DE102020103221A1 - Dachhimmelsystem zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle - Google Patents

Dachhimmelsystem zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle Download PDF

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Sebastian Hoppe
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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Dachhimmelsystem (1) zur innenseitigen Anbringung an einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle, mit- wenigstens einem Luftzufuhranschluss zum Anschließen des Dachhimmelsystems (1) an ein Klimagerät des Kraftfahrzeugs zur Zufuhr von Belüftungsluft;- wenigstens einer Ausströmungseinrichtung (2) zur Abgabe der durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführten Belüftungsluft in die Fahrgastzelle,- wenigstens einer Luftführungseinrichtung (4) zwischen dem wenigstens einen Luftzufuhranschluss und der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung (2),- wenigstens einem Strömungsstellglied (6) zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung (2) in die Fahrgastzelle, und- einer Steuerungseinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Strömungsstellglieds (6).Das Dachhimmelsystem (1) ist ausgeführt, beim Start einer Zufuhr von Belüftungsluft zu wenigstens einem Fahrzeuginsassen durch die wenigstens einer Ausströmungseinrichtung (2) zunächst einen Ablassbetrieb durchzuführen, in dem in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindliche Luft nicht zu dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen geleitet wird, insbesondere um ein Anströmen des wenigstens einen Fahrzeuginsassen mit der vor dem Start der Belüftung in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft zu vermeiden.Die vorliegende Erfindung offenbart ebenfalls ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Dachhimmelsystems.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dachhimmelsystem zur innenseitigen Anbringung an einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle, mit
    • - wenigstens einem Luftzufuhranschluss zum Anschließen des Dachhimmelsystems an ein Klimagerät des Kraftfahrzeugs zur Zufuhr von Belüftungsluft;
    • - wenigstens einer Ausströmungseinrichtung zur Abgabe der durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführten Belüftungsluft in die Fahrgastzelle,
    • - wenigstens einer Luftführungseinrichtung zwischen dem wenigstens einen Luftzufuhranschluss und der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung,
    • - wenigstens einem Strömungsstellglied zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung in die Fahrgastzelle, und
    • - einer Steuerungseinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Strömungsstellglieds.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Dachhimmelsystems zur innenseitigen Anbringung an einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle, mit
    • - wenigstens einem Luftzufuhranschluss zum Anschließen des Dachhimmelsystems an ein Klimagerät des Kraftfahrzeugs zur Zufuhr von Belüftungsluft;
    • - wenigstens einer Ausströmungseinrichtung zur Abgabe der durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführten Belüftungsluft in die Fahrgastzelle,
    • - wenigstens einer Luftführungseinrichtung zwischen dem wenigstens einen Luftzufuhranschluss und der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung,
    • - wenigstens einem Strömungsstellglied zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung in die Fahrgastzelle, und
    • - einer Steuerungseinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Strömungsstellglieds.
  • Kraftfahrzeuge weisen zur Klimatisierung ihres Fahrgastinnenraumes, auch als Fahrgastzelle bezeichnet, üblicherweise im Bereich des Armaturenbretts und/oder im Bereich eines Mitteltunnels angeordnete Luftausströmungseinrichtungen auf, durch die Belüftungsluft in einem Luftstrom oder in mehreren separaten Luftströmen in die Fahrgastzelle eingelassen wird. Dadurch kann Insassen auf den Vordersitzen des Fahrzeugs bzw. Insassen im Fond des Fahrzeugs Belüftungsluft zugeführt werden. Die Belüftungsluft kann dabei beispielsweise durch ein Klimagerät, das meist als Klimaanlage bezeichnet wird, und/oder einen mit einem Motorkühlkreislauf des Fahrzeugs gekoppelten Wärmetauscher klimatisiert werden, so dass ein erwärmter und/oder gekühlter und/oder luftfeuchtigkeitsangepasster Luftstrom erzeugt wird. Bei entsprechend ausgebildeten Kraftfahrzeugen wird folglich ein klimatisierter Luftstrom auf Fahrgäste in der Fahrgastzelle beispielsweise frontal ausgegeben.
  • Eine entsprechende frontale Ausgabe des klimatisierten Luftstroms auf die Fahrgäste kann von diesen als unangenehm empfunden werden, da die ausgegebenen klimatisierten Luftströme beispielsweise direkt auf die Augen der Fahrgäste treffen können, was zu Irritationen der Augen führen kann. Ferner können solche Luftströme als unangenehm empfunden werden, da in einem Kühlbetrieb dem Luftstrom direkt exponierte Körperbereiche übermäßig auskühlen können, was zu lokaler Auskühlung und damit einhergehenden Verspannungen der Muskulatur führen kann. Auch kann durch eine übermäßige Zufuhr von warmer Luft eine Überhitzung auftreten. In allen Fällen kann die Aufmerksamkeit bzw. Reaktionsfähigkeit des Fahrzeugführers reduziert werden.
  • Um diesem Problem zu begegnen ist aus der DE 198 32 738 A1 ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem das Dach einer Fahrgastzelle eine Luftverteilerkammer aufweist, welche mit einer sich in Richtung der Flächenausdehnung des Daches flächig erstreckenden Luftaustrittswand an den Fahrgastraum angrenzt. Die Luftaustrittswand ist mit einer Vielzahl von feinverteilten Durchbrüchen versehen, durch welche die der Luftverteilerkammer zugeführte Luft mit flächenhaft ausgedehnten Luftfronten in den Fahrgastraum eintritt.
  • Durch diese Luftverteilerkammer kann eine frontale Ausgabe des klimatisierten Luftstroms auf die Fahrgäste vermieden werden. Nachteilig daran ist jedoch, dass die Klimatisierung der Belüftungsluft beispielsweise aus Platzgründen oftmals nicht unmittelbar in der Luftverteilerkammer erfolgen kann. Dadurch sind lange Luftkanäle mit einem großen Volumen erforderlich, um die Belüftungsluft beispielsweise aus einem Motorraum des Fahrzeugs in die Fahrgastzelle zu leiten. Dies ist insbesondere deshalb problematisch, da beim Start der Belüftung durch die Luftverteilerkammer in den Luftkanälen befindliche Luft als „abgestanden“ oder „verbraucht“ wahrgenommen werden kann. Außerdem kann die in den Luftkanälen befindliche Luft eine ungewünschte Klimatisierung aufweisen, so dass beim Start der Klimatisierung der Fahrgastzelle nicht nur keine Klimatisierung erfolgt, sondern mitunter sogar eine gegensätzliche Klimatisierung zu einer gewünschten Klimatisierung erfolgen kann. Dies gilt insbesondere, da die Luftkanäle zumindest teilweise unterhalb des Fahrzeugdachs verlaufen, wodurch darin befindliche Luft sich besonders stark erwärmen und/oder abkühlen kann. Insbesondere stark erwärmte Luft wird oftmals als unangenehm und „verbraucht“ empfunden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dachhimmelsystem zur innenseitigen Anbringung an einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Dachhimmelsystems anzugeben, die eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Klimatisierung ermöglichen, und die insbesondere einen für Fahrzeuginsassen angenehmen Start der Zufuhr von Belüftungsluft ermöglichen, wobei ganz besonders eine Zufuhr von nicht klimatisierter Luft oder falsch klimatisierter Luft zu Fahrzeuginsassen vermieden wird.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Dachhimmelsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Dachhimmelsystems sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen 2 bis 12 beschrieben.
  • Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Dachhimmelsystem zur innenseitigen Anbringung an einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle gelöst, mit
    • - wenigstens einem Luftzufuhranschluss zum Anschließen des Dachhimmelsystems an ein Klimagerät des Kraftfahrzeugs zur Zufuhr von Belüftungsluft;
    • - wenigstens einer Ausströmungseinrichtung zur Abgabe der durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführten Belüftungsluft in die Fahrgastzelle,
    • - wenigstens einer Luftführungseinrichtung zwischen dem wenigstens einen Luftzufuhranschluss und der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung,
    • - wenigstens einem Strömungsstellglied zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung in die Fahrgastzelle, und
    • - einer Steuerungseinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Strömungsstellglieds.
  • Das erfindungsgemäße Dachhimmelsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dachhimmelsystem ausgeführt ist, beim Start einer Zufuhr von Belüftungsluft zu wenigstens einem Fahrzeuginsassen durch die wenigstens einer Ausströmungseinrichtung zunächst einen Ablassbetrieb durchzuführen, in dem in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft nicht zu dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen geleitet wird, insbesondere um ein Anströmen des wenigstens einen Fahrzeuginsassen mit der vor dem Start der Belüftung in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft zu vermeiden.
  • Das erfindungsgemäße Dachhimmelsystem weist verschiedene Vorteile auf. Generell wird das Wohlbefinden von dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen durch den Ablassbetrieb verbessert, indem die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft abgelassen wird. Dies gilt insbesondere, weil die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft in Bezug auf ihre Klimatisierung typischerweise nicht kontrolliert werden kann. Dadurch wird eine Zufuhr nicht oder falsch klimatisierter Belüftungsluft, verglichen mit einer Klimatisierungseinstellung durch den oder die Insassen des Fahrzeugs, vermieden. Die Zufuhr von durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführter Belüftungsluft zu dem wenigstens einen Insassen in der Fahrgastzelle kann nach dem Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft gestartet werden, so dass nur korrekt klimatisierte Belüftungsluft im Bereich des wenigstens einen Insassen in die Fahrgastzelle eingelassen wird. Effekte wie eine übermäßige Erwärmung von Fahrzeuginsassen oder auch nur Körperbereichen des oder der Fahrzeuginsassen können vermieden werden. Insbesondere kann eine oftmals als verbraucht empfundene Luft aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung abgelassen werden, ohne dass sie in unmittelbaren Kontakt mit dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen kommt und insbesondere ohne dass sie diesen anströmt. Durch die Verbesserung des Wohlbefindens insbesondere eines Fahrzeugführers als Fahrzeuginsassen wird auch die Fahrsicherheit verbessert. Somit ist insbesondere eine Zufuhr der Luft aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung zu dem Fahrzeugführer zu vermeiden. Im Ablassbetrieb wird die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft typischerweise von durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführte Belüftungsluft verdrängt.
  • Der Ablassbetrieb wird durchgeführt, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft soweit abzulassen, dass nicht oder falsch klimatisierte Belüftungsluft aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung nicht zu dem wenigstens einen Insassen geleitet wird und diesen insbesondere nicht direkt anströmt. Beispielsweise kann in dem Ablassbetrieb die nicht oder falsch klimatisierte Belüftungsluft möglichst vollständig aus allen Luftführungseinrichtungen abgelassen werden. Alternativ kann die nicht oder falsch klimatisierte Belüftungsluft jeweils individuell und soweit erforderlich aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung abgelassen werden, so dass diese Luft nicht zu dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen geleitet wird. Es kann also beispielsweise nicht oder falsch klimatisierte Belüftungsluft in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung verbleiben, soweit diese im Belüftungsbetrieb nicht zu dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen geleitet wird. Dadurch kann die Menge von abzulassender Luft aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung reduziert werden. Entsprechend kann auch beispielsweise beim Zusteigen von einem oder mehreren Fahrzeuginsassen auch während der Zufuhr von Belüftungsluft einem oder mehreren Fahrzeuginsassen ein Ablassbetrieb durchgeführt werden, bevor der Start der Zufuhr von Belüftungsluft zu dem oder den zugestiegenen Fahrzeuginsassen erfolgt. Details können von der Ausgestaltung des Dachhimmelsystems abhängen, beispielsweise von Ort und Anzahl der Ausströmungseinrichtungen sowie einer Anzahl verwendeter Strömungsstellglieder. Der Ablassbetrieb ist prinzipiell unabhängig von einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs. Der Start der Zufuhr von Belüftungsluft zu wenigstens einem Fahrzeuginsassen durch die wenigstens einer Ausströmungseinrichtung kann eine gezielte Zufuhr von Belüftungsluft zu dem wenigstens einem Fahrzeuginsassen betreffen. Genauso ist aber auch eine Zufuhr der Belüftungsluft zu prinzipiell allen Fahrzeuginsassen oder allen möglichen Positionen von Fahrzeuginsassen umfasst.
  • Das Fahrzeugdach bildet eine Begrenzung einer Fahrgastzelle an ihrer Oberseite. Die innenseitige Anbringung an dem Fahrzeugdach entspricht damit der Anbringung des Dachhimmelsystems an einer Innenseite der Fahrgastzelle im Bereich des Fahrzeugdachs. Das Fahrzeugdach betrifft dabei eine Außenhaut des Fahrzeugs, wobei am dem Fahrzeugdach innenseitig eine Verkleidung angebracht sein kann, an der das Dachhimmelsystem angebracht werden kann. Die Verbindung des Dachhimmelsystems mit dem Fahrzeugdach und/oder der Verkleidung des Fahrzeugdachs kann beispielsweise durch Verclipsen oder mittels einer Schraubverbindung erfolgen.
  • Durch das Zuführen von Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss wird in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft verdrängt. Dies führt im Ablassbetrieb dazu, dass in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft nicht zu dem oder den Fahrzeuginsassen geleitet wird.
  • Der wenigstens eine Luftzufuhranschluss dient der Zufuhr von Belüftungsluft zu dem Dachhimmelsystem. Dabei kann durch eine Mehrzahl Luftzufuhranschlüsse unterschiedlich klimatisierte Belüftungsluft zugeführt werden. Die unterschiedlich klimatisierte Belüftungsluft kann beispielsweise innerhalb des Dachhimmelsystems gemischt werden, um eine gewünschte Klimatisierung zu erzielen, und/oder sie kann über unterschiedliche Ausströmungseinrichtungen ausgelassen werden, um für eine Mehrzahl Fahrzeuginsassen eine jeweils individuelle Klimatisierung durchzuführen. Eine Mehrzahl Luftzufuhranschlüsse ermöglicht eine Verteilung der Luftzufuhr beispielsweise auf mehrere Säulen des Fahrzeugs, so dass jede Luftzufuhr nur einen geringen Querschnitt aufweisen muss und leicht in die jeweilige Fahrzeugsäule integriert werden kann.
  • Die Zufuhr von Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss betrifft typischerweise eine Zufuhr von Luft mit einer gewünschten Klimatisierung. Abhängig von der Art der Klimatisierung kann diese aber beispielsweise auch innerhalb des Dachhimmelsystems durchgeführt werden, beispielsweise mit einer elektrischen Heizvorrichtung. Die Klimatisierung kann beispielsweise eine Erwärmung, Kühlung, Trocknung und/oder Befeuchtung der Belüftungsluft umfassen.
  • Die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung dient der Zufuhr der Belüftungsluft zu Insassen des Fahrzeugs. Abhängig von der Anzahl, Ausgestaltung und Anordnung der Ausströmungseinrichtungen können einzelne Ausströmungseinrichtungen die Belüftungsluft zu einem oder mehreren Insassen zuführen. Auch können mehrere Ausströmungseinrichtungen gemeinsam Belüftungsluft einem oder mehreren Insassen zuführen.
  • Die wenigstens eine Luftführungseinrichtung kann als geschlossener Kanal in dem Dachhimmelsystem ausgeführt sein. Der Kanal kann einteilig ausgeführt sein, oder beispielweise nach der Art einer Wanne, die mit einem Deckel, der Teil des Dachhimmelsystems ist, verschlossen ist. Alternativ kann die die wenigstens eine Luftführungseinrichtung als Wanne zur Bildung eines geschlossenen Kanals mit dem Fahrzeugdach im montierten Zustand ausgeführt sein. Der geschlossene Kanal wird also bei der Montage des Dachhimmelsystems am Fahrzeugdach gebildet. Weiterhin kann die wenigstens eine Luftführungseinrichtung abschnittsweise als geschlossener Kanal bzw. als Wanne ausgeführt sein. Insbesondere im Bereich von Strömungsstellgliedern kann eine Ausführung als geschlossener Kanal vorteilhaft sein, da die Funktion der Strömungsstellglieder unabhängig von Toleranzen bei einer Anbringung am Fahrzeugdach sichergestellt werden kann. Die wenigstens eine Luftführungseinrichtung kann integral mit einer Mehrzahl separater Kanäle oder Wannen ausgeführt sein, oder die Mehrzahl separater Kanäle oder Wannen sind separat angeordnet.
  • Jedes Strömungsstellglied ist üblicherweise jeweils individuell zwischen einer Schließstellung, in der die Luftführungseinrichtung, in der das Strömungsstellglied angeordnet ist, von dem Strömungsstellglied verschlossen ist, und einer Offenstellung, in der die Luftführungseinrichtung, in der das Strömungsstellglied angeordnet ist, luftdurchlässig ist, verstellbar. Die Verstellung kann ein vollständiges Öffnen und Schließen des entsprechenden Strömungsstellglieds oder auch Zwischenstellungen umfassen. Alternativ können mehrere Strömungsstellglieder gekoppelt sein, so dass sie gemeinsam verstellt werden. Beispielsweise kann ein Strömungsstellglied für jede Ausströmungseinrichtung vorgesehen sein, um diese zu öffnen bzw. zu verschließen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Strömungsstellglied für jeden Luftzufuhranschluss vorgesehen sein, um diesen zu öffnen bzw. zu verschließen, d.h. einer Zufuhr von Belüftungsluft durch diesen Luftzufuhranschluss zu ermöglichen oder zu unterbinden.
  • Jedes Strömungsstellglied umfasst beispielsweise eine Klappe und einen Antrieb, um die Klappe zu verstellen. Die Klappe ist beispielsweise innerhalb der wenigstens einen Luftführungseinrichtung positioniert. Alternativ kann die Klappe unmittelbar im Bereich eines Luftzufuhranschlusses bzw. einer Ausströmungseinrichtung positioniert sein. Bei einer Kopplung mehrerer Strömungsstellglieder verstellt ein Antrieb mehrere Klappen gleichzeitig.
  • Die Ansteuerung jedes Strömungsstellglieds kann unabhängig über die Steuerungseinheit erfolgen, um beispielsweise die Abgabe von Belüftungsluft über jede Ausströmungseinrichtung individuell zu steuern.
  • Die Steuerungseinheit kann innerhalb eines Grundköpers des Dachhimmelsystems angeordnet sein, wodurch sich eine integrale Ausgestaltung des Dachhimmelsystems ergibt. Alternativ kann die Steuerungseinheit separat angeordnet sein.
  • Zeitlich kann „beim Start einer Zufuhr von Belüftungsluft“ bedeuten, dass bereits Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführt wird, bevor der Ablassbetrieb durchgeführt wird. Üblicherweise wird der Ablassbetrieb beispielsweise durch eine Einstellung des wenigstens einen Strömungsstellglieds vorbereitet, so dass bei einem Start der Zufuhr von Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss automatisch der Ablassbetrieb erfolgt. Entsprechende Betriebsarten sind nachstehend erläutert. Allerdings kann auch zuerst die Zufuhr von Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss gestartet werden, wobei vorzugsweise zeitnah, beispielsweise durch die Einstellung des wenigstens einen Strömungsstellglieds, der Ablassbetrieb durchgeführt wird.
  • Das Dachhimmelsystem umfasst vorzugsweise einen Grundkörper, in oder an dem der wenigstens eine Luftzufuhranschluss, die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung, die wenigstens eine Luftführungseinrichtung und das wenigstens einem Strömungsstellglied angeordnet sind. Dadurch kann das Dachhimmelsystem zur Montage an dem Fahrzeugdach als integrales Bauteil bereitgestellt werden. Dabei können der wenigstens eine Luftzufuhranschluss und die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung Öffnungen des Grundkörpers bilden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Dachhimmelsystem wenigstens eine Ablasseinrichtung zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft in dem Ablassbetrieb auf, insbesondere zum Ablassen der Luft in einen Freiraum eines Grundkörpers des Dachhimmelsystems oder in einen Freiraum zwischen dem Grundkörper und dem Fahrzeugdach. Die wenigstens eine Ablasseinrichtung dient im Gegensatz zu der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung nicht der Zufuhr von Belüftungsluft zu dem oder den Insassen des Fahrzeugs. Entsprechend kann die Luft aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung anstatt durch die Ausströmungseinrichtung über die wenigstens eine Ablasseinrichtung abgelassen werden, so dass sie nicht zu Fahrzeuginsassen gelangen kann. Entsprechend wird ein Anströmen des Fahrzeuginsassen mit der vor dem Start der Belüftung in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft vermieden. Aus dem Freiraum kann die aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung abgelassene Luft weiter abgelassen werden. Dadurch wird ein Druckaufbau in dem Freiraum verhindert. Das Ablassen der Luft aus dem Freiraum kann beispielsweise in die Fahrgastzelle, in einen anderen Bereich des Fahrzeugs oder sogar in einen Außenbereich des Fahrzeugs erfolgen. Der Freiraum kann als Hohlraum vollständig von dem Grundkörper umschlossen sein. Alternativ kann der Freiraum insbesondere an seiner Oberseite von dem Fahrzeugdach verschlossen werden. Die wenigstens eine Ablasseinrichtung kann ausschließlich zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft in den Freiraum des Grundkörpers des Dachhimmelsystems ausgeführt sein, ohne eine weitere Belüftungsfunktion über den Freiraum zu realisieren. Beispielsweise kann die Luft aus dem Freiraum über eine Umlaufkante zwischen dem Dachhimmelsystem und einer Säulenverkleidung oder einer Windschutzscheibe/Heckscheibe/Seitenscheibe in die Fahrzeugkabine abgelassen werden, ohne den Fahrzeuginsassen anzuströmen, insbesondere ohne ein direktes Anströmen des Fahrzeuginsassen durch die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung. Alternativ kann die Ablasseinrichtung wenigstens eine weitere Belüftungsfunktion realisieren, die nicht die Zufuhr von Belüftungsluft zu dem oder den Fahrzeuginsassen betreffen, indem die Luft über den Freiraum gezielt ausgelassen wird, um die wenigstens eine weitere Belüftungsfunktion zu realisieren. Weitere Details sind nachstehend angegeben.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die wenigstens eine Ablasseinrichtung zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft ein federbelastetes Überdruckventil auf, welches zwischen einer Verschlussposition, in welcher die wenigstens eine Ablasseinrichtung verschlossen ist, und einer Öffnungsposition, in welcher die wenigstens eine Ablasseinrichtung geöffnet ist, beweglich ist. Das federbelastete Überdruckventil erfordert keine aktive Ansteuerung. Bei der Zufuhr von Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss kann beispielsweise durch ein Verschließen aller Strömungsstellglieder die Abgabe der Belüftungsluft über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung in die Fahrgastzelle verhindert werden, so dass sich in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung strömungstechnisch vor den Strömungsstellgliedern ein Überdruck aufbaut, welcher zum Öffnen des federbelasteten Überdruckventils führt. Durch die Feder wird das federbelastete Überdruckventil automatisch verschlossen, wenn beispielsweise durch ein Öffnen wenigstens eines Strömungsstellglieds kein Überdruck in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung mehr aufgebaut wird. Auch kann Luft beispielsweise bereits beim Erhitzen, wenn sie eine Ausdehnung erfährt, automatisch abgelassen werden. Dies kann beispielsweise vorkommen, wenn sich das Fahrzeug in einem Bereich unmittelbarer Sonneneinstrahlung befindet, und sich die Luft in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung durch die unmittelbare Sonneneinstrahlung stark erwärmt. Diese stark erwärmte Luft wird also automatisch aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung abgelassen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die wenigstens eine Ablasseinrichtung zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft ein steuerbares Ablassventil auf, das zwischen einer Verschlussposition, in welcher die wenigstens eine Ablasseinrichtung verschlossen ist, und einer Öffnungsposition, in welcher die wenigstens eine Ablasseinrichtung geöffnet ist, verstellbar ist. Das steuerbare Ablassventil ist beispielsweise mit einem Antrieb ausgeführt, der von der Steuerungseinheit steuerbar ist, um das Ablassventil in eine gewünschte Position zu bewegen. Diese aktive Ansteuerung ermöglicht ein hohes Maß an Freiheiten, um den Ablassbetrieb durchzuführen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das steuerbare Ablassventil mit einem Strömungsstellglied mit einer mechanischen Kopplung verbunden. Durch die mechanische Kopplung ist insbesondere nur ein Antrieb erforderlich, um das steuerbare Ablassventil und das Strömungsstellglied anzusteuern. Das steuerbare Ablassventil und das Strömungsstellglied sind dabei prinzipiell selbstständige Einheiten. Prinzipiell können das steuerbare Ablassventil und das Strömungsstellglied unabhängig voneinander verstellt werden. Alternativ kann die Kopplung eine gleichzeitige Verstellung sowohl des steuerbaren Ablassventils wie auch des Strömungsstellglieds bewirken. Auch kann eine beliebige Kopplung zwischen einem oder mehreren Ablassventile(n) und einem oder mehreren Strömungsstellglieder(n) erfolgen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die mechanische Kopplung eine Kupplungsvorrichtung auf, mit der das steuerbare Ablassventil und das Strömungsstellglied miteinander und/oder gemeinsam oder individuell mit einem Antrieb kuppelbar sind. Die Kupplungseinrichtung kann auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Kupplungseinrichtung aktiv betätigbar sein, um das steuerbare Ablassventil und/oder das Strömungsstellglied mit dem Antrieb zu verbinden. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Strömungsstellglied eine Welle, auf der eine Klappe gelagert ist. Die Welle verfügt über einen Mitnehmer für einen Drehschieber des steuerbaren Ablassventils. Bei einer Drehung der Welle über eine Endposition der Klappe über ihre Schließposition hinaus, rastet die Klappe von der Welle aus und der Mitnehmer treibt das steuerbare Ablassventil an, um dieses zu öffnen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind das steuerbare Ablassventil und wenigstens ein Strömungsstellglied integral ausgeführt und weisen ein gemeinsames Verschlusselement auf, wobei das Verschlusselement zwischen einer Verschlussposition der Luftführungseinrichtung, die mit der Öffnungsposition der entsprechenden Ablasseinrichtung korrespondiert, und der Verschlussposition der entsprechenden Ablasseinrichtung, die mit einer Öffnungsposition der wenigstens einen Luftführungseinrichtung korrespondiert, verstellbar ist. Das Schließen des Ablassventils geht somit mit einem Öffnen des Strömungsstellglieds einher und umgekehrt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist automatisch sichergestellt, dass das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft alternativ zu der Belüftung der Fahrgastzelle über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung erfolgen kann. Das Verschlusselement kann beispielsweise als Klappe ausgeführt sein, die zwischen den Verschlusspositionen der Luftführungseinrichtung und der entsprechenden Ablasseinrichtung verschwenkt werden kann.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Dachhimmelsystem wenigstens eine Hilfsausströmungseinrichtung auf, die in Fluidverbindung mit der Ablasseinrichtung angeordnet ist. Die wenigstens eine Hilfsausströmungseinrichtung ist vorzugsweise über den Freiraum des Dachhimmelsystems in Fluidverbindung mit der wenigstens einen Ablasseinrichtung, so dass die Luft von der der wenigstens einen Ablasseinrichtung über den Freiraum zu der wenigstens einen Hilfsausströmungseinrichtung strömen kann. Alternativ kann die Hilfsausströmungseinrichtung über eine Luftführungseinrichtung mit der wenigstens einen Ablasseinrichtung fluidverbunden sein. Die Hilfsausströmungseinrichtung ist vorzugsweise in einem Seitenbereich des Dachhimmelsystems angeordnet, insbesondere zum Enteisen von Fahrzeugscheiben oder zum Entfernen von Feuchtigkeit/Beschlag von den Fahrzeugscheiben. Die wenigstens eine Hilfsausströmungseinrichtung kann also auch im „normalen“ Belüftungsbetrieb verwendet werden, um Belüftungsluft in die Fahrgastzelle abzugeben. Dabei ist das Dachhimmelsystem vorzugsweise ausgeführt, über die wenigstens eine Hilfsausströmungseinrichtung und über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung unterschiedlich klimatisierte Belüftungsluft abzugeben. Allgemein ist eine separate Ansteuerung des wenigstens einen Strömungsstellglieds und des steuerbaren Ablassventils bevorzugt. Prinzipiell ist aber kein steuerbares Ablassventil erforderlich. Die Hilfsausströmungseinrichtung ist weiter vorzugsweise durch einen zumindest teilweise umlaufenden Spalt zwischen dem Dachhimmelsystem und dem Fahrzeugdach gebildet. Auch kann die wenigstens eine Hilfsausströmungseinrichtung zum Ablassen der Luft in einen Außenbereich des Fahrzeugs ausgeführt und angeordnet sein.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Dachhimmelsystem eine Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen zur Abgabe der Belüftungsluft in die Fahrgastzelle an verschiedenen Ausströmungspositionen auf, das Dachhimmelsystem weist eine Mehrzahl Strömungsstellglieder zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen in die Fahrgastzelle auf, und die Steuerungseinheit ist ausgeführt, die Ansteuerung der Mehrzahl Strömungsstellglieder durchzuführen, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft in dem Ablassbetrieb über eine Teilmenge der Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen abzulassen. Das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft erfolgt somit über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung in die Fahrgastzelle, wobei die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft dadurch nicht zu Fahrzeuginsassen geleitet wird, dass sie über diejenige(n) Ausströmungseinrichtung(en) abgelassen sind, die keinen Fahrzeuginsassen Belüftungsluft zuführen. Dabei kann beispielsweise angenommen werden, dass sich in dem Fahrzeug ein Fahrzeugführer befindet, so lange das Fahrzeug nicht autonom fahren kann. Entsprechend ist das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft über diejenige(n) Ausströmungseinrichtung(en), die dem Fahrzeugführer zugeordnet sind, ausgeschlossen. Darüber hinaus ist eine Belegung von vorderen Sitzen des Fahrzeugs durch Fahrzeuginsassen häufiger als eine Belegung der Fahrzeugsitze im Fond. Daher kann beispielsweise das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft über diejenige(n) Ausströmungseinrichtung(en) erfolgen, die den Fahrzeugsitzen im Fond zugeordnet sind, insbesondere einem besonders selten benutzen Mittelsitz im Fond.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuerungseinheit ausgeführt, Information über Positionen von Insassen der Fahrgastzelle zu empfangen, insbesondere von einem Insassenerfassungssystem des Fahrzeugs, und die Steuerungseinheit ist ausgeführt, die Ansteuerung der Mehrzahl Strömungsstellglieder durchzuführen, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft vor dem Start der Belüftung über die Teilmenge der Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen abzulassen, deren Ausströmungspositionen nicht den Positionen von Insassen der Fahrgastzelle entsprechen. Somit kann sichergestellt werden, dass das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft nur über diejenige(n) Ausströmungseinrichtung(en) erfolgt, die jeweils aktuell keinem Fahrzeuginsassen zugeordnet sind. Es erfolgt eine entsprechende Ansteuerung der Strömungsstellglieder, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft nur über die entsprechende(n) Ausströmungseinrichtung(en) abzugeben, d.h. die Ausströmungseinrichtung(en) zu öffnen, während die übrige(n) Ausströmungseinrichtung(en) geschlossen ist/sind. Das Insassenerfassungssystem kann beispielsweise eine Funktion von Gurtschlössern des Fahrzeugs überwachen, oder mit einer Kamera eine Belegung von Fahrzeugsitzen erfassen. Alternativ zu dem Insassenerfassungssystem kann das Dachhimmelsystem einen eigenständigen Sensor zur Erfassung einer Belegung der Fahrzeugsitze aufweisen, beispielsweise eine optische Kamera.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Dachhimmelsystem eine Klimatisierungssensoreinrichtung auf, die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung angeordnet ist, um Sensordaten betreffend eine Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft zu erfassen, die Klimatisierungssensoreinrichtung ist über eine Signalverbindung zur Übertragung der Sensordaten mit der Steuerungseinheit verbunden, und die Steuerungseinheit ist ausgeführt, den Ablassbetrieb abhängig von den von der Klimatisierungssensoreinrichtung empfangen Sensordaten durchzuführen. Mit der Klimatisierungssensoreinrichtung kann erfasst werden, ob ein Ablassbetrieb erforderlich ist, d.h. ob die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft eine gewünschten Klimatisierung aufweist oder nicht. Im letzten Fall wird der Ablassbetrieb durchgeführt, so dass die Luft nicht in Bereiche von Insassen des Fahrzeugs geleitet wird, während der Ablassbetrieb im ersten Fall nicht erforderlich ist. Darüber hinaus kann mit der Klimatisierungssensoreinrichtung erfasst werden, ob der Ablassbetrieb weiter durchgeführt werden muss, d.h. der Ablassbetrieb kann beendet werden, sobald die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft eine gewünschte Klimatisierung aufweist.
  • Die Klimatisierungssensoreinrichtung kann unterschiedliche Arten von Klimatisierungsinformation erfassen, beispielsweise eine Temperatur und/oder einen Feuchtegehalt.
  • Die Klimatisierungssensoreinrichtung umfasst vorzugsweise einen Temperatursensor, um eine Temperatur der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft zu erfassen. Die Sensordaten sind also Temperaturwerte der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft. Die Temperatur der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft ist ein wichtiges Klimatisierungsmerkmal, das auf diese Weise überprüft werden kann. Dabei kann die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft eine zu geringe Temperatur aufweisen, beispielsweise wenn das Fahrzeug im Freien abgestellt ist, und erwärmte Belüftungsluft zu den Insassen geleitet werden soll, oder eine zu hohe, wenn sich die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft beispielsweise durch direkte Sonneneinstrahlung übermäßig erwärmt hat, und kühle Belüftungsluft zu den Insassen geleitet werden soll. Vorzugsweise umfasst die Klimatisierungssensoreinrichtung einen zusätzlichen Außentemperatursensor, um Sensordaten betreffend eine Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft zu erfassen. Somit kann beispielsweise überprüft werden, ob sich die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft durch Sonneneinstrahlung übermäßig erwärmt hat und daher abgelassen werden sollte. Alternativ oder zusätzlich kann die Klimatisierungssensoreinrichtung einen Sonnensensor umfassen, wobei der Sonnensensor eine Strahlungsintensität der Sonne erfasst. So kann beispielsweise bei einer Sonneneinstrahlung von mehr als 350W/m2 über einen Zeitraum von wenigstens 10 Minuten angenommen werden, dass sich die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft stark erwärmt hat und daher nicht zur Belüftung geeignet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Klimatisierungssensoreinrichtung einen Luftfeuchtesensor zum Erfassen eines Feuchtegehalts der Belüftungsluft aufweisen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuerungseinheit ausgeführt, den Ablassbetrieb zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft zeitgesteuert durchzuführen. Der Ablassbetrieb wird also für eine vorgegebene Zeitdauer durchgeführt, wobei die Zeitdauer abhängig von einem Volumen der wenigstens einen Luftführungseinrichtung und/oder einer Zuführrate von Belüftungsluft über den wenigstens einen Luftzufuhranschluss gewählt sein kann. In der Praxis kann eine Zeitdauer von weniger als 30 Sekunden, vorzugsweise weniger als 20 Sekunden, noch weitere vorzugsweise von weniger als 10 Sekunden, besonders vorzugsweise von weniger als 5 Sekunden, insbesondere von etwa 3 Sekunden, ausreichend für das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft sein. Während dieser Zeitdauer wird beispielsweise die Belüftungsluft zugeführt, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft zu verdrängen.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den von Anspruch 13 abhängigen Ansprüchen 14 bis 18 beschrieben.
  • Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ebenfalls durch Verfahren gelöst zum Betreiben eines Dachhimmelsystems zur innenseitigen Anbringung an einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle mit
    • - wenigstens einem Luftzufuhranschluss zum Anschließen des Dachhimmelsystems an ein Klimagerät des Kraftfahrzeugs zur Zufuhr von Belüftungsluft;
    • - wenigstens einer Ausströmungseinrichtung zur Abgabe der durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführten Belüftungsluft in die Fahrgastzelle,
    • - wenigstens einer Luftführungseinrichtung zwischen dem wenigstens einen Luftzufuhranschluss und der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung,
    • - wenigstens einem Strömungsstellglied zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung in die Fahrgastzelle, und
    • - einer Steuerungseinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Strömungsstellglieds.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:
    • - Ansteuern des wenigstens einen Strömungsstellglieds zum Schließen der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung im Bereich von wenigstens einem Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs,
    • - Zuführen von Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss,
    • - Durchführen eines Ablassbetriebs, in dem in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft nicht zu Fahrzeuginsassen geleitet wird, und
    • - Ansteuern des wenigstens einen Strömungsstellglieds zum Öffnen der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung im Bereich von Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs.
  • Die oben angegebenen Vorteile und Merkmale betreffend das Dachhimmelsystem gelten entsprechend.
  • Insbesondere ist für das Verfahren wichtig, dass die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung im Bereich von Fahrzeuginsassen geschlossen wird, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft nicht zu Fahrzeuginsassen zu leiten.
  • Durch das Zuführen von Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss wird die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft daraus verdrängt und im Ablassbetrieb abgelassen.
  • Um nach dem Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft möglichst zeitnah eine gewünschte Zufuhr von Belüftungsluft mit einer gewünschten Klimatisierung durchführen zu können, ist es möglich, über das wenigstens eine Strömungsstellglied die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung im Bereich von einem oder mehreren Fahrzeuginsassen zu öffnen. Entsprechend wird ein Ablassen der zugeführten Belüftungsluft mit einer gewünschten Klimatisierung vermieden.
  • Unabhängig von dem Schließen der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung im Bereich von Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs kann das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft auf unterschiedliche Weise erfolgen, wie oben bereits in Bezug auf das Dachhimmelsystem ausgeführt wurde.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Öffnen von wenigstens einer Ausströmungseinrichtung in wenigstens einem Bereich, in dem sich keine Fahrzeuginsassen befinden, vor dem Durchführen des Ablassbetriebs.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Dachhimmelsystem eine Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen zur Abgabe der Belüftungsluft in die Fahrgastzelle an verschiedenen Ausströmungspositionen auf, das Dachhimmelsystem weist eine Mehrzahl Strömungsstellglieder zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen in die Fahrgastzelle auf, und die Steuerungseinheit ist ausgeführt, die Ansteuerung der Mehrzahl Strömungsstellglieder durchzuführen, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft in dem Ablassbetrieb über eine Teilmenge der Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen abzulassen. Das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft erfolgt somit über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung in die Fahrgastzelle, wobei die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft dadurch nicht zu Fahrzeuginsassen geleitet wird, dass sie über diejenige(n) Ausströmungseinrichtung(en) abgelassen sind, die keinen Fahrzeuginsassen Belüftungsluft zuführen. Dabei kann beispielsweise angenommen werden, dass sich in dem Fahrzeug ein Fahrzeugführer befindet, so lange das Fahrzeug nicht autonom fahren kann. Entsprechend ist das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft über diejenige(n) Ausströmungseinrichtung(en), die dem Fahrzeugführer zugeordnet sind, ausgeschlossen. Darüber hinaus ist eine Belegung von vorderen Sitzen des Fahrzeugs durch Fahrzeuginsassen häufiger als eine Belegung der Fahrzeugsitze im Fond. Daher kann beispielsweise das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft über diejenige(n) Ausströmungseinrichtung(en) erfolgen, die den Fahrzeugsitzen im Fond zugeordnet sind, insbesondere einem besonders selten benutzen Mittelsitz im Fond.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Empfangen von Information über Positionen von Insassen der Fahrgastzelle. Die Information über Positionen von Insassen der Fahrgastzelle kann beispielsweise von einem Insassenerfassungssystem des Fahrzeugs oder von einem eigenständigen Sensor des Dachhimmelsystems, beispielsweise einer optischen Kamera, erfasst werden. Die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft kann somit vor dem Start der Belüftung über die Teilmenge der Ausströmungseinrichtungen abgelassen werden, deren Ausströmungspositionen nicht den Positionen von Insassen der Fahrgastzelle entsprechen. Es erfolgt eine entsprechende Ansteuerung der Strömungsstellglieder, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft nur über die entsprechende(n) Ausströmungseinrichtung(en) abzugeben.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Erfassen einer Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft, insbesondere im Vergleich zu einer Umgebung außerhalb der Fahrgastzelle, und das Durchführen des Ablassbetriebs erfolgt abhängig von der erfassten Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft.
  • Abhängig von der erfassten Klimatisierung kann entschieden werden, ob ein Ablassbetrieb erforderlich ist, d.h. ob die Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft einer gewünschten Klimatisierung der Belüftungsluft entspricht oder nicht. Im letzten Fall wird der Ablassbetrieb durchgeführt, so dass die Luft nicht in Bereiche von Insassen des Fahrzeugs geleitet wird, während der Ablassbetrieb im ersten Fall nicht erforderlich ist. Darüber hinaus kann erfasst werden, wie lange der Ablassbetrieb erforderlich ist, d.h. der Ablassbetrieb kann beendet werden, sobald die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindliche Luft eine gewünschte Klimatisierung aufweist.
  • Die Klimatisierung kann unterschiedliche Arten von Klimatisierungsinformation umfassen, beispielsweise eine Temperatur und/oder einen Feuchtegehalt und/oder eine Sonneneinstrahlung außerhalb des Fahrzeugs. Beispielhafte Bedingungen für den Ablassbetrieb können eine Temperatur der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft von mehr als 30°C in Kombination mit einer Außentemperatur von mehr als 15°C oder eine Sonneneinstrahlung von mehr als 350W/m2 über einen Zeitraum von mehr als 10 Minuten sein.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Warten auf den Empfang eines Fernsteuersignals. Sofern es das Fahrzeug oder das Dachhimmelsystem ermöglicht, die Annäherung des Fahrers, zum Beispiel über eine Kurzstrecken-Funk-Verbindung mit dem Schlüssel des Fahrzeugs oder dem Smartphone des Fahrers, zu detektieren, oder dem Fahrzeug auf sonstige Art und Weise die Information zur Verfügung steht, dass ein baldiger Fahrtantritt bevorsteht, kann der Ablassbetrieb bereits durchgeführt werden, bevor der Fahrzeugführer das Fahrzeug betritt.
  • Die in der obigen Beschreibung des Dachhimmelsystems und des Verfahrens zum Betreiben eines solchen Dachhimmelsystems angegebenen Merkmale sind jeweils austauschbar für das Dachhimmelsystem und das Verfahren.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
    • 1: eine teilweise räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Dachhimmelsystems gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 2: ein Ablaufdiagramm zum Betreiben des Dachhimmelsystems aus 1 in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 3: ein Ablaufdiagramm zum Betreiben eines Dachhimmelsystems eines zweiten Ausführungsbeispiels,
    • 4: ein Ablaufdiagramm zum Betreiben eines Dachhimmelsystems eines dritten Ausführungsbeispiels,
    • 5: eine teilweise schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dachhimmelsystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 6: eine teilweise schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Dachhimmelsystems aus 5 in zwei Ansichten; und
    • 7: ein Ablaufdiagramm zum Betreiben des Dachhimmelsystems aus 5 in Übereinstimmung mit dem vierten Ausführungsbeispiel.
  • In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar.
  • 1 zeigt ein Dachhimmelsystem 1 gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Dachhimmelsystem 1 ist zur innenseitigen Anbringung an einem hier nicht dargestellten Fahrzeugdach eines Fahrzeugs zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs ausgeführt.
  • Das Fahrzeugdach bildet eine Begrenzung einer Fahrgastzelle an ihrer Oberseite. Die innenseitige Anbringung an dem Fahrzeugdach entspricht damit der Anbringung des Dachhimmelsystems 1 an einer Innenseite der Fahrgastzelle im Bereich des Fahrzeugdachs. Das Fahrzeugdach betrifft dabei eine Außenhaut des Fahrzeugs, wobei am dem Fahrzeugdach innenseitig eine Verkleidung angebracht sein kann, an der das Dachhimmelsystem 1 angebracht werden kann. Die Verbindung des Dachhimmelsystems 1 mit dem Fahrzeugdach und/oder der Verkleidung des Fahrzeugdachs kann beispielsweise durch Verclipsen oder mittels einer Schraubverbindung erfolgen.
  • Das Dachhimmelsystem 1 umfasst wenigstens einen in den Figuren nicht sichtbaren Luftzufuhranschluss zum Anschließen des Dachhimmelsystems 1 an ein Klimagerät des Kraftfahrzeugs zur Zufuhr von Belüftungsluft. Der wenigstens eine Luftzufuhranschluss dient der Zufuhr von Belüftungsluft zu dem Dachhimmelsystem 1. Dabei kann durch eine Mehrzahl Luftzufuhranschlüsse unterschiedlich klimatisierte Belüftungsluft zugeführt werden. Die unterschiedlich klimatisierte Belüftungsluft kann beispielsweise innerhalb des Dachhimmelsystems 1 gemischt werden, um eine gewünschte Klimatisierung zu erzielen. Eine Mehrzahl Luftzufuhranschlüsse ermöglicht eine Verteilung der Luftzufuhr beispielsweise auf mehrere Säulen des Fahrzeugs, so dass jeder Luftzufuhranschluss nur einen geringen Querschnitt aufweisen muss und leicht in die jeweilige Fahrzeugsäule integriert werden kann.
  • Die Zufuhr von Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss erfolgt mit einer gewünschten Klimatisierung. Abhängig von der Art der Klimatisierung kann diese aber beispielsweise auch innerhalb des Dachhimmelsystems 1 durchgeführt werden, beispielsweise mit einer elektrischen Heizvorrichtung. Die Klimatisierung kann beispielsweise eine Erwärmung, Kühlung, Trocknung oder Befeuchtung der Belüftungsluft umfassen.
  • Das Dachhimmelsystem 1 umfasst weiterhin eine Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen 2 zur Abgabe der durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführten Belüftungsluft in die Fahrgastzelle. Eine solche Ausströmungseinrichtung 2 ist in 1 beispielhaft dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Ausströmungseinrichtung 2 insgesamt vier unabhängige Ausströmungsbereiche 3. Die Ausströmungseinrichtungen 2 dienen der Zufuhr der Belüftungsluft zu dem oder den Insassen des Fahrzeugs. Abhängig von der Anzahl, Ausgestaltung und Anordnung der Ausströmungseinrichtungen 2 können einzelne Ausströmungseinrichtungen 2 die Belüftungsluft zu einem oder mehreren Insassen zuführen. Auch können mehrere Ausströmungseinrichtungen 2 gemeinsam Belüftungsluft einem oder mehreren Insassen zuführen.
  • Das Dachhimmelsystem 1 umfasst ebenfalls wenigstens eine Luftführungseinrichtung 4, die zwischen dem wenigstens einen Luftzufuhranschluss und der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung 2 angeordnet ist. Die wenigstens eine Luftführungseinrichtung 4 kann als geschlossener Kanal ausgeführt sein, durch den die Belüftungsluft strömen kann. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die wenigstens eine Luftführungseinrichtung 4 als Wanne zur Bildung eines geschlossenen Kanals mit dem Fahrzeugdach im montierten Zustand ausgeführt. Die Luftführungseinrichtung 4 wird somit seitlich von Begrenzungswänden 5 begrenzt. Ein geschlossener Kanal wird bei der Montage des Dachhimmelsystems 1 am Fahrzeugdach gebildet. Prinzipiell kann die wenigstens eine Luftführungseinrichtung 4 abschnittsweise als geschlossener Kanal bzw. als Wanne ausgeführt sein. Die wenigstens eine Luftführungseinrichtung 4 kann integral mit einer Mehrzahl separater Kanäle oder Wannen ausgeführt sein, oder die Mehrzahl separater Kanäle oder Wannen sind separat angeordnet.
  • Auch umfasst das Dachhimmelsystem 1 eine Mehrzahl Strömungsstellglieder 6 zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die Ausströmungseinrichtungen 2 in die Fahrgastzelle. In diesem Ausführungsbeispiel ist jeder Ausströmungseinrichtung 2 ein Strömungsstellglied 6 mit einer Mehrzahl Klappen 7 zugeordnet, mit denen die Zufuhr der Belüftungsluft zu den Ausströmungsbereichen 3 gesteuert werden kann. Jedes Strömungsstellglied 6 ist jeweils individuell zwischen einer Schließstellung, in der die Luftführungseinrichtung 4, in der das Strömungsstellglied 6 angeordnet ist, mittels des Strömungsstellglieds 6 verschlossen ist, und einer Offenstellung, in der die Luftführungseinrichtung 4, in der das Strömungsstellglied 6 angeordnet ist, luftdurchlässig ist, verstellbar. Die Verstellung kann ein Öffnen und Schließen oder auch Zwischenstellungen umfassen. Die Verstellung der Klappen 7 erfolgt mit einem in 1 nicht dargestellten Antrieb. Die Klappen 7 sind innerhalb der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 positioniert. Alternativ kann die Klappe 7 unmittelbar im Bereich eines Luftzufuhranschlusses bzw. einer Ausströmungseinrichtung 2 positioniert sein. Alternativ können mehrere Strömungsstellglieder 6 gekoppelt sein, so dass sie gemeinsam verstellt werden. Dabei verstellt ein Antrieb die Klappen 7 mehrerer Strömungsstellglieder 6 gleichzeitig.
  • Alternativ oder zusätzlich kann ein Strömungsstellglied 6 für jeden Luftzufuhranschluss vorgesehen sein, um diesen zu öffnen bzw. zu verschließen, d.h. einer Zufuhr von Belüftungsluft durch diesen Luftzufuhranschluss zu ermöglichen oder zu unterbinden.
  • Schließlich umfasst das Dachhimmelsystem 1 eine in 1 nicht dargestellte Steuerungseinheit zur Ansteuerung der Strömungsstellglieder 6. Die Steuerungseinheit ist in diesem Ausführungsbeispiel innerhalb eines Grundköpers 8 des Dachhimmelsystems 1 angeordnet, wodurch sich eine integrale Ausgestaltung des Dachhimmelsystems 1 ergibt. Alternativ kann die Steuerungseinheit separat angeordnet sein. Die Ansteuerung jedes Strömungsstellglieds 6 erfolgt unabhängig über die Steuerungseinheit, um die Abgabe von Belüftungsluft über jede Ausströmungseinrichtung 6 individuell zu steuern.
  • Der wenigstens eine Luftzufuhranschluss, die Ausströmungseinrichtungen 2, die wenigstens eine Luftführungseinrichtung 4 und die Strömungsstellglieder 6 sind gemeinsam in dem Grundköper 8 angeordnet sind. Dadurch wird das Dachhimmelsystem 1 als integrales Bauteil zur Montage an dem Fahrzeugdach bereitgestellt. Dabei bilden der wenigstens eine Luftzufuhranschluss und die Ausströmungseinrichtungen 2 Öffnungen des Grundkörpers 8.
  • Weiterhin umfasst das Dachhimmelsystem 1 eine Ablasseinrichtung 9 zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft. Die Ablasseinrichtung 9 ist mit einem Freiraum 10 zwischen dem Grundkörper 8 des Dachhimmelsystems 1 und dem Fahrzeugdach fluidtechnisch verbunden. Entsprechend kann die Luft aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 über die Ablasseinrichtung 9 abgelassen werden, wie nachstehend im Detail ausgeführt ist.
  • Die Ablasseinrichtung 9 zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft ist in diesem Ausführungsbeispiel als federbelastetes Überdruckventil ausgeführt, welches zwischen einer Verschlussposition, in welcher die Ablasseinrichtung 9 verschlossen ist, wie in 1 dargestellt ist, und einer Öffnungsposition, in welcher die Ablasseinrichtung 9 geöffnet ist, beweglich ist. Entsprechend umfasst die Ablasseinrichtung 9 eine Ventilklappe 11 und eine Rückstellfeder 12, welche die Ventilklappe 11 in ihrer Verschlussposition hält. Beim Aufbau eines Überdrucks in der Luftführungseinrichtung 4 gegenüber dem Freiraum 10 wird die Ventilklappe 11 geöffnet, so dass Luft aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 in den Freiraum 10 strömen kann. Sobald der Überdruck abgebaut ist, schließt die Rückstellfeder 12 die Ventilklappe 11.
  • Außerdem umfasst das Dachhimmelsystem 1 eine Mehrzahl Hilfsausströmungseinrichtungen auf, die über den Freiraum 10 in Fluidverbindung mit der Ablasseinrichtung 9 angeordnet sind, so dass die Luft von der Ablasseinrichtung 9 über den Freiraum 10 zu den Hilfsausströmungseinrichtungen strömen kann. Die Hilfsausströmungseinrichtungen sind in der 1 nicht dargestellt. Die Hilfsausströmungseinrichtungen sind in Seitenbereichen des Dachhimmelsystems 1 angeordnet, insbesondere zum Enteisen von Fahrzeugscheiben oder zum Entfernen von Feuchtigkeit/Beschlag von den Fahrzeugscheiben. Die Hilfsausströmungseinrichtungen können somit zusätzlich im „normalen“ Belüftungsbetrieb verwendet werden, um Belüftungsluft entlang der Fahrzeugscheiben in die Fahrgastzelle abzugeben. Die Hilfsausströmungseinrichtungen sind dabei durch Spalte zwischen dem Dachhimmelsystem 1 und dem Fahrzeugdach oder seitliche Spalte an dem Dachhimmelsystem 1 gebildet.
  • Nachstehend wird ein erstes Verfahren zum Betrieb des Dachhimmelsystems 1 des ersten Ausführungsbeispiels unter Bezug auf 2 beschrieben.
  • Das Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels beginnt mit einem Schritt S100, der ein Warten auf den Empfang eines Fernsteuersignals umfasst. Das Fernsteuersignal kann zum Beispiel über eine Kurzstrecken-Funk-Verbindung mit dem Schlüssel des Fahrzeugs oder einem Smartphone des Fahrers versendet werden, und wird von einem entsprechenden Empfänger des Fahrzeugs empfangen detektieren. Das Fernsteuersignal kann beispielsweise ein Signal zum Entsperren des Fahrzeugs sein und gibt an, dass ein baldiger Fahrtantritt bevorsteht. Schritt S100 ist optional in diesem Verfahren. Alternativ kann das Verfahren beispielsweise beim Starten des Fahrzeugs beginnen.
  • Schritt S110 betrifft ein gemeinsames Ansteuern der Strömungsstellglieder 6 zum Schließen der Ausströmungseinrichtungen 2.
  • Die Ansteuerung erfolgt durch die Steuerungseinrichtung. Dadurch wird ein Austritt von Belüftungsluft durch die Ausströmungseinrichtungen 2 im Bereich von Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs verhindert.
  • Schritt S120 betrifft ein Zuführen von Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss. Dies kann erfolgen, indem beispielsweise ein Gebläse einer Klimatisierungseinrichtung des Fahrzeugs gestartet wird, wodurch dem wenigstens einen Luftzufuhranschluss Belüftungsluft zugeführt wird.
  • Schritt S130 betrifft ein Durchführen eines Ablassbetriebs, in dem in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindliche Luft nicht zu Fahrzeuginsassen geleitet wird. Durch das Schließen aller Strömungsstellglieder 6 in Schritt S110 und das Starten der Zufuhr der Belüftungsluft in Schritt S120 baut sich in Schritt S130 in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 strömungstechnisch vor den Strömungsstellgliedern 6 ein Überdruck gegenüber dem Freiraum 10 auf, wodurch die Ventilklappe 11 der Ablasseinrichtung 9 gegen die Kraft der Rückstellfeder 12 geöffnet wird. Der Betrieb wird in diesem Ausführungsbeispiel zeitgesteuert für etwas 3 bis 5 Sekunden aufrechterhalten, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindliche Luft abzulassen. Die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindliche Luft wird durch das Zuführen der Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss aus der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 verdrängt und tritt dabei durch die Ablasseinrichtung 9 in den Freiraum 10, von wo sie über die Hilfsausströmungseinrichtungen in den Seitenbereichen des Dachhimmelsystems 1 in die Fahrgastzelle abgelassen wird, ohne zu den Fahrzeuginsassen geleitet zu werden.
  • Die Zeitdauer für den Ablassbetrieb ist im Detail abhängig von einem Volumen der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 und/oder einer Zuführrate von Belüftungsluft über den wenigstens einen Luftzufuhranschluss gewählt.
  • In einem Schritt S140 werden die Strömungsstellglieder 6 zum Öffnen der Ausströmungseinrichtungen 2 im Bereich von Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs geöffnet. Die Ansteuerung erfolgt durch die Steuerungseinrichtung. Der Überdruck in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 bricht zusammen. Durch die Rückstellfeder 12 wird die federbelastete Rückstellklappe automatisch verschlossen, so dass der Ablassbetrieb endet.
  • Nachstehend wird ein zweites Verfahren zum Betrieb eines zweiten Ausführungsbeispiels des Dachhimmelsystems 1 unter Bezug auf 3 beschrieben. Das Verfahren und das Dachhimmelsystem 1 des zweiten Ausführungsbeispiels sind im Wesentlichen identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb nachstehend Unterschiede der beiden Ausführungsbeispiele beschrieben werden. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es nicht erforderlich, dass das Dachhimmelsystem 1 eine Ablasseinrichtung 9 oder Hilfsausströmungseinrichtungen aufweist. Die Ablasseinrichtung 9 oder die Hilfsausströmungseinrichtungen können für das Verfahren nicht verwendet werden oder können entfallen.
  • Abweichend zu dem Dachhimmelsystem 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist bei dem Dachhimmelsystem 1 des zweiten Ausführungsbeispiels die Steuerungseinheit ausgeführt, Information über Positionen von Insassen in der Fahrgastzelle zu empfangen. Die Information über die Positionen der Insassen in der Fahrgastzelle wird von einem Insassenerfassungssystem des Fahrzeugs empfangen.
  • In einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst das Dachhimmelsystem 1 einen eigenständigen Sensor zur Erfassung einer Belegung der Fahrzeugsitze, beispielsweise eine optische Kamera.
  • Das zweite Verfahren beginnt mit Schritt S100, der identisch zu dem Schritt S100 des ersten Verfahrens ist.
  • In Schritt S105 wird die Belegung der Fahrzeugsitze in der Steuerungseinheit ermittelt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Belegung der Fahrzeugsitze von dem Insassenerfassungssystem des Fahrzeugs empfangen.
  • In Schritt S110 erfolgt ein gemeinsames Ansteuern der Strömungsstellglieder 6, deren Ausströmungspositionen den Positionen von Insassen der Fahrgastzelle entsprechen, zum Schließen der Ausströmungseinrichtungen 2. Die Ansteuerung erfolgt durch die Steuerungseinrichtung. Dadurch wird ein Austritt von Belüftungsluft durch die Ausströmungseinrichtungen 2 im Bereich von Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs verhindert.
  • In Schritt S115 erfolgt ein gemeinsames Ansteuern der Strömungsstellglieder 6, deren Ausströmungspositionen nicht den Positionen von Insassen der Fahrgastzelle entsprechen, zum Öffnen der Ausströmungseinrichtungen 2. Die Ansteuerung erfolgt durch die Steuerungseinrichtung. Dadurch wird ein Austritt von Belüftungsluft durch die Ausströmungseinrichtungen 2 in Bereichen, in denen sich keine Fahrzeuginsassen in dem Fahrzeug befinden, ermöglicht.
  • Schritt S120 des zweiten Verfahrens ist identisch zu Schritt S120 des ersten Verfahrens.
  • In Schritt S130 wird in Übereinstimmung mit dem ersten Verfahren der Ablassbetrieb durchgeführt, in dem in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindliche Luft nicht zu Fahrzeuginsassen geleitet wird. In Übereinstimmung mit der Ansteuerung der Strömungsstellglieder 6 wird die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindliche Luft vor dem Start der Belüftung über eine Teilmenge der Ausströmungseinrichtungen 2 abgelassen. Das Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft erfolgt dabei nur über diejenige(n) Ausströmungseinrichtung(en) 2, die jeweils aktuell keinem Fahrzeuginsassen zugeordnet sind. Der Betrieb wird in diesem Ausführungsbeispiel für etwas 3 bis 5 Sekunden aufrechterhalten, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 vor dem Start des Verfahrens befindliche Luft vollständig abzulassen. Dabei wird die vor dem Start des Verfahrens in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindliche Luft durch die von dem wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführte Belüftungsluft verdrängt.
  • In einem Schritt S140 werden die Strömungsstellglieder 6 umgestellt, d.h. die zuvor geschlossenen Strömungsstellglieder 6, deren Ausströmungspositionen den Positionen von Insassen der Fahrgastzelle entsprechen, werden zum Öffnen der Ausströmungseinrichtungen 2 angesteuert. Dadurch kann eine Zufuhr der durch den wenigstens einem Luftzufuhranschluss zugeführte Belüftungsluft durch die entsprechenden Ausströmungseinrichtungen 2 im Bereich der Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs zur Belüftung durchgeführt werden. Die Strömungsstellglieder 6, deren Ausströmungspositionen nicht den Positionen von Insassen der Fahrgastzelle entsprechen, werden zum Schließen der Ausströmungseinrichtungen 2 angesteuert. Dadurch wird ein Austritt von Belüftungsluft durch die Ausströmungseinrichtungen 2 in Bereichen, in denen sich keine Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs befinden, verhindert. Die Ansteuerung erfolgt jeweils durch die Steuerungseinrichtung. Das Schließen der Ausströmungseinrichtungen 2 in Bereichen, in denen sich keine Fahrzeuginsassen in dem Fahrzeug befinden, reduziert die Abgabe von Belüftungsluft in die Fahrgastzelle und ist optional.
  • Nachstehend wird ein drittes Verfahren zum Betrieb eines dritten Ausführungsbeispiels des Dachhimmelsystems 1 unter Bezug auf 4 beschrieben. Das Verfahren und das Dachhimmelsystem 1 des dritten Ausführungsbeispiels sind weitgehend identisch zu denen des zweiten Ausführungsbeispiels, weshalb nachstehend lediglich Unterschiede der beiden Ausführungsbeispiele beschrieben werden.
  • Abweichend zu dem Dachhimmelsystem 1 des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst das Dachhimmelsystem 1 des dritten Ausführungsbeispiels zusätzlich eine nicht in den Figuren dargestellte Klimatisierungssensoreinrichtung, um Sensordaten betreffend eine Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft zu erfassen. Die Klimatisierungssensoreinrichtung ist über eine Signalverbindung zur Übertragung der Sensordaten mit der Steuerungseinheit verbunden.
  • Die Klimatisierungssensoreinrichtung umfasst im Detail einen Temperatursensor, der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 angeordnet ist, um eine Temperatur der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft zu erfassen. Die Klimatisierungssensoreinrichtung umfasst außerdem einen Außentemperatursensor, um Sensordaten betreffend eine Temperatur der Umgebungsluft zu erfassen, und darüber weitere Details in Bezug auf die Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft zu erhalten. Die Sensordaten umfassen also Temperaturwerte der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft und der Umgebungsluft.
  • Weiter zusätzlich umfasst die Klimatisierungssensoreinrichtung einen Sonnensensor, der eine Strahlungsintensität der Sonne erfasst. Die Sensordaten umfassen also zusätzlich die Strahlungsintensität.
  • Das Verfahren zum Betrieb des Dachhimmelsystems 1 des dritten Ausführungsbeispiels entspricht weitgehend dem Verfahren des zweiten Ausführungsbeispiels. Abweichend dazu umfasst das Verfahren zum Betrieb des Dachhimmelsystems 1 des dritten Ausführungsbeispiels eine zusätzlichen Schritt S103, in dem eine Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft erfasst wird. Abhängig von den von der Klimatisierungssensoreinrichtung erfassten Sensordaten wir geprüft, ob ein Ablassbetrieb erforderlich ist, d.h. ob die Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft einer gewünschten Klimatisierung der Belüftungsluft zumindest näherungsweise entspricht oder nicht. Im letzten Fall wird der Ablassbetrieb durchgeführt, während der Ablassbetrieb im ersten Fall nicht erforderlich ist. Vorliegend wird der Ablassbetrieb beispielsweise durchgeführt, wenn die Temperatur der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft größer als 30°C und die Temperatur der Umgebungsluft größer als 15°C ist. Alternativ wird der Ablassbetrieb durchgeführt, wenn die Sonneneinstrahlung über einen Zeitraum von mehr als zehn Minuten größer als 350W/m2 ist. Andernfalls wird das Verfahren unmittelbar mit Schritt S140 fortgesetzt.
  • Schritt S130 des dritten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von Schritt S130 des zweiten Ausführungsbeispiels dadurch, dass während des Durchführens des Ablassbetriebs kontinuierlich die Klimatisierung der Luft in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 erfasst wird. Der Schritt S130 endet in diesem Ausführungsbeispiel nicht zeitgesteuert, sondern sobald die Luft in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 eine gewünschte Klimatisierung aufweist, beispielsweise eine Temperatur, die niedriger als die Temperatur der Umgebungsluft ist. Dies wird anhand der von der Klimatisierungssensoreinrichtung übertragenen Sensordaten ermittelt.
  • Im Übrigen wird das Verfahren des dritten Ausführungsbeispiels wie das Verfahren des zweiten Ausführungsbeispiels durchgeführt.
  • Die 5 und 6 betreffen ein Dachhimmelsystem 1 eines vierten Ausführungsbeispiels. Das Dachhimmelsystem 1 des vierten Ausführungsbeispiels basiert auf dem Dachhimmelsystem 1 des ersten Ausführungsbeispiels, so dass nachstehend im Wesentlichen Unterschiede zwischen den Dachhimmelsystemen 1 des ersten und vierten Ausführungsbeispiels beschrieben werden.
  • Das Dachhimmelsystem 1 des vierten Ausführungsbeispiels unterschiedet sich von dem Dachhimmelsystem 1 des ersten Ausführungsbeispiels durch die Ausgestaltung der Ablasseinrichtung 9. In dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Ablasseinrichtung 9 zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindlichen Luft als ein steuerbares Ablassventil 9 ausgeführt. Das Ablassventil 9 ist zwischen einer Verschlussposition, in welcher die wenigstens eine Ablasseinrichtung 9 verschlossen ist, und einer Öffnungsposition, in welcher die Ablasseinrichtung 9 geöffnet ist, verstellbar. Das steuerbare Ablassventil 9 ist in einem Bereich einer Begrenzungswand 5 in der Nähe eines der Strömungsstellglieder 6 angeordnet.
  • Dabei ist das steuerbare Ablassventil 9 mit dem Strömungsstellglied 6, in dessen Nähe es angeordnet ist, mit einer mechanischen Kopplung 13 verbunden. Das gekoppelte Strömungsstellglied 6 umfasst als Antrieb 14 einen Servomotor, der eine Antriebswelle 15 antreibt. Das Strömungsstellglied 6 umfasst eine Mehrzahl Klappen 7, die auf der Antriebswelle gelagert sind und durch eine Drehung der Antriebswelle 15 geöffnet und geschlossen werden können, um Belüftungsluft zu der Ausströmungseinrichtung 2 zu leiten. Die Ausströmungseinrichtung 2 des vierten Ausführungsbeispiels ist hier mit zwei unabhängigen Ausströmungsbereichen 3 ausgeführt, die über die Klappen 7 individuell mit Belüftungsluft versorgt werden können. Dazu können die Klappen 7 zwischen einer Schließstellung, in der die Luftführungseinrichtung 4, in der das Strömungsstellglied 6 angeordnet ist, mittels der Klappe 7 des Strömungsstellglieds 6 verschlossen ist, und einer Offenstellung, in der die Luftführungseinrichtung 4, in der das Strömungsstellglied 6 angeordnet ist, luftdurchlässig ist, verstellt werden.
  • Der Antrieb des Ablassventils 9 erfolgt ebenfalls über die Antriebswelle 15. Dabei ist die mechanische Kopplung 13 mit einer Kupplungsvorrichtung ausgeführt, mit der das steuerbare Ablassventil 9 und das Strömungsstellglied 6 miteinander kuppelbar sind. Die Kupplungseinrichtung kann auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein. Die Antriebswelle 15 verfügt dazu in diesem Ausführungsbeispiel über einen Mitnehmer für einen Drehschieber des steuerbaren Ablassventils 9. Bei einer Drehung der Antriebswelle 15 über eine Endposition der Klappen 7 über ihre Schließposition hinaus, rastet die Klappe 7 von der Antriebswelle 15 aus. Bei einer weiteren Drehung der Antriebswelle 15 treibt der Mitnehmer über den Schieber das steuerbare Ablassventil 9 an, um dieses zu öffnen. Die Bewegung ist umkehrbar, um das steuerbare Ablassventil 9 zu schließen und die Klappen 7 des Strömungsstellglieds 6 zu öffnen.
  • Ein Verfahren zum Betrieb des Dachhimmelsystems 1 des vierten Ausführungsbeispiels wird nachstehend unter Bezug auf 7 erläutert. Das Verfahren entspricht im Wesentlichen dem Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels, so dass hier eine detaillierte Beschreibung der Unterschiede der beiden Verfahren erfolgt.
  • Die Schritte S100 und S110 erfolgen wie bei dem Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels.
  • In einem gegenüber dem Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels zusätzlichen Schritt S112 erfolgt eine Ansteuerung des Ablassventils 9 zum Öffnen. Entsprechend wird der Servomotor 9 des Strömungsstellglieds 6 nach dem Erreichen der Schließposition der damit angetriebenen Klappen 7 weiter angetrieben. Dadurch rasten die Klappen 7 von der Antriebswelle 15 aus, und die Antriebswelle 15 treibt über den Mitnehmer den Schieber an, wodurch das steuerbare Ablassventil 9 geöffnet wird.
  • Auch der Schritte S120 erfolgt wie bei dem Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels.
  • In Schritt S130 wird beim Durchführen des Ablassbetriebs in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 kein Überdruck gegenüber dem Freiraum 10 aufgebaut, da das Ablassventil 9 geöffnet ist. Der Betrieb wird in diesem Ausführungsbeispiel zeitgesteuert für etwas 3 bis 5 Sekunden aufrechterhalten, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung 4 befindliche Luft durch die Ablasseinrichtung 9 in den Freiraum 10 von dort über die Hilfsausströmungseinrichtungen in den Seitenbereichen des Dachhimmelsystems 1 in die Fahrgastzelle abzulassen, ohne diese zu den Fahrzeuginsassen zu leiten.
  • In einem gegenüber dem Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels zusätzlichen Schritt S135 erfolgt eine Ansteuerung des Ablassventils 9 zum Schließen. Entsprechend wird der Servomotor 9 des Strömungsstellglieds 6 angetrieben, wodurch die Antriebswelle 15 über den Mitnehmer den Schieber antreibt und das steuerbare Ablassventil 9 geschlossen wird. Der Antrieb erfolgt, bis das Ablassventil 9 vollständig geschlossen ist und die Klappen 7 in der Antriebswelle 15 einrasten.
  • Auch der Schritte S140 erfolgt wie bei dem Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Dachhimmelsystem
    2
    Ausströmungseinrichtung
    3
    Ausströmungsbereich
    4
    Luftführungseinrichtung
    5
    Begrenzungswand
    6
    Strömungsstellglied
    7
    Klappe
    8
    Grundköper
    9
    Ablasseinrichtung, Ablassventil
    10
    Freiraum
    11
    Ventilklappe
    12
    Rückstellfeder
    13
    mechanische Kopplung
    14
    Antrieb, Servomotor
    15
    Antriebswelle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19832738 A1 [0005]

Claims (18)

  1. Dachhimmelsystem (1) zur innenseitigen Anbringung an einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle, mit - wenigstens einem Luftzufuhranschluss zum Anschließen des Dachhimmelsystems (1) an ein Klimagerät des Kraftfahrzeugs zur Zufuhr von Belüftungsluft; - wenigstens einer Ausströmungseinrichtung (2) zur Abgabe der durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführten Belüftungsluft in die Fahrgastzelle, - wenigstens einer Luftführungseinrichtung (4) zwischen dem wenigstens einen Luftzufuhranschluss und der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung (2), - wenigstens einem Strömungsstellglied (6) zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung (2) in die Fahrgastzelle, und - einer Steuerungseinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Strömungsstellglieds (6), wobei das Dachhimmelsystem (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass das Dachhimmelsystem (1) ausgeführt ist, beim Start einer Zufuhr von Belüftungsluft zu wenigstens einem Fahrzeuginsassen durch die wenigstens einer Ausströmungseinrichtung (2) zunächst einen Ablassbetrieb durchzuführen, in dem in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindliche Luft nicht zu dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen geleitet wird, insbesondere um ein Anströmen des wenigstens einen Fahrzeuginsassen mit der vor dem Start der Belüftung in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft zu vermeiden.
  2. Dachhimmelsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachhimmelsystem (1) wenigstens eine Ablasseinrichtung (9) zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindlichen Luft in dem Ablassbetrieb aufweist, insbesondere zum Ablassen der Luft in einen Freiraum (10) eines Grundkörpers (8) des Dachhimmelsystems (1) oder in einen Freiraum (10) zwischen dem Grundkörper (8) und dem Fahrzeugdach.
  3. Dachhimmelsystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ablasseinrichtung (9) zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindlichen Luft ein federbelastetes Überdruckventil aufweist, welches zwischen einer Verschlussposition, in welcher die wenigstens eine Ablasseinrichtung (9) verschlossen ist, und einer Öffnungsposition, in welcher die wenigstens eine Ablasseinrichtung (9) geöffnet ist, beweglich ist.
  4. Dachhimmelsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ablasseinrichtung (9) zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindlichen Luft ein steuerbares Ablassventil (9) aufweist, das zwischen einer Verschlussposition, in welcher die wenigstens eine Ablasseinrichtung (9) verschlossen ist, und einer Öffnungsposition, in welcher die wenigstens eine Ablasseinrichtung (9) geöffnet ist, verstellbar ist.
  5. Dachhimmelsystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare Ablassventil (9) mit einem Strömungsstellglied (6) mit einer mechanischen Kopplung (13) verbunden ist.
  6. Dachhimmelsystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung (13) eine Kupplungsvorrichtung aufweist, mit der das steuerbare Ablassventil (9) und das Strömungsstellglied (6) miteinander und/oder gemeinsam oder individuell mit einem Antrieb (14) kuppelbar sind.
  7. Dachhimmelsystem (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare Ablassventil (9) und wenigstens ein Strömungsstellglied (6) integral ausgeführt sind und ein gemeinsames Verschlusselement aufweisen, wobei das Verschlusselement zwischen einer Verschlussposition der Luftführungseinrichtung (4), die mit der Öffnungsposition der entsprechenden Ablasseinrichtung (9) korrespondiert, und der Verschlussposition der entsprechenden Ablasseinrichtung (9), die mit einer Öffnungsposition der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) korrespondiert, verstellbar ist.
  8. Dachhimmelsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachhimmelsystem (1) wenigstens eine Hilfsausströmungseinrichtung aufweist, die in Fluidverbindung mit der Ablasseinrichtung (9) angeordnet ist.
  9. Dachhimmelsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachhimmelsystem (1) eine Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen (2) zur Abgabe der Belüftungsluft in die Fahrgastzelle an verschiedenen Ausströmungspositionen aufweist, das Dachhimmelsystem (1) eine Mehrzahl Strömungsstellglieder (6) zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen (2) in die Fahrgastzelle aufweist, und die Steuerungseinheit ausgeführt ist, die Ansteuerung der Mehrzahl Strömungsstellglieder (6) durchzuführen, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindliche Luft in dem Ablassbetrieb über eine Teilmenge der Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen (2) abzulassen.
  10. Dachhimmelsystem (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgeführt ist, Information über Positionen von Insassen der Fahrgastzelle zu empfangen, insbesondere von einem Insassenerfassungssystem des Fahrzeugs, und die Steuerungseinheit ausgeführt ist, die Ansteuerung der Mehrzahl Strömungsstellglieder (6) durchzuführen, um die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindliche Luft vor dem Start der Belüftung über die Teilmenge der Mehrzahl Ausströmungseinrichtungen (2) abzulassen, deren Ausströmungspositionen nicht den Positionen von Insassen der Fahrgastzelle entsprechen.
  11. Dachhimmelsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachhimmelsystem (1) eine Klimatisierungssensoreinrichtung aufweist, die in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) angeordnet ist, um Sensordaten betreffend eine Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindlichen Luft zu erfassen, die Klimatisierungssensoreinrichtung über eine Signalverbindung zur Übertragung der Sensordaten mit der Steuerungseinheit verbunden ist, und die Steuerungseinheit ausgeführt ist, den Ablassbetrieb abhängig von den von der Klimatisierungssensoreinrichtung empfangen Sensordaten durchzuführen.
  12. Dachhimmelsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgeführt ist, den Ablassbetrieb zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindlichen Luft zeitgesteuert durchzuführen.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Dachhimmelsystems (1) zur innenseitigen Anbringung an einem Fahrzeugdach eines Fahrzeugs zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle mit - wenigstens einem Luftzufuhranschluss zum Anschließen des Dachhimmelsystems (1) an ein Klimagerät des Kraftfahrzeugs zur Zufuhr von Belüftungsluft; - wenigstens einer Ausströmungseinrichtung (2) zur Abgabe der durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss zugeführten Belüftungsluft in die Fahrgastzelle, - wenigstens einer Luftführungseinrichtung (4) zwischen dem wenigstens einen Luftzufuhranschluss und der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung (2), - wenigstens einem Strömungsstellglied (6) zur Steuerung der Abgabe der Belüftungsluft über die wenigstens eine Ausströmungseinrichtung (2) in die Fahrgastzelle, und - einer Steuerungseinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Strömungsstellglieds (6), wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgende Schritte umfasst: - Ansteuern des wenigstens einen Strömungsstellglieds (6) zum Schließen der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung (2) im Bereich von wenigstens einem Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs, - Zuführen von Belüftungsluft durch den wenigstens einen Luftzufuhranschluss, - Durchführen eines Ablassbetriebs, in dem in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindliche Luft nicht zu dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen geleitet wird, insbesondere um ein Anströmen des wenigstens einen Fahrzeuginsassen mit der vor dem Start der Belüftung in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung befindlichen Luft zu vermeiden, und - Ansteuern des wenigstens einen Strömungsstellglieds (6) zum Öffnen der wenigstens einen Ausströmungseinrichtung (2) im Bereich von dem wenigstens einen Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Öffnen von wenigstens einer Ausströmungseinrichtung (9) in wenigstens einem Bereich, in dem sich keine Fahrzeuginsassen befinden, vor dem Durchführen des Ablassbetriebs umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Empfangen von Information über Positionen von Insassen der Fahrgastzelle umfasst.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Erfassen einer Klimatisierung der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindlichen Luft umfasst, insbesondere im Vergleich zu einer Umgebung außerhalb der Fahrgastzelle, und das Durchführen des Ablassbetriebs abhängig von der erfassten Klimatisierung der in der Luftführungseinrichtung (4) befindlichen Luft erfolgt.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachhimmelsystem (1) wenigstens eine Ablasseinrichtung (9) zum Ablassen der in der wenigstens einen Luftführungseinrichtung (4) befindlichen Luft mit einen steuerbaren Ablassventil (9) aufweist, mit dem die Ablasseinrichtung (9) zum Ablassen der Luft freigebbar oder verschließbar ist, das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Ansteuern des Ablassventils (9) zum Öffnen der wenigstens einen Ablasseinrichtung (9) vor dem Durchführen des Ablassbetriebs umfasst, und das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Ansteuern des Ablassventils (9) zum Schließen der wenigstens einen Ablasseinrichtung (9) nach dem Durchführen des Ablassbetriebs umfasst.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen zusätzlichen Schritt zum Warten auf den Empfang eines Fernsteuersignals umfasst.
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