DE102020101100A1 - Method and device for operating a noise suppression system in a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geräuschminderung von Umgebungsgeräuschen in einem Fahrzeuginnenraum, mit folgenden Schritten:- Erfassen eines Schallsignals einer schallübertragenden Fläche eines Fahrzeugteils, das eine Schwingung entsprechend Umgebungsgeräuschen entspricht;- Modifizieren des Schallsignals durch Eliminieren oder Reduzieren der Stärke eines Signalanteils mit einer oder mehrerer vorgegeben Frequenzen, wobei die vorgegebenen Frequenzen von den Frequenzen eines oder mehrerer akustischer Warnsignale abhängen;- Erzeugen eines Gegenschallsignals aus dem modifizierten Schallsignal;- Beaufschlagen eines mit der schallübertragenden Fläche gekoppelten Schallwandlers mit dem Gegenschallsignal.The invention relates to a method for noise reduction of ambient noises in a vehicle interior, with the following steps: - Detecting a sound signal of a sound-transmitting surface of a vehicle part, which corresponds to a vibration corresponding to ambient noise; - Modifying the sound signal by eliminating or reducing the strength of a signal component with one or more predetermined frequencies, the predetermined frequencies depending on the frequencies of one or more acoustic warning signals; - generating a counter-sound signal from the modified sound signal; - applying the counter-sound signal to a sound transducer coupled to the sound-transmitting surface.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge, und insbesondere Maßnahmen zur Reduzierung von Umgebungsgeräuschen in einem Fahrzeuginnenraum.The invention relates to motor vehicles, and in particular to measures for reducing ambient noise in a vehicle interior.

Technischer HintergrundTechnical background

Fahrzeuginsassen sind während des Betriebs des Kraftfahrzeugs in der Regel dauerhaft Umgebungsgeräuschen ausgesetzt, die aufgrund ihres hohen Schallpegels eine hohe Belastung darstellen können. Diese kann die Konzentration des Fahrers auf das Verkehrsgeschehen beeinträchtigen und somit die Fahrsicherheit gefährden.During the operation of the motor vehicle, vehicle occupants are usually permanently exposed to ambient noises which, due to their high sound level, can represent a high level of exposure. This can impair the driver's concentration on the traffic situation and thus endanger driving safety.

Zur Verringerung der Lautstärke von Umgebungsgeräuschen im Fahrzeuginnenraum sind als passive Maßnahmen die Verwendung von Dämmmaterialien zwischen Karosserie und Innenverkleidung vorgesehen. Da jedoch ein großer Anteil der Umgebungsgeräusche über die Fahrzeugscheiben übertragen wird, ist das Vorsehen einer passiven Dämmung in der Regel nicht ausreichend. So werden verschiedentlich aktive Schalldämmungen zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, um durch Anregung von Flächen mit einer gegenphasigen Schwingung Umgebungsgeräusche zu dämpfen. To reduce the volume of ambient noises in the vehicle interior, the use of insulating materials between the body and the interior trim is provided as passive measures. However, since a large proportion of the ambient noise is transmitted via the vehicle windows, the provision of passive insulation is generally not sufficient. Various active soundproofing systems are provided for use in a motor vehicle in order to dampen ambient noises by stimulating surfaces with an out-of-phase oscillation.

Beispielsweise beschreibt die US 5,812,684 A die Nutzung einer Fahrzeugseitenscheibe zur aktiven Geräuschminderung. Die Scheibe wird dabei mittels Aktuatoren zu Schwingungen angeregt.For example, describes the U.S. 5,812,684 A the use of a vehicle side window for active noise reduction. The disk is excited to vibrate by means of actuators.

Die Druckschrift DE 101 16 166 A1 offenbart eine aktive mehrlagige Scheibenanordnung für ein Seitenfenster eines Fahrzeugs, wobei mithilfe von Aktuatoren eine innere Scheibe einer mehrlagigen Scheibenanordnung in Schwingung versetzt wird.The pamphlet DE 101 16 166 A1 discloses an active multilayer pane arrangement for a side window of a vehicle, an inner pane of a multilayer pane arrangement being caused to vibrate with the aid of actuators.

Aus der Druckschrift EP 0 964 387 A2 ist ein Verfahren zum Beeinflussen von von Fensterscheiben stammenden Geräuschen, vorzugsweise einer in einem Fahrgastraum wahrnehmbaren Geräuschkulisse, bekannt, wobei im Bereich des Übergangs zwischen Fensterrahmen und Fensterscheibe ein Piezoelement angeordnet ist, wobei mit dem Piezoelement die gesamte Energie und/oder die Zusammensetzung der Frequenzen der über dem Fensterrahmen und/oder über die Fensterscheibe übertragenen Schwingungen verändert wird.From the pamphlet EP 0 964 387 A2 a method for influencing noise originating from window panes, preferably a background noise that can be perceived in a passenger compartment, is known, a piezo element being arranged in the area of the transition between window frame and window pane, with the piezo element taking over the entire energy and / or the composition of the frequencies of the is changed via the window frame and / or via the window pane transmitted vibrations.

Weiterhin ist aus der Druckschrift EP 3 486 897 A1 ein Arbeitsfahrzeug mit einem geschlossenen Kabineninnenraum bekannt, der von wenigstens einer Scheibe umschlossen ist, die mit einer Aktuatoreinrichtung, einer Sensoreinrichtung und einer mit der Sensoreinrichtung und der Aktuatoreinrichtung verbundenen Steuereinheit versehen ist. In Abhängigkeit von Signalen der Sensoreinrichtung wird dabei die Aktuatoreinrichtung zur Lärmreduzierung im Kabineninnenraum angesteuert. Die Aktuatoreinrichtung weist einen auf der inneren Oberfläche der Scheibe befestigten Inertialschwingerreger auf, wobei der Inertialschwingerreger mit einer adaptiven und prädiktiven Regelung zur Abhängigkeit von Mikrofonsignalen angesteuert wird, um im Kabineninnenraum eine aktive Lärmreduzierung durchzuführen.Furthermore, from the publication EP 3 486 897 A1 a work vehicle with a closed cabin interior is known, which is enclosed by at least one pane, which is provided with an actuator device, a sensor device and a control unit connected to the sensor device and the actuator device. The actuator device for noise reduction in the cabin interior is controlled as a function of signals from the sensor device. The actuator device has an inertial vibration exciter fastened to the inner surface of the window, the inertial vibration exciter being controlled with an adaptive and predictive control for dependence on microphone signals in order to carry out an active noise reduction in the cabin interior.

Jedoch kann die aktive Geräuschminderung im Fahrzeuginnenraum dazu führen, dass wichtige Umgebungsgeräusche, wie eine Fahrzeughupe, ein Martinshorn oder dergleichen, von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs nicht wahrgenommen werden, da diese gemeinsam mit den übrigen Umgebungsgeräuschen stark gedämpft werden.However, the active noise reduction in the vehicle interior can lead to important ambient noises, such as a vehicle horn, a siren or the like, not being perceived by a driver of the motor vehicle, since these are greatly attenuated together with the other ambient noises.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sicherzustellen, dass wichtige Umgebungsgeräusche im Fahrzeuginnenraum wahrnehmbar bleiben, während übrige Umgebungsgeräusche gedämpft werden.It is therefore the object of the present invention to ensure that important ambient noises remain perceptible in the vehicle interior, while the remaining ambient noises are attenuated.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Geräuschminderung von Umgebungsgeräuschen in einem Fahrzeuginnenraum gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung und das Kraftfahrzeug gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.This object is achieved by the method for reducing ambient noise in a vehicle interior according to claim 1 and by the device and the motor vehicle according to the independent claims.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further refinements are given in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zur Geräuschminderung von Umgebungsgeräuschen in einem Fahrzeuginnenraum vorgesehen, mit folgenden Schritten:

  • - Erfassen eines Schallsignals einer schallübertragenden Fläche eines Fahrzeugteils, das eine Schwingung entsprechend Umgebungsgeräuschen aufweist;
  • - Modifizieren des Schallsignals durch Eliminieren oder Reduzieren der Stärke eines Signalanteils mit einer oder mehrerer vorgegebenen Frequenzen, wobei die vorgegebenen Frequenzen von den Frequenzen eines oder mehrerer akustischer Warnsignale abhängen;
  • - Erzeugen eines Gegenschallsignals aus dem modifizierten Schallsignal;
  • - Beaufschlagen eines mit der schallübertragenden Fläche gekoppelten Schallwandlers mit dem Gegenschallsignal.
According to a first aspect, a method for reducing ambient noise in a vehicle interior is provided, comprising the following steps:
  • - Detecting a sound signal of a sound-transmitting surface of a vehicle part, which has a vibration corresponding to ambient noise;
  • Modifying the sound signal by eliminating or reducing the strength of a signal component with one or more predetermined frequencies, the predetermined frequencies depending on the frequencies of one or more acoustic warning signals;
  • - Generating a counter-sound signal from the modified sound signal;
  • - Applying the counter-sound signal to a sound transducer coupled to the sound-transmitting surface.

Das obige Verfahren schlägt vor, die Wahrnehmung von Umgebungsgeräuschen in einem Fahrzeuginnenraum durch Gegenschall zu mindern, insbesondere indem insbesondere mithilfe eines Schallwandlers an einer schallübertragenden Fläche des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einer Fensterscheibe, eine Gegenschwingung aufgebracht wird. Dazu wird eine Schwingung bzw. Vibration der Schall übertragenden Fläche erfasst und eine entsprechende Gegenschwingung eingekoppelt.The above method suggests reducing the perception of ambient noise in a vehicle interior by counter-noise, in particular by applying a counter-vibration to a sound-transmitting surface of the motor vehicle, for example a window pane, using a sound transducer. For this purpose, an oscillation or vibration of the sound-transmitting surface is recorded and a corresponding counter-oscillation is coupled in.

Um zu gewährleisten, dass für den Fahrer wichtige Umgebungsgeräusche, wie beispielsweise eine Polizeisirene, ein Martinshorn, eine Feuerwehrsirene, Hupen von Kraftfahrzeugen, Rückwärtsfahrsignal von Nutzfahrzeugen, Fahrradklingeln und dergleichen, weiterhin vom Fahrer im Fahrzeuginnenraum wahrgenommen werden können, erfolgt die Geräuschminderung im Innenraum selektiv. Somit können durch entsprechende Ansteuerung des Schallwandlers durch eine Steuereinheit bekannte Frequenzen bzw. Frequenzbereiche von nicht oder in nur geringerem Maß zu dämpfende Umgebungsgeräusche vorgesehen werden.In order to ensure that ambient noises that are important for the driver, such as a police siren, siren, fire brigade siren, horns from motor vehicles, reversing signals from commercial vehicles, bicycle bells and the like, can continue to be perceived by the driver in the vehicle interior, the noise reduction in the interior takes place selectively. Thus, by appropriately activating the sound transducer by a control unit, known frequencies or frequency ranges of ambient noises that cannot be attenuated or only to a lesser extent can be provided.

Im Falle eines Klangmusters kann dieses erfasst werden und mithilfe einer Klangmuster-Erkennungseinheit interpretiert werden. Die Klangmuster-Erkennungseinheit kann ausgebildet sein, um dies beispielsweise durch Fourier-Transformation von erfassten Klangsignalen in einen Frequenzbereich und durch an sich bekannte Auswertung der Fourier-transformierten Klangsignale hinsichtlich bekannter Klangmuster durchzuführen. Daraus ergeben sich nicht zu dämpfende Frequenzbereiche, insbesondere zeitliche Verläufe von nicht zu dämpfenden Frequenzbereiche, die von der Geräuschminderung im Innenraum ausgenommen werden sollen.In the case of a sound pattern, this can be recorded and interpreted with the aid of a sound pattern recognition unit. The sound pattern recognition unit can be designed to do this, for example, by Fourier transformation of recorded sound signals into a frequency range and by evaluation of the Fourier transformed sound signals known per se with respect to known sound patterns. This results in frequency ranges that are not to be attenuated, in particular temporal progressions of frequency ranges that are not to be attenuated, which are to be excluded from the noise reduction in the interior.

Die nicht zu dämpfenden Frequenzbereiche können so an das Klangmuster angepasst werden. So weist beispielsweise ein Martinshorn eine zeitliche Abfolge von unterschiedlichen Frequenzen auf, die einem bekannten Muster entsprechen. Durch Erkennen dieser zeitlichen Abfolge kann die Filterung der entsprechenden Frequenzen entsprechend unterdrückt werden.The frequency ranges not to be attenuated can thus be adapted to the sound pattern. For example, a sirloin has a time sequence of different frequencies that correspond to a known pattern. By recognizing this time sequence, the filtering of the corresponding frequencies can be suppressed accordingly.

Weiterhin kann das Schallsignal durch den Schallwandler, der mit dem Gegenschallsignal beaufschlagt wird, oder ein Mikrofon zur Aufzeichnung von Umgebungsgeräuschen erfasst werden.Furthermore, the sound signal can be detected by the sound transducer to which the counter-sound signal is applied, or a microphone for recording ambient noise.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Schallsignal modifiziert werden, indem dieses in einen Frequenzbereich transformiert wird und anschließend die Signalanteile der einen oder den mehreren vorgegeben Frequenzen reduziert oder eliminiert werden.According to one embodiment, the sound signal can be modified by transforming it into a frequency range and then reducing or eliminating the signal components of the one or more predetermined frequencies.

Es kann vorgesehen sein, dass das Gegenschallsignal durch gegenphasiges Bereitstellen von Signalanteilen der in dem modifizierten Schallsignal verbleibenden Frequenzanteile erzeugt wird.It can be provided that the counter-sound signal is generated by providing signal components of the frequency components remaining in the modified sound signal in antiphase.

Weiterhin können die vorgegebenen Frequenzen den Frequenzen des einen oder der mehreren akustischen Warnsignale entsprechen und insbesondere einen Frequenzbereich um die Frequenz(en) des einen oder der mehreren akustischen Warnsignale umfassen.Furthermore, the predetermined frequencies can correspond to the frequencies of the one or more acoustic warning signals and in particular include a frequency range around the frequency (s) of the one or more acoustic warning signals.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere Steuereinheit, zur Geräuschminderung von Umgebungsgeräuschen in einem Fahrzeuginnenraum vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, zum:

  • - Erfassen eines Schallsignals von einer schallübertragenden Fläche eines Fahrzeugteils, das eine Schwingung entsprechend Umgebungsgeräuschen aufweist;
  • - Modifizieren des Schallsignals durch Eliminieren oder Reduzieren der Stärke eines Signalanteils mit einer oder mehrerer vorgegeben Frequenzen, wobei die vorgegebenen Frequenzen von den Frequenzen eines oder mehrerer akustischer Warnsignale abhängen;
  • - Erzeugen eines Gegenschallsignals aus dem modifizierten Schallsignal;
  • - Beaufschlagen eines mit der schallübertragenden Fläche gekoppelten Schallwandlers mit dem Gegenschallsignal.
According to a further aspect, a device, in particular a control unit, is provided for reducing ambient noise in a vehicle interior, the device being designed to:
  • - Detecting a sound signal from a sound-transmitting surface of a vehicle part, which has a vibration corresponding to ambient noise;
  • Modifying the sound signal by eliminating or reducing the strength of a signal component with one or more predetermined frequencies, the predetermined frequencies depending on the frequencies of one or more acoustic warning signals;
  • - Generating a counter-sound signal from the modified sound signal;
  • - Applying the counter-sound signal to a sound transducer coupled to the sound-transmitting surface.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Kraftfahrzeug vorgesehen umfassend:

  • - einen Schallwandler, der mit einer schallübertragenden Fläche gekoppelt ist; und
  • - die obige Vorrichtung.
According to a further aspect, a motor vehicle is provided comprising:
  • - A sound transducer which is coupled to a sound-transmitting surface; and
  • - the above device.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugtür mit einer Seitenscheibe, die mit einem System zur Geräuschreduzierung im Fahrzeuginnenraum versehen ist; und
  • 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben des Geräuschminderungssystems der 1.
Embodiments are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a vehicle door with a side window, which is provided with a system for noise reduction in the vehicle interior; and
  • 2 FIG. 3 is a flow chart illustrating a method for operating the noise reduction system of FIG 1 .

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt ein Beispiel für ein Geräuschminderungssystem 1 für eine Fahrzeugtür 2 eines Kraftfahrzeugs. Die Fahrzeugtür 2 weist eine Seitenscheibe 3 auf. Die Seitenscheibe 3 stellt eine schallübertragende Fläche zwischen der Fahrzeugumgebung und dem Fahrzeuginnenraum dar. Umgebungsgeräusche führen zu entsprechenden Schwingungen der Seitenscheibe 3, die als Schall in den Fahrzeuginnenraum abgegeben wird, so dass die Umgebungsgeräusche im Fahrzeuginnenraum wahrnehmbar sind. 1 shows an example of a noise reduction system 1 for a vehicle door 2 one Motor vehicle. The vehicle door 2 has a side window 3 on. The side window 3 represents a sound-transmitting surface between the vehicle environment and the vehicle interior. Ambient noises lead to corresponding vibrations of the side window 3 , which is emitted as sound into the vehicle interior, so that the ambient noise can be perceived in the vehicle interior.

Die Seitenscheibe 3 ist mit einem Schallwandler 4 versehen, der einen elektromechanischen Wandler darstellt und elektrisch ansteuerbar ist. Der Schallwandler 4 kann beispielsweise an einem Bereich der Seitenscheibe 3 angeordnet sein, der sich in der Fahrertür 2 befindet, so dass der Schallwandler 4 von außen nicht sichtbar ist. Der Schallwandler ist so an der Seitenscheibe 3 angeordnet, dass dieser entsprechend einem elektrischen Ansteuersignal eine Schwingung auf die Seitenscheibe 3 aufbringen kann.The side window 3 is with a transducer 4th provided, which represents an electromechanical converter and is electrically controllable. The transducer 4th can for example on an area of the side window 3 located in the driver's door 2 located so that the transducer 4th is not visible from the outside. The transducer is like this on the side window 3 arranged that this vibrates according to an electrical control signal on the side window 3 can muster.

Weiterhin kann der Schallwandler 4 ausgebildet sein, eine Schwingung der Seitenscheibe 4 zu erfassen und ein elektrisches Schallsignal bereitstellen.Furthermore, the sound transducer 4th be formed, a vibration of the side window 4th to detect and provide an electrical sound signal.

Insbesondere kann der Schallwandler 4 ein Piezoelement oder einen elektromagnetischen Wandler aufweisen. Obwohl der Schallwandler 4 in der Regel auch zur Schallerfassung bzw. Schwingungserfassung an der Seitenscheibe 3 verwendet werden kann, kann zusätzlich oder alternativ ein Mikrofon 6 vorgesehen sein, das an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, um Umgebungsgeräusche zu erfassen. Auch kann zur Schallerfassung bzw. Schwingungserfassung ein weiterer Schallwandler an der Seitenscheibe 3 vorgesehen sein.In particular, the sound transducer 4th have a piezo element or an electromagnetic transducer. Although the transducer 4th usually also for sound detection or vibration detection on the side window 3 can be used, a microphone can additionally or alternatively be used 6th be provided, which is arranged on the motor vehicle to detect ambient noise. A further sound transducer on the side window can also be used for sound detection or vibration detection 3 be provided.

Der Schallwandler 4 wird mithilfe einer Steuereinheit 5 angesteuert. Die Steuereinheit 5 ist ausgebildet, die Umgebungsgeräusche als Umgebungsgeräuschsignal von dem Schallwandler 4 bzw. von dem Mikrofon 6 zu erhalten und eine frequenzweise gegenphasige Schwingung auf den Schallwandler 4 aufzubringen, so dass die durch die Umgebungsgeräusche bewirkten Schwingungen der Seitenscheibe 3 gedämpft bzw. kompensiert werden. Dadurch erfolgt keine Schallabstrahlung von der Seitenscheibe 3 in den Fahrzeuginnenraum, wodurch die Wahrnehmung der Umgebungsgeräusche erheblich reduziert wird.The transducer 4th is made using a control unit 5 controlled. The control unit 5 is designed, the ambient noise as an ambient noise signal from the sound transducer 4th or from the microphone 6th and a frequency-wise anti-phase oscillation on the transducer 4th to apply, so that the vibrations of the side window caused by the ambient noise 3 be damped or compensated. This means that no sound is emitted from the side window 3 into the vehicle interior, which significantly reduces the perception of ambient noise.

Da die Fahrzeugscheiben eine direkte schallübertragende Fläche von Umgebungsschall in den Fahrzeuginnenraum darstellen, wird ein Großteil der in dem Fahrzeuginnenraum wahrgenommenen Umgebungsgeräusche über die Fahrzeugscheiben übertragen. Wird die Geräuschübertragung über die Fahrzeugscheiben gedämpft, kann somit entsprechend ein großer Anteil der in dem Fahrzeuginnenraum wahrnehmbaren Umgebungsgeräusche unterdrückt werden. Das Konzept der Geräuschminderung durch Gegenschall ist hinreichend bekannt, und es wird entsprechend nicht näher darauf eingegangen.Since the vehicle windows represent a direct sound-transmitting surface of ambient sound into the vehicle interior, a large part of the ambient noise perceived in the vehicle interior is transmitted via the vehicle windows. If the noise transmission via the vehicle windows is attenuated, a large proportion of the ambient noise perceptible in the vehicle interior can accordingly be suppressed. The concept of noise reduction through counter-noise is well known and accordingly will not be discussed in detail.

Ein Teil der Umgebungsgeräusche stellt für den Fahrer eines Kraftfahrzeugs jedoch eine wertvolle Information dar und sollte möglichst nicht so stark gedämpft oder unterdrückt werden, dass der Fahrer diese nicht mehr wahrnehmen kann. Dazu gehören beispielsweise Polizei- und Feuerwehrsirenen, Fahrzeughupen anderer Verkehrsteilnehmer, Fahrradklingeln, das Rückwärtsfahrsignal von Nutzfahrzeugen und dergleichen. Diese Warnsignale sind jedoch wohldefiniert und weisen bekannte Frequenzen und Frequenzmuster auf, die sich in bestimmten Frequenzbereichen bewegen. So weist beispielsweise eine Polizeisirene ein Tonsignal mit zwei intermittierend aufeinanderfolgenden vorgegebenen Frequenzen auf.However, some of the ambient noise represents valuable information for the driver of a motor vehicle and should, if possible, not be dampened or suppressed to such an extent that the driver can no longer perceive it. These include, for example, police and fire brigade sirens, vehicle horns from other road users, bicycle bells, the reversing signal from commercial vehicles and the like. However, these warning signals are well defined and have known frequencies and frequency patterns that move in specific frequency ranges. For example, a police siren has a tone signal with two intermittently successive predetermined frequencies.

Es ist daher vorgesehen, dass die Gegenschallerzeugung für die Frequenzen solcher Warnsignale unterbunden wird, so dass diese Warnsignale weiterhin vom Fahrer im Fahrzeuginnenraum wahrgenommen werden können, während übrige Frequenzen durch eine Gegenschallerzeugung weiterhin gedämpft werden. Insbesondere können die nicht zu unterdrückenden Frequenzen durch die Vorgabe von Frequenzbereichen bestimmt sein, um so die Einwirkung von Doppler-Effekten bei sich relativ zum eigenen Fahrzeug bewegenden Schallquellen zu berücksichtigen.It is therefore provided that the generation of counter-sound is suppressed for the frequencies of such warning signals, so that these warning signals can continue to be perceived by the driver in the vehicle interior, while the other frequencies continue to be attenuated by generating counter-sound. In particular, the frequencies that are not to be suppressed can be determined by specifying frequency ranges in order to take into account the effect of Doppler effects in the case of sound sources moving relative to the own vehicle.

Das aktive Geräuschunterdrückungsverfahren, das in dem Geräuschunterdrückungssystem 1 ausgeführt wird, kann in der Steuereinheit 5 als Software und/oder als Hardware implementiert sein. In der Steuereinheit 5 wird nachfolgend beschriebenes Verfahren ausgeführt.The active noise cancellation method used in the noise cancellation system 1 can be executed in the control unit 5 be implemented as software and / or as hardware. In the control unit 5 the procedure described below is carried out.

In Schritt S1 werden von der Steuereinheit 5 Schallsignale erfasst, die von der Seitenscheibe 3 in den Fahrzeuginnenraum abgegeben werden. Dazu kann die Schwingung der Seitenscheibe 3 mithilfe des Schallwandlers 4 (oder des weiteren Schallwandlers) erfasst werden oder es können die auf die Seitenscheibe 3 einwirkenden Umgebungsgeräusche mithilfe des Mikrofons 6 erfasst werden, die auf die Seitenscheibe 3 einwirken und diese dadurch zum Schwingen anregen.In step S1, the control unit 5 Sound signals captured by the side window 3 be released into the vehicle interior. This can be done by the vibration of the side window 3 using the transducer 4th (or the other sound transducer) can be detected or it can be on the side window 3 ambient noise using the microphone 6th captured on the side window 3 act and stimulate them to vibrate.

In Schritt S2 werden die Schallsignale analysiert und beispielsweise mithilfe einer Fourier-Transformation in Frequenzanteile zerlegt.In step S2, the sound signals are analyzed and, for example, broken down into frequency components with the aid of a Fourier transformation.

In Schritt S3 werden nun diejenigen Signalanteile aus dem in den Frequenzbereich transformierten Schallsignal eliminiert, deren Frequenzen einer oder mehreren Frequenzen eines Warnsignals entsprechen, die in der Fahrzeugumgebung auftreten können. Diese sind beispielsweise 362-483 Hz oder 410 - 547 Hz für Martinshörner. Diese Frequenzen sind vordefiniert. Vorzugsweise werden die zu filternden Frequenzen zu Frequenzbereichen um die entsprechenden Frequenzen der Warnsignale erweitert, um die Einflüsse von Doppler-Effekten zu berücksichtigen.In step S3 those signal components are now eliminated from the sound signal transformed into the frequency range, the frequencies of which are one or more frequencies of a warning signal that can occur in the vehicle environment. These are, for example, 362-483 Hz or 410 - 547 Hz for Martin's horns. These frequencies are predefined. The frequencies to be filtered are preferably extended to frequency ranges by the corresponding frequencies of the warning signals in order to take into account the influences of Doppler effects.

Das so modifizierte Frequenzspektrum wird nachfolgend in Schritt S4 zu einem Ansteuersignal für den Schallwandler 4 umgewandelt, das einem Gegenschallsignal entspricht. Dabei werden die modifizierten Frequenzanteile jeweils zeitlich an die Schwingung des jeweiligen Frequenzanteils des erfassten Schallsignals so angepasst, dass eine zu der aktuellen Schwingung der Seitenscheibe 3 um 180° phasenverschobene, d. h. gegenphasige Schwingung durch den Schallwandler 4 erzeugt wird. Durch das Gegenschallsignal wird in Schritt S5 der Schallwandler 4 beaufschlagt.The frequency spectrum modified in this way then becomes a control signal for the sound transducer in step S4 4th converted, which corresponds to a counter-sound signal. The modified frequency components are each adapted in time to the oscillation of the respective frequency component of the recorded sound signal in such a way that one corresponds to the current vibration of the side window 3 180 ° phase-shifted, ie anti-phase oscillation due to the sound transducer 4th is produced. The sound transducer is activated by the counter-sound signal in step S5 4th applied.

Dadurch wird die Schwingung der Seitenscheibe 3 für Frequenzbereiche, die nicht einer Frequenz eines Warnsignals zugeordnet werden können, gedämpft, und die den Warnsignalen zugeordnete Frequenzanteile werden entsprechend im Wesentlichen unbeeinflusst gelassen. Durch Beaufschlagen des Schallwandlers wird also die Schwingung der Seitenscheibe 3 für die Frequenzen reduziert, die nicht zu verkehrsrelevanten Warnsignalen gehören.This will cause the vibration of the side window 3 for frequency ranges that cannot be assigned to a frequency of a warning signal, attenuated, and the frequency components assigned to the warning signals are accordingly left essentially unaffected. When the sound transducer is applied, the side window vibrates 3 reduced for the frequencies that do not belong to traffic-relevant warning signals.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
GeräuschminderungssystemNoise reduction system
22
FahrzeugtürVehicle door
33
SeitenscheibeSide window
44th
SchallwandlerTransducer
55
SteuereinheitControl unit
66th
Mikrofonmicrophone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 5812684 A [0004]US 5812684 A [0004]
  • DE 10116166 A1 [0005]DE 10116166 A1 [0005]
  • EP 0964387 A2 [0006]EP 0964387 A2 [0006]
  • EP 3486897 A1 [0007]EP 3486897 A1 [0007]

Claims (7)

Verfahren zur Geräuschminderung von Umgebungsgeräuschen in einem Fahrzeuginnenraum, mit folgenden Schritten: - Erfassen (S1) eines Schallsignals einer schallübertragenden Fläche (3) eines Fahrzeugteils (2), das eine Schwingung entsprechend Umgebungsgeräuschen entspricht; - Modifizieren (S2) des Schallsignals durch Eliminieren oder Reduzieren der Stärke eines Signalanteils mit einer oder mehrerer vorgegeben Frequenzen, wobei die vorgegebenen Frequenzen von den Frequenzen eines oder mehrerer akustischer Warnsignale abhängen; - Erzeugen eines Gegenschallsignals aus dem modifizierten Schallsignal; - Beaufschlagen (S4) eines mit der schallübertragenden Fläche (3) gekoppelten Schallwandlers (4) mit dem Gegenschallsignal.Method for reducing ambient noise in a vehicle interior, with the following steps: - Detection (S1) of a sound signal of a sound-transmitting surface (3) of a vehicle part (2), which corresponds to an oscillation corresponding to ambient noise; - Modifying (S2) the sound signal by eliminating or reducing the strength of a signal component with one or more predetermined frequencies, the predetermined frequencies depending on the frequencies of one or more acoustic warning signals; - Generating a counter-sound signal from the modified sound signal; - Applying (S4) a sound transducer (4) coupled to the sound-transmitting surface (3) with the counter-sound signal. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schallsignal durch den Schallwandler (4), der mit dem Gegenschallsignal beaufschlagt wird, oder ein Mikrofon (6) zur Aufzeichnung von Umgebungsgeräuschen erfasst wird.Procedure according to Claim 1 , wherein the sound signal is detected by the sound transducer (4) to which the counter-sound signal is applied, or a microphone (6) for recording ambient noise. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Schallsignal modifiziert wird, indem dieses in einen Frequenzbereich transformiert wird und anschließend die Signalanteile der einen oder den mehreren vorgegeben Frequenzen reduziert oder eliminiert werden.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the sound signal is modified by transforming it into a frequency range and then reducing or eliminating the signal components of the one or more predetermined frequencies. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gegenschallsignal durch gegenphasiges Bereitstellen von Signalanteilen der in dem modifizierten Schallsignal verbleibenden Frequenzanteile erzeugt wird.Method according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the counter-sound signal is generated by providing signal components of the frequency components remaining in the modified sound signal in antiphase. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vorgegebenen Frequenzen den Frequenzen des einen oder der mehreren akustischen Warnsignale entsprechen und insbesondere einen Frequenzbereich um die Frequenz(en) des einen oder der mehreren akustischen Warnsignale umfassen.Method according to one of the Claims 1 until 4th , wherein the predetermined frequencies correspond to the frequencies of the one or more acoustic warning signals and in particular comprise a frequency range around the frequency (s) of the one or more acoustic warning signals. Vorrichtung, insbesondere Steuereinheit (5), zur Geräuschminderung von Umgebungsgeräuschen in einem Fahrzeuginnenraum, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, zum: - Erfassen eines Schallsignals einer schallübertragenden Fläche (3) eines Fahrzeugteils (2), das eine Schwingung entsprechend Umgebungsgeräuschen entspricht; - Modifizieren des Schallsignals durch Eliminieren oder Reduzieren der Stärke eines Signalanteils mit einer oder mehrerer vorgegeben Frequenzen, wobei die vorgegebenen Frequenzen von den Frequenzen eines oder mehrerer akustischer Warnsignale abhängen; - Erzeugen eines Gegenschallsignals aus dem modifizierten Schallsignal; - Beaufschlagen eines mit der schallübertragenden Fläche gekoppelten Schallwandlers (4) mit dem Gegenschallsignal.Device, in particular control unit (5), for reducing ambient noise in a vehicle interior, the device being designed to: - Detection of a sound signal of a sound-transmitting surface (3) of a vehicle part (2), which corresponds to an oscillation corresponding to ambient noise; Modifying the sound signal by eliminating or reducing the strength of a signal component with one or more predetermined frequencies, the predetermined frequencies depending on the frequencies of one or more acoustic warning signals; - Generating a counter-sound signal from the modified sound signal; - Applying the counter-sound signal to a sound transducer (4) coupled to the sound-transmitting surface. Kraftfahrzeug umfassend: - eine schallübertragende Fläche, insbesondere eine Frontscheibe oder eine Seitenscheibe, - einen Schallwandler (4), der mit der schallübertragenden Fläche gekoppelt ist; - eine Vorrichtung nach Anspruch 6.Motor vehicle comprising: - a sound-transmitting surface, in particular a front window or a side window, - a sound transducer (4) which is coupled to the sound-transmitting surface; - a device according to Claim 6 .
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JP 2006- 023 587 A, Maschinenübersetzung, ESPACENET [online] EPO [abgerufen am 09.09.2020]
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