DE102024000854A1

DE102024000854A1 - Vorrichtung zur elektrischen Verstellung einer Luftmenge einer Luftdüse eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102024000854A1
Application number: DE102024000854.3A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Tattko
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2024-03-14
Filing date: 2024-03-14
Publication date: 2024-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Verstellung einer Luftmenge einer Luftdüse eines Fahrzeugs, umfassend ein Stellrad (SR) zur mechanischen Einstellung von horizontalen und/oder vertikalen Lamellen (LH, LV) der Luftdüse und eine Elektronikeinheit (IG) zur Ansteuerung einer ersten Motoreinheit (M1) zur Verstellung der horizontalen Lamellen (LH) und/oder einer zweiten Motoreinheit (M2) zur Verstellung der vertikalen Lamellen (LV). Bei einer Vorrichtung, mit welcher trotz konstruktiver Vereinfachung die Luftmengeneinstellung nutzerfreundlicher eingestellt werden kann, ist die Elektronikeinheit (IG) zur Luftmengeneinstellung ausgebildet und mit einer Gateway-Einheit (GW) verbunden, an welche eine optische Anzeigeeinheit (AZ) zur Visualisierung der der durch die Luftdüse geförderten Luftmenge gekoppelt ist, wobei die Gateway-Einheit (GW) an ein Bussystem (LIN2) angebunden ist, welches mit einem zentralen Steuergerät (ZS) des Fahrzeuges verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Verstellung einer Luftmenge einer Luftdüse eines Fahrzeugs, umfassend ein Stellrad zur Einstellung einer Luftmenge und einen Inkrementalgeber sowie eine erste Motoreinheit zur Verstellung der horizontalen Lamellen und/oder eine zweite Motoreinheit zur Verstellung der vertikalen Lamellen.
Aus der DE 20 2008 817 U1 ist eine Luftdüse zum Leiten eines Luftstromes aus einem Luftzuführschacht einer Klimaanlage in einen Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei in dem Luftzuführschacht eine Luftaustrittsöffnung vorgesehen ist, welche verstellbare Luftleitelemente aufweist. Diese Luftleitelemente werden über mindestens ein Stellrad betätigt, wobei die Bewegung des Stellrades in beide Bewegungsrichtungen durch Anschläge begrenzt ist.
Die DE 10 2005 061 349 A1 offenbart eine Einstellvorrichtung zur Einstellung von Lamellen einer Luftdüse in einem Kraftfahrzeug, welche ein an die Lamellen koppelbares Stellrad umfasst, wodurch das Stellrad manuell betätigbar ist. Zur weiteren automatischen Betätigung der Lamellen ist ein Aktuator mit einem Elektromotor an das Stellrad gekoppelt, welcher zum gesteuerten Einstellen der Lamellen ausgebildet ist. Der Aktuator umfasst eine einen Mikroprozessor enthaltende Ansteuerelektronik, einen Motor und einen Sensor zur Erfassung der aktuellen Drehposition des Elektromotors und somit des Stellrades.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur elektrischen Verstellung einer Luftmenge einer Luftdüse eines Fahrzeugs anzugeben, mit welcher trotz konstruktiver Vereinfachung die Luftmengeneinstellung nutzerfreundlicher eingestellt werden kann.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der eingangs erläuterten Vorrichtung zur elektrischen Verstellung einer Luftmenge einer Luftdüse eines Fahrzeugs, umfassend ein Stellrad zur Einstellung einer Luftmenge und einen Inkrementalgeber sowie eine erste Motoreinheit zur Verstellung der horizontalen Lamellen und/oder eine zweite Motoreinheit zur Verstellung der vertikalen Lamellen, ist der Inkrementalgeber zur Detektion der Stellradposition ausgebildet und mit einer Gateway-Einheit verbunden, an welche eine optische Anzeigeeinheit zur Visualisierung der durch die Luftdüse geförderten Luftmenge gekoppelt ist, wobei die Gateway-Einheit an ein Bussystem angebunden ist, welches mit einem zentralen Steuergerät des Fahrzeuges verbunden ist.
Durch die Integration der Gateway-Einheit, der Elektronikeinheit und der Anzeigeeinheit in die Vorrichtung zur elektrischen Verstellung der Luftmenge der Luftdüse werden elektrische Leitungen zur Verbindung mit dem zentralen Steuergerät des Fahrzeuges eingespart, was den konstruktiven Aufwand verringert. Gleichzeitig wird das Nutzererlebnis verbessert, da die Vorrichtung dem Nutzer anzeigt, welche Luftmenge durch die Luftdüse transportiert wird, wobei die Anzeige der Luftmenge direkt an der Düse erfolgt.
Vorteilhafterweise ist das Gateway-Element als Mikro-Controller zur Sammlung der von der dem Inkrementalgeber und/oder der von der ersten bzw. der zweiten Motoreinheit ausgegebenen elektrischen Signale ausgebildet. Dadurch wird eine mechanische Entkopplung gewährleistet, da alle Bauelemente sich unabhängig voneinander bewegen können.
In einer Variante ist das Stellrad anschlaglos beweglich gelagert. Das Stellrad kann somit endlos um 360° gedreht werden. Die Position des als Rändelrad ausgebildeten Stellrades kann durch den Inkrementalgeber anhand der Clicks, um welche der Fahrzeuginsasse das Stellrad verdreht, detektiert werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist das zentrale Steuergerät zur Überwachung mehrerer Komfortfunktionen des Fahrzeuges ausgebildet. Durch die Verwendung beispielsweise eines Body-Controllers als zentrales Steuergerät des Fahrzeuges kann auf ein zusätzliches dezentrales Steuergerät allein für die Luftmengensteuerung verzichtet werden, wodurch die Kosten für die Vorrichtung gesenkt werden. Ein solcher Body-Controller steuert bzw. regelt neben der Luftmenge der Düse u.a. Fahrzeugfunktionen, wie elektrische Fensterheber, Scheinwerfer und Rückleuchten, Reifendruck oder eine schlüssellose Zutrittskontrolle.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein.
Dabei zeigen:

1 Eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 Ausführungsbeispiele für eine elektrische Anbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 Ein Ausführungsbeispiel für die optische Anzeige der Luftmenge der Luftdüse.

In 1 ist eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die in einer Luftdüse angeordnet ist, welche in einem Kraftfahrzeug eine von einer Klimaanlage umgewälzte Luftmenge in einen Fahrzeuginnenraum fördert. Die Luftdüse ist in einer Instrumententafel des Fahrzeuges positioniert. Die Luftdüse umfasst schwenkbare horizontal verlaufende Lamellen LH und schwenkbare vertikal verlaufende Lamellen LV. Die horizontal verlaufenden Lamellen LH werden durch einen ersten Stellmotor M1 und die vertikal verlaufenden Lamellen LV von einem zweiten Stellmotor M2 betrieben. Beide Stellmotoren M1, M2 sind zur Ansteuerung mit einem zentralen Steuergerät ZS des Fahrzeuges, beispielsweise einem Body-Controller, verbunden. An dieses zentrale Steuergerät ZS ist weiterhin eine Gateway-Einheit GW geführt, welche mit einem Inkrementalgeber IG und einer Anzeigeeinheit AZ verbunden ist. Der Inkrementalgeber IG ist mit einem nicht weiter dargestellten anschlaglosen Endlosstellrad gekoppelt, mit welchem Fahrzeuginsassen die aus der Luftdüse in den Fahrzeuginnenraum austretende Luftmenge regulieren können. In einem Kalibriervorgang wird die Anzahl der Clicks durch den Inkrementalgeber detektiert, bis das Stellrad eine Umdrehung von 360° ausgeführt hat. Aus dieser Gesamtanzahl der Clicks kann auf jede andere Winkelpositionen des Stellrades geschlossen werden.
Mittels der Stellmotoren M1, M2 werden die horizontalen Lamellen LH und die vertikalen Lamellen LV in ihrer Position automatisch verstellt. Durch die Drehbewegung des Stellmotors M1 bzw. M2 wird die Position der horizontalen Lamellen LH bzw. der vertikalen Lamellen LV verändert, welche durch nicht weiter gezeigte Potentiometer gemessen werden. Diese Positionen werden über die Gateway-Einheit GW an das zentrale Steuergerät ZS weitergeleitet. Aus den Signalen des Inkrementalgebers IG bestimmt das zentrale Steuergerät ZS die ausströmende Luftmenge.
2 zeigt Ausführungsbeispiele für eine elektrische Anbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an das zentrale Steuergerät ZS an. In 2a ist die elektrische Anbindung einer linken Seitendüse SDL, in 2b die elektrische Anbindung der Mitteldüse MDL und in 2c die elektrische Anbindung der rechten Seitendüse SDR dargestellt. Alle drei Düsen SDR, MDL und SDL sind über eine Trennstelle TR der Instrumententafel mit dem zentralen Steuergerät ZS elektrisch verbunden, wobei die Trennstelle TR als Steckerleiste ausgebildet ist, an welche die Steckelement ST1, ST2, ST3 der drei Düsen SDL, MDL und SDR angebunden werden können.
Alle drei Steckelemente ST1, ST2 und ST3 weisen zwei Pins 1, 2 für den Datenaustausch mit dem zentralen Steuergerät ZS mittels eines Bussystems LIN aus. Die Pins 3, 4 sind für den Anschluss einer elektrischen Betriebsspannung +12V, -12V vorgesehen, welche ebenfalls von dem zentralen Steuergerät ZS bereitgestellt wird.
Die Steckelemente ST1 und ST3 der linken und der rechten Seitendüse SDL und SDR weisen zwei weitere Pins 5, 6 auf, an welchen ein weiteres Bussystem LIN2 angeschlossen ist, welches einen Datentransfer von den Stellmotoren M1 und M2 an die Gateway-Einheit GW gewährleistet. Gleichzeitig wird auch die Betriebsspannung +12V/- 12V an die Gateway-Einheit GW angelegt, wodurch der Inkrementgeber IG und die Anzeigeeinheit AZ mit Betriebsspannung versorgt werden. Die Gateway-Einheit GW kommuniziert mit dem zentralen Steuergerät ZS und steuert drei LEDs an, die als Anzeigeeinheit AZ dienen. An das Steckelement ST2 der Mittedüse MDL ist ein weiteres Bussystem LIN3+4 angeschlossen, welches ebenfalls mit der Gateway-Einheit GW gekoppelt sind.
Auf Grund dieser elektrischen Beschaltung benötigt die Trennstelle TR nur zwei Pins 1, 2 für den Fahrzeug-Datenbus LIN, zwei Pins 3, 4 für die Betriebsspannung +12V/-12V sowie weitere zwei Pins 15, 16 für den weiteren Datenbus LIN2 oder LIN3+4. Dadurch wird der Aufwand für Verkabelungen weitgehend reduziert.
In 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die optische Anzeige der Luftmenge der Luftdüse dargestellt, wobei die Luftdüse eine Seitendüse ist. Als optische Anzeigeeinheit AZ, die in die Luftdüse integriert ist, dienen drei LEDs LD1, LD2, LD3. Neben den LEDs ist ein Bedienelement BD angeordnet, welches als Tastelement ausgebildet ist und der Einstellung der Vorgabe eines Sollwertes für die Luftmenge dient. Die Einstellung des Sollwertes erfolgt in drei Stufen. In der Stufe Null sind alle drei LEDs deaktiviert und es wird keine Luftmenge gefördert. Wird das Bedienelement BD einmal betätigt, leuchtet die erste LED LD1 auf und es wird eine Luftmenge von 33% als Sollwert eingestellt. Bei zweimaliger aufeinander folgender Betätigung des Bedienelementes BD erfolgt eine Sollwertvorgabe der Luftmenge von 66% und es leuchten zwei LEDs LD1, LD2. Wird das Bedienelement BD dreimal hintereinander betätigt, wird eine Luftmenge von 100% vorgegeben, was durch Leuchten aller drei LEDs angezeigt wird. Dabei können die LEDS LD1, LD2, LD3 auch so ausgebildet sein, dass diese ein Ambientelicht, beispielsweise einen die jeweilige LED LD1, LD2, LD3 umgebenden Ring aufweisen, die je nach Sollvorgabe der Luftmenge in unterschiedlichen Farben aufleuchten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202008817 U1 [0002]
DE 102005061349 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zur elektrischen Verstellung einer Luftmenge einer Luftdüse eines Fahrzeugs, umfassend ein Stellrad (SR) zur Einstellung einer Luftmenge und einen Inkrementalgeber sowie eine erste Motoreinheit (M1) zur Verstellung der horizontalen Lamellen (LV) und/oder eine zweite Motoreinheit (M2) zur Verstellung der vertikalen Lamellen (LV), dadurch gekennzeichnet, dass der Inkrementalgeber (IG) zur Detektion der Stellradposition ausgebildet ist und mit einer Gateway-Einheit (GW) verbunden ist, an welche eine optische Anzeigeeinheit (AZ) zur Visualisierung der durch die Luftdüse geförderten Luftmenge gekoppelt ist, wobei die Gateway-Einheit (GW) an ein Bussystem (LIN) angebunden ist, welches mit einem zentralen Steuergerät (ZS) des Fahrzeuges verbunden ist, wobei die Gateway-Einheit (GW) als Mikro-Controller zur Sammlung der von dem Inkrementalgeber (IG) und/oder der von der ersten bzw. der zweiten Motoreinheit (M1, M2) ausgegebenen Signale ausgebildet ist und wobei das Stellrad (SR) anschlaglos beweglich gelagert ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Steuergerät (ZS) zur Überwachung mehrerer Komfortfunktionen des Fahrzeuges ausgebildet ist.