DE102021205697B3

DE102021205697B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Lüfters bei einem Ladevorgang eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs an einer Ladevorrichtung

Info

Publication number: DE102021205697B3
Application number: DE102021205697.0A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Bielert; Jan-Henning Schmidt; Jan-Christoph Albrecht; Robert Stelzner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2041-06-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Lüfters (20) bei einem Ladevorgang eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugzeugs (2) an einer Ladevorrichtung (4), bei welchem das Kraftfahrzeug (2) mit einem Ladestrom (16) der Ladevorrichtung (4) gespeist wird, wobei der Lüfter (20) während des Ladevorgangs in einem Lüfterbetrieb mit einer vorgegebenen Drehzahl betrieben wird, und dabei ein erstes Lüftergeräusch (28) erzeugt, wobei das erste Lüftergeräusch (28) des Lüfters (20) anhand einer hinterlegten ersten Frequenzgröße charakterisiert ist, wobei die Umgebung des Lüfters (20) auf die Anwesenheit anderer Lüfter überwacht wird, wobei wenn ein anderen Lüfters erfasst wird eine zweite Frequenzgröße für ein zweites Lüftergeräusch (28') des anderen Lüfters bestimmt wird, eine Differenz zwischen der ersten Frequenzgröße und der zweiten Frequenzgröße mit einem hinterlegten Schwellwertbereich verglichen wird, und die Drehzahl des Lüfters (20) in Abhängigkeit des Vergleichs verändert wird, wenn sich die Differenz außerhalb des Schwellwertbereichs befindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Lüfters bei einem Ladevorgang eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugzeugs an einer Ladevorrichtung, bei welchem das Kraftfahrzeug mit einem Ladestrom der Ladevorrichtung gespeist wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Elektrisch beziehungsweise elektromotorisch angetriebene oder antreibbare Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, umfassen in der Regel einen Elektromotor, mit dem eine oder beide Fahrzeugachsen antreibbar sind. Zur Versorgung mit elektrischer Energie ist der Elektromotor üblicherweise an eine fahrzeuginterne (Hochvolt-)Batterie als elektrischen Energiespeicher angeschlossen.
Unter einer insbesondere elektrochemischen Batterie ist hier und im Folgenden insbesondere eine sogenannte sekundäre Batterie (Sekundärbatterie) des Kraftfahrzeugs zu verstehen. Bei einer solchen (sekundären) Fahrzeugbatterie ist eine verbrauchte chemische Energie mittels eines elektrischen (Auf-)Ladevorgangs wiederherstellbar. Derartige Fahrzeugbatterien sind beispielsweise als elektrochemische Akkumulatoren, insbesondere als Lithium-Ionen-Akkumulatoren, ausgeführt.
Unter einem „Laden eines elektrisch oder elektromotorisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs“ wird hier und im Folgenden insbesondere das (Auf-)Laden eines solchen (sekundären) Energiespeichers mit elektrischer Energie verstanden.
Zum Laden des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Fahrzeugbatterie ist es beispielsweise möglich, die Batterie kabelgebunden mittels eines Ladekabels an einen elektrischen Versorgungspunkt (Ladepunkt) oder an ein elektrisches Versorgungsnetz anzuschließen. Als Ladepunkte werden hierbei beispielsweise sogenannte Ladestationen oder Ladesäulen als Ladevorrichtung, Stromtankstellen (Ladepark), oder Stromversorgungseinheiten verwendet.
Zur Verbesserung der Elektromobilität sind bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen häufig sogenannte Schnellladebetriebe gewünscht, bei welchem die fahrzeuginterne Batterie innerhalb einer möglichst kurzen Zeitdauer aufgeladen wird. Im Zuge einer solchen Schnellladung treten vergleichsweise hohe Stromstärken auf, welche in der Folge während des Ladeprozesses eine Erhöhung der Batterietemperatur bewirken. Hierbei tritt das Problem auf, dass die Batterie bei einer hohen Batterietemperatur, beispielsweise höher als 45 °C, beginnt zu degenerieren. Dies bedeutet, dass bei derartig erhöhten Temperaturen elektrochemische Reaktionen innerhalb der Batterie auftreten, welche die Batterie beschädigen oder vollständig zerstören.
Die Ladung der Batterie erfolgt in der Regel bei einem Fahrzeugstillstand, so dass kein Fahrtwind zur Kühlung vorhanden ist. Beim Laden von Kraftfahrzeugen mit Elektroantrieb entsteht sowohl im Kraftfahrzeug als auch in den Schaltkreisen der Ladesäule Abwärme. Um die Kühlleistung im (Schnell-)Ladebetrieb der Batterie zu verbessern ist es beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug möglich, mittels eines (Kühler-)Lüfters einen kühlenden Luftstrom zu erzeugen, um die Abwärme an die Atmosphäre oder Umgebung abzugeben. Auch in Ladesäulen finden sich, sofern sie nicht flüssigkeitsgekühlt sind, geeignete Lüfter.
Der Betrieb dieser Lüfter ist, in einem zum Teil erheblichen Maß, mit der Erzeugung von Luftschall verbunden. Mit anderen Worten erzeugen derartige Lüfter akustisch wahrnehmbare Lüftergeräusche in der Umgebung. Dieser Luftschall oder Schalldruck wird von Menschen in der Umgebung von Ladevorrichtungen als Geräuschbelastung häufig störend wahrgenommen.
Das Frequenzspektrum eines solchen Lüftergeräuschs im Wesentliche durch einige diskrete Frequenzen bestimmt. Häufig handelt es sich dabei um die Frequenz der Schaufelzahl des Lüfters multipliziert mit der Drehfrequenz des Lüfters und den entsprechenden Oberwellen. Werden zwei Kraftfahrzeuge gleichzeitig aufgeladen, nimmt eine Person in der Nähe als Geräusch die Summe der Schallsignale beider Lüfter wahr. Das ohnehin schon störende Geräusch wird dann als besonders störend wahrgenommen, wenn sich die Frequenz von zwei besonders lauten Frequenzanteilen der beiden Lüfter nur geringfügig (typisch zwischen 0,5 Hz und 20 Hz) unterscheidet. Das wahrgenommene Summensignal dieser beiden Anteile weist dann ein periodischen An- und Abschwellen des Geräusches auf. Bei diesem auch als Schwebung bekannten Phänomen variiert die Einhüllende des Summensignals mit relativ niedriger Frequenz, was in der Regel subjektiv als besonders störend empfunden wird. Die Schwebungsfrequenz beziehungsweise die Frequenz der Einhüllenden entspricht hierbei im Wesentlichen der Differenz der Lüftergeräuschfrequenzen.
Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass der Ladebetrieb eines Ladeparks durch eine maximal zulässige Gesamtschallemission geregelt, beziehungsweise limitiert wird.
Aus der EP 3 389 161 A1 ist ein DC-Ladesystem eines Fahrzeuges bekannt, bei dem eine Kühlvorrichtung des DC-Ladesystems ein Geräusch emittiert, welches gemessen wird und bei Überschreitung eines Grenzwertes der DC-Ladestrom reduziert wird.
Die JP 2014 - 222 324 A beschreibt eine Geräuschreduzierungsvorrichtung für eine Mehrzahl von Rotationsvorrichtungen durch Erzeugung eines überlagerten entgegengesetzten Phasenverhältnisses.
Aus der DE 41 40 880 C1 ist ein Verfahren zur Reduzierung der Infraschall-Emission von Schwingmaschinen bekannt, bei dem Gruppen von Schwingmaschinen gebildet werden, die jeweils frequenzsynchron angetrieben werden und mit einer Phasenverschiebung betrieben werden, so dass der Infraschallpegel minimiert ist.
Aus der US 10,144,295 B2 ist es beispielsweise bekannt, dass eine Kühlleistung eines Kühlerlüfters eines Kraftfahrzeugs - und somit dessen Kühlerlüftergeräusch - in Abhängigkeit der Fahrzeugposition verändert wird. Befindet sich das Kraftfahrzeug in einer ruhigen Umgebung, wie beispielsweise einer Nachbarschaft, wird die Kühlleistung und somit das Kühlerlüftergeräusch reduziert, wobei in einer lauten Umgebung, wie beispielsweise im Bereich einer Autobahnhaltestelle, die Kühlleistung entsprechend erhöht wird.
In der DE 10 2018 206 812 A1 ist ein Verfahren zur Unterdrückung eines akustischen Signals in einer Umgebung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs beschrieben, bei welchen das akustische Signal während eines Ladevorgangs des elektrisch betriebenen Fahrzeugs an einer elektrischen Ladestation entsteht. Hierbei wird die Umgebung während des Ladevorgangs mit einem Sensorsystem des elektrisch betriebenen Fahrzeugs überwacht und das Vorhandensein zumindest einer Person in der Umgebung erfasst. Wenn eine Position der Person mit dem Sensorsystem detektiert wird, wird eine Unterdrückung des akustischen Signals an der Position der Person mit einem durch zumindest eine Gegenschallquelle des elektrisch betriebenen Fahrzeugs erzeugten Gegenschallfeld durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb eines Lüfters bei einem Ladevorgang eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugzeugs an einer Ladevorrichtung anzugeben. Insbesondere soll in der Umgebung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Ladevorrichtung ein möglichst gefälliges Klang- oder Geräuschbild erzeugt werden, bei welchem störende Schwebungen weitestgehend vermieden werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die im Hinblick auf das Verfahren angeführten Vorteile und Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Vorrichtung übertragbar und umgekehrt.
Sofern nachfolgend Verfahrensschritte beschrieben werden, ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen für die Vorrichtung insbesondere dadurch, dass diese ausgebildet ist, einen oder mehrere dieser Verfahrensschritte auszuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betrieb eines Lüfters bei einem Ladevorgang eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs an einer Ladevorrichtung vorgesehen, sowie dafür geeignet und ausgestaltet. Unter einem elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeug ist hierbei insbesondere ein Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb, beispielsweise ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, zu verstehen. Die Ladevorrichtung ist beispielsweise eine einzelne Ladesäule oder ein Ladepark (Stromtankstelle) mit mehreren benachbarten Ladesäulen. Im Zuge des Ladevorgangs ist das Kraftfahrzeug beziehungsweise ein fahrzeuginterner Energiespeicher an die Ladevorrichtung angeschlossen, wobei ein elektrischer Ladestrom von der Ladevorrichtung in das Kraftfahrzeug beziehungsweise den Energiespeicher eingespeist wird.
Beim Laden des Kraftfahrzeugs entsteht sowohl im Kraftfahrzeug als auch in den Schaltkreisen der Ladesäule eine Abwärme. Zur Abfuhr dieser Abwärme ist ein Lüfter vorgesehen. Der Lüfter ist beispielsweise als ein Kühlerlüfter in das Kraftfahrzeug integriert. Alternativ kann der Lüfter auch Teil der Ladevorrichtung beziehungsweise der Ladesäule sein.
Während des Ladevorgangs befindet sich der Lüfter in einem Lüfterbetrieb, bei welchem der Lüfter mit einer vorgegebenen (ersten) Drehzahl betrieben wird. Dies bedeutet, dass ein Lüfter- oder Schaufelrad (Schaufelblatt) des Lüfter mit der Drehzahl rotiert wird, und dabei einen gerichteten Luftstrom erzeugt. Im Zuge des Lüfterbetriebs erzeugt der Lüfter ein erstes (akustisches) Lüftergeräusch, welches sich im Wesentlichen aus der Frequenz der Schaufelzahl (Blattfrequenz, Lüfterdrehton) multipliziert mit der Drehfrequenz und den entsprechenden Oberwellen zusammensetzt. Das erste Lüftergeräusch ist hierbei anhand einer hinterlegten ersten Frequenzgröße charakterisiert. Unter einer Frequenzgröße wird hierbei eine das Lüftergeräusch charakterisierende frequenzabhängige Größe zu verstehen, beispielsweise ein Frequenzspektrum oder ein Schalldruck (Schallpegel) bei dem Frequenzwert der vorgegebenen Drehzahl.
Verfahrensgemäß wird während des Lüfter- oder Ladebetriebs die Umgebung des Lüfters auf die Präsenz oder Anwesenheit von anderen Lüftern überwacht. Mit anderen Worten wird erfasst, ob sich in der Umgebung des Lüfters noch ein weiterer Lüfter befindet.
Zur Überwachung auf andere Lüfter ist es beispielsweise denkbar, dass der Lüfter Teil eines Netzwerks ist, wobei das Netzwerk überwacht wird, ob weitere Lüfter vorhanden sind. Unter einem Netzwerk ist hierbei insbesondere eine Signal- oder Kommunikationsverbindung zu verstehen. Das Netzwerk ist beispielsweise durch eine kabelgebundene Verbindung eines Ladekabels zwischen dem Kraftfahrzeug und der Ladevorrichtung realisiert. Das Netzwerk kann jedoch zusätzlich oder alternativ mittels Funkverbindungen realisiert sein. Wird ein weiterer Lüfter an das Netzwerk gekoppelt oder wird ein weiterer Lüfter im Netzwerk aktiviert oder betrieben, wird dies als Anwesenheit eines anderen Lüfters in der Umgebung erfasst. Der andere Lüfter erzeugt im Betrieb ein zweites Lüftergeräusch.
Alternativ ist es beispielsweise möglich, dass Umgebungsgeräusche erfasst und dahingehend analysiert oder ausgewertet werden, ob sich noch ein anderer Lüfter in der Umgebung befindet. Insbesondere wird die (akustische) Umgebung hierbei auf Geräusche überprüft, welche akustisch ähnlich mit dem ersten Lüftergeräusch sind. Derartige (zweite) Lüftergeräusche werden beispielsweise mittels einer Lüftergeräuscherkennung und/oder mindestens einer Pegelmessung erfasst. Zum Beispiel wird ein bestimmter Frequenzbereich der Umgebungsgeräusche analysiert, wobei ein zweites Lüftergeräusch erkannt wird, wenn in dem bestimmten Frequenzbereich ein hinreichender Schalldruck (Schallpegel) erfasst wird. Welcher Schalldruck hierbei als hinreichend gilt, ist dabei zunächst nebensächlich. Dies lässt sich beispielsweise aus entsprechenden Versuchen oder Erprobungen ermitteln.
Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.
Wenn ein weiterer Lüfter in der Umgebung des Lüfters erfasst wird, wird verfahrensgemäß eine das zweite Lüftergeräusch charakterisierende zweite Frequenzgröße bestimmt. Bei einer netzwerkgestützten Erfassung des anderen Lüfters kann das zweite Lüftergeräusch hierbei anhand einer hinterlegten (zweiten) Frequenzgröße charakterisiert sein. Eine Bestimmung der zweiten Frequenzgröße entspricht hierbei einem Abrufen oder Empfangen dieser hinterlegten zweiten Frequenzgröße.
Anschließend wird eine Differenz zwischen der ersten und zweiten Frequenzgröße gebildet. Dies bedeutet, dass im Wesentlichen ein Maß für eine Schwebungsfrequenz, also die Frequenz der Einhüllenden eines Summensignals der Lüftergeräusche, bestimmt wird. Die Differenz (beziehungsweise Schwebungsfrequenz) wird mit einem hinterlegten Schwellwertbereich verglichen, wobei die Drehzahl beziehungsweise Kühlleistung des Lüfters in Abhängigkeit des Vergleichs verändert (erhöht oder reduziert) wird. Mit anderen Worten wird geprüft, wie ähnlich sich die Frequenzgrößen beziehungsweise Kühlerlüftergeräusche sind, wobei der Lüfter in Abhängigkeit des Ähnlichkeitsmaßes gesteuert und/oder geregelt wird.
Durch die Änderung der Drehzahl beziehungsweise Drehfrequenz wird das (erste) Lüftergeräusch verändert, so dass die Ähnlichkeit der Lüftergeräusche reduziert oder erhöht wird. Insbesondere kommt es im Zuge der Drehzahländerung zu einer Frequenzverschiebung des Lüftergeräuschs, so dass die Frequenz einer Einhüllenden eines Summensignals der Lüftergeräusche in einen nicht störenden oder als nicht unangenehm empfundenen Frequenzbereich verschoben wird. Mit anderen Worten wird das erste Lüftergeräusch des Lüfters verändert oder frequenzverschoben, damit es sich (akustisch/spektral) entweder hinreichend von dem zweiten Lüftergeräusch des anderen Lüfters unterscheidet oder hinreichend ähnlich ist. Dadurch ist ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb eines Lüfters realisiert. Insbesondere werden somit als unangenehm empfundene Schwebungen zwischen den Lüftergeräuschen weitestgehend vermieden, so dass ein möglichst gefälliges Klang- oder Geräuschbild in der Umgebung des Lüfters beziehungsweise in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder der Ladevorrichtung realisiert wird.
Der Stand der Technik konzentriert sich im Wesentlichen auf eine Regelung des von dem Kraftfahrzeug im Ladebetriebe beziehungsweise von einem Ladepark ausgehenden Gesamtschallpegels. Im Gegensatz hierzu wird dieses Geräusch erfindungsgemäß hinsichtlich seiner akustischen Qualität gesteuert und/oder geregelt. Ziel ist damit ein Geräusch, welches mit seinem Klang eine möglichst hohe Akzeptanz besitzt.
Der Schwellwertbereich (Schwebungs-Schwellwertbereich) weist hierbei einen oberen und unteren Schwellwert als Bereichsgrenzen auf. Der Schwellwertbereich ist hierbei insbesondere derart gewählt, dass innerhalb der Grenzen des Schwellwertbereichs, also zwischen dem oberen und unteren Schwellwert, eine wahrnehmbare (als störend oder unangenehm empfundene) Schwebung zwischen den Lüftergeräuschen auftritt, und dass außerhalb des Schwellwertbereichs im Wesentlichen keine wahrnehmbare, beziehungsweise keine als störend oder unangenehm wahrgenommene, Schwebung zwischen den Lüftergeräuschen auftritt. Beispielsweise ist der untere Schwellwert derart dimensioniert, dass die Frequenz der Einhüllenden des Summensignals niedrig genug ist, um als nicht störend wahrgenommen zu werden. Entsprechend kann der obere Schwellwert beispielsweise derart dimensioniert sein, dass die Frequenz der Einhüllenden des Summensignals hoch genug ist, um als nicht störend wahrgenommen zu werden. Welche Schwebung oder Schwebungsfrequenzen hierbei als störend oder unangenehm wahrgenommen werden sei zunächst dahingestellt. Dies lässt sich beispielsweise aus entsprechenden Versuchen oder Erprobungen ermitteln. Der untere Schwellwert entspricht beispielsweise einer Schwebungsfrequenz von etwa 0,5 Hz (Hertz), wobei der obere Schwellwert beispielsweise einer Schwebungsfrequenz von etwa 20 Hz entspricht. Der Schwellwertbereich kann hierbei auch als ein einzelner Schwellwert ausgebildet sein, wobei die Lüfterdrehzahl variiert wird, wenn der Schwellwert unterschritten wird, um beispielsweise niedrige Schwebungsfrequenzen zu vermeiden.
Typischerweise werden (Kühler-)Lüfter mit einer maximalen Drehzahl von 3000 Umdrehungen pro Minute (U/min, RPM) betrieben. Da die Blattfrequenz konstant ist, sind somit bereits kleine Drehzahländerungen ausreichend, um eine Frequenzverschiebung des Lüftergeräuschs um beispielsweise 20 Hz zu realisieren. Dadurch wird die Kühlleistung der Lüfter im Wesentlichen nicht beeinflusst, so dass im Wesentlichen keine Beeinflussung des Ladevorgangs erfolgt. Um störende Schwebungen zu vermeiden wird verfahrensgemäß beispielsweise ein Drehzahlunterschied der betreffenden Kühlerlüfter von etwa 10% realisiert. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit des Vergleichs die Drehzahl beziehungsweise die Drehfrequenz des Lüfters um etwa 10% verändert wird.
Wo der Lüfter und der andere Lüfter in Relation zum Kraftfahrzeug und/oder zur Ladevorrichtung angeordnet sind ist dabei zunächst unwesentlich. Der andere Lüfter kann hierbei beispielsweise ein Kühlerlüfter eines benachbart geparkten Kraftfahrzeugs sein. Ebenso denkbar ist, dass der Lüfter in einer benachbarten Ladesäule angeordnet ist. Beispielsweise kann der verfahrensgemäß betriebene Lüfter als Kühlerlüfter in das Kraftfahrzeug integriert sein, wobei der andere Lüfter beispielsweise in der das Kraftfahrzeug versorgenden Ladesäule angeordnet ist.
Das vorstehend beschriebene Verfahren ist nicht auf einen anderen Lüfter in der Umgebung beschränkt, sondern kann sinngemäß auch auf eine Anzahl von anderen Lüftern beziehungsweise auf eine Anzahl von zweiten Lüftergeräuschen angewandt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sinngemäß auch auf andere Anwendungen und Situationen übertragbar, zum Beispiel bei Kälteanlagen von Supermärkten, bei denen mehrere gleichartige Lüfter zum Einsatz kommen und deren Schallemission stört.
In einer möglichen Ausführung wird der Ladevorgang, insbesondere der Ladestrom, zusammen mit der Drehzahl des Lüfters verändert. Mit anderen Worten wird bei einer Änderung der Lüfterdrehzahl der Ladevorgang beziehungsweise der Ladestrom entsprechend mitgeführt. Wird die Lüfterdrehzahl und somit die Kühlleistung erhöht, so wird auch der Ladestrom erhöht. Entsprechend wird das Ladestrom bei einer Reduzierung der Lüfterdrehzahl ebenfalls reduziert. Somit wird nicht lediglich die Lüfterdrehzahl oder Kühlleistung verändert, sondern es erfolgt auch eine lüftergeräuschabhängige Steuerung und/oder Regelung des Ladevorgangs. In dieser Ausführung ist das Verfahren somit im Wesentlichen zum Betrieb des Ladevorgangs ausgebildet. Dies bedeutet, dass eine Steuerung und/oder Regelung des Ladebetriebes mit dem Ziel ein möglichst gefälliges Klangbild zu erzeugen, beziehungsweise störende Schwebungen weitgehend zu vermeiden, realisiert wird. Vorzugsweise sind lediglich geringe Drehzahländerungen im Bereich von 10% vorgesehen, welche keinen Wesentlichen Einfluss auf die Kühlleistung haben, so dass eine Änderung des Ladestroms in der Regel nicht notwendig ist. Die Ausführung betrifft somit insbesondere kritische Fälle, bei welchem die Optimierung der Akustik einen Wesentlichen Einfluss auf den Ladestrom und damit die Ladezeit hat.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Drehzahl des Lüfters derart verändert, dass eine Schwebung zwischen dem resultierenden ersten Lüftergeräusch und dem zweiten Lüftergeräusch unterdrückt wird. Unter einer Unterdrückung der Schwebung wird hierbei insbesondere eine Reduzierung oder Erhöhung der Schwebungsfrequenz, also der Frequenz einer Einhüllenden des Summensignals, gegenüber einer als unangenehm oder störend empfundenen Schwebungsfrequenz verstanden. Dies bedeutet, dass die Drehzahl des Lüfters derart erhöht oder erniedrigt wird, so dass möglichst keine als störend wahrnehmbare Schwebung zwischen den Lüftergeräuschen auftritt.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird ein Schalldruck für das zweite Lüftergeräusch bestimmt, wobei die Drehzahl des Lüfters lediglich verändert wird, wenn der Schalldruck einen hinterlegten Schwellwert (Lautstärkeschwellwert, Schalldruckschwellwert, Pegelschwellwert) erreicht oder überschreitet. Mit anderen Worten wird eine Pegelmessung des zweiten Lüftergeräuschs durchgeführt, und die Lüfterdrehzahl oder Kühlleistung lediglich dann verändert, wenn das zweite Lüftergeräusch laut genug ist. Dies bedeutet, dass wenn das zweite Lüftergeräusch hinreichend leise ist, beispielsweise weil der zweite Lüfter in einer räumlich großen Entfernung zum (ersten) Lüfter betrieben wird, keine Veränderung der Drehzahl erfolgt. Dadurch ist eine gewisse Bagatellgrenze für das Verfahren realisiert, welche dem Umstand Rechnung trägt, dass ein leises zweites Lüftergeräusch zu einer kaum wahrnehmbaren Schwebung mit dem ersten Lüftergeräusch führt. Der Schwellwert kann hierbei in Abhängigkeit des Schalldrucks des ersten Lüftergeräuschs definiert sein. Sollte die Amplitude der zu erwartenden Schwebungen zum Beispiel 3 dB (Dezibel) unter dem prognostizierten oder zulässigen Gesamtschallpegel liegen, ist eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht notwendig.
In einer denkbaren Ausführung werden als erste und zweite Frequenzgrößen der jeweilige Frequenzwert des zugeordneten Lüftergeräuschs verwendet, bei welchem der höchste Schalldruck erzeugt wird. Dies bedeutet, dass das Verfahren lediglich hinsichtlich der lautesten Geräuschkomponenten durchgeführt wird. Mit anderen Worten werden die lautesten Geräuschkomponenten der Lüftergeräusche miteinander verglichen, und in Abhängigkeit des Vergleichs die Lüfterdrehzahl variiert. Dadurch wird die Auswertung des Umgebungsgeräuschs wesentlich vereinfacht. Zusätzlich oder alternativ können noch weitere akustische Kenngrößen (z.B. Tonalität, Schärfe, Lästigkeit) herangezogen werden, welche als Zielgrößen für eine Optimierung des Gesamtgeräusches dienen können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Betrieb eines Lüfters bei einem Ladevorgang eine elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs an einer Ladevorrichtung vorgesehen sowie dafür geeignet und eingerichtet. Die Vorrichtung ist hierbei im Wesentlichen als ein Geräuschunterdrückungssystem, insbesondere als ein Schwebungsunterdrückungssystem, zur Reduzierung oder Vermeidung von akustisch störenden Schwebungen während des Ladevorgangs ausgebildet. Die Vorrichtung weist hierbei den Lüfter und einen damit gekoppelten Controller (also ein Steuergerät) auf.
Der Controller ist hierbei allgemein - programm- und/oder schaltungstechnisch - zur Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Der Controller ist somit konkret dazu eingerichtet, während des Lüfterbetriebs die Umgebung des Lüfters auf die Anwesenheit weiterer Lüfter zu überwachen, und im Falle eines weiteren Lüfters einen zweiten Frequenzwert für das korrespondierende zweite Lüftergeräusch zu bestimmen. Der Controller ist weiterhin dazu eingerichtet, eine Differenz zwischen einem hinterlegten ersten Frequenzwert und dem zweiten Frequenzwert zu bestimmen, die Differenz mit einem hinterlegten Schwellwertbereich zu vergleichen, und die Lüfterdrehzahl des Lüfters in Abhängigkeit des Vergleichs einzustellen und/oder zu regeln.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der Controller zumindest im Kern durch einen Mikrocontroller mit einem Prozessor und einem Datenspeicher gebildet, in dem die Funktionalität zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer Betriebssoftware (Firmware) programmtechnisch implementiert ist, so dass das Verfahren - gegebenenfalls in Interaktion mit einem Vorrichtungsnutzer - bei Ausführung der Betriebssoftware in dem Mikrocontroller automatisch durchgeführt wird. Der Controller kann im Rahmen der Erfindung alternativ aber auch durch ein nicht-programmierbares elektronisches Bauteil, wie zum Beispiel einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), gebildet sein, in dem die Funktionalität zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit schaltungstechnischen Mitteln implementiert ist.
In einer möglichen Ausführung ist der Lüfter in das zu ladende Kraftfahrzeug integriert. Der Lüfter ist hierbei beispielsweise als ein Kühlerlüfter ausgebildet. Alternativ kann der Lüfter auch in die Ladevorrichtung, beispielsweise in eine Ladesäule integriert sein. In einer ebenso möglichen Weiterbildung ist der andere Lüfter in einem benachbart geparkten Kraftfahrzeug intergiert. Mit anderen Worten sind die Kraftfahrzeuge beispielsweise nebeneinander geparkt und an zwei unterschiedliche Ladesäulen angeschlossen. Die Kühlerlüfter der Kraftfahrzeuge erzeugen hierbei während des Ladevorgangs Lüftergeräusche, wobei zumindest eines der Lüftergeräusche verfahrensgemäß derart gesteuert und/oder geregelt wird, dass möglichst keine störende Schwebung auftritt.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist der Controller zusammen mit dem Lüfter in das Kraftfahrzeug integriert. Zweckmäßigerweise ist der Controller hierbei mit einem Netzwerk gekoppelt oder koppelbar. Beispielsweise ist es hierbei denkbar, dass jedem Lüfter ein Controller zugeordnet ist, in welchem eine zugehörige Frequenzgröße für den jeweiligen Lüfterbetrieb hinterlegt ist, welche zwischen den Controllern ausgetauscht werden, wenn die Lüfter mit dem Netzwerk gekoppelt werden. Dadurch ist eine rein signalbasierte Erfassung der Lüfter in der Umgebung, ohne Geräuschsensoren möglich. Die Controller können hierbei direkt signaltechnisch miteinander gekoppelt sein, beispielsweise nach Art einer Car-to-Car-Kommunikation (Car2Car). Ebenso denkbar ist, dass die Controller während des Ladevorgangs mittelbar über die Ladevorrichtung, beispielsweise über die Ladekabel zu den Ladesäulen und Signalverbindungen zwischen den Ladesäulen, signaltechnisch verbunden sind.
Mit der Erfindung wird der Ladebetrieb von Kraftfahrzeugen mit Elektroantrieben so geregelt, dass akustisch störende Schwebungen vermieden oder vermindert werden. Dies kann so erfolgen, dass die das Geräusch der Lüfter bestimmenden wesentlichen Frequenzen im jeweiligen Fahrzeug und/oder in der Ladevorrichtung per Software hinterlegt sind. Durch einen geeigneten Datenaustausch zwischen den Kraftfahrzeugen untereinander, den Kraftfahrzeugen mit den Ladesäulen und den Ladesäulen untereinander wird nun sichergestellt, dass diese Frequenzen einen ausreichenden Frequenzabstand aufweisen, um Schwebungserscheinungen zu vermeiden oder zu vermindern.
Das Verfahren kann auch für eine größere Zahl von Kraftfahrzeugen und Ladesäulen zum Einsatz kommen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Schall von Kraftfahrzeugen oder Ladesäulen die hinreichend weit voneinander entfernt sind, nicht oder nur noch gering zu Schwebungserscheinungen führt.
Neben dieser auf die einzelnen Teilnehmer verteilten Lösung kann die Abstimmung der einzelnen Frequenzen auch über die Kommunikation der Teilnehmer mit einem zentralen Steuerrechner erfolgen. Der Controller ist hierbei als eine zentrale Steuereinheit ausgeführt, welche über das Netzwerk mit den unterschiedlichen Lüftern kommuniziert.
Die Hard- und Software für die Kommunikation während des Ladens von Elektro- und Hybridfahrzeugen befindet sich bereits auf einem hohen Entwicklungsstand. Technische Vorgaben finden sich z.B. in den Normen für das sogenannte intelligente Laden (ISO 15118, DIN SPEC 70212, SAE J2847/2). Analog hierzu kann die erfindungsgemäße Kommunikation zur Verbesserung des akustischen Verhaltens implementiert werden.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischen und vereinfachten Darstellungen:

1 ein Kraftfahrzeug und eine Ladesäule einer Ladevorrichtung sowie eine Vorrichtung zum Betrieb eines Lüfters bei einem Ladevorgang,
2 zwei benachbart geparkte Kraftfahrzeuge bei einem Ladevorgang an zwei Ladesäulen,
3 ein Frequenzspektrum des Lüfters,
4 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
5 eine Signalkommunikation zwischen den Kraftfahrzeugen und Ladesäulen untereinander, und
6 eine Signalkommunikation zwischen den Kraftfahrzeugen, Ladesäulen und einer zentralen Steuereinheit.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt ein elektrisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug 2, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, welches an einer Ladevorrichtung 4 aufgeladen wird. Die Ladevorrichtung 4 weist hierbei eine Ladesäule 6 mit einem Ladekabel 8 mit einem freiendseitigen Ladestecker 10 auf. Der Ladestecker 10 wird für den Ladevorgang mit einer Ladeschnittstelle 12 des Kraftfahrzeugs 2 verbunden, welche mit einer fahrzeuginternen Fahrzeug- oder Traktionsbatterie 14 gekoppelt ist. Während des Ladevorgangs fließt ein elektrischer Ladestrom 16 von der Ladesäule 6 zur Fahrzeugbatterie 14.
Zur Kühlung oder Temperierung der Fahrzeugbatterie 14 während des Ladevorgangs ist die Fahrzeugbatterie 14 mit einem Kühlkreislauf 18 gekoppelt. Der Kühlkreislauf 18 weist einen nicht näher gezeigten Wärmetauscher auf, welcher mit einem als Kühlerlüfter ausgeführten Lüfter 20 des Kraftfahrzeugs 2 gekoppelt ist. Der Lüfter 20 erzeugt im Betrieb einen kühlenden Luftstrom für den Wärmetauscher, so dass die Abwärme der Fahrzeugbatterie 14 an die Umgebung oder Atmosphäre abführbar ist.
Der Lüfter 20 ist hierbei Teil einer Vorrichtung 22, welche als ein Geräuschunterdrückungssystem, insbesondere als ein Schwebungsunterdrückungssystem, zur Reduzierung oder Vermeidung von akustisch störenden Schwebungen während des Ladevorgangs ausgebildet ist. Die nachfolgend auch als Schwebungsunterdrückung bezeichnete Vorrichtung 22 weist hierbei einen optionalen, als Mikrofon ausgebildeten, Geräuschsensor 24 zur Erfassung von Umgebungsgeräuschen, sowie einen als Mikrocontroller ausgeführten Controller 26 auf.
Nachfolgend ist ein Verfahren zum Betrieb des Lüfters 20 bei einem Ladevorgang des Kraftfahrzeugs 2 an der Ladevorrichtung 4 anhand der 2 bis 6 näher erläutert.
Das nachfolgend beschriebene Verfahren geht von einer Situation aus, wie sie beispielhaft in der 2 dargestellt ist. In dem Ausführungsbeispiel der 2 ist beispielsweise ein zweites Kraftfahrzeug 2' benachbart zu dem Kraftfahrzeug 2 geparkt, und an eine benachbarte Ladesäule 6 der Ladevorrichtung 4 angeschlossen. Dies bedeutet, dass sich beide Kraftfahrzeuge 2, 2' in einem Ladevorgang befinden.
Entsprechend werden beide Lüfter 20 betrieben. Im Lüfterbetrieb wird ein Lüfterrad des Lüfters 20 mit einer vorgegebenen Drehzahl oder Drehfrequenz betrieben, so dass aufgrund des rotierenden Lüfterrads ein Luftstrom erzeugt wird. Der Lüfter 20 erzeugt hierbei im Lüfterbetrieb ein akustisches Signal als Lüftergeräusch 28. Das Lüftergeräusch 28 beziehungsweise der damit assoziierte Luftschall oder Schalldruck breitet sich hierbei in einer Fahrzeugumgebung 30 des Kraftfahrzeugs 2 aus. Entsprechend wird ein Lüftergeräusch 28' von dem Lüfter des Kraftfahrzeugs 2' in der Fahrzeugumgebung 30' erzeugt.
Ein beispielhaftes Frequenzspektrum des Lüftergeräuschs 28 ist in dem Diagramm der 3 gezeigt. In dem Diagramm der 3 ist horizontal, also entlang der Abszissenachse (X-Achse), die Frequenz f in Hertz (Hz), und entlang der vertikalen Ordinatenachse (Y-Achse) ein Schalldruckpegel SPL (engl.: sound pressure level) des Lüftergeräuschs 28, beispielsweise in Dezibel (dB SPL), aufgetragen. Das Lüftergeräusch 28 setzt sich im Wesentlichen aus der Frequenz der Schaufelzahl (Blattfrequenz) multipliziert mit der Drehfrequenz und den entsprechenden Oberwellen zusammen. Das Lüftergeräusch 28 weist hierbei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel beispielsweise bei etwa 450 Hz einen Frequenzpeak 31 auf, welcher im Wesentlichen der Blattfrequenz des Lüfters 20 entspricht. Das Lüftergeräusch 28 weist beispielsweise bei etwa 1250 Hz einen weiteren Frequenzpeak 32 auf, welcher höheren harmonischen Ordnungen entspricht.
Die Lüftergeräusche 28, 28' überlagern sich in der Umgebung zu einem Summensignal (Überlagerungssignal) 34. Das Summensignal 34 weist hierbei eine Einhüllende 36 auf. Das Summensignal 34 weist eine Signalfrequenz auf, welche im Wesentlichen dem Mittelwert der besonders lauten Frequenzanteile der Lüftergeräusche 28, 28' entspricht. Die Einhüllende 36 weist als Schwebungsfrequenz im Wesentlichen die Differenz der lauten Frequenzanteile der Lüftergeräusche 28, 28' (geteilt durch Zwei) auf, welches ein periodischen An- und Abschwellen des Geräusches des Summensignals 34 bewirkt. Wenn sich die Frequenzen der Lüftergeräusche 28, 28' lediglich geringfügig unterscheiden variiert die Einhüllende 36 des Summensignals 34 mit relativ niedriger Frequenz, was in der Regel subjektiv als besonders störend empfunden wird.
Das nachfolgend beschriebene Verfahren dient zur Unterdrückung von als störend empfundenen Schwebungen, so dass in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 beziehungsweise der Ladevorrichtung 4 ein möglichst gefälliges Klang- oder Geräuschbild erzeugt wird.
Das Verfahren wird zusammen mit dem Ladevorgang in einem Verfahrensstart 38 gestartet. Hierbei wird einerseits die Einspeisung des Ladestroms 16 in die Fahrzeugbatterie 14, und andererseits ein Lüfterbetrieb des Lüfter 20 gestartet.
Das Lüftergeräusch 28 ist hierbei anhand einer im Controller 26 hinterlegten Frequenzgröße charakterisiert. Die Frequenzgröße entspricht hierbei beispielsweise dem Frequenzwert des Lüftergeräuschs 28, welche den höchsten Schalldruck aufweist. Mit anderen Worten entspricht die Frequenzgröße den lauten Frequenzanteile des Lüftergeräuschs 28. Die Frequenzgröße entspricht hierbei beispielsweise dem Frequenzpeak 31.
Während eines ersten Verfahrensschritts 40 wird die Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 auf die Anwesenheit weiterer Lüfter überwacht.
Hierzu wird beispielsweise der optionale Geräuschsensor 24 aktiviert und die akustische Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 überwacht. Die Sensorsignale des Geräuschsensors 24 werden hierbei von dem Controller 26 hinsichtlich anderer Lüftergeräusche 28' ausgewertet. Wird ein weiterer Lüfter vom Controller 26 erfasst, wird aus den Sensorsignalen eine entsprechende, das Lüftergeräusch 28' charakterisierende, Frequenzgröße bestimmt.
Alternativ zu dem Geräuschsensor 24 wird die Anwesenheit von weiteren Lüftern vorzugsweise (geräuschsensorlos) über ein Netzwerk bestimmt (5, 6). Hierbei ist beispielsweise ein dezentrales Netzwerk (5) oder ein zentrales Netzwerk (6) möglich.
Bei dem dezentralen Netzwerk der 5 ist in jedem Kraftfahrzeug 2, 2' ein Controller 26 zur Steuerung und/oder Regelung des jeweiligen (Kühler-)Lüfters 20 vorgesehen. Die Controller 26 kommunizieren hierbei beispielsweise kabelgebunden über eine Signalverbindung 42 des Ladekabels 8 mit der jeweils zugeordneten Ladesäule 6, welche über eine Signalverbindung 44 miteinander signaltechnisch verbunden sind. Das Netzwerk ist somit im Wesentlichen durch die Ladevorrichtung 4 realisiert. Zusätzlich oder alternativ ist beispielsweise eine drahtlose Funkverbindung 46 zwischen den Controllern 26 möglich, insbesondere im Rahmen einer Car2Car-Kommunikationsverbindung zwischen den Kraftfahrzeugen 2, 2'. Wird eine signaltechnische Verbindung zwischen den Controllern 26 hergestellt, so wird dies von den Controllern 26 entsprechend als die Anwesenheit eines jeweils weiteren Lüfters 20 erfasst. Es erfolgt also ein Datenaustausch zwischen den Controllern 26 über das Netzwerk. Zweckmäßigerweise ist hierbei jeweils eine entsprechende Frequenzgröße für das jeweilige Lüftergeräusch 28, 28' in den Controllern 26 hinterlegt. Zur Bestimmung der Frequenzgröße sendet der Controller 26 des Kraftfahrzeug 2' die entsprechenden Information über das Netzwerk an den Controller 26 des Kraftfahrzeugs 2.
In der zentralen Netzwerk-Variante der 6 ist vorzugsweise ein fahrzeugexterner, zentraler Steuerrechner (Steuereinheit) als Controller 48 vorgesehen. Die Controller 26 kommunizieren hierbei die Anwesenheit und jeweiligen Frequenzgrößen der Lüfter 20 an den Controller 48, welcher entsprechende, das Verfahren durchführende, Steuer- und/oder Regelsignale an die Controller 26 sendet. Der Controller 48 ist hierbei insbesondere Teil der Ladevorrichtung 4, wobei das Netzwerk beispielsweise ein Wifi-Netzwerk ist.
Nachdem die Frequenzgröße des anderen Lüfters bestimmt ist, wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt 50 ein Schwellwertvergleich hinsichtlich des Pegels beziehungsweise Schalldruckpegels durchgeführt, bei welchem beispielsweise der Schalldruck des Lüftergeräuschs 28 mit einem hinterlegten Schwellwert verglichen wird. Ist der Schwellwertvergleich negativ, also ist der Schalldruckpegel des Lüftergeräuschs 28' kleiner als der Schwellwert, so wird die Fahrzeugumgebung 30 im Verfahrensschritt 40 wieder auf weitere oder andere Lüfter untersucht. Ist der Schwellwertvergleich positiv, also erreicht oder überschreitet der Schalldruckpegel des Lüftergeräuschs 28' beziehungsweise des Frequenzwerts den hinterlegten Schwellwert, so wird ein Verfahrensschritt 52 gestartet.
Der Schwellwert ist beispielsweise in Abhängigkeit des Schalldrucks des Lüftergeräuschs 28 definiert. Der Schwellwert ist beispielsweise auf 25% bis 75% des Schalldrucks des Lüftergeräuschs 28 dimensioniert. Mit anderen Worten wird der Verfahrensschritt 52 lediglich gestartet, wenn das Lüftergeräusch 28' in der Fahrzeugumgebung 30 eine vergleichbare Lautstärke zu dem Lüftergeräusch 28 aufweist. Beispielsweise wird der Schwellwertvergleich lediglich hinsichtlich der bestimmten Frequenzgrößen durchgeführt, es werden also lediglich die lautesten Frequenzanteile mit dem Schwellwert verglichen. Beispielsweise wird eine über das Netzwerk übermittelte Frequenzgröße mit dem hinterlegten Schwellwert verglichen.
In dem Verfahrensschritt 52 wird ein Ähnlichkeitsmaß dafür bestimmt, wie spektral ähnlich sich die Lüftergeräusche 28, 28' sind. Hierzu werden die Frequenzgrößen der Lüftergeräusche 28, 28' miteinander verglichen. Insbesondere wird eine Differenz zwischen den Frequenzgrößen bestimmt, und mit einem hinterlegten Schwellwertbereich verglichen. Die Differenz der Frequenzgrößen entspricht hierbei im Wesentlichen der Schwebungsfrequenz der Einhüllenden 36. Dies bedeutet, dass ein Maß für die Schwebungsfrequenz der Einhüllenden 36 bestimmt und mit dem Schwellwertbereich verglichen wird. Es wird also geprüft, ob die zur Schwebungsfrequenz korrespondierende Differenz zwischen einem oberen und unteren Schwellwert liegt.
Der Schwellwertbereich ist hierbei insbesondere derart gewählt, dass innerhalb der Grenzen des Schwellwertbereichs, also zwischen dem oberen und unteren Schwellwert, eine wahrnehmbare (als störend oder unangenehm empfundene) Schwebungsfrequenz der Einhüllenden 36 auftritt, und dass außerhalb des Schwellwertbereichs im Wesentlichen keine wahrnehmbare, beziehungsweise keine als störend oder unangenehm wahrnehmbare, Schwebung der Einhüllenden 36 auftritt. Beispielsweise ist der untere Schwellwert derart dimensioniert, dass für kleinere Frequenzen die Schwebungsfrequenz der Einhüllenden 36 des Summensignals 34 niedrig genug ist, um als nicht störend wahrgenommen zu werden. Entsprechend kann der obere Schwellwert beispielsweise derart dimensioniert sein, dass größere Frequenzen zu einer Schwebungsfrequenz der Einhüllenden 36 führen, welche groß genug ist, um als nicht störend wahrgenommen zu werden. Der untere Schwellwert entspricht beispielsweise einer Schwebungsfrequenz von etwa 0,5 Hz (Hertz), wobei der obere Schwellwert beispielsweise einer Schwebungsfrequenz von etwa 20 Hz.
Befindet sich die Differenz außerhalb des Schwellwertbereichs bedeutet dies, dass das Summensignal 34 beziehungsweise die Einhüllende 36 als nicht störend wahrgenommen wird. Bei einem solchen (negativen) Vergleichsergebnis wird erneut der Verfahrensschritt 40 gestartet, und die Fahrzeugumgebung 30 hinsichtlich weiterer Lüfter überwacht. Bei einem positiven Vergleichsergebnis, bei welchem die Differenz innerhalb des Schwellwertbereichs liegt, wird ein Verfahrensschritt 54 gestartet.
In dem Verfahrensschritt 54 wird die Drehzahl oder Drehfrequenz des Lüfters 20 verändert, beispielsweise erhöht oder erniedrigt. Durch die Änderung der Drehzahl wird eine Frequenzverschiebung des resultierenden Lüftergeräuschs 28 bewirkt, so dass ein möglichst gefälliges Klang- oder Geräuschbild in der Umgebung des Lüfters 20 beziehungsweise in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 und der Ladevorrichtung 4 realisiert wird. Insbesondere wird die Drehzahl des Lüfters 20 derart verändert, dass eine als störend wahrgenommene Schwebung zwischen den Lüftergeräuschen 28, 28' unterdrückt wird. Beispielsweise wird die Drehzahl des Lüfters 20 derart variiert, dass eine Frequenzverschiebung von beispielsweise mindestens 20 Hz für das Lüftergeräusch 28 bewirkt wird. Insbesondere wird eine Frequenzverschiebung bewirkt, welche größer oder gleich dem korrespondierenden Schwellwertbereich ist, so dass sichergestellt ist, dass das Lüftergeräusch 28 keine störende Schwebung bewirkt.
Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass die Drehzahl für die Lüfter 20 beider Kraftfahrzeuge 2, 2' verändert wird. Zum Beispiel wird eine der Drehzahlen erhöht und die andere reduziert. Die Drehzahlen beziehungsweise Frequenzen werden also gegeneinander verschoben. Dadurch wird die Drehzahl jedes einzelnen Lüfters 20 lediglich geringfügig beeinflusst, so dass der jeweilige Ladevorgang des Kraftfahrzeugs 2, 2' im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt.
Durch die Änderung der Lüfterdrehzahl wird die Kühlleistung für den Ladevorgang beeinflusst. In einem optionalen Verfahrensschritt 56 wird daher geprüft, welcher Ladestrom 16 für die geänderte Drehzahl beziehungsweise Kühlleistung möglich ist.
Wurde die Drehzahl reduziert, so wird im Verfahrensschritt 56 geprüft, ob für den aktuellen Ladestrom 16 die Kühlleistung bei der geänderten Drehzahl ausreicht. Wenn die Kühlleistung ausreichend ist, wird der Verfahrensschritt 40 erneut gestartet, wenn die Kühlleistung nicht ausreicht, wird der Ladestrom 16 in einem Verfahrensschritt 58 mittels eines Ladereglers reduziert. Der Laderegler kann hierbei in das Kraftfahrzeug 2 oder in die Ladesäule 6 integriert sein.
Entsprechend wird im Verfahrensschritt 56 bei einer Erhöhung der Drehzahl geprüft, ob durch die erhöhte Kühlleistung ein größerer Ladestrom 16 möglich ist. Wenn die Kühlleistung einen größeren Ladestrom 16 ermöglicht, wird der Ladestrom 16 im Verfahrensschritt 58 mittels des Ladereglers entsprechend erhöht. Wenn die Kühlleistung nicht ausreicht, wird der Verfahrensschritt 40 erneut gestartet.
Nach einer Änderung oder Anpassung des Ladestroms 16 an die geänderte Kühlleistung wird der Verfahrensschritt 40 erneut gestartet und die Umgebung auf weitere Lüfter untersucht.
Das Verfahren wird vorzugsweise gemeinsam mit dem Ladevorgang beendet.
Durch das Verfahren wird der Ladebetrieb des Kraftfahrzeugs 2 so geregelt, dass akustisch störenden Schwebungen vermieden oder vermindert werden. Die die Lüftergeräusche 28, 28' bestimmenden wesentlichen Frequenzen sind als Frequenzgrößen in den Controllern 26 und/oder in dem Controller 48 der Ladevorrichtung 4 per Software hinterlegt. Durch einen geeigneten Datenaustausch zwischen den Kraftfahrzeugen 2, 2' untereinander, den Kraftfahrzeugen 2, 2' mit den Ladesäulen 6 und den Ladesäulen 6 untereinander wird nun sichergestellt, dass diese Frequenzen einen ausreichenden Frequenzabstand aufweisen, um Schwebungserscheinungen zu vermeiden oder zu vermindern.
Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

2, 2': Kraftfahrzeug
4: Ladevorrichtung
6: Ladesäule
8: Ladekabel
10: Ladestecker
12: Ladeschnittstelle
14: Fahrzeugbatterie
16: Ladestrom
18: Kühlkreislauf
20: Lüfter
22: Vorrichtung
24: Geräuschsensor
26: Controller
28, 28': Lüftergeräusch
30, 30': Fahrzeugumgebung
31, 32: Frequenzpeak
34: Summensignal
36: Einhüllende
38: Verfahrensstart
40: Verfahrensschritt
42, 44: Signalverbindung
46: Funkverbindung
48: Controller
50, 52, 54, 56, 58: Verfahrensschritt
f: Frequenz
SPL: Schalldruckpegel

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Lüfters (20) bei einem Ladevorgang eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugzeugs (2) an einer Ladevorrichtung (4), bei welchem das Kraftfahrzeug (2) mit einem Ladestrom (16) der Ladevorrichtung (4) gespeist wird, - wobei der Lüfter (20) während des Ladevorgangs in einem Lüfterbetrieb mit einer vorgegebenen Drehzahl betrieben wird, und dabei ein erstes Lüftergeräusch (28) erzeugt, - wobei das erste Lüftergeräusch (28) des Lüfters (20) anhand einer hinterlegten ersten Frequenzgröße charakterisiert ist, - wobei die Umgebung des Lüfters (20) auf die Anwesenheit anderer Lüfter überwacht wird, - wobei wenn ein anderer Lüfter erfasst wird: a) eine zweite Frequenzgröße für ein zweites Lüftergeräusch (28') des anderen Lüfters bestimmt wird, b) eine Differenz zwischen der ersten Frequenzgröße und der zweiten Frequenzgröße mit einem hinterlegten Schwellwertbereich verglichen wird, und c) die Drehzahl des Lüfters (20) in Abhängigkeit des Vergleichs verändert wird, wenn sich die Differenz außerhalb des Schwellwertbereichs befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladestrom (16) zusammen mit der Drehzahl des Lüfters (20) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Lüfters (20) derart verändert wird, dass eine Schwebung zwischen dem resultierenden ersten Lüftergeräusch (28) und dem zweiten Lüftergeräusch (28') unterdrückt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalldruck für das zweite Lüftergeräusch (28') bestimmt wird, wobei die Drehzahl des Lüfters (20) lediglich verändert wird, wenn der Schalldruck einen hinterlegten Schwellwert erreicht oder überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als erste und zweite Frequenzgrößen der jeweilige Frequenzwert des zugeordneten Lüftergeräuschs (28, 28') mit dem höchsten Schalldruck verwendet wird.
Vorrichtung (22) zum Betrieb eines Lüfters (20) bei einem Ladevorgang eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugzeugs (2) an einer Ladevorrichtung (4), aufweisend den Lüfter (20) und einen signaltechnisch mit dem Lüfter (20) gekoppelten Controller (26, 48) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Vorrichtung (22) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (20) in dem Kraftfahrzeug (2) integriert ist.
Vorrichtung (22) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Lüfter in einem benachbarten Kraftfahrzeug (2') integriert ist.
Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (26) in dem Kraftfahrzeug (2) integriert ist.
Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (48) als eine zentrale Steuereinheit der Ladevorrichtung (4) extern zu dem Kraftfahrzeug (2) ausgeführt ist.