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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontrollieren einer Lüftungseinrichtung für einen Innenraum eines fahrenden Fahrzeugs und ein System zum Kontrollieren einer Lüftungseinrichtung.
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Zur Klimatisierung eines Innenraums eines Fahrzeugs kann eine Lüftungseinrichtung verwendet werden, mit der der Innenraum je nach Bedarf belüftet werden kann.
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Ein Verfahren und eine Fahrzeugklimaanlage zum Belüften eines Fahrzeuginnenraums sind aus der Druckschrift
DE 10 2016 014 028 A1 bekannt.
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Die Druckschrift
KR 10 2014 0 086 690 A beschreibt ein System und ein Verfahren zum Belüften eines Fahrzeugs.
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Ein Belüftungssystem für ein Kraftfahrzeug ist in der Druckschrift
DE 103 20 745 A1 beschrieben.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 025 622 A1 zeigt ein Verfahren zum Betreiben einer Klimatisierungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Ein Verfahren und ein System zum Klimatisieren eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs sind aus der Druckschrift
DE 10 2012 100 812 A1 bekannt.
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Die Druckschrift
EP 1 616 732 A1 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung eines Luftvolumens in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs.
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Eine Klimaanlage für ein Fahrzeug ist aus der Druckschrift
US 2001/ 0 045 278 A1 bekannt. Dabei umfasst das Fahrzeug ein Dach, das geöffnet und verschlossen werden kann. Falls das Dach geöffnet ist, wird ein Luftvolumen eines Gebläses der Klimaanlage vergrößert, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht wird.
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Ein Verfahren zum Betrieb einer Luftversorgungsvorrichtung ist aus der Druckschrift
DE 10 2017 011 976 A1 bekannt, die für ein Fahrzeug mit einem zu öffnenden Fahrzeugverdeck vorgesehen ist. Dabei können eine Luftstrommenge und eine Luftstromtemperatur in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt werden.
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Ein System zur Steuerung einer Belüftungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug ist in der Druckschrift
DE 10 2015 112 970 A1 beschrieben. Hierbei werden eine Stellung eines Seitenfensters, eines Schiebedachs und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs berücksichtigt.
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Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, eine Belüftung eines Innenraums eines Fahrzeugs effektiv zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein System mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Verfahrens und des Systems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Kontrollieren, d. h. zum Steuern und/oder zum Regeln, einer Lüftungseinrichtung für einen Innenraum eines fahrenden Fahrzeugs vorgesehen, wobei der Innenraum von einer Wandung umschlossen ist, die den Innenraum von einer Umgebung des Fahrzeugs trennt. Dabei weist die Wandung mindestens eine Öffnung auf, wobei der mindestens einen Öffnung mindestens ein Verschlusselement zugeordnet ist, das relativ zu der mindestens einen Öffnung verstellbar bzw. zu verstellen ist bzw. verstellt wird, das dazu ausgebildet ist, die jeweilige bzw. mindestens eine Öffnung abhängig von seiner Stellung bzw. Position relativ zu der jeweiligen bzw. mindestens einen Öffnung freizugeben. Hierbei wird für den Fall, dass die Stellung des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung einen definierten bspw. kritischen Istwert aufweist, wobei in dem Innenraum ein Luftdruck mit einem definierten bspw. kritischen Istwert auftreten kann, ein aktueller Istwert einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt. Ein Sollwert für mindestens einen Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung wird abhängig von dem Istwert der Stellung des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung und dem Istwert der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt, wodurch der Luftdruck im Innenraum angepasst werden kann.
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Aus der jeweiligen Stellung bzw. Position des jeweiligen Verschlusselements relativ zu der jeweiligen Öffnung ergibt sich ein Spalt, der die Öffnung zumindest teilweise freigibt. Dabei ist dieser Spalt umso größer, je weiter die Öffnung freigegeben ist, und umso kleiner, je geringer die Öffnung freigegeben ist.
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In Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Istwert des Luftdrucks im Innenraum mit einem Istwert des Luftdrucks in einer Umgebung des Fahrzeugs verglichen, wobei der vorgesehene definierte, sog. kritische Istwert des Luftdrucks dann in dem Innenraum auftritt bzw. herrscht, wenn er bspw. mindestens um einen Toleranzwert von dem Istwert des Luftdrucks in einer Umgebung des Fahrzeugs, in der es fährt, abweicht, wenn also der Istwert des Luftdrucks in dem Innenraum zuzüglich eines ersten Toleranzwerts geringer als der Istwert des Luftdrucks in der Umgebung ist und somit in dem Innenraum ein Unterdruck bzw. eine negative Druckdifferenz zu einem bspw. mittleren Druck in der Umgebung herrscht. Entsprechend alternativ kann im Innenraum der definierte, sog. kritische Istwert des Luftdrucks auftreten, wenn der Istwert des Luftdrucks in dem Innenraum abzüglich eines zweiten Toleranzwerts größer als der Istwert des Luftdrucks in der Umgebung ist und somit in dem Innenraum ein Überdruck herrscht. Mit dem Verfahren kann der Istwert des Drucks im Innenraum an den Istwert des Drucks in der Umgebung angepasst werden.
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Weiterhin ist es möglich, dass als der mindestens eine Betriebsparameter eine Leistung und/oder eine Drehzahl der Lüftungseinrichtung, bspw. mindestens eines Gebläses der Lüftungseinrichtung, eingestellt und an den hierfür vorgesehenen Sollwert angepasst wird. So ist es möglich, als den mindestens einen Betriebsparameter eine Drehgeschwindigkeit eines Ventilators bzw. eines Lüfterrads der Lüftungseinrichtung einzustellen. Durch Einstellen der Leistung wird u. a. eine Stufe eines Klimaprogramms der Lüftungseinrichtung eingestellt. Die Lüftungseinrichtung kann in der Regel als Teil einer Klimaanlage ausgebildet sein. Hierbei kann ein einzustellender Wert, insbesondere Sollwert, des Betriebsparameters einer jeweiligen Stufe des Klimaprogramms entsprechen.
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Der Öffnung kann ein Verschlusselement oder können zwei oder mehrere Verschlusselemente zugeordnet sein
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In einer Ausgestaltung kann eine Stellung mindestens eines als Fensterscheibe ausgebildeten Verschlusselements relativ zu einer als Fensteröffnung ausgebildeten Öffnung der Wandung des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Alternativ oder ergänzend kann eine Stellung mindestens eines als Schiebedach ausgebildeten Verschlusselements relativ zu einer als Dachöffnung ausgebildeten Öffnung der Wandung des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Hierbei ist es möglich, dass ein jeweiliges Verschlusselement relativ zu der jeweiligen Öffnung verschoben und/oder unter einem Winkel relativ zu der jeweiligen Öffnung gekippt wird, wobei die Öffnung entsprechend freigegeben und somit geöffnet wird.
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Weiterhin ist es möglich, dass ein Grad einer Verschmutzung bzw. Verunreinigung der Umgebung, in der das Fahrzeug fährt, sensorisch ermittelt wird, wobei der mindestens eine Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung zusätzlich abhängig von einem Istwert des Grads der Verschmutzung bzw. Verunreinigung in der Umgebung eingestellt wird.
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Der Wert der Stellung des mindestens einen Verschlusselements kann von mindestens einem Steuergerät bereitgestellt werden, das dazu ausgebildet ist, das mindestens eine bzw. jeweilige Verschlusselement zu beaufschlagen, dessen Stellung relativ zu der mindestens einen Öffnung zu kontrollieren, d. h. zu steuern und/oder zu regeln, bspw. einzustellen und das mindestens eine bzw. jeweilige Verschlusselement relativ zu der mindestens einen Öffnung zu bewegen, bspw. zu verschieben und/oder zu kippen. Der Wert der Stellung des mindestens einen bzw. jeweiligen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung kann von mindestens einem Sensor ermittelt werden, der mit dem mindestens einen Steuergerät zusammenwirken kann.
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Außerdem ist es möglich, dass eine Abhängigkeit von jeweiligen Sollwerten für den mindestens einen Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung von jeweiligen Istwerten der Stellung des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung in einem Windkanal abhängig von jeweiligen Istwerten der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder von jeweiligen Istwerten des Grads der Verschmutzung in einem Windkanal experimentell ermittelt wird. Dabei kann die Fahrzeuggeschwindigkeit aus einer Windgeschwindigkeit von Luft in dem Windkanal abgeleitet werden.
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In Ausgestaltung wird das Fahrzeug in einem Windkanal angeordnet und jeweils ein Istwert der Stellung des mindestens einen bzw. jeweiligen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung und jeweils ein Istwert der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, die einer Windgeschwindigkeit von Luft in dem Windkanal relativ zu dem Fahrzeug entspricht, eingestellt, wobei diese beiden Werte ein Wertepaar bilden, woraus jeweils ein Istwert für den Luftdruck resultiert. Abhängig von mehreren derartigen Wertepaaren wird ein einzustellender und/oder vorzusehender Sollwert für die Leistung als Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung ermittelt, bei dem sich ein geeigneter Istwert für den Luftdruck ergibt. Mehrere Wertepaare und sich abhängig von dem Betriebsparameter ergebende Istwerte des Luftdrucks werden in einer Tabelle automatisch oder per Hand eingetragen, die eine Abhängigkeit des Sollwerts des Betriebsparameters von dem Wertepaar beschreibt.
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Das erfindungsgemäße System ist zum Kontrollieren, d. h. zum Steuern und/oder zum Regeln, einer Lüftungseinrichtung für einen Innenraum eines fahrenden Fahrzeugs ausgebildet und weist eine Recheneinheit und mindestens ein Steuergerät auf. Dabei ist der Innenraum von einer Wandung umschlossen, die den Innenraum von einer Umgebung des Fahrzeugs trennt, wobei die Wandung mindestens eine Öffnung aufweist, wobei der mindestens einen Öffnung mindestens ein Verschlusselement zugeordnet ist. Das mindestens eine Steuergerät ist dazu ausgebildet, das mindestens eine Verschlusselement relativ zu der mindestens einen Öffnung zu verstellen und die jeweilige bzw. mindestens eine Öffnung abhängig von einer Stellung bzw. Position des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der jeweiligen bzw. mindestens einen Öffnung freizugeben und der Recheneinheit einen aktuellen Istwert der Stellung des mindestens einen Verschlusselements bereitzustellen. Falls die Stellung bzw. Position des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung einen definierten, sog. kritischen Istwert aufweist, wobei in dem Innenraum ein Luftdruck mit einem definierten, kritischen Istwert auftreten und/oder verursacht werden kann, ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, einen aktuellen Istwert einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs zu ermitteln und einen Sollwert für mindestens einen Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung abhängig von dem Istwert der Stellung des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung und dem Istwert der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs einzustellen und dabei bspw. den Luftdruck im Innenraum anzupassen.
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In möglicher Ausgestaltung kann neben der absoluten Stellung bzw. Position des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung auch die zeitliche Änderung der Stellung bzw. Position und somit eine Geschwindigkeit des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung berücksichtigt werden, wobei diese Geschwindigkeit ebenfalls mit dem mindestens einen Steuergerät ermittelt werden kann. Somit kann der Sollwert für mindestens einen Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung abhängig von dem Istwert der Stellung des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung, einem Istwert der Geschwindigkeit des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung und dem Istwert der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs relativ zu seiner Umgebung eingestellt werden.
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Mit dem Verfahren und dem System wird eine intelligente Lüftungs- und Klimasteuerung für das Kraftfahrzeug realisiert.
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Bei dem Verfahren wird davon ausgegangen, dass ein Nutzer des Fahrzeugs als Kunde die Lüftungseinrichtung und somit auch eine Klimaanlage im Innenraum des Fahrzeugs beliebig einstellen kann. Bei dem Verfahren wird in Ausgestaltung weiterhin davon ausgegangen, dass die Lüftungseinrichtung und die Klimaanlage ausgeschaltet ist, während das Fahrzeug fährt und dass gleichzeitig das Schiebedach ausgestellt ist und aufgrund seiner aktuellen Stellung die Dachöffnung gleichzeitig freigibt, und/oder dass bspw. eine der vorderen Fensterscheiben eine Fensteröffnung freigibt, wobei in dieser teilweise freigegebenen Fensteröffnung ein sogenannter Raucherspalt entsteht, wobei durch den Umstand, dass mindestens eine Öffnung der Wandung des Fahrzeugs aufgrund der jeweiligen Stellung mindestens eines zugeordneten Verschlusselements geöffnet ist, in dem Innenraum des Fahrzeugs Unterdruck bzw. eine negative Druckdifferenz zu der Umgebung entsteht. Durch Einstellen des Sollwerts des mindestens einen Betriebsparameters der Lüftungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Istwert der Fahrzeuggeschwindigkeit wird der Unterdruck im Innenraum des Fahrzeugs, der ebenfalls von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist, kompensiert. Somit kann u. a. vermieden werden, dass bei einer Fahrt des Fahrzeugs auf einem staubigen Untergrund aufgewirbelter Staub und/oder Schmutz in den Innenraum des Fahrzeugs gesaugt wird. Somit werden neben dem Innenraum auch Öffnungen der Wandung des Fahrzeugs sauber gehalten, dies betrifft die bereits beschriebenen Öffnungen, aber auch Öffnungen für einen Einstiegsbereich, bspw. für eine Tür oder für eine Heckklappe.
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Somit kann auf eine Vielzahl von Dichtlinien und komplex ausgeführten Dichtungen an Öffnungen des Fahrzeugs verzichtet werden, die ansonsten dazu ausgebildet sind, ein Eindringen von Staub und Schmutz in den Innenraum und somit durch Öffnungen der Wandung hindurch in den Innenraum zu verhindern.
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Bei Umsetzung der intelligenten Lüftungs- und Klimasteuerung werden als Parameter die Position bzw. Stellung der jeweiligen Fensterscheibe relativ zu der jeweiligen Fensteröffnung und die Position bzw. Stellung des Schiebedachs relativ zu der Dachöffnung, ggf. eine zeitliche Änderung einer derartigen Position bzw. Stellung, und zusätzlich die aktuell gefahrene Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt. Unter Berücksichtigung dieser Parameter wird bspw. die Leistung des Gebläses der Lüftungseinrichtung automatisch immer so eingestellt, dass im Innenraum kein Unterdruck entsteht. Hierdurch ergibt sich, dass eine Verschmutzung im Innenraum verringert wird, so dass der Nutzer den Innenraum seines Fahrzeugs seltener reinigen muss. Weiterhin kann auf Dichtlinien verzichtet werden. Außerdem können Dichtungen weniger komplex ausgestaltet werden.
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Die nachfolgenden Tabellen 1a, 1b, 1c und 1d zeigen jeweils für unterschiedliche Fahrzeugtypen einen Zusammenhang zwischen einer Windgeschwindigkeit und somit der Fahrzeuggeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs, eines jeweils eingestellten Klimaprogramms und einer jeweils resultierenden negativen Druckdifferenz zwischen einem mittleren Luftdruck in der Umgebung und einem Luftdruck im Innenraum des jeweiligen Fahrzeugs bei aufgestelltem Dach, hier einem Schiebedach, und bei verschlossenem Dach. Diese negative Druckdifferenz kann als Unterdruck ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden.
Tabelle 1a
| Windgeschwindigkeit in km/h | Klimaprogramm | negative Druckdifferenz zu einem mittleren Luftdruck in der Umgebung/ Dach aufgestellt in mbar | negative Druckdifferenz zu einem mittleren Luftdruck in der Umgebung/ Dach verschlossen in mbar |
| 100 | Umluft | - 240 | - 60 |
| 100 | Lüftung ein, Stufe 3 | - 210 | 0 |
| 140 | Umluft | - 480 | -120 |
| 140 | Lüftung ein, Stufe 3 | - 410 | 0 |
Tabelle 1b
| Windgeschwindigkeit in km/h | Klimaprogramm | negative Druckdifferenz zu einem mittleren Luftdruck in der Umgebung/ Dach aufgestellt in mbar | negative Druckdifferenz zu einem mittleren Luftdruck in der Umgebung/ Dach verschlossen in mbar |
| 100 | Umluft | -175 | - 45 |
| 100 | Lüftung ein auf Stufe 3 | -140 | -10 |
| 140 | Umluft | - 340 | -100 |
| 140 | Lüftung ein auf Stufe 3 | - 280 | - 40 |
Tabelle 1c
| Windgeschwindigkeit in km/h | Klimaprogramm | negative Druckdifferenz zu einem mittleren Luftdruck in der Umgebung/ Dach aufgestellt in mbar | negative Druckdifferenz zu einem mittleren Luftdruck in der Umgebung/ Dach verschlossen in mbar |
| 100 | Umluft | - 210 | - 50 |
| 100 | Lüftung ein auf Stufe 3 | -100 | 0 |
| 140 | Umluft | - 400 | -100 |
| 140 | Lüftung ein auf Stufe 3 | - 290 | - 30 |
Tabelle 1d
| Windgeschwindigkeit in km/h | Klimaprogramm | negative Druckdifferenz zu einem mittleren Luftdruck in der Umgebung/ Dach aufgestellt in mbar | negative Druckdifferenz zu einem mittleren Luftdruck in der Umgebung/ Dach verschlossen in mbar |
| 140 | Umluft | - 490 | - 90 |
| 140 | Lüftung ein auf Stufe 3 | - 440 | - 28 |
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Hier ist bspw. anhand der ersten Tabelle 1a erkennbar, dass der mittlere Luftdruck bei Umluft und aufgestelltem Dach mit minus 480 mbar einem Unterdruck entspricht. Durch Umschalten des Klimaprogramms, hier durch Erhöhen der Stufe und somit des Werts der Leistung als Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung wird bei gleicher Geschwindigkeit, d. h. bei gleicher Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs bzw. bei entsprechend gleicher Windgeschwindigkeit, hier 140 km/h, und bei gleicher Stellung des bspw. als Schiebedach ausgebildeten Dachs der Unterdruck im Innenraum des Fahrzeugs geringer und sinkt von minus 480 mbar auf minus 410 mbar (dritte Spalte). In der vierten Spalte ergibt sich bei gleicher Geschwindigkeit und geschlossenem Dach, wenn für die Lüftungseinrichtung Umluft eingestellt ist, ein Unterdruck von minus 120 mbar, der durch Erhöhen der Leistung der Lüftungseinrichtung auf Stufe 3 auf 0 mbar reduziert wird. Je geringer der Unterdruck im Innenraum ist, desto geringer ist die Tendenz, dass Staub durch die Öffnungen hindurch in den Innenraum gesaugt wird, so dass der Innenraum aber auch Öffnungen in der Wandung, bspw. Öffnungen für eine Tür oder eine Heckklappe, des Fahrzeugs sauber bleiben.
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Bei allen exemplarisch dargestellten Tabellen 1a, 1b, 1c, 1d ergibt sich in Ausgestaltung, dass der Unterdruck bei gleicher Stellung des Dachs, also bei unverändert großem Spalt, und bei gleichem Betriebsparameter, hier bei demselben Wert der Leistung und somit derselben Stufe der Lüftungseinrichtung umso größer ist, je höher die Geschwindigkeit ist. Bei konstanter Geschwindigkeit und derselben Stellung des Dachs wird der Unterdruck umso geringer, je größer die Stufe und somit der Wert der Leistung der Lüftungseinrichtung ist. Weiterhin ist bei konstanter Geschwindigkeit und konstantem Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung der Unterdruck umso geringer, je kleiner der Spalt ist, wobei der Spalt bei verschlossenem Dach definitionsgemäß null ist. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Stufe und somit der Wert der Leistung als Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung abhängig von der Geschwindigkeit und Größe des Spalts eingestellt. Bei konstanter Geschwindigkeit und konstanter Größe des Spalts wird der Unterdruck umso geringer, je höher der Wert der Leistung bzw. Stufe der Lüftungseinrichtung ist. Dabei ist die Leistung am geringsten, wenn für die Lüftungseinrichtung als Klimaprogramm Umluft eingestellt wird, je höher eine Stufe des Klimaprogramms ist, bspw. 1, 2, 3, 4 usw., desto höher ist der Wert der Leistung.
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Insgesamt kann im Rahmen des Verfahrens für das Fahrzeug mindestens eine derartige Tabelle verwendet werden, die eine Abhängigkeit des Luftdrucks von der Geschwindigkeit, d. h. Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Windgeschwindigkeit, der Stellung des Verschlusselements relativ zu der Öffnung bzw. der Größe des Spalts und dem Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung angibt.
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Zum Ermitteln derartiger Tabellen 1a, 1b, 1c, 1d wird das Fahrzeug im Windkanal vermessen. In der Regel wird für eine Vielzahl von Fahrzeugen desselben Typs, die dieselbe Wandung und somit Karosserie mit denselben Öffnungen und Verschlusselementen aufweisen, stellvertretend ein Fahrzeug im Windkanal angeordnet. Durch Einstellen und/oder Verändern der Geschwindigkeit, des Klimaprogramms und der Stellung des Verschlusselements kann der jeweils resultierende Luftdruck, bspw. Unterdruck, gemessen werden, wobei eine bspw. voranstehend gezeigte Tabelle 1a, 1b, 1c, 1d ermittelt wird. Alternativ oder ergänzend kann zukünftig auch eine Strömungssimulation durchgeführt werden.
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Anhand einer derartigen Tabelle kann dann ermittelt werden, welche Lüfterdrehzahl und/oder Leistung bei welcher Geschwindigkeit nötig ist, um den Unterdruck im Fahrzeug auf ein Level zu senken, das Verschmutzungen usw. aus der Umgebung minimiert. Bei einer möglichen Anwendung kann die Stufe des Klimaprogramms und somit der Wert der Leistung der Lüftungseinrichtung nicht beliebig hoch eingestellt, bspw. gedreht werden. In möglicher Ausgestaltung bleibt die Stufe so niedrig, dass der Unterdruck betragsmäßig ausreichend gering ist, wobei ein Insasse des Fahrzeugs als Kunde diesen Unterdruck idealerweise gar nicht wahrnimmt. Hierbei wird berücksichtigt, dass eine Lautstärke der Lüftungseinrichtung umso größer ist, je höher die jeweils eingestellte Stufe des Klimaprogramms ist. Hierbei ist es möglich, dass der Insasse bei einer nächst höheren Stufe, bspw. ab Stufe 4, die Lautstärke und/oder eine Änderung der Geschwindigkeit des Lüfters zwar wahrnimmt, diese aber in einem Maß bleibt, das für ihn nicht störend ist. Eine Regelung und/oder Einstellung der Stufe des Klimaprogramms bzw. des Werts der Leistung als Betriebsparameter der Lüftungsanordnung in einen Bereich, der den Insassen stört und ggf. nötig wäre, um einen gewünschten Druckausgleich im Innenraum perfekt umzusetzen, ist üblicherweise, bspw. in einem Normalbetrieb des Fahrzeugs, nicht vorgesehen. Demnach kann eine maximale Stufe und/oder Leistung der Lüftungseinrichtung vorgesehen werden.
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In Ausgestaltung ist es hier denkbar, bei einem Fahrzeug, das Offroad und somit im Gelände abseits einer befestigten Straße eingesetzt wird, die Grenze abhängig von Typ und Einsatz des Fahrzeugs deutlich höher zu setzen, so dass der Innenraum des Fahrzeugs und auch Öffnungen in der Wandung des Fahrzeugs deutlich sauberer bleiben, wobei jedoch ein lauteres Geräusch der Lüftungseinrichtung in Kauf genommen werden muss. Bei einem Fahrzeug für den Straßenverkehr steht in der Regel der Kundenkomfort im Vordergrund. In Ausgestaltung kann der Insasse im Rahmen des Verfahrens eine maximale Stufe bzw. Leistung individuell festlegen. Bei den voranstehend gezeigten Tabellen, die bei Messungen des Fahrzeugs im Windkanal ermittelt worden sind, wurde das Klimaprogramm maximal auf Stufe 3 eingestellt obwohl noch höhere Stufen möglich sind. Allerdings darf keine zu hohe Stufe eingestellt werden, da eine maximale Stufe den Insassen irgendwann stören würde. Die maximal akzeptable und von der Recheneinheit automatisch eingestellte Stufe hängt damit vom Typ des Fahrzeugs und weiterhin davon ab, ab wann das Geräusch der Lüftungseinrichtung stört.
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Das Verfahren kann auch für eine bestehende Lüftungseinrichtung durchgeführt und an diese bestehende Lüftungseinrichtung angepasst werden. So ist es u. a. möglich, dass Umluftklappen der Lüftungseinrichtung gemäß dem Verfahren aktiv gesteuert werden. Mit dem Verfahren kann sowohl ein Unterdruck als auch ein Überdruck im Innenraum des Fahrzeugs kompensiert werden.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel für ein Fahrzeug, das eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems aufweist.
- 2 zeigt ein Diagramm zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
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Das in 1 schematisch dargestellte Beispiel für ein Fahrzeug 2, hier ein Kraftfahrzeug bzw. Auto, weist eine Wandung 4 auf, die einen Innenraum 6 des Fahrzeugs 2 umschließt und diesen von einer Umgebung 8, in der sich das Fahrzeug 2 befindet, trennt. Dabei weist die Wandung 4 hier mehrere Öffnungen, nämlich eine Fensteröffnung 10 und eine Dachöffnung 12 auf. Dabei ist jeder dieser Öffnungen ein Verschlusselement zugeordnet, wobei das Verschlusselement für die Fensteröffnung 10 als Fensterscheibe 14 ausgebildet ist, deren Position bzw. Stellung relativ zu der Fensteröffnung 10 über ein zugeordnetes Steuergerät 16, hier ein sogenanntes Türsteuergerät, eingestellt werden kann, wobei die Fensterscheibe 14 die Fensteröffnung 10 abhängig von ihrer Stellung bzw. Position jeweils freigibt oder verschließt, wobei die Fensterscheibe 14 über das ihr zugeordnete Steuergerät 16 verschoben wird. Der Dachöffnung 12 ist als Verschlusselement ein Schiebedach 18 zugeordnet, dem ebenfalls ein Steuergerät 20, hier ein Schiebedachsteuergerät, zugeordnet ist, das dazu ausgebildet ist, eine Stellung bzw. Position des Schiebedachs 18 relativ zu der Dachöffnung 12 einzustellen. Dabei ist es möglich, dass das Schiebedach 18 relativ zu der Dachöffnung 12 um einen Winkel gekippt wird, was in 1 auch angedeutet ist. Allerdings ist es auch möglich, dass das Schiebedach 18 alternativ oder ergänzend mit dem Steuergerät 20 relativ zu der Dachöffnung 12 verschoben und somit dessen Stellung bzw. Position dementsprechend eingestellt wird.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass das Fahrzeug 2 eine Lüftungseinrichtung 22 aufweist, die als Komponente einer Klimaanlage ausgebildet sein kann und dazu vorgesehen ist, eine Belüftung des Innenraums 6 einzustellen. Zum Kontrollieren der Lüftungseinrichtung 22 ist dieser hier eine Recheneinheit 24 zugeordnet. Ferner weist das Fahrzeug 2 auch einen bspw. als Tachometer ausgebildeten und zu bezeichnenden Geschwindigkeitssensor 26 auf, der dazu ausgebildet ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 2 in der Umgebung 8 zu erfassen.
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Die voranstehend genannten Komponenten kann das Fahrzeug 2 auch unabhängig von einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweisen. Hier ist vorgesehen, dass die Steuergeräte 16, 20, die Recheneinheit 24 und der Geschwindigkeitssensor 26 auch als jeweilige Komponenten der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 28 ausgebildet sind. Mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit diesem System 28 durchführbar ist, werden über die Steuergeräte 16, 20 Stellungen bzw. Positionen der Verschlusselemente relativ zu den Öffnungen ermittelt und/oder überwacht. Somit ist es hier möglich, eine evtl. kritische Position des Schiebedachs 18 relativ zu der Dachöffnung 12 zu identifizieren, was hier bspw. dann der Fall ist, wenn das Schiebedach 18 leicht bzw. maximal ausgestellt bzw. gekippt jedoch nicht vollständig geöffnet ist, sodass die Dachöffnung 12 durch das Schiebedach 18 hier nur teilweise jedoch nicht vollständig freigegeben ist. Die Erkennung der Position des Schiebedachs 18 wird hier über das Steuergerät 20, d. h. das Schiebedachsteuergerät durchgeführt. Entsprechend wird eine evtl. vorhandene kritische Position bzw. Stellung der Fensterscheibe 14 relativ zu der Fensteröffnung 10 identifiziert, die sich hier bspw. dann ergibt, wenn die Fensteröffnung 10 hier zu 0 bis 20 cm geöffnet bzw. freigegeben ist, wobei sich die kritische Position bei ca. 4 cm ergeben kann. Hierbei wird die Position der Fensterscheibe 14 bspw. mit dem Steuergerät 16 über einen Hall-Sensor oder eine Ripple-Zählung eines Fensterhebermotors ermittelt, der von dem Steuergerät 16 gesteuert wird.
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In Abhängigkeit von einer hier dargestellten evtl. kritischen Position mindestens eines der Verschlusselemente relativ zu mindestens einer der Öffnungen wird von der Recheneinheit 24 ein aktuell eingestellter Zustand der Lüftungseinrichtung 22 bzw. Belüftungseinheit als Teil der Klimaanlage abgefragt, wobei mindestens ein aktueller Betriebsparameter der Lüftungseinrichtung 22 ermittelt wird. Dabei ist es möglich, dass die Lüftungseinrichtung 22 ausgeschaltet ist, sich in einem Umluftbetrieb befindet oder sich bei einer geringen Drehzahl eines Lüfters in einem Frischluftbetrieb befindet. Falls der aktuelle Zustand bzw. eine aktuelle Einstellung der Lüftungseinrichtung 22 im Innenraum 6 zu einem Unterdruck führen sollte, wird diese Einstellung verworfen und die Drehzahl als Betriebsparameter des Lüfters im Frischluftbetrieb in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit, mit der sich das mindestens eine Verschlusselement relativ zu der mindestens einen Öffnung bewegt, und somit in Abhängigkeit einer zeitlichen Änderung der Position bzw. Stellung des mindestens einen Verschlusselements relativ zu der mindestens einen Öffnung eingestellt. Dies betrifft die Geschwindigkeit bzw. Scheibengeschwindigkeit der Fensterscheibe 14 relativ zu der Fensteröffnung 10 und/oder die Geschwindigkeit bzw. Schiebedachgeschwindigkeit des Schiebedachs 18 relativ zu der Dachöffnung 12. Die in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des mindestens einen Verschlusselements einzustellende Drehzahl wird für das Fahrzeug 2 in einem Windkanal experimentell ermittelt.
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Weiterhin wird berücksichtigt, ob das Fahrzeug 2 auf einem verstaubtem Untergrund bzw. einer verstaubten Straße, bspw. auf einem Feldweg, fährt. Dies kann durch einen Umgebungssensor 30 ermittelt werden. Hierzu kann ein Signal „Schlechtwegerkennung“ von dem Umgebungssensor 30 bereitgestellt werden. Falls das entsprechende Signal für den schlechten Weg aktiv ist, wird üblicherweise mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen, dass sich das Fahrzeug 2 auf einem dreckigen Untergrund bewegt und somit in den Innenraum 6 Schmutz eingetragen werden kann, wenn in dem Innenraum 6 während einer Fahrt des Fahrzeugs 2 Unterdruck gegeben sein sollte. Somit wird bei der Ausführungsform des Verfahrens zum Einstellen des Betriebsparameters der Lüftungseinrichtung 22 auch eine Verschmutzung der Umgebung 8 berücksichtigt.
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Diesbezüglich wird auch auf das Diagramm aus 2 verwiesen, das mehrere im Rahmen der Ausführungsform des Verfahrens durchführbare Schritte 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112 zeigt. Dabei wird in einem ersten Schritt 101 die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 2 ermittelt. Hierbei wird für den Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als ein Schwellwert von bspw. 70 km/h ist, in einem zweiten Schritt 102 von dem Türsteuergerät die aktuelle Position der Fensterscheibe 14 abgefragt. In einem dritten gleichzeitig durchführbaren Schritt 103 wird von dem Schiebedachsteuergerät die aktuelle Stellung des Schiebedachs 18 abgefragt. Ausgehend von dem zweiten Schritt 102 kann in einem vierten Schritt 104 erkannt werden, dass die Position der Fensterscheibe 14 unkritisch ist, weshalb diesbezüglich keine weitere Aktion durchgeführt wird. Entsprechend wird ausgehend von dem dritten Schritt 103 in einem fünften Schritt 105 festgestellt, dass das Schiebedach 18 eine unkritische Stellung bzw. Position einnimmt, weshalb diesbezüglich auch keine Aktion durchgeführt wird. Allerdings ist es in einem sechsten Schritt 106 möglich, dass mindestens eine Position mindestens eines Verschlusselements, d. h. eines Verschlusselements oder beider Verschlusselemente, hier der Fensterscheibe 14 und/oder des Schiebedachs 18, kritisch ist. Weiterhin kann in einem siebten Schritt 107 ermittelt werden, ob aufgrund eines Signals des Umgebungssensors 30 erkannt wird, dass sich das Fahrzeug 2 auf einem schlechten Untergrund befindet. In einem achten Schritt 108 wird über das Steuergerät 24 ein Zustand der Belüftungseinrichtung 22 abgefragt. Hierbei kann sich in einem neunten Schritt 109 ergeben, dass festgestellt wird, dass sich die Belüftungseinrichtung 22 in einem kritischen Zustand bzw. einer kritischen Einstellung befindet. Alternativ kann in einem zehnten Schritt 110 ermittelt werden, dass sich die Belüftungseinrichtung 22 in einem unkritischen Zustand bzw. in einer unkritischen Einstellung befindet. Falls die Belüftungseinrichtung 22 gemäß dem neunten Schritt 109 kritisch eingestellt sein sollte, wird in einem elften Schritt 111 eine Einstellung der Belüftungseinrichtung 22 angepasst. Falls jedoch im alternativen zehnten Schritt 110 festgestellt wird, dass keine kritische Einstellung vorliegt, wird in einem weiteren zwölften Schritt 112 keine Aktion durchgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Fahrzeug
- 4
- Wandung
- 6
- Innenraum
- 8
- Umgebung
- 10
- Fensteröffnung
- 12
- Dachöffnung
- 14
- Verschlusselement, Fensterscheibe
- 16
- Steuergerät
- 18
- Verschlusselement, Schiebedach
- 20
- Steuergerät
- 22
- Lüftungseinrichtung
- 24
- Recheneinheit
- 26
- Geschwindigkeitssensor
- 28
- System
- 30
- Umgebungssensor
- 101, 102, 103, 104, 105,106, 107, 108, 109, 110, 111, 112
- Schritt
