用于获知车辆的行驶运行中的细粉尘排放的方法和装置

文档序号:930794 发布日期:2021-03-05 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 用于获知车辆的行驶运行中的细粉尘排放的方法和装置 (Method and device for detecting fine dust emissions during driving operation of a vehicle ) 是由 T·尼曼 B·坎宁 于 2020-08-28 设计创作,主要内容包括:本发明涉及用于获知车辆的、特别是机动车的行驶运行中细粉尘排放的方法和装置。按照本发明规定,所述装置具有传感器系统和控制器并且所述传感器系统和所述控制器在行驶运行中共同承担起细粉尘传感器的功能。在此,传感器系统感知车辆处的行驶运行值。控制器由感知到的行驶运行值和借助之前获知的并且储存在控制器中的行驶运行值与细粉尘值的关联来估计来自车辆的轮胎磨损的细粉尘排放。最后,本发明涉及一种带有按本发明的装置的车辆。(The invention relates to a method and a device for detecting the emission of fine dust during the driving operation of a vehicle, in particular a motor vehicle. According to the invention, the device has a sensor system and a controller, and the sensor system and the controller jointly assume the function of a fine dust sensor during driving operation. Here, the sensor system senses a driving operation value at the vehicle. The controller estimates the fine dust emission from the tire wear of the vehicle from the sensed running value and by means of a correlation of the running value and the fine dust value previously known and stored in the controller. Finally, the invention relates to a vehicle having a device according to the invention.)

用于获知车辆的行驶运行中的细粉尘排放的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于获知车辆的、特别是机动车的行驶运行中的细粉尘排放的方法。此外,本发明还涉及一种按照权利要求17的前序部分所述的用于获知车辆的行驶运行中来自轮胎磨损的细粉尘排放的装置。此外,本发明还涉及一种按照权利要求21所述的带有所述装置的车辆。

背景技术

在道路交通中运动的车辆的、特别是机动车的周围空气中,通常存在细粉尘,当这种细粉尘进入车辆的内部空间并且例如被车辆的驾驶员吸入时,这种细粉尘视浓度和颗粒大小而定对对健康的危害程度不一。因此来自车辆的周围环境的、吸入到车辆的内部空间中的空气,因此通常通过细粉尘过滤器进行净化,如在DE 20 2006 019 335 U1中说明的那样。经常也值得期望的是,认识在车辆的周围环境中的空气内的以及在车辆的内部空间中的空气内的细粉尘浓度,以便能够决定,是否应当将来自周围环境的空气吹入到车辆的内部空间中或者是否应当在循环空气运行中进行车辆内部空间的通风。对此已知的是,设置细粉尘传感器,所述细粉尘传感器检测空气中的细粉尘。细粉尘传感器的这种布置例如由DE 10 2008 014 401 A1已知。在此,检测颗粒大小小于1.0至0.5、优选0.3至0.5的细粉尘。

进一步已知的是,车辆本身可能是细粉尘的来源。内燃机的排气尤其引起了在具有内燃机的车辆的行驶运行中的细粉尘排放。由DE 10 2016 108 030 A1已知,必须借助细粉尘传感器测量来自排气的这种细粉尘排放。

车辆行驶运行中细粉尘排放的另一个重要的源头是车辆的轮胎处的轮胎磨损。因此值得期望的是,也认识车辆的行驶运行中产生的来自轮胎磨损的细粉尘排放。但借助细粉尘传感器的测量很贵,特别是因为车辆通常具有至少四个布置在不同部位处的轮胎,其中,在每个轮胎处必须布置一细粉尘传感器。

发明内容

因此本发明的任务是,以更为成本低廉的方式获知车辆的行驶运行中来自轮胎磨损的细粉尘排放。

本发明用一种按照权利要求1所述的用于获知车辆的行驶运行中细粉尘排放的方法和一种按照权利要求17所述的用于获知车辆的行驶运行中来自轮胎磨损的细粉尘排放的装置解决所述任务。在用于获知车辆的、特别是机动车的行驶运行中的细粉尘排放的方法中,按照本发明规定,车辆的传感器系统和车辆的控制器在行驶运行中共同承担起细粉尘传感器的功能,其中,传感器系统感知车辆处的行驶运行值,并且其中,控制器由感知到的行驶运行值和借助之前获知的并且储存在控制器中的行驶运行值与细粉尘值的关联来估计来自车辆的轮胎磨损的细粉尘排放。

在用于获知车辆的、特别是机动车的行驶运行中的细粉尘排放的装置中,按照本发明规定,所述装置具有传感器系统和控制器,它们被这样构造和接线,使得在行驶运行中共同承担起细粉尘传感器的功能,其中,传感器系统构造用于感知车辆处的行驶运行值,并且其中,控制器构造用于由感知到的行驶运行值和借助之前获知的并且储存在控制器中的行驶运行值与细粉尘值的关联来估计来自车辆的轮胎磨损的细粉尘排放。

本发明进一步用一种按照权利要求21所述的、带有用于估计车辆的行驶运行中的细粉尘排放的按本发明的装置的车辆、特别是机动车解决所述任务。

本发明基于这样的认识,即,在车辆的轮胎处的细粉尘排放根据行驶运行中的不同的运行状况发生变化。本发明进一步基于这样的认识,即,可以由安装在车辆处的不同的传感器的行驶运行值识别这些运行状况。本发明还进一步基于这样的认识,即,在训练阶段之后(在该训练阶段中,通过用细粉尘传感器的测量并且同时通过借助一个具有特别是多个传感器的传感器系统的测量),在随后的行驶运行中能以如下方式取消细粉尘传感器,即,以在车辆处感知到的行驶运行值为基础来估计来自轮胎磨损的细粉尘排放。相应的训练为此例如在车辆的原型中仅进行一次并且接下来可以在大量构造相同的车辆中使用,以便估计在这些车辆处的细粉尘排放,而不必为此给这些车辆加装细粉尘传感器。

有利地规定,传感器系统感知针对车辆的轮胎的至少一个行驶运行参数的行驶运行值并且控制器考虑到了这些行驶运行值以估计细粉尘排放。轮胎的至少一个行驶运行参数尤其包括下列参数中的一个、多个或所有:轮胎内压、轮胎类型、轮胎状态、胎面花纹深度。轮胎内压在此优选针对每一个轮胎借助各一个安装在相应的轮胎处的压力传感器获知并且例如通过无线电转达给控制器。为了识别轮胎类型、轮胎状态和胎面花纹深度,优选将一个传感器布置在相应的轮胎的周围环境中、特别是布置在具有轮胎的车轮的轮罩中。

有利的是,传感器系统备选或附加地感知针对车道的至少一个行驶运行参数的行驶运行值,所述车辆在车道上行驶,其中,控制器又考虑到了这些行驶运行值以估计细粉尘排放。车道的行驶运行参数尤其包括下列参数中的一个、多个或所有:车道温度、车道结构、中间层。为了测量车道温度,优选例如在车辆的前部区域中设置一温度传感器。单独的传感器优选设置用于测量车道结构和中间层,即地基的类型。

还进一步优选规定,传感器系统感知至少一个针对轮胎和车道之间的交互作用的行驶运行的行驶运行值、特别是参数转差率。在相应的轮胎处的转差率优选和轮胎类型、轮胎状态、胎面花纹深度一起借助同一个传感器或同样的若干传感器获知。

控制器为了估计细粉尘排放也有利地由车辆的行驶运行考虑到了下列提供给控制器的、特别是经调整的或测量的另外的运行参数中的一个、多个或所有:空气温度、行驶速度、加速或减速、转向回转。此外,在此未提到的另外的参数也能额外被控制器用于估计细粉尘排放。储存在控制器中的行驶运行值与细粉尘值的关联优选事先借助在一个特别是构造相同或构造相似的车辆处的测量加以获知。在此,为此布置在车辆的轮罩中的细粉尘传感器测量细粉尘值。在之后的行驶运行中,然后不再需要细粉尘传感器来执行所述方法。

在本发明的一种有利的实施方式中规定,控制器识别到,所估计的细粉尘排放何时超过上极限值,并且接着通过将感知到的行驶运行值与能测量的行驶运行值的典型的组合(它们针对多个不同的运行状态加以获知并且和这些运行状况一起储存在控制器中)的比较,鉴别一种对提高细粉尘排放负责的运行状况。因此借助用传感器系统获知的行驶运行值识别到了提高的细粉尘排放。

进一步优选地规定,控制器根据各所鉴别的运行状况为车辆建议或推动一种同样事先由相应的运行状况推导出的并且储存在控制器中的运行策略,以便降低细粉尘排放。本发明因此可以用于,避免车辆的导致了细粉尘排放提高的运行状况。例如由此建议了一种运行策略,即,向车辆的驾驶员给出例如形式为背光的图标或形式为文本的相应的显示。也能自动化地驾驶行驶策略,其中,按照一种扩展设计方案,当运行策略无法被车辆的驾驶员觉察到时,仅自动地推动所述运行策略。

运行策略有利地包含行驶动力学。运行策略备选或附加地包含用于车辆的路线选择。按照本发明的一种扩展设计方案规定,结合导航系统针对所行使的路线获知细粉尘排放并且因此在重复行驶的路线中必要时建议一种备选的路线选择,该备选的路线选择导致了较小的细粉尘排放。

在本发明的另一种扩展设计方案中规定,控制器根据所估计的细粉尘排放来驱控特别是针对在轮罩区域中的空气的过滤装置,以便延长该过滤装置的保养间隔、特别是延长过滤介质的更换间隔。在此尤其规定,仅当控制器估计细粉尘排放超过了上极限值时,控制器才驱控过滤装置,以便尤其通过过滤装置的过滤器来过滤空气。因此当细粉尘排放不需要过滤,因而过滤装置可以在不更换过滤介质的情况下使用更长时间时,过滤装置的过滤介质就不会那么强烈地被微塑料和/或油滴和/或重金属弄脏。

按照这个实施方式,按本发明的装置相应地具有过滤装置。控制器在此被这样构造并且与该过滤装置接线,使得控制器根据所估计的细粉尘排放来驱控过滤装置,以便延长过滤装置的保养间隔、特别是延长过滤介质的更换间隔。

当控制器估计,细粉尘排放没有超过上极限值时,控制器有利地驱控过滤装置,使得空气通过旁路导引经过过滤介质。在这种情况下,备选中断经过没有旁路的过滤器的空气流量。按本发明的装置有利地具有能切换的旁路,其中,控制器构造用于相应地驱控过滤装置,以便仅在超过极限值时才过滤空气并且否则的话必要时将空气通过旁路导引经过过滤介质。

在按本发明的方法的另一种扩展设计方案中规定,控制器将所估计的细粉尘值特别是经由无线电连接转达给交通指挥系统。交通指挥系统由此可以将路网中不同的地点处产生的细粉尘值结合起来,以便例如这样来控制交通,使得在路网中的特定的地点处,细粉尘值不超过限定的极限值。

此外,在基于此所构建的扩展设计方案中规定,交通指挥系统为了在地区范围内降低细粉尘排放而根据所转达的细粉尘值将一个运行策略转达给每个控制器和/或另一辆车的一控制器。因此车辆由交通指挥系统不仅用车辆外的行驶提示指挥,而且也直接在车辆中输出行驶提示或者使用运行策略,其降低了以这个车辆为基础的单独的细粉尘排放或者将所述车辆转移到路网中的其它地点处。

所述装置选择性地具有用于执行按照按本发明的方法的一种可能的实施方式所述的所有方法步骤的其它器件。

按照本发明,车辆、特别是机动车具有用于估计车辆的行驶运行中的细粉尘排放的按本发明的装置。否则的话,车辆则以传统的方式构造并且因此不作详细说明。

附图说明

其它的实施方式由本发明的权利要求、附图和对附图所示的优选的实施例的接下来的说明得出。附图中:

图1在简化的示意图中示出了一种车辆,其带有按照本发明的一个优选的实施例所述的用于在车辆的行驶运行中获知细粉尘排放的装置;

图2是用于阐明对传感器系统的信号的按本发明的评估和用于推导车辆的运行策略的示意图;并且

图3是图1的车辆,带有在该车辆的车轮罩中的空气过滤器。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的一个优选的实施例所述的按本发明的车辆1。车辆1例如是机动车、特别是私人轿车。但本发明也能以相同的方式使用在诸如载重车辆这样的商用车辆中。车辆1具有四个未标注的、带轮胎的车轮,轮胎中,左前轮的左前轮胎用附图标记2标注并且左后轮的左后轮胎用附图标记3标注。左前轮胎2布置在左前轮罩4中。带有左后轮胎3的左后轮布置在左后轮罩5中。

车辆1装备有传感器系统6和控制器7,其获取并且进一步处理借助传感器系统6感知到的行驶运行值。控制器7尤其用由传感器系统6提供的行驶运行值在车辆1的行驶运行中估计产生自车辆1的轮胎摩擦的细粉尘排放。为此,不使用细粉尘传感器。仅为了训练控制器7,例如在原型车辆中除了传感器系统6外还将细粉尘传感器安装在轮罩4和5中以及备选或附加地安装在车辆右侧上的未标注的轮罩中,以便能识别传感器系统6的单个传感器的表征性的行驶运行值,在所述行驶运行值中出现了提高的细粉尘值。

传感器系统6包括用于测量车道温度的车道温度传感器8,用于测量车道结构和车道的中间层的车道特性传感器9,用于测量在左前轮胎2中的轮胎内压的轮胎内压传感器10以及备选或附加还包括优选在左后方的轮胎3中的并且在车辆1的每个另外的轮胎中的未标注的轮胎内压传感器,用于感知左前方轮胎2的轮胎类型、轮胎状态和胎面花纹深度的轮胎特性传感器11以及备选或附加地在车辆1的右前方轮胎的区域中的轮胎特性传感器,集成到轮胎特性传感器11中的用于感知在左前方的轮胎2和车道之间的转差率的转差率传感器12和用于感知在左后方的轮胎3和车道之间的转差率的独立的转差率传感器13。传感器系统6备选或附加地包含对应在车辆1的左侧上的传感器10、11、12和13的布置的在车辆的右侧上的车道特性传感器、轮胎内压传感器、用于集成的转差率传感器和独立的转差率传感器的轮胎特性传感器。

轮胎特性传感器11仅布置在车辆1的前轮罩4处,但在本发明的备选的实施例中也可以备选或附加地布置在后轮罩5上以感知在后方的轮胎3处的轮胎特性。在此,转差率传感器13也可以集成到轮胎特性传感器11中。集成的转差率传感器12作为所示的实施例的备选也可以独立地对应转差率传感器13布置在前轮罩4中。

与所示实施例不同的是,可以取消传感器系统6的单个传感器。在所示实施例的进一步的备选方案中,在传感器系统6中也可以包含有另外的传感器并且它们的信号由控制器7加以评估。

图2阐明了借助控制器7对借助传感器系统6感知到的行驶运行值14或信号的评估。行驶运行值14在此针对多个行驶运行参数加以检测,即针对车辆1的轮胎2、3的至少一个行驶运行参数15、车道的至少一个行驶运行参数16和用于在轮胎2、3和车道之间的交互作用的至少一个行驶运行参数17。车辆1的轮胎2、3的行驶运行参数15在此借助轮胎内压传感器10和轮胎特性传感器11感知并且包括相应的轮胎2、3的轮胎内压18、轮胎类型19、轮胎状态20和胎面花纹深度21。车道的行驶运行参数16则借助车道温度传感器8和车道特性传感器9感知并且包括车道温度22、车道结构23和车道内的中间层24。针对在轮胎2、3和车道之间的交互作用的行驶运行参数17包含在前轮胎2和车道之间的转差率25以及在后轮胎3和车道之间的转差率26。

在图2的时间变化曲线中例如示出了由行驶运行值14形成的第一信号27和由在后轮胎3和车道之间的转差率26的行驶运行值14形成的第二信号28。控制器7评估信号27和28,识别其内的典型的特征(在所述特征中可以推断出了处在极限值之上的,即提高的细粉尘排放),并且在识别到这种表征性的信号之后选择预定义的并且所储存的运行策略29,其看起来适用于降低轮罩4、5的区域内的借助传感器系统6和控制器7估计的细粉尘排放。这种运行策略29是专用的行驶动力学30。备选的运行策略29是路线选择31。

图3示出了图1的车辆1的一个扩展设计方案,该车辆额外装备有在轮罩4、5中的空气过滤器。布置在左前轮罩4中的空气过滤器用附图标记32标注。布置在左后轮罩5中的空气过滤器用附图标记33标注。空气过滤器32和33是车辆1的过滤装置34的一部分,该过滤装置构造用于,过滤在细粉尘排放产生地点处的、即在轮罩区域内的空气。否则的话,车辆1就对应图1所示那样装备,其中,传感器系统6和控制器7尤其为了清楚起见而没有重新绘制出。

所有前述说明书中和权利要求中提到的特征能在任意的选择下与独立权利要求的特征组合。因此本发明的公开并不局限于所说明的和/或所要求保护的特征组合,更确切地说,所有在本发明的范畴内合理的特征组合均被视作是公开的。

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