-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Temperierung eines Fahrzeuginnenraumes mit einer Anzahl von in den Fahrzeuginnenraum gerichteten Luftdüsen.
-
- - Wärmetauscher zum Erwärmen und Abkühlen von durch ihn hindurchtretender T emperierluft,
- - ein Gebläse zum Fördern der Temperierluft,
- - im Bereich einer Schalttafel angeordnete Ausströmer zum direkten Anströmen einer in dem Fahrzeug sitzenden Person,
- - im Bereich des Daches angeordnete Ausströmer,
- - im Bereich des Bodens angeordnete Ausströmer,
- - einen Temperaturfühler zum Erfassen einer Innenraumtemperatur und
- - eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Temperatur des Wärmetauschers und einer Strömungsgeschwindigkeit der durch ihn hindurchtretenden Temperierluft sowie einer Verteilung der Temperierluft auf die Schalttafel-Ausströmer, die Dach-Ausströmer und die Boden-Ausströmer.
-
Die Steuereinrichtung steuert den Betrieb der Klimaanlage derart, dass folgende Verfahrensschritte ablaufen:
- - direktes Anströmen einer in einem Innenraum eines Fahrzeugs befindlichen Person bei über einem vorbestimmten Wert liegender Abweichung zwischen einer Solltemperatur des Innenraums und einer Isttemperatur mit Temperierluft, deren Temperatur von der Solltemperatur entgegengesetzt zur Isttemperatur abweicht, und abhängig von vorbestimmten Bedingungen
- - Annähern der Temperatur der Temperierluft an die Solltemperatur und Vermindern der Strömungsgeschwindigkeit sowie
- - zunehmendes Beaufschlagen des Innenraums mit Temperierluft lediglich von oben her bei einer erforderlichen Kühlung des Innenraums oder von unten her bei einer erforderlichen Beheizung des Innenraums mit geringer, durch Konvektion unterstützter Strömungsgeschwindigkeit der Temperierluft.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Temperierung eines Fahrzeuginnenraumes anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale aufweist.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Eine Vorrichtung zur Temperierung eines Fahrzeuginnenraumes mit einer Anzahl von in den Fahrzeuginnenraum gerichteten Luftdüsen umfasst erfindungsgemäß zumindest ein im Bereich einer Luftausströmöffnung der jeweiligen Luftdüse angeordnetes, elektrisch positionierbares Stellglied zur Erzeugung eines auf einen Insassen des Fahrzeuges, insbesondere auf einen Fahrer, gerichteten, temperierten Luftstromes, sofern eine mittels einer Temperaturüberwachungseinheit ermittelte Innenraumtemperatur des Fahrzeuges und/oder eine ermittelte Körpertemperatur des Insassen außerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches liegen bzw. liegt.
-
Mittels einer derart ausgebildeten Vorrichtung ist eine effektive Temperierung, insbesondere Klimatisierung, des Insassen zur vergleichsweise schnellen Steigerung seines Wohlbefindens, insbesondere bei verhältnismäßig hoher und niedriger, außerhalb des Temperaturbereiches liegender Innenraumtemperatur möglich.
-
In einer Ausbildung umfasst die Vorrichtung zumindest einen Temperatursensor zur Ermittlung der Innenraumtemperatur und/oder einen weiteren Temperatursensor zur Ermittlung einer Körpertemperatur des Insassen. Anhand der erfassten Innenraumtemperatur und/oder Körpertemperatur ist, sofern die diese außerhalb des Temperaturbereiches liegen bzw. liegt, eine Temperatur des auf den Insassen gerichteten Luftstromes einstellbar.
-
Der weitere Temperatursensor zur Ermittlung der Körpertemperatur des Insassen ist in einer weiteren Ausbildung in eine tragbare Datenverarbeitungseinheit, insbesondere eine Smartwatch, des Insassen integriert ist, wobei die ermittelte Körpertemperatur über eine Funkschnittstelle an eine Steuereinheit der Vorrichtung zur Temperierung des Fahrzeuginnenraumes übermittelbar ist.
-
Ist der Temperatursensor in die tragbare Datenverarbeitungseinheit integriert, ist es nicht erforderlich, einen Temperatursensor im Fahrzeug anzuordnen, um die Körpertemperatur des Insassen fortlaufend zu ermitteln.
-
In einer zusätzlichen oder alternativen Ausbildung der Vorrichtung ist der Temperatursensor zur Ermittlung der Körpertemperatur des Insassen als Kamera ausgebildet und in dem Fahrzeuginnenraum angeordnet. Insbesondere ist die Kamera hierzu als Infrarotkamera ausgebildet. Die Kamera kann zudem zur Ausführung zumindest einer weiteren Funktion, wie beispielsweise einer Sitzbelegungserkennung, in dem Fahrzeug vorgesehen sein. Ist vorgesehen, die Körpertemperatur des Insassen mittels einer Kamera zu ermitteln, so erfolgt die Ermittlung berührungslos.
-
Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, dass ein Außentemperatursensor zur Ermittlung einer Außentemperatur vorhanden ist, so dass z. B. eine Temperaturdifferenz zwischen der ermittelten Außentemperatur und der Innenraumtemperatur bestimmbar ist und der auf den Insassen gerichtete Luftstrom in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz temperierbar ist.
-
Des Weiteren ist in einer weiteren möglichen Ausführungsform eine Einstellvorrichtung zur manuellen Einstellung einer Temperatur bei einer ermittelten, innerhalb des Temperaturbereiches liegenden Innenraumtemperatur des Fahrzeuges und/oder Körpertemperatur des Insassen vorgesehen. Wird erfasst, dass die ermittelte Innenraumtemperatur und/oder die ermittelte Körpertemperatur des Insassen innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereiches liegen bzw. liegt, dann kann der Insasse den Fahrzeuginnenraum betreffende Temperatureinstellungen, wie üblich, manuell vornehmen. Der Insasse hat somit die Möglichkeit seinem Wohlbefinden entsprechend Einstellungen hinsichtlich einer Richtung und einer Temperatur des Luftstromes individuell vorzunehmen.
-
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Temperieren eines Fahrzeuginnenraumes mit einer Vorrichtung, welche eine Anzahl von in den Fahrzeuginnenraum gerichteten Luftdüsen umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass in Abhängigkeit einer ermittelten Innenraumtemperatur des Fahrzeuges und/oder einer ermittelten Körpertemperatur eines Insassen des Fahrzeuges, insbesondere eines Fahrers, ein im Bereich einer Luftausströmöffnung einer jeweiligen Luftdüse angeordnetes Stellglied derart elektrisch positioniert wird, dass ein auf den Insassen gerichteter, temperierter Luftstrom erzeugt wird, sofern die mittels der Temperaturüberwachungseinheit ermittelte Innenraumtemperatur des Fahrzeuges und/oder die ermittelte Körpertemperatur des Insassen außerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches liegen bzw. liegt.
-
Mittels des Verfahrens ist es möglich, den Fahrzeuginnenraum, insbesondere eine Luft in unmittelbarer Umgebung des Insassen zu temperieren, um ein Wohlbefinden zumindest dieses Insassen zu erhöhen.
-
Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Elektrofahrzeug, kann dadurch, dass der temperierte Luftstrom auf den Insassen gerichtet wird, elektrische Energie gespart werden, da nicht der gesamte Fahrzeuginnenraum temperiert wird, sondern nur der Insasse.
-
Darüber hinaus sieht eine weitere mögliche Ausführungsform vor, dass eine Temperatur des auf den Insassen gerichteten Luftstromes zumindest in Abhängigkeit der ermittelten Innenraumtemperatur des Fahrzeuges und/oder der ermittelten Körpertemperatur des Insassen eingestellt wird. Dabei wird die Temperatur des Luftstromes derart gewählt, dass der auf den Insassen gerichtete Luftstrom von dem Insassen als angenehm empfunden wird.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
- 1 schematisch einen Ausschnitt eines Fahrzeuginnenraumes mit einem Insassen und
- 2 schematisch ein Temperatur-Zeit-Diagramm.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Fahrzeuginnenraumes 1 eines Fahrzeuges mit einem Insassen 2, insbesondere einem Fahrer des Fahrzeuges, und in 2 ist ein Temperatur-Zeit-Diagramm D mit einem Temperaturverlauf T in dem Fahrzeuginnenraum 1 dargestellt.
-
Ein menschliches Wärmeempfinden ist im Wesentlichen von einem thermischen Gleichgewicht eines Körpers des Insassen 2 abhängig.
-
Ist eine Innenraumtemperatur TI im Fahrzeuginnenraum 1 wesentlich höher als 22°C, beispielsweise durch Sonneneinstrahlung, oder wesentlich niedriger als 22°C, so wird das thermische Gleichgewicht des Insassen 2 gestört.
-
Zur Wiederherstellung des thermischen Gleichgewichtes des Insassen 2 wird der Fahrzeuginnenraum 1 üblicherweise, insbesondere mittels konvektiver Luftströme L, die mittels Luftdüsen 3 einer Vorrichtung zur Temperierung des Fahrzeuginnenraumes 1 in den Fahrzeuginnenraum 1 gerichtet sind, temperiert.
-
Sind die Luftdüsen 3 derart positioniert, dass eine Luftausströmrichtung der Luftdüsen 3 nicht in Bezug auf den Insassen 2 positioniert ist und nimmt der Insasse 2 keine Einstellung der Luftdüsen 3 vor, dann verzögert sich die Zeit t bis der Insasse 2 sein thermisches Gleichgewicht wiedererlangt hat. Zur Einstellung einer Luftausströmrichtung der Luftdüsen 3 ist es erforderlich, dass der Insasse 2 manuell eine entsprechende Einstellvorrichtung betätigt, so dass der aus der jeweiligen Luftdüse 3 strömende Luftstrom L auf den Insassen 2 gerichtet ist. In 1 sind drei auf den Insassen 2 gerichtete Luftdüsen 3 gezeigt.
-
Um zu erreichen, dass der Insasse 2 sein thermisches Gleichgewicht vergleichsweise schnell wiedererlangt und sich die Zeit t bis zum Erreichen des thermischen Gleichgewichtes des Insassen 2 nicht wesentlich verzögert, ist die Vorrichtung zur Temperierung des Fahrzeuginnenraumes 1, wie im Folgenden beschrieben, ausgebildet.
-
Die Vorrichtung umfasst eine nicht näher dargestellte Steuereinheit, eine ebenfalls nicht näher dargestellte Temperiereinheit und Temperaturüberwachungseinheit und die Luftdüsen 3 mit jeweils zumindest einem, im Bereich einer Luftausströmöffnung angeordneten, nicht gezeigten Stellglied.
-
In der Steuereinheit ist ein vorgegebener Temperaturbereich TB für die Innenraumtemperatur TI , insbesondere als ein sogenanntes Komfortband, hinterlegt, welches in dem in 2 gezeigten Temperatur-Zeit-Diagramm D gezeigt ist. Ein unterer Temperaturschwellwert Tu des Temperaturbereiches TB beträgt beispielsweise 18°C, wobei ein oberer Temperaturschwellwert To beispielsweise 26°C beträgt.
-
Zur Ermittlung, ob die Innenraumtemperatur TI innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereiches TB liegt, umfasst die Temperaturüberwachungseinheit einen Temperatursensor 4 zur Ermittlung einer Innenraumtemperatur TI . Zudem kann die Temperaturüberwachungseinheit einen nicht näher dargestellten weiteren Temperatursensor zur Ermittlung einer Körpertemperatur des Insassen 2 aufweisen, wobei erfasste Signale beider Temperatursensoren 4 in der Temperaturüberwachungseinheit ausgewertet werden.
-
Bei dem Temperatursensor 4 handelt es sich um einen üblicherweise im Fahrzeug vorhandenen Temperatursensor 4, welcher zumindest während eines Fahrbetriebes fortlaufend Signale erfasst, anhand derer die Innenraumtemperatur TI des Fahrzeuges ermittelt wird.
-
Der weitere Temperatursensor kann beispielsweise in eine tragbare Datenverarbeitungseinheit des Insassen 2, beispielsweise in eine Smartwatch oder in ein anderes sogenanntes Wearable, integriert sein. In einer weiteren Ausführungsform ist der weitere Temperatursensor als Kamera, insbesondere als Infrarotkamera, ausgebildet, so dass anhand erfasster Signale der Infrarotkamera die Körpertemperatur des Insassen 2 ermittelt wird.
-
Wird die Körpertemperatur des Insassen 2 alternativ oder zusätzlich zu der ermittelten Innenraumtemperatur TI dem Verfahren zugrunde gelegt, so ist ein Temperaturbereich TB in Bezug auf die ermittelte Körpertemperatur des Insassen 2 vorgegeben, so dass die Temperierung des Fahrzeuginnenraumes 1 alternativ oder zusätzlich auf der ermittelten Körpertemperatur des Insassen 2 basiert.
-
Im Folgenden wird das Verfahren in Bezug auf die Innenraumtemperatur TI beschrieben, wobei das Verfahren auf Grundlage der Körpertemperatur des Insassen 2 analog durchgeführt, nur dass die Temperaturschwellwerte Tu , To des vorgegebenen Temperaturbereiches TB andere Temperaturwerte, insbesondere hinsichtlich sinnvoller Körpertemperaturen, aufweisen.
-
Wird anhand erfasster Signale des fahrzeugseitigen Temperatursensors 4 ermittelt, dass die Innenraumtemperatur TI innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereiches TB liegt, dann kann der Insasse 2 Einstellungen in Bezug auf die Temperierung des Fahrzeuginnenraumes 1 sowie Einstellungen in Bezug auf eine Richtung eines aus der jeweiligen Luftdüse 3 strömenden Luftstromes L individuell nach seinen Wünschen und Vorlieben vornehmen.
-
Wird hingegen anhand fortlaufend erfasster Signale des fahrzeugseitigen Temperatursensors 4 ermittelt, dass die Innenraumtemperatur TI außerhalb des Temperaturbereiches TB liegt und den oberen Temperaturschwellwert To überschreitet oder den unteren Temperaturschwellwert Tu unterschreitet, werden die, insbesondere dem Insassen 2 zugeordnete Luftdüsen 3 im Fahrzeuginnenraum 1 derart positioniert, dass ein in Abhängigkeit der ermittelten Innenraumtemperatur TI temperierter Luftstrom L auf den Insassen 2 gerichtet wird.
-
Hierzu ist im Bereich einer Luftausströmöffnung der jeweiligen Luftdüse 3 ein elektrisch positionierbares, nicht näher gezeigtes Stellglied angeordnet, welches angesteuert und positioniert wird, dass der temperierte Luftstrom L auf den Insassen 2 gerichtet ist.
-
Mittels der auf den Insassen 2 gerichteten Luftströme L kann möglichst schnell erreicht werden, dass die Innenraumtemperatur TI zumindest zunächst im Bereich des Insassen 2 einen Temperaturwert aufweist, welcher innerhalb des Temperaturbereiches TB liegt und sich somit ein thermisches Gleichgewicht bei dem Insassen 2 verhältnismäßig schnell einstellt.
-
In einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform umfasst die Temperaturüberwachungseinheit einen Außentemperatursensor, welcher im Betrieb des Fahrzeuges fortlaufend Signale erfasst, anhand derer eine Außentemperatur ermittelt wird.
-
Dabei werden die Temperierung und die Richtung des aus der jeweiligen Luftdüse 3 strömenden Luftstromes L bei Überschreiten des oberen Temperaturschwellwertes To oder bei Unterschreiten des unteren Temperaturschwellwertes Tu eines in Abhängigkeit der Außentemperatur vorgegebenen Temperaturbereiches TB eingestellt. Dabei können die Temperaturschwellwerte Tu , To hinsichtlich der Außentemperatur als Bezugsgröße regionsbedingt in Abhängigkeit der Jahreszeiten variieren.
-
Das Verfahren sieht also vor, dass mittels der Temperaturüberwachungseinheit eine Innenraumtemperatur TI , eine Körpertemperatur des Insassen 2, insbesondere des Fahrers des Fahrzeuges, und/oder eine Außentemperatur des Fahrzeuges kontinuierlich ermittelt werden bzw. wird.
-
Eine jeweils ermittelte Innenraumtemperatur TI , Körpertemperatur und/oder Außentemperatur wird mittels eines Algorithmus in Bezug auf den jeweiligen Temperaturbereich TB ausgewertet, wobei bei außerhalb liegendem Temperarturwert oder bei entsprechend außerhalb liegender Temperaturwerte werden die Stellglieder der Luftdüsen 3 positioniert, so dass der jeweilige temperierte, aus den Luftdüsen 3 strömende Luftstrom L auf den Insassen 2 gerichtet ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeuginnenraum
- 2
- Insasse
- 3
- Luftdüse
- 4
- Temperatursensor
- D
- Diagramm
- L
- Luftstrom
- T
- Temperaturverlauf
- TB
- Temperaturbereich
- TI
- Innenraumtemperatur
- To
- oberer Temperaturschwellwert
- Tu
- unterer Temperaturschwellwert
- t
- Zeit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
