelle ein Auslesegerät an die Steuerungseinrichtung angeschlossen werden, welches insbesondere zum Auslesen von Fehlem aus einem Fehlerspeicher des Kraftfahrzeugs oder dergleichen Gerät ausgebildet sein kann. Etwa beim Anschließen eines derartigen Geräts über die Schnittstelle an die Steuerungseinrichtung kann der Steuerungseinrichtung mitgeteilt werden, dass die vorhandene, beladene Filtereinrichtung durch eine neue, vorzugsweise unbeladene Filtereinrichtung ersetzt wurde. Anschließend kann die Steuerungseinrichtung das aufgrund des Betriebs der Belüftungseinrichtung einsetzende Beladen der neuen Filtereinrichtung ermitteln.

Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerungseinrichtung eine Erfassungseinrichtung aufweisen, mittels welcher der Steuerungseinrichtung ein Ersetzen der beladenen Filtereinrichtung durch eine neue Filtereinrichtung mitteilbar ist. Beispielsweise kann an der Filtereinrichtung ein Transponder oder dergleichen angebracht sein, wobei eine Kennung des Transponders mittels der beispielsweise als Lesegerät ausgebildeten Erfassungseinrichtung der Steuerungseinrichtung ausgelesen werden kann.

Auch über eine derartige Erfassungseinrichtung kann der Steuerungseinrichtung mitgeteilt werden, dass die beladene Filtereinrichtung durch die neue Filtereinrichtung ersetzt wurde. Dies ist für das Ermitteln der im darauf folgenden weiteren Betrieb der Belüftungseinrichtung einsetzenden Beladung der neuen Filtereinrichtung durch die Steuerungseinrichtung vorteilhaft.

Die Belüftungseinrichtung ist vorzugsweise Bestandteil einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs. So kann dafür gesorgt werden, dass in den Fahrgastraum eingebrachte, klimatisierte Luft mittels der Filtereinrichtung besonders weitgehend gereinigt wird, bevor die klimatisierte Luft in den Fahrgastraum gelangt.

Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung als Kombinationsfilter ausgebildet. Der Kombinationsfilter ist zum einen zum Zurückhalten von Partikeln ausgebildet und zum anderen zum Adsorbieren und/oder Absorbieren von in der Umgebungsluft enthaltenen Geruchsstoffen und/oder Gasen oder dergleichen. Durch die Verwendung eines derartigen Kombinationsfilters lässt sich eine besonders hohe Luftqualität in dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs im Betrieb der Belüftungseinrichtung erreichen.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung auf. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage ausgestattet sein, wobei die Belüftungseinrichtung der Klimaanlage zugehörig ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Belüftungseinrichtung wird Umgebungsluft in einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs eingebracht. Ein Lüfter der Belüftungseinrichtung fördert die Umgebungsluft hin zu einer Filtereinrichtung der Belüftungseinrichtung, wobei mittels der Filtereinrichtung zumindest Partikel aus der Umgebungsluft abgeschieden werden. Mittels eines Sensors der Belüftungseinrichtung wird wenigstens eine Größe erfasst, welche einen Partikelgehalt in der Umgebungsluft angibt. Des Weiteren ermittelt eine Steuerungseinrichtung der Belüftungseinrichtung eine Beladung der Filtereinrichtung mit Partikeln. Mittels einer Aufladeeinrichtung der Belüftungseinrichtung werden Partikel elektrisch aufgeladen, welche aufgrund des Betreibens des Lüfters der Filtereinrichtung zugeführt werden. Die Steuerungseinrichtung berücksichtigt bei dem Ermitteln der Beladung der Filtereinrichtung ein Betreiben der Aufladeeinrichtung.

Durch ein derartiges Verfahren lässt sich von der Steuerungseinrichtung die Beladung der Filtereinrichtung verbessert ermitteln.

Die für die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.

Zu der Erfindung gehören demnach auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus ausgestaltet.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

Fig. 1 schematisch und ausschnittsweise ein Kraftfahrzeug mit einer Belüftungseinrichtung, wobei in einem Luftkanal der Belüftungseinrichtung stromaufwärts eines Kombinationsfilters eine Aufladeeinrichtung zum elektrostatischen Aufladen von Partikeln angeordnet ist;

Fig. 2 ein Zusammenwirken von Komponenten der Belüftungseinrichtung für ein Ausgeben von den Kombinationsfilter betreffenden Angaben über eine Mensch- Maschine-Schnittstelle des Kraftfahrzeugs; und

Fig. 3 schematisch einen weiteren möglichen Signalfluss im Betrieb der Belüftungseinrichtung.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.

In Fig. 1 ist stark schematisiert und ausschnittsweise ein Kraftfahrzeug 10 gezeigt, welches einen Fahrgastraum 12 aufweist. In Fig. 1 ist lediglich der Ausschnitt des Fahrgastraums 12 schematisch dargestellt, welcher bis an eine Frontscheibe 14 des Kraftfahrzeugs 10 heranreicht. In den Fahrgastraum 12 kann mittels einer in Fig. 1 schematisch gezeigten Belüftungseinrichtung 16 des Kraftfahrzeugs 10 Umgebungsluft 22, also aus einer Umgebung 18 des Kraftfahrzeugs 10 stammende Luft, eingebracht werden. Die über einen Lufteinlass 20 der Belüftungseinrichtung 16 in das Kraftfahrzeug 10 eintretende oder einströmende Umgebungsluft 22 ist in Fig. 1 durch einen Pfeil veranschaulicht.

Des Weiteren umfasst die Belüftungseinrichtung 16 einen Lüfter 24, welcher die über den Lufteinlass 20 angesaugte Umgebungsluft 22 hin zu einer Filtereinrichtung 26 fördert, welche vorliegend als Kombinationsfilter ausgebildet ist. Die Filtereinrichtung 26 beziehungsweise der Kombinationsfilter ist in einem Luftkanal 28 der Belüftungseinrichtung 16 angeordnet, durch welche im Betrieb des Lüfters 24 die von dem Lüfter 24 geförderte Umgebungsluft 22 strömt.

Die Belüftungseinrichtung 16 ist vorzugsweise Bestandteil einer nicht näher gezeigten Klimaanlage des Kraftfahrzeugs 10, sodass die mittels der Filtereinrichtung 26 gefilterte Umgebungsluft 22 gekühlt und/oder erwärmt werden kann, bevor diese in den Fahrgastraum 12 eintritt. Die vorliegend als Kombinationsfilter ausgebildete Filtereinrichtung 26 kann insbesondere eine nicht näher gezeigte Pollenfilterschicht, eine Aktivkohleschicht und eine Antiallergenschicht aufweisen, wobei durch die Antiallergenschicht eine zusätzliche Rückhaltung von Allergenen wie etwa Milben, Pilzsporen oder dergleichen erreicht werden kann. Durch Ausbildung der Filtereinrichtung 26 als derartiger Kombinationsfilter oder Kombifilter lässt sich eine besonders hohe Luftqualität in dem Fahrgastraum 12 erreichen.

Vorliegend umfasst die Belüftungseinrichtung 16 einen in Fig. 1 schematisch gezeigten Sensor 30. Der beispielsweise im Bereich des Lufteinlasses 20 angeordnete Sensor 30 ist zum Erfassen wenigstens einer Größe ausgebildet, welche einen Partikelgehalt in der Umgebungsluft 22 angibt. Der Sensor 30 kann beispielsweise als Feinstaubsensor ausgebildet sein und somit etwa ein Vorhandensein von Feinstaub in der sich in der Umgebung 18 des Kraftfahrzeugs 10 vorhandenen Luft erfassen.

Signale des Sensors 30 werden vorliegend genutzt, um eine Aufladeeinrichtung 32 zu betreiben, welche in Fig. 1 schematisch gezeigt ist. Die Aufladeeinrichtung 32 ist in Strömungsrichtung der dem Kombinationsfilter beziehungsweise der Filtereinrichtung 26 zuströmenden Umgebungsluft 22 gesehen stromaufwärts der Filtereinrichtung 26 angeordnet. Mittels der Aufladeeinrichtung 32 lassen sich Partikel elektrisch aufladen, welche aufgrund des Betreibens des Lüfters 24 der Filtereinrichtung 26 zugeführt werden. Aufgrund des Aufladens der Partikel lassen sich die Partikel an der Filtereinrichtung 26 beziehungsweise dem Kombinationsfilter besonders gut abscheiden.

Die Aufladeeinrichtung 32 kann beispielsweise als Netz oder Gitter aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus Edelstahl, gebildet sein, welches im Betrieb der Aufladeeinrichtung 32 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird. Auf diese Weise sorgt die Aufladeeinrichtung 32 dafür, dass die zusammen mit der angesaugten Umgebungsluft 22 durch den Luftkanal 28 hindurchströmenden Partikel aufgeladen werden. Die elektrostatisch aufgeladenen Partikel lassen sich dann an der Filtereinrichtung 26 verbessert abscheiden.

Der beispielsweise als Partikelmesssensor ausgebildete Sensor 30 kann insbesondere eine Feinstaubbelastung der Umgebungsluft 22 beziehungsweise den Partikelgehalt in der Umgebungsluft 22 messen. Hierbei können Parameter wie beispielsweise eine Menge des Feinstaubs und/oder Korngrößen des Feinstaubs und/oder eine Zeitdauer der Feinstaubbelastung in einem vorliegend nicht näher gezeigten Speicher abgelegt und ausgewertet werden. Vorzugsweise wird vorliegend in Abhängigkeit von derartigen Messgrößen des Sensors 30 die Aufladeeinrichtung 32 betrieben.

Wenn bereits an der Aufladeeinrichtung 32 eine Abscheidung von elektrisch aufgeladenen Teilchen oder Partikeln mittels wenigstens einer Abscheideelektrode der Aufladeeinrichtung 32 stattfindet, so kann die Aufladeeinrichtung 32 auch als Elektrofilter oder Elektroabscheider bezeichnet werden.

Vorliegend hat die Aufladeeinrichtung 32 jedoch insbesondere die Funktion, die Partikel aufzuladen, welche aufgrund des Betreibens des Lüfters 24 der Filtereinrichtung 26 zugeführt werden.

Vorzugsweise wird eine Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung 32 in Abhängigkeit von dem Partikelgehalt in der Umgebungsluft 22 eingestellt, welcher mittels des Sensors 30 erfasst wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine vorbestimmte ppm-Beladung (ppm = parts per million, Anteile pro Million) der Umgebungsluft 22 mit Partikeln als Bezugswert oder Referenzwert herangezogen wird, etwa in Form eines lokal einzuhaltenden Grenzwerts oder in Form eines auf sonstige Weise gewählten Werts, welcher den Partikelgehalt in der Umgebungsluft 22 angibt.

Es kann hierbei vorgesehen sein, dass dann, wenn der Partikelgehalt der Umgebungsluft 22 in einem ersten Bereich liegt, beispielsweise in einem Bereich oder einer Spanne von 0 Prozent bis 9 Prozent dieses Bezugswerts, die Aufladeeinrichtung 32 mit einer bestimmten Aufladeleistung betrieben wird, beispielsweise mit 20 Prozent ihrer Maximalleistung.

Des Weiteren kann beispielsweise in einem Bereich von 10 Prozent bis 59 Prozent des als Referenzwert oder Bezugswert herangezogenen ppm- Werts die Aufladeeinrichtung 32 mit einer Aufladeleistung von 70 Prozent der Maximalleistung betrieben wird. Schließlich kann in einem Bereich von beispielsweise 60 Prozent bis 100 Prozent des Referenzwerts der Partikelbelastung der Umgebungsluft 22 die Aufladeeinrichtung 32 mit einer Aufladeleistung von 100 Prozent betrieben werden.

Die vorstehend genannten Werte der Aufladeleistung und/oder die Spannen beziehungsweise Bereiche der Prozentangaben sind lediglich beispielhaft und können bei Varianten des Betriebs der Belüftungseinrichtung 16 von diesen zur Veranschaulichung genannten Werten abweichen.

Vorzugsweise wird jedoch so vorgegangen, dass dann, wenn mittels des Sensors 30 ein bestimmter Partikelgehalt in der angesaugten Umgebungsluft 22 erfasst wird, welche anschließend mittels des Lüfters 24 hin zu der Filtereinrichtung 26 gefördert wird, die Aufladeeinrichtung 32 direkt oder unmittelbar in Betrieb genommen wird.

Durch das Betreiben der Aufladeeinrichtung 32 wird erreicht, dass die aufgeladenen Partikel besonders gut an der Filtereinrichtung 26 abgeschieden werden. Insbesondere kann durch empirische Untersuchungen bestimmt werden, wann bei einer derartigen Betriebsweise der Belüftungseinrichtung 16 eine maximal vorzusehende Beladung des Kombifilters beziehungsweise der Filtereinrichtung 26 erreicht wird.

Dementsprechend kann durch eine (in Fig. 1 nicht gezeigte) Steuerungseinrichtung 34 (vergleiche Fig. 2 oder Fig. 3), welche der Belüftungseinrichtung 16 zugehörig oder zugeordnet ist, die Beladung der Filtereinrichtung 26 ermittelt werden. Schematisch ist eine mögliche, hierbei verwendbare Signalverarbeitung in Fig. 2 dargestellt. Demgemäß können die den Partikelgehalt in der Umgebungsluft 22 angegebenen Größen von dem Sensor 30 einerseits dem Steuergerät beziehungsweise der Steuerungseinrichtung 34 und andererseits der Aufladeeinrichtung 32 zur Verfügung gestellt werden.

Beispielsweise kann die Aufladeeinrichtung 32 eine Auswerteeinheit 36 aufweisen, welche anhand der von dem Sensor 30 gelieferten Signale die Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung 32 einstellt. Des Weiteren können gemäß Fig. 2 die Aufladeleistung und eine Dauer des Betriebs der Aufladeeinrichtung 32 der Steuerungseinrichtung 34 beziehungsweise dem Steuergerät zugeführt werden.

Die Steuerungseinrichtung 34 kann daraufhin eine Ausgabeeinrichtung 38 des Kraftfahrzeugs 10 ansteuern, welche als Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgebildet sein kann. Mittels dieser Ausgabeeinrichtung 38 lässt sich einem Nutzer des Kraftfahrzeugs 10 beispielsweise anzeigen, dass die Filtereinrichtung 26 gewechselt oder ersetzt werden sollte.

In Fig. 3 ist eine Variante des Signalflusses beziehungsweise der Signalverarbeitung veranschaulicht, welche im Betrieb der Belüftungseinrichtung 16 vorgesehen sein kann. Hierbei werden dem Steuergerät beziehungsweise der Steuerungseinrichtung 34 zum einen die Signale des Sensors 30 oder Partikelmesssensors zugeführt und zum anderen Signale wenigstens eines weiteren Sensors 40, 42. Beispielsweise kann einer der weiteren Sensoren 40, 42, etwa der Sensor 40, als Luftqualitätssensor ausgebildet sein, welcher zum Erfassen wenigstens eines in der Umgebungsluft 22 enthaltenen Schadgases ausgebildet ist.

Es können also auch die Signale derartiger weiterer Sensoren 40, 42, welche Aufschluss über die Beschaffenheit der Umgebungsluft 22 geben können, beim Einstellen der Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung 32 berücksichtigt werden. In Fig. 3 veranschaulicht ein entsprechender Pfeil 44 das Ansteuern der Aufladeeinrichtung 32, insbesondere das Einstellen der Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung 32, in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoren 30, 40, 42.

So wie mit Bezug auf Fig. 2 bereits erläutert, kann auch bei der Variante gemäß Fig. 3 die Steuerungseinrichtung 34 die Ausgabeeinrichtung 38 ansteuern. Des Weiteren kann auch bei der Variante gemäß Fig. 3 vorgesehen sein, dass so wie in Fig. 2 gezeigt der Auswerteeinheit 36 der Aufladeeinrichtung 32 die Signale der Sensoren 30, 40, 42 zugeführt werden.

In Fig. 3 veranschaulicht ein weiterer Pfeil 46 ein Übermitteln der Betriebsdauer und/oder der Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung 32 an die Steuerungseinrichtung 34. Ein entsprechender Pfeil 46 von der Aufladeeinrichtung 32 hin zu der Steuerungseinrichtung 34 ist auch in Fig. 2 gezeigt. Aufgrund dieser Angaben kann die Steuerungseinrichtung 34 die Beladung der Filtereinrichtung 26 sehr exakt berechnen beziehungsweise abschätzen.

Mittels der Ausgabeeinrichtung 38 kann beispielsweise eine Funktion der Filtereinrichtung 26 angezeigt werden etwa in Form einer aktuellen Filterleistung der Filtereinrichtung 26. Des Weiteren kann eine Restlaufzeit angezeigt werden, über welche hinweg die Filtereinrichtung 26 noch weiter beladen werden kann. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, mittels der Ausgabeeinrichtung 38 einem Nutzer des Kraftfahrzeugs 10 einen Zeitpunkt zu kommunizieren, zu welchem die Filtereinrichtung 26 ausgetauscht werden sollte.

Zusätzlich oder alternativ kann mittels der Ausgabeeinrichtung 38 eine, insbesondere prozentuale, Beladung der Filtereinrichtung 26 und/oder eine Restreichweite der Filtereinrichtung 26 etwa in Form einer Angabe von Fahrkilometern des Kraftfahrzeugs 10 angezeigt werden. Insbesondere bei der letztgenannten Angabe kann eine bisherige durchschnittliche Beladung der Filtereinrichtung 26 zugrunde gelegt werden. Wenn mittels des Sensors 30 ein bestimmter Partikelgehalt in der Umgebungsluft 22 detektiert wird, so wird die Aufladeeinrichtung 32 vorzugsweise sofort angesteuert beziehungsweise unmittelbar in Betrieb genommen, um die verbesserte Abscheidung der aufgeladenen Partikel an der Filtereinrichtung 26 zu erreichen.

Wenn sich im weiteren Betrieb des Sensors 30 herausstellt, dass der Partikelgehalt der Umgebungsluft 22 unter einen vorbestimmten Schwellenwert sinkt oder gar mittels des Sensors 30 gar keine Belastung der Umgebungsluft 22 mit Partikeln erfassbar ist, kann die Aufladeeinrichtung 32 ausgeschaltet beziehungsweise außer Betrieb genommen werden, oder es kann die Leistung der Aufladeeinrichtung 32 verringert werden.

Ein derartiges Verringern der Aufladeleistung der Aufladeeinrichtung 32 oder das Beenden des Betreibens der Aufladeeinrichtung 32 kann insbesondere nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne, also mit einer gewissen Verzögerung beispielsweise in der Größenordnung von etwa 30 Sekunden oder dergleichen, vorgenommen werden.

In Fig. 3 ist des Weiteren durch einen Pfeil 48 veranschaulicht, dass die Steuerungseinrichtung 34 über einen Wechsel beziehungsweise ein Ersetzen der beladenen Filtereinrichtung 26 informiert werden kann. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 34 eine Schnittstelle 50 aufweisen, über welche der Steuerungseinrichtung 34 das Ersetzen der beladenen Filtereinrichtung 26 durch eine neue Filtereinrichtung 26 mitgeteilt werden kann, etwa durch Anschließen eines entsprechenden Geräts an die Steuerungseinrichtung 34, welches vorliegend nicht näher gezeigt ist.

Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerungseinrichtung 34 eine Erfassungseinrichtung 52 aufweisen, welche zum Auslesen eines Transponders 54 ausgebildet sein kann, der an der Filtereinrichtung 26 angebracht sein kann (vergleiche Fig. 1 ). Durch ein derartiges RFID-System (RFID = radio-frequency identification, Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen) kann sehr einfach erkannt werden, dass in dem Luftkanal 28 eine neue Filtereinrichtung 26 vorhanden ist.

Die über die Schnittstelle 50 und/oder mittels der Erfassungseinrichtung 52 erhaltene Mitteilung über das Ersetzen der beladenen Filtereinrichtung 26 durch eine neue Filtereinrichtung 26 kann von der Steuerungseinrichtung 34 verarbeitet werden. Insbesondere kann daraufhin mittels der Ausgabeeinrichtung 38 dem Nutzer des Kraftfahrzeugs 10 kommuniziert werden, dass die Belüftungseinrichtung 16 mit einer neuen Filtereinrichtung 26 ausgestattet ist.

Beispielsweise kann auf einer als Anzeige ausgebildeten Ausgabeeinrichtung 38 des Kraftfahrzeugs 10 eine Nachricht ausgegeben werden, welche zum Inhalt hat, dass eine neue Filtereinrichtung 26 verbaut ist oder dass die sich in dem Luftkanal 28 befindende neue Filtereinrichtung 26 eine Beladung von Null Prozent aufweist.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine verbesserte Vorrichtung in dem Kraftfahrzeug 10 für die Überwachung einer Filterstandzeit in der Belüftungseinrichtung 16 oder Klimaanlage bereitgestellt werden kann.