DE102022209565A1

DE102022209565A1 - System für ein Fahrzeug zum Vermeiden eines Beschlagens einer Windschutzscheibe

Info

Publication number: DE102022209565A1
Application number: DE102022209565.0A
Authority: DE
Inventors: Gowtham Perumalsamy; Istvan Hegedüs-Bite; Hubert Bichelmeier; Ilker Bagci; Timm Muntel; Bastian Hubracht; Mohammad Alsharif
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-09-13
Filing date: 2022-09-13
Publication date: 2023-07-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1, 1a) für ein Fahrzeug (2) mit einem Fahrgastraum (3) zum Vermeiden eines Beschlagens einer Windschutzscheibe (4), das Folgendes umfasst: eine Windschutzscheibe (4) mit physikalischen Eigenschaften, und eine Klimatisierungseinrichtung mit einem Luftsystem (7) um zumindest einen Luftstrom über eine innenseitige Oberfläche der Windschutzscheibe (4) bereitzustellen, wobei die Klimatisierungseinrichtung zumindest zum Einstellen der Temperatur des Luftstroms ausgebildet ist, und ein Sensorsystem zum Bestimmen der Außentemperatur als auch der Innenraumtemperatur im Fahrgastraum (3), und eine Scheibenwischervorrichtung (10) mit zumindest einem Wischarm (11) zum Ausführen eines Wischvorgangs mit einer entsprechend einem Niederschlag auf die Windschutzscheibe (4) eingestellten Wischergeschwindigkeit, wobei eine Schätzeinheit (13) vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe (4) zumindest einen Einstellwert für die Klimatisierungseinrichtung zum Einstellen der Temperatur des Luftstroms zu generieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein System für ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum zum Vermeiden eines Beschlagens einer Windschutzscheibe, das Folgendes umfasst: eine Windschutzscheibe mit physikalischen Eigenschaften, und eine Klimatisierungseinrichtung mit einem Luftsystem, um zumindest einen Luftstrom über eine innenseitige Oberfläche der Windschutzscheibe bereitzustellen, wobei die Klimatisierungseinrichtung zumindest zum Einstellen der Temperatur des Luftstroms ausgebildet ist, und ein Sensorsystem zum Bestimmen der Außentemperatur als auch der Innenraumtemperatur im Fahrgastraum, und eine Scheibenwischervorrichtung mit zumindest einem Wischarm zum Ausführen eines Wischvorgangs mit einer entsprechend einem Niederschlag auf die Windschutzscheibe eingestellten Wischergeschwindigkeit.
Es ist bekannt, dass ein grundlegendes Ziel einer HVAC- bzw. „Klimaanlage“ in einem Fahrzeug darin besteht, Bedingungen zu vermeiden, in denen die Windschutzscheibe/Fenster beschlagen oder einen vorhandenen Beschlag zu reduzieren. Während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs führen oftmals externe und interne Klimabedingungen zusammen zu einem Beschlagen von Scheiben, insbesondere der Windschutzscheibe. Dies bedeutet, dass nach einer anfänglichen Erwärmungsphase des Betriebs des Fahrzeugs, während der in der Regel durch Verwendung des Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystems (HVAC-System) des Fahrzeugs der Beschlag von den Windschutzscheiben, Seitenscheiben usw. des Fahrzeugs teilweise entfernt wird und/oder während der die Scheiben teilweise enteist werden, aufgrund von den externen und internen Klimabedingungen des Fahrzeugbetriebs die Scheiben erneut beschlagen können.
Zum Beispiel können Temperaturen der äußeren Umgebung kalt genug sein, und Fahrzeuginnenraumbedingungen können warm und feucht genug sein, um Kondensation an einer oder mehreren der Scheiben zu fördern, was zu einem Beschlagen der Windschutzscheibe führt. So kann auch beispielsweise bei feuchtwarmen Wetter (Regen) die Windschutzscheibe beschlagen, wenn diese mit Kühlluft angeströmt wird, da die Scheibe auf Grund der gegen sie strömenden Kühlluft, welche zur Erzielung eines angenehmen Klimas im Innern des Fahrzeuges eine recht niedrige Ausblastemperatur aufweist, so stark abkühlt, dass ihre Temperatur unterhalb der Taupunkttemperatur der Umgebungsluft liegt.
Es gibt einige Verfahren und Steuersysteme zur Steuerung einer HVAC-Anlage zur Vermeidung von Scheibenbeschlag.
So offenbart beispielsweise die DE 10 2009 008275 A1 ein System zum Verhindern des Beschlagens einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend: zumindest eine Ausströmdüse, zumindest einen Temperatursensor, zumindest einen Feuchtigkeitssensor zum Ermitteln der Luftfeuchtigkeit von aus der zumindest einen Ausströmdüse in Richtung der Windschutzscheibe ausströmenden Luft, eine Taupunkt-Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln der Taupunkttemperatur der aus der zumindest einen Ausströmdüse in Richtung der Windschutzscheibe ausströmenden Luft mittels Messwerten des zumindest einen Temperatursensors und des zumindest einen Feuchtigkeitssensors, eine Lüftungsvorrichtung, eine Steuervorrichtung zum Steuern der Lüftungsvorrichtung bei einem Unterschreiten eines Schwellwertes der Differenz aus der Temperatur der Windschutzscheibe und der Taupunkttemperatur, wobei der zumindest eine Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der Windschutzscheibe ausgebildet ist und im Bereich der zumindest einen Ausströmdüse angeordnet ist.
Die DE 19727323 C2 offenbart ein Verfahren zur außenfeuchtigkeitsabhängigen Steuerung einer Klimaanlage eines mit einer Scheibenwischeranlage ausgerüsteten Kraftfahrzeuges, wobei die Leistung eines Luftgebläses in Abhängigkeit vom Vorliegen eines Scheibenwischeraktivierungssignals scheibenbeschlagmindernd derart gesteuert wird, dass es bei vorliegendem Scheibenwischeraktivierungssignal mit einem höheren Grundleistungspegel betrieben wird als bei nicht vorliegendem Scheibenwischeraktivierungssignal.
Insbesondere bei Regen oder Schnee kann das Beschlagen einer Windschutzscheibe jedoch zu gefährlichen Situationen führen, beispielsweise beim Durchfahren eines Tunnels mit wärmerer (Abgas)Luft.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein System zum Vermeiden eines Beschlagens einer Windschutzscheibe anzugeben, insbesondere wenn Regen oder Schnee vorliegt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Weitere Einzelheiten der Erfindung und Kombinationen verschiedener Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein System für ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum zum Vermeiden eines Beschlagens einer Windschutzscheibe, das Folgendes umfasst: eine Windschutzscheibe mit physikalischen Eigenschaften, und eine Klimatisierungseinrichtung mit einem Luftsystem, um zumindest einen Luftstrom über eine innenseitige Oberfläche der Windschutzscheibe bereitzustellen, wobei die Klimatisierungseinrichtung zumindest zum Einstellen der Temperatur des Luftstroms ausgebildet ist, und ein Sensorsystem zum Bestimmen der Außentemperatur als auch der Innenraumtemperatur im Fahrgastraum, und
eine Scheibenwischervorrichtung mit zumindest einem Wischarm zum Ausführen eines Wischvorgangs mit einer entsprechend einem Niederschlag auf die Windschutzscheibe eingestellten Wischergeschwindigkeit, wobei
eine Schätzeinheit vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe zumindest einen Einstellwert für die Klimatisierungseinrichtung zum Einstellen der Temperatur des Luftstroms zu generieren.
Dabei kann ein Einstellwert nicht nur einen einzelnen Wert, sondern mehrere Werte umfassen.
Eine Windschutzscheibe ist vorzugsweise die Frontscheibe, kann jedoch auch als Heckscheibe ausgebildet sein. Eine innenseitige Oberfläche ist eine Oberfläche von der Innenseite, d.h. vom Fahrgastraum aus gesehen.
Die Sensoren / das Sensorsystem zum Bestimmen der Außentemperatur als auch der Innenraumtemperatur im Fahrgastraum können ein oder mehrere Temperatursensoren sein.
Physikalische Eigenschaften der Windschutzscheibe können beispielsweise das Material und die vorhandene Dämmung sein, etc.
Es ist bekannt, dass bei Regen und Schnee die Scheibenwischer, das heißt die Scheibenwischervorrichtung mit dem Wischarmen, manuell oder auch automatisch unterschiedlich eingestellt werden, um den aktuellen Regen/Schnee zu beseitigen. Die Intensität des Niederschlags (Regen oder Schnee beispielsweise) kann durch Regensensoren und/oder Kameras erkannt werden, welche eine Auswertung vornehmen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass im aktuellen Stand der Technik, ein Luftstrom durch das Gebläse über die Windschutzscheibe geströmt wird, um die Windschutzscheibe mit kalter / warmer Luft in der regnerischen oder verschneiten Situation je nach eingestellter Temperatur in der Klimatisierungseinrichtung zu versorgen. Dabei ist nicht bekannt, ob die gerade eingestellte Temperatur des Luftstroms dabei hilft, gerade bei Regen/Schneefall gefährliche Situationen nämlich das Beschlagen der Windschutzscheibe zu vermeiden, bei der die Sicht des Fahrers minimiert wird. Ferner kann beispielsweise ein solcher Luftstrom die beschlagene Windschutzscheibe nicht sofort oder zu spät von einem Beschlag/Kondensat befreien.
Mittels der Erfindung werden nun die Einstellung, nämlich die Geschwindigkeit der Scheibenwischer und die Temperatur des Luftstroms beispielsweise des Gebläses synchronisiert, um gefährliche Situationen zu vermeiden.
Dazu ist erfindungsgemäß eine Schätzeinheit vorgesehen, welche in Abhängigkeit von der erkannten Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe zumindest einen Einstellwert zum Einstellen der Temperatur des Luftstroms durch die Klimatisierungseinrichtung ausgebildet ist.
Durch die Erfindung wird parallel, abhängig von den vorherrschenden Temperaturen als auch von der Regen-/Schneeintensität durch die eingestellte Geschwindigkeit der Wischarme sowie abhängig von den Eigenschaften der Windschutzscheibe, der Luftstrom eines beispielsweise Gebläses auf eine notwendige Temperatur eingestellt, um ein Beschlagen der Windschutzscheibe zu verhindern.
Dadurch werden gefährliche Situationen durch das spontane Beschlagen der Windschutzscheibe bei Regen/Schnee verhindert, insbesondere bei Eintritt des Fahrzeugs beispielsweise in einem wärmeren, trockenen Tunnel oder bei regnerischem Herbstwetter, wenn die Umgebungsluft keine Feuchtigkeit mehr absorbieren kann und die Feuchtigkeit sich als Kondensat an der Windschutzscheibe festsetzt.
Somit wird die Temperatur des Luftstroms anhand der Synchronisation mit der Geschwindigkeit des Wischarms, und damit der Niederschlagsintensität, sowie der Au-ßen- und Innenraumtemperatur als auch der physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe schon vor dem Auftreten des Beschlagens angepasst, um eine gefährliche Situation durch das Beschlagen der Windschutzscheibe zu verhindern oder weitestgehend zu verhindern.
Die Windschutzscheibe wird so automatisiert mit der richtigen Temperatur des Luftstroms überströmt, um ein Anlaufen/Beschlagen zu vermeiden. Zudem wird die Innenraumtemperatur dadurch angepasst.
Insbesondere eignet sich die Verwendung des Systems während des Fahrtbeginns aber auch während der Fahrt.
In weiterer Ausbildung ist die Klimatisierungseinrichtung zum Empfang des zumindest einen Einstellwertes und zum automatisierten Einstellen der Temperatur des Luftstroms anhand des Einstellwertes ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Schätzeinheit eine Datenbank mit Referenzwerten auf, welche Temperaturen des Luftstroms in Abhängigkeit von einer jeweiligen Außentemperatur und einer jeweiligen Innenraumtemperatur sowie einer jeweiligen Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe angibt.
Dies bedeutet, dass bei Einstellen dieser Temperaturen, ein Beschlagen weitestgehend verhindert oder reduziert wird, wenn die anderen Bedingungen d.h. Außen-/ Innenraumtemperatur, Wischergeschwindigkeit etc. vorliegen.
Diese können beispielsweise durch Versuche einfach ermittelt werden.
In weiterer Ausbildung weist die Schätzeinheit einen KI (künstlichen Intelligenz)-Algorithmus auf, zum Schätzen zumindest einem Einstellwert anhand der Referenzwerte in Verbindung mit der aktuellen Außentemperatur und der aktuellen Innenraumtemperatur sowie der aktuellen eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch der physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe. Durch einen solchen (künstlichen Intelligenz)-Algorithmus kann anhand weniger Referenzwerte beispielsweise für viele unterschiedliche Kombinationen eine geeignete Temperatur geschätzt werden.
Dabei können künstliche neuronale Netze als auch einfachere KI-Algorithmen zum Tragen kommen, welche wenig Rechenkapazität benötigen.
Dabei können die physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe vorab eingegeben werden oder Standardwerte zum Schätzen der Einstellwerte herangezogen werden. Diese müssen dabei nur einmal angegeben werden und können in der Schätzeinheit gespeichert werden.
Weiterhin kann in einer Ausführungsform ein Regensensor zur Erkennung eines Niederschlags sowie eine Steuereinheit vorgesehen sein, welche dazu ausgebildet ist, anhand des erkannten Niederschlags durch den Regensensor zumindest ein Stellsignal zur automatisierten Betätigung der Scheibenwischervorrichtung mit einer entsprechend dem erkannten Niederschlag auf die Windschutzscheibe einzustellenden Wischergeschwindigkeit zu erzeugen. Dieser kann neben Regen auch Schnee/oder Schneeregen vorzugsweise erkennen. Ein solcher Regensensor ist beispielsweise dazu ausgebildet, festzustellen, ob und wie stark es regnet, um eine entsprechende Aktion einzuleiten.
In weiterer Ausbildung ist die Schätzeinheit dazu ausgebildet, den zumindest einen Einstellwert als Daten an die Klimatisierungseinrichtung zu übermitteln, wobei die Klimatisierungseinrichtung dazu ausgebildet ist, anhand des zumindest einen übermittelten Einstellwerts die Temperatur des Luftstroms einzustellen. Dabei kann die Schätzeinheit als Softwaremodul ausgebildet sein, welche in der Klimatisierungseinrichtung integriert ist.
In einer Ausführungsform ist das Sensorsystem zum Bestimmen der Windschutzscheiben-Oberflächenaußentemperatur als Außentemperatur vorgesehen. Dadurch kann eine genau auf die Windschutzscheibe bezogene Außentemperatur ermittelt werden; welche in die Schätzeinheit einfließt.
Ferner kann die Schätzeinheit dazu ausgebildet sein, die Temperatur des Luftstroms unter Berücksichtigung der Windschutzscheiben-Oberflächenaußentemperatur sowie der physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe derart anzupassen, dass bei zu kalter Windschutzscheiben-Oberflächenaußentemperatur selbst dann keine Schäden an der Windschutzscheibe durch den Luftstrom entstehen können, wenn die Windschutzscheibe bereits beispielsweise durch Steinschlag Defekte aufweist.
Auch kann die Schätzeinheit dazu ausgebildet sein, den zumindest einen Einstellwert in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe als auch einer eingestellten Geschwindigkeit des Luftstroms zu schätzen. Dadurch kann die geschätzte Temperatur beispielsweise der Geschwindigkeit angepasst werden.
Alternativ ist in weiterer Ausbildung die Schätzeinheit dazu ausgebildet, neben der Temperatur des Luftstroms zusätzlich eine Geschwindigkeit des Luftstroms als Einstellwert zu schätzen. Diese werden als Daten an die Klimatisierungseinrichtung gesendet zum Einstellen des Luftstroms und der Geschwindigkeit anhand der übermittelten Einstellwerte.
In weiterer Ausbildung weist die Klimatisierungseinrichtung zumindest einen verstellbaren Luftauslass (Düse) in Richtung der Windschutzscheibe auf. Diese sind vorzugsweise im Cockpit des Fahrzeugs in Nähe der Windschutzscheibe angeordnet. In weiterer Ausbildung ist die Schätzeinheit dazu ausgebildet, zusätzlich eine Stellanordnung des verstellbaren Luftauslasses als Einstellwert zu schätzen und an die Klimatisierungseinrichtung zu übermitteln, wobei die Klimatisierungseinrichtung zum automatisierten Verstellen des Luftauslasses anhand des übermittelten Einstellwertes ausgebildet ist. Somit kann, insbesondere bei Fahrzeugen mit hohem Automatisierungsgrad ein optimaler Luftstrom, welcher über die Windschutzscheibe strömt, erzeugt werden.
Alternativ ist in einer Ausgestaltung die Schätzeinheit dazu ausgebildet, den zumindest einen Einstellwert in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe als auch der Anordnung des verstellbaren Luftauslasses zu schätzen. Dadurch kann die Schätzeinheit beispielsweise als Softwaremodul nachträglich in ältere Fahrzeuge eingebaut werden, bei entsprechendem Sensorsystem sowie einer entsprechenden Klimatisierungseinrichtung. In weiterer Ausbildung ist die Klimatisierungseinrichtung als HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning- Heizung, Lüftung und Klimatisierung) -System ausgebildet. Dabei kann das HVAC-System dazu ausgebildet sein, die Heizung, Belüftung und Kühlung in unterschiedlichen Zonen wie beispielsweise im Fahrerbereich, im Beifahrerbereich und im Bereich der Rücksitze getrennt voneinander zu regeln.
In weiterer Ausbildung ist die Schätzeinheit dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe zudem eine gewünschte Temperatur des Fahrgastraums als zusätzlichen Einstellwert zu schätzen, wobei der Einstellwert dazu geeignet ist, ein Beschlagen der Windschutzscheibe zu verhindern.
Dabei kann die Klimatisierungseinrichtung beispielsweise zwei verschiedene Einstellwerte für den Luftstrom nämlich einerseits zum Einstellen des Klimas in dem Fahrgastraum von der Schätzeinheit und andererseits für den Luftstrom, welcher über die Windschutzscheibe strömt, erhalten, zum entsprechenden unabhängigen Einstellen. In weiterer Ausbildung ist das System dazu ausgebildet, den zumindest einen Einstellwert für die Klimatisierungseinrichtung zum Einstellen der Temperatur des Luftstroms durch die Schätzeinheit in vorgegebenen Zeitabständen während der Fahrt, insbesondere während des Fahrtbeginns, neu zu bestimmen.
Insbesondere bei regnerischem Wetter kann so dauerhaft ein Beschlagen während einer Fahrt verhindert werden. Auch kann das System beispielsweise an eine externe Quelle zum Erfassen der tagesaktuellen Wettervorhersage angebunden sein, und dazu ausgebildet sein, die vorgegebenen Zeitabstände den Wettervorhersagen anzupassen. So können beispielsweise bei regnerischem Herbstwetter die Zeitabstände kürzer sein, als bei hochsommerlichen heißen Wetter.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren. Variationen hiervon können vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert wird, zu verlassen.
Die Figuren zeigen schematisch:

1: ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen System schematisch in einer ersten Ausgestaltung,
2: ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen System schematisch in einer zweiten Ausgestaltung,
3: das erfindungsgemäße System als Flussdiagramm.

1 zeigt ein Fahrzeug 2 mit einem Fahrgastraum 3 mit einer Windschutzscheibe 4. Das Fahrzeug 2 kann ein voll- oder teilautonomes Fahrzeug sein.
Das Fahrzeug 2 weist ein erfindungsgemäßes System 1 zum Verhindern des Beschlagens der Windschutzscheibe 4 auf. Dabei findet ein Beschlagen von Scheiben vor allem dann statt, wenn diese kälter als die Umgebungstemperatur sind, und die Temperatur der Windschutzscheibe 4 auf den Taupunkt sinkt und zudem die Umgebungsluft relativ feucht ist, beispielsweise im Herbst.
Dabei kann die Windschutzscheibe 4 beispielsweise als Front(windschutz)scheibe ausgebildet sein. Die Windschutzscheibe 4 kann jedoch auch als rückwärtige Heck(windschutz)scheibe ausgebildet sein.
Ferner umfasst das System 1 ein Sensorsystem, welches mehrere Sensoren umfassen kann.
Dies können beispielsweise ein oder mehrere Innenraumtemperatursensoren 5, zum Messen der Innenraumtemperatur des Fahrgastraums 3 sein. Insbesondere kann die Temperatur der Windschutzscheiben-Innenseite gemessen werden oder im Bereich der Innenseite der Windschutzscheibe 4.
Ferner sind ein oder mehrere Temperatursensoren 9 zum Messen der Außentemperatur, insbesondere zum Bestimmen der Windschutzscheiben-Oberflächenaußentemperatur als Außentemperatur vorgesehen.
Ferner ist ein HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning- Heizung, Lüftung und Klimatisierung) -System 6 als Klimatisierungseinrichtung vorgesehen. Dieses weist ein Luftsystem 7, insbesondere ein Gebläse auf. Das Luftsystem 7 weist verstellbare/einstellbare Luftauslässe (Düsen) 8 auf, von denen zumindest einige in Richtung der Windschutzscheibe 4 zeigen, um den Luftstrom über die innenseitige Oberfläche der Windschutzscheibe 4 bereitzustellen.
Dabei können bei einem hoch automatisierten Fahrzeug 2 die Luftauslässe 8 durch das HVAC (Heating, Ventilation, Air-Conditioning- Heizung, Lüftung und Klimatisierung) -System 6 verstellbar sein. Bei einem weniger automatisierten Fahrzeug 2 können die Luftauslässe (Düsen) 8 fest oder manuell verstellbar sein.
Das HVAC (Heating, Ventilation, Air-Conditioning- Heizung, Lüftung und Klimatisierung) -System 6 ist ferner dazu ausgebildet, die Temperatur des Luftstroms zu regulieren, insbesondere kann somit die Temperatur des Luftstroms welcher durch die Luftauslässe 8 an und über die Windschutzscheibe 4 strömt, reguliert werden.
Ferner ist eine Scheibenwischervorrichtung 10 mit zwei Wischarmen 11 zum Ausführen eines Wischvorgangs mit einer entsprechend einem Niederschlag auf die Windschutzscheibe 4 eingestellten Wischergeschwindigkeit vorhanden.
Dabei kann das Fahrzeug 2 einen Regensensor 12, beispielsweise aus Kameras, aufweisen. Der Regensensor 12 dient dabei zur Erkennung eines Niederschlags wie beispielsweise Schnee oder Regen sowie dessen Intensität.
Ferner kann eine Steuereinheit vorhanden sein, die anhand des erkannten Niederschlags durch den Regensensor 12 zumindest ein Stellsignal zur automatisierten Betätigung der beiden Wischarme 11 der Scheibenwischervorrichtung 10 erzeugt. Anhand des Stellsignals kann nun die Wischergeschwindigkeit der beiden Wischarme 11 automatisiert eingestellt werden.
Alternativ kann die Wischergeschwindigkeit manuell durch den Fahrer / Fahrzeuginsassen eingestellt werden.
Ferner ist eine Schätzeinheit 13 vorhanden. Diese kann beispielsweise auch als Softwaremodul ausgebildet sein.
Abhängig von der aktuellen Außentemperatur, insbesondere der Außentemperatur der Windschutzscheibe 4, der aktuellen Innenraumtemperatur und der eingestellten Wischergeschwindigkeit ist die Schätzeinheit 13 dazu ausgebildet, Einstellwerte zu generieren, welche zumindest eine gewünschte Temperatur des Luftstroms für die Windschutzscheibe 4 umfassen.
Dabei berücksichtigt die Schätzeinheit 13 zudem die physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe 4, beispielsweise Verbundglas, Dämmeigenschaften etc. Diese können als Standartwerte in der Schätzeinheit 13 gespeichert sein, oder es werden diese Werte vorab eingegeben.
Dabei weist die Schätzeinheit 13 vorzugsweise eine Datenbank auf, in der Referenzwerte gespeichert sind. Dies bedeutet, dass Parametersätze vorhanden sind, welche in Abhängigkeit von verschiedenen Außen - und Innenraumtemperaturen, der physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe 4 und der Wischergeschwindigkeit verschiedene Temperaturen für den auf die Windschutzscheibe 4 gerichteten Luftstrom angeben, durch welche ein Beschlagen der Windschutzscheibe 4 verhindert wird.
Dabei kann es sich auch um Temperaturbereiche/Wertebereiche handeln.
Diese können beispielsweise durch Versuche /Simulation ermittelt werden.
Auch kann die Schätzeinheit 13 einen KI (künstliche Intelligenz) -Algorithmus aufweisen, welcher basierend auf diesen Referenzwerten für die aktuell vorhandene Au-ßen- und Innenraumtemperatur, der physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe 4 und der aktuell eingestellten Wischergeschwindigkeit eine Temperatur für den einzustellenden Luftstrom schätzt, falls sich die gemessenen Werte außerhalb der Referenzwerte /Parametersätze bewegen.
Dabei kann es sich um einen einfachen KI- Algorithmus handeln, welcher geringe Rechenkapazität benötigt oder um einen komplexen KI- Algorithmus.
Ferner kann die Schätzeinheit 13 zusätzlich zur Temperatur des Luftstroms eine Geschwindigkeit des Luftstroms als Einstellwert schätzen. Dies kann ebenfalls mithilfe der Datenbank und dementsprechend hinterlegten Referenzwerten als auch des KI-Algorithmus bewerkstelligt werden.
So kann beispielsweise bei nicht zu nassem Wetter ein lauwarmer Luftstrom auf mittlerer Gebläsestufe auslangen, um das Beschlagen der Windschutzscheibe 4 während der Fahrt oder des Fahrtbeginns zu verhindern, während bei Starkregen beispielsweise eine hohe Gebläsestufe eingestellt werden muss.
Ferner ist die Schätzeinheit 13 dazu ausgebildet, die Einstellwerte als Daten an das HVAC-System 6 zu übermitteln. Diese kann anhand der übermittelten Einstellwerte die Temperatur des Luftstroms einstellen als auch die Geschwindigkeit des Luftstroms.
2 zeigt eine zweite Ausbildung des erfindungsgemäßen Systems 1a.
Dieses weist die Windschutzscheibe 4 auf. Ferner sind ein oder mehrere Innenraumtemperatursensoren 5, zum Messen der Innenraumtemperatur des Fahrgastraums 3, insbesondere der Windschutzscheiben-Innenseite vorgesehen.
Ebenfalls sind ein oder mehrere Temperatursensoren 9 zum Messen der Außentemperatur, insbesondere zum Bestimmen der Windschutzscheiben-Oberflächenaußentemperatur als Außentemperatur vorhanden.
Auch ist ein HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning- Heizung, Lüftung und Klimatisierung) -System 6 mit dem Luftsystem 7, und den/ die verstellbaren Luftauslässe (Düsen) 8 vorgesehen, von denen zumindest einige in Richtung der Windschutzscheibe 4 zeigen, um den Luftstrom über die innenseitige Oberfläche der Windschutzscheibe 4 bereitzustellen.
Ferner ist die Scheibenwischervorrichtung 10 mit zwei Wischarmen 11 zum Ausführen eines Wischvorgangs mit einer entsprechend einem Niederschlag auf die Windschutzscheibe 4 eingestellten Wischergeschwindigkeit vorhanden. Ferner ist die Schätzeinheit 13 vorhanden.
Dabei weisen die verstellbaren Luftauslässe 8a eine verstellbare Stellanordnung (einstellbare Gebläserichtung) auf. Dabei kann mit der Stellanordnung die Anordnung der Luftauslässe (Düsen) 8a und die Stellung der Luftauslässe (Düsen) 8a verstanden werden.
Dabei können solche Luftauslässe (Düsen) 8a beispielsweise automatisiert durch das HVAC-System 6 verstellt werden, um den Luftstrom durch die Luftauslässe (Düsen) 8a gezielt auszurichten. Solche Luftauslässe (Düsen) 8a sind im Cockpit angeordnet, um den Luftstrom gegen die Windschutzscheibe 4 zu richten, als auch beispielsweise im Fußraum oder im Cockpit, um den Luftstrom gegen die Fahrzeuginsassen zu richten.
In Abhängigkeit von der aktuellen Außentemperatur, insbesondere der Außentemperatur der Windschutzscheibe 4, der aktuellen Innenraumtemperatur und der eingestellten Wischergeschwindigkeit ist die Schätzeinheit 13 dazu ausgebildet, Einstellwerte zu generieren, welche zumindest die Temperatur des Luftstroms für die Windschutzscheibe 4 umfassen.
Zudem ist die Schätzeinheit 13 dazu ausgebildet, zusätzlich eine Stellanordnung des verstellbaren Luftauslasses 8a als Einstellwert zu schätzen und diesen an das HVAC-System 6 zu übermitteln. Dabei ist das HVAC-System 6 zum automatisierten Verstellen des Luftauslasses 8a anhand der übermittelten Einstellwerte ausgebildet. 3 zeigt ein solches System 1,1a als Flussdiagramm.
Dieses schätzt als ersten Schätzwert S1 die Temperatur des Luftstroms, welcher durch das Luftsystem 7 des HVAC-Systems 6 erzeugt wird, basierend auf mehreren Eingangswerten E1, E2, E3, E4, insbesondere der aktuellen Geschwindigkeit der Wischarme E1 der Scheibenwischervorrichtung 10 und damit der aktuellen Intensität des erkannten Niederschlags wie beispielsweise Schnee oder Regen, der aktuellen Außentemperatur E2 und der Innenraumtemperatur E3, insbesondere der Windschutzscheibe 4 sowie der physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe E4.
Auch kann das System 1, 1a dazu ausgebildet sein, als zweiten Schätzwert S2 die Temperatur sowie vorzugsweise die Geschwindigkeit des Luftstroms in Abhängigkeit von der Anordnung der Luftauslässe 8 und der eingestellten Geschwindigkeit des Luftstroms zu schätzen oder diese selber als Einstellwerte zu schätzen.
Dazu weist das System 1, 1a die Schätzeinheit 13 mit einer Datenbank DB auf, in welcher entsprechende Referenzwerte gespeichert sind. Basierend auf diesen Referenzwerten kann anhand eines geeigneten KI- Algorithmus für eine beliebige Temperatur, Intensitätskonstellation, Geschwindigkeit der Wischarme 11 zumindest eine Temperatur des Luftstroms als Einstellwert geschätzt werden.
Durch das erfindungsgemäße System 1,1 a wird in Abhängigkeit von der eingestellten Wischergeschwindigkeit (der Wischarme 11) die gewünschte und benötigte Temperatur des Luftstroms eingestellt, um ein Beschlagen der Windschutzscheibe 4 zu verhindern.
Die Scheibenwischervorrichtung 10 und das HVAC-System 6 arbeiten so synchron, um gefährliche Situationen zu vermeiden.
Das erfindungsgemäße System 1,1 a bewirkt eine automatische Einstellung des Luftstroms durch das HVAC-System 6 des Fahrzeugs 2 auf die gewünschte Temperatur, um die Feuchtigkeit von der Windschutzscheibe 4 zu entfernen und ein Beschlagen der Windschutzscheibe 4 zu vermeiden, damit die Sicht des Fahrers nicht beeinträchtigt wird.
Durch das erfindungsgemäße System 1, 1a wird der Luftstrom auf die gewünschte Temperatur in der Fahrzeugumgebung eingestellt, um die Feuchtigkeit in der Windschutzscheibe 4 zu kompensieren und um somit gefährliche Situationen zu vermeiden und dem Fahrer bei Regen und Schneefall Fahr- und Sichtkomfort zu bieten.
Auf teure Feuchtigkeitssensoren kann somit verzichtet werden.
Bezugszeichenliste

1,1a: System
2: Fahrzeug
3: Fahrgastraum
4: Windschutzscheibe
5: Innenraumtemperatursensor
6: HVAC-System
7: Luftsystem
8: Luftauslässe (Düsen)
9: Temperatursensoren
10: Scheibenwischervorrichtung
11: Wischarme
12: Regensensor
13: Schätzeinheit
S1: erster Schätzwert
S2: zweiter Schätzwert
DB: Datenbank
E1,E2, E3,E4: Eingangswerte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009008275 A1 [0005]
DE 19727323 C2 [0006]

Claims

System (1, 1a) für ein Fahrzeug (2) mit einem Fahrgastraum (3) zum Vermeiden eines Beschlagens einer Windschutzscheibe (4), das Folgendes umfasst: eine Windschutzscheibe (4) mit physikalischen Eigenschaften, und eine Klimatisierungseinrichtung mit einem Luftsystem (7) um zumindest einen Luftstrom über eine innenseitige Oberfläche der Windschutzscheibe (4) bereitzustellen, wobei die Klimatisierungseinrichtung zumindest zum Einstellen der Temperatur des Luftstroms ausgebildet ist, und ein Sensorsystem zum Bestimmen der Außentemperatur als auch der Innenraumtemperatur im Fahrgastraum (3), und eine Scheibenwischervorrichtung (10) mit zumindest einem Wischarm (11) zum Ausführen eines Wischvorgangs mit einer entsprechend einem Niederschlag auf die Windschutzscheibe (4) eingestellten Wischergeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schätzeinheit (13) vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe (4) zumindest einen Einstellwert für die Klimatisierungseinrichtung zum Einstellen der Temperatur des Luftstroms zu generieren.
System (1, 1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung zum Empfang des zumindest einen Einstellwertes und zum automatisierten Einstellen der Temperatur des Luftstroms anhand des Einstellwertes ausgebildet ist.
System (1, 1a) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinheit (13) eine Datenbank mit Referenzwerten aufweist, welche Temperaturen des Luftstroms in Abhängigkeit von einer jeweiligen Außentemperatur und einer jeweiligen Innenraumtemperatur sowie einer jeweiligen Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe (4) angibt.
System (1, 1a) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinheit (13) einen KI (künstlichen Intelligenz)-Algorithmus aufweist, zum Schätzen von zumindest einem Einstellwert anhand der Referenzwerte in Verbindung mit der Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch der physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe (4).
System (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regensensor (12) zur Erkennung eines Niederschlags sowie eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, anhand des erkannten Niederschlags durch den Regensensor (12) zumindest ein Stellsignal zur automatisierten Betätigung der Scheibenwischervorrichtung (10) mit einer entsprechend dem erkannten Niederschlag auf die Windschutzscheibe (4) einzustellenden Wischergeschwindigkeit zu erzeugen.
System (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinheit (13) dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Einstellwert als Daten an die Klimatisierungseinrichtung zu übermitteln, wobei die Klimatisierungseinrichtung dazu ausgebildet ist, anhand des zumindest einen übermittelten Einstellwerts die Temperatur des Luftstroms einzustellen.
System (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem zum Bestimmen der Windschutzscheiben-Oberflächenaußentemperatur als Außentemperatur vorgesehen ist.
System (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinheit (13) ausgebildet ist, den zumindest einen Einstellwert in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe (4) als auch einer eingestellten Geschwindigkeit des Luftstroms zu schätzen.
System (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinheit (13) ausgebildet ist, neben der Temperatur des Luftstroms zusätzlich eine Geschwindigkeit des Luftstroms als Einstellwert zu schätzen.
System (1, 1 a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung zumindest einen verstellbaren Luftauslass (8,8a) in Richtung der Windschutzscheibe (4) aufweist.
System (1, 1 a) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinheit (13) dazu ausgebildet ist, zusätzlich eine Stellanordnung des verstellbaren Luftauslasses (8a) als Einstellwert zu schätzen und diesen an die Klimatisierungseinrichtung zu übermitteln, wobei die Klimatisierungseinrichtung zum automatisierten Verstellen des Luftauslasses (8a) anhand des übermittelten Einstellwertes ausgebildet ist.
System (1, 1a) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinheit (13) dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Einstellwert in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe (4) als auch der Anordnung des verstellbaren Luftauslasses (8) zu schätzen.
System (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung als HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning- Heizung, Lüftung und Klimatisierung) -System (6) ausgebildet ist.
System (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzeinheit (13) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der Innenraumtemperatur sowie der eingestellten Wischergeschwindigkeit als auch von den physikalischen Eigenschaften der Windschutzscheibe (4) zudem eine gewünschte Temperatur des Fahrgastraums (3) als zusätzlichen Einstellwert zu schätzen, wobei der Einstellwert dazu geeignet ist, ein Beschlagen der Windschutzscheibe (4) zu verhindern.
System (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1, 1a) dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Einstellwert für die Klimatisierungseinrichtung zum Einstellen der Temperatur des Luftstroms durch die Schätzeinheit (13) in vorgegebenen Zeitabständen während der Fahrt neu zu bestimmen.