-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage sowie eine Steuereinrichtung für eine Klimaanlage, eine Klimaanlage mit einer Steuereinrichtung und ein Fahrzeug mit einer Klimaanlage.
-
Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage für insbesondere einen Stadtbus sind bekannt. Insbesondere ist eine Klimaanlage aus
US 5 203 178 A bekannt, wobei bei dem offenbarten Verfahren für deren Betrieb für jeden vorhandenen (Kompressor-)Lüfter eine in Bezug auf die Geräuschentwicklung optimierte Drehzahl eingestellt wird. Weiterhin ist aus der
US 5 907 955 A ein Kühlschrank bekannt, wobei die Lüfter und Kompressoren des Kühlschranks in Abhängigkeit von den Lichtverhältnissen in der Umgebung des Kühlschranks und/oder in Abhängigkeit davon, ob die Türe des Kühlschranks geöffnet ist, angesteuert werden. Ferner ist aus der
WO 2005/100883 A1 eine Geräuschkontrollmethode für ein Kühlsystem mit mindestens einem Kühlkreislauf bekannt, wobei ein Betrieb von einem im Kühlkreislauf beispielsweise vorhandenen Kompressor reduziert wird, wenn ein entsprechendes Signal zur Geräuschreduzierung erhalten wird.
-
Die Brennkraftmaschine sowie die zugeordneten Komponenten wie eine Klimaanlage eines Fahrzeugs sind primäre Quellen für die Geräuschemissionen, insbesondere des Betriebsgeräusches, des Fahrzeugs. Bei Fahrzeugen ohne Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einem Elektrofahrzeug, resultiert das Betriebsgeräusch während der Fahrt zunächst nur vom Betrieb des Elektromotors, wobei ein leichtes Pfeifen zu hören ist. Das Betriebsgeräusch der weiteren Komponenten, wie beispielsweise einer Klimaanlage, ist bei langsamer Fahrt ebenfalls hörbar. Erst ab einer Geschwindigkeit von ca. 30 km/h wird das Abrollgeräusch der Reifen derart prägnant, dass die übrigen Geräusche des Fahrzeuges kaum noch zu hören sind. Allen Fahrzeugen ist jedoch gemein, dass sie während des Betriebs, insbesondere während der Fahrt, Geräusche verursachen.
-
Eine Studie (Fachliche Einschätzung der Lärmwirkungsstudie NORAH, April 2016, Umweltbundesamt) hat gezeigt, dass die drei untersuchten Lärmarten (Flug-, Schienenverkehrs-, und Straßenverkehrslärm) bei dauerhafter Exposition negative Auswirkungen auf die Gesundheit haben, psychisch wie physisch. Die Studie hat weiterhin gezeigt, dass insbesondere in den Nachtstunden die Lärmbelastung reduziert werden muss. Insofern ist es wünschenswert, dass moderne Fahrzeuge so wenig Geräusche wie möglich produzieren, wenn Menschen in der Nähe sind.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, eine Steuereinrichtung zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens, eine Klimaanlage mit einer Steuereinrichtung sowie ein Fahrzeug mit einer Klimaanlage zu schaffen, wobei die genannten Nachteile vermieden werden.
-
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere einen Stadtbus, geschaffen wird, wobei die Klimaanlage einen Kompressor, einen Verdampfer, einen Verflüssiger und eine Steuereinrichtung aufweist, wobei der Verdampfer, der Verflüssiger und der Kompressor fluidtechnisch miteinander verbunden sind. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Funktion des Kompressors, des Verdampfers und/oder des Verflüssigers derart zu beeinflussen, dass eine Geräuschentwicklung zu bestimmten Tageszeiten, insbesondere mittags, abends und/oder in der Nacht, und/oder an bestimmten Orten, welche geräuschsensitiv sind, insbesondere Haltestellen mit direkt angrenzenden bewohnten Wohnungen, reduziert wird. Durch diese Verfahrensführung einer Klimaanlage wird erreicht, dass das betreffende Fahrzeug an geräuschsensitiven Orten verminderte Geräuschemissionen verursacht. Mit anderen Worten werden die Geräuschemissionen der Klimaanlage, insbesondere ihrer Bauteile, soweit wie möglich reduziert. An Haltestellen mit angrenzenden bewohnten Wohnungen sind die Bewohner dieser Wohnungen sowieso einer erhöhten Geräuschemission, auch als Lärmbelastung bezeichnet, durch die Haltestelle ausgesetzt. Einerseits da ein Fahrzeug beim Einfahren in die Haltstelle durch das Verzögern des Fahrzeugs und beispielsweise Herunterschalten in einen niedrigeren Gang mehr Geräuschemissionen verursacht, als wenn das Fahrzeug nur mit gleichbleibender Geschwindigkeit an den bewohnten Wohnungen vorbeifahren würde. Andererseits da das Fahrzeug bei der Ausfahrt aus der Haltestelle eine erhöhte Lärmbelastung durch eine Erhöhung der Motordrehzahl beim Beschleunigen verursacht. Insofern wäre es besonders nachteilig, wenn dann während des Halts an der Haltestelle noch zusätzlich die Geräuschemissionen beim Betrieb der Klimaanlage hinzukämen. In diesem Zusammenhang kommt noch erschwerend hinzu, dass sich bei Linienbussen üblicherweise die Klimaanlagen auf dem Dach der Fahrzeuge befinden. Bei hohen Drehzahlen der den Klimaanlagen zugeordneten Gebläsen bzw. Lüfter kommt es zu hohen Geräuschemissionen, welche vor allem beim stehenden Fahrzeug mit Motor-Leerlaufdrehzahl als lästig empfunden werden. Die Geräuschbelastung betrifft vor allem Anwohner in der Nähe von Bushaltestellen. Betroffen sind hierbei auch Personen, die in höher gelegenen Wohnungen leben, da die Geräuschemission in Form von Luftschall vom Dach des Busses ausgehend abgestrahlt wird. Eine erhöhte Lärmbelästigung erfolgt nicht nur an Haltestellen, sondern generell vermehrt zu Zeiten mit geringem Umgebungslärm.
-
In einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Funktion des Verflüssigers derart beeinflusst wird, dass eine Drehzahl eines dem Verflüssiger zugeordneten Lüfters variiert, insbesondere reduziert wird. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass bei einer Variierung, insbesondere Reduzierung, der Drehzahl des dem Verflüssiger zugeordneten Lüfters, die Drehzahl des Lüfters von 100 % der maximal möglichen Drehzahl auf unter 50 %, vorzugsweise unter 40 %, besonders bevorzugt unter 30 %, der maximal möglichen Drehzahl des Lüfters reduziert wird. Durch die Kompression von einem Gas, oder allgemein eines Kältemittels, im Kompressor der Klimaanlage erhöht sich die Temperatur des Gases, wobei im Verflüssiger diese Wärmeenergie sowie die durch die Kondensation des Gases frei werdende Wärme (Kondensationswärme) abgeführt werden muss. Dem Verflüssiger muss somit durch eine zusätzliche Einrichtung, insbesondere einen Lüfter, Wärme entzogen, insbesondere kühlere Luft zugeführt werden, sodass die Wärme vom Verflüssiger abgeführt werden kann. Insofern ist es vorteilhaft, dass, falls eine Drehzahl eines dem Verflüssiger zugeordneten Lüfters variiert, insbesondere reduziert wird, auch insgesamt die (Kühl-)Funktion der Klimaanlage reduziert wird. Falls keine Reduktion der von der Klimaanlage angeforderten Kühlleistung erfolgt und gleichzeitig eine Drehzahl eines dem Verflüssiger zugeordneten Lüfters reduziert wird, führt dies ansonsten gegebenenfalls zu einer Überhitzung des Verflüssigers. Insofern betrifft ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt nicht nur die Ansteuerung einer Drehzahl eines dem Verflüssiger zugeordneten Lüfters, sondern auch eine Steuerung der Klimaanlage an sich, insbesondere in Bezug auf die abgegebene Kühlleistung, sodass insgesamt eine Reduktion der Geräuschemissionen der Klimaanlage durch das Verfahren erreicht wird, ohne dabei Schäden, insbesondere Hitzeschäden, an der Klimaanlage zu riskieren. Eine Reduzierung der maximalen Drehzahl eines dem Verflüssiger zugeordneten Lüfters führt zu einer erheblichen Reduzierung der Geräuschemissionen. Eine Reduzierung der Drehzahl von 100% auf < 50% führt zu einer Reduzierung des Geräuschpegels um mehrere dB(A) in einem Nahfeld um den Lüfter.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass es sich bei den bestimmten Tageszeiten um geräuschsensible Tageszeiten handelt und/oder dass mit bestimmten Tageszeiten die Zeit zwischen 18 Uhr abends und 6 Uhr morgens gemeint ist.
-
Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass mit bestimmten Orten, welche geräuschsensitiv sind, Innenstädte und/oder verkehrsberuhigte Bereiche, vorzugsweise außer für den öffentlichen Nahverkehr, gemeint sind.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eine Zeitgebereinrichtung aufweist, wobei durch die Zeitgebereinrichtung die Tageszeit, insbesondere ob es Mittag, Abend und/oder in der Nacht ist, für die Steuereinrichtung bestimmt wird.
-
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Tageszeit mittels eines fahrzeugseitigen CAN-Busses ermittelt, insbesondere abgefragt/abgegriffen, wird.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eine satellitengestützte Positionsbestimmungseinrichtung aufweist, wobei durch die Positionsbestimmungseinrichtung ein aktueller Ort des Fahrzeugs bestimmt wird.
-
Mittels der Positionsbestimmungseinrichtung kann insbesondere der Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle erkannt werden.
-
Der Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle kann auch erkannt werden, indem durch die Steuereinrichtung ein Stillstand des Fahrzeugs, das heißt das Fahrzeug hat eine Geschwindigkeit von 0 km/h, wobei die Geschwindigkeit über den CAN-Bus des Fahrzeugs abgefragt werden kann, verknüpft mit geöffneten Fahrzeugtüren festgestellt wird. Steht das Fahrzeug still und sind die Türen geöffnet, liegt insbesondere bei einem Stadtbus mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Aufenthalt an einer Haltestelle vor. Diesbezüglich ist es auch möglich, den Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle dadurch festzustellen, dass bei einem Fahrzeug mit einer Kneeling-Funktion diese Kneeling-Funktion überwacht wird, und durch Feststellung einer Aktivierung der Kneeling-Funktion der Aufenthalt an einer Haltestelle erkannt wird. Mit einem Kneeling wird eine Funktion bezeichnet, bei welcher das Fahrzeug auf der Seite mit den Fahrzeugtüren für die Passagiere diese Seite des Fahrzeugs, vorzugsweise durch ein Entleeren der dieser Seite des Fahrzeugs zugeordneten Luftbälge der Luftfederung, abgesenkt wird. Ob eine Kneeling-Funktion des Fahrzeugs aktiviert ist, kann über eine Fahrzeug-CAN-Bus-Abfrage ermittelt werden.
-
Weiterhin kann der Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle auch erkannt werden, indem ein Schilder-Erkennungssystem das Vorhandensein eines Haltestellenschilds und/oder eines anderen Hinweises auf eine Haltestelle erkennt.
-
Ferner kann der Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle auch erkannt werden, indem via Radar eine Umgebung des Fahrzeugs überwacht wird und bei für Haltestellen charakteristischen Merkmalen auf einen Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle erkannt werden kann.
-
Weiterhin kann der Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle auch erkannt werden, indem mit einer satellitengestützten Positionsbestimmung, insbesondere GPS, die Position des Fahrzeugs bestimmt wird und die Position mit Positionsdaten von bestimmten Orten, welche geräuschsensitiv sind, verglichen wird, um festzustellen, ob sich das Fahrzeug an bestimmten Orten, welche geräuschsensitiv sind, befindet.
Der Aufenthalt an einer Haltestelle kann auch durch das IBIS-System (Integriertes Bordinformationssystem) erkannt werden. Das IBIS-System bestimmt vorzugsweise die Position des Fahrzeugs mittels Infrarotbaken und/oder satellitengestützter Positionsbestimmung, insbesondere GPS.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein zukünftiger Fahrweg in der Steuereinrichtung hinterlegt wird, wobei die Steuereinrichtung die Drehzahl des dem Verflüssiger zugeordneten Lüfters auf einen niedrigeren Wert einstellt oder komplett abschaltet, wenn sich das Fahrzeug den bestimmten Orten, insbesondere einer Haltestelle, nähert.
-
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst, indem eine Steuereinrichtung geschaffen wird, welche dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Es ergeben sich insbesondere die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage offenbarten Vorteile.
-
Ferner wird die Aufgabe gelöst, indem eine Klimaanlage mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung geschaffen wird. Es ergeben sich insbesondere die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage offenbarten Vorteile.
-
Die Aufgabe wird ferner gelöst, indem ein Fahrzeug, insbesondere ein Stadtbus, geschaffen wird, mit einer erfindungsgemäßen Klimaanlage. Es ergeben sich insbesondere die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage offenbarten Vorteile.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 (A) ein vorteilhaftes Fahrzeug 1 mit einer Klimaanlage 3, welche vorzugsweise einer Brennkraftmaschine 5 zugeordnet ist, wobei die Klimaanlage 3 einen Kompressor 7, einen Verdampfer 9 und einen Verflüssiger 11 aufweist, und
- 1 (B) eine Darstellung, wobei hiermit ein besonders bevorzugtes Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage 3 für ein Fahrzeug 1 erläutert wird.
-
1 (A) zeigt ein vorteilhaftes Fahrzeug 1 mit einer Klimaanlage 3, welche vorzugsweise einer Brennkraftmaschine 5 zugeordnet ist, wobei die Klimaanlage 3 einen Kompressor 7, einen Verdampfer 9 und einen Verflüssiger 11 sowie eine Steuereinrichtung 13 aufweist. Aus der Figur ist zu erkennen, dass der Kompressor 7, der Verdampfer 9 sowie der Verflüssiger 11 fluidtechnisch miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist in dem Verfahren vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 13 dazu eingerichtet ist, eine Funktion des Kompressors 7, des Verdampfers 9 und/oder des Verflüssigers 11 derart zu beeinflussen, dass eine Geräuschentwicklung zu bestimmten Tageszeiten, insbesondere mittags, abends und/oder in der Nacht, und/oder an bestimmten Orten 12, welche geräuschsensitiv sind, insbesondere Haltestellen mit direkt angrenzenden bewohnten Wohnungen 15, reduziert wird. Dies spricht an, dass die Funktion des Verflüssigers 11 derart beeinflusst wird, dass eine Drehzahl eines dem Verflüssiger 11 zugeordneten Lüfters 17 reduziert wird.
-
Ferner ist 1 (A) zu entnehmen, dass die Klimaanlage vorzugsweise einen Drucksensor 18 aufweist, welcher einen Druck des Kältemittels in der Klimaanlage ermittelt, wobei er hierzu mit der fluidtechnischen Verbindung von Kompressor 7, Verdampfer 9 und Verflüssiger 11 miteinander in fluidtechnischer Verbindung steht.
-
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass in der Klimaanlage 3 ein konstanter Kältemitteldruck vorliegt, welcher als parametrierbarer Sollwert hinterlegt werden kann (beispielsweise ein aktueller Wert von 15 bar). Der Druck des Kältemittels wird von dem Drucksensor 18 in der Klimaanlage 3 ermittelt und überwacht. Bei Werten für den Druck unterhalb eines Solldrucks wird der dem Verflüssiger 11 zugeordnete Lüfter 17 üblicherweise mit einer Mindestdrehzahl von 30 % betrieben (Wert ist parametrierbar). Bei Werten oberhalb des Solldrucks steigt die Drehzahl des dem Verflüssigers 11 zugeordneten Lüfter 17 an und erreicht bei hohen Außentemperaturen die maximale Drehzahl von 100 %. Die Drehzahl des dem Verflüssiger 11 zugeordneten Lüfters 17 wird vorzugsweise über einen PI-Regler in einem Bedienteil (in 1 nicht gezeigt) im Fahrzeug geregelt und vorzugsweise über ein Pulsweitenmodulations-Signal stufenlos angesteuert.
-
Weiterhin ist 1 (A) zu entnehmen, dass der Steuereinrichtung 13 weiterhin eine Zeitgebereinrichtung 19 zugeordnet ist, wobei durch die Zeitgebereinrichtung 19 die Tageszeit, insbesondere mittags, abends und/oder in der Nacht, für die Steuereinrichtung 13 bestimmt wird.
-
Weiterhin ist 1 (A) zu entnehmen, dass der Steuereinrichtung 13 eine satellitengestützte Positionsbestimmungseinrichtung 21 zugeordnet ist, wobei durch die Positionsbestimmungseinrichtung 21 ein aktueller Ort des Fahrzeugs 1 bestimmt wird.
-
Der 1 (B) ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu entnehmen, wobei zunächst im unteren Teil der Figur zu erkennen ist, dass ein Fahrzeug 1 sich auf einem Fahrweg 22 befindet, wobei der weitere Verlauf durch einen zukünftigen Fahrweg 23 angedeutet ist. Dies spricht an, dass es für die Steuereinrichtung 13 eine wichtige Information darstellt, welcher zukünftiger Fahrweg 23 zu befahren ist, um zu entscheiden, ob der Betrieb der Klimaanlage 3, insbesondere die Drehzahl des dem Verflüssiger 11 zugeordneten Lüfters 17 erhöht werden muss, sodass bei Erreichen bestimmter Orte 12, welche geräuschsensitiv sind, insbesondere Haltestellen mit direkt angrenzenden bewohnten Wohnungen 15, die Klimaanlage 3 vorgekühlt ist und die Klimaanlage 3 derart gesteuert werden kann, dass die von der Klimaanlage 3 resultierenden Geräuschemissionen besonders niedrig sind oder die Klimaanlage 3 komplett abgeschaltet werden kann, ohne dass die Temperatur in dem Fahrzeug 1 zu stark, das heißt insbesondere um mehr als 1 bis 2 °C, ansteigt.
-
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
-
- US 5203178 A [0002]
- US 5907955 A [0002]
- WO 2005/100883 A1 [0002]
