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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Klimatisierung eines von einem Fahrzeuginsassen besetzten Fahrzeugsitzes, welcher mit einer Sitzlüftungseinrichtung sowie mit einer Sitztemperierungseinrichtung ausgestattet ist, wobei mittels einer Feuchte-Sensoranordnung ein für eine Feuchte einer Oberfläche des Fahrzeugsitzes repräsentativer Feuchtewert ermittelt und die Sitzlüftungseinrichtung und die Sitztemperierungseinrichtung in Abhängigkeit von dem ermittelten Feuchtewert gesteuert werden.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Kraftfahrzeug, umfassend
- – einen Fahrzeugsitz, welcher mit einer Sitzlüftungseinrichtung sowie mit einer Sitztemperierungseinrichtung ausgestattet ist,
- – eine Feuchte-Sensoranordnung zur Erfassung eines für eine Feuchte einer Oberfläche des Fahrzeugsitzes repräsentativen Feuchtewertes sowie
- – eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, die Sitzlüftungseinrichtung und die Sitztemperierungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Feuchtewert zu steuern.
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Stand der Technik
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Diese Druckschrift offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer komplexen Klimatisierungssteuerung, die durch eine Steuereinheit koordiniert wird, welche einerseits Signale von verschiedenen Klimaparametersensoren im Innenraum des Kraftfahrzeugs erhält und andererseits unterschiedliche Klimaparameterbeeinflussungsorgane im Innenraum des Kraftfahrzeugs ansteuert. Insbesondere offenbart die genannte Druckschrift, einen Fahrzeugsitz mit Temperatur- und mit Feuchtesensoren auszustatten, die jeweils aktuelle Temperatur- bzw. Feuchtewerte in dem von einem Fahrzeuginsassen besetzten Oberflächenbereich des Fahrzeugsitzes an die Steuereinheit melden. Der bekannte Fahrzeugsitz ist zudem mit einer Belüftungseinrichtung und einer Temperierungseinrichtung, insbesondere einer Heizeinrichtung, ausgestattet, die beide von der Steuereinheit ansteuerbar sind. Die Sitzbelüftungseinrichtung ist dabei in dem Fachmann grundsätzlich bekannter Weise derart ausgestaltet, dass ein Luftstrom erzeugt wird, der die Materialoberfläche des Fahrzeugsitzes durchsetzt und dabei im Material oder auf dessen Oberfläche befindliche Feuchtigkeit abtransportiert bzw. zu deren Verdunstung beiträgt. In der Steuereinheit der bekannten Vorrichtung sind Temperatur- und Feuchte-Grenzwerte gespeichert und Algorithmen implementiert, die aktuelle Temperatur- und Feuchte-Messwerte mit den genannten Grenzwerten und ggf. weiteren Mess- und Speicherwerten in Beziehung setzt und hieraus Ansteuerungsparameter für die Sitzlüftungseinrichtung und die Sitztemperierungseinrichtung errechnet, sodass diese Einrichtungen in der Folge entsprechend angesteuert werden.
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Die bekannte Vorrichtung zielt zwar darauf ab, den Klimakomfort des Fahrzeuginsassen zu steigern, indem insbesondere eine zu hohe Feuchte im Sitzbereich abgeführt wird. Allerdings berücksichtigt die bekannte Vorrichtung nicht, dass die Belüftungsmaßnahme selbst unter bestimmten klimatischen Umständen mit einer erheblichen Komfortminderung verbunden sein kann. Insbesondere bei großem Feuchtigkeitsüberschuss wird durch die Belüftungsmaßnahme erhebliche Verdunstungskälte frei, die vom Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden werden kann, insbesondere wenn er ohnehin bereits unterkühlt ist. Eine solche Situation kann beispielsweise dann auftreten, wenn der Fahrzeuginsasse kurz zuvor durch kalten Regen zu seinem Fahrzeug gegangen ist. In diesem Fall wäre ein trockener Sitz, d.h. beabsichtigte Ergebnis des bekannten Verfahrens, zwar wünschenswert; der Weg zu seiner Erreichung, d.h. eine starke Sitzbelüftung, würde jedoch den Diskomfort wenigstens vorübergehend noch steigern. Zwar schlägt die genannte Druckschrift als kompensatorische Maßnahme die Beheizung des Fahrersitzes vor. Allerdings beruht die Klimatisierungssteuerung lediglich auf Feuchte- und Temperaturmessungen, die sich auf die Sitzoberfläche beziehen und daher wenig repräsentativ für den aktuell empfundenen Klimakomfort des Fahrzeuginsassen sind.
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Aus der
DE 199 53 385 A1 ist es bekannt, bei manuell eingeschalteter Sitzbelüftung eine zusätzliche Sitzbeheizung nach aktuellen Temperatur- und Feuchtemessungen im Bereich der Sitzoberfläche zu steuern.
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Aufgabenstellung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugsitzes zur Verfügung zu stellen, welches insbesondere auch solchen Situationen gerecht wird, bei denen eine erhebliche Überschussfeuchtigkeit bei gleichzeitigem Kälteempfinden des Fahrzeuginsassen vorliegt.
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Darlegung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Sitzlüftungseinrichtung und die Sitztemperierungseinrichtung in zusätzlicher Abhängigkeit von einem mittels einer Temperatur-Sensoranordnung erfassten und für eine Hauttemperatur des Gesichts- und/oder des Handbereichs des Fahrzeuginsassen repräsentativen Hauttemperaturwert gesteuert wird.
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Im Hinblick auf ein entsprechend ausgestattetes Kraftfahrzeug wird diese Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 5 dadurch gelöst, dass das Fahrzeug weiter eine Temperatur-Sensoranordnung zur Erfassung eines für eine Hauttemperatur des Gesichts- und/oder des Handbereichs eines auf dem Fahrzeugsitz positionierten Fahrzeuginsassen repräsentativen Hauttemperaturwertes aufweist und die Steuereinheit eingerichtet ist, die Sitzlüftungseinrichtung und die Sitztemperierungseinrichtung in zusätzlicher Abhängigkeit von dem Hauttemperaturwert zu steuern.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der zentrale Gedanke der Erfindung ist es, nicht nur das Erfordernis einer Sitzbelüftung, insbesondere einer Sitztrocknung, als solches zu detektieren und entsprechende Sitzbelüftungs- bzw. Trocknungsmaßnahmen in Abhängigkeit hiervon zu gestalten. Vielmehr wird das subjektive Komfortempfinden des Fahrzeuginsassen in den Mittelpunkt gestellt. Aufgrund der Erfindung kann, bevor eine Sitzbelüftungsmaßnahme eingeleitet wird, geprüft werden, ob eine solche Maßnahme mit dem aktuellen Komfortempfinden des Fahrzeuginsassen vereinbar ist. Als objektiv messbare Größe zur Erfassung des subjektiven Komfortempfindens wird dabei erfindungsgemäß auf die Hauttemperatur im Gesichts- und/oder Handbereich des Fahrzeuginsassen zurückgegriffen. Insbesondere unter einem sogenannten PMV-Wert von Null, d.h. einem gemäß DIN EN ISO 7730 definierten thermischen Komfort-Index, ist die Hauttemperatur im Gesichts- und Handbereich sehr stark mit dem aktuellen Komfortempfinden korreliert. Ein PMV-Wert unter Null besagt, dass die Mehrzahl der Menschen eine entsprechende Klimaparameterkonstellation als insgesamt kühl, kalt oder zu kalt empfinden (selbstverständlich sind auch andere Komfortwertdefinitionen im Rahmen der Erfindung anwendbar). Der erfindungsgemäß erfasste Hauttemperaturwert ist also gerade in dem hier interessierenden Bereich ein sehr empfindliches Indiz dafür, ob und ggfs. um wieviel der aktuell empfundene thermische Komfort vom Optimum abweicht. Daher lässt sich aufgrund der Erfindung abschätzen, ob oder ggf. mit welcher einstellbaren Stärke eine Sitzbelüftungsmaßnahme im Hinblick auf eine Vermeidung zusätzlichen Diskomforts oder, bevorzugt, auf eine Komfortsteigerung angesichts des aktuellen Komfortempfindens vertretbar ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungsabhängigkeit der Sitzlüftungseinrichtung und der Sitztemperierungseinrichtung derart gestaltet ist, dass bei einem erfassten Feuchtewert oberhalb eines vorgegebenen Feuchtegrenzwertes eine Aktivierung oder Aktivierungsverstärkung der Sitzlüftungseinrichtung unter der zusätzlichen Voraussetzung erfolgt, dass der erfasste Hauttemperaturwert oberhalb eines vorgegebenen Temperaturgrenzwertes liegt. Mit anderen Worten wird der mittels der Temperatur-Sensoranordnung erfasste Hauttemperaturwert mit einem in der Steuereinheit gespeicherten Temperaturgrenzwert verglichen. Der gespeicherte Grenzwert kann statisch sein oder jeweils auf Basis aktueller Messwerte, wie beispielsweise Umgebungs-Klimawerten, berechnet werden. Liegt der erfasste Hauttemperaturwert über dem gespeicherten Temperaturgrenzwert, wird dies so interpretiert, dass der vom Fahrzeuginsassen aktuell empfundene thermische Komfort im warmen Bereich hinreichend groß ist, sodass eine Sitzbelüftungsmaßnahme nicht zu einer nicht vertretbaren Komfortreduktion in Richung eines zu kühlen Empfindens, sondern günstigstenfalls zu einer Komfortsteigerung führen würde. Entsprechend wird dieses Kriterium als hinreichend angesehen, die Belüftungsmaßnahme anzustoßen. Bei dieser Belüftungsmaßnahme kann es sich um die Aktivierung einer zuvor inaktiven Sitzlüftungseinrichtung oder aber um eine Steigerung der Aktivität der bereits aktiven Sitzlüftungseinrichtung handeln.
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Für den Fall, dass der erfasste Hauttemperaturwert jedoch unterhalb des gespeicherten Temperaturgrenzwertes liegt, können im Wesentlichen zwei unterschiedliche Konsequenzen gezogen werden. Deren Auswahl im konkreten Fall kann von weiteren aktuellen Messwerten, beispielsweise von aktuellen Klimawerten der Umgebung, abhängig gemacht werden.
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Bei einer ersten Variante ist vorgesehen, dass die Steuerungsabhängigkeit der Sitzlüftungseinrichtung und der Sitztemperierungseinrichtung derart gestaltet ist, dass bei gleichzeitigem Vorliegen eines erfassten Feuchtewertes oberhalb des vorgegebenen Feuchtegrenzwertes und eines erfassten Hauttemperaturwertes unterhalb des vorgegebenen Temperaturgrenzwertes eine Aktivierung oder Aktivierungsverstärkung der Sitztemperierungseinrichtung erfolgt und eine Aktivierung oder Aktivierungsverstärkung der Sitzlüftungseinrichtung unterbleibt. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass im Fall, dass der Fahrzeuginsasse seine aktuelle thermische Situation ohnehin als zu kalt empfindet, keine Sitzbelüftungsmaßnahme erfolgt, die diesen Diskomfort noch verstärken würde. Stattdessen wird der Sitz geheizt bzw. die Sitzheizung verstärkt. Dies führt zwar nicht unmittelbar zu einer Trocknung des Sitzes; der Fahrzeuginsasse wird aber soweit aufgewärmt, bis er Trocknungsmaßnahmen ohne unvertretbare Komforteinbußen überstehen kann. Bei einer iterativen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieser Zeitpunkt durch die erfindungsgemäße Detektion der Hauttemperatur erkannt, sodass das Verfahren dann in den oben bereits erläuterten Grundmodus springt.
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Alternativ kann bei einer zweiten Variante vorgesehen sein, dass die Steuerungsabhängigkeit der Sitzlüftungseinrichtung und der Sitztemperierungseinrichtung derart gestaltet ist, dass bei gleichzeitigem Vorliegen eines erfassten Feuchtewertes oberhalb des vorgegebenen Feuchtegrenzwertes und eines erfassten Hauttemperaturwertes unterhalb des vorgegebenen Temperaturgrenzwertes eine Aktivierung oder Aktivierungsverstärkung der Sitzlüftungseinrichtung bei gleichzeitiger Aktivierung oder Aktivierungsverstärkung der Sitztemperierungseinrichtung erfolgt. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass der auf Basis der Hauttemperatur erkannte thermische Diskomfort parallel zu eingeleiteten Trocknungsmaßnahmen kompensiert wird. Sitzbelüftung und Sitzheizung werden also simultan aktiviert bzw. in ihrer Aktivität verstärkt. Diese Variante führt schneller zu dem angestrebten Ziel eines getrockneten Sitzes; ihre Sinnhaftigkeit im Hinblick auf die Diskomfort-Kompensation hängt allerdings von etlichen Kriterien ab, wie beispielsweise dem Ausmaß des aktuellen Diskomforts und der technischen Realisierung der Sitztemperierungseinrichtung und der Sitzlüftungseinrichtung. Der Fachmann wird bei der konkreten Auslegung des erfindungsgemäßen Verfahrens diese Parameter daher mit in Erwägung zu ziehen haben, wenn eine Entscheidung zur Wahl der oben genannten ersten oder der hier beschriebenen zweiten Variante der Weiterbildung der Erfindung ansteht.
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Für die konkrete technische Umsetzung der Temperatur-Sensoranordnung zur Erfassung der Hauttemperatur des Fahrzeuginsassen kann vorgesehen sein, dass diese einen auf den Gesichts- und/oder den Handbereich des Fahrzeuginsassen gerichteten, berührungslosen Infrarot-Temperatursensor aufweist. Entsprechende berührungslose Temperatur-Sensoren sind dem Fachmann bekannt. Ihr Einsatz erscheint im vorliegenden Kontext besonders hilfreich, da eine anders geartete Erfassung, insbesondere der Gesichtshauttemperatur, für den Fahrzeuginsassen unkomfortabel ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Temperatur-Sensoranordnung einen in ein manuelles Betätigungsorgan des Fahrzeugs integrierten Temperatursensor aufweist. Eine solche Kontaktmessung bietet sich insbesondere zur Erfassung der Hauttemperatur im Handbereich an. Entsprechende Temperatursensoren können beispielsweise in das Lenkrad oder einen Schaltknauf integriert sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Es zeigt:
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1 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder analoge Elemente hin.
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1 zeigt eine besonders einfache Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms. Praktische Ausgestaltungen der Erfindung dürften in der Regel deutlich komplexer sein. Die einfache Variante von 1 wurde jedoch aus Illustrationsgründen gewählt, da sie besonders geeignet erscheint, die erfindungsgemäßen Prinzipien zu verdeutlichen.
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Das Verfahren 100 beginnt mit einem Startschritt 10. Dieser Startschritt kann beispielsweise beim Start des Fahrzeugs oder der Aktivierung der allgemeinen Klimatisierungsanlage angestoßen werden. In einem ersten Funktionsschritt 12 erfolgt eine Feuchtemessung im Kontaktbereich eines Fahrzeugsitzes mit einem dort positionierten Fahrzeuginsassen. Es wird als günstig angesehen, wenn einem solchen Feuchtemessschritt eine Belegungserfassung vorausgeht, um eine unnötige Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf nicht besetzte Fahrzeugsitze, die mit unnötigem Energieverbrauch verbunden wäre, zu vermeiden. Zur Durchführung der Feuchtemessung ist der Fahrzeugsitz mit geeigneten Feuchtesensoren ausgestattet, die dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind und jeweils in Ansehung der Erfordernisse des Einzelfalls ausgebildet und positioniert sein können. Die ermittelten Feuchtewerte werden an die Steuereinheit gesendet. In einem von der Steuereinheit durchgeführten Entscheidungsschritt 14 werden die ermittelten Feuchtewerte mit gespeicherten Feuchtegrenzwerten verglichen, um festzustellen, ob eine Belüftungs- bzw. Trocknungsmaßnahme des Fahrzeugsitzes erforderlich ist. Ist dies nicht der Fall, kehrt das Verfahren im Wesentlichen zur vorzugsweise periodisch durchgeführten Feuchtemessung 12 zurück. Dabei kann ein Prüfschritt 16 vorgesehen sein, der überprüft, ob die Sitzbelüftungseinrichtung (noch) aktiv ist. Ist dies der Fall, kann sie in einem weiteren Funktionsschritt 18 ausgeschaltet werden, anderenfalls kehrt das Verfahren unmittelbar zur bevorzugt periodischen Feuchtemessung zurück.
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Fällt die Entscheidung im Entscheidungsschritt 14 positiv aus, d.h. dass der Sitz als zu feucht und lüftungsbedürftig beurteilt wird, erfolgt in Funktionsschritt 20 erfindungsgemäß eine Messung der Hauttemperatur des Fahrzeuginsassen im Gesichts- und/oder Handbereich. Eine solche Messung kann (insbesondere für Gesichtsbereichs-Temperaturmessungen) berührungslos über IR-Temperatursensoren oder (insbesondere für Handbereichs-Temperaturmessungen) mittels Kontaktsensoren beispielsweise im Lenkrad und/oder einem Schaltknauf erfolgen. Die ermittelten Temperaturwerte werden an die Steuereinheit gesendet. Dort erfolgt im Entscheidungsschritt 22 ein Vergleich mit hinterlegten Temperaturgrenzwerten. Wird dabei festgestellt, dass die ermittelten Hauttemperaturwerte unterhalb der hinterlegten Temperaturgrenzwerte liegen, wird dies so interpretiert, dass der aktuelle thermische Komfort des Fahrzeuginsassen keine Sitzbelüftung zulässt. Stattdessen geht das Verfahren zum Funktionsschritt 24 über, in dem die Sitztemperierungseinrichtung, insbesondere eine Sitzheizung aktiviert wird. Das Verfahren kehrt dann zurück zur vorzugsweise periodisch durchgeführten Hauttemperaturmessung von Funktionsschritt 20 und gelangt erneut zum Entscheidungsschritt 22.
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Wird im Entscheidungsschritt 22 festgestellt, dass die ermittelten Hauttemperaturwerte oberhalb der hinterlegten Temperaturgrenzwerte liegen, wird dies so interpretiert, dass der aktuelle thermische Komfort des Fahrzeuginsassen eine Belüftungsmaßnahme gestattet. Entsprechend wird die Sitzlüftungseinrichtung im Funktionsschritt 26 aktiviert. Bei der dargestellten Ausführungsform von 1 ist dem Belüftungs-Aktivierungsschritt 26 noch eine Abfrage zur Aktivität der Sitztemperierungseinrichtung vorgeschaltet. Hierbei wird im Entscheidungsschritt 28 überprüft, ob die Sitztemperierungseinrichtung (noch) aktiv ist. Ist dies der Fall, wird sie im Funktionsschritt 30 ausgeschaltet. Anderenfalls geht das Verfahren unmittelbar zum Belüftungs-Aktivierungsschritt 26 über. Danach kehrt das Verfahren zum Feuchtemessschritt 12 zurück, der nun einer Überprüfung des Erfolges der Belüftungsmaßnahme von Funktionsschritt 26 dient.
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Bei der in 1 gezeigten, besonders einfachen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Sitzbelüftungseinrichtung und die Sitztemperierungseinrichtung nur streng separat voneinander aktiviert. Diese Trennung dient allein der aus Illustrationsgründen vorgenommenen Vereinfachung. Der Fachmann wird ohne weiteres erkennen, dass auch komplexere Verfahren, in denen eine Sitztemperierung und eine Sitzbelüftung gleichzeitig bzw. einander überlappend erfolgen können. Analoges gilt auch für die jeweils angesteuerte Aktivitätsstärke. Das vereinfachte Verfahren gemäß 1 unterscheidet lediglich zwischen den Zuständen aktiv und inaktiv, wohingegen in der Praxis differenzierte Aktivitätsstärkenkonzepte die Regel sein dürften.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verfahren
- 10
- Startschritt
- 12
- Funktionsschritt
- 14
- Entscheidungsschritt
- 16
- Entscheidungsschritt
- 18
- Funktionsschritt
- 20
- Funktionsschritt
- 22
- Entscheidungsschritt
- 24
- Funktionsschritt
- 26
- Funktionsschritt
- 28
- Entscheidungsschritt
- 30
- Funktionsschritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10238552 A1 [0003]
- DE 19953385 A1 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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