-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Innenraumgebläses einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels einer Sensorik ein aktuelles Klimatisierungsbedürfnis der Fahrzeuginsassen sowie deren aktuelles Gebläsegeräuschvermeidungsbedürfnis ermittelt und daraus eine aktuelle Maximaldrehzahl des Innenraumgebläses festgelegt wird.
-
Derartige Verfahren sind bekannt aus der
WO 01/92041 A1 .
-
Die Arbeitsweise herkömmlicher Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen besteht im Wesentlichen darin, dass vortemperierte Luft in den Fahrzeuginnenraum eingeblasen wird. Die Klimatisierungsleistung, d.h. der Wärme- bzw. Kälteeintrag pro Zeiteinheit kann dabei einerseits über die Temperatur der eingeblasenen Luft und andererseits über die eingeblasene Luftmenge und -geschwindigkeit gesteuert werden. Die beiden letztgenannten Parameter sind im Wesentlichen abhängig von der Drehzahl eines entsprechenden Gebläses, das hier aufgrund des räumlichen Ziels des erzeugten Luftstroms als Innenraumgebläse bezeichnet wird, obgleich es typischerweise außerhalb des Innenraums angeordnet und mit diesem über Luftkanäle verbunden ist. Die Gebläseaktivität ist zwingend mit einer Geräuscherzeugung verbunden, die wesentlich von der Gebläsedrehzahl abhängt. Insbesondere bei hohen Gebläsedrehzahlen kann das resultierende Geräusch im Fahrzeuginnenraum als störend empfunden werden. Das Ausmaß der Störempfindung hängt dabei wesentlich von der aktuellen Situation im Fahrzeuginnenraum ab.
-
Die oben genannte gattungsbildende Druckschrift beschäftigt sich mit der Problematik, dass insbesondere beim Führen von Telefongesprächen das Gebläsegeräusch als besonders störend empfunden wird, und schlägt entsprechend vor, durch eine Sensorik die Aktivität des Autotelefons zu erfassen, aus einem aktivierten Autotelefon ein erhöhtes Gebläsegeräuschvermeidungsbedürfnis der Fahrzeuginnsassen abzuleiten und eine entsprechende Maximaldrehzahl zu ermitteln, die von dem Innenraumgebläse nicht überschritten werden darf. Die konkrete Einstellung der tatsächlichen Drehzahl kann dabei von anderen Steuerungskriterien, wie z.B. einer eingestellten Wunschtemperatur, abhängig sein, darf jedoch die festgelegte aktuelle Maximaldrehzahl nicht übersteigen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist seine Starrheit bei der Festlegung der Maximaldrehzahl, die wohl nur in eher seltenen Fällen einen optimalen Kompromiss zwischen Klimatisierungsleistung und Gebläsegeräuschvermeidung realisiert.
-
Aus der
DE 199 44 735 C1 ist ein ähnliches System bekannt, welches den maximalen Luftdurchsatz als Funktion des aktuell im Fahrzeuginnenraum herrschenden Geräuschpegels festlegt. Hintergrund dieses Ansatzes ist, dass das Gebläsegeräusch umso weniger störend wirkt, je höher die Geräuschbelastung, beispielsweise aufgrund von Fahrtwindgeräuschen, ohnehin ist.
-
Aus der
DE 10 2005 033 353 A1 ist es bekannt, die Maximaldrehzahl des Innenraumgebläses in Abhängigkeit von der Aktivität akustisch kommunizierender Fahrassistenzsysteme festzulegen. Um sich beispielsweise auf das akustische Signal eines Parkassistenten konzentrieren zu können, soll der Fahrer von dem Gebläsegeräusch entlastet werden, sodass dessen Maximaldrehzahl bei Aktivität des Parkassistenten heruntergeregelt wird.
-
All diese Systeme zeichnen sich durch eine starre Kopplung der festgelegten Maximaldrehzahl des Innenraumgebläses mit dem aus unterschiedlichen Parametern ermittelten Gebläsegeräuschvermeidungsbedürfnis aus.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass eine größere Flexibilität zur Erzielung besserer Kompromisse zwischen Gebläsegeräuschvermeidungsbedürfnis und festgelegter Maximaldrehzahl des Innenraumgebläses ermöglicht wird.
-
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die aktuell pro Einheit drehzahlsteigerungsbedingter Geräuschpegelzunahme des Innenraumgebläses erzielbare Zunahme an Klimatisierungsleistung im Innenraum als ein aktueller Grenznutzenwert ermittelt und die festgelegte Maximaldrehzahl in Abhängigkeit von dem aktuellen Grenznutzenwert korrigiert wird.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Erfindungsgemäß wird der Grenznutzen einer zusätzlichen Gebläsegeräuschbelastung ermittelt. In Fällen eines Kaltstarts eines Kraftfahrzeugs beispielsweise, wenn die Temperatur des Motorkühlwassers noch in etwa der kalten Außentemperatur entspricht, kann eine Erhöhung der Gebläsedrehzahl nicht oder nur geringfügig zu einer Steigerung der Aufheizung des Fahrzeuginnenraums führen. Entsprechend ist der Nutzen, den ein Fahrer erhält, wenn er eine erhöhte Geräuschbelastung durch eine höhere Gebläsedrehzahl toleriert, nur sehr gering. In solchen Fällen trägt eine geringere Geräuschbelastung also stärker zum Komfortempfinden der Fahrzeuginsassen bei als dies eine geringfügig schnellere Aufheizung durch erhöhte Gebläsedrehzahl könnte. Entsprechend kann die festgelegte Maximaldrehzahl reduziert werden. In anderen Fällen, wenn etwa ein Kraftfahrzeug für eine kürzere Zeitdauer abgestellt war, die ausreicht, um den Innenraum auszukühlen, jedoch nicht lang genug ist, um auch das Motorkühlwasser vollständig abzukühlen, kann mit einer kurzfristigen Erhöhung der Gebläsedrehzahl eine erhebliche Klimakomfortsteigerung erzielt werden, gegenüber welcher die kurzfristige Komforteinbuße durch erhöhte Geräuschbelastung vernachlässigbar ist. Der Grenznutzen ist in diesem Fall sehr hoch. Entsprechend kann die festgelegte Maximaldrehzahl erhöht werden. Die hier rein beispielhaft für zwei spezielle Fälle des Heizbetriebs der Klimaanlage angegebene Wirkungsweise der Erfindung kann analog auf andere Spezialfälle sowie den Kühlbetrieb der Klimaanlage erstreckt werden, sodass die Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt ist. In jedem Fall resultiert daraus eine bessere Anpassung des Klimaanlagenbetriebs an die konkrete Situation als dies durch eine starre Vorgabe der aktuellen Maximaldrehzahl möglich wäre.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die festgelegte, aktuelle Maximaldrehzahl proportional zur Differenz zwischen dem aktuellen Grenznutzenwert und einem vorgegebenen Referenz-Grenznutzenwert korrigiert wird. Der Referenz-Grenznutzenwert ist derjenige Grenznutzenwert, bei dem die erfindungsgemäße Korrektur Null wäre. Liegt der tatsächlich ermittelte Grenznutzenwert über diesem Referenzwert, wird die aktuelle Maximaldrehzahl nach oben korrigiert, d.h. erhöht; liegt er darunter, wird die aktuelle Maximaldrehzahl nach unten korrigiert, d.h. verringert. Der Begriff „proportional“ ist in diesem weiten Sinn und nicht im streng mathematischen, engen Sinn auszulegen.
-
Günstigerweise ist vorgesehen, dass das aktuelle Gebläsegeräuschvermeidungsbedürfnis der Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von einem aktuell von einer Audio-Anlage ausgegebenen Informationstyp ermittelt wird. Beispielsweise wird die Gebläsegeräuschbelastung als störender empfunden, wenn sich die Fahrzeuginsassen auf leise, klassische Musik oder ein Hörbuch konzentrieren, als wenn der Innenraum mit lauter Rockmusik beschallt wird. Dieser informationstypabhängigen, unterschiedlichen Empfindsamkeit wird die genannte Weiterbildung der Erfindung gerecht.
-
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das aktuelle Gebläsegeräuschvermeidungsbedürfnis der Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von einem aktuellen Geräuschpegel im Fahrzeuginnenraum ermittelt wird. Diese Maßnahme ist grundsätzlich bekannt und berücksichtigt die geringere Empfindsamkeit gegen zusätzliche Geräusche, wenn ohnehin ein hoher Lärmpegel herrscht.
-
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das aktuelle Gebläsegeräuschvermeidungsbedürfnis der Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von einer aktuellen Gesprächsaktivität im Fahrzeuginnenraum ermittelt wird. Es kann sich dabei um direkte Kommunikation zwischen Fahrzeuginsassen oder telefonische Kommunikation mit externen Gesprächspartnern handeln. Diese Maßnahme wird der Tatsache gerecht, dass während eines Gesprächs zusätzliche Geräuschbelastung als besonders störend empfunden wird. Entsprechend ist das Gebläsegeräuschvermeidungsbedürfnis bei Gesprächsaktivität besonders hoch.
-
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das aktuelle Klimatisierungsbedürfnis der Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von einem aktuellen Aktivitätszustand wenigstens eines lokalen Klimaparameterbeeinflussungsorgans ermittelt wird. Unter einem Klimaparameterbeeinflussungsorgan sei hier jedwede Einrichtung verstanden, die geeignet ist, einen Parameter des Innenraumklimas merklich zu beeinflussen, beispielsweise ein Lüfter, ein Strahler, eine Flächenheizung oder ähnliches. Hintergrund dieser Maßnahme ist, dass aus der aktiven Einstellung eines Klimaparameterbeeinflussungsorgans durch einen Fahrzeuginsassen auf dessen Klimatisierungsbedürfnis geschlossen werden kann. Schaltet ein Fahrzeuginsasse beispielsweise aktiv eine Sitzheizung an, so kann davon ausgegangen werden, dass er aktuell ein gesteigertes Wärmebedürfnis hat. Umgekehrt deutet ein aktives Einschalten eines kühlenden Lüfters auf ein gesteigertes Kühlungsbedürfnis hin.
-
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das aktuelle Klimatisierungsbedürfnis der Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von einem aktuellen Bekleidungszustand wenigstens eines Fahrzeuginsassens ermittelt wird. Der aktuelle Bekleidungszustand kann beispielsweise durch bildgebende Detektoren mit geeigneter, nachgeschalteter Bildauswertesoftware festgestellt werden. Zwar kann der aktuelle Bekleidungszustand eines Fahrzeuginsassen im Hinblick auf sein aktuelles Klimatisierungsbedürfnis unterschiedlich interpretiert werden; beispielsweise kann spärliche Bekleidung als Hinweis auf ein Heizungsbedürfnis oder aber als Hinweis auf einen Wunsch nach Kühlung interpretiert werden. Der aktuelle Bekleidungszustand wird daher aber in der Regel nicht der einzige Parameter sein, der zur Ermittlung des aktuellen Klimatisierungsbedürfnisses herangezogen wird; vielmehr wird dies in Kombination mit anderen Parametern zu erfolgen haben, wobei die konkreten Ermittlungsregeln dem Fachmann in Ansehung des jeweiligen Einzelfalls obliegen.
-
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das aktuelle Klimatisierungsbedürfnis der Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von einer aktuellen Oberflächentemperatur wenigstens eines Fahrzeuginsassen ermittelt wird. Entsprechende auf Distanz arbeitende Temperatursensoren sind bekannt. Die Ermittlung der Oberflächentemperatur stellt ein sehr direktes Maß für das aktuelle Wärmeempfinden dar, von dem ausgehend das aktuelle Klimatisierungsbedürfnis gut abgeleitet werden kann.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung der Verläufe von akustischem und klimatischem Komfortempfinden im Inneren eines Kraftfahrzeugs,
- 2 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Grenznutzenwertes.
-
1 zeigt ein Diagramm zur schematischen Darstellung der gegensätzlichen Verläufe des klimatischen Komfortempfindens 10 und des akustischen Komfortempfindens 12 im Innenraum eines Kraftfahrzeuges. Dargestellt ist jeweils ein im Einzelfall vom Fachmann zu spezifizierender Komfortindex K als Funktion der Drehzahl n des Innenraumgebläses. Je stärker das Innenraumgebläse arbeitet, d.h. je höher seine Drehzahl, desto höher ist der klimatische Komfortindex, dargestellt in der Kurve 10, da mit größerer eingeblasener Luftmenge bei ansonsten gleichen Klimatisierungsparametern das angestrebte Klimatisierungsziel schneller erreichbar ist. Andererseits ist eine erhöhte Gebläsedrehzahl n mit einer erhöhten Geräuschbelastung verbunden, sodass der akustische Komfortindex, wie in der Kurve 12 dargestellt, mit wachsender Gebläsedrehzahl n sinkt. Bereits bei bekannten Klimaanlagen wird versucht, hier im Einzelfall einen optimalen Kompromiss zu finden, was unter anderem die Festlegung einer aktuellen Maximaldrehzahl nmax des Innenraumgebläses umfasst.
-
2 zeigt eine Kurve 14 des Verlaufs des klimatischen Komfortindexes K als Funktion eines Lärmpegels L, der seinerseits eine Funktion der Gebläsedrehzahl n ist, weshalb die Abszisse des Diagramms von 2 mit L (n) bezeichnet ist. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einer Ausführungsform zunächst eine aktuelle Maximaldrehzahl nmax des Innenraumgebläses festgelegt, wobei hierzu bekannte Verfahren angewendet werden können. Alsdann wird der Grenznutzenwert NG ermittelt, was sich anhand des Diagramms von 2 verdeutlichen lässt. Würde durch die festgelegte Maximaldrehzahl nmax ein Lärmpegel L1 erzeugt, könnte die damit verbundene Klimakomfortsituation durch den in 1 eingezeichneten Kurvenabschnitt A1 charakterisiert werden. Hier weist die Kurve 14 eine besonders hohe Steigung auf. Diese Steigung repräsentiert den erfindungsgemäßen Grenznutzenwert NG. Im Kurvenabschnitt A1 ist er besonders hoch, was zu einer Korrektur der festgelegten Maximaldrehzahl nach oben führen würde. Würde andererseits durch die festgelegte Maximaldrehzahl nmax ein Lärmpegel L2 erzeugt, würde die damit verbundene Klimakomfortsituation durch den in 2 eingezeichneten Kurvenabschnitt A2 charakterisiert. Dieser befindet sich in einem Bereich geringer Steigung der Kurve 14. Der Grenznutzenwert NG ist in diesem Fall klein, was zu einer Korrektur der Maximaldrehzahl nmax nach unten führen würde.
-
Man beachte, dass die festgelegte Maximaldrehzahl nicht zwingend mit der tatsächlich eingestellten Drehzahl identisch sein muss. Vielmehr stellt sie lediglich eine obere Grenze dar, unterhalb derer die tatsächliche Drehzahl des Innenraumgebläses innerhalb einer vorgegebenen Klimaregelung gewählt werden kann.
-
Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere bleibt die konkrete Algorithmik zur Ermittlung des Klimatisierungsbedürfnisses und des Gebläsegeräuschvermeidungsbedürfnisses dem Fachmann in Ansehung des Einzelfalls überlassen, wobei besonders die verfügbare Sensorik bzw. der Aufwand zur Installation zusätzlicher Sensorik bei der jeweiligen Abwägung eine wesentliche Rolle spielt. Auch ist der Begriff der Korrektur der aktuellen Maximaldrehzahl nicht einschränkend so zu verstehen, dass zwingend zunächst eine unkorrigierte aktuelle Maximaldrehzahl bestimmt wird, die abschließend modifiziert wird. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Korrektur auch unmittelbar in die Berechnung der aktuellen Maximaldrehzahl einfließen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- klimatische Komfortverlaufskurve
- 12
- akustische Komfortverlaufskurve
- 14
- klimatische Komfortverlaufskurve
- K
- Klimaindex
- n
- Gebläsedrehzahl
- nmax
- aktuelle Maximaldrehzahl
- L(n)
- Lärmpegel als Funktion der Gebläsedrehzahl
- L1
- erster Beispielwert von L(n)
- L2
- zweiter Beispielwert von L(n)
- A1
- erster Kurvenabschnitt von 14
- A2
- zweiter Kurvenabschnitt von 14
- NG
- Grenznutzenwert
