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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft das dynamische Fahrzeugverhalten und insbesondere eine Maskierung von Fahrbahnstörgeräuschen in einem Fahrzeug durch das Audiosystem des Fahrzeugs.
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HINTERGRUND
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Fahrzeugbesitzer sind oftmals von ungewünschten Geräuschen betroffen, welche im Fahrzeuginneren gehört werden können. Eine der Quellen von ungewünschten Geräuschen rührt von wechselnden Fahrbahnbedingungen her, wie etwa raue Fahrbahnbedingungen. Einige Arten von Fahrbahnbedingungen können durch Hervorrufen unangenehmer Störgeräusche das Gesamtfahrerlebnis des Fahrers negativ beeinflussen.
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Sofern vorhanden, können unangenehme Störgeräuschbelästigungen mit einer Hardwareresonanz zusammenhängen (z. B. durch die Karosserie, Federung oder Räder des Fahrzeugs). Hardwarelösungen zur Beseitigung dieser Belästigungen können mehrere Herausforderungen umfassen, welche zusätzliche Kosten, ein zusätzliches Gewicht und eine zusätzliche Zeitplanung beinhalten.
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Entsprechend ist es wünschenswert einen kostenwirksamen Weg zur Maskierung eines ungewünschten Störgeräusches zur Verfügung zu stellen, welches von verschiedenen Fahrbahnbedingungen hervorgerufen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Implementieren einer Fahrbahnstörgeräuschmaskierung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen eines dem Fahrzeug zugeordneten erwarteten Innenraumgeräuschs mittels eines Computerprozessors in dem Fahrzeug. Das erwartete Innenraumgeräusch ist durch eine Gestaltung des Fahrzeugs in Verbindung mit Fahrbahnbedingungen definiert, auf welche das Fahrzeug trifft. Das Verfahren umfasst ferner ein Überwachen von Informationsquellen des Fahrzeugs während eines Fahrvorgangs mittels eines Computerprozessors. Nach dem Bestimmen einer aktuellen Fahrbahnoberfläche aus dem Überwachen umfasst das Verfahren ein Berechnen einer Maskierungsrauschform, welche dem erwarteten Innenraumgeräusch angemessen ist, und ein Übertragen von Anweisungen einschließlich der Maskierungsrauschform an ein Audiosystem in dem Fahrzeug, wobei das Audiosystem ein Maskierungsrauschen aus einem Tuner des Audiosystems erzeugt, welches die Maskierungsrauschform approximiert.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein System zum Implementieren einer Fahrbahnstörgeräuschmaskierung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das System umfasst einen Computerprozessor und eine Logik, die durch den Computerprozessor ausführbar ist. Die Logik ist dazu ausgelegt, ein Verfahren zu implementieren. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen eines dem Fahrzeug zugeordneten, erwarteten Innenraumgeräuschs. Das erwartete Innenraumgeräusch ist durch eine Gestaltung des Fahrzeugs in Verbindung mit Fahrbahnbedingungen definiert, auf welche das Fahrzeug trifft. Das Verfahren umfasst ferner ein Überwachen von Informationsquellen des Fahrzeugs während eines Fahrvorgangs. Nach dem Bestimmen einer aktuellen Fahrbahnoberfläche aus dem Überwachen umfasst das Verfahren ein Berechnen einer Maskierungsrauschform, welche dem erwarteten Innenraumgeräusch angemessen ist, und ein Übertragen von Anweisungen einschließlich der Maskierungsrauschform an ein Audiosystem in dem Fahrzeug, wobei das Audiosystem ein Maskierungsrauschen aus einem Tuner des Audiosystems erzeugt, welches die Maskierungsrauschform approximiert.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt zum Implementieren einer Fahrbahnstörgeräuschmaskierung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Computerprogrammprodukt enthält ein computerlesbares Speichermedium, welches einen hierauf verkörperten Programmcode besitzt, welcher, wenn er von einem Computerprozessor ausgeführt wird, bewirkt, dass der Computerprozessor ein Verfahren implementiert. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen eines dem Fahrzeug zugeordneten, erwarteten Innenraumgeräuschs. Das erwartete Innenraumgeräusch ist durch eine Gestaltung des Fahrzeugs in Verbindung mit den Fahrbahnbedingungen definiert, auf welche das Fahrzeug trifft. Das Verfahren umfasst ferner ein Überwachen von Informationsquellen des Fahrzeugs während eines Fahrvorgangs. Nach dem Bestimmen einer aktuellen Fahrbahnoberfläche aus dem Überwachen umfasst das Verfahren ein Berechnen einer Maskierungsrauschform, welche dem erwarteten Innenraumgeräusch angemessen ist, und ein Übertragen von Anweisungen einschließlich der Maskierungsrauschform an ein Audiosystem in dem Fahrzeug, wobei das Audiosystem ein Maskierungsrauschen aus einem Tuner des Audiosystems erzeugt, welches die Maskierungsrauschform approximiert.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Erfindungsbeschreibung ohne weiteres ersichtlich, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen lediglich beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen, wobei die detaillierte Beschreibung auf die folgenden Zeichnungen Bezug nimmt, in denen:
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1 ein System ist, in dem eine Fahrbahnstörgeräuschmaskierung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung implementiert werden kann;
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2 ein Flussdiagramm ist, welches einen Prozess zum Maskieren von Fahrbahnstörgeräuschen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beschreibt; und
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3 eine graphische Darstellung eines geformten Geräuschs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist, welches mit einer Schmalband-Rauschfrequenz überlagert ist.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dafür vorgesehen, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Es sei darauf hingewiesen, dass in sämtlichen Zeichnungen die entsprechenden Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale kennzeichnen.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Fahrbahnstörgeräuschmaskierung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Fahrbahnstörgeräuschmaskierungsprozesse bestimmen verschiedene Fahrbahnstörgeräuschbedingungen und erzeugen ein Maskierungsgeräusch durch das Audiosystem des Fahrzeugs, welches ausreicht, um das Störgeräusch zu maskieren, welches von den Insassen des Fahrzeugs als aufdringlich oder unangenehm empfunden wird.
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Ein Fahrbahnstörgeräusch kann als jedes Störgeräusch definiert sein, welches aus verschiedenen Fahrbahnoberflächen und -bedingungen resultiert (z. B. unbefestigte Straßen, gefurchte Oberflächen, rauer Stein, etc.).
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Das Fahrbahnstörgeräuschmaskierungssystem ist dazu ausgelegt, ein Maß oder eine Frequenz von Rauschen zu erzeugen, welches gerade dazu ausreicht, das durch die Fahrbahnbedingungen hervorgerufene Geräusch zu überwinden oder zu maskieren (dieses Geräusch wird als ”erwartetes Innenraumgeräusch” bezeichnet, da es sich auf das im Fahrzeug antizipierte oder ”erwartete” Geräusch bezieht, wenn man entlang einer bestimmten Fahrbahnoberfläche fährt). Das Maskierungsrauschen kann als ein geformtes Breitbandrauschen implementiert sein. Als nicht- einschränkende Beispiele kann das Formen des Breitbandrauschens einen oder mehrere der folgenden Parameter umfassen: Bandpassfrequenzbereich, Bandpass-Filter-Rolloff und die Amplitude des Rauschens.
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Nun auf 1 Bezug nehmend wird jetzt ein Fahrzeugsystem 100, auf welchem Fahrbahnstörgeräuschmaskierungssystemprozesse umgesetzt werden können, in einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben. Das Fahrzeugsystem 100 umfasst einen Computerprozessor 102, Informationsquellen 104 und ein Audiosystem 106, welches kommunikativ mit einem Fahrzeugbus 108 verbunden ist. In einer Ausführungsform kann das Audiosystem 106 Teil eines Infotainment-Systems sein.
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Der Fahrzeugbus 108 kann ein serieller Hochgeschwindigkeitsdatenbus sein, z. B. gestützt durch Controller-Area-Network-(CAN)-Protokolle oder ein anderes Fahrzeugnetzwerk. Der Bus 108 kann durch kabelgebundene und/oder drahtlose Technologien implementiert werden, welche in dem Bereich bekannt sind.
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In einer Ausführungsform kann der Computerprozessor 102 Operationen verschiedener Komponenten des Fahrzeugsystems 100 erleichtern (z. B. als ein Kommando-Center oder zentrales Prozessierungs-Center). Der Computerprozessor 102 kann Teil eines der Steuersysteme (z. B. ein Chassis, Motor und Karosserie) des Fahrzeugsystems 100 sein. Der Computerprozessor 102 umfasst Hardwareelemente (z. B. Schaltungen, Logikkerne, Register, etc.) zum Verarbeiten von Daten, welche zum Erleichtern des Betriebs der verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs ausgelegt sind, etwa solche, die oft mit einem der Steuersysteme des Fahrzeugs verbunden sind.
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Der Computerprozessor 102 ist kommunikativ mit einem Speichergerät 112 verbunden, welches sowohl eine Fahrzeugempfindlichkeitsinformation 113 als auch eine Maskierungslogik 110 (hier auch als ”Logik” bezeichnet) speichert. Die Fahrzeugempfindlichkeitsinformation 113 bezieht sich auf ein Geräusch, das in dem Fahrzeug wahrgenommen wird, wenn eine besondere interessierende Fahrbahnoberfläche angetroffen wird. Insbesondere bezieht sich die Fahrzeugempfindlichkeit auf das fahrzeugabhängige Störgeräusch, welches von Fahrzeugkomponenten hervorgerufen wird, wenn verschiedene Fahrbahnbedingungen angetroffen werden. Da Fahrzeugmodellgestaltungen und -teile stark voneinander abweichen können, kann ihre entsprechende Fahrzeugempfindlichkeitsinformation ebenfalls variieren. Zum Beispiel kann ein Fahrzeugmodell bei Antreffen rauer Fahrbahnbedingungen 125 Hz und 210 Hz Störgeräusche hervorrufen, während ein anderes Fahrzeug 105 Hz und 250 Hz Störgeräusche hervorrufen kann. Die Fahrzeugempfindlichkeits-”Signatur” für jede Fahrzeuggestalt oder jeden Fahrzeugtyp ist in dem Speichergerät 112 als die Fahrzeugempfindlichkeitsinformation 113 gespeichert, wobei die Logik 110 auf diese zugreift, wenn ein Fahrbahnstörgeräusch während eines Fahrvorgangs angetroffen wird, wie hier näher beschrieben werden wird.
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Störgeräusche, welche durch einige Fahrbahnoberflächen hervorgerufen werden, können für Fahrzeuginsassen problematischer sein als andere Störgeräusche. Die Fahrbahnstörgeräuschmaskierungsprozesse speichern die Fahrzeugempfindlichkeitsinformation 113 der Fahrbahnbedingungen ab, für welche eine Störgeräuschmaskierung derart angewendet werden soll, dass das durch die Fahrzeuginsassen als aufdringlich oder unangenehm wahrgenommene Störgeräusch maskiert wird.
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Das Speichergerät 112 speichert auch eine Fahrbahnübersetzungsinformation 111, auf die von der Logik 110 zugegriffen wird, um die Sensordaten, die von den Informationsquellen 104 empfangen werden, in eine bekannte Fahrbahnoberfläche zu übersetzen. In einer Ausführungsform können verschiedene Sensordatenwerte, die mit den Informationsquellen 104 assoziiert sind, auf entsprechende Fahrbahnoberflächenidentifikationen abgebildet werden.
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Der Computerprozessor 102 kommuniziert mit dem Speichergerät 112, um die Logik 110 zu realisieren, welche sich darin befindet. Der Computerprozessor 102 kommuniziert über den Bus 108 auch mit dem Audiosystem 106, um Anweisungen bereitzustellen, welche zum Erzeugen des Maskierungsrauschens ausgelegt sind.
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In einer Ausführungsform umfasst das Audiosystem 106 seinen eigenen Computerprozessor 114, welcher mit verschiedenen Elementen des Audiosystems 106 kommuniziert, wie etwa einem oder mehreren Lautsprechern 116, einem Verstärker 118 und einer digitalen Signalverarbeitungseinheit 120. Die digitale Signalverarbeitungseinheit 120 empfängt Befehle von der Logik 110 mit Anweisungen zum Erzeugen eines geformten Geräuschs, um die in dem Fahrzeug identifizierten Störgeräuschbedingungen zu maskieren. Das geformte Geräusch wird durch den Verstärker 118 und letztlich durch den oder die Lautsprecher 116 ausgegeben. Das Geräusch spiegelt geformte zufällige Frequenzen wider und kann im Ergebnis eine variierende Form annehmen (z. B. weithin unterschiedliche Frequenzlevel mit Spitzen und Tälern). Es können viele verschiedene Geräuschformen erzeugt werden, von denen jede einem Störgeräusch entspricht, welches durch unterschiedliche Fahrbahnbedingungen hervorgerufen wird (z. B. basierend auf dem Gedanken, dass Abweichungen in Fahrbahnbedingungen das davon hervorgerufene Störgeräusch beeinflussen). Eine beispielhafte graphische Darstellung eines geformten Geräuschs und einer zugehörigen Frequenzform des Schmalbandrauschens ist zusätzlich in 3 beschrieben.
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Das Audiosystem 106 kann zusätzlich zu dem oder den Lautsprecher(n) 116, dem Verstärker 118 und der digitalen Signalverarbeitungseinheit 120, welche oben beschrieben sind, andere Komponenten, wie etwa ein Deck, einen Tuner und andere Audiosystemgeräte umfassen. Komponenten des Audiosystems 106 können zumindest teilweise innerhalb oder nahe des Fahrgastraumes des Fahrzeugs oder in einer beliebigen Position angeordnet sein, welche die Ausführung der Fahrbahnstörgeräuschmaskierungsprozesse derart erleichtert, dass sie Fahrzeuggeräusche einführen, welche der Fahrzeuginsasse basierend auf den aktuellen Fahrbahnstörgeräuschbedingungen und den zugeordneten Störgeräuschen wertschätzen wird.
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Wie oben angedeutet ist die Fahrzeugempfindlichkeitsinformation 113 fahrzeugabhängig und unterscheidet sich von einem Fahrzeug zum Nächsten basierend auf Fahrzeuggestaltungsfaktoren. Zum Beispiel kann ein Fahrzeugmodell bei Antreffen rauer Fahrbahnbedingungen 125 Hz und 210 Hz Störgeräusche hervorrufen, während ein anderes Fahrzeug 105 Hz und 250 Hz Störgeräusche hervorrufen kann. Die Fahrzeugempfindlichkeits-”Signatur” ist für jede Fahrzeuggestalt oder jeden Fahrzeugtyp in einem Speichergerät 112 gespeichert, wobei die Logik 110 auf sie zugreift, wenn ein Fahrbahnstörgeräusch während eines Fahrvorgangs angetroffen wird, wie hier weiter beschrieben werden wird.
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Der Computerprozessor 102 überwacht verschiedene Bedingungen durch die Informationsquellen 104. Die Informationsquellen 104 können verschiedene Sensorvorrichtungen und elektronische Steuereinheiten umfassen, welche Daten erhalten, die aktuelle Fahrbahnbedingungen bestimmen oder anzeigen können. Insbesondere identifiziert der Computerprozessor 102 anhand der von den Informationsquellen 104 empfangenen Daten, wann spezifische Fahrbahnbedingungen angetroffen werden. Als nicht einschränkende Beispiele können Daten, welche indikativ für eine Fahrbahnbedingung sind, von einer Kombination von Radgeschwindigkeitsrotationssensoren, magnetorheologischen Positionssensoren, einer Beschleunigung in die Z-Richtung, einem an der Vorderecke des Fahrzeugs montierten Beschleunigungsmesser und Komponenten aus Sicherheitsinitiativen, welche in autonomen Fahrsystemen verwendet werden, kommen, um einige zu nennen. Andere Informationsquellen, welche z. B. mit dem Chassissteuersystem des Fahrzeugs in Verbindung stehen, können ebenfalls als Informationsquellen benutzt werden.
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Nun auf 2 Bezug nehmend wird nun ein Prozess zum Implementieren der Fahrbahnstörgeräuschmaskierung in einer Ausführungsform beschrieben. Der in 2 beschriebene Prozess setzt voraus, dass eine Person im Fahren des Fahrzeugs des Fahrzeugsystems 100 begriffen ist.
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Bei Schritt 202 überwacht der Prozessor 102 Daten, welche von den Informationsquellen 104 empfangen wurden. Zum Beispiel kann der Prozessor 102 Radgeschwindigkeitsdaten von Radgeschwindigkeitsrotationssensoren und Positionsdaten von einem magnetorheologischen Positionssensor überwachen.
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Bei Schritt 204 greift der Prozessor 102 auf die Fahrbahnübersetzungsinformation 111 in dem Speichergerät 112 zu, um die Fahrbahnoberfläche auf Basis der von den Informationsquellen 104 empfangenen Daten zu bestimmen. In einer Ausführungsform werden verschiedene den Informationsquellen 104 zugeordnete Sensordatenwerte auf die entsprechenden Fahrbahnoberflächen abgebildet.
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Bei Schritt 206 greift der Prozessor 102 auf die Fahrzeugempfindlichkeitsinformation 113 aus dem Speichergerät 112 zu.
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Bei Schritt 208 verwendet der Prozessor 102 die Fahrbahnübersetzungsinformation von Schritt 204, die Fahrzeugempfindlichkeitsinformation von Schritt 206 und die Logik 110, um die geeignete Maskierungsform zu berechnen. Es versteht sich, dass die berechnete Maskierungsform Null sein kann (z. B. kein Geräusch soll hinzugefügt werden, wenn das Fahrbahnstörgeräusch nicht unangenehm ist). In einer Ausführungsform werden Frequenzen und Dezibellevel beim Berechnen der Maskierungsform bestimmt (ein Beispiel hiervon ist z. B. in 3 gezeigt).
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Bei Schritt 210 wird die Information der Maskierungsfrequenzform von dem Prozessor 102 über den Bus 108 an das Audiosystem 106 übertragen. Das Audiosystem 106 erzeugt das in der Maskierungsfrequenzform bezeichnete Rauschen und präsentiert es durch die Lautsprecher 116 dem inneren Fahrgastraum des Fahrzeugs.
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Der Prozessor 102 setzt die Überwachung der Informationsquellen von Schritt 202 bis zum Abschluss des Fahrvorgangs fort.
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Wie in 3 gezeigt, veranschaulicht eine graphische Darstellung 300 eine Störgeräuschform, welche ein unangenehmes Geräusch 302 anzeigt, das von der aktuellen Fahrbahnoberfläche wahrgenommen wird. Nachdem ein Maskierungsrauschen berechnet und durch das Audiosystem hinzugefügt wurde, wird das resultierende angenehmere Geräusch 304 gezeigt. Technische Effekte der Erfindung umfassen eine Fahrbahnstörgeräuschmaskierung für ein Fahrzeug, das Fahrbahnstörgeräuschbedingungen bestimmt und ein Maskierungsgeräusch durch das Audiosystem des Fahrzeugs erzeugt, um das von dem Fahrzeuginsassen oder den Fahrzeuginsassen als aufdringlich oder unangenehm wahrgenommene Störgeräusch zu maskieren. Das Fahrbahnstörgeräuschmaskierungssystem erzeugt ein Maß an Rauschen, welches gerade ausreichend ist, um das von den Fahrbahnbedingungen hervorgerufene Störgeräusch zu überwinden oder zu maskieren.
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Wie oben beschrieben, kann die Erfindung in Form von computerimplementierten Prozessen und Geräten zur Ausübung dieser Prozesse verkörpert sein. Ausführungsformen der Erfindung können auch in Form von Computerprogrammcode verkörpert sein, welcher Anweisungen enthält, die in greifbaren Medien wie etwa Disketten, CDROMs, Festplatten oder irgendeinem anderen computerlesbaren Speichermedium verkörpert sind, wobei, wenn der Computerprogrammcode in einen Computer geladen wird und von diesem ausgeführt wird, der Computer zu einem Gerät zum Ausüben der Erfindung wird. Eine Ausführungsform der Erfindung kann zum Beispiel auch in Form eines Computerprogrammcodes verkörpert werden, und zwar egal, ob dieser in einem Speichermedium gespeichert ist, in einen Computer geladen und/oder von diesem ausgeführt wird oder über ein Übertragungsmedium, wie etwa eine elektrische Verdrahtung oder Verkabelung, durch Faseroptiken oder via elektromagnetische Strahlung übertragen wird, wobei, wenn das Computerprogramm in einen Computer geladen wird und von diesem ausgeführt wird, der Computer ein Gerät zum Ausüben der Erfindung wird. Sofern auf einem Universalmikroprozessor umgesetzt, konfigurieren die Computerprogrammcodesegmente den Mikroprozessor, um spezifische Logikschaltungen zu schaffen.
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Obgleich die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente durch deren Äquivalente ausgetauscht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen vorgenommen werden, um einen bestimmten Zustand oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Umfang abzuweichen. Es ist somit beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfasst, welche in den Umfang der Anmeldung fallen.
