WO2023117763A1 - Fahrzeug zur personenbeförderung mit einer klimaanlage - Google Patents

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WO2023117763A1
WO2023117763A1 PCT/EP2022/086370 EP2022086370W WO2023117763A1 WO 2023117763 A1 WO2023117763 A1 WO 2023117763A1 EP 2022086370 W EP2022086370 W EP 2022086370W WO 2023117763 A1 WO2023117763 A1 WO 2023117763A1
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WO
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vehicle
air conditioning
passenger compartment
air
window panes
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PCT/EP2022/086370
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French (fr)
Inventor
Martin Ahlborn
Martin HALFMANN
Michael SCHMÄCKE
Stefan Zebunke
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Publication date
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    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
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    • B61D27/0018—Air-conditioning means, i.e. combining at least two of the following ways of treating or supplying air, namely heating, cooling or ventilating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
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    • B60H1/00371—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles carrying large numbers of passengers, e.g. buses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H1/00742—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models by detection of the vehicle occupants' presence; by detection of conditions relating to the body of occupants, e.g. using radiant heat detectors
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    • B60H1/0075—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being solar radiation

Definitions

  • the invention relates to a vehicle for passenger transport according to the preamble of claim 1 and to a method for controlling an air conditioning system of such a vehicle.
  • a vehicle for passenger transport with an air conditioning system, which is controlled by means of an air conditioning system control, which is connected to at least one temperature sensor for a passenger compartment of the vehicle, and an air conditioning unit and a plurality of air ducts for charging the passenger compartment with conditioned air provided by the air conditioning unit Supply air and for discharging air from the passenger compartment includes, wherein the air conditioning control for regulating a temperature of the passenger compartment controls the air conditioner in such a way that it supplies a temperature-controlled supply air for setting a predetermined target temperature of the passenger compartment.
  • the regulation of a target temperature for the passenger compartment of a vehicle for passenger transport, in particular a rail vehicle, is therefore based on a corresponding control of the air conditioning system. Its operation is adjusted in such a way that, for example, if the temperature falls below a desired target temperature, the temperature of the supply air supplied by the air conditioner is increased, for example by switching on a heating register. If the target temperature is exceeded, the operation of the air conditioner is adjusted in such a way that the supply air conveyed into the passenger compartment z. B. has such a low temperature by cooling that the desired target temperature is reached.
  • the temperature control for the passenger compartment is based exclusively on influencing the operation of the air conditioning unit.
  • the lowest possible energy consumption is desirable, particularly when vehicles for passenger transport are operated without overhead lines. This also applies in particular to the air conditioning in the passenger compartment.
  • the invention is based on the object of further developing a vehicle of the type mentioned at the outset in such a way that the air conditioning system used there consumes less energy, and of specifying a method for controlling the air conditioning system of such a vehicle.
  • the vehicle of the type mentioned at the outset is characterized in that the vehicle for passenger transport is equipped with a plurality of window panes that can be darkened, the degree of darkening of which can be adjusted electrically, and the air conditioning control system is designed in such a way that it is used to set the predetermined target temperature of the passenger compartment Controls the degree of darkening of the window panes. It can be either the darkening of visible light or non-visible solar radiation. Shading over the entire radiation range of the solar radiation is more effective in terms of reducing the heat input into the vehicle.
  • the vehicle for passenger transport is preferably a rail vehicle for passenger transport.
  • An essential aspect of the invention is therefore to equip the vehicle for passenger transport with vehicle windows that can be darkened and to control the degree of darkening for to include these darkenable vehicle windows in an air conditioning system control.
  • the cooling capacity of the air conditioning unit required to cool down the air in the passenger compartment is reduced.
  • the basis for this is that the entry of heat into the air in the passenger compartment due to solar radiation is effectively reduced by suitably setting the degree of darkening of the dimmable window panes.
  • Window panes that can be darkened/dimmed are known in the prior art and are already used, for example, in the field of building technology. Common terms for this are "smart glass” or “intelligent glass”. Various technologies are used here, such as foiling or coating conventional window panes. The degree of darkening of such foiled or coated window panes is set electrically by applying a voltage to electrochromic glass.
  • the air conditioning control system is designed in such a way that it prioritizes the degree of darkening for the window panes in order to set the target temperature of the passenger compartment.
  • the degree of darkening is first increased by electrically actuating the window panes in order to set the desired setpoint temperature. If this is not sufficient to achieve the desired temperature, the air conditioning unit is then also activated in such a way that the desired temperature for the passenger compartment can be reached via the temperature of the supply air set there.
  • the degree of darkening of the window panes is not set to a maximum, but in such a way that an optimum results in the sense that there is no minimum transmission of the window panes for visible light is undercut in order to enable perception of the environment, and a reasonable energy consumption of the air conditioning system is accepted.
  • the air conditioning system control can be connected to an outside temperature sensor and/or at least one environment sensor arrangement. Measured values supplied by the outside temperature sensor are then included in the control of the degree of darkening of the window panes and also the temperature of the supply air which is supplied by the air conditioning unit.
  • the majority of the window panes can be designed so that they can be darkened electrically only in their upper area, relative to the vehicle. A darkening only, for example, in an upper half or an upper third of the window panes already has a significant effect on reducing the heat input into the passenger compartment.
  • a remaining area of the window panes can then be designed to be particularly permeable to mobile radio waves, for example.
  • the air conditioning control is connected to a door control of the vehicle and is designed in such a way that it opens times of vehicle doors for setting the predetermined target temperature of the passenger compartment and an associated air and heat exchange between the passenger compartment and a Environment of the vehicle taken into account.
  • the air conditioning control is a central control that is used to control the Ab degree of darkness of all window panes of the vehicle is set .
  • the air conditioning control is connected to at least two environmental sensor arrangements that are set up to determine the light intensity on at least two longitudinal sides of the vehicle and the air conditioning control is set up to determine the degree of darkening of all window panes on a first longitudinal side of the vehicle to control independently of the window panes of a second longitudinal side of the vehicle depending on the light intensity detected in each case.
  • the air conditioning control is designed in such a way that the window panes on the sunny side can be darkened, whereas the windows on the shady side cannot be darkened. This can also take place automatically when the directions of travel change.
  • the plurality of window panes that can be darkened comprise at least one side window of the passenger compartment and/or comprise at least one door window of the passenger compartment. This means that the window on one side of the vehicle can be essentially completely darkened and both an entry area and the rest of the passenger compartment can be darkened.
  • the air conditioning control is connected to a position determination system and the degree of darkening of the window panes of the vehicle can be controlled using a determined position.
  • the positioning system can be, for example. be a satellite-based positioning system.
  • the degree of darkening of the window panes of the vehicle can be e.g. be controlled when driving through a tunnel or when entering a train station.
  • the air conditioning control is set up to control the degree of darkening of the window panes of the vehicle in such a way that it allows darkening before and/or after passenger operation.
  • a blackout function when the vehicle is parked or a blackout function when the vehicle is equipped e.g. be implemented in the air conditioning control to cool down the interior before passenger operation.
  • Figure 2 is a qualitative, graphical representation of temporal temperature profiles in the passenger compartment
  • FIG. 3 shows a schematic side view of a window pane that can be darkened.
  • a superordinate control unit 1 is provided in a carriage of a multi-part rail vehicle, which controls a large number of functions of the vehicle.
  • the control unit 1 includes a vehicle controller 2 , an air conditioning controller 3 and a door controller 4 .
  • the air conditioning controller 3 controls an air conditioning system 5 which is provided to convey conditioned supply air into a passenger compartment of the car with the aid of an air conditioning unit which is designed both for cooling and for heating fresh air drawn in from the surroundings of the vehicle. For suitable conditioning of the supply air, so that the air in the passenger compartment maintains specified target values for temperature, carbon dioxide content, humidity, .
  • the interior sensor arrangement 6 also includes a sensor system for detecting the degree to which the passenger compartment is occupied by passengers.
  • the air conditioning system 5 receives from an environment sensor arrangement 7 current measured values for solar radiation to which the car is exposed, an outside temperature of the environment, etc. .
  • the control unit 1 also includes a window controller 8 for setting a degree of darkening for a plurality of window panes 9.1, 9.2, .
  • Each of the provided window panes 9.1, 9.2, ..., 9.n is equipped with an associated electrical connection 10.1, 10.2, ..., 10.n, via which a voltage supplied by the window control 8 for setting a desired degree of darkening of the window panes 9.1, 9.2, ... 9.n is applied to a coating or foiling of the window panes 9.1, 9.2, ... 9.n.
  • the control unit 1 also uses the door controller 4 to control the opening and closing processes for the doors 11 provided in the vehicle.
  • a target value T s for the temperature in the passenger compartment is stored in the air conditioning control 3 and deviations between this target value and the temperature values for the passenger compartment currently measured by the sensor arrangement 6 are determined.
  • a current actual temperature exceeds the target value T s for the temperature in the passenger compartment, as far as a current setting of the degree of darkening of the window panes allows this, first and prioritize the degree of darkening of the window panes 9.1, 9.2, ... , 9.n, increased or its maximum value adjusted.
  • the air conditioning control 3 also takes into account opening times for the doors 11, because open doors allow both a thermal interaction between the air in the passenger compartment and the ambient air and the introduction of heat into the passenger compartment through solar radiation.
  • FIG. 2 shows the temperature profile over time in the passenger compartment of the vehicle, with a first curve K1 showing the temperature profile without influencing the degree of darkening of the window panes 9.1, 9.2, . . . 9.n.
  • a second curve K2 in FIG. 2 shows the temperature curve on the same time scale with window panes 9.1, 9.2, . . . , 9.n darkened to the maximum.
  • the time courses each cover several days, with a distinct temperature maximum being ascertainable for each day.
  • the setpoint temperature T s for the passenger compartment is shown in FIG.
  • FIG. 3 illustrates that the window panes 9.1, 9.2, . . . , 9.n do not have to be able to be darkened over their entire area. Rather, the window pane 9.1 shown here as an example in FIG. 3 can only be darkened in its upper half 12, while a lower region 13 of the window panes 9.1 can be optimized, for example, for the transmission of mobile phone waves.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug zur Personenbeförderung, mit einer Klimaanlage (5), die ein Klimagerät, die mittels einer Klimaanlagensteuerung (3), die mit wenigstens einem Temperatursensor für einen Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs verbunden ist, gesteuert ist und ein Klimagerät sowie eine Mehrzahl Luftkanäle zum Beaufschlagen des Fahrgastinnenraums mit von dem Klimagerät bereitgestellter, konditionierter Zuluft und zum Abführen von Luft aus dem Fahrgastinnenraum umfasst, wobei die Klimaanlagensteuerung (3) zum Regeln einer Temperatur des Fahrgastinnenraums das Klimagerät derart steuert, dass es eine zum Einstellen einer vorbestimmten Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums temperierte Zuluft liefert, wobei das Fahrzeug zur Personenbeförderung mit einer Mehrzahl abdunkelbarer Fensterscheiben (9.1, 9.2, …, 9.n) ausgestattet ist, deren Abdunklungsgrad elektrisch einstellbar ist, und die Klimaanlagensteuerung (3) derart ausgebildet ist, dass sie zum Einstellen der vorbestimmten Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums einen Abdunklungsgrad der Fensterscheiben (9.1, 9.2, …, 9.n) steuert.

Description

Beschreibung
Fahrzeug zur Personenbeförderung mit einer Klimaanlage
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug zur Personenbeförderung nach dem Oberbegri f f des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zum Steuern einer Klimaanlage eines solchen Fahrzeugs .
Danach ist ein Fahrzeug zur Personenbeförderung bekannt , mit einer Klimaanlage , die mittels einer Klimaanlagensteuerung, die mit wenigstens einem Temperatursensor für einen Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs verbunden ist , gesteuert ist und ein Klimagerät sowie eine Mehrzahl Luftkanäle zum Beaufschlagen des Fahrgastinnenraums mit von dem Klimagerät bereitgestellter, konditionierter Zuluft und zum Abführen von Luft aus dem Fahrgastinnenraum umfasst , wobei die Klimaanlagensteuerung zum Regeln einer Temperatur des Fahrgastinnenraums das Klimagerät derart steuert , dass es eine zum Einstellen einer vorbestimmten Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums temperierte Zuluft liefert .
Das Einregeln einer Soll-Temperatur für den Fahrgastinnenraum eines Fahrzeugs zur Personenbeförderung, insbesondere eines Schienenfahrzeugs , beruht somit auf einer entsprechenden Steuerung der Klimaanlage . Deren Betrieb wird derart eingestellt , dass beispielsweise bei Unterschreiten einer gewünschten Soll-Temperatur eine Temperatur der von dem Klimagerät gelieferten Zuluft erhöht wird, beispielsweise durch Zuschalten eines Hei zregisters . Bei Überschreiten der Soll- Temperatur wird der Betrieb des Klimageräts derart angepasst , dass die in den Fahrgastinnenraum geförderte Zuluft z . B . durch Kühlen eine derart tiefe Temperatur aufweist , dass die gewünschte Soll-Temperatur erreicht wird .
Insgesamt beruht die Temperaturregelung für den Fahrgastinnenraum ausschließlich auf einer Einflussnahme auf den Betrieb des Klimagerätes . Insbesondere im oberleitungslosen Betrieb von Fahrzeugen zur Personenbeförderung ist ein möglichst geringer Energieverbrauch wünschenswert . Dies gilt insbesondere auch für die Klimatisierung des Fahrgastinnenraums .
Aus dem (Elektro ) -PKW-Bereich vorbekannte Klimaanlagen und Verfahren zu deren Steuerung, wie bspw . aus dem Dokument US 2021 / 0061053 Al bekannt sind, sind auf Fahrzeuge zur Personenbeförderung, wie Schienenfahrzeuge , aufgrund deren wesentlich komplexeren Aufbaus der Klimaanlage und der Fahrzeuggröße nicht vergleichbar .
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , ein Fahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die dort eingesetzte Klimaanlage weniger Energie verbraucht , sowie ein Verfahren zum Steuern der Klimaanlage eines solchen Fahrzeugs anzugeben .
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Danach zeichnet sich das Fahrzeug der eingangs genannten Art dadurch aus , dass das Fahrzeug zur Personenbeförderung mit einer Mehrzahl abdunkelbarer Fensterscheiben ausgestattet ist , deren Abdunklungsgrad elektrisch einstellbar ist , und die Klimaanlagensteuerung derart ausgebildet ist , dass sie zum Einstellen der vorbestimmten Soll- Temperatur des Fahrgastinnenraums einen Abdunklungsgrad der Fensterscheiben steuert . Es kann sich sowohl um die Abdunklung von sichtbarem Licht als auch um nicht sichtbare Sonneneinstrahlung handeln kann . Dabei ist eine Beschattung über den gesamten Strahlungsbereich der Sonneneinstrahlung ef fektiver in Bezug auf die Reduzierung des Wärmeeintrags ins Fahrzeug .
Bei dem Fahrzeug zu Personenbeförderung handelt es sich vorzugsweise um ein Schienenfahrzeug zur Personenbeförderung .
Wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung ist somit , das Fahrzeug zur Personenbeförderung mit abdunkelbaren Fahrzeugscheiben aus zustatten und die Steuerung des Abdunklungsgrades für diese abdunkelbaren Fahrzeugscheiben in eine Klimaanlagensteuerung einzubeziehen . Dies bedeutet beispielsweise , dass bei sehr starker Sonneneinstrahlung, die eine Erhöhung der Temperatur im Fahrgastinnenraum mit sich bringt , gezielt der Abdunklungsgrad der Fahrzeugscheiben erhöht wird . Dies hat zur Folge , dass die zum Herunterkühlen der Luft im Fahrgastinnenraum erforderliche Kälteleistung des Klimagerätes reduziert wird . Grundlage dafür ist es , dass ein Eintrag von Wärme in die Luft im Fahrgastinnenraum aufgrund der Sonneneinstrahlung durch geeignetes Einstellen des Abdunklungsgrades der dimmbaren Fensterscheiben wirksam vermindert wird .
Abdunkelbare/dimmbare Fensterscheiben sind im Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise bereits im Bereich der Gebäudetechnik eingesetzt . Gebräuchliche Begri f f dafür sind „Smart Glass" oder auch „intelligentes Glas" . Dabei kommen verschiedene Technologien zum Einsatz , wie eine Folierung oder Beschichtung von herkömmlichen Fensterscheiben . Die Einstellung eines Abdunklungsgrades solcher folierten oder beschichteten Fensterscheiben erfolgt auf elektrischem Wege durch Anlegen einer Spannung bei elektrochromem Glas .
Die Klimaanlagensteuerung ist derart ausgebildet , dass sie zum Einstellen der Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums priorisiert den Abdunklungsgrad für die Fensterscheiben steuert . Insbesondere bei starker Sonneneinstrahlung, die für einen Wärmeeintrag in die Luft des Fahrgastinnenraums sorgt , wird somit zum Einstellen der gewünschten Soll-Temperatur zunächst der Abdunklungsgrad durch elektrische Ansteuerung der Fensterscheiben erhöht . Sofern dies zum Erreichen der Soll- Temperatur nicht ausreicht , wird dann zusätzlich das Klimagerät derart angesteuert , dass über die dort eingestellte Temperatur der Zuluft die Soll-Temperatur für den Fahrgastinnen- raum erreichbar wird .
Es ist insbesondere auch möglich, dass der Abdunklungsgrad der Fensterscheiben nicht maximal sondern so eingestellt ist , dass sich ein Optimum dahingehend ergibt , dass eine Mindest- transmission der Fensterscheiben für sichtbares Licht nicht unterschritten wird, um eine Wahrnehmung der Umgebung zu ermöglichen, und eine vertretbarer Energieverbrauch der Klimaanlage in Kauf genommen wird .
Zum Erfassen einer Außentemperatur, die insbesondere eine starke Sonneneinstrahlung wiedergibt , kann die Klimaanlagensteuerung mit einem Außentemperatursensor und/oder zumindest einer Umgebungs-Sensoranordnung in Verbindung stehen . Von dem Außentemperatursensor gelieferte Messwerte gehen dann in die Steuerung des Abdunklungsgrades der Fensterscheiben und auch die Temperatur der Zuluft , die von dem Klimagerät geliefert wird, ein .
Die Mehrzahl der Fensterscheiben kann ausschließlich in ihrem, bezogen auf das Fahrzeug, oberen Bereich elektrisch abdunkelbar ausgebildet sein . Eine Abdunklung nur beispielsweise in einer oberen Häl fte oder einem oberen Drittel der Fensterscheiben hat bereits einen wesentlichen Ef fekt auf die Verminderung des Wärmeeintrags in den Fahrgastinnenraum .
Ein verbleibender Bereich der Fensterscheiben kann dann beispielsweise für Mobil funkwellen besonders durchlässig ausgebildet sein .
Zudem ist es möglich, dass die Klimaanlagensteuerung mit einer Türsteuerung des Fahrzeugs in Verbindung steht und derart ausgebildet ist , dass sie zum Einstellen der vorbestimmten Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums Öf fnungs zeiten von Fahrzeugtüren und einen damit einhergehenden Luft- und Wärmeaustausch zwischen dem Fahrgastinnenraum und einer Umgebung des Fahrzeugs berücksichtigt .
In dieser Weise wird auch in die allgemeine Klimaanlagensteuerung miteinbezogen, in welchem Umfang durch Öf fnen der Fahrzeugtüren Einfluss auf die Eigenschaften der Luft im Fahr- gastinnenraum genommen wird .
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Klimaanlagensteuerung eine zentrale Steuerung ist , die zur Steuerung des Ab dunklungsgrad aller Fensterscheiben des Fahrzeugs eingerichtet ist .
Es handelt sich dabei um eine zentrale Steuerung für die Fensterverdunkelung des gesamten Fahrzeugs .
Hierdurch wird erreicht , dass in bestimmten Betriebssituationen das gesamte Fahrzeug, also der gesamte Fahrgastinnenraum, abgedunkelt werden kann . Entgegen einer individuellen und somit willkürlichen Bedienung ( Fensterrollo , Verdunkelungsbedienung an j edem Fenster ) wird eine zentrale Steuerung realisiert .
Ferner kann in Weiterbildung des Fahrzeugs vorgesehen sein, dass die Klimaanlagensteuerung mit zumindest zwei Umgebungs- Sensoranordnungen in Verbindung steht , die eingerichtet sind die Lichtintensität an zumindest zwei Längsseiten des Fahrzeugs zu ermitteln und die Klimaanlagensteuerung dazu eingerichtet ist den Abdunklungsgrad aller Fensterscheiben einer ersten Längsseite des Fahrzeugs unabhängig von den Fensterscheiben einer zweiten Längsseite des Fahrzeugs in Abhängigkeit der j eweilig detektierten Lichtintensität zu steuern .
Die Klimaanlagensteuerung ist dabei derart ausgebildet , dass die Fensterscheiben auf der Sonnenseite verdunkelt werden können wohingegen die Fenster auf der Schattenseite nicht verdunkelt werden können . Dies kann auch automatisch bei wechselnden Fahrtrichtungen erfolgen .
Hierdurch wird erreicht , dass eine Fahrzeuglängsseite , die der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist , abgedunkelt werden kann wohingegen die andere Fahrzeuglängsseite nicht abgedunkelt wird .
Ferner kann in Ausgestaltung des Fahrzeugs vorgesehen sein, dass die Mehrzahl abdunkelbarer Fensterscheiben zumindest ein Seitenfenster des Fahrgastinnenraums umfassen und/oder zumindest eine Türfenster des Fahrgastinnenraums umfassen . Hierdurch wird erreicht , dass die Fenster einer Fahrzeugseite im Wesentlichen vollständig abgedunkelt werden kann und sowohl ein Einstiegbereich als auch der Rest des Fahrgastinnen- raums abdunkelbar ist .
Weiterhin kann in vorteilhafter Weiterbildung des Fahrzeugs vorgesehen sein, dass die Klimaanlagensteuerung mit einem Positionsbestimmungssystem in Verbindung steht und anhand einer ermittelten Position der Abdunklungsgrad der Fensterscheiben des Fahrzeugs steuerbar ist .
Bei dem Positionsbestimmungssystem kann es sich bspw . um eine satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem handeln .
Hierdurch ist es möglich, dass in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs entlang eines Fahrwegs ein vorbestimmter Verdunklungsgrad einstellbar ist .
Der Verdunklungsgrad der Fensterscheiben des Fahrzeugs kann auf diesem Wege bspw . bei einer Tunneldurchfahrt oder bei einer Bahnhof einfahret gesteuert werden .
Es kann ferner in Ausgestaltung des Fahrzeugs vorgesehen sein, dass die Klimaanlagensteuerung dazu eingerichtet ist , den Abdunklungsgrad der Fensterscheiben des Fahrzeugs derart zu steuern, dass diese ein Abdunkeln vor und/oder nach dem Fahrgastbetrieb erlaubt .
Es kann bspw . eine Verdunklungs funktion beim Abstellen des Fahrzeugs oder eine Verdunkelungs funktion beim Aufrüsten des Fahrzeugs bspw . zum Herunterkühlen des Innenraums vor Fahrgastbetrieb in der Klimaanlagensteuerung implementiert sein .
Hinsichtlich des Verfahrens wird die o . g . Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 12 , während sich bevorzugte Aus führungs formen des Verfahrens aus den Ansprüchen 13 bis 21 ergeben . Wesentliche Merkmale und Vorteile des Verfahrens sind bereits oben anhand der Beschrei- bung des Fahrzeugs zur Personenbeförderung mit spezieller Klimaanlagensteuerung erläutert worden .
Ein Aus führungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert . Es zeigen :
Figur 1 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung einer Klimaanlagensteuerung bei einem Fahrzeug zur Personenbeförderung,
Figur 2 eine qualitative , grafische Darstellung von zeitlichen Temperaturverläufen im Fahrgastinnenraum und
Figur 3 eine schematische Seitenansicht einer abdunkelbaren Fensterscheibe .
Wie dem Funktionsdiagramm nach Figur 1 zu entnehmen ist , ist bei einem Wagen eines mehrteiligen Schienenfahrzeugs eine übergeordnete Steuereinheit 1 vorgesehen, die eine Viel zahl an Funktionen des Fahrzeugs steuert . Die Steuereinheit 1 umfasst eine Fahrzeugsteuerung 2 , eine Klimaanlagensteuerung 3 und eine Türsteuerung 4 .
Die Klimaanlagensteuerung 3 steuert eine Klimaanlage 5 , die dazu vorgesehen ist , mit Hil fe eines Klimagerätes , das sowohl zum Kühlen als auch zum Hei zen von angesaugter Frischluft aus der Umgebung des Fahrzeugs ausgebildet ist , konditionierte Zuluft in einen Fahrgastinnenraum des Wagens zu fördern . Zum geeigneten Konditionieren der Zuluft , so dass die Luft im Fahrgastinnenraum vorgegebene Sollwerte für die Temperatur, einen Kohlendioxydgehalt , eine Luftfeuchtigkeit , ..., einhält , steht die Klimaanlage 1 mit einer Innenraum-Sensoranordnung 6 in einer Signalverbindung . Die Innenraum-Sensoranordnung 6 umfasst auch eine Sensorik zum Erfassen eines Besetzungsgrades des Fahrgastinnenraumes mit Fahrgästen . Zusätzlich erhält die Klimaanlage 5 von einer Umgebungs-Sensoranordnung 7 aktuelle Messwerte für eine Sonneneinstrahlung, mit der der Wagen beaufschlagt ist , eine Außentemperatur der Umgebung, usw . . Die Steuereinheit 1 umfasst zudem eine Fenstersteuerung 8 zum Einstellen eines Abdunklungsgrades für eine Mehrzahl abdunkelbarer Fensterscheiben 9.1, 9.2, ..., 9.n. Jede der vorgesehenen Fensterscheiben 9.1, 9.2, ..., 9.n ist mit einem zugehörigen elektrischen Anschluss 10.1, 10.2, ..., 10. n ausgestattet, über den eine von der Fenstersteuerung 8 gelieferte Spannung zur Einstellung eines gewünschten Abdunklungsgrads der Fensterscheiben 9.1, 9.2, ... 9.n an eine Beschichtung oder Folierung der Fensterscheiben 9.1, 9.2, ... 9.n angelegt wird. Die Steuereinheit 1 steuert zudem über die Türsteuerung 4 Öffnungs- und Schließvorgänge für die bei dem Fahrzeug vorgesehenen Türen 11.
In der Klimaanlagensteuerung 3 ist ein Soll-Wert Ts für die Temperatur im Fahrgastinnenraum hinterlegt und es werden Abweichungen zwischen diesem Soll-Wert und aktuell mittels der Sensoranordnung 6 gemessenen Temperaturwerten für den Fahr- gastinnenraum bestimmt. In dem Fall, dass eine aktuelle Ist- Temperatur den Soll-Wert Ts für die Temperatur im Fahrgastinnenraum überschreitet, wird, soweit eine aktuelle Einstellung des Abdunklungsgrads der Fensterscheiben dies zulässt, zunächst und priorisiert der Abdunklungsgrad der Fensterscheiben 9.1, 9.2, ..., 9.n, erhöht bzw. dessen Maximalwert eingestellt. In dem Fall, dass allein eine Erhöhung des Abdunklungsgrads der Fensterscheiben 9.1, 9.2, ..., 9.n, noch nicht das Erreichen des Soll-Wertes Ts die Temperatur im Fahrgastinnenraum ermöglicht, wird zusätzlich die Klimaanlage 5 derart angesteuert, dass ein vorgesehenes Klimagerät Zuluft für den Fahrgastinnenraum erzeugt, deren Temperatur das Erreichen der Soll-Temperatur Ts für den Fahrgastinnenraum innerhalb eines geeigneten Zeitabschnitts gestattet.
Die Klimaanlagensteuerung 3 berücksichtigt zudem Öffnungszeiten für die Türen 11, denn geöffnete Türen ermöglichen sowohl eine thermische Wechselwirkung zwischen der Luft im Fahrgastinnenraum und der Umgebungsluft als auch den Eintrag von Wärme in den Fahrgastinnenraum durch Sonneneinstrahlung. Figur 2 ist der zeitliche Temperaturverlauf im Fahrgastinnen- raum des Fahrzeugs zu entnehmen, wobei eine erste Kurve Kl den Temperaturverlauf ohne Einflussnahme auf einen Abdunklungsgrad der Fensterscheiben 9.1, 9.2, ..., 9.n, veranschaulicht. Eine zweite Kurve K2 in Figur 2 zeigt auf derselben Zeitskala den Temperaturverlauf mit maximal abgedunkelten Fensterscheiben 9.1, 9.2, ..., 9.n. Die Zeitverläufe umfassen jeweils mehrere Tage, wobei für jeden Tag ein ausgeprägtes Temperaturmaximum feststellbar ist. Zudem ist in Figur 2 die Soll-Temperatur Ts für den Fahrgastinnenraum gezeigt. Es ist ersichtlich, dass die Temperaturmaxima der Kurve Kl (keine Abdunklung der Fensterscheiben) deutlich stärker ausgeprägt sind als in Kurve K2 (maximale Abdunklung) . Folge dessen ist es, dass die Klimaanlage 5 weniger Kälteleistung bereitstellen muss, wenn eine Abdunklung der Fensterscheiben eingestellt ist. Dies wiederum vermindert den Energieverbrauch der Klimaanlage, da weniger gekühlte Zuluft erzeugt werden muss, um die Soll-Temperatur für den Fahrgastinnenraum zu erreichen .
Figur 3 veranschaulicht, dass die Fensterscheiben 9.1, 9.2, ..., 9.n nicht über ihre gesamte Fläche abdunkelbar sein müssen. Vielmehr ist die hier beispielhaft gezeigte Fensterscheibe 9.1 in Figur 3 lediglich in ihrer oberen Hälfte 12 abdunkelbar ausgeführt, während ein unterer Bereich 13 der Fensterscheiben 9.1 beispielsweise für eine Transmission von Mobilfunkwellen optimiert sein kann.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einer Klimaanlage (5) , die mittels einer Klimaanlagensteuerung (3) , die mit wenigstens einem Temperatursensor für einen Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs verbunden ist, gesteuert ist und ein Klimagerät sowie eine Mehrzahl Luftkanäle zum Beaufschlagen des Fahrgastinnenraums mit von dem Klimagerät bereitgestellter, konditionierter Zuluft und zum Abführen von Luft aus dem Fahrgastinnenraum umfasst, wobei die Klimaanlagensteuerung (3) zum Regeln einer Temperatur des Fahrgastinnenraums das Klimagerät derart steuert, dass es eine zum Einstellen einer vorbestimmten Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums temperierte Zuluft liefert, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug zur Personenbeförderung mit einer Mehrzahl abdunkelbarer Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) ausgestattet ist, deren Abdunklungsgrad elektrisch einstellbar ist, und die Klimaanlagensteuerung (3) derart ausgebildet ist, dass sie zum Einstellen der vorbestimmten Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums einen Abdunklungsgrad der Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) steuert.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) derart ausgebildet ist, dass sie zum Einstellen der Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums priorisiert den Abdunklungsgrad für die Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) steuert.
3. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) mit einem Außentemperatursensor und/oder zumindest einer Umgebungs-Sensoranordnung (7) in Verbindung steht.
4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) ausschließlich in ihrem, bezogen auf das Fahrzeug, oberen Bereich elektrisch abdunkelbar ausgebildet ist.
5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein verbleibender Bereich der Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) für Mobilfunkwellen durchlässig ausgebildet ist.
6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) mit einer Türsteuerung (4) des Fahrzeugs in Verbindung steht und derart ausgebildet ist, dass sie zum Einstellen der vorbestimmten Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums Öffnungszeiten von Fahrzeugtüren und einen damit einhergehenden Luft- und Wärmeaustausch zwischen dem Fahrgastinnenraum und einer Umgebung des Fahrzeugs berücksichtigt .
7. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) eine zentrale Steuerung ist, die zur Steuerung des Abdunklungsgrad aller Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) des Fahrzeugs eingerichtet ist.
8. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) mit zumindest zwei Umgebungs-Sensoranordnungen (7) in Verbindung steht, die eingerichtet sind die Lichtintensität an zumindest zwei Längsseiten des Fahrzeugs zu ermitteln und die Klimaanlagensteuerung (3) dazu eingerichtet ist den Abdunklungsgrad aller Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) einer ersten Längsseite des Fahrzeugs unabhängig von den Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) einer zweiten Längsseite des Fahrzeugs in Abhängigkeit der jeweilig detektierten Lichtintensität zu steuern.
9. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl abdunkelbarer Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) zumindest ein Seitenfenster des Fahr- gastinnenraums umfassen und/oder zumindest eine Türfenster des Fahrgastinnenraums umfassen.
10. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) mit einem Positionsbestimmungssystem in Verbindung steht und anhand einer ermittelten Position der Abdunklungsgrad der Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) des Fahrzeugs steuerbar ist.
11. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) dazu eingerichtet ist, den Abdunklungsgrad der Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) des Fahrzeugs derart zu steuern, dass diese ein Abdunkeln vor und/oder nach dem Fahrgastbetrieb erlaubt.
12. Verfahren zum Steuern einer Klimaanlage (5) eines Fahrzeugs zur Personenbeförderung, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, die ein Klimagerät, eine mit wenigstens einem Temperatursensor für einen Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs verbundene Klimaanlagensteuerung (3) und eine Mehrzahl Luftkanä- le zum Beaufschlagen des Fahrgastinnenraums mit von dem Klimagerät bereit gestellter konditionierter Zuluft und zum Abführen von Luft aus dem Fahrgastinnenraum umfasst, wobei die Klimaanlagensteuerung (3) zum Regeln einer Temperatur des Fahrgastinnenraums das Klimagerät derart steuert, dass es eine zum Einstellen einer vorbestimmten Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums temperierte Zuluft liefert, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug zur Personenbeförderung mit einer Mehrzahl abdunkelbarer Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) ausgestattet wird, deren Abdunklungsgrad elektrisch einstellbar ist, und die Klimaanlagensteuerung zum Einstellen der vorbestimmten Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums einen Abdunklungsgrad der Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) steuert.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) zum Einstellen der Soll- Temperatur des Fahrgastinnenraums priorisiert den Abdunklungsgrad für die Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) steuert.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) mit einem Außentemperatursensor und/oder zumindest einer Umgebungs-Sensoranordnung (7) verbunden wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) ausschließlich in ihrem, bezogen auf das Fahrzeug, oberen Bereich hinsichtlich ihres Abdunklungsgrades eingestellt werden .
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) mit einer Türsteuerung (4) des Fahrzeugs verbunden wird und zum Einstellen der vorbestimmten Soll-Temperatur des Fahrgastinnenraums Öffnungszeiten von Fahrzeugtüren (11) und einen damit einhergehenden Luft- und Wärmeaustausch zwischen dem Fahrgastinnenraum und einer Umgebung des Fahrzeugs berücksichtigt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) eine zentrale Steuerung ist die den Abdunklungsgrad aller Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) des Fahrzeugs steuert.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) mit zumindest zwei Umgebungs-Sensoranordnungen (7) in Verbindung steht, die die Lichtintensität an zumindest zwei Längsseiten des Fahrzeugs ermitteln und die Klimaanlagensteuerung (3) Abdunklungsgrad aller Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) einer ersten Längsseite des Fahrzeugs unabhängig von den Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) einer zweiten Längsseite des Fahrzeugs in Abhängigkeit jeweilig detektierten Lichtintensi- tät steuert.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl abdunkelbarer Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) zumindest ein Seitenfenster des Fahrgastinnenraums umfassen und/oder zumindest eine Türfenster des Fahrgastinnenraums umfassen das/die durch die Klimaanlagensteuerung (3) gesteuert wird/werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) mit einem Positionsbestimmungssystem in Verbindung steht und anhand einer ermittelten Position der Abdunklungsgrad der Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) des Fahrzeugs gesteuert wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlagensteuerung (3) vor und/oder nach dem Fahrgastbetrieb den Abdunklungsgrad der Fensterscheiben (9.1, 9.2, ..., 9.n) des Fahrzeugs steuert.
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