DE102020110843A1

DE102020110843A1 - System for temperature control of a passenger compartment with an air stream

Info

Publication number: DE102020110843A1
Application number: DE102020110843.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Bei einem System zum Temperieren einer Fahrgastzelle (1) mit einem Luftstrom (15), der durch mindestens einen eingangsseitig mit einer Temperiereinrichtung (17) verbundenen Kanal (16) leitbar ist, leitet der offene Kanal (16) den Luftstrom (15) durch ein zu temperierendes Bauteil (2) oder in ein zu temperierendes Bauteil (2) in der Fahrgastzelle (1).In a system for controlling the temperature of a passenger cell (1) with an air flow (15) which can be guided through at least one channel (16) connected on the inlet side to a temperature control device (17), the open channel (16) guides the air flow (15) through Component (2) to be temperature-controlled or in a component (2) to be temperature-controlled in the passenger compartment (1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Temperieren einer Fahrgastzelle mit einem Luftstrom, der durch mindestens einen eingangsseitig mit einer Temperiereinrichtung verbundenen Kanal leitbar ist und eine Kraftfahrzeug mit einem solchen System.The invention relates to a system for controlling the temperature of a passenger cell with an air flow which can be guided through at least one duct connected to a temperature control device on the inlet side, and a motor vehicle with such a system.

Das Einstellen der Temperatur innerhalb eines Fahrzeugs erfolgt üblicherweise über ein Erwärmen oder Abkühlen der in den Fahrzeuginnenraum einzuleitenden oder der innerhalb des Fahrzeuginnenraums zirkulierenden Luft. Die temperierte Luft wird dabei durch fahrzeugeigene Lüftungssysteme in unterschiedliche Bereiche des Fahrzeuginnenraums transportiert. Die zur Temperierung der Luft notwendigen Heiz- bzw. Klimaanlagen sind bekannt und oftmals serienmäßig in Fahrzeugen enthalten. Das Temperieren des Fahrzeuginnenraums erfolgt hierbei ausschließlich über die einströmende Luft. The temperature inside a vehicle is usually set by heating or cooling the air to be introduced into the vehicle interior or the air circulating within the vehicle interior. The temperature-controlled air is transported to different areas of the vehicle interior by the vehicle's own ventilation systems. The heating and air conditioning systems required to control the temperature of the air are known and are often included as standard in vehicles. The temperature of the vehicle interior takes place exclusively via the inflowing air.

Bei einer relativ hohen oder niedrigen Außentemperatur werden Oberflächen innerhalb der Fahrgastzelle bzw. des Fahrgastraums entsprechend erwärmt oder abgekühlt. Um den Fahrgastraum wunschgemäß oder einstellungsgemäß zu temperieren, ist die Einleitung eines verhältnismäßig großen Volumens gekühlter oder erwärmter Luft in den Fahrgastraum erforderlich. Die Temperierung der Luft erfordert einen erheblichen Aufwand an Energie, der sich insbesondere bei Elektrofahrzeugen reichweitenreduzierend auswirkt und daher unerwünscht ist.When the outside temperature is relatively high or low, surfaces within the passenger cell or the passenger compartment are correspondingly heated or cooled. In order to control the temperature of the passenger compartment as desired or in accordance with the settings, it is necessary to introduce a relatively large volume of cooled or heated air into the passenger compartment. The temperature control of the air requires a considerable amount of energy, which has a range-reducing effect, especially in the case of electric vehicles, and is therefore undesirable.

Zum Temperieren zumindest einer Oberfläche innerhalb einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs schlägt die EP 3 594 033 A1 ein System vor, bei dem unterhalb der zu temperierenden Oberfläche Kanäle angeordnet sind, durch die ein Wärmeträgermedium hindurchleitbar ist, wobei die Kanäle Bestandteil eines Heiz-/Kühlkreislaufes sind, und mit einer Heiz-/Kühleinrichtung gekoppelt sind, wobei die Heiz-/Kühleinrichtung angepasst ist, das Wärmeträgermedium zu erwärmen und/oder zu kühlen. Mit diesem System wird der Luftdurchsatz im Fahrzeuginnenraum sowohl beim Erwärmen als auch beim Abkühlen reduziert, da die einströmende Luft weitestgehend für eine temperierte Frischluftversorgung benötigt wird. Die Oberflächen des Fahrzeuginnenraums werden mit dem System erwärmt bzw. gekühlt. Sonach werden ein Temperiersystem und ein Lüftungssystem parallel installiert und betrieben, was verhältnismäßig aufwändig ist. Im Weiteren erweist es sich als nachteilig, als die Fluid führenden Kanäle des Heiz-/Kühlkreislaufes zum einen abgedichtet ausgeführt sein müssen, damit das Fluid nicht in die Umgebung gelangt und dem Heiz-/Kühlkreislauf verloren geht und zum anderen Kanäle in einem Vorlauf und einem Rücklauf verlegt werden müssen, also in Richtung der zu erwärmenden Flächen und zurück zu der Heiz-/Kühleinrichtung .For tempering at least one surface within a passenger compartment of a vehicle, the suggests EP 3 594 033 A1 a system in which channels are arranged below the surface to be tempered, through which a heat transfer medium can be passed, the channels being part of a heating / cooling circuit, and being coupled to a heating / cooling device, the heating / cooling device being adapted is to heat and / or cool the heat transfer medium. With this system, the air throughput in the vehicle interior is reduced both when it is heated and when it cools down, since the incoming air is largely required for a temperature-controlled supply of fresh air. The surfaces of the vehicle interior are heated or cooled with the system. A temperature control system and a ventilation system are installed and operated in parallel, which is relatively complex. Furthermore, it proves to be disadvantageous that the fluid-carrying channels of the heating / cooling circuit have to be sealed on the one hand so that the fluid does not get into the environment and is lost to the heating / cooling circuit and on the other hand in a flow and a channel Return must be laid, i.e. in the direction of the surfaces to be heated and back to the heating / cooling device.

Im Weiteren offenbart die EP 2 123 493 B1 ein Wohnmobil oder einen Wohnwagen mit einem Warmluft-Thermoboden, der eine untere, lastaufnehmende Deckschicht, die unterseitig gegebenenfalls mit einem Unterbodenschutz beschichtet ist, auf der eine Schicht aus dicht miteinander verbundenen Isolierplatten aufgelegt ist, die zur Führung eines Warmluftstromes bestimmt sind umfasst. Die Isolierplatten sind unter Bildung von warmluftdurchströmten Hohlräumen nach oben hin durch eine obere Deckschicht abgedeckt, wobei die warmluftdurchströmten Hohlräume durch in den Isolierplatten eingebrachte Kanäle gebildet sind. Die Kanäle sind als nach oben offene, luftführende Fräskanäle in den Isolierplatten angeordnet. Oberhalb der Fräskanäle ist im Wärmekontakt mit der strömenden Warmluft eine wärmeleitende Metallplatte angeordnet, die der Vergleichmässigung der Wärmeverteilung über dem Fußboden dient. Die Fräskanäle sind in verschiedenartigen Bögen in den Isolierplatten geführt, um Einlagen und Aussparungen im Fahrzeugboden zu umfahren und dennoch den unmittelbaren Nachbarbereich dieser Einlagen und Aussparungen zu beheizen. Es wird ein Wohnmobil bereitgestellt, dessen Fußboden bevorzugt in den begangenen Bereichen eine günstige Wärmeverteilung aufweist, wobei die Wärmeverteilung gleichmäßig und mit einem hohen Wirkungsgrad erfolgt und auf fahrzeugseitige Einbauten im Fahrzeugboden Rücksicht genommen werden kann. Die hier beschriebene Fußbodenheizung ist aufgrund ihrer besonderen Ausgestaltungsmerkmale, insbesondere der Schichten des Fußbodens, nicht ohne weiteres auf andere Bauteile übertragbar.Furthermore, the EP 2 123 493 B1 a motorhome or a caravan with a warm air thermal floor, which comprises a lower, load-bearing cover layer, which is optionally coated on the underside with an underbody protection, on which a layer of tightly connected insulating plates is placed, which are intended to guide a flow of warm air. The insulating plates are covered at the top by an upper cover layer, forming cavities through which warm air flows, the cavities through which warm air flows are formed by channels made in the insulating plates. The channels are arranged in the insulating panels as air-guiding milling channels that are open at the top. Above the milling channels, a heat-conducting metal plate is arranged in thermal contact with the flowing warm air, which serves to even out the heat distribution over the floor. The milling channels are guided in various types of arcs in the insulating panels in order to bypass inserts and recesses in the vehicle floor and still heat the area immediately adjacent to these inserts and recesses. A mobile home is provided, the floor of which preferably has a favorable heat distribution in the areas that are walked on, the heat distribution taking place uniformly and with a high degree of efficiency and consideration being given to built-ins in the vehicle floor on the vehicle side. The underfloor heating described here cannot easily be transferred to other components due to its special design features, in particular the layers of the floor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der Eingangs genannten Art zu schaffen, das eine für einen Fahrzeuginsassen komfortable Temperierung des Fahrgastzelle bei einem relativ geringen Energieaufwand ermöglicht.The invention is based on the object of creating a system of the type mentioned at the outset which enables comfortable temperature control of the passenger cell for a vehicle occupant with a relatively low expenditure of energy.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, dass der offene Kanal den Luftstrom durch ein zu temperierendes Bauteil oder in ein zu temperierendes Bauteil in der Fahrgastzelle leitet.According to the invention, the object is achieved that the open channel guides the air flow through a component to be temperature-controlled or into a component to be temperature-controlled in the passenger cell.

Aufgrund dieser Ausgestaltung ist ein System bereitgestellt, das mit einfachen Mitteln eine für einen Insassen angenehme Temperierung der Fahrgastzelle ermöglicht. Unter Temperierung ist vorliegend sowohl eine Erwärmung als auch eine Kühlung zu verstehen. Die zum Heizen und/oder Kühlen erforderlichen Vorrichtungen, wie Wärmetauscher, Klimatisierungskompressoren, oder dergleichen, sind dem Fachmann bekannt.On the basis of this configuration, a system is provided which, with simple means, enables the passenger cell to be kept at a comfortable temperature for an occupant. In the present case, tempering is understood to mean both heating and cooling. The devices required for heating and / or cooling, such as heat exchangers, air conditioning compressors, or the like, are known to the person skilled in the art.

Aufgrund der Luftströmung durch den offenen Kanals zum Leiten der temperierten Luft, wird das zu temperierende Bauteil entsprechend der Lufttemperatur, die von einem Insassen mit bekannten Mitteln einer Kraftfahrzeugheizung bzw. Klimaanlage gewählt werden kann, erwärmt oder gekühlt, so dass quasi eine großflächige Wärmeübertragung bereitgestellt ist, die keine Zugerscheinungen bei den Insassen hervorruft. Im Weiteren ist ein solches System mit einem gegenüber einer konventionellen Lüftungsheizung reduzierten Energieaufwand zu betreiben, da die von dem Bauteil abgegebene oder abgeführte Wärme als sehr angenehm empfunden wird. Da der menschliche Körper relativ viel Energie als Strahlungswärme an die kalten Flächen des Fahrgastraumes oder der Fahrgastzelle abgibt und dies mit Warmluft bei einem verhältnismäßig hohen Energieaufwand kompensiert werden müsste, schlägt die Erfindung vor, diese Flächen zu erwärmen. Zusätzlich oder alternativ kann der Kanal auch ausgangsseitig geöffnet sein. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um ein Lenkrad, ein Bedienelement, eine Fußraumverkleidung oder ein im Folgenden erläutertes Bauteil handeln, wobei die zur Temperierung geeigneten Bauteile nicht abschließend abgehandelt sind, da im Wesentlichen jedes Bauteil zur Temperierung mit dem Luftstrom geeignet ist, da keine Abdichtung oder dergleichen erforderlich und ein Entweichend er Luft aus dem Kanal oder den Bauteil unschädlich ist.Due to the air flow through the open channel for guiding the tempered air, becomes the component to be tempered is heated or cooled according to the air temperature, which can be selected by an occupant with known means of a motor vehicle heating system or air conditioning system, so that virtually a large-area heat transfer is provided that does not cause any drafts in the occupants. Furthermore, such a system can be operated with a reduced energy consumption compared to conventional ventilation heating, since the heat given off or dissipated by the component is perceived as very pleasant. Since the human body gives off a relatively large amount of energy as radiant heat to the cold surfaces of the passenger compartment or the passenger cell and this would have to be compensated for with warm air with a relatively high expenditure of energy, the invention proposes heating these surfaces. Additionally or alternatively, the channel can also be open on the output side. The component can be, for example, a steering wheel, a control element, a footwell trim or a component explained below, the components suitable for temperature control not being dealt with conclusively, since essentially every component is suitable for temperature control with the air flow, since none Sealing or the like required and air escaping from the duct or the component is harmless.

Der offene Kanal kann derart gestaltet sein, dass er großflächig zu dem Bauteil geöffnet ist, so dass die Luft unmittelbar an dem Bauteil auf einer den Insassen abgewandten Rückseite entlangströmt. Sonach bildet vorzugsweise das zu temperierende Bauteil oder eine in die Fahrgastzelle weisende Oberfläche des Bauteils eine Kanalwandung. Selbstverständlich kann der Kanal auch in dem Bauteil ausgebildet sein, beispielsweise durch eingebrachte Bohrungen, oder Luft in ein doppelwandiges Bauteil oder hinter ein Bauteil leiten. Das Hinterströmen eines Bauteils ist beispielsweise im Dachbereich oder Türbereich eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs denkbar, in dem ein Luftstrom zwischen das karosserieseitige Dach und den Dachhimmel bzw. die Tür und die Türinnenverkleidung geblasen wird und die Wärmeübertragung über den temperierten Dachhimmel oder die temperierte Türinnenverkleidung erfolgt.The open channel can be designed in such a way that it is open to the component over a large area, so that the air flows directly along the component on a rear side facing away from the occupant. Accordingly, the component to be tempered or a surface of the component facing into the passenger cell preferably forms a duct wall. Of course, the channel can also be formed in the component, for example through bores introduced, or air can be directed into a double-walled component or behind a component. The flow behind a component is conceivable, for example, in the roof area or door area of a vehicle, in particular a motor vehicle, in which an air flow is blown between the body-side roof and the headlining or the door and the door inner lining and the heat is transferred via the temperature-controlled roof lining or the temperature-controlled inner door lining .

Um eine Frischluftzufuhr in die Fahrgastzelle ohne weitere Lüftungseinrichtungen zu ermöglichen, ist in Ausgestaltung zumindest die Oberfläche des Bauteils luftdurchlässig oder weist Strömungsöffnungen zum Austritt des Luftstroms auf. Beispielsweise kann die Oberfläche des Bauteils porös oder gelocht ausgebildet oder durch ein luftdurchlässiges Gewebe oder Gewirke gebildet sein. Hierdurch wird eine Feinverteilung des aus dem Bauteil austretenden Luftstroms unter Vermeidung von Zugerscheinungen für Insassen bewirkt. Der Luftstrom kann bei einem großflächigen Bauteil erfolgt die Verteilung des Luftstroms entsprechend über die Fläche und wird nicht als störend empfunden.In order to enable fresh air to be supplied into the passenger compartment without further ventilation devices, in one embodiment at least the surface of the component is air-permeable or has flow openings for the air flow to exit. For example, the surface of the component can be made porous or perforated or formed by an air-permeable woven or knitted fabric. This results in a fine distribution of the air flow emerging from the component while avoiding drafts for the occupants. In the case of a large-area component, the air flow can distribute the air flow accordingly over the surface and is not perceived as disruptive.

Nach einer Weiterbildung ist das Bauteil als ein Verkleidungsteil oder ein Polsterteil ausgebildet. Als Verkleidungsteile sind neben dem vorgenannten Dachhimmel und der Türinnenverkleidung auch insbesondere eine Instrumententafel, eine Mittelkonsole, Verkleidungen im Bereich der Säulen des Kraftfahrzeugs oder auch Bodenverkleidungen oder dergleichen denkbar. Insbesondere die Temperierung der Instrumententafel wirkt sich günstig auf das Klima bzw. die Temperatur der Fahrgastzelle aus, da diese z.B. durch einfallende Sonnenstrahlung häufig auf eine hohe Temperatur erwärmt oder bei niedrigen Außentemperaturen stark abgekühlt wird. Aufgrund der vorhandenen Oberfläche und Masse der Instrumententafel wirkt sich eine wunschgemäße Temperierung auf das Temperaturempfinden des Insassen aus. Als Polsterteile können insbesondere die Sitzpolster und die Kopfstützenpolster temperiert werden. Der Luftstrom kann beispielsweise in die Polster geleitet und dort entweder frei strömen oder durch Kanäle geleitet werden. Die Polster bzw. deren Oberflächen sind luftdurchlässig, beispielsweise porös, und/oder gelocht. Eine elektrische Sitzheizung ist nicht erforderlich.According to a further development, the component is designed as a trim part or an upholstery part. In addition to the aforementioned roof lining and the interior door lining, an instrument panel, a center console, linings in the area of the pillars of the motor vehicle or floor linings or the like are also conceivable as lining parts. In particular, the temperature control of the instrument panel has a positive effect on the climate or the temperature of the passenger cell, as it is often heated to a high temperature by incident solar radiation, for example, or cooled down significantly when outside temperatures are low. Due to the existing surface and mass of the instrument panel, the desired temperature control affects the temperature sensation of the occupant. As upholstery parts, the seat cushions and the headrest cushions in particular can be tempered. The air flow can, for example, be directed into the upholstery and either flow freely there or be directed through channels. The cushions or their surfaces are air-permeable, for example porous, and / or perforated. Electric seat heating is not required.

Zur Ausnutzung der Wärmeenergie des Luftstroms ist dem Kanal ausgangsseitig ein Ausströmer oder eine Düse zur Anströmung einer an die Oberfläche angrenzenden Fahrgastzellenfläche zugeordnet. Die nach dem Durchströmen des Bauteils noch vorhandene Wärme kann beispielsweise zum Anströmen einer Front- oder Seitenscheibe verwendet werden und so einen Luftschleier vor der zugeordneten Fahrgastzellenfläche bilden.In order to utilize the thermal energy of the air flow, an outlet or a nozzle is assigned to the duct on the outlet side for the flow to a passenger cell area adjoining the surface. The heat still present after flowing through the component can be used, for example, to flow onto a front or side window and thus form an air curtain in front of the assigned passenger compartment area.

Damit der zentral eingeleitete, beispielsweise mittels eines Lüfters eingeblasene, und mittels der Temperiereinrichtung temperierte Luftstrom möglichst großflächig verteilt wird, sind auf der der Fahrgastzelle abgewandten Seite des Verkleidungsteils mehrere Kanäle angeordnet, die eine unmittelbare Temperierung des Verkleidungsteils durch den Luftstrom sicherstellen. Die Kanäle können fächerartig und/oder fingerartig ausgerichtet und ausgebildet sein.So that the air flow introduced centrally, for example blown in by means of a fan and tempered by the temperature control device, is distributed over as large an area as possible, several channels are arranged on the side of the cladding part facing away from the passenger compartment, which ensure that the cladding part is directly tempered by the air flow. The channels can be aligned and designed in a fan-like and / or finger-like manner.

Damit der Luftstrom keine Verunreinigungen in die Fahrgastzelle befördert, ist dem mindestens einen Kanal eingangsseitig ein Luftfilter und/oder eine Luftdesinfektionseinrichtung zugeordnet. Die Luftdesinfektionseinrichtung kann beispielsweise ultraviolette Strahlung nutzen.So that the air flow does not convey any impurities into the passenger compartment, an air filter and / or an air disinfection device is assigned to the at least one channel on the inlet side. The air disinfection device can use ultraviolet radiation, for example.

Zweckmäßigerweise ist dem mindestens einen Kanal eine Ansaugung für Frischluft und/oder Luft aus der Fahrgastzelle zugeordnet.A suction for fresh air and / or air from the passenger compartment is expediently assigned to the at least one channel.

In weiterer Ausgestaltung ist der Temperiereinrichtung und/oder einem Lüfter eine elektronische Steuerung zugeordnet, die mit mindestens einem Temperatursensor und/oder einem Sitzplatzbelegungserkennungssensor gekoppelt ist. Selbstverständlich kann die Steuerung einen Prozessor und eine Speichereinrichtung umfassen und mittels Bedienelementen kann die Eingabe von Soll-Werten möglich sein, wie dies beispielsweise von Klimaanlagen oder Heizungssteuerungen bekannt ist. Vorliegend ermöglicht beispielsweise der Sitzplatzerkennungssensor eine Abschaltung oder zumindest eine Veränderung der Temperierung der Fahrgastzelle in solchen Bereichen, in denen keine Sitzplätze belegt sind, insbesondere um Energie einzusparen. Bei dem Temperatursensor kann es sich in einem einfachen Fall um einen Temperatursensor handeln, der die Oberflächentemperatur eines zu temperierenden Bauteils erfasst und entsprechende Sensorwerte an die Steuerung übermittelt. Hierzu kann der Temperatursensor in dem Bauteil installiert sein oder beispielsweise die Temperaturstrahlung des Bauteils erfassen. Selbstverständlich ist es möglich, mehrere Temperatursensoren unterschiedlichen und/oder gleichen Bauteilen zuzuordnen. Beispielsweise lassen sich Temperatursensoren in einer Instrumententafel im Dachhimmel, in Verkleidungen, in Sitzen, im Lenkrad oder dergleichen installieren. Gleichermaßen kann ein Temperatursensor eine Oberflächentemperatur eines Passagiers oder Insassen erfassen anhand der sich auf einen Wohlfühlzustand schließen lässt. In Abhängigkeit von den erfassten Ist-Werten lassen sich durch die Steuerung Einstellungen der Temperiereinrichtung und/oder des Lüfters regeln, um eine für die Insassen angenehme Temperatur bei einem optimierten Energiebedarf bereitzustellen.In a further embodiment, the temperature control device and / or a fan is assigned an electronic control which is coupled to at least one temperature sensor and / or a seat occupancy detection sensor. Of course, the control can include a processor and a memory device and the input of setpoint values can be possible by means of operating elements, as is known, for example, from air conditioning systems or heating controls. In the present case, for example, the seat recognition sensor enables a shutdown or at least a change in the temperature control of the passenger cell in those areas in which no seats are occupied, in particular in order to save energy. In a simple case, the temperature sensor can be a temperature sensor that detects the surface temperature of a component to be tempered and transmits corresponding sensor values to the controller. For this purpose, the temperature sensor can be installed in the component or, for example, it can detect the temperature radiation of the component. It is of course possible to assign several temperature sensors to different and / or the same components. For example, temperature sensors can be installed in an instrument panel in the headliner, in paneling, in seats, in the steering wheel or the like. Likewise, a temperature sensor can detect a surface temperature of a passenger or occupant, which can be used to infer a state of well-being. Settings of the temperature control device and / or the fan can be regulated by the controller as a function of the recorded actual values in order to provide a temperature that is comfortable for the occupants with an optimized energy requirement.

Zweckmäßigerweise steuert die Steuerung in Abhängigkeit von Ist-Werten des Temperatursensors und/oder des Sitzplatzbelegungserkennungssensors motorisch verstellbare Lüftungsklappen zum Verändern der Strömungsquerschnitte des Kanals an. Sonach lassen sich komplette Abschnitte des Kanals absperren oder mit einem anforderungsgerechten Luftstrom versorgen.The control expediently controls, depending on actual values of the temperature sensor and / or the seat occupancy detection sensor, motor-adjustable ventilation flaps for changing the flow cross-sections of the duct. Complete sections of the duct can then be shut off or supplied with an air flow that meets the requirements.

Die Menge und die Temperatur des in die Fahrgastzelle einströmenden Luftstroms können mit dieser Steuerung variiert werden, um Oberflächentemperaturen, Lufttemperaturen und das Belüftungsvolumen zu regeln. Die zu unbesetzten Bereichen der Fahrgastzelle zugewandten Oberflächen benötigen keine Temperierung und können abgeschaltet werden. Die Abschaltung und die Temperierung werden durch die Sensoren geregelt. So kann der Sitzplatzbelegungserkennungssensor, der beispielsweise auch Daten an eine Airbag- und/oder Gurtsteuerung liefert, die Abschaltung des Luftstroms zu unbesetzten Bereichen in der Fahrgastzelle vornehmen. Temperatursensoren für Flächentemperaturen können anhand der erfassten Oberflächentemperatur und der Lufttemperatur direkt die Regelgrößen festlegen. Es können aber auch Regelungen anhand der Au-ßenlufttemperatur oder der Sonneneinstrahlung vorgenommen werden. Im Weiteren kann als Regelgröße die thermographisch gemessene Hauttemperatur eines Insassen, insbesondere die Gesichtstemperatur, oder eine an dem Lenkrad oder an einem Sitz gemessene Temperatur, die auch Rückschlüsse auf die Temperatur des Insassen zulässt, an der Steuerung berücksichtigt werden. Durch die Erfassung insassenbezogener Temperaturen kann beispielsweise erkannt werden, wie stark der Körper auf einen Energiesparmodus umgeschaltet hat. Dies ist zwar individuell verschieden, aber jede Person reagiert bei einer bestimmten Körpertemperaturverteilung mit einem Kälteempfinden.The amount and the temperature of the air flow flowing into the passenger compartment can be varied with this control in order to regulate surface temperatures, air temperatures and the ventilation volume. The surfaces facing the unoccupied areas of the passenger cell do not require temperature control and can be switched off. The shutdown and temperature control are regulated by the sensors. The seat occupancy detection sensor, which for example also supplies data to an airbag and / or belt control, can switch off the air flow to unoccupied areas in the passenger compartment. Temperature sensors for surface temperatures can directly determine the control variables based on the recorded surface temperature and the air temperature. However, controls can also be made based on the outside air temperature or solar radiation. Furthermore, the thermographically measured skin temperature of an occupant, in particular the face temperature, or a temperature measured on the steering wheel or on a seat, which also allows conclusions to be drawn about the temperature of the occupant, can be taken into account in the control as a control variable. By recording occupant-related temperatures, it can be recognized, for example, how strongly the body has switched to an energy-saving mode. This varies from person to person, but every person reacts to a certain body temperature distribution with a feeling of cold.

Bevorzugt nutzt die Temperiereinrichtung an Kraftfahrzeugkomponenten entstehende Wärme zur Erwärmung des Luftstroms. Hierbei kann beispielsweise Wärme des Antriebs des Kraftfahrzeugs oder der Bremsen genutzt werden, um eine Vorwärmung des in die Fahrgastzelle einzuleitenden Luftstroms vorzunehmen.The temperature control device preferably uses the heat generated on motor vehicle components to heat the air flow. Here, for example, heat from the drive of the motor vehicle or the brakes can be used to preheat the air flow to be introduced into the passenger compartment.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.It goes without saying that the features mentioned above and still to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations. The scope of the invention is defined only by the claims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the associated drawing.

Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Systems zum Temperieren einer Fahrgastzelle mit einem Luftstrom,
2 eine schematische Darstellung der Fahrgastzelle nach 1 mit mittels des Systems nach der Erfindung zu temperierenden Bauteilen,
3 eine schematische Darstellung der Fahrgastzelle nach 2 mit weiteren mittels des Systems zu temperierenden Bauteilen,
4 bis 8 schematische Teildarstellungen des Systems nach 4 und
9 eine weitere schematische Darstellung der Fahrgastzelle mit dem System nach 1.

It shows:

1 a schematic representation of a system for temperature control of a passenger cell with an air stream,
2 a schematic representation of the passenger compartment according to 1 with components to be tempered by means of the system according to the invention,
3 a schematic representation of the passenger compartment according to 2 with further components to be temperature-controlled by means of the system,
4th until 8th schematic partial representations of the system according to 4th and
9 another schematic representation of the passenger compartment with the system according to 1 .

Die Fahrgastzelle 1 eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist gemäß der beispielhaften Darstellung nach 1 durch verschiedene Bauteile 2, wie einer Frontscheibe 3 sowie jeweils einer frontseitigen und einer heckseitigen Seitenscheibe 4 umfangsseitig begrenzt, wobei selbstverständlich im Weiteren auch noch eine nicht dargestellte Heckscheibe vorgesehen sein kann. Darüber hinaus erstreckt sich unterhalb der Frontscheibe 3 das als Instrumententafel 5 ausgebildete Bauteil 2, wobei sich an die Instrumententafel 5 eine Spritzwand 6 als weiteres Bauteil 2 anschließt. Unterhalb und zwischen den Seitenscheiben 4 befinden sich als Verkleidungen 7 ausgebildete Bauteile 2 und oberseitig ist die Fahrgastzelle durch das als Dachhimmel 8 dienende Bauteile 2. Einem Fahrersitz 9, der als Bauteile 2 unter anderem Polsterteile 10 im Bereich der Sitzfläche 11, der Rückenlehne 12 und der Kopfstütze 13 umfasst, befindet sich das Bauteil 2 Lenkrad 14. Die vorgenannten Bauteile 2 stellen keine abschließende Liste dar, vielmehr kann unteranderem noch ein nicht dargestellter Bodenbelag usw. vorgesehen sein.The passenger compartment 1 of a vehicle, in particular a motor vehicle, is according to the exemplary representation according to 1 through various components 2 like a windshield 3 as well as each a front and a rear side window 4th limited on the circumference, it being understood that a rear window (not shown) can also be provided in the following. It also extends below the windshield 3 that as an instrument panel 5 trained component 2 , looking at the instrument panel 5 a bulkhead 6th as an additional component 2 connects. Below and between the side windows 4th are located as disguises 7th trained components 2 and on the top side is the passenger cell as a roof lining 8th serving components 2 . A driver's seat 9 that as components 2 including upholstery parts 10 in the area of the seat 11 , the backrest 12th and the headrest 13th includes, the component is located 2 steering wheel 14th . The aforementioned components 2 do not represent an exhaustive list, rather a floor covering, etc., which is not shown, can be provided.

Das Fahrzeug umfasst ein System zum Temperieren der Fahrgastzelle 1 mit einem Luftstrom 15, der durch mindestens einen Kanal 16 geleitet wird, der eingangsseitig mit einer Temperiereinrichtung 17 und einem Lüfter 18 verbunden ist. Die Temperiereinrichtung kann selbstverständlich zur Erwärmung und/oder Kühlung des Luftstroms 15 dienen. Eine entsprechende Temperatureinstellung und/oder Auswahl der der zu temperierenden Bauteile 2 ist durch entsprechende Bedienelemente und motorisch verschwenkbare Lüftungsklappen 21 möglich.The vehicle includes a system for controlling the temperature of the passenger compartment 1 with a stream of air 15th passing through at least one channel 16 is conducted, the input side with a temperature control device 17th and a fan 18th connected is. The temperature control device can of course be used for heating and / or cooling the air flow 15th to serve. A corresponding temperature setting and / or selection of the components to be tempered 2 is by means of appropriate controls and motorized pivoting ventilation flaps 21 possible.

Nach 1 wird der Luftstrom 15 durch einen Kanäle 16 in die Polsterteile 10 des Fahrersitzes 9 geleitet, die der Luftstrom 15 in freier Strömung durchströmt und an Oberflächen 19 der Polsterteile 10, beispielsweise einer Sitzfläche einer Rückenlehnenfläche, Umfangsflächen, in die Fahrgastzelle 1 gelangt. Hierzu sind die Oberflächen 19 der Polster entweder aus einem luftdurchlässigen Gewebe oder einem gelochten Leder gefertigt. Selbstverständlich ist der Fahrersitz 9 lediglich als ein Beispiel zu verstehen und das System kann sich auch auf einen Beifahrersitz und/ oder Rücksitze erstrecken und deren Polster durchströmen. Sonach werden neben der Fahrgastzelle 1 auch die Insassen 20 temperiert.To 1 becomes the airflow 15th through a canal 16 in the upholstery 10 the driver's seat 9 that directed the airflow 15th flows through in free flow and on surfaces 19th of the upholstery 10 , for example a seat surface of a backrest surface, peripheral surfaces, into the passenger compartment 1 got. This is what the surfaces are for 19th the upholstery is either made of a breathable fabric or a perforated leather. Of course, the driver's seat is 9 to be understood only as an example and the system can also extend to a front passenger seat and / or rear seats and flow through their upholstery. After that, next to the passenger compartment 1 also the inmates 20th tempered.

Gemäß 2 sind Luftströme 15 leitende Kanäle 16 zu seitlichen Verkleidungen 7 zwischen und unterhalb der Seitenscheiben 4 geführt. Im Weiteren ist ein Kanal 16 entlang der Spritzwand 6 sowie der Kontur der Instrumententafel 5 folgend auf der der Fahrgastzelle 1 abgewandten Innenseite der Bauteile 2 verlegt. Es ist ersichtlich, dass die Kanäle 16 unmittelbar an den Bauteilen 2 angebracht sein können, bzw. die Bauteile 2 selbst eine Wand der Kanäle 16 bilden können. Im Weiteren können sich die Kanäle 16 breitgefächert entlang der zugeordneten Bauteile 2 erstrecken oder diese hinterströmen. Aufgrund der Luftströmung 15 werden die hier dargestellten Bauteile 2, wie die Spritzwand, 6, die Instrumententafel 5 und die Verkleidungen 7 temperiert. Im Weiteren können diese Bauteile 2 porös ausgebildet oder mit einer luftdurchlässigen Oberfläche 19 versehen sein, so dass die Luftströmung 15 die Bauteile 2 durchströmend auch in die Fahrgastzelle 1 gelangen kann, um die Fahrgastzelle 1 nicht nur über die temperierten Bauteile 2, sondern auch unmittelbar zu temperieren.According to 2 are air currents 15th conductive channels 16 to side panels 7th between and below the side windows 4th guided. In addition is a channel 16 along the bulkhead 6th as well as the contour of the instrument panel 5 following on the passenger cell 1 facing away from the inside of the components 2 relocated. It can be seen that the channels 16 directly on the components 2 can be attached, or the components 2 even a wall of canals 16 can form. In addition, the channels 16 wide-ranging along the associated components 2 extend or flow behind them. Because of the air flow 15th the components shown here 2 , such as the bulkhead, 6, the instrument panel 5 and the disguises 7th tempered. Furthermore, these components 2 porous or with an air-permeable surface 19th be provided so that the air flow 15th the components 2 flowing through into the passenger compartment 1 can get to the passenger compartment 1 not just about the temperature-controlled components 2 , but also to control the temperature immediately.

Nach 3 sind durch die gestrichelten Doppellinien 22 die temperierten Oberflächen 19 angedeutet.To 3 are indicated by the dashed double lines 22nd the tempered surfaces 19th indicated.

4 ist zu entnehmen, wie ein Kanal 16 in den Bereich einer unterhalb der frontseitigen Seitenscheibe 4 angeordneten Verkleidung 7 geführt ist, dort in einem Verteiler 23 mündet, von dem mehrere Kanäle 16 abgehen, um einen Großteil der Fläche der Verkleidung 7 zu hinterströmen. Die ausgangsseitig offenen Kanäle 16 münden unterhalb der zugeordneten Seitenscheibe 4, die eine Fahrgastzellenfläche 24 darstellt, in Düsen 25 zur Anströmung der angrenzenden Fahrgastzellenfläche 24, nämlich der Seitenscheibe 4, um an dieser entlang zu strömen und derart einen temperierten Luftschleier zu bilden, wie der 5 zu entnehmen ist. Alternativ zu den Düsen 25 können entsprechend 6 die Kanäle 16 selbst endseitig in einer gewünschten Strömungsrichtung sich austrittsseitig in ihrem Querschnitt verjüngend ausgebildet sein. 4th can be seen as a channel 16 in the area of one below the front side window 4th arranged cladding 7th is out there in a distributor 23 empties from which several canals 16 come off to a majority of the area of the fairing 7th to flow behind. The channels that are open on the output side 16 open below the assigned side window 4th who have favourited a cabin area 24 represents, in nozzles 25th for flow to the adjacent passenger compartment area 24 , namely the side window 4th to flow along this and to form a temperature-controlled air curtain like that 5 can be found. Alternative to the nozzles 25th can accordingly 6th the channels 16 even be designed to taper in cross section on the outlet side at the end in a desired flow direction.

Nach 7 ist die Oberfläche 19 der Verkleidung 7 luftdurchlässig ausgebildet, so dass aus dem unterhalb der Verkleidung 7, also auf der der Fahrgastzelle 1 abgewandten Seite angeordneten offenen Kanal 16 der Luftstrom 15 durch die Oberfläche 19 entweicht und derart sowohl die Verkleidung 7 als auch die Fahrgastzelle 1 temperiert.To 7th is the surface 19th the disguise 7th made air-permeable, so that from below the cladding 7th , i.e. on the one in the passenger compartment 1 remote side arranged open channel 16 the airflow 15th through the surface 19th escapes and so both the cladding 7th as well as the passenger compartment 1 tempered.

Gemäß 8 strömt der Luftstrom 15 aus dem in der Verkleidung 7 7 verlegten Kanal 16 in einen unterhalb der Oberfläche 19 ausgebildeten Kanal 16 und gelangt durch relativ kleine Strömungsöffnungen 26 in die Fahrgastzelle 1. Die insbesondere perforierte Oberfläche 19 kann durch eine Folie oder ein Gewebe oder Leder oder dergleichen gebildet sein.According to 8th the air stream flows 15th from the one in the disguise 7th 7th laid channel 16 in one below the surface 19th trained channel 16 and passes through relatively small flow openings 26th into the passenger compartment 1 . The particular perforated surface 19th can be formed by a film or a fabric or leather or the like.

Nach 9 sind die Temperiereinrichtung 17 und der Lüfter 18 mit einer elektronischen Steuerung 27 verbunden, die einen Prozessor (CPU) 28 zur Datenverarbeitung und eine Speichereinrichtung 29 insbesondere zur Speicherung von Soll-Daten und Software umfasst. An die Steuerung 27 sind im weiteren Temperatursensoren 30 zur Erfassung von Ist-Temperaturen angeschlossen, die beispielsweise dem dargestellten Fahrersitz 9, der Instrumententafel 5, der Verkleidung 7 sowie dem Dachhimmel 8 zugeordnet sind. Die Temperatursensoren 30 können beispielsweise die Oberflächentemperaturen der zugeordneten Bauteile 2 und/oder des Insassen 20 erfassen. Im Weiteren sind an die Steuerung 27 Aktuatoren oder Motoren 31 angeschlossen, die mit den Lüftungsklappen 21 in Verbindung stehen, um Querschnitte der Kanäle 16 zu vergrößern oder zu reduzieren. Anhand der erfassten Ist-Werte der erfassten Temperaturen der Oberflächen 19 der Bauteile 2 oder der Insassen 20 wird eine Regelung der Temperiereinrichtung 17, des Lüfters 18 und der Lüftungsklappen 21 vorgenommen, um vorgegebene Soll-Werte zu erzielen und eine Wohlfühltemperatur in der Fahrgastzelle 1 einzustellen.To 9 are the temperature control device 17th and the fan 18th with an electronic control 27 connected to a processor (CPU) 28 for data processing and a storage device 29 in particular for storing target data and software. To the control 27 are also temperature sensors 30th connected to record actual temperatures, for example the driver's seat shown 9 , the instrument panel 5 , the disguise 7th as well as the headliner 8th assigned. The temperature sensors 30th for example, the surface temperatures of the assigned components 2 and / or the occupant 20th capture. Furthermore are to the control 27 Actuators or motors 31 connected that with the ventilation flaps 21 related to cross sections of the ducts 16 to enlarge or reduce. Based on the recorded actual values of the recorded temperatures of the surfaces 19th of the components 2 or the inmate 20th is a regulation of the temperature control 17th , the fan 18th and the ventilation flaps 21 made in order to achieve specified target values and a comfortable temperature in the passenger compartment 1 to adjust.

Um Bereiche der Fahrgastzelle 1, in denen sich keine Insassen 20 befinden, von der Temperierung durch den Luftstrom 15 auszuschließen zu können, ist die Steuerung 27 mit Sitzplatzbelegungserkennungssensoren 31 verbunden, die in einem modernen Kraftfahrzeug vorhanden sind. Der Luftstrom 15 wird durch ein entsprechendes Öffnen und Schließen der Lüftungsklappen 21 in solche Bereiche geleitet, in denen ein durch einen Insasse 20 belegter Sitzplatz, beispielsweise Fahrersitz 9 erkannt wird.Around areas of the passenger compartment 1 in which there are no inmates 20th from the temperature control by the air flow 15th to be able to exclude is the control 27 with seat occupancy detection sensors 31 connected, which are present in a modern motor vehicle. The airflow 15th is activated by opening and closing the ventilation flaps accordingly 21 directed to areas in which one is directed by an inmate 20th occupied seat, for example driver's seat 9 is recognized.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: FahrgastzellePassenger compartment
22: BauteilComponent
33: FrontscheibeWindshield
44th: SeitenscheibeSide window
55: Instrumententafeldashboard
66th: SpritzwandBulkhead
77th: VerkleidungDisguise
88th: DachhimmelHeadliner
99: FahrersitzDriver's seat
1010: PolsterteilUpholstered part
1111: SitzflächeSeat
1212th: Rückenlehnebackrest
1313th: Kopfstützeheadrest
1414th: Lenkradsteering wheel
1515th: LuftstromAirflow
1616: Kanalchannel
1717th: TemperiereinrichtungTemperature control
1818th: LüfterFan
1919th: Oberflächesurface
2020th: Insasseinmate
2121: LüftungsklappeVentilation flap
2222nd: DoppellinieDouble line
2323: VerteilerDistributor
2424: FahrgastzellenflächePassenger compartment area
2525th: Düsejet
2626th: StrömungsöffnungFlow opening
2727: Steuerungsteering
2828: Prozessorprocessor
2929: SpeichereinrichtungStorage facility
3030th: TemperatursensorTemperature sensor
3131: SitzplatzbelegungserkennungssensorSeat occupancy detection sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 3594033 A1 [0004]
EP 2123493 B1 [0005]

Claims

System for temperature control of a passenger cell (1) with an air flow (15) which can be guided through at least one channel (16) connected on the inlet side to a temperature control device (17), characterized in that the open channel (16) carries the air flow (15) through a component (2) to be temperature-controlled or into a temperature-controlled component (2) in the passenger compartment (1).

System according to Claim 1 , characterized in that the component (2) to be tempered or a surface (19) of the component (2) facing into the passenger cell (1) forms a duct wall.

System according to Claim 1 or 2 , characterized in that at least the surface (19) of the component (2) is air-permeable or has flow openings (26) for the air flow (15) to exit.

System according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the component (2) is designed as a trim part (7) or a cushion part (10).

System according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that an outlet or a nozzle (25) is assigned to the channel (16) on the outlet side for the flow to a passenger cell area (24) adjoining the surface (19).

System according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that a plurality of channels (16) are arranged on the side of the cladding part (7) facing away from the passenger cell (1), which channels ensure that the cladding part (7) is immediately heated by the air flow (15).

System according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one channel (16) ends in the upholstery part (10) and the air flow (15) freely flows through the upholstery part (10).

System according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the at least one channel (16) is assigned an air filter and / or an air disinfection device on the inlet side.

System according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the at least one channel (16) is assigned an intake for fresh air and / or air from the passenger compartment (1).

System according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the temperature control device (17) and / or a fan (18) is assigned an electronic control (27) which is coupled to at least one temperature sensor (30) and / or a seat occupancy detection sensor (31).

System according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the controller (27) controls motor-adjustable ventilation flaps (21) for changing the flow cross-sections of the channel (16) as a function of actual values of the temperature sensor (30) and / or the seat occupancy detection sensor (31).

Method for controlling the temperature of a passenger cell (1) with an air stream (15) flowing through a temperature control device (17) on the inlet side Claim 1 , characterized in that the air flow (1) temperature the component (2) through which it flows and the component (2) of the passenger cell (1) either supplies heat or removes heat.

Procedure according to Claim 12 , characterized in that the air flow (15) as a function of actual values of at least one temperature sensor (30) and / or seat occupancy detection sensor (31) connected to an electronic controller (27) through a component (2) to be temperature-controlled or into a temperature-controlled component Component (2) is passed into the passenger compartment (1).

Motor vehicle with a system according to Claim 1 .

Motor vehicle after Claim 14 , characterized in that, characterized in that the temperature control device (17) uses the heat generated on motor vehicle components to heat the air flow (15).