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Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Belüftungssystem und ein Belüftungsverfahren zum Belüften eines Fahrzeugs.
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Durch einen autonomen Fahrbetrieb ist es einem Nutzer eines Fahrzeugs möglich, regelmäßig, insbesondere während eines autonomen Fahrbetriebs, seinen Sitz in eine Komfortstellung zu schwenken, in der der Nutzer bspw. stark abgeflacht bzw. liegend und entsprechend komfortabel positioniert ist.
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Insbesondere beim Betrieb eines Elektrofahrzeugs ist eine zielgenaue Zufuhr eines Luftstroms zur Klimatisierung eines Nutzers erforderlich, um eine dauerhafte Erwärmung des gesamten Innenraums des Fahrzeugs zu verhindern und entsprechend Energie zu sparen.
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Zur Verteilung von Luftströmen in einem Fahrzeug sind bspw. durch die
WO 2020/187466 A1 mehrere separate in Längsrichtung des Fahrzeugs verteilte Luftausströmer bekannt.
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Separate Luftausströmer führen zu separaten Luftströmungen, die wiederum zu lokalen Temperaturmaxima bzw. Temperaturminima führen.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung, einen Nutzer eines Fahrzeugs energieeffizient und gleichmäßig zu klimatisieren, wenn dieser sich in einer Komfortstellung befindet.
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Es wird somit gemäß einem ersten Aspekt der vorgestellten Erfindung ein Belüftungssystem zum Belüften eines Fahrzeugs vorgestellt. Das Belüftungssystem umfasst eine Mittelkonsole für ein Fahrzeug, einen Luftkanal zum Leiten von klimatisierter Luft, eine Schnittstelle zum Verbinden des Luftkanals mit einer Klimatisierungsvorrichtung und eine Vielzahl mit dem Luftkanal verbundener und in die Mittelkonsole eingebrachter Luftauslässe.
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Der Luftkanal ist in die Mittelkonsole integriert. Weiterhin sind die jeweiligen Luftauslässe dazu konfiguriert, einen durch den Luftkanal bereitgestellten Luftstrom in jeweilige Luftteilströmungen aufzuteilen. Weiterhin sind jeweilige Luftauslässe der Vielzahl Luftauslässe in Längsrichtung der Mittelkonsole verteilt angeordnet und derart relativ zueinander ausgerichtet, dass diese einen Luftvorhang aus mehreren Luftteilströmungen erzeugen.
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Unter einem Luftvorhang ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Luftströmung zu verstehen, die aus mehreren Teilströmungen besteht und die eine vorgegebene Fläche umströmt. Vorliegend ist das Belüftungssystem dazu konfiguriert, einen Bereich eines Sitzes eines Fahrzeugs zu umströmen, wenn sich der Sitz in einer Komfortstellung befindet. Der erfindungsgemäß vorgesehene Luftvorhang umhüllt daher einen auf dem Sitz angeordneten Nutzer über ein große Fläche, wie bspw. eine Liegefläche bzw. ein entsprechendes Volumen hinweg und verhindert lokale Temperaturschwankungen innerhalb der Fläche bzw. des Volumens. Dies bedeutet, dass der Luftvorhang in dem vorgegebenen Bereich eine konstante Temperatur, d.h. eine Temperatur die an jeweiligen Positionen höchstens um einen vorgegebenen Schwellenwert zu einer Referenztemperatur variiert, erzeugt.
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Unter einer Mittelkonsole ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Anordnung zwischen jeweiligen Sitzen eines Fahrzeugs zu verstehen. Eine Mittelkonsole kann sich aus einer Fronttafel heraus erstrecken oder unabhängig von einer Fronttafel eines Fahrzeugs ausgebildet sein.
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Zum Erzeugen des erfindungsgemäß vorgesehenen Luftvorhangs umfasst das vorgestellte Belüftungssystem einen Luftkanal, der eine Vielzahl Luftauslässe mit Luft versorgt, d.h. einen Luftstrom, der von einer Klimatisierungsvorrichtung, insbesondere einem Heizsystem bereitgestellt wird, zu jeweiligen Luftauslässen der Vielzahl Luftauslässe führt.
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Der Luftkanal ist über eine Schnittstelle mit der Klimatisierungsvorrichtung verbunden. Die Schnittstelle kann bspw. ein Adapter sein, der den Luftkanal mit einem Luftkanal der Klimatisierungsvorrichtung luftdicht verbindet.
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Der Luftkanal ist in die Mittelkonsole integriert, d.h. innerhalb bzw. in einem Innenvolumen der Mittelkonsole ausgestaltet. Dabei kann der Luftkanal zumindest bereichsweise durch Teile der Mittelkonsole gebildet sein und/oder als separates Teil ausgestaltet sein.
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Das vorgestellte Belüftungssystem umfasst eine Vielzahl Luftauslässe, die in Längsrichtung, d.h. entlang, insbesondere parallel zu einer sich von einer Frontpartie, insbesondere einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu einer Heckpartie, insbesondere einer Heckscheibe des Fahrzeugs erstreckenden Linie angeordnet sind. Dabei können die Luftauslässe relativ zueinander in ihrer Höhenanordnung variieren, d.h. bogenförmig angeordnet sein.
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Zum Erzeugen des erfindungsgemäß vorgesehenen Luftvorhangs sind die Luftauslässe relativ zueinander ausgerichtet, sodass der Luftvorhang aus einer Vielzahl Luftteilströmungen gebildet wird. Dabei ist der Luftvorhang breiter als eine Luftteilströmung, die ein jeweiliger Luftauslass bereitstellt. Dies bedeutet, dass die jeweiligen Luftauslässe des vorgestellten Belüftungssystems synergetisch zusammenwirken, um gemeinsam den Luftvorhang zu erzeugen, der ein besonders großes Volumen bzw. einen besonders großen Bereich temperiert und einen entsprechend hohen Lüftungskomfort bereitstellt.
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Bspw. können die Laufauslässe des vorgestellten Belüftungssystems derart zueinander ausgerichtet sein, dass diese in Richtung eines zentralen Belüftungspfads orientiert sind, wobei die Ausrichtung, d.h. ein Winkel zu dem zentralen Belüftungspfad graduell zunimmt. Alternativ können die Luftauslässe voneinander weg orientiert sein, sodass die Luftauslässe den Luftvorhang fächerartig erzeugen, um bspw. einen besonders großen Bereich zu beströmen.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Luftkanal eine Vielzahl Luftleiteinrichtungen umfasst, die dazu konfiguriert sind, einen durch den Luftkanal strömenden Luftstrom in Teilluftströme zum Versorgen der jeweiligen Luftauslässe aufzuteilen.
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Zum Aufteilen eines durch den Luftkanal strömenden Luftstroms können Luftleiteinrichtungen, wie bspw. Rippen, Fächer oder jede weitere technisch geeignete Geometrie vorgesehen sein, die bspw. in dem Luftkanal, insbesondere durch die Mittelkonsole ausgebildet sind. Dabei können jeweilige Luftleiteinrichtungen spezifisch bzw. unterschiedlich zueinander ausgerichtet sein, um einen jeweiligen Luftauslass mit einem spezifischen Teilluftstrom zu beströmen.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Luftkanal als zusätzliches Teil in die Mittelkonsole integriert ist, oder der Luftkanal zumindest teilweise durch ein Teil der Mittelkonsole gebildet ist.
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Der erfindungsgemäß vorgesehene Luftkanal kann bspw. eine Luftleiteinrichtung umfassen, die zusammen mit einer Innenwand der Mittelkonsole den Luftkanal formt. Dabei kann die Luftleiteinrichtung mehrteilig oder einteilig ausgestaltet sein.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Schnittstelle einen Aufteiler umfasst, der dazu konfiguriert ist, einen den Luftkanal anströmenden Luftstrom in einen ersten Teilkanal oder einen zweiten Teilkanal zu leiten, wobei der erste Teilkanal zu der Vielzahl Luftauslässe führt und der zweite Teilkanal zu einem Fußraum des Fahrzeugs führt.
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Durch einen Aufteiler kann das vorgestellte Belüftungssystem sowohl zum Belüften eines Nutzers auf einem Sitz in einer Komfortstellung als auch in einer Fahrposition genutzt werden. Dazu kann der Aufteiler durch den Luftkanal strömende Luft entweder durch die Luftauslässe leiten, um den Luftvorhang zu erzeugen und einen Rumpf des Nutzers zu temperieren, wenn der Sitz sich in der Komfortstellung befindet, oder durch den Luftkanal strömende Luft in einen Fußraum des Fahrzeugs leiten, um Beine des Nutzers zu temperieren, wenn sich der Sitz in der Fahrposition befindet.
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Der Aufteiler kann bspw. ein Y-Teil sein, das einen Zentralkanal in zwei Teilkanäle aufteilt.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Belüftungssystem eine in dem Aufteiler angeordnete Stellmechanik zum Verteilen des den Luftkanal anströmenden Luftstroms zwischen dem ersten Teilkanal und dem zweiten Teilkanal und ein Steuergerät umfasst, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, die Stellmechanik einzustellen.
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Eine Stellmechanik, wie bspw. eine Lüftungsklappe oder ein Ventil, ermöglicht ein Umschalten eines Pfades, entlang dessen in den Luftkanal des vorgestellten Belüftungssystems geleitete Luft strömt. Zum Umschalten des Pfades zwischen den jeweiligen Teilkanälen des Aufteilers kann die Stellmechanik einen Aktor, wie bspw. einen Magnetanker oder einem Elektromotor, umfassen. Dabei kann die Stellmechanik bspw. in Abhängigkeit einer Position des Sitzes des Fahrzeugs angesteuert werden, sodass bspw. die in den Luftkanal strömende Luft nur dann zu den Auslasskanälen bzw. in den ersten Teilkanal geleitet wird, wenn der Sitz sich in der Komfortstellung befindet und andernfalls, wenn der Sitz sich in einer Fahrposition befindet, die in den Luftkanal strömende Luft durch den zweiten Teilkanal in einen Fußraum des Fahrzeugs geleitet wird.
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Bspw. kann das Belüftungssystem einen Temperaturfühler umfassen, sodass das Steuergerät dazu konfiguriert sein kann, die Stellmechanik in Abhängigkeit eines von dem Temperaturfühler ermittelten Temperaturwerts einzustellen, um bspw. einen sehr warmen Luftstrom nur teilweise zu den Luftauslässen zu leiten.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Vielzahl Luftauslässe entlang einer gebogenen oder geraden Linie angeordnet sind.
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Entlang einer gebogenen Linie angeordnete Lufteinlässe variieren in ihrer Höhenposition und können dadurch bedingt einen Verlauf einer Sitzfläche bzw. einer Liegefläche eines jeweiligen Sitzes sehr gut abbilden, sodass der erzeugte Luftvorhang den Verlauf der Liegefläche annimmt.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass jeweilige Luftauslässe der Vielzahl Luftauslässe mittels einer Verschlussmechanik gemeinsam oder unabhängig voneinander verschließbar sind.
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Eine Verschlussmechanik ermöglicht ein nutzerspezifisches Einstellen des Luftvorhangs, sodass bspw. ein besonders dünner Nutzer einen sehr eng am Sitz entlang strömenden Luftvorhang erzeugen kann.
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Während unabhängig voneinander verschließbare Luftauslässe eine bereichsweise Einstellung des Luftvorhangs ermöglichen, kann durch eine gemeinsame verschließbare Verschlussmechanik schnell und einfach eine Zufuhr des Luftvorhangs gestartet und beendet werden.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Verschlussmechanik eine Anzahl Schieber und/oder eine Anzahl beweglich gelagerter Nocken umfasst, durch die ein Luftkanal zum Versorgen eines jeweiligen Luftauslasses zu verschließen oder zu öffnen ist.
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Eine Verschlussmechanik kann bspw. durch einen Bowdenzug oder durch einen Aktor, insbesondere einen Elektromotor eingestellt werden.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Nocken in einer Stellung arretierbar ist, in der ein einen jeweiligen Luftauslass anströmender Luftstrom in zwei Teilströmungen aufgeteilt wird und/oder der Nocken in einer Stellung arretierbar ist, in der der anströmende Luftstrom über den Nocken strömt und/oder der Nocken in einer Stellung arretierbar ist, in der der anströmende Luftstrom unter den Nocken strömt.
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Durch Nocken, d.h. tropfenförmige Teile in jeweiligen Luftkanälen des vorgestellten Belüftungssystems, kann ein zu einem Luftauslass strömender Luftstrom aufgeteilt werden, sodass zwei Luftströme entstehen und der Luftvorhang entsprechend fein eingestellt werden kann. Durch eine Bewegung des Nockens kann der Luftauslass komplett gesperrt oder freigegeben werden.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Vielzahl Luftauslässe sich in Längsrichtung über einen Bereich der Mittelkonsole erstrecken, der größer als 30cm, bevorzugt größer 50cm, insbesondere bevorzugt größer 75cm ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Belüftungsverfahren zum Belüften eines Fahrzeugs mittels einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Belüftungssystems. Das Belüftungsverfahren umfasst das Aktivieren des Belüftungssystems für den Fall, dass ein Sitz des Fahrzeugs in eine Komfortstellung bewegt wird, das Belüften eines Bereichs um den Sitz des Fahrzeugs mittels des Belüftungssystems, und das Deaktivieren des Belüftungssystems für den Fall, dass der Sitz aus der Komfortstellung heraus bewegt wird.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Belüftungssystems,
- 2 eine Detaildarstellung einer möglichen Ausgestaltung von Luftauslässen einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Belüftungssystems,
- 3 eine Detaildarstellung einer Stellmechanik einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Belüftungssystems,
- 4 eine Detaildarstellung zweier möglicher Ausgestaltungen von Mittelkonsolen des vorgestellten Belüftungssystems,
- 5 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Belüftungsverfahrens.
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In 1 ist ein Belüftungssystem 100 dargestellt. Das Belüftungssystem 100 umfasst eine Mittelkonsole 101 für ein Fahrzeug, einen Luftkanal 103 zum Leiten von klimatisierter Luft, eine Schnittstelle 105 zum Verbinden des Luftkanals 103 mit einer Klimatisierungsvorrichtung und eine Vielzahl mit dem Luftkanal 103 verbundener und in die Mittelkonsole 101 eingebrachter Luftauslässe 107.
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Der Luftkanal 103 ist über die Schnittstelle 105, die bspw. ein Verbindungsstück, insbesondere einen Rohrverbinder umfassen kann, mit einem hier nicht dargestellten Klimatisierungsgerät verbunden. Das Klimatisierungsgerät leitet einen klimatisierten, d.h. einen erwärmten oder gekühlten Luftstrom in den Luftkanal 103.
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Der Luftstrom wird durch einen optionalen Aufteiler 109 in Form eines Y-Stücks mittels einer Stellmechanik 111 zu den Luftauslässen 107 oder zu einem Fußauslass 113 geleitet.
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Bspw. kann die Stellmechanik 111 derart eingestellt sein, dass diese dann, wenn ein Sitz 115 sich in einer Komfortstellung befindet, wie vorliegend dargestellt, den Luftstrom zu den Luftauslässen 107 leitet, sodass die Luftauslässe 107 den Sitz 115 bzw. einen auf dem Sitz 115 positionierten Nutzer mit einem Luftvorhang umhüllen und, wenn der Sitz 115 sich in einer Fahrstellung befindet, den Luftstrom zu dem Fußauslass 113 leitet. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die Stellmechanik 111 automatisch derart eingestellt, dass der Luftstrom zu den Luftauslässen 107 geleitet wird, wenn der Sitz 115 in die Komfortstellung bewegt wird.
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Die Stellmechanik 111 kann Luftleitelemente, wie bspw. Klappen oder Walzen und einen Aktor, wie bspw. einen Elektromotor, umfassen.
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Durch die vorliegend dargestellte Anordnung der Luftauslässe 107 wird ein breiter Bereich des Sitzes 115, bspw. ein Bereich mit einer Länge zwischen 30cm und 100cm von dem Luftvorhang umhüllt. Dabei wirken die einzelnen Luftauslässe 107 zusammen und erzeugen eine gemeinsame Luftströmung, die den Luftvorhang bildet. Entsprechend wird der Nutzer nicht nur an einigen lokalen Bereichen, sondern über seinen gesamten Rumpf, insbesondere über seinen gesamten Körper hinweg, gleichmäßig klimatisiert.
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Zum Einstellen des Luftvorhangs ist an den Luftauslässen 107 ein Schieberverschluss angeordnet, wie durch Pfeil 117 angedeutet, durch den die Luftauslässe 107 graduell geöffnet bzw. verschossen werden können.
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Ferner umfasst das Belüftungssystem 100 vorliegend einen optionalen Temperaturfühler 119, mittels dessen eine Temperatur des Luftstroms geregelt werden kann.
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In 2 ist eine mögliche Anordnung der Luftauslässe 107 dargestellt, bei der die Luftauslässe 107 einen Bogen ausbilden. Dabei können die Luftauslässe 107 optional durch separate Schieber 201 einzeln eingestellt werden.
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In 3 ist eine Verschlussmechanik 300 zum Einstellen eines Luftstroms aus den Luftauslässen 107 dargestellt. Die Verschlussmechanik 300 umfasst vorliegend beispielhaft einen Nocken 301, der beweglich gelagert ist und eine Klappe 303, die ebenfalls beweglich gelagert ist.
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Der Nocken 301 ist hier in vier verschiedenen Stellungen a, b, c und d dargestellt.
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In einer ersten Stellung a sperrt der Nocken 301 einen Weg an dem Nocken vorbei und die Klappe 303 ist geöffnet, sodass ein den Nocken 301 anströmender Luftstrom durch einen unteren Teil des Luftauslasses 107 geleitet wird.
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In einer zweiten Stellung b sperrt der Nocken 301 einen Weg unter dem Nocken hindurch und gibt einen Weg an dem Nocken 301 vorbei frei, sodass, wenn die Klappe 303 geöffnet ist, ein Luftstrom durch einen oberen Teil des Luftauslasses 107 geleitet wird.
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In einer dritten Stellung c gibt der Nocken 301 den Weg unter dem Nocken 301 hindurch und den Weg an dem Nocken 301 vorbei frei, sodass, wenn die Klappe 303 geöffnet ist, ein Luftstrom durch den oberen Teil und den unteren Teil des Luftauslasses 107 geleitet wird.
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In einer vierten Stellung d sperrt der Nocken den Weg unter dem Nocken hindurch und die Klappe 303 sperrt einen Weg zu dem Nocken, sodass ein Ausströmen von Luft aus dem Luftauslass 107 verhindert wird.
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Die Klappe 303 kann bspw. mittels eines Schiebers manuell oder mittels eines Aktors, wie bspw. einem Elektromotor, automatisch eingestellt werden.
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In 4 sind zwei Ausgestaltungen der erfindungsgemäß vorgesehenen Mittelkonsole dargestellt.
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Eine erste Mittelkonsole 401 umfasst eine Schale 403, die ein Volumen 405 umgibt. In die doppelwandige Schale 403 ist ein Luftkanal 103 als separates Bauteil eingebracht. Dabei kann der Luftkanal 103 aus mehreren Teilstücken oder aus einem einzigen Stück aufgebaut sein.
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Eine zweite Mittelkonsole 407 umfasst eine doppelwandige Schale 409, die zusammen mit einem Teilstück 411 einen Luftkanal 103 bildet. Dabei wirken das Teilstück 411 und eine Innenwand 413 die Schale 409 zusammen als Luftkanal 103, sodass die Schale 409 bzw. die Mittelkonsole 407 durch Einbringen des Teilstücks 411 zu einem Luftkanal 103 ergänzt werden kann.
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In 5 ist ein Belüftungsverfahren 500 zum Belüften eines Fahrzeugs mittels des vorgestellten Belüftungssystems dargestellt. Das Belüftungsverfahren 500 umfasst einen Aktivierungsschritt 501, bei dem das Belüftungssystem für den Fall aktiviert wird, dass ein Sitz des Fahrzeugs in eine Komfortstellung bewegt wird.
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Weiterhin umfasst das Belüftungsverfahren 500 einen Belüftungsschritt 503, bei dem ein Bereich um den Sitz des Fahrzeugs mittels des Belüftungssystems belüftet wird, und einen Deaktivierungsschritt 505, bei dem das Belüftungssystem für den Fall, dass der Sitz aus der Komfortstellung heraus bewegt wird, deaktiviert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Belüftungssystem
- 101
- Mittelkonsole
- 103
- Luftkanal
- 105
- Schnittstelle
- 107
- Luftauslass
- 109
- Aufteiler
- 111
- Stellmechanik
- 113
- Fußauslass
- 115
- Sitz
- 117
- Pfeil
- 119
- Temperaturfühler
- 201
- Schieber
- 300
- Verschlussmechanik
- 301
- Nocken
- 303
- Klappe
- 401
- Mittelkonsole
- 403
- Schale
- 405
- Volumen
- 407
- Mittelkonsole
- 409
- Schale
- 411
- Teilstück
- 413
- Innenwand
- 500
- Belüftungsverfahren
- 501
- Aktivierungsschritt
- 503
- Belüftungsschritt
- 505
- Deaktivierungsschritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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