DE10332205A1

DE10332205A1 - Air conditioning for a motor vehicle

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.The invention relates to an air conditioner for a motor vehicle with a location system for determining the current position of the motor vehicle. DOLLAR A According to the invention a device is provided, with which for the current position of the motor vehicle in a first step, the position of the sun relative to the motor vehicle and from this in a second step, the direction of solar radiation in the motor vehicle can be determined.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Ortungssystem zum Bestimmen der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges.The The invention relates to an air conditioning system for a motor vehicle with a Location system for determining the current position of the motor vehicle.

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.From the DE 199 53 511 A1 An air conditioning system for a motor vehicle is known in which the heat flows supplied or removed by the air conditioning system are controlled as a function of load-relevant environmental conditions ahead in the direction of travel. The preceding ambient conditions can be detected by means of a satellite-based location system (GPS system) and a cartographic environment model stored in the motor vehicle and include in particular inclines, gradients, winding routes, flat stretches and probable stopping situations of the motor vehicle.

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.In addition, in the DE 100 05 127 A1 discloses a comprehensive rain sensor a light sensor, which is versatile in its operation. The measured ambient brightness can be used, for example, to control an air conditioning system, to adjust the sensitivity of a windshield wiper control or to set lighting systems in the motor vehicle.

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.Furthermore, in the DE 100 57 795 A1 describes a method for darkening vehicle glazing in motor vehicles, in which the darkening takes place in dependence on the direction of solar radiation. By means of a navigation system, the direction from which the solar irradiation is determined. The darkening of the vehicle glazing is made so that the glare, which is caused by the sunlight for the vehicle occupants, is reduced.

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.When disadvantageous is considered by the applicant that the from the Prior art air conditioning systems for motor vehicles in their design the weather-related outer not sufficiently consider the effects of the motor vehicle.

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.Of the Invention is therefore based on the object, a relation to the State of the art to provide improved air conditioning for a motor vehicle, which with a location system for determining the current position of the motor vehicle is equipped.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The Task is solved by an air conditioner for a motor vehicle with the features of claim 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.According to the invention is a Device provided with which for the current position of Motor vehicle in a first step, the position of the sun relative to the motor vehicle and from this in a second step the direction the solar radiation is determined in the motor vehicle. For this is the Air conditioning for the motor vehicle with a location system for determining the current position equipped of the motor vehicle. For the determination the direction of the sunlight is the information about the Orientation of the motor vehicle needed, which from the direction the change of location or derivable for example by means of a compass. With the Determining the direction of solar radiation as an input to the controller The air conditioner can change very quickly due to changing climatic conditions Motor vehicle to be responded. For example, an incipient direct Sunlight usually with a short-term increase in temperature connected in the interior of the motor vehicle, so that with the knowledge of Direction of sunlight early by activating a cooling phase the temperature increase can be avoided or compensated. A more effective control of the air conditioning for a well-being of the occupants of the motor vehicle is thus guaranteed. The activation the device could for example, according to a threshold criterion. For example The air conditioning is only after a change in the interior temperature with a predetermined temperature jump in a predetermined time interval dependent on driven by the direction of sunlight. The device for determining the direction of solar radiation can be separately accomplished or already be part of a navigation system. That `s how it is conceivable that the device is an integral part of another is already provided in the motor vehicle computing device. Next a calculation of the direction of solar radiation in the vehicle yourself, could also auxiliary data from stationary stations in the transmission range of the motor vehicle to disposal are placed, which reduce the computational effort in the motor vehicle itself. A calculation in the device could be completely eliminated if the direction information for the current position from the outside currently available would be made. As more and more vehicles come as standard are equipped with a tracking or navigation system is the Realization of the air conditioning according to the invention to realize with little effort and inexpensive.

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.In one embodiment, a light sensor for detecting the ambient brightness is provided. This allows a determination of the direction of solar radiation into the motor vehicle in dependence on the ambient brightness. The device provided for this purpose can be activated, for example, only when the ambient brightness detected by the light sensor has a light intensity which is above a predetermined level Threshold for the light intensity is. The predetermined threshold for the light intensity can be chosen so that a determination of the direction of solar radiation in the motor vehicle only takes place when the light intensity is sufficient for heating the interior of the motor vehicle. The detection cone of the light sensor is arranged inclined upward or in the direction of travel. The light sensor may for example be part of a rain sensor, the light sensor having one or more receiver diodes.

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.It is advantageous when using the positioning system, the orientation of the Motor vehicle is determinable. With the orientation of the motor vehicle can be for example the control of the air conditioning the size of the solar radiation immediately exposed surface, especially the area the windows, the motor vehicle are taken into account. The bigger the the surface exposed to direct sunlight, the more more carries the Solar radiation for heating of the motor vehicle. Also the type and color of the vehicle paint may be due to their different effect on the temperature behavior in the interior of the motor vehicle in the control of the air conditioning considered become.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.Further advantageous embodiments of the invention are given in the dependent claims.

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.The Invention is based on an embodiment closer in the single figure explains the figure shows a circuit arrangement for an air conditioner of a motor vehicle in a schematic representation shows.

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.An air conditioner shown in the figure 1 for a not further illustrated motor vehicle has an air conditioning control 2 and a location system 3 for determining the current position and a vehicle alignment ("heading") of the motor vehicle, wherein the location system 3 his position data of the air conditioning control 2 provides.

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.Furthermore, one of the air conditioning control 2 upstream device 4 provided, with which for the current position of the motor vehicle in a first step, the position of the sun relative to the motor vehicle and from this in a second step, the direction of solar radiation is determined in the motor vehicle.

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.The air conditioning control 2 can also use a temperature sensor 5 be controlled, which detects the temperature profile in the interior of the vehicle. A rapid onset or suddenly no longer existing direct sunlight is usually associated with a spontaneous noticeable temperature change in the interior of the vehicle. This circumstance can be taken into account by the fact that the device 4 is activated only when the detected in the interior of the motor vehicle in a predetermined time interval temperature change exceeds a predetermined threshold value for the temperature change. An unnecessary operation of the device 4 when not attributable to the Sonneneinstrah ment temperature changes can be avoided. Instead of the temperature of the interior, for example, the outside temperature or another parameter, such as the humidity, could be used, which describes the climatic conditions in the interior and in the environment of the motor vehicle suitable. A combination of several parameters is possible.

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.In particular, a light sensor 6 be provided for detecting the ambient brightness. With the light sensor 6 an immediate detection of the light intensity of the ambient brightness is ensured. The operation of the device 4 may depend on the readings of the light sensor 6 respectively. In one operating mode, the device may 4 be activated only when the with the light sensor 6 detected ambient brightness has a light intensity that is above a predetermined threshold value for the light intensity. This will ensure that the device 4 only starts their operation when the sunlight has a sufficient intensity for heating the interior of the motor vehicle.

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.The location system 3 In this embodiment, GPS is a Global Positioning System (GPS) that may include one or more GPS receivers that operate in combination in the latter case. Additionally or alternatively, an algorithm for coupling location with input variables for determining a direction of travel and a distance and / or an algorithm for matching a journey with a digital road map ("mapmatching") may be provided 3 This may additionally comprise a magnetic field probe, in particular an electric compass. With the location system 3 is also the orientation of the motor vehicle determinable. The orientation of the motor vehicle is a para meter for the extent to which the motor vehicle is exposed to direct sunlight. As a location system 3 In addition to the GPS, other suitable positioning systems are also available 3 conceivable, which can also be used for other uses in the motor vehicle.

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.The achieved by detecting the position of the sun and the direction of sunlight Advantage can be further increased by the air conditioning 1 multizone is designed. Multi-zone air conditioning systems are characterized by the fact that the temperatures on the individual vehicle seats can be adjusted individually.

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.Out the GPS signal Azimuth and declination of the sun are calculated, which in addition the Height of Sun position can be determined. In conjunction with geographical Data or gradient and slope data from sensors or powertrain data may be included an uphill ride the correct vehicle-related radiation elevation angle determined and considered become.

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.The inventive air conditioning 1 ensures a comparison with the prior art optimized control of climatic conditions in the interior of the vehicle. On changing climatic conditions in the interior of the vehicle and in its environment can be reacted early. The equipment to be provided for this purpose are at least partially available as standard in the motor vehicles, so that an implementation of the air conditioning 1 can be done inexpensively.

Claims

Air conditioning ( 1 ) for a motor vehicle with a location system ( 3 ) for determining the current position of the motor vehicle, characterized in that a device ( 4 ) is provided, with which for the current position of the motor vehicle in a first step, the position of the sun relative to the motor vehicle and from this in a second step, the direction of solar radiation is determined in the motor vehicle.

Air conditioning ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a light sensor ( 6 ) is provided for detecting the ambient brightness.

Air conditioning ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the location system ( 3 ) is a GPS with one or more GPS receivers.

Air conditioning ( 1 ) according to claim 3, characterized in that an algorithm for coupling positioning with input variables for determining a direction of travel and a distance is provided.

Air conditioning ( 1 ) according to claim 4, characterized in that an algorithm for matching a ride with a digital road map is provided.

Air conditioning ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the location system ( 3 ) additionally comprises a magnetic field probe.

Air conditioning ( 1 ) according to claim 1, characterized in that with the locating system ( 3 ) The orientation of the motor vehicle can be determined.

Air conditioning ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the device ( 4 ) is activated only when the detected in the interior of the motor vehicle in a predetermined time interval temperature change exceeds a predetermined threshold value for the temperature change.

Air conditioning ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the device ( 4 ) is activated only when the light sensor ( 6 ) detected ambient brightness has a light intensity that is above a predetermined threshold for the light intensity.

Air conditioning ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the location system ( 3 ) can be used for destination guidance.