DE102018121025A1

DE102018121025A1 - System und verfahren zum aufheben störender windgeräusche in einer fahrzeugkabine

Info

Publication number: DE102018121025A1
Application number: DE102018121025.6A
Authority: DE
Inventors: Frank C. Valeri; Scott M. Reilly
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2038-08-29
Also published as: DE102018121025B4; CN109429144B; US10339910B2; CN109429144A; US20190066649A1

Abstract

Ein System zum Aufheben störender Windgeräusche in einer Fahrzeugkabine beinhaltet ein Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert zum Empfangen von Daten von einem Mikrofon, das ein in einer Fahrzeugkabine gemessenes Geräusch anzeigt, und zum Bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist basierend auf (i) einer Position eines beweglichen Karosserieteils, das konfiguriert ist, um eine Öffnung in einer Karosserie des Fahrzeugs abzudecken, und (ii) mindestens einer Amplitude des ersten Geräuschs und einer Frequenz des ersten Geräuschs. Das System beinhaltet auch ein erstes Geräuschunterdrückungsmodul konfiguriert zum Erzeugen einer Geräuschunterdrückungswellenform, um das Geräusch basierend auf mindestens einer der Amplitude des Geräuschs und der Frequenz des Geräuschs abzuschwächen, wenn das Geräusch störendes Windgeräusch ist.

Description

EINLEITUNG
Die Informationen in diesem Abschnitt dienen der allgemeinen Darstellung des Kontextes der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder in dem in diesem Abschnitt beschriebenen Umfang, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung ansonsten nicht als Stand der Technik gelten, gelten gegenüber der vorliegenden Offenbarung weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik.
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Aufheben störender Windgeräusche in einer Fahrzeugkabine.
Eine Art von störendem Windgeräusch, das in einer Fahrzeugkabine vorhanden sein kann, ist Wind-Buffeting zuzuschreiben. Wind-Buffeting ist ein niederfrequenter Schall mit hoher Amplitude, der typischerweise in einer Kabine eines Fahrzeugs vorhanden ist, wenn das Fahrzeug mit oder nahe Autobahngeschwindigkeiten fährt und ein Fenster oder ein Schiebedach des Fahrzeugs offen ist. Wind-Buffeting kann für Fahrzeuginsassen sehr unangenehm sein. Daher kann es wünschenswert sein, diesen unangenehme Schall zu erkennen und abzuschwächen.
KURZDARSTELLUNG
In einem Beispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein System ein Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert zum Empfangen von Daten von einem Mikrofon, das ein in einer Kabine eines Fahrzeugs gemessenes erstes Geräusch anzeigt, und zum Bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist basierend auf (i) einer Position eines beweglichen Karosserieteils, das konfiguriert ist, um eine Öffnung in einer Karosserie des Fahrzeugs abzudecken, und (ii) mindestens einer Amplitude des ersten Geräuschs und einer Frequenz des ersten Geräuschs. Das System beinhaltet auch ein erstes Geräuschunterdrückungsmodul konfiguriert zum Erzeugen einer ersten Geräuschunterdrückungswellenform, wenn das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, um das erste Geräusch basierend auf mindestens einer der Amplitude des ersten Geräuschs und der Frequenz des ersten Geräuschs abzuschwächen und zum Steuern eines Lautsprechers zur Wiedergabe eines Schalls, der der ersten Geräuschunterdrückungswellenform entspricht.
In einem Aspekt beinhaltet das System ein Mikrofonrekonfigurationsmodul konfiguriert zum Bestimmen, ob die Daten von dem Mikrofon abgeschnitten sind und das Windgeräusch-Identifikationsmodul ist konfiguriert zum Bestimmen, ob das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist, wenn (i) die Position der beweglichen Platte anzeigt, dass die bewegliche Platte zumindest teilweise geöffnet ist und (ii) die Daten von dem Mikrofon abgeschnitten sind.
In einem Aspekt ist das Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert zum Bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, basierend auf der Position der beweglichen Platte und sowohl der Amplitude des ersten Geräusches als auch der Frequenz des ersten Geräusches.
In einem Aspekt ist das Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert zum Bestimmen, ob das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist, wenn die Position des beweglichen Karosserieteils anzeigt, dass das bewegliche Karosserieteil zumindest teilweise offen ist, die Amplitude des ersten Geräusches größer als eine vorbestimmte Wert ist und die Frequenz des ersten Geräusches innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
In einem Aspekt beträgt der vorbestimmte Wert 80 Dezibel und der vorbestimmte Bereich liegt zwischen 15 Hertz und 30 Hertz.
In einem Aspekt ist das Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert zum Bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, und nicht zu bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger als oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist.
In einem Aspekt beinhaltet das System ferner ein Mikrofonsteuermodul, das mit dem Mikrofon verbunden ist. Das Mikrofonrekonfigurationsmodul ist konfiguriert zum Bestimmen, ob die Daten von dem Mikrofon abgeschnitten sind, und zum Einstellen eines Spannungsbereichs des Mikrofonsteuermoduls, um einen dynamischen Bereich des ersten von dem Mikrofon erfassten Geräuschs aufzunehmen.
In einem Aspekt ist das erste Geräuschunterdrückungsmodul konfiguriert zum Erzeugen der ersten Geräuschunterdrückungswellenform basierend auf Daten, die durch das Mikrofon aufgezeichnet werden, nachdem der Spannungsbereich des Mikrofonsteuermoduls eingestellt ist, um den dynamischen Bereich des ersten Geräuschs aufzunehmen.
In einem Aspekt ist das erste Geräuschunterdrückungsmodul konfiguriert zum Deaktivieren eines zweiten Geräuschunterdrückungsmoduls, wenn das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist, und das zweite Geräuschunterdrückungsmodul ist konfiguriert zum Erzeugen einer zweiten Geräuschunterdrückungswellenform, um ein anderes Geräusch als Windgeräusch in der Fahrzeugkabine abzuschwächen.
In einem Aspekt ist das Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert zum Empfangen von Daten von dem Mikrofon, die ein in der Fahrzeugkabine gemessenes zweites Geräusch anzeigen, nachdem der der ersten Geräuschunterdrückungswellenform entsprechende Schall abgespielt wurde, und zum Bestimmen, ob das zweite Geräusch störendes Windgeräusch ist. Das erste Geräuschunterdrückungsmodul ist konfiguriert zum Reaktivieren des zweiten Geräuschunterdrückungsmoduls, wenn das zweite Geräusch kein störendes Windgeräusch ist.
In einem beispielhaften Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Verfahren das Empfangen von Daten von einem Mikrofon, das ein in einer Fahrzeugkabine gemessenes erstes Geräusch anzeigt, und Bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist basierend auf (i) einer Position eines beweglichen Karosserieteils, das konfiguriert ist, um eine Öffnung in einer Karosserie des Fahrzeugs abzudecken, und (ii) mindestens einer Amplitude des ersten Geräuschs und einer Frequenz des ersten Geräuschs. Das Verfahren beinhaltet ferner, wenn das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, das Erzeugen einer ersten Geräuschunterdrückungswellenform zum Abschwächen des ersten Geräusches basierend auf mindestens einer der Amplitude des ersten Geräuschs und der Frequenz des ersten Geräuschs und das Steuern eines Lautsprechers zur Wiedergabe eines Schalls, der der ersten Geräuschunterdrückungswellenform entspricht.
In einem Aspekt beinhaltet das Verfahren ferner das Bestimmen, ob die Daten von dem Mikrofon übersteuert sind und das Bestimmen, ob das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist, wenn (i) die Position der beweglichen Platte anzeigt, dass die bewegliche Platte zumindest teilweise geöffnet ist und (ii) die Daten von dem Mikrofon abgeschnitten sind.
In einem Aspekt basiert der Schritt des Bestimmens, ob das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist, auf der Position der beweglichen Platte und sowohl der Amplitude des ersten Geräusches als auch der Frequenz des ersten Geräusches.
In einem Aspekt beinhaltet der Schritt des Bestimmens, ob das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist, das Bestimmen, ob das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist, wenn die Position des beweglichen Karosserieteils anzeigt, dass das bewegliche Karosserieteil zumindest teilweise offen ist, die Amplitude des ersten Geräusches größer als eine vorbestimmte Wert ist und die Frequenz des ersten Geräusches innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
In einem Aspekt beträgt der vorbestimmte Wert 80 Dezibel und der vorbestimmte Bereich liegt zwischen 15 Hertz und 30 Hertz.
In einem Aspekt beinhaltete das Verfahren ferner das Bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, und nicht zu bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger als oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist.
In einem Aspekt beinhaltet das Verfahren ferner das Bestimmen, ob die Daten von dem Mikrofon übersteuert sind, und das Einstellen eines Spannungsbereichs in einem mit dem Mikrofon verbundenen Mikrofonsteuermodul, um einen dynamischen Bereich des ersten von dem Mikrofon erfassten Geräuschs aufzunehmen.
In einem Aspekt beinhaltet das Verfahren ferner das Erzeugen der ersten Geräuschunterdrückungswellenform basierend auf Daten, die durch das Mikrofon aufgezeichnet werden, nachdem der Spannungsbereich des Mikrofonsteuermoduls eingestellt ist, um den dynamischen Bereich des ersten Geräuschs aufzunehmen.
In einem Aspekt beinhaltet das Verfahren ferner das Deaktivieren eines zweiten Geräuschunterdrückungsmoduls, wenn das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist, und das Erzeugen einer zweiten Geräuschunterdrückungswellenform, um ein anderes Geräusch als Windgeräusch in der Fahrzeugkabine abzuschwächen.
In einem Aspekt beinhaltet das Verfahren ferner das Empfangen von Daten von dem Mikrofon, die ein in der Fahrzeugkabine gemessenes zweites Geräusch anzeigen, nachdem der der ersten Geräuschunterdrückungswellenform entsprechende Schall abgespielt wurde, das Bestimmen, ob das zweite Geräusch störendes Windgeräusch ist und das Reaktivieren des zweiten Geräuschunterdrückungsmoduls, wenn das zweite Geräusch kein störendes Windgeräusch ist.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und schränken den Umfang der Offenbarung nicht ein.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, worin gilt:

1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Fahrzeugs gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Steuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist; und
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Abschwächen eines störenden Windgeräusches gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

In den Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen für ähnliche und/oder identische Elemente verwendet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ein System und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung erfasst und schwächt ein störendes Windgeräusch in einer Fahrzeugkabine ab. Ein Beispiel für Windgeräusch, das in einer Fahrzeugkabine vorhanden sein kann, ist ein Windgeräusch, das durch Wind-Buffeting erzeugt wird. Die Luftströmung um ein Fahrzeug kann störende Windgeräusche in einer Fahrzeugkabine erzeugen, wenn ein oder mehrere Fenster des Fahrzeugs geöffnet werden, während das Fahrzeug mit oder nahe der Autobahngeschwindigkeiten fährt. Wenn ein Insasse des Fahrzeugs eines der Fenster öffnet, kann die Luftströmung über das Fahrzeug an dem offenen Fenster eine wiederholte Kompression und Dekompression von Luft in der Fahrzeugkabine verursachen, was zu einem niederfrequenten Windgeräusch führt, das für Fahrzeuginsassen unangenehm ist. Das wiederholte Komprimieren und Dekomprimieren von Luft in der Fahrzeugkabine kann als Wirbelablösung oder Wind-Buffeting bezeichnet werden, und das Geräusch, das sich aus dem Wind-Buffeting ergibt, kann als Wind-Buffeting-Geräusch bezeichnet werden. Wind-Buffeting-Geräusche können eine Frequenz im Bereich von 15 bis 30 Hertz (Hz) und einen Schallpegel mit einer Amplitude von mehr als 100 A-bewerteten Dezibel (dBa) haben.
Das System und das Verfahren der vorliegenden Offenbarung empfangen Informationen bezüglich verschiedener Fahrzeugbetriebsbedingungen oder Fahrzeugzustände zur Bestimmung, ob Bedingungen existieren, in denen ein störendes Windgeräusch durch Wind-Buffeting wahrscheinlich vorhanden ist. Wenn solche Bedingungen existieren, werden weitere Daten gesammelt zur Feststellung, ob tatsächlich ein störendes Windgeräusch durch Wind-Buffeting vorliegt. Wenn ein störendes Windrauschen vorhanden ist, erzeugen das System und das Verfahren eine Geräuschunterdrückungswellenform zur Abschwächung des störenden Windgeräuschs und zur Steuerung eines Lautsprechers, um einen der Geräuschunterdrückungswellenform entsprechenden Schall zu erzeugen. Das System und das Verfahren können weiterhin Informationen sammeln für die Bestimmung, ob das störende Geräusch abgeschwächt wurde. In dem Verfahren zur Abschwächung von Windgeräuschen können das System und das Verfahren mit anderen zusätzlichen Geräuschmanagementsystemen, wie z. B. einem Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungssystem, interagieren und solche Hilfssysteme deaktivieren und reaktivieren.
Bezugnehmend auf 1 enthält ein Fahrzeug 110 Mikrofone 114, ein oder mehrere Fenster 116, einen oder mehrere Fensterpositionssensoren 122, Räder 126, einen oder mehrere Raddrehzahlsensoren 128, ein Windgeräusch-Steuermodul 100, ein Fenstersteuermodul 102, eine Mikrofonsteuermodul 118, ein Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106 und einen Lautsprecher 108. Die verschiedenen Sensoren in dem Fahrzeug 110, wie z. B. die Raddrehzahlsensoren 128 und die Fensterpositionssensoren 122, sammeln Informationen bezüglich der verschiedenen Eigenschaften oder Zustände des Fahrzeugs 110 und senden diese Informationen an die Steuermodule. Die Steuermodule bestimmen basierend auf den von den Sensoren empfangenen Informationen verschiedene Betriebsbedingungen. In einem Beispiel ist das Windgeräusch-Steuermodul 100 mit dem Raddrehzahlsensor 128 verbunden und bestimmt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 110 basierend auf einer Eingabe von den Raddrehzahlsensoren 128. Raddrehzahlsensoren 128 sind an einem oder mehreren Rädern 126 montiert und messen die Drehzahl der Räder 126. Der Raddrehzahlsensor 128 sendet die gemessene Raddrehzahl an das Windgeräusch-Steuermodul 100. Unter Verwendung dieser Information bestimmt das Windgeräusch-Steuermodul 100 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 110.
Das Fenstersteuermodul 102 ist mit den Fenstern 116 in dem Fahrzeug 110 verbunden und steuert diese. Das Fenstersteuermodul 102 ist mit jedem Fenster 116 und mit den Fensterpositionssensoren 122 verbunden. Der Fensterpositionssensor 122 kann ein beliebiger geeigneter Positionssensor sein, wie z. B. ein Reed-Sensor, der an einem Motor in jedem Fenster 116 angebracht ist. Das Fenstersteuermodul 102 empfängt Informationen von dem Fensterpositionssensor 122 bezüglich des Status jedes Fensters 116. Diese Information kann Informationen bezüglich einer Position des Fensters 116 in dem Fahrzeug 110 (z. B. fahrerseitiges Frontfenster, beifahrerseitiges Frontfenster) und einer Position des Fensters 116 (z. B. ein Prozentsatz, um den das Fenster offen ist) beinhalten. Auf diese Weise kann das Fenstersteuermodul 102 (und/oder andere Steuermodule) feststellen, ob ein Fenster teilweise offen, vollständig offen oder vollständig geschlossen ist. Das Fenstersteuermodul 102 kann auch bestimmen, wo sich das Fenster 116 in dem Fahrzeug 110 befindet.
Das Mikrofonsteuermodul 118 ist verbunden mit und steuert den Betrieb des einen oder der mehreren Mikrofone 114, die in einer Fahrzeugkabine 112 angeordnet sind. Beispielsweise kann das Mikrofonsteuermodul 118 Mikrofone 114 ein- oder ausschalten und kann ein von den Mikrofonen 114 empfangenes Mikrofonsignal verarbeiten, das in der Fahrzeugkabine 112 vorhandenes Geräusch anzeigt. In einem Beispiel hat das Mikrofonsteuermodul 118 eine Spannungsbereichseinstellung, die eingestellt wird, um sich an einen dynamischen Spannungsbereich des von den Mikrofonen 114 empfangenen Mikrofonsignals anzupassen. Insbesondere steigt oder fällt der Spannungspegel des Mikrofonsignals, wenn der Geräuschpegel in der Fahrzeugkabine 112 ansteigt oder abnimmt, und das Mikrofonsteuermodul 118 passt seine Spannungsbereichseinstellung gemäß einem erwarteten Spannungspegel des Mikrofonsignals an. Das Mikrofonsteuermodul 118 speichert den Teil des Mikrofonsignals, der innerhalb der Spannungsbereichseinstellung liegt, und verwirft oder übersteuert den verbleibenden Teil des Mikrofonsignals. Daher kann das Einstellen der Spannungsbereichseinstellung auf weniger als den erwarteten Spannungspegel des Mikrofonsignals zu einer Übersteuerung von Geräuschdaten führen.
In einem Fall kann das Mikrofonsteuermodul 118 den Spannungsbereich auf einen Wert von -5 bis +5 Volt einstellen, um sich an den Dynamikbereich des Mikrofonsignals anzupassen, das von den Mikrofonen 114 als Reaktion auf das Erfassen von mit dem Antriebsstrang zusammenhängenden Geräuschen erzeugt wird. Es versteht sich, dass das Mikrofonsteuermodul 118 den Spannungsbereich an andere Bereiche anpassen kann, um den Dynamikbereich des Mikrofonsignals, das von den Mikrofonen 114 als Reaktion auf das Erfassen anderer Geräusche in der Fahrzeugkabine 112 erzeugt wird, anzupassen.
Im Zusammenhang mit störenden Windgeräuschen durch Wind-Buffeting ist der Spannungsbereich des von den Mikrofonen 114 erzeugten Mikrofonsignals größer als -5 bis +5 Volt. Der Spannungsbereich ist größer als der Spannungsbereich, der typischerweise zum Erfassen von mit dem Antriebsstrang zusammenhängenden Geräuschen eingestellt wird, weil die Amplitude des störenden Windgeräusches von Wind-Buffeting größer ist als die Amplitude der mit dem Antriebsstrang zusammenhängenden Geräuschen. Im Zusammenhang mit Wind-Buffeting kann der Spannungsbereich des von den Mikrofonen 114 erzeugten Mikrofonsignals -10 bis +10 Volt oder -12 bis +12 Volt betragen. Das Mikrofonsteuermodul 118 kann den Spannungsbereich einstellen, um entweder den Dynamikbereich in Verbindung mit mit dem Antriebsstrang zusammenhängenden Geräuschen (z. B. -5 bis +5 Volt) oder den Dynamikbereich in Verbindung mit störendem Windgeräusch von Wind-Buffeting (z. b. -10 bis +10 Volt) aufzunehmen.
Wenn das Mikrofonsteuermodul 118 den Spannungsbereich auf einen typischen Spannungsbereich einstellt, der typischen mit dem Antriebsstrang zusammenhängenden Geräuschen zugeordnet ist (z. B. -5 bis +5 Volt), übersteuert das Mikrofonsteuermodul 118 das von den Mikrofonen 114 erzeugte Mikrofonsignal, wenn die Mikrofone 114 ein störendes Windgeräusch durch Wind-Buffeting erfassen. Das Mikrofonsignal wird übersteuert, weil Teile des Mikrofonsignals größer sind als der Spannungsbereich des Mikrofonsteuermoduls 118 (oder kleiner als dieser).
Ein nicht übersteuertes Mikrofonsignal erscheint als glatte Sinuswelle. Im Gegensatz dazu erscheint ein übersteuertes Mikrofonsignal nicht als glatte sinusförmige Wellenform. Die Teile des übersteuerten Mikrofonsignals, die Spannungswerten entsprechen, die außerhalb des Spannungsbereichs des Mikrofonsteuermoduls 118 liegen, werden aus dem Signal ausgeschnitten. Die resultierende Wellenform des übersteuerten Mikrofonsignals erscheint als eine modifizierte sinusförmige Wellenform, in der die Spitzen und Täler durch horizontale Linien ersetzt sind. Wie weiter unten beschrieben wird, kann das Windgeräusch-Steuermodul 100 bestimmen, ob das Mikrofonsignal übersteuert wird, indem das Mikrofonsignal ausgewertet und bestimmt wird, ob die zuvor beschriebene modifizierte sinusförmige Wellenform eines übersteuerten Mikrofonsignals vorhanden ist.
Wenn ein Mikrofonsignal wie oben beschrieben übersteuert wird, kann das Mikrofonsteuermodul 118 seinen Spannungsbereich neu konfigurieren oder einstellen, sodass der Spannungsbereich den Dynamikbereich des von den Mikrofonen 114 erzeugten Mikrofonsignals aufnehmen kann. Das Mikrofonsteuermodul 118 kann den Spannungsbereich von einem Bereich von -5 bis +5 Volt auf einen Bereich von -10 bis +10 Volt einstellen. In anderen Fällen kann das Mikrofonsteuermodul 118 den Spannungsbereich von -5 bis +5 Volt auf -12 bis +12 Volt einstellen. In noch anderen Fällen kann das Mikrofonsteuermodul 118 den Spannungsbereich einstellen, um den Spannungsbereich zu reduzieren. Das Mikrofonsteuermodul 118 kann den Spannungsbereich von einem Bereich von -10 bis +10 Volt auf einen Bereich von -5 bis +5 Volt oder von einem Bereich von -12 bis +12 Volt auf einen Bereich von -5 bis +5 Volt einstellen. In anderen Fällen kann das Mikrofonsteuermodul den Spannungsbereich auf andere Bereichswerte einstellen, um andere Dynamikbereiche des Mikrofonsignals zu berücksichtigen, die anderen Arten von Geräuschen in der Fahrzeugkabine 112 entsprechen.
Nachdem das Mikrofonsteuermodul 118 den Spannungsbereich eingestellt hat, kann das Mikrofonsteuermodul 118 nicht übersteuerte Mikrofondaten sammeln. Die nicht übersteuerten Mikrofondaten beschreiben vollständiger und genauer das entsprechende störende Windgeräusche (oder andere Geräusche). Mit den nicht übersteuerten Mikrofondaten kann das Windgeräusch-Steuermodul 100 eine Geräuschunterdrückungswellenform erzeugen, um ein störendes Windgeräusch abzuschwächen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist das Mikrofonsteuermodul 118 sowohl mit dem Windgeräusch-Steuermodul 100 als auch mit dem Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106 verbunden. Das Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106 empfängt Mikrofondaten von dem Mikrofonsteuermodul 118 und erzeugt Annullierungswellenformen, die von dem Lautsprecher 108 (oder anderen Lautsprechern in dem Fahrzeug 110) wiedergegeben werden, um störende Antriebsstranggeräusche in dem Fahrzeug 110 abzuschwächen. Solche störenden Antriebsstranggeräusche können im Vergleich zu störenden Windgeräuschen, die Wind-Buffeting zuzuschreiben sind, relativ geringe Amplituden aufweisen. An sich können die störenden Windgeräusche die störenden Antriebsstranggeräusche übertönen, wenn das störende Windgeräusch in der Fahrzeugkabine 112 vorhanden ist. Daher ist es wünschenswert, das störende Windgeräusch abzuschwächen, bevor versucht wird, die störenden Antriebsstranggeräusche abzuschwächen. Das Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106 ist mit dem Windgeräusch-Steuermodul 100 verbunden, sodass das Windgeräusch-Steuermodul 100 das Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul deaktivieren kann, wenn das Windgeräusch-Steuermodul 100 erfasst, dass ein störendes Windgeräusch in der Fahrzeugkabine 112 vorhanden ist.
Das Windgeräusch-Steuermodul 100 erfasst und schwächt störende Windgeräusche ab. Das Windgeräusch-Steuermodul 100 kann Windgeräusche mit einer Frequenz innerhalb eines vorbestimmten Bereichs und/oder einer Amplitude, die größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, abschwächen. Ein Beispiel für störendes Windgeräusch ist ein Geräusch, das in der Fahrzeugkabine 112 als Folge von Wind-Buffeting auftritt. Ein solches Wind-Buffeting-Geräusch kann eine Frequenz im Bereich von 15 bis 30 Hertz (Hz) haben und kann einen Schallpegel mit einer Amplitude von mehr als 100 dBa haben. Somit kann der vorbestimmte Bereich 15-30 Hz betragen und/oder der vorbestimmte Schwellenwert kann 100 dBa sein. In anderen Beispielen kann der vorbestimmte Bereich 20 bis 30 Hz oder 18 bis 22 Hz betragen und/oder der vorbestimmte Schwellenwert kann 70 dBa oder 80 dBa betragen.
Wie in 1 gezeigt, ist das Windgeräusch-Steuermodul 100 mit dem Lautsprecher 108 verbunden. Der Lautsprecher 108 ist eine beliebige geeignete Schallquelle, die fähig ist, die Annullierungswellenformen auszugeben, die ausreichend sind, um das erfasste störende Windgeräusch abzuschwächen. Beispiele für den Lautsprecher 108 beinhalten einen portierten Subwoofer, einen leistungsstarken Subwoofer oder dergleichen. In anderen Beispielen kann das Fahrzeug 110 mehr als einen Lautsprecher beinhalten. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 110 mehrere Lautsprecher beinhalten, die an oder nahe jedem der Fenster 116 positioniert sind.
In dem in 1 gezeigten Beispiel ist das Windgeräusch-Steuermodul 100 auch mit dem Fenstersteuermodul 102, dem Mikrofonsteuermodul 118 und dem Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106 verbunden. Durch diese Verbindungen empfängt das Windgeräusch-Steuermodul 100 Signale, die den Status des Fahrzeugs 110 und Bedingungen innerhalb der Fahrzeugkabine 112 angeben, wie z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Position der Fenster 116 und dergleichen.
Es versteht sich, dass das Fahrzeug 110 andere Module, Sensoren, Steuersysteme und Komponenten beinhalten kann, die in 1 nicht gezeigt sind. Das Windgeräusch-Steuermodul 100 kann mit verschiedenen anderen Modulen, Sensoren, Steuersystemen und Komponenten verbunden sein, um die Zustände des Fahrzeugs 110 zu überwachen und verschiedene Aspekte des Fahrzeugs 110 zu steuern, um die Abschwächung störender Windgeräuschen bereitzustellen, wie beschrieben wird. In anderen Beispielen sind das Windgeräusch-Steuermodul 100 und andere Module, Steuersysteme und Sensoren des Fahrzeugs 110 mit einem Fahrzeuginformationsbus verbunden, über den Fahrzeugdaten von den verschiedenen Modulen, Steuersystemen und Sensoren des Fahrzeugs 110 gesendet und empfangen werden.
Bezugnehmend auf 2 enthält das Windgeräusch-Steuermodul 100 in einem Beispiel ein Windgeräusch-Identifikationsmodul 202, ein Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 und ein Geräuschunterdrückungsmodul 206. Wie gezeigt, ist das Windgeräusch-Steuermodul 100 mit dem Raddrehzahlsensor 128, dem Fenstersteuermodul 102, dem Mikrofonsteuermodul 118, dem Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106 und dem Lautsprecher 108 verbunden. In anderen Ausführungsformen beinhaltet das Windgeräusch-Steuermodul 100 Module zusätzlich zu dem Windgeräusch-Identifikationsmodul 202, dem Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 und dem Geräuschunterdrückungsmodul 206. In anderen Ausführungsformen können das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202, das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 und das Geräuschunterdrückungsmodul 206 zu einem einzelnen Modul kombiniert werden oder können weiter in zusätzliche Module gemäß der Funktionalität der Module unterteilt werden, wie weiter beschrieben wird.
In dem veranschaulichten Beispiel sind das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202, das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 und das Geräuschunterdrückungsmodul 206 miteinander verbunden und kommunizieren miteinander, um die Funktionalität bereitzustellen, wie es beschrieben wird. Das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 empfängt in diesem Beispiel Informationen von dem Fenstersteuermodul 102, dem Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106, dem Mikrofonsteuermodul 118 und dem Raddrehzahlsensor 128, um zu bestimmen, ob ein störendes Windgeräusch vorliegt.
Das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 kommuniziert mit dem Mikrofonsteuermodul 118, um ausreichende Mikrofondaten zu sammeln, um das identifizierte störende Windgeräusch zu charakterisieren. Das Geräuschunterdrückungsmodul 206 empfängt Informationen, die das identifizierte störende Windgeräusch und Informationen bezüglich verschiedener Fahrzeugzustände charakterisieren, und erzeugt eine Geräuschunterdrückungswellenform, um das störende Geräusch abzuschwächen. Das Geräuschunterdrückungsmodul 206 kommuniziert mit dem Lautsprecher 108 und steuert diesen, um die Geräuschunterdrückungswellenform zu reproduzieren, um das störende Windgeräusch abzuschwächen.
3 zeigt ein exemplarisches Verfahren zum Abschwächen eines störenden Windgeräusches durch das Windgeräusch-Steuermodul 100. Bei 302 empfängt das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 Fahrzeugstatusinformationen. Fahrzeugstatusinformationen beinhalten verschiedene Arten von Informationen und Daten von den verschiedenen Modulen, Sensoren, Steuersystemen und dergleichen. Fahrzeugstatusinformationen können Informationen wie die Raddrehzahl von dem Raddrehzahlsensor 128, die Positionen und/oder Anordnungen der Fenster 116 von den Fensterpositionssensoren 122, eine Position eines Schiebedachs usw. beinhalten. Bei 304 bestimmt das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 110 höher als ein vorbestimmter Geschwindigkeitsschwellenwert ist. Wenn das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 bestimmt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 110 höher als der vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert ist, wird das Verfahren bei 306 fortgesetzt. Andernfalls kehrt das Verfahren zu 302 zurück. Das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 bestimmt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 110 basierend auf der Raddrehzahl, die von dem Raddrehzahlsensor 128 empfangen wird.
Störende Windgeräusche von Wind-Buffeting treten typischerweise auf, wenn ein Fahrzeug über dem vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert fährt. Daher versucht das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 in diesem Beispiel nur störende Geräusche zu identifizieren, wenn das Fahrzeug 110 über dem vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert fährt. In einem Beispiel beträgt der vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert 50 Meilen pro Stunde. Der vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert kann in Abhängigkeit von verschiedenen aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs 110, wie beispielsweise der Fahrzeuggeometrie, variieren. Somit kann der vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert mehr als 50 Meilen pro Stunde oder weniger als 50 Meilen pro Stunde betragen, ist jedoch typischerweise bei oder nahe der Autobahngeschwindigkeiten.
Bei 306 bestimmt das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 basierend auf Eingaben von den Fensterpositionssensoren 122, ob ein oder mehrere Fenster 116 oder andere bewegliche Karosserieteile des Fahrzeugs 110 offen sind. Störende Windgeräusche treten oft nur auf, wenn ein Fenster oder ein anderes bewegliches Karosserieteil (z. B. ein Schiebedach) offen ist. Wenn ein Fenster oder ein anderes bewegliches Karosserieteil offen ist, fährt das Verfahren bei 308 fort. Ansonsten kehrt das Verfahren zu 302 zurück und das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 überwacht weiterhin den Status des Fahrzeugs 110, um zu bestimmen, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 110 höher als der vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert ist und ob eines oder mehrere der Fenster 116 offen sind, bevor es mit der Auswertung der Mikrofondaten fortfährt.
Bei 308 empfängt das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 Mikrofondaten von dem Mikrofonsteuermodul 118. Bei 310 wertet das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 die Mikrofondaten aus, um zu bestimmen, ob die Mikrofondaten übersteuert sind. Wenn das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 bestimmt, dass die Mikrofondaten übersteuert sind, fährt das Verfahren mit 312 fort. Andernfalls kehrt das Verfahren zu 302 zurück.
In übersteuerten Mikrofondaten zeigt die Wellenform eine modifizierte Sinusform, in der die Spitzen und Täler nicht glatt sind. Stattdessen werden die Spitzen und Täler durch horizontale flache Abschnitte ersetzt, die Abschnitten des Geräusches entsprechen, in denen die Amplitude größer als der eingestellte Spannungsbereich des Mikrofonsteuermoduls 118 ist. Wenn das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 diesen Zustand der Wellenform erfasst, bestimmt das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204, dass die Mikrofondaten übersteuert sind.
Bei 312 weist das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 das Mikrofonsteuermodul 118 an, seinen Spannungsbereich einzustellen. Als Reaktion darauf stellt das Mikrofonsteuermodul 118 seinen Spannungsbereich ein, um den dynamischen Bereich von Mikrofonsignalen, die von den Mikrofonen 114 empfangen werden, und/oder den Dynamikbereich des von den Mikrofonen 114 erfassten Geräuschs aufzunehmen. Die Einstellung des Spannungsbereichs durch das Mikrofonsteuermodul 118 beinhaltet typischerweise das Erhöhen des Spannungsbereichs. Wie zuvor beschrieben, kann das Mikrofonsteuermodul 118 den Bereich auf einen beliebigen geeigneten Bereich einstellen. In einem Beispiel wird der Spannungsbereich von -5 bis +5 Volt auf -10 bis +10 Volt eingestellt.
Bei 314 empfängt das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 nicht übersteuerte Mikrofondaten von dem Mikrofonsteuermodul 118. Da das Mikrofonsteuermodul 118 seinen Spannungsbereich eingestellt hat, um den Dynamikbereich des Mikrofonsignals aufzunehmen, sind die Mikrofondaten nicht übersteuert und weisen eine vollständige Sinusform auf, die den Schall in der Fahrzeugkabine 112 genau reflektiert.
Bei 316 bestimmt das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202, ob ein störendes Windgeräusch in der Fahrzeugkabine 112 vorhanden ist. Das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 verwendet eine oder mehrere Charakteristiken der nicht übersteuerten Mikrofondaten, um zu bestimmen, ob ein störendes Windgeräusch vorliegt. Zwei Beispiele für solche Charakteristiken sind Frequenz und Amplitude des Geräuschs. Störende Windgeräusche, die Wind-Buffeting zuzuschreiben sind, können eine Frequenz im Bereich von 15-30 Hz und/oder eine Amplitude größer als 80 dBa haben. Somit kann das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 bestimmen, dass ein störendes Windgeräusch vorliegt, wenn das Kabinengeräusch eine Frequenz in dem vorbestimmten Bereich von 15-30 Hz und/oder eine Amplitude größer als der vorbestimmte Schwellenwert von 80 dBa aufweist. Während andere Attribute der Kabinengeräuschinformation ebenfalls verwendet werden können, verwendet das beispielhafte Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 die Frequenz und/oder Amplitude des Kabinengeräusches, um zu bestimmen, ob ein störendes Windgeräusch vorliegt.
In dem in 3 gezeigten exemplarischen Verfahren ermittelt das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202, ob ein störendes Windgeräusch nach dem Empfang der nicht übersteuerten Mikrofondaten bei 314 vorliegt, wie zuvor beschrieben. In einem anderen exemplarischen Verfahren kann das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 bestimmen, dass ein störendes Windgeräusch vorliegt, wenn das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 bestimmt, dass die Mikrofondaten bei 310 übersteuert sind. In einem derartigen exemplarischen Verfahren empfängt das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 ein Signal von dem Mikrofonrekonfigurationsmodul 204, das anzeigt, dass die Mikrofondaten übersteuert sind. Bei Empfang dieses Signals bestimmt das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202, dass ein störendes Windgeräusch vorliegt. In solchen beispielhaften Verfahren kann die Verarbeitung bei 316 mit 310 kombiniert werden und bei 310 auftreten, das Verfahren kann bei 312 fortgesetzt werden, wenn 310 erfüllt ist, das Verfahren kann bei 328 fortgesetzt werden, wenn 310 nicht erfüllt ist, und das Verfahren kann direkt von 314 bis 318 fortgesetzt werden. Außerdem kann das Verfahren nach Abschluss von 326 bei 310 anstatt bei 316 fortgesetzt werden. Ferner kann das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 bestimmen, dass ein störendes Windgeräusch nur dann vorliegt, wenn die Frequenz der übersteuerten Daten innerhalb des vorbestimmten Bereichs (z. B. 15-30 Hz) liegt.
In verschiedenen Implementierungen kann das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 bestimmen, dass die Amplitude des Kabinengeräusches größer als der vorbestimmte Schwellenwert (z. B. 80 dBa) ist, wenn das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 bestimmt, dass die Mikrofondaten bei 310 übersteuert sind. Das Verfahren kann jedoch immer noch fortfahren, wie es in 3 gezeigt ist, und das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 kann nur bestimmen, dass bei 316 ein störendes Windgeräusch vorliegt, wenn die Frequenz der übersteuerten Daten innerhalb des vorbestimmten Bereichs (z. B. 15-30 Hz) liegt. In diesen Implementierungen kann das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 bestimmen, dass die Amplitude des Kabinengeräusches größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, ohne tatsächlich die Kabinengeräuschamplitude mit dem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen.
Wenn das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 bei 316 feststellt, dass das störende Windgeräusch existiert, wird das Verfahren bei 318 fortgesetzt. Ansonsten läuft das Verfahren bei 328 weiter. Bei 328 bestimmt das Geräuschunterdrückungsmodul 206, ob ein zusätzliches Geräuschmanagementsystem deaktiviert wurde. In einem Fall, in dem das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 bestimmt, dass ein störendes Windgeräusch nicht vorhanden ist und ein zusätzliches Geräuschmanagementsystem zuvor nicht deaktiviert wurde, kehrt das Verfahren zu 302 zurück. Die Schritte des Verfahrens bei 328 und 330 werden weiter unten beschrieben.
Bei 318 bestimmt das Geräuschunterdrückungsmodul 206, ob ein zusätzliches Geräuschmanagementsystem aktiv ist. Das zusätzliche Geräuschmanagementsystem kann ein beliebiges anderes Steuersystem in dem Fahrzeug 110 sein, das dafür ausgelegt ist, den Aufenthalt eines Insassen in dem Fahrzeug 110 akustisch angenehmer zu machen. Ein Beispiel für ein zusätzliches Geräuschmanagementsystem ist das Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106. Das Windgeräusch-Steuermodul 100 ist mit dem Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106 verbunden und empfängt Signale von dem Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106. Ein solches Signal ist ein Hinweis darauf, ob das Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106 aktiv ist.
Wenn das Geräuschunterdrückungsmodul 206 bestimmt, dass ein zusätzliches Geräuschmanagementsystem, wie etwa das Antriebsstrang-Geräuschkompensationsmodul 106, aktiv ist, wird das Verfahren bei 320 fortgesetzt. Andernfalls überspringt das Verfahren 320 und geht direkt zu 322 über. Bei 320 deaktiviert das Geräuschunterdrückungsmodul 206 das zusätzliche Geräuschmanagementsystem. Das Geräuschunterdrückungsmodul 206 kann ein Signal an das Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106 senden, um das Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106 zu deaktivieren.
Es versteht sich, dass die Deaktivierung von zusätzlichen Geräuschmanagementsystemen wünschenswert sein kann, da das störende Windgeräusch so laut ist, dass es die störenden mit dem Antriebsstrang zusammenhängenden Geräuschen oder andere störende Geräusche in der Fahrzeugkabine 112 übertönt. Zusätzlich kann das Mikrofonrekonfigurationsmodul 204 das Mikrofonsteuermodul 118 angewiesen haben, den Spannungsbereich einzustellen, um das Mikrofonsignal aufzunehmen, das mit dem störenden Windgeräusch assoziiert ist. In diesem Fall wird das Mikrofonsteuermodul 118 eingestellt, um das störende Windgeräusch zu adressieren, anstatt ein störendes mit dem Antriebsstrang zusammenhängendes Geräusch oder anderes störendes Geräusch.
Bei 322 empfängt das Geräuschunterdrückungsmodul 206 Fahrzeugzustandsinformationen. Die Fahrzeugzustandsinformationen beinhalten Informationen bezüglich verschiedener Aspekte des Fahrzeugs 110, die von den zuvor beschriebenen Sensoren, Steuersystemen und Modulen gesammelt werden. Die Fahrzeugzustandsinformationen können die Position der Fenster 116 von den Fensterpositionssensoren 122, eine Position eines Schiebedachs, die Position von Fenstern 116 in dem Fahrzeug 110 von dem Fenstersteuermodul 102 oder dergleichen enthalten.
Bei 324 kann das Geräuschunterdrückungsmodul 206 eine oder mehrere Geräuschübertragungsfunktionen und/oder einen oder mehrere Abstimmkoeffizienten abrufen. Das Geräuschunterdrückungsmodul 206 kann die Übertragungsfunktion(en) und/oder den (die) Abstimmungskoeffizienten verwenden, wenn es bei 326 eine Geräuschunterdrückungswellenform erzeugt. Die Verwendung der Übertragungsfunktion(en) und/oder des (der) Abstimmkoeffizienten wird nachstehend im Zusammenhang mit der Erzeugung der Geräuschunterdrückungswellenform erläutert.
Bei 326 erzeugt das Geräuschunterdrückungsmodul 206 die Geräuschunterdrückungswellenform, die ausgelegt ist, um das störende Windgeräusch abzuschwächen. Die Geräuschunterdrückungswellenform ist ein Signal, das einen Schall kennzeichnet, der von dem Lautsprecher 108 emittiert werden kann, um das störende Windgeräusch abzuschwächen. Die Geräuschunterdrückungswellenform ist ein Signal mit der gleichen oder einer ähnlichen Frequenz und der gleichen oder einer ähnlichen Amplitude wie das störende Windgeräusch, ist jedoch um 180 Grad außer Phase zu der Wellenform, die das störende Windgeräusch charakterisiert. Wie zu erkennen ist, sind die Frequenz und die Amplitude der Geräuschunterdrückungswellenform möglicherweise nicht genau die gleichen wie das störende Windgeräusch, sind jedoch ähnlich genug, um das störende Windgeräusch auf ein für einen Fahrzeuginsassen angenehmeres Geräuschniveau abzuschwächen. Die Frequenz und die Amplitude der Geräuschunterdrückungswellenform sind möglicherweise nicht genau die gleichen wie das unangenehme Windgeräusch, zum Beispiel in Fällen, in denen das Geräuschunterdrückungsmodul 206 den (die) Abstimmkoeffizienten und/oder die vorbestimmte(n) Übertragungsfunktion(en) verwendet. wie unten erklärt.
Die Geräuschunterdrückungswellenform wird basierend auf den nicht übersteuerten Mikrofondaten sowie den Fahrzeugzustandsinformationen erzeugt. Andere Informationen, wie z. B. die Abstimmkoeffizienten, können ebenfalls verwendet werden, um die Geräuschunterdrückungswellenform zu erzeugen. Es versteht sich, dass das störende Windgeräusch während des Testens in einer Laborumgebung oder während der Entwicklungsstadien des Fahrzeugs 110 reproduziert werden kann. Während einer solchen Entwicklung und/oder Prüfung können eine oder mehrere Übertragungsfunktionen entwickelt werden, um die Beziehung zwischen der Frequenz, Amplitude und/oder Phase der von dem Lautsprecher 118 gespielten Klänge und der Frequenz, Amplitude und/oder Phase des durch die Mikrofone 122 gemessenen entsprechenden Geräuschs zu charakterisieren. Jede Geräuschübertragungsfunktion kann die Beziehung zwischen dem von dem Lautsprecher 118 gespielten Klang und dem von einem der Mikrofone 122 gemessenen Geräusch charakterisieren. Zusätzlich kann jede Geräuschübertragungsfunktion bestimmten Werten oder Bereichen von Fahrzeugbetriebsbedingungen entsprechen, und daher können mehrere Geräuschübertragungsfunktionen verwendet werden, um die Beziehung zwischen dem von dem Lautsprecher 118 gespielten Schall und dem von einem der Mikrofone 122 gemessenen Geräusch zu charakterisieren. Ferner kann jede Geräuschübertragungsfunktion einen oder mehrere der Abstimmkoeffizienten aufweisen, und die Abstimmkoeffizienten können abhängig von den Fahrzeugbetriebsbedingungen variieren. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können beinhalten, welches der Fenster 116 offen ist, den Prozentsatz, um den jedes Fenster 116 offen ist, und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 110.
Beispielsweise kann ein erster Satz von Übertragungsfunktionen und/oder Abstimmkoeffizienten für einen ersten Fahrzeugzustand entwickelt werden, in dem das fahrerseitige Frontfenster offen ist und das störende Windgeräusch durch Wind-Buffeting verursacht. Ein zweiter Satz von Übertragungsfunktionen und/oder Abstimmkoeffizienten kann für einen zweiten Fahrzeugzustand entwickelt werden, in dem beide hinteren Fenster offen sind und das störende Windgeräusch durch Wind-Buffeting verursachen. In ähnlicher Weise können andere Sätze von Übertragungsfunktionen und/oder Abstimmkoeffizienten für andere Fahrzeugbedingungen (d. h. andere Kombinationen von offenen Fenstern oder anderen Öffnungen, die das störende Windgeräusch verursachen) entwickelt werden. Das Geräuschunterdrückungsmodul 206 kann nach dem Empfangen der Fahrzeugzustandsinformation bei 322 den geeigneten Satz von Übertragungsfunktionen und/oder Abstimmkoeffizienten bestimmen, um basierend darauf, welche Fenster (oder andere Öffnungen) offen sind, abzurufen und zu verwenden.
Das Geräuschunterdrückungsmodul 206 kann die Übertragungsfunktionen und/oder die Abstimmkoeffizienten speichern. Das Geräuschunterdrückungsmodul 206 kann die Geräuschübertragungsfunktion(en) und/oder die Abstimmcharakteristik(en) auswählen, die den aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen entsprechen, und diese Übertragungsfunktion(en) und/oder Abstimmkoeffizienten verwenden, um die Geräuschunterdrückungswellenform zu erzeugen. Die Abstimmkoeffizienten können anzeigen, dass eine geeignete Geräuschunterdrückungswellenform, die an dem Lautsprecher 118 abzuspielen ist, eine Frequenz und/oder Amplitude aufweisen sollte, die sich von der Frequenz und/oder Amplitude des an den Mikrofonen 122 gemessenen störenden Windgeräusches unterscheidet.
Zum Beispiel können sich die Frequenz und/oder die Amplitude des von den Mikrofonen 122 gemessenen Geräuschs von der Frequenz und/oder Amplitude des von dem Lautsprecher 118 gespielten Schalls unterscheiden, und die Geräuschübertragungsfunktionen können diesen Unterschied charakterisieren. Somit kann das Geräuschunterdrückungsmodul 206 die Geräuschübertragungsfunktionen verwenden, um die Geräuschunterdrückungswellenform zu erzeugen, sodass, wenn der Lautsprecher 118 einen Schall entsprechend der Geräuschunterdrückungswellenform spielt, das von den Mikrofonen 122 gemessene Geräusch die gleiche Amplitude und Frequenz aufweist wie das störende Windgeräusch, jedoch im Verhältnis zu dem störenden Windgeräusch um 180 Grad phasenverschoben ist. Da die sich Frequenz und/oder die Amplitude des von den Mikrofonen 122 gemessenen Geräuschs von der des von dem Lautsprecher 118 gespielten Geräuschs unterscheiden können, können die Frequenz und/oder die Amplitude der Geräuschunterdrückungswellenform von der Frequenz und/oder der Amplitude des von den Mikrofonen 122 gemessenen störenden Windgeräuschs abweichen.
Bei 328 steuert das Geräuschunterdrückungsmodul 206 den Lautsprecher 108, um die Geräuschunterdrückungswellenform zu reproduzieren. Das Geräuschunterdrückungsmodul 206 sendet ein Steuersignal an den Lautsprecher 108 mit den Charakteristiken (z. B. Frequenz, Amplitude und Phase) der Geräuschunterdrückungswellenform. Wie zu erkennen ist, weisen die Charakteristiken des Steuersignals den Lautsprecher 108 an, die Geräuschunterdrückungswellenform so zu reproduzieren, dass der emittierte Schall gleiche (oder ähnlich) dem störenden Windgeräusch in Frequenz und Amplitude ist, aber um 180 Grad phasenverschoben mit dem Windgeräusch. Die Geräuschunterdrückungswellenform kann auch durch die Windgeräuschübertragungsfunktionen und/oder die Abstimmkoeffizienten wie zuvor beschrieben modifiziert werden. Auf diese Weise schwächt der von dem Lautsprecher 108 emittierte Schall das störende Windgeräusch ab.
In diesem Stadium kehrt das Windgeräusch-Steuermodul 100 zu 316 zurück und überwacht weiterhin die Mikrofondaten und wertet erneut aus, ob das störende Windgeräusch noch im Fahrzeug 110 vorhanden ist. Wie zuvor beschrieben, empfängt das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 die Mikrofondaten (die nicht übersteuerte Mikrofondaten sind), um festzustellen, ob ein störendes Windgeräusch vorliegt. Wenn der Lautsprecher 108 ein Geräusch erzeugt, das der Geräuschunterdrückungswellenform entspricht, und das Geräusch ausreichend ist, um das störende Geräusch abzuschwächen, wird das Windgeräusch-Identifikationsmodul 202 kein störendes Geräusch erkennen. Unter diesen Umständen bestimmt das Geräuschunterdrückungsmodul 206 bei 330, ob es zuvor ein zusätzliches Geräuschmanagementsystem deaktiviert hat. Wenn das Geräuschkompensationsmodul 206 zuvor ein zusätzliches Geräuschmanagementsystem deaktiviert hat, wie zum Beispiel das Antriebsstrang-Geräuschkompensationsmodul 106, reaktiviert das Geräuschunterdrückungsmodul 206 das zusätzliche Geräuschmanagementsystem bei 332. Nach der Reaktivierung können das Windgeräusch-Steuermodul 100 und ein zusätzliches Geräuschmanagementsystem, wie etwa das Antriebsstrang-Geräuschunterdrückungsmodul 106, gleichzeitig arbeiten, um sowohl störende Wind-Buffeting-Geräusche als auch andere störende Geräusche in dem Fahrzeug 110 zu steuern.
Die vorhergehende Beschreibung ist rein illustrativ und soll die vorliegende Offenbarung sowie ihre Ausführungen oder Verwendungen keineswegs einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenlegung können in zahlreichen Formen umgesetzt werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung also bestimmte Beispiele beinhaltet, ist der eigentliche Umfang der Offenbarung hierdurch in keiner Weise eingeschränkt und weitere Modifikationen gehen aus dem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und den folgenden Patentansprüchen hervor. Es sei darauf hingewiesen, dass einer oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in anderer Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Ferner, obwohl jede der Ausführungsformen oben dahingehend beschrieben ist, dass sie bestimmte Merkmale aufweist, kann/können eines oder mehrere dieser Funktionen, die in Bezug auf jede Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in jeder der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und Permutationen von einer oder mehreren Ausführungsformen gegeneinander bleiben innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung.
Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltkreiselementen, Halbleiterschichten usw.) werden unter Verwendung von verschiedenen Begriffen beschrieben, einschließlich „verbunden“, „eingerastet“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben auf“, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Sofern nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben, kann eine Beziehung eine direkte Beziehung sein, wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und zweiten Element in der oben genannten Offenbarung beschrieben wird, wenn keine anderen intervenierenden Elemente zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden sind, kann jedoch auch eine indirekte Beziehung sein, wenn ein oder mehrere intervenierende(s) Element(e) (entweder räumlich oder funktional) zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden ist/sind.
In den Figuren bezeichnen die Pfeilrichtungen, wie angezeigt, durch die Pfeilspitze im Allgemeinen den Fluss von Informationen (wie Daten oder Befehlen), die im Kontext der Darstellung relevant sind. Wenn beispielsweise Element A und Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, aber die Informationen, die von Element A nach Element B übertragen werden, für die Darstellung relevant sind, kann der Pfeil von Element A nach Element B zeigen. Diese unidirektionalen Pfeile implizieren nicht, dass keine anderen Informationen von Element B nach Element A übertragen werden. Zudem kann Element B im Zusammenhang mit Informationen, die von Element A nach Element B gesendet werden, Anforderungen oder Bestätigungen dieser Informationen zu Element A senden.
In dieser Anwendung kann einschließlich der folgenden Definitionen der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuerung“ ggf. durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann auf Folgendes verweisen bzw. Teil von Folgendem sein oder Folgendes beinhalten: einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); eine Prozessorschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die Code ausführt; eine Memory-Schaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die einen von der Prozessorschaltung ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der oben genannten, wie zum Beispiel in einem System-on-Chip.
Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen beinhalten. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen kabelgebundene oder -lose Schnittstellen beinhalten, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen hier aus verbunden sind. Die Funktionalität der in vorliegender Offenbarung genannten Module kann auf mehrere Module verteilt werden, die über Schnittstellenschaltungen verbunden sind. So können zum Beispiel mehrere Module einen Lastenausgleich zulassen. In einem anderen Beispiel können von einem Servermodul (z. B. Remote-Server oder Cloud) ermittelte Funktionen eines Client-Moduls übernommen werden.
Die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig mit einem speziellen Computer, der für die Ausführung ermittelter Computerprogrammfunktionen konfiguriert ist, implementiert werden. Die Funktionsblöcke, Flussdiagramm-Komponenten und weiter oben beschriebenen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die von entsprechend geschulten Technikern oder Programmierern in Computerprogramme umgesetzt werden können.
Die Computerprogramme beinhalten prozessorausführbare Anweisungen, die auf mindestens einem nicht-transitorischen greifbaren computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können ebenfalls gespeicherte Daten enthalten oder auf gespeicherten Daten basieren. Die Computerprogramme können ein Basic-Input-Output-System (BIOS) umfassen, das mit der Hardware des speziellen Computers zusammenwirkt, Vorrichtungstreiber, die mit ermittelten Vorrichtungen des speziellen Computers, einem oder mehreren Betriebssystemen, Benutzeranwendungen, Hintergrunddiensten, im Hintergrund laufenden Anwendungen usw. zusammenwirken.
Die Computerprogramme können Folgendes beinhalten: (i) beschreibenden Text, der gegliedert wird, wie z. B. HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extensible Markup Language) oder JSON (JavaScript Object Notation), (ii) Assembler Code, (iii) Objektcode, der von einem Quellcode durch einen Compiler erzeugt wurde, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und zur Ausführung durch einen Just-in-Time-Compiler usw. Nur exemplarisch kann der Quellcode mittels der Syntax der Sprachen, einschließlich C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5. Version), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python®, geschrieben werden.

Claims

System, das Folgendes umfasst: ein Windgeräusch-Identifikationsmodul, konfiguriert zum: Empfangen von Daten von einem Mikrofon, das ein in einer Fahrzeugkabine gemessenes erstes Geräusch anzeigt; und Bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, basierend auf (i) einer Position eines beweglichen Karosserieteils, das konfiguriert ist, um eine Öffnung in einer Karosserie des Fahrzeugs abzudecken, und (ii) mindestens einer Amplitude des ersten Geräuschs und einer Frequenz des ersten Geräuschs; und ein erstes Geräuschkompensationsmodul, das konfiguriert ist zum: Erzeugen einer ersten Geräuschunterdrückungswellenform, wenn das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, um das erste Geräusch basierend auf mindestens einer der Amplitude des ersten Geräuschs und der Frequenz des ersten Geräuschs abzuschwächen; und Steuern eines Lautsprechers zur Wiedergabe eines Schalls, der der ersten Geräuschunterdrückungswellenform entspricht.
System nach Anspruch 1 weiterhin umfassend: ein Mikrofonrekonfigurationsmodul konfiguriert zum Bestimmen, ob die Daten von dem Mikrofon abgeschnitten sind; und worin das Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert ist zum Bestimmen, ob das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist, wenn (i) die Position des beweglichen Karosserieteils anzeigt, dass das bewegliche Karosserieteil zumindest teilweise offen ist, und (ii) die Daten von dem Mikrofon abgeschnitten sind.
System nach Anspruch 1, worin das Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert ist zum Bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, basierend auf der Position der beweglichen Platte und sowohl der Amplitude des ersten Geräusches als auch der Frequenz des ersten Geräusches.
System nach Anspruch 3, worin das Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert ist zum Bestimmen, ob das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist, wenn die Position des beweglichen Karosserieteils anzeigt, dass das bewegliche Karosserieteil zumindest teilweise offen ist, die Amplitude des ersten Geräusches größer als eine vorbestimmte Wert ist und die Frequenz des ersten Geräusches innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
System nach Anspruch 4, worin: der vorbestimmte Wert 80 Dezibel beträgt; und der vorbestimmte Bereich zwischen 15 Hertz und 30 Hertz liegt.
System nach Anspruch 1, worin das Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert ist zum: Bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, und nicht zu bestimmen, ob das erste Geräusch ein störendes Windgeräusch ist, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger als oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist.
System nach Anspruch 1 weiterhin umfassend: ein Mikrofonsteuermodul, das mit dem Mikrofon verbunden ist: und ein Mikrofonrekonfigurationsmodul, konfiguriert zum: Bestimmen, ob die Daten von dem Mikrofon abgeschnitten sind; und Einstellen eines Spannungsbereichs des Mikrofonsteuermoduls, um einen dynamischen Bereich des ersten von dem Mikrofon erfassten Geräuschs aufzunehmen.
System nach Anspruch 7, worin das erste Geräuschunterdrückungsmodul konfiguriert ist zum Erzeugen der ersten Geräuschunterdrückungswellenform basierend auf Daten, die durch das Mikrofon aufgezeichnet werden, nachdem der Spannungsbereich des Mikrofonsteuermoduls eingestellt ist, um den dynamischen Bereich des ersten Geräuschs aufzunehmen.
System nach Anspruch 1, worin: das erste Geräuschunterdrückungsmodul konfiguriert ist zum Deaktivieren eines zweiten Geräuschunterdrückungsmoduls, wenn das erste Geräusch störendes Windgeräusch ist; und das zweite Geräuschunterdrückungsmodul konfiguriert ist zum Erzeugen einer zweiten Geräuschunterdrückungswellenform, um ein anderes Geräusch als Windgeräusch in der Fahrzeugkabine abzuschwächen.
System nach Anspruch 9, worin: das Windgeräusch-Identifikationsmodul konfiguriert ist zum: Empfangen von Daten von dem Mikrofon, die ein in der Fahrzeugkabine gemessenes zweites Geräusch anzeigen, nachdem der der ersten Geräuschunterdrückungswellenform entsprechende Schall abgespielt wurde, und zum Bestimmen, ob das zweite Geräusch störendes Windgeräusch ist; und das erste Geräuschunterdrückungsmodul konfiguriert ist zum Reaktivieren des zweiten Geräuschunterdrückungsmoduls, wenn das zweite Geräusch kein störendes Windgeräusch ist.