CN111508463A - 在电动或混动车辆中主动降噪的方法及对应配置的车辆 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于在电动或混动车辆(1)中主动降噪的方法，该方法具有：借助于至少一个安装在该车辆上的声波接收装置(2)来检测在该车辆(1)的环境中的噪声；并且借助于至少一个安装在该车辆(1)上的声波发出装置(3)、取决于该声波接收装置(2)的接收信号来产生反向声波，其中所产生的反向声波针对在该车辆(1)的环境中的噪声的一部分而产生并且输出至该车辆(1)的环境中。此外，提供一种对应的电动或混动车辆(1)，该电动或混动车辆被配置为用于执行关于其外部噪声的主动降噪。

Description

在电动或混动车辆中主动降噪的方法及对应配置的车辆
技术领域
本发明涉及一种用于在电动或混动车辆中主动降噪的方法以及一种对应的车辆，该车辆被配置为用于针对其外部噪声进行主动降噪。
背景技术
随着电动和混动车辆的数量的增大，由此而来地用于驱动这些车辆所需的充电基础设施也在不断扩建。在世界范围内使用的不同充电站中，一方面追求模块化的充电理念，其中充电站由局部分隔开的部件/模块构造成，例如由冷却单元、功率电子单元作为分隔开的模块以及至少一个联接至这两个模块的充电桩构造成。在此，充电桩从顾客视角看大体上仅具有充电线缆以及用户接口，并且可以说从远方“供应”充电过程所需的充电功率和冷却功率。这样的构造具有如下优点：通过将功率供应和冷却供应转移到远离充电桩的地方而使顾客不被噪音打扰，在(例如由变压器)提供功率时或在(例如由风扇或压缩机)导出所产生的热量时产生该噪音。然而，大多数的充电站，尤其在人口密集的空间(如市中心)的充电站，有时由于空间不足而大多不由局部分隔开的部件构造成。在此，在顾客角度来看充电过程直接在开关箱或壳体中进行，功率电子器件以及冷却单元安置在该壳体中并且充电线缆和用户接口也安装在该壳体上。由此，冷却装置或功率电子器件的噪声生成在充电时可以被顾客听到。
然而，通常致力于(与充电站的构造方式无关地)使得在顾客在其电动或混动车辆充电时停留在充电桩附近期间，顾客不被噪音打扰。这尤其适用于在电动车辆的高的或最高的价格区间内的顾客。正是在高价格的车辆区间中，短的充电时间发挥重要的作用，这些充电时间只能通过大的充电功率来实现。因为现在在电动和混动车辆的快速充电时电压由于安全原因限制在大约1kV，因此这个限制通过非常高的在500A的范围内的充电电流来补偿。大的电流进而引起对电子和电气部件(如连接件、电池及其线路)整个功率电子器件以及如有必要保险丝和回流二极管的很大程度的加热。这些废热必须被导出，因此必须设置对应的冷却装置。这尤其涉及在充电中的车辆中的电池。为了导出牵引电池的热量，通常使用强力风扇，与之相关的是噪声生成。尤其在外部温度高的情况下，风扇可能产生大声的且由于音高而令人不快的背景噪声，该背景噪声可能对在充电桩附近或在车辆中停留的使用者造成强烈的干扰。
在上述充电解决方案中(其中充电站由空间上分隔开的部件构造成)，生成噪音的部件(尤其功率电子器件和冷却装置)设置成距充电桩远到使其不干扰停留在充电桩的区域中的顾客。因此，焦点在于避免在车辆充电时的干扰性噪声，其中用于冷却牵引电池的车辆风扇造成噪音并且因此形成充电时最大声的部件，这些噪声可能干扰到使用者。这进而导致，充电停车场的所分配的充电解决方案不一定是必须的，以便在车辆自身形成最大的噪音源时，将充电过程设计成对于顾客而言尽可能无噪声的。
发明内容
由此出发，本发明的目的在于，总体性地、尤其消除或至少减小与电动或混动/混合动力车辆的充电过程相关的背景噪声。
针对于此的解决方案通过根据本发明在此公开的方法并且通过对应于该方法而配置的的电动或混动车辆来实现。在以下的说明中参考电动车辆，然而其中也可以是指混动车辆。此外，在本说明的范围内，“主动降噪”被理解为借助于反向声波衰减或消除噪声。
根据本发明，提供一种用于在电动车辆中主动降噪的方法，该方法具有：借助于至少一个安装在该车辆上的声波接收装置来检测在该车辆的环境中的噪声；并且借助于至少一个安装在该车辆上的声音发出装置、取决于该声波接收装置的接收信号来产生反向声波，其中反向声波针对在该车辆的环境中的噪声的至少一部分而产生并且输出至该车辆的环境中并且优选输出至该车辆中。检测噪声以及对噪声的至少一部分产生反向声波可以尤其针对车辆的环境进行，该环境包含该车辆自身。
因此，借助于根据本发明的方法，可以通过发射反向声波来减小或甚至完全避免具有噪声或(由车辆自身产生的)噪音的车辆环境的负担。因此，根据本发明的方法展示了在车辆周围的主动降噪，其中该方法的目的主要在于衰减或消除由车辆自身产生的噪声。该方法尤其可以用来避免噪声，这些噪声在电动车辆的牵引电池充电时由该电动车辆产生。因为充电中的车辆的风扇在充电过程中形成最大声的部件，因此借助于本发明的方法减小或消除由这些风扇产生的背景噪声，由此充电过程总体上再次设计得非常安静(类似于电动车辆自身中的驾驶)。因为在根据本发明的方法的过程中始终检测当前充斥的背景噪声并且产生对此适配的反向声波，因此可以对例如由于脏污、结冰或转速改变而产生的风扇噪声的改变做出反应。借助于根据本发明的方法，可以提供一种适配于当前情况的、尤其适配于噪声源的当前状态的降噪。通过检测在车辆的环境中的噪声可以使所产生的反向噪声同时也与车辆的环境的动态进行的空间结构上的改变适配，这些改变改变车辆周围的背景噪声。因此，例如在充电过程中，在充电中的车辆旁边停车的载重车辆(Lkw)或装载有干草的载货车可以改变空间条件，使得通过改变的声波反射来改变在车辆范围内充斥的背景噪声。借助于根据本发明的方法实时检测车辆处的背景噪声并且对应地反向声波可以实时地适配于结构上改变的环境，使得始终进行最佳的噪声抑制。借助于在此描述的方法尤其可以至少如下程度地降低充电噪声，从而遵守在居住区、疗养区以及例如医院和护理机构范围中的污染值(尤其在夜里，通常大多数的车辆都在夜里充电)。
在根据本发明方法的范围内所使用的声波接收装置可以是麦克风，并且声波发出装置可以是扬声器。反向声波关于噪声针对车辆环境中的噪声的至少一部分而产生并且被输出到车辆的环境中并且优选被输出到该车辆中，其中车辆上或周围充斥的背景噪声的那部分尤其可以包括充电噪声。本发明方法的主要目的在于，消除或至少抑制由车辆在充电过程中引起的噪音污染，并且不提供在充电中的车辆处对总体上的背景噪声的一般性的抑制或消除，虽然后者借助于本发明的方法同样可以实现。为此，然后计算和发出针对总体上所接收的噪声频谱的反向声波。
借助于在此描述的方法(并且在下文中对应配置的车辆中)可以尤其抑制或消除充电过程中在车辆构件中产生的、在充电车辆的环境中的噪声。在此，噪声抑制不仅限制于车辆的风扇，而且也可以包括产生噪音的其他部件，例如嗡嗡响的转换器。因为由于充电过程而产生的、在车辆周围的噪音被衰减或消除，因此借助于在此描述的方法也在一定程度上衰减了由于充电过程在车辆内部空间中所引起的噪声。
根据另一个实施方式，该方法还可以具有：借助于控制单元来处理检测到的噪声以产生用于声波发出装置的控制信号。(声音)控制单元可以涉及声音单元，该声音单元具有放大器并且借助于对应计算的信号控制至少一个声波发出装置，从而产生用于主动降噪所需的反向声波。在这个意义上，控制装置同时也可以被视为针对所检测到的声波的评估单元。
根据该方法的另一个实施方式，控制单元可以对应于已在车辆中存在的声学产生模块，尤其可以对应于在大多数情况下已在电动车辆上存在的声音发生器。声音发生器通常用于模拟/产生在低速情况下的行驶噪声，以使其他的交通参与者(尤其步行者或骑自行车的人)更好地感知到电动车辆。通过使用声音发生器来产生反向声波可以节约成本、重量以及通常在车辆中无论如何已经大致存在的用于其他额外所需的声音模块的结构空间。
在另一个实施方式中，可以将已存在的反向声波设备用于在充电时为内部空间降噪，而对于指向外部的、主动的噪声抑制可以在车辆中实现对应的(声音)控制单元。
根据该方法的另外的实施方式，可以仅针对在该车辆的环境中检测到的噪声的至少一个预先确定的频段产生该反向声波。为此，例如可以对应地对从控制单元传输到声波发出装置的控制信号(用于产生反向声波)和/或从声波接收装置传输到控制单元的信号(该信号再现了车辆处的背景噪声)进行滤波(例如借助于至少一个带通滤波器)。由此可以实现，充电环境的自然噪声(例如鸟鸣声)不被主动的噪声抑制一起记录。此外，在该方法的范围内，也可以预先确定频率阻带，这些频率阻带被主动的声波隔离排除在外。频率阻带可以例如基于警车、救护车和消防车的警报的声波范围而限定。
根据该方法的另外的实施方式，该至少一个预先确定的频段——针对该频段产生该反向声波——可以由在该车辆充电时产生的噪声限定。确定用于主动的噪声抑制的目标频段可以例如基于针对产生噪音的声波发射频率的部件(例如车辆的风扇)的期望值来进行。期望值可以对应于出厂设定值，此外在这些出厂设定值中既考虑对车辆车身的影响、也考虑由于风扇的运行参数(结冰、脏污、转速)改变而产生的一定程度上的波动带宽。
根据另外的实施方式，该方法还可具有：取决于在至少一个预先确定的频段中的噪声的声压来适配所产生的反向声波的声压。由此可以实现如下程度地降低噪音发射，使得遵守在居住区、疗养区以及例如医院和护理机构范围中的污染标准值(主要在夜里，因为通常大多数的车辆都在夜里充电)。在此可以考虑到，联接至充电桩的电动车辆相关联地可以被理解成固定的设备并且可以从此得出针对单独的车辆相关联地对污染标准值的更严格的要求。
在另外的实施例中，提供一种根据上述方法配置的车辆。因此提供一种具有主动的外部降噪的车辆，其中该车辆涉及电动或混动车辆。根据本发明的车辆具有：至少一个声波检测装置，该声波检测装置安装在该车辆上并且被配置为用于检测在该车辆的环境中的噪声，该环境尤其可以包含该车辆自身；以及至少一个声波发出装置，该声波发出装置安装在该车辆上并且被配置为用于将声波发出到该车辆的外部环境中并且优选也发出到该车辆中。此外，该车辆具有控制单元，该控制单元与该声波检测装置并且与该声波发出装置联接，并且被配置为用于取决于该声波检测装置的检测信号控制该声波发出装置，使得该声波发出装置将反向声波发出至所检测到的噪声的一部分。
根据具有主动的外部降噪的车辆的另外的实施例，该控制单元可以被配置为用于控制该声波发出装置，使得仅针对所检测到的噪声的至少一个预先确定的频段产生该反向声波。
根据具有主动的外部降噪的车辆的另外的实施例，该至少一个预先确定的频段——针对该频段产生该反向声波——可以由在该车辆充电时产生的噪声限定。
本发明的其他优点和构型从说明书和附图得出。
不言而喻，在不脱离本发明范围的情况下，以上提到的这些特征以及仍将在以下说明的特征不仅能够在相应给出的组合中使用，而且还可以在其他组合中或者单独地使用。
总体上，本发明在此提供下述1和7的技术方案，下述2-6和8-9为本发明的优选技术方案：
1.一种用于在电动或混动车辆(1)中主动降噪的方法，该方法具有：
借助于至少一个安装在该车辆上的声波接收装置(2)来检测在该车辆(1)的环境中的噪声；
借助于至少一个安装在该车辆(1)上的声波发出装置(3)、取决于该声波接收装置(2)的接收信号来产生反向声波；
其中所产生的反向声波针对在该车辆(1)的环境中的噪声的一部分而产生并且输出至该车辆(1)的环境中。
2.根据上述1所述的用于主动降噪的方法，还具有：
借助于控制单元(4)来处理检测到的噪声以产生用于声波发出装置(3)的控制信号。
3.根据上述2所述的用于主动降噪的方法，
其中该控制单元(4)对应于已在该车辆(1)中存在的声学产生模块。
4.根据上述1至3之一所述的用于主动降噪的方法，
其中仅针对在该车辆(1)的环境中检测到的噪声的至少一个预先确定的频段产生该反向声波。
5.根据上述4所述的用于主动降噪的方法，
其中该至少一个预先确定的频段——针对该频段产生该反向声波——由在该车辆(1)充电时产生的噪声限定。
6.根据上述4或5所述的用于主动降噪的方法，还具有：
取决于在至少一个预先确定的频段中的噪声的声压来适配所产生的反向声波的声压。
7.一种具有主动的外部降噪的车辆，其中该车辆涉及电动或混动车辆(1)，该车辆具有：
至少一个声波检测装置(2)，该声波检测装置安装在该车辆(1)上并且被配置为用于检测在该车辆(1)的环境中的噪声；
至少一个声波发出装置(3)，该声波发出装置安装在该车辆(1)上并且被配置为用于将声波发出到该车辆(1)的外部环境中；
控制单元(4)，该控制单元与该声波检测装置(2)并且与该声波发出装置(3)联接，并且被配置为用于取决于该声波检测装置(2)的检测信号控制该声波发出装置(3)，使得该声波发出装置将反向声波发出至所检测到的噪声的一部分。
8.根据上述7所述的具有主动的外部降噪的车辆，
其中该控制单元(4)被配置为用于控制该声波发出装置(3)，使得仅针对所检测到的噪声的至少一个预先确定的频段产生该反向声波。
9.根据上述8所述的具有主动的外部降噪的车辆，
其中该至少一个预先确定的频段——针对该频段产生该反向声波——由在该车辆(1)充电时产生的噪声限定。
附图说明
图1示出根据本发明的一个实施方案的电动车辆。
具体实施方式
借助于附图解释本发明，该附图示出根据本发明的电动车辆1，该电动车辆被配置成用于借助于在此提出的方法来主动降噪。车辆1具有多个麦克风2(在此例如仅示出两个)，这些麦克风与(声音)控制单元4联接。此外，车辆1具有外部扬声器3，这些外部扬声器同样联接到控制单元4。包括麦克风2、外部扬声器3和控制单元4的系统形成用于根据本发明的用于在电动或混动车辆中主动降噪的方法的基础。在车辆1的环境中的背景噪声借助于麦克风2声学地被描绘并且由控制单元4处理。控制单元4随后控制外部扬声器3，使得这些外部扬声器发出反向声波，该反向声波衰减或消除在车辆1周围的背景噪声的至少一部分噪声。虽然这些部件都在车辆1的前部展示，然而麦克风2或外部扬声器3一方面以更大的数量存在并且此外也可以被安装在车辆1的其他位置。
控制单元4连同外部扬声器3可以涉及已经在车辆1中实现的用于模拟和发出行驶噪声(行驶噪声模拟器)的系统。
根据本发明的车辆1可以优选地配设有用于在车辆内部空间7中主动地隔离行驶噪声的系统。这个系统包括与根据本发明的系统类似地在乘客内部空间7中布置的麦克风5和扬声器6，它们可以与声音单元(未在图1中示出)联接。优选地，控制单元4可以形成用于两个系统共用的声音单元。

Claims (9)

1.一种用于在电动或混动车辆(1)中主动降噪的方法，该方法具有：
借助于至少一个安装在该车辆上的声波接收装置(2)来检测在该车辆(1)的环境中的噪声；
借助于至少一个安装在该车辆(1)上的声波发出装置(3)、取决于该声波接收装置(2)的接收信号来产生反向声波；
其中所产生的反向声波针对在该车辆(1)的环境中的噪声的一部分而产生并且输出至该车辆(1)的环境中。
2.根据权利要求1所述的用于主动降噪的方法，还具有：
借助于控制单元(4)来处理检测到的噪声以产生用于声波发出装置(3)的控制信号。
3.根据权利要求2所述的用于主动降噪的方法，
其中该控制单元(4)对应于已在该车辆(1)中存在的声学产生模块。
4.根据权利要求1至3之一所述的用于主动降噪的方法，
其中仅针对在该车辆(1)的环境中检测到的噪声的至少一个预先确定的频段产生该反向声波。
5.根据权利要求4所述的用于主动降噪的方法，
其中该至少一个预先确定的频段——针对该频段产生该反向声波——由在该车辆(1)充电时产生的噪声限定。
6.根据权利要求4所述的用于主动降噪的方法，还具有：
取决于在至少一个预先确定的频段中的噪声的声压来适配所产生的反向声波的声压。
7.一种具有主动的外部降噪的车辆，其中该车辆涉及电动或混动车辆(1)，该车辆具有：
至少一个声波检测装置(2)，该声波检测装置安装在该车辆(1)上并且被配置为用于检测在该车辆(1)的环境中的噪声；
至少一个声波发出装置(3)，该声波发出装置安装在该车辆(1)上并且被配置为用于将声波发出到该车辆(1)的外部环境中；
控制单元(4)，该控制单元与该声波检测装置(2)并且与该声波发出装置(3)联接，并且被配置为用于取决于该声波检测装置(2)的检测信号控制该声波发出装置(3)，使得该声波发出装置将反向声波发出至所检测到的噪声的一部分。
8.根据权利要求7所述的具有主动的外部降噪的车辆，
其中该控制单元(4)被配置为用于控制该声波发出装置(3)，使得仅针对所检测到的噪声的至少一个预先确定的频段产生该反向声波。
9.根据权利要求8所述的具有主动的外部降噪的车辆，
其中该至少一个预先确定的频段——针对该频段产生该反向声波——由在该车辆(1)充电时产生的噪声限定。
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