DE10014497C1 - System zur Steigerung der Kondition - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Steigerung der Kondition von Personen, die sich in einem Aufenthaltsraum befinden, welcher im wesentlichen geschlossen ist. Das System umfaßt Einrichtungen (1, 2, 3, 4) zur Steuerung oder Regelung des Luftdrucks im Aufenthaltsraum, wobei die Steuerung oder Regelung derart erfolgt, daß chaotische Schwankungen des äußeren Luftdrucks vom Aufenthaltsraum ferngehalten werden. Zusätzlich oder alternativ kann man periodische Schwankungen des Luftdrucks im Aufenthaltsraum innerhalb eines Druckbereiches von 100 Pa oder weniger um den äußeren Luftdruck herum erzeugen. Auf diese Weise werden die Konditionssicherheit und das Wohlbefinden der Personen verbessert.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Steigerung der Kondition, insbesondere von Fahrzeuginsassen.

Aus International Journal of Biometeorology, 1999, Band 43, S. 31-37, ist bekannt, daß das Wohlbefinden und die geistige Leistung von Menschen eine starke Abhängigkeit von kleinsten Luftdruckschwankungen zeigt. Die Amplituden dieser Schwankungen betragen dabei nur bis zu 50 Pa. Nachgewiesen wurde, daß ein chaotischer Verlauf der Druckwerte in diesem Bereich negative, ein periodischer Verlauf positive Auswirkungen zeigt. Insbesondere tritt bei bestimmten kognitiven Leistungen eine Steigerung um 30% auf. Periodische oder chaotische Luftdruckschwankungen im Bereich von typischerweise 0.01 bis 0.1 Hz werden im folgenden "extremer Infraschall" genannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch gezielten Einsatz von extremem Infraschall die Kondition und das Wohlbefinden, insbesondere von Kraftfahrzeuginsassen zu verbessern. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Merkmale der Unteran­ sprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß schlechte kognitive Leistungen und/oder Unwohlsein beim Autofahren wetterabhängig sind und von extremem Infraschall bewirkt werden. Ein weitere Ursache für Luftdruckschwankungen mit entsprechend negativer Wirkung stellen bergige Strecken dar. 4 Meter Unterschied im Höhenprofil in der Erdatmosphäre entsprechen beim Durchfahren bereits der wirksamen Druckamplitude von 50 Pa.

Durch wenige Modifikationen an der Fahrgastzelle eines Automobils ist der darin herrschende Luftdruck kontrollier­ bar. Durch eine entsprechende Gestaltung oder Ansteuerung lassen sich so die negativen, durch Wetter oder Höhenprofil bewirkten Luftdruckschwankungen vermeiden oder zumindest vermindern.

Alternativ, d. h. ohne Rücksicht auf wetterbedingte Luft­ druckschwankungen oder solche, die beim Durchfahren von bergigen Strecken entstehen, können zusätzlich zu der Maßnahme, derartige Luftdruckschwankungen vom Fahrzeug­ innenraum fernzuhalten, gezielt positive, die geistige Leistung und das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen verbessernde periodische Schwankungen des Luftdrucks in der Fahrgastzelle innerhalb eines Druckbereiches von 100 Pa oder weniger um den äußeren Luftdruck herum erzeugt werden.

Die erzeugten periodischen Schwankungen des Luftdrucks in der Fahrgastzelle haben vorzugsweise Frequenzen zwischen 0,01 und 1 Hz, wobei Frequenzen zwischen 0,01 und 0,1 Hz besonders vorteilhaft sind.

Die Steuerung oder Regelung des Luftdrucks kann durch Steuerung oder Regelung der Luftzufuhr in die Fahrgastzelle und/oder der Abluftbeseitigung aus der Fahrgastzelle erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein Kraftfahrzeug, in dem die Baugruppen, die zur Regelung des Luftdrucks in der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, schematisch eingezeichnet sind.

Das in der Figur gezeigte Kraftfahrzeug enthält ein Gebläse 1, das der Fahrgastzelle Frischluft bzw. Umluft zuführt. Das Gebläse 1 kann auch Teil einer Klimaanlage sein. Außerdem enthält das Kraftfahrzeug ein Abluftgebläse 2, das die Luft aus der Fahrgastzelle saugt. Anstelle des Abluftgebläses 2 können steuerbare Abluftklappen vorgesehen sein.

An einem geeigneten Ort in der Fahrgastzelle ist ein Luftdrucksensor 3 angebracht, der den Luftdruck in der Fahrgastzelle mißt und ein Signal, das den gerade herrschenden Luftdruck darstellt, einem Steuergerät 4 im Fahrzeug zuführt.

Mit Hilfe des Signals vom Luftdrucksensor 3 regelt bzw. steuert das Steuergerät 4 das Gebläse 1 (bzw. die Klimaanlage) und/oder das Abluftgebläse 2 (bzw. die Abluftklappen) so, daß in jedem Zeitpunkt der gewünschte Luftdruck in der Fahrgastzelle herrscht, vorzugsweise ein Luftdruck, der zwischen innerhalb eines Druckbereiches von ca. 30-100 Pa um den äußeren Atmosphärendruck herum periodisch schwankt, mit einer Frequenz zwischen 0,01 und 1 Hz, zum Beispiel 0,03 Hz.

Zusätzlich zu dem Luftdrucksensor 2, der den Luftdruck in der Fahrgastzelle mißt oder auch ersatzweise kann ein Luftdrucksensor vorgesehen sein, der den außerhalb der Fahrgastzelle herrschenden Atmosphärendruck mißt. Ein Sensor für den äußeren Druck ermöglicht es dem Steuergerät 4, auf Änderungen des äußeren Luftdrucks vorausschauend zu reagieren, um die gewünschten Luftdruckwerte im Fahrzeuginnenraum noch genauer regeln zu können.

Bei der Realisierung des kontrollierten Luftdrucks im Fahrzeuginnenraum ist folgendes zu berücksichtigen:

Da der aufzubringende Differenzdruck zur Umgebungsluft sehr gering ist, genügt die sorgfältige Anwendung von Dichtungselementen, die bereits heute im Fahrzeugbau verwendet werden. Auf aufwendige Dichtungsmaßnahmen, wie sie im Flugzeugbau für Druckkabinen verwendet werden, kann im allgemeinen verzichtet werden. Es genügt, die Zuluft- und ggf. Abluftkanäle entsprechend zu steuern.

Für die Zuluft ist es günstig, die heute bereits vielfach vorhandenen elektronisch ansteuerbaren Frischluftgebläse und Luftverteilungsklappen zu nutzen und sie entsprechend anzusteuern. Eine Ansteuerung der Drehzahl des Luftgebläses ist jedoch nur bei sehr niedrigem Grundgeräusch des Gebläses sinnvoll, da Drehzahl- und damit Tonhöheschwankungen von den Insassen des Fahrzeugs als störend empfunden werden. Ggf. müssen deshalb zusätzliche Luftwege vorgesehen werden. Deren Luftdurchsatz kann man mit Hilfe von elektromagnetischen Aktuatoren, die den Durchlaßquerschnitt verändern, schnell und geräuscharm verändern. Ein Gebläselüfter, dessen Luftmenge bzw. Druck durch mechanisch im Anstellwinkel veränderbare aerodynamische Elemente verändert werden kann, ist deshalb von Vorteil.

Die Abluft kann durch Gebläseeinrichtungen, die in den Abluftkanälen zusätzlich angebracht werden, durch veränder­ liche Querschnitte der Abluftkanäle oder durch eine veränderliche Luftaustrittsgeometrie, die den Venturi- Effekt ausnutzt, gesteuert werden.

Eine Alternative zu der beschriebenen Regelung des Luftdrucks ist, den Luftdruck in der Fahrgastzelle lediglich zu steuern, z. B. indem die Zuluft oder Abluft mit der gewünschten Frequenz periodisch verstärkt bzw. gedrosselt wird. Auch die Methode, chaotische Schwankungen des äußeren Luftdrucks von der Fahrgastzelle fernzuhalten, kann im Prinzip durch einfache Steuerung auch ohne direkte Messung des Druckes im Innenraum realisiert werden.

Zum Beispiel kann man Schwankungen des äußeren Luftdrucks, die von einem entsprechenden Sensor detektiert werden, dadurch entgegenwirken, daß man das Gebläse 1 und/oder das Abluftgebläse 2 in Übereinstimmung mit vorprogrammierten Werten schneller oder langsamer laufen läßt.

Den äußeren Luftdruck direkt zu messen, kann einen gewissen Aufwand erfordern. Falls das Fahrzeug über Sensoren zur Erfassung von Bewegungszuständen im Rahmen von Fahrzeugsicherheitssystemen verfügt, mit denen Steigungen und Gefälle detektiert werden können, so könnten deren Meßwerte als Eingangsgrößen für einen vorausschauenden Ausgleich der im Fahrzeuginnenraum zu erwartenden Luftdruckschwankungen verwendet werden. Höheninformationen aus genügend genauen GPS-Systemen könnten ebenfalls verwendet werden, um eine direkte Messung des äußeren Luftdrucks entbehrlich zu machen. Das gleiche gilt für die Verwendung von digitalen Karten mit Höheninformation.

Es ist ferner möglich, das erfindungsgemäße System auch im Rahmen der Klimatisierung von Gebäuden anzuwenden.

Claims (6)

1. System zur Steigerung der Kondition von Personen, die sich in einem Aufenthaltsraum befinden, welcher im wesentlichen geschlossen ist, gekennzeichnet durch Einrich­ tungen (1, 2, 3, 4) zur Steuerung oder Regelung des Luftdrucks im Aufenthaltsraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung oder Regelung derart erfolgt, daß chaotische Schwankungen des äußeren Luftdrucks vom Aufenthaltsraum ferngehalten werden, und/oder derart, daß periodische Schwankungen des Luftdrucks im Aufenthaltsraum innerhalb eines Druckbereiches von 100 Pa oder weniger um den äußeren Luftdruck herum erzeugt werden.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodischen Schwankungen des Luftdrucks im Aufenthaltsraum mit Frequenzen zwischen 0,01 und 1 Hz und vorzugsweise mit Frequenzen zwischen 0,01 und 0,1 Hz erzeugt werden.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung oder Regelung des Luftdrucks durch Steuerung oder Regelung der Luftzufuhr (1) im Aufenthaltsraum erfolgt.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung oder Regelung des Luftdrucks durch Steuerung oder Regelung der Abluftbeseitigung (2) aus dem Aufenthaltsraum erfolgt.

5. Anwendung eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird.

6. Anwendung eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System bei der Klimatisierung von Gebäuden zum Einsatz kommt.