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Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Heizeinrichtungen für Kraftwagen, insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeuge, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Die Heizeinrichtung umfasst wenigstens ein Infrarot-Heizelement, mittels welchem Infrarotstrahlung zum Beheizen zumindest eines Teilbereichs im Innenraum des Kraftwagens bereitstellbar ist. Dies bedeutet, dass mittels der Infrarotstrahlung zumindest der im Innenraum angeordnete Teilbereich beheizt und dadurch erwärmt werden kann.
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Darüber hinaus offenbart die
DE 10 2014 015 190 A1 ein Flächenheizelement für einen Kraftwagen, mit wenigstens einem Flächenelement, an welchem wenigstens ein elektrisches Heizelement und ein Reflexionselement angeordnet sind. Dabei ist es vorgesehen, dass das Heizelement eine längliche Erstreckung aufweist, wobei das Reflexionselement eine vom Heizelement beabstandete, der länglichen Erstreckung des Heizelements folgende rinnenartige Form aufweist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders energieeffiziente Beheizung des Teilbereichs realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Heizeinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass zumindest der Teilbereich besonders energieeffizient beheizt werden kann, ist erfindungsgemäß wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher ein Zustand im Innenraum erfassbar ist, wobei die Infrarotstrahlung in Abhängigkeit von dem Zustand von dem Infrarot-Heizelement bereitstellbar ist. Hierdurch ist zumindest der Teilbereich in Abhängigkeit von dem erfassten Zustand mittels der Infrarotstrahlung und somit mittels des Infrarot-Heizelements beheizbar und somit erwärmbar.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass reine Elektrofahrzeuge, welche auch als BEV (battery electric vehicle) bezeichnet werden, systembedingt zum einen nur eine begrenzte Energiemenge an Bord haben, wobei diese Energiemenge beispielsweise in Traktionsbatterien chemisch gespeichert wird, und wobei die Kapazität der Traktionsbatterien begrenzt ist. Zum anderen fallen in einem Elektrofahrzeug mit elektrischem Antriebsstrang im Betrieb vergleichsweise geringe Wärmeverluste auf niedrigem Temperaturniveau an, welche zur Beheizung des Innenraums genutzt werden könnten. Ähnliches trifft auf Hybridfahrzeuge zu, bei denen ebenfalls nur geringe Wärmeverluste anfallen, mittels derer der Innenraum beheizt werden könnte.
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Üblicherweise wird die gespeicherte, elektrische Energie verwendet, um die elektrische Energie mit Hilfe eines ohmschen Widerstands in Wärme umzuwandeln. Diese Wärme wird typischerweise in einen Wasserheizkreislauf eingespeist und genauso wie in einem Fahrzeug mit konventionellem Antriebsstrang über einen Wasser-Luft-Wärmetauscher an den Innenraum zuzuführende Luft abgegeben, sodass der Innenraum durch die erwärmte und dem Innenraum zugeführte Luft erwärmt wird. Dadurch können der Innenraum sowie sich im Innenraum aufhaltende Insassen erwärmt werden. Ferner ist es bekannt, Infrarotstrahlen von Infrarot-Heizelementen ungerichtet in den Innenraum einzustrahlen, wodurch sich ebenfalls keine hinreichende energieeffiziente Beheizung des Innenraums realisieren lässt.
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Die Idee der Erfindung ist es nun, die Infrarotstrahlung nicht ungerichtet beziehungsweise wahllos in den Innenraum einzustrahlen, sondern – in Abhängigkeit von dem erfassten Zustand – gezielt nur zu beheizende Flächen beziehungsweise Oberflächen von Fahrzeuginsassen mit der Infrarotstrahlung zu bestrahlen und so durch Minimierung der Wärmeverluste eine maximale Energieeffizienz zu erzielen. Durch die Erfassung des Zustands im Innenraum kann eine bedarfsoptimierte Regelung beziehungsweise Überwachung der Infrarotstrahlung realisiert werden.
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Hierzu ist die optische Erfassungseinrichtung beispielsweise als Kamera-System ausgebildet, welches zumindest eine optische Kamera, eine Thermografie-Kamera beziehungsweise Wärmebildkamera und/oder wenigstens einen Lasersensor insbesondere in Form eines Laserscanners, vorzugsweise eines 3D-Laserscanners, aufweist. Somit können mittels der Erfassungseinrichtung Gegebenheiten im Innenraum erfasst und diese beispielsweise in Echtzeit durch eine geeignete Elektronik ausgewertet werden, sodass in Abhängigkeit von der Auswertung die Infrarotstrahlung in den Innenraum gestrahlt werden kann. Dadurch kann das Beheizen von Flächen, welche nicht beheizt werden müssen beziehungsweise nicht zum Beheizen von sich im Innenraum aufhaltenden Insassen beitragen, vermieden werden, sodass der Innenraum besonders energieeffizient beheizt werden kann.
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Durch die erfindungsgemäße Heizeinrichtung kann eine Wärmeabgabe an dem Innenraum zuzuführender Luft, an die Fahrzeugkabine beziehungsweise an die äußere Fahrzeugumgebung vermieden werden, sodass eine maximale Energieeffizienz und ein maximaler Wirkungsgrad realisierbar sind. Die Infrarotstrahlung wird nicht wahllos in den Innenraum gestrahlt, sondern es können in Abhängigkeit von dem erfassten Zustand gezielt nur die zu beheizenden Oberflächen von Insassen und/oder Innenverkleidungselementen mittels der Infrarotstrahlung erwärmt werden. Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung erlaubt beispielsweise durch positionsgesteuerten Einsatz von unsichtbarer und vorzugsweiser langwelliger Infrarotstrahlung die Wärmeenergie ausschließlich nur dorthin zu transportieren, wo die Wärmeenergie benötigt wird. Somit ist es beispielsweise möglich, Oberflächen des Innenraums und/oder von Fahrzeuginsassen etc. gezielt und somit bedarfsgerecht zu beheizen, sodass die Heizeinrichtung eine bedarfsoptimierte Infrarot-Fahrzeugheizung insbesondere für Elektro- und Hybridfahrzeuge ist.
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Beispielsweise umfasst der Zustand eine Belegung des Innenraums mit Personen. Mit anderen Worten ist es beispielsweise denkbar, im Rahmen der Erfassung des Zustands im Innenraum zu erfassen, ob sich Personen im Innenraum aufhalten und – wenn dies der Fall ist – die Anzahl an sich im Innenraum aufhaltenden Personen zu ermitteln. In der Folge kann eine bedarfsgerechte Beheizung des Innenraums und/oder der Insassen erfolgen, um die Insassen gezielt, bedarfsgerecht und somit energieeffizient zu erwärmen.
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Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der Zustand einen Erwärmungszustand zumindest des Teilbereichs umfasst. Mit anderen Worten kann im Rahmen der Erfassung des Zustands vorgesehen sein, eine Erwärmung beziehungsweise eine Temperatur des Teilbereichs zu erfassen. Ergibt die Erfassung des Erwärmungszustands beispielsweise, dass der zu beheizende Teilbereich im Innenraum bereits eine hinreichende Temperatur aufweist, so kann auf eine Beheizung des Teilbereichs mittels Infrarotstrahlung verzichtet werden. Dadurch kann der Teilbereich dann und nur dann beheizt werden, wenn eine Beheizung des Teilbereichs auch sinnvoll ist.
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Beispielsweise ist das Infrarot-Heizelement dazu ausgebildet beziehungsweise derart ausgerichtet, als den Teilbereich einen Teilbereich eines Innenverkleidungselements des Kraftwagens und/oder zumindest ein Körperteil eines sich im Innenraum aufhaltenden Insassen mittels der Infrarotstrahlung zu beheizen. Dadurch kann eine besonders effektive und gleichzeitig effiziente Beheizung realisiert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Darstellung einer Heizeinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit wenigstens einem Infrarot-Heizelement, mittels welchem Infrarotstrahlung zum Beheizen zumindest eines Teilbereichs im Innenraum des Kraftwagens bereitstellbar ist, wobei wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher ein Zustand im Innenraum erfassbar ist, und wobei die Infrarotstrahlung in Abhängigkeit von dem Zustand von dem Infrarot-Heizelement bereitstellbar ist;
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2 eine schematische Darstellung eines mittels der optischen Erfassungseinrichtung erfassten Bilds des Innenraums, wobei das Bild beispielsweise mittels einer Wärmebildkamera der optischen Erfassungseinrichtung erfasst wurde; und
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3 eine schematische Darstellung eines weiteren, mittels der optischen Erfassungseinrichtung erfassten Bilds eines Teilbereichs des Innenraums.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Heizeinrichtung für einen Innenraum eines Kraftwagens, insbesondere eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Die Heizeinrichtung 10 umfasst mehrere Infrarot-Heizelemente 12, 13, mittels welchen Infrarotstrahlung 14 zum Beheizen zumindest eines jeweiligen Teilbereichs im Innenraum des Kraftwagens bereitstellbar ist.
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In 1 ist auch ein sich im Innenraum aufhaltender Insasse 16 erkennbar, welcher in einer korrespondierenden Sitzanlage in Form eines Fahrzeugsitzes 18 sitzt. Aus 1 ist erkennbar, dass vorliegend die Infrarot-Heizelemente 12, 13 dazu ausgebildet sind, als den jeweiligen Teilbereich zumindest ein jeweiliges Körperteil des Insassen 16 mittels der Infrarotstrahlung 14 zu beheizen. Vorliegend können insbesondere der Kopf, der Torso sowie die Unterarme und Hände des Insassen 16 mittels der Infrarotstrahlung 14 zumindest im Wesentlichen direkt angestrahlt und somit beheizt werden.
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Die Infrarotstrahlung 14, welche mittels des Infrarot-Heizelements 12 ausgestrahlt wird, kann insbesondere den Kopf sowie den Hals des Insassen 16 direkt anstrahlen, sodass der Kopf und der Hals mittels der Infrarotstrahlung 14 des Infrarot-Heizelements 12 beheizt werden. Demgegenüber ist dem Infrarot-Heizelement 13 ein Umlenkelement in Form eines Galvanometers 20 mit einem Spiegel 22 zugeordnet, mittels welchem die von dem Infrarot-Heizelement 13 ausgestrahlte Infrarotstrahlung 14 umlenkbar ist. Dadurch können mittels der Infrarotstrahlung 14 der Torso und die Unterarme des Insassen 16 beheizt werden. Die Infrarot-Heizelemente 12 und 13 werden auch als Infrarot-Strahlelemente bezeichnet und sind beispielsweise vektorgesteuert. Bei der Infrarotstrahlung 14 handelt es sich beispielsweise um fokussiertes Infrarot-Licht, welches vorzugsweise unsichtbares, langwelliges Infrarotlicht ist und eine Wellenlänge in einem Bereich von einschließlich 7 bis einschließlich 15 Mikrometer aufweist.
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Um nun eine besonders energieeffiziente Beheizung des jeweiligen Teilbereichs zu realisieren, umfasst die Heizeinrichtung 10 eine optische Erfassungseinrichtung in Form eines Kamera-Systems 24. Mittels des Kamera-Systems 24 werden beispielsweise Bilder zumindest eines Teilbereichs des Innenraums erfasst. Anhand dieser Bilder kann ein Zustand im Innenraum erfasst werden. Dieser Zustand ist beispielsweise ein Belegungszustand, welcher charakterisiert, ob sich der Insasse 16 im Innenraum aufhält oder nicht. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, anhand der mittels des Kamera-Systems 24 erfassten Bilder jeweilige Temperaturen der zu beheizenden Teilbereiche, vorliegend des Insassen 16, zu erfassen, sodass anhand des erfassten Zustands, das heißt anhand der Belegung und/oder der jeweiligen Temperatur, ermittelt werden kann, ob und wie stark eine Beheizung der jeweiligen Teilbereiche durch die Infrarotstrahlung 14 erforderlich ist.
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Hierzu umfasst das Kamera-System 24 eine Elektronik 26, welche auch als Recheneinrichtung, Steuereinrichtung oder Steuergerät bezeichnet wird. Die erfassten Bilder werden beispielsweise an die Elektronik 26 übertragen, mittels welcher die Bilder ausgewertet werden. Dadurch wird der Zustand im Innenraum ermittelt. Die Elektronik 26 ist auch mit den Infrarot-Heizelementen 12 und 13 sowie mit dem Galvanometer 20 verbunden, sodass die Infrarot-Heizelemente 12 und 13 sowie der Galvanometer 20 und insbesondere der Spiegel 22 von der Elektronik 26 in Abhängigkeit von dem erfassten Zustand betrieben, das heißt gesteuert oder geregelt, werden. Somit ist die jeweilige Infrarotstrahlung 14 in Abhängigkeit von dem Zustand von den Infrarot-Heizelementen 12 und 13 bereitstellbar. Mit anderen Worten wird die Infrarotstrahlung 14 mittels der Infrarot-Heizelemente 12 und 13 in Abhängigkeit von dem erfassten Zustand bereitgestellt, sodass die jeweiligen Teilbereiche in Abhängigkeit von dem erfassten beziehungsweise ermittelten Zustand beheizt werden. Dadurch können nur die Teilbereiche des Insassen 16 und/oder nur solche Teilbereiche von Innenverkleidungselementen des Kraftwagens beheizt werden, welche zu einer spürbaren und effizienten Erwärmung des Insassen 16 führen. Wird beispielsweise mittels des Kamera-Systems 24 ermittelt, dass sich der Insasse 16 nicht im Innenraum aufhält, so kann das Ausstrahlen der Infrarotstrahlung 14 beispielsweise unterbleiben.
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Hintergrund der Heizeinrichtung 10 ist, dass reine Elektrofahrzeuge, aber auch Hybridfahrzeuge eine nur begrenzte Energiemenge, das heißt Menge an elektrischer Energie, an Bord haben, welche sowohl zum Antreiben des Kraftwagens als auch zum Beheizen des Innenraums genutzt werden kann. Dies erfordert einen äußerst effizienten Umgang mit der Energie, insbesondere in reinen Elektrofahrzeugen, jedoch auch in Hybridfahrzeugen, in denen gegebenenfalls über längere Zeitdauern elektrisch gefahren wird und daher auch nicht ausreichend Abwärme zum Heizen des Innenraums zur Verfügung steht. Wird beispielsweise die zur Verfügung stehende, gespeicherte Energie verwendet, um die Energie mit Hilfe wenigstens eines ohmschen Widerstands in Wärme zu wandeln, so wird die Wärme typischerweise in einen Wasserheizkreislauf eingespeist und genauso wie bei einem Fahrzeug mit konventionellem Antriebsstrang über einen Wasser-Luft-Wärmetauscher an dem Innenraum zuzuführende Luft abgegeben, sodass der Innenraum mittels der dem Innenraum zuzuführenden Luft erwärmt wird.
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Dies hat zwei gravierende Nachteile: Die erwärmte Luft im Innenraum erwärmt nicht nur die sich im Innenraum aufhaltenden Insassen, sondern auch den gesamten Innenraum. Von dort entweicht die Wärme über große Oberflächen von Scheiben und der Karosserie des Kraftwagens an die Außenluft. Die Wärme kommt daher nur zu einem geringen Teil dort an, wo sie tatsächlich benötigt wird. Mit anderen Worten, diese Art der Heizung ist äußerst ineffektiv, was bei konventionellen Antrieben mit Verbrennungsmotor, wo Abwärme in rauen Mengen als Abfall zur Verfügung steht, bisher keine Probleme darstellte. Bei Elektrofahrzeugen wird nun elektrische Energie aus wenigstens einer Traktionsbatterie entnommen, was vor allem im Winter zu einer gravierenden Verkürzung der elektrischen Reichweite und unter Umständen zur Ablehnung dieser Technologie bei potentiellen Nutzern führt. Gerade im Winter bei geringen Temperaturen verfügen Traktionsbatterien über eine ohnehin schon verminderte Kapazität und Leistungsfähigkeit.
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Mittels der Heizeinrichtung 10 ist es nun jedoch möglich, den eingesetzten Energiebedarf zur Erwärmung der Insassen auf den Teil zu reduzieren, der tatsächlich zur Erwärmung der Insassen benötigt wird, ohne die oben beschriebenen Verluste einer herkömmlichen Fahrzeug-Innenraumheizung. Mittels der Heizeinrichtung 10 erfolgt die Innenraumheizung mit Hilfe von Infrarotstrahlung 14. Die Heizeinrichtung 10 ist somit grundsätzlich eine Infrarotheizung, welche einen ungleich geringeren Platzbedarf als in konventionellen Antriebssträngen aufweist. Ein weiterer Vorteil der Infrarotheizung ist, dass die dem Innenraum zuzuführende Luft nicht erwärmt werden muss, das heißt nicht als Transportmittel für Wärme genutzt wird, sodass der Betrieb der Infrarotheizung erheblich weniger Energie erfordert. Eine Infrarotheizung erzeugt eine äußerst angenehme Wärme ohne Zugluft und ist windunabhängig. Sie ist somit sehr effizient, wobei circa 90 Prozent der aufgenommenen Energie dort ankommt, wo sie tatsächlich benötigt wird.
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Mittels der Heizeinrichtung 10 ist es möglich, Infrarot-Wärme ausschließlich dort bereitzustellen, wo sie benötigt wird, wobei dies mittels des Kamera-Systems 24 überwacht werden kann. Ziel ist es, einen maximalen Komfort für die Insassen bei minimalem Energieeinsatz darzustellen. Hierzu ist es bei der Heizeinrichtung 10 vorgesehen, dass die Infrarotstrahlung 14 nicht wahllos in den Innenraum gestrahlt wird, sondern gezielt nur die zu beheizenden Flächen beziehungsweise Oberflächen der Fahrzeuginsassen bestrahlt werden und so durch Minimierung der Wärmeverluste eine maximale Energieeffizienz erzielt wird. Dabei ist es vorgesehen, Infrarot-Strahlungselemente in Form der Infrarot-Heizelemente 12 und 13 einzusetzen, welche unsichtbares, langwelliges Infrarotlicht mit einer Wellenlänge in einem Bereich von einschließlich 7 bis einschließlich 15 Mikrometer fokussiert abstrahlen, wobei die Infrarot-Heizelemente 12 und 13 so betrieben, insbesondere gesteuert oder geregelt, werden, dass Wärme in Form von Infrarotstrahlung in genau der benötigten Menge an genau den Ort gelangt, wo diese benötigt wird.
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Die Heizwirkung setzt unmittelbar beziehungsweise sehr kurze Zeit nach dem Einschalten ein und ist zudem völlig zugluftfrei und geräuschlos. Sitzt beispielsweise lediglich der Fahrer und keine weiteren Insassen im Innenraum, so wird die Heizleistung rein auf ihn konzentriert und so unter anderem Energie gespart. Die Infrarot-Heizelemente 12 und 13 können beispielsweise als Halogen-Infrarotstrahler, als Infrarot-LEDs oder als Infrarot-Laser beziehungsweise Infrarot-Laserdiode ausgeführt sein. Entsprechende Technologien beziehungsweise Komponenten sind für andere Anwendungen bereits in der Entwicklung. Hierbei können ein oder mehrere Strahlungselemente aber auch Reflektoren beziehungsweise Spiegel, welche an geeigneten Orten im Innenraum platziert sind, zum Einsatz kommen. Zur Berechnung beziehungsweise Überwachung, wie viel Energie an welchen Orten im Innenraum abgestrahlt werden muss, kann das Kamera-System 24 wenigstens eine Kamera und/oder wenigstens einen 3D-Laserscanner umfassen, sodass das Kamera-System 24 beispielsweise die Anzahl, Größe und Ort der Insassen im Innenraum erfasst. Die erfassten Bilder werden beispielsweise mittels der Elektronik 26 ausgewertet und dabei beispielsweise einer Bildverarbeitung unterzogen. Der Wärmebedarf der Insassen kann durch die Elektronik 26 über ein geeignetes Bedienelement von den Insassen eingestellt werden.
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Das Kamera-System 24 kann wenigstens eine Wärmebildkamera umfassen, welche auch als Thermografie-Kamera bezeichnet wird, um damit beispielsweise die Oberflächentemperaturen von Haut der Insassen, deren Kleidung oder zu bedienender Elemente wie beispielsweise einem Lenkrad, einem Schaltgang etc. zu ermitteln und deren Temperatur mit Hilfe einer geeigneten Regelung auf eine definierte Soll-Temperatur einzustellen.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Bild, welches mittels der Wärmebild-Kamera beispielsweise von dem Insassen 16 aufgenommen wird. Anhand des Bilds kann ermittelt werden, welche Körperteile beziehungsweise Körperbereiche oder Teilbereiche des Insassen 16 bereits hinreichend erwärmt sind und welche nicht, sodass die Infrarotstrahlung 14 gezielt auf die noch nicht hinreichend erwärmten Teilbereiche ausgerichtet werden kann.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein mögliches, mittels des Kamera-Systems 24, insbesondere der Wärmebildkamera, aufgenommenen Bilds des in 3 mit 28 bezeichneten Lenkrads sowie eines Kombi-Instruments 30 und einer im Innenraum angeordneten Instrumententafel 32 des Kraftwagens. Anhand des Bilds kann ebenfalls ermittelt werden, welche Teilbereiche des Innenraums noch nicht hinreichend erwärmt sind, sodass diese noch nicht hinreichend erwärmten Teilbereiche gezielt mittels der Infrarotstrahlung 14 erwärmt werden können.
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Beispielsweise ist es denkbar, dunkle Zonen, welche die Infrarotstrahlung 14 absorbieren können, weniger lang zu bestrahlen als helle, in denen zumindest ein Teil der Infrarotstrahlung 14 gegebenenfalls reflektiert wird. Kalte Oberflächen können intensiver bestrahlt werden als warme. Bewegungen der Insassen können vom Kamera-System 24 erfasst werden. Die sich daraus ergebenden Positionen und Wärmebedarfe werden neu berechnet und die Infrarot-Strahlungskonfiguration in Echtzeit angepasst. Eine elektrische Beheizung von Bedienelementen wie beispielsweise dem Lenkrad 28 kann dadurch entfallen. Die Regelung einer elektrischen Sitzheizung kann in die Regelung der Infrarot-Heizung eingebunden werden. Herkömmliche Komponenten eines Heizkreislaufs wie elektrische Heizelemente (HV-PTC), Wärmetauscher, Pumpen, Schläuche, Ventile etc. können entfallen.
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Je nachdem, welche Komponenten zur Erzeugung der Infrarotstrahlung 14 zum Einsatz kommen, ist eine hierzu geeignete Regelstrategie anzuwenden. Es können Strahlungselemente mit unterschiedlich großer beleuchteter Fläche (Fokusflächenmesser) und Strahlungsintensität zur Anwendung kommen. Hiervon ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Infrarot-Strahls beziehungsweise der Infrarot-Strahlen abhängig. Die Übertragung der Infrarot-Wärme kann so weit gehen, dass ein energiereicher Laser die zu erwärmenden Flächen punktförmig bestrahlt und je nach Leistung und Wärmebedarf dort entsprechend lange verbleibt beziehungsweise getaktet wird. Mit Hilfe von geeigneten, vektorgesteuerten Galvanometern 20 mit Spiegeln 22 können der Infrarot-Strahl oder die Infrarot-Strahlen an die erforderlichen Stellen positioniert werden. Auch ein oder mehrere Strahlungselemente selbst können vektorgesteuert positionierbar ausgeführt sein. Die Zeitdauer sowie die Intensität der einwirkenden Infrarotstrahlung bestimmt dabei die übertragene Energie- beziehungsweise Wärmemenge pro Fläche (Flächenleistung). Insgesamt lässt sich somit eine bedarfsoptimierte Wärmeverteilung realisieren.
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Die Heizeinrichtung 10 ermöglicht somit einen positionsgesteuerten Einsatz von unsichtbarer, langwelliger Infrarotstrahlung, die Wärmeenergie ausschließlich nur dahin transportiert, wo sie tatsächlich benötigt wird. Dadurch ist eine bedarfsgerechte und somit energieeffiziente Beheizung des Innenraums realisierbar. Es erfolgt keine Wärmeabgabe an die Innenraumluft, die Fahrzeugkabine beziehungsweise an die äußere Fahrzeugumgebung, sodass sich eine maximale Energieeffizient und ein maximaler Wirkungsgrad realisieren lassen. Die Positionierung der Infrarotstrahlung auf zu erwärmende Oberflächen erfolgt durch Strahlungselemente direkt oder indirekt über eine oder mehrere elektrogesteuerte Galvanometer mit Spiegel. Als Infrarot-Heizelemente 12 und 13 können ein oder mehrere Halogen-Infrarotstrahler, Infrarot-LEDs, Infrarot-Laser beziehungsweise Infrarot-Laserdioden mit unterschiedlichen Leistungen und Fokusdurchmessern zum Einsatz kommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014015190 A1 [0003]
