DE102015224424A1

DE102015224424A1 - Verfahren zum Betrieb eines Klimasystems, Klimasystem und Fahrzeug mit einem Solchen

Info

Publication number: DE102015224424A1
Application number: DE102015224424.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schubert
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2017-06-08

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Klimasystems (2), insbesondere für ein Fahrzeug, wobei eine Zieltemperatur (Tz) für einen Raum (4), insbesondere einen Innenraum (4) des Fahrzeugs, vorgegeben wird und dieser Raum (4) klimatisiert wird, indem mittels des Klimasystems (2) eine tatsächliche Temperatur (Tt) eingestellt wird, welche sich von der Zieltemperatur (Tz) um einen Temperaturunterschied (dT) unterscheidet, und indem mittels eines Schallelements (14) ein Schallsignal (S) erzeugt wird, welches für eine Person in dem Raum (4) hörbar ist, um bei der Person die Wahrnehmung einer erlebten Temperatur zu erzeugen, welche der Zieltemperatur (Tz) entspricht, wobei das Schallsignal (S) mit einer bestimmten Klangfarbe erzeugt wird, welche mittels des Schallelements (14) vorgegeben wird. Durch das Schallsignal (S) wird das Temperaturempfinden der Person gezielt beeinflusst und dadurch eine Energieeinsparung bei der Klimatisierung realisiert. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Klimasystem (2) sowie ein Fahrzeug mit einem solchen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Klimasystems, ein für das Verfahren geeignetes Klimasystem sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Klimasystem.
Klimasysteme, zuweilen auch als Klimageräte oder Klimaanlagen bezeichnet, sind allgemein bekannt.
Bei der Klimatisierung oder auch Temperierung eines Fahrzeugs wird dessen Innenraum oder Fahrgastraum bedarfsweise beheizt oder gekühlt und dazu üblicherweise Luft mittels eines geeigneten Klimasystems temperiert und über geeignete Luftkanäle in Kombination mit einem oder mehreren Gebläsen in den Innenraum eingeströmt. Zur Temperierung wird die Luft zuvor über diverse Heiz- und/oder Kühlelemente des Klimasystems geführt. Beispielsweise umfasst das Klimasystem einen Kältekreis mit einem Klima-Verdampfer als Kühlelement und einen Kühlkreis mit einem Heizwärmetauscher als Heizelement.
Bei der Klimatisierung wird üblicherweise vom Insassen selbst oder von einer Steuereinheit des Fahrzeugs eine Klimatisierungsanforderung in Form einer Zieltemperatur für den Innenraum vorgegeben und das Klimasystem dann entsprechend angesteuert, um diese Klimatisierungsanforderung zu bedienen und die Zieltemperatur einzustellen. Dieses Konzept ist auch allgemein bei der Klimatisierung von jeglichen Räumen verwendbar, in denen sich Personen aufhalten.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Klimasystems anzugeben, welches zur Klimatisierung eines Raumes im Allgemeinen dient und zur Klimatisierung eines Innenraums eines Fahrzeugs im Besonderen. Die Klimatisierung soll möglichst energieeffizient erfolgen und dabei möglichst hohen Komfort für Personen gewährleisten, welche sich im Raum aufhalten. Weiterhin soll ein entsprechendes Klimasystem angegeben werden sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Klimasystem.
Die Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, durch ein Klimasystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 16 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 19. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren sinngemäß auch für das Klimasystem sowie für das Fahrzeug und umgekehrt.
Das Verfahren dient zum Betrieb eines Klimasystems zwecks Klimatisierung eines Raumes, insbesondere zum Betrieb eines Klimasystems für ein Fahrzeug und dort dann zur Klimatisierung eines Innenraums des Fahrzeugs. Bei dem Verfahren wird der Raum, insbesondere der Innenraum klimatisiert, indem für diesen eine Zieltemperatur vorgegeben wird und mittels des Klimasystems eine tatsächliche Temperatur eingestellt wird, welche sich von der Zieltemperatur um einen Temperaturunterschied unterscheidet. Der Raum wird weiterhin klimatisiert, indem mittels eines Schallelements mittelbar oder unmittelbar ein Schalsignal erzeugt wird, welches für eine Person in dem Raum hörbar ist, um bei der Person die Wahrnehmung einer erlebten Temperatur zu erzeugen, welche der Zieltemperatur entspricht. Dabei wird das Schallsignal mit einer bestimmten Klangfarbe erzeugt, welche mittels des Schallelements vorgegeben wird.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht insbesondere darin, die eigentlich gewollte Zieltemperatur gerade nicht einzustellen, sondern eine davon abweichende tatsächliche Temperatur, und den verbleibenden Temperaturunterschied durch Schaffung einer geeigneten Geräusch- oder Schallkulisse für die betroffene Person lediglich auf deren subjektiver Wahrnehmungsebene zu erzeugen, sodass die Person die gewollte Zieltemperatur zwar subjektiv empfindet, diese jedoch objektiv nicht vorliegt und dadurch vorteilhaft entsprechend Energie eingespart wird, welche ansonsten zur zusätzlichen Realisierung des Temperaturunterschieds aufgebracht werden müsste.
Der Erfindung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, dass die von einer Person erlebte, d. h. subjektiv wahrgenommene, gefühlte oder empfundene Temperatur nicht notwendigerweise der tatsächlichen, objektiv messbaren Temperatur entspricht und daher bei der Bedienung einer Klimatisierungsanforderung zur Erzielung eines bestimmten Temperaturgefühls oder Komforterlebnisses nicht zwingend eine spezielle Zieltemperatur auch tatsächlich eingestellt werden muss. Vielmehr ist es möglich durch Ausnutzung von psychologischen Effekten bei der Wahrnehmung der Temperatur einen Unterschied zwischen tatsächlicher und erlebter Temperatur zu erzeugen.
Dies unterscheidet sich grundsätzlich von realen Effekten, beispielsweise dem sogenannten Windchill-Effekt, welcher zu einer gefühlt niedrigeren Temperatur als der tatsächlichen Temperatur führt und somit das Gefühl einer Kühlung hervorruft. Die veränderte Wahrnehmung beruht beim Windchill-Effekt auf einem konkreten physikalischen Effekt, nämlich der verstärkten Konvektion über der Haut und einer dadurch verstärkten Verdunstung mit einhergehender Verdunstungskälte. Demgegenüber lässt sich die Temperaturwahrnehmung auch rein wahrnehmungstechnisch und vor Allem sinnesorganübergreifend beeinflussen. Die erlebte Temperatur ist somit auch nicht ausschließlich durch den Tastsinn bestimmt, mittels welchem die tatsächliche Temperatur feststellbar ist, wie beim realen Windchill-Effekt. Beispielsweise wird durch eine bestimmte Beleuchtung und/oder Farbwahl im Raum gezielt ein kaltes oder warmes Empfinden ausgelöst und dadurch eine Temperatur erlebt, welche von der tatsächlichen Temperatur abweicht. Zwischen erlebter und tatsächlicher Temperatur besteht dann ein Temperaturunterschied, welcher das Resultat eines Einflusses der visuellen Wahrnehmung auf die Urteilsbildung hinsichtlich der Temperatur ist.
Ausgehend hiervon besteht ein Kerngedanke der Erfindung insbesondere darin, diese sinnesorganübergreifende und quasi synästhetische Wahrnehmung von Temperatur und die dadurch beeinflusste Urteilsbildung auszunutzen und die erlebte Temperatur einer Person durch das Schallsignal, d. h. durch akustische Zusatzmaßnahmen gezielt zu beeinflussen, um eine bestimmte Klimatisierungsanforderung zu bedienen, dabei jedoch eine abweichende tatsächliche Temperatur einzustellen und auf diese Weise letztendlich Energie zu sparen. Mit anderen Worten: anstatt die zur Bedienung einer bestimmten Klimatisierungsanforderung erforderliche oder gewünschte Zieltemperatur konkret einzustellen, wird eine abweichende tatsächliche Temperatur eingestellt und über eine akustische Zusatzmaßnahme eine Temperaturabweichung erzeugt, welche in Summe mit der tatsächlich eingestellten Temperatur die Zieltemperatur als erlebte Temperatur ergibt. Die zusätzliche Temperaturabweichung basiert dabei vollständig auf der subjektiven Wahrnehmung der Person und deren Erfassung und Interpretation des Schallsignals, d. h. eines Geräusches, welches durch das Schallelement geprägt ist. Die zusätzliche Temperaturabweichung ist also ein Resultat eines psychologischen Effekts. Die betroffene Person fühlt und erlebt demnach die konkret gewünschte Zieltemperatur, obwohl tatsächlich eine abweichende Temperatur eingestellt ist.
Die akustische Zusatzmaßnahme ist vorliegend, dass in den Raum oder Innenraum ein Schallsignal eingeleitet oder eingespeist wird, um bei der Person einen bestimmten Höreindruck und ein entsprechendes Temperaturempfinden zu erzeugen. Dabei wird gezielt die Klangfarbe des von der Person wahrgenommenen Schallsignals eingestellt und auf diese Weise je nach Bedarf ein kalter oder warmer Höreindruck erzeugt, welcher ein entsprechend kaltes bzw. warmes Temperaturempfinden erzeugt. Im Betrieb des Klimasystems wird also ein gezieltes Sounddesign vorgenommen, um eine hörbare Geräuschkulisse mit der Maßgabe anzupassen, dass die Person ausgehend von der tatsächlichen Temperatur eine nichtsdestoweniger komfortable Temperatur erlebt, welche der Zieltemperatur entspricht, die dann von der tatsächlichen Temperatur abweicht.
Beispielsweise sollen im Innenraum 21°C als Zieltemperatur herrschen, tatsächlich würden aber lediglich 20°C als tatsächliche Temperatur eingestellt und über eine akustische Zusatzmaßnahme wird eine gefühlte Temperaturerhöhung um 1°C realisiert, sodass die eingestellten 20°C wie die gewünschten 21°C wahrgenommen und erlebt werden. Der Temperaturunterschied beträgt im Beispiel also 1°C. Allgemein ist liegt der Temperaturunterschied beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 10°C, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 5°C. In Einzelfällen kann der Temperaturunterschied aber auch durchaus außerhalb der angegebenen Bereiche liegen. Das Schallsignal führt somit zu einer veränderten Wahrnehmung der tatsächlichen Temperatur und ist gezielt derart ausgebildet, dass die tatsächliche Temperatur als Zieltemperatur wahrgenommen wird. Daraus folgt, dass zum Erzielen des gewünschten Klimatisierungsergebnisses effektiv weniger Energie benötigt wird, welche vorteilhaft entsprechend eingespart wird. Durch die gezielte Ausnutzung der wahrnehmungsbedingten Abweichung von tatsächlicher und erlebter Temperatur aufgrund des Schallsignals wird somit eine reale Energieeinsparung realisiert. Dabei wird auf eine vollständige Bedienung der Klimatisierungsanforderung verzichtet und stattdessen durch das Schallsignal lediglich das Erlebnis der gewünschten Temperatur erzeugt, diese jedoch tatsächlich nicht eingestellt, sodass einerseits Energie eingespart wird, es andererseits aber nicht zu Komforteinbußen kommt.
Zusätzlich lässt sich durch das Verfahren bei Erreichen einer Minimal- oder Maximaltemperatur des Klimasystems insbesondere auch dessen effektiv zugänglicher Temperaturbereich vorteilhaft zumindest in der Wahrnehmung der betreffenden Person erweitern, da ausgehend von einer Grenztemperatur die erlebte Temperatur auch außerhalb des physikalisch zugänglichen Temperaturbereichs liegen kann. Alternativ ist es andersherum auch denkbar, zur Erzielung eines mit herkömmlichen Klimasystemen erreichbaren Temperaturbereichs ein entsprechend geringer dimensioniertes, erfindungsgemäßes Klimasystem zu verwenden.
Des Schallsignal muss zunächst hörbar sein, um überhaupt wahrgenommen zu werden und einen entsprechenden Einfluss zu entfalten. Dabei wird unter hörbar im Rahmen dieser Anmeldung verstanden, dass das Schallsignal ein akustisches Signal ist, welches insbesondere hauptsächlich Frequenzen aufweist, die etwa im Bereich zwischen 20 und 20.000 Hz liegen.
Allgemein wird ein Schallsignal durch drei akustische Eigenschaften charakterisiert, nämlich dessen Klangfarbe, auch Timbre genannt, dessen Präsenz, auch als Lautstärke bezeichnet, sowie dessen Dynamik. Die Präsenz und die Dynamik sind für das Temperaturempfinden von untergeordneter Bedeutung. Die Klangfarbe des Schallsignals bestimmt dagegen wesentlich dessen Wahrnehmung durch die betroffene Person und das Resultat der Urteilsbildung hinsichtlich der Temperatur und somit letztendlich die erlebte Temperatur.
Grundsätzlich wird zwischen warmen und kalten Schallsignalen unterschieden, d. h. zwischen Schallsignalen, welche eine warme Klangfarbe aufweisen und warm klingen, und Schallsignalen, welche eine kalte Klangfarbe aufweisen und kalt klingen. Dabei führt ein warmes Schallsignal zu einer erlebten Temperatur, welche größer ist als die tatsächliche Temperatur und ein kaltes Schallsignal zu einer erlebten Temperatur, welche geringer ist als die tatsächliche Temperatur. Die Stärke des Effekts und somit insbesondere auch der Temperaturunterschied sind dabei subjektiv, d. h. verschiedene Personen gelangen hinsichtlich des gleichen Schallsignals möglicherweise zu unterschiedlichen Resultaten. Welche Schallsignale konkret als warm empfunden werden und welche als kalt und wie stark wird daher zweckmäßigerweise in Probandenstudien ermittelt und dann der Auswahl und dem Design des Schallsignals für den Betrieb des Klimasystems zugrunde gelegt. Beispielsweise wird hier ein in einer Studie ermittelter mittlerer Temperaturunterschied angenommen und für eine konkrete Person dann ggf. eine Möglichkeit zur individuellen Nachjustierung angeboten. Bei einem Fahrzeug ist daher die Kombination mit einer Zonenklimatisierung sowie einer Personenerkennung besonders sinnvoll, um das Schallsignal und damit die Klimatisierung möglichst korrekt auf eine bestimmte Person an einem bestimmten Platz im Fahrzeug optimal einzustellen. Dies stellt jedoch lediglich eines von vielen denkbaren Beispielen dar.
Allerdings lässt sich ein Schallsignal auch ohne genauere Versuche und insbesondere in objektiver Weise in gewissem Maße als warm oder kalt klassifizieren. Ein Schallsignal weist nämlich im Frequenzraum ein bestimmtes Frequenzspektrum auf, mit einer bestimmten Form oder Einhüllenden, anhand welcher die Klangfarbe vorteilhaft zumindest tendenziell bestimmbar ist. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass niederfrequente Geräusche grundsätzlich eher als warm empfunden werden und hochfrequente Geräusche eher als kalt. Eine zumindest grobe Einschätzung der Klangfarbe eines gegebenen Schallsignals erfolgt demnach zweckmäßigerweise durch eine Klassifizierung des Schallsignals anhand dessen Frequenzspektrums, insbesondere dessen Einhüllender, genauer gesagt dessen Einhüllendenfunktion. Von Interesse ist dabei insbesondere die spektrale Gewichtung, d. h. welche Frequenzen am stärksten vertreten sind und/oder den größten Anteil ausmachen.
Zweckmäßigerweise ist das Frequenzspektrum und somit das Schallsignal in jedem Fall frei von tonalen Anteilen, da solche üblicherweise als lästig oder störend empfunden werden. Durch tonale Anteile im Schallsignal würde die betreffende Person möglicherweise abgelenkt. Derjenige Anteil des Schallsignals, welcher eigentlich das Temperaturempfinden beeinflussen soll, ist zwar weiterhin hörbar, würde von der Person jedoch unter Umständen bewusstseinsbezogen ausgeblendet, sodass der beabsichtigte Effekt nicht einträte.
Beispielsweise weist das Frequenzspektrum eine Einhüllende auf, die Gauß-förmig ist oder allgemein hügelartig oder im Wesentlichen einem Polynom mindestens zweiten Grades folgt, mit einem spektralen Maximum bei einer Hauptfrequenz, zu deren Seiten hin die Einhüllende monoton abfällt und deren Wert maßgeblich die Klangfarbe des Schallsignals bestimmt. Eine Unterscheidung zwischen warm und kalt erfolgt in einer besonders einfachen Ausgestaltung dann hinsichtlich einer Unterscheidungsfrequenz, wobei das Schallsignal eine warme Klangfarbe aufweist, falls die Hauptfrequenz kleiner ist als die Unterscheidungsfrequenz, und eine kalte Klangfarbe aufweist, falls die Hauptfrequenz größer ist als die Unterscheidungsfrequenz. Beispielsweise beträgt die Unterscheidungsfrequenz 1 kHz. Liegt die Hauptfrequenz in der Nähe der Unterscheidungsfrequenz, d. h. weicht von dieser um höchstens etwa 10% ab, ist die Klangfarbe weder warm noch kalt und das Schallsignal ist neutral. Die vorgenannte Unterscheidung stellt jedoch lediglich eine von vielen Möglichkeiten zur Unterscheidung dar. Denkbar sind vor allem auch kompliziertere Verläufe, z. B. mit mehreren Maxima in verschiedenen Frequenzbereichen sowie andere Unterscheidungskriterien als die bloße Lage der Hauptfrequenz. Konkret werden geeignete Unterscheidungskriterien zweckmäßigerweise in Probandenstudien empirisch ermittelt.
Zusätzlich zur Hauptfrequenz ist für die Klangfarbe weiterhin insbesondere die Bandbreite des Schallsignals von Bedeutung, d. h. die Breite der Einhüllenden im Bereich um die Hauptfrequenz herum. Die Breite wird im Frequenzspektrum beispielsweise als Halbwertsbreite oder 3dB-Breite bestimmt und beträgt optimalerweise zwischen 50 und 500 Hz für warme Schallsignale und zwischen 100 und 1000 kHz für kalte Schallsignale. Konkret gilt aber auch hier, dass geeignete Werte und Wertebereiche zweckmäßigerweise in Probandenstudien empirisch ermittelt.
Besonders im Zusammenhang mit den oben erwähnten tonalen Anteilen, jedoch auch allgemein ist insbesondere die sogenannte kritische Bandbreite von Bedeutung. In der psychoaustischen Theorie ist die kritische Bandbreite das spektrale Auflösungsvermögen innerhalb einer Frequenzgruppe des Gehörs und beschreibt demnach, wie weit zwei Frequenzen, d. h. Spektrallinien oder Anteile mit jeweils lediglich einer Frequenz, im Frequenzspektrum voneinander beabstandet sein müssen, um von der betreffenden Person noch als unterschiedliche Töne wahrgenommen zu werden, d. h. insbesondere als Schallsignal mit unterscheidbaren tonalen Anteilen. Liegen die beiden Anteile innerhalb der kritischen Bandbreite wird das resultierende Schallsignal dagegen üblicherweise als amplitudenmodulierter oder rauer Ton wahrgenommen.
Aufgrund der subjektiven Komponente bei der Wahrnehmung des Schallsignals wird im Rahmen der Anmeldung unter warm und kalt insbesondere verstanden, dass zumindest eine nicht zu vernachlässigende Anzahl aus einer Menge von mehreren Personen durch des Schallsignal entsprechend beeinflusst wird, jedoch nicht notwendigerweise jede Person oder jede Person in gleichem Maße. Das Schallsignal soll demnach zunächst prinzipiell geeignet sein, bei einer Person die Wahrnehmung einer erlebten Temperatur zu erzeugen, jedoch ist dies ist in einer konkreten Konstellation nicht notwendigerweise tatsächlich der Fall. Vielmehr wird das Schallsignal als geeignet angesehen, falls z. B. im Rahmen einer Probandenstudie eine hinreichende und insbesondere signifikante Korrelation zwischen der Wahrnehmung des Schallsignals und dem Temperaturempfinden einer bestimmten Anzahl von Personen festgestellt wird.
In einer geeigneten Ausgestaltung wird das Schallsignal mit einer warmen Klangfarbe erzeugt, falls die tatsächliche Temperatur geringer ist als die Zieltemperatur. Vorzugsweise erfolgt dies in einem Heizbetrieb des Klimasystems, in welchem der Raum beheizt wird. Dadurch wird dann vorteilhaft weniger Energie zum Heizen benötigt, z. B. ein Heizelement auf eine geringere Temperatur eingestellt, da tatsächlich eine geringere Temperatur als die Zieltemperatur eingestellt wird. Das warme Schallsignal ist dann derart ausgebildet, dass die Person in dem Raum eine wärmere Temperatur als die tatsächlich eingestellte Temperatur erlebt.
in einer weiteren geeigneten Ausgestaltung wird das Schallsignal mit einer kalten Klangfarbe erzeugt, falls die tatsächliche Temperatur größer ist als die Zieltemperatur. Vorzugsweise erfolgt dies in einem Kühlbetrieb des Klimasystems, in welchem der Raum gekühlt wird. Dadurch wird dann vorteilhaft weniger Energie zum Kühlen benötigt, z. B. ein Kompressor des Klimasystems zurückgefahren, da tatsächlich eine höhere Temperatur als die Zieltemperatur eingestellt wird. Das kalte Schallsignal ist dann derart ausgebildet, dass die Person in dem Raum eine kältere Temperatur als die tatsächlich eingestellte Temperatur erlebt.
Zweckmäßigerweise sind beide der vorgenannten Ausgestaltungen gemeinsam verwirklicht, sodass sowohl im Kühlbetrieb als auch im Heizbetrieb eine Energieeinsparung erfolgt und das Klimasystem insgesamt energieeffizienter ist. Des Schallsignal wird dann entsprechend in Abhängigkeit eines Klimatisierungsbetriebs des Klimasystems umgeschaltet, wobei der Heiz- und der Kühlbetrieb jeweils ein Klimatisierungsbetrieb sind. Zwischen Heiz- und Kühlbetrieb wiederum wird beispielsweise in Abhängigkeit der Außentemperatur umgeschaltet, d. h. einer Temperatur außerhalb des Raums oder Innenraums.
Im Folgenden werden einige geeignete Ausgestaltungen für das Schallelement sowie für die Erzeugung oder Formung des Schallsignals beschrieben. Dabei wird einerseits unterschieden zwischen passiven und aktiven Schallelementen sowie andererseits zwischen akustischer und strömungstechnischer Erzeugung des Schallsignals. Unter einem passiven Schallelement wird Insbesondere ein Schallelement verstanden, welches feststeht, d. h. nicht beweglich ist und beispielsweise fest am Klimasystem montiert ist und lediglich bei der Fertigung des Klimasystems eingestellt wird, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Unter einem aktiven Schallelement wird insbesondere ein Schallelement verstanden, welches im Betrieb einstellbar ist, z. B. mittels eines Stellglieds, sodass das erzeugte Schallsignal insbesondere ebenfalls einstellbar ist, z. B. ein- oder ausschaltbar oder veränderbar. Unter einer akustischen Erzeugung oder Formung des Schallsignals wird insbesondere verstanden, dass des Schallsignal von einem konkreten Bauteil insbesondere des Klimasystems erzeugt oder geformt wird, z. B. aufgrund einer mechanischen Schwingung des Bauteils. Unter einer strömungstechnischen Erzeugung oder Formung des Schallsignals wird insbesondere verstanden, dass das Schallsignal durch die Strömung der Luft durch einen Luftkanal des Klimasystems erzeugt wird oder beim Durchströmen eines Luftkanals geformt wird.
in einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Schallelement ein feststehendes, passives Bauteil und das Schallsignal wird erzeugt, indem ein Betriebsgeräusch, welches im Betrieb des Klimasystems automatisch erzeugt wird, mittels des Schallelements insbesondere spektral geformt wird, um die bestimmte Klangfarbe zu erzeugen. Durch diese insbesondere konstruktive Anpassung der Klangfarbe ist auf besonders einfache und kastengünstige Weise die Erzeugung eines geeigneten Schallsignals realisiert.
Insbesondere in Kombination mit der vorgenannten Ausgestaltung ist das Schallelement zweckmäßigerweise ein Resonator oder Schallabsorber, welcher insbesondere als Teil des Klimasystems dessen akustische Eigenschaften beeinflusst. Beispielsweise verstärkt der Resonator bestimmte akustische Frequenzbereiche oder der Schallabsorber dämpft bestimmte akustische Frequenzbereiche, sodass das Schallsignal warm oder kalt ist. Somit handelt es sich bei dieser Ausgestaltung insbesondere um ein passives Schallelement mit akustischer Erzeugung oder Formung des Schallsignals. Dabei dient das Schallelement in einer Variante zur Formung des Betriebsgeräusches des Klimasystems, d. h. insbesondere zur spektralen Formung des Frequenzspektrums des Betriebsgeräusches, und somit zur Anpassung des Betriebsgeräusches und Umwandlung desselben in ein geeignetes Schallsignal.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Schallelement ein Luftkanal des Klimasystems, durch welchen im Betrieb Luft strömt und durch welchen dabei das Schallsignal erzeugt wird, wobei der Luftkanal eine Geometrie aufweist, durch welche das Schallsignal strömungstechnisch mit einer bestimmten Klangfarbe geformt wird. In dieser Ausgestaltung werden somit direkt und auf besonders einfache Weise Strömungsgeräusche im Betrieb derart modifiziert, dass sich ein geeignetes Schallsignal ergibt. Es erfolgt somit eine strömungstechnische Erzeugung des Schallsignals mittels eines passiven Schallelements, nämlich des Luftkanals mit einer bestimmten Querschnittsgeometrie und/oder einem bestimmten Verlauf. Hierzu ist beispielsweise eine Staulippe oder eine Abrisskante im Luftkanal angeordnet. Alternativ ist der Verlauf des Luftkanals derart ausgebildet, dass sich geeignete Strömungseigenschaften ergeben, aufgrund derer das gewünschte Schallsignal erzeugt wird.
Bei den genannten passiven Maßnahmen zur Erzeugung des Schallsignals wird zweckmäßigerweise ein ohnehin vom Klimasystem erzeugtes Betriebs- oder auch Strömungsgeräusch derart modifiziert oder geformt, dass sich ein Schallsignal mit einer bestimmten Klangfarbe ergibt. Demgegenüber wird bei einer aktiven Maßnahme mittels des Schallelements ein insbesondere zusätzliches Schallformsignal erzeugt, welches zweckmäßigerweise mit dem Betriebsgeräusch überlagert wird und durch Superposition mit diesem das Schallsignal bildet. Mit anderen Worten: vorteilhafterweise erzeugt das Schallelement ein Schallformsignal, welches mit einem Betriebsgeräusch des Klimasystems überlagert wird und mit diesem zum Schallsignal zusammengesetzt wird oder welches insbesondere ohne Berücksichtigung eines Betriebsgeräusches das Schaltsignal ist. Das Schallformsignal ist selbst auch ein akustisches Signal, d. h. ein Schallsignal oder Geräusch.
Das Schallformsignal wird somit insbesondere als separates Schallsignal erzeugt, um durch Überlagerung, d. h. insbesondere Interferenz mit einem anderen Schallsignal, z. B. dem Betriebsgeräusch, das tatsächlich hörbare Schallsignal mit bestimmter Klangfarbe zu bilden. Falls das Klimasystem selbst bereits dahingehend ausgebildet ist, dass dieses kein oder lediglich elf vernachlässigbares Betriebsgeräusch aufweist, bildet das Schallformsignal selbst das Schallsignal mit bestimmter Klangfarbe und ist dabei gerade nicht selbst das Betriebsgeräusch sondern vielmehr ein aktiv und zusätzlich erzeugtes Schallsignal. Eine Überlagerung ist dann nicht notwendig. Als vernachlässigbar wird Insbesondere auch ein sogenanntes neutrales Betriebsgeräusch angesehen, d. h. ein Betriebsgeräusch welches weder eine kalte noch eine warme Klangfarbe aufweist. Ob ein Betriebsgeräusch vernachlässigbar ist, ergibt sich demnach vorzugsweise aufgrund dessen Klangfarbe und gerade nicht aufgrund dessen Präsenz oder Dynamik.
Ein Vorteil eines aktiven Schallelements besteht insbesondere darin, dass das Schallformsignal und somit das Schallsignal im Betrieb einstellbar sind. Dadurch ist des Klimasystem einerseits zwischen verschiedenen Schallsignalen umschaltbar. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird daher das Schallformsignal in Abhängigkeit des Temperaturunterschieds eingestellt und dadurch automatisch auch entsprechend das Schallsignal eingestellt.
Andererseits ist es mit einem aktiven Schallelement auch möglich auf ein im Betrieb verändertes Betriebsgeräusch zu reagieren und weiterhin in Summe ein bestimmtes Schallsignal zu erzeugen, indem das Schallformsignal an das veränderte Betriebsgeräusch angepasst wird. Dazu wird zweckmäßigerweise das Betriebsgeräusch oder das Schallsignal gemessen, z. B. mittels eines Mikrofons, und mit einem Soll-Schallsignal verglichen und anschließend wird das Schallformsignal insbesondere im Sinne einer Regelung derart angepasst, d. h. ausgewählt oder eingestellt, dass das Schallsignal dem Soll-Schallsignal entspricht. Unter „entsprechen” wird dabei insbesondere verstanden, dass zumindest die Klangfarbe, im Speziellen die Einhüllende des Frequenzspektrums, an diejenige des Soll-Schallsignals angeglichen wird. Alternativ wird das Betriebsgeräusch oder das Schallsignal mittels eines strömungsakustischen Modells berechnet, d. h. theoretisch bestimmt und nicht gemessen. Grundsätzlich sind die genannten Konzepte der Messung und Berechnung auch gemeinsam anwendbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Schallelement ein Lautsprecher und das Schallformsignal wird mittels des Lautsprechers erzeugt und ausgegeben. Mittels eines solchen Lautsprechers ist die Erzeugung des Schallformsignals besonders flexibel. In einer ersten Variante ist der Lautsprecher ein Teil des Klimasystems und wird dann insbesondere ausschließlich zur Erzeugung des Schallformsignals verwendet. in einer zweiten Variante ist der Lautsprecher dagegen ein Teil des Fahrzeugs, nicht jedoch ein Teil des Klimasystems, und beispielsweise ein Lautsprecher eines Multimediasystems oder einer Stereoanlage des Fahrzeugs, wird also prinzipiell auch zur Erzeugung anderer Geräusche verwendet.
Vorteilhafterweise wird das Schallformsignal erzeugt, indem dieses aus einer Menge von vorgefertigten Schallsignalen ausgewählt wird, welche auf einem Speicher hinterlegt sind. Die Erzeugung des Schallformsignals ist durch diese Auswahl aus einem Katalog unterschiedlicher Schallsignale einerseits besonders flexibel und andererseits besonders einfach, da insbesondere auf eine Echtzeitberechnung des Schallformsignals verzichtet wird. Der Speicher ist beispielsweise ein Teil eines Bordcomputers des Fahrzeugs. Besonders bei Verwendung eines Lautsprechers als Schallelement sind die vorgefertigten Schallsignale geeigneterweise Audiodateien, aus denen eine ausgewählt und dann abgespielt wird. Vorteilhafterweise eignen sich die vorgefertigten Schallsignale zur Endloswiedergabe. Die vorgefertigten Schalsignale weisen zudem zweckmäßigerweise unterschiedliche Klangfarben auf und werden dann vorteilhaft in unterschiedlichen Situationen verwendet. Bei einem besonders einfachen Beispiel wird zumindest zwischen einem kalten und einem warmen Schallformsignal gewählt, um in Abhängigkeit des Betriebszustands des Klimasystems ein kaltes oder warmes Schallsignal zu erzeugen.
In einer geeigneten Variante ist das Schallelement ein elektromechanischer Wandler und das Schallformsignal wird mittels des Wandlers erzeugt, indem ein Luftkanal des Klimasystems mittels des Wandlers angeregt wird und als eine Lautsprechermembran verwendet wird. Auf diese Weise wird insbesondere auf einen Lautsprecher verzichtet und stattdessen im Sinne einer integrierten Lösung durch eine besonders kompakte Bauform direkt der Luftkanal, genauer gesagt eine Wandung desselben, zum Schwingen angeregt. Der Wandler wird in diesem Zusammenhang auch als Shaker bezeichnet.
Sowohl der Lautsprecher als auch der Wandler sind Beispiele für aktive Schallelemente zur akustischen Erzeugung des Schallsignals.
Besonders bei der aktiven Erzeugung des Schallformsignals mittels eines Lautsprechers oder Wandlers zur Überlagerung mit einem Betriebsgeräusch existieren zunächst zwei Ansätze zur Formung des Schallsignals: erstens eine Weiterbildung des bestehenden Betriebsgeräusches durch Addition des Schallformsignals, wodurch sozusagen zusätzliche Frequenzanteile hinzugefügt werden, zur Ausbildung des Schallsignals, und zweitens eine Umformung des Betriebsgeräusches durch destruktive Interferenz mit dem Schallformsignal, d. h. ein Subtrahieren von Frequenzanteilen. Die Addition wird auch als „active sound design” bezeichnet, die Subtraktion als „aktive noise cancellation”. Alternativ werden beide Ansätze gemeinsam angewendet.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Schallelement ein verstellbarer Strömungswiderstand des Klimasystems, welcher eingestellt wird, um den Strömungsquerschnitt in einem Luftkanal des Klimasystems einzustellen und somit die Luftströmung zu beeinflussen. Der Strömungswiderstand ist beispielsweise eine einstellbare Stauklappe oder Ähnliches, welche über ein Stellglied verstellt wird. Der Strömungswiderstand ist somit ein aktives Schallelement zur strömungstechnischen Erzeugung des Schallsignals.
In einer geeigneten Variante ist das Schallelement ein Gebläse des Klimasystems und wird dann insbesondere derart angesteuert, dass sich ein Schallsignal mit der gewünschten Klangfarbe ergibt. Beispielsweise wird hierzu die Drehzahl des Gebläses eingestellt. Das Gebläse dient insbesondere zum Ansaugen und Fördern der Luft, sodass die Verwendung des Gebläses insbesondere den Vorteil hat, dass kein zusätzliches Bauteil zur Erzeugung des Schallsignals hinzugefügt werden muss, sondern dass ein bereits vorhandenes Teil des Klimasystems mit einer Zweitfunktion ausgestattet ist und verwendet wird.
Ähnlich weist das Klimasystem in einer weiteren geeigneten Variante einen bürstenlosen Gleichstrommotor auf, welcher das Schallelement ist und welcher in einem Zusatzschallbetrieb betrieben wird. Der Gleichstrommotor ist vorzugsweise ein Motor des Gebläses, alternativ kommen aber auch andere entsprechende Stellglieder des Klimasystems in Betracht. Bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor wird das Schallformsignal im Zusatzschallbetrieb vorteilhaft ohne eine Veränderung des Drehmoments, der Drehzahl und somit bei gleichbleibendem Luftstrom erzeugt. Dazu wird beim Zusatzschallbetrieb dem Drehmagnetfeld des Gleichstrommotors ein zusätzliches statisches Magnetfeld überlagert, wodurch sich eine künstliche Unwucht ergibt und der Gleichstrommotor eine zusätzliche Vibration ausführt, die drehmomentunabhängig zu einem Geräusch, insbesondere Brummgeräusch führt, welches als Schallformsignal verwendet wird. Durch entsprechende Ansteuerung und Ausnutzung dieses Effekts wird dann die Klangfarbe des Schallsignals geeignet eingestellt.
Des erfindungsgemäße Klimasystem ist insbesondere für ein Verfahren wie oben beschrieben ausgebildet und dient zum Einstellen einer tatsächlichen Temperatur in einem Raum, wobei sich die tatsächliche Temperatur von einer Zieltemperatur für den Raum um einen Temperaturunterschied unterscheidet. Das Klimasystem weist ein Schallelement auf, welches derart ausgebildet ist, dass mittels diesem ein Schallsignal erzeugt wird, welches für eine Person in dem Raum hörbar ist, um bei der Person die Wahrnehmung einer erlebten Temperatur zu erzeugen, welche der Zieltemperatur entspricht, wobei des Schallsignal mit einer bestimmten Klangfarbe erzeugt wird, welche mittels des Schallelements vorgegeben wird. Die Vorteile und zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus oben bereits Gesagtem.
Aufgrund der Energieeinsparung beim Betrieb des Klimasystems eignet sich dieses besonders zur Verwendung in einer Umgebung mit begrenztem Energievorrat, d. h. bei einem Fahrzeug, z. B. einem Kraftfahrzeug, Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug. Das Klimasystem ist zur Klimatisierung des Innenraums des Fahrzeugs ausgebildet und weist entsprechende Luftkanäle auf, zur Zufuhr von beheizter oder gekühlter Luft in den Innenraum.
Ganz allgemein weist das Klimasystem insbesondere ein Heizelement, z. B. einen Heizwärmetauscher oder elektrischen Heizer auf, zur Beheizung von Luft, sowie ein Kühlelement, z. B. einen Klima-Verdampfer, zur Kühlung von Luft. Zur Versorgung des Heizwärmetauschers mit Wärme weist das Klimasystem insbesondere einen Kühlkreis auf, an welchen eine Anzahl von Wärmequellen angeschlossen ist. In einer Variante weist das Klimasystem zudem einen Kältekreis auf, mit einem Verdichter, einem Kondensator, einem Expansionsorgan und einem Verdampfer, welcher insbesondere der Klima-Verdampfer ist. In einer weiteren Variante umfasst das Klimasystem eine Wärmepumpe, welche beispielsweise ein Teil des Kältekreises ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch:
1 ein Klimasystem und
2 Frequenzspektren für diverse Schallsignale mit unterschiedlicher Klangfarbe.
1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Klimasystem 2 zur Klimatisierung eines Innenraums 4 eines nicht näher gezeigten Fahrzeugs. Das Klimasystem 2 weist mehrere Luftkanäle 6 auf, durch welche Luft hindurchströmt und über Auslässe 8 in den Innenraum 4 eingeströmt wird. Zur Klimatisierung wird die Luft zuvor beheizt, z. B. mittels eines nicht gezeigten Heizwärmetauschers des Klimasystems 2, oder gekühlt, z. B. mittels eines nicht gezeigten Klima-Verdampfers des Klimasystems 2. Zur Förderung der Luft weist das Klimasystem 2 hier ein Gebläse 10 auf, mittels welchem Luft zunächst angesaugt wird und anschließend durch die Luftkanäle 6 gefördert wird.
Die Klimatisierung erfolgt in 1 derart, dass zunächst eine Zieltemperatur Tz für den Innenraum 4 vorgegeben wird, beispielsweise über eine Nutzereingabe 12. Diese Zieltemperatur Tz wird jedoch nicht eingestellt, sondern stattdessen wird eine um einen Temperaturunterschied dT davon abweichende tatsächliche Temperatur Tt eingestellt und über eine akustische Zusatzmaßnahme mittels eines Schallelements 14 ein Schallsignal S erzeugt, welches für eine Person in dem Innenraum 4 hörbar ist, um bei der Person die Wahrnehmung einer erlebten Temperatur zu erzeugen, welche der Zieltemperatur Tz entspricht. Über eine Steuereinheit 16, auch als Controller bezeichnet, wird die Nutzereingabe 12 ausgewertet und das Klimasystem 2 derart angesteuert, dass die tatsächliche Temperatur Tt eingestellt wird. Für das Schallelement 14 und die Erzeugung des Schallsignals S existieren grundsätzlich verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten, von denen mehrere in 1 dargestellt sind. Entsprechend weist das Klimasystems 2 der 1 mehrere Schallelemente 14 auf. Grundsätzlich ist aber auch eine separate Verwendung der diversen Möglichkeiten denkbar oder eine beliebige Kombination hiervon.
Das hier gezeigte Klimasystem 2 erzeugt im Betrieb zunächst ein Betriebsgeräusch Sb, welches zusammengesetzt ist aus Strömungsgeräuschen der Luft und akustischen Geräuschen, welche von diversen Bauteilen des Klimasystems 2 erzeugt werden, z. B. vom Gebläse 10 und/oder von einem nicht gezeigten Verdichter des Klimasystems 2. Um im Betrieb Energie zu sparen werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mittels der Schallelemente 14 zum Einen Schallformsignale Sf erzeugt, welche wiederum mit dem Betriebsgeräusch Sb überlagert werden und in Kombination mit diesem des Schallsignal S mit einer bestimmten Klangfarbe ergeben, und zum Anderen die akustischen und strömungstechnischen Eigenschaften des Klimasystems 2 gezielt beeinflusst um die Betriebsgeräusche Sb zu modifizieren, d. h. zum gewünschten Schallsignal S zu formen. Die Klangfarbe ist dabei derart gewählt, dass das Urteilsvermögen der im Innenraum 4 befindlichen Person hinsichtlich deren Temperaturwahrnehmung beeinflusst wird und somit die Person die eine höhere oder niedrigere als die tatsächliche Temperatur Tt erlebt. Dabei wird das Schallsignal S mit einer warmen Klangfarbe erzeugt, falls die tatsächliche Temperatur Tt geringer ist als die Zieltemperatur Tz, die Person erlebt also eine wärmere als die tatsächliche Temperatur Tt, und falls die tatsächliche Temperatur Tt größer ist als die Zieltemperatur Tz wird das Schallsignal S mit einer kalten Klangfarbe erzeugt, die Person erlebt also eine kältere als die tatsächliche Temperatur Tt.
Zur Verdeutlichung der Klangfarbe sind in 2 die akustischen Frequenzspektren Fk, Fn, Fw verschiedener Schallsignale S dargestellt. Der Graph zeigt dabei die spektrale Leistung P als Funktion der Frequenz F. In dem gezeigten Fall erfolgt die Unterscheidung hinsichtlich der Lage eines spektralen Maximums M eines jeweiligen Frequenzspektrums Fk, Fn, Fw relativ zu einer Unterscheidungsfrequenz U, welche hier etwa 1 kHz beträgt. Ein Schallsignal S wird dann als warm angesehen, d. h. weist eine warme Klangfarbe auf, wenn dieses hauptsächlich niedrige Frequenzen F enthält, wie dasjenige Schallsignal S, welches dem Frequenzspektrum Fw zugeordnet ist. Die Frequenz F am Maximum M, auch als Hauptfrequenz H bezeichnet, ist geringer als die Unterscheidungsfrequenz U. Umgekehrt wird ein Schallsignal S als kalt angesehen, d. h. weist eine kalte Klangfarbe auf, wenn dieses hauptsächlich hohe Frequenzen F enthält, wie dasjenige Schallsignal S, welches dem Frequenzspektrum Fk zugeordnet ist. Die Hauptfrequenz H ist hierbei größer als die Unterscheidungsfrequenz U. Liegt die Hauptfrequenz H dagegen in der Nähe der Unterscheidungsfrequenz U, weicht also z. B. um weniger als 10% davon ab, wie im Frequenzspektrum Fn, so wird das zugehörige Schallsignal S als neutral bezeichnet, weist also eine neutrale Klangfarbe auf, die weder warm noch kalt ist.
Zu beachten ist weiterhin, dass zumindest die Frequenzspektren Fk, Fw um die jeweilige Hauptfrequenz H herum eine gewisse Breite B aufweisen, welche hier als Halbwertsbreite gemessen ist und im Bereich zwischen mehreren 10 Hz und mehreren 100 Hz oder wenigen Kilohertz liegt.
In dem in 1 gezeigten Klimasystem 2 wird das Schallsignal S sowohl mittels aktiver als auch passiver Schallelemente 14 erzeugt. Die Erzeugung durch aktive Schallelemente 14 erfolgt mittelbar als Resultat einer Überlagerung eines vom jeweiligen Schallelement 14 direkt erzeugten Schallformsignals Sf mit dem Betriebsgeräusch Sb des Klimasystems 2. Als erstes aktives Schallelement 14 dient zunächst ein nicht bürstenloser Gleichstrommotor 18 des Gebläses 10, welcher in einem speziellen Zusatzschallbetrieb betrieben wird und dabei ein Schallformsignal Sf erzeugt.
Als zweites aktives Schaltelement 14 wird zusätzlich ein Lautsprecher 20 verwendet. Über den Lautsprecher 20 werden dann Schallformsignale Sf ausgegeben, welche beispielsweise als vorgefertigte Audiodateien auf einem Speicher 22 der Steuereinheit 16 hinterlegt sind. Falls das Klimasystem 2 selbst keine oder vernachlässigbare und insbesondere neutrale Betriebsgeräusche Sb aufweist, wird über den Lautsprecher 20 direkt das Schalsignal S ausgegeben, dieses also unmittelbar vom Lautsprecher 20 erzeugt.
Weiterhin wird in 1 ein elektromechanischer Wandler 24 als aktives Schallelement 20 eingesetzt, um einen der Luftkanäle 6 zum Schwingen anzuregen und auf diese Weise das Schallsignal S mit der gewünschten Klangfarbe zu erzeugen.
Zusätzlich zu diesen akustischen Maßnahmen wird das Schallsignal S in 1 auch strömungstechnisch erzeugt, durch die Strömung der Luft durch einen oder mehrere der Luftkanäle 6 und/oder Auslässe 8. Die Klangfarbe wird dann aktiv durch einen verstellbaren Strömungswiderstand 26 eingestellt, z. B. eine Stauklappe, und auf diese Weise das Schallsignal S beeinflusst, indem direkt das durch Strömung erzeugte Betriebsgeräusch Sb beeinflusst wird.
Zusätzlich zu den genannten aktiven Maßnahmen werden auch passive Schallelement 14 verwendet, d. h. feststehende und im Betrieb nicht einstellbare Schallelemente 14. Dadurch erfolgt insbesondere direkt eine Formung des Betriebsgeräusches Sb, genauer gesagt dessen Frequenzspektrums, dahingehend, dass ein Schallsignal S mit einer bestimmten Klangfarbe erzeugt wird. Beispiele für passive Schallelemente 14 sind ein in 1 gezeigter Schallabsorber 28, ein nicht gezeigter Resonator, oder eine speziell gewählte Geometrie G zumindest eines der Luftkanäle 6, z. B. eine wie in 1 gezeigte spezielle Geometrie G des Querschnitts und in nicht gezeigter Weise alternativ oder zusätzlich ein spezieller Verlauf.
Bezugszeichenliste

2: Klimasystem
4: Raum, Innenraum
6: Luftkanal
8: Auslass
10: Gebläse
12: Nutzereingabe
14: Schallelement
16: Steuereinheit
18: bürstenloser Gleichstrommotor
20: Lautsprecher
22: Speicher
24: elektromechanischer Wandler
26: Strömungswiderstand
28: Schallabsorber
B: Breite
F: Frequenz
G: Geometrie
H: Hauptfrequenz
Fk: Frequenzspektrum eines Schallsignals mit kalter Klangfarbe
Fn: Frequenzspektrum eines Schallsignals mit neutraler Klangfarbe
Fw: Frequenzspektrum eines Schallsignals mit warmer Klangfarbe
M: Maximum
P: spektrale Leistung
S: Schallsignal
Sb: Betriebsgeräusch
Sf: Schallformsignal
dT: Temperaturunterschied
Tt: tatsächliche Temperatur
Tz: Zieltemperatur
U: Unterscheidungsfrequenz

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Klimasystems (2), insbesondere für ein Fahrzeug, wobei eine Zieltemperatur (Tz) für einen Raum (4), insbesondere einen Innenraum (4) des Fahrzeugs, vorgegeben wird und dieser Raum (4) klimatisiert wird, indem mittels des Klimasystems (2) eine tatsächliche Temperatur (Tt) eingestellt wird, welche sich von der Zieltemperatur (Tz) um einen Temperaturunterschied (dT) unterscheidet, und indem mittels eines Schallelements (14) ein Schallsignal (S) erzeugt wird, welches für eine Person in dem Raum (4) hörbar ist, um bei der Person die Wahrnehmung einer erlebten Temperatur zu erzeugen, welche der Zieltemperatur (Tz) entspricht, wobei des Schallsignal (S) mit einer bestimmten Klangfarbe erzeugt wird, welche mittels des Schallelements (14) vorgegeben wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallsignal (S) mit einer warmen Klangfarbe erzeugt wird, falls die tatsächliche Temperatur (Tt) geringer ist als die Zieltemperatur (Tz).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallsignal (S) mit einer kalten Klangfarbe erzeugt wird, falls die tatsächliche Temperatur (Tt) größer ist als die Zieltemperatur (Tz).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallelement (14) ein feststehendes, passives Bauteil ist und das Schallsignal (S) erzeugt wird, indem ein Betriebsgeräusch (Sb), welches im Betrieb des Klimasystems (2) automatisch erzeugt wird, mittels des Schallelements (14) geformt wird, um die bestimmte Klangfarbe zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallelement (10) ein Resonator oder ein Schallabsorber (28) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallelement (14) ein Luftkanal (6) des Klimasystems (2) ist, durch welchen im Betrieb Luft strömt und durch welchen dabei das Schallsignal (S) erzeugt wird, wobei der Luftkanal (6) eine Geometrie (G) aufweist, durch welche das Schallsignal (S) strömungstechnisch mit einer bestimmten Klangfarbe geformt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallelement (14) ein Schallformsignal (Sf) erzeugt, welches mit einem Betriebsgeräusch (Sb) des Klimasystems (2) überlagert wird und mit diesem zum Schallsignal (S) zusammengesetzt wird oder welches das Schallsignal (S) ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallformsignal (Sf) in Abhängigkeit des Temperaturunterschieds (dT) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsgeräusch (Sb) oder das Schallsignal (S) gemessen wird und mit einem Soll-Schallsignal verglichen wird und anschließend des Schallformsignal (Sf) derart angepasst wird, dass das Schallsignal (S) dem Soll-Schalsignal entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass des Schallelement (14) elf Lautsprecher (20) ist und das Schallformsignal (Sf) mittels des Lautsprechers (20) erzeugt und ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallformsignal (Sf) erzeugt wird, indem dieses aus einer Menge von vorgefertigten Schallsignalen (S) ausgewählt wird, welche auf einem Speicher (22) hinterlegt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallelement (14) ein elektromechanischer Wandler (24) ist und das Schallformsignal (Sf) mittels des Wandlers (24) erzeugt wird, indem ein Luftkanal (6) des Klimasystems (2) mittels des Wandlers (24) angeregt wird und als eine Lautsprechermembran verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallelement (14) ein verstellbarer Strömungswiderstand (26) des Klimasystems (2) ist, welcher eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallelement (14) ein Gebläse (10) des Klimasystems (2) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimasystem (2) einen bürstenlosen Gleichstrommotor (18) aufweist, welcher das Schallelement (14) ist und welcher in einem Zusatzschallbetrieb betrieben wird.
Klimasystem (2), insbesondere für ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Einstellen einer tatsächlichen Temperatur (Tt) in einem Raum (4), welche sich von einer Zieltemperatur (Tz) um einen Temperaturunterschied (dT) unterscheidet, mit einem Schallelement (14), welches derart ausgebildet ist, dass mittels diesem ein Schallsignal (S) erzeugt wird, welches für eine Person in dem Raum (4) hörbar ist, um bei der Person die Wahrnehmung einer erlebten Temperatur zu erzeugen, welche der Zieltemperatur (Tz) entspricht, wobei das Schallsignal (S) mit einer bestimmten Klangfarbe erzeugt wird, welche mittels des Schallelements (14) vorgegeben wird.
Klimasystem (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallsignal (S) eine warme Klangfarbe aufweist, falls die tatsächliche Temperatur (Tt) geringer ist als die Zieltemperatur (Tz), wobei das Schallsignal (S) ein Frequenzspektrum (Fk, Fn, Fw) aufweist, mit einem spektralen Maximum (M) bei einer Hauptfrequenz (H), welche insbesondere geringer ist als 1 kHz,
Klimasystem (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schallsignal (S) eine kalte Klangfarbe aufweist, falls die tatsächliche Temperatur (Tt) größer ist als die Zieltemperatur (Tz), wobei das Schallsignal (S) ein Frequenzspektrum (Fk, Fn, Fw) aufweist, mit einem spektralen Maximum (M) bei einer Hauptfrequenz (H), welche insbesondere größer ist als 1 kHz.
Fahrzeug, mit einem Klimasystem (2) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18.