DE112017002685T5

DE112017002685T5 - Nackenkühlvorrichtung und Nackenkühlverfahren

Info

Publication number: DE112017002685T5
Application number: DE112017002685.7T
Authority: DE
Inventors: Yoshihide Kanaumi; Red (Xiao Hong) Yang
Original assignee: Gentherm GmbH
Current assignee: Gentherm GmbH
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2017-05-25
Publication date: 2019-03-21
Also published as: CN210760164U; CN107436051A; WO2017202358A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine für einen Nutzer einer Insassenstützvorrichtung einsetzbare Nackenkühlvorrichtung bereit, die folgendes umfasst: Kühlelement mit einer Kühlseite und einer der Kühlseite gegenüberliegenden Heizseite, an denen die Luft jeweils gekühlt beziehungsweise geheizt wird; einen kühlseitigen Lüfter und einen kühlseitigen Luftkanal, die sich auf der Kühlseite des Kühlelements befinden, so dass die durch das Kühlelement gekühlte Kaltluft über den kühlseitigen Luftkanal an den Nacken des Passagiers geblasen werden kann; und einen heizseitigen Lüfter und heizseitigen Kanal, die auf der Heizseite des Kühlelements angeordnet sind und durch die dort heiße Luft abgeführt werden kann. Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Insassenstützvorrichtung mit dem beschriebenen Nackenkühler und ein Verkehrsmittel mit der Insassenstützvorrichtung bereit. Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Wecken eines Insassen an einer Insassenstützvorrichtung, insbesondere eines Fahrers auf einem Fahrersitz, und ein Verfahren zum Anliefern von Kaltluft an den Nacken des Insassen bereit.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Nackenkühlvorrichtung und ein Nackenkühlverfahren für einen Fahrgast an einer Insassenstützvorrichtung zum sofortigen Regenerieren des Fahrgastes an der Stützvorrichtung und insbesondere zur sofortigen Erholung eines Fahrers von einem Ermüdungszustand.
Die erfindungsgemäße Nackenkühlvorrichtung kann als Fahrerwarnungsvorrichtung verwendet werden oder in einer Fahrerwarnungsvorrichtung enthalten sein.
Stand der Technik
Von Fahrmüdigkeit spricht man, wenn aufgrund von längerem Fahren oder unzureichendem Schlaf oder sonstigem Energiemangel die fahrerische Fähigkeit des Fahrers abnimmt. Fahrmüdigkeit ist als einer der häufigsten „Straßenkiller“ anerkannt.
Um die schweren Schäden, die durch Fahrmüdigkeit entstehen können, zu lindern, hat man gegen Ermüdung verschiedene Warngeräte, Alarmvorrichtungen und Vorbeugevorrichtungen entwickelt.
Zum Beispiel gibt es eine Art Gehörschutz-Ermüdungswarnvorrichtung, die sehr einfache arbeitet, indem sie warnt, sobald der Fahrer den Kopf neigt. Allerdings ist Dösen nicht notwendigerweise mit Kopfneigung verbunden, und die durch Müdigkeit verursachte Kopfbeugebewegung tritt regelmäßig erheblich verzögert auf. Ferner gibt es Warngeräte in Form einer Armbanduhr, einer Brille, eines Lenkradberührungsmelders und vieles mehr. Diese Frühwarngeräte oder Alarme verwenden unterschiedliche Prinzipien, um zu beurteilen, ob der Fahrer in den Ermüdungszustand wechselt; sie sind entweder kompliziert aufgebaut oder schwer zu verwenden, und bisweilen lässt ihre Genauigkeit zu wünschen übrig. Bilderkennungsbasierte Frühwarnvorrichtungen verwenden einen Bildsensor, um das Gesicht des Fahrers zu erfassen, und bestimmen den Ermüdungsgrad des Fahrers durch Gesichtsmerkmalserkennung. Sie sind komplex und kostspielig.
Es ist wünschenswert, eine Fahrerwarnvorrichtung bereitzustellen, die den Fahrer schnell und wirksam wieder aufwecken kann, wenn der Fahrer ermüdet.
Erfindungsinhalt
Die vorliegende Erfindung stellt einen Nackenkühlvorrichtung für einen Insassen, insbesondere einen Fahrer, auf einer Insassenstützvorrichtung bereit, wobei die Nackenkühlvorrichtung automatisch oder manuell gesteuert dann, wenn sich der Fahrgast in einem schläfrigen Zustand oder in dessen Nähe befindet, plötzlich kalte Luft auf den Nacken des Fahrgastes spritzt, so dass der Fahrgast sofort wach wird und es bei Einsatz am Fahrersitz gelingt, Fahrermüdigkeit wirksam zu vermeiden.
Zu diesem Zweck stellt ein erster Aspekt der Erfindung einen Insassenhalskühlung zur Verwendung an einer Insassenstützvorrichtung bereit, die folgendes umfasst: ein Kühlelement mit einer Kühlseite und einer dieser Kühlseite gegenüberliegenden Heizseite, die beide jeweils die Luft der jeweiligen Seiten kühlen bzw wärmen; einen kühlseitigen Lüfter und einen kühlseitigen Kanal, die auf der kühlenden Seite des Kühlelements angeordnet sind und durch die die durch das Kühlelement gekühlte Luft zum Nacken des Insassen geblasen wird, und einen heizungsseitigen Ventilator und heizungsseitigen Kanal, die auf der heizungsseitigen Seite des Kühlelements angeordnet sind und durch die heizungsseitige warme Luft des Kühlelements Luft abgeführt werden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Alarmieren eines Fahrgasts an einer Insassenstützvorrichtung unter Verwendung des oben beschriebenen Nackenkühlers bereit, welches folgende Schritte umfasst: Schritt des Bestimmens, ob sich der abgestützte Fahrgast in einem schläfrigen Zustand befindet; Schritt des Betätigens der Kühlkomponente derart, dass die Luft auf der Kühlseite gekühlt und auf der Heizseite geheizt wird; Schritt des Einschaltens des kühlseitigen Lüfters, um die durch das Kühlelement gekühlte Kaltluft an den Nacken des Insassen zu blasen; Schritt des Abschaltens des Kühlelements und Schließens des heizungsseitigen Lüfters und des kühlseitigen Lüfters.
Ein dritter Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Blasen kalter Luft an den Nacken eines von einer Stützvorrichtung gestützten Fahrgastes unter Verwendung der oben beschriebenen Nackenkühlvorrichtung bereit, welches folgendes umfasst: Schritt des Einschaltens eines Kühlelements zum Kühlen der Luft auf der Kühlseite; Schritt zum Erwärmen der Luft auf der Heizseite; Schritt des Einschaltens des heizungsseitigen Lüfters zwecks Luftabgabe auf der Heizseite; Schritt des Einschaltens des kühlseitigen Lüfters zwecks Blasen des Kältemittelelements auf den Nacken des Fahrgastes; Schritt zum Kühlen der kalten Luft; und einen Endschritt zum Abschalten des Kühlelements und Schließen des heizungsseitigen Lüfters und des kühlseitigen Lüfters.
In einer alternativen Ausführungsform werden der Schritt des Aktivierens des Kühlelements und der Schritt des Aktivierens des heizseitigen Lüfters gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig ausgeführt.
In einer alternativen Ausführungsform wird nach dem Betätigen des heizseitigen Lüfters der heizseitige Lüfter für eine erste vorbestimmte Zeitdauer betätigt und/oder das Kühlelement betätigt, um auf der Kühlseite des Kühlelements zu bewirken, dass bei Erreichen der voreingestellten Temperatur der Schritt des Betreibens des kühlerseitigen Lüfters durchgeführt wird; beispielsweise beträgt die erste voreingestellte Dauer 50 oder 60 oder 70 Sekunden; beispielsweise beträgt die voreingestellte Temperatur -9 Grad oder weniger.
In einer optionalen Ausführungsform umfasst die Nackenkühlvorrichtung ferner einen heizungsseitigen Zeitgeber, der die Arbeitszeit des heizungsseitigen Lüfters zählt, wobei der Schritt des Betätigens des heizungsseitigen Lüfters ferner den Schritt des gleichzeitigen Startens eines Zeitgeber für die heiße Seite beinhaltet, bei Erreichen von dessen erster voreingestellter Zeitlänge dann der kühlungsseitige Lüfter betätigt wird.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Nackenkühlvorrichtung ferner einen kühlseitigen Zeitgeber, der eine Kaltluftblasdauer und/oder ein Kaltluftblasintervall misst, wobei der Schritt des Betätigens des kälteseitigen Lüfters ferner einen Schritt des Startens des Zeitgebens durch den kühlseitigen Zeitgeber beinhaltet.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Nackenkühlvorrichtung ferner einen Sprühzähler, der die Anzahl der Sprühungen kalter Luft zählt, und wobei der Schritt des Betätigens des kühlseitigen Lüfters ferner den Schritt des gleichzeitigen Zählstarts durch den Einsprühzählers umfasst.
In einer alternativen Ausführungsform wird der kühlungsseitige Lüfter betätigt, um durch das Kühlelement gekühlte Kaltluft stoßweise zum Nacken des Fahrgastes zu blasen.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Nackenkühlvorrichtung mit den folgenden Parametern voreingestellt: eine einzige Dauer jeder Kaltluftblasung, ein Zeitintervall zwischen zwei Kaltluftblasungen und eine Anzahl von Kaltluftblasungen; in dem Schritt des Betätigens des kühlungsseitigen Lüfters werden eine einzige Zeitdauer und ein Zeitintervall zwischen den intermittierenden Blasungen kalter Luft durch den kühlungsseitigen Zeitgeber gesteuert, und die Anzahl der Kaltluftblasungen wird durch den Blasungszähler gesteuert; der Endschritt wird automatisch nach Erfüllung der drei vorgegebenen Parameter ausgeführt. Vorzugsweise beträgt die einzige Zeitdauer 10 Sekunden oder 15 Sekunden, das Zeitintervall beträgt 10 Sekunden und die Anzahl der Kaltluftblasungen ist 1, 2, 3, 4 oder 5 Mal.
In einer alternativen Ausführungsform wird der kühlungsseitige Lüfter betätigt, um das kalte Element, das kalte Luft kühlt, kontinuierlich zum Nacken des Fahrgasts zu blasen.
In einer optionalen Ausführungsform wird, nachdem der kühlseitige Zeitgeber die zweite voreingestellte Dauer erreicht ist, die dann beispielsweise 10 oder 15 Sekunden beträgt.
In einer alternativen Ausführungsform werden alle Schritte des Nackenkühlverfahrens vollautomatisch durchgeführt, wobei ein oder mehrere Schritte des Nackenkühlverfahrens auch manuell gesteuert werden können.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Nackenkühlvorrichtung eine Steuereinheit zum Steuern eines oder mehrerer Verfahrensschritte, wobei die Steuereinheit vorzugsweise separat vorgesehen oder in die elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs integriert ist.
Ein vierter Aspekt der Erfindung stellt eine Stützungsvorrichtung bereit, die die oben beschriebenen Nackenkühlvorrichtung umfasst.
In einer alternativen Ausführungsform handelt es sich bei der Insassenstützvorrichtung um ein Bett oder einen Fahrgastsessel oder Fahrersessel eines Fahrzeugs, Flugzeugs oder Schiffs.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Nackenkühler im Kopfkissen der Insassenstützvorrichtung oder in einer Position zwischen dem Kopfkissen und dem Rückenkissen der Insassenstützvorrichtung angebracht.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung stellt ein Fahrzeug bereit, das die oben beschriebene Insassenstützvorrichtung enthält.
Der erfindungsgemäße Nackenkühler kann die plötzliche Zufuhr kalter Luft zum Nacken eines Insassen, der sich im oder nahe am Zustand der Schläfrigkeit befindet, selbsttätig oder manuell steuern, so dass der Insasse sofort wach wird. Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Nackenkühler für einen Fahrersitz verwendet, und das Ermüden des Fahrers kann wirksam vermieden werden. Der erfindungsgemäße Nackenkühler kann als Fahrerwarnvorrichtung verwendet werden oder in einer Fahrerwarnvorrichtung enthalten sein.
Die Erfindung stellt auch eine Klimatisierungsvorrichtung zur Klimatisierung der Innenraumkomponenten eines Fahrzeuginnenraums bereit, welche folgendes umfasst: einen Lüfter, der konfiguriert ist, um einen Luftstrom in Richtung des Benutzers zu erzeugen; einen Signalempfänger zum Empfangen eines Signals, das einen Ermüdungsgrad des Benutzers anzeigt; eine mit dem Lüfter und dem Signalempfänger verbundene Steuerung, die eingestellt ist, um die Klimatisierungsvorrichtung so zu betätigen, dass der Benutzer in Abhängigkeit vom Vorhandensein des Signals oder gar von dessen Stärke angeblasen wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Signalempfänger ein Sensor zum Erfassen von Wärmeinformation, und die Steuervorrichtung reguliert den Betrieb der Klimatisierungsvorrichtung in Abhängigkeit von der durch den Sensor erfassten Wärmeinformation.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird von Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung vollständig verstanden. Die hierin beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Bezüglich der Abbildungen gilt:

zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Nackenkühlvorrichtung;
ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Alarmieren eines ermüdeten Insassen unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Nackenkühlers zeigt;
zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Blasen einer bestimmten Menge kalter Luft an den Nacken eines Insassen an einer Insassenstützvorrichtung unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Nackenkühlers;
ist ein Zeitdiagramm, das das Einschalten der Hauptkomponenten des Nackenkühlgeräts aus in dem Nackenkühlverfahren von zeigt; und und sind die Effektkurven, die man erhält, wenn man die Nackenkühlvorrichtung von in zwei verschiedenen Situationen verwendet.

Konkrete Ausführungen
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden das Nackenkühlgerät und das Nackenkühlverfahren hauptsächlich in der Fahrerunterstützungsvorrichtung verwendet, insbesondere um Insassen in einem erschöpften Zustand wieder in einen nüchternen zu bringen. Bei Anwendung auf den Fahrersitz, lässt sich damit die Ermüdung des Fahrers effektiv vermeiden. In dieser Hinsicht kann das erfundene Nackenkühlgerät als Fahrerwarnungsvorrichtung oder als Teil einer Fahrerwarnungsvorrichtung verwendet werden.
Die erfindungsgemäße „Insassenstützungsvorrichtung“ bezieht sich hauptsächlich, jedoch nicht ausschließlich, auf Betten, Bänke und Sitze, einschließlich Fahrer- und Passagiersitze, in Fahrzeugen. Verkehrsmittel umfassen motorisierte Automobile, Flugzeuge und Fähren. Die Erfindung findet besonders bei selbsttätig fahrenden Fahrzeugen Anwendung.
Für die unten folgenden Beschreibungen wird ein Sitz als Beispiel verwendet. Die erfindungsgemäße Nackenkühlvorrichtung kann sowohl im Kopfteil des Sitzes als auch jeder geeigneten Position zwischen Kopfteil und Rückenlehne angebracht werden.
Die erfindungsgemäße Nackenkühlvorrichtung umfasst hauptsächlich das Kühlelement mit einer kühlenden und einer heizenden Seite; einen kühlseitigen Lüfter und einen heizseitigen Lüfter, die jeweils an der Kühlseite und Heizseite des Kühlelements angebracht sind; und einem kalten und einem warmen Kanal, die sich jeweils auf der Kühlseite und Heizseite des Kühlelements befinden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Nackenkühlverfahren wird der Ventilator auf der wärmenden Seite des Kühlelements des Nackenkühlgerätes aktiviert, wenn erkannt wird, dass sich der Insasse in oder nahe einem Zustand der Müdigkeit oder Ermüdung befindet. Anschließend wird der Kühllüfter aktiviert, sodass die kalte Luft durch den Kühllüfter aus dem kalten Luftkanal auf den Insassen hin gesprüht wird.
Vorzugsweise wird der Kühllüfter erst gestartet, nachdem der Heizlüfter die erste vorgegebene Zeitdauer lang im Betrieb war. Während der angegebenen ersten vorgegebenen Zeitdauer wird Heißluft von der Heizseite des Kühlelements in die Umgebung geblasen; an der Kühlseite des Kühlelements sammelt sich die kalte Luft, die durch das Kühlelement gekühlt wird, allmählich am Luftauslass des Luftkanals, welcher dem Insassen gegenüberliegt. Dadurch wird sichergestellt, dass bei Aktivierung des Kühllüfters die Luft kalt genug ist, da sie seit einiger Zeit vom Kühlelement gekühlt wurde. Zudem weist die Kaltluft durch das Ansammeln einen gewissen Druck auf. In diesem Moment wird der Kühllüfter betätigt und die ausreichend kalte Luft wird plötzlich durch einen gewissen Druck zum Insassen gesprüht, denn die Temperatur der Luft, die zum Passagier hin gesprüht wird, ist noch kälter, Diese bevorzugte Umsetzungsmethode mit dem aktivierten Kühllüfter ist nicht schlechter im Vergleich zu dem Fall mit der ersten eingestellten Zeit. der Druck des Sprühstoßes stärker, die Dauer um die niedrigste Temperatur zu erreichen kürzer und der Effekt des plötzlichen Sprühstoßes besser, weswegen der Warneffekt auf den Passagier wirksamer ist und somit dem Ermüden des Fahrers noch effektiver vorbeugt.
Das Sprühen der kalten Luft zum Insassen hin durch den aktivierten Kühllüfter umfasst eine intermittierende und eine kontinuierliche Art und Weise, kalte Luft in Richtung des Insassen zu sprühen.
Im Falle des intermittierenden Blasens von Kaltluft zum Insassen hin kann das erfundene Nackenkühlgerät mit folgenden Parametern voreingestellt werden: Die Dauer jedes einzelnen kontinuierlichen kalten Sprühstoß und das Zeitintervall zwischen zwei Luftsprühern.
In dem Fall, dass dem Passagier kalte Luft auf kontinuierliche Weise zugeführt wird, kann die erfindungsgemäße Nackenkühlvorrichtung mit einer Zeitdauer TT zum Blasen von kalter Luft voreingestellt sein, die zum Erreichen dieser Zeitgabefunktion in diesem kontinuierlichen Modus verwendet werden kann.
zeigt eine Seitenansicht eines Kopfkissens (gestrichelte Linie) 10 eines Sitzes und eines Nackenkühlers 20, der gemäß den obigen Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. zeigt, dass die Nackenkühlvorrichtung 20 in der Kopfstütze 10 angebracht ist.
Wie oben beschrieben, umfasst die Nackenkühlvorrichtung 20 im Wesentlichen ein Kühlelement 25, welches eine Kühlseite 25A aufweist, die an der Innenseite des Sitzes nahe an der Beifahrerseite liegt, und eine Heizungsseite 25B, die vom Insassen abgewandt ist. Die Nackenkühlvorrichtung 20 umfasst ferner einen kühlseitigen Lüfter 22 und einen kühlseitigen Kanal 24 für die Kühlseite 25A des Kühlelements 25. Die durch das Kühlelement 25 gekühlte Kaltluft wird dem Insassen über den Luftauslass des kühlseitigen Kanals 24 (wie durch einen Pfeil A in 1 gezeigt) zugeführt; auf der Heizseite 25B des Kühlelements 25 sorgen der heizseitige Lüfter und der heizseitige Kanal für die Abgabe der heißen Luft in die Umgebung (siehe in Pfeil B).
Das Kühlelement 25 kann eine beliebige geeignete vorbekannte Vorrichtung sein, die Luft erwärmen und kühlen kann, wie etwa ein Halbleiterkryogen oder ein Peltier-Element.
In Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden das Kühlelement 25 und der heizseitige Lüfter 32 gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig betätigt, sobald erkannt wird, dass sich der Insasse in oder nahe einem schläfrigen Zustand befindet; die heiße Luft auf der Heizseite 25B des Kühlelements 25 wird über den Luftauslass des heizseitigen Kanals 34 an die Umgebungsluft abgegeben; gleichzeitig wird die durch das Kühlelement 25 gekühlte Kaltluft in Richtung des Luftauslasses des kühlseitigen Kanals 24 konzentriert. Nach der ersten vorbestimmten Zeitdauer wird der kühlseitige Lüfter 22 des Kühlelements 25 betätigt, um zu veranlassen, dass die Kaltluft mit einem bestimmten Druck über den Luftauslass des kühlseitigen Kanals 24 plötzlich mit einem bestimmten Druck auf den Nacken des Passagiers geschickt wird.
Bezugnehmend auf 2 beschreiben wir nun ausführlich ein Verfahren zur Anwendung des in abgebildeten Nackenkühlers 20. Anders gesagt zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens für einen Aufweck-/Warnschlaf-Insassen, beispielsweise einen Fahrer.
In Schritt S1 wird erkannt, dass sich der Insasse in einem schläfrigen Zustand oder in einem Ermüdungszustand befindet.
In Schritt S2 wird der heizungsseitige Lüfter 32 des Nackenkühlers 20 betätigt, und gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig wird das Kühlelement 25 betätigt, so dass Heißluft durch den Luftauslass des heizseitigen Kanals 34 in die Umgebung abgegeben wird. Wenn der heizseitige Lüfter 32 betätigt wird, wird vorzugsweise ein heizseitiger Zeitgeber (nicht gezeigt) betätigt, um die Zeitgebung zu starten.
In Schritt S3 wird das kühlseitige Gebläse 22 des Nackenkühlers 20 betätigt, so dass Kaltluft eines vorgegebenen Luftdrucks plötzlich auf oder an den Insassennacken geschickt wird. Vorzugsweise wird Schritt S3 durchgeführt, wenn der heizseitige Zeitgeber die erste vorgegebene Zeitdauer erreicht oder die Temperatur des Kühlelements 25 selbst unter der ersten voreingestellten Temperatur liegt. Beispielsweise kann die erste voreingestellte Zeitdauer 50 Sekunden oder 60 Sekunden oder 70 Sekunden oder ein anderer voreingestellter Wert sein. Zum Beispiel kann die erste voreingestellte Temperatur etwa -9 Grad betragen. Die Temperatur der Luft, die auf die obige Weise auf den Insassen geschickt wird, kann annähernd 10 Grad unter der Raumtemperatur liegen.
Ferner aktiviert man vorzugsweise bei Einschalten des kühlseitigen Lüfters 22 einen optionalen kühlseitigen Zeitgeber, um den Zeitpunkt der Kaltluftbeschickung zu bestimmen. Wahlweise betätigt man bei Einschalten des kühlseitigen Lüfters 22 einen optionalen kühlseitigen Zähler, um die Anzahl der Beschickungen kalter Luft aufzuzeichnen.
Schritt S4: Der kühlseitige Lüfter 22 und der heizseitige Lüfter 32 werden ausgeschaltet, und das Kühlelement 25 wird ausgeschaltet.
Wie oben beschrieben, kann das Aufblasen von kalter Luft auf den Insassen in einem intermittenten oder kontinuierlichen Modus durchgeführt werden. Im ersteren Fall wird das Zeitintervall P zwischen der einzelnen Zeit T und den zwei Kaltluftaufblasungen gezählt, in denen die Kaltluft kontinuierlich durch den Kaltseitenzeitgeber aufgeblasen wird, und die Anzahl der Kaltluftaufblasungen wird vom Kaltluftzähler gezählt, so dass dann, wenn der Kaltluftzähler die vorbestimmte Anzahl von Malen N erreicht, Schritt S4 gestartet wird. In einem bevorzugten Beispiel kann die einzelne Zeitdauer T zwischen 1 und 20 Sekunden liegen; zum Beispiel 10 Sekunden oder 15 Sekunden oder eine andere voreingestellte Dauer; das Zeitintervall P beispielsweise 5 Sekunden oder 10 Sekunden oder ein beliebiges anderes voreingestelltes Intervall sein, und die vorbestimmte Anzahl von Malen kann N 1 oder eine ganze Zahl größer als 1 sein.
Im letzteren Fall hat der Nackenkühler 20 noch eine zweite voreingestellte Zeitdauer, und wenn der Kaltseitenzeitgeber die zweite voreingestellte Zeitdauer erreicht, wird Schritt S4 direkt ausgeführt, das heißt, der kühlungsseitige Lüfter 22 und der heizungsseitige Lüfter 32 sind ausgeschaltet und das Kühlelement 25 ist deaktiviert. In einem Beispiel kann die zweite vorbestimmte Dauer 10 oder 15 Sekunden betragen oder eine beliebige andere Dauer sein.
Die Schritte S1 und S2 sind optional und können weggelassen werden. Das Nackenkühlverfahren oder das Insassenalarmierungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann direkt von Schritt S3 aus ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der Fahrer den Nackenkühler manuell steuern, um Schritt S3 zu starten, wenn er sich müde fühlt.
Falls Schritt S1 enthalten ist, kann Schritt S1 auf jede geeignete Weise ausgeführt werden. Zum Beispiel kann bei diesem Schritt die Beurteilung durch Erfassen der Zeit und/oder der Kilometerleistung des kontinuierlich fahrenden Fahrzeugs erfolgen, oder auch durch die Erfassung und Analyse biologischer Informationen über das Verhalten des Insassen, wobei man zum Beispiel auf Augen, Gesicht, Herz und Hirnströme ausgerichtete Techniken oder auch beliebiges im jeweiligen Fachgebiet bekannte oder in Zukunft zu entwickelnde Verfahren heranziehen kann, um die Schläfrigkeit des Passagiers zu beurteilen. Der Schritt S1 kann mittels eines vom Fahrzeug selbst konfigurierten Sensors durchgeführt werden, welcher auch in einem eigens hierzu konfigurierten Nackenkühler 20 enthalten sein kann.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der Nackenkühlschrank 20 so konfiguriert sein, dass er im Verlauf von Schritt S3 manuell beendet wird. Beispielsweise kann der Insasse während des Vorgangs der Kaltluftzufuhr zu ihm selbst das Kühlelement 25, den kühlseitigen Lüfter 22 und den heizseitigen Lüfter 32 manuell abschalten, das heißt, manuell zu Schritt S4 wechseln.
Wie gesagt kann das Nackenkühlverfahren in jeder Stufe oder Phase manuell gesteuert werden. Das aus den Schritten S1 bis S4 zusammengesetzte Nackenkühlverfahren oder das Insassenalarmverfahren kann auch vollständig automatisch durchgeführt werden. Dementsprechend kann der Nackenkühler 20 eine automatische Steuereinheit zum Automatisieren des Verfahrens enthalten, die mit den zur Durchführung von Schritt S1 eingesetzten Sensoren kommuniziert und mit dem Kühlelement 25, dem kühlseitigen Lüfter 22, dem heizungsseitigen Lüfter 32 und wahlweise eingesetzten Zeitgebern und Zählern in Verbindung steht. Die automatische Steuereinheit kann eine separat vorgesehene Steuereinheit sein oder in die vorhandene elektronische Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs integriert sein.
Der erfindungsgemäße Nackenkühler 20 hat eine Struktur und Größe, die klein genug sind, um in die Sitzkopfstütze integriert zu werden. Alternativ kann der Nackenkühler 20 auch an geeigneter Stelle zwischen der Kopfstütze und der Rückenlehne angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Lieferung einer bestimmten Menge kalter Luft auf den Nacken eines Fahrzeuginsassen, beispielsweise des Fahrers; wie das Verlaufsdiagramm in zeigt, umfasst das Verfahren den Schritt S11: Bereitstellung des genannten Nackenkühlers 20; den Schritt S12: Betätigen des Kühlelements 25 zum Kühlen seiner kühlseitigen Luft und Heizen seiner heizseitigen Luft und gleichzeitiges oder nahezu gleichzeitiges Betätigen des heizungsseitigen Lüfters 32 des Kühlelements 25 zwecks Abfuhr um heißer Luft von jener Seite; Schritt S13: Betätigen des kühlseitigen Lüfters 22 des Kühlelements 25 zwecks Aufblasen einer bestimmten Menge kalter Luft auf den Nacken des Insassen; und Schritt S14: Ausschalten des kühlseitigen Lüfters und des heizseitigen Lüfters und Deaktivieren des Kühlelements.
zeigt das Kühlelement des Nackenkühlers; es handelt sich um ein Zeitdiagramm des Betriebs des kühlseitigen Lüfters und des heizseitigen Lüfters in dem erfindungsgemäßen Nackenkühlverfahren.
Dieses Zeitverlaufsdiagramm zeigt die Ansteuerzeiten LH, LC und LT, die dem heizungsseitigen Lüfter 32, dem kühlseitigen Lüfter 22 bzw. dem Kühlelement 25 über der Zeit (Abszisse) entsprechen. Wie gezeigt, wird zum Zeitpunkt T1 bestätigt, dass der Passagier den Ermüdungszustand erreicht, und das Kühlelement 25 und der heizungsseitige Lüfter 32 werden gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig betätigt. Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2 wird die heiße Luft durch den Luftauslass des heizseitigen Kanals an die Umgebung abgegeben, während sich die durch das Kühlelement gekühlte kalte Luft am Luftauslass des kühlseitigen Kanals sammelt. Zum Zeitpunkt T2 wird das kühlseitige Gebläse betätigt und die kalte Luft beginnt mit einem vorbestimmten Druck in Richtung des Insassen ausgestoßen zu werden. Nach der Zeit T2 werden kalte Luft und heiße Luft gleichzeitig aus den jeweiligen Luftauslässen ausgestoßen.
Wie oben erwähnt, wird der kühlseitige Lüfter eine Weile nach Einschalten des heizseitigen Lüfters betätigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der kühlseitige Lüfter betätigt werden, nachdem der heizseitige Lüfter für eine erste vorbestimmte Zeitdauer betätigt wurde. In einer alternativen Ausführungsform kann der kühlseitige Lüfter auch unter der Bedingung betätigt werden, dass die Temperatur des Kühlelements selbst auf eine voreingestellte Temperatur abgesenkt wird; was bedeuten kann, dass der kühlungsseitige Lüfter dann betätigt wird, wenn die Temperatur des Kühlelements selbst etwa -9 Grad erreicht.
und sind Testkurven des Nackenkühlers 20 aus in zwei verschiedenen Situationen. Unter den in und gezeigten Testkurven stellt die Kurve TH eine graphische Darstellung der Temperatur der aus dem heizseitigen Kanal 34 ausgestoßenen Heißluft als Funktion der Zeit dar; die Kurve TC stellt eine Kurve des zeitabhängigen Temperaturverlaufs der Kaltluft dar, die aus dem kühlseitigen Kanal 24 ausgestoßen wird; die Kurve TT gibt die Temperatur des Kühlelements 25 selbst in Abhängigkeit von der Zeit wieder. Die Abszisse stellt die Zeit (Sekunden), die Ordinate die Temperatur (Grad) dar. In wird etwa 70 Sekunden nach der Aktivierung des heizseitigen Lüfters 32 die Temperatur des Kühlelements 25 selbst auf nahezu -9 Grad abgesenkt, und der kühlseitige Lüfter 22 wird betätigt. Etwa 3,5 Sekunden nach Einschalten des kühlseitigen Lüfters 22 erreicht die Temperatur der aus dem kühlseitigen Kanal 24 geblasenen Kaltluft die Minimaltemperatur von etwa 12 Grad.
In wird die Temperatur des Kühlelements 25 selbst etwa 42 Sekunden nach Aktivierung des heizseitigen Lüfters 32 auf etwa -9 Grad abgesenkt, wobei der kühlseitige Lüfter 22 betätigt wird. Etwa 4 Sekunden nach Einschalten des kühlseitigen Lüfters 22 erreicht die Temperatur der aus dem kühlseitigen Kanal 24 geblasenen Kaltluft die Minimaltemperatur von etwa 12 Grad.
Das erfindungsgemäße Nackenkühlgerät und Nackenkühlverfahren kann den auf der Stützvorrichtung abgestützten Insassen automatisch oder auf handgesteuerte Weise gemäß seinen subjektiven Bedürfnissen oder gemäß der Beurteilung, ob sich der Passagier in einem Zustand der Schläfrigkeit befindet, plötzlich und eine vorgegebene Menge kalter Luft eines bestimmten Luftdrucks auf den Nacken blasen, so dass der Insasse sofort aufwacht. Dies kann wirksam verhindern, dass der Fahrer im Fahrersitz müde fährt.
Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind auch auf eine Klimatisierungsvorrichtung zur Temperatureinstellung von Innenraumkomponenten eines Fahrzeuginnenraums anwendbar, welche folgendes beinhaltet: einen Lüfter zum Erzeugen eines Luftstroms in Richtung des Benutzers, einen Signalempfänger zum Empfangen eines Signals, das einen Ermüdungsgrad des Benutzers anzeigt, und ein Steuergerät, das sowohl mit dem Lüfter als auch mit dem Signalempfänger in Verbindung steht, wobei die Steuervorrichtung die Klimatisierungsvorrichtung derart betreibt, dass die Luft dem Insassen in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder auch der Stärke des Signals zugeführt wird.
Bei dieser Klimatisierungsvorrichtung kann der Ermüdungsgrad des Benutzers durch ein beliebiges der zuvor beschriebenen Verfahren erfasst werden. Wenn festgestellt wird, dass der Benutzer ermüdet ist, steuert die Steuervorrichtung den Lüfter, um den Benutzer anzublasen; der Signalempfänger, der den Ermüdungsgrad des Benutzers empfängt, kann ein Sensor zum Erfassen thermischer Informationen sein. Somit regelt die Steuervorrichtung auch den Betrieb der Klimatisierungsvorrichtung in Abhängigkeit von den von den Sensoren erfassten thermischen Informationen ein.
Darüber hinaus kann eine Messvorrichtung zum Messen von Klimatemperaturdaten an anderen Orten innerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt werden; dadurch empfängt die Steuervorrichtung auch das gemessene Temperaturergebnis und steuert den Betrieb der Klimatisierungsvorrichtung in Abhängigkeit von diesem Ergebnis.
Dieses Klimatisierungsgerät ist in der Lage, nur einen Lüfter zu verwenden, dessen Luftstrom in zwei Teile aufgeteilt werden kann. Beispielsweise entsprechen die beiden Abschnitte dem kühlseitigen Luftstrom des Kühlelements bzw. dem heizseitigen Luftstrom des Kühlelements in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Im Allgemeinen ist bei der vorliegenden Klimaregulierungsvorrichtung zum Einstellen der Klimatemperatur der inneren Komponenten der Kabine nur ein Luftstrom erforderlich.
Alternativ kann der Lüfter auch ein kühlseitiger Lüfter des oben beschriebenen Kühlelements sein.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wurden oben ausführlich beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen speziellen Details, Strukturen und Verfahren beschränkt. Der Fachmann kann verschiedene Modifikationen, Substitutionen und Auslassungen an der vorliegenden Erfindung vornehmen, ohne vom Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen; solche Modifikationen, Substitutionen und Auslassungen liegen mithin im Schutzumfang der Erfindung.

Claims

Insassennackenkühler zum Einsatz bei einer Insassenstützungsvorrichtung, der folgendes umfasst: Kühlelement mit einer Kühlseite und einer der Kühlseite gegenüberliegenden Heizseite, an denen die Luft jeweils gekühlt beziehungsweise geheizt wird; einen kühlseitigen Lüfter und einen kühlseitigen Luftkanal, die sich auf der Kühlseite des Kühlelements befinden, so dass die durch das Kühlelement gekühlte Kaltluft über den kühlseitigen Luftkanal an den Nacken des Passagiers geblasen werden kann; und einen heizseitigen Lüfter und heizseitigen Kanal, die auf der Heizseite des Kühlelements angeordnet sind und durch die dort heiße Luft abgeführt werden kann.
Verfahren zum Wecken eines Insassenstützvorrichtungsnutzers mithilfe eines Nackenkühlers nach Anspruch 1, welches folgende Schritte umfasst: Schritt der Feststellung, ob sich der Insassenstützungsvorrichtungsnutzer in einem schläfrigen Zustand befindet; Schritt des Einschaltens des kühlseitigen Luftkühlelements und des heizseitigen Luftheizelements; Schritt des Einschaltens des heizseitigen Lüfters zur Abfuhr heißer Luft auf der Heizseite; Schritt des Einschaltens des kühlseitigen Lüfters zur Anlieferung von durch das Kühlelement gekühlter Luft an den Nacken des Insassen; und abschließender Schritt der Abschaltung des Kühlelements und der jeweils auf der Heiz- und Kühlseite angeordneten Lüfter.
Verfahren zum Anliefern von kalter Luft an den Nacken eines Insassenstützvorrichtungsnutzers unter Verwendung des Nackenkühlers nach Anspruch 1, welches folgende Schritte umfasst: Schritt des Einschaltens des kühlseitigen Luftkühlelements und des heizseitigen Luftheizelements; Schritt des Einschaltens des heizseitigen Lüfters zur Abfuhr heißer Luft auf der Heizseite; Schritt des Einschaltens des kühlseitigen Lüfters zur Anlieferung von durch das Kühlelement gekühlter Luft an den Nacken des Insassen; und abschließender Schritt der Abschaltung des Kühlelements und der jeweils auf der Heiz- und Kühlseite angeordneten Lüfter.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Schritt des Einschaltens des Kühlelements und der Schritt des Einschaltens des heizungsseitigen Lüfters gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig durchgeführt werden.
Verfahren gemäß jedwedem der Ansprüche 2-4, wobei nach dem Betätigen des heizungsseitigen Lüfters zum Zwecke des Einschaltens des heizungsseitigen Lüfters für eine erste voreingestellte Zeitdauer und/oder nach Erreichen der voreingestellten kühlseitigen Temperatur des Kühlelements durch Einschalten des Kühlelements ein Schritt des Einschaltens des kühlungsseitigen Lüfters vorgesehen ist, wobei die genannte erste voreingestellte Zeitdauer beispielsweise 50 oder 60 oder 70 Sekunden und die genannte voreingestellte Temperatur beispielsweise bei -9°C oder darunter liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Nackenkühler ferner einen heizungsseitigen Zeitgeber, der die Arbeitszeit des heizungsseitigen Lüfters zählt, umfasst, und worin der Schritt des Betreibens des heizseitigen Lüfters ferner den Schritt der Zeitsteuerung durch gleichzeitiges Starten des heizseitigen Zeitgebers umfasst, derart, dass bei Erreichen des ersten voreingestellten Zeitdauer durch den heizseitigen Zeitgeber ein Schritt des Einschaltens des kühlseitigen Lüfters unternommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6. wobei der Nackenkühler ferner einen kühlseitigen Zeitgeber, der die Kaltluftbeschickungsdauer und/oder das Kaltluftbeschickungsintervall misst, umfasst, und worin der Schritt des Betreibens des kühlseitigen Lüfters ferner einen Schritt der Zeitsteuerung durch gleichzeitiges Einschalten eines kühlseitigen Zeitgebers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Nackenkühler ferner einen Blasezähler, der die Anzahl der Kaltluftlieferungen zählt, umfasst, und worin der Schritt des Betätigens des kühlseitigen Lüfters ferner einen Schritt des Zählbeginns durch gleichzeitigen Start des Kaltluftlieferungszählers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das kühlseitige Gebläse betätigt wird, um intermittierend kalte Luft, die durch das Kühlelement gekühlt wird, an den Nacken des Insassen zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei für die Nackenkühlvorrichtung folgende Parameter voreingestellt sind: eine einheitliche Dauer jeder Kaltluftlieferung, ein Zeitintervall zwischen zwei Kaltluftlieferungen und die Anzahl der Kaltluftlieferungen; wobei beim Schritt der Betätigen des kühlseitigen Lüfters der kühlseitige Zeitgeber eine einmalige Zeitdauer und ein Zeitintervall zwischen den Kaltluftlieferungen erwirkt und der Lieferungszähler die Anzahl der Kaltluftlieferungen steuert und nach Erfüllen der obigen drei Parameter der Abschlussschritt automatisch ausgeführt wird, wobei vorzugsweise die genannte einmalige Zeitdauer 10 oder 15 Sekunden und das genannte Intervall 10 Sekunden und die Kaltluftlieferungsanzahl 1, 2, 3, 4 oder 5 Mal beträgt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der kühlseitige Lüfter betätigt wird, um die vom Kühlelement gekühlte Kaltluft kontinuierlich an den Nacken des Insassen anzuliefern.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Endschritt automatisch ausgeführt wird, sobald der kühlseitige Zeitgeber die zweite voreingestellte Zeitdauer erreicht hat, wobei die genannte zweite voreingestellte Zeitdauer beispielsweise 10 oder 15 Sekunden beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12. wobei alle Schritte des Nackenkühlverfahrens vollautomatisch durchgeführt werden oder ein oder mehrere Schritte des Nackenkühlverfahrens manuell gesteuert werden können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12. wobei der Nackenkühler eine Steuereinheit zum Steuern einer oder mehrerer Schritte des Nackenkühlverfahrens umfasst und vorzugsweise die Steuereinheit separat ausgeführt oder in die elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs integriert ist.
Insassenstützvorrichtung, welche den Nackenkühler nach Anspruch 1 enthält.
Insassenstützvorrichtung nach Anspruch 15, worin es sich bei der Insassenstützvorrichtung um ein Bett oder einen Fahrgastsessel oder Fahrersessel eines Fahrzeugs, Flugzeugs oder Schiffs handelt.
Insassenstützvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, worin der Nackenkühler in einem Kopfpolster der Insassenstützvorrichtung oder an einer Position zwischen einem Kopfpolster und einem Rückenpolster der Insassenstützvorrichtung angebracht ist.
Verkehrsmittel, welches eine Insassenunterstützungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15-17 enthält.
Klimaanlage zur Klimatemperaturregulierung von Innenraumkomponenten eines Fahrzeuginnenraums, welche folgende Bestandteile umfasst: ein Gebläse, das konfiguriert ist, um einen Luftstrom in Richtung des Benutzers zu erzeugen; einen Signalempfänger zum Empfangen eines Signals, das einen Ermüdungsgrad des Benutzers anzeigt; eine mit dem Lüfter und dem Signalempfänger verbundene Steuerung, die eingestellt ist, um die Klimatisierungsvorrichtung so zu betätigen, dass der Benutzer in Abhängigkeit vom Vorhandensein des Signals oder gar von dessen Stärke angeblasen wird.
Klimasteuervorrichtung nach Anspruch 19. dadurch gekennzeichnet, dass der Signalempfänger ein zur Erfassung thermischer Informationen dienender Sensor ist und die Steuervorrichtung den Betrieb der Klimatisierungsvorrichtung an den von dem Sensor erfassten thermischen Informationen ausrichtet.