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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Regelung und Steuerung einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, ein dementsprechendes Kraftfahrzeug, ein Verfahren zur Steuerung eines Gebläses einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage sowie ein dementsprechendes Computerprogramm.
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Hintergrund
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Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen sind oftmals mit einer sogenannten Klimaautomatik ausgestattet, welche selbsttätig ein vom Anwender vorgegebenes Temperaturniveau in der Fahrgastzelle einstellt. Für eine derartige Temperaturregelung wird unter anderem die Drehzahl oder Geschwindigkeit eines Lüfters oder Gebläses der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage von einer Steuerung bedarfsgerecht geregelt. So wird z. B. bei niedrigen Außentemperaturen in einer Aufheizphase des Kraftfahrzeugs, nachdem genügend Abwärme vom Verbrennungsmotor bereitsteht, typischerweise eine vergleichsweise hohe Gebläsestufe eingestellt, während lediglich zum Halten einer bereits erreichten vorgegebenen Temperatur das Einstellen einer vergleichsweise niedrigen Gebläsestufe meist ausreichend ist. Gleichermaßen tritt dieser Nachteil auch bei hoher Außentemperatur etwa kurz nach Inbetriebnahme einer Klimaautomatik auf.
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Insbesondere in Situationen, in welchen die tatsächlich im Kraftfahrzeuginnenraum vorherrschende Temperatur von einem vorgegebenen Soll-Wert bedeutend abweicht, ist die Zufuhr vergleichsweise großer Luftmassen in den Kraftfahrzeuginnenraum erforderlich. Hierfür ist eine vergleichsweise hohe Gebläsestufe von der Steuerung der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage einzustellen. Dies geht jedoch mit einer für den Endanwender mitunter störenden Geräuschbelästigung einher.
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Wenn der Fahrer des Kraftfahrzeugs relativ leise Musik hören möchte oder wenn der Fahrer bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit unterwegs ist, so kann die selbsttätig agierende Steuerung der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage aufgrund einer hoch eingestellten Gebläsestufe als störend empfunden werden. Der Fahrer ist in solchen Situationen geneigt, die automatische Regelung aufzuheben und die Gebläsestufe manuell herunterzuregeln. Hiermit ist zumindest eine gewisse Ablenkung des Fahrers vom Straßenverkehr verbunden, was die Verkehrssicherheit unter Umständen beeinträchtigen kann.
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Aus der
WO 01/92041 A1 ist eine Heizungs-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit Autotelefonfunktionierungsdetektion bekannt. Einer Steuervorrichtung werden dabei Aktivierungs- und Deaktivierungssignale eines Autotelefons zugeleitet, sodass die Steuervorrichtung bei aktivem Autotelefon die Lüftergeschwindigkeit zur Geräuschsenkung auf einen Maximalwert begrenzt.
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Einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, den Funktionsumfang derartiger Steuerungen zu erweitern, um den Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs weiter zu erhöhen. Die Steuerung für die Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage soll hierbei insbesondere das subjektive Geräuschempfinden des Fahrers oder weiterer Fahrzeuginsassen zur Regelung des Gebläses zu berücksichtigen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen
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Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1, mit einem Verfahren zur Steuerung eines Gebläses einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage nach Anspruch 10 sowie mit einem Computerprogramm nach Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
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Demgemäß ist ein Kraftfahrzeug mit einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage sowie mit einer Steuerung vorgesehen. Die Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage weist neben üblichen Klimakomponenten, wie zum Beispiel einem Heizungsmodul und einem Verdampfer einer Klimaanlage sowie diversen Luftzufuhr- und Luftleiteinrichtungen zumindest ein mit variabler Drehzahlbetreibbares Gebläse auf. Mittels des Gebläses kann die Luftmasse bzw. der Luftstrom, welcher dem Kraftfahrzeuginnenraum zuzuführen ist, geregelt und variabel verändert werden.
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Die Steuerung ist dabei ferner zur Ermittlung eines Geräuschpegels im Innenraum des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Sie ist ferner dazu ausgebildet und ausgelegt, das Gebläse derart anzusteuern, um die Maximaldrehzahl des Gebläses in Abhängigkeit des ermittelten Geräuschpegels zu begrenzen. Insoweit stellt die Steuerung eine geräuschpegelabhängige Einstellung der Maximaldrehzahl des Gebläses bereit. Ist es im Innenraum des Kraftfahrzeugs vergleichsweise leise, wird das Gebläse in einer unteren Gebläsestufe, das heißt möglichst leise, betrieben.
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Ist der Geräuschpegel im Innenraum vergleichsweise hoch, so wird der die Maximaldrehzahl erhöht und das Gebläse kann entsprechend der typischerweise vorgesehenen selbsttätig agierenden Steuerung in einem vergleichsweise lauten Betriebsmodus, mit hoher Gebläseleistung betrieben werden. Hierdurch kann der Fahrzeugkomfort gesteigert werden und der Fahrer des Kraftfahrzeugs wird weitaus weniger dazu geneigt sein, ein Gebläse manuell herunterzuregeln, falls es als zu laut empfunden werden sollte. Der Fahrer kann seine ungeteilte Aufmerksamkeit dem Straßenverkehr widmen.
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Die Steuerung kann als Klimaautomatik bzw. als selbsttätig agierende Steuerung für die Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage ausgebildet sein. Sie kann insbesondere eine vom Endanwender vorgegebene Temperatur im Innenraum des Kraftfahrzeugs einstellen und die Komponenten der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage derart ansteuern, dass die vorgegebene Temperatur automatisch gehalten wird. Je nachdem, wie groß der Unterschied zwischen eingestellter Soll-Temperatur und der tatsächlich im Innenraum vorherrschenden Ist-Temperatur ist, kann es sein, dass das Gebläse ohnehin nicht bei Maximaldrehzahl, sondern bei einer mittleren Gebläsestufe betrieben wird. Sinkt in derartigen Fällen jedoch der Geräuschpegel im Innenraum auf zum Beispiel ein Minimum ab, so kann es sein, dass die eingestellte Gebläsestufe vom Fahrer oder von anderen Fahrzeuginsassen als störend empfunden wird. Mittels der geräuschpegelabhängigen Begrenzung der Maximaldrehzahl kann dann die Maximal- und damit auch eine Ist-Geschwindigkeit des Gebläses geräuschpegelabhängig herabgesetzt werden, sodass diese unterhalb des Werts der mittleren Gebläsestufe liegt. Insbesondere wird die Gebläsedrehzahl solange reduziert, bis der Geräuschpegel im Innenraum wieder ansteigt. Die Gebläsedrehzahl kann dann wieder auf einen Normalwert zurückgeregelt werden, damit die eingestellte Temperatur im Innenraum aufrechterhalten werden kann.
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Die Maximaldrehzahl des Gebläses ist zu unterscheiden von der Ist-Drehzahl des Gebläses. Die Maximaldrehzahl des Gebläses gibt die Geschwindigkeit an, mit welcher das Gebläse maximal betreibbar ist. Es können insoweit Situationen entstehen, in welchen die Begrenzung der Maximaldrehzahl von den Fahrzeuginsassen überhaupt nicht wahrgenommen wird, nämlich dann, wenn das Gebläse ohnehin nur bei einer geringen Drehzahlbetrieben wird, die auch unterhalb einer geräuschpegelbedingten reduzierten Maximaldrehzahl liegt.
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Die Ermittlung des Geräuschpegels erfolgt typischerweise unter Berücksichtigung der jeweils vorherrschenden Drehzahl des Gebläses, damit nur möglichst nur solche von außerhalb der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage verursachten Geräusche für die Ermittlung des Geräuschpegels Berücksichtigung finden.
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Die Steuerung kann als Klimasteuerung bzw. als ein dementsprechendes Steuergerät mit einem Prozessor und mit einem Speicher ausgestaltet sein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Maximaldrehzahl dynamisch mit dem ermittelten Geräuschpegel variierbar. Das heißt, die Maximaldrehzahl ist nicht fest vorgegeben, sondern kann an den jeweils im Innenraum des Kraftfahrzeugs vorherrschenden Geräuschpegel angepasst werden. Somit wird eine dem subjektiven Empfinden der Fahrzeuginsassen angepasste Leistungsbegrenzung des Gebläses erreicht, sodass die Gebläse- oder Belüftungsgeräusche die Fahrzeuginsassen zu keiner Zeit stören.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Maximaldrehzahl mit ansteigendem Geräuschpegeln zu heben. Steigt etwa der Geräuschpegel im Fahrzeuginnenraum an, was vielfältige Ursachen haben kann, so wird durch die Steuerung auch das Betreiben des Gebläses mit erhöhter Maximaldrehzahl erlaubt. Ob und inwieweit das Gebläse dann tatsächlich mit erhöhter Drehzahl betrieben wird, hängt von der in der Steuerung implementierten Klimaautomatik ab. Das Anheben der Maximaldrehzahl mit ansteigendem Geräuschpegel hat jedoch den Vorteil, es dem Gebläse zu erlauben, im Bedarfsfall einen erhöhten Luftmassenstrom dem Innenraum zuzuführen. Die hierdurch unweigerlich entstehenden Lüftungsgeräusche dürften die Fahrzeuginsassen aufgrund des angestiegenen Geräuschpegels nicht stören.
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Dementsprechend ist nach einer weiteren Ausgestaltung die Steuerung ferner dazu ausgebildet, die Maximaldrehzahl mit abfallendem Geräuschpegel zu senken. Hierdurch wird insbesondere die geräuschpegelabhängige Begrenzung des Gebläsebetriebs erreicht. Sollte aus welchen Gründen auch immer der Geräuschpegel im Kraftfahrzeuginnenraum auf ein Minimum abnehmen, so wird dies von der Steuerung ermittelt und dementsprechend wird die maximale für das Gebläse vorgesehene Drehzahl auf eine geräuschpegelabhängigen Maximaldrehzahl begrenzt. Ein ansonsten bei vergleichsweise hoher Gebläsestufe arbeitendes Gebläse wird in solchen Situationen gedrosselt, sodass für die Fahrzeuginsassen, selbst bei niedrigem Geräuschpegel keine störenden Lüftungsgeräusche wahrnehmbar sind.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuerung mit einem im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordneten Mikrofon gekoppelt, um den Geräuschpegel durch Messen zu ermitteln. Das Mikrofon kann beispielsweise in Form eines Autotelefon-Mikrofons ausgebildet sein, sodass für die Messung des Geräuschpegels im Innenraum kein gesondertes Mikrofon zu installieren ist. Die Steuerung wäre hierfür lediglich mit dem im Kraftfahrzeug eingebauten Autotelefon zu koppeln. Dies kann über einen Kommunikationsbus im Kraftfahrzeug erfolgen. Durch Messung des Geräuschpegels kann der Geräuschpegel relativ präzise ermittelt werden, sodass eine dementsprechend genaue Begrenzung der Maximaldrehzahl des Gebläses implementierbar ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuerung mit einem Fahrzeugbussystem datentechnisch gekoppelt. Über jene Kopplung kann die Steuerung zur Ermittlung des Geräuschpegels zumindest einen der nachfolgenden Parameter: Lautsprecherlautstärke, Motordrehzahl und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten. Aus zumindest einem jener Parameter lässt sich der momentan vorherrschende Geräuschpegel im Kraftfahrzeuginnenraum zumindest abschätzen oder auch vergleichsweise präzise ermitteln.
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Eine Ermittlung des Geräuschpegels über vom Fahrzeugbussystem bereitstellbare Parameter ist dann von Vorteil, wenn im Kraftfahrzeug kein Autotelefon mit einem Mikrofon vorgesehen sein sollte. Es ist ferner denkbar, dass die Steuerung sowohl mit einem Mikrofon, als auch mit dem Fahrzeugbussystem gekoppelt ist. Auf diese Art und Weise können vielfältigste Informationen gewonnen werden, die Aufschluss darüber geben, ob und inwieweit der ermittelte Geräuschpegel nur temporär oder aber dauerhaft einer derartigen Änderung unterliegt, die eine dynamische Anpassung der Maximaldrehzahl des Gebläses erfordern.
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Fährt das Kraftfahrzeug beispielsweise mit geringer Motordrehzahl bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit und werden von den Fahrzeuginsassen keinerlei weitere Geräusche, etwa durch lautes Sprechen, erzeugt, so kann vorgesehen werden, die Maximaldrehzahl auf einen vergleichsweise niedrigen Maximalwert zu begrenzen. Sollte in einer derartigen Situation der Geräuschpegel etwa nur temporär, so etwa durch lautes Rufen eines Fahrzeuginsassen ansteigen, so sollte dies nicht zum Anheben der Maximaldrehzahl führen.
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In einem anderen Szenario, bei welchem das Kraftfahrzeug etwa mit hoher Geschwindigkeit und hoher Motordrehzahl in Bewegung ist, liegt ohnehin im Innenraum ein vergleichsweise hoher Geräuschpegel vor. Etwaige durch ein Mikrofon messbare Geräuschpegeländerungen dürften dann kaum zu einer Veränderung der von der Steuerung zu begrenzenden Maximaldrehzahl des Gebläses führen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Steuerung zumindest einen Speicher auf, in welchem zumindest eine Kennlinie von Maximaldrehzahlen in Bezug zu einem der nachfolgenden Parameter: Lautsprecherlautstärke, Motordrehzahl und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit abspeicherbar ist. Anhand einer derartigen Kennlinie kann der anzunehmende Geräuschpegel im Innenraum zum Beispiel direkt mit der Fahrzeuggeschwindigkeit korreliert werden. Wird im Betrieb des Fahrzeugs der Steuerung über das Fahrzeugbussystem beispielsweise die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit bereitgestellt, so kann durch eine Abfrage an den Speicher sofort ein der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit zuzuordnender Geräuschpegel und damit verbunden ein dementsprechender zulässige Maximaldrehzahl des Gebläses ermittelt werden.
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Geeignete Kennlinien zur Zuordnung von Geräuschpegeln zu den genannten Fahrzeugparametern, aber auch für eine direkte Zuordnung von Maximaldrehzahlen oder Gebläseleistungen zu entsprechenden Fahrzeugparametern können durch Testreihen und Kalibrierung entweder empirisch ermittelt oder durch Simulationen berechnet werden. Das Abspeichern von Kennlinien in einem Speicher der Steuerung ist relativ einfach und kostengünstig zu implementieren. Die Bestimmung von maximal zulässigen Maximaldrehzahlen kann durch einfaches Auslesen des Speichers vorgenommen werden, wofür nur vergleichsweise wenig Rechenleistung in der Steuerung anfällt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuerung mit zumindest einem Eingabeelement gekoppelt, mittels welchem die Begrenzung der Maximaldrehzahl vom Benutzer modifizierbar ist. Mittels des Eingabeelements kann zum Beispiel die zeitliche Trägheit der Steuerung, das heißt ihr zeitliches Reaktionsvermögen auf Änderungen des Geräuschpegels eingestellt werden. Ferner ist denkbar, die Stärke der Maximaldrehzahlsbegrenzung benutzerseitig einstellbar auszugestalten. Die mit der Steuerung erzielbare Begrenzung der Maximaldrehzahl geht naturgemäß zu Lasten des Klimakomforts, was insbesondere in den Winter- und Sommermonaten bei extremen äußeren Temperaturbedingungen den Fahrer oder die Fahrzeuginsassen stören könnte.
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Mittels des Eingabeelements kann der Benutzer nach seinem Belieben quantitativ einstellen, ob und inwieweit die Steuerung die Maximaldrehzahl geräuschpegelabhängig reguliert. Das Eingabeelement kann mit dem zentralen Steuergerät des Kraftfahrzeugs datentechnisch verbunden sein. Es ist denkbar, das Eingabeelement in die globale Kraftfahrzeugkonfiguration einzubetten. Insoweit kann das Eingabeelement auch rein softwaretechnisch implementiert sein, sodass der Endanwender oder Benutzer durch Anwahl eines entsprechenden Menüpunkts in einem Konfigurationsmenü der Kraftfahrzeugsteuerung die Stärke der geräuschpegelabhängigen Steuerung der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage angeben kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuerung zur stufenlosen Begrenzung der Maximaldrehzahl des Gebläses ausgebildet. Während für die manuelle Einstellung des Gebläses der Benutzer nur einige wenige Stufen, etwa vier bis sechs Gebläsestufen, manuell einstellen kann, ist die von der Steuerung vorzunehmende Begrenzung der Maximaldrehzahl des Gebläses auf einen Maximalwert nicht auf jenes Stufenraster beschränkt. Durch die stufenlose und von der Steuerung vorzunehmende Begrenzung der Maximaldrehzahl des Gebläses kann eine besonders fein abgestufte geräuschpegelabhängige Regelung des Gebläses implementiert werden.
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Nach einem weiteren Aspekt ist ferner ein Verfahren zur Steuerung eines Gebläses einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das Verfahren weist hierbei die Schritte auf:
- – Ermitteln eines Geräuschpegels im Innenraum des Kraftfahrzeugs, und
- – Begrenzen einer Maximaldrehzahl des Gebläses in Abhängigkeit des ermittelten Geräuschpegels.
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Hierdurch kann eine geräuschpegelabhängige Begrenzung der Maximaldrehzahl des Gebläses erreicht werden, sodass ansonsten die Fahrzeuginsassen womöglich störende Gebläse- oder Lüftungsgeräusche, welche insbesondere bei in einer leisen Umgebung besonders gut wahrnehmbar sind, reduziert werden können.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung hiervon wird die Maximaldrehzahl dynamisch an den jeweils ermittelten Geräuschpegel angepasst. Bei hohem Geräuschpegel wird eine hohe Maximaldrehzahl des Gebläses erlaubt, während bei einem nur geringen Geräuschpegel die Maximaldrehzahl des Gebläses auf ein Minimum reduziert wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann für die Ermittlung des Geräuschpegels ein im Innenraum angeordnetes Mikrofon verwendet werden. Insoweit wird der Geräuschpegel mittels des Mikrofons durch Messen ermittelt.
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Ergänzend oder abweichend hiervon ist aber auch denkbar, dass der Geräuschpegel anhand von Parametern ermittelt, insbesondere berechnet oder abgeschätzt wird. Derartige Parameter, wie zum Beispiel die Lautsprecherlautstärke, die Motordrehzahl und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit können dabei von einem Fahrzeugbussystem durch eine datentechnische Kopplung mit einer Steuerung der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage bereitgestellt werden. Das Vorsehen gesonderter Hardwarekomponenten ist hierfür nicht erforderlich. Es kann dabei insbesondere auf ohnehin im Kraftfahrzeug bestehende Komponenten und Informationen zurückgegriffen werden.
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Es ist hierbei ferner anzumerken, dass das genannte Verfahren zur Steuerung des Gebläses von einem zuvor beschriebenen Kraftfahrzeug, insbesondere von dessen Steuerung für die Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage ausführbar und durchführbar ist. Insoweit gelten sämtliche in Bezug auf das Kraftfahrzeug und seine geräuschpegelabhängige Begrenzung der Gebläse-Maximaldrehzahl beschriebenen Merkmale und Vorteile in gleicher Art und Weise für das Verfahren zur Steuerung des Gebläses und umgekehrt.
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Nach einem weiteren Aspekt ist schließlich ein Computerprogramm zur Steuerung eines Gebläses einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das Computerprogramm umfasst dabei Programmmittel zur Ermittlung eines Geräuschpegels im Innenraum des Kraftfahrzeugs sowie Programmmittel zum Begrenzen einer Maximaldrehzahl des Gebläses in Abhängigkeit des ermittelten Geräuschpegels.
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Das Computerprogramm ist dabei insbesondere zur softwaretechnischen Umsetzung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Steuerung des Gebläses ausgebildet. Sämtliche in Bezug auf das Verfahren oder auf das Kraftfahrzeug beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten gleichermaßen für das Computerprogramm. Das Computerprogramm ist insbesondere von der Steuerung der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage ausführbar.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Computerprogramm ferner Programmmittel zum dynamischen Anpassen der Maximaldrehzahl an den jeweils ermittelten Geräuschpegel auf. Mittels einer dynamischen Anpassung kann die Maximaldrehzahl sowohl in zeitlicher Hinsicht als auch an einen zeitlichen Verlauf des Geräuschpegels angepasst werden. Ferner kann die Maximaldrehzahl quantitativ, das heißt der Größe nach, an die Amplitude des Geräuschpegels angepasst werden.
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Nach alledem ist schließlich eine Vorrichtung zur Steuerung eines Gebläses einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Vorrichtung weist hierbei Mittel zur Ermittlung eines Geräuschpegels im Innenraum des Kraftfahrzeugs sowie Mittel zum Begrenzen einer Maximaldrehzahl des Gebläses in Abhängigkeit des ermittelten Geräuschpegels auf.
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In Weiterbildung kann die Vorrichtung zur Steuerung des Gebläses Mittel zum dynamischen Anpassen der Maximaldrehzahl an den jeweils ermittelten Geräuschpegel aufweisen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs,
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2 ein Blockdiagramm einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage des Kraftfahrzeugs,
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3 einen Kennlinie zwischen dem Geräuschpegel und der Fahrzeuggeschwindigkeit und
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4 ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Steuerung eines Gebläses einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage.
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Detaillierte Beschreibung
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Karosserie 2 und einem Innenraum 3 in einer Seitenansicht dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 ist mit einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage 10 ausgestattet, mittels welcher der Innenraum 3 temperierbar bzw. klimatisierbar ist.
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In 2 ist ein Blockdiagramm der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage 10 dargestellt. Sie weist eine Luftzufuhr 11 sowie ein regelbares Gebläse 12 auf, mittels welchem die über die Luftzufuhr 11 zugeführte Luft 5 in den Innenraum 3 förderbar ist. Daneben weist die Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage 10 eine Temperatureinheit 14 auf, mittels welcher die zugeführte Luft 5 auf ein vorgegebenes Temperaturniveau temperierbar ist. Die Temperatureinheit 14 kann insbesondere als Heizerkern und/oder als Verdampfer und/oder als elektrischer Zuheizer ausgestaltet sein, der ein Abkühlen der Luft 5 bewirkt. Im Kraftfahrzeug 1 ist ferner zumindest ein Luftkanal 16 angeordnet, über welchen die vom Gebläse 12 geförderte Luft 5 dem Innenraum 3 zuführbar ist.
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Die Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage 10 ist ferner mit einer Steuerung 18 ausgestattet. Die Steuerung kann als Klimasteuergerät ausgestaltet sein. Sie weist typischerweise zumindest einen Prozessor und einen Speicher 30 auf, um zumindest das Gebläse 12 bedarfsgerecht anzusteuern. Die Steuerung 18 kann ferner mit der Temperatureinheit 14 gekoppelt sein, um unterschiedliche Temperaturniveaus einzustellen, bzw. um den Strom zugeführter Luft 5 unterschiedlich auf ein Heizelement oder ein Kühlelement zu verteilen. Die Steuerung 18 kann auch in ein zentrales Steuergerät des Kraftfahrzeugs implementiert oder eingebunden sein.
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Die Steuerung 18 ist ferner datentechnisch mit einem Fahrzeugbussystem 20 gekoppelt. Über das Fahrzeugbussystem 20 können Informationen innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 ausgetauscht werden und diverse elektronische Komponenten des Kraftfahrzeugs 1 angesteuert werden. Über das Fahrzeugbussystem 20 können der Steuerung 18 Parameter, wie zum Beispiel eine Lautsprecherlautstärke 22, eine Motordrehzahl 24 und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit 26 bereitgestellt werden.
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Des Weiteren kann die Steuerung 18 entweder direkt oder über das Fahrzeugbussystem 20 mit einem Mikrofon 28 gekoppelt sein, welches im Innenraum 3 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Bei dem Mikrofon 28 kann es sich insbesondere um das Mikrofon eines ohnehin im Kraftfahrzeug 1 vorgesehenen Autotelefons handeln.
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Durch die Anbindung an das Fahrzeugbussystem 20 bzw. durch die Kopplung mit dem Mikrofon 28 kann die Steuerung 18 einen Geräuschpegel P im Innenraum 3 des Kraftfahrzeugs 1 ermitteln. Zu dieser Ermittlung ist prinzipiell die Auswertung und Bereitstellung eines der Parameter Lautsprecherlautstärke 22, Motordrehzahl 24 und Fahrzeuggeschwindigkeit 26 in erster Näherung ausreichend. Ergänzend hierzu oder alternativ kann zur Ermittlung des Geräuschpegels P im Innenraum 3 auf das Mikrofon 28 zurückgegriffen werden. Entsprechend der Ermittlung eines momentanen Geräuschpegels P im Innenraum 3 des Kraftfahrzeugs 1 kann die Steuerung eine Maximaldrehzahl Vmax des Gebläses 12 begrenzen.
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Die Maximaldrehzahl Vmax wird hierbei insbesondere dynamisch mit dem jeweils ermittelbaren Geräuschpegel P variiert. Bei ansteigendem Geräuschpegel P wird die Maximaldrehzahl Vmax des Gebläses 12 erhöht, während bei abfallendem Geräuschpegel P die Maximaldrehzahl Vmax des Gebläses 12 herabgesenkt wird. Auf diese Art und Weise kann die akustische Belästigung, welche durch den Betrieb des Gebläses 12 bedingt ist, dem jeweiligen im Innenraum 3 vorherrschenden Geräuschpegel P angepasst werden.
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Die Maximaldrehzahl Vmax bezeichnet hierbei stets die aktuell maximal einstellbare bzw. maximal zu realisierende Drehzahl des Gebläses 12 unabhängig von der aktuellen Gebläsedrehzahl. Die Steuerung 18 kann insbesondere als Steuerung 18 für eine Klimaautomatik ausgestaltet sein, welche selbsttätig entsprechend einer Temperatur-Sollwert-Vorgabe die Innenraumtemperatur regelt. Je nach Differenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur kann die Steuerung 18 unterschiedliche Gebläsestufen, das heißt unterschiedliche Gebläsedrehzahlen einstellen, um Temperaturabweichungen im Innenraum 3 vom eingestellten Sollwert möglichst schnell zu minimieren. Durch Implementierung der hier beschriebenen geräuschpegelabhängigen Maximaldrehzahl des Gebläses 12 erfolgt eine automatische Temperierung des Innenraums 3 auch unter Berücksichtigung des akustischen Komforts der Fahrzeuginsassen.
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In 3 ist eine Kennlinie 40 dargestellt, die den Geräuschpegel P im Innenraum 3 in Abhängigkeit der jeweils vorherrschenden Geschwindigkeit zeigt. Eine derartige Kennlinie 40, welche anstelle der Fahrzeuggeschwindigkeit 26 auch gleichermaßen für die Motordrehzahl 23 oder die Lautsprecherlautstärke 22 aufgenommen und im Speicher 30 der Steuerung 18 hinterlegt werden kann, ist eine unmittelbare Ermittlung des Geräuschpegels P im Innenraum 3 des Kraftfahrzeugs 1 möglich. Die Kennlinie spiegelt hierbei auch direkt die etwa für die jeweilige Geschwindigkeit jeweils zulässige Maximaldrehzahl Vmax oder eine maximale elektrische Leistungsaufnahme des Gebläses 12 wider.
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Auch können mehrere Kennlinien 40, so etwa die Kennlinie von Lautsprecherlautstärke, Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit miteinander kombiniert werden, um in Abhängigkeit der über das Fahrzeugbussystem 20 erhältlichen Parameter Lautsprecherlautstärke 22, Motordrehzahl 24 und Fahrzeuggeschwindigkeit 26 den Geräuschpegel P im Innenraum 3 möglichst präzise zu bestimmen. Der Verlauf einer jeweiligen Kennlinie 40 kann empirisch gemessen oder durch Simulationen bestimmt werden. Das Abspeichern einer Kennlinie 40 in einem Speicher 30, etwa in Form eines Look-up-Tables (LUT) ermöglicht eine Reduzierung der geforderten Rechenleistung der Steuerung 18 zur Ermittlung des Geräuschpegels P. Um aus einer Vielzahl von Geräuschpagel zu Fahrzeugparameter-Kennlinien einen aktuell vorliegenden Geräuschpegel zu ermitteln kann in der Steuerung, insbesondere in deren Software ein Algorithmus implementiert sein, welcher aus sämtlichen zur Verfügung stehenden Parametern und zugehörigen Kennlinien einen Geräuschpegel bestimmt.
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Ferner ist denkbar, dass zu sämtlichen Kombinationen von Parametern jeweils ein dann vorherrschender Geräuschpegel, welcher empirisch ermittelt oder berechnet wurde, abgespeichert ist. Es ist dabei ferner denkbar anstelle des Geräuschpegels direkt eine maximale Gebläsedrehzahl abzuspeichern und im Betrieb des Kraftfahrzeugs auszulesen.
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Die Steuerung 18 ist ferner mit einem Eingabeelement 19 gekoppelt. Dieses kann entweder als separates Betätigungselement ausgestaltet sein, oder aber auch rein softwaretechnisch, etwa in ein Fahrzeugkonfigurationsmenü eingebunden sein. Mittels des Eingabeelements 19 kann der Benutzer frei darüber entscheiden, ob und inwieweit die Steuerung 18 eine geräuschpegelabhängige Begrenzung der Maximaldrehzahl Vmax des Gebläses 12 vornimmt. Dem Anwender wird somit die Möglichkeit gegeben, den Innenraum 3 nach seinem Belieben hinsichtlich akustischem oder geräuschdämpfendem Komfort oder hinsichtlich klimatischem Komfort zu optimieren.
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In 4 ist schließlich ein Flussdiagramm zur Umsetzung des Verfahrens zur Steuerung des Gebläses 12 schematisch dargestellt. In einem ersten Schritt 100 wird entweder mittels der über das Fahrzeugbussystem bereitgestellten Parameter ein momentan vorherrschender Geräuschpegel P im Innenraum 3 ermittelt. Alternativ oder ergänzend hierzu kann hierzu auch das im Innenraum 3 angeordnete Mikrofon 28, falls vorhanden, verwendet werden.
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Der ermittelte Geräuschpegel wird alsdann im nachfolgenden Schritt 102 einer Soll-Maximaldrehzahl des Gebläses zugeordnet. Diese Zuordnung kann ebenfalls über eine weitere, vorliegend nicht dargestellte Kennlinie erfolgen, die ebenfalls im Speicher 30 der Steuerung 18 abgelegt sein kann. Jene Zuordnung kann eine direkt proportionale Zuordnung sein oder aber auch empirisch, das heißt durch Versuche bestimmt werden.
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In einem nachfolgenden Schritt 104 wird die vom derzeit vorherrschenden Geräuschpegel P abgeleitete Soll-Maximaldrehzahl mit einer derzeit eingestellten Ist-Maximaldrehzahl verglichen. Sofern die Soll-Maximaldrehzahl größer als die eingestellte Ist-Maximaldrehzahl ist, fährt das Verfahren mit Schritt 108 fort, bevor es zum Schritt 100 zurückspringt und die Schleife der Schritte 100, 102, 104 erneut durchläuft. In Schritt 108 wird die Ist-Maximaldrehzahl beispielsweise um ein fest vorgegebenes vergleichsweise kleines Maß, vorzugsweise nur bei entsprechendem Bedarf, erhöht, um die Ist-Maximaldrehzahl der Soll-Maximaldrehzahl sukzessive anzunähern.
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Für den Fall, dass im Schritt 104 die ermittelte Soll-Maximaldrehzahl kleiner oder gleich der Ist-Maximaldrehzahl ist, fährt das Verfahren mit dem Schritt 106 fort, in welchem die Ist-Maximaldrehzahl etwa um ein vorgegebenes Maß reduziert wird. Sofern das Gebläse 12 zu diesem Zeitpunkt bei der Maximaldrehzahl Vmax betrieben wird, wird das Gebläse 12 hierdurch heruntergeregelt. Danach springt das Verfahren zurück zum Schritt 100.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Karosserie
- 3
- Innenraum
- 5
- Luft
- 10
- Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage
- 11
- Luftzufuhr
- 12
- Gebläse
- 14
- Temperatureinheit
- 16
- Luftkanal
- 18
- Steuerung
- 19
- Eingabeelement
- 20
- Fahrzeugbus-System
- 22
- Lautsprecherlautstärke
- 24
- Motordrehzahl
- 26
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- 28
- Mikrofon
- 30
- Speicher
- 40
- Kennlinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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