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Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2014 212 184 A1 ist eine infrarotstrahlungsbasierte Heizeinrichtung zur Personenbeheizung in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs bekannt. Die Heizeinrichtung weist eine Kamera auf, die eingerichtet ist, Bildsignale von einer in einem Erfassungsbereich der Kamera erfassbaren Person zu erzeugen. Weiterhin weist die Heizeinrichtung eine Steuervorrichtung auf, die mit der Kamera zum Abrufen der Bildsignale verbunden ist und die eingerichtet ist, aus den Bildsignalen unterschiedliche Körperbereiche der Person zu identifizieren und den identifizierten Körperbereichen jeweilige Beheizungsintensitäten zuzuordnen. Ferner weist die Heizeinrichtung einen Infrarotlichtprojektor auf, welcher mit der Steuervorrichtung verbunden ist und welcher eingerichtet ist, gesteuert durch die Steuervorrichtung einen Infrarotlichtstrahl aus einer Infrarotlichtquelle in unterschiedliche Richtungen zu richten. Die Steuervorrichtung ist eingerichtet, den Infrarotlichtprojektor derart anzusteuern, dass dieser den Infrarotlichtstrahl abwechselnd auf eine Auswahl der mit jeweiliger Beheizungsintensität behafteten Körperbereiche richtet, so dass in einer definierten Bestrahlungszeitspanne der Person jeweilige Zeitanteile der Bestrahlung der jeweiligen Körperbereiche entsprechend den jeweiligen Beheizungsintensitäten der Körperbereiche bemessen sind. Der Infrarotlichtprojektor weist einen mittels einer Verstelleinrichtung verstellbaren Spiegel und einen Reflektor auf, welcher an der Infrarotlichtquelle angeordnet ist, um Infrarotlicht aus der Infrarotlichtquelle zu dem Infrarotlichtstrahl gebündelt auf den Spiegel zu richten, wobei die Steuervorrichtung mit der Verstelleinrichtung des Spiegels verbunden ist, um diesen gesteuert zur Ausrichtung des Infrarotlichtstrahls auf die Körperbereiche zu verstellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Heizvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Heizvorrichtung gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Heizvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst zumindest eine Temperaturstrahlungsquelle, zumindest einen Reflektor, welcher ausgebildet ist, mittels der Temperaturstrahlungsquelle emittierte Strahlung gebündelt auf eine Spiegelanordnung zu richten. Die Heizvorrichtung umfasst weiterhin die Spiegelanordnung, welche ausgebildet ist, mittels des Reflektors empfangene Strahlung in zumindest eine vorgegebene Richtung zu lenken, und welche eine Verstellvorrichtung zur Verstellung einer Ausrichtung der Spiegelanordnung umfasst. Ferner umfasst die Heizvorrichtung zumindest eine Kamera zur Erfassung eines Fahrzeuginnenraums und innerhalb desselben befindlicher Fahrzeuginsassen und eine mit der Kamera und der Verstellvorrichtung gekoppelte Steuereinheit, welche in Abhängigkeit mittels der Kamera erfasster Bilddaten durch Ansteuerung der Verstellvorrichtung die Spiegelanordnung zur Lenkung der Strahlung auf definierte Bereiche im Fahrzeuginnenraum und/oder zumindest eines Fahrzeuginsassen ausrichtet.
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Erfindungsgemäß umfasst die Spiegelanordnung ein Spiegelarray mit einer Mehrzahl von Spiegeln und die Verstellvorrichtung ist ausgebildet, eine Ausrichtung jedes Spiegels separat einzustellen.
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Um Fahrzeuginsassen energieeffizient zu temperieren, ist es vorteilhaft, die Temperierung körpernah durchzuführen. Das heißt, es wird nicht der gesamte Fahrzeuginnenraum, sondern direkt der Fahrzeuginsasse über Wärmeleitung, beispielsweise über einen Fahrzeugsitz, oder über eine direkt auf den Fahrzeuginsassen gerichtete Wärmestrahlung erwärmt. Mittels der vorliegenden Heizvorrichtung können gezielt bestimmte Körperbereiche der Fahrzeuginsassen durch Strahlung erwärmt werden. Hierbei kann eine große Menge oder geringe Menge an Strahlung auf einzelne Körperbereiche gelenkt werden und somit die Wärme dorthin gebracht werden, wo sie benötigt wird. Dabei ist mittels der Heizvorrichtung ist ein effizientes Wärmen von Fahrzeuginsassen mittels thermischer Strahlung im Fahrzeuginnenraum möglich. Hierbei ermöglicht die Verwendung des Spiegelarrays eine gezielte Lenkung der Strahlung und somit eine gezielte Erwärmung einzelner Körperteile. Aufgrund der Umlenkung der Strahlung mittels des Reflektors und der Spiegelanordnung ist eine verdeckte und somit berührungssichere Anordnung der Temperaturstrahlungsquelle im Fahrzeuginnenraum möglich, woraus die Möglichkeit resultiert, die Temperaturstrahlungsquelle mit hohen Temperaturen zu betreiben. Weiterhin zeichnet sich die Heizvorrichtung durch ein kurzes Ansprechverhalten bei Änderungswünschen einer Strahlungsverteilung durch einfache und schnelle Bewegung der Spiegel des Spiegelarrays aus. Weiterhin können andere Heizsysteme, beispielsweise klimageräteseitige Heizsysteme, hinsichtlich ihrer Leistung verkleinert werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
- 1 schematisch eine Heizvorrichtung für ein Fahrzeug und einen Fahrzeuginsassen.
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In der einzigen 1 sind ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung 1 für ein Fahrzeug und ein Fahrzeuginsasse I dargestellt.
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Die Heizvorrichtung 1 umfasst eine Temperaturstrahlungsquelle 2, einen Reflektor 3, eine Spiegelanordnung 4 mit einem Spiegelarray 5 mit einer Mehrzahl von Spiegeln 5.1 bis 5.n und einer Verstellvorrichtung 6, eine Kamera 7 und eine mit der Kamera 7 und der Verstellvorrichtung 6 gekoppelte Steuereinheit 8.
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Die Temperaturstrahlungsquelle 2 ist beispielsweise eine diffuse Hochtemperaturstrahlungsquelle mit einer Betriebstemperatur von mehr als 42 °C, beispielsweise eine Infrarotstrahlungsquelle.
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Der Reflektor 3 ist beispielsweise ein Parabolspiegel oder eine Parabolrinne und ist ausgebildet, mittels der Temperaturstrahlungsquelle 2 diffus emittierte Strahlung S zu bündeln und auf die Spiegelanordnung 4 zu lenken.
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Die Spiegelanordnung 4 ist ausgebildet, mittels des Reflektors 3 empfangene Strahlung S in zumindest eine vorgegebene Richtung zu lenken. Hierzu umfasst die Spiegelanordnung 4 die Verstellvorrichtung 6, welche eine Ausrichtung jedes einzelnen Spiegels 5.1 bis 5.n separat einstellt.
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Diese Einstellung erfolgt in Abhängigkeit mittels der Kamera 7 erfasster Bilddaten B des Fahrzeuginnenraums und innerhalb desselben befindlicher Fahrzeuginsassen I, wobei die Bilddaten B von der Kamera 7 an die Steuereinheit 8 zu einer Auswertung übermittelt werden und die Steuereinheit 8 in Abhängigkeit der Bilddaten B durch Ansteuerung der Verstellvorrichtung 6 die Spiegel 5.1 bis 5.n zur Lenkung der Strahlung S auf definierte Bereiche im Fahrzeuginnenraum und/oder des zumindest einen Fahrzeuginsassen I ausrichtet. Die Kamera 7 ist beispielsweise eine Infrarotkamera oder eine monochrome Digitalkamera. Die Steuereinheit 8 ist ausgebildet, aus den Bilddaten B zumindest eine Position des Fahrzeuginsassen I im Fahrzeuginnenraum zu ermitteln und beispielsweise zusätzlich aus den Bilddaten B bekleidete und unbekleidete Körperregionen des Fahrzeuginsassen I zu erkennen. Somit kann die Steuereinheit 8 detektieren, welche Körperregion des Fahrzeuginsassen I erwärmt werden muss.
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Die Spiegel 5.1 bis 5.n sind derart ausgebildet und angeordnet, von der Spiegelanordnung 4 empfangene Strahlung S in Pixel zu zerlegen und pixelweise zu reflektieren. Zu diesem Zweck können die Spiegel 5.1 bis 5.n um zumindest eine Achse gedreht oder geschwenkt werden, wobei das Spiegelarray 5 beispielsweise analog zu aus dem Stand der Technik bekannten so genannten DLP-Projektoren (DLP = Digital Light Processing) ausgebildet ist.
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Dies ermöglicht insbesondere, dass nur solche Bereiche im Fahrzeuginnenraum mit der Strahlung S beaufschlagt werden, in welchen sich ein Fahrzeuginsasse I befindet. Um auch eine Menge an Wärmeenergie zu steuern, ist in einer möglichen Ausgestaltung der Heizvorrichtung 1 eine gepulste Ansteuerung der Spiegel 5.1 bis 5.n vorgesehen, wobei die Spiegel 5.1 bis 5.n, welche beispielsweise als so genannte Mikrospiegel ausgebildet sind, bis zu 5000 Verkippungen pro Sekunde ausführen können.
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Weiterhin ist die Steuereinheit 8 ausgebildet, die Verstellvorrichtung 6 der Spiegelanordnung 4 derart anzusteuern, dass die Spiegelanordnung 4 unterschiedliche Körperregionen des Fahrzeuginsassen I mit einer vorgegebenen Strahlungsleistung beaufschlagt. Somit ist es möglich, mittels der Spiegelanordnung 4 unterschiedliche Mengen an Wärmeenergie an verschiedene Körperregionen des Fahrzeuginsassen I zu bringen.
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Um Teile der Strahlung S, welche nicht zur Erwärmung des Fahrzeuginsassen I erforderlich sind, zu nutzen, ist die Steuereinheit 8 ausgebildet, die Verstellvorrichtung 6 der Spiegelanordnung 4 derart anzusteuern, dass die Spiegelanordnung 4 zumindest Teile der Strahlung S auf einen nicht gezeigten Strahlungsabsorber lenkt. Dieser Strahlungsabsorber ist beispielsweise mit einem ebenfalls nicht gezeigten thermoelektrischen Generator zur Umwandlung thermischer Energie in elektrische Energie gekoppelt, welche für Fahrzeugfunktionen und/oder zum Laden von elektrischen Energiespeichern genutzt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014212184 A1 [0002]
