DE102010006303A1 - Noise compensation device in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Geräuschkompensation in einem Kraftfahrzeug mit einer Empfangseinrichtung (10), die auftretende Geräusche erfasst, mit einer Signalerzeugungseinrichtung (8), die auf der Grundlage der erfassten Geräusche wenigstens ein Signal erzeugt und mit wenigstens einem Lautsprecher (7), der unter Zugrundelegung des Signals Auslöschungsschallwellen erzeugt und ins Fahrzeuginnere abstrahlt, die gegenüber den Schallwellen der auftretenden Geräusche phasenverschoben sind. Die beschriebene technische Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass der wenigstens eine Lautsprecher (7) derart im Fahrzeuginneren angeordnet ist, dass die Auslöschungsschallwellen in einen Bereich eines Schlafplatzes (11) abgestrahlt werden.A device for noise compensation in a motor vehicle is described with a receiving device (10) which detects occurring noises, with a signal generating device (8) which generates at least one signal on the basis of the detected noises and with at least one loudspeaker (7) which under Based on the signal generated cancellation sound waves and radiates into the vehicle, which are out of phase with respect to the sound waves of the noises occurring. The described technical solution is characterized in that the at least one loudspeaker (7) is arranged in such a way inside the vehicle that the extinguishing sound waves are radiated into an area of a sleeping place (11).
Description
Technisches Gebiet:Technical area:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Geräuschkompensation in einem Kraftfahrzeug mit einer Empfangseinrichtung, die auftretende Geräusche erfasst, mit einer Signalerzeugungseinrichtung, die auf der Grundlage der erfassten Geräusche wenigstens ein Signal erzeugt und mit wenigstens einem Lautsprecher, der unter Zugrundelegung des Signals Auslöschungsschallwellen erzeugt und ins Fahrzeuginnere abstrahlt, die gegenüber den Schallwellen der auftretenden Geräusche phasenverschoben sind.The invention relates to a device for noise compensation in a motor vehicle with a receiving device that detects occurring noises, with a signal generating device that generates at least one signal based on the detected noise and with at least one speaker, which generates on the basis of the signal Auslöschungsschallwellen and into the vehicle interior radiates out of phase with the sound waves of the noises occurring.
Stand der Technik:State of the art:
In den vergangenen Jahrzehnten ist der Ausbau von Parkplätzen, insbesondere an den Autobahnen, nicht im gleichen Maße gewachsen, wie der Straßenverkehr. Aus diesem Grund finden vor allem Fernfahrer immer seltener einen ruhigen Standplatz für ihre Ruhezeiten. Oft stehen die Fahrzeuge in Zu- und Ausfahrten von Rasthöfen oder auf dem Standstreifen der Autobahn. Zudem sind insbesondere in Deutschland, im Gegensatz zu anderen Ländern, die LKW-Parkplätze äußerst ungünstig angeordnet, da die LKW-Parkplätze der Autobahn zugewandt sind, während die PKW-Parkplätze im größeren Abstand zur Fahrbahn angeordnet sind.In recent decades, the expansion of parking lots, especially on the motorways, has not grown to the same extent as road traffic. For this reason, especially long-haul drivers are less and less likely to find a quiet spot for their rest periods. Often the vehicles are in entrances and exits of restraints or on the hard shoulder of the highway. In addition, especially in Germany, unlike other countries, the truck parking is extremely unfavorable, since the truck parking areas facing the highway, while the car parking spaces are located at a greater distance to the roadway.
In Bezug auf das zuvor geschilderte Problem ist zu berücksichtigen, dass Lärm einen der größten Stressfaktoren darstellt, da er sich negativ auf das vegetative Nervensystem auswirkt. Müdigkeit, Konzentrationsmangel, Nervosität und Gereiztheit sind die Folgen. Darüber hinaus führt ständige, auch unterschwellige Lärmeinwirkung zu Dauerschäden des Gehörs. Um diesem Problem entgegenzuwirken, sind Einrichtungen mit aktiver Lärmkompensation bekannt, die auf dem Prinzip des phaseninversen Schalls basieren. Bei einer derartigen aktiven Schallkompensation werden am Schalleinwirkungsort, insbesondere im Bereich des Ohres, die dort auftretenden Schallwellen mittels eines Schallaufnehmers in Form eines Mikrophons zunächst aufgenommen und einem Filter zu einer 180°-Phasenverschiebung zugeführt. Die phasenverschobenen Schallwellen werden schließlich über einen Lautsprecher ausgesendet, so dass sich die aufgenommenen und die hierzu phasenverschobenen Schallwellen zumindest zum größten Teil auslöschen. Mit einer derartigen aktiven Lärmkompensationseinrichtung kann vor allem im unteren Frequenzbereich eine Lärmreduzierung von mehr als 15 dB erreicht werden, wobei eine Lärmreduzierung um 10 dB subjektiv bereits also Halbierung der Lautstärke wirkt.Regarding the problem described above, it has to be taken into account that noise is one of the biggest stress factors as it has a negative effect on the autonomic nervous system. Fatigue, lack of concentration, nervousness and irritability are the consequences. In addition, constant, even subliminal noise effects permanent damage to the hearing. To counteract this problem, devices with active noise compensation are known, which are based on the principle of phase-inverse sound. With such an active sound compensation, the sound waves occurring there are first recorded at the sound input site, in particular in the region of the ear, by means of a sound pickup in the form of a microphone and fed to a filter for a 180 ° phase shift. The phase-shifted sound waves are finally transmitted via a loudspeaker, so that the recorded and the phase-shifted sound waves extinguish, at least for the most part. With such an active noise compensation device, a noise reduction of more than 15 dB can be achieved, above all in the lower frequency range, with a noise reduction of 10 dB subjectively thus already halving the volume.
Die aktive Lärmkompensation wird unterdessen bereits in verschiedenen Bereichen eingesetzt. So sind etwa seit einigen Jahren Kopfhörer mit aktiver Lärmkompensation erhältlich, die beispielsweise im Bereich von Flugzeugen sowohl im Cockpit als auch im Passagierraum eingesetzt werden.In the meantime, active noise compensation is already being used in various areas. For example, headphones with active noise compensation have been available for some years and are used, for example, in the area of aircraft in both the cockpit and the passenger compartment.
Darüber hinaus ist aus der
In Erweiterung des vorbeschriebenen Systems ist es beispielsweise aus der
Selbstverständlich werden auch passive Schalldämmungen, wie sie beispielsweise aus der
Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten technischen Lösungen sowie der zuvor geschilderten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System zur Geräuschkompensation für den Fahrzeuginnenraum anzugeben, das dem Fahrzeugführer auch während der Ruhezeiten einen komfortablen Schlaf, der nicht durch Lärm gestört wird, ermöglicht. Das anzugebende System soll über einen verhältnismäßig einfachen Aufbau verfügen und bevorzugt auch in bereits im Fahrzeug vorhandene Systeme integrierbar sein. Weiterhin soll das System sowohl im Bereich von Nutzfahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen und Reiseomnibussen, als auch im Bereich anderer Fahrzeuge, wie beispielsweise in Wohnmobilen, einsetzbar sein.Based on the known from the prior art technical solutions and the above-described problem, the invention has for its object to provide a system for noise compensation for the vehicle interior, which the driver during the Rest periods allow a comfortable sleep that is not disturbed by noise. The system to be specified should have a relatively simple structure and preferably also be integrated into existing systems in the vehicle. Furthermore, the system should be used both in the field of commercial vehicles, in particular trucks and travel buses, as well as in the field of other vehicles, such as motor homes.
Die zuvor genannte Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Eine vorteilhafte Verwendung einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung wird ferner im Anspruch 7 angegeben.The aforementioned object is achieved with a device according to claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures. An advantageous use of a device according to the invention is further specified in
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Geräuschkompensation in einem Kraftfahrzeug mit einer Empfangseinrichtung, die auftretende Geräusche erfasst, mit einer Signalerzeugungseinrichtung, die auf der Grundlage der erfassten Geräusche wenigstens ein Signal erzeugt und mit wenigstens einem Lautsprecher, der unter Zugrundelegung des Signals Auslöschungsschallwellen erzeugt und ins Fahrzeuginnere abstrahlt, die gegenüber den Schallwellen der auftretenden Geräusche phasenverschoben sind, derart weitergebildet worden, dass der wenigstens eine Lautsprecher derart im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, dass die Auslöschungsschallwellen in einem Bereich eines Schlafplatzes abgestrahlt werden.According to the invention, a device for noise compensation in a motor vehicle is provided with a receiving device which detects occurring noises, with a signal generating device which generates at least one signal on the basis of the detected noises and with at least one loudspeaker which generates canceling sound waves on the basis of the signal and radiates into the vehicle interior , which are out of phase with respect to the sound waves of the noises occurring, have been developed such that the at least one loudspeaker is arranged in the vehicle interior such that the extinguishing sound waves are emitted in a region of a sleeping place.
Unter Schlafplatz eines Fahrzeugs wird hierbei im Allgemeinen ein Platz verstanden, an dem zumindest eine Person während der Fahrt oder in Ruhezeiten des Fahrzeugs schlafen und/oder sich ausruhen kann. Hierbei kann es sich entweder um einen Sitz handeln, der in eine zumindest teilweise Liegeposition überführbar ist, als auch um einen Schlafplatz, der im Bereich einer Schlafkabine angeordnet ist. Unter Schlafkabine wiederum wird sowohl der in einem Lastkraftwagen oder Omnibus vorgesehene Ruheraum für den Fahrer, als auch ein entsprechend ausgebildeter Raum in einem Wohnmobil verstanden.A sleeping space of a vehicle is generally understood to mean a place at which at least one person can sleep and / or rest while driving or while the vehicle is at rest. This can either be a seat that can be moved into an at least partially lying position, as well as a sleeping space that is located in the area of a sleeping cabin. Under sleeping cabin turn, both the intended in a truck or bus rest room for the driver, as well as a suitably trained space in a motorhome is understood.
Mit Hilfe der erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung ist es auf bevorzugte Weise möglich, einer Person, die sich im Bereich des Schlafplatzes befindet, einen ruhigen, erholsamen Schlaf zu ermöglichen. Dies wird vor allem dadurch erreicht, dass innerhalb des Fahrzeugs wahrnehmbare Geräusche, deren Geräuschursache sich entweder im und/oder außerhalb des Fahrzeugs befindet, detektiert werden und nach Auswertung der Geräusche durch einen Lautsprecher Schwallwellen in den Bereich des Schlafplatzes ausgesandt werden, die zu einer Kompensation der Geräusche aufgrund einer zumindest teilweisen Auslöschung der jeweiligen Schallwellen führen. Eine gegenseitige zumindest teilweise Auslöschung der Schallwellen wird hierbei auf bevorzugte Weise dadurch erreicht, dass die störenden Schallwellen und die Auslöschungsschallwellen in ihrer Phase gegeneinander verschoben werden, insbesondere um einen Phasenwinkel von 180°.With the help of the device according to the invention, it is possible in a preferred manner to allow a person who is in the area of the sleeping area, a peaceful, restful sleep. This is achieved above all by the fact that inside the vehicle perceptible noises, the noise cause is either in and / or outside of the vehicle are detected and emitted after evaluation of the noise by a speaker waves in the area of the sleeping area, which leads to a compensation the noise due to an at least partial extinction of the respective sound waves. A mutual at least partial extinction of the sound waves is achieved in a preferred manner in that the disturbing sound waves and the extinguishing sound waves are shifted in phase against each other, in particular by a phase angle of 180 °.
Zur Verwirklichung der Geräuschkompensation im Bereich des Schlafplatzes ist im Innenraum des Fahrzeugs zumindest eine als Mikrophon ausgeführte Empfangseinrichtung vorgesehen, mit der die auftretenden Geräusche aufgenommen werden, ein entsprechendes Eingangsignal an eine Signalerzeugungseinheit gesandt wird und die Signalerzeugungseinheit ihrerseits ein Ausgangssignal generiert, auf dessen Grundlage wenigstens ein Lautsprecher Auslöschungsschallwellen zur Kompensation der im Fahrzeuginnenraum auftretenden Geräusche erzeugt. Gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Lautsprecher im Fahrzeuginnenraum derart angeordnet, dass die Auslöschungsschallwellen in einen Bereich eines Schlafplatzes, insbesondere in einen Bereich eines in einer separaten Schlafkabine angeordneten Schlafplatzes, abgestrahlt werden. Unter einer separaten Schlafkabine ist hierbei vor allem ein Bereich des Fahrzeuginnenraums zu verstehen, der entweder durch eine feste Wand oder durch einen Vorhang zumindest zeitweise gegenüber dem Fahrerarbeitsplatz abtrennbar sein. Auf besonders geeignete Weise ist der wenigstens eine Lautsprecher derart angeordnet, dass die Auslöschungsschallwellen zumindest in den Kopfbereich, also den Bereich, in dem sich üblicherweise der Kopf einer ruhenden bzw. schlafenden Person befindet, abgestrahlt werden.To realize the noise compensation in the area of the sleeping area, at least one receiving device designed as a microphone is provided in the interior of the vehicle with which the occurring noises are recorded, a corresponding input signal is sent to a signal generation unit and the signal generation unit in turn generates an output signal on the basis of which at least one Speaker extinguishing sound waves generated to compensate for the noise occurring in the vehicle interior. According to the invention, at least one loudspeaker in the vehicle interior is arranged in such a way that the extinguishing sound waves are radiated into an area of a sleeping space, in particular into a region of a sleeping space arranged in a separate sleeping cabin. Under a separate sleeping compartment here is mainly an area of the vehicle interior to be understood, which can be separated either by a solid wall or by a curtain at least temporarily against the driver's workplace. In a particularly suitable manner, the at least one loudspeaker is arranged in such a way that the extinguishing sound waves are radiated at least into the head region, that is to say the region in which the head of a person sleeping or sleeping is usually located.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung und der Lautsprecher in eine Mikrophon-Lautsprecher-Einheit integriert sind. Eine derart kombinierte Mikrophon-Lautsprecher-Einheit lässt sich auf vorteilhafte Weise im Bereich des Schlafplatzes, insbesondere im Kopfbereich, also dem Bereich des Schlafplatzes, an dem eine Person üblicherweise den Kopf bettet, angeordnet werden. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, eine derartige Einheit entweder mit Hilfe entsprechender Befestigungsmittel an der Innenwand zu befestigen oder aber in diese zu integrieren.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the receiving device and the speaker are integrated in a microphone-speaker unit. Such a combined microphone-loudspeaker unit can advantageously be arranged in the area of the sleeping area, in particular in the head area, that is to say the area of the sleeping area at which a person usually beds his head. In this connection, it is conceivable to fasten such a unit to the inner wall either by means of corresponding fastening means or to integrate it into this.
Wie bereits eingangs ausgeführt worden ist, stellt eine vorteilhafte Anordnung des erfindungsgemäß vorgesehenen Lautsprechers, die Platzierung im Bereich einer Schlafkoje, vorzugsweise der Schlafkoje eines Nutzfahrzeugs, dar. Der Lautsprecher wird vorteilhafter Weise derart angeordnet, dass die Auslöschungsschallwellen in den Kopfbereich der Schlafkoje, also des Liegeplatzes, ausgesandt werden.As has already been explained, an advantageous arrangement of the loudspeaker according to the invention, the placement in the area of a bunk, preferably the bunk of a commercial vehicle, represents. The speaker is advantageously arranged such that the extinguishing sound waves in the head of the Bunk, so the mooring, to be sent out.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung wird als wenigstens ein Lautsprecher zur Aussendung von Auslöschungsschallwellen ein Lautsprecher verwendet, mit dem auch übliche Audioklänge erzeugt werden können. In diesem Zusammenhang bietet es sich an, Lautsprecher, die an eine Musik- und/oder Fernsehanlage des Fahrzeugs gekoppelt sind, für die erfindungsgemäß ausgeführte Vorrichtung zur Geräuschkompensation zu verwenden.In a further particular embodiment of the invention, a loudspeaker is used as at least one loudspeaker for emitting extinction sound waves, with which standard audio sounds can also be generated. In this context, it makes sense to use speakers which are coupled to a music and / or television system of the vehicle, for the inventively designed device for noise compensation.
Auf vorteilhafte Weise bietet es sich ferner an, den zur Geräuschkompensation verwendeten Lautsprecher an ein Weck- und/oder Alarmsystem anzubinden. Auf diese Weise ist es möglich, einen Fahrer, der im Bereich des Liegeplatzes schläft, auf eine Gefahr, beispielsweise ein Feuer oder die Überschreitung einer Kühltemperatur in einem Kühlauflieger, hinzuweisen und/oder den Fahrer zu einer gewünschten Weckzeit zu wecken.Advantageously, it also makes sense to connect the speaker used for noise compensation to a wake-up and / or alarm system. In this way, it is possible for a driver who sleeps in the area of the berth to indicate a danger, for example a fire or the exceeding of a cooling temperature in a refrigerated trailer, and / or to wake the driver to a desired wake-up time.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Geräuschkompensation, die üblicherweise mit passiven Schalldämmungselementen innerhalb der Fahrzeugwand kombiniert wird, wird einem Fahrzeugführer ein ruhiger Schlafplatz, vorzugsweise im Fahrerhaus eines Nutzfahrzeugs, bereitgestellt. Diese Maßnahme stellt insbesondere sicher, dass der Fahrer während seiner Ruhepausen einen erholsamen Schlaf findet und bei Wiederaufnahme der Fahrt ausreichend erholt ist.With the aid of the noise compensation device according to the invention, which is usually combined with passive sound insulation elements within the vehicle wall, a driver is provided with a quiet sleeping space, preferably in the cab of a commercial vehicle. This measure ensures, in particular, that the driver finds a restful sleep during his rest breaks and is sufficiently recovered when resuming the ride.
Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Figur näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention without further restriction of the general inventive concept will be explained in more detail with reference to FIG. Show it:
Die
Mit Hilfe der Mikrophone
Zusätzlich zu den Mikrophonen
Trotz dieser Maßnahmen zur passiven Schalldämmung kann hierdurch nur eine begrenzte Absenkung des Innengeräuschpegels erreicht werden. Insbesondere bei tiefen Frequenzen ist die Schalldämmung des Fahrerhauses aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten durch passive Schalldämmelemente
Ergänzend ist zu einer besseren Veranschaulichung in
Die erfindungsgemäß eingesetzte Vorrichtung zur Geräuschkompensation kompensiert innerhalb des Fahrerhauses
Die im Fahrzeuginnenraum auftretenden bzw. ohne Geräuschkompensation wahrnehmbaren Geräusche können ihre Ursache sowohl innerhalb als auch außerhalb des Fahrzeugs haben. Insbesondere Motorgeräusche, Verkehrslärm und/oder durch dieselbetriebene Kühlaggregate verursachter Lärm wirkt sich oftmals störend auf den Schlaf eines Fahrers, insbesondere eines Fernfahrers aus. Mit Hilfe des erfindungsgemäß ausgeführten Systems zur Geräuschkompensation werden derartige Störgeräusche zumindest weitgehend ausgelöscht.The noises occurring in the vehicle interior or perceptible without noise compensation can be caused both inside and outside the vehicle. In particular, engine noise, traffic noise and / or noise caused by diesel-powered refrigeration units often has a disturbing effect on the sleep of a driver, especially a truck driver. With the help of the inventively designed system for noise compensation such noise is at least largely extinguished.
Das den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrerhausdriver's cab
- 22
- Rückwandrear wall
- 33
- FahrerhausbodenCab floor
- 44
- Schlafliegebunk
- 55
- Fahrzeugsitzvehicle seat
- 66
- Kopfbereich eines Fahrzeuginsassen in Ruhe- oder SchlafpositionHead area of a vehicle occupant in resting or sleeping position
- 77
- Lautsprecherspeaker
- 88th
- SignalerzeugungseinheitSignal generation unit
- 99
- SeitenwandSide wall
- 1010
- Mikrophonmicrophone
- 1111
- Schlafplatzberth
- 1212
- Rückenlehne des SitzesBackrest of the seat
- 1313
- passives Schalldämmelementpassive soundproofing element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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