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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Klimaanlage eines
Fahrzeugs, bei welchem von einem Navigationssystem bereitgestellte Daten
zum Ermitteln des Sonnenstands herangezogen werden. Bei dem ermittelten
Sonnenstand wird ein Wärmeeintrag in das Fahrzeug ermittelt
und der Wärmeeintrag wird beim Regeln und Steuern der Klimaanlage
berücksichtigt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine
Klimaanlage für ein Fahrzeug.
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Die
DE 102 46 244 A1 beschreibt
eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, welche eine Steuer-
und Regelungseinrichtung zum Steuern und Regeln der Klimaanlage
umfasst. Mittels eines Navigationssystems wird unter Berücksichtigung
des aktuellen Standorts und der Orientierung des Fahrzeugs, der
aktuellen Uhrzeit und des aktuellen Datums der Sonnenstand und damit
der räumliche Einstrahlwinkel in das Fahrzeug berechnet,
welcher dann beim Steuern und Regeln der Klimaanlage berücksichtigt
wird. Des Weiteren ist ein mindestens einzoniger Fotosensor vorgesehen,
mittels welchem eine Umgebungshelligkeit bestimmt wird. Um den Wärmeeintrag
in das Fahrzeug bei dem gegebenen Sonnenstand zu ermitteln, werden
zusätzlich zu der Umgebungshelligkeit die Fahrtrichtung
des Fahrzeugs und die Höhe über dem Meeresspiegel
berücksichtigt. Klimaanlagenparameter wie die Innenraumtemperatur,
die Mischluftzusammensetzung, die Luftverteilung und die Gebläsedrehzahl
werden dann in Abhängigkeit von dem Wärmeeintrag
und dessen Orientierung in den Innenraum des Fahrzeugs so gesteuert,
dass in allen Fahrzeugbereichen eine gewünschte Temperierung
erreicht wird.
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Eine
derartige Klimaanlage lässt noch Wünsche offen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, das eingangs genannte Verfahren
zum Regeln einer Klimaanlage zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patenanspruchs
1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 und durch eine
Klimaanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweils abhängigen
Patenansprüchen angegeben.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung werden bei einem Verfahren zum Regeln
einer Klimaanlage eines Fahrzeugs von einem Navigationssystem bereitgestellte
Daten zum Ermitteln des Sonnenstands und dessen Orientierung zum
Fahrzeug herangezogen. Ein Wärmeeintrag in einen Innenraum des
Fahrzeugs bei dem ermittelten Sonnenstand wird ermittelt und der
Wärmeeintrag und dessen Orientierung wird beim Steuern
und Regeln der Klimaanlage berücksichtigt. Beim Ermitteln
des Wärmeeintrags wird hierbei eine Neigung des Fahrzeugs
zu einer horizontalen Bezugsebene berücksichtigt. Insbesondere
bei einer erheblichen Neigung des Fahrzeugs, etwa beim Befahren
einer steilen Bergstraße, kann nämlich der tatsächliche
Einstrahlwinkel der Sonne auf das Fahrzeug erheblich von dem Winkel abweichen,
welchen die Sonnenstrahlung und die horizontale Bezugsebene einschließen.
Durch Berücksichtigen dieses bei geneigtem Fahrzeug realen Einstrahlwinkels
beim Steuern und Regeln der Klimaanlage ist ein erhöhter
Klimatisierungskomfort erreichbar.
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Die
von dem Navigationssystem bereitgestellten Daten können
den Längengrad und den Breitengrad und/oder eine Höhe über
dem Meeresspiegel und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs in Kombination
mit Datum und Uhrzeit umfassen. Anhand dieser Daten wird dann rechnerisch
der Sonnenstand und dessen Orientierung zum Fahrzeug bestimmt. Aus
Tabellen und/oder über Vergleichsmessungen kann der mit
dem jeweiligen Sonnenstand korrelierende maximale Wärmeeintrag
berechnet werden. Für das Ermitteln des tatsächlichen
Wärmeeintrags können insbesondere durch das Navigationssystem
bereitgestellte Informationen zur Abschattung, etwa durch Bäume,
Gebäude und/oder durch das topographische Relief bewirkte
Abschattungen des Fahrzeugs und/oder Abschattungen herangezogen
werden, welche von lichtundurchlässigen Bauteilen des Fahrzeugs
bewirkt werden. Der so ermittelte, tatsächliche Wärmeeintrag
in den Innenraum des Fahrzeugs kann z. B. als Störgröße
in der Klimasteuerung und Klimaregelung berücksichtigt werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Neigung mittels
eines Lagesensors und/oder anhand von durch das Navigationssystem
bereitgestellten Daten ermittelt. Ist in dem Fahrzeug ein Lagesensor
verbaut, kann auf den Rechenaufwand zum Ermitteln der Neigung aus
durch das Navigationssystem bereitgestellten Daten verzichtet werden.
Demgegenüber fallen beim Verwenden alleine der durch das
Navigationssystem bereitgestellten Daten zum Ermitteln der Neigung
des Fahrzeugs keine Kosten und kein sonstiger Aufwand für
den Lagesensor an.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art beim Ermitteln des Wärmeeintrags eine Wetterinformation
berücksichtigt, welche einer fahrzeugeigenen Empfangseinrichtung
kommuniziert wird. Hierbei wird also die der Empfangseinrichtung
kommunizierte Wetterinformation dazu genutzt, ergänzend,
bevorzugt jedoch alternativ zu einer die Wetterinformation erfassenden
Sensorik, den tatsächlichen Wärmeeintrag in den
Innenraum des Fahrzeugs bei dem ermittelten Sonnenstand zu ermitteln. Die
Wetterinformation wird also daraufhin ausgewertet, ob bzw. wie intensiv
die Sonne tatsächlich scheint. Beim Ermitteln des tatsächlichen
Wärmeeintrags wird hierbei der theoretische, also berechnete und
mit dem jeweiligen Sonnenstand korrelierende maximale Wärmeeintrag
zu Grunde gelegt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung empfängt
die Empfangseinrichtung ein drahtlos kommuniziertes Signal, insbesondere
ein Radiosignal und/oder ein Internetprotokoll und/oder ein Mobilfunksignal.
Das Radiosignal kann hierbei insbesondere einen Verkehrsnachrichtenkanal
(TMC, Traffic Message Channel) nutzen. So kann die Wetterinformation
in besonders kurzen Zyklen, insbesondere automatisiert, aktualisiert werden.
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Der
Wärmeeintrag in das Fahrzeug kann jedoch auch in Abhängigkeit
von einer Umgebungshelligkeit und/oder einer Intensität
der Sonnenstrahlung ermittelt werden, welche mittels eines Sensors
erfasst wird. Hierbei kann ein einfacher Helligkeitssensor zum Einsatz
kommen wie er zum Ansteuern von Scheinwerfern des Fahrzeugs bei
verminderter Helligkeit zum Einsatz kommt. Ein solcher Helligkeitssensor
kann insbesondere in einem Regensensor integriert sein. Über
die Helligkeit kann der Bewölkungsgrad erfasst werden.
Mittels eines Solarsensors und/oder Strahlungssensors kann auch
direkt die Intensität der Sonnenstrahlung erfasst werden. Auch
kann der Solarsensor und/oder Helligkeitssensor dazu herangezogen
werden, festzustellen, ob Fahrzeuginsassen direkter oder indirekter
Sonnenstrahlung ausgesetzt sind.
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Die
Erfindung betrifft des Weiteren eine Klimaanlage für ein
Fahrzeug, mit einer Steuer- und Regelungseinrichtung zum Steuern
und Regeln der Klimaanlage, wobei die Steuer- und Regelungseinrichtung
zum Steuern und Regeln der Klimaanlage gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren ausgelegt ist.
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Alle
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Erfindung gelten
auch als bevorzugte Ausführungsformen des weiteren Aspekts
der Erfindung und umgekehrt. Des weiteren gelten die für
das jeweilige erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen
bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile auch für
die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Die
vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen
sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder
in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen
sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch
in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.
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Diese
zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines
Verfahrens zum Steuern und Regeln einer Klimaanlage eines Fahrzeugs.
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Bei
einem anhand der Figur veranschaulichten Verfahren zum Steuern und
Regeln einer Klimaanlage eines Fahrzeugs erfolgt in einem ersten Schritt
ein Bereitstellen 10 von Daten durch ein Navigationssystem
des Fahrzeugs. Die Daten umfassen den Längengrad und den
Breitengrad, auf welchem sich das Fahrzeug aktuell befindet, die
Höhe über dem Meeresspiegel, die Fahrtrichtung,
sowie die aktuelle Uhrzeit und das aktuelle Datum.
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Aus
diesen Daten wird in einer Berechnung 12 der Sonnenstand
ermittelt, welcher die Elevation, also den Höhenwinkel
als Höhe über dem Horizont und den Azimut der
Sonne umfasst. Über den Einstrahlwinkel kann so erfasst
werden, ob die Sonne von rechts oder links, von vorne oder von hinten,
von oben oder von unten auf das Fahrzeug scheint, sofern überhaupt
Sonnenschein vorliegt. Um dies festzustellen, erfolgt in einem nächsten
Schritt ein Ermitteln 14 einer Umgebungshelligkeit. Die
Umgebungshelligkeit kann auch vorab ermittelt werden oder zeitgleich
mit der Berechnung 12.
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Zum
Ermitteln 14 der Umgebungshelligkeit kann ein Helligkeitssensor
in dem Fahrzeug vorgesehen sein. Ergänzend oder alternativ
kann die Information, ob oder gegebenenfalls wie intensiv die Sonne
scheint, aus einer Wetterinformation abgeleitet werden, welche einer
fahrzeugeigenen Empfangseinrichtung drahtlos kommuniziert. Bei der
Empfangseinrichtung kann es sich um ein Radioempfangsgerät,
ein Mobilfunkgerät, oder ein WLAN-fähiges Empfangsgerät
handeln, welche die Wetterinformation an eine Steuer und Regelungseinrichtung zum
Steuern und Regeln der Klimaanlage des Fahrzeugs weitergibt.
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Basierend
auf dem Einstrahlwinkel der Sonne und der Stärke des tatsächlich
vorhandenen Sonnenlichts wird anschließend in einem nächsten Schritt 16 der
tatsächliche Wärmeeintrag in den Innenraum des
Fahrzeugs ermittelt. Hierbei erfolgt eine Korrektion des berechneten
Einstrahlwinkels derart, dass eine Neigung des Fahrzeugs zu einer
horizontalen Bezugsebene berücksichtigt wird. Die Neigung kann
mittels eines Lagesensors oder anhand der durch das Navigationssystem
bereitgestellten Daten zur Topographie und zum aktuellen Aufenthaltsort des
Fahrzeugs ermittelt werden.
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In
Abhängigkeit von dem tatsächlichen Wärmeeintrag
in den Innenraum des Fahrzeugs erfolgt dann ein Einstellen 18 von
Komponenten der Klimaanlage. Beispielsweise können Klappen,
etwa Mischluftklappen und/oder Kaltluftklappen, so eingestellt werden,
dass einer besonders direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzte Bereiche
des Fahrgastraums verstärkt mit gekühlter Luft
beaufschlagt werden. Dies kann zusätzlich durch Erhöhen
einer Gebläsestärke unterstützt werden.
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Auch
können bevorzugt mit besonders kühler Luft zu
beaufschlagende Bereiche des Fahrgastraums mit einem kälteren
Luftstrom beaufschlagt werden als weniger stark oder nicht von der
Sonneneinstrahlung betroffene Bereiche des Fahrgastraums. Unterschiedliche
Ausblastemperaturen können hierbei sowohl für
rechte, mittlere und linke Bereiche des Fahrgastraums eingestellt
werden als auch für vordere und hintere sowie obere und
untere Bereiche des Fahrgastraums.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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