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Die
vorliegende Erfindung betrifft Systeme zur Luftverteilung, insbesondere
in dem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Motorkraftfahrzeugs,
des Typs, der wenigstens umfasst: einen Auslass zum Ausströmen von
Luft in den Fahrgastraum, einen Kanal zum Zuführen eines Luftstromes zu dem
Luftauslass und Einrichtungen zum Aktivieren des Luftauslasses,
d. h. zum Regeln des Öffnens
und des Schließens
des Auslasses und/oder zum Zuführen
eines Luftstromes zu dem Luftauslass durch den Kanal,
wobei
die genannten Aktivierungseinrichtungen einen Näherungssensor enthalten, der
mit dem Luftauslass in einer an diesen angrenzenden Position verbunden
ist und der ausgelegt ist, um am Ausgang, im Anschluss an das Erkennen
des Vorhandenseins eines Körpers
in einem kurzen Abstand zu dem Luftauslass, ein elektrisches Signal
für die
Aktivierung des Luftauslasses auszugeben.
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Ein
System des oben beschriebenen Typs ist aus dem Dokument
US 2002/072321 bekannt.
Bei dieser bekannten Lösung
wird eine einem Luftauslass zugehörige Klappe im Anschluss an
das Erkennen des Körpers
eines Insassen vor dem Lufteinlass automatisch geöffnet und
kann nur manuell wieder verschlossen werden. Außerdem kann die Aktivierung
des mit dem Luftauslass verbundenen Sensors nicht durch den Insassen
gesteuert werden, da die Aktivierung in jedem Fall erfolgt, sobald
der Insasse den Sitz einnimmt.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP 04425861 (veröffentlicht
als
EP 1659011 ), angemeldet
im Namen der hier vertretenen Anmelderin und zum Zeitpunkt der Anmeldung
der vorliegenden Patentanmeldung noch nicht offenbart, schlägt ein System
vor, in dem der Sensor ausgelegt ist, um nur dann aktiviert zu werden,
wenn ein Körper
daran angrenzend festgestellt wird, beispielsweise, wenn eine Hand
davor gehalten wird (so dass der Luftauslass nicht nur durch die
bloße
Gegenwart eines Insassen in dem Sitz aktiviert wird). Die genannten
Aktivierungseinrichtungen umfassen des Weiteren:
ein Stellglied,
ausgelegt, um den Lufteinlass aus dem deaktivierten Zustand in den
aktivierten Zustand oder aus dem aktivierten Zustand in den deaktivierten
Zustand zu versetzen,
eine elektronische Steuereinheit, ausgelegt,
um ein von dem Sensor ausgegebenes Signal zu empfangen und das Stellglied
so zu steuern, dass das Stellglied, immer wenn der Sensor aktiviert
wird, beispielsweise, wenn eine Hand in einem kurzen Abstand zu
dem Luftauslass gehalten wird, ohne dass er berührt wird, den Luftauslass aus
dem Zustand, in dem er sich befindet, sei es aktiviert oder deaktiviert, in
den entgegengesetzten Zustand versetzt,
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Der
Zweck der Erfindung ist, ein System des Typs bereitzustellen, der
bereits durch die hier vertretene Anmelderin vorgeschlagen wurde,
der besonders einfach und kostengünstig herzustellen ist, während er
gleichzeitig sowohl in Hinsicht auf den Betrieb effizient als auch
bequem zu nutzen ist.
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In
Hinblick darauf, diesen Zweck zu erreichen, ist die Aufgabe der
Erfindung, ein Luftverteilungssystem des in der vorangehenden europäischen Patentanmeldung
EP 04425861 , angemeldet im
Namen der hier vertretenen Anmelderin, bereits vorgeschlagenen Typs,
der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Sensor in einem Abstand
zu dem Luftauslass (
12) angeordnet ist und über einen
Lichtleiter optisch mit einem Fenster, an den Luftauslass angrenzend,
verbunden ist.
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Bevorzugt
ist der Lichtleiter eine Lichtleitfaser.
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Wiederum
umfasst in dem Fall der bevorzugten Ausführung der Sensor eine Lichtemissionseinrichtung,
die ausgelegt ist, um ein optisches Signal über den Lichtleiter und an
der Anzeige von dem Fenster zu emittieren, sowie eine Lichtempfangseinrichtung,
die ausgelegt ist, um von einem Körper, der vor dem Fenster angeordnet ist,
reflektierte Strahlung zu empfangen, die durch das Fenster und durch den
Lichtleiter zurückkehrt.
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Bevorzugt
ist die Emissionseinrichtung eine Infrarot-Emissionseinrichtung
und ist die Empfangseinrichtung ein Infrarot-Detektor.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Eigenschaft wird die Emissionseinrichtung durch
die elektronische Steuereinheit so gesteuert, dass sie ein codiertes
optisches Signal emittiert, und die elektronische Steuereinheit
ist so mit der Empfangseinrichtung verbunden und programmiert, dass
sie zwischen den durch die Empfangseinrichtung nach einer Reflexion
des durch die Emissionseinrichtung emittierten optischen Signals
empfangenen optischen Signalen und den auf andere Ursachen zurückzuführenden
optischen Signalen unterscheidet. Auf diese Art und Weise wird der
Auslass daran gehindert, seinen Zustand, beispielsweise auf Grund
eines von außen
kommenden Lichtstrahls, zu ändern.
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Wiederum
dient in dem Fall der bevorzugten Ausführung der Lichtleiter auch
dazu, das Licht zu transportieren, das von einer Lichtquelleneinrichtung emittiert
wird, die so weit entfernt ist, wie das Fenster, und wird die Lichtquelleneinrichtung
durch die elektronische Steuereinheit so gesteuert, dass sie ein Umschalten
des Zustands (AUS/EIN) verursacht oder eine Änderung der Farbe entsprechend
dem Zustand (aktiviert/deaktiviert) des Luftauslasses verursacht.
Auf diese Art und Weise versteht der Benutzer durch einfaches Überprüfen, ob
das Fenster erleuchtet ist, beispielsweise ob es grün oder rot
ist, in welchem Zustand sich der Lufteinlass befindet.
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Gemäß einer
ersten Alternative ist das Stellglied so ausgelegt, dass es die
Verschiebung einer Vielzahl von Schwenklamellen oder anderer mechanischer
Verschlusseinrichtungen, die mit dem Luftauslass verbunden sind,
zwischen den Zuständen des
verschlossenen und des offenen Luftauslasses steuert.
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In
einer anderen Variante dient das Stellglied dazu, dass es einen
Luftstrom, der von einer Luftzuführquelle
kommt, in die Zuführleitung
hinein ablenkt.
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Diese
Erfindung kann sowohl auf Luftauslässe zum Belüften des Fahrgastraums eines
Kraftfahrzeugs als auch auf Luftauslässe zum Belüften der Fluggastkabine eines
Flugzeugs oder darüber
hinaus auf Lufteinlässe
in einem Gebäude
zum Belüften
der Umgebung angewendet werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen
beschrieben, die lediglich als nicht einschränkendes Beispiel bereitgestellt
werden und in denen
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1 eine
schematische Perspektivansicht eines Systems zur Luftverteilung
in dem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung
ist,
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2 eine
schematische Perspektivansicht ist, die das erfindungsgemäße System
zeigt,
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3 eine
Perspektivansicht in einem vergrößerten Maßstab eines
Details des Systems der 2 ist,
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4 eine
Explosionsansicht in einem vergrößerten Maßstab eines
Details der 2 ist, das eine zusätzliche
Komponente darstellt, die die Erfindung bevorzugt vorsieht,
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5 eine
weitere Perspektivansicht in einem vergrößerten Maßstab ist, die ein Detail des Systems
gemäß der Erfindung
darstellt,
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6 eine
schematische Seitenansicht ist, die der der 5 entspricht,
und
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7 ein
Blockdiagramm ist, das die Steuereinrichtung des Systems gemäß der Erfindung
darstellt.
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Das
in der
1 dargestellte Luftverteilungssystem bildet den
Gegenstand der europäischen
Patentanmeldung
EP-A-1544005 ,
angemeldet im Namen der hier vertretenen Anmelderin. Es muss jedoch
darauf hingewiesen werden, dass die vorliegende Erfindung eine Hauptanmeldung
ist und infolgedessen in jedem System zur Luftverteilung, in dem Fahrgastraum
eines Kraftfahrzeugs und gleichermaßen auf dem Gebiet von Fahrzeugen
generell angewendet werden kann. Ein System des zuvor beschriebenen
Typs kann beispielsweise ebenso zum Regeln der Auslässe zum
Ausströmen
von Luft in die Passagierkabine eines Flugzeugs oder eines Schiffes
oder in ein Wohnhaus oder in ein Gebäude allgemein verwendet werden.
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In
den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein vollständiges Luftverteilungssystem, das
mit dem Armaturenbrett 2 (in der 2 nur teilweise
dargestellt) eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Das Verteilungssystem 1 umfasst
einen Hauptzuführkanal 4,
der Luft aus einer Klimaanlage empfängt, einschließlich eines
Hauptgebläses
(nicht dargestellt) und eines Heizers/Verdunsters (nicht dargestellt).
Der Hauptzuführkanal 4 gibt
in einen Verteilerkanal oder in eine Verteilerschiene 6 ab,
von dem bzw. der vier Nebenkanäle 7 abzweigen
(von denen nur zwei in der 1 gezeigt
werden), die parallel entlang dem Armaturenbrett verteilt sind,
ein Paar auf der Fahrerseite und ein Paar auf der Beifahrerseite, wobei
jedes Paar einen Kanal umfasst, der an den mittleren Teil des Armaturenbretts
angrenzt, und einen Kanal, der näher
an einem Seitenfenster des Kraftfahrzeugs ist. Jeder Nebenkanal 7 zweigt
in drei Anschlusskanäle 8, 9, 10 ab,
von denen jeder an Auslässen
zum Ausströmen
von Luft in den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs endet. Spezieller
versorgt der Kanal 8 die Lufteinlässe 11, die an der
Basis der Windschutzscheibe angeordnet sind, so, dass der Luftstrom
auf die Innenfläche
der Windschutzscheibe gerichtet wird. Der Kanal 9 endet
an einem oder mehreren Lufteinlässen 12,
die an der Vorderseite des Armaturenbretts eingerichtet sind, um
Luft in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs zu lenken, und der Kanal 10 endet
an einem oder mehreren Auslässen 13,
die einen Luftstrom in Richtung des Bodens des Fahrgastraums lenken.
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In
dem Bereich, in dem der Nebenkanal 7 in die drei Anschlusskanäle 8, 9, 10 abzweigt,
sind Einrichtungen zum Verteilen des Luftstromes zwischen den Anschlusskanälen angeordnet.
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Diese
Einrichtungen können
in einer Art und Weise, die per se bekannt ist, durch Lüftungsschlitze (nicht
dargestellt) zum Ablenken des Luftstromes gebildet werden, die einer
Technik entsprechen, die durch Elemente umgesetzt wird, die Ablenkung
des Luftstromes durch den Coanda-Effekt bewirken. Diese Technik
wurde durch die hier vertretene Anmelderin entwickelt und ist der
Gegenstand einer großen Zahl
von früheren
Patenten. Eine Lösung
dieses Typs wird beispielsweise in der
internationalen Patentanmeldung Nr. WO
2004/065149 , angemeldet im Namen der hier vertretenen Anmelderin,
beschrieben.
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In
dem speziellen Fall des in der 1 dargestellten
Systems ist jeder der Nebenkanäle 7 mit einer
zusätzlichen
und unabhängigen
Einheit zum Einstellen wenigstens einer Eigenschaft des Luftstromes
versehen. Spezieller sind in der dargestellten Ausführung beispielsweise
eine Einheit 14 zum Regeln der Strömungsrate und eine Einheit 15 zum
Regeln der Temperatur der Luft mit jedem Nebenkanal 7 verbunden.
Die Einheit 14 umfasst ein Gebläse mit einem entsprechenden
elektrischen Steuermotor, während
die Einheit 15 einen Abschnitt des Kanals umfasst, in den
ein elektrischer Widerstand eingesetzt ist. Wie oben bereits erwähnt, wird
diese spezielle Ausführung
hierin lediglich beispielhaft bereitgestellt und es liegt auf der
Hand, dass die Lehre der Erfindung auf jedes beliebige Luftverteilungssystem
angewendet werden kann, vorausgesetzt, es ist mit einem oder mehreren
Auslässen
zum Ausströmen
von Luft in den Fahrgastraum des Fahrzeugs versehen, die durch Umschalten
derselben in einen offenen Zustand und/oder durch Ermöglichen
von Zuführung
eines Luftstromes durch den Kanal, der diese versorgt, aktiviert
werden können.
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Auf
das dargestellte spezielle Beispiel zurückkommend, ermöglicht das
Verteilungssystem 1 das Regeln der Strömungsrate und/oder der Temperatur
des Luftstromes, der die Luftauslässe 11, 12, 13 verlässt, für jeden
einzelnen der Nebenkanäle 7. Wiederum
erfolgt dies in dem dargestellten Beispiel separat für den Fahrerbereich
und für
den Beifahrerbereich und ebenso separat für den Mittelbereich des Armaturenbretts
und für
den an das Fenster angrenzenden Bereich.
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In
einer Art und Weise, die der gleicht, die in dem System vorgesehen
ist, das in der europäischen Patentanmeldung
Nr.
EP 04425861 , angemeldet
im Namen der hier vertretenen Anmelderin und zum Zeitpunkt der Anmeldung
der vorliegenden Anmeldung noch nicht offenbart, vorgeschlagen wird,
ist jeder Auslass
12 zum Ausströmen von Luft in den Fahrgastraum
eines Kraftfahrzeugs mit einem optischen Sensor verbunden, der ausgelegt
ist, um das automatische Umschalten des Luftauslasses von dem Zustand,
in dem er vorgefunden wird (offen oder geschlossen), in den entgegengesetzten
Zustand zu bewirken, wenn ein Körper
in einen kurzen Abstand davor gebracht wird, so dass der Luftauslass
von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand oder umgekehrt
geschaltet werden kann, wenn eine Hand in einem kurzen Abstand davor
gehalten wird, ohne ihn zu berühren,
wie in der
6 der angehängten Zeichnungen dargestellt.
Jedoch verwendet das erfindungsgemäße System im Gegensatz zu der in
dem Dokument Nr.
EP 04425861 vorgeschlagenen Lösung einen
Sensor, der in einem Abstand zu dem jeweiligen Luftauslass eingerichtet
ist und der über einen
Lichtleiter, spezieller eine Lichtleitfaser, optisch mit einem Fenster
verbunden ist, das an den Luftauslass angrenzt.
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In
der 1 ist das Fenster, das jedem Luftauslass zugehörig ist,
mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichnet und wird durch
ein Loch 17 (siehe 3) gebildet,
das in einer Wand 18 ausgebildet ist, die auf der Oberseite
des Körpers
des Luftauslasses 12 hervorsteht, und das bevorzugt mit
einem durchsichtigen Schutzelement 16a versehen ist, das
möglicherweise
optische Eigenschaften aufweist und beispielsweise aus Kunststoffmaterial
ist. Das Ende eines Lichtleiters 19 ist durch Presssitz
in dem Loch 17 angebracht. Dieser Lichtleiter 19 koppelt
das Fenster 16 optisch mit einer Sensoranordnung, die im
Ganzen durch das Bezugszeichen 20 gekennzeichnet ist.
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In
der in den angehängten
Zeichnungen dargestellten Ausführung
enthält
jede Sensoranordnung 10, die jedem Luftauslass 12 zugehörig ist,
eine Emissionseinrichtung für
Infrarotlicht 21 (beispielsweise eine LED) und einen Infrarotlicht-Empfangsdetektor 22.
Die Emissionseinrichtung 21 und der Detektor 22 sind über eine
optische Kopplungsvorrichtung 23 bekannten Typs, der als „Triplexer" bezeichnet wird,
mit demselben Lichtleiter 19 so verbunden, dass die durch
die Emissionseinrichtung 21 emittierte Infrarotstrahlung
den Lichtleiter 19 durchquert, aus dem Fenster 16 austritt
und wenn sie durch einen Fremdkörper,
wie beispielsweise eine Hand, die durch den Benutzer willkürlich vor
den Luftauslass 12 gebracht wird, reflektiert wird, durch
das Fenster 16 zurückkehrt
und den Lichtleiter 19 wieder in der entgegengesetzten
Richtung durchquert, bis sie durch den Detektor 22 empfangen
wird.
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In
dem Fall des Beispiels der dargestellten Ausführung verbindet die Triplexer-Einrichtung 23 ebenso
eine Lichtquelle 24, die das Fenster 16 durch den
Lichtleiter 19 beleuchtet, mit dem Lichtleiter. Die Lichtquelle 24 ist
ausgelegt, um den Benutzer durch einfaches Betrachten des Fensters 16 in
die Lage zu versetzen, zu prüfen,
ob der Lufteinlass in dem aktivierten Zustand oder in dem deaktivierten
Zustand ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Quelle 24 aufleuchtet,
wenn der Luftauslass aktiviert ist, und abgeschaltet ist, wenn der
Auslass deaktiviert ist, oder dass sie die Farbe dem Zustand des
Luftauslasses entsprechend wechselt (beispielsweise zwischen Rot
und Grün
wechselt).
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Wie
aus den 4 und 6 ersichtlich, wird
das Ende des Lichtleiters 19, das dem Luftauslass gegenüberliegt,
in ein Loch 23a eingeführt,
das in einem Hals 23b der Triplexer-Einrichtung 23 ausgebildet
ist. Als Staubschutz wird eine Ummantelung aus Gummi, die im Wesentlichen
schlauchförmig
ist, mit einem Ende um den Lichtleiter 19 eingepasst und mit
dem gegenüberliegenden
Ende um den Hals 23b eingepasst. Wie aus der 2 ersichtlich,
werden die Triplexer-Einrichtungen 23, die den verschiedenen
Luftauslässen
zugehörig
sind, auf der Oberseite einer Tragstruktur 24 eingepasst,
in die die elektrischen Anschlüsse
der Emissionseinrichtungen 21, des Detektors 22 und
der Lichtquelle 24, die über eine Steuereinheit 25 mit
jedem Triplexer 23 verbunden werden, eingebaut sind. Wie
ebenso aus der 7 ersichtlich, ist die elektronische
Steuereinheit 25 mit den Vorrichtungen 21, 22 und 24 verbunden, die
optisch mit jedem Luftauslass 26 gekoppelt sind, und steuert
den Einsatz von Stelleinrichtungen 26, die durch eine Vielzahl
von einzelnen Stellgliedern gebildet werden, von denen jedes ausgelegt
ist, um den aktivierten Zustand oder den deaktivierten Zustand jedes
Luftauslasses zu regeln. Wie oben bereits erwähnt, kann das Aktivieren des
Luftauslasses darin bestehen, dass das Öffnen oder Schließen einer
Vielzahl von ausrichtbaren Lamellen 12a, mit denen der
Luftauslass versehen ist, aktiviert wird, und/oder darin bestehen,
dass eine Einrichtung aktiviert wird, die ausgelegt ist, einem Luftstrom
zu ermöglichen,
den Luftauslass zu erreichen, beispielsweise mittels eines Gebläses oder
andernfalls durch einen Deflektor des Luftstroms in dem Belüftungssystem,
beispielsweise des Typs, der den Coanda-Effekt nutzt, der in oben genannten
früheren
Patentanmeldungen beschrieben ist, die im Namen der hier vertretenen
Anmelderin angemeldet wurden.
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Wie
aus der bisher erfolgten Beschreibung ersichtlich, sind dank der
Anordnung, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet,
alle den verschiedenen Luftauslässen
zugehörigen
Sensoreinrichtungen in ein und derselben Einheit 28 (2) konzentriert,
die vormontiert werden und anschließend bequem und schnell eingebaut
werden kann.
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Wie
bereits oben gesagt, steuert die elektronische Steuereinheit 25 das
jedem Luftauslass 12 zugehörige Stellglied immer dann,
wenn ein Benutzer beispielsweise eine Hand vor den Luftauslass hält, um eine
Zustandsänderung
herbeizuführen
(von aktiviert zu deaktiviert oder umgekehrt). Zusätzlich steuert
die elektronische Steuereinheit 25 die Lichtquelle 24,
die mit jedem Luftauslass verbunden ist, so, dass eine optische
Information bereitgestellt wird, die den Zustand jedes Luftauslasses
anzeigt, wodurch der Benutzer in die Lage versetzt wird, den Zustand
ohne direktes Prüfen
festzustellen und insbesondere ohne das Erfordernis, die Hand vor
den Luftauslass zu halten, um zu prüfen, ob daraus ein Luftstrom
austritt oder nicht, was zu unerwünschtem Wechsel des Zustands
des Luftauslasses führen könnte.
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Schließlich ist
die elektronische Steuereinheit 25 nach einem weiteren
bevorzugten Merkmal ausgelegt, um jede Emissionseinrichtung 21 derartig zu
steuern, dass die Emissionseinrichtung 21 Infrarotstrahlung
entsprechend einer codierten Impulssequenz emittiert. Dieselbe elektronische
Steuereinheit ist außerdem
ausgelegt, um zu prüfen,
ob die reflektierte Strahlung, die durch den Detektor 22 empfangen
wird, derselben codierten Sequenz von Impulsen entspricht, um so
das Wechseln des Zustands des Luftauslasses 12 zu aktivieren.
Auf diese Art und Weise ist die elektronische Steuereinheit 25 folglich in
der Lage, zwischen den Signalen, die durch den Detektor 22 empfangen
werden, die von dem Wunsch des Benutzers abhängig sind, das Ändern des
Zustands des Luftauslasses herbeizuführen, und Signalen auf Grund
von anderen Ursachen, beispielsweise von Lichtstrahlen, die von
außerhalb
des Kraftfahrzeugs kommen und auf das Fenster des Luftauslasses
auftreffen, zu unterscheiden. Jedes Risiko, dass der Luftauslass
versehentlich durch Fremdfaktoren, die der Absicht des Benutzers
entgegenstehen, geregelt wird, ist infolgedessen ausgeschlossen.
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Selbstverständlich können die
Einzelheiten der Konstruktion und die Ausführungen in Bezug auf das hierin
Beschriebene und Dargestellte ohne Beeinträchtigung der Prinzipien der
Erfindung weitreichend verändert
werden, ohne dadurch von dem Schutzanspruch der Erfindung abzuweichen.