DE102019135052B3

DE102019135052B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten eines Audiosignales für einen Motor in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019135052B3
Application number: DE102019135052.2A
Authority: DE
Inventors: Tobias Hillers; Michael Reinhardt; Eric Rosentreter; Oliver Gaede
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-03-04
Anticipated expiration: 2039-12-20

Abstract

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Verarbeiten eines Audiosignales für einen Motor in einem Kraftfahrzeug mit den folgenden Merkmalen bereit: Eine Differenz zwischen einem aktuellen Drehmoment (11) des Motors und einem Wunschdrehmoment (14) eines Fahrers des Kraftfahrzeuges wird berechnet; die Differenz wird auf Überschreitung (16) einer vorgegebenen Mindestdifferenz geprüft; und ist eine logische Aussage erfüllt, welche zumindest die besagte Überschreitung voraussetzt, so wird das Audiosignal vorübergehend verstärkt.Die Erfindung stellt ferner eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium bereit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten eines Audiosignales für einen Motor in einem Kraftfahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes maschinenlesbares Speichermedium.
Stand der Technik
Hinlänglich bekannt ist es in der Fahrzeugtechnik, durch zumeist automatisches Zwischengas (throttle blip) insbesondere das Verzögerungsmoment des Motors beim Lastwechsel zu überwinden oder zu verringern. Bei einem Zwischengasstoß wird z. B. bei einer Gangrückschaltung im Kuppelvorgang die Motordrehzahl kurzzeitig erhöht, um sie der Getriebeeingangsdrehzahl anzugleichen. Bei Fahrzeugen mit einem akustisch ausgeprägten Ladungswechsel oder in Verbindung mit sogenannten Soundsymposern, welche die Ansauggeräusche eines Turbomotors per Membran in den Innenraum des Fahrzeuges übertragen, sind diese Zwischengasstöße aufgrund gasdynamischer Einflüsse akustisch deutlich wahrnehmbar. Zwischengasstöße bei Rückschaltungen dienen daher nicht nur der besseren Drehzahlanpassung von Motor und Getriebe, sondern haben auch einen akustisch emotionalen Charakter.
DE 10 2014 203 401 A1 schlägt ein künstliches akustisches „Brabbeln“ beim Hochschalten und eine künstliche Veränderung des Motorgeräusches bei Schaltvorgängen vor. Hierzu wird beim Schalten ein akustisches Drehmomentsignal überlagert, welches eine höhere Motorlast anzeigt. Durch diese Überhöhung im Lastsignal während des Schaltvorgangs soll der Fahrer insbesondere eine verstärkte akustische Rückmeldung über den Schaltvorgang erhalten.
Gemäß DE 10 2008 040 139 A1 simuliert ein Geräuschgenerator die Betriebsgeräusche eines gestuften Getriebes beim Gangwechsel, um den für den Fahrer akustisch gewohnten, sprunghaften Wechsel der Drehzahl akustisch anzuzeigen. Eine Verfälschung der tatsächlichen (etwa mittels eines Drehzahlmessers angezeigten) Drehzahl kann den simulierten Gangwechsel unterstützen.
DE 10 2015 121 499 A1 regt an, anhand des Solldrehmoments im Schub die Rückschaltung des Getriebes akustisch zu begleiten.
US 2019 / 0 176 695 A1 und US 2019 / 0 111 839 A1 beschreiben ähnliche Verfahren zur aktiven Motorgeräuscherzeugung.
DE 10 2014 203 401 A1 offenbart den Gegenstand des Oberbegriffs von Anspruch 1. Ergänzend seien DE 100 63 061 A1 , DE 698 34 683 T2 und DE 10 2017 007 582 A1 genannt, aus denen ebenfalls wesentliche Merkmale dieses Gegenstands bekannt sind.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Verarbeiten eines Audiosignales für einen Motor in einem Kraftfahrzeug, eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes maschinenlesbares Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es in Verbindung mit einer aktiven Soundanreicherung vorkommen kann, dass die zur Steuerung der Soundanreicherung verwendeten Fahrparameter wie Motordrehzahl und -moment nicht genügen, um Zwischengasstöße ausreichend emotional akustisch hervorzuheben, sodass die für den Fahrbetrieb hinterlegten Lastkennfelder diesen Zwischengasstoß oft nicht ausreichend akustisch betonen.
Der vorgeschlagene Ansatz trägt ferner dem Umstand Rechnung, dass aus Emissions- und Verbrauchsgründen Zwischengasstöße mitunter reduziert werden.
Ein Vorzug dieser Lösung liegt in der eröffneten Möglichkeit, auch bei einer aktiven Soundanreicherung Zwischengasstöße akustisch emotional wahrnehmbar zu machen und somit Abhilfe für das oben beschriebene Problem zu schaffen.
Dieses Verfahren ist auch dazu geeignet, aus Emissions- und Verbrauchsgründen reduzierte Zwischengasstöße akustisch stärker hervorzuheben.
Bei detektierten Zwischengasstößen wird der Pegel der Soundanreicherung hierzu kurzzeitig erhöht, um die fehlende akustische Rückmeldung zu erzeugen. Zur Detektion gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die einfachste Möglichkeit besteht in einem Vergleich von vorherigem und neu eingelegtem Gang während des Schaltvorgangs. Es ist aber nicht zwingend gewährleistet, dass dann auch wirklich ein Zwischengasstoß vorliegt, sodass weitere Kriterien herangezogen werden.
Für einen Zwischengasstoß bei einem Verbrennungsmotor wird kurzzeitig ein höheres Drehmoment eingestellt. Das erhöhte Drehmoment wird hauptsächlich über die rotatorische Trägheit abgestützt, wodurch sich eine Drehzahlanhebung ergibt. Dieses durch die Motor- und Getriebesteuerung gestellte Drehmoment ist höher als das durch das Fahrpedal vom Fahrer gewünschte Fahrerwunschmoment. Ein Vergleich zwischen Ist-Moment und Fahrerwunschmoment liefert die Basis für die Detektion von Zwischengasstößen. Da es aber auch andere Zustände geben kann, bei denen das Ist-Moment höher ist als das Fahrerwunschmoment, zum Beispiel bei einer Fahrt mit Geschwindigkeitsregelanlage, werden noch weitere Bedingungen zur Detektion genutzt. Somit kann die Robustheit dieser Detektion gesteigert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt eine beispielhafte Logik.

Ausführungsformen der Erfindung
Die einzige Figur illustriert die grundlegenden Verfahrensschritte einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
In zunächst herkömmlicher Weise wird das vom Fahrer gewünschte Drehmoment (14) anhand der Drehzahl (13) des Motors seines Kraftfahrzeuges und dessen Fahrpedalstellung (12) unter Zuhilfenahme eines vorgegebenen Kennfeldes berechnet. Es versteht sich, dass dieses Wunschdrehmoment (14) aus anderen Quellen verfügbar sein mag.
Anschließend wird die Differenz zwischen aktuellem Drehmoment (11) des Motors und dem ermittelten oder anderweitig verfügbaren Wunschdrehmoment (14) berechnet und auf Überschreitung (16) eines Mindestwertes geprüft. Dieser kann trivialerweise mit null vorgegeben sein, was einem unmittelbaren Vergleich zwischen Ist- (11) und Wunschdrehmoment (14) gleichkommt.
Im einfachsten Falle mag bereits die besagte Überschreitung (16) der Mindestdifferenz eine hinreichende Bedingung für die im Weiteren beschriebene Verstärkung des Motor-Audiosignales darstellen. Erfindungsgemäß gleichwohl treten weitere Bedingungen für die Einleitung dieser Maßnahme hinzu, von denen im Sinne einer logischen Konjunktion („Und-Verknüpfung“) jede einzelne erfüllt sein muss, um die Signalverstärkung auszulösen.
Konkret wird in der vorliegenden Ausführungsform darüber hinaus geprüft, ob der Gradient (15) des Drehmomentes (11) oder der Gradient (17) der Drehzahl (13) ihren jeweiligen Schwellwert (18) überschreiten. Nur wenn sämtliche dieser Voraussetzungen erfüllt sind, wird der Schalldruckpegel (19) sprunghaft erhöht und stetig wieder auf seinen Ausgangswert vor der Verstärkung abgesenkt.
Zusätzliche Abhängigkeiten von Fahrparametern wie Drehzahl, Drehmoment und Fahrpedal sind denkbar. Zudem mag es erforderlich sein, die der Flankensteilheit des jeweiligen Signales entsprechende Änderungsgeschwindigkeit (slew rate) einzelner Größen in ihrer zeitlichen Dynamik einzugrenzen.

Claims

Verfahren (10) zum Verarbeiten eines Audiosignales für einen Motor in einem Kraftfahrzeug, mit folgenden Merkmalen: - eine Differenz zwischen einem aktuellen Drehmoment (11) des Motors und einem Wunschdrehmoment (14) eines Fahrers des Kraftfahrzeuges wird berechnet, - die Differenz wird auf Überschreitung (16) einer vorgegebenen Mindestdifferenz geprüft und - ist eine logische Aussage erfüllt, welche zumindest die besagte Überschreitung voraussetzt, so wird das Audiosignal vorübergehend verstärkt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - das Wunschdrehmoment (14) wird anhand eines vorgegebenen Kennfeldes, einer Drehzahl (13) des Motors und einer Fahrpedalstellung (12) des Kraftfahrzeuges berechnet und - die Aussage ist eine logische Konjunktion, welche die besagte Überschreitung (16) mit weiteren Bedingungen verknüpft.
Verfahren (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingungen zumindest eine der folgenden Teilaussagen einschließen: - ein Gradient (15) des Drehmomentes (11) überschreitet einen vorgegebenen Wert (18) oder - ein Gradient (17) der Drehzahl (13) überschreitet einen vorgegebenen Wert (18).
Verfahren (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die Mindestdifferenz ist mit null vorgegeben.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - zum Verstärken wird der Schalldruckpegel (19) ausgehend von einem Ausgangswert sprunghaft erhöht und stetig wieder auf den Ausgangswert abgesenkt.
Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 5.