EP4587299A1 - Verfahren zum betrieb eines heizsystems eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines heizsystems eines fahrzeugs

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EP4587299A1
EP4587299A1 EP23744079.7A EP23744079A EP4587299A1 EP 4587299 A1 EP4587299 A1 EP 4587299A1 EP 23744079 A EP23744079 A EP 23744079A EP 4587299 A1 EP4587299 A1 EP 4587299A1
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EP
European Patent Office
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vehicle
heating
occupant
sensor unit
seat
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP23744079.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Valentin Maier
Benno Stamp
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • DE 102021 103 399 A1 discloses a method for automatically setting a locally felt temperature in a camping vehicle by radiant heating on the subject of heating the interior of vehicles.
  • a large number of electric surface heaters are integrated into flat accessories in different areas of use inside the camping vehicle.
  • the heating output of at least one of these electric surface heaters is regulated and/or controlled depending on the exact location of a person inside the camping vehicle.
  • Planar accessories inside the camping vehicle include, in particular, laminates, ceiling coverings or wall coverings, pieces of furniture, doors or similar objects.
  • From DE 102019 202 223 A1 an arrangement for heating a vehicle interior, in particular a rail vehicle interior, is known, in which infrared surface heaters are arranged in the interior to heat the vehicle interior.
  • the infrared surface heaters are designed as integrated components of interior surfaces.
  • a radiant heating system for warming an occupant of an enclosed space includes panels for radiating heat into the enclosed space toward the occupant.
  • a power supply supplies electrical power to the fields.
  • a controller controls the electrical power delivered to the panels based on a temperature in the enclosed space and the positions of the panels in the enclosed space.
  • the interior of the vehicle is specifically heated by thermal radiation with at least one surface heating element, which is arranged on an interior component of the vehicle and which has several heating areas.
  • at least one surface heating element is assigned to a vehicle seat and is preferably arranged in the vicinity of this vehicle seat, so that the surroundings of this vehicle seat in a specific area around the vehicle seat can be specifically heated or tempered with at least one surface heating element with several heating areas.
  • Any surface of an interior component of the vehicle can be provided as a receiving surface for a surface heating element with several heating areas.
  • These receiving surfaces for a surface heating element with a plurality of heating areas are preferably aligned in the direction of a respective occupant of the vehicle.
  • the occupants 2 shown are sitting in a different sitting position on the rear seat 4 of the vehicle in FIGS. 1 and 2.
  • the occupant 2 shown in Figure 2 sits with narrow legs on the rear seat 4 of the vehicle, so that the legs 5 of the occupant 2 are also relatively close together at a small distance 18 and more in the middle area 9 of the front seat 7 of the vehicle.
  • surface heating elements 11 with several heating areas 13, 14, 15, 16 are arranged on interior components of the vehicle adjacent to the vehicle seats 4, 7 of the vehicle, the radiation surfaces of which are preferably aligned with the respective vehicle seat 4, 7 of the vehicle are.
  • a surface heating element 11 with several heating areas 13, 14, 15, 16 is provided on the backrest 6 of the front seat 7 of the vehicle, for example in the backrest clamping part 12 is integrated in the backrest 6 of the front seat 5 of the vehicle.
  • the positioning of the occupant 2 on the rear seat 4 and in particular also the sitting position of the occupant 2 on the rear seat 4 is determined, for example among other things the position of the legs 5 of the occupant 2 with respect to the front seat 7 of the vehicle.
  • This determination of the seating position of the occupant 2 on the rear seat 4 can be done, for example, by an optical camera which is arranged, for example, in the area of the vehicle roof, for example integrated in the headliner of the vehicle, or which is arranged in the area of the center console of the vehicle.
  • the heating area 16 of the surface heating element 11 located in the upper part of the backrest clamping part 12 in the backrest 6 of the front seat 5 of the vehicle is also activated, and thus also the area of the upper half of the body of the occupant 2 on the rear seat 4 specifically heated by thermal radiation.
  • a heating power of the heating area 16 of the surface heating element 11 is specified with a value of 180 W.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems eines Fahrzeugs, bei dem an mindestens einem Interieurbauteil (7) ein Flächenheizelement (11) mit mehreren Heizbereichen angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Heizsystem Mittel zur Bestimmung der Positionierung eines sich auf einem Fahrzeugsitz (4) befindlichen Insassen (2) des Fahrzeugs aufweist und Mittel zur Bestimmung des Heizbedarfs eines sich auf einem Fahrzeugsitz (4) befindlichen Insassen (2) des Fahrzeugs sowie Mittel zur Vorgabe der Heizleistung der Heizleistung der Heizbereiche (13, 14, 15, 16) des einem Fahrzeugsitz (4) zugeordneten Flächenheizelements (11) in Abhängigkeit des zumindest anhand der Positionierung des Insassen (2) auf dem Fahrzeugsitz (4) bestimmten Heizbedarfs des Insassen (2) des Fahrzeugs.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Heizsystems eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb Heizsystems eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Beheizung des Innenraums von mit Verbrennungsmotoren betriebenen Fahrzeugen wird in der Regel die Abwärme des Verbrennungsmotors für Heizsysteme genutzt, die durch Konvektion den gesamten Innenraum des Fahrzeugs temperieren. Insbesondere bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen steht diese Möglichkeit zur Beheizung des Innenraums nicht mehr zur Verfügung, so dass hier alternative Heizungsarten und Heizsysteme zum Einsatz kommen müssen.
Für diese alternativen Heizungsarten kommen insbesondere auch Heizsysteme in Betracht, die den Innenraum des Fahrzeugs durch Strahlungswärme temperieren. Bei diesen Heizsystemen wird Wärme durch Wärmestrahlung (Infrarot-Strahlung) zielgerichtet und lokal an einer bestimmten Stelle im Fahrzeug erzeugt, d.h. eine Beheizung des gesamten Innenraums des Fahrzeugs wie im Falle der Beheizung durch Konvektion ist nicht mehr erforderlich.
Aus der DE 102021 103 399 A1 ist zur Thematik Beheizung des Innenraums von Fahrzeugen ein Verfahren zum automatisierten Einstellen einer lokal gefühlten Temperatur in einem Campingfahrzeug durch Strahlungsheizen offenbart. Bei diesem bekannten Verfahren ist eine Vielzahl von elektrischen Flächenheizungen in flächige Zubehörgegenstände an unterschiedlichen Nutzungsbereichen im Inneren des Campingfahrzeugs integriert. Die Heizleistung mindestens einer dieser elektrischen Flächenheizungen wird in Abhängigkeit des genauen Aufenthaltsorts einer sich im Inneren des Campingfahrzeugs befindlichen Person geregelt und/oder gesteuert. Als flächige Zubehörgegenstande im Inneren des Campingfahrzeugs sind insbesondere Schichtstoffe, Deckenverkleidungen oder Wandverkleidungen, Möbelstücke, Türen oder ähnliche Gegenstände vorgesehen. Aus der DE 102019 202 223 A1 eine Anordnung zur Beheizung eines Fahrzeug- Innenraums, insbesondere eines Schienenfahrzeug-Innenraums bekannt, bei der zur Beheizung des Fahrzeug-Innenraums im Innenraum Infrarotflächenheizstrahler angeordnet sind. Die Infrarotflächenheizstrahler sind als integrierte Bestandteile von Oberflächen des Innenraums ausgebildet.
In der US 11 363683 B2 werden Systeme und Verfahren zur Strahlungserwärmung durch PTC-Strahlungsfelder angegeben. Ein Strahlungsheizungssystem zum Erwärmen eines Insassen eines umschlossenen Raumes umfasst Felder zum Abstrahlen von Wärme in den umschlossenen Raum in Richtung des Insassens. Eine Spannungsversorgung liefert den Feldern elektrische Leistung. Eine Steuerung steuert die an die Felder gelieferte elektrische Leistung, basierend auf einer Temperatur im umschlossenen Raum und den Positionen der Felder im umschlossenen Raum.
Die US 2015 0 028 119 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Heizen des Innenraums eines Fahrzeugs, insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein zentrales Heizsystem und mehrere als Infrarotstrahler ausgebildete dezentrale Heizflächen aufweist, und der Fahrzeuginnenraum durch das zentrale Heizsystem und/oder die dezentralen Heizflächen entsprechend einer Heiz-Anforderungen zumindest eines Fahrzeuginsassen temperierbar ist. Erfindungsgemäß wird zum Temperieren des Innenraums mittels der dezentralen Heizflächen die Heizleistung zumindest einer dezentralen Heizfläche in Abhängigkeit von der relativen Position des Fahrzeuginsassen oder eines Körperteils des Fahrzeuginsassen zur jeweiligen dezentralen Heizfläche oder zu einer definierten Gruppe aus mehreren dezentralen Heizflächen vorgegeben oder beeinflusst.
Weitere Relevante Druckschriften sind die DE 11 2016 006238 T5, die JP 2009 178247 A, DE 11 2016 006238 T5, die DE 102013 009 516 A1 sowie die US 10 875428 B2.
Weiterhin ist aus der EP 2 578423 B1 eine Strahlenheizvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, bei der ein mit einer Klimaanlage des Fahrzeugs zusammenwirkender Strahlenheizer eine Vielzahl von Heizsektionen aufweist, die unabhängig voneinander jeweils Wärme in Bereiche des unteren Körpers eines Fahrgasts des Fahrzeugs abstrahlen. Der Erfindung liegt ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Heizsystems eines Fahrzeugs anzugeben, mit dem auf einfache Weise die Heizleistung für einen Insassen des Fahrzeugs komfortabel und individuell einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zum Betrieb eines Heizsystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.
Beim erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Heizsystems wird der Innenraum des Fahrzeugs gezielt durch Wärmestrahlung mit mindestens einem Flächenheizelement beheizt, das an einem Interieurbauteil des Fahrzeugs angeordnet ist und das mehrere Heizbereiche aufweist. Insbesondere ist mindestens ein Flächenheizelement einem Fahrzeugsitz zugeordnet und vorzugsweise in der Nähe dieses Fahrzeugsitzes angeordnet, so dass die Umgebung dieses Fahrzeugsitzes in einem bestimmten Bereich um den Fahrzeugsitz herum mit mindestens einem Flächenheizelement mit mehreren Heizbereichen gezielt erwärmt beziehungsweise temperiert werden kann.
Hierbei können beliebige Flächen eines Interieurbauteils des Fahrzeugs als Aufnahmefläche für ein Flächenheizelement mit mehreren Heizbereichen vorgesehen sein. Vorzugsweise sind diese Aufnahmeflächen für ein Flächenheizelement mit mehreren Heizbereichen in Richtung eines jeweiligen Insassen des Fahrzeugs ausgerichtet. Beispielsweise können für die Insassen im Fond eines Fahrzeugs Flächenheizelemente mit mehreren Heizbereichen im Lehnenteil (Sitzrücken) eines Vordersitzes des Fahrzeugs vorgesehen sein und/oder es können Flächenheizelemente mit mehreren Heizbereichen an einer Türverkleidung einer Seitentüre des Fahrzeugs vorgesehen sein und/oder es können Flächenheizelemente mit mehreren Heizbereichen in einem Fußraum des Fahrzeugs vorgesehen sein und/oder es können Flächenheizelemente mit mehreren Heizbereichen an der Instrumententafel des Fahrzeugs vorgesehen sein und/oder es können Flächenheizelemente mit mehreren Heizbereichen an der Mittelkonsole des Fahrzeugs vorgesehen sein und/oder es können Flächenheizelemente mit mehreren Heizbereichen am Dachhimmel des Fahrzeugs vorgesehen sein.
Weiterhin wird für einen sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs ermittelt, welche Positionierung dieser Insasse aktuell auf dem Fahrzeugsitz einnimmt, insbesondere relativ zur Strahlungsfläche der Heizbereiche des mindestens einen diesem Fahrzeugsitz zugeordneten Flächenheizelements. Hierdurch wird eine wesentliche Einflussgröße auf den individuellen aktuellen Heizbedarf eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz bei der Vorgabe der Heizleistung des jeweiligen Flächenheizelements berücksichtigt.
Hierzu wird die Sitzposition und/oder die Körperhaltung und/oder die Position bestimmter Gliedmaßen des sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs ermittelt und bei der Vorgabe der Heizleistung des jeweiligen Flächenheizelements und dessen Heizbereichen berücksichtigt. Beispielsweise wird ermittelt, ob dieser Insasse auf dem Fahrzeugsitz eher breitbeinig sitzt oder eher mit aneinandergelegten Beinen auf dem Fahrzeugsitz sitzt oder ob der Insasse beispielsweise auf dem Fahrzeugsitz seine Arme verschränkt hat oder nicht verschränkt hat oder ob der Insasse beispielsweise eher aufrecht auf dem Fahrzeugsitz sitzt oder eine eher liegende Haltung auf dem Fahrzeugsitz einnimmt etc.
Weiterhin werden auch die körperlichen Eigenschaften beziehungsweise personenbezogene Parameter des sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs ermittelt und bei der Vorgabe der Heizleistung des jeweiligen Flächenheizelements und dessen Heizbereichen berücksichtigt. Derartige körperlichen Eigenschaften des sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs können gegebenenfalls ebenfalls relevante Einflussgrößen auf den individuellen aktuellen Heizbedarf eines Insassen auf dem Fahrzeugsitz darstellen. Insbesondere kann hierbei die Körpergröße des sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs und/oder der Bekleidungszustand des sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs ermittelt und bei der Vorgabe der Heizleistung des jeweiligen Flächenheizelements und dessen Heizbereichen berücksichtigt werden.
Dadurch wird beispielsweise unter anderem vermieden, dass es einem aufgrund seiner Körpergröße nah an Flächenheizelementen und dessen Heizbereichen sitzenden großen Insassen des Fahrzeugs aufgrund der dann starken Beheizung durch die Heizbereiche der Flächenheizelemente zu warm ist und einem aufgrund seiner eher geringen Körpergröße weiter entfernt zu den Flächenheizelementen und dessen Heizbereichen sitzenden kleinen Insassen des Fahrzeugs aufgrund der dann schwachen Beheizung durch die Heizbereiche der Flächenheizelemente zu kalt ist.
Bei der Berücksichtigung des Bekleidungszustands des sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass der individuelle aktuelle Heizbedarf im Beinbereich bei einem Insassen des Fahrzeugs mit kurzen Hosen geringer ist als bei einem Insassen des Fahrzeugs mit langen Hosen oder dass der individuelle aktuelle Heizbedarf bei einem Insassen des Fahrzeugs mit Jacke größer ist als bei einem Insassen des Fahrzeugs ohne Jacke.
Zur Ermittlung der Positionierung des Insassen des Fahrzeugs auf dem Fahrzeugsitz und zur Ermittlung der körperlichen Eigenschaften des Insassen des Fahrzeugs, ist eine als kapazitive Sensoreinheit und/oder eine als optische Sensoreinheit und/oder eine als Lidarsensoreinheit und/oder eine als Ultraschallsensoreinheit und/oder eine als Sitzbelegungssensoreinheit ausgebildete Sensoreinheit vorgesehen, wobei eine Sensoreinheit und insbesondere eine kapazitive Sensoreinheit an einem Flächenheizelement oder am ein Flächenheizelement aufnehmenden Interieurbauteil des Fahrzeugs angeordnet sein kann.
Bei der Vorgabe der Heizleistung eines Flächenheizelements und insbesondere der einzelnen Heizbereiche des Flächenheizelements, wird durch Berücksichtigung der aktuellen Positionierung des sich auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs und vorzugsweise auch durch Berücksichtigung der körperlichen Eigenschaften des sich auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs demnach auch die konkrete individuelle Situation des Insassen des Fahrzeugs auf dem Fahrzeugsitz mit einbezogen. Insbesondere werden die einzelnen Heizbereiche eines Flächenheizelements in Abhängigkeit der vorliegenden aktuellen Situation des Insassen des Fahrzeugs auf dem Fahrzeugsitz unterschiedlich angesteuert und damit aktiviert oder nicht aktiviert, d.h. bleiben ausgeschaltet, oder in ihrer Heizleistung je nach Situation individuell eingestellt.
Die Heizleistung des mindestens einen Flächenheizelements wird durch ein Steuergerät des Fahrzeugs vorgegeben, durch das die Spannung und die Stromstärke des jeweiligen Flächenheizelements und insbesondere auch der einzelnen Heizbereiche eines Flächenheizelements entsprechend des ermittelten Heizbedarfs des jeweiligen sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs zumindest unter Berücksichtigung dessen Positionierung auf dem Fahrzeugsitz geregelt und/oder gesteuert.
Zur Bestimmung des Heizbedarfs eines sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs ist eine optische Sensoreinheit und/oder eine kapazitive Sensoreinheit und/oder eine thermische Sensoreinheit vorgesehen. Mittels einer Wärmebildkamera als thermischer Sensoreinheit zur Bestimmung des Heizbedarfs des sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs kann die Oberflächentemperatur von mindestens einem angestrahlten Körperteil dieses Insassen erfasst werden. Anhand der jeweiligen Oberflächentemperatur der Körperteile des Insassen des Fahrzeugs kann dann auf den Heizbedarf für das jeweilige Körperteil des Insassen des Fahrzeugs geschlossen werden und die Heizleistung der Heizbereiche mindestens eines diesem Fahrzeugsitz zugeordneten Flächenheizelements unter Berücksichtigung der Positionierung des Insassen des Fahrzeugs auf dem Fahrzeugsitz und gegebenenfalls unter Berücksichtigung der körperlichen Eigenschaften des Insassen des Fahrzeugs, wie dessen Körpergröße oder Bekleidungszustand, entsprechend gesteuert beziehungsweise geregelt werden.
Mittels einer alternativ zur thermischen Sensoreinheit oder zusätzlich zur thermischen Sensoreinheit vorgesehenen optischen Kamera als optischer Bilderfassungseinheit einer optischen Sensoreinheit zur Bestimmung des Heizbedarfs des sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs, wird der Abstand zwischen mindestens einem Körperteil dieses Insassen und dem mindesten einen diesem Fahrzeugsitz zugeordneten Flächenheizelement beziehungsweise der Heizbereiche des Flächenheizelements erfasst und hieraus der Heizbedarf dieses Insassen abgeleitet und insbesondere auch der Heizbedarf von unterschiedlichen Körperteilen dieses Insassen abgeleitet. Insbesondere kann hiermit auch berücksichtigt werden, dass die vom Insassen des Fahrzeugs aufgenommene Wärmeenergie vom Abstand zur Strahlungsquelle und damit vom Abstand zu einem diesem Fahrzeugsitz zugeordneten Flächenheizelement beziehungsweise zu den Heizbereichen des Flächenheizelements abhängt. Auch kann hierbei wie bei der direkten Bestimmung der Oberflächentemperatur von angestrahlten Körperteilen eines sich auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs berücksichtigt werden, dass unterschiedliche Körperteile eines Insassen des Fahrzeugs gegebenenfalls einen unterschiedlichen Heizbedarf aufweisen, beispielsweise kann zwischen dem Kopfbereich und dem Fußbereich eines Insassen des Fahrzeugs ein deutlich unterschiedlicher Heizbedarf bestehen. Die Heizleistung der Heizbereiche mindestens eines diesem Fahrzeugsitz zugeordneten Flächenheizelements wird abhängig hiervon und unter Berücksichtigung der Positionierung des Insassen des Fahrzeugs auf dem Fahrzeugsitz und gegebenenfalls unter Berücksichtigung der körperlichen Eigenschaften des Insassen des Fahrzeugs wie dessen Körpergröße oder Bekleidungszustand, entsprechend gesteuert beziehungsweise geregelt. Zur Erfassung des Abstands zwischen dem mindestens einem Körperteil des Insassen des Fahrzeugs und dem mindestens einen Flächenheizelement beziehungsweise zu den Heizbereichen des Flächenheizelements ist vorzugsweise eine kapazitive Sensoreinheit vorgesehen. Diese kapazitive Sensoreinheit kann in einem Flächenheizelement angeordnet sein, d.h. im Flächenheizelement integriert sein und hierzu beispielsweise als kapazitiver Kreislauf im Flächenheizelement ausgebildet sein, oder auf einem Flächenheizelement angeordnet sein oder im Bereich zwischen einem Flächenheizelement und einem Fahrzeugsitz angeordnet sein oder in einem Fahrzeugsitz integriert sein oder auf einem Fahrzeugsitz angeordnet sein.
Alternativ können auch andere Messverfahren nutzende Sensoreinheiten zur Erfassung des Abstands zwischen dem mindestens einem Körperteil des Insassen und dem mindestens einen Flächenheizelement beziehungsweise zu den Heizbereichen des Flächenheizelements vorgesehen sein, insbesondere auch eine Kombination unterschiedlicher derartiger Sensoreinheiten.
Die im Fahrzeug vorgesehenen Flächenheizelemente des Heizsystems des Fahrzeugs und deren Heizbereiche können Bestandteil eines gemeinsamen Heizkreislaufs des Heizsystems sein oder zumindest teilweise in jeweils separaten und damit voneinander getrennten Heizkreisläufen des Heizsystems eingebunden sein.
Somit lassen sich auch auf einfache Weise die unterschiedlichen Flächenheizelemente des Heizsystems des Fahrzeugs und insbesondere auch die einzelnen Heizbereiche der jeweiligen Flächenheizelemente des Heizsystems des Fahrzeugs individuell je nach aktuellem Heizbedarf eines sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs ansteuern.
Insbesondere kann hierdurch auch festgelegt werden, dass nur jene Flächenheizelemente des Heizsystems des Fahrzeugs und insbesondere auch nur diejenigen Heizbereiche der Flächenheizelemente aktiviert werden können, die auch einen sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs und dessen Körperteile beziehungsweise Gliedmaßen mit Strahlung erreichen können und damit zum thermischen Komfort für einen sich auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen des Fahrzeugs beitragen können. Da die nicht benötigten Flächenheizelemente und deren Heizbereiche inaktiv sind beziehungsweise deaktiviert bleiben, kann durch die hieraus resultierende Energieeinsparung auch die Effizienz des Heizsystems des Fahrzeugs insgesamt gesteigert werden. Vorteilhafterweise kann mit der vorgestellten Erfindung durch Berücksichtigung unterschiedlicher Einflussgrößen auf den aktuellen Heizbedarf eines Insassen des Fahrzeugs und der hieraus vorgegebenen Heizleistung der einzelnen Heizbereiche von Flächenheizelementen, ein hoher thermischer Komfort für die Insassen des Fahrzeugs realisiert werden und damit eine angenehm temperierte Umgebung für die Insassen des Fahrzeugs geschaffen werden.
Da der Aktivierungszustand und auch die Heizleistung der einzelnen Heizbereiche der Flächenheizelemente individuell für die Insassen des Fahrzeugs und adäquat für den jeweiligen Anwendungsfall beziehungsweise die aktuellen Randbedingungen im Innenraum des Fahrzeugs vorgegeben wird, kann der Innenraum eines Fahrzeugs sehr effizient und energiesparend vorzugsweise punktuell beheizt werden, was insbesondere auch bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen für dessen Reichweite von hoher Relevanz ist.
Durch die Berücksichtigung wesentlicher individueller und charakteristischer Einflussgrößen auf den aktuellen Heizbedarf eines Insassen des Fahrzeugs und der hieraus abgeleiteten Vorgabe der Heizleistung einzelner Heizbereiche, kann die Heizleistung des Flächenheizelements insgesamt in vielen Anwendungsfällen reduziert werden, was zur weiteren Effizienzsteigerung des Heizsystems beiträgt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung mit den Figuren.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den beiden Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Dabei zeigt:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung des Innenraums eines Fahrzeugs mit einem Insassen des Fahrzeugs in einer bestimmten Sitzposition auf einem Fondsitz des Fahrzeugs und
Fig. 2 Eine weitere schematische Darstellung des Innenraums eines Fahrzeugs mit einem Insassen des Fahrzeugs in einer anderen Sitzposition auf einem Fondsitz des Fahrzeugs.
Die Figur 1 und die Figur 2 zeigen jeweils eine Prinzipdarstellung eines Teilbereichs des Innenraums 1 eines Fahrzeugs mit einem sich im Fondbereich 3 des Fahrzeugs auf einem Fondsitz 4 des Fahrzeugs befindlichen Insassen 2.
Die dargestellten Insassen 2 sitzen in der Figuren 1 und in der Figur 2 in einer unterschiedlichen Sitzposition auf dem Fondsitz 4 des Fahrzeugs.
Der in der Figur 1 dargestellte Insasse 2 sitzt breitbeinig auf dem Fondsitz 4 des Fahrzeugs, so dass sich auch die Beine 5 des Insassen 2 relativ weit voneinander entfernt in einem recht großen Abstand 17 und eher im Außenbereich 8 des Vordersitzes 7 des Fahrzeugs befinden.
Der in der Figur 2 dargestellte Insasse 2 sitzt engbeinig auf dem Fondsitz 4 des Fahrzeugs, so dass sich auch die Beine 5 des Insassen 2 relativ eng beieinander in einem geringen Abstand 18 und eher im Mittenbereich 9 des Vordersitzes 7 des Fahrzeugs befinden.
An bestimmten Positionen im Innenraum 1 des Fahrzeugs sind an Interieurbauteilen des Fahrzeugs benachbart zu den Fahrzeugsitzen 4, 7 des Fahrzeugs Flächenheizelemente 11 mit mehreren Heizbereichen 13, 14, 15, 16 angeordnet, deren Strahlungsflächen vorzugsweise auf den jeweiligen Fahrzeugsitz 4, 7 des Fahrzeugs hin ausgerichtet sind. Insbesondere zur individuellen Erwärmung bestimmter Bereiche 10 für einen sich auf dem Fondsitz 4 des Fahrzeugs befindlichen Insassen 2, ist auf der Rückenlehne 6 des Vordersitzes 7 des Fahrzeugs ein Flächenheizelement 11 mit mehreren Heizbereichen 13, 14, 15, 16 vorgesehen, das beispielsweise im Lehnenspannteil 12 in der Rückenlehne 6 des Vordersitzes 5 des Fahrzeugs integriert ist. Zur individuellen Vorgabe der Heizleistung für den Insassen 2 auf einem Fondsitz 4 des Fahrzeugs, beispielsweise durch ein Steuergerät des Fahrzeugs, wird die Positionierung des Insassen 2 auf dem Fondsitz 4 und insbesondere auch die Sitzposition des Insassen 2 auf dem Fondsitz 4 bestimmt, beispielsweise unter anderem die Position der Beine 5 des Insassen 2 bezüglich des Vordersitzes 7 des Fahrzeugs. Diese Bestimmung der Sitzposition des Insassen 2 auf dem Fondsitz 4 kann beispielsweise durch eine optische Kamera erfolgen, die beispielsweise im Bereich des Fahrzeugdachs angeordnet ist, beispielsweise im Dachhimmel des Fahrzeugs integriert ist, oder die im Bereich der Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet ist.
Gemäß Figur 1 ist der Abstand 17 der beiden Beine 5 des Insassen 2 auf dem Fondsitz 4 in dessen breitbeiniger Sitzposition recht groß, so das zur Erwärmung des Beinbereichs des Insassen 2 beim Flächenheizelement 11 nur die beiden äußeren Heizbereiche 13, 15 im Bereich der Beine 5 des Insassen 2 aktiviert werden, beispielsweise mit einer Heizleistung der beiden Heizbereiche 13, 15 des Flächenheizelements 11 von jeweils 200 W. Die beiden anderen Heizbereiche 14, 16 des Flächenheizelements 11 werden nicht aktiviert, so dass auch nur die zur Erwärmung der Beine 5 des Insassen 2 beitragenden Heizbereiche 13, 15 des Flächenheizelements 11 Energie benötigen.
Gemäß Figur 2 ist der Abstand 18 der beiden Beine 5 des Insassen 2 auf dem Fondsitz 4 in dessen engbeiniger Sitzposition recht gering, so das zur Erwärmung des Beinbereichs des Insassen 2 beim Flächenheizelement 11 nur der mittlere Heizbereich 14 im Bereich der Beine 5 des Insassen 2 aktiviert wird, beispielsweise mit einer Heizleistung des Heizbereichs 14 des Flächenheizelements 11 von 250 W. Die beiden äußeren Heizbereiche 13, 15 des Flächenheizelements 11 werden nicht aktiviert, so dass auch nur der zur Erwärmung der Beine 5 des Insassen 2 beitragende Heizbereich 14 des Flächenheizelements 11 Energie benötigt.
Zusätzlich wird in der Darstellung der Figur 2 auch noch der sich im oberen Teil des Lehnenspannteils 12 in der Rückenlehne 6 des Vordersitzes 5 des Fahrzeugs befindliche Heizbereich 16 des Flächenheizelements 11 aktiviert, und damit auch der Bereich der oberen Körperhälfte des Insassen 2 auf dem Fondsitz 4 durch Wärmstrahlung gezielt erwärmt. Hierzu wird beispielsweise eine Heizleistung des Heizbereichs 16 des Flächenheizelements 11 mit einem Wert von 180 W vorgegeben.

Claims

Patentansprüche Verfahren für den Betrieb eines Heizsystems eines Fahrzeugs, mit mindestens einem an einem Interieurbauteil (7) des Fahrzeugs angeordneten und einem einem Fahrzeugsitz (4) zugeordneten Flächenheizelement (11) mit mehreren Heizbereichen (13, 14, 15, 16), wobei das Verfahren umfasst, eine Bestimmung einer Sitzposition und/oder einer Körperhaltung und/oder der Position der Gliedmaßen des sich auf einem Fahrzeugsitz (4) befindlichen Insassen (2) des Fahrzeugs mittels einer als kapazitive Sensoreinheit und/oder als optische Sensoreinheit und/oder als Lidarsensoreinheit und/oder als Ultraschallsensoreinheit und/oder als Sitzbelegungssensoreinheit ausgebildeten Sensoreinheit, die Bestimmung des Heizbedarfs des sich auf einem Fahrzeugsitz (4) befindlichen Insassen (2) des Fahrzeugs mittels einer weiteren optischen Sensoreinheit und/oder eine kapazitiven Sensoreinheit und/oder eine thermischen Sensoreinheit und die Vorgabe der Heizleistung der Heizbereiche (13, 14, 15, 16) des dem Fahrzeugsitz (4) zugeordneten Flächenheizelements (11) in Abhängigkeit des zumindest anhand der Positionierung des Insassen (2) auf dem Fahrzeugsitz (4) bestimmten Heizbedarfs des Insassen (2) des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Bestimmung von körperlichen Eigenschaften des sich auf einem Fahrzeugsitz (4) befindlichen Insassen (2) des Fahrzeugs umfasst ist und dass eine Vorgabe der Heizleistung der Heizbereiche (13, 14, 15, 16) des einem Fahrzeugsitz
(4) zugeordneten Flächenheizelements (11) in Abhängigkeit des anhand der Positionierung des Insassen (2) auf dem Fahrzeugsitz (4) und der körperlichen Eigenschaften des Insassen (2) bestimmten Heizbedarfs umfasst ist und wobei ferner die Bestimmung des Abstands (8, 9) zwischen mindestens einem Körperteil
(5) des Insassen (2) des Fahrzeugs und dem Flächenheizelement (11) durch die optische Sensoreinheit und/oder die kapazitive Sensoreinheit zur vorgesehen ist. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Sensoreinheit zur Erfassung der Oberflächentemperatur von mindestens einem Körperteil (5) des sich auf einem Fahrzeugsitz (4) befindlichen Insassen (2) des Fahrzeugs vorgesehen ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät des Fahrzeugs zur Vorgabe der Heizleistung der Heizbereiche (13, 14, 15, 16) des mindestens einen Flächenheizelements (11) vorgesehen ist. Verfahrennach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Flächenheizelement (11) mit mehreren Heizbereichen (13, 14,
15, 16) an einer Rückenlehne (6) eines Vordersitzes (7) des Fahrzeugs und/oder an einer Türverkleidung einer Seitentüre des Fahrzeugs und/oder in einem Fußraum des Fahrzeugs und/oder an der Instrumententafel des Fahrzeugs und/oder an der Mittelkonsole des Fahrzeugs und/oder am Dachhimmel des Fahrzeugs angeordnet ist.
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