DE102008033414A1

DE102008033414A1 - Verfahren zur Erzeugung von definierten Geräuschen im Fahrgastinnenraum eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102008033414A1
Application number: DE102008033414A
Authority: DE
Inventors: Stefan Sentpali
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2028-07-17
Also published as: DE102008033414B4

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von definierten Geräuschen im Fahrgastinnenraum eines Kraftfahrzeuges, das ein mittels eines elektronischen Steuergeräts ansteuerbares elektromechanisches Stellelement aufweist, wobei das Steuergerät Eingangssignale erhält und in Abhängigkeit von den Eingangssignalen das Stellelement über eine einzige Steuerverbindung zum einen im Sinne einer Verstellung der dem Stellelement zugeordneten mechanischen Komponente und zum anderen im Sinne einer Körperschallerzeugung ansteuert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von definierten Geräuschen im Fahrgastinnenraum eines Kraftfahrzeuges.
Bei Personenkraftfahrzeugen ist es bekannt, ein sogenanntes Sounddesign zur Verstärkung von Geräuschen oder zur Reduzierung von Geräuschen durchzuführen. Grundsätzlich sollte den Fahrzeuginsassen ein hohes Maß an Akustikkomfort geboten werden, wobei insbesondere auf einen geringen Geräuschpegel Wert zu legen ist. Andererseits soll der Fahrer aber auch den Betriebszustand des Motors exakt kennen, wozu eine Fahrgeräuschrückkopplung, insbesondere eine Rückkopplung des Motorgeräusches, zweckmäßig ist. Im Übrigen gilt es, die Emissionsvorschriften und Fahrzeugzielsetzungen, dazu gehören auch die Schallemissionen, einzuhalten.
Um diesen Zielkonflikt zu lösen, ist es auch bekannt, das Innengeräusch durch passive Abstimmaßnahmen, beispielsweise durch Aggregatlagerungen, zu verändern.
Ferner sind neben einer guten Schalldämmung die synthetische Erzeugung von Innengeräuschen oder aber auch die Abspeicherung von Klangkomponenten und die elektroakustische Hinzufügung zu dem Innenraum eines Kraftfahrzeugs bekannt. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die EP 0 992 976 B1 hingewiesen. Hiernach wird das Motorgeräusch in den Innenraum des Kraftfahrzeugs übertragen, indem mittels eines Schalldrucksensors im Ansaug- oder Abgastrakt des Kraftfahrzeuges Geräusche erfasst werden und über einen Lautsprecher im Fahrgastraum zumindest teilweise wiedergegeben werden.
Eine Quelle mit starker Lastabhängigkeit stellen die Abgasanlage und der Ansaugtrakt dar. Eine Erhöhung des abgestrahlten Schalls aus diesen Anregungsquellen ist aber wegen der oben genannten strengen Emissions- und Außengeräuschvorschriften nicht zielführend. Im Übrigen wird die Einleitung dieser Geräuschkomponenten in den Innenraum durch eine hohe Karossseriedämmung, die zur Minderung von Wind- und Rollgeräuschen und zur Unterdrückung störender, mechanischer Motorgeräuschkomponenten erforderlich ist, weitgehend unterbunden. Eine gezielte mechanische Einleitung in den Fahrzeug-Innenraum ist zwar prinzipiell möglich, hat sich aber bezüglich der Kosten und der Anordnung im Fahrzeug als nachteilig herausgestellt.
Bei synthetisierten Klangkomponenten kann in der Regel nur mit sehr hohem Aufwand und nur für bestimmte Fahrzyklen ein authentisch einem Motorgeräusch nachempfundenes Innengeräusch dargestellt werden. Bei einer Klangerzeugung über Lautsprecher können insbesondere tiefe Töne nicht mit ausreichendem Pegel erzeugt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache und kostengünstige Weise eine gewünschte akustische Rückmeldung des Betriebszustands des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Kraftfahrzeugsantriebs, in den Innenraum eines Fahrzeugs trotz grundsätzlicher Isolierung vor Außengeräuschen mit ausreichendem Pegel sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erfüllt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, eine ohnehin vorhandene elektromechanische Quelle multifunktional auch als Geräusch erzeugendes Element zu verwenden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt schematisch wesentliche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendige Komponenten.
Ein hier nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug weist ein mittels eines elektronischen Steuergeräts 1 ansteuerbares elektromechanisches Stellelement 2 auf, das beispielsweise ein Elektromotor in Form eines Drehstrommotors mit drei Wicklungen für eine Lenkhilfe in Kraftfahrzeugen oder ein sonstiger elektrischer Stellantrieb sein kann. Das Steuergerät 2 erhält Eingangssignale 4, wie zum Beispiel einen Lenkwinkel, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Drehzahl einer Brennkraftmaschine (als Beispiel für einen Kraftfahrzeugantrieb) und die Stellung des Fahrpedals. Das Steuergerät 2 kann beispielsweise in Abhängigkeit vom Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit den Elektromotor 2 über die Steuerverbindung 3 zur Verstellung eines Lenkgetriebes für die Lenkhilfe als eine dem Stellelement 2 zugeordnete mechanische Komponente ansteuern. Die Steuerverbindung 3 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus drei Steuerleitungen 3a, 3b und 3c, die den drei Wicklungen des hier als Drehstrommotor ausgestalteten Elektromotors 2 zugeordnet sind. Die Verstellung der Lenksäule über den Elektromotor 2 erfolgt über die Verstellsignale u_S, die jeweils über die Steuerleitungen 3a, 3b und 3c übermittelt werden.
In Abhängigkeit von vorzugsweise der Drehzahl, der Fahrpedalstellung und gegebenenfalls der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert das Steuergerät 2 den Elektromotor 3 im Sinne einer Körperschallerzeugung an, indem alternativ oder zusätzlich zu den Verstellsignalen u_S Körperschallsignale u_T über die Steuerleitungen 3a, 3b und 3c übermittelt werden.
Die Verstellsignale u_S zur Verstellung der mechanischen Komponente, hier des Elektromotors 2, sind wie üblich phasenversetzt. Die Körperschallsignale u_T zur Körperschallerzeugung werden vom Steuergerät 1 jedoch phasengleich zueinander erzeugt, wie in der Zeichnung durch die drei parallelen senkrechten Linien in den den Steuerleitungen 3a, 3b und 3c zugeordneten Überlagerungssignalen S_3a, S_3b und S_3c angedeutet ist. Die Amplituden von u_T können zum Ausgleich der elektrischen Widerstandsschwankungen gleich oder unterschiedlich eingestellt werden, um gegebenenfalls eine Drehmomentwirkung zu verhindern.
Alternativ oder zusätzlich zur Drehzahl und der Fahrpedalstellung als Beispiele für Parameter des Kraftfahrzeugantriebs kann das Steuergerät zur Körperschallerzeugung auch Signale eines Schwingungssensors im Kraftfahrzeugantriebsraum als Eingangssignale 4 berücksichtigen. Die Körperschallerzeugung kann dabei beispielsweise frequenzselektiv erfolgen.
Vorzugsweise wird das definierte Geräusch in Form einer Steuerung über kraftfahrzeugantriebsparameterabhängige Kennfelder oder in Form einer Regelung als Körperschall erzeugt, bei der die Signale eines Schwingungssensors im Kraftfahrzeugantriebsraum, gegebenenfalls gefiltert oder anders aufbereitet, als Soll-Geräusch vorgegeben werden. Als Steuereinheit wird vorzugsweise die Einheit für die herkömmlichen Stellfunktionen mitbenutzt.
Der zu erzeugende Körperschall liegt beispielsweise bei Sounddesign für eine Fahrzeugantriebsgeräuschrückführung vorzugsweise etwa zwischen 100 Hz und 1000 Hz. Hierfür ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet, da diese vergleichsweise tiefen Frequenzen sowohl haptisch als auch akustisch wahrnehmbar sind und somit sehr authentisch wirken.
Zusätzlich oder alternativ kann über die Körperschallerzeugung auch Antischall zur Reduzierung von Geräuschen erzeugt werden.
Somit entsteht durch das erfindungsgemäße Verfahren eine konstruktive oder destruktive Interferenz zwischen Verstellsignalen u_S und Körperschallsignale u_T.
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

- EP 0992976 B1 [0004]

Claims

Verfahren zur Erzeugung von definierten Geräuschen im Fahrgastinnenraum eines Kraftfahrzeuges, das ein mittels eines elektronischen Steuergeräts (1) ansteuerbares elektromechanisches Stellelement (2) aufweist, wobei das Steuergerät (2) Eingangssignale (4) erhält und in Abhängigkeit von den Eingangssignalen (4) das Stellelement (2) über eine einzige Steuerverbindung (3) zum einen im Sinne einer Verstellung der dem Stellelement (2) zugeordneten mechanischen Komponente und zum anderen im Sinne einer Körperschallerzeugung ansteuert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (2) ein Elektromotor ist, dessen Wicklungen vom Steuergerät (2) über die Steuerverbindung (3) zur Verstellung der mechanischen Komponente phasenversetzt und zur Körperschallerzeugung phasengleich mit einstellbaren Amplituden angesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät zur Körperschallerzeugung Parameter des Kraftfahrzeugantriebs als Eingangssignale (4) berücksichtigt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät zur Körperschallerzeugung das Signal eines Schwingungssensors im Kraftfahrzeugantriebsraum als Eingangssignal (4) berücksichtigt.