DE102019125787A1

DE102019125787A1 - Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug mit einer Kabine

Info

Publication number: DE102019125787A1
Application number: DE102019125787.5A
Authority: DE
Inventors: Max Reinecke Bohl; Max Grosse-Hündfeld
Original assignee: Claas E Systems GmbH
Current assignee: Claas E Systems GmbH
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) mit einer Kabine (1), einem in der Kabine (1) angeordneten Fahrersitz (5) für eine Bedienperson (14) sowie einem Geräuschdämpfungssystem (11) für die Kabine (1), wobei das Geräuschdämpfungssystem (11) zumindest ein Mikrofon (8) zur Erfassung von Geräuschen in der Kabine (1) sowie zumindest einen Aktuator (10) zur aktiven Lärmkompensation der erfassten Geräusche umfasst, die mit einer Steuereinheit (12) des Geräuschdämpfungssystems (11) signaltechnisch verbunden sind, wobei der zumindest eine Aktuator (10) stationär in die Kabine (1) integriert ist und dass das zumindest eine Mikrofon (8) zur mobilen Mitführung durch die in der Kabine (1) befindliche Bedienperson (14) eingerichtet ist, wobei das zumindest eine Mikrofon (8) benachbart zu einem Ohr (7) der Bedienperson (14) positioniert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug mit einer Kabine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Der Geräuschpegel in einer Kabine eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs hat einen großen Einfluss auf die Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit der Bedienerperson in der Kabine. In Kabinen von landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugen kommen daher Geräuschdämpfungssysteme zum Einsatz, welche durch aktive Lärmkompensation (Active Noise Cancelling ANC) zur Geräuschminderung respektive Störschallreduktion beitragen. Bekannt sind Geräuschdämpfungssystem in Form von sogenannten ANC-Kopfhörern, an welchen zumindest ein Mikrofon angeordnet ist.
Des Weiteren gibt es Geräuschdämpfungssysteme, welche ein Mikrofon sowie einen Lautsprecher umfassen, die räumlich voneinander getrennt in der Kabine angeordnet sind. Dabei ist die Störschallreduktion nur in räumlich begrenzten Bereichen um den Kopf der Bedienperson, auch als Ruhezonen bezeichnet, möglich. Eine in der Kabine befindliche Bedienperson des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs verändert ihre Kopfposition je nach durchzuführendem Arbeitsprozess und dessen Zustand. Beispielsweise führt eine Änderung der Blickrichtung, ausgehend von einer Blickrichtung bei Geradeausfahrt auf ein seitlich in der Kabine angeordnetes Terminal, zu einer Änderung der Kopfposition. Daher müssen die Ruhezonen bei einem Kabinen-ANC bei einer Positionsänderung des Kopfes des Bedieners mitgeführt werden, um eine optimale Geräuschreduktion in allen Situationen zu erreichen.
Bei ANC-Kopfhörern ist dieses Mikrofon direkt am Ohr der Bedienperson positioniert. Somit ist keine Positionserkennung erforderlich, allerdings kann das dauerhafte Tragen des ANC-Kopfhörers über zumeist mehrere Stunden hinweg von der Bedienperson als störend empfunden werden.
Aus der US 4,977,600 A ist ein Fahrzeug mit einem in einer Fahrgastzelle angeordneten Geräuschdämpfungssystem bekannt. In der Fahrgastzelle ist ein Fahrersitz für eine Bedienperson angeordnet. Das Geräuschdämpfungssystem umfasst zwei Mikrofone zur Erfassung von Geräuschen sowie zwei Aktuatoren zur Lärmkompensation, die mit einer Steuereinheit des Geräuschdämpfungssystems signaltechnisch verbunden sind. Der Fahrersitz weist am oberen Ende der Rückenlehne jeweils zwei sich senkrecht zur Rückenlehne erstreckende, nach vorne erstreckende Seitenabschnitte auf, ähnlich einem Ohrensessel, in die jeweils einer der beiden Aktuatoren integriert ist. Hierdurch sind die beiden Aktuatoren etwa in Kopfhöhe der Bedienperson des Fahrzeugs positioniert. An der Rückenlehne sind zudem die beiden Mikrofone teleskopierbar und flexibel befestigt, um an die Position der Ohren der jeweiligen Bedienperson angepasst werden zu können. Aufgrund dieser Anordnung befindet sich der Kopf der Bedienperson stets zwischen den Mikrofonen und den Seitenabschnitten, was zu einer signifikanten Einschränkung des Sichtfeldes führt. Zudem kann sich die Anordnung der Mikrofone als für die Bedienperson störend erweisen, wenn diese den Kopf dreht und dabei gegen eines der Mikrofone stößt. Eine solche Ausgestaltung ist für ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug nicht praktikabel.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug der eingangs genannten Art weiterzubilden, welches sich durch einen höheren Komfort für eine Bedienperson des Arbeitsfahrzeugs auszeichnet und zugleich zu keiner Sichteinschränkung führt, um ein sicheres Führen des Arbeitsfahrzeugs zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß dem Anspruch 1 wird ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug mit einer Kabine, einem in der Kabine angeordneten Fahrersitz für eine Bedienperson sowie einem Geräuschdämpfungssystem für die Kabine vorgeschlagen, wobei das Geräuschdämpfungssystem zumindest ein Mikrofon zur Erfassung von Geräuschen in der Kabine sowie zumindest einen Aktuator zur aktiven Lärmkompensation der erfassten Geräusche umfasst. Das zumindest eine Mikrofon und der zumindest eine Aktuator sind mit einer Steuereinheit des Geräuschdämpfungssystems signaltechnisch verbunden, wobei der zumindest eine Aktuator stationär in die Kabine integriert ist und dass das zumindest eine Mikrofon zur mobilen Mitführung durch die in der Kabine befindliche Bedienperson eingerichtet ist, wobei das zumindest eine Mikrofon benachbart zu einem Ohr der Bedienperson positioniert ist. Dabei ist der zumindest eine Aktuator zum Fahrersitz beabstandet in die Kabine integriert. Die Bedienperson trägt das zumindest eine Mikrofon in der Nähe ihres Ohres, um Geräusche zu detektieren, die durch das Geräuschdämpfungssystem aktiv kompensiert werden sollen, in dem der zumindest eine Aktuator in Abhängigkeit von den die detektierten Geräuschen durch die Steuereinheit angesteuert wird. Ein sich aus dieser Anordnung ergebender Vorteil besteht darin, dass keine aufwendige Nachführung der Ruhezonen erforderlich ist. Zudem bedeutet diese Anordnung für die Bedienperson einen höheren Komfort als bei ANC-Kopfhörern, da die Bedienperson lediglich das zumindest eine Mikrofon mit sich führen muss, welches aufgrund des geringen Gewichts vergleichsweise bequem zu tragen ist. Da das zumindest eine Mikrofon zudem nicht unmittelbar mit dem Ohr in Berührung steht, wird es beim Tragen durch die Bedienperson als weniger störend empfunden. Die stationäre Anordnung des zumindest einen Aktuators beabstandet zum Fahrersitz hat den Vorteil, dass gegenüber dem aus der US 4,977,600 A bekannten Stand der Technik eine Sichtbehinderung vermieden wird.
Des Weiteren besteht aufgrund der Position des zumindest einen Mikrofons in der Nähe des Ohres der Bedienperson die Möglichkeit, aufgrund des geringen Abstands zwischen Mikrofon und Ohr höhere Frequenzen durch das Geräuschdämpfungssystem dämpfen zu können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann zumindest eine Sensorvorrichtung in der Kabine angeordnet sein, die zur Erfassung der Position des Kopfes und/oder der Ohren der Bedienperson eingerichtet ist.
Insbesondere kann die Sensorvorrichtung zur Erfassung der Position des Kopfes und/oder der Ohren in allen sechs Freiheitsgraden eingerichtet sein. Somit kann sichergestellt werden, dass jedwede Positionsänderung der Bedienperson auf dem Fahrersitz oder lediglich die Positionsänderung des Kopfes, beispielsweise durch ein nach oben oder nach unten Blicken, ein Drehen oder Neigen, erfasst werden. Jede Positionsänderung des Kopfes und damit auch der Ohren wirkt sich auf die akustische Wahrnehmung durch die Bedienperson aus, was entsprechend für die Qualität der aktiven Lärmkompensation durch das Geräuschdämpfungssystem gilt.
Zur Erfassung einer Positionsänderung kann die Sensorvorrichtung als eine bildgebende oder optische Sensorik ausgeführt sein. Beispielsweise kann die bildgebende Sensorik als eine Videokamera oder als 3D-Videokamera ausgeführt sein. Die Sensorvorrichtung kann auch als eine optische Sensorik ausgeführt sein, die zur Bestimmung einer Lage- respektive Abstandsänderung des Kopfes und/oder der Ohren eingerichtet ist. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Laserentfernungsmesser oder Lidar handeln.
Alternativ kann die Sensorvorrichtung als aktive akustische Sensorik ausgeführt sein. Hierbei käme beispielsweise eine Ultraschallsensoranordnung als aktive akustische Sensorik in Betracht.
Gemäß einer weiteren Ausführung könnte die Sensorvorrichtung als kapazitive Sensorik ausgeführt sein. Hierzu können beispielsweise oberhalb des Kopfes der Bedienperson mehrere Kapazitätssensoren im Kabinendach eingelassen sein, zwischen denen ein elektrisches Feld aufgebaut wird, dass durch das Vorhandensein des Kopfes einerseits und eine Positionsänderung des Kopfes andererseits beeinflusst wird. Durch Auswertung der Änderung im elektrischen Feld kann auf die Position des Kopfes geschlossen werden.
Insbesondere kann die Steuereinheit eine Recheneinheit umfassen, welche dazu eingerichtet ist, Steuerparameter zur Ansteuerung des Aktuators in Abhängigkeit von den durch das zumindest eine Mikrofon empfangenen und ausgewerteten Geräuschen zu bestimmen. Dabei ist das zumindest eine Mikrofon vorzugsweise drahtlos mit der Steuereinheit zur Übertragung der generierten Signale verbunden. Vorzugsweise erfolgt die drahtlose Übertragung via Bluetooth.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit eine Speichereinheit umfasst, die zur Abspeicherung von mittels der zumindest einen Sensorvorrichtung bestimmten Positionen des Kopfes und/oder der Ohren eingerichtet ist.
Zudem kann die Recheneinheit dazu eingerichtet sein, die bestimmten Steuerparameter zur Ansteuerung des zumindest einen Aktuators den durch die zumindest eine Sensorvorrichtung bestimmten Positionen des Kopfes und/oder der Ohren zuzuordnen und in der Speichereinheit abrufbar zu hinterlegen. Auf diese Weise können die zur Ansteuerung des Aktuators bestimmten, von der Position des zumindest einen Mikrofons abhängigen Steuerparameter, wie Transferpfade, Frequenz, Phase sowie Amplitude der Geräusche, gespeichert und bei Inbetriebnahme des Geräuschdämpfungssystems zumindest initial zur Ansteuerung verwendet werden.
In bevorzugter Weiterbildung kann Geräuschquellen des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs jeweils zumindest eine akustische Sensoreinrichtung zur Erfassung von Schallemissionen zugeordnet sein. Mittels der jeweiligen akustischen Sensoreinrichtung lassen sich spezifische Werte wie Frequenz, Phase, Lautstärke der entsprechenden Geräuschquelle erfassen und durch die Steuereinheit auswerten, um den zumindest einen Aktuator anzusteuern. Geräuschquellen des landschaftlichen Arbeitsfahrzeuges sind beispielsweise ein Antriebsmotor, Räder oder Raupenlaufwerke, aber auch Arbeitsorgane des landschaftlichen Arbeitsfahrzeugs, die von diesem für die Dauer eines Arbeitsprozesses angetrieben werden. Beispielhaft hierfür sei ein als selbstfahrender Mähdrescher ausgeführtes ein wirtschaftliches Arbeitsfahrzeug genannt, das als Arbeitsorgane ein Schneidwerk, ein Dreschwerk, eine Abstellvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung sowie eine Häcksel- und Verteilvorrichtung umfasst. Entsprechendes gilt auch für als Traktor oder selbstfahrende Feldhäcksler ausgeführte landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeuge.
Insbesondere kann die Recheneinheit dazu eingerichtet sein, Signale der jeweiligen akustischen Sensoreinrichtung auszuwerten und abhängig hiervon Steuerparameter zur Ansteuerung des Aktuators zu bestimmen, und die bestimmten Steuerparameter den bestimmten Positionen des Kopfes und/oder der Ohren zuzuordnen und in der Speichereinheit abrufbar zu hinterlegen.
Bevorzugt kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, bei Detektion einer Position des Kopfes und/oder der Ohren, die im Wesentlichen einer bereits in der Speichereinheit hinterlegten Position des Kopfes und/oder der Ohren entspricht, initial mittels der Steuerparameter anzusteuern, die der hinterlegten Position zugeordnet sind. Bereits vor einer Analyse von durch das zumindest eine Mikrofon empfangenen Geräuschen kann der zumindest eine Aktuator zunächst initial angesteuert werden.
Zudem kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, bei Detektion einer Position des Kopfes und/oder der Ohren, die im Wesentlichen einer bereits in der Speichereinheit hinterlegten Position des Kopfes und/oder der Ohren entspricht, und bei Ausbleiben eines Signals des Mikrofons den zumindest einen Aktuator mittels der der hinterlegten Position zugeordneten Steuerparameter anzusteuern. Somit ist eine Ansteuerung des zumindest einen Aktuators unabhängig vom Vorhandensein des Mikrofons möglich, wobei die Ansteuerung zumindest für die Dauer des Ausbleibens von verwertbaren Signalen des Mikrofons auf bereits bekannte, der jeweiligen Position des Kopfes und/oder der Ohren bereits zugeordnete und hinterlegte Steuerparameter zurückgreift.
Das Zuordnen und Speichern von Steuerparametern bietet eine Möglichkeit, das Geräuschdämpfungssystem zu betreiben, wenn das zumindest eine Mikrofon keine oder nicht auswertbare Signale an die Steuereinheit übermittelt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Bedienperson kein Mikrofon trägt oder der Akkumulator oder die Batterie des Mikrofons leer ist, das Mikrofon einen Defekt aufweist, ausgeschaltet ist oder dergleichen mehr. Wird von der Sensorvorrichtung zur Erfassung der Position des Kopfes und/oder der Ohren bei Inbetriebnahme des Geräuschdämpfungssystems eine Ohr- bzw. Kopfposition der Bedienperson detektiert, für die bereits ein Datensatz mit Steuerparametern gespeichert ist, so kann die Regelung des Geräuschdämpfungssystems mit dem entsprechenden gespeicherten Datensatz starten. Im weiteren Verlauf des Betriebs des Geräuschdämpfungssystems kann eine Anpassung der Steuerparameter erfolgen. Liefert das zumindest eine Mikrofon kein Signal oder nicht auswertbare Signale, so wird der gespeicherte Datensatz der Steuerparameter für die nächstliegende Kopfposition verwendet und/oder es werden Datensätze der hinterlegten Steuerparameter mehrerer Kopfpositionen interpoliert bzw. extrapoliert.
Des Weiteren kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von durch das zumindest eine Mikrofon aufgenommenen Signalen und der aktuell detektierten Position des Kopfes und/oder der Ohren in der Speichereinheit weitere Steuerparameter anzulegen bzw. bereits existierende zu überschreiben. Somit wird es ermöglicht, im laufenden Betrieb die Steuerparameter zum einen an die aktuelle Umgebung anzupassen und zum anderen das System stabiler und reaktiver zu machen, da zu immer mehr detektierten Kopfpositionen korrespondierende Steuerparametersätze vorliegen.
Dabei kann der Betrieb des Geräuschdämpfungssystems anhand der Datensätze für hinterlegte Steuerparameter lediglich initial erfolgen, d.h. als Ausgangsbasis bei der Inbetriebnahme. Im laufenden Betrieb wird die Ansteuerung des zumindest einen stationären Aktuators in der Kabine in Abhängigkeit von den ausgewerteten Signalen des zumindest einen Mikrofons, welches die Bedienperson trägt, und ergänzend den Signalen der Sensoren, die den jeweiligen Geräuschquellen zugeordnet sind, durchgeführt.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Kabine eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs mit einem Geräuschdämpfungssystem;
2 eine schematische Darstellung einer Steuereinheit des Geräuschdämpfungssystems;
3 eine schematische Ansicht eines als Mähdrescher ausgeführten landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs 30.

In 1 ist eine schematische, stark vereinfachte Darstellung einer Kabine 1 eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs 30 mit einem Geräuschdämpfungssystem 11 gezeigt. Die Kabine 1 umfasst einen Kabinenboden 2 und ein Kabinendach 3, zwischen denen mehrere säulenförmige Streben eines Kabinenrahmens 4 angeordnet sind. Auf dem Kabinenboden 2 ist ein Fahrersitz 5 angeordnet, auf welchem eine Bedienperson 14 sitzt, die das Arbeitsfahrzeug 30 bedient. Mit Bezugszeichen 6 ist der Kopf und mit Bezugszeichen 7 sind die Ohren der Bedienperson 14 bezeichnet.
Das Geräuschdämpfungssystem 11 umfasst zumindest ein Mikrofon 8 zur Erfassung von Geräuschen in der Kabine 1 sowie zumindest einen Aktuator 10 zur aktiven Lärmkompensation der erfassten Geräusche. Die Aktuatoren 10 sind zur Erzeugung von Schall eingerichtet. Vorzugsweise sind zwei Mikrofone 8 vorgesehen. Die in der Kabine 1 befindlichen Mikrofone 8 sowie Aktuatoren 10 sind mit einer Steuereinheit 12 des Geräuschdämpfungssystems 11 signaltechnisch verbunden.
Die Mikrofone 8 sind an einer Tragvorrichtung 9 angeordnet, welche von der Bedienperson 14 beispielsweise auf dem Kopf getragen werden kann. Die Tragvorrichtung 9 kann teleskopierbar ausgeführte Bügel aufweisen, die eine flexible Positionierung der endseitig an den Bügeln angeordneten Mikrofone 8 ermöglichen. Durch die flexible Positionierung lässt sich die Position der beiden Mikrofone 8 zum jeweiligen Ohr 7 einstellen. Dabei sollte die Position der Mikrofone 8 so eingestellt sein, dass diese sich möglichst nahe an den Ohren 7 befinden. Auf diese Weise lässt sich eine möglichst präzise Erfassung der Geräusche erreichen, die der akustischen Wahrnehmung der Bedienperson 14 am nächsten kommt, die durch das Geräuschdämpfungssystem 11 gedämpft oder eliminiert werden sollen.
Während die Mikrofone 8 vorzugsweise drahtlos, insbesondere mittels Bluetooth-Verbindung 15, mit der Steuereinheit 12 signaltechnisch verbunden sind, sind die beiden Aktuatoren 10 bevorzugt durch eine Leitung 16 mit der Steuereinheit 12 verbunden. Alternativ können auch die Aktuatoren 10 drahtlos mit der Steuereinheit 12 in Verbindung stehen, was eine mögliche Nachrüstung in der Kabine 1 vereinfacht. Die Aktuatoren 10 können an verschiedenen Stellen der Kabine 1, jedoch beabstandet zu dem Fahrersitz 5 und stationär, angeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Aktuatoren 10 in den Kabinenboden 2 eingelassen bzw. integriert. Alternativ oder zusätzlich können die Aktuatoren 10 in die Kabinenrückwand oder in das Kabinendach 3 integriert sein.
Im Inneren der Kabine 1 ist an dem Kabinendach 3 bzw. in das Kabinendach 3 integriert eine Sensorvorrichtung 13 angeordnet. Die Sensorvorrichtung 13 ist zur Erfassung der Position des Kopfes 6 und/oder der Ohren 8 der Bedienperson 14 eingerichtet. In Abhängigkeit von der Ausführung und dem Wirkprinzip der Sensorvorrichtung 13 kann diese auch an einer anderen Stelle in der Kabine 1 angeordnet sein.
Bevorzugt ist die Sensorvorrichtung 13 zur Erfassung der Position des Kopfes 6 und/oder der Ohren 8 in allen sechs Freiheitsgraden eingerichtet. Somit wird sichergestellt, dass jedwede Positionsänderung der Bedienperson 14 auf dem Fahrersitz 5, beispielsweise ein Drehen des Oberkörpers, oder lediglich die Positionsänderung des Kopfes 6, beispielsweise durch ein nach oben oder nach unten Blicken, ein Drehen oder Neigen, erfasst werden. Jede Positionsänderung des Kopfes 6 und damit auch der Ohren 8 wirkt sich auf die akustische Wahrnehmung durch die Bedienperson 14 aus, was entsprechend für die Qualität der aktiven Lärmkompensation durch das Geräuschdämpfungssystem 11 gilt.
Die Sensorvorrichtung 13 zur Erfassung der Position des Kopfes 6 und/oder der Ohren 8 kann als eine bildgebende oder optische Sensorik ausgeführt sein. Beispielsweise kann die bildgebende Sensorik als eine Videokamera oder als 3D-Videokamera ausgeführt sein, die an oberhalb der Frontscheibe der Kabine 1 am Kabinendach 3 angeordnet sein kann. Als optische Sensorik kann ein Laserentfernungsmesser oder Lidar verwendet werden.
Alternativ kann die Sensorvorrichtung 13 als aktive akustische Sensorik ausgeführt sein. Hierbei käme beispielsweise eine Ultraschallsensoranordnung als aktive akustische Sensorik in Betracht.
Gemäß einer weiteren Ausführung könnte die Sensorvorrichtung 13 als kapazitive Sensorik ausgeführt sein. Hierzu können beispielsweise oberhalb des Kopfes 6 der Bedienperson 14 mehrere Kapazitätssensoren im Kabinendach 3 eingelassen sein, zwischen denen ein elektrisches Feld aufgebaut wird, dass durch das Vorhandensein des Kopfes 6 einerseits und eine Positionsänderung des Kopfes 6 andererseits beeinflusst wird. Durch Auswertung der Änderungen im elektrischen Feld kann auf die Position des Kopfes 6 bzw. der Ohren 7 geschlossen werden.
Mittels der Sensorvorrichtung 13 lässt sich neben der Erfassung der Position des Kopfes 6 und/oder der Ohren 8 auch der Abstand zu der Sensorvorrichtung 13 bestimmen. Je nach Anordnung der Sensorvorrichtung 13 in oder an der Kabine 1 wird ein vertikaler und/oder ein horizontaler Abstand bestimmt.
In 2 ist eine schematische Darstellung der Steuereinheit 12 des Geräuschdämpfungssystems 11 gezeigt. Die Steuereinheit 12 umfasst eine Recheneinheit 17, eine Speichereinheit 18 sowie einen Verstärker 19. Weiterhin umfasst das Geräuschdämpfungssystems 11 zumindest eine Filtereinheit 20 sowie eine Modulationseinheit 21. Die Filtereinheit 20 kann unter anderem dem gezielten Herausfiltern von als akustische Nutzsignale an die Aktuatoren 10 weiterzuleitenden Signale dienen. Die Modulationseinheit 21 dient der Klangveränderung. Die Steuereinheit 12 ist des Weiteren mit Sensoreinrichtungen 49 durch ein Bussystem 43 verbunden. Die Sensoreinrichtungen 49 erfassen Geräusche von unterschiedlichen Geräuschquellen 32 des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs 30 und übertragen entsprechende Signale an die Steuereinheit 12 zur Verarbeitung durch die Recheneinheit 17.
In der 3 ist das als selbstfahrender Mähdrescher ausgeführte landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug 30 dargestellt. Der Mähdrescher 30 weist eine an einem Fahrzeugrahmen 31 angeordnete Kabine 1, einen hinter dieser liegenden Korntank 33 sowie sich anschließend an diesen einen als Verbrennungsmotor ausgeführten Antriebsmotor 34 auf, der von einem Motorgehäuse 35 abschnittsweise umgeben ist. Dem Antriebsmotor 34 ist ein Motorsteuergerät 36 zugeordnet. Der Antriebsmotor 34 bildet eine von mehreren Geräuschquellen 32 des Mähdreschers 30.
Die Kabine 1 entspricht in ihrem Aufbau der Kabine 1 gemäß 1. Die Kabine 1 ist mit ihrem Kabinenboden 2 an dem Fahrzeugrahmen 31 des Mähdreschers 30 angeordnet. An dem Kabinenrahmen 4 sind eine Frontscheibe 39 sowie Seitenscheiben 40 und eine Kabinentür 41 angebracht sind. Innerhalb der Kabine 1 ist eine Bedien- und Steuereinheit 38 einer Steuerungsvorrichtung 37 zur Bedienung und Steuerung des Mähdreschers 30 und seiner Arbeitsorgane angeordnet.
Des Weiteren umfasst der Mähdrescher 30 ein als Vorsatzgerät 44 ausgeführtes Arbeitsorgan, welches an einem Schrägförderer 45 des Mähdreschers 30 angeordnet ist. Dem Schrägförderer 45 nachgeordnet ist ein als Dreschwerk 46 ausgeführtes Arbeitsorgan angeordnet, welches dem Bearbeiten von Erntegut dient, welches mit dem Vorsatzgerät 44 aufgenommen und dem Dreschwerk 46 durch den Schrägförderer 45 zugeführt wird. Von dem Dreschwerk 46 verarbeitetes, im Wesentlichen aus Kornbestandteilen bestehendes Erntegut gelangt von diesem zu einer Reinigungsvorrichtung 47. Ein im Wesentlichen aus Nichtkornbestandteilen bestehender Erntegutstrom wird von dem Dreschwerk 46 an eine Abscheidevorrichtung 48 weitergeleitet, welche in dem Erntegutstrom befindliche Kornbestandteile ausscheidet und diese an die Reinigungsvorrichtung 47 abgibt. Sowohl bei dem Vorsatzgerät 44, dem Schrägförderer 45, dem Dreschwerk 46, der Reinigungsvorrichtung 47, der Abscheidevorrichtung 48 als auch bei dem Antriebsmotor 34 handelt es sich beispielhaft um Geräuschquellen 32 des Mähdreschers 30. Die Geräuschemissionen dieser Geräuschquellen 32 können durch das Geräuschdämpfungssystem 11 entsprechend ihrer Kategorisierung als Nutzgeräusche oder Störgeräusche entweder gesondert hervorgehoben oder unterdrückt werden. Vorzugsweise ist jeder dieser Geräuschquellen 32 eine akustische Sensoreinrichtung 49 zugeordnet. Die Sensoreinrichtungen 49 sind durch ein Bussystem 43 mit der Steuerungsvorrichtung 37 als auch der Steuereinheit 12 des Geräuschdämpfungssystems 11 verbunden.
Wie in 2 angedeutet, werden von den Geräuschquellen 32 des Arbeitsfahrzeugs emittierte Geräusche von den entsprechenden Sensoreinrichtungen 49 erfasst und von der Steuereinheit 12 ausgewertet. Hierzu wertet die Recheneinheit 17 die durch das zumindest eine von der - nicht dargestellten - Bedienperson 14 in der Kabine 1 des Mähdreschers 30 getragene Mikrofon 8 empfangenen Geräusche aus. In Abhängigkeit von den ausgewerteten Geräuschen bestimmt die Recheneinheit 17 Steuerparameter zur Ansteuerung des zumindest einen Aktuators 10 zur Kompensation der Geräusche durch destruktive Interferenz.
In der Speichereinheit 18 können mittels der zumindest einen Sensorvorrichtung 13 bestimmte Positionen des Kopfes 6 und/oder der Ohren 7 abgespeichert werden. Dabei werden die durch die Recheneinheit 17 bestimmten Steuerparameter zur Ansteuerung des zumindest einen Aktuators 10 den durch die zumindest eine Sensorvorrichtung 13 bestimmten Positionen des Kopfes 6 und/oder der Ohren 7 der Bedienperson 14 zugeordnet und in der Speichereinheit 18 abrufbar hinterlegt.
Des Weiteren ist die Recheneinheit 17 dazu eingerichtet, Signale der jeweiligen akustischen Sensoreinrichtung 49 auszuwerten und abhängig hiervon Steuerparameter zur Ansteuerung der Aktuatoren 10 zu bestimmen, und die bestimmten Steuerparameter den durch die Sensorvorrichtung 13 bestimmten Positionen des Kopfes 6 und/oder der Ohren 7 zuzuordnen und in der Speichereinheit 18 abrufbar zu hinterlegen. Auf diese Weise können die zur Ansteuerung der Aktuatoren 10 bestimmten, von der Position des zumindest einen Mikrofons 8 abhängigen Steuerparameter, wie Transferpfade, Frequenz, Phase sowie Amplitude der Geräusche, gespeichert und bei Inbetriebnahme des Geräuschdämpfungssystems 11 zumindest initial zur Ansteuerung verwendet werden.
Mittels der jeweiligen akustischen Sensoreinrichtung 49, die der jeweiligen Geräuschquelle 32 zugeordnet ist, lassen sich spezifische Werte wie Frequenz, Phase sowie Lautstärke erfassen und durch die Steuereinheit 12 auswerten, um den zumindest einen Aktuator 10 entsprechend anzusteuern.
Die Recheneinheit 17 ist zudem dazu eingerichtet, Signale der jeweiligen akustischen Sensoreinrichtung 49 auszuwerten und abhängig hiervon Steuerparameter zur Ansteuerung der Aktuatoren 10 zu bestimmen, und die bestimmten Steuerparameter den bestimmten Positionen des Kopfes 6 und/oder der Ohren 7 zuzuordnen und in der Speichereinheit 18 abrufbar zu hinterlegen.
Dabei ist die Steuereinheit 11 dazu eingerichtet sein, bei Detektion einer Position des Kopfes 6 und/oder der Ohren 7 der Bedienperson 14, die im Wesentlichen einer bereits in der Speichereinheit 18 hinterlegten Position des Kopfes 6 und/oder der Ohren 7 entspricht, den zumindest einen Aktuator 10 initial mittels der Steuerparameter anzusteuern, die der hinterlegten Position zugeordnet sind.
Zudem kann die Steuereinheit 12 dazu eingerichtet sein, bei Detektion einer Position des Kopfes 6 und/oder der Ohren 7 der Bedienperson 14, die im Wesentlichen einer bereits in der Speichereinheit 18 hinterlegten Position des Kopfes 6 und/oder der Ohren 7 entspricht, und bei Ausbleiben eines Signals des zumindest einen Mikrofons 8, den zumindest einen Aktuator 10 mittels der Steuerparameter anzusteuern, die der hinterlegten Position zugeordnet und bereits in der Speichereinheit 18 worden sind.
Des Weiteren kann die Steuereinheit 12 dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von durch das zumindest eine Mikrofon 8 aufgenommenen Signalen und der aktuell detektierten Position des Kopfes 6 und/oder der Ohren 7 in der Speichereinheit 18 weitere Steuerparameter anzulegen bzw. bereits existierende zu überschreiben. Somit wird es ermöglicht, im laufenden Betrieb die Steuerparameter zum einen an die aktuelle Umgebung anzupassen und zum anderen das Geräuschdämpfungssystem 11 stabiler und reaktiver zu machen, da zu immer mehr detektierten Kopfpositionen korrespondierende Steuerparametersätze vorliegen. Auf diese Weise lässt sich ein Selbstlerneffekt des Geräuschdämpfungssystem 11 erzielen.
Das Zuordnen und Speichern von Parametern und/oder Steuerparametern bietet eine Möglichkeit, das Geräuschdämpfungssystem 11 zu betreiben, wenn das zumindest eine Mikrofon 8 keine oder nicht auswertbare Signale an die Steuereinheit 12 übermittelt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Bedienperson 14 kein Mikrofon 8 trägt oder der Akkumulator oder die Batterie des Mikrofons 8 leer ist, das Mikrofon 8 einen Defekt aufweist, ausgeschaltet ist oder dergleichen mehr. Wird von der Sensorvorrichtung 13 zur Erfassung der Position des Kopfes 6 und/oder der Ohren 7 bei Inbetriebnahme des Geräuschdämpfungssystems 11 eine Ohr- bzw. Kopfposition der Bedienperson 14 detektiert, für die bereits ein Datensatz mit Parametern in der Speichereinheit 18 gespeichert ist, so startet die Regelung des Geräuschdämpfungssystems 11 mit diesem gespeicherten Datensatz. Liefert das zumindest eine Mikrofon 8 kein Signal oder nicht auswertbare Signale, so wird der gespeicherte Datensatz der Parameter für die nächstliegende Kopfposition verwendet und/oder es werden Datensätze der hinterlegten Parameter mehrerer Kopfpositionen interpoliert bzw. extrapoliert.
Der Betrieb des Geräuschdämpfungssystems 11 kann anhand der Datensätze für hinterlegte Steuerparameter lediglich initial erfolgen, d.h. als Ausgangsbasis bei der Inbetriebnahme. Im laufenden Betrieb wird die Ansteuerung des zumindest einen stationären Aktuators 10 in der Kabine 1 in Abhängigkeit von den ausgewerteten Signalen des zumindest einen Mikrofons 8, welches die Bedienperson 14 trägt, und ergänzend den Signalen der Sensoren, die den jeweiligen Geräuschquellen 32 zugeordnet sind, durchgeführt.
Bezugszeichenliste

1: Kabine
2: Kabinenboden
3: Kabinendach
4: Kabinenrahmen
5: Fahrersitz
6: Kopf
7: Ohr
8: Mikrofon
9: Tragvorrichtung
10: Aktuator
11: Geräuschdämpfungssystem
12: Steuereinheit
13: Sensorvorrichtung
14: Bedienperson
15: Bluetooth-Verbindung
16: Leitung
17: Recheneinheit
18: Speichereinheit
19: Verstärker
20: Filtereinheit
21: Modulationseinheit
30: Arbeitsfahrzeug
31: Fahrzeugrahmen
32: Geräuschquelle
33: Korntank
34: Antriebsmotor
35: Motorgehäuse
36: Motorsteuergerät
37: Steuerungsvorrichtung
38: Bedien- und Steuereinheit
39: Frontscheibe
40: Seitenscheibe
41: Kabinentür
43: Bussystem
44: Vorsatzgerät
45: Schrägförderer
46: Dreschwerk
47: Reinigungsvorrichtung
48: Abscheidevorrichtung
49: Sensoreinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4977600 A [0005, 0008]

Claims

Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) mit einer Kabine (1), einem in der Kabine (1) angeordneten Fahrersitz (5) für eine Bedienperson (14) sowie einem Geräuschdämpfungssystem (11) für die Kabine (1), wobei das Geräuschdämpfungssystem (11) zumindest ein Mikrofon (8) zur Erfassung von Geräuschen in der Kabine (1) sowie zumindest einen Aktuator (10) zur aktiven Lärmkompensation der erfassten Geräusche umfasst, die mit einer Steuereinheit (12) des Geräuschdämpfungssystems (11) signaltechnisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Aktuator (10) stationär in die Kabine (1) integriert ist und dass das zumindest eine Mikrofon (8) zur mobilen Mitführung durch die in der Kabine (1) befindliche Bedienperson (14) eingerichtet ist, wobei das zumindest eine Mikrofon (8) benachbart zu einem Ohr (7) der Bedienperson (14) positioniert ist.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Sensorvorrichtung (13) in der Kabine (1) angeordnet ist, die zur Erfassung der Position des Kopfes (6) und/oder der Ohren (7) der Bedienperson (14) eingerichtet ist.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (13) zur Erfassung der Position des Kopfes und/oder der Ohren in allen sechs Freiheitsgraden eingerichtet ist.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (13) als eine bildgebende oder optische Sensorik ausgeführt ist.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (13) als aktive akustische Sensorik ausgeführt ist.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (13) als kapazitive Sensorik ausgeführt ist.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) eine Recheneinheit (17) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, Steuerparameter zur Ansteuerung des zumindest einen Aktuators (10) in Abhängigkeit von durch das zumindest eine Mikrofon (8) empfangenen und von der Recheneinheit (17) ausgewerteten Geräusche zu bestimmen.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) eine Speichereinheit (18) umfasst, die zur Abspeicherung von mittels der zumindest einen Sensorvorrichtung (13) bestimmten Positionen des Kopfes (6) und/oder der Ohren (7) eingerichtet ist.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) dazu eingerichtet ist, die durch die Recheneinheit (17) bestimmten Steuerparameter zur Ansteuerung des Aktuators (10) den durch die zumindest eine Sensorvorrichtung (13) bestimmten Positionen des Kopfes (6) und/oder der Ohren (7) zuzuordnen und in der Speichereinheit (18) abrufbar zu hinterlegen.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Geräuschquellen (32) des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs (30) jeweils zumindest eine akustische Sensoreinrichtung (49) zur Erfassung von Schallemissionen zugeordnet ist.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (18) dazu eingerichtet ist, Signale der jeweiligen akustischen Sensoreinrichtung (49) auszuwerten und abhängig hiervon Steuerparameter zur Ansteuerung des zumindest einen Aktuators (10) zu bestimmen, und die bestimmten Steuerparameter den bestimmten Positionen des Kopfes (6) und/oder der Ohren (7) zuzuordnen und in der Speichereinheit (18) abrufbar zu hinterlegen.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) dazu eingerichtet ist, bei Detektion einer Position des Kopfes (6) und/oder der Ohren (7), die im Wesentlichen einer bereits in der Speichereinheit (18) hinterlegten Position des Kopfes(6) und/oder der Ohren (7) entspricht, den zumindest einen Aktuator (10) initial mittels der Steuerparameter anzusteuern, die der hinterlegten Position zugeordnet sind.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) dazu eingerichtet ist, bei Detektion einer Position des Kopfes (6) und/oder der Ohren (7), die im Wesentlichen einer bereits in der Speichereinheit (18) hinterlegten Position des Kopfes (6) und/oder der Ohren (7) entspricht, und bei Ausbleiben eines Signals des zumindest einen Mikrofons (8) den zumindest einen Aktuator (10) mittels der der hinterlegten Position zugeordneten Steuerparameter anzusteuern.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (30) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von durch das zumindest eine Mikrofon (8) aufgenommenen Signalen und der aktuell detektierten Position des Kopfes (6) und/oder der Ohren (7) in der Speichereinheit (18) weitere Steuerparameter anzulegen bzw. bereits existierende zu überschreiben.