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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herbeiführung einer gewünschten Klimaeinstellung in einem Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen vom Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Beispielsweise erlauben heutige Klimasysteme in Kraftfahrzeugen einem Bediener lediglich eine funktionsbezogene Verstellung der Klimaanlage. Der Bediener kann in der Regel über eine entsprechende Klima-Bedieneinrichtung die Intensität der Luftströmung, die Temperatur der Luft oder auch die Richtung der strömenden Luft (Luftverteilung) einstellen. Des Weiteren kann er über separate Schalter eine Sitzheizung in Stufen aktivieren oder beispielsweise eine Lenkradheizung ein- oder ausschalten.
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Der Bediener muss heute daher die Wirkungsbeziehung zwischen den einzelnen technischen Funktionen der Klimaeinrichtung (beispielsweise Temperatureinstellung, Luftverteilung, Lüftereinstellung, gewählte Stufe einer Sitzheizung, etc.) und dem resultierenden Effekt auf den eigenen Körper bzw. auf das persönliche Empfinden erlernen und hierzu während der Bedienung teilweise experimentell/iterativ ermitteln (Versuch und Korrektur).
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Möchte der Bediener beispielsweise am Kopf ein wärmeres Empfinden haben, so muss er zunächst die Ausströmer in Richtung seines Kopfes verstellen, den Temperatursteller auf eine höhere Temperatur einstellen und gegebenenfalls auch die Drehzahl des Lüfters zu einem höheren Wert hin verstellen.
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Für vergleichsweise einfache Komfortwünsche (z. B. „Kopf etwas kühler“) muss der Bediener heutzutage also unter Umständen eine Vielzahl von Bedienschritten ausführen, was sich auch nachteilig auf die Fahrsicherheit auswirken kann.
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In dieser Schrift wird eine Eingabeschnittstelle zur Bedienung mehrerer Parameter einer Klimaanlage als ein 3D-Koordinaten-Element ausgebildet. Dem 3D-Koordinaten-Element ist ein zugehöriges Koordinatensystem zugeordnet, dessen horizontale Koordinate eine erste Dimension, dessen vertikale Koordinate eine zweite Dimension und dessen dritte, zur ersten und zweiten Koordinate rechtwinklige Koordinate die dritte Dimension bildet, wobei den drei Dimensionen die Klima-Parameter Lufttemperatur, Luftverteilung und Luftströmung zugeordnet sind.
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Es wird dabei insbesondere vorgeschlagen, das 3D-Koordinaten-Element in Form einer berührungssensitiven Eingabefläche, insbesondere als Touchscreen, auszubilden, dem das dreidimensionale Koordinatensystem zugeordnet ist. Durch Verschieben beispielsweise eines Fingers in der Ebene des Touchscreens sowie in Abhängigkeit einer ausgeübten Druckstärke oder Druckzeit ist eine kombinierte Bedienung bzw. Einstellung von Lufttemperatur, Luftverteilung und auch Luftmenge möglich.
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Bei der
DE 10 2008 046 625 A1 ist auf einer als berührungsempfindliche Eingabefläche ausgebildeten Eingabeschnittstelle ein Symbol für einen von Luft mit einstellbarer Temperatur und Luftmenge anströmbaren Insassen dargestellt, wobei das Symbol einen Kopfteil, einen Rumpf- und einen Beinbereich aufweist.
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Jedem der Klima-Parameter „Lufttemperatur“ und „Luftmenge“ ist eine den Körperzonen zugeordnete, vertikale bzw. horizontale Einstell-Berührungslinie zugeordnet, so dass die beiden Klima-Parameter zwar auf der Eingabeschnittstelle miteinander vereinigt sind, jedoch getrennt voneinander eingestellt werden müssen.
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DE 10 2007 023 502 A1 offenbart eine Anzeige- und Bedieneinheit für eine Fahrzeug-, Heiz- oder Klimaanlage. Hierbei ist vorgesehen, dass ein Fahrzeuginsasse durch Drehen und anschließendes Drücken eines Stellreglers Klimazellen, Kopf, Rumpf und Füße, eines Personensymbols auswählen kann.
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Schließlich ist aus der
DE 20 2006 003 543 U1 eine berührungsempfindliche Eingabefläche bekannt, auf der die Silhouetten von auf Sitzplätzen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs sitzenden Insassen dargestellt sind. Jedem Körperbereich sind (je nach vorgewählter Ist- bzw. Soll-Temperatur) verschiedene Farben zugeordnet. Gleichzeitig sind über die berührungsempfindliche Eingabefläche Klima-Parameter wie Luftmenge und Lufttemperatur einstellbar.
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DE 20 2006 003 543 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Anzeigen von Informationen über das Klima im Innenraum eines Kraftfahrzeuges. Der Vorrichtung ist ein Steuermittel zugeordnet, mittels dem eine gewünschte Klimaeinstellung in dem Kraftfahrzeug erfolgen kann. Durch eine Eingabe einer Bedienperson kann wenigstens ein Parameter einer gewünschten Klimaeinstellung eingestellt werden, die an seiner gewünschten subjektiven orientiert ist. Es kann ein Klimastil eingestellt werden, der die Veränderung mehrerer einstellbarer Parameter, wie Soll-Temperatur, Gebläsestufeneinstellung oder Ähnliches, umfasst. Ferner ist offenbart, dass mit dem Steuermittel ein Bildschirm zur Darstellung von verschiedenen Ausrichtungen von Luftsträhnen ansteuerbar ist, wobei die Ausrichtung der Luftsträhne der Ausrichtung des Luftstromes aus einem Gebläse an einem Sitzplatz entspricht.
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Angesichts des Standes der Technik ist es wünschenswert, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herbeiführung einer gewünschten Klimaeinstellung in einem Kraftfahrzeug derart weiterzubilden, dass eine noch leichtere und intuitivere und zielgenaue Bedienung für den Bediener ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen entnehmbar.
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Die Erfindung betrifft dabei ein Verfahren zur Herbeiführung einer gewünschten Klimaeinstellung in einem Kraftfahrzeug, wobei durch eine Eingabe oder Eingaben einer Bedienperson über eine Eingabeschnittstelle wenigstens ein Parameter einer gewünschten Klimaeinstellung eingestellt wird oder einstellbar ist.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bedienperson über die Eingabeschnittstelle die Eingabe eines oder mehrerer Wirkungsorte der Klimaeinstellung ermöglicht wird.
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Auf diese Weise ist eine sehr genaue, wirkungsorientierte Klimaeinstellung durch die Bedienperson möglich, welches den tatsächlichen Klimabedürfnissen einer Bedienperson in hohem Maße Rechnung trägt.
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Dabei können gemäß der Erfindung als Wirkungsorte Körperteile selektierbar sein, um der Bedienperson eine schnelle Orientierung für die Auswahl eines geeigneten Wirkungsortes zu geben.
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Ein solcher beliebiger Klimaspot wird durch Berührung eines Touchscreens, auf dem ein Videobild der Bedienperson vorhanden ist, an einer bestimmten Stelle erzeugt, worauf ein kreisförmiger (oder auch anders geformter) Bereich graphisch in der Art eines „Klimaspots“ auf dem Touchscreen erzeugt wird.
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Dieser Klimaspot kann dann auf dem Touchscreen durch eine Verschiebe-Aktion beliebig manipuliert, platziert bzw. verschoben werden.
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Durch eine entsprechende Steuerung wird nun sichergestellt, dass sich die bezüglich eines solchen verschobenen Klimaspots eingegebenen Eingaben einer Bedienperson auch wirklich auf die auf den ausgewählten Klimaspot bzw. für den ausgewählten Klimaspot wirksamen, klimatechnischen Komponenten, Aktoren, etc. auswirken.
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Die Körperteile können dann durch Berührung ausgewählt und dort ein gewünschtes „lokales Klima“ eingestellt werden. Ein lokal eingestelltes Klima kann wie ein lokaler Offset zu ansonsten für den gesamten Körper vorab eingestellten Standardwerten (Globalklima) betrachtet werden.
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Wünscht ein Bediener abweichend vom Globalklima beispielsweise ein „wärmeres“ Klimagefühl am Kopf und ein „kälteres“ Klimagefühl an den Beinen, so wählt der diese Körperteile zunächst aus und stellt zunächst lokal den gewünschten Offset ein. Der lokale Offset ist dabei vorzugsweise rein qualitativ, beispielsweise als „Plus“ oder „Minus“ einstellbar. Dabei ist denkbar, einen lokalen Offset farblich kenntlich zu machen und/oder durch ein entsprechendes Plus- oder Minuszeichen.
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Unabhängig von der Einstellmöglichkeit lokaler Offsets kann es sinnvoll sein, wenn der Bediener die Möglichkeit hat, nötigenfalls anschließend auch das Globalklima zu verändern, also noch einen globalen Offset durchzuführen. Dies wirkt sich natürlich auch auf die lokalen Offsets aus.
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In einer höchst vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgedankens sind als Wirkungsorte jedoch beliebige Klimaspots von Körperteilen der Bedienperson selektierbar, um dem Bediener eine maximal mögliche Flexibilität einer Körperklimatisierung an die Hand geben zu können.
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Vorzugsweise erfolgt die Auswahl der Wirkungsorte wiederum graphisch auf der als Touchscreen ausgebildeten Eingabeschnittstelle.
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So können beispielsweise durch Berührung eines oder mehrerer Körperteile auf dem Touchscreen diese graphisch hervorgehoben und über einen graphisch nachgebildeten Schieberegler ebenfalls auf dem Touchscreen hinsichtlich ihrer lokalen Klimaeinstellung verändert werden.
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Wie bereits erwähnt, erfolgt eine Veränderung von Klimaeinstellungen nicht mehr quantitativ bzw. absolut über konkrete Parameterwerte, wie beispielsweise eine Temperaturvorwahl, sondern rein qualitativ.
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In diesem Zusammenhang wird bei der Bedienung der Bedienperson zweckmäßigerweise eine mehrstufige Komfortskala angegeben, in der die Bedienperson, ausgehend vom voreingestellten Standardwert der Automatik-Funktion den übergeordneten Parameter in zwei Richtungen, also als ein Mehr oder ein Weniger des Standartwertes, verändern kann. Hierbei hat sich eine siebenstufige Komfortskala als besonders geeignet erwiesen.
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Wenn als Wirkungsorte beliebige Klimaspots von Körperteilen der Bedienperson selektierbar sind, so wird gemäß einer sehr zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung auch eine Verschiebung eines solchen ausgewählten Bereiches ermöglicht.
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Als weitere mögliche Interaktion ist denkbar, dass nach Erzeugung eines solchen Klimaspots eine Größenveränderung eines solchen ausgewählten Bereiches ermöglicht wird. Dies kann beispielsweise durch eine so genannte Pinch-Geste erfolgen, wobei nach Berührung eines solchen Klimaspots mit zwei Fingern, diese auseinander gezogen (Zoom-in-Funktion) bzw. wieder aufeinander zu bewegt werden (Zoom-out-Funktion). Durch diese stufenlose Einstellung ist eine klimatechnische Spot- bzw. Diffus-Wirkung möglich. Beispielsweise können Luftausströmer in ihrer Spot-/Diffuscharakteristik hinsichtlich eines ausgewählten Klimaspots von Körperteilen der Bedienperson verändert werden. Auch ist die Veränderung der Abstrahlcharakteristik von Infrarotstrahlern durch elektromotorisch gesteuerte Positionsveränderung denkbar.
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Schließlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung noch vorgesehen, dass eine Veränderung der für einen solchen ausgewählten Bereich wirksamen Klimaeinstellung durch Verdrehen des ausgewählten Bereichs ermöglicht wird.
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Auch hier ist beispielsweise denkbar, dass ein solcher Klimaspot mittels zweier Finger berührt und beispielsweise durch eine Rechtsdrehung der einer subjektiven Wirkung „wärmer“ entsprechende Befehl und durch eine Linksdrehung der einer subjektiven Wirkung „kälter“ entsprechende Befehl an das System abgegeben wird.
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Die Bedienung der Bedienperson ist an seiner gewünschten, subjektiven Wirkung orientiert, derart, dass bei Veränderung des Klimas über die Eingabeschnittstelle lediglich ein einstellbarer Parameter zur Verfügung gestellt wird, dem alle oder zumindest mehrere, an einer gewünschten Klimaeinstellung tatsächlich beteiligten Parameter untergeordnet sind.
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Es werden dabei also, ausgehend von dem durch den Bediener einstellbaren, übergeordneten Parameter alle oder zumindest mehrere davon abhängigen, untergeordneten Parameter bzw. technischen Einrichtungen, welche zu einer gewünschten Klimaänderung beitragen können, entsprechend eingestellt.
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Dem Bediener wird somit eine wirkungsorientierte und nicht mehr eine funktionsorientierte Bedienung zur Verfügung gestellt. Er muss die Wirkungsbeziehung zwischen einstellbaren technischen Funktionen und seinem persönlichen Komfort- bzw. Klimaempfinden nicht mehr erlernen und hierzu während der Bedienung teilweise iterativ ermitteln. Die Bedienung wird somit für den Bediener intuitiver.
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Die Eingabeschnittstelle ist in Form eines Touchscreens ausgebildet, so dass mittels der Eingabeschnittstelle auch gleichzeitig die Darstellung von Soll- bzw. Istwerten möglich ist. Aber auch eine Aufteilung von Eingabeschnittstelle und entsprechender Darstellung von Soll- bzw. Istwerten (beispielsweise Dreh-/Drücksteller zur Eingabe und Display zur Anzeige) sind denkbar.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Bedienperson über die Eingabeschnittstelle als übergeordneter, einstellbarer Parameter eine qualitative Parametereinstellung ermöglicht wird.
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Durch eine solche, rein qualitative Einstellung kann eine wirkungsorientierte Bedienung der Bedienperson am besten abgebildet werden.
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So ist beispielsweise denkbar, dass der Bedienperson zur Veränderung des Klimas über die Eingabeschnittstelle lediglich die (grafische) Eingabemöglichkeit „wärmer“ oder „kälter“ bzw. „mehr zu Rot“ oder „mehr zu Blau“ zur Verfügung gestellt wird.
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Denkbar sind auch qualitative Parameter wie „behaglicher“ auf der einen Seite und „frischer“ auf der anderen Seite.
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Im Gegensatz zu herkömmlichen Komfortsystemen, bei denen der Bediener absolute Werte eines oder jeweils mehrerer Parameter vorgeben muss (z.B. Lufttemperatur auf 20°C, Lüftung auf Stufe 2, etc.) ist nunmehr nur noch die Auswahl einer solchen Einstellung eines Parameters erforderlich, welche in relativer Beziehung zu einer standardmäßig voreingestellten oder voreinstellbaren Einstellung des Parameters steht, und zwar als ein einstellbares Mehr oder ein einstellbares Weniger. Die Einstellung kann dabei stufenbehaftet, aber auch stufenlos möglich sein.
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Der Bedienperson kann es dabei egal sein, ausgehend von welcher konkreten Lufttemperatur, Luftstromverteilung oder auch Luftmenge er seinen Wunsch zur Veränderung des Klimas über die Eingabeschnittstelle an das System weitergibt und welche technischen, untergeordneten Parameter ggf. dafür geändert werden müssen.
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Es kann hierbei jedoch sehr vorteilhaft sein, wenn der Bedienperson über die Eingabeschnittstelle mehrere thermische Übertragungswege zur Auswahl bereitgestellt werden.
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Denn so kann es durchaus zutreffen, dass ein bestimmter thermischer Übertragungsweg (z.B. Wärmekonvektion bzw. Zugluft) für den einen Bediener als angenehm, für den anderen Bediener jedoch als unangenehm empfunden wird. So wird durch eine Auswahl der thermischen Übertragungswege sichergestellt, dass nur solche thermischen Übertragungswege an der Realisierung eines gewünschten Klimas beteiligt werden sollen, welche für einen Bediener zumindest aus seiner Sicht als optimal empfunden werden.
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Aber auch aus energietechnischen Gesichtspunkten kann die Auswahl bzw. der Ausschluss bestimmter thermischer Übertragungswege äußerst zweckdienlich sein.
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Es kann beispielsweise sehr zweckmäßig sein, wenn der Bedienperson die thermischen Übertragungswege Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Wärmekonvektion zur Auswahl bereitgestellt werden.
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Dabei ist es in weiterer, zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung denkbar, dass die Auswahl von thermischen Übertragungswegen in Kombination mit bestimmten Körperzonen erfolgt.
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So kann beispielsweise der Bediener in einem Menü „Grundeinstellungen“ vorab festlegen, dass bei Klimaänderungswünschen im Kopfbereich der thermische Übertragungsweg der Wärmekonvektion (Zugluft) ausgeschlossen werden soll. Eine Klimaveränderung im Kopfbereich soll also nicht durch Veränderung der Luftmenge, d. h. durch Erhöhung oder Erniedrigung der auf den Kopfbereich gerichteten Lüftung erfolgen.
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Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn bei Eingaben der Bedienperson zur Veränderung des Klimas von Einstellungen einer dauerhaft wirksamen Automatik-Funktion ausgegangen wird. Das heißt, die Logik eines Bediensystems bzw. einer Komfortsteuerung geht dabei von standardmäßig vorgegebenen bzw. vorgebbaren Einstellungen aus, so dass ein Bediener in erster Linie individuell gewünschte Abweichungen von diesen StandardEinstellungen einstellt. Die Automatik-Funktion leitet ihre Einstellungen vorzugsweise von im Vorfeld definierten Komfort-Parametern für bestimmte äußere Rahmenbedingungen ab. Beispielsweise kann dies durch ein empirisch ermitteltes und in einer geeigneten Speichereinheit einer Klimaeinrichtung abgelegtes „virtuelles Klimamodell“ eines Menschen sichergestellt werden.
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Nach diesem Klimamodell können den unterschiedlichen Klimaspots bestimmte Klimaparameter zugeordnet sein, bei denen sich ein „Durchschnittsmensch“ wohlfühlt.
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Den einzelnen Klimaspots sind also bestimmte Standard-Komfortparameter (beispielsweise Lufttemperatur, Luftmenge, Strahlungsintensität) zugeordnet, so dass der Bediener in erster Linie nur individuell gewünschte Abweichungen (lokale Offsets) von diesen Standardwerten einstellt.
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Die Automatik-Funktion kann ihre Einstellungen jedoch auch aus Informationen einer Onboard-Komfort-Sensorik ableiten, welche das individuelle Befinden des Bedieners erfasst und in der Nähe des Bedieners angeordnet ist, um den jeweiligen Effekt einer Bedieneingabe zu messen.
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So können beispielsweise Hautoberflächen-Temperaturen an unterschiedlichen Klimaspots gemessen und in Beziehung zueinander gesetzt werden. Hieraus können Thermographie-Aufnahmen erzeugt werden, woraus Aussagen möglich sind, ob sich eine Person zu warm oder zu kalt fühlt.
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Auf Grund großer individueller Empfindungsunterschiede ist es jedoch gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Voreinstellungen der Automatik-Funktion veränderbar sind.
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Dabei kann die Veränderung bzw. Einstellung einer solchen allgemeinen Komfort-Vorgabe für die Automatik-Funktion auf einem separaten Bereich der beispielsweise als Touchscreen ausgebildeten Eingabeschnittstelle oder auch an völlig anderer Stelle, z. B. über ein mechanisches Bedienteil (Drehsteller, Drehdrücksteller oder dergleichen) erfolgen.
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Auch ist denkbar, dass die Bedienung der Bedienperson zur Erzielung einer gewünschten Klimaeinstellung zur Anpassung der durch die Automatik-Funktion standardmäßig vorgegebenen Komfortparameter genutzt wird, etwa in der Art eines lernenden Systems mit den Bedieneingaben als Informationsquelle. So kann die Notwendigkeit einer „Korrektur-Bedienung“ durch die Bedienperson mit der Benutzungsdauer abnehmen. Hierzu ist eine Kopplung mit anderen Informationsquellen bezüglich der Identität, dem Bekleidungsgrad oder dem physischen Aktivitätsniveau des Kunden zweckdienlich.
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Ferner ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung denkbar, insbesondere in Zusammenhang mit der Auswahl von thermischen Übertragungswegen, dass dem Bediener die Möglichkeit gegeben wird, vorzugeben, in welchen Toleranzbereichen sich eine Regelung in den einzelnen thermischen Übertragungswegen, vorzugsweise körperteilbezogen, bewegen darf, um den Bediener lokal zu klimatisieren und einen optimalen Gesamtkomfort zu erreichen. Beispielsweise ist vorstellbar, festzulegen, dass bei einer wunschgemäßen, kopfbezogenen Klimaveränderung der Luftzug höchstens nur um 20% seines Ausgangswertes verändert werden darf.
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Statt eines gänzlichen Ausschlusses eines thermischen Übertragungsweges besteht also die Möglichkeit, dessen Einfluss an einer gewünschten Klimaveränderung zu gewichten. Beispielsweise kann über einen geeigneten Schalter und/oder ein geeignetes Einstellmenü der Einfluss eines bestimmten thermischen Übertragungsweges auf die Stufen „stark“, „mittel“, „schwach“ bis hin zu einer gänzlichen Desaktivierung des betreffenden thermischen Übertragungsweges eingestellt werden.
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Des Weiteren ist denkbar, eine personifizierte Speichermöglichkeit von zeitabhängigen, lokal wirkenden Heiz- oder Kühl-Szenarien zu ermöglichen. So kann beispielsweise über die Eingabeschnittstelle festgelegt werden, dass bei einer Fahrt zu einem bestimmten Ziel, in einer bestimmten Jahres- und zu einer bestimmten Tageszeit zunächst eine vorhandene Sitzheizung auf ein Maximum eingestellt und dann nach vorgegebene Zeit um eine bestimmte Anzahl von Stufen verringert wird. Denkbar ist auch eine Übernahme durch das bereits erwähnte „lernende System“ wobei durch mehrmaliges, manuelles Einstellen die vorgenommenen Eingaben vom System als Automatismus übernommen werden.
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Zur erleichterten, nicht-manuellen Bedienung der Komfort- bzw. Klimaeinrichtung kann auch eine Sprachbedienung vorgesehen sein. Hierbei ist denkbar, dass der Bediener durch Nennung eines bestimmten Körperbereichs oder Körperteils und Nennung eines wirkungsbezogenen Kommandos (beispielsweise „Kopf etwas kälter“) oder auch einer wirkungsbezogenen Problembeschreibung (beispielsweise „Kopf ist zu kalt) eine Bedienung der Komforteinrichtung vornehmen kann. Dabei kann ein angebundener Algorithmus eines Spracherkennungssystems derartige Kommandos in solche geeignete Befehle für die Komfortsteuerung umwandeln, die der Bedienlogik der verwendeten Eingabeschnittstelle entsprechen. Beispielsweise kann der Sprachbefehl „Kopf etwas kälter“ die gleichen Veränderungen bewirken, wie wenn die Bedienperson manuell eine Komfortskala für den Kopfbereich um einen Skalenbereich verringert.
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In Bezug auf lokale, auf bestimmte Körperbereiche festgelegte Komfort- bzw. Klimaeinstellungen kann dem Bediener auch die Möglichkeit gegeben werden, solche lokalen Einstellungen als Ganzes für sich persönlich als optimal und damit als Standardwert der Automatik-Funktion zu setzen, so dass bei seinen zukünftigen Eingaben für alle Körperbereiche gegenüber diesen Standardeinstellungen referenziert wird. Es ist denkbar, diese Einstellungen jahreszeit-, aktivitätsgrad- und/oder bekleidungsabhängig einzustellen.
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Die Erfindung betrifft aber auch ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein solches Kraftfahrzeug hat wenigstens eine Klimaeinrichtung, welche zumindest Komponenten zur Veränderung von Klimaeinstellungen wie Lufttemperatur, Luftgeschwindigkeit, Luftverteilung sowie Luftströmungsrichtung aufweist. Ferner weist die Klimaeinrichtung wenigstens eine Eingabeschnittstelle auf, die eine solche Bedienung der Bedienperson ermöglicht, welche an der gewünschten, subjektiven Wirkung der Bedienperson orientiert ist, derart, dass bei Veränderung der Klimaeinstellung über die Eingabeschnittstelle lediglich ein einstellbarer Parameter zur Verfügung stellbar ist oder gestellt wird, dem alle oder zumindest mehrere, an einer gewünschten Klimaeinstellung tatsächlich beteiligten Parameter untergeordnet sind. Der Bedienperson ist über die als Touchscreen ausgebildete Eingabeschnittstelle ermöglicht, als Wirkungsorte beliebige Klimaspots von Körperteilen durch Berührung eines Videobildes der Bedienperson auf dem Touchscreen auszuwählen.
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Auf diese Weise kann einem Fahrzeuginsassen in einem Kraftfahrzeug eine höchst intuitive und komfortable Bedienung der Klimaeinrichtung zur Verfügung gestellt werden. Die Bedienung aller an einer gewünschten Wirkung beteiligten Funktionen der Klimatisierung, also beispielsweise Erhöhung der Temperatur, Veränderung der Gebläsedrehzahl, Verstellung der Luftkanalklappen sowie Ausrichtung der Ausströmer kann somit über eine zentrale Darstellung sowie ein einheitliches Interaktionsverfahren und mentales Modell erfolgen. Hierdurch wird insbesondere eine beliebige Erweiterbarkeit des Funktionsumfangs der Klimaeinrichtung im Kraftfahrzeug ermöglicht, ohne Änderungen der Eingabeschnittstelle zu erfordern. Denn nicht die Funktion, sondern die Wirkung bestimmt das mentale Modell des Bedieners und somit auch der Eingabe- bzw. Benutzerschnittstelle.
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Es ist noch ausdrücklich darauf hinzuweisen, dass das erfindungsgemäße Verfahren allgemein zur Veränderung von Klimaeinstellungen in einem Kraftfahrzeug sehr vorteilhaft eingesetzt werden kann. So ist denkbar, dass das Verfahren zusätzlich zur Veränderung von Klimaeinstellungen auch zur Veränderung von Audioeinstellungen eingesetzt werden kann.
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Insbesondere bei der Steuerung von Klangeinstellungen in einem Mehrkanal-Audiosystem ist die Platzierung von „Klangspots“ im Innenraum inklusive der Verstellung der Lautstärke und Richtcharakteristik analog zur gefühlten Temperatur und Spot/Diffus-Einstellung bei der Klimatisierung denkbar.
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Insbesondere kann die Klimaeinrichtung des Kraftfahrzeugs auch körpernah wirksame Komponenten, insbesondere Infrarotstrahler, beheizbare Flächen und auch körpernah wirksame Lüfter umfassen. Körpernah wirksame Komponenten sind in der Regel im unmittelbaren Bereich eines Bedieners angeordnet.
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Hierbei ist zu bedenken, dass konventionelle Klimatisierungssysteme (beispielsweise KühlKreisläufe, PTC-Klimatisierungen, Wärmepumpen, etc.) eine große Menge an Energie zur Bereitstellung einer geeigneten Wärme- und Kälteleistung benötigen. Dies kann insbesondere bei elektrifizierten Fahrzeugen (Elektro- oder Hybridfahrzeuge) zu einer deutlichen Einschränkung der Reichweite führen.
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Körpernahe wirksame Systeme mit vergleichsweise geringem Energiebedarf stellen hier einen Lösungsansatz da, weil diese in unmittelbarer Nähe des Bedieners dezentral im Kraftfahrzeug verbaut werden können und somit deren Wirkung gezielter dem Bediener zugeführt werden kann.
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Insbesondere ein solches System kann jedoch aus vielen, einzeln anzusteuernden und zu bedienenden „Klimatisierungseinheiten“ bestehen. Vor diesem Hintergrund ist der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erleichterung der Bedienung durch den Bediener umso nachvollziehbarer. Die Kombinatorik einer separaten Verstellung der einzelnen Einheiten würde die meisten Kunden überfordern oder es könnte zu nicht energieeffizienten Kombinationen der aktivierten Klima-Komponenten kommen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 ein Blockschaltbild einer Klimaeinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 die Darstellung einer Eingabeschnittstelle zur Bedienung der Klimaeinrichtung mit einer figurativen Nachbildung der zu klimatisierenden Bedienperson,
- 3 eine Darstellung der Eingabeschnittstelle mit einer räumlichen, figurativen Darstellung der zu klimatisierenden Bedienperson,
- 4 eine Darstellung gemäß 3, wobei eine Weiterbildung des Bedienverfahrens (Erzeugung von Klimaspots) dargestellt ist,
- 5 die Darstellung einer Manipulationsmöglichkeit eines Klimaspots,
- 6 eine Darstellung einer weiteren Manipulationsmöglichkeit eines Klimaspots,
- 7 eine Darstellung einer noch weiteren Manipulationsmöglichkeit eines Klimaspots,
- 8 ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaeinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
- 9 eine andere Darstellung einer Eingabeschnittstelle mit einer schematischen, körperteilbezogenen Darstellung der zu klimatisierenden Bedienperson.
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Zunächst wird auf die 1 Bezug genommen.
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Darin ist eine Klimaeinrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens äußerst schematisch dargestellt. Die Klimaeinrichtung 1 weist eine zentrale Klimasteuerung 21 auf. Die Klimasteuerung 21 steht mit diversen klimatechnischen Komponenten 13 bis 18 in signaltechnischer Verbindung, so dass die Klimasteuerung 21 die klimatechnischen Komponenten 13 bis 18 ansteuern und/oder bei Bedarf auch ein wechselseitiger Signalfluss möglich ist.
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Stellvertretend für ein oder mehrere, im Kraftfahrzeug verteilt angeordnete, klimatechnische Komponenten ist jeweils nur ein Symbol dargestellt.
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So bezeichnet die Ziffer 13 Lüfter zur Veränderung der Luftmenge bzw. des Luftstroms, die Ziffer 14 Luftklappen zur Freigabe bzw. Verteilung eines Luftstroms in Luftkanälen, die Ziffer 15 Ausströmer zur Ausrichtung eines Luftstroms.
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Mit Ziffer 16 ist eine zentrale Klimatisierung angedeutet, welche beispielsweise als konventioneller Kältekreislauf oder auch als Peltier-Klimatisierung ausgebildet sein kann. Die Ziffer 17 kennzeichnet Heizwiderstände, mit der beispielsweise Sitze oder Lehnen, Scheiben, ein Lenkrad oder sonstige Flächen, wie z. B. eine Fußablage, beheizt werden können.
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Die Ziffer 18 steht für beliebig im Kraftfahrzeuginnenraum angeordnete Infrarotstrahler.
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Den klimatechnischen Komponenten 13 bis 18 sind jeweils tatsächlich an einer gewünschten Klimaeinstellung beteiligte Parameter P1 bis P6 zugeordnet.
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Dabei bezeichnen P1 eine einzustellende Luftmenge, P2 einzustellende Luftklappen-Öffnungswinkel, P3 einzustellende Ausströmer-Richtungswinkel, P4 eine einzustellende Lufttemperatur, P5 eine einzustellende Stromstärke und P6 eine einzustellende Strahlungsintensität.
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Zur Herbeiführung einer gewünschten Klimaeinstellung im Kraftfahrzeug wird einem Bediener über eine Eingabeschnittstelle 11 die Möglichkeit gegeben, einen Parameter P zu verändern.
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Der Parameter P ist dabei aus Sicht der Bedienperson rein wirkungsorientiert. Das heißt, bei Veränderung des Parameters P erfolgt durch die zentrale Klimasteuerung 21 eine bedarfsgerechte, funktionsorientierte Ansteuerung der klimatechnischen Komponenten 13 bis 18, so dass zur Herbeiführung des von der Bedienperson gewünschten Klimas die Parameter P1 bis P6 bzw. zumindest ein Teil dieser Parameter verändert wird. Die Parameter P1 bis P6 sind daher dem Eingabeparameter P, welcher bei gewünschter Veränderung des Klimas der Bedienperson über die Eingabeschnittstelle 11 zwecks Einstellung allein zur Verfügung gestellt wird, untergeordnet.
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Die Eingabeschnittstelle 11 ist als berührungsempfindliche Eingabefläche, insbesondere als so genannter Touchscreen ausgebildet.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Eingabeschnittstelle auch in Form eines Dreh- oder Drehdrückstellers 23 angeboten werden (siehe auch 2).
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In der Figur ist ferner eine Bordsensorik 22 des Kraftfahrzeugs angedeutet, welche an unterschiedlichen Stellen im Innenraum des Kraftfahrzeugs und/oder auch in körpernahen Bereichen eines Bedieners Klimamessungen vornimmt, beispielsweise eine Messung von Temperatur und/oder Feuchtigkeit.
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Des Weiteren ist angedeutet, dass die zentrale Klimasteuerung 21 auf eine Speichereinheit 12 zurückgreift, in der Standard-Voreinstellungen einer Automatik-Funktion der Klimaeinrichtung 1 abgespeichert sind. Die abgespeicherten Standardeinstellungen entsprechen bestimmten Einstellungen der Parameter P1 bis P6, bei denen sich ein „Durchschnittsbediener“ wohlfühlt und basieren auf empirischen Untersuchungen für bestimmte äußere Rahmenbedingungen.
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Alternativ oder ergänzend kann die zentrale Klimasteuerung 21 ihre Informationen jedoch auch aus der Bordsensorik 22 beziehen, die bei entsprechender Ausführung das individuelle Befinden des Bedieners erfasst.
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Zur körperbezogenen Komfort- bzw. Klimaeinstellung wird dem Bediener auf der Eingabeschnittstelle 11 eine virtuelle Darstellung einer Person oder auch ein Videobild seiner selbst dargestellt. Die virtuelle Darstellung kann mittels einer Bildverarbeitungseinheit 19 erzeugt werden und zur Erzeugung eines Videobildes können im Kraftfahrzeug eine oder mehrere Kamerasysteme 20 (beispielsweise auf CCD- oder CMOS-Basis) installiert sein.
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Die in der Speichereinheit 12 hinterlegten Standardeinstellungen für die Automatik-Funktion sind manuell anpassbar, um bei allzu großen, individuellen Abweichungen eine Anpassungsnotwendigkeit zu reduzieren. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Klimaeinrichtung 1 insofern als lernendes System ausgebildet ist, als dass häufig durchgeführte Anpassungen eines Bedieners sich nach einem bestimmten, festzulegenden Algorithmus auf die hinterlegten Standardeinstellungen in der Speichereinheit 12 auswirken, das heißt diese selbsttätig anpassen.
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In 2 ist nunmehr eine Draufsicht auf die Eingabeschnittstelle 11 dargestellt. Die als Touchscreen ausgebildete Eingabeschnittstelle 11 weist eine berührungsempfindliche Eingabefläche 110 auf, auf der zentral die virtuelle Abbildung einer Bedienperson M dargestellt ist. Die Bedienperson M ist in mehrere Körperteile unterteilt, die vom Bediener einzeln oder kumulativ auswählbar sind. So weist die Bedienperson M auswählbare Beine M1, einen auswählbaren Rumpf M2, einen auswählbaren Kopf M3 und auswählbare Arme M4 auf.
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In der Darstellung hat der Bediener zur Herbeiführung einer gewünschten Klimaeinstellung sowohl die Beine M1 als auch den Kopf M3 der virtuellen Bedienperson M ausgewählt (vergleiche schraffierte Bereiche). Die Auswahl erfolgt durch Antippen dieser Bereiche, wobei durch einmaliges Antippen eines Körperteils dessen Auswahl und durch abermaliges Antippen die Aufhebung einer solchen Auswahl möglich ist.
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Gleichzeitig wird auf der Eingabefläche 110 ein balkenartiger Einstellbereich 111 dargestellt, in dem mittels eines horizontal verschieblichen Schiebereglers SR durch die Bedienperson die „gefühlte Temperatur“ in den ausgewählten Körperteilen M1 und M3 veränderbar ist.
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Der Einstellbereich 111 ist dazu in sieben Klimastufen KS unterteilt, die, ausgehend von einer mittleren Klimastufe KS0 bzw. mittleren Position des Schiebereglers SR zu einer Einstellrichtung „kälter“ (112, blau gefärbt und/oder mit „-‟ versehen) oder „wärmer“ (113, rot gefärbt und/oder mit „+“ versehen) angewählt werden können.
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Es erfolgt vom Bediener also keine absolute Einstellung oder Vorwahl eines Parameters (wie beispielsweise Einstellung oder Vorwahl einer konkreten Temperatur in Grad Celsius), sondern lediglich eine qualitative bzw. relative Parametereinstellung, welche gegenüber der Standardeinstellung der Automatik-Funktion (mittlere Klimastufe KS0) referenziert ist.
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Bei Veränderung des gewünschten Klimas durch den Bediener hin zu einer kälteren, gefühlten Temperatur kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass sich die ausgewählten Körperteile in ihrer Farbe hin zu einem Blau verfärben, welches sich mit zunehmend kälterer Klimastufe in seinem Farbton und/oder in seiner Helligkeit verändert. Analog ist es denkbar, dass die Körperteile M1 und M3 eine rote Farbe annehmen, welche sich mit zunehmend kälterer Klimastufe in ihrem Farbton und/oder in ihrer Helligkeit verändert. Auf diese Weise kann eine gute Nachvollziehbarkeit der Klimaeinstellung unterstützt werden.
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Wichtig ist jedoch, dass die Bedienperson bei einem Änderungswunsch lediglich nur einen, insbesondere qualitativ zu einem Mehr oder Weniger zu verändernden Parameter, und zwar die von ihm gefühlte Temperatur einzustellen braucht. Diese kann mit dem Parameter P (vergleiche 1) gleichgestellt werden.
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Dabei braucht sich der Bediener keine Gedanken zu machen, wie die Klimasteuerung 21 die nachgeschalteten Klimakomponenten 13 bis 18 zur Einstellung erforderlicher Parameter P1 bis P6 ansteuert. Die technisch-funktionale Beziehung zwischen gewünschter, „gefühlter Temperatur“ und der dafür erforderlichen Einstellung vorhandener klimatechnischer Komponenten kann dem Bediener egal sein. Es ist somit trotz des Vorliegens eines unter Umständen höchst komplexen Systems eine sehr einfache und intuitive Bedienung möglich.
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Des Weiteren hat der Bediener die Möglichkeit, über den Touchscreen eine Auswahl zulässiger thermischer Übertragungswege festzulegen.
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Beim Berühren eines Körperteils zur Einstellung des dort gefühlten Klimas werden dem Bediener standardmäßig vier dafür zugelassene thermische Übertragungswege 115 bis 118 angeboten, wobei 115 Infrarotstrahlung (also Wärmestrahlung), 116 und 117 Lufttemperatur und Zugluft (also Wärmekonvektion) und 118 Kontaktwärme (also Wärmeleitung) bedeuten.
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Der Bediener hat nun lediglich die Möglichkeit, zumindest einen dieser thermischen Übertragungswege 115 bis 118 zur Erreichung des gewünschten Klimas auszuschließen (eine weitergehende Einstellung ist an dieser Stelle nicht möglich und auch nicht gewollt).
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Dies kann er beispielsweise aus energietechnischen Gründen machen, weil er einen thermischen Übertragungsweg für besonders energieverzehrend hält. Der Ausschluss eines bestimmten thermischen Übertragungsweges (in der Darstellung ist es Zugluft 117) kann aber auch deswegen erfolgen, weil eine Bedienperson einen solchen thermischen Übertragungsweg schlicht und einfach nicht verträgt. Auf Grund eines häufigeren Ausschlusses kann bei einem lernenden System ein solcher Ausschluss auch standardmäßig vorgeschlagen werden.
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Dabei ist zu erwähnen, dass jede Klimastufe KS eine bestimmte Ansteuerung der Intensität aller verfügbaren thermischen Übertragungswege bzw. klimatechnischen Komponenten 13 bis 18 repräsentiert, so dass bei deren Kombination stets ein optimaler, gefühlter Komfort für den Bediener entsteht.
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Bei der Desaktivierung einzelner thermischer Übertragungswege durch den Bediener gleicht die Klimasteuerung 21 den anfallenden „Komfort-Verlust“ durch verstärkten Einsatz der anderen thermischen Übertragungswege jedoch wieder aus.
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Wie bereits erwähnt, kann die Bedienperson Eingaben alternativ oder zusätzlich auch über den Drehdrücksteller 23 durchführen, welcher ebenfalls ein Display 230 mit einer angedeuteten, virtuellen Bedienperson und durch Drehung und Druck von einer mittleren Klimastufe KS0 ausgehende, an- und auswählbare Klimastufen KS aufweist. Die auf dem Drehdrücksteller 23 ersichtliche Klima-Skala ist in analoger Weise zum Einstellbereich 111 siebenstufig ausgebildet.
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3 zeigt eine etwas andere Möglichkeit, wie ein Bediener mit Hilfe des Touchscreens 11 Klimaeinstellung vornehmen kann.
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Im Unterschied zur Ausführung gemäß 2 ist hierbei die virtuelle Bedienperson M dreidimensional ausgebildet, so dass vom Bediener ein linkes und/oder rechtes Bein M11/M12 sowie ein linker und/oder rechter Arm M41/M42 anwählbar sind.
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In der Darstellung hat der Bediener den Kopf M3 ausgewählt. Zusätzlich zum Einstellbereich 111, welcher sozusagen als „Master-Regler“ verstanden werden kann, wird auf dem ausgewählten Körperteil (hier Kopf M3) ein weiterer Einstellbereich 111' graphisch dargestellt, welcher in analoger Weise wie bereits beschrieben zu bedienen ist. Die gewünschte Klimaeinstellung für den Kopf M3 kann in diesem Fall sowohl über den Einstellbereich 111 als auch über den Einstellbereich 111' erfolgen.
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Wünscht der Bediener die gleichzeitige Einstellung für mehrere Körperteile, beispielsweise für den Kopf M3 und den linken Arm M41, so berührt er diese nacheinander, so dass diese für die Einstellung aktiviert und graphisch hervorgehoben werden (nicht dargestellt). In diesem Falle wird die Klimaeinstellung für beide Körperteile nur über den „Master-Regler“ 111 vorgenommen. Durch eine abermalige Berührung eines Körperteils kann dieses wieder desaktiviert werden.
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Eine entsprechende Auswahl bzw. Desaktivierung von thermischen Übertragungswegen 115 bis 118 ist in gleicher Weise gegeben.
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Wird beispielsweise vom Bediener der thermische Übertragungsweg 117 (Zugluft) wie dargestellt desaktiviert, so wird bei einer Veränderung des Schiebereglers SR in Richtung „kühler“ insbesondere verhindert, dass von der Klimasteuerung 21 zur Veränderung der von einer Bedienperson gefühlten Temperatur hin zu einer kühleren auch die im Kraftfahrzeug befindlichen, relevanten Lüfter 13 derart angesteuert werden, dass sich eine Vergrößerung der Luftmenge bzw. Luftgeschwindigkeit auf Grund einer Erhöhung der Lüfterdrehzahl ergibt.
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In 4 ist noch eine weitere Flexibilisierung der Klimabedienung durch den Bediener dargestellt.
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Im Unterschied zu den vorgezeigten Ausführungsbeispielen hat hierbei der Bediener die Möglichkeit, als Wirkungsorte für eine gewünschte, gefühlte Klimaveränderung beliebige Körperbereiche auszuwählen.
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Eine Auswahl eines Körperbereichs erfolgt dabei durch Berührung der virtuellen Bedienperson M (oder eines Videobildes der Bedienperson) an einer beliebigen Stelle. Hierdurch wird ein vorzugsweise kreisrunder „Klimaspot“ erzeugt. Die Form eines erzeugten Klimaspots kann natürlich auch anders gewählt werden. In der Darstellung hat der Bediener einen Klimaspot S1 an der Stirn der virtuellen Bedienperson M und einen zweiten Klimaspot S2 im Fußbereich der Bedienperson M erzeugt. Eine Desaktivierung eines einmal erzeugten Klimaspots kann analog zu den Ausführungen zu 2 durch abermaliges Antippen des Klimaspots auf einfache Weise erfolgen. Zur Veränderung der gefühlten Temperatur in den ausgewählten Bereichen kann wiederum der Schieberegler SR innerhalb des Einstellbereichs 111 in bereits beschriebener Weise verwendet werden. Gleichermaßen stehen die thermischen Übertragungswege 115 bis 118 zur Auswahl bzw. Desaktivierung bereit.
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Abweichend vom Ausführungsbeispiel können jedoch auch noch mehr oder weniger als zwei Klimaspots erzeugt werden.
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Wird nur ein Klimaspot erzeugt, so stehen der Bedienperson zur Manipulation des Klimaspots an dem ausgewählten Bereich noch sehr interessante Interaktionsmöglichkeiten zur Verfügung.
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So zeigt 5, dass ein ausgewählter Klimaspot S durch eine Verdrehung des Klimaspots S durch einen Bediener B im oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu einer Erhöhung bzw. Reduzierung der gefühlten Temperatur im ausgewählten Klimaspot führen kann.
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Alternativ ist jedoch auch eine entsprechende Veränderung über den Schieberegler SR im Einstellbereich 111 möglich.
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6 zeigt, dass eine Bediener B einen erzeugten Klimaspot S auch durch eine „Zoomgeste“ vergrößern und so eine stufenlose Einstellung einer Spot/Diffus-Wirkung einstellen kann. In der Darstellung wird der erzeugte Klimaspot S zu einem größeren Klimaspot S' auseinander gezogen, so dass die Diffus-Wirkung auf den Bediener in diesem Bereich erhöht wird, was eine entsprechende Ansteuerung der vorhandenen Ausströmer 15 (vergleiche 1) zur Folge hat.
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Eine umgekehrte Bewegungsrichtung, d. h. eine Verkleinerung eines erzeugten Klimaspots (beispielsweise von S' nach S), ist natürlich auch möglich.
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Wiederum ist eine entsprechende Veränderung der Klima-Einstellung (kälter, wärmer) für den Klimaspot S über den Schieberegler SR im Einstellbereich 111 möglich.
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Schließlich kann auch eine beliebige Verschiebung eines einmal erzeugten Klimaspots S vorgenommen werden, wie dies in 7 dargestellt ist. Hierbei wird vom Bediener B ein erzeugter Klimaspot S schräg nach unten zu einem anderen Körperbereich hin verschoben und somit ein Klimaspot S' erzeugt, dessen Klima-Einstellungen wiederum über den Schieberegler SR im Einstellbereich 111 möglich sind und/oder der wiederum in der in den vorhergehenden Figuren dargestellten Weise manipuliert werden kann.
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In den 5 bis 7 ist übrigens eine an sich notwendige, virtuelle Darstellung der Bedienperson B auf der Eingabefläche 110 der Einfachheit halber nicht mehr dargestellt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders gut bei einer Ausstattung eines Fahrzeugs anwenden, welches auch mit körpernah wirksamen, dezentralen klimatechnischen Komponenten ausgestattet ist und somit typische wirkungsbezogene Klimatisierungswünsche (z. B. „Kopf kühler“) ohne die Erfindung nur durch komplexere Einstellprozeduren an mehreren Funktionen realisiert werden können.
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Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch durchaus auch bei einfacheren Ausstattungen denkbar, wo bereits bestehende Luftkanäle mit Luftklappen und endseitigen Ausströmern mit Anbindung an eine Zentralklimatisierung eingesetzt werden. Gegebenenfalls sind elektrisch-aktuatorische Richtungsverstellungen und eine individuelle Regelbarkeit von Lufttemperatur und/oder Luftgeschwindigkeit schon vorhanden.
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Bei einfachen Kraftfahrzeug-Klimaausstattungen verfügt das Klimagerät in aller Regel nicht über die Möglichkeit, für einzelne Temperaturzonen in vertikaler Richtung die Temperatur aktiv zu verändern. Es kann im Klimagerät lediglich eine Temperatur erzeugt bzw. gemischt und über das vorhandene Kanal- und Klappensystem in den Innenraum geleitet werden. Hier lässt sich bereits der Erfindungsgedanke vorteilhaft einsetzen, indem das an einem Wirkungsort gewünschte Klimagefühl nur über die Luftverteilung, die Luftmenge und wenn nötig auch über die Lufttemperatur erzeugt wird.
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Gibt ein Bediener über ein geeignetes Bedieninterface (bspw. über einen Touchscreen) vor, dass sein Klimagefühl an einem Körperteil (bspw. am Kopf) „wärmer“ oder „kälter“ werden soll, so ist folgende Veränderung der „untergeordneten“ Parameter Luftverteilung, Luftmenge und Lufttemperatur denkbar:
- Dort, wo es „wärmer“ werden soll, wird im Winter mehr warme Luft hingeleitet und im Sommer entsprechend weniger. Ein „Mehr“ wird durch Ausrichtung der Luftverteilung auf den entsprechenden Wirkungsort und durch Erhöhung der insgesamt erzeugten Luftmenge bewerkstelligt. Die Ausrichtung der Luftverteilung kann durch entsprechendes Ansteuern der vorhandenen Luftklappen so erfolgen, dass ein größerer Anteil der durch einen Lüfter des Klimagerätes insgesamt erzeugten Luft als vorher zum Wirkungsort geleitet wird. Die Erhöhung der insgesamt erzeugten Luftmenge kann durch entsprechendes Ansteuern des Lüfters (Erhöhung der Lüfterdrehzahl) realisiert werden.
- Dort, wo es „kälter“ werden soll, wird im Winter weniger warme Luft hingeleitet und im Sommer entsprechend mehr. Ein „Weniger“ wird durch Ausrichtung der Luftverteilung weg vom entsprechenden Wirkungsort und durch Reduzierung der insgesamt erzeugten Luftmenge bewerkstelligt. Die Ausrichtung der Luftverteilung kann durch entsprechendes Ansteuern der vorhandenen Luftklappen so erfolgen, dass ein geringerer Anteil der durch einen Lüfter des Klimagerätes insgesamt erzeugten Luft als vorher zum Wirkungsort geleitet wird. Die Reduzierung der insgesamt erzeugten Luftmenge kann durch entsprechendes Ansteuern des Lüfters (Reduzierung der Lüfterdrehzahl) realisiert werden.
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Wenn erforderlich, kann die Lufttemperatur angehoben oder reduziert werden, um für andere Wirkungsorte global einen Ausgleich erzielen zu können.
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Eine entsprechende Feineinstellung, wie die untergeordneten Parameter im Einzelnen anzusteuern sind, kann über hinterlegte Kennlinien im Klima-Steuergerät festgelegt werden.
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Für zukünftige Fahrzeuge, insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeuge mit einem hohen Bedarf an Energieeffizienz sind jedoch komplexere Klimatisierungssysteme mit unterschiedlichen Einheiten zum Wärmen oder Kühlen des Bedieners in verschiedenen Umgebungszuständen denkbar.
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So zeigt die 8 ein Beispiel für ein komplexeres System mit zusätzlichen körpernah wirkenden Heiz- und Kühlkomponenten.
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In der Figur ist ein Kraftfahrzeug K ersichtlich, mit einer Klimaeinrichtung 1, welche über eine zentrale Klimatisierung 10 verfügt. Die zentrale Klimatisierung 10 ist mit einem nicht näher dargestellten Lüfter ausgestattet und an Luftkanäle 100 mit nicht näher dargestellten Luftklappen sowie endseitigen Ausströmern angeschlossen. Die zentrale Klimatisierung 10 ist vorzugsweise als Peltier-Klimatisierung ausgebildet, kann aber auch als konventionelle Klimatisierung mit einem Kühlkreislauf ausgestattet sein.
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Als körpernah wirksame, klimatechnische Komponenten sind im Sitzbereich eine Lehnenheizung 3 und eine Sitzheizung 4 ersichtlich, welche zum körpernahen Kühlen mit Lüftern 31 bzw. 41 ergänzt werden.
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Zusätzlich ist im Nackenbereich ein Infrarot-Strahler 2 ersichtlich.
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Zur Spot-Klimatisierung ist im Bereich des Dachhimmels ein Lüfter 5 angeordnet, welcher sowohl in einer Spot- als auch in einer Diffus-Charakteristik betreibbar ist.
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Ebenso im Bereich des Dachhimmels ist wiederum ein Infrarot-Strahler 6 vorgesehen.
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Eine Lenkrad-Heizung 7 sorgt über Kontaktwärme für das Wohlbefinden eines Bedieners B.
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Schließlich ist noch im Fußbereich des Bedieners B ein Infrarot-Strahler 8 angeordnet, welcher die Füße des Bedieners B von oben körpernah erwärmen soll.
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Zur Erwärmung der Füße von unten durch Kontaktwärme dient eine beheizbare Fläche 9.
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Schließlich verfügt das Kraftfahrzeug K auch noch über beheizbare Seitenscheiben.
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Es sind somit alle thermischen Übertragungswege (Wärmekonvektion, Wärmeleitung und Wärmestrahlung) vorhanden, um dem Bediener B ein gewünschtes Raumklima zu verschaffen.
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In bereits beschriebener Weise kann der Bediener B über Eingabeschnittstellen 11 und/oder 23 ein Wunschklima in Form eines übergeordneten Parameters P (vergleiche 1) eingeben, so dass die Klimakomponenten der Klimaeinrichtung 1 entsprechend automatisch angesteuert werden.
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In der 9 wird beispielhaft noch eine andere Möglichkeit einer wirkungsorientierten Klima-Verstellung über eine Eingabeschnittstelle in Form eines Touchscreens dargestellt. Die zu klimatisierende Person ist nur schemenhaft auf einem nicht näher dargestellten Touchscreen ersichtlich. Sie ist in Beine M1, Rumpf M2 und Kopf M3 unterteilt.
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Für die Einstellung eines lokalen Klima-Offsets berührt der Bediener B zunächst den gewünschten Körperteil, beispielsweise den Kopf M3. Daraufhin werden beidseitig des Kopfes M3 virtuelle Offset-Einstellknöpfe O1 und O2 (beispielsweise als Plus- und als Minuszeichen) eingeblendet (9a).
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Berührt der Bediener B beispielsweise den Offset-Einstellknopf O2, so wird dadurch am Kopf M3 lokal ein wärmeres Klima erzeugt, was durch ein Offsetsymbol OS1, beispielsweise in Form eines Pluszeichens kenntlich gemacht wird (9b).
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Analog ist es denkbar, dass der Bediener B an den Beinen M1 einen negativen Klima-Offset einstellt, und zwar durch Berührung der Beine M1 und anschließendes Berühren des daraufhin eingeblendeten Offset-Einstellknopfes O1.
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Die so eingestellten, lokalen Klima-Offsets können durch die Offset-Symbole OS1 und OS2 visualisiert werden (vgl. 9 c). Ein lokaler Klima-Offset lässt sich vorzugsweise nur für den Kopf M3 und/oder für die Beine M1 einstellen und auch nur einstufig.
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Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, die eingestellten, lokalen Klima-Offsets bzw. unterschiedliche lokale Temperaturniveaus graphisch durch farbliche Veränderung oder durch unterschiedliche Füllmuster der Körperteile M1, M2, M3 kenntlich zu machen.
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Hierbei hat sich insbesondere die Anwendung einer siebenstufigen Farbskala wegen schneller Erfassbarkeit als zweckdienlich erwiesen:
| Dritte kalte Stufe | = | dunkelblau |
| Zweite kalte Stufe | = | blau |
| Erste kalte Stufe | = | hellblau |
| Standardeinstellung | = | grau |
| Erste warme Stufe | = | hellrot |
| Zweite warme Stufe | = | rot |
| Dritte warme Stufe | = | dunkelrot |
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Bei einer farblichen Darstellung von Klimaniveaus können bei der Ausgangseinstellung (Standardeinstellung) gemäß 9a also alle Körperteile M1 bis M3 grau dargestellt werden. Als Darstellung für den lokalen, positiven Klima-Offset am Kopf M3 gemäß 9b, ist der Kopf M3 hellrot darstellbar. Ein lokaler, negativer Offset für die Beine M1 kann hellblau kenntlich gemacht werden.
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Ergänzend oder auch alternativ zur Einstellung von lokalen Klima-Offsets hat ein Bediener die Möglichkeit, über einen Bedienschalter D (bspw. als Drehschalter ausgebildet) einen globalen Klima-Offset durchzuführen. Dieser hat also Auswirkung auf alle Körperteile M1 bis M3. Bei Drehung des Bedienschalters D entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgt eine globale Kühlung, bei Drehung des Bedienschalters D im Uhrzeigersinn eine globale Erwärmung.
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In 9d ist dargestellt, dass der Bediener einen negativen, globalen Offset (Minuszeichen) gewählt hat. In 9e wurde ein positiver, globaler Offset eingestellt. Die Offsetsymbole OS1 und OS2 bleiben jedoch eingeblendet, um den Bediener an die bereits lokal durchgeführten Klima-Offsets zu erinnern. Diese sind nach wie vor aktiv.
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Anzumerken ist, dass durch den negativen, globalen Klima-Offset (9d) jeder Körperteil eine Klimastufe „tiefer“ gesunken ist. Der Rumpf M2 ist von der Standardeinstellung in diejenige Einstellung gerutscht, die vorher (9c) den Beinen M3 zugeordnet war und kann daher nun hellblau dargestellt werden. Die Beine M3 sind entsprechend im Klimagefühl noch eine Stufe niedriger gesunken. Diesen kann nun entsprechend die Farbe Blau zugeordnet werden. Entsprechend wird der Kopf M3 in grau dargestellt.
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Analog verhalten sich die Klimaniveaus nach Einstellung des positiven, globalen Klima-Offsets (9e). In diesem Fall steigt, ausgehend von 9c, jeder Körperteil also eine Klimastufe „höher“. Der Kopf M3 kann rot, der Rumpf M2 hellrot und die Beine M1 können wieder grau dargestellt werden.
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In der 9 ist jedoch nur eine Darstellung mittels unterschiedlicher Füllmuster ersichtlich.
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Während die lokalen Klima-Offsets durch entsprechende Veränderung der untergeordneten Parameter, wie beispielsweise Luftmenge und Luftverteilung (wie bereits beschrieben) realisiert werden, wird der globale Klima-Offset durch eine entsprechende Veränderung der Lufttemperatur bewerkstelligt.
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Die Erfindung ist nicht auf das bzw. die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Diese wurden nur zur allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung herangezogen.
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Die Erfindung kann im Rahmen ihres Schutzumfangs vielmehr auch andere als die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele bzw. Ausprägungen annehmen. Hierbei kann sie insbesondere auch solche Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus Einzelmerkmalen der jeweiligen Ansprüche darstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klimaeinrichtung
- 10
- zentrale Klimatisierung (Peltier-Klimatisierung)
- 100
- Luftkanäle
- 11
- Eingabeschnittstelle (Touchscreen)
- 110
- berührungsempfindliche Eingabefläche
- 111
- Einstellbereich
- 112
- Einstellrichtung „kälter“
- 113
- Einstellrichtung „wärmer“
- 115
- thermischer Übertragungsweg „Infrarot“
- 116
- thermischer Übertragungsweg „Lufttemperatur“
- 117
- thermischer Übertragungsweg „Luftmenge“
- 118
- thermischer Übertragungsweg „Kontakt‟
- 12
- Speichereinheit für Einstellungen der Automatik-Funktion
- 13
- Lüfter
- 14
- Luftklappen
- 15
- Ausströmer
- 16
- zentrale Klimatisierung (konventioneller Kältekreislauf oder Peltier-Klimatisierung)
- 17
- Heizwiderstände
- 18
- Infrarot-Strahler
- 19
- Bildverarbeitungseinheit
- 2
- Infrarot -Strahler
- 20
- Kamerasystem auf CCD- oder CMOS-Basis
- 21
- zentrale Klimasteuerung
- 22
- Bordsensorik (Temperaturmessung, etc.)
- 23
- Drehdrücksteller
- 230
- Display
- 3
- Lehnenheizung
- 31
- Lüfter
- 4
- Sitzheizung
- 41
- Lüfter
- 5
- Lüfter
- 6
- IR-Strahler
- 7
- Lenkrad-Heizung
- 8
- IR-Strahler
- 9
- Beheizbare Fläche
- B
- Bediener
- D
- Drehschalter
- K
- Kraftfahrzeug
- KS
- Klimastufen
- KS0
- mittlere Klimastufe
- M
- Bedienperson
- M1
- Beine
- M11/12
- linkes/rechtes Bein
- M41/42
- linker/rechter Arm
- M2
- Rumpf
- M3
- Kopf
- M4
- Arme
- 01,2
- virtuelle Offset-Einstellknöpfe
- OS1,2
- Offsetsymbole
- P
- übergeordneter Eingabeparameter
- P1
- Luftmenge
- P2
- Luftklappen-Öffnungswinkel
- P3
- Ausströmer-Richtungswinkel
- P4
- Temperatur
- P5
- Stromstärke
- P6
- Strahlungsintensität
- R
- Richtungsänderung der Luftausströmung
- S
- Klimaspot
- S1, S2
- Klimaspots
- SR
- Schieberegler
