DE102020004974B4

DE102020004974B4 - Method for masking unwanted noise generated by a vehicle powertrain and vehicle

Info

Publication number: DE102020004974B4
Application number: DE102020004974.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Küppers
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-08-14
Filing date: 2020-08-14
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2040-08-15
Also published as: DE102020004974A1

Abstract

Verfahren zur Maskierung von unerwünschten, von einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs (1) erzeugten Geräuschen durch synthetische Geräusche (14.2), wobei wenigstens ein synthetisches Geräusch (14.2) erzeugt wird welches sich aus einer Vielzahl harmonischer und/oder disharmonischer akustischer Signale zusammensetzt, und ein unmoduliertes synthetisches Geräusch (14.1) zum Einstellen einer gewünschten Klangcharakteristik durch eine Multiplikation mit einem jeweils von einem Fahrzeugparameter abhängigen Filter (2) und einem Verstärker (3) moduliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung einer Lautstärke und/oder einer spektralen Breite des synthetischen Geräuschs (14.2) in Abhängigkeit einer Antriebsstrangdrehzahl (4) und/oder einer Höhe eines auf den Antriebsstrang wirkenden Lastmoments (5) erfolgt, wobei eine Tonhöhe sämtlicher akustischen Signale aus denen sich das synthetische Geräusch (14.2) zusammensetzt konstant gehalten wird.

Method for masking unwanted noises generated by a drive train of a vehicle (1) using synthetic noises (14.2), at least one synthetic noise (14.2) being generated which is composed of a large number of harmonic and/or disharmonious acoustic signals and an unmodulated one Synthetic noise (14.1) is modulated to set a desired sound characteristic by multiplication with a filter (2) that is dependent on a vehicle parameter and an amplifier (3), characterized in that a change in volume and/or a spectral width of the synthetic noise (14.2) as a function of a drive train speed (4) and/or a magnitude of a load torque (5) acting on the drive train, the pitch of all acoustic signals making up the synthetic noise (14.2) being kept constant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Maskierung von unerwünschten, von einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs erzeugten Geräuschen durch synthetische Geräusche nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein Fahrzeug.The invention relates to a method for masking unwanted noises generated by a drive train of a vehicle using synthetic noises according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1, and to a vehicle.

Fahrzeuge geben während ihres Betriebs eine Vielzahl verschiedener Geräusche ab. So werden einige dieser Geräusche, beispielsweise ein knackiger Motoren- oder Auspuffsound, als angenehm empfunden, wohingegen andere Geräusche wie Klappern, Rattern, Brummen oder ein schleifender Keilriemen als unangenehm empfunden werden. Insbesondere bei elektrifizierten Fahrzeugen spielen die vom Fahrzeug abgegebenen Geräusche eine bedeutende Rolle für den Komfort bei der Nutzung des Fahrzeugs sowie für die Sicherheit von Verkehrsteilnehmern. Dadurch, dass elektrifizierte Fahrzeug meist leiser sind gegenüber einem klassischen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, sind diese von weiteren Verkehrsteilnehmern wie Fußgängern oftmals schlecht wahrnehmbar. So sind generell aus dem Stand der Technik bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung synthetischer Fahrzeuggeräusche bekannt, zum einen zur Erhöhung eines Nutzerkomforts bei der Bedienung eines solchen Fahrzeugs durch das Erzeugen eines besonders futuristischen und angenehmen Motorsounds sowie zum anderen zur Erhöhung einer Sicherheit im Straßenverkehr, damit aufgrund eines lauten Geräusches weitere Verkehrsteilnehmer auf eine Präsenz des elektrifizierten Fahrzeugs hingewiesen werden.Vehicles emit a variety of different noises during their operation. Some of these noises, for example a crisp engine or exhaust sound, are perceived as pleasant, whereas other noises such as rattling, rattling, humming or a grinding V-belt are perceived as unpleasant. In the case of electrified vehicles in particular, the noise emitted by the vehicle plays an important role in the comfort of using the vehicle and in the safety of road users. Because electrified vehicles are usually quieter than classic vehicles with combustion engines, they are often difficult to hear from other road users such as pedestrians. Methods and devices for generating synthetic vehicle noises are generally already known from the prior art, on the one hand to increase user comfort when operating such a vehicle by generating a particularly futuristic and pleasant engine sound and on the other hand to increase road safety, other road users are informed of the presence of the electrified vehicle due to a loud noise.

Typischerweise geben Elektromotoren mittel- und hochfrequente Schwingungen ab, welche nur schwer durch typische Noise Vibration Harshness Maßnahmen dämpfbar sind. Die durch die Vibrationen erzeugten Geräusche sind prinzipiell leise, aber durch ihre Tonalität und die Korrelation der Tonhöhe zur Drehzahl des Elektromotors bzw. zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit stark heraushörbar.Typically, electric motors emit medium- and high-frequency vibrations, which are difficult to dampen with typical noise vibration harshness measures. The noises generated by the vibrations are in principle quiet, but can be clearly heard due to their tonality and the correlation of the pitch to the speed of the electric motor or to a vehicle speed.

Aus dem Stand der Technik sind zudem Verfahren und Vorrichtungen zur Übertönung von einem Elektromotor erzeugten Geräuschen bekannt, wobei diese meist als niederfrequentes Wimmern wahrgenommen werden. So offenbart die EP 3 514 790 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung eines synthetischen Geräuschs zur Überdeckung unerwünschter von einem wenigstens teilelektrifizierten Fahrzeug erzeugten Geräuschs, bei denen sich das synthetische Geräusch aus wenigstens zwei Frequenzbändern zusammensetzt, von denen eine Klangcharakteristik des ersten, tiefen Frequenzbands unbeeinflusst gelassen wird und eine Klangcharakteristik des zweiten, höheren Frequenzbands in einer Tonhöhe abhängig von Fahrzeugparametern verändert wird. Zudem wird eine spektrale Breite des synthetischen Geräuschs durch Filter sowie eine Lautstärke des synthetischen Geräuschs durch einen Verstärker verändert. Als Fahrzeugparameter zum Ändern der Tonhöhe, der spektralen Breite und/oder der Lautstärke werden dabei eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motordrehzahl, eine Beschleunigungspedalstellung, eine Wellenrotationsgeschwindigkeit, ein Motormoment und/oder in einer Umgebung des Fahrzeugs vorliegender Umgebungslärm genutzt. Nachteilig ist dabei jedoch, dass eine Anpassung der Tonhöhe dem zweiten Frequenzband entsprechenden Frequenzen in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt, was von das synthetische Geräusch wahrnehmenden Personen automatisch mit einer Fahrzeugleistung verknüpft wird, wodurch das Verfahren so verstanden werden kann, dass eine Beschleunigung des Fahrzeugs vertont wird. Es kann jedoch für das synthetische Geräusch wahrnehmende Personen angenehmer sein, dass unerwünschte, vom wenigstens teilelektrifizierten Fahrzeug erzeugten Geräuschen durch ein natürlich klingendes und nicht mit einer Fahrzeugbeschleunigung verknüpftes Geräusch übertönt werden.Methods and devices for drowning out noises generated by an electric motor are also known from the prior art, these being usually perceived as low-frequency whimpering. So reveals the EP 3 514 790 A1 a device and a method for generating a synthetic noise to cover up unwanted noise generated by an at least partially electrified vehicle, in which the synthetic noise is composed of at least two frequency bands, of which a sound characteristic of the first, low frequency band is left unaffected and a sound characteristic of the second , higher frequency bands is changed in pitch depending on vehicle parameters. In addition, a spectral width of the synthetic noise is changed by filters and a volume of the synthetic noise is changed by an amplifier. A vehicle speed, an engine speed, an accelerator pedal position, a shaft rotational speed, an engine torque and/or ambient noise in the surroundings of the vehicle are used as vehicle parameters for changing the pitch, the spectral width and/or the volume. The disadvantage here, however, is that the pitch of the frequencies corresponding to the second frequency band is adapted as a function of the vehicle speed, which is automatically linked to vehicle performance by persons perceiving the synthetic noise, as a result of which the method can be understood in such a way that acceleration of the vehicle is set to music . However, it may be more comfortable for persons perceiving the synthetic noise that undesired noises generated by the at least partially electrified vehicle are drowned out by a noise that sounds natural and is not associated with vehicle acceleration.

Die DE 10 2017 129 097 A1 offenbart eine Schallmaskierungsvorrichtung, die ein Geräusch an einer vorgegebenen Stelle in einem Fahrzeug wirksam maskieren kann. Die Schallmaskierungsvorrichtung enthält eine Informationserfassungseinheit zur Erfassung einer Frequenzinformation eines Geräuschs, eine Signalquelle zur Erzeugung eines Maskierungssignals und eine Tonhöhenänderungseinheit, die eine Tonhöhenänderung am Maskierungssignal gemäß der Frequenzinformation durchführt. Ein Korrigierer führt eine Korrektur des Maskierungssignals nach der Tonhöhenänderung gemäß der vorgegebenen Stelle durch, wobei eine Ausgabeeinheit das korrigierte Maskierungssignal ausgibt.the DE 10 2017 129 097 A1 discloses a sound masking device that can effectively mask a sound at a predetermined location in a vehicle. The sound masking device includes an information acquiring unit for acquiring frequency information of a noise, a signal source for generating a masking signal, and a pitch changing unit that performs pitch changing on the masking signal according to the frequency information. A corrector performs a correction of the masking signal after the pitch change according to the predetermined position, and an output unit outputs the corrected masking signal.

In der US 10 629 182 B1 ist ein Verfahren zur adaptiven Geräuschmaskierung von Antriebsstranggeräuschen in einem Fahrzeug beschrieben. Bei dem Verfahren werden Frequenz- und Amplitudeneigenschaften des Antriebsstranggeräuschs und Amplitudeneigenschaften von Hintergrundgeräuschen in dem Fahrzeug bestimmt. Basierend auf den bestimmten Eigenschaften des Antriebsstranggeräuschs und des Hintergrundgeräuschs wird ein maskierendes Audiosignal erzeugt und ausgegeben.In the U.S. 10,629,182 B1 describes a method for adaptive noise masking of powertrain noise in a vehicle. In the method, frequency and amplitude characteristics of powertrain noise and amplitude characteristics of background noise in the vehicle are determined. Based on the determined characteristics of the powertrain noise and the background noise, a masking audio signal is generated and output.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zur Maskierung unerwünschter von einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs erzeugter Geräusche anzugeben, bei dem die unerwünschten Geräusche kaum wahrnehmbar und somit besonders komfortabel übertönt werden.The present invention is based on the object of specifying a further method for masking unwanted noises generated by a drive train of a vehicle, in which the unwanted noises are hardly perceptible and are therefore drowned out in a particularly comfortable manner.

Erfindungsgemäß wird diese Ausgabe durch ein Verfahren zur Maskierung unerwünschter, von einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs erzeugten Geräuschen durch synthetische Geräusche mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie ein Fahrzeug, bei dem ein solches Verfahren zur Anwendung kommt, ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.According to the invention, this issue is solved by a method for masking unwanted noise generated by a drive train of a vehicle by synthetic noise having the features of claim 1. Advantageous refinements and developments as well as a vehicle in which such a method is used result from the dependent claims.

Bei einem Verfahren zur Maskierung unerwünschten Geräuschen der eingangs genannten Art wird das unmodulierte synthetische Geräusch zum Einstellen einer gewünschten Klangcharakteristik durch eine Multiplikation mit einem jeweils von einem Fahrzeugparameter abhängigen Filter und einem Verstärker moduliert. Erfindungsgemäß erfolgt dabei eine Änderung einer Lautstärke und/oder einer spektralen Breite des synthetischen Geräuschs in Abhängigkeit einer Antriebsstrangdrehzahl und/oder einer Höhe eines auf den Antriebsstrang wirkenden Lastmoments, wobei eine Tonhöhe sämtlicher akustischer Signale, aus denen sich das synthetische Geräusch zusammensetzt, konstant gehalten wird.In a method for masking unwanted noise of the type mentioned at the outset, the unmodulated synthetic noise is modulated to set a desired sound characteristic by multiplication with a filter that is dependent on a vehicle parameter and an amplifier. According to the invention, a volume and/or a spectral width of the synthetic noise is changed as a function of a drive train speed and/or a magnitude of a load moment acting on the drive train, with the pitch of all acoustic signals making up the synthetic noise being kept constant .

Eine sich verändernde Tonhöhe wird von Personen oftmals unbewusst mit einem Maschinenverhalten verknüpft. Mit zunehmender Leistungsabgabe von einem Verbrennungs- oder Elektromotor nimmt neben dem vom Motor erzeugten Moment auch dessen Drehzahl zu. Hierdurch steigt eine Frequenz vom Motor erzeugter Geräusche, was mit einem Anstieg einer Tonhöhe der Geräusche einhergeht. Somit lässt sich mit einem künstlichen Geräusch, dessen Tonhöhe einer Fahrzeuggeschwindigkeit oder mit einer Antriebsstrangdrehzahl korreliert, besonders günstig dazu einsetzen, ein Beschleunigungsverhalten eines Fahrzeugs zu vertonen. Aufgabe der Erfindung ist es jedoch, unerwünschte Antriebsstranggeräusche zu überdecken. Um dies so zu gestalten, dass die unerwünschten Geräusche möglichst nicht wahrnehmbar und somit besonders komfortabel überdeckt werden, wird das synthetische Geräusch so gestaltet, dass es einem bei der Nutzung eines Fahrzeugs vorliegenden Geräusches entspricht, dessen Klangcharakteristik keinen unmittelbaren Zusammenhang zu einer Motorleistung aufweist. Dies sind beispielsweise das Geräusch von rauschendem Fahrtwind und/oder das Geräusch eines auf einer Oberfläche abrollenden Reifens. Da die unerwünschten vom Antriebsstrang während der Nutzung des Fahrzeugs abgegebenen Geräusche jedoch in Abhängigkeit von Fahrparametern in ihrer Klangcharakteristik variieren, ist auch das synthetische Geräusch so anzupassen, dass zu jeder Situation ein ausreichendes Überdecken der unerwünschten Geräusche möglich ist. Hierzu wird die Lautstärke und/oder die spektrale Breite des synthetischen Geräuschs verändert. Beschleunigt beispielsweise das Fahrzeug, werden typischerweise auch die von einem Fahrtwind und den Reifen erzeugte Geräusche lauter. So lässt sich bei zunehmender Antriebsstrangdrehzahl auch die Lautstärke des synthetischen Geräuschs erhöhen. Dabei ist es auch möglich, dass zu verschiedenen Betriebszuständen von den unerwünschten Geräuschen umfasste akustische Signale zu unterschiedlichen Frequenzen besonders laut sind. Durch ein Anpassen der spektralen Breite des synthetischen Geräuschs können somit auch zu verschiedenen Betriebszuständen des Antriebsstrangs auftretende Geräusche mit unterschiedlicher Tonhöhe überdeckt werden. Dadurch, dass die Tonhöhe des synthetischen Geräuschs unverändert bleibt, wird es von Personen als unabhängig von einer abgegebenen Motorleistung empfunden, wodurch die unerwünschten Antriebsstranggeräusche besonders natürlich und komfortabel überdeckt werden können.A changing pitch is often unconsciously linked to machine behavior by people. With increasing power output from a combustion engine or electric motor, the torque generated by the engine also increases, as does its speed. As a result, a frequency of noise generated by the engine increases, which is accompanied by an increase in pitch of the noise. An artificial noise, the pitch of which correlates with a vehicle speed or with a drive train speed, can thus be used particularly favorably to set the acceleration behavior of a vehicle to music. The object of the invention, however, is to cover up unwanted drive train noise. In order to design this in such a way that the unwanted noise is as imperceptible as possible and is therefore particularly comfortably masked, the synthetic noise is designed in such a way that it corresponds to a noise present when a vehicle is used, the sound characteristics of which have no direct connection to engine performance. These are, for example, the sound of rushing headwind and/or the sound of a tire rolling on a surface. However, since the undesired noises emitted by the drive train when the vehicle is in use vary in their sound characteristics depending on driving parameters, the synthetic noise must also be adjusted in such a way that the undesired noises can be adequately masked in every situation. For this purpose, the volume and/or the spectral width of the synthetic noise is changed. For example, if the vehicle accelerates, the noises generated by the relative wind and the tires typically also become louder. In this way, the volume of the synthetic noise can also be increased as the powertrain speed increases. In this case, it is also possible for acoustic signals at different frequencies, comprised by the unwanted noises, to be particularly loud in different operating states. By adapting the spectral width of the synthetic noise, noises with different pitches that occur in different operating states of the drive train can thus also be covered. Because the pitch of the synthetic noise remains unchanged, it is perceived by people as being independent of an engine output, which means that the unwanted drive train noise can be masked in a particularly natural and comfortable way.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das unmodulierte synthetische Geräusch von einer Breitband-Rauschquelle erzeugt wird. Mit Hilfe der Breitband-Rauschquelle lassen sich Geräusche erzeugen, welche eine Vielzahl harmonischer oder disharmonischer akustischer Signale umfassen. Dabei kann ein Anteil der harmonischen und/oder disharmonischen akustischen Signale variieren, sodass das synthetische Geräusch auch ausschließlich harmonische akustische Signale oder disharmonische akustische Signale umfasst. Insbesondere wird von der Breitband-Rauschquelle ein synthetisches Geräusch erzeugt, welches einen bei der Nutzung eines Fahrzeugs unmittelbar von einem Antriebsstrang unabhängigen Geräusch entspricht. Das unmodulierte synthetische Geräusch wird zum Erzeugen der gewünschten Klangcharakteristik gefiltert. Umfasst das unmodulierte synthetische von der Breitband-Rauschquelle erzeugte Geräusch eine besonders hohe Anzahl verschiedener Frequenzen, kann eine hohe Anzahl verschiedener gewünschter Klangcharakteristiken durch das Filtern des unmodulierten synthetischen Geräuschs besonders einfach erzeugt werden.An advantageous development of the method provides that the unmodulated synthetic noise is generated by a broadband noise source. With the help of the broadband noise source, noises can be generated which include a large number of harmonic or disharmonic acoustic signals. A portion of the harmonic and/or discordant acoustic signals can vary, so that the synthetic noise also exclusively includes harmonic acoustic signals or discordant acoustic signals. In particular, a synthetic noise is generated by the broadband noise source, which corresponds to a noise that is directly independent of a drive train when a vehicle is in use. The unmodulated synthetic noise is filtered to produce the desired tonal characteristics. If the unmodulated synthetic noise generated by the broadband noise source includes a particularly large number of different frequencies, a large number of different desired sound characteristics can be generated particularly easily by filtering the unmodulated synthetic noise.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens umfasst das unmodulierte synthetische Geräusch wenigstens Anteilsweise solche akustischen Signale, die in einem Geräusch vorliegen, welches einem Windrauschen und/oder einem auf einer Oberfläche abrollenden Reifen entspricht. Somit lässt sich ein synthetisches Geräusch zum Maskieren der unerwünschten Antriebsstranggeräusche nutzen, welches einem Windrauschen und/oder einem auf einer Fahrbahn abrollenden Reifen entspricht. Dies wird von einer Person als besonders natürlich empfunden, wodurch die unerwünschten Geräusche besonders komfortabel überdeckt werden können. Das unmodulierte synthetische Geräusch kann dabei durch Sampling generiert werden. Dabei können die akustischen Signale, welche einem Windrauschen oder einem abrollenden Reifen zuzuordnen sind, in einer entsprechenden vom Fahrzeug umfassten Speichereinrichtung gespeichert sein, es ist aber auch möglich, beispielsweise mit Hilfe eines Mikrofons aktuell bei der Nutzung des Fahrzeugs vorliegende Umgebungsgeräusche zu erfassen und diese zur Ausbildung des unmodulierten synthetischen Geräuschs zu nutzen. So kann beispielsweise ein Mikrofon in einer unmittelbaren Umgebung eins Fahrzeugreifens vorgesehen sein und ein Mikrofon in einer unmittelbaren Umgebung an einem Fahrzeugaußenspiegel vorgesehen sein, welche ein Reifenrollgeräusch und ein Windrauschen erfassen.According to a further advantageous embodiment of the method, the unmodulated synthetic noise includes, at least in part, those acoustic signals that are present in a noise that corresponds to wind noise and/or a tire rolling on a surface. A synthetic noise can thus be used to mask the undesired drive train noise, which noise corresponds to wind noise and/or a tire rolling on a roadway. A person perceives this as particularly natural, as a result of which the unwanted noises can be masked particularly conveniently. The unmodulated synthetic noise can be generated by sampling. The acoustic signals, which can be assigned to wind noise or a rolling tire, can be stored in a corresponding storage device included in the vehicle, but it is also possible, for example with the help of a microphone, to record ambient noises currently present when the vehicle is in use and use them to training of the unmodulated synthetic noise. For example, a microphone can be provided in the immediate vicinity of a vehicle tire and a microphone can be provided in the immediate vicinity of a vehicle exterior mirror, which record tire rolling noise and wind noise.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht ferner vor, dass zur differenzierten Maskierung multipler Antriebstranggeräusche wenigstens zwei synthetische Geräusche erzeugt und moduliert werden, wobei die synthetischen Geräusche zur Ausgabe über vom Fahrzeug umfasste Lautsprecher zusammengemixt werden, oder wenigstens eins der synthetischen Geräusche auf wenigstens einem separaten Lautsprecher ausgegeben wird.A further advantageous embodiment of the method also provides that at least two synthetic noises are generated and modulated for differentiated masking of multiple drive train noises, the synthetic noises being mixed together for output via loudspeakers included in the vehicle, or at least one of the synthetic noises on at least one separate loudspeaker is issued.

Somit lassen sich die synthetischen Geräusche örtlich gezielt am Fahrzeug ausgeben, insbesondere so, dass ein jeweiliges synthetisches Geräusch, welches ein bestimmtes Antriebsstranggeräusch überdecken soll, in einer Nähe, an dem das jeweilige Antriebsstranggeräusch entsteht, ausgegeben wird, um dieses besonders effektiv zu maskieren. Weist das Fahrzeug beispielsweise einen mit einer Vorderachse des Fahrzeugs verbundenen an einer Frontseite des Fahrzeugs angebrachten Elektromotor auf, kann in einem Fahrzeuginnenraum beispielsweise hinter einem Infotainmentdisplay in einer Mittelkonsole ein Lautsprecher vorgesehen sein, welcher ein synthetisches Geräusch ausgibt, welches von dem Elektromotor erzeugte unerwünschte Geräusche überdeckt. Dadurch, dass der Lautsprecher aus Sicht von Fahrzeuginsassen in einer Linie zum Elektromotor zwischen dem Elektromotor und den Fahrzeuginsassen angeordnet ist, lässt sich somit das vom Elektromotor erzeugte unerwünschte Geräusch besonders zuverlässig überdecken. Dabei ist es möglich, dass alle im Fahrzeug angeordnete Lautsprecher ein synthetisches Geräusch ausgeben, welches zusammengemixt ist aus einer Vielzahl synthetischer Geräusche, oder es ist möglich, dass wenigstens zwei der Lautsprecher ein aus wenigstens zwei synthetischen Geräuschen zusammengemixtes Geräusch ausgeben und wenigstens ein separater Lautsprecher ein einzelnes synthetisches Geräusch ausgibt. Dabei ist es möglich, dass die Lautsprecher die das zusammengemixte synthetische Geräusch ausgeben, ein zusammengemixtes synthetisches Geräusch ausgeben, welches das über den separaten Lautsprecher ausgegebene synthetische Geräusch nicht umfasst, oder dass das über den separaten Lautsprecher ausgegebene synthetische Geräusch auch von dem zusammengemixten synthetischen Geräusch umfasst ist.The synthetic noises can thus be output in a locally targeted manner on the vehicle, in particular in such a way that a respective synthetic noise, which is intended to cover a specific drive train noise, is output close to where the respective drive train noise arises, in order to mask it particularly effectively. If the vehicle has, for example, an electric motor connected to a front axle of the vehicle and attached to a front side of the vehicle, a loudspeaker can be provided in a vehicle interior, for example behind an infotainment display in a center console, which emits a synthetic noise that covers unwanted noises generated by the electric motor . The fact that the loudspeaker is arranged in a line to the electric motor between the electric motor and the vehicle occupants from the perspective of vehicle occupants means that the unwanted noise generated by the electric motor can be masked particularly reliably. It is possible that all loudspeakers arranged in the vehicle emit a synthetic noise, which is mixed together from a large number of synthetic noises, or it is possible that at least two of the loudspeakers emit a noise mixed together from at least two synthetic noises and at least one separate loudspeaker outputs a single synthetic noise. It is possible that the speakers outputting the mixed synthetic noise output a mixed synthetic noise which does not include the synthetic noise emitted via the separate speaker, or that the synthetic noise emitted via the separate speaker also includes some of the mixed synthetic noise is.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Änderung der Lautstärke und/oder der spektralen Breite mit der Antriebstrangdrehzahl und/oder dem Lastmoment kontinuierlich. Hierdurch lässt sich ein Komfort bei der Überdeckung der unerwünschten Geräusche weiter verbessern. Dies begründet sich darin, dass sich im Betrieb des Fahrzeugs die Antriebstrangdrehzahl und/oder das Lastmoment kontinuierlich ändern, was bei einer sich sprunghaft ändernden Lautstärke und/oder sprunghaft ändernden spektralen Breite des synthetischen Geräuschs als eine unnatürliche Überdeckung der unerwünschten Geräusche wahrgenommen würde.According to a further advantageous embodiment of the method, the volume and/or the spectral width change continuously with the drive train speed and/or the load moment. This makes it possible to further improve comfort when covering up the unwanted noises. This is due to the fact that the drive train speed and/or the load torque change continuously during operation of the vehicle, which would be perceived as an unnatural masking of the unwanted noise if the volume and/or spectral width of the synthetic noise changed suddenly.

Bevorzugt ist ein Zusammenhang, wie stark die Lautstärke und/oder die spektrale Breite mit der Antriebstrangdrehzahl und/oder dem Lastmoment geändert wird, konfigurierbar. Hierdurch lässt sich die Änderung der Klangcharakteristik des synthetischen Geräuschs an verschiedene Umgebungsbedingungen anpassen. Jedes Fahrzeug weist eine ihm eigene charakteristische Klangcharakteristik auf, dadurch, dass jedes Fahrzeug aufgrund von verwendeten Materialien, Bauteile und Lagetoleranzen sowie Sorgfalt bei der Fertigung unterschiedlich ist. Die Klangcharakteristik eines Fahrzeugs ändert sich insbesondere auch mit zunehmender Lebensdauer eines Fahrzeugs, beispielsweise aufgrund von Abnutzungen von mechanischen Teilen. Durch eine Konfiguration des Zusammenhangs, wie stark die Lautstärke und/oder die spektrale Breite mit der Antriebstrangdrehzahl und/oder dem Lastmoment geändert wird, lässt sich das synthetische Geräusch zur Überdeckung der unerwünschten Antriebsstranggeräusche so einstellen, dass es zu verschiedenen Situationen von Personen immer gleich wahrnehmbar ist. Dies erhöht den Komfort bei der Nutzung des Verfahrens weiter.A relationship as to how much the volume and/or the spectral width is changed with the drive train speed and/or the load torque is preferably configurable. This allows the change in the sound characteristics of the synthetic noise to be adapted to different environmental conditions. Each vehicle has its own characteristic sound characteristics, due to the fact that each vehicle is different due to the materials used, components and position tolerances as well as the care taken in manufacturing. The sound characteristics of a vehicle also change in particular as the lifespan of a vehicle increases, for example due to wear and tear on mechanical parts. By configuring the relationship, how much the volume and/or the spectral width is changed with the drive train speed and/or the load torque, the synthetic noise to cover up the unwanted drive train noise can be adjusted in such a way that people can always perceive it in the same way in different situations is. This further increases the convenience when using the method.

Bei einem Fahrzeug mit einer Recheneinheit, wenigstens einem Sensor zum Erfassen eines Fahrzeugparameters und wenigstens einem Lautsprecher kommt erfindungsgemäß ein im vorigen beschriebenes Verfahren zur Maskierung von unerwünschten Antriebsstranggeräuschen zur Anwendung. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug wie einen Pkw, einen Lkw, einen Transporter, einen Bus und/oder dergleichen handeln. Mit Hilfe des Sensors lässt sich insbesondere eine Antriebsstrangleistung erfassen, welche sich aus einer Antriebstrangdrehzahl und einem vom Antriebsstrang übertragenen Drehmoments zusammensetzt. Besonders vorteilhaft sind einer oder mehrere Lautsprecher in einem Fahrzeuginnenraum angeordnet und dabei so zueinander ausgerichtet, dass ein besonders effektives Überdecken unerwünschter Antriebsstranggeräusche möglich ist. Dabei sind die Lautsprecher jeweils insbesondere in einer örtlichen Nähe an einer Quelle, an denen die unerwünschten Geräusche entstehen, angeordnet. Da alle zur Durchführung eines im vorigen beschriebenen Verfahrens notwendigen Einrichtungen häufig bereits von einem Fahrzeug umfasst sind, lässt sich ein erfindungsgemäßes Verfahren besonders einfach und kostengünstig realisieren. Um ein solches Verfahren durchzuführen wird insbesondere auf der Recheneinheit ein Programmcode ausgeführt, welcher in einer von der Recheneinheit umfassten Speichereinrichtung gespeichert ist. Dabei kann der Programmcode besonders leicht auf die Speichereinrichtung übertragen werden, und durch ein variieren digitaler Parameter an verschiedene Fahrzeuge angepasst werden.In a vehicle with a computing unit, at least one sensor for detecting a vehicle parameter and at least one loudspeaker, a method described above for masking undesired drive train noises is used according to the invention. The vehicle can be any vehicle such as a car, a truck, a van, a bus and/or the like. With the help of the sensor, in particular, a drive train performance can be detected, which is composed of a drive train speed and a torque transmitted by the drive train people. One or more loudspeakers are particularly advantageously arranged in a vehicle interior and are aligned with one another in such a way that unwanted drive train noise can be particularly effectively covered up. In this case, the loudspeakers are each arranged in particular in a local proximity to a source at which the unwanted noises arise. Since all the devices required to carry out a method described above are often already included in a vehicle, a method according to the invention can be implemented particularly easily and cost-effectively. In order to carry out such a method, a program code, which is stored in a memory device comprised by the computing unit, is executed in particular on the computing unit. The program code can be transferred particularly easily to the memory device and can be adapted to different vehicles by varying digital parameters.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein wenigstens teilelektrifiziertes Fahrzeug. Bei klassischen Verbrennungsmotoren lassen sich unerwünschte Antriebsstranggeräusche durch bewährte Noise Vibration Harshness-Methoden dämpfen. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen mit einem Elektromotor schwer möglich, weshalb hier das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft zur Anwendung kommen kann.The vehicle is preferably an at least partially electrified vehicle. With classic combustion engines, unwanted drive train noise can be dampened using proven noise vibration harshness methods. This is particularly difficult in vehicles with an electric motor, which is why the method according to the invention can be used particularly advantageously here.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Fahrzeugs ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.Further advantageous refinements of the method according to the invention and of the vehicle also result from the exemplary embodiments, which are described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

1 Eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Verarbeitung eines synthetischen Geräuschs;
2 Eine Prinzipdarstellung einer alternativen erfindungsgemäßen Verarbeitung eines synthetischen Geräuschs;
3 Eine weitere Prinzipdarstellung einer alternativen erfindungsgemäßen Verarbeitung eines synthetischen Geräuschs; und
4 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, bei dem unerwünschte Antriebsstranggeräusche mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens überdeckt werden.

show:

1 A schematic representation of a processing of a synthetic noise according to the invention;
2 A schematic representation of an alternative processing of a synthetic noise according to the invention;
3 Another schematic representation of an alternative processing of a synthetic noise according to the invention; and
4 a top view of a vehicle in which undesired drive train noises are masked using the method according to the invention.

In 1 erzeugt eine Breitband-Rauschquelle 6 ein unmoduliertes synthetisches Geräusch 14.1, welches zum Einstellen einer gewünschten Klangcharakteristik von einem Filter 2 gefiltert und durch einen Verstärker 3 verstärkt wird. Bei dem Filter 2 kann es sich um einen beliebigen Filter wie einen Tiefpass-, Hochpass- oder Bandpassfilter sowie beliebigen Kombinationen daraus handeln. Mit Hilfe des Filters 2 werden akustische Signale, welche unerwünschte Frequenzen aufweisen, aus dem unmodulierten synthetischen Geräusch 14.1 entfernt. Mit Hilfe des Verstärkers 3 wird eine Lautstärke eines modulierten synthetischen Geräuschs 14.2 insbesondere vergrößert. Der Filter 2 und der Verstärker 3 sind adaptiv ausgeführt, was bedeutet, dass eine Ausprägung, mit denen der Filter 2 und der Verstärker 3 das synthetische Geräusch 14.1 und 14.2 modulieren, von einer Eingangsgröße abhängig ist. Als Eingangsgröße dienen Fahrzeugparameter, in diesem Fall eine Antriebstrangdrehzahl 4 und ein auf den Antriebsstrang wirkendes Lastmoment 5. Dabei kann jeweils nur der Filter 2 und/oder der Verstärker 3 von einer oder von beiden der Eingangsgrößen abhängen. Anschließend wird das synthetische Geräusch 14.2 in einem Verteiler 11 aufgeteilt, sodass bestimmte vom synthetischen Geräusch 14.2 umfasste akustische Signale auf wenigstens zwei Lautsprecher verteilt werden. Insbesondere elektrifizierte Fahrzeuge weisen eine Einrichtung zum Erzeugen eines künstlichen Motorengeräuschs 15 auf, damit das elektrifizierte Fahrzeug besser von Verkehrsteilnehmern gehört werden kann, sowie zum Erzeugen eines futuristischen Motorsounds. Das synthetische Geräusch 14.2 kann vor einer Ausgabe über von einem in 4 dargestellten Fahrzeug 1 umfasste Lautsprecher 8 mit dem künstlichen Motorgeräusch 15 kombiniert werden.In 1 a broadband noise source 6 generates an unmodulated synthetic noise 14.1, which is filtered by a filter 2 and amplified by an amplifier 3 in order to set a desired sound characteristic. The filter 2 can be any filter such as a low-pass, high-pass or band-pass filter or any combination thereof. The filter 2 is used to remove acoustic signals which have unwanted frequencies from the unmodulated synthetic noise 14.1. With the help of the amplifier 3, a volume of a modulated synthetic noise 14.2 is increased in particular. The filter 2 and the amplifier 3 are designed to be adaptive, which means that the characteristics with which the filter 2 and the amplifier 3 modulate the synthetic noise 14.1 and 14.2 depend on an input variable. Vehicle parameters serve as input variables, in this case a drive train speed 4 and a load torque 5 acting on the drive train. Only filter 2 and/or amplifier 3 can depend on one or both of the input variables. The synthetic noise 14.2 is then divided in a distributor 11, so that certain acoustic signals comprised by the synthetic noise 14.2 are distributed to at least two loudspeakers. In particular, electrified vehicles have a device for generating an artificial engine noise 15 so that the electrified vehicle can be better heard by road users, and for generating a futuristic engine sound. The synthetic noise 14.2 can precede an output over from an in 4 illustrated vehicle 1 included speakers 8 are combined with the artificial engine noise 15.

Bei der Ausführung in 2 wird das von der Breitband-Rauschquelle 6 erzeugte synthetische Geräusch 14.1 durch mehrere Filter 2 und/oder Verstärker 3 zur Erzeugung mehrerer synthetischer Geräusche 14.2 moduliert. Dabei kann eine beliebige Anzahl von Filtern 2 und/oder Verstärkern 3 zur Erzeugung einer beliebigen Anzahl synthetischer Geräusche 14.2 vorgesehen sein.When running in 2 the synthetic noise 14.1 generated by the broadband noise source 6 is modulated by a plurality of filters 2 and/or amplifiers 3 to generate a plurality of synthetic noises 14.2. Any number of filters 2 and/or amplifiers 3 can be provided for generating any number of synthetic noises 14.2.

Bei der Ausführung in 3 wird vor jeden der Filter 2 jeweils eine eigene Breitband-Rauschquelle 6 eingesetzt. Somit lässt sich gezielt für verschiedene Antriebsstrang-Geräuschquellen jeweils ein optimales synthetisches Geräusch 14.2 zu dessen Überdeckung generieren. Generell ist es auch denkbar mehrere Breitband-Rauschquellen 6 zu verwenden und dabei wenigstens ein synthetisches Geräusch 14.2 unter Nutzung einer separaten Breitband-Rauschquelle 6 zu erzeugen und mehrere synthetische Geräusche 14.2 unter Nutzung einer gemeinsamen Breitband-Rauschquelle 6 zu erzeugen. Außerdem ist es generell auch denkbar das unmodulierte synthetische Geräusch 14.1 erst zu verstärken und dann zu filtern.When running in 3 a separate broadband noise source 6 is used in front of each of the filters 2. In this way, an optimal synthetic noise 14.2 can be generated specifically for different powertrain noise sources in order to cover them. In general, it is also conceivable to use multiple broadband noise sources 6 and to generate at least one synthetic noise 14.2 using a separate broadband noise source 6 and to generate multiple synthetic noises 14.2 using a common broadband noise source 6. In addition, it is generally also conceivable to first amplify and then filter the unmodulated synthetic noise 14.1.

Ein in 4 dargestelltes Fahrzeug 1 weist an einer Frontachse 12 eine Elektromotor 13 auf, mit dem vom Fahrzeug umfasste Reifen 7 angetrieben werden. Der Elektromotor 13 bildet zusammen mit der Frontachse 12 und den Reifen 7 einen Antriebsstrang des Fahrzeugs 1 aus. Aufgrund von Schwingungen entstehen dabei unerwünschte Geräusche. Um diese zu Maskieren, weist das Fahrzeug 1 ferner eine Recheneinheit 9, Sensoren 10 sowie Lautsprecher 8 auf. Mit Hilfe der Sensoren 10 lassen sich Umgebungsgeräusche sowie eine in den 1 bis 3 gezeigte Antriebsstrangdrehzahl 4 und ein Lastmoment 5 erfassen. Die von den Sensoren 10 erfassten Umgebungsgeräusche können zum Sampeln eines unmodulierten synthetischen Geräuschs 14.1 verwendet werden, wobei das Sampeln des synthetischen Geräuschs 14.1 dabei von der Recheneinheit 9 erfolgt. Anschließend wird das synthetische Geräusch 14.1 durch die Recheneinheit 9, welche den Filter 2 und den Verstärker 3 umfasst, moduliert und über wenigstens einen der Lautsprecher 9 im Fahrzeug 1 ausgegeben. Insbesondere sind die Lautsprecher 8 dabei örtlich nahe an einer Geräuschquelle des Antriebsstrangs vorgesehen. Somit lässt sich ein unerwünschtes vom Antriebsstrang ausgegebenes Geräusch besonders zuverlässig maskieren.a in 4 Vehicle 1 shown has on a front axle 12 an electric motor 13 with be driven by the tires 7 comprised by the vehicle. The electric motor 13 forms a drive train of the vehicle 1 together with the front axle 12 and the tires 7 . Undesirable noises are generated due to vibrations. In order to mask these, the vehicle 1 also has a computing unit 9 , sensors 10 and loudspeakers 8 . With the help of the sensors 10 can be ambient noise and one in the 1 until 3 Drive train speed shown 4 and a load torque 5 detect. The ambient noises detected by the sensors 10 can be used to sample an unmodulated synthetic noise 14.1, with the synthetic noise 14.1 being sampled by the computing unit 9 in this case. The synthetic noise 14.1 is then modulated by the computing unit 9, which includes the filter 2 and the amplifier 3, and is output via at least one of the loudspeakers 9 in the vehicle 1. In particular, the loudspeakers 8 are provided locally close to a noise source of the drive train. An undesired noise emitted by the drive train can thus be masked in a particularly reliable manner.

Claims

Method for masking unwanted noises generated by a drive train of a vehicle (1) using synthetic noises (14.2), at least one synthetic noise (14.2) being generated which is composed of a large number of harmonic and/or disharmonious acoustic signals and an unmodulated one synthetic noise (14.1) is modulated to set a desired sound characteristic by multiplication with a filter (2) that is dependent on a vehicle parameter and an amplifier (3), characterized in that a change in volume and/or a spectral width of the synthetic noise (14.2) as a function of a drive train speed (4) and/or a magnitude of a load torque (5) acting on the drive train, the pitch of all acoustic signals making up the synthetic noise (14.2) being kept constant.

procedure after claim 1 , characterized in that the unmodulated synthetic noise (14.1) is generated by a broadband noise source (6).

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the unmodulated synthetic noise (14.1) at least partially includes such acoustic signals that are present in a noise which corresponds to a rushing wind and/or a tire (7) rolling on a surface.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that at least two synthetic noises (14.2) are generated for differentiated masking of multiple drive train noises, the synthetic noises (14.2) being mixed together for output via loudspeakers (8) included in the vehicle (1), or at least one of the synthetic noises (14.2 ) is output on at least one separate loudspeaker (8).

Procedure according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the change in the volume and / or the spectral width with the drive train speed (4) and / or the load torque (5) takes place continuously.

Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that a relationship how strong the volume and / or the spectral width with the drive train speed (4) and / or the load torque (5) is changed is configurable.

Vehicle (1) with a computing unit (9), at least one sensor (10) for detecting a vehicle parameter and at least one loudspeaker (8), characterized in that the computing unit (9), the sensor (10) and the loudspeaker (8) are set up to carry out a method according to one of the preceding claims.

Vehicle (1) after claim 7 characterized by an at least partially electrified powertrain.