DE10332205A1

DE10332205A1 - Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10332205A1
Application number: DE2003132205
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Dipl.-Ing. Multhaupt; Jörg Prigl; Wolfgang Dipl.-Ing. Rilling
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-02-03
Also published as: WO2005007427A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Ortungssystem zum Bestimmen der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung vorgesehen, mit welcher für die aktuelle Position des Kraftfahrzeuges in einem ersten Schritt die Position der Sonne relativ zum Kraftfahrzeug und aus dieser in einem zweiten Schritt die Richtung der Sonneneinstrahlung in das Kraftfahrzeug bestimmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Ortungssystem zum Bestimmen der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges.
Aus der DE 199 53 511 A1 ist eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welcher die von der Klimaanlage zu- oder abgeführten Wärmeströme in Abhängigkeit von in Fahrtrichtung vorausliegenden lastrelevanten Umgebungsbedingungen gesteuert werden. Die vorausliegenden Umgebungsbedingungen können mittels eines satellitengestützten Ortungssystems (GPS-System) und eines im Kraftfahrzeug abgespeicherten kartographischen Umgebungsmodells erfasst werden und umfassen insbesondere Steigungen, Gefälle, kurvenreiche Strecken, ebene Strecken und wahrscheinliche Anhaltesituationen des Kraftfahrzeuges.
Außerdem wird in der DE 100 05 127 A1 ein einen Lichtsensor umfassender Regensensor offenbart, der in seiner Funktionsweise vielseitig einsetzbar ist. Die gemessene Umgebungshelligkeit kann beispielsweise zur Steuerung einer Klimaanlage, zur Anpassung der Empfindlichkeit einer Scheibenwischersteuerung oder zum Einstellen von Beleuchtungssystemen im Kraftfahrzeug verwendet werden.
Des weiteren wird in der DE 100 57 795 A1 ein Verfahren zur Abdunkelung von Fahrzeugverglasungen bei Kraftfahrzeugen beschrieben, bei dem die Abdunkelung in Abhängigkeit von der Richtung der Sonneneinstrahlung erfolgt. Mittels eines Navigationssystems wird die Richtung aus der die Sonneneinstrahlung erfolgt ermittelt. Die Abdunkelung der Fahrzeugverglasung wird so vorgenommen, dass die Blendwirkung, welche durch die Sonneneinstrahlung für die Fahrzeiginsassen entsteht, verringert wird.
Als nachteilig wird seitens der Anmelderin angesehen, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge in ihrer Auslegung die wetterbedingten äußeren auf das Kraftfahrzeug einwirkenden Einflüsse nicht ausreichend berücksichtigen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welche mit einem Ortungssystem zum Bestimmen der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges ausgestattet ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung vorgesehen, mit welcher für die aktuelle Position des Kraftfahrzeuges in einem ersten Schritt die Position der Sonne relativ zum Kraftfahrzeug und aus dieser in einem zweiten Schritt die Richtung der Sonneneinstrahlung in das Kraftfahrzeug bestimmbar ist. Hierfür ist die Klimaanlage für das Kraftfahrzeug mit einem Ortungssystem zum Bestimmen der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges ausgerüstet. Für die Bestimmung der Richtung der Sonneneinstrahlung wird die Information über die Ausrichtung des Kraftfahr zeuges benötigt, welche aus der Richtung der Ortsveränderung oder zum Beispiel mittels eines Kompasses ableitbar ist. Mit der Ermittlung der Richtung der Sonneneinstrahlung als Eingangsgröße für die Steuerung der Klimaanlage kann sehr schnell auf sich ändernde Klimabedingungen im Kraftfahrzeug reagiert werden. Beispielsweise ist eine einsetzende direkte Sonneneinstrahlung in der Regel mit einem kurzfristigen Temperaturanstieg im Innenraum des Kraftfahrzeuges verbunden, so dass mit der Kenntnis der Richtung der Sonneneinstrahlung frühzeitig durch Aktivierung einer Kühlphase der Temperaturanstieg vermieden oder ausgeglichen werden kann. Eine effektivere Steuerung der Klimaanlage für ein Wohlbefinden der Insassen des Kraftfahrzeuges ist somit gewährleistet. Die Aktivierung der Einrichtung könnte beispielsweise nach einem Schwellenkriterium erfolgen. Beispielsweise wird die Klimaanlage erst nach einer Änderung der Innenraumtemperatur mit einem vorgegebenen Temperatursprung in einem vorgegebenen Zeitintervall in Abhängigkeit von der Richtung der Sonneneinstrahlung angesteuert. Die Einrichtung zum Ermitteln der Richtung der Sonneneinstrahlung kann gesondert ausgeführt oder bereits Bestandteil eines Navigationssystems sein. Es ist ebenso denkbar, dass die Einrichtung integraler Bestandteil einer anderen im Kraftfahrzeug bereits vorgesehenen Recheneinrichtung ist. Neben einer Berechnung der Richtung der Sonneneinstrahlung im Fahrzeug selbst, könnten auch Hilfsdaten von ortsfesten Stationen im Sendebereich des Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt werden, die den Rechenaufwand im Kraftfahrzeug selbst verringern. Eine Berechnung in der Einrichtung könnte vollständig entfallen, wenn die Richtungsinformation für die aktuelle Position von außen jeweils aktuell zur Verfügung gestellt werden würde. Da immer mehr Fahrzeuge serienmäßig mit einem Ortungs- bzw. Navigationssystem ausgestattet sind, ist die Realisierung der erfindungsgemäßen Klimaanlage mit nur geringem Aufwand und preisgünstig zu realisieren.
In einer Ausgestaltung ist ein Lichtsensor zum Erfassen der Umgebungshelligkeit vorgesehen. Dadurch kann eine Bestimmung der Richtung der Sonneneinstrahlung ins Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit erfolgen. Die hierfür vorgesehene Einrichtung kann beispielsweise erst dann aktiviert werden, wenn die mit dem Lichtsensor erfasste Umgebungshelligkeit eine Lichtintensität aufweist, die oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes für die Lichtintensität liegt. Der vorgegebene Schwellwert für die Lichtintensität kann dabei so gewählt werden, dass eine Bestimmung der Richtung der Sonneneinstrahlung in das Kraftfahrzeug nur dann erfolgt, wenn die Lichtintensität ausreichend für eine Erwärmung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges ist. Der Erfassungskegel des Lichtsensors ist nach oben oder in Fahrtrichtung geneigt angeordnet. Der Lichtsensor kann beispielsweise Bestandteil eines Regensensors sein, wobei der Lichtsensor ein oder mehrere Empfängerdioden aufweist.
Es ist von Vorteil, wenn mit dem Ortungssystem die Ausrichtung des Kraftfahrzeuges bestimmbar ist. Mit der Ausrichtung des Kraftfahrzeuges kann beispielsweise für die Steuerung der Klimaanlage die Größe der der Sonnenstrahlung unmittelbar ausgesetzten Oberfläche, insbesondere die Fläche der Fensterscheiben, des Kraftfahrzeuges berücksichtigt werden. Um so größer die der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzte Oberfläche, desto mehr trägt die Sonneneinstrahlung zur Erwärmung des Kraftfahrzeuges bei. Auch die Art und Farbe der Fahrzeuglackierung kann aufgrund ihrer unterschiedlichen Auswirkung auf das Temperaturverhalten im Innenraum des Kraftfahrzeuges bei der Ansteuerung der Klimaanlage berücksichtigt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der einzigen Figur näher erläutert, wobei die Figur eine Schaltungsanordnung für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges in schematischer Darstellung zeigt.
Eine in der Figur dargestellte Klimaanlage 1 für ein nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug weist eine Klimaanlagensteuerung 2 und ein Ortungssystem 3 zum Bestimmen der aktuellen Position sowie einer Fahrzeugausrichtung („Heading") des Kraftfahrzeuges auf, wobei das Ortungssystem 3 seine Positionsdaten der Klimaanlagensteuerung 2 zur Verfügung stellt.
Des weiteren ist eine der Klimaanlagensteuerung 2 vorgeschaltete Einrichtung 4 vorgesehen, mit welcher für die aktuelle Position des Kraftfahrzeuges in einem ersten Schritt die Position der Sonne relativ zum Kraftfahrzeug und aus dieser in einem zweiten Schritt die Richtung der Sonneneinstrahlung in das Kraftfahrzeug bestimmbar ist.
Die Klimaanlagensteuerung 2 kann außerdem mit einem Temperaturfühler 5 angesteuert werden, der den Temperaturverlauf im Innenraum des Kraftfahrzeuges erfasst. Eine zügig einsetzende oder plötzlich nicht mehr vorhandene direkte Sonneneinstrahlung ist in der Regel mit einer spontanen merklichen Temperaturänderung im Innenraum des Kraftfahrzeuges verbunden. Dieser Umstand kann dadurch berücksichtigt werden, dass die Einrichtung 4 erst dann aktiviert wird, wenn die im Innenraum des Kraftfahrzeuges in einem vorgegebenen Zeitintervall erfasste Temperaturänderung einen vorgegebenen Schwellwert für die Temperaturänderung überschreitet. Ein nicht notwendiger Betrieb der Einrichtung 4 bei nicht auf die Sonneneinstrah lung zurückzuführenden Temperaturänderungen kann dadurch vermieden werden. Anstelle der Temperatur des Innenraumes könnte beispielsweise auch die Außentemperatur oder ein anderer Parameter, beispielsweise die Luftfeuchtigkeit, verwendet werden, der die klimatischen Bedingungen im Innenraum und in der Umgebung des Kraftfahrzeuges geeignet beschreibt. Auch eine Kombination von mehreren Parametern ist möglich.
Insbesondere kann ein Lichtsensor 6 zum Erfassen der Umgebungshelligkeit vorgesehen sein. Mit dem Lichtsensor 6 ist ein unmittelbares Erfassen der Lichtintensität der Umgebungshelligkeit gewährleistet. Der Betrieb der Einrichtung 4 kann in Abhängigkeit von den Messwerten des Lichtsensors 6 erfolgen. In einem Betriebsmodus kann die Einrichtung 4 erst dann aktiviert werden, wenn die mit dem Lichtsensor 6 erfasste Umgebungshelligkeit eine Lichtintensität aufweist, die oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes für die Lichtintensität liegt. Damit wird sichergestellt, dass die Einrichtung 4 nur dann ihren Betrieb aufnimmt, wenn die Sonneneinstrahlung eine ausreichende Intensität zur Erwärmung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges aufweist.
Das Ortungssystem 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein GPS (Global Positioning System), das ein oder mehrere GPS-Empfänger umfassen kann, welche in letzterem Fall in Kombination arbeiten. Zusätzlich oder alternativ kann ein Algorithmus zur Koppelortung mit Eingangsgrößen zur Ermittlung einer Fahrtrichtung und einer Entfernung und/oder ein Algorithmus zum Abgleich einer Fahrt mit einer digitalen Straßenkarte („Mapmatching") vorgesehen sein. Je nach Ausgestaltung des Ortungssystems 3 kann dieses zusätzlich eine Magnetfeldsonde, insbesondere einen elektrischen Kompass, umfassen. Mit dem Ortungssystems 3 ist auch die Ausrichtung des Kraftfahrzeuges bestimmbar. Die Ausrichtung des Kraftfahrzeuges ist ein Para meter dafür, in welchem Maße das Kraftfahrzeug der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Als Ortungssystem 3 sind neben dem GPS auch andere geeignete Ortungssystem 3 denkbar, die auch für weitere Verwendungen im Kraftfahrzeug einsetzbar sind.
Der durch Erfassung des Sonnenstandes und der Richtung der Sonneneinstrahlung erreichte Vorteil kann weiter vergrößert werden, indem die Klimaanlage 1 mehrzonig ausgelegt ist. Mehrzonige Klimaanlagen zeichnen sich dadurch aus, dass die Temperaturen auf den einzelnen Fahrzeugsitzen individuell eingeregelt werden können.
Aus dem GPS-Signal können Azimut und Deklination der Sonne berechnet werden, wodurch zusätzlich die Höhe des Sonnenstandes ermittelt werden kann. In Verbindung mit geographischen Daten bzw. Gefälle- und Steigungsdaten aus Sensoren oder Antriebsstrangdaten kann bei einer Bergfahrt der korrekte fahrzeugbezogene Einstrahlungs-Höhenwinkel ermittelt und berücksichtigt werden.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage 1 gewährleistet einen gegenüber dem Stand der Technik optimierte Regelung der Klimaverhältnisse im Innenraum des Kraftfahrzeuges. Auf sich ändernde klimatische Bedingungen im Innenraum des Kraftfahrzeuges und auch in seiner Umgebung kann bereits frühzeitig reagiert werden. Die hierfür bereitzustellenden apparativen Mittel sind wenigstens teilweise in den Kraftfahrzeugen serienmäßig vorhanden, so dass eine Realisierung der Klimaanlage 1 kostengünstig erfolgen kann.

Claims

Klimaanlage (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Ortungssystem (3) zum Bestimmen der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (4) vorgesehen ist, mit welcher für die aktuelle Position des Kraftfahrzeuges in einem ersten Schritt die Position der Sonne relativ zum Kraftfahrzeug und aus dieser in einem zweiten Schritt die Richtung der Sonneneinstrahlung in das Kraftfahrzeug bestimmbar ist.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtsensor (6) zum Erfassen der Umgebungshelligkeit vorgesehen ist.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssystem (3) ein GPS mit einem oder mehreren GPS-Empfängern ist.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Algorithmus zur Koppelortung mit Eingangsgrößen zur Ermittlung einer Fahrtrichtung und einer Entfernung vorgesehen ist.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Algorithmus zum Abgleich einer Fahrt mit einer digitalen Straßenkarte vorgesehen ist.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssystem (3) zusätzlich eine Magnetfeldsonde umfasst.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ortungssystem (3) die Ausrichtung des Kraftfahrzeuges bestimmbar ist.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) erst dann aktiviert wird, wenn die im Innenraum des Kraftfahrzeuges in einem vorgegebenen Zeitintervall erfasste Temperaturänderung einen vorgegebenen Schwellwert für die Temperaturänderung überschreitet.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) erst dann aktiviert wird, wenn die mit dem Lichtsensor (6) erfasste Umgebungshelligkeit eine Lichtintensität aufweist, die oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes für die Lichtintensität liegt.
Klimaanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssystem (3) zur Zielführung einsetzbar ist.