DE102012214066A1

DE102012214066A1 - Intelligente hvac-anlage mit insassendetektionsfähigkeit

Info

Publication number: DE102012214066A1
Application number: DE102012214066A
Authority: DE
Inventors: Gregory A. Major; Thomas A. Jones; Therese A. Tant; Bahram Khalighi; Taeyoung Han; Alan L. Browne; Nancy L. Johnson; Nilesh D. Mankame
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2013-02-14
Also published as: CN102950991A; US20130037252A1

Abstract

Eine intelligente HVAC-Anlage, die zum selektiven Regulieren von einer Fluidströmung in einem Raum ausgelegt ist, umfasst im Allgemeinen eine HVAC-Anlage mit mindestens einer aktiven Austrittöffnung, ein vorzugsweise verstellbares Gebläse, das damit fluidverbunden ist, und mindestens einen Sensor, der jeder Austrittöffnung zugeordnet ist, wobei der Sensor die zugeordnete Austrittöffnung zwischen geöffneten und geschlossenen Zuständen wechseln lassen kann und/oder vorzugsweise die Gebläseleistung ändern kann, wenn in mindestens einem Abschnitt des Raum ein Insasse autonom detektiert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HVAC-Anlagen) und insbesondere eine intelligente HVAC-Anlage mit der Fähigkeit, die Anwesenheit eines Insassen zu detektieren und den Betrieb demgemäß abzuwandeln.
2. Darlegung des Stands der Technik
HVAC-Anlagen werden seit langem verwendet, um einen damit fluidverbundenen umschlossenen Raum durch Abziehen von Luft aus dem Raum und/oder einer Frischluftzufuhr, Behandeln (Erwärmen, Kühlen, Befeuchten, Entfeuchten, etc.) der Luft, während sie durch eine oder mehrere Komponenten der Anlage strömt, und dann Ablassen der behandelten Luft durch eine oder mehrere Luftaustrittöffnungen oder -ausströmer zurück in den Raum zu klimatisieren. Die Luftaustrittöffnungen weisen typischerweise Abdeckungen auf, die dazu dienen, die Luft nach Bedarf auszustoßen. Ausgelöst durch einen temperaturbasierten Sensor erzeugen herkömmliche HVAC-Anlagen typischerweise einen eingestellten Durchsatz und arbeiten unabhängig davon, ob sich ein Insasse in dem Raum befindet. Durch mangelndes Berücksichtigen der Belegung des Raums weisen herkömmliche HVAC-Anlagen Ineffizienzen, eine unnötig große Kohlenstoffemission, übermäßigen Verschleiß von Einzelteilen und damit verbundene erhöhte Kosten auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine intelligente HVAC-Anlage, die zum einstellbaren Behandeln eines Raums beruhend auf Belegung betreibbar ist. Durch selektives Schließen einer oder mehrerer Luftaustrittöffnungen und/oder Abwandeln der Ausgabe, wenn ein bestimmter Abschnitt des Raums nicht belegt ist, ist die erfinderische Anlage zum Verringern von Kohlenstoffemissionen und Energieverbrauch nutzbar. Somit ist die Anlage in einer Kraftfahrzeugumgebung weiterhin zum Steigern von Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder Verbessern der Komforteinstufung für diese Abschnitte des einen Insassen aufweisenden Fahrzeuginnenraums nutzbar. Wenn aktive Materialien integriert werden, ist die Erfindung auch zum Verbessern von Einbauoptionen brauchbar, reduziert im Vergleich zu herkömmlichen elektromechanischen Anlagen funktionell äquivalente Masse, Geräusch (sowohl akustisch als auch bezüglich EMF) und die Komplexität/Anzahl von sich bewegenden Abschnitten.
Im Allgemeinen umfasst die Erfindung eine HVAC-Anlage, die mit dem Raum fluidverbunden ist und mehrere Austrittöffnungen, ein Steuergerät und mehrere Insassendetektionssensoren umfasst. Jede Austrittöffnung ist mit einem im Allgemeinen getrennten Abschnitt des Raums fluidverbunden. Das Steuergerät ist mit der HVAC-Anlage kommunizierend gekoppelt und betreibbar, um auf einer individuellen Grundlage eine Fluidströmung zwischen dem Raum und Austrittöffnungen zu steuern. Die Insassendetektionssensoren dienen dazu, eine Anwesenheit eines Insassen innerhalb jedes Abschnitts des Raums zu detektieren, und sind mit dem Steuergerät kommunizierend gekoppelt, um das Steuergerät über eine Anwesenheit zu informieren. Somit sind die HVAC-Anlage, das Steuergerät und die Sensoren zusammenwirkend ausgelegt, um nur bei Detektieren eines Insassen darin mindestens einem der Abschnitte behandeltes Fluid zu liefern.
Andere Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung, einschließlich bevorzugte Konfigurationen und Verfahren, die Formgedächtnis-Drahtaktoren und eine Mehrfachlüftungsschlitz-Abdeckung, Arretierungs- und Überlastschutzmechanismen nutzen, usw. gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) und den begleitenden Zeichnungsfiguren hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
Eine bevorzugte Ausführungsform(en) wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren näher beschrieben:
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeuginnenraums, der mehrere Zonen festlegt, die zum Teil durch den Fahrer- und den Beifahrersitz festgelegt und mit einer HVAC-Anlage fluidverbunden sind, die mehrere die Zonen bedienende Austrittöffnungen aufweist, wobei ein Insassendetektionssensor in jedem Sitz angeordnet und mit der HVAC-Anlage kommunizierend gekoppelt ist, und die insbesondere in einer Ansicht mit vergrößertem Ausschnitt eine Abdeckung eine aktive Austrittöffnungsabdeckung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
2a ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das einen Fahrzeuginnenraum unter Abgrenzung von Fahrer-, vorderer und hinterer Zonen festlegt und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine HVAC-Anlage umfasst, die mehrere die Zonen bedienende Austrittöffnungen, in jeder Zone angeordnete und mit der HVAC-Anlage kommunizierend gekoppelte Insassendetektionssensoren aufweist, wobei überall Insassen anwesend sind und die HVAC-Anlage jede Zone voll bedient; und
2b ist eine Draufsicht auf das in 2a gezeigte Fahrzeug, wobei im Inneren Insassen anwesend sind und die HVAC-Anlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Hälfte jeder Zone bedient.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine intelligente HVAC-Anlage 10, die dazu dient, die Anwesenheit eines Insassen 12 in einem zu behandelnden Raum 14 zu detektieren und autonom ihre Ausgabe und/oder Konfiguration demgemäß abzuwandeln. Es versteht sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente derselben durch Entsprechungen ersetzt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Die Anlage 10 wird hierin in einer Kraftfahrzeugumgebung beschrieben und veranschaulicht (1–2b); es liegt aber sicherlich innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung, die Nutzen und Vorteile der Anlage 10 auf andere Umgebungen zu übertragen, wie etwa zum Beispiel bezüglich HVAC-Anlagen für Flugzeuge oder für Wohn-/Gewerbezwecke. Insbesondere sieht die Erfindung Mittel zum Ermitteln der Anwesenheit eines Insassen 12 innerhalb eines gesteuerten Raums 14 und zum selektiven Zulassen oder Beschränken (z. B. Steigern oder Verringern) der Strömung behandelter Luft in mindestens einen Abschnitt des Raums 14 vor, wobei die Selektivität durch das Detektieren des Insassen 12 ausgelöst wird.
Die erfinderische Anlage 10 umfasst eine HVAC-Anlage 16, ein Steuergerät 18, das mit der HVAC-Anlage 16 kommunizierend gekoppelt ist und daran zum Verarbeiten ein Betätigungsmodul gespeichert aufweist, und mindestens einen Sensor 20, der dazu dient, die Anwesenheit eines Insassen 12 zu detektieren, und der mit dem Steuergerät 18 kommunizierend gekoppelt ist (1–2b). Es versteht sich, dass die HVAC-Anlage 16 und das Steuergerät 18 kombiniert werden können. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die HVAC-Anlage 16 mehrere Austrittöffnungen (d. h. Luftströmungsleitungen oder -kanäle) 22, die mit mindestens einem Gebläse 24 und einem im Allgemeinen getrennten Abschnitt des Raums 14 fluidverbunden und zwischen diesen angeordnet sind. D. h. jede Austrittöffnung 22 beeinflusst vorrangig den unmittelbar dazu benachbarten Abschnitt des Raums 14 und ist insbesondere vorwiegent verantwortlich für die Luftqualität-, Lufttemperatur- und Luftströmungseigenschaften des Abschnitts, wobei sich versteht, dass die anderen Austrittöffnungen 22 und das zu dem Raum 14 (z. B. durch die Fahrzeugverglasung) benachbarte umgebende Umfeld ebenfalls die Eigenschaften des Abschnitts beeinflussen. Somit sind im Allgemeinen getrennte Abschnitte durch diese thermodynamische oder physikalische Grenze festgelegt, in denen benachbarte Austrittöffnungen 22 vorrangigen Einfluss ausüben. Bevorzugter sind die Abschnitte so abgetrennt, dass die Behandlung stärker örtlich beschränkt wird.
In 2a, b legt der Fahrzeuginnenraum eines Fahrzeugs 100 den Raum 14 fest, und die HVAC-Anlage 16 umfasst beispielhaft sechs Austrittsöffnungen 22, die zwei seitlich eigenständige Zonen 14a, b und zwei in Längsrichtung eigenständige Zonen 14c, d festlegen. Zusammen legen die Zonen 14a–d im Allgemeinen getrennte Front-Fahrer-, Front-Beifahrer-, Heck-Fahrer- und Heck-Beifahrer-Abschnitte des Raums 14 fest. In jedem Abschnitt überwacht ein Insassendetektionssensor 20, um die Anwesenheit eines Insassen 12 zu ermitteln. Zum Beispiel kann der Sensor 20 ausgelegt sein, um das Gewicht, die Wärmeabgabe oder das Ausatmen des Insassen 12 zu detektieren, und kann als solcher einen Drucksensor, der in jedem Sitz des Fahrzeugs 100 angeordnet ist, einen Infrarotdetektor und/oder einen Kohlendioxidsensor darstellen. Wenn eine Anwesenheit ermittelt wird, weist der Sensor 20 das Steuergerät 18 an, die HVAC-Anlage 16 so zu aktivieren, dass nur der belegte Abschnitt/die belegten Abschnitte behandelt werden. Zu diesem Zweck sind die Austrittöffnungen 22 zwischen geöffneten und geschlossenen Zuständen verstellbar, und das/die Gebläse 24 ist/sind vorzugsweise beeinflussbar.
Insbesondere ist eine autonom einstellbare Abdeckung 26 mit jeder Austrittöffnung 22 an dem Auslass verbunden und vorzugsweise mit dieser abgedichtet. Zum Beispiel kann die Abdeckung 26 zur Platzersparnis eine Mehrfachlüftungsschlitzkonfiguration aufweisen, wobei mehrere Lüftungsschlitze 26 miteinander verbunden sind und gemeinsam betätigt werden, um veranlasst zu werden, sich übereinstimmend und gemeinsam zu bewegen (1). Bei dieser Konfiguration können benachbarte Lüftungsschlitze 26a durch ein Vier-Stab-Gelenksystem verbunden werden. Mit den Lüftungsschlitzen 26a ist ein Aktor 28 treibend gekoppelt und dient dazu, die Abdeckung 26 zu veranlassen, zwischen den geöffneten und geschlossenen Zuständen zu wechseln. Der Aktor 28 kann mechanisch, elektromechanisch oder auf Aktivmaterial basierend sein. Das Steuergerät 18 dient dazu, den Aktor 28 auf Befehl zu aktivieren, und kann damit drahtlos gekoppelt oder mittels Verdrahtung verbunden sein.
In der bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät 18 auch mit einem Gebläse 24 mit einem verstellbaren Antrieb kommunizierend gekoppelt. Das Gebläse 24 dient als solches dazu, veränderliche Ausströmraten zu liefern. In einer Kraftfahrzeugausführungsform kann die HVAC-Anlage 16 zum Beispiel ein erstes und zweites Gebläse 24 (2a, b) mit dualer Klimasteuerungsfunktionalität umfassen. Hier dient das Steuergerät 18 dazu, abhängig davon, ob und wo ein Insasse 12 detektiert wird, eines oder beide der Gebläse 24 getrennt zu aktivieren. Bei einem Versuch wiesen die Gebläse 24 und die vier Austrittöffnungen 22 zusammenwirkend einen Bereich der Ausströmratenleistung von 3,26–6,51 m³/min (115–230 Kubikfuß pro Minute (cfm)) auf. Aus Sicht eines Fahrers wurde festgestellt, dass eine Ausströmrate von 4,39 m³/min (155 cfm), wobei sich nur die zum Fahrerabschnitt benachbarten zwei Austrittöffnungen in dem geöffneten Zustand befanden, verglichen mit einer Baselinerate von 6,51 m³/min (230 sfm) mit allein vier Austrittöffnungen in dem geöffneten Zustand eine verbesserte Kühlleistung erbrachten. Durch derartiges örtliches Begrenzen der Kühlung wurde ferner festgestellt, dass die Luftgeschwindigkeit beim Fahrer von 0,7 m/s auf 1,0 m/s erhöht wurde und die Lufttemperatur beim Fahrer ferner von 17° Celsius auf 16,6° Celsius gekühlt wurde.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird unter anderem Aktivmaterialbetätigung verwendet, um die Abdeckung 26 zu den geöffneten und/oder geschlossenen Zuständen zu verstellen oder um den Insassen 12 effizienter als bereits dargestellte herkömmliche Aktoren und Sensoren zu erfassen. Ein Aktivmaterialaktor 28 oder -sensor 20 kann entweder einzeln oder kombiniert mit herkömmlichen Betätigungsmitteln eine separate Funktion bieten oder diese Funktion unterstützen (wie etwa bedarfsweises Verstärken des Kraftwerts über den Wert hinaus, der von dem herkömmlichen Aktor bereitgestellt werden könnte).
Wie hierin verwendet wird dem Begriff ”aktives Material” seine übliche Bedeutung, wie sie von Durchschnittsfachleuten verstanden wird, zugewiesen, und er umfasst ein beliebiges Material oder einen beliebigen Verbundwerkstoff, der eine reversible Änderung einer grundlegenden (z. B. chemischen oder immanenten physikalischen) Eigenschaft aufweist, wenn es einer externen Signalquelle ausgesetzt wird. Somit umfassen Aktivmaterialien solche Zusammensetzungen, die als Reaktion auf das Aktivierungssignal, das für unterschiedliche Aktivmaterialien die Form elektrisch, magnetisch, thermisch und ähnliche Felder annehmen kann, eine Änderung der Steifigkeitseigenschaften, der Form und/oder der Maße aufweisen können. Geeignete Aktivmaterialien zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung umfassen solche, die als Aktoren und/oder zum Erfassen der Anwesenheit eines Insassen verwendet werden können, einschließlich aber nicht ausschließlich Formgedächtnislegierungen (SMA), elektroaktive Polymere (EAP), ferromagnetische SMA und piezoelektrische Verbundstoffe, wie nachstehend näher beschrieben wird, sowie Formgedächtnispolymere (SMP), Formgedächtniskeramiken, elektrorheologische (ER-)Zusammensetzungen, magnetorheologische (MR-)Zusammensetzungen, dielektrische Elastomere und andere anerkannte Aktivmaterialien.
SMA in Drahtform kann zum Beispiel verwendet werden, um die Abdeckung 26 zu einem geöffneten oder geschlossenen Zustand zu treiben, indem ihre Formgedächtniseigenschaften ausgenutzt werden, wobei der Begriff ”Draht” breit ausgelegt werden sollte, um andere gleichwertige streckbare Konfigurationen wie etwa Streifen, Geflechte, Kabel, Ketten, etc. zu umfassen. Insbesondere kann ein SMA-Draht 28 mit den Lüftungsschlitzen 26 (1) gekoppelt sein und mit einer Energiequelle (wie etwas das Fahrzeugladesystem), die dazu dient, diesem ein Aktivierungssignal zu liefern, kommunizierend gekoppelt sein. Die Energieversorgung kann durch eine PWM, einen Regler oder einen Leistungswiderstand in Reihe geregelt werden. Zum Beispiel kann im Fall von Aktoren, die thermisch aktiviertes Formgedächtnismaterial umfassen, durch die Energieversorgung ein elektrischer Strom geliefert werden, um eine Joulesche Erwärmung zu bewirken, wenn dies von dem Steuergerät 18 gefordert wird. Bevorzugter kann zur Unterstützung des Verhinderns von Überhitzung die Versorgung so geregelt werden, dass dem Aktor 28 zyklisch Leistung geliefert wird; es versteht sich aber, dass dies eine geringfügige Bewegung (z. B. Flattern und/oder Schlagen) in der Abdeckung 26 hervorrufen kann.
Wenn in 1 der Draht 28 veranlasst wird, wie vorstehend beschrieben eine grundlegende Änderung zu durchlaufen, zieht er sich zusammen, um die Lüftungsschlitze 26a aufzuziehen. Wenn das zugehörige Gebläse 24 nicht abgeschaltet ist (z. B. wenn die Anlage 10 ein einziges Gebläse 24 nutzt), versteht sich, dass der Aktor 28 genügend Kraft erzeugen muss, um den erreichten Zustand zu halten. Zu diesem Zweck versteht sich, dass beispielhafte Aktordrähte 28 Spannungs- und Dehnungswerte von 170 MPa bzw. 2,5% aufweisen können, was bei Aktivieren zu einer Abdichtkraft von 2 N führt. Es versteht sich, dass SMA-Drähte mit Durchmessergrößen von 0,012, 0,015 und 0,02 mm eine maximale Ziehkraft von 1250, 2000 bzw. 3.560 Gramm aufweisen. Der Aktor 28 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass zur Betätigung 2,5 bis 12 V und 2 Ampere Strom bereitgestellt werden. Insofern eine Änderung des Maßes (z. B. Einengung) und kein Formgedächtnis verwendet wird, um die Abdeckung 26 anzutreiben, versteht sich, dass EAP in Form von gerollten oder dünnen Streifen dielastischer Elastomere und piezoelektrischer Unimorphe oder Bimorphe, die beide eine schnelle, reversible und feldstärkenproportionale Verlagerung bieten könnten, an Stelle von SMA verwendet werden können. Ferner wird erwogen, dass andere Konfigurationen eines Aktivmaterialaktors, wie etwa Drehmomentrohre, die mit einer entgegenwirkend vorgespannten Torsionsfedern gekoppelt sind, implementiert werden können, um eine Drehbewegung zu bewirken.
Wenn ein Zweiwege-Formgedächtnis vorgesehen wird, dient der Draht 28 bei Deaktivieren zum Rückführen der Abdeckung 26 zu dem vorherigen Zustand; ansonsten wird der Anlage 10 ein Vorspannmechanismus 30 hinzugefügt und dient zum Rückführen der Lüftungsschlitze 26a zu dem normalen Zustand (z. B. am Fahrerabschnitt geöffnet und für den Beifahrer und die Heckabschnitte geschlossen), wenn der Draht 28 deaktiviert wird. Zum Beispiel können die Verbindungen zwischen den Lüftungsschlitzen 26a Elastomerelemente aufweisen, die dazu dienen, die Abdeckung 26 zuzuziehen (1). Dadurch wird in dem Energieabschaltzustand ein geschlossener Zustand beibehalten, so dass eine bei Ausfall geschlossene Konfiguration vorgesehen wird. Alternativ können die Lüftungsschlitze 26a so ausgelegt werden, dass sie weg von dem Raum 14 und gegen eine Fluidströmung, öffnen, so dass das Gebläse 24 dazu dient, die Abdeckung 26 in dem geschlossenen Zustand abzudichten.
Vorzugsweise wird ein Arretierungsmechanismus 32 verwendet, um die Abdeckung 26 in dem erreichten Zustand zu halten, wenn das Aktivmaterialelement 28 deaktiviert wird. Zum Beispiel kann eine mit einer benachbarten festen Struktur schwenkbar gekoppelte Sperrklinke ausgelegt sein, nur mit einer fest an der Abdeckung 26 angebrachten Klaue zu greifen, wenn die Abdeckung 26 den geöffneten Zustand erreicht (1). Alternativ kann eine (nicht gezeigte) Ratsche genutzt werden, die dazu dient, eine Einwegbewegung zu bewirken und die Abdeckung 26 in einem von mehreren mittleren geöffneten Zuständen zu halten. Es versteht sich, dass ein zusätzliches Aktivmaterialelement, wie etwa ein SMA-Draht (nicht gezeigt), verwendet werden kann, um die Sperrklinke von der Klaue zu lösen oder um die Ratsche freizugeben, wenn eine Rückführung erwünscht ist.
Schließlich ist der SMA-Draht-Aktor 28 in 1 vorzugsweise mit einem Lastbegrenzungsschutz 34 gekoppelt. Der Schutz 34 ist so ausgelegt, dass er einen sekundären Ausgabepfad für den Draht 28 aufweist, wenn er dem Signal ausgesetzt wird, aber an der erwünschten Bewegung gehindert wird. Dies bietet, wie sich versteht, Dehnungs-/Spannungsentlastung und verlängern dadurch die Lebensdauer des Aktors 28. D. h. es versteht sich, dass, wenn ein Aktivmaterial eine Umwandlung durchläuft, aber daran gehindert wird, die sich ergebende physikalische Änderung zu durchlaufen (z. B. Erwärmen eines gestreckten SMA-Drahts über seine Umwandlungstemperatur, aber Nichtzulassen, dass der Draht zu seinem nicht angespannten Zustand zurückkehrt), es zu schädlichen Auswirkungen auf die Materialleistung und/oder Langlebigkeit kommen kann. Bei der vorliegenden Erfindung ist es zum Beispiel vorhersehbar, dass ein Bewegen der Abdeckung 26 bei Betätigung entweder durch den Insassen 12 oder eine andere Form von Hindernis eingeschränkt werden könnte. Zum Beispiel kann der Schutz 34 eine Zugfeder umfassen, die in Reihe mit dem Draht 28 und gegenüber der Abdeckung 26 angeordnet ist; die Feder wird bis auf einen Punkt gestreckt, bei dem ihre angelegte Vorbelastung dem Lastwert entspricht, bei dem sich versteht, dass der Aktor 28 bei Blockieren beginnen würde, eine übermäßige Kraft zu erfahren.
Bezüglich des Sensors 20 kann eine Aktivmaterialbetätigung genutzt werden, um die Anwesenheit zu erfassen und/oder das Steuergerät 18 hiervon zu informieren Zum Beispiel kann eine piezoelektrische Lastzelle in einem Boden oder Sitz angeordnet werden, um bei Einsteigen in den Raum 14 das Gewicht eines Insassen 12 aufzunehmen. Insbesondere kann das piezoelektrische Element verwendet werden, um eine Druckänderung in Elektrizität umzuwandeln und das Senden eines Signals zu dem Steuergerät 18 oder der HVAC-Anlage 16 direkt zu veranlassen (z. B. um den Aktor 28 der Abdeckung 26 zu aktivieren), wenn es von dem Insassen 12 zusammengepresst wird. Eine nähere Beschreibung von piezoelektrischen Verbundstoffen und ihrer Funktion wird nachstehend vorgesehen.
In einem anderen Beispiel kann ein SMA-Draht so positioniert und ausgerichtet werden, dass er das Gewicht des Insassen 12 aufnimmt, um eine Spannungsänderung zu erfahren, wenn der Insasse 12 in den Raum 14 steigt; es versteht sich hier, dass der elektrische Widerstand eines SMA-Elements direkt proportional zu der Spannungsbelastung ist, die es erfährt. Zu diesem Zweck und wie in 1 gezeigt kann zum Beispiel ein SMA-Draht 20 in einer Bogensehnenkonfiguration in dem Unterteil 36 eines Sitzes angeordnet, fest an dem Rahmen desselben angebracht und durch einen federvorgespannten Stützbock 38 gepolstert werden, um den Draht 28 zu spannen. Der bevorzugte Stützbock 38 erfordert für das Zusammendrücken ein Mindestschwellengewicht (z. B. 100 N), so dass das Steuergerät 18 ausgelöst wird, wenn es wahrscheinlich ist, dass sich ein Insasse 12 in dem Raum 14 befindet, und nicht, wenn verschiedene kleine Objekte wie etwa zum Beispiel Geldbörsen, Akten, Bücher oder Zeitungen auf den Sitz gelegt werden. Wenn der Insasse 12 auf dem Unterteil 36 sitzt, wird der Draht 20 veranlasst, eine Änderung (wie gezeigt eine Abnahme) der Spannung zu durchlaufen. Ein ständig überwachtes Rückmeldungssignal erfasst die Spannungsänderung als Änderung des Widerstands und informiert das Steuergerät 18. Schließlich ist ein harter Anschlag 40 vorzugsweise vorgesehen, um eine Beschädigung des Drahts 28 zu verhindern.
Formgedächtnislegierungen (SMA) bezeichnen im Allgemeinen eine Gruppe von metallischen Materialien, die die Fähigkeit zeigen, zu einer gewissen vorher festgelegten Form oder Größe zurückzukehren, wenn sie einem geeigneten thermischen Reiz ausgesetzt werden. Formgedächtnislegierungen können Phasenübergänge durchlaufen, in denen ihre Streckgrenze, Steifigkeit, Abmessung und/oder Form als Funktion von Temperatur geändert werden. Der Begriff ”Streckgrenze” bezeichnet die mechanische Spannung, bei der ein Material eine festgelegte Abweichung von einer Proportionalität von mechanischer Spannung und Dehnung aufweist. Im Allgemeinen können in der Niedertemperatur- oder Martensitphase Formgedächtnislegierungen plastisch verformt werden und transformieren bei Einwirken einer höheren Temperatur zu einer Austenitphase oder Ursprungsphase, wobei sie zu ihrer Form vor der Verformung zurückkehren.
Formgedächtnislegierungen existieren in mehreren unterschiedlichen temperaturabhängigen Phasen. Die am häufigsten genutzten dieser Phasen sind die vorstehend beschriebenen sogenannten Martensit- und Austenitphasen. In der folgenden Beschreibung bezeichnet die Martensitphase im Allgemeinen die verformbarere Niedertemperaturphase, wogegen die Austenitphase im Allgemeinen die starrere Phase höherer Temperatur bezeichnet. Wenn sich die Formgedächtnislegierung in der Martensitphase befindet und erwärmt wird, beginnt sie, in die Austenitphase zu wechseln. Die Temperatur, bei der dieses Phänomen einsetzt, wird häufig als Austenit-Starttemperatur (A_s) bezeichnet. Die Temperatur, bei der dieses Phänomen abgeschlossen ist, wird als die Austenit-Finish-Temperatur (A_f) bezeichnet. Eine Aktivierung kann durch Temperaturänderung bewirkt werden, die durch Stromsignalisierung (z. B. durch mit dem Fahrzeug-Ladesystem und der Batterie verbundene Stromleitungen (nicht gezeigt) oder eine andere physikalische oder chemische Umwandlung hervorgerufen wird.
Wenn sich die Formgedächtnislegierung in der Austenitphase befindet und gekühlt wird, beginnt sie, in die Martensitphase zu wechseln, und die Temperatur, bei der dieses Phänomen einsetzt, wird als Martensit-Starttemperatur (M_s) bezeichnet. Die Temperatur, bei der Austenit das Wechseln zu Martensit beendet, wird als Martensit-Finish-Temperatur (M_f) bezeichnet. Im Allgemeinen sind die Formgedächtnislegierungen in ihrer Martensitphase weicher und leichter verformbar und in der Austenitphase härter, steifer und/oder starrer. Im Hinblick auf das Vorstehende ist ein geeignetes Aktivierungssignal zur Verwendung bei Formgedächtnislegierungen ein thermisches Aktivierungssignal mit einer Größenordnung, um Umwandlungen zwischen der Martensit- und der Austenitphase zu bewirken.
Formgedächtnislegierungen können abhängig von der Legierungszusammensetzung und der Verarbeitungshistorie einen Einweg-Formgedächtniseffekt, einen intrinsischen Zweiweg-Effekt oder einen extrinsischen Zweiwege-Formgedächtniseffekt aufweisen. Geglühte Formgedächtnislegierungen weisen typischerweise nur den Einweg-Formgedächtniseffekt auf. Ein ausreichendes Erwärmen nach der Niedertemperaturverformung des Formgedächtnismaterials induziert den Übergang des Typs Martensit zu Austenit, und das Material nimmt wieder die ursprüngliche geglühte Form ein. Somit werden Einweg-Formgedächtniseffekte nur bei Erwärmen beobachtet. Aktive Materialien, die Formgedächtnislegierungszusammensetzungen umfassen, die Einweg-Gedächtniseffekte aufweisen, verformen sich nicht automatisch zurück und erfordern wahrscheinlich eine externe mechanische Kraft, um die Form wieder einzunehmen.
Intrinsische und extrinsische Zweiweg-Formgedächtnismaterialien sind durch einen Formwechsel sowohl bei Erwärmen aus der Martensitphase zu der Austenitphase als auch durch einen zusätzlichen Formwechsel bei Abkühlen aus der Austenitphase zurück zur Martensitphase charakterisiert. Aktive Materialien, die einen intrinsischen Formgedächtniseffekt aufweisen, werden aus einer Formgedächtnislegierungszusammensetzung hergestellt, die die aktiven Materialien veranlasst, sich infolge der vorstehend erwähnten Phasenumwandlungen automatisch wieder umzuwandeln. Ein intrinsisches Zweiweg-Formgedächtnisverhalten muss durch Bearbeitung in dem Formgedächtnismaterial induziert werden. Solche Verfahrensweisen umfassen eine extreme Verformung des Materials, während es sich in der Martensitphase befindet, Erwärmen-Abkühlen unter Zwang oder Last oder Oberflächenabwandlung, wie etwa Laserhärten, Polieren oder Kugelstrahlen. Sobald das Material gelernt hat, den Zweiweg-Formgedächtniseffekt aufzuweisen, ist die Formänderung zwischen dem Nieder- und dem Hochtemperaturzustand im Allgemeinen reversibel und besteht eine große Anzahl von Wärmezyklen fort. Aktive Materialien dagegen, die die extrinsischen Zweiweg-Formgedächtniseffekte aufweisen, sind Verbundwerkstoffe oder Mehrkomponenten-Werkstoffe, die eine Formgedächtnislegierungszusammensetzung, die einen Einwegeffekt aufweist, mit einem anderen Element, das eine Rückstellkraft zum Rückbilden der ursprünglichen Form vorsieht, kombinieren.
Die Temperatur, bei der sich die Formgedächtnislegierung an ihre Form bei hoher Temperatur erinnert, wenn sie erwärmt wird, kann durch geringfügige Änderungen der Zusammensetzung der Legierung und durch Wärmebehandlung angepasst werden. Bei Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen kann sie zum Beispiel von oberhalb von in etwa 100°C auf unterhalb von in etwa –100°C geändert werden. Der Formwiederherstellungsprozess tritt über einem Bereich von nur ein paar Grad auf, und das Einsetzen oder Beenden der Umwandlung kann abhängig von der erwünschten Anwendung und der Legierungszusammensetzung auf innerhalb ein oder zwei Grad gesteuert werden. Die mechanischen Eigenschaften der Formgedächtnislegierung schwanken stark über dem ihre Umwandlung überspannenden Temperaturbereich, wobei sie typischerweise der Anlage Formgedächtniseffekte, superelastische Effekte und hohe Dämpfungskapazität verleihen.
Geeignete Formgedächtnislegierungsmaterialien umfassen ohne Einschränkung Legierungen auf Nickel-Titan-Basis, Legierungen auf Indium-Titan-Basis, Legierungen auf Nickel-Aluminium-Basis, Legierungen auf Nickel-Gallium-Gasis, Legierungen auf Kupfer-Basis (z. B. Kupfer-Zink-Legierungen, Kupfer-Aluminium-Legierungen, Kupfer-Gold- und Kupfer-Zinn-Legierungen), Legierungen auf Gold-Cadmium-Basis, Legierungen auf Silber-Cadmium-Basis, Legierungen auf Indium-Cadmium-Basis, Legierungen auf Mangan-Kupfer-Basis, Legierungen auf Eisen-Platin-Basis, Legierungen auf Eisen-Platin-Basis, Legierungen auf Eisen-Palladium-Basis und dergleichen. Die Legierungen können binär, ternär oder von irgendeiner höheren Ordnung sein, solange die Legierungszusammensetzung einen Formgedächtniseffekt, z. B. eine Änderung der Formorientierung, Dämpfungskapazität und dergleichen, aufweist.
Es versteht sich, dass SMA eine Modulzunahme des 2,5-fachen und eine Maßänderung von bis zu 8% (abhängig von dem Vordehnungsbetrag) bei Erwärmen auf über ihre Übergangstemperatur von der Martensit- zur Austenitphase aufweisen. Es versteht sich, dass thermisch induzierte SMA-Phasenwechsel Einwegwechsel sind, so dass ein Vorspannkraftrückstellmechanismus (wie etwa eine Feder) erforderlich sein würde, um die SMA zu ihrer Ausgangskonfiguration zurückzuführen, sobald das angelegte Feld entfernt wird. Um die gesamte Anlage elektronisch steuerbar zu machen, kann Joulesche Erwärmung genutzt werden. Spannungsinduzierte Phasenänderungen der SMA sind aber von Natur aus Zweiweg-Änderungen. Das Anlegen von ausreichend Spannung bei einer SMA in ihrer Austenitphase veranlasst sie, zu ihrer Martensitphase niedrigeren Moduls zu wechseln, in der sie bis zu 8% ”superelastische” Verformung aufweisen kann. Das Entfernen der angelegten Spannung lässt die SMA zurück zu ihrer Austenitphase wechseln, wobei sie ihre Ausgangsform und den höheren Modul zurückgewinnt.
Ferromagnetische SMA (FSMA), die eine Unterklasse von SMA sind, können in der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden. Diese Materialien verhalten sich wie conportionale SMA-Materialien, die eine durch Spannung oder Wärme induzierte Phasenumwandlung zwischen Martensit und Austenit aufweisen. Ferner sind FSMA ferromagnetisch und weisen eine starke magnetokristalline Anisotropie auf, die es ermöglichen, dass eine externes Magnetfeld die Ausrichtung/den Anteil von feldausgerichteten martensitischen Varianten beeinflusst. Wird das Magnetfeld entfernt, kann das Material ein vollständiges Zweiweg-, ein teilweises Zweiweg- oder Einweg-Formgedächtnis aufweisen. Bei einem teilweisen oder Einweg-Formgedächtnis kann ein externer Anreiz, Temperatur, Magnetfeld oder mechanische Spannung dem Material die Rückkehr zu seinem Ausgangszustand ermöglichen. Für eine proportionale Steuerung mit kontinuierlicher zugeführter Leistung kann ein perfektes Zweiweg-Formgedächtnis verwendet werden. Externe Magnetfelder können bei kraftfahrzeugtechnischen Anwendungen durch Elektromagneten mit weichem Magnetkern erzeugt werden, wenngleich auch ein Paar von Helmholtz-Spulen für schnelles Ansprechen verwendet werden kann.
Geeignete piezoelektrische Materialien umfassen anorganische Verbindungen, organische Verbindungen und Metalle, sollen aber nicht darauf beschränkt sein. Bezüglich organischer Materialien können alle Polymermaterialien mit nicht punktsymmetrischer Struktur und einer Gruppe/Gruppen großen Dipolmoments an der Hauptkette oder an der Seitenkette oder an beiden Ketten in den Molekülen als geeignete Kandidaten für die piezoelektrische Folie verwendet werden. Beispielhafte Polymere umfassen zum Beispiel, sollen aber nicht darauf beschränkt sein: Poly(natrium 4-styrolsulfonat), Poly(poly(vinylamin)Hauptketten-azo-chromophor) und deren Derivate; Polyfluorkohlenwasserstoffe, einschließlich Polyvinylidenfluorid, sein Copolymer-Vinylidenfluorid (”VDF”), Cotrifluorethylen und deren Derivate; Polychlorkohlenstoffe, einschließlich Poly(vinylchlorid), Polyvinylidenchlorid und deren Derivate; Polyacrylonnitrile und deren Derivate; Polycarbonsäuren, einschließlich Poly(methacrylsäure) und deren Derivate; Polyharnstoffe und deren Derivate; Polyurethane und deren Derivate; Biomoleküle wie etwa Poly-L-Milchsäuren und deren Derivate und Zellmembranproteine sowie Phosphatbiomoleküle wie etwa Phosphodilipide; Polyaniline und deren Derivate und alle Derivate von Tetraminen; Polyamide, einschließlich aromatische Polyamide und Polyimide, einschließlich Kapton und Polyetherimid, und deren Derivate; alle der Membranpolymere; Poly(N-vinylpyrrolidon)(PVP)-Homopolymer und dessen Derivate und Random-PVP-Covinylacetat-Copolymere; und alle der aromatischen Polymere mit Dipolmomentgruppen in der Hauptkette oder den Seitenketten oder sowohl in der Hauptkette als auch in den Seitenketten und Mischungen derselben.
Piezoelektrische Materialien können auch Metalle gewählt aus der Gruppe bestehend aus Blei, Antimon, Mangan, Tantal, Zirkonium, Niob, Lanthan, Platin, Palladium, Nickel, Wolfram, Aluminium, Strontium, Titan, Barium, Calcium, Chrom, Silber, Eisen, Silicium, Kupfer, Legierungen, die mindestens eines der vorstehenden Metalle umfassen, und Oxide, die mindestens eines der vorstehenden Metalle umfassen, umfassen. Geeignete Metalloxide umfassen SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂, SrTiO₃, PbTiO₃, BaPiO₃, FeO₃, Fe₃O₄, ZnO und Mischungen derselben und Verbindungen der Gruppen VIA und IIB wie etwa CdSe, CdS, GaAs, AgCaSe₂, ZnSe, GaP, InP, ZnS und Mischungen davon. Vorzugsweise wird das piezoelektrische Material aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylidenfluorid, Bleizirkonattitanat und Bariumtitanat und Mischungen davon gewählt.
Elektroaktive Polymere umfassen solche Polymermaterialien, die als Reaktion auf elektrische oder mechanische Felder piezoelektrische, pyroelektrische oder elektrostriktive Eigenschaften aufweisen. Ein Beispiel für ein elektrostriktives gepfropftes Elastomer mit einem piezoelektrischen Poly(vinyliden-fluorid-trifluor-ethylen)copolymer. Diese Kombination hat die Fähigkeit, einen unterschiedlichen Betrag an ferroelektrischen-elektrostriktiven molekularen Verbundwerkstoffsystemen zu erzeugen. Diese können als piezoelektrischer Sensor oder auch als elektrostriktiver Aktor betrieben werden.
Materialien, die zur Verwendung als elektroaktives Polymer geeignet sind, können ein im Wesentlichen isolierendes Polymer bzw. Gummi (oder eine Kombination davon), das sich als Reaktion auf eine elektrostatische Kraft verformt oder dessen Verformung zu einer Änderung des elektrischen Felds führt, umfassen. Beispielhafte Materialien, die zur Verwendung als vorgedehntes Polymer geeignet sind, umfassen Silikonelastomere, Acrylelastomere, Polyurethane, thermoplastische Elastomere, Copolymere, die PVDF umfassen, druckempfindliche Klebstoffe, Fluorelastomere, Polymere, die Silikon- und Acrylanteile umfassen, und dergleichen. Polymere, die Silikon- und Acrylanteile umfassen, können zum Beispiel Copolymere, die Silikon- und Acrylanteile umfassen, Polymermischungen, die ein Silikonelastomer und ein Acrylelastomer umfassen, umfassen.
Als elektroaktives Polymer verwendete Materialien können beruhend auf einer oder mehreren Materialeigenschaften wie etwa einer hohen elektrischen Durchschlagsfestigkeit, einem niedrigen Elastizitätsmodul (für große oder kleine Verformungen), einer hohen Dielektrizitätskonstante und dergleichen gewählt werden. In einer Ausführungsform wird das Polymer so gewählt, dass es einen Elastizitätsmodul von höchstens etwa 100 MPa aufweist. In einer anderen Ausführungsform wird das Polymer so gewählt, dass es einen maximalen Betätigungsdruck zwischen etwa 0,05 MPa und etwa 10 MPa und vorzugsweise zwischen etwa 0,3 MPa und etwa 3 MPa aufweist. In einer anderen Ausführungsform wird das Polymer so gewählt, dass es eine Dielektrizitätskonstante zwischen etwa 2 und etwa 20 und vorzugsweise zwischen etwa 2,5 und etwa 12 aufweist. Die vorliegende Offenbarung soll nicht auf diese Bereiche beschränkt sein. Idealerweise wären Materialien mit einer höheren Dielektrizitätskonstante als den vorstehend genannten Bereichen wünschenswert, wenn die Materialien sowohl eine hohe Dielektrizitätskonstante als auch eine hohe dielektrische Festigkeit hätten. In vielen Fällen können elektroaktive Polymere als Dünnschichten hergestellt und implementiert werden. Für diese Dünnschichten geeignete Dicken können unter 50 Mikrometer liegen.
Hierin offenbarte Bereiche sind inklusiv und kombinierbar (z. B. schließen Bereiche von ”bis zu etwa 25 Gew.-% oder spezieller etwa 5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%” die Endpunkte und alle Zwischenwerte der Bereiche von ”etwa 5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-%” etc. ein). ”Kombination” schließt Gemische, Mischungen, Legierungen, Reaktionsprodukte und dergleichen ein. Weiterhin geben die Begriffe ”erste/erster/erstes”, ”zweiter/zweite/zweites” und dergleichen hierin keine Reihenfolge, Menge oder Bedlsung an, sondern werden vielmehr verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden, und die Begriffe ”eine/einer/eines” geben hierin keine Mengenbeschränkung an, sondern geben vielmehr das Vorhandensein mindestens eines des genannten Gegenstands an. Der Modifikator ”etwa”, der in Verbindung mit einer Menge verwendet wird, schließt den Zustandswert ein und hat die vom Kontext vorgegebene Bedeutung (umfasst z. B. den Fehlergrad in Verbindung mit der Messung der jeweiligen Menge). Die hierin verwendeten Pluralformen sollen sowohl den Singular als auch den Plural des Begriffs, den sie modifizieren, umfassen, wodurch ein oder mehrere des Begriffs (z. B. umfasst der Farbstoff/die Farbstoffe ein oder mehrere Farbstoffe) umfasst sind. In der gesamten Beschreibung bedeutet der Verweis auf ”eine Ausführungsform”, ”eine andere Ausführungsform” usw., dass ein bestimmtes Element (z. B. Merkmal, Struktur und/oder Eigenschaft), das in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, in mindestens einer hierin beschriebenen Ausführungsform enthalten ist und in anderen Ausführungsformen enthalten sein kann, aber nicht muss. Ferner versteht sich, dass die beschriebenen Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen in beliebiger geeigneter Weise kombiniert werden können.
Geeignete Algorithmen, Verarbeitungsleistung und Sensoreingänge liegen im Hinblick auf diese Offenbarung eindeutig innerhalb des fachmännischen Könnens. Diese Erfindung wurde unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben. Abwandlungen können vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Schutzumfang derselben abzuweichen. Daher soll die Erfindung nicht auf eine bestimmte Ausführungsform beschränkt sein, die als die beste in Betracht gezogene Art zum Ausführen dieser Erfindung offenbart ist, sondern die Erfindung soll alle Ausführungsformen umfassen, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Intelligente Anlage, die ausgelegt ist, um einen Raum einstellbar zu behandeln, um Kohlenstoffemissionen und Energieverbrauch zu reduzieren, wobei die Anlage umfasst: eine HVAC-Anlage, die mit dem Raum fluidverbunden ist und mindestens eine Austrittöffnung umfasst, wobei jede Austrittöffnung vorrangig einen im Allgemeinen getrennten Abschnitt des Raums beeinflusst; ein Steuergerät, das mit der HVAC-Anlage kommunizierend gekoppelt ist und dazu dient, Fluidströmung zwischen dem Raum und der Austrittöffnung einzeln zu steuern; und mindestens einen Insassendetektionssensor, der dazu dient, eine Anwesenheit eines Insassen in jedem Abschnitt des Raums zu detektieren, und der mit dem Steuergerät kommunizierend gekoppelt ist, wobei die HVAC-Anlage, das Steuergerät und der Sensor zusammenwirkend ausgelegt sind, um dem mindestens einen der Abschnitte behandeltes Fluid zu liefern, nur wenn ein Insasse in dem mindestens einen der Abschnitte detektiert wird.
Anlage nach Anspruch 1, wobei die HVAC-Anlage weiterhin mindestens ein Gebläse umfasst, das mit jeder Austrittöffnung fluidverbunden ist und eine Ausströmrate erzeugt, und das Steuergerät mit dem mindestens einen Gebläse kommunizierend gekoppelt ist und dazu dient, die Ausströmrate zu beeinflussen.
Anlage nach Anspruch 1, wobei jede Austrittöffnung eine Auslassabdeckung aufweist, die zwischen geöffneten und geschlossenen Zuständen umstellbar ist, um eine Fluidströmung zuzulassen bzw. abzusperren.
Anlage nach Anspruch 3, wobei die HVAC-Anlage weiterhin mindestens ein Aktivmaterialelement umfasst, das mit jeder Abdeckung antreibend gekoppelt ist, mit dem Steuergerät kommunizierend gekoppelt ist und eine reversible Änderung einer grundlegenden Eigenschaft durchlaufen kann, wenn es einem Aktivierungssignal ausgesetzt wird, und die Änderung ein Wechseln der Abdeckung zu einem von geöffnetem und geschlossenem Zustand hervorrufen oder ermöglichen kann.
Anlage nach Anspruch 1, wobei mindestens einer der mehreren Sensoren mindestens ein Aktivmaterialelement umfasst, das eine reversible Änderung einer grundlegenden Eigenschaft durchlaufen kann, wenn es einem Aktivierungssignal ausgesetzt wird, und das Element verwendet wird, um die Anwesenheit zu ermitteln.
Anlage nach Anspruch 5, wobei der Sensor einen Formgedächtnislegierungsdraht umfasst, der so positioniert und ausgerichtet ist, dass er eine durch die Anwesenheit hervorgerufene Änderung der mechanischen Spannung durchläuft.
Anlage nach Anspruch 1, wobei der Raum ein durch ein Fahrzeug festgelegter Fahrzeuginnenraum ist, die HVAC-Anlage mehrere Austrittöffnungen umfasst, die mehrere Abschnitte festlegen, die durch seitlich eigenständige Fahrer- und Beifahrerzonen ausgebildet sind.
Anlage nach Anspruch 1, wobei der Raum ein durch ein Fahrzeug festgelegter Fahrzeuginnenraum ist, die HVAC-Anlage mehrere Austrittöffnungen umfasst, die mehrere Abschnitte festlegen, die durch in Längsrichtung eigenständige Front- und Heck-Innenraumzonen ausgebildet sind.
Anlage nach Anspruch 1, wobei der Raum ein durch ein Fahrzeug festgelegter Fahrzeuginnenraum ist, die HVAC-Anlage mehrere Austrittöffnungen umfasst, die Front-Fahrer-, Heck-Fahrer-, Front-Beifahrer- und Heck-Beifahrer-Abschnitte festlegen, die durch in Längsrichtung eigenständige Front- und Heck-Innenraumzonen und seitlich eigenständige Fahrer- und Beifahrer-Zonen ausgebildet sind.
Anlage nach Anspruch 2, wobei jede Austrittöffnung eine Auslassabdeckung aufweist, die zwischen geöffneten und geschlossenen Zuständen umstellbar ist, um eine Fluidströmung zu ermöglichen und abzusperren, und mit dem Steuergerät kommunizierend gekoppelt ist und das Steuergerät betreibbar ist, um die Ausströmraten selektiv abzuwandeln und die Abdeckungen umzustellen.