DE102020109353A1 - Device and method for adaptive control of an air flow of an air conditioning system in a vehicle - Google Patents

Device and method for adaptive control of an air flow of an air conditioning system in a vehicle Download PDF

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur adaptiven Regelung eines Luftstroms in einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung einen Sensor aufweist der geeignet ist einen Innenraum des Fahrzeugs zu erfassen und entsprechende Sensordaten auszugeben. Ferner ist eine Datenverarbeitungseinheit vorgesehen, die mit dem Sensor verbunden ist und geeignet ist die Sensordaten des Sensors zu empfangen und derart zu verarbeiten, dass Personen, die sich im Innenraum des Fahrzeuges befinden erfasst und nachverfolgt werden, wobei die Datenverarbeitungseinheit ferner Positionsdaten der erfassten und nachverfolgten Personen ausgibt, wobei sich die Positionsdaten auf ein Fahrzeugkoordinatensystem beziehen. Eine Lüftungsdüse der Vorrichtung weist wenigstens einen Aktuator auf, der eine Ablenkung eines Luftstroms der wenigstens einen Lüftungsdüse in einer horizontalen und/oder vertikalen Ebene, bezüglich des Fahrzeugkoordinatensystems, ermöglicht, wobei eine Lüftungsregelungseinheit, die mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden ist, geeignet ist die ausgegebenen Positionsdaten der Datenverarbeitungseinheit zu empfangen und derart zu verarbeiten, dass der wenigstens eine Aktuator der wenigstens einen Lüftungsdüse entsprechend der Positionsdaten der Datenverarbeitungseinheit angesteuert wird, um den Luftstrom in Richtung der Positionsdaten abzulenken.Device and method for adaptive regulation of an air flow in a vehicle, wherein the device has a sensor which is suitable to detect an interior of the vehicle and to output corresponding sensor data. Furthermore, a data processing unit is provided which is connected to the sensor and is suitable for receiving the sensor data from the sensor and processing it in such a way that people who are in the interior of the vehicle are recorded and tracked, the data processing unit also having position data of the recorded and tracked Outputs people, the position data relating to a vehicle coordinate system. A ventilation nozzle of the device has at least one actuator that enables an air flow of the at least one ventilation nozzle to be deflected in a horizontal and / or vertical plane with respect to the vehicle coordinate system, a ventilation control unit connected to the data processing unit being suitable for the output position data of the data processing unit and to process it in such a way that the at least one actuator of the at least one ventilation nozzle is controlled according to the position data of the data processing unit in order to deflect the air flow in the direction of the position data.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur adaptiven Regelung eines Luftstroms einer Klimatisierungsanlage in einem Fahrzeug.The present invention relates to a method and a device for adaptive regulation of an air flow of an air conditioning system in a vehicle.

Im Gebiet der Fahrzeuginnenraumbelüftung sind unterschiedlichste Systeme bekannt. Weit verbreitet sind manuelle Luftausströmer, bei denen die Luftstromrichtung, als auch die Intensität des Luftstroms vom Nutzer mechanisch eingestellt wird und so bis zur nächsten Verstellung verbleibt. Nachteilig an derartigen manuell verstellbaren Systemen ist, dass bei einer getroffenen Einstellung, die Person, abhängig von deren Position im Fahrzeug, immer entweder im direkten Luftstrom oder abseits davon sitzt, sofern keine weitere Verstellung vorgenommen wird.A wide variety of systems are known in the field of vehicle interior ventilation. Manual air vents are widespread, in which the air flow direction and the intensity of the air flow are set mechanically by the user and remain so until the next adjustment. A disadvantage of such manually adjustable systems is that when a setting is made, the person, depending on their position in the vehicle, always sits either in the direct air flow or away from it, provided no further adjustment is made.

Des Weiteren sind manuelle Luftausströmer mit oszillierender Funktion bekannt, wobei zusätzlich zur manuellen Verstellung eine oszillierende Funktion zuschaltbar ist. Hierbei werden die Lüftungsdüsen automatisch von links nach rechts bewegt. Ein Nachteil derartiger Systeme ist, dass je nach Auslegung der Nutzer abwechselnd im direkten Luftstrom sitzt oder nicht. Ansonsten sind die Nachteile ähnlich denen der manuellen Luftausströmer.Furthermore, manual air vents with an oscillating function are known, in which case an oscillating function can be switched on in addition to the manual adjustment. The ventilation nozzles are automatically moved from left to right. A disadvantage of such systems is that, depending on the design, the user alternately sits in the direct air flow or not. Otherwise, the disadvantages are similar to those of manual air vents.

Ferner sind statische Luftausströmer bekannt, bei denen ein Hauptluftstrom, sowie ein abgelenkter Luftstrom verwendet wird. Derartige System weisen eine statische Düse auf, die sich nicht manuell verstellen lässt. Statt nur eines Kanals zur Luftausströmung existiert ein Hauptkanal und direkt daneben ein weiterer Kanal dessen Luftstrom seitlich auf den Hauptstrom trifft. Dadurch wird eine Ablenkung des Hauptluftstroms je nach Stärke des Ablenkstroms erzielt. Nachteilig hierbei sind ein hoher Aufwand in der Ansteuerung, sowie die Notwendigkeit einer separaten Luftregulierung für sämtliche Ablenkströme.Static air vents are also known in which a main air flow and a deflected air flow are used. Such systems have a static nozzle that cannot be adjusted manually. Instead of just one channel for air outflow, there is a main channel and directly next to it another channel, the air flow of which meets the main flow at the side. This results in a deflection of the main air flow depending on the strength of the deflection flow. Disadvantages here are a high level of control effort and the need for separate air regulation for all deflection currents.

Somit sind bekannte Klimatisierungsanlagen in Fahrzeugen zwar in der Lage bedarfsabhängig Luftstromstäke sowie die Luftstromverteilung zu regeln, zeigen aber die oben erwähnten Nachteile. Eine Regelung findet meistens in drei Regionen des Fahrzeuginneren statt, wie zum Beispiel dem Kopf-, Rumpf-, und Fußraum. Die Luftstromrichtung wird in den bekannten Belüftungssystemen allerdings zumeist vom Nutzer selbst manuell geregelt. Die Luftstromrichtung wird hierbei häufig so eingestellt, dass der Körper sich im direkten Luftstrom befindet oder der Luftstrom um den Körper geleitet wird. Bewegt sich die Person, beispielsweise bei einer Nutzung der Armlehne, befindet sie sich üblicherweise nicht mehr im eingestellten optimalen Belüftungsbereich. Die Person wird in Folge dessen beispielsweise ungewollt direkt angeströmt.Known air-conditioning systems in vehicles are therefore able to regulate air flow levels and the air flow distribution as required, but they have the disadvantages mentioned above. Control usually takes place in three regions of the vehicle interior, such as the head, torso and footwell. In the known ventilation systems, however, the air flow direction is usually controlled manually by the user himself. The air flow direction is often set so that the body is in the direct air flow or the air flow is directed around the body. If the person moves, for example when using the armrest, they are usually no longer in the set optimal ventilation area. As a result, the person is accidentally streamed directly against, for example.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, die sicherstellt, dass eine eingestellte Art der Belüftung - direkt, indirekt - beibehalten wird, auch wenn sich eine entsprechende Person in einem Fahrzeug bewegt.The present invention is therefore based on the object of providing a method and a device which ensures that a set type of ventilation - direct, indirect - is maintained, even when a corresponding person is moving in a vehicle.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 23 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 23. Further refinements of the invention emerge from the respective subclaims.

Insbesondere ist eine Vorrichtung zur adaptiven Regelung eines Luftstroms in einem Fahrzeug vorgesehen, wobei die Vorrichtung einen Sensor aufweist, der geeignet ist einen Innenraum des Fahrzeugs zu erfassen und entsprechende Sensordaten an eine Datenverarbeitungseinheit auszugeben, die mit dem Sensor verbunden ist und geeignet ist diese zu verarbeiten. Insbesondere kann die Datenverarbeitungseinheit eine Bildverarbeitungseinheit sein, die beispielsweise mittels einer Kamera, eine Situation im Innenraum eines Fahrzeugs erfasst. Ferner kann die Datenverarbeitungseinheit geeignet sein, beispielsweise Daten eines Laserscanners zu verarbeiten, mit dem der Innenraum des Fahrzeugs gescannt wird. Eine Verarbeitung sieht zum Beispiel vor, dass Personen, die sich im Innenraum des Fahrzeuges befinden erfasst und nachverfolgt werden, wobei die Datenverarbeitungseinheit Positionsdaten der erfassten und nachverfolgten Personen ausgibt. Die Positionsdaten beziehen sich hierbei auf ein Fahrzeugkoordinatensystem. Des Weiteren ist wenigstens eine Lüftungsdüse mit wenigstens einem Aktuator vorgesehen, der eine Ablenkung eines Luftstroms der wenigstens einen Lüftungsdüse in einer horizontalen und/oder vertikalen Ebene, bezüglich des Fahrzeugkoordinatensystems, ermöglicht, wobei eine Lüftungsregelungseinheit, die mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden ist, geeignet ist die ausgegebenen Positionsdaten der Datenverarbeitungseinheit zu empfangen und zu verarbeiten. Der wenigstens eine Aktuator der wenigstens einen Lüftungsdüse wird dann entsprechend der Positionsdaten der Datenverarbeitungseinheit angesteuert wird, um den Luftstrom in Richtung der Positionsdaten abzulenken.In particular, a device for adaptive control of an air flow in a vehicle is provided, the device having a sensor that is suitable for detecting an interior of the vehicle and outputting corresponding sensor data to a data processing unit that is connected to the sensor and is suitable for processing it . In particular, the data processing unit can be an image processing unit which, for example by means of a camera, detects a situation in the interior of a vehicle. Furthermore, the data processing unit can be suitable for processing, for example, data from a laser scanner with which the interior of the vehicle is scanned. Processing provides, for example, that people who are located in the interior of the vehicle are recorded and tracked, the data processing unit outputting position data of the recorded and tracked persons. The position data relate to a vehicle coordinate system. Furthermore, at least one ventilation nozzle with at least one actuator is provided, which enables a deflection of an air flow of the at least one ventilation nozzle in a horizontal and / or vertical plane, with respect to the vehicle coordinate system, wherein a ventilation control unit, which is connected to the data processing unit, is suitable to receive and process output position data of the data processing unit. The at least one actuator of the at least one ventilation nozzle is then controlled in accordance with the position data of the data processing unit in order to deflect the air flow in the direction of the position data.

In einer vorteilhaften Ausprägung weist die Lüftungsregelungseinheit vorzugsweise einen ersten einstellbaren Betriebsmodus auf, in dem der wenigstens eine Aktuator unter Verwendung der Positionsdaten und dem ersten Betriebsmodus derart angesteuert wird, dass ein entsprechender Luftstrom direkt auf eine Person im Fahrzeug gerichtet ist.In an advantageous embodiment, the ventilation control unit preferably has a first adjustable operating mode in which the at least one actuator is controlled using the position data and the first operating mode in such a way that a corresponding air flow is directed directly at a person in the vehicle.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Lüftungsregelungseinheit ferner einen zweiten einstellbaren Betriebsmodus aufweisen, in dem der wenigstens eine Aktuator unter Verwendung der Positionsdaten und dem ersten Betriebsmodus vorzugsweise derart angesteuert wird, dass ein entsprechender Luftstrom um einen Körper einer Person im Fahrzeug herum geleitet wird.In a further embodiment, the ventilation control unit can also have a second adjustable operating mode in which the at least one actuator is preferably controlled using the position data and the first operating mode in such a way that a corresponding air flow is directed around a body of a person in the vehicle.

Das vorsehen von verschiedenen Betriebsmodi ist vorteilhaft in dem sich dadurch ohne weitere Modifikationen die Lüftungsdüsen in der Art einstellen lassen, dass ein Luftstrom direkt oder indirekt auf eine Person im Fahrzeug gereichtet werden soll.The provision of different operating modes is advantageous in that the ventilation nozzles can be adjusted without further modifications in such a way that an air flow is to be directed directly or indirectly at a person in the vehicle.

Eine alternative Ausführung ist weiterhin vorgesehen in der die Datenverarbeitungseinheit eine Personenerkennung aufweist, wobei entsprechende Daten an die Lüftungsregelungseinheit geliefert werden. Die Daten können dann vorzugsweise genutzt werden, um die erfindungsgemäße Vorrichtung automatisch an eine Größe und eine eingestellte Sitzposition voreinzustellen.An alternative embodiment is also provided in which the data processing unit has a person identification, with corresponding data being supplied to the ventilation control unit. The data can then preferably be used to automatically preset the device according to the invention to a size and a set seating position.

Dies hat den Vorteil, dass persönliche Präferenzen nicht zuerst eingestellt werden müssen, sondern per Voreinstellung gewählt werden und somit eine schnelle Anpassung an die jeweilige Person erfolgen kann, was wiederum das Einsparen zusätzlicher Berechnungsschritte ermöglicht.This has the advantage that personal preferences do not have to be set first, but rather are selected by default and can therefore be adapted quickly to the respective person, which in turn enables additional calculation steps to be saved.

Die obige Datenverarbeitungseinheit ist in einer weiteren Ausführungsform mit einer Software ausgestattet, die mittels eines Trackingalgorithmus Bewegungen von Personen im Fahrzeuginneren nachverfolgt. Die Verwendung von bekannten Trackingalgorithmen ist insofern vorteilhaft, da sich diese leicht in das bestehende System integrieren lassen und typischerweise eine Datenverarbeitung in Echtzeit erlauben, was eine schnelle Nachführung der Lüftungsdüsen über die Aktuatoren ermöglicht.In a further embodiment, the above data processing unit is equipped with software that tracks movements of people inside the vehicle by means of a tracking algorithm. The use of known tracking algorithms is advantageous in that they can be easily integrated into the existing system and typically allow data processing in real time, which enables the ventilation nozzles to be adjusted quickly via the actuators.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Sensor eine Kamera sein. Allgemein kann hierbei jedoch jeder Sensor verwendet werden, dessen Ausgabedaten eine Personenlokalisierung erlauben.In an advantageous embodiment of the invention, the sensor can be a camera. In general, however, any sensor can be used here whose output data allow people to be localized.

Vorzugsweise kann die Regelung des Luftstroms in einem Kopf-, Rumpf- und Fußraum des Fahrzeuges erfolgen, wobei die Datenverarbeitungseinheit vorzugsweise zyklisch die Sensordaten verarbeitet.The air flow can preferably be regulated in a head, trunk and footwell of the vehicle, the data processing unit preferably processing the sensor data cyclically.

In einer bevorzugten Ausführungsform können die von der Datenverarbeitungseinheit ausgegebenen Positionsdaten x-, y-, und z-Werte eines Kopfes oder eines Rumpfs einer entsprechenden Person in dem Fahrzeugkoordinatensystem aufweisen, die vorzugsweise über eine Schnittstelle an die Lüftungsregelungseinheit übertragen werden. Die ausgegebenen x-, y-, und z-Werte können hierbei beispielsweise die geometrischen Schwerpunkte des Kopfes oder des Rumpfes sein. Die Ausgabe eines einzelnen Satzes von x-, y- und z-Werten für Kopf oder Rumpf ermöglicht sowohl eine schnelle Datenübertragung innerhalb des Systems, als auch eine leichte Weiterverarbeitung der Daten in dem beispielsweise für den indirekten Modus lediglich Offset-Werte erstellt werden müssen, die auf die erzeugten Koordinaten entsprechend angewendet werden.In a preferred embodiment, the position data output by the data processing unit can have x, y and z values of a head or torso of a corresponding person in the vehicle coordinate system, which are preferably transmitted to the ventilation control unit via an interface. The x, y and z values that are output can be, for example, the geometric centers of gravity of the head or torso. The output of a single set of x, y and z values for head or body enables both fast data transmission within the system and easy further processing of the data in which, for example, only offset values have to be created for the indirect mode. which are applied to the generated coordinates accordingly.

In einer vorteilhaften Ausführung kann der wenigstens eine Aktuator direkt an der wenigstens einen Lüftungsdüse angeordnet sein. Alternativ kann der wenigstens eine Aktuator in wenigstens einem Lüftungskanal des Fahrzeugs angeordnet sein, wobei vorzugsweise der wenigstens eine Aktuator, die wenigstens eine Lüftungsdüse derart ansteuert, dass zusätzlich die Breite des Luftstroms variiert wird. Eine derartige Ausgestaltung der Aktuatoranordnung ist insofern vorteilhaft, dass hiermit eine nachträgliche Anpassung an bestehende Belüftungssysteme ermöglicht bzw. erleichtert wird. Dies kann entweder durch Austauschen der bestehenden Lüftungsdüsen oder, wenn das nicht auf einfache Weise zu bewerkstelligen ist, durch eine Anordnung der Aktuatoren in einem Lüftungskanal, erreicht werden.In an advantageous embodiment, the at least one actuator can be arranged directly on the at least one ventilation nozzle. Alternatively, the at least one actuator can be arranged in at least one ventilation duct of the vehicle, wherein preferably the at least one actuator controls the at least one ventilation nozzle in such a way that the width of the air flow is also varied. Such a configuration of the actuator arrangement is advantageous in that it enables or facilitates subsequent adaptation to existing ventilation systems. This can be achieved either by replacing the existing ventilation nozzles or, if this cannot be achieved in a simple manner, by arranging the actuators in a ventilation duct.

In einer bevorzugten Ausführungsform tauschen der Sensor, die Datenverarbeitungseinheit, die wenigstens eine Lüftungsdüse, der wenigstens eine Aktuator und die Lüftungsregelungseinheit über einen Kommunikationskanal sowohl Positionsdaten als auch Steuer- bzw. Regelungsdaten aus, wobei der Kommunikationskanal ein kabelgebundener Datenübertragungskanal oder ein drahtloser Datenübertragungskanal sein kann. Die Möglichkeit der Verwendung sowohl eines kabelgebundenen, als auch eines drahtlosen Kommunikationskanals erleichtert den Einbau einer derartigen Belüftungsregelung derart, dass beispielsweise bestehende drahtgebundene Datenkanäle mitgenutzt werden können. Im Falle eines nachträglichen Einbaus ist es vorteilhaft einen drahtlosen Kommunikationskanal vorzusehen, da hierbei eine aufwendige Verlegung von Kabeln im Fahrzeug vermieden werden kann. Vorzugsweise kann der Kommunikationskanal hierbei ein CAN Bus sein.In a preferred embodiment, the sensor, the data processing unit, the at least one ventilation nozzle, the at least one actuator and the ventilation control unit exchange both position data and control or regulation data via a communication channel, wherein the communication channel can be a wired data transmission channel or a wireless data transmission channel. The possibility of using both a wired and a wireless communication channel facilitates the installation of such a ventilation control in such a way that, for example, existing wired data channels can also be used. In the case of a subsequent installation, it is advantageous to provide a wireless communication channel, since this avoids the costly laying of cables in the vehicle. The communication channel can preferably be a CAN bus.

Des Weiteren können in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel Steuerelemente zum Regeln der Vorrichtung in einem Lenkrad des Fahrzeugs implementiert sein.Furthermore, in a preferred exemplary embodiment, control elements for regulating the device can be implemented in a steering wheel of the vehicle.

Derartige Steuerelemente erlauben eine direkte Eingabe des jeweiligen Betriebsmodus, sowie eine Einstellung einer Luftstromintensität ohne dabei die Hände vom Steuer zu nehmen, was wiederum eine Steigerung der Bedienbarkeit und Sicherheit zur Folge hat.Such control elements allow direct input of the respective operating mode, as well as setting an air flow intensity without taking your hands off the steering wheel, which in turn results in an increase in usability and safety.

Die Lüftungsregelungseinheit ist vorzugsweise so ausgeführt, dass eine entsprechende Lüftungsdüse für jede Person im Fahrzeug individuell geregelt werden kann, um den Luftstrom entsprechend an die jeweilige Person individuell anzupassen, wobei die Lüftungsregelungseinheit ferner zusätzlich die Intensität des Luftstroms steuern kann.The ventilation control unit is preferably designed in such a way that a corresponding ventilation nozzle can be individually regulated for each person in the vehicle in order to adapt the air flow to the respective person individually, wherein the ventilation control unit can also control the intensity of the air flow.

Zusätzlich zu den obigen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Erfindung auch ein Verfahren zur adaptiven Regelung eines Luftstroms in einem Fahrzeug vorsehen, wobei das Verfahren das Erfassen eines Innenraums des Fahrzeugs mittels eines Sensors vorsieht, sowie das Ausgeben von entsprechenden Sensordaten. Weiterhin ist vorgesehen, dass ausgegebenen Sensordaten mittels einer Datenverarbeitungseinheit, die mit dem Sensor verbunden ist, derart verarbeitet werden, dass Personen, die sich im Innenraum des Fahrzeuges befinden erfasst und nachverfolgt werden können. Ferner ist der Schritt des Ausgebens von Positionsdaten der erfassten und nachverfolgten Personen vorgesehen, wobei sich die Positionsdaten auf ein Fahrzeugkoordinatensystem beziehen, wobei das Fahrzeugkoordinatensystem vorzugsweise ein dreidimensionales kartesisches Koordinatensystem ist, das fest mit dem Fahrzeug verbunden ist. Es wird ein rechtshändiges Koordinatensystem gewählt, wobei die x-Achse in Fahrtrichtung liegt, die y-Achse senkrecht dazu quer zur Fahrtrichtung und die z-Achse senkrecht zu diesen beiden Achsen in Richtung der Höhe des Fahrzeugs ausgerichtet ist. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ausgegebenen Positionsdaten durch eine Lüftungsregelungseinheit empfangen und verarbeitet, wobei die Lüftungsregelungseinheit mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden ist und wenigstens einen Aktuator wenigstens einer Lüftungsdüse des Fahrzeugs entsprechend der verarbeiteten Positionsdaten ansteuert. Infolgedessen wird in einem nächsten Schritt ein Luftstrom der wenigstens einen Lüftungsdüse in einer horizontalen und/oder vertikalen Ebene bezüglich des Fahrzeugkoordinatensystems in eine Richtung der verarbeiteten Positionsdaten abgelenkt.In addition to the above exemplary embodiments of the device according to the invention, the invention can also provide a method for adaptive control of an air flow in a vehicle, the method providing for the detection of an interior of the vehicle by means of a sensor and the output of corresponding sensor data. Furthermore, it is provided that output sensor data are processed by means of a data processing unit which is connected to the sensor in such a way that people who are located in the interior of the vehicle can be detected and tracked. Furthermore, the step of outputting position data of the recorded and tracked persons is provided, the position data relating to a vehicle coordinate system, the vehicle coordinate system preferably being a three-dimensional Cartesian coordinate system that is permanently connected to the vehicle. A right-handed coordinate system is selected, the x-axis being in the direction of travel, the y-axis perpendicular to it, transverse to the direction of travel and the z-axis being perpendicular to these two axes in the direction of the height of the vehicle. In a further step of the method according to the invention, the output position data are received and processed by a ventilation control unit, the ventilation control unit being connected to the data processing unit and controlling at least one actuator of at least one ventilation nozzle of the vehicle in accordance with the processed position data. As a result, in a next step, an air flow from the at least one ventilation nozzle is deflected in a horizontal and / or vertical plane with respect to the vehicle coordinate system in a direction of the processed position data.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben:

  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Aufbaus;
  • 2 zeigt eine Draufsicht und eine Vorderansicht einer indirekten Luftstromführung bei einer üblichen Sitzposition einer Person in einem Fahrzeug;
  • 2A zeigt eine Draufsicht und eine Vorderansicht einer abgelenkten indirekten Luftstromführung bei einer Sitzposition einer Person in einem Fahrzeug, die von einer üblichen Sitzposition abweicht;
  • 3 zeigt eine Draufsicht und eine Vorderansicht einer direkten Luftstromführung bei einer üblichen Sitzposition einer Person in einem Fahrzeug;
  • 3A zeigt eine Draufsicht und eine Vorderansicht einer abgelenkten direkten Luftstromführung bei einer Sitzposition einer Person in einem Fahrzeug, die von einer üblichen Sitzposition abweicht.
The present invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings:
  • 1 shows a schematic view of a structure according to the invention;
  • 2 shows a plan view and a front view of an indirect air flow guide in a typical seating position of a person in a vehicle;
  • 2A shows a plan view and a front view of a deflected indirect air flow guide in a seating position of a person in a vehicle that deviates from a normal seating position;
  • 3 shows a top view and a front view of a direct air flow guide in a typical seating position of a person in a vehicle;
  • 3A shows a top view and a front view of a deflected direct air flow guide in a seating position of a person in a vehicle that deviates from a normal seating position.

Ein in der nachfolgenden Beschreibung verwendeter Aufbau beziehungsweise Ablauf verschiedener Verfahrensschritte bezieht sich primär auf die Darstellung in der Zeichnung, und sollte daher nicht einschränkend gesehen werden. Einzelne Schritte können daher auch in einer anderen Reihenfolge oder als Alternative durchgeführt werden.A structure or sequence of various process steps used in the following description primarily relates to the representation in the drawing and should therefore not be viewed as restrictive. Individual steps can therefore also be carried out in a different order or as an alternative.

1 zeigt einen generellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung in einem Fahrzeug, wobei mittels eines Sensors 1 ein Umfeld des Sensors 1 in einem Fahrzeuginnenraum erfasst wird. Handelt es sich bei dem Sensor 1 um eine Kamera, so wird das Kamerabild derart erstellt, dass ein Kopf und/oder der Rumpf der Person 7 bzw. des Fahrers 7, oder einer anderen Person im Fahrzeug, im Kamerabild zu erkennen ist. Das Kamerabild wird sequentiell ausgegeben, wodurch von der Kamera 1 ein sequentieller Datenstrom erzeugt wird, der in jedem ausgegebenen Bild die Person 7 und/oder eventuell andere im Fahrzeug anwesende Personen enthält. 1 shows a general structure of a ventilation device according to the invention in a vehicle, with the aid of a sensor 1 an environment of the sensor 1 is detected in a vehicle interior. Is it the sensor 1 around a camera, the camera image is created in such a way that a head and / or the torso of the person 7th or the driver 7th , or another person in the vehicle, can be recognized in the camera image. The camera image is output sequentially, which means that the camera 1 a sequential data stream is generated which shows the person in each output image 7th and / or possibly other people present in the vehicle.

Über eine Datenverarbeitungseinheit 2, die mit dem Sensor 1 verbunden ist, kann dieser Datenstrom empfangen und ausgewertet beziehungsweise verarbeitet werden, so dass die Personen als solche erkannt und mittels eines geeigneten Trackingalgorithmus nachverfolgt werden können. Eine derartige Nachverfolgung weist zum Beispiel die Möglichkeit auf, eine erste Position einer Person 7 zu einem Zeitpunkt to in dem Datenstrom zu bestimmen. Bewegt sich diese Person 7 nun aus dieser ersten Position in eine zweite Position zu einem Zeitpunkt t1 so ermittelt der Trackingalgorithmus die entsprechenden Koordinaten beziehungsweise Positionsdaten dieser zweiten Position und gibt diese aus. Üblicherweise werden diese Positionsdaten in einem Fahrzeugkoordinatensystem angegeben, welches sich fix mit dem Fahrzeug mitbewegt.Via a data processing unit 2 that came with the sensor 1 is connected, this data stream can be received and evaluated or processed so that the people can be recognized as such and tracked using a suitable tracking algorithm. Such a follow-up has the possibility, for example, of a first position of a person 7th to be determined at a point in time to in the data stream. Does this person move 7th now from this first position to a second position at a point in time t 1, the tracking algorithm determines the corresponding coordinates or position data of this second position and outputs them. These position data are usually specified in a vehicle coordinate system that moves with the vehicle.

Anhand der Lüftungsdüsen 3 kann mittels eines Aktuators, der integraler Bestandteil der Lüftungsdüse ist ein Luftstrom 8 eingestellt werden. Eine Einstellung des Luftstroms beinhaltet hierbei sowohl eine Einstellung bezüglich der Richtung des Luftstroms 8 als auch der Stärke des Luftstroms 8. Der Aktuator wirkt dabei auf die Lüftungsdüse 3, so dass sich diese in einer horizontalen Ebene und/oder einer vertikalen Ebene bezüglich des Fahrzeugkoordinatensystems verstellen lässt.Using the ventilation nozzles 3 can be an air flow by means of an actuator that is an integral part of the ventilation nozzle 8th can be set. An adjustment of the air flow here includes both an adjustment with respect to the direction of the air flow 8th as well as the strength of the air flow 8th . The actuator acts on the ventilation nozzle 3 so that it can be adjusted in a horizontal plane and / or a vertical plane with respect to the vehicle coordinate system.

Die zuvor durch die Datenverarbeitungseinheit 2 ausgegebenen Positionsdaten der im Fahrzeug befindlichen Personen werden nun durch eine Lüftungsregelungseinheit 4 empfangen und derart verarbeitet, dass der entsprechende Aktuator der jeweiligen Lüftungsdüse 3 mit den verarbeiteten Positionsdaten angesteuert wird. Dieser Vorgang findet für jede identifizierte Person im Fahrzeug getrennt voneinander statt in dem der Trackingalgorithmus für jede Person individuelle Positionsdaten ausgibt mit denen die entsprechenden Aktuatoren der Lüftungsdüsen (in 1 ist dies exemplarisch nur für den Fahrer 7 dargestellt) angesteuert werden. Die verarbeiteten Positionsdaten der Lüftungsregelungseinheit 4 werden so an die Aktuatoren übermittelt, dass diese die Lüftungsdüse 3 derart einstellen, dass der Luftstrom 8 erzeugt wird, welcher auf die ermittelte Position zum Zeitpunkt to bzw. t1 gerichtet ist.The previously by the data processing unit 2 Output position data of the people in the vehicle are now transmitted by a ventilation control unit 4th received and processed in such a way that the corresponding actuator of the respective ventilation nozzle 3 is controlled with the processed position data. This process takes place separately for each identified person in the vehicle in that the tracking algorithm outputs individual position data for each person with which the corresponding actuators of the ventilation nozzles (in 1 this is only an example for the driver 7th shown). The processed position data of the ventilation control unit 4th are transmitted to the actuators in such a way that they open the ventilation nozzle 3 adjust so that the airflow 8th is generated, which is directed to the determined position at time to or t 1 .

Der durch die Kamera ausgegebene sequentielle Datenstrom, wird über einen Datenübertragungskanal 5 an die Datenverarbeitungseinheit 2 übertragen. Über denselben Datenübertragungskanal 5, werden dann ebenfalls die Positionsdaten der Datenverarbeitungseinheit 2, sowie die verarbeiteten Positionsdaten der Lüftungsregelungseinheit 4 an die Aktuatoren und zwischen den verschiedenen Entitäten übertragen.The sequential data stream output by the camera is transmitted via a data transmission channel 5 to the data processing unit 2 transfer. Over the same data transmission channel 5 , then also the position data of the data processing unit 2 , as well as the processed position data of the ventilation control unit 4th transmitted to the actuators and between the various entities.

In einer weiteren Ausführungsform, weist die Lüftungsregelungseinheit zwei wählbare Betriebsmodi auf, wobei in einem ersten Betriebsmodus ein indirekter Luftstrom und in einem zweiten Betriebsmodus ein direkter Luftstrom erzeugt wird. Diese verschiedenen Betriebsmodi, sowie eine Einstellung der Intensität des Luftstroms können beispielsweise über entsprechende Steuerelemente vom Fahrer 7 bzw. einer der Personen im Fahrzeug jeweils eingestellt werden. Im Falle des Fahrers 7, können hierzu Steuerelemente in einem Lenkrad 6 des Fahrzeugs angeordnet sein.In a further embodiment, the ventilation control unit has two selectable operating modes, an indirect air flow being generated in a first operating mode and a direct air flow being generated in a second operating mode. These different operating modes, as well as an adjustment of the intensity of the air flow, can be done by the driver, for example, via appropriate control elements 7th or one of the people in the vehicle can be set. In the case of the driver 7th You can do this using controls in a steering wheel 6th be arranged of the vehicle.

Ein indirekter Luftstrom ist als Luftstrom anzusehen der am Kopf oder Rumpf der Person 7 im Fahrzeug vorbeigeführt wird. Hierzu werden von der Lüftungsregelungseinheit 4 entsprechende Offset-Werte auf die von der Datenverarbeitungseinheit 2 erzeugten Positionsdaten generiert, wodurch Positionsdaten erzeugt werden, die die Aktuatoren so regelt, dass die Lüftungsdüsen 3 den Luftstrom am Kopf oder Rumpf vorbeileiten.An indirect air flow is to be seen as the air flow on the head or torso of the person 7th is passed in the vehicle. For this purpose, the ventilation control unit 4th corresponding offset values to those of the data processing unit 2 generated position data is generated, whereby position data are generated, which regulates the actuators so that the ventilation nozzles 3 direct the airflow past the head or torso.

In 2 ist eine derartige indirekte Luftstromführung dargestellt, wobei sowohl in der Draufsicht links in 2 als auch in der Vorderansicht rechts in 2 zu erkennen ist, dass die Lüftungsdüsen 3 durch die Aktuatoren so eingestellt sind, dass der Luftstrom an dem Fahrer 7 vorbei strömt.In 2 Such an indirect air flow guide is shown, both in the top view on the left in 2 as well as in the front view on the right in 2 it can be seen that the air vents 3 by the actuators are adjusted so that the airflow to the driver 7th flows past.

In 2A ist entsprechend eine Situation dargestellt in der der Fahrer 7 eine seitliche Bewegung vollführt hat, die dann zu einer Verstellung der Aktuatoren der Lüftungsdüsen 3 und folglich zu einer Ablenkung des Luftstroms 8 führt, um den Fahrer 7 nicht direkt sondern weiterhin indirekt zu umströmen.In 2A a situation is correspondingly shown in which the driver 7th has performed a lateral movement, which then leads to an adjustment of the actuators of the ventilation nozzles 3 and consequently a deflection of the air flow 8th leads to the driver 7th not to flow around directly but indirectly.

Die 3 und 3A beziehen sich auf ein Ausführungsbeispiel in dem die Lüftungsregelungseinheit 4 in einem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, welcher einen direkten Luftstrom erzeugt. Ein direkter Luftstrom ist als Luftstrom anzusehen der direkt auf den Kopf oder Rumpf der Person 7 im Fahrzeug gerichtet ist. Hierzu werden von der Lüftungsregelungseinheit 4 keine Offset-Werte auf die von der Datenverarbeitungseinheit 2 erzeugten Positionsdaten generiert, wodurch die Aktuatoren die Lüftungsdüsen 3 so ansteuern, dass der Luftstrom direkt in Richtung der erzeugten Positionsdaten erfolgt.the 3 and 3A refer to an embodiment in which the ventilation control unit 4th is operated in a second operating mode, which generates a direct air flow. A direct flow of air is to be seen as a flow of air that is directed towards the head or torso of the person 7th is directed in the vehicle. For this purpose, the ventilation control unit 4th no offset values on the data processing unit 2 generated position data, causing the actuators to control the air vents 3 control in such a way that the air flow takes place directly in the direction of the position data generated.

In 3 ist der Fahrer 7 in einer Normalposition bzw. der Position zum Zeitpunkt to dargestellt, wobei der Luftstrom 8 direkt auf die von der Datenverarbeitungseinheit erzeugten Positionsdaten gerichtet ist.In 3 is the driver 7th shown in a normal position or the position at time to, the air flow 8th is directed directly to the position data generated by the data processing unit.

In 3A ist die Situation dargestellt nachdem sich der Fahrer 7 aus dieser Normalposition in eine seitlich versetzte Position bewegt hat. Ähnlich zu dem Fall in den 2 und 2A ist auch hier dargestellt wie die Luftströme 8 der beiden Lüftungsdüsen eine seitliche Ablenkung aufgrund der geänderten Aktuatoransteuerung erfahren. Ebenfalls ist auch hier zu erkennen, dass die Luftströme 8 nun direkt auf den Kopf bzw. Rumpf des Fahrers gerichtet bleiben, da sich die Positionsdaten des Kopfes bzw. Rumpfes geändert haben, was durch die Datenverarbeitungseinheit 2 entsprechend bestimmt wurde.In 3A is the situation presented after the driver 7th has moved from this normal position to a laterally offset position. Similar to the case in the 2 and 2A is also shown here like the air currents 8th the two ventilation nozzles experience a lateral deflection due to the changed actuator control. It can also be seen here that the air currents 8th now remain aimed directly at the head or torso of the driver, since the position data of the head or torso have changed, which is done by the data processing unit 2 was determined accordingly.

Claims (20)

Vorrichtung zur adaptiven Regelung eines Luftstroms in einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: einen Sensor der geeignet ist einen Innenraum des Fahrzeugs zu erfassen und entsprechende Sensordaten auszugeben; eine Datenverarbeitungseinheit, die mit dem Sensor verbunden ist und geeignet ist die Sensordaten des Sensors zu empfangen und derart zu verarbeiten, dass Personen, die sich im Innenraum des Fahrzeuges befinden erfasst und nachverfolgt werden, wobei die Datenverarbeitungseinheit ferner Positionsdaten der erfassten und nachverfolgten Personen ausgibt, wobei sich die Positionsdaten auf ein Fahrzeugkoordinatensystem beziehen; wenigstens eine Lüftungsdüse, wobei die wenigstens eine Lüftungsdüse wenigstens einen Aktuator aufweist, der eine Ablenkung eines Luftstroms der wenigstens einen Lüftungsdüse in einer horizontalen und/oder vertikalen Ebene, bezüglich des Fahrzeugkoordinatensystems, ermöglicht; eine Lüftungsregelungseinheit, die mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden ist, und geeignet ist die ausgegebenen Positionsdaten der Datenverarbeitungseinheit zu empfangen und derart zu verarbeiten, dass der wenigstens eine Aktuator der wenigstens einen Lüftungsdüse entsprechend der Positionsdaten der Datenverarbeitungseinheit angesteuert wird, um den Luftstrom in Richtung der Positionsdaten abzulenken.Device for adaptive control of an air flow in a vehicle, the device comprising: a sensor which is suitable for detecting an interior space of the vehicle and for outputting corresponding sensor data; a data processing unit which is connected to the sensor and is suitable for receiving the sensor data from the sensor and processing it in such a way that persons located in the interior of the vehicle are recorded and tracked, the data processing unit also outputting position data of the persons recorded and tracked, wherein the position data relates to a vehicle coordinate system; at least one ventilation nozzle, wherein the at least one ventilation nozzle has at least one actuator which enables an air flow of the at least one ventilation nozzle to be deflected in a horizontal and / or vertical plane with respect to the vehicle coordinate system; a ventilation control unit, which is connected to the data processing unit, and is suitable for receiving the output position data of the data processing unit and processing it in such a way that the at least one actuator of the at least one ventilation nozzle is controlled according to the position data of the data processing unit in order to deflect the air flow in the direction of the position data . Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lüftungsregelungseinheit ferner einen ersten einstellbaren Betriebsmodus aufweist, in dem der wenigstens eine Aktuator unter Verwendung der Positionsdaten und dem ersten Betriebsmodus derart angesteuert wird, dass ein entsprechender Luftstrom direkt auf eine Person im Fahrzeug gerichtet ist.Device according to Claim 1 , wherein the ventilation control unit furthermore has a first adjustable operating mode in which the at least one actuator is controlled using the position data and the first operating mode in such a way that a corresponding air flow is directed directly at a person in the vehicle. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lüftungsregelungseinheit ferner einen zweiten einstellbaren Betriebsmodus aufweist, in dem der wenigstens eine Aktuator unter Verwendung der Positionsdaten und dem ersten Betriebsmodus derart angesteuert wird, dass ein entsprechender Luftstrom um einen Körper einer Person im Fahrzeug herum geleitet wird.Device according to one of the preceding claims, wherein the ventilation control unit furthermore has a second adjustable operating mode in which the at least one actuator is controlled using the position data and the first operating mode in such a way that a corresponding air flow is directed around a body of a person in the vehicle. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinheit eine Personenerkennung aufweist, die Daten an die Lüftungsregelungseinheit liefert, wobei die Daten genutzt werden, um die Vorrichtung automatisch an eine Größe und eine eingestellte Sitzposition einer erkannten Person voreinzustellen.Device according to one of the preceding claims, wherein the data processing unit has a person identification which supplies data to the ventilation control unit, the data being used to automatically preset the device to a size and a set seating position of a recognized person. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Datenverarbeitungseinheit mittels eines Trackingalgorithmus Bewegungen von Personen im Fahrzeuginneren nachverfolgt.Device according to Claim 1 , wherein the data processing unit tracks movements of people inside the vehicle by means of a tracking algorithm. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor eine Kamera ist.Device according to Claim 1 , where the sensor is a camera. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regelung des Luftstroms in einem Kopf-, Rumpf- und Fußraum des Fahrzeuges erfolgt.Device according to one of the preceding claims, wherein the regulation of the air flow takes place in a head, torso and footwell of the vehicle. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinheit zyklisch die Sensordaten verarbeitet.Device according to one of the preceding claims, wherein the data processing unit cyclically processes the sensor data. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die von der Datenverarbeitungseinheit ausgegebenen Positionsdaten x-, y-, und z-Werte eines Kopfes oder eines Rumpfs einer entsprechenden Person in dem Fahrzeugkoordinatensystem aufweisen, die über eine Schnittstelle an die Lüftungsregelungseinheit übertragen werden.Device according to one of the preceding claims, wherein the position data output by the data processing unit includes x, y and z values of a head or torso of a corresponding person in the vehicle coordinate system, which are transmitted to the ventilation control unit via an interface. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Aktuator direkt an der wenigstens einen Lüftungsdüse angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the at least one actuator is arranged directly on the at least one ventilation nozzle. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Aktuator in wenigstens einem Lüftungskanal des Fahrzeugs angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the at least one actuator is arranged in at least one ventilation duct of the vehicle. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Aktuator, die wenigstens eine Lüftungsdüse derart ansteuert, dass die Breite des Luftstroms variiert wird.Device according to one of the preceding claims, wherein the at least one actuator controls the at least one ventilation nozzle in such a way that the width of the air flow is varied. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor, die Datenverarbeitungseinheit, die wenigstens eine Lüftungsdüse, der wenigstens eine Aktuator und die Lüftungsregelungseinheit über einen Kommunikationskanal entsprechende Daten austauschen.Device according to Claim 1 wherein the sensor, the data processing unit, the at least one ventilation nozzle, the at least one actuator and the ventilation control unit exchange corresponding data via a communication channel. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Kommunikationskanal ein kabelgebundener Datenübertragungskanal ist.Device according to Claim 13 , wherein the communication channel is a wired data transmission channel. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Kommunikationskanal ein drahtloser Datenübertragungskanal ist.Device according to Claim 16 wherein the communication channel is a wireless data transmission channel. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-15, wobei der Kommunikationskanal ein CAN Bus ist.Device according to one of the Claims 13 - 15th , whereby the communication channel is a CAN bus. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner Steuerelemente zum Steuern der Vorrichtung in einem Lenkrad des Fahrzeugs implementiert sind.Device according to one of the preceding claims, further comprising control elements for controlling the device being implemented in a steering wheel of the vehicle. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lüftungsregelungseinheit eine entsprechende Lüftungsdüse für jede Person im Fahrzeug individuell regelt, um den Luftstrom entsprechend anzupassen.Device according to Claim 1 , wherein the ventilation control unit regulates a corresponding ventilation nozzle for each person in the vehicle individually in order to adjust the air flow accordingly. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lüftungsregelungseinheit ferner die Intensität des Luftstroms regelt.Device according to one of the preceding claims, wherein the ventilation control unit further regulates the intensity of the air flow. Verfahren zur adaptiven Regelung eines Luftstroms in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erfassen, mittels eines Sensors, eines Innenraums des Fahrzeugs und Ausgeben von entsprechenden Sensordaten; Verarbeiten der ausgegebenen Sensordaten mittels einer Datenverarbeitungseinheit, die mit dem Sensor verbunden ist, derart, dass Personen, die sich im Innenraum des Fahrzeuges befinden erfasst und nachverfolgt werden; Ausgeben von Positionsdaten der erfassten und nachverfolgten Personen, wobei sich die Positionsdaten auf ein Fahrzeugkoordinatensystem beziehen; Empfangen und Verarbeiten der ausgegebenen Positionsdaten durch eine Lüftungsregelungseinheit, die mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden ist; Ansteuern wenigstens eines Aktuators wenigstens einer Lüftungsdüse des Fahrzeugs entsprechend der verarbeiteten Positionsdaten der Lüftungsregelungseinheit; Ablenken eines Luftstroms der wenigstens einen Lüftungsdüse, in einer horizontalen und/oder vertikalen Ebene bezüglich des Fahrzeugkoordinatensystems, in eine Richtung der verarbeiteten Positionsdaten.Method for adaptive regulation of an air flow in a vehicle, the method comprising the following steps: detecting, by means of a sensor, an interior of the vehicle and outputting corresponding sensor data; Processing of the output sensor data by means of a data processing unit that works with the sensor is connected in such a way that people who are located in the interior of the vehicle are detected and tracked; Outputting position data of the recorded and tracked persons, the position data relating to a vehicle coordinate system; Receiving and processing the output position data by a ventilation control unit which is connected to the data processing unit; Controlling at least one actuator of at least one ventilation nozzle of the vehicle in accordance with the processed position data of the ventilation control unit; Deflecting an air flow of the at least one ventilation nozzle, in a horizontal and / or vertical plane with respect to the vehicle coordinate system, in a direction of the processed position data.
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