DE102022134563A1 - Verfahren sowie Vorrichtung zur Kontrolle der Geräuschemission eines Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Kontrolle der Geräuschemission eines an einer insbesondere stationären Kontrolleinheit (16) vorbeifahrenden Kraftfahrzeugs (12) im Straßenverkehr weist folgende Schritte auf: Erfassen aktueller Fahrbetriebsdaten (15) und spezifischer Fahrzeugdaten des Kraftfahrzeugs (12); Bestimmen einer erwarteten Schallemission des Kraftfahrzeugs (12) für die aktuelle Fahrsituation anhand der erfassten aktuellen Fahrbetriebsdaten (15) und spezifischen Fahrzeugdaten; Messen einer aktuellen tatsächlichen Schallemission des Kraftfahrzeugs (12) durch die außerhalb des Kraftfahrzeugs (12) angeordnete Kontrolleinheit (16); und Vergleichen der erwarteten Schallemission und der tatsächlichen Schallemission. Zudem wird eine Vorrichtung (10) zur Kontrolle der Geräuschemission eines Kraftfahrzeugs (12) im Straßenverkehr beschrieben.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der Geräuschemission eines an einer insbesondere stationären Kontrolleinheit vorbeifahrenden Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Kontrolle der Geräuschemission eines Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr.
• Wie zahlreiche Studien zeigen, gehört Lärm zu den am stärksten wahrgenommenen Umweltbelastungen. In einer Umfrage des Umweltbundesamts für das Jahr 2018 zur Lärmbelästigung in Deutschland etwa gaben rund drei Viertel der Befragten an, sich durch Straßenverkehrslärm belästigt zu fühlen. Somit sind Straßen Lärmquelle Nummer eins, die besonders in Siedlungsgebieten, vor allem größeren Städten, eine Belastung der Bevölkerung mit sich bringen. Dabei wird das Ausmaß der Lärmbelastung vor allem durch die Anzahl der Kraftfahrzeuge, deren Eigenschaften in Bezug auf die Schallemission, aber auch durch das Verhalten der Fahrer bestimmt.
• Bereits seit 1970 gibt es EU-einheitliche Geräusch-Grenzwerte für die Typzulassung von Fahrzeugen. Im Laufe der Zeit wurden diese Grenzwerte angepasst und ein entsprechendes Prüfverfahren wurde festgelegt.
• In naher Zukunft sollen für die Typzulassung zusätzliche Geräuschbestimmungen für einen größeren Bereich von Fahrbedingungen („Real Driving Additional Sound Emission Provision“, RD-ASEP) in einer neuen UN-Regelung UN/ECE R51.04 bzw. als Ergänzung zur Regelung R51.03 verbindlich werden, um die realen Geräuschemissionen wirkungsvoll zu senken.
• Diese berücksichtigen eine Vielzahl von Fahrsituationen mit Messungen unter Volllast, Teillast und Konstantfahrten in allen Getriebestufen im Geschwindigkeitsbereich bis zu 100 km/h und bis zu 80 % der Motornennleistungsdrehzahl.
• Allerdings führen in der Realität oftmals technische Veränderungen bzw. Manipulationen wie das Entfernen von Schalldämpfereinsätzen, der Anbau nicht genehmigter Schalldämpfer oder der Einbau von Zusatzsteuergeräten sowie rücksichtsloses Fahrerverhalten wie Fahren mit extrem hohen Drehzahlen zu übermäßig lauten Kraftfahrzeugen.
• Deshalb wurden, um die Einhaltung der gültigen gesetzlichen Vorgaben durch Kraftfahrzeuge im realen Straßenverkehr zu kontrollieren, Systeme bzw. Verfahren vorgeschlagen, die die Geräuschemissionen eines einzelnen Fahrzeugs im Straßenverkehr messen und diese mit vorgegebenen Grenzwerten vergleichen.
• Problematisch bei diesem bekannten Konzept ist, dass es nur für bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeiten bzw. Fahrsituationen einsetzbar ist und die tatsächliche Fahrsituation nicht berücksichtigt.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem bzw. der die Geräuschemission eines Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr individuell auf Übereinstimmung mit den gesetzlichen Vorgaben überprüft werden kann.
• Hierzu ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Kontrolle der Geräuschemission eines an einer insbesondere stationären Kontrolleinheit vorbeifahrenden Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist: Erfassen aktueller Fahrbetriebsdaten und spezifischer Fahrzeugdaten des Kraftfahrzeugs; Bestimmen einer erwarteten Schallemission des Kraftfahrzeugs für die aktuelle Fahrsituation anhand der erfassten aktuellen Fahrbetriebsdaten und spezifischen Fahrzeugdaten; Messen einer aktuellen tatsächlichen Schallemission des Kraftfahrzeugs durch die außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnete Kontrolleinheit; und Vergleichen der erwarteten Schallemission und der tatsächlichen Schallemission.
• Erfindungsgemäß werden also Daten zur aktuellen Fahrsituation des Kraftfahrzeugs verwendet, um in Echtzeit dessen erwartete Schallemission für die vorliegende Fahrsituation zu bestimmen, wobei hier unter „bestimmen“ insbesondere „berechnen“ zu verstehen ist. Hierzu kommt ein Soundmodell zum Einsatz, mit dem die erwartete Schallemission im realen Betrieb unter Verwendung der aktuellen Fahrbetriebsdaten berechnet wird. Die gemessene Schallemission des Kraftfahrzeugs wird also nicht mit einem vorgegebenen bzw. starren Grenzwert verglichen, sondern es wird in Echtzeit ein exakt auf die aktuelle Fahrsituation abgestimmter Erwartungswert für die Schallemission ermittelt, der dann mit dem gemessenen Wert verglichen wird. Dadurch lässt sich die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben für die Geräuschemissionen des Kraftfahrzeugs individuell überprüfen, und zwar unabhängig vom aktuell vorliegenden Betriebszustand, also beispielsweise, ob eine niedrige oder hohe Geschwindigkeit vorliegt bzw. ob das Kraftfahrzeug mit niedriger oder hoher Last betrieben wird. Alternativ zu einer Berechnung kann auch eine Nachschlagetabelle verwendet werden.
• Vorzugsweise werden die erfassten aktuellen Fahrbetriebsdaten von einer im Kraftfahrzeug vorgesehenen Steuereinheit an die Kontrolleinheit drahtlos übertragen, insbesondere über WLAN, Bluetooth, DSRC oder Cellular V2X. Dies ermöglicht in einfacher Weise den Vergleich mit der durch die Kontrolleinheit gemessenen tatsächlichen Schallemission des Kraftfahrzeugs. Sämtliche der genannten Kommunikationsmöglichkeiten zur drahtlosen Übermittlung von Fahrbetriebsdaten sind etabliert und zumindest teilweise in aktuellen Fahrzeugen bereits umgesetzt, wodurch sich das erfindungsgemäße Verfahren einfach implementieren lässt.
• Alternativ kann das Erfassen aktueller Fahrbetriebsdaten und/oder spezifischer Fahrzeugdaten des Kraftfahrzeugs durch die Kontrolleinheit erfolgen.
• In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird die erwartete Schallemission des Kraftfahrzeugs in der Kontrolleinheit berechnet. Auf diese Weise kann die im Fahrzeug angeordnete Steuereinheit vergleichsweise einfach ausgeführt sein, da sie nur die relevanten aktuellen Fahrbetriebsdaten übertragen muss. Zugleich ist durch die Berechnung in der Kontrolleinheit eine einheitliche Berechnung gewährleistet.
• Alternativ wäre natürlich auch eine Berechnung der erwarteten Schallemission in einer Steuereinheit des Kraftfahrzeugs möglich, wobei dann das Ergebnis der Berechnung an die Kontrolleinheit, die die tatsächliche Schallemission des Kraftfahrzeugs misst, übertragen würde.
• Bevorzugt werden die aktuellen Fahrbetriebsdaten ständig bzw. kontinuierlich durch die Steuereinheit im Kraftfahrzeug erfasst und von dieser fortlaufend oder in regelmäßigen Abständen drahtlos an die Umgebung ausgesandt, insbesondere über WLAN, Bluetooth, DSRC oder Cellular V2X. Nähert sich das Kraftfahrzeug dann einer (insbesondere stationären) Kontrolleinheit im Straßenverkehr, so erfasst diese die vom Fahrzeug übermittelten Fahrbetriebsdaten.
• Insbesondere umfassen die beim Bestimmen berücksichtigten aktuellen Fahrbetriebsdaten die momentane Geschwindigkeit und/oder die Motorlast bzw. - leistung und/oder die Motordrehzahl des Kraftfahrzeugs. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich dabei sowohl auf Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor als auch auf Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antriebsmotor anwenden, wobei bei einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor die momentane Motordrehzahl erfasst und übermittelt wird, während bei Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antriebsmotor eine virtuelle Motordrehzahl zur Berechnung verwendet werden kann. Hierzu lässt sich die Motordrehzahl auf der Grundlage der gemessenen Kraftfahrzeuggeschwindigkeit simulieren, indem beispielsweise eine virtuelle einheitliche Getriebeübersetzung von 30 km/h pro 1000 min^-1 verwendet wird.
• In einer Weiterbildung umfassen die spezifischen Kraftfahrzeugdaten Homologationsdaten des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Motornennleistung, die Motornenndrehzahl, die Fahrzeugmasse und den in der Vorbeifahrt ermittelten Schalldruckpegel des Kraftfahrzeugs. Es ist denkbar, dass diese Daten in der Steuereinheit des Kraftfahrzeugs gespeichert sind und von dieser an die Kontrolleinheit übermittelt werden.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Kraftfahrzeug durch die Kontrolleinheit identifiziert, insbesondere anhand eines Nummernschilds des Kraftfahrzeugs, und die Kontrolleinheit erfasst die spezifischen Fahrzeugdaten in Abhängigkeit von dem identifizierten Kraftfahrzeug, etwa um in einer Datenbank hinterlegte zusätzliche spezifische Kraftfahrzeugdaten zu nutzen. Dabei sind vorzugsweise die erforderlichen Daten für sämtliche Kraftfahrzeuge bereits in der Kontrolleinheit hinterlegt, was regelmäßige Updates der Kontrolleinheit erforderlich macht. Alternativ ist eine Abfrage einer externen Datenbank in Echtzeit möglich.
• Eine besonders platzsparende und gleichzeitig kostengünstige Lösung ergibt sich hier, wenn der tatsächliche Schalldruckpegel durch eine in die Kontrolleinheit integrierte akustische Kamera gemessen wird, die gleichzeitig ein Bild des Nummernschilds erfasst. Dieses wird ausgewertet und so das Fahrzeug identifiziert.
• Um einen möglichst wirklichkeitsnahen Vergleichswert zu erhalten, wird bevorzugt im Fall eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor die erwartete Schallemission anhand eines Modells berechnet, das ein Reifenrollgeräusch, ein Antriebsgeräusch im lastfreien Zustand sowie ein zusätzliches Antriebsgeräusch unter Last berücksichtigt.
• Antriebsgeräusche entstehen durch den Betrieb des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Motor und Getriebe, sowie deren Nebenaggregate und Anbauteile und dominieren - abhängig von Fahrzeugklasse und Antriebsart - bei niedrigen Geschwindigkeiten und hoher Motorleistung wie zum Beispiel beim Anfahren. Dagegen sind Reifenrollgeräusche (auch als Reifen-Fahrbahn-Geräusche bezeichnet), die sich vor allem durch die Beschaffenheit der Fahrbahn und das Reifenprofil sowie die Reifenabmessungen, insbesondere die Reifenbreite, ergeben, über einen weiten Geschwindigkeitsbereich (bei Pkw ab ca. 40 km/h aufwärts, bei Lkw ab ca. 60 km/h aufwärts) dominant.
• Im Fall eines Kraftfahrzeugs mit elektrischem Antriebsmotor und akustischem Warnsystem wird die erwartete Schallemission vorzugsweise anhand eines Modells berechnet, das ein Reifenrollgeräusch sowie ein Geräusch des akustischen Warnsystems berücksichtigt.
• Unter dem Deckmantel der Fußgängerwarnung („Acoustic Vehicle Alert System“, kurz AVAS) geben Fahrzeuge oftmals Geräusche auch bei Betriebsbedingungen ab, bei denen die Fußgängerwarnung nicht erforderlich ist (höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten) bzw. durch den Homologationsprüfzyklus (UN/ECE R138.01) nicht geregelt ist (höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten und höhere Motorlasten im Vergleich zum Prüfzyklus). Dementsprechend bergen Elektrofahrzeuge mit AVAS-Geräten ein gewisses Potenzial für nicht vorschriftsmäßige, zu hohe Geräuschpegel.
• Im Rahmen der Erfindung sind hier neben batterieelektrischen Fahrzeugen ausdrücklich auch Brennstoffzellenfahrzeuge gemeint, bei denen elektrische Energie durch eine Brennstoffzelle erzeugt und mit einem Elektroantrieb in Bewegung umgewandelt wird, entweder direkt oder nach zeitweiliger Zwischenspeicherung in einer Antriebsbatterie.
• Die erwartete Schallemission ist insbesondere der Schalldruckpegel, welcher anhand des RD-ASEP-Modells berechnet wird. Dieses Modell zur Bestimmung eines erwarteten Schalldruckpegels, das zukünftig auch bei der Homologationsprüfung im Rahmen der Typzulassung von Kraftfahrzeugen verwendet werden soll, wird beispielsweise im UNECE-Entwurf „ECE/TRANS/WP.29/GRBP/2022/4“ sowie der Präsentation „ASEP-09-06 (OICA) 2018-09-12 OICA presentation - ASEP Development - Brief Introduction to Model to IWG ASEP9“ der internationalen Automobilherstellervereinigung OICA beschrieben und berücksichtigt Reifen-Fahrbahn-Geräusche, Antriebsgeräusche im lastfreien Zustand sowie zusätzliche Antriebsgeräusche aufgrund der Motorlast.
• Die Formel zur Berechnung des erwarteten Schalldruckpegels L_exp, die der zweitgenannten Veröffentlichung entnommen wurde, lautet: $${\text{L}}_{\text{exp}}=10*\text{LOG}\left({10}^{\mathrm{0,1}*{\text{L}}_{\text{TR},\text{NL}}}+{10}^{\mathrm{0,1}*{\text{L}}_{\text{PT},\text{NL}}}+{10}^{\mathrm{0,1}*\left({\text{L}}_{\text{DYN},\text{NL}}+\Delta {\text{L}}_{\text{DYN}}\right)}\right)+\Delta {\text{L}}_{\text{MARGIN}},$$

  

  wobei
• L_TR,NL den Schall durch das Reifen-Fahrbahn-Geräusch,
• L_PT,NL den Schall aufgrund von Antriebsgeräuschen im lastfreien Zustand,
• L_DYN den Schall aufgrund von zusätzlichen Antriebsgeräuschen durch Motorlast und
• ΔL_MARGIN eine Toleranzzugabe beschreibt.
• Für weitere Erläuterungen zu den Formeln wird auf die genannten Veröffentlichungen verwiesen.
• Zur Berechnung der erwarteten Schallemission L_exp nötige fahrzeugunabhängige Konstanten und Gleichungen sind dabei vorzugsweise in der Kontrolleinheit hinterlegt (bzw. in der Steuereinheit des Kraftfahrzeugs, falls diese die Berechnung durchführt).
• In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Ursachenanalyse durchgeführt und/oder durch die stationäre Kontrolleinheit wird eine Information ausgegeben, falls im Verfahrensschritt d) die tatsächliche Schallemission die erwartete Schallemission um mehr als einen vorgegebenen Wert überschreitet. So kann, abhängig von einer ermittelten Ursache der Überschreitung, z.B. der Fahrer des Kraftfahrzeugs, der Hersteller des Kraftfahrzeugs und/oder eine Behörde informiert werden, um gegebenenfalls weitere Maßnahmen zu ergreifen. Beispielsweise kann ein Hinweis auf unzulässige Manipulation des Fahrzeugs zu einer Strafe für den Fahrzeughalter führen. Ist die Überschreitung dagegen auf systematische Probleme bei der Homologationsprüfung des Fahrzeugtyps zurückzuführen, wird der Hersteller sowie eine zuständige Behörde, etwa das Verkehrsministerium, in Kenntnis gesetzt. Im Falle schlechter lokaler Straßen- oder Fahrbedingungen, die zu einem „Lärm-Hotspot“ führen, kann eine Benachrichtigung der Stadt oder Gemeinde erfolgen.
• Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Kontrolle der Geräuschemission eines Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr vorgesehen, insbesondere zur Durchführung des bisher beschriebenen Verfahrens, mit einer Kontrolleinheit, die so ausgebildet ist, dass sie aktuelle Fahrbetriebsdaten und spezifische Fahrzeugdaten des Kraftfahrzeugs erfasst, und eine erwartete Schallemission des Kraftfahrzeugs für die aktuelle Fahrsituation bestimmt sowie eine aktuelle tatsächliche Schallemission des Kraftfahrzeugs misst und die bestimmte erwartete Schallemission und die gemessene tatsächliche Schallemission miteinander vergleicht.
• Wiederum ist unter „bestimmen“ insbesondere „berechnen“ zu verstehen. Die Kontrolleinheit verwendet ein Soundmodell, um die erwartete Schallemission des Kraftfahrzeugs in Echtzeit im realen Betrieb unter Verwendung der aktuellen Fahrbetriebsdaten zu berechnen. Die gemessene Schallemission des Kraftfahrzeugs wird dann mit diesem für die aktuelle Fahrsituation berechneten Erwartungswert verglichen, wodurch die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben für die Geräuschemissionen des Kraftfahrzeugs individuell und unabhängig vom aktuell vorliegenden Betriebszustand überprüft werden kann. Alternativ ist die Verwendung einer Nachschlagetabelle.
• Dabei kann eine Steuereinheit im Kraftfahrzeug die aktuellen Fahrbetriebsdaten und/oder spezifischen Fahrzeugdaten erfassen und drahtlos an die Kontrolleinheit übertragen, wobei eine solche Steuereinheit bereits ab Werk vorgesehen sein kann, entweder als spezielles Bauteil oder durch zusätzliche Verwendung einer bereits vorhandenen Komponente. Ebenso kann die Steuereinheit nachgerüstet und z.B. mit einem System zur On-Board-Diagnose (OBDII) verbunden werden.
• Vorteilhaft weist die Kontrolleinheit eine akustische Kamera auf, mit der die tatsächliche Schallemission des Kraftfahrzeugs gemessen wird, insbesondere wobei die akustische Kamera zusätzlich ein Nummernschild des Kraftfahrzeugs erfasst. Derartige akustische Kameras sind bereits Stand der Technik und können nicht nur Schallemissionen messen und einer Quelle zuordnen, sondern ermöglichen über die Erfassung des Nummernschilds auch eine Identifikation eines Kraftfahrzeugs, was die Abfrage weiterer, für die Bestimmung der erwarteten Schallemission benötigter Fahrzeugdaten ermöglicht.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kontrolleinheit derart an einer Straße angeordnet, dass ihr Abstand zur Mitte der Fahrzeuglängsachse eines vorbeifahrenden, zu kontrollierenden Kraftfahrzeugs in 7,5 m (ggf. plus/minus 0,5 m) beträgt. Dies entspricht dem Abstand bei der Homologationsprüfung im Rahmen der Typzulassung von Kraftfahrzeugen
• Darüber hinaus gelten sämtliche mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren genannten Weiterbildungen auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung und umgekehrt.
• Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt
  die einzige Figur schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Kontrolle der Geräuschemission eines Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr durchgeführt wird.
• Die Figur zeigt eine Vorrichtung 10 zur Kontrolle der Geräuschemissionen eines Kraftfahrzeugs 12 im Straßenverkehr, wobei im Folgenden gleichzeitig ein in der Vorrichtung 10 durchgeführtes Verfahren zur Kontrolle der Geräuschemission des Kraftfahrzeugs 12 im Straßenverkehr erläutert wird.
• Die Vorrichtung 10 weist eine im Kraftfahrzeug 12 vorgesehene Steuereinheit 14 auf, die so ausgebildet ist, dass sie aktuelle Fahrbetriebsdaten 15, namentlich die momentane Geschwindigkeit v und/oder die Motordrehzahl n (falls vorhanden) und/oder die Motorlast des Kraftfahrzeugs 12, erfasst und, wie in der Figur angedeutet, in Echtzeit drahtlos an die Umgebung aussendet. Die relevanten Fahrbetriebsdaten 15 werden der Steuereinheit 14 zum Beispiel von einem CAN-Bus zur Verfügung gestellt.
• Bei der gezeigten Ausgestaltung erfasst die Steuereinheit 14 ständig die aktuellen Fahrbetriebsdaten 15 und sendet diese fortlaufend oder in regelmäßigen Abständen an die Umgebung aus, beispielsweise mittels WLAN, Bluetooth, DSRC oder Cellular V2X.
• Die Vorrichtung 10 umfasst weiterhin eine außerhalb des Kraftfahrzeugs 12 angeordnete Kontrolleinheit 16, die hier stationär ausgeführt ist und so am Rand einer vom Kraftfahrzeug 12 befahrenen Straße 18 angeordnet ist, dass ihr Abstand A zur Fahrzeugmitte des Kraftfahrzeugs 12 in etwa 7,5 m beträgt.
• Nähert sich das Kraftfahrzeug 12 der stationären Kontrolleinheit 16, so empfängt diese die von der Steuereinheit 14 im Kraftfahrzeug 12 ausgesandten Fahrbetriebsdaten 15.
• In der Kontrolleinheit 16 ist eine akustischen Kamera 20 angeordnet, die ein Bild eines Nummernschilds des Kraftfahrzeugs 12 erfasst, anhand dessen das Kraftfahrzeug 12 durch die Kontrolleinheit 16 identifiziert wird.
• Die Kontrolleinheit 16 ist weiterhin so ausgebildet, dass sie anhand der an sie übermittelten aktuellen Fahrbetriebsdaten 15 des Kraftfahrzeugs 12 eine erwartete Schallemission des Kraftfahrzeugs 12 für die aktuelle Fahrsituation in Echtzeit bestimmt, genauer berechnet.
• Bei der Berechnung werden neben den vom Kraftfahrzeug 12 übermittelten Fahrbetriebsdaten 15 zusätzliche spezifische Fahrzeugdaten berücksichtigt, z.B. die Masse des Kraftfahrzeugs 12 sowie Daten von dessen Homologationsprüfung im Rahmen der Typzulassung. Diese zusätzlichen spezifischen Fahrzeugdaten sind in einer (ggf. nationalen oder EU-weiten) Datenbank hinterlegt und werden nach Identifikation des Kraftfahrzeugs 12 durch die Kontrolleinheit 16 abgefragt bzw. zugeordnet. Dabei können die relevanten Daten für sämtliche Fahrzeuge bereits in der Kontrolleinheit 16 gespeichert sein oder in Echtzeit aus einer externen Datenbank abgefragt werden.
• Zur Berechnung der erwarteten Schallemission des Kraftfahrzeugs 12, genauer des erwarteten Schalldruckpegels L_exp, verwendet die Kontrolleinheit 16 das sogenannte RD-ASEP-Modell. Dieses berücksichtigt im Fall eines Kraftfahrzeugs 12 mit Verbrennungsmotor ein Reifenrollgeräusch, ein Geräusch des Antriebsstrangs im lastfreien Zustand sowie ein zusätzliches Geräusch des Antriebsstrangs unter Last. Die entsprechenden Formeln lassen sich, wie bereits erwähnt, z.B. den Veröffentlichungen „ECE/TRANS/WP.29/GRBP/2022/4“ oder „ASEP-09-06 (OICA) 2018-09-12 OICA presentation - ASEP Development - Brief Introduction to Model to IWG ASEP9“ entnehmen.
• Weitere zur Berechnung nötige fahrzeugunabhängige Konstanten und Gleichungen sind hierbei in der Kontrolleinheit 16 gespeichert.
• Zeitlich vor, während oder nach der Berechnung des erwarteten Schalldruckpegels L_exp misst die akustische Kamera 20 der Kontrolleinheit 16 die aktuelle tatsächliche Schallemission des Kraftfahrzeugs 12 in Form des tatsächlichen Schalldruckpegels L_m.
• In einem letzten Verfahrensschritt werden in der Kontrolleinheit 16 die erwartete Schallemission L_exp und der tatsächliche Schalldruckpegel L_m miteinander verglichen. Falls hierbei die tatsächliche Schallemission die erwartete Schallemission um mehr als einen vorgegebenen Toleranzwert c überschreitet, also falls $${\text{L}}_{\text{m}}>{\text{L}}_{\text{exp}}+\text{c},$$

  

  
  wird eine Ursachenanalyse durchgeführt und durch die stationäre Kontrolleinheit 16 eine Information ausgegeben. Abhängig vom Ergebnis der Ursachenanalyse wird der Fahrer bzw. der Hersteller des Kraftfahrzeugs 12 oder eine Behörde informiert.
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich also die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben für die Geräuschemission von Kraftfahrzeugen individuell überprüfen, und zwar unabhängig vom jeweils vorliegenden Betriebszustand. Hierzu wird ein Wert für die erwartete Schallemission bestimmt, der nicht fest vorgegeben ist, sondern individuell für das entsprechende Fahrzeug und die momentan vorliegende Fahrsituation (Geschwindigkeit, Motordrehzahl, Motorlast) mittels des RD-ASEP-Soundmodells in Echtzeit berechnet wird. Auf diese Weise lassen sich z.B. Fahrzeuge aufspüren, die unzulässig manipuliert wurden, deren Fahrer eine besonders rücksichtslose Fahrweise an den Tag legen oder bei deren Homologationsprüfung im Rahmen der Fahrzeugtypzulassung systematische Probleme vorlagen. Auch „Lärm-Hotspots“, verursacht durch lokale Straßen- oder Fahrbedingungen, lassen sich identifizieren.
• Hierbei sind Kontrolleinheiten vorzugsweise an Positionen im Straßenverkehr vorgesehen, an denen die Kontrolle der Geräuschemission von Kraftfahrzeugen besonders interessant und/oder sinnvoll ist, etwa in Wohngebieten oder in Bereichen, in denen die durch vorbeifahrende Fahrzeuge erzeugten Geräusche dominant sind und wenig andere (Stör-)Geräusche auftreten.
• Abweichend von der beschriebenen Ausgestaltung mit stationären Kontrolleinheiten 16 sind natürlich auch mobile Kontrolleinheiten denkbar.
• Die Vorrichtung 10 sowie das beschriebene Verfahren eignen sich zudem nicht nur zur Kontrolle der Schallemission von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor, sondern ebenso zur Kontrolle der Schallemission von Kraftfahrzeugen mit Elektromotor.
• Bei einem Fahrzeug mit elektrischem Antriebsmotor kann gegebenenfalls nur die momentane Geschwindigkeit v, sowie optional die Motorlast, von der Steuereinheit im Kraftfahrzeug an die Kontrolleinheit übermittelt und eine virtuelle Motordrehzahl zur Berechnung verwendet werden. Diese wird auf der Grundlage der vom Fahrzeug übermittelten Geschwindigkeit simuliert, indem z.B. eine virtuelle einheitliche Getriebeübersetzung von 30 km/h pro 1000 min^-1 verwendet wird.
• Weiterhin entfällt bei einem Kraftfahrzeug, das durch einen Elektromotor angetrieben wird, beim verwendeten Modell für den erwarteten Schalldruckpegel L_exp der Anteil, der auf den Antriebsstrang zurückzuführen ist. Dafür wird vorzugsweise eine Schallemission durch ein akustisches Warnsystem, insbesondere ein Fußgängerwarnsystem, berücksichtigt. Ansonsten wird das Verfahren analog zum zuvor beschriebenen Ablauf durchgeführt.

Claims (12)

1. Verfahren zur Kontrolle der Geräuschemission eines an einer insbesondere stationären Kontrolleinheit (16) vorbeifahrenden Kraftfahrzeugs (12) im Straßenverkehr, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Erfassen aktueller Fahrbetriebsdaten (15) und spezifischer Fahrzeugdaten des Kraftfahrzeugs (12); b) Bestimmen einer erwarteten Schallemission des Kraftfahrzeugs (12) für die aktuelle Fahrsituation anhand der erfassten aktuellen Fahrbetriebsdaten (15) und spezifischen Fahrzeugdaten; c) Messen einer aktuellen tatsächlichen Schallemission des Kraftfahrzeugs (12) durch die außerhalb des Kraftfahrzeugs (12) angeordnete Kontrolleinheit (16); und d) Vergleichen der erwarteten Schallemission und der tatsächlichen Schallemission.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Fahrbetriebsdaten (15) von einer im Kraftfahrzeug (12) vorgesehenen Steuereinheit (14) an die Kontrolleinheit (16) drahtlos übertragen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen aktueller Fahrbetriebsdaten (15) und/oder spezifischer Fahrzeugdaten des Kraftfahrzeugs (12) durch die Kontrolleinheit (16) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erwartete Schallemission des Kraftfahrzeugs (12) in der Kontrolleinheit (16) berechnet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Bestimmen berücksichtigten aktuellen Fahrbetriebsdaten (15) die momentane Geschwindigkeit und/oder die Motorlast und/oder die Motordrehzahl des Kraftfahrzeugs (12) umfassen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifischen Fahrzeugdaten Homologationsdaten des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Motornennleistung, die Motornenndrehzahl, die Fahrzeugmasse und den in der Vorbeifahrt ermittelten Schalldruckpegel des Kraftfahrzeugs, umfassen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (12) durch die Kontrolleinheit (16) identifiziert wird, insbesondere anhand eines Nummernschilds des Kraftfahrzeugs (12), ), und die Kontrolleinheit (16) die spezifischen Fahrzeugdaten in Abhängigkeit von dem identifizierten Kraftfahrzeug (12) erfasst.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines Kraftfahrzeugs (12) mit Verbrennungsmotor die erwartete Schallemission anhand eines Modells berechnet wird, das ein Reifenrollgeräusch, ein Antriebsgeräusch im lastfreien Zustand sowie ein zusätzliches Antriebsgeräusch unter Last berücksichtigt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines Kraftfahrzeugs (12) mit elektrischem Antriebsmotor und akustischem Warnsystem die erwartete Schallemission anhand eines Modells berechnet wird, das ein Reifenrollgeräusch sowie ein Geräusch des akustischen Warnsystems berücksichtigt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ursachenanalyse durchgeführt wird und/oder dass durch die Kontrolleinheit (16) eine Information ausgegeben wird, falls im Verfahrensschritt d) die tatsächliche Schallemission die erwartete Schallemission um mehr als einen vorgegebenen Wert überschreitet.
11. Vorrichtung zur Kontrolle der Geräuschemission eines Kraftfahrzeugs (12) im Straßenverkehr, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Kontrolleinheit (16), die so ausgebildet ist, dass sie aktuelle Fahrbetriebsdaten (15) und spezifische Fahrzeugdaten des Kraftfahrzeugs (12) erfasst, und eine erwartete Schallemission des Kraftfahrzeugs (12) für die aktuelle Fahrsituation bestimmt sowie eine aktuelle tatsächliche Schallemission des Kraftfahrzeugs misst und die bestimmte erwartete Schallemission und die gemessene tatsächliche Schallemission miteinander vergleicht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (16) eine akustische Kamera (20) aufweist, mit der die tatsächliche Schallemission des Kraftfahrzeugs (12) gemessen wird, insbesondere wobei die akustische Kamera (20) zusätzlich ein Nummernschild des Kraftfahrzeugs (12) erfasst.