DE10014497C1 - System for improving person's condition regulates air pressure in essentially closed occupied space so e.g. chaotic external air pressure fluctuations are kept away from occupied space - Google Patents

System for improving person's condition regulates air pressure in essentially closed occupied space so e.g. chaotic external air pressure fluctuations are kept away from occupied space

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Abstract

The system has devices (1-4) for controlling or regulating the air pressure in the essentially enclosed space occupied by the person so that chaotic fluctuations in external air pressure are kept away from the occupied space and/or so that periodic fluctuations of the air pressure in the space are generated within a pressure range of 100 Pascals or less about the external air pressure. Independent claims are also included for the following: the use of the system in a vehicle and the use of the system in the air conditioning of buildings.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Steigerung der Kondition, insbesondere von Fahrzeuginsassen.The invention relates to a system for increasing Condition, especially of vehicle occupants.

Aus International Journal of Biometeorology, 1999, Band 43, S. 31-37, ist bekannt, daß das Wohlbefinden und die geistige Leistung von Menschen eine starke Abhängigkeit von kleinsten Luftdruckschwankungen zeigt. Die Amplituden dieser Schwankungen betragen dabei nur bis zu 50 Pa. Nachgewiesen wurde, daß ein chaotischer Verlauf der Druckwerte in diesem Bereich negative, ein periodischer Verlauf positive Auswirkungen zeigt. Insbesondere tritt bei bestimmten kognitiven Leistungen eine Steigerung um 30% auf. Periodische oder chaotische Luftdruckschwankungen im Bereich von typischerweise 0.01 bis 0.1 Hz werden im folgenden "extremer Infraschall" genannt.From the International Journal of Biometeorology, 1999, volume 43 , pp. 31-37, it is known that the well-being and mental performance of people show a strong dependence on the smallest fluctuations in air pressure. The amplitudes of these fluctuations are only up to 50 Pa. It has been shown that a chaotic course of the pressure values in this area shows negative effects, a periodic course positive ones. In particular, there is a 30% increase in certain cognitive performance. Periodic or chaotic air pressure fluctuations in the range of typically 0.01 to 0.1 Hz are called "extreme infrasound" in the following.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch gezielten Einsatz von extremem Infraschall die Kondition und das Wohlbefinden, insbesondere von Kraftfahrzeuginsassen zu verbessern. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Merkmale der Unteran­ sprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The object of the invention is through the targeted use of extreme infrasound the condition and well-being, to improve in particular by motor vehicle occupants. The task is characterized by the characteristics of claim 1 solved. The characteristics of the Unteran sayings contain further advantageous embodiments of the Invention.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß schlechte kognitive Leistungen und/oder Unwohlsein beim Autofahren wetterabhängig sind und von extremem Infraschall bewirkt werden. Ein weitere Ursache für Luftdruckschwankungen mit entsprechend negativer Wirkung stellen bergige Strecken dar. 4 Meter Unterschied im Höhenprofil in der Erdatmosphäre entsprechen beim Durchfahren bereits der wirksamen Druckamplitude von 50 Pa.The invention is based on the knowledge that bad cognitive performance and / or discomfort while driving are weather dependent and caused by extreme infrasound become. Another cause of fluctuations in air pressure mountainous routes represent corresponding negative effects 4 meters difference in the height profile in the Earth's atmosphere already corresponds to that when driving through effective pressure amplitude of 50 Pa.

Durch wenige Modifikationen an der Fahrgastzelle eines Automobils ist der darin herrschende Luftdruck kontrollier­ bar. Durch eine entsprechende Gestaltung oder Ansteuerung lassen sich so die negativen, durch Wetter oder Höhenprofil bewirkten Luftdruckschwankungen vermeiden oder zumindest vermindern.With just a few modifications to the passenger compartment The air pressure in the automobile is controlled bar. By appropriate design or control can be the negative, by weather or altitude profile Avoid caused air pressure fluctuations or at least Reduce.

Alternativ, d. h. ohne Rücksicht auf wetterbedingte Luft­ druckschwankungen oder solche, die beim Durchfahren von bergigen Strecken entstehen, können zusätzlich zu der Maßnahme, derartige Luftdruckschwankungen vom Fahrzeug­ innenraum fernzuhalten, gezielt positive, die geistige Leistung und das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen verbessernde periodische Schwankungen des Luftdrucks in der Fahrgastzelle innerhalb eines Druckbereiches von 100 Pa oder weniger um den äußeren Luftdruck herum erzeugt werden. Alternatively, i. H. regardless of weather-related air pressure fluctuations or those that occur when driving through mountainous routes can arise in addition to the Measure, such fluctuations in air pressure from the vehicle to keep the interior away, specifically positive, the intellectual Performance and wellbeing of vehicle occupants improving periodic fluctuations in air pressure in the Passenger cell within a pressure range of 100 Pa or less are generated around the outside air pressure.  

Die erzeugten periodischen Schwankungen des Luftdrucks in der Fahrgastzelle haben vorzugsweise Frequenzen zwischen 0,01 und 1 Hz, wobei Frequenzen zwischen 0,01 und 0,1 Hz besonders vorteilhaft sind.The periodic fluctuations in air pressure generated in the passenger compartment preferably have frequencies between 0.01 and 1 Hz, with frequencies between 0.01 and 0.1 Hz are particularly advantageous.

Die Steuerung oder Regelung des Luftdrucks kann durch Steuerung oder Regelung der Luftzufuhr in die Fahrgastzelle und/oder der Abluftbeseitigung aus der Fahrgastzelle erfolgen.The control or regulation of the air pressure can by Control or regulation of the air supply to the passenger compartment and / or the removal of exhaust air from the passenger compartment respectively.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein Kraftfahrzeug, in dem die Baugruppen, die zur Regelung des Luftdrucks in der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, schematisch eingezeichnet sind.An embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail below. The Figure shows a longitudinal section through a motor vehicle, in which the assemblies that control the air pressure in the Passenger cell of a motor vehicle can be used are shown schematically.

Das in der Figur gezeigte Kraftfahrzeug enthält ein Gebläse 1, das der Fahrgastzelle Frischluft bzw. Umluft zuführt. Das Gebläse 1 kann auch Teil einer Klimaanlage sein. Außerdem enthält das Kraftfahrzeug ein Abluftgebläse 2, das die Luft aus der Fahrgastzelle saugt. Anstelle des Abluftgebläses 2 können steuerbare Abluftklappen vorgesehen sein.The motor vehicle shown in the figure contains a blower 1 which supplies fresh air or recirculated air to the passenger compartment. The blower 1 can also be part of an air conditioning system. In addition, the motor vehicle contains an exhaust fan 2 , which sucks the air out of the passenger compartment. Instead of the exhaust fan 2 , controllable exhaust flaps can be provided.

An einem geeigneten Ort in der Fahrgastzelle ist ein Luftdrucksensor 3 angebracht, der den Luftdruck in der Fahrgastzelle mißt und ein Signal, das den gerade herrschenden Luftdruck darstellt, einem Steuergerät 4 im Fahrzeug zuführt.At a suitable location in the passenger compartment, an air pressure sensor 3 is attached, which measures the air pressure in the passenger compartment and supplies a signal, which represents the prevailing air pressure, to a control unit 4 in the vehicle.

Mit Hilfe des Signals vom Luftdrucksensor 3 regelt bzw. steuert das Steuergerät 4 das Gebläse 1 (bzw. die Klimaanlage) und/oder das Abluftgebläse 2 (bzw. die Abluftklappen) so, daß in jedem Zeitpunkt der gewünschte Luftdruck in der Fahrgastzelle herrscht, vorzugsweise ein Luftdruck, der zwischen innerhalb eines Druckbereiches von ca. 30-100 Pa um den äußeren Atmosphärendruck herum periodisch schwankt, mit einer Frequenz zwischen 0,01 und 1 Hz, zum Beispiel 0,03 Hz.With the aid of the signal from the air pressure sensor 3 , the control device 4 regulates or controls the blower 1 (or the air conditioning system) and / or the exhaust air blower 2 (or the exhaust air flaps) so that the desired air pressure prevails in the passenger compartment at all times, preferably an air pressure that fluctuates periodically between within a pressure range of approx. 30-100 Pa around the external atmospheric pressure, with a frequency between 0.01 and 1 Hz, for example 0.03 Hz.

Zusätzlich zu dem Luftdrucksensor 2, der den Luftdruck in der Fahrgastzelle mißt oder auch ersatzweise kann ein Luftdrucksensor vorgesehen sein, der den außerhalb der Fahrgastzelle herrschenden Atmosphärendruck mißt. Ein Sensor für den äußeren Druck ermöglicht es dem Steuergerät 4, auf Änderungen des äußeren Luftdrucks vorausschauend zu reagieren, um die gewünschten Luftdruckwerte im Fahrzeuginnenraum noch genauer regeln zu können.In addition to the air pressure sensor 2 , which measures the air pressure in the passenger compartment or alternatively, an air pressure sensor can be provided which measures the atmospheric pressure prevailing outside the passenger compartment. A sensor for the external pressure enables the control unit 4 to react to changes in the external air pressure in a forward-looking manner in order to be able to regulate the desired air pressure values in the vehicle interior even more precisely.

Bei der Realisierung des kontrollierten Luftdrucks im Fahrzeuginnenraum ist folgendes zu berücksichtigen:When realizing the controlled air pressure in the The following must be taken into account in the vehicle interior:

Da der aufzubringende Differenzdruck zur Umgebungsluft sehr gering ist, genügt die sorgfältige Anwendung von Dichtungselementen, die bereits heute im Fahrzeugbau verwendet werden. Auf aufwendige Dichtungsmaßnahmen, wie sie im Flugzeugbau für Druckkabinen verwendet werden, kann im allgemeinen verzichtet werden. Es genügt, die Zuluft- und ggf. Abluftkanäle entsprechend zu steuern.Because the differential pressure to be applied to the ambient air is very high is low, careful application of Sealing elements that are already used today in vehicle construction be used. On elaborate sealing measures, such as it can be used in aircraft construction for pressurized cabins generally be dispensed with. It is sufficient to and control exhaust air ducts accordingly.

Für die Zuluft ist es günstig, die heute bereits vielfach vorhandenen elektronisch ansteuerbaren Frischluftgebläse und Luftverteilungsklappen zu nutzen und sie entsprechend anzusteuern. Eine Ansteuerung der Drehzahl des Luftgebläses ist jedoch nur bei sehr niedrigem Grundgeräusch des Gebläses sinnvoll, da Drehzahl- und damit Tonhöheschwankungen von den Insassen des Fahrzeugs als störend empfunden werden. Ggf. müssen deshalb zusätzliche Luftwege vorgesehen werden. Deren Luftdurchsatz kann man mit Hilfe von elektromagnetischen Aktuatoren, die den Durchlaßquerschnitt verändern, schnell und geräuscharm verändern. Ein Gebläselüfter, dessen Luftmenge bzw. Druck durch mechanisch im Anstellwinkel veränderbare aerodynamische Elemente verändert werden kann, ist deshalb von Vorteil.It is cheap for the supply air, which is already common today existing electronically controllable fresh air blower and air distribution flaps and use them accordingly head for. A control of the speed of the air blower is, however, only when the background noise is very low Blower makes sense because of speed and thus Pitch fluctuations from the occupants of the vehicle as to be annoying. Possibly. therefore need additional Airways are provided. You can measure their air flow with the help of electromagnetic actuators that the Change passage cross section, quickly and quietly  change. A blower fan, its air volume or pressure through mechanically changeable angle of attack That is why aerodynamic elements can be changed advantageous.

Die Abluft kann durch Gebläseeinrichtungen, die in den Abluftkanälen zusätzlich angebracht werden, durch veränder­ liche Querschnitte der Abluftkanäle oder durch eine veränderliche Luftaustrittsgeometrie, die den Venturi- Effekt ausnutzt, gesteuert werden.The exhaust air can be blown in by the fans Exhaust ducts can also be attached by changing cross sections of the exhaust air ducts or through a variable air outlet geometry, which the Venturi Take advantage of, be controlled.

Eine Alternative zu der beschriebenen Regelung des Luftdrucks ist, den Luftdruck in der Fahrgastzelle lediglich zu steuern, z. B. indem die Zuluft oder Abluft mit der gewünschten Frequenz periodisch verstärkt bzw. gedrosselt wird. Auch die Methode, chaotische Schwankungen des äußeren Luftdrucks von der Fahrgastzelle fernzuhalten, kann im Prinzip durch einfache Steuerung auch ohne direkte Messung des Druckes im Innenraum realisiert werden.An alternative to the described regulation of Air pressure is the air pressure in the passenger compartment only to control, e.g. B. by using the supply air or extract air the desired frequency is periodically amplified or is throttled. Even the method of chaotic fluctuations keep the outside air pressure away from the passenger compartment, can in principle by simple control also without direct Measurement of the pressure in the interior can be realized.

Zum Beispiel kann man Schwankungen des äußeren Luftdrucks, die von einem entsprechenden Sensor detektiert werden, dadurch entgegenwirken, daß man das Gebläse 1 und/oder das Abluftgebläse 2 in Übereinstimmung mit vorprogrammierten Werten schneller oder langsamer laufen läßt.For example, fluctuations in the external air pressure, which are detected by a corresponding sensor, can be counteracted by making the blower 1 and / or the exhaust air blower 2 run faster or slower in accordance with pre-programmed values.

Den äußeren Luftdruck direkt zu messen, kann einen gewissen Aufwand erfordern. Falls das Fahrzeug über Sensoren zur Erfassung von Bewegungszuständen im Rahmen von Fahrzeugsicherheitssystemen verfügt, mit denen Steigungen und Gefälle detektiert werden können, so könnten deren Meßwerte als Eingangsgrößen für einen vorausschauenden Ausgleich der im Fahrzeuginnenraum zu erwartenden Luftdruckschwankungen verwendet werden. Höheninformationen aus genügend genauen GPS-Systemen könnten ebenfalls verwendet werden, um eine direkte Messung des äußeren Luftdrucks entbehrlich zu machen. Das gleiche gilt für die Verwendung von digitalen Karten mit Höheninformation.Measuring the outside air pressure directly can be a bit difficult Require effort. If the vehicle has sensors for Acquisition of movement states within the framework of Vehicle security systems that use gradients and slopes can be detected, so their Measured values as input variables for a predictive Compensation for the expected inside the vehicle Air pressure fluctuations are used. Altitude information from sufficiently accurate GPS systems could also  used to make a direct measurement of the exterior To make air pressure unnecessary. The same goes for the Use of digital maps with height information.

Es ist ferner möglich, das erfindungsgemäße System auch im Rahmen der Klimatisierung von Gebäuden anzuwenden.It is also possible to use the system according to the invention also in Apply the framework of the air conditioning of buildings.

Claims (6)

1. System zur Steigerung der Kondition von Personen, die sich in einem Aufenthaltsraum befinden, welcher im wesentlichen geschlossen ist, gekennzeichnet durch Einrich­ tungen (1, 2, 3, 4) zur Steuerung oder Regelung des Luftdrucks im Aufenthaltsraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung oder Regelung derart erfolgt, daß chaotische Schwankungen des äußeren Luftdrucks vom Aufenthaltsraum ferngehalten werden, und/oder derart, daß periodische Schwankungen des Luftdrucks im Aufenthaltsraum innerhalb eines Druckbereiches von 100 Pa oder weniger um den äußeren Luftdruck herum erzeugt werden.1. System for increasing the condition of people who are in a lounge, which is essentially closed, characterized by Einrich lines ( 1 , 2 , 3 , 4 ) for controlling or regulating the air pressure in the lounge, characterized in that the The control or regulation is carried out in such a way that chaotic fluctuations in the outside air pressure are kept away from the lounge and / or in such a way that periodic fluctuations in the air pressure in the lounge are generated within a pressure range of 100 Pa or less around the outside air pressure. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodischen Schwankungen des Luftdrucks im Aufenthaltsraum mit Frequenzen zwischen 0,01 und 1 Hz und vorzugsweise mit Frequenzen zwischen 0,01 und 0,1 Hz erzeugt werden. 2. System according to claim 1, characterized in that the periodic fluctuations in air pressure in the lounge with frequencies between 0.01 and 1 Hz and preferably with Frequencies between 0.01 and 0.1 Hz are generated.   3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung oder Regelung des Luftdrucks durch Steuerung oder Regelung der Luftzufuhr (1) im Aufenthaltsraum erfolgt.3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the control or regulation of the air pressure takes place by control or regulation of the air supply ( 1 ) in the lounge. 4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung oder Regelung des Luftdrucks durch Steuerung oder Regelung der Abluftbeseitigung (2) aus dem Aufenthaltsraum erfolgt.4. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the control or regulation of the air pressure takes place by control or regulation of the exhaust air removal ( 2 ) from the lounge. 5. Anwendung eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird.5. Use of a system according to one of the preceding Claims, characterized in that the system in one Motor vehicle is used. 6. Anwendung eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System bei der Klimatisierung von Gebäuden zum Einsatz kommt.6. Use of a system according to one of the preceding Claims, characterized in that the system at Air conditioning of buildings is used.
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