DE102008026232A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Batterie-Lüfters in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Batterie-Lüfters in einem Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Steuerung eines Batterie-Lüfters (2) in einem Kraftfahrzeug (3), umfassend mindestens ein im Fahrgastinnenraum (9) angeordnetes Mikrofon (6) und ein Steuergerät (7) zur Ansteuerung des Batterie-Lüfters (2), wobei das Steuergerät (7) auf ein akustisches Kennfeld (10) des anzusteuernden Batterie-Lüfters (2) zugreifen kann, wobei das mindestens eine Mikrofon (6) die Gesamt-Geräusche im Fahrgastinnenraum (9) aufnimmt und an das Steuergerät (7) übermittelt, wobei das Steuergerät (7) anhand des bekannten akustischen Kennfeldes (10) des Batterie-Lüfters (2) den Batterie-Lüfter (2) derart ansteuert, dass der Geräusch-Anteil des Batterie-Lüfters (2) nicht einen vorgegebenen Wert (DeltaA) in Relation zu dem Gesamt-Geräusch überschreitet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Batterie-Lüfters in einem Kraftfahrzeug.
  • Batterie-Lüfter zur Kühlung der Batterie in einem Fahrzeug sind seit langem bekannt, wobei ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Einsatz in Elektrofahrzeugen oder Hybrid-Fahrzeugen ist. In Hybrid-Fahrzeugen wird für den Antrieb des Kraftfahrzeuges sowohl ein Verbrennungsmotor als auch ein Elektromotor vorgesehen. Die für den Elektromotor benötigte Energie wird in einer Hochspannungsbatterie gespeichert und bei Bedarf abgerufen. Bei den zur Zeit verwendeten Batterien entsteht eine größere Menge Verlustwärme, die über eine Zwangskühlung abgeführt werden muss, um eine Zerstörung der Batterie durch Überhitzung zu vermeiden sowie die Lebensdauer der Batterie zu verlängern. Diese Zwangskühlung erfolgt vorzugsweise über Batterie-Lüfter. Die Ansaugung der zur Kühlung verwendeten Luft erfolgt vorzugsweise im Fahrgastraum, um eine ausreichende Vortemperierung, Sauberkeit und Trockenheit der Luft zu gewährleisten. Es treten Fahrzustände auf, bei denen beispielsweise der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist und das Fahrzeug nur vom Elektromotor angetrieben wird. In dem nun sehr leisen Fahrzeuginnenraum ist der Batterie-Lüfter der Zwangskühlung nun akustisch besonders störend wahrnehmbar.
  • Aus der EP 1 504 949 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Batterie-Lüfters bekannt. Hierzu wird ein Geräuschpegel im Fahrzeuginnenraum abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors, dem Zustand der Fahrzeugfenster, einer Klimaanlage und eines Soundsystems geschätzt und in Abhängigkeit der geschätzten Geräuschpegel der Batterie-Lüfter derart angesteuert, dass dessen Geräusche im Fahrgastinnenraum weniger stark oder gar nicht wahrgenommen werden.
  • Aus der DE 39 10 724 A1 ist eine Anordnung zur Verstärkerregelung in einem Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor und einem Tonverstärkersystem bekannt, das eine Signalquelle enthält und das ein von Hand bedienbares Mittel zum Einstellen des Tonpegels eines Nutzsignals im Fahrzeug, einen Leistungsverstärker und einen elektroakustischen Wandler besitzt, wobei eine Signalquelle, die ein für den eingeschalteten und ausgeschalteten Zustand des Motors repräsentatives Signal liefert, ein Mittel zur Erzielung einer veränderbaren Verstärkung, das in Verbindung steht mit der bereits erwähnten Lautstärkeregelung und das auf ein elektrisches Toneingangssignal reagiert, das durch dieses System so zu verstärken ist, dass ein Signal mit geregelter Amplitude zur Verfügung steht, wobei das Mittel zur Erzielung einer veränderbaren Verstärkung auf das für den Zustand des Motors repräsentative Signal reagiert und dadurch die Verstärkung des Systems so regelt, dass sie abhängig davon, ob der Motor ein- oder ausgeschaltet ist, erhöht bzw. verringert wird.
  • Aus der EP 1 720 249 A1 ist ein Audio-System bekannt, bei dem Umgebungsgeräusche aufgenommen werden und zusätzliche Signale kompensiert werden. Entsprechend ist aus der EP 1 768 109 A1 ein Verfahren zur Kompensation von Hintergrundgeräuschen bei der Sprachkommunikation bekannt.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Batterie-Lüfters in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, um die Geräuschbelästigung für die Fahrzeuginsassen weiter zu reduzieren.
  • Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Hierzu umfasst die Vorrichtung zur Steuerung eines Batterie-Lüfters in einem Kraftfahrzeug mindestens ein im Fahrgastinnenraum angeordnetes Mikrofon und ein Steuergerät zur Ansteuerung des Batterie-Lüfters, wobei das Steuergerät auf ein akustisches Kennfeld des anzusteuernden Batterie-Lüfters zugreifen kann, wobei das mindestens eine Mikrofon die Gesamt-Geräusche im Fahrgastinnenraum aufnimmt und an das Steuergerät übermittelt, wobei das Steuergerät anhand des bekannten akustischen Kennfeldes des Batterie-Lüfters den Batterie-Lüfter derart ansteuert, dass der Geräusch-Anteil des Batterie-Lüfters nicht einen vorgegebenen Wert in Relation zu dem Gesamt-Geräusch überschreitet. Dieser Wert kann beispielsweise ein Absolutwert sein (z. B. Gesamt-Geräusch minus Geräusch-Anteil des Batterie-Lüfters ≥ 5 dB) oder prozentualer Wert (z. B. Geräuschanteil vom Lüfter ≤ 40% vom Gesamt-Geräusch). Die Messung der Geräusche erlaubt gegenüber der Schätzung eine bessere Geräuschüberdeckung der Batterie-Lüftergeräusche.
  • Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der vorgegebene Wert fahrerindividuell einstellbar ist und im Extremfall die Funktion ganz abgeschaltet werden kann.
  • Weiter vorzugsweise ist der vorgegebene Wert abhängig von dem Gesamt-Geräuschpegel. Beispielsweise ist bei einem Gesamt-Geräuschpegel unter 40 dB der Abstand 3 dB und bei Gesamt-Geräuschpegeln über 40 dB ist der Abstand 6 dB.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Gesamt-Geräusche spektral analysiert, wobei das bekannte Batterie-Lüfter-Kennfeld spektral aufgelöst abgespeichert ist, wobei die Ansteuerung des Batterie-Lüfters derart erfolgt, dass der Batterie-Lüfter maximale Amplituden in Frequenzen aufweist, wo die Gesamt-Geräusche ohne Lüftergeräusche ebenfalls groß sind, vorzugsweise maximal sind.
  • Vorzugsweise erfolgt die spektrale Analyse in Form einer Terzpegel-Bildung, wobei die Terzpegel des Batterie-Lüfters im Kennfeld abgelegt sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der Batterie Mittel zur Ermittlung der Batterie-Temperatur zugeordnet, wobei das Steuergerät bei Überschreitung einer kritischen Temperatur den maximalen Luftstrom erzeugt, um eine Überhitzung der Batterie zu verhindern, auch wenn dies zu Störgeräuschen führt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Steuerung eines Batterie-Lüfters in einem Kraftfahrzeug,
  • 2 einen typischen Verlauf des Geräuschpegels eines Batterie-Lüfters in dB über der aufgenommenen elektrischen Leistung,
  • 3 einen beispielhaften Verlauf des Gesamt-Geräusch-Pegels und eines Batterielüfter-Geräuschpegels über der Zeit t und
  • 4 eine beispielhafte Darstellung der Terzpegel des Gesamt-Geräusches und der Lüftergeräusche zu einem Zeitpunkt.
  • Die Vorrichtung 1 zur Steuerung eines Batterie-Lüfters 2 in einem Kraftfahrzeug 4 für eine Fahrzeugbatterie 5 umfasst mindestens ein Mikrofon 6 und ein Steuergerät 7, das den Batterie-Lüfter 2 ansteuert. Der Batterie-Lüfter 2 saugt dabei Luft 8 aus dem Fahrgastinnenraum 9 des Kraftfahrzeuges 4 an und lässt diese an der Fahrzeugbatterie 5 vorbeiströmen. Das oder die Mikrofone 6 sind dabei derart im Fahrgastinnenraum 9 angeordnet, dass diese die besonders störenden Innenraummoden in ihrem Maximum erfassen. Die aufgenommenen Gesamt-Geräusche, d. h. die Geräusche aller Störquellen einschließlich des Batterie-Lüfters, werden erfasst und an das Steuergerät 7 übermittelt. Das Steuergerät 7 hat Zugriff auf ein akustisches Kennfeld 10 des Batterie-Lüfters 2, wobei dieses Kennfeld 10 in dem Steuergerät 7 selbst abgelegt ist oder in einem separaten Speicherbaustein. In der 2 ist ein solches einfaches Kennfeld dargestellt, wobei der Geräuschpegel des Batterie-Lüfters 2 in dB über der aufgenommenen elektrischen Leistung des Batterie-Lüfters 2 bzw. Luftvolumenstromes aufgetragen ist. Aufgrund der Kenntnis des Kennfeldes 10 sowie der aktuell eingestellten Lüfterparameter kann das Steuergerät 7 ermitteln, welcher Anteil auf den Batterie-Lüfter 2 entfällt. Entsprechend kann nun das Steuergerät 7 den Lüfter derart ansteuern, dass zwischen dem Gesamt-Geräusch (einschließlich Batterie-Lüftergeräusch) und dem Batterie-Lüftergeräusch ein konstanter Pegelabstand ΔA ist, was in 3 dargestellt ist, wobei die durchgezogene Linie das Gesamt-Geräusch und die gestrichelte Linie das Batterie-Lüftergeräusch darstellt.
  • In der 4 sind die Terzpegel in dB für ein beispielhaftes Gesamt-Geräusch a und das Batterie-Lüfter-Geräusch b zu einem bestimmten Zeitpunkt dargestellt. Der Vorteil einer guten Maskierung der Terzpegel des Batterie-Lüfter-Geräusches durch die Terzpegel des Gesamt-Geräusches ist, dass dann die Wahrnehmbarkeit durch die Fahrzeuginsassen weiter verbessert wird. Die Frequenz in Hz ist dabei logarithmisch aufgetragen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • - DE 3910724 A1 [0004]
    • - EP 1720249 A1 [0005]
    • - EP 1768109 A1 [0005]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Batterie-Lüfters (2) in einem Kraftfahrzeug (4), mittels mindestens eines im Fahrgastinnenraum (9) angeordneten Mikrofons (6) und eines Steuergeräts (7) zur Ansteuerung des Batterie-Lüfters (2), wobei das Steuergerät (7) auf ein akustisches Kennfeld (10) des anzusteuernden Batterie-Lüfters (2) zugreifen kann, wobei das mindestens eine Mikrofon (6) die Gesamt-Geräusche im Fahrgastinnenraum (9) aufnimmt und an das Steuergerät (7) übermittelt, wobei das Steuergerät (7) anhand des bekannten akustischen Kennfeldes (10) des Batterielüfters (2) den Batterie-Lüfter (2) derart steuert, dass der Geräusch-Anteil des Batterielüfters (2) nicht einen vorgegebenen Wert (ΔA) in Relation zu dem Gesamt-Geräusch überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert (ΔA) fahrerindividuell einstellbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert (ΔA) abhängig von dem Gesamt-Geräuschpegel ist.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamt-Geräusche spektral analysiert werden, wobei das bekannte Batterielüfter-Kennfeld (10) spektral aufgelöst ist, wobei die Ansteuerung des Batterie-Lüfters (2) derart erfolgt, dass der Batterie-Lüfter (2) maximale Amplituden in Frequenzen aufweist, wo die Gesamt-Geräusche ohne Lüftergeräusche ebenfalls groß sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die spektrale Analyse in Form einer Terzpegel-Bildung erfolgt, wobei die Terzpegel des Batterie-Lüfters (2) im Kennfeld (10) abgelegt sind.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Batterie (5) Mittel zur Ermittlung der Batterie-Temperatur zugeordnet sind, wobei das Steuergerät (7) bei Überschreitung einer kritischen Temperatur den maximalen Luftvolumenstrom einstellt.
  7. Vorrichtung (1) zur Steuerung eines Batterie-Lüfters (2) in einem Kraftfahrzeug (3), umfassend mindestens ein im Fahrgastinnenraum (9) angeordnetes Mikrofon (6) und ein Steuergerät (7) zur Ansteuerung des Batterie-Lüfters (2), wobei das Steuergerät (7) auf ein akustisches Kennfeld (10) des anzusteuernden Batterie-Lüfters (2) zugreifen kann, wobei das mindestens eine Mikrofon (6) die Gesamt-Geräusche im Fahrgastinnenraum (9) aufnimmt und an das Steuergerät (7) übermittelt, wobei das Steuergerät (7) anhand des bekannten akustischen Kennfeldes (10) des Batterie-Lüfters (2) den Batterie-Lüfter (2) derart ansteuert, dass der Geräusch-Anteil des Batterie-Lüfters (2) nicht einen vorgegebenen Wert (ΔA) in Relation zu dem Gesamt-Geräusch überschreitet.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert (ΔA) fahrerindividuell einstellbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert (ΔA) abhängig von dem Gesamt-Geräuschpegel ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamt-Geräusche spektral analysiert werden, wobei das bekannte Batterie-Lüfter-Kennfeld (10) spektral aufgelöst ist, wobei die Ansteuerung des Batterie-Lüfters (2) derart erfolgt, dass der Batterie-Lüfter (2) maximale Amplituden in Frequenzen aufweist, wo die Gesamt-Geräusche ohne Lüftergeräusche ebenfalls groß sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die spektrale Analyse in Form einer Terzpegel-Bildung erfolgt, wobei die Terzpegel des Batterie-Lüfters (2) im Kennfeld (10) abgelegt sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Batterie (5) Mittel zur Ermittlung der Batterie-Temperatur zugeordnet sind, wobei das Steuergerät (7) bei Überschreitung einer kritischen Temperatur den maximalen Luftvolumenstrom einstellt.
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