DE19927466A1

DE19927466A1 - Sensoranordnung zur Ermittlung der Sonneneinstrahlung in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19927466A1
Application number: DE1999127466
Authority: DE
Inventors: Andre Zander
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2000-12-21

Abstract

Es wird eine Sensoranordnung zur Ermittlung der Sonneneinstrahlung in Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, bei der die Sensorelemente (S1 bis S5) piezoelektrische Folien sind, deren von der Temperatur abhängiger Pyroelektrischer Effekt zur Ermittlung der Sonneneinstrahlung ausgewertet wird. In Abhängigkeit von der ermittelten Sonneneinstrahlung lassen sich Sonnenschutzmaßnahmen am Kraftfahrzeug (1) automatisch steuern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Ermittlung der Sonneneinstrahlung in Kraftfahrzeugen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um eine automatische Steuerung von Lüftungs- und/oder Sonnenschutzeinrichtungen in Abhängigkeit von der auftretenden Sonneneinstrahlung vornehmen zu können, sind Steuereinrichtungen bekannt, die mittels Sensoren die Sonneneinstrahlung messen. In der DE 196 17 562 C1 wird eine Fahrzeugklimatisierungseinrichtung mit sonneneinstrahlungsabhängig verstellbarer Luftleitvorrichtung beschrieben, die eine Sonneneinstrahlungssensorik und eine Klimatisierungssteuereinheit zur Steuerung der Luftleitvorrichtung besitzt. In Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung soll mit dieser Fahrzeugklimatisierungseinrichtung eine gezielte Belüftung und Klimatisierung im Innenraum eines Kraftfahrzeugs möglich sein.

Aus der DE 37 24 270 C2 ist eine automatische Blendschutzvorrichtung bekannt, die in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung die Ausrichtung einer Sonnenblende vornimmt. Zur Messung der Sonneneinstrahlung werden Fotowiderstände, Fotodioden oder Fototransistoren verwendet, die am oberen Rand der Frontscheibe eines Fahrzeugs angeordnet sein können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung zur Ermittlung der Sonneneinstrahlung zu schaffen, die zur Messung der Sonneneinstrahlung möglichst einfach anbringbare Sensorelemente verwendet.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch angegebenen Merkmale. Als Sensorelemente werden piezoelektrische Folien verwendet, deren von der Temperatur abhängiger pyroelektrischer Effekt zur Ermittlung der Sonneneinstrahlung ausgewertet wird. Die piezoelektrischen Folien sind dünnwandig und aus einem nachgiebigen Material, so daß auch eine Anbringung an gekrümmten Oberflächen problemlos möglich ist. Außerdem lassen sich die piezoelektrischen Folien in ihrer Größe an die jeweiligen Platzverhältnisse problemlos anpassen, wodurch die Verwendung bzw. die Anbringung dieser Folien an unterschiedlichen Stellen innerhalb eines Kraftfahrzeugs besonders einfach vorzunehmen ist.

Zur Bestimmung der Sonneneinstrahlung kann die an der piezoelektrischen Folie auftretende temperaturabhängige Spannungsänderung gemessen und daraus die Temperatur der Folie bestimmt werden. Die Temperatur der Folie ist ein Maß für die an der Folie auftretende Sonneneinstrahlung, so daß abhängig davon beispielsweise ein Sonnenrollo zur Reduzierung der Sonneneinstrahlung elektromotorisch betätigt werden kann.

Die piezoelektrische Folie kann aber auch als frequenzbestimmendes Element in einen Schwingkreis eingesetzt sein, so daß die sich mit der Temperatur der piezoelektrischen Folie ändernde Resonanzschwingung des Schwingkreises zur Bestimmung der Sonneneinstrahlung herangezogen werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die piezoelektrische Folie an eine Meßelektronik angeschlossen sein, die zu den sich mit der Temperatur der piezoelektrischen Folie ändernden Folienparametern entsprechende Werte für die Sonneneinstrahlung zuordnet. Dabei können beispielsweise Wertepaare von Folienspannungen und zugehörige Temperaturwerte in Form einer Referenzliste in einem Speicher abgelegt sein, so daß zu jeder gemessenen Folienspannung ein bestimmter Temperaturwert, der die jeweilige Sonneneinstrahlung repräsentiert, zugeordnet werden kann.

Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß an mehreren Stellen eines Kraftfahrzeugs piezoelektrische Folien als Sonnensensorelemente angeordnet sind. Aus den Meßwerten der unterschiedlichen piezoelektrischen Folien kann auf die Hauptrichtung der Sonneneinstrahlung geschlossen werden, um gezielt Sonnenschutzmaßnahmen vornehmen zu können, beispielsweise an einer Seite Sonnenblenden entlang der Seitenfenster auszurollen.

Die piezoelektrischen Folien können am Innenspiegel (Rückspiegel) und/oder an den Sonnenblenden eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Dabei können gegebenenfalls auch Fokusierungslinsen den piezoelektrischen Folien vorgeschaltet sein, um eine gewünschte Richtcharakteristik für das Sensorelement zu erhalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Kraftfahrzeug mit mehreren piezoelektrischen Folien als Sensorelemente für die Sonneneinstrahlung und

Fig. 2 eine Meß- und Steuerelektronik mit mehreren Sensorelementen zur Steuerung von Sonnenschutzmaßnahmen in einem Kraftfahrzeug.

Das in Fig. 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 besitzt im Bereich seiner Fensterflächen an unterschiedlichen Positionen Sensorelemente S1 bis S5, die als piezoelektrische Folien aufgebaut sind. Die Sensorelemente S1 bis S5 sind der besseren Übersichtlichkeit wegen vergrößert dargestellt. Die hierfür verwendeten piezoelektrischen Folien sind sehr dünnwandig und können auch kleine oder größere Oberflächen haben. Dabei kann es auch vorteilhaft sein, ein großflächiges Sensorelement aus einer Vielzahl von aneinandergereihten piezoelektrischen Elementen zusammenzusetzen. Der Aufbau derartige piezoelektrischer Folien ist allgemein bekannt und wird daher hier nicht näher beschrieben.

Die in Fig. 2 dargestellte Meß- und Steuereinrichtung besitzt eine Steuerung 2, an der eingangsseitig Sensorelemente S1 bis S5 in Form von piezoelektrischen Folien angeschlossen sind. Die Sensorelemente S1 bis S5 liefern ebenso wie die in Fig. 1 dargestellten entsprechenden Sensorelemente S1 bis S5 ein von der Sonneneinstrahlung abhängiges elektrisches Signal, welches in der Steuerung 2 erfaßt und ausgewertet wird. In Abhängigkeit von den Signalen der Sensorelemente steuert die Steuerung 2 elektrische Antriebe A1, A2, mit denen sich Sonnenschutzeinrichtungen und/oder Lüftungseinrichtungen elektromotorisch betätigen lassen. Über einen Schalter 3 läßt sich die Meß- und Steuereinrichtung ein- oder ausschalten, wobei gegebenenfalls auch unterschiedliche Steuerungsprogramme über den Schalter 3 aktivierbar sein können.

Wird von der Steuerung 2 festgestellt, daß an den Sensorelementen S4 und S5 eine starke Erwärmung und somit eine starke Sonneneinstrahlung vorliegt, so kann die Steuerung 2 im Bereich des Rückfensters 4 (Fig. 1) als Sonnenschutz ein Sonnenrollo innen am Rückfenster 3 ausfahren. Bei geparktem Fahrzeug können entsprechende Sonnenschutzmaßnahmen auch im Bereich der Frontscheibe 5 (Fig. 1) bei entsprechend intensiver Sonneneinstrahlung vorgenommen werden.

Bezugszeichenliste

1

Kraftfahrzeug

2

Steuerung

3

Rückfenster

4

Rückfenster
S1 bis S5 Sensorelemente
A1, A2 Antriebe

Claims

1. Sensoranordnung zur Ermittlung der Sonneneinstrahlung mittels wenigstens einem Sensorelement, insbesondere zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (S1 bis S5) eine piezoelektrische Folie ist, deren von der Temperatur abhängiger pyroelektrischer Effekt zur Ermittlung der Sonneneinstrahlung ausgewertet wird.

2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der piezoelektrischen Folie temperaturabhängigen Spannungsänderungen gemessen und daraus die jeweilige Temperatur als Maß für die Sonneneinstrahlung der Folie bestimmt wird.

3. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Folie als frequenzbestimmendes Element in einen Schwingkreis eingesetzt ist, und daß die sich mit der Temperatur der piezoelektrischen Folie ändernde Resonanzfrequenz des Schwingkreises zur Bestimmung der Sonneneinstrahlung ausgewertet wird.

4. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere piezoelektrische Folien die Sensorelemente (S1 bis S5) einer Meß- und Steueranordnung bilden, bei der eine Steuerung (2) zu den sich mit der Temperatur der piezoelektrischen Folien ändernden Folienparametern entsprechende Werte für die Sonneneinstrahlung zuordnet.

5. Sensoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Wertepaare von Folienspannungen und zugehörige Temperaturwerte in Form einer Referenzliste in einem Speicher der Steuerung (2) abgelegt sind.

6. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren Stellen eines Kraftfahrzeugs piezoelektrische Folien als Sensorelemente (S1 bis S5) angeordnet sind.

7. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenspiegel und/oder an den Sonnenblenden eines Kraftfahrzeugs (1) piezoelektrische Folien als Sensorelemente (S1) angeordnet sind.

8. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fokusierungslinsen den piezoelektrischen Folien vorgeschaltet sind.

9. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß anhand der unterschiedlichen Spannungen, die an mehreren piezoelektrischen Folien auftreten, welche an unterschiedlichen Seiten eines Kraftfahrzeugs (1) angeordnet sind, die Stärke und Richtung der Sonneneinstrahlung bestimmt wird.

10. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung die Sensoranordnung elektrische Antriebe (A1, A2) von Sonnenschutzeinrichtungen betätigt.