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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Ansteuerung von mindestens einer akustisch auffälligen Komponente auf Basis eines ermittelten akustischen Zustands des Fahrzeugs.
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Es sind bereits Verfahren bekannt, durch welche akustische Störungen im Innenraum eines Fahrzeugs vermindert werden können.
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In der deutschen Anmeldung
DE 10 2016 207 037 A1 werden beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines einen elektrischen Energiespeicher, z.B. eine Hochvoltbatterie, aufweisenden Hybridfahrzeuges mit einem Elektroantrieb und mit einem Verbrennungsmotor beschrieben, wobei eine Sonder-Betriebsstrategie für den Verbrennungsmotor ausgelöst werden kann, durch die eine Erhöhung des Ladezustands des Energiespeichers erreichbar ist, wenn vorgegebene akustische Bedingungen erfüllt sind. Die Sonder-Betriebsstrategie wirkt leistungserhöhend durch eine Lastpunktanhebung bis zum Erreichen jeweils aktuell ermittelter vorzugsweise variabel vorgebbarer Akustikgrenzen, die in Abhängigkeit von ermittelten Maskierungspotenzialen bestimmter akustischer Ereignisse definiert werden. Mit anderen Worten werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, welches die Akustikgrenzen zur Lastpunktsteuerung des Verbrennungsmotors mindestens auf das Niveau anhebt, das wegen der Maskierung mindestens eines akustisch relevanten Ereignisses aktuell zulässig ist.
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Allerdings sind die bisher bekannten Verfahren auf sehr spezielle Einzelanwendungen begrenzt und können nicht allgemein verwendet werden, um akustische Störungen im Innenraum eines Fahrzeugs zu reduzieren, insbesondere im Zusammenspiel mehrerer Komponenten. Außerdem erfolgt häufig eine aufwendige Ermittlung des akustisch unkritischen Zeitpunkts über die Verschaltung verschiedener Fahrzeugparameter. Des Weiteren wurde die Vermeidung der akustischen Belästigung der Umgebung bislang nicht adressiert.
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Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren und ein System bereitzustellen, durch welche eine verbesserte Ansteuerung von mindestens einer akustisch auffälligen Komponente auf Basis eines ermittelten akustischen Zustands des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Anpassung mindestens einer akustisch auffälligen Komponente auf Basis eines ermittelten akustischen Zustands eines Fahrzeugs, wobei in einem ersten Schritt ein aktueller akustischer Zustand des Fahrzeugs mittels einem oder mehreren Mikrofonen aufgenommen und daraus ein aktueller erster akustischer Level ermittelt wird. In einem zweiten Schritt wird ein erster Zeitpunkt ermittelt, in dem ein akustisch auffälliger Betrieb mit bekanntem akustischen Komponenten-Level der mindestens einen akustisch auffälligen Komponente des Fahrzeugs erwartet wird. In einem dritten Schritt wird ein zweiter akustischer Level zu dem ersten Zeitpunkt prädiziert, an dem der akustisch auffällige Betrieb der mindestens einen akustisch auffälligen Komponente erwartet wird, indem eine Prognose der Entwicklung des aktuellen akustischen Zustands des Fahrzeugs erfolgt. In einem vierten Schritt wird ermittelt, ob der Betrieb der mindestens einen akustisch auffälligen Komponente zu dem ersten Zeitpunkt den prognostizierten akustischen Zustand des Fahrzeugs überschreitet.
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Im Betrieb akustisch auffällige Komponenten eines Fahrzeugs können zu einer Störung der Insassen des Fahrzeugs aufgrund des entstehenden Lärms führen. Außerdem können auch Komponenten störend sein, die eine Schallabstrahlung in die Umgebung des Fahrzeugs erzeugen, z.B. während des Ladens eines Elektrofahrzeugs oder während einer Regeneration eines Filters, bei der Kühlung von elektrischen Komponenten oder dem Motor. Dieser akustisch auffällige Betrieb ist in der Regel sowohl bezüglich seines Zeitpunkts als auch seines akustischen Komponenten-Levels, also des durch die Komponente erzeugten Pegels bzw. Levels, bekannt. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann ein zu einem zukünftigen Zeitpunkt geplanter akustisch auffälliger Betrieb einer oder mehrerer Komponenten mit einem zu diesem Zeitpunkt prognostizierten akustischen Zustand des Innenraums und/oder der Umgebung abgeglichen werden. Daraus kann ermittelt werden, ob der Betrieb der akustisch auffälligen Komponenten den zum Zeitpunkt des geplanten Betriebs prognostizierten akustischen Level überschreitet. Somit können entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden und die akustische Auffälligkeit des Betriebs der Komponente(n) durch die aktuelle Betriebssituation des Fahrzeugs versteckt werden.
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Unter dem Begriff Anpassung ist dabei sowohl eine Ansteuerung der akustisch auffälligen Komponente zu verstehen als auch das Bereitstellen des ermittelten aktuellen Pegels, also des ermittelten aktuellen ersten akustischen Levels, und der Prognose des zweiten akustischen Levels, so dass die Komponenten ihren Betrieb selbst ansteuern bzw. regeln können. Das Verfahren kann also sowohl für eine zentrale als auch auf eine dezentrale Steuerung angewendet werden.
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Die Prognose des akustischen Levels zu einer bestimmten Zeit kann erfolgen, indem vom Fahrzeug sowieso bereitgestellte Daten zum Betrieb des Fahrzeugs verwendet werden, z.B. eine prognostizierte Fahrgeschwindigkeit. Es können aber auch zusätzlich oder alternativ Navigationsdaten, welche z.B. Baustelleninformationen etc. enthalten, und/oder andere externe Daten wie Wettervorhersagen, verwendet werden, die mehr Informationen als die prognostizierte Fahrgeschwindigkeit zur Beurteilung des akustischen Levels bereitstellen.
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In einer Ausführung wird der akustisch auffällige Betrieb der mindestens einen akustisch auffälligen Komponente zu dem ersten Zeitpunkt gestartet, wenn der prädizierte zweite akustische Level den prognostizierten akustischen Zustand nicht übersteigt. In diesem Fall ist der Betrieb der Komponente nicht als für die Insassen bzw. die Umgebung störend eingestuft, so dass die Komponente wie geplant betrieben werden kann.
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In einer alternativen Ausführung wird der akustisch auffällige Betrieb der mindestens einen akustisch auffälligen Komponente verhindert, wenn der prädizierte akustische Level den prognostizierten akustischen Zustand übersteigt. In einer zusätzlichen oder alternativen Ausführung wird ein zweiter Zeitpunkt ermittelt, zu dem der akustisch auffällige Betrieb den prognostizierten akustischen Zustand nicht überschreitet, wobei der akustisch auffällige Betrieb der mindestens einen akustisch auffälligen Komponente zu dem zweiten Zeitpunkt gestartet wird. In einigen Fällen kann der Betrieb der Komponente vollständig, z.B. bis zum Abstellen des Fahrzeugs, verhindert werden, oder auf einen Zeitpunkt verschoben werden, an dem der prognostizierte akustische Zustand nicht durch den Betrieb der Komponente(n) überschritten wird. Dies kann durch die Einbeziehung unterschiedlichster Daten, die eine entsprechende Prognose erlauben, erfolgen. Dabei können sowohl Navigationsdaten, welche Informationen über Baustellen, verkehrsberuhigte Zonen, Industriegebiete, Flughäfen etc. umfassen, als auch prognostizierte Fahrzeuggeschwindigkeit, z.B. aus internen Fahrzeugdaten oder Navigationsdaten, in die Prognose zur Bestimmung des zweiten Zeitpunkt einbezogen werden.
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In einer alternativen Ausführung wird eine Mitteilung ausgegeben, dass der akustisch auffällige Betrieb der mindestens einen akustisch auffälligen Komponente zu dem ersten Zeitpunkt gestartet wird, wenn der prädizierte akustische Level den prognostizierten akustischen Zustand übersteigt. In den meisten Fällen wird es möglich sein, entweder den Betrieb zu erlauben, zu verhindern oder zu verschieben, wenn der prognostizierte akustische Level überschritten wird. In wenigen Fällen, in denen dies nicht der Fall ist, kann eine Mitteilung z.B. an die Insassen ausgegeben werden, dass eine Komponente einen störenden Betrieb verursachen wird. Es kann auch die Komponente und die Dauer des störenden Betriebs ausgegeben werden.
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In einer Ausführung wird der akustische Zustand basierend auf im Innenraum vorhandenen Geräuschen ermittelt, umfassend eines oder eine Kombination aus: Medienwiedergabegeräuschen, Sprachgeräuschen, von Komponenten im Fahrzeug verursachte Geräusche. Alternativ oder zusätzlich wird der akustische Zustand basierend auf außerhalb des Fahrzeugs vorhandenen Geräuschen ermittelt. Somit kann das Verfahren auch für akustisch auffällige Komponenten angewendet werden, die eine störenden Schallabgabe nach außerhalb des Fahrzeugs abgeben, z.B. beim Laden oder in Regenerationsphasen des Filters oder beim Kühlen von elektrischen Komponenten oder dem Motor. Wenn die Umgebung ebenfalls eine höhere Lautstärke hat, kann ein solcher Betrieb dann durchgeführt werden, ohne als Störgeräusch wahrgenommen zu werden.
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In einer Ausführung wird der Pegel des akustischen Zustands abgetastet, und wenn Sprache erkannt wird, wird der Pegel um den Sprachpegel bereinigt ausgegeben, d.h. dass der Pegel um den Pegel des Gesprächs reduziert wird. Somit kann sichergestellt werden, dass Insassen nicht durch den Betrieb einer akustisch auffälligen Komponente gestört werden, z.B. während eines Gesprächs zwischen Insassen, während eines Telefongesprächs, aber auch während eine Ausgabe eines Infotainmentgeräts erfolgt.
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In einer weiteren zusätzlichen oder alternativen Ausführung wird der Pegel des akustischen Zustands abgetastet, und wenn Medienwiedergabe erkannt wird oder deren Pegel als Signal bereits vorliegt, wird der Pegel um den Wert der Medienwiedergabe bereinigt ausgegeben, d.h. der Pegel wird um den Pegel der Medienwiedergabe reduziert. Alternativ kann die ausgegebene Audio-Lautstärke als Signal in der Berechnung mit berücksichtigt werden. Somit kann sichergestellt werden, dass potenziell akustisch auffällige Komponenten auch in leisen Wiedergabepassagen nicht störend auffallen.
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In einer Ausführung wird der akustische Zustand basierend auf in den Innenraum eindringenden Geräuschen ermittelt. In einer Ausführung sind solche Geräusche eines oder eine Kombination aus: Rollgeräusche, Regen, Windgeräusche, durch Personen oder Straßenverhältnisse oder Ereignisse außerhalb des Fahrzeugs verursachte Umgebungsgeräusche, Antriebsgeräusche, Heiz- oder Klimatisierungsgeräusche. Solche Geräusche tragen ebenfalls zum akustischen Zustand im Innenraum des Fahrzeugs bei und sollten deshalb in die Bestimmung des aktuellen und insbesondere des prognostizierten akustischen Zustands bzw. Levels einbezogen werden. Beispielsweise kann eine vorausliegende Änderung der Straßenverhältnisse, ein Einfahren in eine Autobahn oder einen Stadtbereich, eine Baustelle etc. den akustischen Level deutlich beeinflussen, so dass der Betrieb der Komponente(n) abhängig davon gestartet oder verhindert werden kann. Wenn die Navigationsdaten außerdem Wetterdaten umfassen, was bereits in einigen Systemen zur Umfahrung von Gewitter etc. implementiert ist, können auch Wetterdaten in die Prognose einfließen und zur Entscheidung beitragen, ob der Betrieb einer akustisch auffälligen Komponente gestartet oder verhindert wird.
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In einer Ausführung erfolgt die Anpassung der akustisch auffälligen Komponenten entweder über Ansteuerung durch eine zentrale Steuereinheit, oder eine zentrale Steuereinheit übermittelt den ermittelten aktuellen ersten akustischen Level und die Prognose des zweiten akustischen Levels an jede der akustisch auffälligen Komponenten, so dass die akustisch auffälligen Komponenten ihren Betrieb selbst regeln können.
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In einer Ausführung erfolgt der Betrieb der akustisch auffälligen Komponenten zusätzlich in Abhängigkeit einer Priorisierung der akustisch auffälligen Komponenten. Wenn ein Betrieb mehrerer akustisch im Betrieb auffälliger Komponenten nötig bzw. geplant ist, aber der prognostizierte akustische Level nicht ausreichend hoch ist, um alle Komponenten zu starten, kann eine Priorisierung der Komponenten erfolgen, so dass die Komponente bzw. Komponenten, deren Betrieb vordringlich ist, gestartet werden und die anderen erst nach Beendigung des Betriebs der priorisierten Komponenten gestartet werden oder wenn der akustische Level dies erlaubt. Somit können dennoch mehrere akustisch auffällige Komponenten gleichzeitig betrieben werden, ohne dabei den aktuellen akustischen Level zu überschreiten und dadurch eine Störung eines Insassen oder der Umgebung des Fahrzeugs zu verursachen. Durch eine Priorisierung einzelner Komponenten kann gewährleistet werden, dass Komponenten zu ihrem Schutz, z.B. vor Überhitzung, vorrangig betrieben werden, auch wenn eine andere Komponente früher einen Bedarf zum Betrieb gestellt hat.
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Ferner wird ein System zur Steuerung eines Betriebs von akustisch auffälligen Komponenten eines Fahrzeugs bereitgestellt, aufweisend eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, einen akustischen Zustand des Fahrzeugs zu ermitteln oder Daten zum akustischen Zustand des Fahrzeugs zu erhalten und den akustischen Zustand des Fahrzeugs zu einem zukünftigen Zeitpunkt zu prognostizieren, mit allen steuer- bzw. regelbaren akustisch auffälligen Komponente des Fahrzeugs derart zu kommunizieren, dass diese einen Bedarf zum Betrieb anmelden kann. Entweder ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Betrieb der mindestens einen steuer- bzw. regelbaren akustisch auffälligen Komponente anzusteuern, oder den aktuellen akustischen Zustand des Fahrzeugs sowie den akustischen Zustand des Fahrzeugs zu einem zukünftigen Zeitpunkt an die akustisch auffälligen Komponenten zur Selbstregelung zu übermitteln. Vorteilhaft erfolgt die Regelung der akustisch auffälligen Komponenten in Abhängigkeit vom akustischen Zustand und von vorgegebenen Priorisierungen einzelner Komponenten.
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In einer Ausführung wird der akustische Zustand mittels im oder am Fahrzeug vorhandenen Innen- und/oder Außenraum-Mikrofonen oder separat angeordneten Innen- und/oder Außenraum-Mikrofonen oder mittels in einem mit dem Fahrzeug verbundenen mobilen Endgerät vorhandenen und zur Verwendung freigegebenen Mikrofonen ermittelt.
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In einer Ausführung sind akustisch auffällige Komponenten eines oder eine Kombination aus: Lüfter, Komponenten einer Heiz- und/oder Klimaanlage, Komponenten des Heiz/Kältekreislaufs, Komponenten eines Motorbetriebs, insbesondere eine Lastpunktanhebung, Komponenten zur Durchführung einer Partikelregeneration, Pumpen, insbesondere zur Luftversorgung.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung wichtiger Komponenten zur Durchführung des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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Das Grundkonzept der Erfindung ist es, einen akustisch auffälligen Betrieb einer oder mehrerer im Innenraum oder in einem äußeren Bereich des Fahrzeugs 100 wahrnehmbarer Komponenten 1-3 dann auszuführen, wenn der akustische Level im Innenraum oder außerhalb des Fahrzeugs 100 hoch genug ist, dass der Betrieb die Insassen oder die äußere Umgebung nicht stört. Hierfür wird eine Prognose ausgeführt, die basierend auf einer prognostizierten Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Navigationsdaten einen akustischen Zustand bzw. Level für einen zukünftigen Zeitraum prognostiziert. Somit kann der Betrieb von akustisch auffälligen Komponenten 1-3 auf einen Zeitpunkt bzw. Zeitraum verschoben werden, zu dem ihr Betrieb keine Störung verursacht.
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Wie in 1 gezeigt, werden Geräusche 30 aus dem Innenraum und Geräusche 40 von außerhalb des Fahrzeugs 100 von einem oder mehreren, im Innenraum oder im Außenbereich des Fahrzeugs angeordneten Mikrofonen 10 aufgenommen. Diese Mikrofone 10 können bereits im Fahrzeug 100 vorhandene Mikrofone 10 anderer Einrichtungen, z.B. des Entertainmentsystems, sein, oder separat am oder im Fahrzeug 100 angeordnete Mikrofone. Es können aber auch Mikrofone 10 von mit dem Fahrzeug 100 in Verbindung stehenden mobilen Endgeräten sein. Die von dem bzw. Mikrofonen 10 aufgenommenen Geräusche werden an eine Steuereinheit 20 gesendet und davon ausgewertet. Die Steuereinheit 20 bestimmt einerseits den aktuellen akustischen Level anhand der Geräusche 30, 40. Sie kann aber auch basierend auf einer prognostizierten Fahrgeschwindigkeit und/oder vorhandenen Navigationsdaten eine Prognose zu einem zukünftigen akustischen Level im Innenraum, aber auch außerhalb des Fahrzeugs 100 ausführen. Diese aktuellen und prognostizierten Daten können an die akustisch auffälligen Komponenten 1-3 weitergegeben werden, damit diese ihren Betrieb mit ihrer eigenen Steuereinrichtung berechnen können, d.h. die Regelung erfolgt dezentral. Hierfür muss die Entscheidungslogik auf dem jeweiligen Steuergerät vorhanden sein. Alternativ kann eine zentrale Regelung erfolgen, d.h. die Steuereinheit 20 steht mit den akustisch auffälligen Komponenten 1-3 derart in Verbindung, dass sie diese steuern bzw. regeln kann, also deren Betrieb beeinflussen, z.B. starten, stoppen, verzögern. Auch kann die Steuereinheit 20 für die akustisch auffälligen Komponenten 1-3 Priorisierungen vornehmen. Alternativ können Priorisierungsempfehlungen zusätzlich zwischen relevanten Komponenten 1-3 ausgetauscht werden.
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Die Steuereinheit 20 ist also vorteilhaft zur zentralen Berechnung des akustischen Levels über alle akustisch auffälligen Komponenten 1-3 vorgesehen. Die Verteilung der Steuersignale erfolgt über das Fahrzeug-Bus-System.
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Ferner kann die Steuereinheit 20 dazu ausgelegt sein, eine Separation des Pegels der Sprache und/oder Medienwiedergabe von Hintergrundgeräuschen auszuführen. Somit wird verhindert, dass aufgrund der Gesprächslautstärke bzw. Sprachlautstärke Störgeräusche durch die akustisch auffälligen Komponenten 1-3 erzeugt werden, welche die Sprachverständlichkeit negativ beeinflussen können, oder in ruhigen Passagen der Medienwiedergabe störende Geräusche wahrnehmbar sind.
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Akustisch auffällige Komponenten 1-3, die den akustischen Level im Innenraum eines Fahrzeugs 100 beeinflussen können, sind z.B. Lüfter, Komponenten einer Heiz- und/oder Klimaanlage, Komponenten eines Motorbetriebs, Komponenten zur Durchführung einer Partikelregeneration, Pumpen.
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Akustisch auffällige Komponenten 1-3, die den akustischen Level im Außenbereich eines Fahrzeugs 100 beeinflussen können, sind z.B. elektrische Ladevorrichtungen, Regenerationsvorrichtungen zur Regeneration z.B. von Partikelfiltern, Kühlung von elektrischen Komponenten oder dem Motor.
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In 2 wird ein schematischer Ablauf des vorgeschlagenen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt S1 wird ein aktueller akustischer Zustand des Fahrzeugs 100 mittels einem oder mehreren Innen- und/oder Außenraum -Mikrofonen 10 aufgenommen und daraus ein aktueller erster akustischer Level ermittelt. In einem zweiten Schritt S2 wird ein erster Zeitpunkt ermittelt, in dem ein akustisch auffälliger Betrieb mit bekanntem akustischen Komponenten-Level der mindestens einen akustisch auffälligen Komponente 1-3 des Fahrzeugs 100 erwartet wird. In einem dritten Schritt S3 wird ein zweiter akustischer Level zu dem ersten Zeitpunkt prädiziert, an dem der akustisch auffällige Betrieb der mindestens einen akustisch auffälligen Komponente 1-3 erwartet wird, indem eine Prognose der Entwicklung des aktuellen akustischen Zustands des Fahrzeugs 100 erfolgt. In einem vierten Schritt S4 wird ermittelt, ob der Betrieb der mindestens einen akustisch auffälligen Komponente 1-3 zu dem ersten Zeitpunkt den prognostizierten akustischen Zustand des Fahrzeugs 100 überschreitet.
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Die aufgrund der Prognose möglichen Maßnahmen des Startens des Betriebs wie geplant, des Verhinderns oder Aufschiebens des Betriebs zu einem zweiten Zeitpunkt, an dem der Betrieb nicht stört, oder das Ausgeben einer Mitteilung sind bereits weiter oben beschrieben und werden hier nicht wiederholt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016207037 A1 [0003]
