DE102020122355A1 - Lenkradvorklimatisierung - Google Patents
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Abstract
Diese Offenbarung stellt Lenkradvorklimatisierung bereit. Heizen und/oder Kühlen eines Fahrzeuginnenraums, und insbesondere eines Lenkrads, kann Folgendes beinhalten: Empfangen einer Heiz-/Kühlanforderung, automatisches Leiten von beheizter/gekühlter Luft aus einem HLK-Kanal durch Lamellen benachbart zu einem Lenkrad in eine Fahrgastzelle und automatisches Hin- und Herdrehen des Lenkrads, um die Stelle zu ändern, an der die beheizte/gekühlte Luft auf das Lenkrad geblasen wird. Dies kann auch automatisches Teleskopieren und automatisches Neigen des Lenkrads beinhalten. Darüber hinaus kann eine Infrarotkamera eingesetzt werden, um zu bestimmen, wohin das Lenkrad am besten zum Heizen/Kühlen gedreht werden soll.
Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeuginnenraum und insbesondere das Heizen und Kühlen eines Lenkrads in dem Fahrzeug.
- ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
- Es werden derzeit viele Kraftfahrzeuge entwickelt, die künftig als batterieelektrische Fahrzeuge oder Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge mit Leistung versorgt werden. Für diese Fahrzeuge gibt es entweder keinen Verbrennungsmotor, in welchem Fall keine motorgetriebene Lichtmaschine vorhanden ist, oder es besteht ein Wunsch, das Starten des Motors zu vermeiden, um eine Lichtmaschine anzutreiben. Dementsprechend verwenden die Heizung und Kühlung der Fahrgastzelle oder von Komponenten darin Leistung von der Batterie, die zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird. Die Verwendung der Antriebsbatterie zu diesem Zweck wirkt sich jedoch nachteilig auf die Reichweite des Fahrzeugs aus.
- Viele Kraftfahrzeuge beinhalten zudem Komfortmerkmale, wie etwa beheizte und gekühlte Lenkräder. Wie vorstehend erörtert, kann ein derartiges Merkmal jedoch bei elektrifizierten Fahrzeugen Leistung aus der Antriebsbatterie entleeren. Einige haben vorgeschlagen, die Vorklimatisierung eines Lenkrads durch Anschalten eines Lenkradheiz- oder -kühlgeräts einzusetzen, doch dies gilt nur für Fahrzeuge, bei denen eine Heizung/Kühlung in die Lenkradbaugruppe eingebaut ist. Andere haben vorgeschlagen, eine Fahrgastzelle durch Fernsteuerung vorzuklimatisieren, was das Detektieren einer Oberflächentemperatur eines Lenkrads durch einen Infrarotsensor, das Einstellen von HLK-Lamellen aus einem HLK-Kanalauslass in der Nähe des Lenkrads und das Blasen von Luft aus dem Auslass beinhalten kann, um die Temperatur des Lenkrads zu reduzieren, bevor der Fahrer in das Fahrzeug einsteigt. Dies kann in Fahrzeugen eingesetzt werden, in denen das Lenkrad keine eigenen Heiz-/Kühlelemente aufweist. Diese Systeme gewährleisten jedoch keine vollständige Klimatisierung des Lenkrads mit dem geringsten Leistungsverbrauch, um die gewünschte Temperatur zu erreichen.
- KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Eine Ausführungsform zieht ein Verfahren zum Heizen/Kühlen eines Innenraums eines Fahrzeugs in Betracht, umfassend: Empfangen einer Heiz-/Kühlanforderung; automatisches Leiten von beheizter/gekühlter Luft aus einem HLK-Kanal durch Lamellen benachbart zu einem Lenkrad in eine Fahrgastzelle; und automatisches Hin- und Herdrehen des Lenkrads, um die Stelle zu ändern, an der die beheizte/gekühlte Luft auf das Lenkrad geblasen wird.
- Eine Ausführungsform zieht ein Verfahren zum Heizen/Kühlen eines Innenraums eines Fahrzeugs in Betracht, umfassend: Empfangen einer Heiz-/Kühlanforderung; automatisches Leiten von beheizter/gekühlter Luft aus einem HLK-Kanal durch Lamellen benachbart zu einem Lenkrad in eine Fahrgastzelle; Aufnehmen eines Bilds des Lenkrads mit einer Infrarotkamera und automatisches Hin- und Herdrehen des Lenkrads, um die Stelle zu ändern, an der die beheizte/gekühlte Luft auf das Lenkrad geblasen wird, auf Grundlage des Bilds.
- Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass ein Lenkrad vor einer Fahrt beheizt/gekühlt wird, während minimale elektrische Leistung aus der bordeigenen Batterie des Fahrzeugs verwendet wird. Diese Heizung/Kühlung wird selbst für Fahrzeuge bereitgestellt, bei denen das Lenkrad keine eingebetteten Heiz- und Kühlkomponenten aufweist.
- Figurenliste
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1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 veranschaulicht einen Abschnitt einer Fahrgastzelle22 eines Fahrzeugs20 . Das Fahrzeug20 kann zum Beispiel ein batterieelektrisches Fahrzeug oder ein Plug-in-Hybridelektrofahrzeug sein. Demnach kann sich das Fahrzeug20 mit einem Batterieladegerät23 verbinden, wie es im Fach bekannt ist. - Ein Lenkrad
24 vor einem Sitz26 und benachbart zu einer Mittelkonsole28 , die einen Schalthebel30 aufweist, kann sich in der Fahrgastzelle22 befinden. Das Lenkrad24 kann an einer Lenksäule32 benachbart zu einem Armaturenbrett34 und über einem Fahrpedal36 und einem Bremspedal38 montiert sein. Das Armaturenbrett34 kann verschiedene Anzeigen40 und Schalter42 beinhalten. Diese Elemente sind im Allgemeinen im Fach bekannt. - Das Armaturenbrett
34 kann zudem Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs-(HLK- )Kanäle44 beinhalten, die sich sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite des Lenkrads24 befinden. Jeder der Kanäle44 beinhaltet Sätze von Lamellen46 , die eine Einstellung ermöglichen, um die Luft aus jedem Kanal sowohl von oben nach unten als auch von rechts nach links zu leiten. - Lamellenaktoren
48 steuern die Bewegung der Lamellen46 , was eine automatisierte Einstellung der Luftstromrichtung anhand einer Steuerung50 ermöglicht. Die Steuerung50 kann aus verschiedenen Kombinationen von elektronischer Hardware und Software bestehen, wie sie im Fach bekannt sind, und kann durch drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation mit den Lamellenaktoren48 kommunizieren. Die Lamellenaktoren48 können Elektromotoren und Getriebe beinhalten, um die Bewegung der Lamellen46 zu beeinflussen. - Ein oder mehrere Kabinentemperatursensoren
52 können sich in der Fahrgastzelle22 , zum Beispiel in dem Armaturenbrett34 , befinden und mit der Steuerung50 kommunizieren. Der bzw. die Kabinentemperatursensor(en)52 kann bzw. können eingesetzt werden, um die Temperatur des Innenraums der Fahrgastzelle22 zu detektieren. - Eine Infrarotkamera
54 kann sich in einer Position befinden, die es der Kamera54 ermöglicht, die Temperatur verschiedener Abschnitte des Lenkrads24 zu detektieren, insbesondere des oberen Abschnitts56 , in dem sich die Hände eines Fahrers während des Fahrzeugbetriebs befinden können. Diese Montagestelle kann sich überall dort befinden, wo es praktikabel ist, wie zum Beispiel an dem Armaturenbrett34 , der Mittelkonsole28 , einem Rückspiegel oder einem Fahrzeugdachhimmel. - Eine Lenkbaugruppe
58 kann zusätzlich zu dem Lenkrad24 und der Lenksäule32 einen Säulenneigungsaktor60 , der sich auf die Aufwärts- und Abwärtsneigung der Lenksäule32 auswirkt, einen Säulenteleskopaktor62 , der sich auf das Vorwärts- und Rückwärtsteleskopieren der Lenksäule32 auswirkt, und einen Lenkdrehaktor64 , der sich auf die Drehung des Lenkrads24 im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn auswirkt, beinhalten. Die Aktoren60 ,62 ,64 können alle mit der Steuerung50 kommunizieren und können jeweils Elektromotoren und Getriebe beinhalten, um sich auf die Bewegung der Lenksäule32 und des Lenkrads24 auszuwirken. - Das Fahrzeug
20 kann ein Telematiksystem66 beinhalten, das mit der Steuerung50 in Kommunikation steht und zudem drahtlos mit einer entfernten Stelle68 in Kommunikation steht, die Kommunikation durch das Internet oder ein Mobilfunkkommunikationsnetz beinhalten kann, wie es im Fach bekannt ist. - Das Kühlen/Heizen des Lenkrads
24 wird nun erörtert. Der Ausdruck „Heizen/Kühlen“ oder „Kühlen/Heizen“, wie er in dieser Schrift verwendet wird, bedeutet entweder Heizen oder Kühlen auf Grundlage der Temperatur der Fahrgastzelle und/oder des Lenkrads. Zum Beispiel würde die Anforderung an einem kalten Wintertag für Heizen gelten, da die Fahrgastzelle und das Lenkrad kalt wären. Die Fähigkeit, zu detektieren, ob Heizung oder Kühlung in einem Fahrzeug benötigt wird, ist im Fach bekannt, da viele gegenwärtige automatisch gesteuerte HLK-Systeme in Fahrzeugen eine derartige Funktion bereitstellen. - Man kann eine vorbestimmte Fahrtstartzeit entweder während eines vorherigen Aufenthalts in dem Fahrzeug
20 oder durch eine entfernte Vorrichtung70 , wie zum Beispiel ein Mobiltelefon oder eine andere mit dem Internet verbundene Vorrichtung, festlegen; oder man kann eine entfernte Vorrichtung einsetzen, um anzugeben, dass eine Fahrtzeit in Kürze beginnen soll, wie zum Beispiel in fünfzehn bis zwanzig Minuten. Diese Benachrichtigung im Voraus über die Fahrzeit ermöglicht es einem Elektro- oder Plug-in-Hybridelektrofahrzeug, einen Kühl-/Heizprozess zu beginnen, während das Fahrzeug20 vermutlich noch mit dem Batterieladegerät23 verbunden ist. Demnach kann die Leistung von dem Batterieladegerät23 eingesetzt werden, anstatt damit zu beginnen, die bordeigene Batterie des Fahrzeugs zu entleeren. - Zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor der Fahrtstartzeit, die davon abhängen kann, wie heiß oder kalt die Fahrgastzelle
22 und/oder die Umgebungstemperatur sind, wird gegebenenfalls die Klimaanlage/Heizung angeschaltet. Diese Klimaanlage/Heizung kann für den spezifischen Zweck des Kühlens/Heizens des Lenkrads24 verwendet werden, kann jedoch zuerst eingesetzt werden, um die Fahrgastzelle22 zu kühlen/heizen, bevor das Lenkrad24 konkret angegangen wird. Im letzteren Fall wird das Kühlen/Heizen durch die Lamellen46 über die HLK-Kanäle44 in die Fahrgastzelle22 geblasen, bis eine gewünschte Fahrgastzellentemperatur erreicht ist. Die gewünschte Temperatur kann durch die Person, die die Vorklimatisierung anfordert, voreingestellt werden. - Um den Zeitpunkt, zu dem die gewünschte Temperatur in der Fahrgastzelle
22 erreicht wird (dies kann kurz vor dem Erreichen der gewünschten Temperatur sein), steuert die Steuerung50 automatisch die Lamellenaktoren48 , um die Luft aus den HLK-Kanälen44 in Richtung des Lenkrads24 zu leiten. Diese Richtung kann, falls gewünscht, in Richtung des oberen Abschnitts56 des Lenkrads24 verlaufen. - Wenn die gekühlte/beheizte Luft in Richtung des Lenkrads
24 geleitet wird, kann die Infrarotkamera54 ein Bild des Lenkrads24 aufnehmen. Anhand dieses Bilds bestimmt die Steuerung50 , welche Abschnitte des Lenkrads24 am kältesten/heißesten sind, und setzt den Lenkdrehaktor64 ein, um das Lenkrad24 zu drehen, um sicherzustellen, dass die gekühlte/beheizte Luft am effizientesten auf diese kältesten/heißesten Abschnitte geleitet wird. Das Lenkrad24 kann im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, um sicherzustellen, dass die gesamte gewünschte Kühlung/Heizung des Lenkrads24 erzielt wird. Die Infrarotkamera54 kann während dieses Prozesses mehrere Bilder aufnehmen, um es der Steuerung50 zu ermöglichen, sich auf die jüngsten Kalt-/Heißstellen an dem Lenkrad24 einzustellen, wenn der Lenkradkühl-/-heizprozess stattfindet. Alternativ oder zusätzlich kann eine vorbestimmte optimale Positionierung des Lenkrads24 und der Lamellen46 durch die Verwendung von rechnergestützter Konstruktion (computer aided design - CAD) und rechnergestützter Entwicklung (computer aided engineering - CAE) bestimmt werden, in welchem Fall die Lamellen46 und das Lenkrad24 bei der Einleitung des Kühl-/Heizprozesses des Lenkrads24 in die bevorzugte Kühl-/Heizposition vorpositioniert werden können. - Zusätzlich kann, falls die Drehung des Lenkrads
24 nicht als ausreichend erachtet wird, um die gewünschte Kühlung/Heizung sicherzustellen, die Steuerung50 den Säulenneigungsaktor60 und/oder den Säulenteleskopaktor62 einsetzen, um die Kalt-/Heißstellen an dem Lenkrad24 an der Luft, die aus den Lamellen46 strömt, auszurichten. Dies kann jederzeit während des Kühl-/Heizprozesses nach Bedarf auf Grundlage des jüngsten Infrarotkamerabilds erfolgen. - Dementsprechend sind bis zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Person an dem Fahrzeug
20 ankommt und es von dem Batterieladegerät23 trennt, die Fahrgastzelle22 und besonders das Lenkrad24 auf ein angenehmes Niveau gekühlt/beheizt, um die Fahrt zu beginnen. Dies reduziert wiederum die Belastung der bordeigenen Batterie, wenn die Fahrt beginnt. Darüber hinaus ermöglicht dieser Prozess das Kühlen/Heizen des Lenkrads24 auch für Fahrzeuge, bei denen keine Kühl-/Heizelemente in das Lenkrad eingebaut sind. - Wenngleich bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, werden einem Fachmann auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen zur Umsetzung der Erfindung, wie sie durch die folgenden Patentansprüche definiert ist, ersichtlich.
Claims (15)
- Verfahren zum Heizen/Kühlen eines Innenraums eines Fahrzeugs, umfassend: Empfangen einer Heiz-/Kühlanforderung; automatisches Leiten von beheizter/gekühlter Luft aus einem HLK-Kanal durch Lamellen benachbart zu einem Lenkrad in eine Fahrgastzelle; und automatisches Hin- und Herdrehen des Lenkrads, um die Stelle zu ändern, an der die beheizte/gekühlte Luft auf das Lenkrad geblasen wird.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , ferner beinhaltend: Aufnehmen eines Bilds des Lenkrads mit einer Infrarotkamera; und Einstellen der automatischen Drehung des Lenkrads auf Grundlage des Bilds. - Verfahren nach
Anspruch 2 , ferner beinhaltend automatisches Hinein- und Hinausteleskopieren des Lenkrads, um die Stelle zu ändern, an der die beheizte/gekühlte Luft auf das Lenkrad geblasen wird. - Verfahren nach
Anspruch 2 , ferner beinhaltend automatisches Aufwärts- und Abwärtsneigen des Lenkrads, um die Stelle zu ändern, an der die beheizte/gekühlte Luft auf das Lenkrad geblasen wird. - Verfahren nach
Anspruch 2 , ferner beinhaltend automatisches Einstellen der Lamellen zum Leiten der beheizten/gekühlten Luft auf das Lenkrad. - Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei die Heiz-/Kühlanforderung drahtlos von dem Fahrzeug übertragen wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei das Fahrzeug während des Heizens/Kühlens des Lenkrads mit einer Steckdose zum Laden einer Batterie verbunden ist. - Verfahren nach
Anspruch 1 , ferner beinhaltend automatisches Hinein- und Hinausteleskopieren des Lenkrads, um die Stelle zu ändern, an der die beheizte/gekühlte Luft auf das Lenkrad geblasen wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 , ferner beinhaltend automatisches Aufwärts- und Abwärtsneigen des Lenkrads, um die Stelle zu ändern, an der die beheizte/gekühlte Luft auf das Lenkrad geblasen wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 , ferner beinhaltend automatisches Einstellen der Lamellen zum Leiten der beheizten/gekühlten Luft auf das Lenkrad. - Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei die Heiz-/Kühlanforderung auf einer vorbestimmten Fahrtstartzeit beruht. - Verfahren nach
Anspruch 1 , ferner beinhaltend Heizen/Kühlen der Fahrgastzelle auf eine vorbestimmte Temperatur nach dem Empfangen der Heiz-/Kühlanforderung und automatischen Leiten von beheizter/gekühlter Luft aus einem HLK-Kanal durch Lamellen, bevor das Lenkrad automatisch gedreht wird. - Verfahren nach
Anspruch 12 , ferner beinhaltend automatisches Einstellen der Lamellen zum Leiten der beheizten/gekühlten Luft auf das Lenkrad nach dem Heizen/Kühlen der Fahrgastzelle auf die vorbestimmte Temperatur. - Verfahren zum Heizen/Kühlen eines Innenraums eines Fahrzeugs, umfassend: Empfangen einer Heiz-/Kühlanforderung; automatisches Leiten von beheizter/gekühlter Luft aus einem HLK-Kanal durch Lamellen benachbart zu einem Lenkrad in eine Fahrgastzelle; automatisches Einstellen der Lamellen zum Leiten der beheizten/gekühlten Luft auf das Lenkrad nach dem Heizen/Kühlen der Fahrgastzelle auf eine vorbestimmte Temperatur; Aufnehmen eines Bilds des Lenkrads mit einer Infrarotkamera; und automatisches Hin- und Herdrehen des Lenkrads, um die Stelle zu ändern, an der die beheizte/gekühlte Luft auf das Lenkrad geblasen wird, auf Grundlage des Bilds.
- Verfahren nach
Anspruch 14 , ferner beinhaltend automatisches Aufwärts- und Abwärtsneigen des Lenkrads, um die Stelle zu ändern, an der die beheizte/gekühlte Luft auf das Lenkrad geblasen wird.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/553,324 US11458801B2 (en) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | Steering wheel preconditioning |
US16/553,324 | 2019-08-28 |
Publications (1)
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