DE102018221998A1

DE102018221998A1 - Verfahren zum Generieren einer Geräuschdatenbank, Verfahren zum Dämpfen von wenigstens einem akustischen Signal in einem Kraftfahrzeug sowie Signaldämpfungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018221998A1
Application number: DE102018221998.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Roth
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Generieren einer Geräuschdatenbank (222), wobei die Geräuschdatenbank genutzt werden kann, um einen Fahrkomfort eines Kraftfahrzeugs zu verbessern und eine Verkehrssicherheit des Kraftfahrzeugs zu erhöhen. Bei dem Verfahren wird dabei zuerst ein akustisches Signal des Kraftfahrzeugs erfasst (100). Zeitgleich wird wenigstens ein Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung erfasst (102), der dem wenigstens einen akustischen Signal somit zeitlich zugeordnet ist. Anschließend wird ein erster Datensatz generiert (104), der wenigstens folgende Einträge aufweist: wenigstens einen Parameter und das akustische Signal und/oder wenigstens eine physikalische Eigenschaft des akustischen Signals. Schließlich wird der erste Datensatz in der Geräuschdatenbank (222) hinterlegt (106).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Generieren einer Geräuschdatenbank. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Dämpfen von wenigstens einem akustischen Signal in einem Kraftfahrzeug. Schließlich betrifft die Erfindung eine Signaldämpfungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von wenigstens einem Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung.
Kraftfahrzeuge erzeugen im Fahrbetrieb betriebsbedingt in der Regel Fahrgeräusche. Fahrgeräusche können unter anderem Antriebsgeräusche, wie beispielsweise ein Motorbrummen oder ein Getriebegeräusch während eines Schaltvorgangs, aerodynamische Geräusche, die beispielsweise aufgrund von Fahrtwind erzeugt werden, sowie Reifenfahrbahngeräusche sein. Die Fahrgeräusche können insbesondere in einem Kraftfahrzeuginnenraum, also in einer Fahrgastzelle beziehungsweise Fahrerkabine des Kraftfahrzeugs, beispielsweise von Insassen des Kraftfahrzeugs als störend und unangenehm empfunden werden. Somit kann insbesondere ein Fahrkomfort verschlechtert werden. Derartige Fahrgeräusche können jedoch nicht nur generell als störend empfunden werden, sondern auch eine Konzentrationsfähigkeit eines Fahrers einschränken. Dadurch kann ein Unfallrisiko steigen und eine Verkehrssicherheit eingeschränkt sein.
Abhilfe können beispielsweise passive Lärmschutzmaßnahmen, wie etwa eine mechanische Dämmung durch eine Dämmfolie und/oder Dichtungen schaffen. Auch eine aktive Geräuschunterdrückung, ein sogenanntes Noise Cancelling, kann die betriebsbedingten Fahrgeräusche in dem Kraftfahrzeuginnenraum erträglicher gestalten. Dabei werden im allgemeinen Fahrgeräusche, also insbesondere akustische Signale, im Kraftfahrzeuginnenraum erfasst und ein Gegensignal erzeugt, wobei durch sogenannte destruktive Interferenz das eingangs erfasste Geräusch neutralisiert beziehungsweise gedämpft wird.
Dazu ist beispielsweise aus der US 9,893,697 B1 ein Verfahren zum automatischen Anpassen einer Lautstärke in einem Fahrzeug offenbart.
Bezüglich der Erfassung von betriebsbedingten Fahrgeräuschen ist in der US 2018/0240288 A1 weiterhin ein System zur Ermittlung eines Defekts an einem Kraftfahrzeug mittels zumindest eines akustischen Sensors offenbart.
Zudem ist diesbezüglich aus der US 2017/0154481 A1 ein System zur Identifizierung abnormaler Betriebsgeräusche eines Kraftfahrzeugs bekannt.
Nachteil des Stands der Technik ist dabei, dass als unangenehm beziehungsweise störend empfundene betriebsbedingte Fahrgeräusche einerseits entweder nur erfasst, aber nicht unterdrückt werden, andererseits jedoch erst dann gedämpft beziehungsweise neutralisiert werden, wenn sie bereits erfasst wurden. Das heißt, das Dämpfen beziehungsweise Neutralisieren der Fahrgeräusche erfolgt in der Regel zeitverzögert. Somit kann es kurzzeitig trotzdem zu einer Lärmbelästigung der Insassen durch die Fahrgeräusche kommen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Fahrkomfort weiter zu verbessern und eine Verkehrssicherheit weiter zu erhöhen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Generieren einer Geräuschdatenbank bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei in einem Schritt a) ein Erfassen eines akustischen Signals eines Kraftfahrzeugs. In einem Schritt b) erfolgt anschließend ein Erfassten von wenigstens einem Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung, der dem wenigstens einen akustischen Signal zeitlich zugeordnet ist. Anschließend folgt in einem Schritt c) ein Generieren eines ersten Datensatzes mit wenigstens folgenden Einträgen: dem wenigstens einen Parameter und dem akustischen Signal und/oder wenigstens einer physikalischen Eigenschaft des akustischen Signals. Schließlich umfasst das Verfahren in einem Schritt d) noch ein Hinterlegen des ersten Datensatzes in der Geräuschdatenbank.
Mit anderen Worten wird also zunächst das akustische Signal, also insbesondere ein betriebsbedingtes Fahrgeräusch des Kraftfahrzeugs, erfasst. Vorzugsweise erfolgt das Erfassen des akustischen Signals dabei im Innenraum des Kraftfahrzeugs, also beispielsweise der Fahrerkabine. Zeitgleich wird dann wenigstens ein Parameter des Kraftfahrzeugs, auch Fahrzeugkenndaten genannt, oder wenigstens ein Parameter der Umgebung des Kraftfahrzeugs, auch Umgebungsdaten genannt, erfasst. Besonders bevorzugt kann auch der wenigstens eine Parameter des Kraftfahrzeugs und der wenigstens eine Parameter der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst werden.
Alternativ kann anstelle des wenigstens einen Parameters der Umgebung auch wenigstens ein Sensorsignal des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Dabei werden sozusagen Daten, die einzelne Sensoren des Kraftfahrzeugs generieren, ausgelesen, wobei durch die Sensoren die Fahrzeugkenndaten und die Umgebungsdaten erfasst werden. Als nächstes kann ein erster Datensatz mit inhaltlich zusammenhängenden Datenfeldern, also ein sogenanntes Tupel, generiert werden. Die Einträge des ersten Datensatzes, also die inhaltlich zusammenhängenden Datenfelder, können dabei insbesondere durch den wenigstens einen Parameter und das akustische Signal oder durch den wenigstens einen Parameter und wenigstens einer physikalischen Eigenschaft des akustischen Signals darstellen. Alternativ könnte der erste Datensatz auch anhand des wenigstens einen Parameters und dem akustischen Signal und wenigstens einer physikalischen Eigenschaft des akustischen Signals generiert werden. Weiterhin kann der erste Datensatz als Datenfelder auch den wenigstens einen Parameter des Kraftfahrzeugs und den wenigstens einen Parameter der Umgebung des Kraftfahrzeugs und des akustischen Signals und/oder wenigstens einer physikalischen Eigenschaft des akustischen Signals umfassen. Durch das zeitgleiche Erfassen des akustischen Signals und des wenigstens einen Parameters weisen die Einträge des ersten Datensatzes dabei insbesondere einen gleichen Zeitstempel auf. Anschließend wird der erste Datensatz dann noch in der Geräuschdatenbank hinterlegt, also sozusagen abgespeichert.
Wird nun eine Vielzahl von solchen Datensätzen, insbesondere mit unterschiedlichen Parametern und unterschiedlichen akustischen Signalen, in der Geräuschdatenbank hinterlegt, kann so ein Kennfeld generiert werden, indem zu jedem Parameter des Kraftfahrzeugs wenigstens ein zugehöriges akustisches Signal beziehungsweise wenigstens eine physikalische Eigenschaft eines akustischen Signals abgespeichert ist. Die entsprechende Geräuschdatenbank kann dann insbesondere dafür genutzt werden, um betriebsbedingte Fahrgeräusche, also insbesondere akustische Signale, die im Innenraum des Kraftfahrzeugs wahrnehmbar sind, zu dämpfen.
Vorzugsweise erfolgt das Dämpfen des akustischen Signals nur in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Parameter. Das heißt, insbesondere, wenn festgestellt wird, dass der wenigstens eine Parameter voraussichtlich erreicht wird, kann ein Gegensignal für das dem wenigstens einen Parameter zugeordnete akustische Signal generiert werden. Anders ausgedrückt kann das Gegensignal also generiert werden, bevor das akustische Signal überhaupt als störend empfunden wird, also bevor das akustische Signal überhaupt auftritt. Somit kann eine Gegenbeschallung beziehungsweise eine Geräuschüberlagerung, also das Gegensignal, zum frühestmöglichen Zeitpunkt generiert werden. Besonders bevorzugt kann bereits zum Zeitpunkt der Entstehung des Fahrgeräuschs, also bei der Entstehung des akustischen Signals, also kurz vor Erreichen des durch den Parameter festgelegten kritischen Betriebspunkts, zu dem mit hoher Wahrscheinlichkeit das betriebsbedingte Fahrgeräusch auftritt, erzeugt werden. Eine zeitverzögerte Dämpfung, wie sie beispielsweise im Stand der Technik gegeben ist, fällt somit weg.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass mit zunehmender Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen auch betriebsbedingte Fahrgeräusche reduziert werden. Mit Elektrifizierung ist dabei insbesondere der Antrieb eines Kraftfahrzeugs gemeint. Das heißt, bei den Kraftfahrzeugen handelt es sich bevorzugt um Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge. Die betriebsbedingten Fahrgeräusche dieser Kraftfahrzeuge werden demnach immer leiser. Subjektiv treten somit immer kleinere und bisher ungewohnte Geräusche in den Vordergrund, die individuell mehr oder weniger als störend empfunden werden können.
Beispielsweise sind bei Elektrofahrzeugen plötzlich Geräusche einzelner Bauteile des Kraftfahrzeugs, wie etwa von Gummibälgen, rotierende Gummimanschetten, Taktventilen, Reifen, insbesondere beim Abrollen, Gelenkwellenmanschetten und so weiter zu hören. Diese Bauteilgeräusche können sich häufig sehr unangenehm in den Vordergrund schieben und die Insassen, oder auch außenstehenden Personen verunsichern. Insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten, wie beispielsweise im innerstädtischen Betrieb, beim Rangieren in Parklücken beziehungsweise in einem Parkhaus und bei kurvenreichen Fahrten können diese Geräusche besonders störend für außenstehende Personen im nahen Umfeld des Kraftfahrzeugs, für den Fahrer und die Insassen im Innenraum des Kraftfahrzeugs empfunden werden.
Dies kann besonders gut am Beispiel der Gelenkwelle beziehungsweise Gelenkmanschette erläutert werden. Durch einen Beugewinkel der Antriebsachse beziehungsweise der Gelenkwelle kann insbesondere bei einer eingelenkten Vorderachse, aufgrund der Achskinematik und der engen Bauraumverhältnissen, ein nicht zu vermeidendes Knarrgeräusch entstehen. Dieses Knarrgeräusch hat seine Ursache darin, dass sich Falten der Gelenkwellenmanschette von einem Außengelenk der Gelenkwelle aneinanderreiben. Besonders unter bestimmten Randbedingungen beziehungsweise Umwelteinflüssen, wie beispielsweise einer bestimmten Luftfeuchtigkeit oder einem bestimmten Luftdruck oder einer bestimmten Temperatur, kann durch den sogenannten Stick und Slip-Effekt (Haft- und Schlupfeffekt) das Knarrgeräusch entstehen. Dieses Knarren passt jedoch nur schlecht zu dem geräuschoptimierten Elektromobilitätskonzept bei Fahrzeugen mit Elektroantrieb.
Ein weiteres Beispiel kann ein Resonanzbrummen sein, das entsteht, wenn während einer Beschleunigungsphase das Kraftfahrzeug eine kritische Eigenfrequenz, das heißt beispielsweise Resonanzbänder erster bis n-ter Ordnung, von bestimmten Bauteilen beziehungsweise Bauteilgruppen in dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs mit einer Motordrehzahl des Kraftfahrzeugs korrelieren.
Die Erfindung fokussiert sich deshalb auf eine intelligente Erfassung und Abspeicherung beispielsweise von Fahrzeugdaten, die über einen CAN-Bus gesendet werden und Umweltdaten, also Umgebungsdaten, die dazu führen, dass störende Fahrgeräusche auftreten. Weiterhin fokussiert sich die Erfindung beispielsweise auch auf die intelligente Nutzung der Fahrzeugdaten und der Umgebungsdaten zur Einleitung von Gegenmaßnahmen, also zum Beispiel der Aktivierung eines akustischen Signalgenerators, der ausgebildet ist, ein Gegensignal zu den Knarrgeräuschen der Gelenkwelle oder beispielsweise für hochfrequentes Quietschen, welches durch die Bremsanlage erzeugt wird, zu generieren.
Am Beispiel der zuvor genannten Gelenkwelle bedeutet dies, dass beispielsweise bei einer Fahrt mit Schrittgeschwindigkeit und einer bestimmten Lenkaktivität, also einem vorgegebenen Einschlagwinkel, der akustische Signalgenerator zum Erzeugen des Gegensignals aktiviert wird. Am Beispiel des zuvor genannten Resonanzbrummens hingegen, kann zum Beispiel bei Feststellen einer vorgegebenen Beschleunigung und einer vorgegebenen Motordrehzahl, der akustische Signalgenerator zum Erzeugen des Gegensignals aktiviert werden.
Insgesamt kann durch die Erfindung somit der Fahrkomfort weiter verbessert und die Verkehrssicherheit weiter erhöht werden. Dies gilt insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten. Weiterhin können auch eine Umweltverträglichkeit verbessert und Kosten eingespart werden. Durch das Nutzen der Datenbank zum Erzeugen eines Gegensignals für das akustische Signal kann nämlich beispielsweise eine Menge an Schmiermittel für die Gelenkwelle des Kraftfahrzeugs reduziert werden. Das Schmiermittel wird nämlich üblicherweise bereits bei einem Hersteller des Kraftfahrzeugs oder während eines Aufenthalts in einer Werkstatt auf die Gelenkwelle aufgebracht, um das Knarrgeräusch der Gelenkwellenmanschette, insbesondere bei starken Lenkeinschlägen und unter ungünstigen Umweltbedingungen, wie beispielsweise Feuchtigkeit und Temperatur, zu vermeiden. Der Nachteil solcher Schmiermittel, auch Gleitstoffe genannt, besteht darin, dass sie in ihrer Zusammensetzung in der Regel wenig umweltverträglich sind. Weiterhin werden sie beispielsweise durch Witterungseinflüsse über eine Laufzeit beziehungsweise eine Betriebsdauer des Kraftfahrzeugs abgetragen beziehungsweise abgewaschen und sollten zur Vermeidung des Auftretens von Knarrgeräuschen häufiger neu aufgetragen werden. Dieser Effekt wird insbesondere während des Winters und/oder bei verstärktem Einsatz des Kraftfahrzeugs in feuchten Gebieten mit viel Niederschlag noch verstärkt. Durch das Nutzen der gemäß dem Verfahren generierten Geräuschdatenbank kann nun bereits bei Feststellen eines entsprechend starken Lenkeinschlags das akustische Gegensignal für das Knarrgeräusch generiert werden. Somit braucht das Schmiermittel gar nicht mehr oder insgesamt weniger von dem Schmiermittel auf die Gelenkwelle beziehungsweise die Antriebsachsen aufgetragen werden, wodurch Kosten eingespart und die Umweltverträglichkeit verbessert wird.
Als akustisches Signal im Sinne der Erfindung kann dabei beispielsweise ein betriebsbedingtes Fahrgeräusch, also ein Störgeräusch beziehungsweise ein Störschall, welches beispielsweise als Tonbeispiel über eine vorgegebene Zeitdauer ausgebildet ist, verstanden werden. Der wenigstens eine Parameter des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise eine Geschwindigkeit, ein Lenkwinkel und/oder eine Beschleunigung, wie beispielsweise eines Bremsvorgangs oder eines Anfahrvorgangs, sein. Der wenigstens eine Parameter der Umgebung des Kraftfahrzeugs kann insbesondere eine Luftfeuchte, ein Luftdruck, eine Temperatur und/oder eine Fahrbahnbeschaffenheit, also beispielsweise ein Fahrbahnuntergrund, sein. Die physikalische Eigenschaft des akustischen Signals kann bevorzugt eine Frequenz, ein Pegel, also eine Lautstärke, ein Spektrum, eine Bandbreite und/oder eine Dauer des akustischen Signals sein. Dabei kann die physikalische Eigenschaft beispielsweise mittels Frequenzbandanalyse bestimmt werden.
Zu der Erfindung gehören auch weitere Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
Eine Ausführungsform sieht in einem Schritt e) vor, dass vor Ausführen von Schritt d) ein Überprüfen, ob in der Geräuschdatenbank ein zweiter Datensatz hinterlegt ist, erfolgt, wobei wenigstens ein Eintrag des ersten Datensatzes höchstens um einen vorgegebenen Bereich von einem zugehörigen Eintrag des zweiten Datensatzes abweicht. Weiterhin ist in einem Schritt f) vorgesehen, dass nur, wenn das Überprüfen positiv ist, ein Ersetzen des zweiten Datensatzes durch den ersten Datensatz erfolgt.
Zudem sieht eine weitere Ausführungsform vor, dass der zweite Datensatz analog zu dem ersten Datensatz aufgebaut ist.
Somit sind sozusagen zwei identisch aufgebaute Datensätze vorgesehen. Mit analog beziehungsweise identisch im Sinne der Erfindung ist dabei zu verstehen, dass die Anzahl der Einträge des ersten Datensatzes der Anzahl der Einträge des zweiten Datensatzes entsprechen und die jeweiligen Eintragskategorien der beiden Datensätze gleich sind. Mit Eintragskategorie sind dabei zum Beispiel der wenigstens eine Parameter und das akustische Signal und/oder die wenigstens eine physikalische Eigenschaft des akustischen Signals gemeint.
Wird nun gemäß Schritt e) festgestellt, dass in der Geräuschdatenbank ein zweiter Datensatz vorhanden ist, der identisch zu dem ersten Datensatz aufgebaut ist, können somit die Einträge, insbesondere die Werte der Einträge des ersten Datensatzes, mit den zugehörigen Werten der Einträge des zweiten Datensatzes, verglichen werden. Das heißt, es kann beispielsweise ein Parameter des ersten Datensatzes mit dem Parameter des zweiten Datensatzes verglichen werden und/oder das akustische Signal des ersten Datensatzes mit dem akustischen Signal des zweiten Datensatzes verglichen werden und/oder die wenigstens eine physikalische Eigenschaft des ersten Datensatzes mit der wenigstens einen physikalischen Eigenschaft des zweiten Datensatzes verglichen werden. Nur wenn dabei wenigstens ein Eintrag des ersten Datensatzes dem zugehörigen Eintrag des zweiten Datensatzes entspricht, oder von dem zugehörigen Eintrag des zweiten Datensatzes maximal in einem vorgegebenen Bereich abweicht, kann der erste Datensatz den zweiten Datensatz in der Geräuschdatenbank ersetzen.
Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass der erste Datensatz den zweiten Datensatz nur dann ersetzt, wenn alle Einträge des ersten Datensatzes höchstens um einen vorgegebenen Bereich von den Einträgen des zweiten Datensatzes abweichen. Vorzugsweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass der zweite Datensatz nur dann durch den ersten Datensatz ersetzt wird, wenn der erste Datensatz sozusagen mehrfach hintereinander erfasst wurde, und wenigstens ein Eintrag des ersten Datensatzes zum Beispiel mehr als fünfmal von dem zugehörigen Eintrag des zweiten Datensatzes abweicht.
Stellt der wenigstens eine Parameter des Kraftfahrzeugs dabei beispielsweise eine Geschwindigkeit dar, kann in dem ersten Datensatz als Parameter beispielsweise eine erste Geschwindigkeit zusammen mit dem akustischen Signal als erster Datensatz generiert werden. Nun kann überprüft werden, ob in der Geräuschdatenbank bereits ein zweiter Datensatz hinterlegt ist, der als Einträge ebenfalls die Geschwindigkeit und das akustische Signal umfasst. Ist ein derartiger zweiter Datensatz vorhanden, kann die Geschwindigkeit des ersten Datensatzes mit der Geschwindigkeit des zweiten Datensatzes verglichen werden. Dabei können insbesondere die akustischen Signale des ersten Datensatzes und des zweiten Datensatzes gleich sein. Wird nun festgestellt, dass die Geschwindigkeit des ersten Datensatzes beispielsweise nur um +/- 1 km/h von der Geschwindigkeit des zweiten Datensatzes abweicht, kann der erste Datensatz den zweiten Datensatz ersetzen. Wird hingegen festgestellt, dass die Geschwindigkeit des ersten Datensatzes beispielsweise um +/- 5 km/h von der Geschwindigkeit des zweiten Datensatzes abweicht, wobei das akustische Signal des ersten Datensatzes insbesondere gleich ist zu dem akustischen Signal des zweiten Datensatzes, kann der erste Datensatz in der Geräuschdatenbank hinterlegt werden. Somit umfasst die Geräuschdatenbank in diesem Fall den ersten Datensatz und den zweiten Datensatz.
Somit kann sozusagen eine selbstlernende Datenbank generiert werden, die sich immer wieder selbst aktualisiert. Beim Nutzen dieser Datenbank zum Erzeugen eines Gegensignals für das akustische Signal kann somit eine adaptive Anpassung der Dämpfung des akustischen Signals durch die selbstlernende Datenbank realisiert werden. Veränderungen der Eigenschaften der Komponenten des Kraftfahrzeugs, durch die beispielsweise störend empfundene Fahrgeräusche entstehen, können somit ausgeglichen werden. Veränderungen der Eigenschaften der Komponenten können dabei insbesondere durch Alterungsprozesse, Zeit und/oder UV-Licht und so weiter entstehen. Folglich kann also ein Verschleiß von Komponenten des Kraftfahrzeugs, die insbesondere für betriebsbedingte Fahrgeräusche, die als störend empfunden werden, verantwortlich sind, erkannt werden und dadurch eine Verschiebung der Störgröße, nämlich eine Veränderung des Fahrgeräuschs, intelligent erfasst werden. Weiterhin kann dadurch auch eine nachhaltigere Geräuschunterdrückung, das heißt ein nachhaltigeres Dämpfen des akustischen Signals, ohne einen sogenannten Abwascheffekt erfolgen. Als Abwascheffekt kann in diesem Fall beispielsweise das Abtragen des Schmiermittels auf der Gelenkwelle verstanden werden, wobei durch das Abtragen die Knarrgeräusche der Gelenkwelle mit der Zeit erhöht werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das akustische Signal gemäß Schritt a) erfasst und lokalisiert wird, und in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Lokalisierens einer vorgegebenen Kategorie zugeordnet wird.
Anders ausgedrückt, kann das akustische Signal also nicht mehr nur erfasst, sondern auch lokalisiert werden. Das betriebsbedingte Fahrgeräusch kann somit einen bestimmten Ort in dem Kraftfahrzeug, beziehungsweise einer bestimmten Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs zugeordnet werden. Dazu kann beispielsweise eine Vielzahl an akustischen Sensoren, also Tonaufnehmern, wie beispielsweise Mikrofonen, in dem Kraftfahrzeuginnenraum, insbesondere an vorgegebenen Positionen in dem Kraftfahrzeug, angebracht sein. Ein erster Sensor könnte beispielsweise in der Nähe der Gelenkwelle beziehungsweise seines Radlagers angeordnet sein. Ein zweiter Sensor könne beispielsweise in der Nähe von Federn beziehungsweise Dämpfern des Kraftfahrzeugs angebracht sein. Ein dritter Sensor könnte beispielsweise in der Nähe eines Antriebs, also beispielsweise einem Motor, oder einem Getriebes des Kraftfahrzeugs angebracht sein. Schließlich kann ein vierter Sensor beispielsweise in einer Mittelkonsole im Kraftfahrzeuginnenraum angebracht sein. Durch das Anordnen der einzelnen Sensoren an verschiedenen Positionen des Kraftfahrzeugs kann somit das akustische Signal, insbesondere Signalkomponenten des akustischen Signals, genau lokalisiert werden. Somit kann das akustische Signal in Abhängigkeit von dem Lokalisieren auch der vorgegebenen Kategorie zugeordnet werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Lokalisieren des akustischen Signals auch durch eine Erfassungseinrichtung, durch die eine Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst wird, erfolgen. Die Erfassungseinrichtung kann dabei beispielsweise eine Kamera, ein Radarsensor und/oder eine Ausleseeinrichtung zum Auslesen der Sensorsignale des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Tachodaten, Navigationsdaten und/oder GPS-Daten (Global Positioning System - globales Positionierungssystem) darstellen. So kann beispielsweise durch Erfassen von Tachodaten die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt werden, wodurch ein mögliches aerodynamisches Fahrgeräusch durch den Fahrtwind bestimmt werden kann. Weiterhin kann beispielsweise durch Auslesen von Daten eines Bremssensors oder durch Auslesen von Daten, die beispielsweise über einen CAN-Bus an eine Geschwindigkeitsregelanlage des Kraftfahrzeugs übertragen werden, bestimmt werden, ob und wie stark das Kraftfahrzeug abgebremst wird und somit etwaige Quietschgeräusche durch die Bremsanlage des Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
Durch die Erfassungseinrichtung können dabei sozusagen fahrzeugextern erzeugte Fahrgeräusche, die im Kraftfahrzeuginnenraum als störend empfunden werden könnten, bestimmt werden. Hingegen können durch die akustischen Sensoren insbesondere fahrzeugintern erzeugte Fahrgeräusche aus dem Kraftfahrzeuginnenraum lokalisiert und zugeordnet werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Kategorie jeweils eine Baugruppe des Kraftfahrzeugs darstellt, wobei wenigstens eine Signalkomponente des akustischen Signals wenigstens einer der Baugruppen zugeordnet ist.
Das Kategorisieren des akustischen Signals, beziehungsweise wenigstens einer Signalkomponente des akustischen Signals, kann dabei also in Abhängigkeit von einem baugruppenspezifischen Fahrgeräusch erfolgen. Die Baugruppen des Kraftfahrzeugs, auch Bauteile genannt, können dabei beispielsweise darstellen: Rotierende Bauteile, wie beispielsweise die Gelenkwelle beziehungsweise ein Radlager, sich vertikal bewegende Bauteile, wie beispielsweise Federn beziehungsweise Dämpfer, antriebsbedingte Bauteile wie beispielsweise ein Motor beziehungsweise ein Getriebe und/oder das Gesamtfahrzeug sein. Die rotierenden Bauteile können dabei insbesondere knarrende und quietschende Geräusche erzeugen. Die sich vertikal bewegenden Bauteile können insbesondere zischende und reibende Geräusche hervorrufen.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass einer der akustischen Sensoren, der beispielsweise in der Mittelkonsole des Kraftfahrzeuginnenraums angebracht ist, eine Signalkomponente des akustischen Signals des Gesamtfahrzeugs aufnimmt. Die übrigen akustischen Sensoren können durch ihre Lokalisation im Kraftfahrzeuginnenraum beispielsweise die Signalkomponenten der übrigen Baugruppen feststellen. Nun kann beispielsweise das akustisches Signal, das für das Gesamtfahrzeug aufgenommen wird, mit den übrigen akustischen Signalen der anderen akustischen Sensoren verglichen werden. Somit kann festgestellt werden, welche Lautstärke der übrigen akustischen Signale tatsächlich von den Insassen des Kraftfahrzeugs wahrgenommen werden. Somit kann das Gegensignal insbesondere auf das tatsächlich wahrgenommene akustische Signal abgestimmt werden. Insgesamt können dadurch also die Geräusche der einzelnen Bauteile eines Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der erste Datensatz und der zweite Datensatz als weiteren Eintrag die Kategorie des akustischen Signals umfassen.
Zudem kann in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass der erste Datensatz nur dann den zweiten Datensatz ersetzt, wenn die Kategorie des ersten Datensatzes mit der Kategorie des zweiten Datensatzes übereinstimmt. Der erste und zweite Datensatz können somit als Einträge beispielsweise umfassen: Wenigstens einen Parameter des Kraftfahrzeugs und/oder wenigstens einen Parameter der Umgebung des Kraftfahrzeugs und das akustische Signal und/oder wenigstens eine physikalische Eigenschaft des akustischen Signals und eine Kategorie, die fahrzeugintern generierte Fahrgeräusche beschreibt, und/oder eine Kategorie, die fahrzeugextern erzeugte Fahrgeräusche beschreibt.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Suche nach einem passenden Datenbankeintrag beziehungsweise einem passenden Datensatz vereinfacht wird. Somit braucht nämlich nur noch nach der jeweiligen Kategorie gesucht werden und die Einträge innerhalb einer Kategorie miteinander verglichen werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Dämpfen von wenigstens einem akustischen Signal in einem Kraftfahrzeug. Das Verfahren umfasst dabei in einem Schritt h) ein Erfassen von wenigstens einem Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung. Anschließend erfolgt in einem Schritt i) ein Überprüfen, ob zu den wenigstens einen Parametern einer vorgegebenen oder nach einer der vorhergehenden Ansprüche generierten Geräuschdatenbank der Datensatz für wenigstens ein akustisches Signal des Kraftfahrzeugs hinterlegt ist. Schließlich folgt in einem Schritt j) nur, wenn das Überprüfen positiv ausfällt, ein Generieren wenigstens eines akustischen Gegensignals auf Basis des Datensatzes zum Dämpfen des akustischen Signals.
Wie zuvor erwähnt, ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass das Gegensignal durch Nutzen der Geräuschdatenbank möglichst frühzeitig bestimmt werden kann. Insbesondere kann das Gegensignal bereits dann generiert werden, wenn aufgrund des wenigstens einen Parameters des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung abzusehen ist, dass ein akustisches Signal durch das Kraftfahrzeug beziehungsweise durch eine Komponente des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, welches ein Fahrer des Kraftfahrzeugs insbesondere als störend empfinden könnte. Das Gegensignal kann dann sofort bei Auftreten des akustischen Signals, das heißt, wenn das akustische Signal letztendlich tatsächlich erfasst wird, ausgesendet werden. Eine zeitverzögerte Dämpfung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird somit vermieden. Insgesamt kann somit der Fahrkomfort weiter verbessert und eine Verkehrssicherheit weiter erhöht werden.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zum Dämpfen sieht vor, dass vor Ausführen von Schritt i) ein Vergleichen wenigstens eines Werts eines Eintrags des Datensatzes, mit einem vorgegebenen, insbesondere individualisierten oder kategorisierten Grenzwert erfolgt. Dabei stellt der Wert eine physikalische Eigenschaft des akustischen Signals dar. Weiterhin wird das akustische Gegensignal nur dann generiert wird, wenn der Wert gegenüber dem Grenzwert eine vorgegebene Bedingung erfüllt.
Anders ausgedrückt, kann also ein Grenzwert für die wenigstens eine physikalische Eigenschaft des akustischen Signals, die als Eintrag in der Geräuschdatenbank hinterlegt ist, vorgegeben sein. Zum Generieren des Gegensignals kann anschließend der Wert der physikalischen Eigenschaft des akustischen Signals mit dem Grenzwert verglichen werden. Vorzugsweise wird das Gegensignal dabei nur dann generiert, wenn die vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Die vorgegebene Bedingung könnte zum Beispiel sein, dass der Grenzwert den Wert der physikalischen Eigenschaft überschreitet. Alternativ dazu könnte die vorgegebene Bedingung sein, dass der Grenzwert den Wert der physikalischen Eigenschaft überschreitet. Im Gegensatz dazu könnte als Grenzwert auch ein Grenzbereich vorliegen. In diesem Fall könnte die vorgegebene Bedingung auch sein, dass der Wert der physikalischen Eigenschaft innerhalb des Grenzbereichs liegt. Alternativ könnte die vorgegebene Bedingung auch sein, dass der Wert der physikalischen Eigenschaft außerhalb des Grenzbereichs liegt.
Der Grenzwert kann dabei insbesondere ebenfalls als Eintrag in der Geräuschdatenbank hinterlegt werden. Alternativ kann der Grenzwert auch in einer separaten Datenbank hinterlegt werden. Der Grenzwert kann beispielsweise ein Grenzgeräuschpegel und/oder eine Grenzgeräuschfrequenz sein.
Besonders bevorzugt kann der Grenzwert kategorisiert und/oder individualisiert vorgegeben oder festgelegt werden. Das heißt, der Grenzwert kann für jeden Nutzer oder Insassen oder Fahrer des Kraftfahrzeugs individuell vorgegeben sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Grenzwert auch in Abhängigkeit von einer Kategorie des Nutzers für jeden Nutzer des Kraftfahrzeugs vorgegeben sein.
Der individualisierte Grenzwert kann zum Beispiel durch den Nutzer, also beispielsweise einen Fahrer, vorgegeben werden. Dabei kann jeder Nutzer, etwa vor Fahranritt den Grenzwert individuell einstellen beziehungsweise festlegen. Dazu kann beispielsweise vor Fahrantritt eine Schmerz- beziehungsweise Geräuschempfindlichkeitsabfrage zweistufig, beispielsweise über Empfindungsakzeptanz, erfolgen. Der Nutzer des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise bei einer Notenskala von 1 bis 10 auswählen, als wie unangenehm der Nutzer Fahrgeräusche empfindet, und wie hoch seine Akzeptanz gegenüber Fahrgeräuschen ist. Dabei kann der Nutzer beispielsweise insbesondere bestimmte Frequenzen und/oder Frequenzbereiche beziehungsweise Pegel und/oder Pegelbereiche immer unterdrücken beziehungsweise dämpfen lassen.
Zusätzlich oder alternativ kann die Unterdrückung der bestimmten Frequenzen und/oder Frequenzbereiche beziehungsweise Pegel und/oder Pegelbereiche anstelle der manuelle Auswahl durch den Nutzer auch automatisiert beziehungsweise teilautomatisiert mit Hilfe einer Erfassungseinrichtung erfolgen. Dabei kann die Erfassungseinrichtung zunächst dazu ausgebildet sein, ein Bild des Nutzers des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Anschließend kann die Erfassungseinrichtung den Insassen in Abhängigkeit von dem Bild einer vorgegebenen Personengruppe zuordnen. Schließlich kann in Abhängigkeit von der Personengruppe der Grenzwert festgelegt werden. In diesem Fall kann sozusagen der kategorisierte Grenzwert vorgegeben werden.
Das heißt, die Erfassungseinrichtung kann sozusagen eine Gesichtserkennung des Insassen des Kraftfahrzeugs durchführen. Dazu kann die Erfassungseinrichtung beispielsweise eine Kamera, insbesondere eine Innenraumkamera umfassen. Dabei kann die Kamera ein Bild des Fahrers oder Insassen erfassen. Weiterhin kann die Erfassungseinrichtung auch eine Recheneinheit umfassen. Die Recheneinheit kann dazu ausgebildet sein, das erfasste Bild auszuwerten und in Abhängigkeit davon, den Insassen des Kraftfahrzeugs der vorgegebenen Personengruppe also der vorgegebenen Kategorie zuordnen.
Als Personengruppe können bespielweise folgende Gruppen vorgesehen sein: alte Personen und/oder junge Personen und/oder Kinder. Somit kann das Festlegen des Grenzwerts insbesondre in Abhängigkeit von einem Alter des jeweiligen Insassen des Kraftfahrzeugs erfolgen.
Besonders bevorzugt kann der individualisiert oder kategorisiert vorgegebene Grenzwert auch für jeden Nutzer individuell als Eintrag in der Geräuschdatenbank oder der separaten Datenbank hinterlegt werden. Das heißt, jeder vorgegebene Grenzwert kann einem spezifischen Nutzer des Kraftfahrzeugs zugeordnet werden. Dazu kann die Erfassungseinrichtung auch zur Personenerkennung ausgebildet sein. Entsprechend kann die Kamera der Erfassungseinrichtung das Bild des Nutzers erfassen und die Recheneinheit kann, wie zuvor erwähnt das erfasste Bild auswerten. So kann ein bestimmter Nutzer des Kraftfahrzeugs zunächst erkannt und anschließend der durch den bestimmten Nutzer festgelegte Grenzwert dem bestimmten Nutzer zugeordnet werden. Steigt der bestimmte Nutzer nun wieder in das Kraftfahrzeug ein, kann der Nutzer durch die Erfassungseinrichtung identifiziert werden. In Abhängigkeit von der Identifikation kann dann überprüft werden, ob zu dem Nutzer ein Grenzwert in der Geräuschdatenbank hinterlegt ist.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sozusagen eine personifizierte Geräuschunterdrückung und somit quasi eine optimale und individuelle Gesamtfahrzeugakustisch generiert werden kann.
Beispielsweise sind jüngere Personen in der Regel empfindlicher gegenüber hohen Frequenzen. Somit könnte ein jüngerer Fahrer des Kraftfahrzeugs insbesondere hohe Frequenzen dämpfen, beziehungsweise ausblenden lassen. Im Gegensatz dazu, sind ältere Personen gegenüber hohen Frequenzen oft unempfindlicher, wohingegen niedrigere Frequenzen besser verstanden werden. Gleichzeitig sollte dabei aber der Pegel nicht zu hoch sein, da ältere Menschen aufgrund von Hochtonschwerhörigkeit häufig niedere Frequenzen lauter wahrnehmen als sie tatsächlich sind. Somit könnte also eine ältere Person insbesondere tieffrequente Fahrgeräusche mit hohen Pegeln ausblenden beziehungsweise dämpfen lassen.
Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Signaldämpfungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen von wenigstens einem Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung. Weiterhin weist die Signaldämpfungsvorrichtung eine Überprüfungseinrichtung zum Überprüfen, ob der wenigstens eine Parameter in einer vorgegebenen oder nach einem der Ansprüche 1 bis 8 generierten Geräuschdatenbank in einem Datensatz und wenigstens ein akustisches Signal des Kraftfahrzeugs hinterlegt ist. Schließlich umfasst die Signaldämpfungsvorrichtung auch eine akustische Signalgeneratoreinrichtung zum Generieren wenigstens eines akustischen Gegensignals auf Basis des Datensatzes zum Dämpfen des akustischen Signals, nur wenn das Überprüfen der Überprüfungseinrichtung positiv ausfällt.
Die Erfassungseinrichtung kann dabei beispielsweise als Kamera, Radarsensor, Ausleseeinheit zum Auslesen von Sensordaten beziehungsweise CAN-Busdaten ausgebildet sein. Die Überprüfungseinrichtung kann bevorzugt als Rechengerät mit einem Steuergerät, wie beispielsweise einem Mikrocontroller oder einem Prozessor, realisiert sein. Durch die Überprüfungseinrichtung kann besonders bevorzugt in Abhängigkeit von dem erfassten Parameter der Erfassungseinrichtung die akustische Signalgeneratoreinrichtung angesteuert werden. Die akustische Signalgeneratoreinrichtung kann beispielsweise als Lautsprecher realisiert sein.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des Verfahrens zum Dämpfen von wenigstens einem akustischen Signal in dem Kraftfahrzeug sowie die Signaldämpfungsvorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des Verfahrens zum Generieren der Geräuschdatenbank beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Dämpfen des wenigstens einen akustischen Signals und der Signaldämpfungsvorrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Das in der Erfindung beschriebene Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet. Besonders bevorzugt ist das Kraftfahrzeug als Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb, also Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, ausgebildet.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Generieren einer Geräuschdatenbank; und
2 eine schematische Darstellung einer Signaldämpfungsvorrichtung gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
In 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Generieren einer Geräuschdatenbank dargestellt. Das Verfahren wird dabei mit einem Startschritt S gestartet. Danach werden die Schritte 100 und 102 bevorzugt zeitgleich ausgeführt. In dem Schritt 100 wird zunächst ein akustisches Signal eines Kraftfahrzeugs erfasst. Das akustische Signal stellt dabei insbesondere ein betriebsbedingtes Fahrgeräusch des Kraftfahrzeugs dar. Besonders bevorzugt ist dieses akustische Signal auch in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, beispielsweise von einem Insassen des Kraftfahrzeugs, wahrnehmbar. Dabei kann das akustische Signal insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Insasse das akustische Signal als störend empfindet.
Gleichzeitig zu dem Schritt 100 wird in dem Schritt 102 wenigstens ein Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung erfasst. Der wenigstens eine Parameter des Kraftfahrzeugs beziehungsweise dessen Umgebung ist durch das zeitgleiche Erfassen dem akustischen Signal sozusagen zeitlich zugeordnet. Der wenigstens eine Parameter des Kraftfahrzeugs kann dabei beispielsweise eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs, eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, also insbesondere ein Bremsen beziehungsweise Anfahren, darstellen. Die Parameter der Umgebung des Kraftfahrzeugs können hingegen beispielsweise eine Luftfeuchte, einen Luftdruck, eine Temperatur oder eine Fahrbahnbeschaffenheit, auf der sich das Kraftfahrzeug fortbewegt, darstellen.
Anschließend kann in einem Schritt 104 ein erster Datensatz aus dem erfassten akustischen Signal und/oder einer physikalischen Eigenschaft des akustischen Signals und dem wenigstens einen Parameter des Kraftfahrzeugs und/oder dem wenigstens einen Parameter der Umgebung des Kraftfahrzeugs generiert werden. Das akustische Signal, die wenigstens eine physikalische Eigenschaft des akustischen Signals und der wenigstens eine Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung stellen dabei inhaltlich zusammenhängende Datenfelder des Datensatzes dar. Dieser Datensatz kann schließlich in einem Schritt 106 in der Geräuschdatenbank hinterlegt werden. In der Geräuschdatenbank kann somit insbesondere abgespeichert sein, welches Fahrgeräusch bei welcher Betriebsbedingung, also bei welchem Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung, auftritt. Das Verfahren wird abschließend mit einem Endschritt E beendet. Alternativ kann anstelle des Abschließens des Verfahrens in dem Endschritt E das Verfahren auch für jede beliebige Betriebsbedingung beliebig oft wiederholt werden. Somit kann die Geräuschdatenbank eine Vielzahl an Datensätzen umfassen. Durch die Vielzahl an Datensätze kann in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel somit beispielsweise dargestellt werden, welche Fahrgeräusche bei welcher beliebigen Betriebsbedingung auftreten. Somit kann ein Kennfeld für betriebsbedingte Fahrgeräusche eines beliebigen Kraftfahrzeugs generiert werden. Zweck einer solchen Datenbank kann es sein, die Datensätze der Geräuschdatenbank zu nutzen, um die akustischen Signale, die beispielsweise von einem Insassen des Kraftfahrzeugs als störend empfunden werden, zu dämpfen oder gar gänzlich auszulöschen. Dies kann insbesondere erfolgen, indem ein Gegensignal zu dem bei der jeweiligen Betriebsbedingung auftretenden akustischen Signal generiert wird, wobei somit sozusagen durch destruktive Interferenz das akustische Signal gedämpft beziehungsweise ausgelöscht wird.
2 zeigt nun eine entsprechende Signaldämpfungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die ausgebildet ist, ein derartiges Gegensignal für das akustische Signal zu generieren. Die Signaldämpfungsvorrichtung umfasst dabei eine Erfassungseinrichtung 202 zum Erfassen des wenigstens einen Parameters des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung. Weiterhin umfasst die Signaldämpfungsvorrichtung 200 auch eine akustische Sensoreinrichtung 220, die insbesondere als Mikrofoneinrichtung ausgebildet ist und vorzugsweise eine Vielzahl an Mikrofonen umfasst. Die akustische Sensoreinrichtung 220 dient dabei dem Erfassen des akustischen Signals.
Weiterhin ist in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel auch die Geräuschdatenbank 222 mit den hinterlegten Datensätzen bezüglich der betriebsbedingten Fahrgeräusche vorgesehen. Außerdem umfasst die Signaldämpfungsvorrichtung 200 auch eine Überprüfungseinrichtung, die in 1 als Steuereinrichtung 224 ausgebildet ist. Die Steuereinrichtung 224 ist insbesondere dazu ausgelegt, zu überprüfen, ob zu dem von der Erfassungseinrichtung 202 erfassten, wenigstens einen Parameter ein Datensatz in der Geräuschdatenbank 222 hinterlegt ist. Fällt das Überprüfen positiv aus, also ist ein entsprechender Datensatz in der Geräuschdatenbank hinterlegt, kann die Steuereinrichtung 224 außerdem eine akustische Signalgeneratoreinrichtung, die in 1 als akustischen Signalgenerator 226 dargestellt ist, ansteuern. Das Ansteuern erfolgt dabei besonders bevorzugt nur für den Fall, dass durch die Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs festgelegt ist, dass das akustische Signal, das von dem Insassen des Kraftfahrzeugs als störend empfunden wird, mit hoher Wahrscheinlich auftreten wird.
Um Festzustellen, ob das jeweilige akustische Signal vom Insassen des Kraftfahrzeugs als störend empfunden wird, umfasst die Signaldämpfungsvorrichtung 200 auch eine Grenzwerterfassungseinrichtung 221 und eine Innenraumkamera 223. Durch die Grenzwerterfassungseinrichtung 221 kann dabei ein Grenzwert für wenigstens eine physikalische Eigenschaft, also zum Beispiel eine Frequenz oder einen Pegel, des akustischen Signals festgelegt werden. Dazu kann der Insasse bei Fahrantritt, insbesondere bei der erstmaligen Nutzung des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel über ein Multi-Media-Interface (MMI), den jeweiligen Grenzwert für wenigstens eine der physikalischen Eigenschaften des akustischen Signals festlegen. Durch die Innenraumkamera 223 kann zusätzlich der Insasse zum Beispiel über eine Gesichtserkennung identifiziert werden. Es kann also eine Identität des Nutzers festgestellt werden.
Bei der erstmaligen Nutzung des Kraftfahrzeugs kann der vom Insassen festgelegte Grenzwert zusammen mit der Identität an die Geräuschdatenbank 222 übermittelt und als weiterer Eintrag in der Geräuschdatenbank 222 hinterlegt werden. Nutzt nun der selbe Insasse das Kraftfahrzeug erneut, kann über die Innenraumkamera 223 nur noch die Identität des Insassen festgestellt werden und dann zum Beispiel durch die Steuereinrichtung 224 überprüft werden, ob in der Geräuschdatenbank ein Eintrag mit dem Grenzwert individuell für den jeweiligen Insassen hinterlegt ist. Fällt das Überprüfen positiv aus, also ist ein entsprechender Eintrag in der Geräuschdatenbank 222 hinterlegt, kann durch die Steuereinrichtung 224 wenigstens eine physikalische Eigenschaft des akustischen Signals mit dem zugehörigen Grenzwert verglichen werden. Nur wenn dann der Grenzwert entsprechend einer vorgegebenen Bedingung z.B. überschritten beziehungsweise unterschritten wird, kann die Steuereinrichtung 224 im Anschluss den akustischen Signalgenerator 226 zum Generieren des Gegensignals ansteuern.
Schließlich umfasst die Signaldämpfungsvorrichtung 200 auch den zuvor genannten akustischen Signalgenerator 226, der insbesondere von der Steuereinrichtung 224 derart angesteuert werden kann, dass er ein Gegensignal zu dem akustischen Signal generieren und gegebenenfalls auch aussenden kann. Bevorzugt kann dabei das Gegensignal durch den akustischen Signalgenerator 226 erst dann ausgesendet werden, wenn durch die akustische Sensoreinrichtung 220 festgestellt ist, dass das akustische Signal auch tatsächlich auftritt.
Dabei kann die Erfassungseinrichtung 202 zunächst genutzt werden, um die Geräuschdatenbank 222 zu generieren. Dazu kann die Erfassungseinrichtung 202 beispielsweise einen Ortungssensor 204, einen Geschwindigkeitssensor 208, eine Frontkamera 206 und einen Sensor zum Erfassen eines Lenkeinschlagwinkels 209 umfassen. Durch die Ortungseinrichtung 204 kann beispielsweise eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs festgestellt werden. Somit kann also festgestellt werden, ob sich das Kraftfahrzeug beispielsweise gerade innerorts, in einem Parkhaus oder beispielsweise auf einer Autobahn befindet.
Durch die Kameraeinrichtung 206 können in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise Witterungsbedingungen, wie Sonnenschein oder Regen, sowie beispielsweise ein Untergrund, auf dem sich das Kraftfahrzeug gerade bewegt, erfasst werden. Durch den Geschwindigkeitssensor 208 kann eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Schließlich kann durch den Sensor zum Erfassen des Lenkeinschlagwinkels erfasst werden, wie stark Räder des Kraftfahrzeugs gerade eingelenkt sind. Die Ortungseinrichtung 204 und die Kameraeinrichtung 206 dienen somit zum Erfassen von fahrzeugexternen Betriebsbedingungen, also zum Erfassen des wenigstens einen Parameters in der Umgebung des Kraftfahrzeugs. Im Gegensatz dazu dienen in 2 der Geschwindigkeitssensor 208 und der Sensor zum Erfassen des Lenkeinschlagwinkels 209 dem Erfassen von fahrzeuginternen Betriebsbedingungen, also des wenigstens einen Parameters des Kraftfahrzeugs.
Zeitlich mit dem Erfassen der Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs durch die Erfassungseinrichtung 202 kann durch die akustische Sensoreinrichtung 220 auch das akustische Signal des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Wie bereits erwähnt, wird das akustische Signal des Kraftfahrzeugs dabei zeitgleich mit den jeweilig zu diesem Zeitpunkt auftretenden Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs erfasst. Dazu kann die akustische Sensoreinrichtung 220 insbesondere eine Vielzahl von einzelnen Mikrofonen aufweisen, die besonders bevorzugt an unterschiedlichen Positionen im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Durch die unterschiedlichen Positionen der Mikrofone kann so das akustische Signal nicht mehr erfasst, sondern auch lokalisiert werden. Bevorzugt können die Mikrofone der akustischen Sensoreinrichtung 220 dabei derart in dem Innenraum angeordnet sein, dass jedes der Mikrofone eine spezielle akustische Signalkomponente einer spezifischen Baugruppe aufnimmt. Gemeinsam können diese spezifischen Signalkomponenten dabei einzelne Kategorien für betriebsbedingte Fahrgeräusche des Kraftfahrzeugs darstellen. Dabei kann sich insbesondere zunutze gemacht werden, dass sich Fahrgeräusche im beziehungsweise am Kraftfahrzeug grundsätzlich grob in vier Kategorien 210 beziehungsweise Klassifikationsgruppen einteilen lassen können. Eine erste Kategorie stellen dabei rotierende Bauteile 218 dar. Diese rotierenden Bauteile weisen häufig eine niedrige beziehungsweise geringe Drehzahlfrequenz auf. Häufig sind die rotierenden Bauteile beispielsweise durch Radlager und Gelenkwellen des Kraftfahrzeugs dargestellt. Zu den Kategorien 210 zählen auch vertikal schwingende Bauteile, die insbesondere sehr hohe zischende beziehungsweise reibende akustische Signale generieren. Zu den vertikal schwingenden Bauteilen 216 können beispielsweise Stoßdämpfer und Federn gehören. Eine weitere Kategorie 210 kann durch Antriebsbauteile 214 wie beispielsweise einen Motor oder ein Getriebe des Kraftfahrzeugs dargestellt sein. Die Antriebsbauteile 214 erzeugen dabei häufig hochfrequente Antriebsgeräusche, das heißt sie weisen in der Regel eine hohe beziehungsweise große Drehzahlfrequenz auf. Die vierte der Kategorien 210 kann beispielsweise das Gesamtfahrzeug 212 darstellen. Hierzu können beispielsweise Fahrtwind beziehungsweise Knarrgeräusche oder Knack- und Knallgeräusche in der Innenausstattung zählen.
Durch das Einteilen in die Kategorie 210 kann jedem akustischen Signal beziehungsweise jeder Signalkomponente des akustischen Signals häufig eine vorgegebene Kategorie zugewiesen werden.
Nachdem die jeweiligen Fahrgeräusche erfasst und kategorisiert wurden, können diese Daten zusammen mit den zugehörigen Betriebsbedingungen, die durch die Erfassungseinrichtung 202 erfasst wurden, von der akustischen Sensoreinrichtung 220 in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel an die Geräuschdatenbank 222 zum Erstellen eines Datensatzes für die Geräuschdatenbank 222 übermittelt werden. Dabei bilden die erfassten und kategorisierten Fahrgeräusche zusammen mit den zeitgleich erfassten Betriebsbedingungen jeweils einen gemeinsamen Datensatz. In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann also ein Datensatz in der Geräuschdatenbank 222 beispielsweise eine Kategorie des akustischen Signals, das akustische Signal selbst, wenigstens eine physikalische Eigenschaft des akustischen Signals sowie die Betriebsbedingungen, wie beispielsweise eine Position, eine Wetterbedingung, eine Geschwindigkeit und einen Lenkeinschlagwinkel des Kraftfahrzeugs umfassen.
Werden nun beispielsweise während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs erneut dieselben Betriebsbedingungen, wie zuvor beschrieben, erfasst, kann nun in der Geräuschdatenbank 222 überprüft werden, ob dort ein Datensatz mit den entsprechenden Betriebsparametern hinterlegt ist. Wird festgestellt, dass ein derartiger Datensatz an der Geräuschdatenbank vorhanden ist, kann anhand des zu den Betriebsbedingungen hinterlegten akustischen Signal ein Gegensignal generiert werden, sodass das akustische Signal ausgelöscht beziehungsweise gedämpft wird. Dazu kann die Steuereinrichtung 224 den akustischen Signalgenerator 226 ansteuern. Besonders bevorzugt kann alternativ auch überprüft werden, ob zu den erfassten Betriebsbedingungen ein Datensatz mit ähnlichen Werten in Bezug auf die Betriebsbedingungen hinterlegt ist. Anschließend kann beispielsweise durch die Steuereinrichtung 224 abgeschätzt werden, ob die aktuell erfassten Betriebsbedingungen mit hoher Wahrscheinlichkeit die in der Geräuschdatenbank hinterlegten Betriebsbedingungen erfüllen, dass sozusagen in einer möglichst frühen Phase, das heißt noch vor der tatsächlichen Erzeugung des akustischen Geräuschs aufgrund der Betriebsbedingungen, also wenn absehbar beziehungsweise ersichtlich ist, dass die Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs erreicht werden, durch den akustischen Signalgenerator 226 das Gegensignal bereits generiert wird.
Besonders bevorzugt kann die Geräuschdatenbank 222 in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel auch als intelligente Geräuschdatenbank ausgebildet sein. Dazu können die Datensätze in der Datenbank in Abhängigkeit von einem Verschleiß der einzelnen Komponenten in den vorgegebenen Baugruppen des Kraftfahrzeugs immer wieder aktualisiert werden. Somit können die tatsächlich beziehungsweise aktuell aufgrund der Betriebsbedingungen generierten akustischen Signale des Kraftfahrzeugs in der Geräuschdatenbank hinterlegt werden und somit gegensignalpassend zu dem jeweiligen akustischen Signal generiert beziehungsweise ausgesendet werden.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine intelligente Geräuschdatenbank bereitgestellt werden kann und, wie durch Nutzung der intelligenten Geräuschdatenbank als störend empfundene Fahrgeräusche im Innenraum des Kraftfahrzeugs individuell gedämpft beziehungsweise ausgelöscht werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9893697 B1 [0004]
US 2018/0240288 A1 [0005]
US 2017/0154481 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Generieren einer Geräuschdatenbank (222), folgende Schritte umfassend: a) Erfassen (100) eines akustischen Signals eines Kraftfahrzeugs, b) Erfassen (102) von wenigstens einem Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung, der dem wenigstens einen akustischen Signal zeitlich zugeordnet ist, c) Generieren (104) eines ersten Datensatzes mit wenigstens folgenden Einträgen: dem wenigstens einen Parameter und dem akustischen Signal und/oder wenigstens einer physikalischen Eigenschaft des akustischen Signals, und d) Hinterlegen (106) des ersten Datensatzes in der Geräuschdatenbank (222).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte e) vor Ausführen von Schritt d): Überprüfen, ob in der Geräuschdatenbank (222) ein zweiter Datensatz hinterlegt ist, wobei wenigstens ein Eintrag des ersten Datensatzes höchstens um einen vorgegebenen Bereich von einem zugehörigen Eintrag des zweiten Datensatzes abweicht, und f) nur, wenn das Überprüfen positiv ist: Ersetzen des zweiten Datensatzes durch den ersten Datensatz.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Datensatz analog zu dem ersten Datensatz aufgebaut ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das akustische Signal gemäß Schritt a) erfasst und lokalisiert wird, und in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Lokalisierens einer vorgegebenen Kategorie (210) zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kategorie (210) jeweils eine Baugruppe des Kraftfahrzeugs darstellt, wobei wenigstens eine Signalkomponente des akustischen Signals wenigstens einer der Baugruppen zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Datensatz und der zweite Datensatz als weiteren Eintrag die Kategorie (210) des akustischen Signals umfassen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Datensatz nur dann den zweiten Datensatz ersetzt, wenn die Kategorie (210) des ersten Datensatzes mit der Kategorie (210) des zweiten Datensatzes übereinstimmt.
Verfahren zum Dämpfen von wenigstens einem akustischen Signal in einem Kraftfahrzeug, folgende Schritte umfassend: g) Erfassen von wenigstens einem Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung, h) Überprüfen, ob zu dem wenigstens einen Parameter in einer vorgegebenen oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche generierten Geräuschdatenbank (222) ein Datensatz für wenigstens ein akustisches Signal des Kraftfahrzeugs hinterlegt ist, und i) nur, wenn das Überprüfen positiv ausfällt: Generieren wenigstens eines akustischen Gegensignals auf Basis des Datensatzes zum Dämpfen des akustischen Signals.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Schritt j) vor Ausführen von Schritt i): Vergleichen wenigstens eines Werts eines Eintrags des Datensatzes, mit einem vorgegebenen, insbesondere individualisierten oder kategorisierten Grenzwert, wobei der Wert eine physikalische Eigenschaft des akustischen Signals darstellt, und wobei das akustische Gegensignal nur dann generiert wird, wenn der Wert gegenüber dem Grenzwert eine vorgegebene Bedingung erfüllt.
Signaldämpfungsvorrichtung (200) für ein Kraftfahrzeug, umfassend: - eine Erfassungseinrichtung (202, 204, 206, 208, 209) zum Erfassen von wenigstens einem Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung, gekennzeichnet, durch - eine Überprüfungseinrichtung (224) zum Überprüfen, ob zu dem wenigstens einen Parameter in einer vorgegebenen oder nach einem der Ansprüche 1 bis 8 generierten Geräuschdatenbank (222) ein Datensatz für wenigstens ein akustisches Signal des Kraftfahrzeugs hinterlegt ist, und - eine akustische Signalgeneratoreinrichtung (226) zum Generieren wenigstens eines akustischen Gegensignals auf Basis des Datensatzes zum Dämpfen des akustischen Signals, nur wenn das Überprüfen positiv ausfällt.