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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines synthetischen Antriebsgeräuschs in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die
DE 10 2007 055 477 A1 betrifft ein Verfahren zur synthetischen Erzeugung von Motorgeräuschen, insbesondere einer Brennkraftmaschine, wobei die Motorgeräusche durch wenigstens einen elektromechanischen Wandler, insbesondere einen Aktor oder Lautsprecher, mittels eines elektrischen Wandlererregersignals erzeugt werden. Dabei wird das Wandlererregersignal als Sequenz aus aufeinanderfolgend erzeugten Signalsequenzabschnitten bestimmter Sequenzzeitlängen gebildet. Ein Signalsequenzabschnitt besteht jeweils aus aufeinanderfolgenden Signalsegmenten als Signalschwingungen bestimmter Segmentzeitlängen, wobei die Summe der Segmentzeitlängen der in einem Signalsequenzabschnitt enthaltenen Signalsegmente die Sequenzzeitlänge des zugeordneten Signalsequenzabschnitts bestimmt. Wenigstens zwei Signalsegmente in einem Signalsequenzabschnitt sind ungleich bezüglich ihrer Segmentzeitlängen und/oder Segmentamplituden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Erzeugung eines synthetischen Antriebsgeräuschs in einem Kraftfahrzeug anzugeben.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Beim Verfahren zur Erzeugung eines synthetischen Antriebsgeräuschs in einem Kraftfahrzeug wird erfindungsgemäß eine Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs anhand einer klassifizierten Fahrsituation gesteuert und/oder geregelt. Dadurch kann eine Geräuschkulisse im Kraftfahrzeug situationsangepasst gestaltet werden. Beispielsweise sind Fahrsituationen denkbar, in welchen der Fahrzeugführer eine akustische Rückmeldung aus emotionalen oder informativen Gesichtspunkten wünscht, während in anderen Fahrsituationen jegliche Geräuschkulisse als störend empfunden wird, gleichwohl die aktuellen Fahrzeugbetriebsparameter, beispielsweise eine Fahrpedalstellung, ein abgegebenes Motormoment und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit) gleich sind.
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In einer ersten Ausführungsform wird die Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs im Kraftfahrzeug dem Rückmeldungsbedarf bezüglich der Fahrzeugbetriebsparameter, der Fahrzeugumgebungsparameter und/oder der Fahrzeugzustandsgrößen angepasst, d. h. bei geringer Fahrpedalaktivität, beispielsweise bei einer langen Autobahnfahrt, wird die Lautstärke allmählich und für die Fahrzeuginsassen unmerklich verringert, so dass der Fahrzeugführer nicht permanent durch ein lautstarkes synthetisches Antriebsgeräusch belastet wird. Bei Steigerung der Fahrpedalaktivitat wird die Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs im Kraftfahrzeug auf Grund des gestiegenen Rückmeldungsbedarfs bezüglich der Fahrzeugbetriebsparameter, der Fahrzeugumgebungsparameter und/oder der Fahrzeugzustandsgrößen vergrößert.
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In einer zweiten Ausführungsform wird die Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs im Kraftfahrzeug sofort und für einen kurzen Zeitraum angehoben, wenn der Fahrzeugführer das Fahrpedal sehr zügig betätigt und/oder eine vorgebbare Fahrpedalstellung überschreitet, um die Dynamik des Beschleunigungsvorgangs akustisch zu unterstützen und dem Fahrzeugführer verbesserte informative sowie emotionale Rückmeldung zu ermöglichen.
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Vorteilhafterweise erfolgt eine solche akustische Information des Fahrzeugführers ohne visuelle Ablenkung von der Fahrzeugbedienung und/oder dem Verkehrsgeschehen.
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Besonders vorteilhafterweise ist eine Anpassung der akustischen Informationen an eine intuitive Wahrnehmung des Fahrzeugführers ermöglicht. Die Informationsvermittlung mittels des synthetischen Geräuschs erfolgt unabhängig von realen, technischmechanisch im Fahrzeug erzeugten Geräuschen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 schematisch ein Prinzipschaltbild einer Vorrichtung zur Lautstärkeanpassung eines synthetischen Antriebsgeräuschs in einem Kraftfahrzeug.
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1 zeigt schematisch ein Prinzipschaltbild einer Vorrichtung 1 zur Lautstärkeanpassung eines synthetischen Antriebsgeräuschs AG in einem Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Steuereinheit 2, zumindest eine Klangerzeugungsvorrichtung 3, eine Signalverarbeitungseinheit 4, eine Verstärkungsvorrichtung 5 und ein nicht dargestelltes Fahrpedal mit einem Fahrpedalsensor 6 und ermöglicht eine Steuerung und/oder Regelung der Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs AG anhand einer klassifizierten Fahrsituation. Dabei erfolgt eine Klassifikation der Fahrsituation anhand von Fahrzeugbetriebsparametern, Fahrzeugumgebungsparametern und/oder Fahrzeugzustandsgrößen.
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Die Steuereinheit 2 ist eine herkömmliche, im nicht dargestellten Fahrzeug vorhandene Steuereinheit, welche Fahrzeugbetriebsparameter, Fahrzeugumgebungsparameter und/oder Fahrzeugzustandsgrößen erfasst und/oder steuert und/oder regelt. Solche Fahrzeugbetriebsparameter, Fahrzeugumgebungsparameter und/oder Fahrzeugzustandsgrößen sind beispielsweise eine Motorlast, eine Motordrehzahl, ein abgegebenes Motormoment, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeugbeschleunigung, ein Batterieladezustand, eine Restreichweite, Informationen eines Navigationsgeräts, eine Rekuperation, ein gewähltes Fahrprogramm, eine gewählte oder aktivierte Betriebsstrategie des Fahrzeugs, eine Fahrsituation, eine Fahrzeugumgebung, eine Fahrbahnart, eine Tageszeit, eine Fahrzeit und/oder eine Fahrerkondition.
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Bevorzugt ist die Steuereinheit 2 mit einem Fahrpedalsensor 6 gekoppelt und erfasst dessen Signale als Fahrzeugzustandsgröße, insbesondere eine Fahrpedalstellung FPS, direkt. Weiterhin wird die Fahrpedalstellung FPS einer ersten Differenziationsvorrichtung 7 zugeleitet, welche daraus eine Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit FPG ermittelt und diese jeweils der Steuereinheit 2 und einer zweiten Differenziationsvorrichtung 8 zuleitet.
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Mittels der zweiten Differenziationsvorrichtung 8 wird aus der Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit FPG eine Fahrpedalbetätigungsbeschleunigung FPB ermittelt und an die Steuereinheit 2 übertragen.
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Innerhalb der Differenziationsvorrichtungen 7, 8 wird dabei eine herkömmliche zeitliche Differentiation durchgeführt. Dabei können die Differenziationsvorrichtungen 7, 8 als separate Vorrichtungen im Kraftfahrzeug verbaut sein oder Bestandteil der Steuereinheit 2 sein oder in die Steuereinheit 2 integriert sein.
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Somit sind in der Steuereinheit 2 als Fahrzeugbetriebsparameter und/oder Fahrzeugzustandsgrößen die Fahrpedalstellung FPS, eine Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit FPG und/oder eine Fahrpedalbetätigungsbeschleunigung FPB erfasst und hinterlegt. Anhand dieser Fahrzeugbetriebsparameter und/oder Fahrzeugzustandsgrößen und somit anhand einer klassifizierten Fahrsituation wird ein Lautstärkekorrekturfaktor LKF ermittelt.
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Mittels der herkömmlichen Klangerzeugungsvorrichtung 3 wird zumindest ein Klang- oder Schallsignal SS erzeugt und an die Verstärkungsvorrichtung 5 übermittelt.
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In einer alternativen Ausführungsform kann eine Mehrzahl von Klangerzeugungsvorrichtungen 3 parallel betrieben werden und eine Mehrzahl unterschiedlicher Klang- oder Schallsignale SS erzeugen.
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In der Verstärkungsvorrichtung 5 wird das Klang- oder Schallsignal SS mit einer Signalverstärkung oder einer Signalabschwächung beaufschlagt und somit in das synthetischen Antriebsgeräusch AG umgewandelt.
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Dabei wird die Signalverstärkung oder die Signalabschwächung in Abhängigkeit des Lautstärkekorrekturfaktors LKF mittels der Steuereinheit 2 gesteuert und/oder geregelt.
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Das Ausgabesignal wird im Fahrzeug einer weiteren Signalverarbeitung in der Signalverarbeitungseinheit 4 zugeführt, wobei die Signalverarbeitung eine herkömmliche Filterung, Verstärkung und/oder Signalausgabe umfassen kann.
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Anschließend wird das lautstärkeangepasste synthetische Antriebsgeräusch AG im Kraftfahrzeug einer weiteren Signalverarbeitung in einer Signalverarbeitungseinheit 4 zugeführt, wobei die Signalverarbeitung eine herkömmliche Filterung, Verstärkung und/oder Signalausgabe umfassen kann.
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Dabei erfolgt eine Signalausgabe mittels einer akustischen Ausgabevorrichtung, welche vorzugsweise als ein herkömmlicher, elektromechanischer Schallwandler ausgebildet ist, beispielweise eine im Kraftfahrzeug vorhandene Lautsprecheranlage, welche eine Mehrzahl von nicht näher dargestellten Einzellautsprechern umfasst und zumindest ein synthetisches Geräusch erzeugt. Dieses synthetische Geräusch wird direkt im Fahrzeuginnenraum erzeugt. In einer alternativen Ausführungsform kann das synthetische Geräusch außerhalb des Fahrzeuginnenraums erzeugt und in Selbigen eingeleitet werden.
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In alternativen, nicht dargestellten Ausführungsvarianten kann die Geräuscherzeugung auf herkömmliche Weise elektromechanisch oder durch direkte Luftschallwandlung in einer Fahrzeugkarosserie erfolgen.
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In einer weiteren alternativen, nicht dargestellten Ausführungsvariante kann die Geräuscherzeugung in Fahrzeugvorrichtungen erfolgen, welche nicht primär zur Geräuscherzeugung vorgesehen sind, aber für diesen Zweck genutzt werden können, wie beispielsweise ein elektrischer Antriebsmotor des Fahrzeugs oder elektrische Antriebsmotoren von Nebenaggregaten oder Komfortfunktionen.
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Mit anderen Worten können verschiedenste herkömmliche Verfahren aus dem Bereich der synthetischen Klangerzeugung zur Erzeugung des synthetischen Geräuschs angewendet werden.
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In einer ersten Ausführungsform wird die Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs AG im Kraftfahrzeug dem Rückmeldungsbedarf bezüglich der Fahrzeugbetriebsparameter, der Fahrzeugumgebungsparameter und/oder der Fahrzeugzustandsgrößen angepasst, wobei die Fahrpedalaktivität des Fahrzeugführers anhand der Fahrpedalstellung FPS, der Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit FPG und/oder der Fahrpedalbetätigungsbeschleunigung FPB ermittelt wird.
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Bei geringer Fahrpedalaktivität, beispielsweise bei einer langen Autobahnfahrt, wird die Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs AG allmählich und für die Fahrzeuginsassen unmerklich verringert, so dass der Fahrzeugführer und die Fahrzeuginsassen nicht permanent durch ein Lautstarkes synthetisches Antriebsgeräusch AG belastet werden.
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Bei Steigerung der Fahrpedalaktivität, was beispielweise anhand einer hohen Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit FPG und/oder der Fahrpedalbetätigungsbeschleunigung FPB ermittelbar ist, wird die Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs AG im Kraftfahrzeug auf Grund des gestiegenen Rückmeldungsbedarfs bezüglich der Fahrzeugbetriebsparameter, der Fahrzeugumgebungsparameter und/oder der Fahrzeugzustandsgrößen vergrößert. Dabei kann der Lautstärkekorrekturfaktor LKF durch eine geschickte zeitliche Mittelung der Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit FPG und/oder der Fahrpedalbetätigungsbeschleunigung FPB parametriert werden.
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Dabei muss die Lautstärkeadaption oder -regelung des synthetischen Antriebsgeräuschs AG in einem derart langen Zeitabschnitt erfolgen, dass der Fahrzeugführer die Lautstärkeadaption oder -regelung nicht bewusst wahrnehmen kann. Somit erfolgt die Lautstärkeadaption oder -regelung nicht sprunghaft, sondern über einen längeren Zeitabschnitt von beispielsweise einer Minute.
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In einer zweiten Ausführungsform wird die Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs AG im Kraftfahrzeug sofort und für einen kurzen Zeitraum angehoben, wenn der Fahrzeugführer das Fahrpedal 6 sehr zügig, also mit einer hohen Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit FPG und/oder Fahrpedalbetätigungsbeschleunigung FPB betätigt und/oder eine vorgebbare Fahrpedalstellung FPS überschreitet, um die Dynamik des Beschleunigungsvorgangs akustisch zu unterstützen und dem Fahrzeugführer verbesserte informative sowie emotionale Rückmeldung der Fahrpedalstellung FPS und/oder der Fahrzeugbeschleunigung zu ermöglichen. Besonders vorteilhafterweise erfolgt bei einer solchen Betätigung des Fahrpedals 6 eine sprungartige Erhöhung der Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs AG, welche zeitlich korrelierend zur Betätigung des Fahrpedals 6 ausgebildet ist. Anschließend sinkt die Lautstärke des synthetischen Antriebsgeräuschs AG danach innerhalb eines vorgebbaren Zeitabschnitts wieder auf die Ausgangslautstärke.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007055477 A1 [0002]
