DE102022201616A1

DE102022201616A1 - Cooling of a control unit

Info

Publication number: DE102022201616A1
Application number: DE102022201616.5A
Authority: DE
Inventors: Viktor Rakoczi
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-02-16
Filing date: 2022-02-16
Publication date: 2023-08-17

Abstract

Eine Vorrichtung (125) zur Kühlung eines Steuergeräts (110) an Bord eines Fahrzeugs (105), wobei das Steuergerät (110) einen ersten und einen zweiten Lüfter (115, 120) aufweist, die jeweils dazu eingerichtet sind, das Steuergerät (110) mittels Umgebungsluft zu kühlen; ist dazu eingerichtet, die Lüfter (115, 120) in Abhängigkeit eines Temperierungsbedarfs des Steuergeräts (110) anzusteuern; und Parameter der Ansteuerung anzupassen, um eine akustische Belastung in einem Innenraum des Fahrzeugs (105) durch die Lüfter (115, 120) zu minimieren; wobei die Ansteuerung Drehzahlen der Lüfter (115, 120) und eine Phasenlage der Lüfter (115, 120) umfasst.A device (125) for cooling a control device (110) on board a vehicle (105), the control device (110) having a first and a second fan (115, 120), which are each set up to the control device (110) to cool with ambient air; is set up to control the fans (115, 120) depending on a temperature control requirement of the control unit (110); and adjust parameters of the control in order to minimize an acoustic load in an interior of the vehicle (105) by the fans (115, 120); wherein the control comprises speeds of the fans (115, 120) and a phase position of the fans (115, 120).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Kühlung eines Steuergeräts. Insbesondere betrifft die Erfindung die Vermeidung einer Geräuschbelastung bei der Kühlung eines Steuergeräts.The present invention relates to the cooling of a control device. In particular, the invention relates to avoiding noise pollution when cooling a control unit.

Ein Fahrzeug umfasst ein Steuergerät, das eine vorbestimmte Aufgabe an Bord des Fahrzeugs erfüllen kann, beispielsweise eine Steuerung eines Antriebsmotors oder eine Zielführung von einer aktuellen Position zu einem vorbestimmten Zielpunkt. Das Steuergerät umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, die insbesondere als Mikrocomputer ausgebildet sein kann und die in Abhängigkeit einer aktuellen Auslastung eine beträchtliche Abwärme erzeugen kann. Zur Kühlung der Verarbeitungseinrichtung kann ein Lüfter vorgesehen sein, der eine Umgebungsluft derart an einem Element des Steuergeräts vorbei bewegt, dass die Wärme abgeführt wird. Einen Fehler oder Ausfall des Steuergeräts aufgrund von zu hoher Betriebstemperatur kann dadurch ausgeschlossen werden.A vehicle includes a control unit that can perform a predetermined task on board the vehicle, for example controlling a drive motor or route guidance from a current position to a predetermined destination. The control unit includes a processing device, which can be designed in particular as a microcomputer and which can generate considerable waste heat depending on the current load. To cool the processing device, a fan can be provided, which moves ambient air past an element of the control unit in such a way that the heat is dissipated. An error or failure of the control unit due to the operating temperature being too high can thus be ruled out.

Eine akustische Belastung im Innenraum des Fahrzeugs aufgrund eines Betriebs des Lüfters kann hoch sein, sodass ein Betriebsgeräusch von einem Passagier als unangenehm empfunden werden kann. Es ist daher üblich, Maßnahmen zur Entkopplung des Steuergeräts beziehungsweise seines Lüfters vom Fahrzeug zu treffen. Außerdem kann der Lüfter derart gesteuert werden, dass er möglichst leise ist.An acoustic load in the interior of the vehicle due to the operation of the fan can be high, so that an operating noise can be perceived as unpleasant by a passenger. It is therefore common to take measures to decouple the control unit or its fan from the vehicle. In addition, the fan can be controlled in such a way that it is as quiet as possible.

An einem modernen Fahrzeug kann das Steuergerät an verschiedenen Positionen verbaut sein, beispielsweise in einem Kofferraum oder unter einem Sitz. Ausstattungen der Fahrzeuge können unterschiedlich sein; so können beispielsweise Sitzbezüge aus Kunststoff oder aus Leder verwendet werden. Einzelne Personen können unterschiedliche Arten von Geräuschen als unangenehm empfinden. Beispielsweise kann eine Person empfindlich auf zirpende und knackende Geräusche reagieren, aber tolerant gegenüber einem Rauschen oder Brummen sein. Geräuschemissionen des Lüfters können ferner von Streuungen in der Serienproduktion abhängig sein.The control unit can be installed in various positions on a modern vehicle, for example in a trunk or under a seat. Vehicle equipment can vary; for example, seat covers made of plastic or leather can be used. Individuals may find different types of noise uncomfortable. For example, a person may be sensitive to chirping and cracking sounds, but tolerant of a hiss or hum. Noise emissions from the fan can also depend on variations in series production.

Es ist daher schwierig, eine Kühlung für das Steuergerät derart bereitzustellen, dass sie in allen Fällen eine akzeptable Unterdrückung von Störgeräuschen bietet. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Angabe einer verbesserten Technik zur geräuscharmen Steuerung eines Steuergeräts. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.It is therefore difficult to provide cooling for the control unit in such a way that it offers acceptable noise suppression in all cases. It is therefore an object of the present invention to provide an improved technique for quietly controlling a control device. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims reflect preferred embodiments.

Ein Steuergerät an Bord eines Fahrzeugs weist einen ersten und einen zweiten Lüfter auf, die jeweils dazu eingerichtet sind, das Steuergerät mittels Umgebungsluft zu kühlen. Eine Vorrichtung zur Kühlung des Steuergeräts ist dazu eingerichtet, die Lüfter in Abhängigkeit eines Temperierungsbedarfs des Steuergeräts anzusteuern; und Parameter der Ansteuerung anzupassen, um eine akustische Belastung in einem Innenraum des Fahrzeugs durch die Lüfter zu minimieren. Dabei umfasst die Ansteuerung Drehzahlen der Lüfter und eine Phasenlage der Lüfter.A control device on board a vehicle has a first and a second fan, which are each set up to cool the control device using ambient air. A device for cooling the control unit is set up to control the fan depending on a temperature control requirement of the control unit; and adjust control parameters in order to minimize acoustic stress in an interior of the vehicle by the fans. In this case, the control includes speeds of the fans and a phase position of the fans.

Es wurde erkannt, dass durch Einsatz von mehr als nur einem Lüfter eine zusätzliche Beeinflussung der emittierten Geräusche erfolgen kann, indem eine Phasenlage zwischen den Lüftern verändert wird. Dadurch kann Luft, die durch die Lüfter gefördert wird, verbessert gleichmäßig strömen und Schwingungen können sich verbessert gegenseitig auslöschen. Die akustische Belastung im Innenraum kann dadurch dynamisch reduziert werden. Eine Person an Bord des Fahrzeugs kann durch die verringerten Geräusche weniger gestört sein. Ein Fahrer kann sich verbessert auf ein Verkehrsgeschehen konzentrieren.It was recognized that by using more than just one fan, the emitted noise can be additionally influenced by changing a phase angle between the fans. As a result, air that is conveyed by the fans can flow more evenly and vibrations can cancel each other out in an improved manner. The acoustic load in the interior can be dynamically reduced as a result. A person on board the vehicle may be less disturbed by the reduced noise. A driver can better concentrate on what is happening in traffic.

Die Ansteuerung der Lüfter erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit einer Vielzahl Parameter, die von einem Fahrzustand des Fahrzeugs umfasst sind. Die Parameter können mittels passender Sensoren oder auf der Basis von Informationen anderer Steuergeräte bestimmt werden. So kann beispielsweise Schall im Innenraum oder außerhalb des Fahrzeugs mittels eines Mikrofons oder eines Körperschallsensors bestimmt werden. Temperaturen innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs können die Emission von Betriebsgeräuschen der Lüfter oder eine Übertragung von Schall im Innenraum beeinflussen. Weitere mögliche Parameter umfassen eine Drehzahl eines Antriebsmotors, eine Bereifung des Fahrzeugs, eine Fahrgeschwindigkeit, ein durchgeführtes Fahrmanöver, eine Spannung eines elektrischen Bordnetzes, Geräusche eines Kommunikations- oder Unterhaltungssystems oder einen Mechanismus der Funktionssicherheit.The fans are preferably activated as a function of a large number of parameters which are included in a driving state of the vehicle. The parameters can be determined using suitable sensors or on the basis of information from other control units. For example, sound in the interior or outside of the vehicle can be determined using a microphone or a structure-borne sound sensor. Temperatures inside or outside the vehicle can affect the emission of operating noise from the fans or a transmission of sound in the interior. Other possible parameters include a rotational speed of a drive motor, tires of the vehicle, a driving speed, a driving maneuver that has been carried out, a voltage of an on-board electrical system, noise of a communication or entertainment system or a functional safety mechanism.

Die Vielzahl der Parameter kann mittels eines künstlichen neuronalen Netzwerks (KNN) auf die Ansteuerung der Lüfter abgebildet werden. Eine Anzahl vom Fahrzustand umfasster Parameter kann mehrere 10 oder mehr als hundert betragen. Dabei können sich die Parameter unterschiedlich schnell oder stark ändern und unterschiedlich starken Einfluss auf eine wahrnehmbare akustische Belastung haben. Häufig tritt eine akustische Belastung auf, wenn mehrere Parameter in einer vorbestimmten Konstellation stehen, obwohl keiner der Parameter allein stark mit der Belastung korreliert. Aufgrund der Vielzahl möglicher Parameter können extrem viele Kombinationen gebildet werden, die einen negativen Einfluss auf die akustische Belastung im Innenraum haben. Eine übliche Steuerung, beispielsweise auf der Basis eines Kennfelds, kann kaum zu realisieren sein.The large number of parameters can be mapped to the control of the fans using an artificial neural network (ANN). A number of parameters included in the driving state can amount to several tens or more than hundred. The parameters can change at different speeds or to different extents and have different influences on a perceptible acoustic load. Acoustic stress often occurs when several parameters are in a predetermined constellation, although none of the parameters alone correlates strongly with the stress. Due to the large number of possible parameters, extreme many combinations are formed that have a negative impact on the acoustic load in the interior. A conventional control, for example based on a map, can hardly be implemented.

Durch Verwenden des KNN können die vielen Parameter des Fahrzustands verbessert auf wenige Steuerparameter abgebildet werden, die zur Ansteuerung der Lüfter verwendet werden. Dabei können auch dynamische Effekte berücksichtigt werden, wenn sich einer oder mehrere Parameter über die Zeit ändern. Eine solche Berücksichtigung ist mit bekannten Techniken aufgrund einer erschöpfenden Suche in einem Zustandsraum, der alle möglichen Werte aller Parameter umfasst, kaum praktisch durchzuführen. Die Abbildung mittels des KNN kann sehr schnell erfolgen und ein Verarbeitungsaufwand zur Steuerung der Lüfter kann relativ gering sein, sodass er leicht durch eine einfache Vorrichtung an Bord des Fahrzeugs durchgeführt werden kann.By using the ANN, the many parameters of the driving condition can be mapped in an improved manner to a few control parameters that are used to control the fans. Dynamic effects can also be taken into account when one or more parameters change over time. Such a consideration is hardly practical to perform with known techniques due to an exhaustive search in a state space that includes all possible values of all parameters. The mapping using the ANN can be done very quickly, and a processing amount for controlling the fans can be relatively small, so that it can be easily performed by a simple device on board the vehicle.

Die Vorrichtung kann ferner einen Sensor zur Bestimmung der akustischen Belastung umfassen, wobei das künstliche neuronale Netzwerk dazu eingerichtet ist, eine Ansteuerung der Lüfter bezüglich geltender Parameter unüberwacht zu erlernen. Durch das unüberwachte Lernen kann das KNN ohne großen Aufwand in einen Zustand versetzt werden, in welchem es bereits eine gute Steuerung durchführen kann.The device can also include a sensor for determining the acoustic load, with the artificial neural network being set up to learn how to control the fans with regard to applicable parameters in an unsupervised manner. Through the unsupervised learning, the ANN can be put into a state in which it can already carry out good control without great effort.

Optional ist das KNN bereits vor seinem ersten Betrieb dazu trainiert, gewisse grundlegende Zusammenhänge zu erkennen, beispielsweise zwischen einer Fahrgeschwindigkeit und damit verbundenen Geräuschen. Auf dieser Basis können spezifische Zusammenhänge im individuellen Fahrzeug verbessert erlernt werden.Optionally, the ANN is trained to recognize certain basic connections, for example between a driving speed and the noises associated with it, even before it is used for the first time. On this basis, specific relationships in the individual vehicle can be better learned.

Das unüberwachte Lernen kann während eines üblichen Betriebs des Fahrzeugs erfolgen und diesen nicht stören. Je länger das Fahrzeug betrieben wird und je mehr Kombinationen von Parametern dabei auftreten, desto besser kann das KNN erlernen, in welchem Fahrzugstand welche Ansteuerung der Lüfter vorteilhaft ist. Das unbeaufsichtigt lernfähige KNN kann auch auf Parameter reagieren, die während der Entwicklung der Steuerung noch nicht bekannt waren, beispielsweise einen Einbauort oder einer Orientierung des Steuergeräts am Fahrzeug, eine Ausstattung oder eine Verwendung des Fahrzeugs.The unsupervised learning may occur during and not interfere with normal operation of the vehicle. The longer the vehicle is operated and the more combinations of parameters occur, the better the ANN can learn which fan control is advantageous in which vehicle status. The unsupervised learning ANN can also react to parameters that were not yet known during the development of the control, for example an installation location or an orientation of the control unit on the vehicle, equipment or use of the vehicle.

In einer Ausführungsform ist eine Eingabevorrichtung für eine Person im Innenraum vorgesehen, wobei das künstliche neuronale Netzwerk dazu eingerichtet ist, eine Ansteuerung der Lüfter auf der Basis einer Eingabe der Person bezüglich geltender Parameter zu erlernen.In one embodiment, an input device is provided for a person in the interior, with the artificial neural network being set up to learn how to control the fans on the basis of an input by the person with regard to valid parameters.

Die Person kann Vorgaben oder Vorschläge eingeben, die durch das KNN als Richtwerte oder bevorzugte Punkte im Phasenraum aller Parameter weiterentwickelt werden können. Durch die Berücksichtigung der Eingaben der Person kann ein überwachtes Lernen realisiert werden. Außerdem können eine Wahrnehmung oder eine Vorliebe einer individuellen Person in die Steuerung einbezogen werden.The person can enter specifications or suggestions that can be further developed by the ANN as guide values or preferred points in the phase space of all parameters. Supervised learning can be implemented by taking the input of the person into account. In addition, an individual's perception or preference may be incorporated into the control.

In einer ersten Variante ist die Eingabevorrichtung dazu eingerichtet, wenigstens einen Ansteuerparameter für die Lüfter zu verändern. Dabei kann der Lüfter automatisch stets so gesteuert werden, dass eine ausreichende Kühlung des Steuergeräts sichergestellt ist. So kann die Person einen Vorschlag für den Ansteuerparameter machen, der auf geltende Parameter des Fahrzustands bezogen ist.In a first variant, the input device is set up to change at least one control parameter for the fans. The fan can always be automatically controlled in such a way that sufficient cooling of the control unit is ensured. In this way, the person can make a suggestion for the control parameter that is related to the applicable parameters of the driving state.

Die Person kann auch mehrere Ansteuerparameter verändern und so verbessert eine Kombination vorgeben, die einerseits eine ausreichende Kühlung des Steuergeräts sicherstellt und andererseits zu einer erträglichen akustischen Belastung für die Person führt.The person can also change a number of control parameters and thus better specify a combination which, on the one hand, ensures adequate cooling of the control unit and, on the other hand, leads to a tolerable acoustic load for the person.

So kann die Person beispielsweise im Stillstand des Fahrzeugs eine Kombination von Ansteuerparametern vorgeben, deren zugeordnete akustische Belastung sie für gering hält. Eine andere Kombination kann sie bei Fahrt des Fahrzeugs auf einer Autobahn vorgeben. Optional sind mehrere Fahrsituationen vorbestimmt, in denen die Person jeweils eine Kombination von Ansteuerparametern bereitstellen kann. Einer Fahrsituation kann eine Kombination vorbestimmter Parameter des Fahrzustands zugeordnet sein.For example, when the vehicle is stationary, the person can specify a combination of control parameters whose associated acoustic load they consider to be low. It can specify a different combination when the vehicle is driving on a freeway. Optionally, several driving situations are predetermined, in which the person can provide a combination of control parameters. A combination of predetermined parameters of the driving status can be assigned to a driving situation.

In einer zweiten Variante, die mit der ersten Variante kombiniert werden kann, ist das künstliche neuronale Netzwerk dazu eingerichtet, eine Ansteuerung der Lüfter auf der Basis einer Eingabe der Person, ob er eine aktuelle akustische Belastung durch die Lüfter unter geltenden Parametern für unangenehm erachtet, zu erlernen.In a second variant, which can be combined with the first variant, the artificial neural network is set up to control the fans on the basis of an input from the person as to whether he considers a current acoustic load from the fans to be unpleasant under the applicable parameters, to learn.

In einer einfachen Ausführungsform kann die Person binär angeben, ob sie die Belastung für zu hoch hält oder nicht. Die Person kann auch angeben, ob sie überhaupt ein Geräusch der Lüfter wahrnimmt oder nicht. In einer weiteren Ausführungsform kann die Person einen mehrstufig diskreten oder kontinuierlichen Wert auf einer vorbestimmten Skala angeben, der reflektiert, für wie unangenehm sie die akustische Belastung hält. Optional können auch mehrere Skalen vorgesehen sein, beispielsweise eine, die eine empfundene Belästigung der Person und eine andere, die eine negative Beeinflussung einer Tätigkeit der Person repräsentiert. Die Tätigkeit kann beispielsweise das Durchführen eines Fahrmanövers oder eine Unterhaltung mit einer anderen Person an Bord des Fahrzeugs oder per Telefon umfassen.In a simple embodiment, the person can indicate in binary form whether or not they consider the load to be too high. The person can also indicate whether or not they hear any noise from the fans at all. In another embodiment, the person can indicate a multi-level discrete or continuous value on a predetermined scale, which reflects how uncomfortable they find the acoustic exposure. Optionally, several scales can also be provided, for example one that represents a perceived annoyance of the person and another that represents a negative influence on an activity of the person. The activity can, for example, carry out a driving test növers or a conversation with another person on board the vehicle or by telephone.

So kann die Person leicht eine Bewertung einer von ihr empfundenen akustischen Belastung abgeben. Die Bewertung kann in vorbestimmten Fahrzuständen oder zu beliebigen Zeitpunkten abgegeben werden. So kann das KNN rasch erlernen, welche Ansteuerung bei welchen Parametern für die Person als optimal gelten kann.In this way, the person can easily give an assessment of an acoustic load they feel. The evaluation can be given in predetermined driving conditions or at any point in time. In this way, the ANN can quickly learn which control can be considered optimal for the person with which parameters.

Das künstliche neuronale Netzwerk kann dazu eingerichtet sein, die Lüfter derart anzusteuern, dass das Steuergerät maximal gekühlt wird, ohne dass die Person eine damit verbundene akustische Belastung als unangenehm erachtet. Ein akustischer Spielraum für eine weitere Kühlung des Steuergeräts kann so ausgenutzt werden. Eine Lebensdauer des Steuergeräts kann durch die Absenkung seiner Temperatur erhöht sein. Eine Notlaufdauer, über die das Steuergerät bei Ausfall der Lüfter noch weiter betrieben werden kann, ohne eine vorbestimmte Maximaltemperatur zu erreichen, kann verlängert sein.The artificial neural network can be set up to control the fans in such a way that the control device is cooled to the maximum extent without the person considering the associated acoustic stress to be unpleasant. An acoustic leeway for further cooling of the control unit can thus be exploited. A service life of the control unit can be increased by lowering its temperature. An emergency operation period, during which the control device can continue to be operated if the fan fails, without reaching a predetermined maximum temperature, can be extended.

Die Eingabevorrichtung kann eine manuelle Eingabe, beispielsweise mittels eines dedizierten Stellers oder eines Touchscreens umfassen. Bevorzugt umfasst die Eingabevorrichtung eine Sprachsteuerung, sodass die Person eine Eingabe freihändig bereitstellen kann. Die Sprachsteuerung kann von nur einer oder von mehreren Personen an Bord genutzt werden. Beispielsweise kann eine beliebige Person dann, wenn sie sich durch Geräusche der Lüfter belästigt fühlt, eine entsprechende akustische Eingabe bereitstellen. Die akustische Eingabe kann eine geringere Hemmschwelle als eine haptische Eingabe haben, sodass sie öfter verwendet werden kann und innerhalb einer vorbestimmten Zeit mehr Daten zum Trainieren des KNN vorliegen können.The input device can include manual input, for example by means of a dedicated actuator or a touch screen. The input device preferably includes voice control so that the person can provide input hands-free. Voice control can be used by just one person or by several people on board. For example, if any person is bothered by noise from the fans, they can provide an appropriate audible input. The acoustic input can have a lower inhibition threshold than a haptic input, so that it can be used more often and there can be more data for training the ANN within a predetermined time.

Die Lüfter sind in einer Ausführungsform mittels Impulsen steuerbar, wobei die Ansteuerparameter eine Form eines Impulses umfassen. Impulse können nach Art einer Pulsweitensteuerung (PWM) oder einer Pulsfrequenzsteuerung (PFM) von der Steuerung an einen der Lüfter übermittelt werden. Der Lüfter umfasst bevorzugt einen Elektromotor, insbesondere einen bürstenlosen Motor, der permanent erregt sein kann (brushless direct current, BLDC). Ein Kollektorimpuls, mit dem der Motor in Drehung versetzt wird, kann durch den Parameter verändert werden. So kann eine Entwicklung von Frequenzen auf Oberwellen einer Ansteuer- oder Drehfrequenz beeinflusst werden.In one embodiment, the fans can be controlled by means of pulses, with the control parameters comprising a form of a pulse. Impulses can be transmitted from the controller to one of the fans in the manner of a pulse width control (PWM) or a pulse frequency control (PFM). The fan preferably comprises an electric motor, in particular a brushless motor, which can be permanently energized (brushless direct current, BLDC). A collector pulse, with which the motor is set in rotation, can be changed using the parameter. A development of frequencies on harmonics of a control or rotation frequency can thus be influenced.

Es ist allgemein bevorzugt, dass die beiden am Steuergerät eingesetzten Lüfter im Wesentlichen baugleich sind. Gewisse Toleranzen, die sich im Rahmen einer Fertigung oder einer Montage ergeben, können toleriert werden. Ein Lüfter umfasst bevorzugt einen Elektromotor, ein Lüfterrad und ein Lüftergehäuse. Bevorzugt ist ein Lüfter als Radiallüfter ausgebildet. Die Lüfter können spiegelsymmetrisch aufgebaut sein, wobei die Lüfterräder in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden können. Die Lüfter können getrennte Ansaugkanäle und einen gemeinsamen Ausstoßkanal aufweisen. Im Bereich des Ausstoßkanals kann ein Kühlelement des Steuergeräts liegen, beispielsweise ein Kühlkörper.It is generally preferred that the two fans used on the control device are essentially identical in construction. Certain tolerances that arise during production or assembly can be tolerated. A fan preferably includes an electric motor, a fan wheel and a fan housing. A fan is preferably designed as a radial fan. The fans can have a mirror-symmetrical design, with the fan wheels being able to rotate in opposite directions. The fans may have separate intake ducts and a common exhaust duct. A cooling element of the control device, for example a heat sink, can be located in the area of the ejection channel.

Das Steuergerät kann dazu eingerichtet sein, in einer Vielzahl verschieden ausgestatteter Fahrzeuge eingesetzt zu werden. Ferner kann das Steuergerät an einem Fahrzeug an unterschiedlichen Einbauorten angebracht werden. Verschiedene Fahrzeuge können sich in ihren Typen und/oder Ausstattungen unterscheiden.The control unit can be set up to be used in a large number of differently equipped vehicles. Furthermore, the control device can be attached to a vehicle at different installation locations. Different vehicles may differ in their types and/or equipment.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, das Fahrzeug zu steuern. Dazu kann das Steuergerät eine HPC (high performance computing) Plattform umfassen, die zur echtzeitfähigen Durchführung umfangreicher Aufgaben eingerichtet ist. Das Steuergerät kann eine oder mehrere CPUs und optional eine Vielzahl GPUs umfassen, die zur parallelen Bearbeitung von Daten eingerichtet sein können. Das Steuergerät kann sicherheitsrelevant für einen Betrieb des Fahrzeugs sein. Es kann erforderlich sein, ein Überhitzen des Steuergeräts zu verhindern, um eine Fahrsicherheit des Fahrzeugs nicht zu gefährden.In a particularly preferred embodiment, the control unit is set up to control the vehicle. For this purpose, the control unit can include an HPC (high performance computing) platform, which is set up to carry out extensive tasks with real-time capability. The control unit can include one or more CPUs and optionally a large number of GPUs, which can be set up for processing data in parallel. The control device can be safety-relevant for operation of the vehicle. It may be necessary to prevent the control unit from overheating in order not to endanger the driving safety of the vehicle.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine hierin beschriebene Vorrichtung. Außerdem ist bevorzugt ein hierin beschriebenes Steuergerät im Fahrzeug angeordnet. Das Steuergerät und die Vorrichtung können miteinander integriert ausgeführt sein.According to another aspect of the present invention, a vehicle includes an apparatus as described herein. In addition, a control unit described herein is preferably arranged in the vehicle. The control unit and the device can be designed to be integrated with one another.

Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Kühlen eines Steuergeräts an Bord eines Fahrzeugs, wobei das Steuergerät einen ersten und einen zweiten Lüfter aufweist, die jeweils dazu eingerichtet sind, das Steuergerät mittels Umgebungsluft zu kühlen; Schritte des Ansteuerns der Lüfter in Abhängigkeit eines Temperierungsbedarfs des Steuergeräts; und des Anpassens eines Parameters der Ansteuerung, um eine akustische Belastung in einem Innenraum des Fahrzeugs durch die Lüfter zu minimieren. Dabei umfasst die Ansteuerung Drehzahlen der Lüfter und eine Phasenlage der Lüfter.According to yet another aspect of the present invention, a method for cooling a control unit on board a vehicle comprises a method for cooling a control unit on board a vehicle, the control unit having a first and a second fan which are each configured to cool the control unit using ambient air; Steps of controlling the fan depending on a temperature control requirement of the control unit; and adjusting a parameter of the control in order to minimize acoustic loading in an interior of the vehicle by the fans. In this case, the control includes speeds of the fans and a phase position of the fans.

Das Verfahren kann mittels einer hierin beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden. Dazu kann die Vorrichtung eine Verarbeitungseinrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, das Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.The method can be carried out using an apparatus described herein. For this purpose, the device can comprise a processing device which is set up to process the Ver drive to carry out in whole or in part. For this purpose, the processing device can include a programmable microcomputer or microcontroller, and the method can be in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the device or vice versa.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 ein System;
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens; und
3 eine beispielhafte Eingabe einer Person zur Steuerung einer Kühlung eines Steuergeräts an Bord eines Fahrzeugs

darstellt.The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

1 a system;
2 a flowchart of a method; and
3 an exemplary input from a person to control cooling of a control device on board a vehicle

represents.

1 zeigt ein System 100 an Bord eines Fahrzeugs 105. Das System 100 umfasst ein Steuergerät 110 mit einem ersten Lüfter 115 und einem zweiten Lüfter 120 sowie eine Vorrichtung 125 zur Steuerung der Lüfter 115, 120. 1 shows a system 100 on board a vehicle 105. The system 100 includes a control unit 110 with a first fan 115 and a second fan 120 and a device 125 for controlling the fans 115, 120.

Das Steuergerät 110 ist bevorzugt eine sicherheitsrelevante Komponente für einen Betrieb des Fahrzeugs 105. In einer Ausführungsform ist das Steuergerät 110 dazu eingerichtet, das Fahrzeug 105 in Längsrichtung und/oder Querrichtung zu steuern. Dazu kann das Steuergerät Sensordaten von einem oder mehreren Sensoren empfangen, die jeweils dazu eingerichtet sind, ein Umfeld des Fahrzeugs 105 abzutasten. Beispielhafte Sensoren umfassen eine Kamera, einen Radarsensor und einen LiDAR-Sensor. Ein Objekt im Umfeld des Fahrzeugs 105 kann erfasst und optional auch erkannt werden und das Fahrzeug kann in Abhängigkeit des Objekts gesteuert werden. Das Steuergerät 110 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, die im Betrieb eine vorbestimmte Wärmeleistung entwickeln kann. Auftretende Wärme kann mittels eines Luftstroms abtransportiert werden, der durch die Lüfter 115, 120 bewirkt ist.Control unit 110 is preferably a safety-relevant component for operating vehicle 105. In one specific embodiment, control unit 110 is set up to control vehicle 105 in the longitudinal direction and/or transverse direction. For this purpose, the control unit can receive sensor data from one or more sensors that are each set up to scan an area surrounding vehicle 105 . Example sensors include a camera, a radar sensor, and a LiDAR sensor. An object in the vicinity of vehicle 105 can be detected and optionally also recognized, and the vehicle can be controlled as a function of the object. Control unit 110 includes a processing device that can develop a predetermined heat output during operation. Heat that occurs can be transported away by means of an air flow that is caused by the fans 115, 120.

Die Lüfter 115, 120 sind bevorzugt als Radiallüfter ausgebildet, obwohl auch andere Lüftertypen wie ein Axiallüfter oder ein Tangentiallüfter verwendet werden können. Jeder Lüfter 115, 120 umfasst einen Elektromotor, ein Lüfterrad und ein Lüftergehäuse. Vorliegend ist ein gemeinsames Lüftergehäuse für beide Lüfter 115, 120 vorgesehen. Dabei drehen die Elektromotoren der beiden Lüfter 115, 120 in verschiedene Richtungen, sodass das Lüftergehäuse zwei zueinander spiegelbildliche Abschnitte aufweisen kann. Die Lüfterräder können ebenfalls unterschiedlich geformt sein, sodass sie Luft aus gleichen Richtungen ansaugen und radial beschleunigen können. Luftkanäle der Lüfter 115, 120 führen zusammen, sodass geförderte Luft beider Lüfter 115, 120 an einem Element des Steuergeräts 110 entlangstreicht und dabei Wärme von diesem aufnehmen kann.The fans 115, 120 are preferably designed as radial fans, although other types of fans such as an axial fan or a tangential fan can also be used. Each fan 115, 120 includes an electric motor, a fan wheel and a fan housing. A common fan housing for both fans 115, 120 is provided here. The electric motors of the two fans 115, 120 rotate in different directions, so that the fan housing can have two sections that are mirror images of one another. The fan wheels can also be shaped differently so that they can suck in air from the same directions and accelerate it radially. Air ducts of the fans 115, 120 merge so that the air conveyed by both fans 115, 120 sweeps along an element of the control unit 110 and can absorb heat from it in the process.

Die Vorrichtung 125 umfasst bevorzugt eine Verarbeitungseinrichtung 130, die dazu eingerichtet ist, die Lüfter 115, 120 zu steuern. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung 130 ein künstliches neuronales Netzwerk (KNN) 135, dessen Funktion später noch genauer beschrieben wird, bilden oder realisieren. Die Lüfter 115, 120 können auf unterschiedliche Weisen mit der Verarbeitungseinrichtung 130 verbunden sein. In einer Ausführungsform akzeptiert ein Lüfter 115, 120 ein Rechtecksignal, dessen Frequenz oder Phasenlage auf eine gewünschte Drehzahl des Lüfters 115, 120 hinweist. Ein Tachosignal, das auf ein sich drehendes Lüfterrad hinweist, kann vom Lüfter 115, 120 bereitgestellt werden.The device 125 preferably includes a processing device 130 which is set up to control the fans 115, 120. For this purpose, the processing device 130 can form or implement an artificial neural network (ANN) 135, the function of which will be described in more detail later. The fans 115, 120 can be connected to the processing device 130 in different ways. In one embodiment, a fan 115, 120 accepts a square-wave signal whose frequency or phase position indicates a desired speed of the fan 115, 120. A tachometer signal that indicates a rotating fan wheel can be provided by the fan 115, 120.

In einer anderen Ausführungsform wird ein Elektromotor an einem Lüfter 115, 120 direkt durch die Verarbeitungseinrichtung 130 gesteuert. Dazu kann der Elektromotor eine permanenterregte Synchronmaschine umfassen und die Verarbeitungseinrichtung 130 kann eine Spannung an einer von mehreren Phasen des Elektromotors direkt steuern. Die Vorrichtung 125 kann einfach aufgebaut sein, wobei an jeder Phase nur diskrete Spannungen bewirkt werden können, oder komplexer, wobei eine Vielzahl Spannungen oder eine stufenlose Spannung bewirkt werden kann. Eine Form oder eine Frequenz der an einer Phase anliegenden Wechselspannung können Einfluss auf eine Geräuschentwicklung des Elektromotors haben. Eine Drehzahl und ein Drehmoment, die durch den Elektromotor bereitgestellt werden, können durch die Frequenz und die Spannung an einer Phase gesteuert werden. Dazu kann beispielsweise eine feldorientierte Steuerung oder eine feldorientierte Regelung durchgeführt werden.In another embodiment, an electric motor on a fan 115, 120 is controlled directly by the processing device 130. For this purpose, the electric motor can include a permanently excited synchronous machine and the processing device 130 can directly control a voltage at one of a plurality of phases of the electric motor. The device 125 can be simple in construction, where only discrete voltages can be effected on each phase, or more complex, where multiple voltages or a stepless voltage can be effected. A form or a frequency of the AC voltage applied to a phase can influence the noise generated by the electric motor. A speed and a torque provided by the electric motor can be controlled by the frequency and the voltage on a phase. For this purpose, for example, field-oriented control or field-oriented regulation can be carried out.

Die Vorrichtung 125 kann von dem Steuergerät 110 Informationen erhalten, die auf dessen Betriebszustand hinweisen. Der Betriebszustand kann beispielsweise eine aktuelle Temperatur, eine Anforderung zur Kühlung oder eine aktuelle Auslastung des Steuergeräts 110 oder einer seiner Komponenten betreffen. Durch Berücksichtigen des Betriebszustands kann ein Luftstrom am Steuergerät 110 derart gesteuert werden, dass das Steuergerät 110 stets ausreichend gekühlt wird. Üblicherweise wird versucht, einen Volumenstrom durch die Lüfter 115, 120 bewegter Luft unter Einhaltung dieser Bedingung möglichst gering zu halten. So kann eine Geräuschentwicklung reduziert sein. Eine Lebensdauer der Lüfter 115, 120 kann erhöht sein und eine Stromaufnahme verringert.Device 125 may receive information from controller 110 indicative of its operational status. The operating state can, for example, relate to a current temperature, a requirement for cooling or a current utilization of control unit 110 or one of its components. By taking the operating state into account, an air flow at the control unit 110 can be controlled in such a way that the control unit 110 is always sufficiently cooled. An attempt is usually made to keep the volume flow of air moving through the fans 115, 120 as low as possible while complying with this condition. Noise development can thus be reduced. The service life of the fans 115, 120 can be increased and power consumption can be reduced.

Die Vorrichtung 125 kann mit einem Sensor 140 verbunden sein, der einen Parameter erfasst, der auf eine akustische Belastung in einem Innenraum des Fahrzeugs 105 durch den Betrieb der Lüfter 115, 120 hinweist. Der Sensor 140 umfasst vorliegend ein Mikrofon oder einen Sensor für Körperschall und ist im Innenraum angebracht.Device 125 can be connected to a sensor 140 that detects a parameter that indicates an acoustic load in an interior of vehicle 105 due to the operation of fans 115, 120. In the present case, the sensor 140 comprises a microphone or a sensor for structure-borne noise and is fitted in the interior.

Weiter ist bevorzugt eine Schnittstelle 145 vorgesehen, um eine weitere Einrichtung an Bord des Fahrzeugs 105 mit der Vorrichtung 125 zu verbinden. Dabei kann die Einrichtung einen Sensor 140, eine weitere Steuervorrichtung oder ein Steuersystem umfassen. Über die Schnittstelle 145 kann die Vorrichtung 125 insbesondere Parameter eines Fahrzeugzustands oder eines Fahrzustands des Fahrzeugs 105 erfassen. Dazu kann eine Vielzahl Parameter erfasst und ausgewertet werden.An interface 145 is also preferably provided in order to connect a further device on board vehicle 105 to device 125 . The device can include a sensor 140, a further control device or a control system. Device 125 can use interface 145 to detect, in particular, parameters of a vehicle state or a driving state of vehicle 105 . A large number of parameters can be recorded and evaluated for this purpose.

Eine Eingabeeinrichtung 150 kann direkt oder über die Schnittstelle 145 mit der Vorrichtung 125 verbunden sein. Die Eingabeeinrichtung 150 ist zur Benutzung durch eine Person an Bord des Fahrzeugs 105 eingerichtet und kann durch einen Touchscreen oder ein System zur Spracheingabe realisiert sein.An input device 150 can be connected to the device 125 directly or via the interface 145 . The input device 150 is set up for use by a person on board the vehicle 105 and can be implemented by a touch screen or a system for voice input.

Die Vorrichtung 125 ist dazu eingerichtet, mittels des KNN 135 die Vielzahl der Parameter, die auf den Fahrzustand des Fahrzeugs 105 hinweisen, auf eine geringe Anzahl Steuerparameter umzusetzen und die Lüfter 115 120 auf deren Basis die Lüfter 115, 120 anzusteuern. Dabei soll der Luftstrom stets ausreichen, um das Steuergerät 110 angemessen zu kühlen. Das KNN 135 ist darauf trainiert, die Umsetzung derart zu bewirken, dass eine akustische Belastung, die mit dem angesteuerten Luftstrom verbunden ist, möglichst gering ist oder unter einem Schwellenwert liegt, den eine Person an Bord des Fahrzeugs festlegen kann.The device 125 is set up to use the ANN 135 to convert the large number of parameters that indicate the driving state of the vehicle 105 to a small number of control parameters and to control the fans 115 120 on the basis of the fans 115 , 120 . The air flow should always be sufficient to cool control unit 110 appropriately. The ANN 135 is trained to effect implementation such that acoustic loading associated with the commanded airflow is as low as possible or below a threshold that a person on board the vehicle can set.

Optional kann eine zentrale Stelle 155 vorgesehen sein, mit der das Fahrzeug 105 beziehungsweise eine an Bord befindliche Einrichtung kommunizieren kann. Von der Stelle 155 kann ein KNN 135 zur Steuerung der Lüfter 115, 120 bezogen werden. Die Stelle 155 kann das KNN 135 zu diesem Zweck auf der Basis von Informationen trainieren, die sie von einer Vielzahl Fahrzeuge 105 erhält. Die Informationen umfassen bevorzugt jeweils einen Fahrzustand und einen oder mehrere zugeordnete Ansteuerparameter. Weiter bevorzugt ist auch eine Beurteilung der mit dieser Kombination verbundenen akustischen Belastung durch eine Person im Fahrzeug 105 beigefügt. Eine Identifikation des Fahrzeugs 105 kann ebenfalls beigefügt werden, wobei der Identifikation akustisch relevante Umstände wie ein Einbauort des Steuergeräts 100, ein Fahrzeugtyp oder eine Ausstattung des Fahrzeugs 105 zugeordnet ist. Diese Informationen können auch direkt beigefügt werden.Optionally, a central point 155 can be provided, with which the vehicle 105 or an on-board device can communicate. A KNN 135 for controlling the fans 115, 120 can be obtained from location 155. The agency 155 can train the ANN 135 for this purpose on the basis of information which it receives from a large number of vehicles 105 . The information preferably includes a driving state and one or more assigned control parameters. An assessment of the acoustic exposure associated with this combination by a person in the vehicle 105 is also preferably included. An identification of the vehicle 105 can also be attached, acoustically relevant circumstances such as an installation location of the control unit 100, a vehicle type or equipment of the vehicle 105 being assigned to the identification. This information can also be attached directly.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern von Lüftern 115, 120 in einem System 100. Das Verfahren 200 verwendet bevorzugt ein KNN und kann unterschiedliche Arten des Trainierens des KNN erlauben beziehungsweise unterstützen. 2 shows a flow chart of a method 200 for controlling fans 115, 120 in a system 100. The method 200 preferably uses an ANN and can allow or support different types of training of the ANN.

In einem Schritt 205 kann ein Fahrzustand des Fahrzeugs 105 bestimmt werden. Dazu können vorbestimmte Parameter bestimmt werden, die jeweils als Teil des Fahrzustands angesehen werden können. Der Fahrzustand kann umfassend sein, indem alle Parameter, die den Fahrzustand beeinflussen oder durch ihn beeinflusst sind, angegeben sind. Bevorzugt werden nur vorbestimmte Parameter verwendet. Eine Anzahl Parameter kann trotzdem groß sein und liegt in einer Ausführungsform über 100.In a step 205, a driving state of the vehicle 105 can be determined. For this purpose, predetermined parameters can be determined, which can each be regarded as part of the driving state. The driving condition can be comprehensive in that all parameters that influence or are influenced by the driving condition are indicated. Only predetermined parameters are preferably used. A number of parameters can still be large, exceeding 100 in one embodiment.

In einem Schritt 210 kann eine akustische Belastung im Innenraum des Fahrzeugs 105 bestimmt werden. Dazu kann ein Geräusch an einer oder man mehreren Stellen des Innenraums mittels Mikrofonen 140 bestimmt werden. Außerdem kann ein Parameter des Fahrzustands berücksichtigt werden, beispielsweise eine Drehzahl eines Antriebsmotors, eine Fahrgeschwindigkeit oder die Beschaffenheit eines Untergrunds. Die akustische Belastung kann somit ebenfalls mehrere Parameter umfassen.In a step 210, an acoustic load in the interior of the vehicle 105 can be determined. For this purpose, a noise can be determined at one or more points in the interior using microphones 140 . In addition, a parameter of the driving state can be taken into account, for example a speed of a drive motor, a driving speed or the nature of the ground. The acoustic load can thus also include several parameters.

In einem Schritt 215 kann auf der Basis des bestimmten Fahrzustands und der bestimmten akustischen Belastung ein Ansteuerparameter für die Lüfter 115, 120 bestimmt werden. Außerdem wird bevorzugt ein Bedarf für einen Volumenstrom an Kühlluft am Steuergerät 110 berücksichtigt, um eine ausreichende Kühlung sicherzustellen. Eine Anzahl möglicher Ansteuerparameter kann relativ klein sein, jedenfalls bedeutend kleiner als die Zahl der Parameter des Fahrzustands und üblicherweise auch kleiner als die Anzahl Parameter der akustischen Belastung. In a step 215, a control parameter for the fans 115, 120 can be determined on the basis of the driving condition determined and the acoustic load determined. In addition, a need for a volume flow of cooling air at control unit 110 is preferably taken into account in order to ensure adequate cooling. A number of possible control parameters can be relatively small, in any case significantly smaller than the number of parameters of the driving state and usually also smaller than the number of parameters of the acoustic load.

Mögliche Ansteuerparameter umfassen zunächst eine Drehzahl und eine Leistung für jeden der Lüfter 115, 120. Die Lüfter können leicht ungleich schnell gedreht werden, sodass eine Ungleichheit als Steuerparameter angegeben sein kann. Alternativ kann angestrebt werden, einen vorbestimmten Phasenwinkel zwischen Drehstellungen der Lüfterräder einzuhalten. Wird ein Lüfter 115, 120 direkt, also ohne zwischengeschaltete Geschwindigkeits- oder Winkelsteuerung angesteuert, so kann eine Impulsform eines Ansteuerimpulses verändert werden. Beispielsweise kann der Impuls im Wesentlichen rechteckförmig oder sinusförmig sein oder eine Zwischenform zwischen beiden annehmen. Die Impulsform kann durch Überlagerung verschieden frequenter Sinuswellen angenähert werden. Sollten Optimierungsziele für einen ausreichenden Volumenstrom und eine geringe Geräuschentwicklung im Widerspruch zueinander stehen, ist bevorzugt dem Volumenstrom der Vorzug zu geben, sodass die Geräuschentwicklung nur soweit reduziert wird, wie die ausreichende Belüftung des Steuergeräts 110 gewährleistet ist.Possible control parameters initially include a speed and a power for each of the fans 115, 120. The fans can easily be rotated at unequal speeds, so that an inequality can be specified as a control parameter. Alternatively, the aim can be to maintain a predetermined phase angle between the rotational positions of the fan wheels. If a fan 115, 120 is driven directly, that is to say without an intermediate speed or angle control, the pulse shape of a drive pulse can be changed. For example, the pulse may be substantially square or sinusoidal, or an intermediate shape between the two. The Pulse shape can be approximated by superimposing different frequency sine waves. If optimization goals for a sufficient volume flow and low noise generation are in conflict with one another, preference should preferably be given to the volume flow, so that the noise generation is only reduced to the extent that sufficient ventilation of control unit 110 is ensured.

In einem Schritt 220 können die Lüfter 115, 120 unter Verwendung der bestimmten Ansteuerparameter angesteuert werden. Die Schritte 205 bis 220 können zyklisch durchgeführt werden, um eine kontinuierliche Steuerung zu erlauben.In a step 220, the fans 115, 120 can be controlled using the determined control parameters. Steps 205 through 220 can be performed cyclically to allow continuous control.

Außerdem kann in einem Schritt 225 bestimmt werden, wie sich eine Änderung eines der Ansteuerparameter auf die Geräuschentwicklung auswirkt. Ein Ergebnis dieses Vergleichs kann in die nächste Ausführung des Schritts 215 einfließen.In addition, in a step 225 it can be determined how a change in one of the control parameters affects the noise development. A result of this comparison can flow into the next execution of step 215.

Das KNN 135 kann trainiert werden, indem zunächst ein grundlegender Zusammenhang angelernt wird, beispielsweise zwischen einer Drehzahl der Lüfter 115, 120 und Frequenzen von hervorgerufenen Geräuschen im Innenraum. Dieses Trainieren kann generisch für verschiedene Bedingungen erfolgen, unter denen die Vorrichtung 125 eingesetzt werden kann.The ANN 135 can be trained by first learning a basic relationship, for example between a speed of the fans 115, 120 and frequencies of noises caused in the interior. This training can be done generically for various conditions under which the device 125 can be used.

Vor oder während eines Betriebs des Fahrzeugs 105 können ein unbeaufsichtigtes und/oder ein beaufsichtigtes Lernen des KNN erfolgen. Beim unbeaufsichtigten Lernen kann das KNN anhand von angewandten Ansteuerparametern und beobachteten akustischen Belastungen selbsttätig eine Minimierung der Belastungen in verschiedenen Fahrzuständen erlernen.Unsupervised and/or supervised learning of the ANN may occur before or during operation of the vehicle 105 . In the case of unsupervised learning, the ANN can automatically learn how to minimize the loads in different driving conditions using applied control parameters and observed acoustic loads.

Beim beaufsichtigten Lernen kann eine Person an Bord des Fahrzeugs entweder eine Bewertung einer durch das KNN durchgeführten Ansteuerung abgeben. Außerdem kann sie eine Kombination von Ansteuerparametern einstellen, die sie selbst als unaufdringlich empfindet. Dazu kann das Fahrzeug einen vorbestimmten Fahrzustand einnehmen. Das Verfahren 200 zeigt somit auch beide Varianten des Trainierens des KNN im laufenden Betrieb des Fahrzeugs 105.In the case of supervised learning, a person on board the vehicle can either give an evaluation of an actuation carried out by the ANN. She can also set a combination of control parameters that she finds unobtrusive. For this purpose, the vehicle can assume a predetermined driving state. Method 200 thus also shows both variants of training the ANN while vehicle 105 is in operation.

Es ist zu beachten, dass Informationen von mehreren Fahrzeugen 105 gesammelt werden können, um das Lernen zu beschleunigen. Beispielsweise können jeweils ein Fahrzustand und zugeordnete Ansteuerparameter sowie optional eine Einschätzung durch eine Person an die zentrale Stelle 155 übermittelt und dort gesammelt werden. Daten zu unterschiedlichen Typen oder Ausstattungen von Fahrzeugen 105 können in unterschiedliche Trainings-Datensätze eingeordnet werden, sodass verschiedene KNN damit trainiert werden können. Manche Trainings-Datensätze können miteinander kompatibel sein, sodass ein KNN mit mehreren Datensätzen trainiert werden kann. Ein trainiertes KNN kann an ein passendes Fahrzeug 105 übermittelt und dort zur Steuerung von Lüftern 115, 120 für ein Steuergerät 110 eingesetzt werden.Note that information can be collected from multiple vehicles 105 to speed up learning. For example, a driving state and assigned control parameters and optionally an assessment by a person can be transmitted to the central location 155 and collected there. Data on different types or configurations of vehicles 105 can be classified into different training datasets, so that different ANNs can be trained with them. Some training datasets can be compatible with each other, so that an ANN can be trained with multiple datasets. A trained ANN can be transmitted to a suitable vehicle 105 and used there to control fans 115, 120 for a control unit 110.

3 zeigt eine beispielhafte Eingabe einer Person 305 zur Steuerung einer Kühlung eines Steuergeräts 110 an Bord eines Fahrzeugs 105. Vorliegend definiert die Person 305 drei verschiedene Ansteuerparameter, die exemplarisch von oben nach unten für eine Drehzahl 310, eine Phasenlage 315 und eine Impulsform 320 an den Lüftern 115, 120 stehen. 3 shows an example of an input by a person 305 for controlling cooling of a control unit 110 on board a vehicle 105. In the present case, the person 305 defines three different control parameters, which are exemplary from top to bottom for a speed 310, a phase position 315 and a pulse shape 320 on the fans 115, 120 standing.

Weiter beispielhaft erfolgt die Eingabe haptisch an einem Multifunktionsgerät, das in vielen Fahrzeugen vorhanden ist und einen berührungsempfindlichen Bildschirm (Touchscreen) umfasst.Another example is the haptic input on a multifunction device that is present in many vehicles and includes a touch-sensitive screen (touchscreen).

In der dargestellten Ausführungsform können die Ansteuerparameter unabhängig voneinander verändert werden, wobei bevorzugt sichergestellt wird, dass keine Kombination eingestellt wird, die einen zu geringen Volumenstrom von Kühlluft am Steuergerät 110 hervorruft.In the embodiment shown, the control parameters can be changed independently of one another, with it preferably being ensured that no combination is set that causes an insufficient volume flow of cooling air at control unit 110 .

In einer anderen Ausführungsform kann die Person 305 die Eingabevorrichtung 150 dazu verwenden, eine aktuelle Kombination von Ansteuerparametern der Lüfter 115, 120 bezüglich der einer hervorgerufenen akustischen Belastung zu bewerten. Die Bewertung kann eine empfundene Belästigung auf einer vorbestimmten Skala umfassen.In another embodiment, the person 305 can use the input device 150 to evaluate a current combination of control parameters of the fans 115, 120 with regard to the acoustic load caused. The rating may include perceived annoyance on a predetermined scale.

BezugszeichenlisteReference List

100100: Systemsystem
105105: Fahrzeugvehicle
110110: Steuergerätcontrol unit
115115: erster Lüfterfirst fan
120120: zweiter Lüftersecond fan
125125: Vorrichtungcontraption
130130: Verarbeitungseinrichtungprocessing facility
135135: künstliches neuronales Netzwerkartificial neural network
140140: Sensorsensor
145145: Schnittstelleinterface
150150: Eingabeeinrichtunginput device
155155: zentrale Stelle central point
200200: VerfahrenProceedings
205205: Fahrzustand bestimmenDetermine driving condition
210210: akustische Belastung bestimmendetermine acoustic load
215215: Ansteuerparameter bestimmenDetermine control parameters
220220: Ansteuerndriving
225225: Änderung beurteilen assess change
305305: Personperson
310310: Eingabe DrehzahlInput speed
315315: Eingabe Phaseinput phase
320320: Eingabe ImpulsformInput waveform

Claims

Device (125) for cooling a control device (110) on board a vehicle (105), the control device (110) having a first (115) and a second fan (120), which are each set up to the control device (110) to cool with ambient air; wherein the device (125) is set up to control the fans (115, 120) depending on a temperature control requirement of the control unit (110); and adjust parameters of the control in order to minimize an acoustic load in an interior of the vehicle (105) by the fans (115, 120); wherein the control comprises speeds of the fans (115, 120) and a phase position of the fans (115, 120).

Device (125) according to claim 1 , The activation of the fan (115, 120) depending on a plurality of parameters that are included in a driving state of the vehicle (105).

Device (125) according to claim 2 , the large number of parameters being mapped to the control of the fans (115, 120) by means of an artificial neural network (135).

Device (125) according to claim 3 , further comprising a sensor for determining the acoustic load, wherein the artificial neural network (135) is set up to learn a control of the fans (115, 120) with regard to applicable parameters in an unmonitored manner.

Device (125) according to claim 3 or 4 , further comprising an input device for a person (305) in the interior, wherein the artificial neural network (135) is set up to learn a control of the fans (115, 120) on the basis of an input by the person (305) with regard to applicable parameters .

Device (125) according to claim 5 , wherein the input device is set up to change at least one control parameter for the fans (115, 120).

Device (125) according to one of Claims 5 or 6 , wherein the artificial neural network (135) is set up to control the fans (115, 120) on the basis of an input from the person (305) as to whether he has a current acoustic load from the fans (115, 120) under applicable parameters considered uncomfortable to learn.

Device (125) according to claim 7 , wherein the artificial neural network (135) is set up to control the fans (115, 120) in such a way that the control unit (110) is cooled to the maximum without the person (305) considering the associated acoustic stress to be unpleasant.

Device (125) according to one of Claims 5 until 8th , wherein the input device comprises a voice control.

Apparatus (125) according to any one of the preceding claims, wherein the fans (115, 120) are controllable by means of pulses and the control parameters comprise a form of a pulse.

Device (125) according to one of the preceding claims, wherein the fans (115, 120) are essentially identical in construction.

Device (125) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (110) is set up to be used in a large number of differently equipped vehicles (105).

Device (125) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (110) is set up to control the vehicle (105).

A vehicle (105) comprising a device (125) according to any one of the preceding claims.

Method for cooling a control unit (110) on board a vehicle (105), the control unit (110) having a first (115) and a second fan (120), each of which is set up to blow the control unit (110) by means of ambient air cool; the method comprising the following steps: Activation (220) of the fans (115, 120) depending on a temperature control requirement of the control unit (110); and adjusting (225) a parameter of the control in order to minimize an acoustic load in an interior of the vehicle (105) by the fans (115, 120); wherein the control comprises speeds of the fans (115, 120) and a phase position of the fans (115, 120).