DE102013009516A1 - Air conditioning device for a vehicle, in particular motor vehicle and method for its operation - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung umfasst eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend – eine wenigstens einen Klimaparameter eines Fahrzeuginnenraums (12) beeinflussende und mit einer Steuereinheit gekoppelte Klimaparameterbeeinflussungseinheit (22), – eine mit der Steuereinheit gekoppelte und eine Mehrzahl von Ultraschall-Einzelsensoren (14, 16a, b, 18) umfassende Ultraschall-Sensoranordnung zur Erfassung von Sitzplatzbelegungs- und Insassenmorphologie-Messwerten, welche repräsentativ sind für Sitzplatzbelegungszustände von Sitzplätzen im Fahrzeuginnenraum (12) und für Morphologiemerkmale von Fahrzeuginsassen, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, die Klimaparameterbeeinflussungseinheit (22) in Abhängigkeit von mittels der Ultraschall-Sensoranordnung erfassten Messwerten anzusteuern, Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Klimaparameterbeeinflussungseinheit mehrere schwenkbar im Fahrzeuginnenraum (12) angeordnete Lüfter (22) umfasst, die von der Steuereinheit derart ansteuerbar sind, dass sie in einer Umgebung eines als belegt detektierten Sitzplatzes ein auf die detektierte Morphologie eines entsprechenden Fahrzeuginsassen abgestimmtes Strömungsfeld erzeugen.The invention relates to an air conditioning device for a vehicle, in particular a motor vehicle, comprising - an climate parameter influencing unit (22) influencing at least one climate parameter of a vehicle interior (12) and coupled to a control unit, - a plurality of ultrasonic individual sensors (14) coupled to the control unit , 16a, b, 18) comprising ultrasound sensor arrangement for recording seat occupancy and occupant morphology measurement values which are representative of seat occupancy states of seats in the vehicle interior (12) and for morphology features of vehicle occupants, the control unit being set up, the climate parameter influencing unit (22) The invention is characterized in that the climate parameter influencing unit comprises a plurality of fans (22) which are pivotably arranged in the vehicle interior (12) and which are controlled by of the control unit can be controlled in such a way that they generate a flow field that is matched to the detected morphology of a corresponding vehicle occupant in an environment of a seat that is detected as being occupied.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend

  • – eine wenigstens einen Klimaparameter eines Fahrzeuginnenraums beeinflussende und mit einer Steuereinheit gekoppelte Klimaparameterbeeinflussungseinheit,
  • – eine mit der Steuereinheit gekoppelte und eine Mehrzahl von Ultraschall-Einzelsensoren umfassende Ultraschall-Sensoranordnung zur Erfassung von Sitzplatzbelegungs- und Insassenmorphologie-Messwerten, welche repräsentativ sind für Sitzplatzbelegungszustände von Sitzplätzen im Fahrzeuginnenraum und für Morphologiemerkmale von Fahrzeuginsassen,
wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, die Klimaparameterbeeinflussungseinheit in Abhängigkeit von mittels der Ultraschall-Sensoranordnung erfassten Messwerten anzusteuern.The invention relates to an air conditioning device for a vehicle, in particular a motor vehicle, comprising
  • A climate parameter influencing unit influencing at least one climatic parameter of a vehicle interior and coupled to a control unit,
  • An ultrasonic sensor arrangement coupled to the control unit and comprising a plurality of ultrasound individual sensors for detecting seat occupancy and occupant morphology measurement values which are representative of seat occupancy states of seats in the vehicle interior and for morphology features of vehicle occupants,
wherein the control unit is set up to control the climate parameter influencing unit as a function of measured values detected by the ultrasound sensor arrangement.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Betrieb einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend eine wenigstens einen Klimaparameter eines Fahrzeuginnenraums beeinflussende und mit einer Steuereinheit gekoppelte Klimaparameterbeeinflussungseinheit, bei dem

  • – eine mit der Steuereinheit gekoppelte und eine Mehrzahl von Ultraschall-Einzelsensoren umfassende Ultraschall-Sensoranordnung Sitzplatzbelegungs- und Insassenmorphologie-Messwerte, welche repräsentativ sind für Sitzplatzbelegungszustände von Sitzplätzen im Fahrzeuginnenraum und für Morphologiemerkmale von Fahrzeuginsassen, erfasst und
  • – die Steuereinheit die Klimaparameterbeeinflussungseinheit in Abhängigkeit von den erfassten Messwerten ansteuert.
The invention further relates to a method for operating an air-conditioning device for a vehicle, in particular a motor vehicle, comprising a climate parameter influencing unit influencing at least one climatic parameter of a vehicle interior and coupled to a control unit, in which
  • An ultrasonic sensor arrangement coupled to the control unit and comprising a plurality of ultrasound individual sensors seat occupancy and occupant morphology measurement values which are representative of seat occupancy states of seats in the vehicle interior and for morphology features of vehicle occupants, and
  • - The control unit controls the Klimaparameterbeeinflussungseinheit in dependence on the detected measured values.

Eine solche Klimatisierungsvorrichtung sowie ein solches Verfahren zu deren Betrieb ist bekannt aus der DE 698 28 585 T2 . Diese Druckschrift beschäftigt sich allgemein mit der Erfassung von Sitzplatzbelegungs- und Insassenmorphologiedaten im Innenraum eines Kraftfahrzeugs mittel Ultraschallsensortechnologie. Insbesondere offenbart die genannte Druckschrift eine Mehrzahl von im Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Ultraschall-Einzelsensoren, die mit einer Steuereinheit Wechselwirken und in ihrer Gesamtheit eine Ultraschall-Sensoranordnung bilden. Diese Sensoranordnung ist geeignet, den Belegungszustand der im Fahrzeuginnenraum vorhandenen Sitzplätze zu detektieren und für jeden belegten Sitzplatz die Größe des jeweiligen Fahrzeuginsassen zu erfassen. Zusammen mit anderen Sensoren, wie insbesondere einem Gewichtssensor, dient die bekannte Sensoranordnung zur individuellen Wiedererkennung von in einem Speicher der Steuereinheit hinterlegten Personen. Für jede gespeicherte Person ist im Speicher ein Satz individueller Präferenzeinstellungen von Fahrzeugkomponenten, darunter insbesondere eine bevorzugte Temperatureinstellung, hinterlegt. Nach individueller Wiedererkennung von Fahrzeuginsassen steuert die Steuereinheit Stellleinrichtungen für die betroffenen Fahrzeugkomponenten so an, dass die hinterlegten Präferenzeinstellungen realisiert werden. Insbesondere wird eine Klimaanlage als Klimaparameterbeeinflussungseinheit so angesteuert, dass die für die wiedererkannten Fahrzeuginsassen hinterlegte Vorzugstemperatur im Fahrzeuginnenraum eingestellt wird. Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren ist die zwingende Notwendigkeit einer vorangehenden Personenerfassung und Speicherung der zugeordneten Präferenzeinstellungen. Für nicht gespeicherte Personen funktioniert die automatische Komponenteneinstellung, insbesondere die automatische Temperatureinstellung nicht. Zudem erfolgt die Temperatureinstellung mit Hilfe der herkömmlichen Klimaanlage. Herkömmliche Klimaanlagen sind zum einen beschränkt in ihrer Möglichkeit, Sitzplatzindividuelle Klimazonen zu schaffen und haben zudem den Nachteil eines hohen Energieverbrauchs. Letzterer Aspekt ist insbesondere im Zusammenhang mit Elektro- und Hybridfahrzeugen von erheblicher Bedeutung. Einerseits ist die herkömmliche Klimaanlage neben dem Fahrzeugantrieb der größte Verbraucher, sodass Energieeinsparungen an dieser Stelle zu deutlichen Reichweitengewinnen führen können; andererseits sind Kunden moderner Kraftfahrzeuge einen sehr hohen Komfort, insbesondere Klimakomfort gewohnt und nicht bereit, hier Abstriche vorzunehmen.Such an air conditioning device and such a method for their operation is known from the DE 698 28 585 T2 , This document is generally concerned with the detection of occupant occupancy and occupant morphology data in the interior of a motor vehicle using ultrasound sensor technology. In particular, the cited document discloses a plurality of ultrasonic individual sensors provided in the vehicle interior, which interact with a control unit and in their entirety form an ultrasonic sensor arrangement. This sensor arrangement is suitable to detect the occupancy state of the seats present in the vehicle interior and to record the size of the respective vehicle occupant for each occupied seat. Together with other sensors, in particular a weight sensor, the known sensor arrangement is used for the individual recognition of persons stored in a memory of the control unit. For each stored person, a set of individual preference settings of vehicle components, including in particular a preferred temperature setting, is stored in the memory. After individual recognition of vehicle occupants, the control unit controls control devices for the affected vehicle components such that the stored preference settings are realized. In particular, an air conditioning system is controlled as a climate parameter influencing unit in such a way that the preferred temperature stored in the vehicle interior for the recognized vehicle occupants is set. A disadvantage of the known device and the known method is the urgent need for a preceding person detection and storage of the associated preference settings. For unsaved persons the automatic component setting, especially the automatic temperature setting does not work. In addition, the temperature setting is done using the conventional air conditioning. Conventional air conditioning systems are limited on the one hand in their ability to create individual seating climate zones and also have the disadvantage of high energy consumption. The latter aspect is of particular importance in connection with electric and hybrid vehicles. On the one hand, the conventional air conditioner is the largest consumer besides the vehicle drive, so that energy savings at this point can lead to significant range gains; On the other hand, customers of modern motor vehicles are accustomed to a very high level of comfort, in particular climatic comfort, and are not prepared to cut corners here.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass bei reduziertem Energieverbrauch eine nicht auf vorgespeicherte Personen beschränkte, Sitzplatz-individuelle Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums ermöglicht wird.It is the object of the present invention to further develop a generic device and a generic method such that, with reduced energy consumption, a seat-individual air conditioning of the vehicle interior which is not restricted to pre-stored persons is made possible.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Klimaparameterbeeinflussungseinheit mehrere schwenkbar im Fahrzeuginnenraum angeordnete Lüfter umfasst, die von der Steuereinheit derart ansteuerbar sind, dass sie in einer Umgebung eines als belegt detektierten Sitzplatzes ein auf die detektierte Morphologie eines entsprechenden Fahrzeuginsassen abgestimmtes Strömungsfeld erzeugen.This object is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the Klimaparameterbeeinflussungseinheit several pivotable in the Vehicle interior arranged fan includes, which are controlled by the control unit such that they generate in an environment of a seat occupied detected occupied a tuned to the detected morphology of a corresponding vehicle occupant flow field.

Die Aufgabe wird weiter in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 6 dadurch gelöst, dass die Klimaparameterbeeinflussungseinheit mehrere schwenkbar im Fahrzeuginnenraum angeordnete Lüfter umfasst, die von der Steuereinheit derart angesteuert werden, dass sie in einer Umgebung eines als belegt detektierten Sitzplatzes ein auf die detektierte Morphologie eines entsprechenden Fahrzeuginsassen abgestimmtes Strömungsfeld erzeugen.The object is further achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 6, characterized in that the Klimaparameterbeeinflussungseinheit several pivotally arranged in the vehicle interior fan includes, which are controlled by the control unit so that they in an environment of a detected as occupied seat on the detected Morphology of a corresponding vehicle occupant tuned flow field.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung basiert auf der Grundidee der Verwendung schwenkbarer Lüfter im Fahrzeuginnenraum zur Erzeugung Sitzplatz-individueller Klimazonen. Es hat sich gezeigt, dass mittels der Lüfter einerseits sogenannte Luftvorhänge zwischen einzelnen Sitzplätzen im Fahrzeuginnenraum realisiert und damit getrennte Klimazonen geschaffen werden können. Innerhalb jeder Klimazone kann durch Erzeugung eines individuellen, stationären Strömungsfeldes mit Hilfe der Lüfter ein Klimakomfort erzielt werden, der bei herkömmlichen Klimaanlagen nur durch erheblichen Kälte- oder Wärmeeintrag und entsprechenden Energieaufwand erzielbar ist. Der Energieaufwand der Lüfter ist demgegenüber, insbesondere bei Erzeugung eines stationären Strömungsfeldes, deutlich geringer. Allerdings hängt der empfundene Komfort wesentlich von der Form des erzeugten Strömungsfeldes in ihrem Verhältnis zur Morphologie der Person in der jeweiligen Klimazone ab.The invention is based on the basic idea of the use of swiveling fans in the vehicle interior for generating seating-individual climates. It has been shown that on the one hand so-called air curtains between individual seats in the vehicle interior can be realized by means of the fans and thus separate climatic zones can be created. Within each climate zone can be achieved by generating an individual, stationary flow field with the help of the fan climate comfort, which can be achieved in conventional air conditioning systems only by significant cold or heat input and corresponding energy consumption. In contrast, the energy consumption of the fans is significantly lower, in particular when generating a stationary flow field. However, the perceived comfort depends substantially on the shape of the generated flow field in relation to the morphology of the person in the particular climate zone.

Die Erfindung sieht daher vor, mittels der Ultraschall-Sensoranordnung nicht nur den Sitzplatzbelegungszustand, sondern auch die Morphologie des jeweiligen Fahrzeuginsassen detailliert zu erfassen. Bevorzugt werden neben der Größe, d. h. der Höhenausdehnung des Fahrzeuginsassen im Sitzzustand auch seine laterale und/oder longitudinale Ausdehnung erfasst. Weitere Ultraschall-Messungen können die Stellung und Position der Extremitäten betreffen.The invention therefore provides, by means of the ultrasonic sensor arrangement, to record not only the seat occupancy state but also the morphology of the respective vehicle occupant in detail. In addition to the size, d. H. the height extent of the vehicle occupant in the seated state also detects its lateral and / or longitudinal extent. Further ultrasound measurements may concern the position and position of the extremities.

Die hierfür notwendige Ultraschalltechnologie, die im Wesentlichen auf der Messung der Laufzeit von Ultraschall-Echos beruht, ist dem Fachmann detailliert bekannt. Anders als im Stand der Technik werden die gewonnenen Daten nicht, zumindest nicht zwingend, zur Wiedererkennung von gespeicherten Personen und zum Abruf deren bevorzugter Klimaeinstellungen verwendet. Vielmehr ermöglicht es die Erfindung jedem, auch unbekannten Fahrzeuginnsassen, individuelle Klimawünsche einzustellen, die dann über die Steuereinheit durch geeignete Einstellung der Lüfter realisiert werden. Die Steuereinheit berechnet dabei das individuell erforderliche Strömungsfeld, wobei die individuelle Insassenmorphologie und bevorzugt die aktuelle Individualposition der Insassen in die Berechnung des Strömungsfeldes einbezogen werden. Der Vorteil der Erfindung liegt neben dem verringerten Energieverbrauch in einer Verbesserung der individuellen Anpassung der Klimazonen an die Fahrzeuginsassen und daher in einer Verbesserung des Klimakomforts.The ultrasound technology necessary for this purpose, which is essentially based on measuring the transit time of ultrasound echoes, is known in detail to the person skilled in the art. Unlike in the prior art, the data obtained are not used, at least not necessarily, for the recognition of stored persons and for retrieving their preferred climate settings. Rather, the invention enables anyone, even unknown vehicle users, to set individual climate requirements, which are then implemented via the control unit by suitably setting the fans. The control unit calculates the individually required flow field, wherein the individual occupant morphology and preferably the current individual position of the occupants are included in the calculation of the flow field. The advantage of the invention is in addition to the reduced energy consumption in an improvement of the individual adaptation of the climatic zones to the vehicle occupants and therefore in an improvement of the climate comfort.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Ultraschall-Einzelsensor der Ultraschall-Sensoranordnung auf eine Referenzfläche bekannten Abstandes zu dem Ultraschall-Einzelsensor ausgerichtet und die Steuereinheit eingerichtet ist, aus dessen Sensorsignalen aktuelle Temperaturwerte zu ermitteln. Für das erfindungsgemäße Verfahren bedeutet dies, dass die Steuereinheit aus den Steuersignalen des besagten Ultraschall-Einzelsensors aktuelle Temperaturwerte ermittelt. Bekanntermaßen hängt die Schallgeschwindigkeit unter anderem von der Temperatur des schallübertragenden Mediums ab. Die Laufzeit der von jedem Ultraschall-Einzelsensor ausgesandten Ultraschallsignale und deren Echo sind also abhängig von der Lufttemperatur. Hieraus folgt, dass sich aus der Laufzeit, die ein Signal und sein Echo zum Durchlauf einer bekannten Entfernung benötigen, Rückschlüsse auf die aktuelle Temperatur ziehen lassen. Die erfindungsgemäße Ultraschall-Sensoranordnung kann somit zugleich als Temperatursensor genutzt werden, was eine Einsparung herkömmlicher Temperatursensoren ermöglicht. Zugleich können die gewonnen Messdaten zur Kalibrierung der für die auf Entfernungsmessung basierenden Morphologie- und Sitzplatzbelegungsmessungen verwendeten Ultraschall-Einzelsensoren genutzt werden.In one development of the invention, it is provided that at least one ultrasound individual sensor of the ultrasound sensor arrangement is aligned with a reference surface of known distance from the ultrasound single sensor and the control unit is set up to determine current temperature values from its sensor signals. For the method according to the invention, this means that the control unit determines current temperature values from the control signals of said single ultrasonic sensor. As is known, the speed of sound depends inter alia on the temperature of the sound-transmitting medium. The running time of the ultrasound signals emitted by each ultrasonic individual sensor and their echo are therefore dependent on the air temperature. It follows that the runtime, which a signal and its echo require to pass a known distance, can draw conclusions about the current temperature. The ultrasonic sensor arrangement according to the invention can thus be used at the same time as a temperature sensor, which enables a saving of conventional temperature sensors. At the same time, the acquired measurement data can be used to calibrate the ultrasonic single sensors used for the range-based morphology and occupancy measurement measurements.

Außer der Temperatur ist auch die Luftfeuchtigkeit ein bekanntermaßen die Schallgeschwindigkeit beeinflussender Faktor. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass im Fahrzeuginnenraum ein mit der Steuereinheit gekoppelter Luftfeuchtesensor zur Erfassung von Luftfeuchte-Messwerten angeordnet und die Steuereinheit eingerichtet ist, bei der Ermittlung der aktuellen Temperaturwerte zusätzlich dessen Luftfeuchte-Messwerte einzubeziehen. Für das erfindungsgemäße Verfahren bedeutet dies, dass die Steuereinheit bei der Ermittlung der aktuellen Temperaturwerte zusätzlich die Luftfeuchte-Messwerte des besagten Luftfeuchtesensors einbezieht. Hieraus folgt eine genauere Temperaturbestimmung bzw. eine genauere Kalibrierung der als Entfernungsmesser verwendeten Ultraschall-Einzelsensoren.In addition to the temperature, the humidity is a known factor influencing the speed of sound. In a further development of the invention, it is therefore provided that an air humidity sensor coupled to the control unit is arranged in the vehicle interior for detecting air humidity measured values and the control unit is set up to additionally include its air humidity measured values when determining the current temperature values. For the method according to the invention, this means that the control unit additionally includes the air humidity measured values of said air humidity sensor when determining the current temperature values. This results in a more accurate temperature determination or a more accurate calibration of the ultrasonic single sensors used as a rangefinder.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens ein Ultraschall-Einzelsensor einen auf einen im Fahrzeuginnenraum entfernt angeordneten Ultraschallempfänger ausgerichteten Ultraschallsender aufweist, wobei der Ultraschallempfänger und der Ultraschallsender gemeinsam über die Steuereinheit als Ultraschallanemometer zur Erfassung einer aktuellen Luftströmungsgeschwindigkeit in dem von ihnen umspannten Bereich des Fahrzeuginnenraums geschaltet sind. Für das erfindungsgemäße Verfahren bedeutet dies, dass besagter Ultraschallempfänger und besagter Ultraschallsender gemeinsam über die Steuereinheit als ein Ultraschallanemometer wirken und eine aktuelle Luftströmungsgeschwindigkeit in dem von ihnen umspannten Bereich des Fahrzeuginnenraums erfassen. Die Technologie des Ultraschallanemometers ist dem Fachmann bekannt. Die erläuterte Weiterbildung der Erfindung nutzt die im Rahmen der Erfindung ohnehin vorgesehenen Ultraschall-Sensoren zu einer Messung der Luftströmungsgeschwindigkeit im Fahrzeuginnenraum. Bei hinreichend dichter Anordnung bzw. geschickter Ausrichtung der Ultraschall-Einzelsensoren lassen sich die erfindungsgemäß erzeugten, individuellen Strömungsfelder überwachen und bei geeigneter Einrichtung der Steuereinheit sogar regeln. Die schwenkbaren Lüfter und die zur Anemometrie verwendeten Ultraschall-Einzelsensoren müssen hierzu über die Steuereinheit zu einem Regelkreis gekoppelt sein. Durch die Technologie der Ultraschallanemometrie lassen sich die Strömungsgeschwindigkeiten in unmittelbarer Nähe zur Körperoberfläche der Fahrzeuginsassen bestimmen. Gerade die Strömungsgeschwindigkeit in diesem Nahbereich ist für das Komfortempfinden von besonderer Bedeutung. Die vorerläuterte Weiterbildung der Erfindung kann daher zu einer erheblichen Klimakomfortsteigerung führen.It is preferably provided that at least one ultrasound individual sensor has an ultrasound transmitter aligned with an ultrasound receiver arranged remotely in the vehicle interior, wherein the ultrasound receiver and the ultrasound transmitter are connected together via the control unit as an ultrasound anemometer for detecting a current air flow velocity in the region of the vehicle interior spanned by them. For the inventive method, this means that said Ultrasonic receiver and said ultrasonic transmitter act together via the control unit as an ultrasonic anemometer and detect a current air flow velocity in the area of the vehicle interior spanned by them. The technology of the ultrasonic anemometer is known to the person skilled in the art. The explained development of the invention utilizes the ultrasound sensors provided anyway within the scope of the invention for measuring the air flow velocity in the vehicle interior. With sufficiently dense arrangement or skillful alignment of the ultrasonic single sensors, the individual flow fields generated according to the invention can be monitored and even regulated with a suitable device of the control unit. For this purpose, the pivotable fans and the ultrasonic individual sensors used for anemometry must be coupled to a control circuit via the control unit. Due to the technology of ultrasonic anemometry, the flow velocities in the immediate vicinity of the body surface of the vehicle occupants can be determined. Especially the flow velocity in this vicinity is of particular importance for the sense of comfort. The vorerläuterte development of the invention can therefore lead to a significant increase in climate comfort.

Die Verwendung von Ultraschall-Sensoren für die Innenraumüberwachung von Fahrzeugen ist dem Fachmann seit langem bekannt. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, die für die Realisierung der vorliegenden Erfindung erforderliche Ultraschall-Sensoranordnung auch zu diesem Zweck zu nutzen. Dabei ist die Steuereinheit eingerichtet, die Ultraschall-Sensoranordnung im Ruhezustand des Fahrzeugs als Bewegungssensoranordnung zur Innenraumüberwachung anzusteuern. Für das erfindungsgemäße Verfahren bedeutet dies, dass die Steuereinheit die Ultraschall-Sensoranordnung im Ruhezustand des Fahrzeugs als Bewegungssensoranordnung zur Innenraumüberwachung ansteuert. Im Ruhezustand des Fahrzeugs, der beispielsweise als Zustand bei abgestelltem Motor, Abwesenheit jeglicher Fahrzeuginsassen und/oder auf andere Weise definiert sein kann, ist in der Regel keine Klimatisierung erforderlich. Folglich muss die Ultraschall-Sensoranordnung in diesem Zustand nicht zur Erfassung von Sitzplatzbelegungs- und Insassenmorphologiedaten benutzt werden. Sie steht daher für andere Aufgaben zur Verfügung, nämlich insbesondere zu der an sich bekannten Innenraumüberwachung.The use of ultrasonic sensors for vehicle interior monitoring has long been known to those skilled in the art. A further development of the invention provides for the ultrasound sensor arrangement required for the realization of the present invention also to be used for this purpose. In this case, the control unit is set up to control the ultrasonic sensor arrangement in the idle state of the vehicle as a motion sensor arrangement for monitoring the interior. For the method according to the invention, this means that the control unit controls the ultrasound sensor arrangement in the idle state of the vehicle as a motion sensor arrangement for monitoring the interior. In the idle state of the vehicle, which may be defined, for example, as a condition with the engine off, absence of any vehicle occupants and / or in any other way, no air conditioning is required as a rule. Consequently, the ultrasonic sensor array in this state need not be used to detect seat occupancy and occupant morphology data. It is therefore available for other tasks, namely in particular to the known per se interior monitoring.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following specific description and the drawings.

Es zeigt:It shows:

1 eine schematische Darstellung eines mit einer erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs. 1 a schematic representation of an equipped with an air conditioning device according to the invention motor vehicle.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10, in welchem eine erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung eingerichtet ist. Im Innenraum 12 des Fahrzeugs 10 sind eine Vielzahl Ultraschall-Einzelsensoren 14 angeordnet, die jeweils einen Ultraschallsender und einen Ultraschalldetektor umfassen und eingerichtet sind, Ultraschallpulse auszusenden, deren an einer Oberfläche im Strahlungsgebiet reflektiertes Echo zu detektieren und aus dem Zeitversatz zwischen dem Aussendungs- und Detektionszeitpunkt einen Abstand der reflektierenden Fläche vom Sensor 14 zu berechnen. Hierzu sind die Ultraschall-Einzelsensoren 14 mit einer nicht dargestellten Steuereinheit gekoppelt. Bei geeigneter Vorgabe von Randbedingungen lassen sich die ermittelten Entfernungsmesswerte auf Basis von Plausibilitätsüberlegungen von der Steuereinheit als Sitzplatzbelegungs- und Insassenmorphologiedaten interpretieren. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle 10 in which an air conditioning device according to the invention is set up. In the interior 12 of the vehicle 10 are a variety of ultrasonic single sensors 14 arranged, each comprising an ultrasonic transmitter and an ultrasonic detector and are adapted to emit ultrasonic pulses to detect their reflected on a surface in the radiation area echo and from the time offset between the emission and detection time a distance of the reflective surface from the sensor 14 to calculate. These are the ultrasonic single sensors 14 coupled with a control unit, not shown. Given suitable specification of boundary conditions, the determined distance measurement values can be interpreted by the control unit as seat occupancy and occupant morphology data on the basis of plausibility considerations.

Weiter umfasst die dargestellte Ausführungsform Ultraschall-Einzelsensoren 16a, b, bei denen der Ultraschallsender 16a und der Ultraschalldetektor 16b nicht in einem gemeinsamen Modul, sondern an voneinander beabstandeten Positionen im Fahrzeuginnenraum 12 angeordnet sind. Der Ultraschallsender 16a ist dabei auf den Ultraschalldetektor 16b gerichtet und beide sind über die nicht dargestellte Steuereinheit zu einem Ultraschallanemometer gekoppelt. Mit diesen Ultraschall-Einzelsensoren 16a, b, kann in der dem Fachmann grundsätzlich bekannten Weise eine Strömungsgeschwindigkeit in dem durch den gestrichelten Doppelpfeil angedeuteten Raum zwischen Sender 16a und Detektor 16b gemessen werden.Furthermore, the illustrated embodiment comprises ultrasonic single sensors 16a , b, where the ultrasonic transmitter 16a and the ultrasonic detector 16b not in a common module, but at spaced positions in the vehicle interior 12 are arranged. The ultrasound transmitter 16a is on the ultrasonic detector 16b directed and both are coupled via the unillustrated control unit to an ultrasonic anemometer. With these ultrasonic single sensors 16a , b, in the manner known to those skilled in the art, a flow velocity in the space between transmitters indicated by the dashed double arrow 16a and detector 16b be measured.

Die gezeigte Ausführungsform weist noch einen weiteren Ultraschall-Einzelsensor 18 auf, der grundsätzlich wie die Ultraschall-Einzelsensoren 14 ausgebildet, jedoch auf eine Fläche bekannten Abstandes vom Sensor 18 gerichtet ist. In dem in 1 gezeigten Beispiel handelt es sich hierbei um die Lehne 20 eines Rücksitzes. Der durch den durchgezogenen Doppelpfeil angedeutete, bekannte Abstand zwischen der Lehne 20 und dem Detektor 18 dient als Kalibrierstrecke für die übrigen Ultraschall-Einzelsensoren 14, 16a, b und kann zusätzlich zur Bestimmung der aktuellen Innenraumtemperatur genutzt werden.The embodiment shown has yet another ultrasonic single sensor 18 basically, like the ultrasonic single sensors 14 formed, but on a surface known distance from the sensor 18 is directed. In the in 1 As shown, this is the backrest 20 a back seat. The indicated by the solid double arrow, known distance between the backrest 20 and the detector 18 serves as a calibration path for the other ultrasonic single sensors 14 . 16a , b and can also be used to determine the current interior temperature.

Sämtliche Ultraschall-Einzelsensoren 14, 16a, b und 18 bilden gemeinsam eine Ultraschall-Sensoranordnung, die in Wechselwirkung mit der nicht dargestellten Steuereinheit geeignet ist, Belegungszustände der Fahrzeugsitze sowie die Morphologie der Fahrzeuginsassen zu erkennen und zusätzlich Temperatur- und Strömungsgeschwindigkeitsdaten zu erfassen.All ultrasonic single sensors 14 . 16a , Federation 18 Together form an ultrasonic sensor assembly, which is suitable in interaction with the control unit, not shown, occupancy states of the vehicle seats and the morphology of the vehicle occupants to recognize and additionally to record temperature and flow velocity data.

Die so gewonnenen Erkenntnisse werden zur Ansteuerung von schwenkbaren Lüftern 22 genutzt, die in 1 lediglich durch jeweils einen Strömungs- und einen Verschwenkungspfeil dargestellt sind. Die Ansteuerung der Lüfter 22 erfolgt derart, dass sich um jeden Fahrzeuginsassen ein stationäres Strömungsfeld ausbildet, in welchem die von dem Insassen gewünschten, individuellen Klimaparameter möglichst optimal realisiert werden.The findings thus gained are used to control swiveling fans 22 used in 1 are shown only by a respective flow and a pivoting arrow. The control of the fans 22 takes place in such a way that a stationary flow field is formed around each vehicle occupant, in which the individual climate parameters desired by the occupant are optimally realized.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere ist die in 1 gezeigte Anordnung von Lüftern 22 und Ultraschall-Einzelsensoren 14, 16a, b, 18 rein schematisch und beispielhaft zu verstehen. Der Fachmann wird jeweils in Ansehung des Einzelfalls, d. h. insbesondere des Fahrzeugtyps und der gewünschten Komplexität des zu erzeugenden Strömungsfeldes sehr spezielle Konfigurationen der Ultraschall-Sensoranordnung und der Anordnung der Lüfter 22 umsetzen. Dementsprechend wird er auch die Regeln zur speziellen Ansteuerung der Lüfter auf Basis der über die Sensoren gewonnen Erkenntnisse einrichten und die Steuereinheit entsprechend programmieren. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Pkw beschränkt, sondern ebenso auf Lkw, Busse, Bahnen, Schiffe und sonstige Fahrzeuge mit einem Fahrzeuginnenraum für die Fahrzeuginsassen anwendbar.Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures represent only illustrative embodiments of the present invention. A broad range of possible variations will be apparent to those skilled in the art in light of the disclosure herein. In particular, the in 1 shown arrangement of fans 22 and ultrasonic single sensors 14 . 16a , b, 18 purely schematic and to be understood as an example. The person skilled in the art will in each case be very special configurations of the ultrasonic sensor arrangement and the arrangement of the fans with regard to the individual case, ie in particular of the vehicle type and the desired complexity of the flow field to be generated 22 implement. Accordingly, he will also set up the rules for the special control of the fans based on the findings gained via the sensors and program the control unit accordingly. Of course, the invention is not limited to cars, but also applicable to trucks, buses, trains, ships and other vehicles with a vehicle interior for the vehicle occupants.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Kraftfahrzeugmotor vehicle
1212
Innenraum von 10 Interior of 10
1414
Ultraschall-Einzelsensor (Sensormodul)Ultrasonic single sensor (sensor module)
16a16a
Ultraschall-Einzelsensor (Sender)Ultrasonic single sensor (transmitter)
16b16b
Ultraschall-Einzelsensor (Detektor)Ultrasonic single sensor (detector)
1818
Ultraschall-Einzelsensor (Temperaturmessung)Ultrasonic single sensor (temperature measurement)
2020
RücksitzlehneRear seat back
2222
schwenkbarer Lüfterswiveling fan

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 69828585 T2 [0003] DE 69828585 T2 [0003]

Claims (10)

Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend – eine wenigstens einen Klimaparameter eines Fahrzeuginnenraums (12) beeinflussende und mit einer Steuereinheit gekoppelte Klimaparameterbeeinflussungseinheit (22), – eine mit der Steuereinheit gekoppelte und eine Mehrzahl von Ultraschall-Einzelsensoren (14, 16a, b, 18) umfassende Ultraschall-Sensoranordnung zur Erfassung von Sitzplatzbelegungs- und Insassenmorphologie-Messwerten, welche repräsentativ sind für Sitzplatzbelegungszustände von Sitzplätzen im Fahrzeuginnenraum (12) und für Morphologiemerkmale von Fahrzeuginsassen, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, die Klimaparameterbeeinflussungseinheit (22) in Abhängigkeit von mittels der Ultraschall-Sensoranordnung erfassten Messwerten anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaparameterbeeinflussungseinheit mehrere schwenkbar im Fahrzeuginnenraum (12) angeordnete Lüfter (22) umfasst, die von der Steuereinheit derart ansteuerbar sind, dass sie in einer Umgebung eines als belegt detektierten Sitzplatzes ein auf die detektierte Morphologie eines entsprechenden Fahrzeuginsassen abgestimmtes Strömungsfeld erzeugen.An air conditioning device for a vehicle, comprising - at least one climate parameter of a vehicle interior ( 12 ) and coupled to a control unit climate parameter influencing unit ( 22 ), - one coupled to the control unit and a plurality of ultrasonic single sensors ( 14 . 16a , b, 18 ) comprehensive ultrasonic sensor arrangement for detecting seat occupancy and occupant morphology measurement values, which are representative of seat occupancy states of seats in the vehicle interior ( 12 ) and for morphology features of vehicle occupants, wherein the control unit is set up, the climate parameter influencing unit ( 22 ) in response to measured values detected by means of the ultrasonic sensor arrangement, characterized in that the climate parameter influencing unit can be pivoted several times in the vehicle interior ( 12 ) arranged fans ( 22 ), which are controllable by the control unit in such a way that, in an environment of a seat detected as occupied, they generate a flow field matched to the detected morphology of a corresponding vehicle occupant. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ultraschall-Einzelsensor (18) der Ultraschall-Sensoranordnung auf eine Referenzfläche (20) bekannten Abstandes zu dem Ultraschall-Einzelsensor (18) ausgerichtet und die Steuereinheit eingerichtet ist, aus dessen Sensorsignalen aktuelle Temperaturwerte zu ermitteln.Apparatus according to claim 1, characterized in that at least one ultrasonic single sensor ( 18 ) of the ultrasonic sensor arrangement on a reference surface ( 20 ) known distance to the ultrasonic single sensor ( 18 ) and the control unit is set up to determine current temperature values from its sensor signals. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeuginnenraum (12) ein mit der Steuereinheit gekoppelter Luftfeuchtesensor zur Erfassung von Luftfeuchte-Messwerten angeordnet und die Steuereinheit eingerichtet ist, bei der Ermittlung der aktuellen Temperarturwerte zusätzlich dessen Luftfeuchte-Messwerten einzubeziehen.Apparatus according to claim 2, characterized in that in the vehicle interior ( 12 ) an air humidity sensor coupled to the control unit for detecting air humidity measured values is arranged and the control unit is set up to additionally include its air humidity measured values when determining the current temperature standard values. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ultraschall-Einzelsensor (16a, b) einen auf einen im Fahrzeuginnenraum entfernt angeordneten Ultraschallempfänger (16b) ausgerichteten Ultraschallsender (16a) aufweist, wobei der Ultraschallempfänger (16b) und der Ultraschallsender (16a) gemeinsam über die Steuereinheit als ein Ultraschallanemometer zur Erfassung einer aktuellen Luftströmungsgeschwindigkeit in dem von ihnen umspannten Bereich des Fahrzeuginnenraums (12) geschaltet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one ultrasonic single sensor ( 16a , b) an ultrasonic receiver arranged remotely in the vehicle interior ( 16b ) aligned ultrasonic transmitter ( 16a ), wherein the ultrasonic receiver ( 16b ) and the ultrasonic transmitter ( 16a ) in common via the control unit as an ultrasonic anemometer for detecting a current air flow velocity in the area of the vehicle interior which it encompasses ( 12 ) are switched. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, die Ultraschall-Sensoranordnung im Ruhezustand des Fahrzeugs als Bewegungssensoranordnung zur Innenraumüberwachung anzusteuern.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit is set up to control the ultrasonic sensor arrangement in the idle state of the vehicle as a motion sensor arrangement for monitoring the interior. Verfahren zum Betrieb einer Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend eine wenigstens einen Klimaparameter eines Fahrzeuginnenraums (12) beeinflussende und mit einer Steuereinheit gekoppelte Klimaparameterbeeinflussungseinheit (22), bei dem – eine mit der Steuereinheit gekoppelte und eine Mehrzahl von Ultraschall-Einzelsensoren (14, 16a, b, 18) umfassende Ultraschall-Sensoranordnung Sitzplatzbelegungs- und Insassenmorphologie-Messwerte, welche repräsentativ sind für Sitzplatzbelegungszustände von Sitzplätzen im Fahrzeuginnenraum und für Morphologiemerkmale von Fahrzeuginsassen, erfasst und – die Steuereinheit die Klimaparameterbeeinflussungseinheit (22) in Abhängigkeit von den erfassten Messwerten ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaparameterbeeinflussungseinheit mehrere schwenkbar im Fahrzeuginnenraum (12) angeordnete Lüfter (22) umfasst, die von der Steuereinheit derart angesteuert werden, dass sie in einer Umgebung eines als belegt detektierten Sitzplatzes ein auf die detektierte Morphologie eines entsprechenden Fahrzeuginsassen abgestimmtes Strömungsfeld erzeugen.Method for operating an air conditioning device for a vehicle, comprising at least one climate parameter of a vehicle interior ( 12 ) and coupled to a control unit climate parameter influencing unit ( 22 ), in which - one coupled to the control unit and a plurality of ultrasonic single sensors ( 14 . 16a , b, 18 ) comprehensive ultrasonic sensor arrangement seat occupancy and occupant morphology measurement values, which are representative of seat occupancy states of seats in the vehicle interior and for morphology features of vehicle occupants, detected and - the control unit the climate parameter influencing unit ( 22 ) in dependence on the detected measured values, characterized in that the climate parameter influencing unit can be pivoted several times in the vehicle interior ( 12 ) arranged fans ( 22 ), which are controlled by the control unit in such a way that, in an environment of a seat detected as occupied, they generate a flow field matched to the detected morphology of a corresponding vehicle occupant. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ultraschall-Einzelsensor (18) der Ultraschall-Sensoranordnung auf eine Referenzfläche bekannten Abstandes zu dem Ultraschall-Einzelsensor (18) ausgerichtet ist und die Steuereinheit aus dessen Sensorsignalen aktuelle Temperaturwerte ermittelt.A method according to claim 6, characterized in that at least one ultrasonic single sensor ( 18 ) of the ultrasonic sensor arrangement on a reference surface known distance to the ultrasonic single sensor ( 18 ) and the control unit determines current temperature values from its sensor signals. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeuginnenraum (12) ein mit der Steuereinheit gekoppelter Luftfeuchtesensor zur Erfassung von Luftfeuchte-Messwerten angeordnet ist und die Steuereinheit bei der Ermittlung der aktuellen Temperarturwerte zusätzlich dessen Luftfeuchte-Messwerten einbezieht.Method according to claim 7, characterized in that in the vehicle interior ( 12 ) an air humidity sensor coupled to the control unit is arranged for detecting air humidity measured values, and the control unit additionally includes its air humidity measured values when determining the current temperature standard values. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ultraschall-Einzelsensor (16a, b) einen auf einen im Fahrzeuginnenraum entfernt angeordneten Ultraschallempfänger (16b) ausgerichteten Ultraschallsender (16a) aufweist, wobei der Ultraschallempfänger (16b) und der Ultraschallsender (16a) gemeinsam über die Steuereinheit als ein Ultraschallanemometer wirken und eine aktuelle Luftströmungsgeschwindigkeit in dem von ihnen umspannten Bereich des Fahrzeuginnenraums (12) erfassen.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that at least one ultrasonic single sensor ( 16a , b) an ultrasonic receiver arranged remotely in the vehicle interior ( 16b ) aligned ultrasonic transmitter ( 16a ), wherein the ultrasonic receiver ( 16b ) and the ultrasonic transmitter ( 16a ) act together via the control unit as a Ultraschallanemometer and a current Air flow velocity in the area of the vehicle interior ( 12 ) to capture. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Ultraschall-Sensoranordnung im Ruhezustand des Fahrzeugs als Bewegungssensoranordnung zur Innenraumüberwachung ansteuert.Method according to one of claims 6 to 9, characterized in that the control unit controls the ultrasonic sensor arrangement in the idle state of the vehicle as a motion sensor arrangement for monitoring the interior.
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