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Title:
VEHICLE AIR CONDITIONING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/009961
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a vehicle air conditioning device (10) comprising at least one control element (32), which supplies a default value to the air conditioning control unit (1). According to the invention, a flow state is given by an air speed and by an air turbulence degree, which can be influenced by the fan power, air distribution to the discharge nozzles, by the direction of discharge at the discharge nozzles and by other actuators, which have an effect upon the flow state. In addition, a thermal state is given by the temperature distribution and by the radiation effect inside the vehicle passenger compartment. The invention provides that a flow state, which is desired by the passenger, and a thermal state are specified via the at least one control panel.

Inventors:
FRUEHAUF FRANK (DE)
HEINLE DIETER (DE)
MAUE JUERGEN (DE)
STROBEL ANDRE (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/008025
Publication Date:
February 07, 2002
Filing Date:
July 11, 2001
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
FRUEHAUF FRANK (DE)
HEINLE DIETER (DE)
MAUE JUERGEN (DE)
STROBEL ANDRE (DE)
International Classes:
B60H1/00; B60H1/34; (IPC1-7): B60H1/00
Foreign References:
EP0908340A21999-04-14
US5230467A1993-07-27
GB2339560A2000-02-02
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Weiss, Klaus (DaimlerChrysler AG Intellectual Property Management FTP-C 106 Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung (10) mit wenigstens einem Bedienelement (32), das der Klimatisierungssteuer einheit (1) einen Vorgabewert liefert, wobei ein Strö mungszustand durch eine Luftgeschwindigkeit und einen Tur bulenzgrad der Luft gegeben ist, der durch Gebläsestärke, Luftverteilung zu den Ausströmdüsen, die Ausströmrichtung an den Ausströmdüsen und weitere Aktoren, die auf den Strömungszustand einwirken beeinflußbar ist, und ein thermischer Zustand durch die Temperaturverteilung und Strahlungseinwirkung im Fahrzeuginnenraum gegeben ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit dem wenigstens einen Bedienelement ein für den vom Insassen gewünschter Strömungszustand und ein thermischer Zustand vorgegeben wird.
3. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß am Bedienelement eine Zugempfindlichkeit, von stark zugempfindlich zu nicht zugempfindlich, vorgegeben werden kann und einen Vorgabewert für den Strömungszustand lie fert.
4. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwei Bedienelemente (30,31) vorgesehen sind, die den Strömungszustand durch eine Zugempfindlichkeit und den thermischen Komfort durch die Komforttemperatur vorgeben, wobei nach beiden Vorgabewerten mindestens ein Automatik modus für die Klimatisierungseinrichtung ausgewählt wird.
5. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit den Vorgabewerten Komforttemperatur und Zugemp findlichkeit die Verteilung der klimatisierten Luft auf die einzelnen Düsen und die Luftausströmrichtung einge stellt wird.
6. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei einer Mehrzonenklimaanlage für jede Zone getrennte Bedienungspanel vorgesehen sind.
7. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß für Einstellungen für verschiedene Körperbereiche meh rere Bedienungspanel vorgesehen sind.
8. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß am Bedienungspanel (32) mit einer Auswahlfunktion Ein stellungen für verschiedene Körperbereiche möglich sind, die jeweils speicherbar sind.
9. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Anzeigemittel für die Steuerbarkeit des Systems aus den Aggregaten der Klimatisierungsanlage, der Luftka näle, des Innenraums und der Insassen vorgesehen ist.
10. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Einstellung der Ausströmrichtung bei einer manuel len Verstellung der Luftleitgitter einer Ausströmdüse die Verstellung der Luftleitgitter der anderen Ausströmdüsen gekoppelt erfolgt.
11. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung (10) nach den An sprüchen 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorgabewerte der Komforttemperatur und Zugempfind lichkeit Stellgrößen für die Fahrzeugöffnungen vorgeben.
12. Fahrzeugklimatisierungseinrichtung (10) nach den An sprüchen 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorkonditionierung des Fahrzeuges bei Fahrzeug start zusammen mit den Vorgabewerten Komforttemperatur und Zugempfindlichkeit bei der Vorgabe der Stellgößen (9) der Fahrzeugklimatisierungseinrichtung (10) berücksichtigt wird.
Description:
Fahrzeugklimatisierungseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimatisierungsein- richtung gemäß den gattungsbildenden Merkmalen des An- spruchs 1.

Gattungsgemäße Fahrzeugklimatisierungseinrichtungen werden vom Fahrer über eine Bedieneinheit mit mehreren Bedienele- menten gesteuert. Vielfach ist es möglich sowohl einen au- tomatischen Betriebszustand als auch verschiedene indivi- duelle, manuell wählbare Betriebszustände einzustellen. Im automatischen Betriebszustand wird die Einstellung der Luftverteilung durch ein in einem Mikroprozessor abgeleg- tes Programm vorgenommen, das neben der gewählten Innen- raumtemperatur in der Regel auch externe Einflüsse berück- sichtigt. Mit den individuell wählbaren Betriebszuständen ist es dem Fahrer möglich, die Luftzufuhr seinen speziel- len Wünschen und Bedürfnissen anzupassen. Hierzu sind meh- rere Wahlmöglichkeiten für die Luftverteilung, gegebenen- falls auch in Verbindung mit speziellen Gebläseeinstellun- gen, vorgegeben. Zur Einstellung einzelner Komponenten, wie beispielsweise dem Gebläse, kann für jede Komponente ein Bedienelement vorgesehen sein. Dieses Bedienelement liefert einen Vorgabewert als Stellwert für die Komponen- te. Die Klimatisierungseinrichtung regelt die Komponenten automatisch nach den Bedingungen, die die einzelnen Senso- ren vorgeben. Empfindet der Benutzer des Fahrzeuges den eingestellten Automatikmodus nicht als angenehm, kann er über die Bedienelemente in den Automatikmodus eingreifen.

Bei dieser Art einer Klimatisierungseinrichtung ist von Nachteil, daß alle Bedienungselemente einer bekannten Kli- matisierungseinrichtung vorhanden sind, die jeweils ein- zeln ein Aggregat regeln. Empfindet der Benutzer das Ge- bläse als zu stark wird er das Bedienelement Gebläseregler zurückregeln. Dadurch wird der Automatikmodus für das Ge- bläse deaktiviert. Da unterschiedliche Benutzer aber auch andere Wünsche an die Stärke des Luftstroms haben, kann dies zu einer permanenten Deaktivierung der Automatikfunk- tion führen. Die anderen Komponenten behalten ihre automa- tische Einstellung bei, so daß nur weniger Luftmassenstrom in das Fahrzeug gelangt und dadurch die benötigte Aufhei- zung oder Abkühlung länger dauert. Um die Aufheizung oder Abkühlung wieder zu beschleunigen, müssen die anderen Kom- ponenten gegebenenfalls anders eingestellt werden. Hierzu muß der Bediener das entsprechende Bedienelement für die Heizung oder Kühlung neu einstellen. Die verschiedenen Be- dienelemente sind verwirrend, da sie jeweils die einzelnen Komponenten regeln. Der Bediener benötigt viele Bedienein- griffe, um die Klimatisierungseinrichtung für seine Be- dürfnisse einzustellen. Erst nach einer Eingewöhnungsphase sind weniger Bedieneingriffe notwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Bedie- nung einer gattungsgemäßen Klimatisierungseinrichtung zu vereinfachen und die Klimatisierungseinrichtung auf die Bedürfnisse des Benutzers besser einzustellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus-und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind durch die Merkmale der Un- teransprüche gekennzeichnet.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt dar- in, daß ein Bedienelement vorgesehen ist, das einen Vorga- bewert zur Auswahl eines Automatikprogramms liefert. Die- ses Bedienelement beschreibt einen Wert, der für den Be- diener anschaulich ist. So kann beispielsweise an dem Be- dienelement die Zugempfindlichkeit eingestellt werden.

Gibt der Benutzer eine starke Zugempfindlichkeit an, wird über den Vorgabewert ein Automatikprogramm ausgewählt, das das Gebläse verringert und dafür beispielsweise das Heiz- oder Kühlaggregat stärker ansteuert. Dieses Automa- tikprogramm gibt dann eine optimale Einstellung aller Kom- ponenten vor. Diese automatische Einstellung aller Aggre- gate ist insbesondere bei Fahrzeugen mit aktuatorischer Düsenverstellung von Vorteil, da die Düsen von dem ausge- wählten Automatikprogramm automatisch so verstellt werden, daß beispielsweise die Zugbelastung des Insassen möglichst gering ist, ohne daß die Wärmeabfuhr aus der Kabine zu stark behindert wird. Deshalb wird die Gebläsestärke bei- behalten und die Luft am Insassen vorbeigeführt. Die Be- dieneingriffe können an dieser bezüglich Luftmenge und Ausblasrichtung verstellbaren Düse selbst entfallen oder zumindest stark minimiert werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit einer Figurenbeschreibung näher erläutert.

Es zeigt Fig. 1 eine Klimatisierungseinrichtung, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Klimatisie- rungssteuereinheit, Fig. 3 zwei Bedienelemente, sowie Fig. 4 ein mögliches Kennfeld für die Einstellung der Stellgrößen.

Fig. 1 zeigt eine Klimatisierungseinrichtung 10 für Fahr- zeuge. Die Klimatisierungseinrichtung 10 befindet sich un- terhalb des Armaturenbretts 11 und beinhaltet ein von ei- nem Elektromotor angetriebenes Luftansauggebläse 12, einen Kältemittelverdampfer 13 zur Kühlung und/oder Entfeuchtung des vom Gebläse angesaugten Luftstroms 14, einen stromab- wärts anschließenden Heizungswärmeübertrager 15, eine Um- luftklappe 16 zur Steuerung der wahlweisen Ansaugung von Frischluft 17 oder Umluft 18, eine Luftmischklappe 19 zur Steuerung des Mischungsverhältnisses von mittels des Hei- zungswärmeübertragers 15 erwärmter Luft zu nicht erwärm- ter, am Heizungswärmeübertrager vorbeigeführter Luft sowie eine Mehrzahl von Klimatisierungsluftkanälen, speziell ei- nen Entfroster-Luftkanal 20, einen Belüftungs-Luftkanal 21, einen Fußraum-Luftkanal 22 sowie einen nicht gezeigten Fondraum-Luftkanal. Jeder Luftkanal 20,21,22 verfügt über wenigstens eine zugehörige Luftklappe 20a, 21a, 22a. Diese Luftklappen 20a, 21a, 22a sowie die Umluftklappe 16 und die Luftmischklappe 19 werden über nicht gezeigte Aktuatoren betätigt, die wie in Fig. 2 gezeigt von der Klimasteuer- einheit 1 mittels der Steuersignale 9 angesteuert werden.

Mit den Steuersignalen 9 steuert die Klimasteuereinheit 1 auch die übrigen Komponenten der Klimatisierungs- einrichtung zur Erzielung der automatischen Klimatisie- rungssteuerung. Die Drehzahl des Luftansauggebläses 12 und die Luftmischklappe 19 werden automatisch so geregelt, daß die Lufttemperatur im Fahrzeuginnenraum möglichst rasch den vorgegebenen Sollwert erreicht und dann beibehält. Die Klimatisierungsluftkanäle 20,21,22 besitzen jeweils eine oder mehrere Auslaßöffnungen, an denen jeweils eine Aus- strömdüse angeordnet ist. Die Klimatisierungssteuereinheit 1 verarbeitet die Ausgangssignale der oben angegebenen Sensorikeinheiten 2 bis 5,7,8 und den beiden Vorgabewerten 6 der beiden Bedienelemente aus Fig. 3 und generiert in Abhängigkeit davon die geeigneten Steuersignale 9 zur au- tomatischen Ansteuerung der Komponenten der Klimatisie- rungseinrichtung 10. Dies beinhaltet die Steuerung der Stellungen der Fahrzeugöffnungen, wie Schiebedach, Fens- teröffnungen, der Drehzahl des Luftansauggebläses 12, so- wie der Stellungen der Umluftklappe 16, der Luftmischklap- pe 19 und der Luftklappen 20a, 21a, 22a in den verschiedenen Klimatisierungskanälen 20 bis 22 und insbesondere auch der Stellungen der verschiedenen Luftleitgitter der Ausström- düsen um die Konditionierung und Verteilung der dem Fahr- zeuginnenraum zuzuführenden Luft situationsgerecht vorzu- nehmen. Zur Einstellung der Ausströmrichtung bei einer ma- nuellen Verstellung mit Bedienelement 31 der Luftleitgit- ter einer Ausströmdüse, erfolgt die Verstellung der Luft- leitgitter der anderen Ausströmdüse gekoppelt. Bei einer Vorgabe, die den Fahrer als zugunempfindlich charakteri- siert, sind die Ausströmrichtungen der linken Seitendüse und der Mitteldüse links direkt auf den Fahrer gerichtet.

Bei der Vorgabe der Stellgrößen 9 der Fahrzeugklimatisie- runseinrichtung 10 wird zusätzlich zu den Vorgabewerten 6 der Zustand des Fahrzeuges beim Fahrzeugstart, die Vorkon- ditionierung des Fahrzeuges, mitberücksichtigt.

Fig. 3 zeigt ein Bedienungspanel 32 für die Klimatisie- rungseinrichtung 10 mit zwei Bedienelementen 30,31, die hier beispielhaft als Schieberegler ausgeführt sind. Jedes Bedienelement 30,31 liefert einen Vorgabewert für die Kli- matisierungssteuereinheit 1. Am oberen Bedienelement 30 kann der Benutzer seine gewünschte Komforttemperatur ein- geben. Wünscht er sich es etwas wärmer, schiebt er den Schieberegler nach rechts auf +, wünscht er es sich etwas kühler, schiebt er den Regler nach links auf-. Am unteren Bedienelement 31 kann die Zugempfindlichkeit eingestellt werden. Bei geringer Zugempfindlichkeit wird der Benutzer den Schieberegler nach rechts schieben, bei starker Zug- empfindlichkeit wird er den Schieberegler nach links schieben. Diese wie in Fig. 1 beschrieben, liefern die beiden Bedienelemente 30,31 jeweils einen Vorgabewert für die Einstellung der Stellgrößen 9 der Klimatisierungsein- richtung 10. Die Klimatisierungssteuereinheit 1 wählt in Abhängigkeit dieser beiden Vorgabewerte einen Au- tomatikmodus aus und bestimmt die Einstellung sämtlicher Stellgrößen 9 der Klimatisierungseinrichtung 10. Der Be- diener kennt dann eine für ihn optimale Einstellung, die gegebenenfalls von der Grundeinstellung des Fahrzeuges ab- weicht. Diese für ihn optimale Einstellung wird er im all- gemeinen beibehalten und nach Verstellung durch einen an- deren Benutzer wieder neu einstellen.

Bei einer Mehrzonenklimaanlage sind für jede Zone getrenn- te Bedienungspanel vorgesehen. Um die Benutzerwünsche noch besser zufriedenzustellen, können für verschiedene Körper- bereiche mehrere Bedienungspanel vorgesehen sein, oder a- ber es kann an einem Bedienungspanel eine Auswahlfunktion mit Speicherfunktion vorgesehen sein. Mit dieser Auswahl- funktion kann der Benutzer zuerst wählen, für welchen Kör- perbereich das Bedienungspanel 32 dient. Dann kann der Be- nutzer am Bedienungspanel die Einstellung für den gewähl- ten Körperbereich vorgeben.

Außerdem kann ein Anzeigemittel für die Steuerbarkeit des Systems aus den Aggregaten der Klimatisierungsanlage, der Luftkanäle, des Innenraums und der Insassen vorgesehen sein. Beispielsweise mit einer LED, die grün leuchtet, falls das System aus den Aggregaten der Klimatisierungsan- lage, den Luftkanälen, des Innenraums und des Insassen steuerbar ist, und rot leuchtet, falls dies nicht der Fall ist. Dadurch wird der Benutzer gewarnt, falls die Vorgabe- werte für Komforttemperatur und Zugempfindlichkeit in die- ser Kombination in der augenblicklichen Klimasituation nicht erreichbar sind (rote Farbe). Somit kann der Benut- zer selbst entscheiden, ob ihm die Einstellung für die Komforttemperatur oder die Zugempfindlichkeit wichtiger ist, indem er beispielsweise eines der beiden Bedienele- mente verändert, bis die LED wieder grün leuchtet.

Fig. 4 zeigt ein mögliches Kennfeld zur Einstellung der Stellgrößen 9 der Klimatisierungseinrichtung 10. Dieses Kennfeld bestimmt die Einstellungen der Stellgrößen in Ab- hängigkeit der Vorgabewerte der Bedienelemente. Als Vorga- bewerte sind über die Bedienelemente Komforttemperatur (therm. BE) und Zugempfindlichkeit (Zug-BE) einstellbar.

Als Beispiel wurden die drei Werte + (stark), 0 (normal) und - (wenig) ausgewählt. Zwischenwerte sind ebenso einstell- bar. Außerdem wurden fünf Klimasituationen ausgewählt. Ei- ne Klimasituation wird über die Werte sämtlicher hierzu im Fahrzeug eingebauter Sensoren bestimmt, wie beispielsweise dem Innen-und Außentemperatursensor oder dem Sonnensen- sor. Entsprechend der Klimasituation und der Einstellung der beiden Bedienelemente Komforttemperatur und Zugemp- findlichkeit werden dann die Luftaustrittstemperatur, die Gebläsestärke, die Luftverteilung zu den Düsen und die Ausströmrichtung an den Düsen (aktive Ausströmer) einge- stellt.

Als Beispiel wird der erste Fall in der Tabelle herausge- griffen.

Klimasituation : Überhitzung Sommer Komforttemperatur : + Bedienelement- Zugempfindlichkeit :- (unempfindlich) einstellung Luftaustrittstemperatur : niedrig Gebläsestärke : max resultierende Aktive Ausströmer : Face-Level Automatik- Ausströmrichtung : Gesicht Einstellung Überhitzung Sommer wird beispielsweise durch eine hohe In- nentemperatur und eine hohe Außentemperatur festgestellt.

Andere Sensorwerte werden aber ebenfalls zur Klimasituati- onsbestimmung benutzt. Am Bedienelement stellt der Benut- zer die Komforttemperatur und seine Zugempfindlichkeit ein, die im allgemeinen unabhängig von der jeweiligen Kli- masituation für jeden Benutzer charakteristisch ist. Der in dem Beispiel gewählte Benutzer fühlt sich bei einer ü- berdurchschnittlich hohen Komforttemperatur (+) wohl und ist nicht zugempfindlich (-). Die Luftaustrittstemperatur ist daher nur niedrig und nicht auf dem minimalen Wert und die Gebläsestärke ist hoch. Da der Benutzer nicht zugemp- findlich ist, sind die Ausströmer im Gesichtsbereich mit Luft beaufschlagt und die Ausströmrichtung ist direkt auf das Gesicht gerichtet. Wäre der Insasse dagegen in der gleichen Situation zugempfindlich (+), so würden die Düsen ebenfalls bei hoher Gebläseleistung so eingestellt, daß die Luft am Kopf vorbeistreicht, aber die überschüssige Wärme dennoch mit einem hohen Luftdurchsatz und einer tie- feren Lufttemperatur aus dem Innenraum transportiert wird.

In den anderen Zeilen der Tabelle sind weitere Fälle abge- legt, nach denen die Stellgrößen eingestellt werden.