DE60004955T2

DE60004955T2 - Verfahren zum Verändern der optischen Eigenschaften von sichtbaren Teilen oder Abschnitten eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE60004955T2
Application number: DE60004955T
Authority: DE
Inventors: Mounir Ben Fredj
Original assignee: Valeo Climatisation SA
Current assignee: Valeo Climatisation SA
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2020-12-16
Also published as: DE60004955D1; US6433915B2; US20010014369A1; EP1110821B1; EP1110821A1; FR2802488B1; ES2206131T3; FR2802488A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verändern der optischen Eigenschaften oder Merkmale von sichtbaren Abschnitten oder Teilen eines Fahrzeugs, befindlich im Inneren oder äußerlich des Innenraumes, ausschließlich der Verglasung. Ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 ist beschrieben in dem Dokument EP-A-0814132.
Kostendruck zwingt die Automobilhersteller, die Herstellungen zu standardisieren bzw. zu normieren, während die Benutzer wünschen, dass ihre Fahrzeuge personalisiert sind, insbesondere mit Bezug auf die Auswahl an Farben der Karosserie und der Innenverkleidungen oder -ausstattungen. Die Wünsche der Benutzer gehen sogar so weit, willkürlich die Farbe des Innenraumes verändern zu können, und zwar entsprechend dem Wetter, der Farbe ihrer Bekleidung oder auch nur entsprechend ihrer Laune.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diesen einander entgegenstehenden Bestrebungen und Wünschen zu genügen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem man an den sichtbaren Teilen oder Abschnitten einen komplexen Film vorsieht bzw. niederschlägt oder fällt, umfassend zumindest ein funktionelles X-chromatisches Material.
Das System kann rein passiv sein. In diesem Fall ist das funktionelle Material oder Funktionsmaterial ein thermo-chromatisches Material, welches die optischen Eigenschaften, insbesondere die Farbe, in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ändert oder verändert.
Die Veränderungen oder Modifikationen der optischen Eigenschaften oder Merkmale können auch erhalten werden durch eine willkürliche Aktion oder Betätigung des Benutzers. In diesem Fall ist das funktionelle Material vom magneto-chromatischen oder elektro- chromatischen Typ in der Lage, zumindest zwei Zustände einzunehmen, und zwar in Abhängigkeit von der an den Elektroden des komplexen Films angelegten Spannung. Das Fehlen einer Spannung entspricht einem ersten Zustand, und das Vorliegen einer Spannung entspricht einem zweiten Zustand.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch verwendet werden zur Voreinstellung der Temperatur im Innenraum des Fahrzeugs beim Stillstand bzw. bei Nichtbenutzung desselben.
Wenn das Fahrzeug bei warmer Witterung der Sonne ausgesetzt ist während eines längeren Haltens, wird die Temperatur der Luft in dem Innenraum deutlich höher als die Außentemperatur. Dies ist dadurch bedingt, dass der Innenraum Sonnenstrahlung ausgesetzt ist, die die Windschutzscheibe und die Scheiben des Fahrzeugs durchquert. Es wird nicht nur die Luft des Innenraums erwärmt, sondern vielmehr speichern die Innenraumverkleidungen und -ausstattungselemente thermische Energie.
Derzeit werden an Kraftfahrzeugen montierte Kältekreise ausgelegt, um die Evakuierung der in dem Innenraum gespeicherten thermischen Energie während eines längeren Haltens unter voller Sonneneinstrahlung bei warmen Wetter zu ermöglichen. Der Hauptversuch sämtlicher Verfahren zur Bestimmung der Kältekreise entspricht der Messung der Absenkungsgeschwindigkeit der Temperatur, nachdem der Innenraum in den oben genannten Bedingungen aufgeheizt wurde. Die aufgewendete Energie zum Aufrechterhalten einer Komforttemperatur in einem Fahrzeug ist deutlich geringer als ein Bedarf während der Startphase nach einem längeren Halt in voller Sonne bei warmen Wetter. Des weiteren, wenn das Klimasystem bzw. die Klimaanlage über eine ausreichende Leistung verfügt oder entsprechend stark ausgelegt ist, um die Temperatur in dem Innenraum schnell absenken zu können, so bleibt es doch insbesondere unangenehm für Benutzer, in ein überheiztes Fahrzeug einzusteigen.
Um diesen Nachteilen entgegenzuwirken und gegebenenfalls die Installation eines Klimakreises mit kleineren Bauteilen zu ermöglichen, sind bereits verschiedene Lösungen bekannt.
Eine dieser Lösungen besteht darin, Kälte in einem Phasen-Übergangssalz oder in einem Material mit hohem spezifischen Wärmekoeffizienten zu speichern. Die Menge an gespeicherter Kälte ist proportional zum Gewicht des Systems. Diese Lösung führt somit zu einem Über gewicht oder Gewichtsanstieg und stellt keine hohe Verfügbarkeit bereit, da eine häufig langsame Regeneration des Kältespeichers nach dem Starten erforderlich ist.
Eine weitere Lösung besteht darin, den Innenraum beim Halten zu belüften, um die in dem Fahrzeug eingesperrte Luftblase zu evakuieren und die Luft durch Außenluft zu ersetzen, die deutlich kühler ist. Es ist zu erwähnen, dass, wenn die Außenluft bei 45°C vorliegt, die Temperatur im Inneren des Innenraumes 85°C nach einer Stunde Sonnenaussetzung erreichen kann. Der Luftaustausch stellt lediglich eine Sekundärmaßnahme dar, da die Erwärmung des Armaturenbrettes, der Sitze und anderer Garnituren bzw. Verkleidungen oder Ausstattungen durch direkte Sonnenlichteinstrahlung durch die Verglasung des Fahrzeugs erfolgt, wobei die in diesen Ausstattungselementen gespeicherte Wärme eine schnelle Erwärmung der ausgetauschten Luft mit sich bringen wird.
Die beste Lösung würde in einem vollständigen Schutz bzw. in einer vollständigen Abschirmung der Verglasung des Fahrzeugs gegen Solarbestrahlung bestehen. Gegebenenfalls könnte man zusätzlich eine Belüftung des Innenraumes vorsehen.
Die derzeit bestehenden Lösungen zum Isolieren des Innenraums sind jedoch von mechanischer oder optischer Natur. Die mechanischen Lösungen, z. B. mittels Jalousien, sind schwierig einzusetzen. Optische Lösungen mittels elektro-chromatischer Filme oder mittels Flüssigkristallfilmen sind elegant, haben jedoch gewisse Nachteile. Die elektro-chromatischen Filme, die an der Verglasung vorgesehen oder niedergeschlagen bzw. gefällt sind, führen zu einer Opakheit der Verglasung und führen zu einer Aufwärmung davon. Die Verglasung strahlt in diesem Fall im Infrarotbereich zu dem Innenraum ab. Die Einschließung eines Flüssigkristallfilmes in der Verglasung oder die Anwendung eines Flüssigkristallfilmes an der Verglasung, wobei die Kristalle einen durchsichtigen Zustand oder einen reflektierenden Zustand unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes annehmen können, birgt ein Risiko in dem Ausmaß, in welchem eine elektrische Fehlfunktion schwerwiegende Unfälle während dem Betreiben des Fahrzeugs mit sich bringen kann, bedingt durch eine fehlende Sicht durch die Verglasung bzw. Scheiben.
Um eine Vorkonditionierung der Temperatur in dem Innenraum des Fahrzeugs zu ermöglichen, insbesondere während dem Halten und insbesondere bei warmer Witterung, kann das gewählte Funktionsmaterial einen ersten transparenten Zustand und einen zweiten reflektierenden Zustand annehmen, wobei letzterer es ermöglicht, die von dem komplexen Film bedeckten Teile oder Abschnitte von zumindest einem Teil der einfallenden Strahlung, insbesondere der Sonneneinstrahlung, zu isolieren.
Man verwendet somit die Vorteile von Materialien mit reversiblem, reflektivem Effekt, wie Flüssigkristallfilme, ohne die Benutzer des Fahrzeugs Risiken auszusetzen bezüglich der Sicherheit während des Fahrens bedingt durch elektrische Ausfälle oder Pannen.
Der komplexe Film kann die Außenwandungen bedecken, die den Innenraum begrenzen, die Außenflächen der Türen, sowie das Dach. Die Sonnenstrahlen, die diese Wandungen beaufschlagen, werden reflektiert, hin zu dem Äußeren. Dies vermeidet eine Erwärmung oder Überhitzung der Wandungen. Es ist zu erwähnen, dass diese Funktion auch beim Betreiben des Fahrzeugs dargestellt werden kann, wenn eine warme Witterung vorliegt, wodurch eine Energieeinsparung bezüglich der Kälteleistung erzielbar ist, bereitgestellt von dem Kältekreis.
Der komplexe Film kann auch einen Teil der Innengarnituren bzw. Ausstattungselemente oder Verkleidungen des Innenraumes bedecken oder abdecken, insbesondere das Armaturenbrett, die Türverkleidungen und den Himmel, einen Türgriff, das Lenkrad. Die Sitze des Fahrzeugs können ebenfalls mit dem Film bedeckt oder abgedeckt sein. Dieser Film kann in der Form einer Folie oder einer Schicht vorliegen oder kann auch Fasern des Gewebes der Sitze oder anderer Verkleidungen oder Garnituren umschließen.
In dem Fall, in dem im Inneren des Fahrzeugs Lampen vorgesehen sind, z. B. Infrarotlampen, zum Zwecke der Entfrostung oder Enteisung der Windschutzscheibe, muss der Film die Garnituren vor der Strahlung dieser Lampen schützen, die unbeabsichtigt teilweise diesbezüglich ausgerichtet sein können. Der Film filtert jedoch nicht zwingenderweise die gesamte Strahlung.
Vorteilhafterweise wird die Zustandsänderung elektrisch veranlasst, und zwar entweder manuell von dem Fahrer, ausgehend von dem Führerstand bzw. Fahrzeugsitz, oder auch automatisch in Abhängigkeit von der Außenlufttemperatur und der Sonneneinstrahlung.
Vorteilhafterweise liegt der Film im reflektierenden bzw. undurchlässigen Zustand vor, wenn das Funktionsmaterial einem elektrischen Feld unterliegt, und ist in durchsichtigem Zustand beim Fehlen des elektrischen Feldes. Der komplexe Film umfasst in diesem Fall Elektroden in der Form von dünnen, elektrisch leitenden oder leitfähigen Schichten, die von einem elektrischen Strom versorgt oder beschickt werden können. Die elektrische Spannung wird durch die Wirkung einer photovoltaischen Zelle aufrechterhalten.
Wenn der Film, der die Innenausstattungen oder Garnituren des Innenraumes bedeckt oder abdeckt, in den reflektierenden Zustand überführt ist, wird Sonneneinstrahlung, die die Filme beaufschlagt, hin zu dem Inneren des Fahrzeugs oder zu dem Äußeren davon reflektiert. Dies vermeidet eine Aufwärmung oder Überhitzung der mit dem komplexen Film ausgestatteten Garnitur bzw. Verkleidung bzw. Ausstattung.
Das Funktionsmaterial umfasst in vorteilhafter Weise Flüssigkristalle. Letztere sind vorteilhafterweise ausgewählt unter den Flüssigkristallen, die es ermöglichen, die optischen Eigenschaften des Films zu verändern zwischen einem ersten durchsichtigen Zustand und einem zweiten reflektierenden Zustand und einem dritten opaken Zustand, wobei die Wahl zwischen dem reflektierenden und dem opaken Zustand in Abhängigkeit des elektrischen Feldes erfolgt, wobei der opake Zustand vorteilhafterweise die Erwärmung der Garnituren unter der Einwirkung der Sonneneinstrahlung bei kalter Witterung unterstützt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst der komplexe Film mehrere komplementäre Funktionsmaterialien, deren Farbe oder Färbung elektrisch steuerbar ist.
Diese Charakteristik ermöglicht es, willkürlich oder wahlweise die Farben oder Färbungen der Garnituren bzw. Ausstattungen zu verändern, und zwar in Abhängigkeit von der an den Elektroden angelegten Spannung.
Die Auswahl der Spannung kann automatisch durchgeführt werden durch ein elektronisches System in Abhängigkeit von der Identifikation des Fahrers.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung belüftet man den Innenraum bei warmer Witterung, wenn die Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren des Fahrzeuginnenraums und der Außentemperatur größer ist als ein vorbestimmter Wert, um die Luftmenge des Innenraums zu evakuieren.
Diese Funktion kann von dem elektronischen System des Fahrzeugs verwaltet werden. Nach Erneuerung der Luft in dem Innenraum ist eine längere Zeit erforderlich, um die ausgetauschte oder erneuerte Luft zu erwärmen, dadurch bedingt, dass die Garnituren von der solaren Einstrahlung isoliert sind.

Claims

Verfahren zum Verändern der optischen Eigenschaften von sichtbaren Teilen oder Abschnitten eines Fahrzeuges, befindlich im Inneren oder äußerlich des Innenraumes, ausschließlich der Verglasung, dadurch gekennzeichnet, dass man an den Teilen oder Abschnitten einen komplexen Film vorsieht, enthaltend zumindest ein X-chromatisches Funktionsmaterial.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmaterial ein thermo-chromatisches Material ist, welches die optischen Eigenschaften, insbesondere die Farbe, in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmaterial vom magneto-chromatischen oder elektro-chromatischen Typ ist, fähig, zumindest zwei Zustände einzunehmen in Abhängigkeit von der an den Elektroden des komplexen Filmes angelegten Spannung.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmaterial einen ersten transparenten Zustand und einen zweiten reflektierenden Zustand einnehmen kann, der es ermöglicht, die von dem komplexen Film bedeckten oder abgedeckten Teile oder Abschnitte bezüglich zumindest eines Teiles der einfallenden Strahlung, insbesondere der Sonneneinstrahlung, zu isolieren oder abzuschirmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Innengarnituren bzw. Verkleidungen oder Ausstattungen des Innenraumes, insbesondere das Armaturenbrett mit dem komplexen Film bedeckt ist bzw. sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Film Elektroden umfasst und in reflektierendem Zustand vorliegt, wenn an den Elektroden elektrische Spannung angelegt ist, und in transparentem Zustand beim Fehlen einer Spannung.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spannung aufrechterhalten wird durch die Wirkung einer photovoltaischen Zelle.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmaterial Flüssigkristalle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristalle in der Lage sind, die optischen Eigenschaften des Films zu verändern, zwischen einem ersten transparenten Zustand, einem zweiten reflektierenden Zustand und einem dritten opaken Zustand, wobei die Auswahl zwischen dem reflektierenden Zustand in Abhängigkeit von der Intensität des elektrischen Feldes erfolgt, wobei der opake Zustand die Erwärmung von Garnituren oder Ausstattungselementen unter der Wirkung der Solareinstrahlung bei kalter Witterung unterstützen kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der komplexe Film mehrere komplementäre Funktionsmaterialien umfasst, deren Farbe oder Färbung elektrisch steuerbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es verwendet wird zur Vorkonditionierung der Temperatur in dem Innenraum des Fahrzeugs beim Halten oder Stillstand.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man den Innenraum belüftet, wenn die Differenz zwischen der Temperatur im Inneren des Innenraums und der Temperatur äußerlich größer ist als ein vorbestimmter Wert, um die Warmluftblase des Innenraums zu evakuieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Türgriff und/oder das Lenkrad von dem komplexen Film bedeckt wird/abgedeckt ist bzw. sind.