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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Hybrid-Elektrofahrzeuge und insbesondere eine Geräuschsteuerung thermischer Komponenten für Hybrid-Elektrofahrzeuge.
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HINTERGRUND
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Technische Verbesserungen auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge haben ruhigere Kraftmaschinen und Abgasmerkmale bei allen Typen von Fahrzeugen hervorgebracht, insbesondere bei Elektro- und Hybrid-Elektrofahrzeugen. Die meisten Fahrzeugbediener sind mit den Typen von Geräuschen vertraut (und erwarten diese sogar), die durch herkömmliche mit Benzin angetriebene Fahrzeuge erzeugt werden, wie beispielsweise die Geräusche, die mit der Kraftmaschinendrehzahl (z.B. mittels der Beschleunigung) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (z.B. das Geräusch, das aufgrund des Luftwiderstands erzeugt wird) verbunden sind. Da Fahrzeuge mit Elektro- und Hybridantrieb relativ neu sind, sind viele Bediener jedoch mit den Geräuschen weniger vertraut, die von solchen Fahrzeugen emittiert werden (z.B. von Komponenten für deren thermisches Management). Da Elektro- und Hybridfahrzeuge dazu neigen, ruhiger als herkömmliche Fahrzeuge zu sein, neigt ein beliebiges Geräusch, das durch diese Fahrzeuge erzeugt wird, darüber hinaus dazu, auffälliger zu sein.
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In der
EP 1 504 949 A1 sind ein Verfahren und ein System zur Steuerung eines Geräuschs eines Ventilators in einem Hybrid-Elektrofahrzeug beschrieben, bei welchen der Geräuschpegel in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs ermittelt und ein Betriebsmodus des Ventilators entsprechend dem ermittelten Geräuschpegel gesteuert wird.
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Die US 2005 / 0 132 727 A1 beschreibt ein Verfahren und ein System zum Maskieren eines Geräuschs einer Komponente in einem Kraftfahrzeug, die ein bewegliches Teil aufweist. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird überwacht, und die Bewegung des beweglichen Teils wird ab einer vorbestimmten Geschwindigkeit als Funktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert.
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Ferner sind in der
DE 10 2008 026 232 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Batterielüfters in einem Kraftfahrzeug beschrieben, bei welchen das Gesamtgeräusch im Fahrgastraum des Fahrzeugs mit einem Mikrofon ermittelt wird und der Batterielüfter anhand eines akustischen Kennfeldes derart angesteuert wird, dass der Geräuschanteil des Batterielüfters einen vorbestimmten Anteil am Gesamtgeräusch nicht überschreitet.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein System zum Steuern des Geräuschs zu schaffen, das durch Hybrid-Elektrofahrzeuge erzeugt wird, um für eine angenehmere Wahrnehmung durch deren Bediener zu sorgen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Computerprogrammprodukt mit dem Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Implementieren einer Geräuschsteuerung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug geschaffen. Das Verfahren umfasst, dass Geräuschquellen in dem Fahrzeug mittels eines Computerprozessors identifiziert werden. Die Geräuschquellen sind ein Fahrzeuggeräusch erzeugende Komponenten und umfassen sowohl eine Einrichtung zum thermischen Management einer Hybrid-Elektrokomponente des Fahrzeugs als auch Nicht-Hybrid-Elektrokomponenten des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst auch, dass ein Dezibelwert des Geräuschs ermittelt wird, welches durch jede der ein Fahrzeuggeräusch erzeugenden Komponenten erzeugt wird, das mittels des Computerprozesses der Dezibelwert einer der ein Fahrzeuggeräusch erzeugenden Komponenten, welche einen höchsten Dezibelwert aufweist, als eine Maskierungsgrenze ausgewählt wird und dass eine Betriebsgrenze für die Einrichtung zum thermischen Management ermittelt wird. Die Betriebsgrenze umfasst einen untersten Schwellenbetriebswert, der dann, wenn er implementiert ist, eine Schwellenniveau-Betriebseffizienz der Hybrid-Elektrokomponente aufrechterhält. Das Verfahren umfasst ferner, dass ein Dezibelwert ermittelt wird, welcher der Betriebsgrenze zugeordnet ist. Wenn ein Dezibelwert des Geräuschs, das durch die Einrichtung zum thermischen Management erzeugt wird, die Maskierungsgrenze überschreitet, umfasst das Verfahren, dass ein Betriebsniveau der Einrichtung zum thermischen Management verringert wird, um mit dem Dezibelwert der Betriebsgrenze übereinzustimmen. Wenn der Dezibelwert des Geräuschs, das durch die Einrichtung zum thermischen Management erzeugt wird, geringer als die Maskierungsgrenze ist oder mit dieser zusammenfällt, umfasst das Verfahren, dass ein gegenwärtiges Betriebsniveau der Einrichtung zum thermischen Management aufrechterhalten wird.
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Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein System zum Implementieren einer Geräuschsteuerung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug geschaffen. Das System umfasst einen Computerprozessor und eine Logik, die durch den Computerprozessor ausführbar ist. Die Logik ist ausgebildet, um ein Verfahren zu implementieren. Das Verfahren umfasst, dass Geräuschquellen in dem Fahrzeug mittels eines Computerprozessors identifiziert werden. Die Geräuschquellen sind ein Fahrzeuggeräusch erzeugende Komponenten und umfassen sowohl eine Einrichtung zum thermischen Management einer Hybrid-Elektrokomponente des Fahrzeugs als auch Nicht-Hybrid-Elektrokomponenten des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst auch, dass ein Dezibelwert des Geräuschs ermittelt wird, welches durch jede der ein Fahrzeuggeräusch erzeugenden Komponenten erzeugt wird, das mittels des Computerprozesses der Dezibelwert einer der ein Fahrzeuggeräusch erzeugenden Komponenten, welche einen höchsten Dezibelwert aufweist, als eine Maskierungsgrenze ausgewählt wird und dass eine Betriebsgrenze für die Einrichtung zum thermischen Management ermittelt wird. Die Betriebsgrenze umfasst einen untersten Schwellenbetriebswert, der dann, wenn er implementiert ist, eine Schwellenniveau-Betriebseffizienz der Hybrid-Elektrokomponente aufrechterhält. Das Verfahren umfasst ferner, dass ein Dezibelwert ermittelt wird, welcher der Betriebsgrenze zugeordnet ist. Wenn ein Dezibelwert des Geräuschs, das durch die Einrichtung zum thermischen Management erzeugt wird, die Maskierungsgrenze überschreitet, umfasst das Verfahren, dass ein Betriebsniveau der Einrichtung zum thermischen Management verringert wird, um mit dem Dezibelwert der Betriebsgrenze übereinzustimmen. Wenn der Dezibelwert des Geräuschs, das durch die Einrichtung zum thermischen Management erzeugt wird, geringer als die Maskierungsgrenze ist oder mit dieser zusammenfällt, umfasst das Verfahren, dass ein gegenwärtiges Betriebsniveau der Einrichtung zum thermischen Management aufrechterhalten wird.
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Gemäß einer noch anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt zum Implementieren einer Geräuschsteuerung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug geschaffen. Das Computerprogrammprodukt umfasst ein computerlesbares Speichermedium mit Anweisungen, die auf diesem verkörpert sind, welche dann, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, bewirken, dass der Computer ein Verfahren implementiert. Das Verfahren umfasst, dass Geräuschquellen in dem Fahrzeug mittels eines Computerprozessors identifiziert werden. Die Geräuschquellen sind ein Fahrzeuggeräusch erzeugende Komponenten und umfassen sowohl eine Einrichtung zum thermischen Management einer Hybrid-Elektrokomponente des Fahrzeugs als auch Nicht-Hybrid-Elektrokomponenten des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst auch, dass ein Dezibelwert des Geräuschs ermittelt wird, welches durch jede der ein Fahrzeuggeräusch erzeugenden Komponenten erzeugt wird, das mittels des Computerprozesses der Dezibeiwert einer der ein Fahrzeuggeräusch erzeugenden Komponenten, welche einen höchsten Dezibelwert aufweist, als eine Maskierungsgrenze ausgewählt wird und dass eine Betriebsgrenze für die Einrichtung zum thermischen Management ermittelt wird. Die Betriebsgrenze umfasst einen untersten Schwellenbetriebswert, der dann, wenn er implementiert ist, eine Schwellenniveau-Betriebseffizienz der Hybrid-Elektrokomponente aufrechterhält. Das Verfahren umfasst ferner, dass ein Dezibelwert ermittelt wird, welcher der Betriebsgrenze zugeordnet ist. Wenn ein Dezibelwert des Geräuschs, das durch die Einrichtung zum thermischen Management erzeugt wird, die Maskierungsgrenze überschreitet, umfasst das Verfahren, dass ein Betriebsniveau der Einrichtung zum thermischen Management verringert wird, um mit dem Dezibelwert der Betriebsgrenze übereinzustimmen. Wenn der Dezibelwert des Geräuschs, das durch die Einrichtung zum thermischen Management erzeugt wird, geringer als die Maskierungsgrenze ist oder mit dieser zusammenfällt, umfasst das Verfahren, dass ein gegenwärtiges Betriebsniveau der Einrichtung zum thermischen Management aufrechterhalten wird.
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Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung leicht offensichtlich, wenn die Beschreibung mit den begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht wird.
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Figurenliste
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Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen lediglich beispielhaft in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, von denen:
- 1 ein System ist, in dem eine Geräuschsteuerung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung implementiert werden kann; und
- 2 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Implementieren einer Geräuschsteuerung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beschreibt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die nachfolgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass entsprechende Bezugszeichen überall in den Zeichnungen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird eine Geräuschsteuerung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug geschaffen. Die Geräuschsteuerung umfasst ein Verfahren, bei dem bestehende Geräuschquellen, die identifizierbare und erkennbare Geräusche in dem Fahrzeug erzeugen, verwendet werden, um andere Geräusche zu maskieren, die durch einen Fahrzeugbediener nicht leicht identifizierbar sein können. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beziehen sich identifizierbare Geräusche auf solche, die durch Komponenten erzeugt werden, die der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs zugeordnet sind. Solche Geräusche umfassen beispielsweise solche, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kraftmaschinendrehzahl resultieren. Andere identifizierbare Geräusche umfassen solche, die durch einen Kühlventilator und ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystem (HVAC-System) erzeugt werden. Die vorstehend genannten identifizierbaren Geräusche und Komponenten, die diese Geräusche erzeugen, sind lediglich einige Beispiele identifizierbarer Geräusche und Komponenten, die verwendet werden können, um Geräusche zu maskieren, die durch andere Fahrzeugkomponenten erzeugt werden. Fachleute werden jedoch verstehen, dass andere identifizierbare Geräusche und zugeordnete Komponenten ebenso bei der Implementierung der Geräuschsteuerungsverfahren verwendet werden können, die hierin beschrieben sind. Beispielsweise können ein Umgebungsgeräusch, das durch Fahrzeuginsassen erzeugt wird, ein Infotainmentsystem (z.B. ein Abspielgerät für Musik) und ein Windgeräusch in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs, wenn beispielsweise ein Fenster offen ist, verwendet werden. Diese identifizierbaren Geräusche werden durch Komponenten erzeugt, die hierin als Nicht-Hybrid-Elektrokomponenten bezeichnet werden.
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Bei einer Ausführungsform umfassen die nicht identifizierbaren Geräusche solche, die durch Einrichtungen zum thermischen Management von Komponenten des Fahrzeugs erzeugt werden, welche den elektrischen Leistungskomponenten des Fahrzeugs zugeordnet sind. Diese Geräusche werden als „nicht identifizierbar“ bezeichnet, da sie möglicherweise nicht leicht erkennbar sind und daher durch den Fahrzeugbediener möglicherweise nicht erwartet werden. Diese Typen von Geräuschen können für den Bediener dadurch verwirrend sein, dass unerwartete Geräusche oft mit Defekten oder Fehlfunktionen von Komponenten verbunden sind. Beispiele solcher Einrichtungen zum thermischen Management umfassen Ventilatoren, Pumpen, Gebläse usw., die zum Steuern der Temperatur der Elektro-Antriebsstrangkomponenten des Fahrzeugs verantwortlich sind. Diese Geräuschquellen werden hierin auch als ein Fahrzeuggeräusch erzeugende Komponenten bezeichnet.
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Die beispielhaften Geräuschsteuerungsverfahren umfassen, dass der Geräuschpegel für jede der Geräuschquellen in dem Fahrzeug evaluiert wird und dass ein Vermittlungsmechanismus zum Ermitteln verwendet wird, wann und wie die Einrichtungen zum thermischen Management, die Hybridkomponenten des Fahrzeugs zugeordnet sind, derart zu betreiben sind, dass die Geräusche, die durch die Einrichtungen zum thermischen Management erzeugt werden, maskiert werden können. Gemäß einer Ausführungsform können die Geräuschsteuerungsverfahren ausgebildet sein, um deaktiviert zu werden, falls dies gewünscht ist, und sie können ebenso ausgebildet sein, um eine Abhilfevermittlung auszuführen, wenn Daten von einer oder mehreren Geräuschquellen in dem Fahrzeug nicht erfasst werden können. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Geräuschsteuerungsverfahren ausgebildet sein, um einem Benutzer oder Bediener das Fahrzeugs zu ermöglichen, die Parameter, die durch die Geräuschsteuerungsverfahren verwendet werden, basierend auf Bedienerempfindlichkeiten gegenüber Geräusch abzugleichen. Diese und andere Merkmale der Geräuschsteuerungsverfahren werden nun beschrieben.
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Nun zu 1 übergehend, wird nun ein System 100, in dem eine Geräuschsteuerung implementiert werden kann, in einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben. Das System 100 bildet einen Teil eines Hybrid-Elektrofahrzeugs, das ein Personenkraftwagen, ein Lieferwagen, ein Lastwagen oder dergleichen sein kann. Obgleich die Geräuschsteuerungsverfahren hierin unter Bezugnahme auf ein Hybridfahrzeug beschrieben werden, versteht es sich, dass die Verfahren gleichermaßen mit kleineren Veränderungen in den Geräuschquellen, die zum Ausführen der entsprechenden Berechnungen verwendet werden, für elektrisch angetriebene Fahrzeuge geeignet sind.
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Das System 100 von 1 umfasst einen Kraftmaschinen-Drehzahlsensor 102, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 104, einen Kühlventilatorsensor 106 und ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystem (HVAC-System) 108. Der Kraftmaschinen-Drehzahlsensor 102, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 104, der Kühlventilatorsensor 106 und das HVAC-System 108 sind mittels entsprechender elektronischer Steuereinheiten (ECUs) 110, 112, 114 bzw. 116 nachrichtentechnisch mit einem Kommunikationsbus 140 des Fahrzeugs verbunden.
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Der Kraftmaschinen-Drehzahlsensor 102 überwacht die Kraftmaschinendrehzahl des Fahrzeugs. Beispielsweise kann der Kraftmaschinen-Drehzahlsensor 102 an einer Kurbelwelle der Fahrzeugkraftmaschine angebracht sein und die Drehzahl festlegen, mit der sich die Kurbelwelle dreht und die beispielsweise in Umdrehungen pro Minute (RPMs) gemessen wird. Die ECU 110 empfängt Kraftmaschinen-Drehzahldaten von dem Kraftmaschinen-Drehzahlsensor 102 und verteilt die Kraftmaschinen-Drehzahldaten mittels des Kommunikationsbusses 140 auf eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten, z.B. zu dem Computerprozessor 130.
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 104 überwacht die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs. Beispielsweise kann der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 104 an Radkomponenten angebracht sein, um Geschwindigkeitswerte und eine Beschleunigung/Verlangsamung zu messen, wie sie beispielsweise in Meilen pro Stunde oder Fuß pro Sekunde im Quadrat gemessen werden. Die ECU 112 empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 104 und verteilt die Geschwindigkeitsdaten über den Kommunikationsbus 140 auf eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten, z.B. zu dem Computerprozessor 130.
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Der Kühlventilatorsensor 106 überwacht die Temperatur eines Kühlmittels, das zum Regeln der Temperatur der Brennkraftmaschine (ICE) des Fahrzeugs verwendet wird. Die ECU 114 empfängt die Temperaturdaten von dem Kühlventilatorsensor 106 und aktiviert einen Schalter zum Betreiben eines Kühlventilators, wenn die Temperatur des Kühlmittels ein spezifisches Niveau erreicht. Der Zustand des Kühlventilators (z.B. ein/aus) und der Drehzahlwert (z.B. geringe Drehzahl, mittlere Drehzahl, hohe Drehzahl) können durch die ECU 114 über den Kommunikationsbus 140 an den Computerprozessor 130 geliefert werden. Der Kühlventilatorsensor 106 kann in der Nähe des Kühlventilators in dem Fahrzeug angeordnet sein, und der Kühlventilator kann wiederum an einem beliebigen geeigneten Ort in diesem angeordnet sein.
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Das HVAC-System 108 umfasst physikalische Steuerungen zum Einstellen des internen Klimas bezeichneter Abschnitte des Fahrzeugs oder des Fahrgastraumbereiches. Das HVAC-System 108 kann einen oder mehrere eines Ventilators am vorderen Ende und/oder eines Ventilators am hinteren Ende umfassen. Die ECU 116 des HVAC-Systems 108 empfängt Signale über die physikalischen Steuerungen, um eine HVAC-Funktion auszuführen (z.B., um einen Ventilator zu aktivieren/zu deaktivieren oder um die Fahrgastraumtemperatur durch eine Heizungseinheit oder eine Klimaanlageneinheit zu erhöhen/zu verringern). Der Zustand des HVAC-Systems 108 (z.B. ein/aus) oder der Drehzahlwert (niedrige Drehzahl, mittlere Drehzahl, hohe Drehzahl) kann durch die ECU 116 über den Kommunikationsbus 140 an den Computerprozessor 130 geliefert werden.
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Ebenso sind in das System 100 von 1 Controller 120a - 120n zum thermischen Management eingebunden, die nachrichtentechnisch mit dem Kommunikationsbus 140 verbunden sind. Die Controller 120a - 120n zum thermischen Management sind auch mit entsprechenden Temperatursensoren 122a - 122n und mit entsprechenden Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management gekoppelt. Die Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management beziehen sich auf Komponenten des Fahrzeugs, welche die Temperatur der Hybridkomponenten des Fahrzeugs regeln. Die Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management können beispielsweise durch eine Kombination von Ventilatoren, Pumpen und Gebläsen implementiert werden. Die Hybridkomponenten beziehen sich auf Untersysteme des Hybridfahrzeugs, die zum Ausführen von Funktionen ausgelegt sind, die dem elektrischen Antriebsstrang zugeordnet sind. Die Hybridkomponenten, die durch die Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management geregelt werden, können ein beliebiger Typ einer Hybrid-Fahrzeugkomponente sein, die Leistung verbraucht, was zu einer erhöhten Temperatur führt, beispielsweise Leistungsumwandlungseinrichtungen (z.B. solche, die eine Leistung von AC in DC, von DC in AC oder von DC in DC umwandeln, wobei die Spannung stufenweise erhöht oder verringert wird) oder ein Motor, der die Kraftmaschine antreibt. Wenn der elektrische Antriebsstrang während eines Fahrzyklus aktiv ist, können diese Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management ausgelöst werden, was zu Geräuschen führt, die durch den Bediener als nicht vertraute Geräusche wahrgenommen werden. Es ist das Geräusch, das durch diese Einrichtungen 124a - 124n erzeugt wird, das die beispielhaften Geräuschsteuerungsverfahren zu maskieren versuchen.
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Die Temperatursensoren 122a - 122n überwachen die Temperatur der Hybridkomponenten des elektrischen Antriebsstrangs, und diese Temperaturdaten werden mittels der Controller 120a - 120n jeweils über den Kommunikationsbus 140 an den Computerprozessor 130 geliefert.
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Das System 100 von 1 umfasst auch einen Computerprozessor 130, der mit einer Speichereinrichtung 134 nachrichtentechnisch gekoppelt ist. Die Speichereinrichtung 134 speichert eine Logik 132 und Modelle 133, die bei der Implementierung der beispielhaften Geräuschsteuerungsverfahren, die hierin beschrieben sind, erzeugt und verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform werden die Modelle 133 basierend auf unterschiedlichen Fahrszenarien für zugeordnete Geräuschpegel verschiedener Fahrzeugkomponenten erzeugt. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel können die Fahrszenarien „Autostopp“, „Kraftmaschinenleerlauf“ und „45 mph (72,4 km/h)“ umfassen. Das Szenario Autostopp bezieht sich auf eine Situation, in welcher die Kraftmaschine abgeschaltet wird (beispielsweise ist die Kraftmaschinendrehzahl gleich „0“) und in welcher die Hoch-/Niedrig-Batterien DC-Leistung verwenden. Das Szenario Kraftmaschinenleerlauf bezieht sich auf eine Situation, in welcher die Kraftmaschine läuft, das Fahrzeug jedoch gestoppt ist. Das Szenario 45 mph bezieht sich auf eine Situation, in welcher das Fahrzeug bei 45 mph oder über eine definierte Zeitdauer im Mittel bei 45 mph betrieben wird. Fachleute werden verstehen, dass eine beliebige Anzahl von Modellen 133, welche variable Fahrszenarien anbieten, erzeugt und bei der Implementierung der beispielhaften Geräuschsteuerverfahren verwendet werden können. Die Modelle 133 werden hierin weiter beschrieben.
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Wie es vorstehend angegeben ist, implementiert der Computerprozessor 130 die Logik 132 zum Bereitstellen der beispielhaften Geräuschsteuerungsverfahren, die hierin beschrieben sind. Der Computerprozessor 130 sowie die ECUs 110, 112, 114 und 116 und auch die Controller 120a - 120n zum thermischen Management können beispielsweise als anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), Elektronikschaltungen oder Prozessoren (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe) implementiert werden. Der Computerprozessor 130 führt die Logik 132 aus, die aus einem oder mehreren Software- oder Firmwareprogrammen, einer Schaltung der Kombinationslogik und/oder aus anderen geeigneten Komponenten bestehen kann, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Gemäß einer Ausführungsform ist der Computerprozessor 130 Teil eines Fahrzeugsteuermoduls. Die Speichereinrichtung 134 kann ein beliebiger Typ einer Speichereinrichtung sein (z.B. ein Festplattenlaufwerk, eine entfernbare Speichereinheit, ein Cache-Speicher usw.), welche die Daten speichert, die mittels des Computerprozessors 130 und der Logik 132 erzeugt werden, wie es hierin weiter beschrieben wird.
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Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst das System 100 auch eine Bedienerschnittstelle 136 und eine Einrichtung bzw. Einrichtungen 138 zum Detektieren eines Umgebungsgeräuschs. Die Bedienerschnittstelle 136 ist ausgebildet, um Eingaben eines Bedieners des Fahrzeugs zu empfangen. Die Bedienerschnittstelle 136 kann eines oder mehrere einer interaktiven Anzeigeeinrichtung (wobei die Anzeigeeinrichtung beispielsweise eine Anzeige mit Berührungsbildschirm ist), von Indikatoren, Messgeräten, Schaltern, Knöpfen, Spracherfassungseinrichtungen, Schaltflächen, Wähleinrichtungen und dergleichen umfassen. Gemäß einer Ausführungsform kann die Bedienerschnittstelle 136 Teil eines fahrzeugeigenen Navigationssystems oder Infotainmentsystems sein. Die Bedienerschnittstelle 136 empfängt eine Bedienereingabe zum Abgleichen von Parametern, die von den Geräuschsteuerverfahren verwendet werden, basierend auf Bedienerempfindlichkeiten und sendet die Eingabe über den Kommunikationsbus 140 zu dem Computerprozessor 130. Die Bedienereingabe wird hierin weiter beschrieben.
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Die Einrichtung(en) 138 zum Detektieren des Umgebungsgeräuschs liefert bzw. liefern Geräuschdaten an den Computerprozessor 130 zur Verarbeitung durch die Logik 132. Die Einrichtung(en) 138 zum Detektieren des Umgebungsgeräuschs kann bzw. können als ein oder mehrere Sensoren (z.B. Mikrofone) implementiert werden, die an verschiedenen Orten in dem Fahrzeug angeordnet sind, einschließlich an Orten, die der Brennkraftmaschine, dem Kühlventilator, der HVAC und den Hybridkomponenten zugeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform kann eine der Einrichtungen 138 zum Detektieren des Umgebungsgeräuschs eine Komponente eines Infotainmentsystems (z.B. eines Radios) sein, welche Lautstärkeeinstellungen ermittelt, die durch einen Bediener ausgewählt werden, um Geräuschpegel zu ermitteln, die dem Infotainmentsystem zugeordnet sind.
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Der Kommunikationsbus 140 ist in das Fahrzeug integriert und kann Teil eines physikalisch verdrahteten Netzes, eines Drahtlosnetzes oder einer Kombination von diesen sein. Gemäß einer Ausführungsform kann der Kommunikationsbus Teil eines Nahbereichsnetzes sein, das Elektronikkomponenten des Fahrzeugs nachrichtentechnisch mit dem Computerprozessor 130 koppelt. Wenn der Kommunikationsbus 140 Teil eines verdrahteten Netzes ist, kann der Kommunikationsbus 140 einen oder mehrere serielle Datenbusse oder andere Datenverbindungen umfassen.
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Nun zu 2 übergehend, wird nun ein beispielhaftes Verfahren 200 zum Implementieren der Geräuschsteuerung für das Fahrzeug beschrieben. Das in 2 beschriebene Verfahren 200 nimmt an, dass ein Individuum damit beschäftigt ist, das Fahrzeug des Systems 100 zu fahren; d.h., dass die Kraftmaschine eingeschaltet ist und sich eine Person in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs befindet.
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Bei Schritt 202 identifiziert die Logik 132 Geräuschquellen in dem Fahrzeug. Diese Identifizierung kann ein kontinuierlicher oder ein fortlaufender Prozess sein. Die Geräuschquellen umfassen ein Fahrzeuggeräusch erzeugende Komponenten, wie beispielsweise den Antriebsstrang, die Kurbelwelle (wobei das Geräusch beispielsweise anhand von Daten berechnet wird, die von dem Sensor 102 und der ECU 110 empfangen werden), den Luftwiderstand (wobei das Geräusch beispielsweise anhand von Daten berechnet wird, die von dem Sensor 104 und der ECU 112 empfangen werden), den Kühlventilator (wobei beispielsweise Ventilatordrehzahldaten von der ECU 114 empfangen werden) und das HVAC-System 108 (wobei beispielsweise die Gebläsedrehzahl von der ECU 116 empfangen wird). Ferner kann das Umgebungsgeräusch mittels der Einrichtung(en) 138 zum Detektieren des Umgebungsgeräuschs überwacht werden. Zusätzlich können die Geräuschquellen die Hybrid-Elektrokomponenten umfassen, einschließlich der Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management, die dem elektrischen Antriebsstrang zugeordnet sind. Daher kann das Identifizieren der Geräuschquellen umfassen, dass ermittelt wird, welche der ein Fahrzeuggeräusch erzeugenden Komponenten gegenwärtig in einer gegebenen Zeitdauer ein Geräusch erzeugt.
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Bei Schritt 204 ermittelt die Logik 132 einen Dezibelwert für jede der Geräuschquellen. Gemäß einer Ausführungsform können die Modelle 133, die in der Speichereinrichtung 134 gespeichert sind, zum Identifizieren des Dezibelpegels einer Fahrzeugkomponente verwendet werden. Ein Fahrerszenario kann beispielsweise unter Verwendung der Daten, die von den Sensoren 102, 104 und 106 sowie von dem HVAC-System 108 empfangen werden, erfasst werden, welches Fahrerszenario einem der Modelle 133 entspricht. Man nehme beispielsweise an, dass das Fahrerszenario ein Autostopp ist. Ein Modell 133 für dieses Szenario kann vorsehen, dass als berechnete Werte anhand der zuvor überwachten Fahrzeugdaten dann, wenn sich das Fahrzeug in einem Autostoppmodus befindet, ein Dezibelwert von 10db für die Fahrzeuggeschwindigkeit angenommen wird, ein Dezibelwert von 5db für die Kraftmaschinendrehzahl angenommen wird und ein Dezibelwert von 15db für den Kühlventilator angenommen oder ermittelt wird. Die Logik 132 ist ausgebildet, um basierend zumindest teilweise auf den Daten von dem Kraftmaschinen-Drehzahlsensor 102 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 104 zu ermitteln, wann sich das Fahrzeug in einem Autostoppmodus befindet. Im Gegensatz dazu gibt das entsprechende Modell 133 dann an, wenn das Fahrerszenario widerspiegelt, dass der Fahrer bei 45 mph arbeitet, dass der Dezibelwert der Fahrzeuggeschwindigkeit 50db beträgt, der Dezibelwert der Kraftmaschinendrehzahl 40db beträgt und der Dezibelwert des Kühlventilators 10db beträgt. Die Logik 132 verwendet diese Informationen in Verbindung mit einem Dezibelwert, der anhand einer oder mehrerer Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management ermittelt wird, um eine Maskierungsgrenze zu ermitteln. Die Modelle 133 können für die Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management auf eine ähnliche Weise wie diejenige erzeugt werden, die vorstehend bezogen auf die Kraftmaschine, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Kühlventilatorkomponenten beschrieben wurden. Wenn beispielsweise ein spezieller Ventilator oder ein spezielles Gebläse (z.B. eine der Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management) mit einer mittleren Ventilatordrehzahl arbeitet, wird basierend auf den zuvor überwachten Daten ein Dezibelwert von 40db angenommen.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform oder in Verbindung mit der zuvor erwähnten Ausführungsform bezüglich der Modelle 133 kann die Logik 132 mit Dezibel-Messfähigkeiten ausgebildet sein (z.B. mit Einrichtungen 138 zur Detektion des Umgebungsgeräuschs), welche die Schallwellen analysieren, die durch das Fahrzeug oder in dessen Nähe erzeugt werden. Gemäß dieser Ausführungsform können ein oder mehrere Mikrophone in dem Fahrzeug verwendet werden, um Geräusche aufzuzeichnen, die Logik 132 verarbeitet die aufgezeichneten Informationen zum Ermitteln eines Dezibelwerts, und der Dezibelwert, der von den Einrichtungen 138 zur Detektion des Umgebungsgeräuschs erfasst werden, werden zum Ermitteln einer Maskierungsgrenze verwendet.
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Bei Schritt 206 wählt die Logik den Dezibelwert der ein Fahrzeuggeräusch erzeugenden Komponenten, welche den höchsten Dezibelwert aufweist, als die Maskierungsgrenze aus. Unter Verwendung der vorstehenden Beispiele beträgt die Maskierungsgrenze beispielsweise in einem Autostopp-Fahrszenario 15 Dezibel, während die Maskierungsgrenze bei dem Szenario mit 45 mph 50db beträgt.
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Es versteht sich, dass dann, wenn eine Hybrid-Elektrokomponente eine vordefinierte Temperatur erreicht, wie sie durch einen Temperatursensor 122 ermittelt wird, eine Anforderung über den Kommunikationsbus 140 verteilt wird, den Betrieb einer entsprechenden Einrichtung 124 zum thermischen Management zu modifizieren oder anzupassen (z.B. zu aktivieren, zu deaktivieren, die Ventilatorgeschwindigkeit zu erhöhen oder zu verringern, usw.), um die Temperatur der Hybridkomponente zu regeln. Gemäß einer Ausführungsform kann die Logik 132 ausgebildet sein, um Betriebsgrenzen der Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management basierend auf den entsprechenden Temperaturmesswerten von den Temperatursensoren 122a - 122n zu identifizieren. Die Betriebsgrenzen können als ein unterstes Betriebsniveau der Einrichtung zum thermischen Management definiert sein (ausgedrückt als ein unterster Schwellenwert), welches ohne negativen Einfluss auf die Betriebseffizienz der entsprechenden Hybrid-Elektrokomponente implementiert werden kann. Wenn die Temperatur einer Hybrid-Elektrokomponente beispielsweise zwischen 75 und 85 Grad liegt, wird die entsprechende Einrichtung 124 zum thermischen Management geregelt, um bei einer niedrigen bis mittleren Drehzahl mit einer Grenze für die niedrige Drehzahl zu arbeiten. Dadurch wird die Grenze für die Einrichtung 124 zum thermischen Management definiert, welche einen niedrigsten akzeptierbaren Betriebsparameter zum Sicherstellen einer korrekten Temperaturregelung der Hybridkomponente spezifiziert. Wenn beispielsweise ein Betriebsbereich derart ermittelt wird, dass er für eine gegebene Temperatur der Hybridkomponente bei einer niedrigen bis mittleren Drehzahl liegt, kann die Grenze als „niedrig“ festgelegt werden, was bedeutet, dass dann, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet (z.B. während eines Autostoppszenarios), die Einrichtung 124 zum thermischen Management kein größeres Geräusch erzeugt, als es zum Regeln der Temperatur der Hybridkomponente notwendig ist. Wenn sich das Fahrzeug jedoch nicht im Stillstand befindet (z.B. während eines Fahrerszenarios mit 45 mph), kann ermöglicht werden, dass die Einrichtung 124 zum thermischen Management bei dem höheren Wert des Betriebsbereichs (z.B. bei mittlerer Drehzahl) arbeitet. Auf diese Weise wird das Geräusch, das durch die Einrichtung 124 zum thermischen Management erzeugt wird, durch die Logik 132 gesteuert, um das geringstmögliche Geräusch in dem Fahrzeug sicherzustellen. Somit ermittelt die Logik 132 bei Schritt 208 Betriebsgrenzen der Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management.
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Bei Schritt 210 ermittelt die Logik 132, ob der gegenwärtige Dezibelwert der Einrichtung 124 zum thermischen Management größer als der Dezibelwert der Maskierungsgrenze ist. Wenn ja, weist die Logik 132 bei Schritt 212 die Einrichtung zum thermischen Management an, basierend auf der Maskierungsgrenze innerhalb der Grenzen zu arbeiten, die bei Schritt 208 ermittelt wurden. Wenn beispielsweise der höchste Dezibelwert für jedes von der Kraftmaschinendrehzahl, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Kühlventilator, dem HVAC-System und den Einrichtungen 138 zur Detektion des Umgebungsgeräuschs 40db beträgt und der höchste Dezibelwert für jede der Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management 45db mit einer Grenze von 40db beträgt, regelt die Logik 132 die „lauteste“ Einrichtung 124 zum thermischen Management, um deren Betriebsparameter auf einen Wert zu verringern, der innerhalb der Dezibelgrenze von 40db liegt. Die Logik 132 erzeugt und sendet eine Anweisung über den Bus 140 an den entsprechenden Kontroller 120 zum thermischen Management, der anschließend die Anpassung oder Modifikation des Betriebs der Einrichtung 124 zum thermischen Management steuert. Es versteht sich, dass unter bestimmten Umständen mehrere Hybridkomponenten vorhanden sein können, deren Temperaturen durch eine einzige Einrichtung 124 zum thermischen Management geregelt werden. Bei diesem Szenario wird die Betriebsgrenze durch die Hybridkomponente mit den höheren Betriebsparametern festgelegt.
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Wenn jedoch der gegenwärtige Dezibelwert der Einrichtung 124 zum thermischen Management kleiner als der Dezibelwert der Maskierungsgrenze oder gleich diesem ist, kann die Logik 132 ausgebildet sein, um zu ermöglichen, dass die Einrichtung zum thermischen Management bei Schritt 214 bei deren gegenwärtigem Niveau arbeitet.
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Wie es vorstehend angegeben ist, können die Einrichtungen 138 zum Detektieren des Umgebungsgeräuschs durch die Logik 132 verwendet werden, um verschiedene andere Geräuschquellen beim Ausführen der Geräuschsteuerverfahren, die hierin beschrieben sind, in Betracht zu ziehen. Beispielsweise kann die Lautstärke eines Geräuschs, das in den Fahrgastraum des Fahrzeugs eingeleitet wird (z.B. Sprache, Abspielen von Musik, ein Verkehrsgeräusch von Fahrzeugen in der Nähe usw.), überwacht und zum Ermitteln der Maskierungsgrenze verarbeitet werden. Auf diese Weise sei angenommen, dass sich das Fahrzeug in dem Autostoppmodus befindet, was bedeutet, dass sich das Fahrzeug selbst im Stillstand befindet und dass die Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management relativ laut sind. Wenn der Bediener des Fahrzeugs das Stereosystem bei einem Niveau von 90db spielen lässt, kann dieses anschließend als die Maskierungsgrenze verwendet werden, so dass keine Modifikation oder Anpassung des Betriebs der Einrichtungen zum thermischen Management erforderlich ist.
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Zusätzlich kann die Maskierungsgrenze gemäß einer Ausführungsform für spezielle Orte in dem Fahrzeug ermittelt werden. Beispielsweise kann das Geräusch, das durch einen vorderen Kühlventilator erzeugt wird, für einen Bediener oder vorderen Insassen ausgeprägter sein als für Insassen in den Bereichen der Rücksitze. Daher kann das Geräusch, das durch eine Einrichtung 124 zum thermischen Management erzeugt wird, für den Bediener oder den vorderen Insassen anders als für die Insassen auf den Rücksitzen nicht besonders ausgeprägt sein. Bei diesem Beispiel sei angenommen, dass der Ventilator am vorderen Ende einen Dezibelwert von 30 aufweist, wie er durch den Bediener und den vorderen Insassen wahrgenommen wird, während der Dezibelwert, der durch die Insassen auf den Rücksitzen wahrgenommen wird, 20db beträgt. Wenn die Einrichtung 124 zum thermischen Management ein Geräusch mit 40db erzeugt und dessen Grenze auf 10db festgelegt ist, kann die Logik 132 die Einrichtung 124 zum thermischen Management derart regeln, dass diese bei einem Niveau betrieben wird, das ein Geräusch von 10db erzeugt. Somit ist die Maskierungsgrenze eine anpassbare Basis bezüglich der Orte in dem Fahrzeug.
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Wie es vorstehend angegeben ist, kann ein Bediener des Fahrzeugs ausgewählte Parameter eingeben, die ein Geräusch in dem Fahrzeug basierend auf Vorlieben und/oder Empfindlichkeiten des Bedieners steuern. Beispielsweise kann ein Bediener, der besonders empfindlich gegenüber Geräusch ist, Parameter auswählen, welche die Geräusche maskieren, die durch die Einrichtungen 124a - 124n zum thermischen Management erzeugt werden, wann immer eine Möglichkeit dafür verfügbar ist. Ein anderer Bediener, der nicht empfindlich gegenüber Geräusch ist und der energiebewusst sein kann, kann Parameter auswählen, die darauf verzichten, die Geräusche zu maskieren, wenn ein solcher Verzicht energieeffizient ist. Die Logik 132 kann ausgebildet sein, um den Bediener aufzufordern, solche Auswahlen mittels der Bedienerschnittstelleneinrichtung 136 einzugeben.
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Wie es ebenso vorstehend angegeben ist, kann die Logik 132 ausgebildet sein, um eine Abhilfevermittlung auszuführen, wenn Daten von einer oder mehreren der Geräuschquellen in dem Fahrzeug nicht erfasst werden können (z.B. wenn Sensordaten von einem der Sensoren 102, 104 und 106 oder von dem HVAC-System 108 und/oder von der bzw. den Einrichtung(en) 138 zum Detektieren des Umgebungsgeräuschs nicht verfügbar sind). Bei dieser Ausführungsform verwendet die Logik 132 den höchsten Dezibelwert der verfügbaren Geräuschquellen, um die Maskierungsgrenze zu ermitteln.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, kann die Erfindung in der Form von Computerimplementierten Verfahren und Vorrichtungen zum Auszuführen dieser Verfahren verkörpert sein. Ausführungsformen der Erfindung können auch in der Form eines Computerprogrammcodes verkörpert sein, der Anweisungen enthält, die in zugreifbaren Medien verkörpert sind, wie beispielsweise auf Disketten, CD-ROMs, Festplatten oder einem beliebigen anderen computerlesbaren Speichermedium, wobei der Computer dann, wenn der Computerprogrammcode in den Computer geladen und durch diesen ausgeführt wird, eine Vorrichtung zum Ausüben der Erfindung wird. Eine Ausführungsform der Erfindung kann beispielsweise auch in der Form eines Computerprogrammcodes verkörpert sein, ganz gleich, ob dieser in einem Speichermedium gespeichert ist, in einen Computer geladen und/oder durch diesen ausgeführt wird oder über ein bestimmtes Übertragungsmedium übertragen wird, wie beispielsweise über eine elektrische Verdrahtung oder Verkabelung, über Faseroptiken oder mittels elektromagnetischer Strahlung, wobei dann, wenn der Computerprogrammcode in einen Computer geladen und durch diesen ausgeführt wird, der Computer eine Vorrichtung zum Ausüben der Erfindung wird. Wenn sie auf einem Allzweck-Mikroprozessor implementiert sind, konfigurieren die Segmente des Computerprogrammcodes den Mikroprozessor, um spezielle Logikschaltungen zu erzeugen.
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Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und dass deren Elemente durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen ausgeführt werden, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher soll die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt sein, die offenbart sind, sondern es soll die Erfindung alle Ausführungsformen umfassen, die in den Umfang der vorliegenden Anmeldung fallen.
