WO2023151886A1 - Verfahren und assistenzsystem zur automatischen geräuschoptimierung und kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2023151886A1
WO2023151886A1 PCT/EP2023/050677 EP2023050677W WO2023151886A1 WO 2023151886 A1 WO2023151886 A1 WO 2023151886A1 EP 2023050677 W EP2023050677 W EP 2023050677W WO 2023151886 A1 WO2023151886 A1 WO 2023151886A1
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a method and an assistance system for noise optimization of a motor vehicle.
  • the invention further relates to a correspondingly equipped motor vehicle.
  • noises can arise which can be perceived as annoying or distracting by vehicle occupants. This can impair the use or passenger comfort of the motor vehicle.
  • corresponding vibrations can possibly lead to or contribute to damage or increased wear.
  • the occurrence of such noises or corresponding vibrations can be counteracted by making vibration-prone components more solid, by additional attachment points or by additional damping material if components or operating points that are problematic in terms of noise development are already identified during vehicle development.
  • not all noise or vibration problems are often recognized and solved permanently and, on the other hand, a correspondingly increased material, production and cost expenditure can arise and possibly the weight of the motor vehicle can be increased in an undesired manner.
  • DE 10062 349 A1 describes a method for controlling a load on a vehicle.
  • the instantaneous load is determined using an operating variable and controlled by a control unit.
  • the latter takes place dependently from a noise level resulting from the momentary load. This is intended to improve the noise emission or noise radiation caused by the vehicle.
  • US 2013/0 035 832 A1 describes a control device for distributing a driving force of a vehicle. There it is determined when a rotational speed of an output shaft of an engine of the vehicle is in a range in which abnormal noises can be generated. A value of torque to be transmitted to auxiliary driven wheels of the vehicle is then set so that the abnormal noise can be reduced.
  • EP 3 932 727 A1 describes a method for processing a torque of a vehicle. Therein, torque is allocated to a first drive system and a second drive system based on a required torque. Based on the required torque and a maximum torque of the second drive system, the torque output of the first drive system is adjusted if an intrinsic frequency of the first drive system is in a resonant frequency range.
  • DE 10 2020 119 700 A1 describes a method for active suppression. Noise from a vehicle with an electric drive motor. Operating information relating to a time profile of a current and/or a voltage with which the drive machine is operated is determined therein. On the basis of the operating information, a compensation signal is then generated for at least partial suppression of an interference noise that is caused by the operation of the drive machine. Corresponding background noise is intended to be reduced or suppressed in a particularly reliable manner.
  • DE 10 2018 221 998 A1 describes a method for generating a noise database.
  • An acoustic signal of a motor vehicle and a parameter of the motor vehicle or its surroundings, which is associated with the acoustic signal in terms of time, are recorded therein.
  • a data record is also generated with the parameter and the signal and/or a physical property of the signal as entries. This data record is then stored in the noise database. This should ultimately improve driving comfort and increase road safety.
  • DE 10 2014 206 048 A1 describes a method for operating an electric motor in a system, for example a motor vehicle.
  • a correction signal for changing the operating noise of the system at at least one predefinable frequency is determined therein from a frequency-dependent response function of the system. This correction signal is then used to control the electric motor. This is intended to specifically adapt the acoustic characteristics of the electric motor.
  • US 2008/0 120 011 A1 describes a control unit for a vehicle that includes an internal combustion engine and an electric motor.
  • the controller includes noise reduction means for controlling the electric motor. This is to reduce noise caused by changes in the output torque of the internal combustion engine.
  • the electric motor is controlled in such a way that it generates a torque that varies in opposite phase. This is intended to achieve both a reduction in noise and an improvement in fuel efficiency.
  • WO 2020/207 405 A1 Another method for torque control is described in WO 2020/207 405 A1. Therein, a torque distribution for a first drive system and a second drive system is performed according to a torque request. If, at a current vehicle speed, a characteristic frequency of the first drive system falls within a resonant frequency interval of the first drive system, the torque output of the two drive systems is modified according to the torque request and a maximum torque of the second drive system. The torque output of the first drive system is reduced and the torque output of the second drive system is increased.
  • the object of the present invention is to improve the comfort of use and the acoustic behavior of a motor vehicle in a particularly efficient manner.
  • the method according to the invention can be used for noise optimization of a motor vehicle, in particular automatically or semi-automatically. This Optimization can take place with regard to at least one predetermined criterion, for example. In particular, disruptive peaks, ie noise peaks, can be avoided or reduced.
  • the method can be used during operation of the respective motor vehicle with operation of at least one system or at least one component for the motor vehicle. The motor vehicle can therefore already be manufactured. In another case, an analogous method can be used, for example, during the development phase or even before final assembly of the motor vehicle.
  • acoustic signals are detected during operation of the motor vehicle with operation of the at least one system for the motor vehicle and analyzed for acoustic peaks.
  • acoustic signals can be or include, for example, sound signals, ie airborne or structure-borne noise, vibrations and/or the like.
  • acoustic peaks can be, for example, peaks in a respective frequency spectrum, in particular peaks that protrude beyond a predefined threshold value or are higher by at least a predefined value or percentage than surrounding areas of the respective spectrum.
  • the acoustic signals can be detected, ie recognized, for example by a Fourier transformation, in particular using the FFT method, a threshold value comparison, a determination of a sound energy in specific predetermined frequency or spectral ranges and/or the like.
  • a current load requirement for the motor vehicle or the respective system and for the at least one system of the motor vehicle or for at least one operating parameter of at least the system at least one current operating parameter value by which the load requirement is met is recorded or determined.
  • a system can be provided or set up for a specific functionality of the motor vehicle, for example a drive, ventilation, cooling and/or the like.
  • Such a system may include one or more devices, devices, components, controllers and/or the like.
  • the system can include at least two controllable devices or components.
  • the current load requirement can apply to just this system, at least one other system, or the motor vehicle as a whole.
  • a load request can, for example, by a Setting or operating action of a driver or occupant of the motor vehicle or, for example, an operator of the system or a corresponding test stand or the like are triggered or determined.
  • the operating parameter value can be a value of an operating parameter of the respective system, such as an output torque, a speed, a power, a switching or control frequency, a duty cycle and/or the like.
  • a state of the motor vehicle is determined which is given at a particular point in time at which the acoustic increase occurs.
  • the adaptation device can be or include a device for machine learning or artificial intelligence, for example an artificial neural network, a pattern recognition algorithm and/or the like.
  • the adaptation device can be designed as a corresponding software module or, for example, comprise a processor device, such as a microchip, microcontroller or microprocessor or the like, and a data memory coupled thereto, on which a corresponding software module or computer program is stored.
  • the adjustment device can thus automatically vary the at least one operating parameter value, ie change it and then check whether the acoustic increase has changed, in particular has been reduced, or not.
  • the adjustment device can be part of the motor vehicle.
  • the adaptation device can be designed as a control unit of the motor vehicle or for the motor vehicle or can be integrated into such a control unit.
  • the adaptation device can also be a separate device, for example a control device or the like that can be used as part of the development or testing of the system before it is installed in the motor vehicle.
  • the at least one operating parameter value can be varied automatically, for example, until the acoustic peak has been eliminated, falls below a predetermined threshold value and/or a respective, in particular predetermined, range of variation within which the operating parameter value can be varied has been exhausted.
  • a corresponding threshold can, for example frequency-dependent and/or relative to other frequencies or spectrum ranges, for corresponding sound power levels or volume levels and/or the like.
  • the scope for variation can, for example, be specified or predefined individually for each operating parameter value. It can thereby be ensured that when the operating parameter value is varied, for example limits of a specification or safe operation or specified emission or energy consumption limits are complied with, ie not exceeded.
  • the at least one operating parameter value can be automatically varied, for example, according to a predetermined scheme, depending on a change in the respective acoustic increase or a sum of several or all detected acoustic increases, randomly or automatically by the adjustment device itself learned pattern or scheme.
  • the latter can be done, for example, using a predetermined reward function, which rewards variations that lead to a particularly large or effective reduction in the acoustic peak, so that such variations are learned and preferably used.
  • the corresponding new, i.e. changed, operating parameter value is learned as a new operating strategy for the system to meet the respective requirement and is automatically applied if the respective requirement occurs in the future. ie set, so that a future or renewed occurrence of the respective acoustic increase in the respective operating point, ie for the respective load requirement, is avoided.
  • This new operating strategy can be learned by the self-learning adaptation device and/or the respective system whose operating parameter value has been changed. Adaptive, self-learning noise optimization during operation is therefore provided in the present case, in which the adaptation device determines and learns suitable settings, i.e.
  • the method according to the invention is used when the motor vehicle is in operation, so that its acoustic properties are therefore live can be optimized. If an analog method is used in the separate operation of the at least one system, then this system can be characterized in advance, ie before use in the motor vehicle. This can already enable optimization in a correspondingly early process of vehicle production. For example, not only the operating strategy of the system can then be adapted, but the design of the system or at least one further device for the motor vehicle or a design of the motor vehicle can be modified or adapted. It is thus possible to react to the acoustic or vibratory properties of the at least one system correspondingly early and thus particularly flexibly, practicably, cost-effectively and effectively. For example, it can be recognized that the system is in a certain operating point or
  • Frequency range generates noise or excitation peaks, and a structure or design of the motor vehicle can be designed based on this, in order to dampen this or to minimize corresponding excitation of other components through the system.
  • the noise optimization is performed in a predetermined optimization mode of operation of the motor vehicle.
  • this optimization operating mode different specified load requirements or corresponding operating points are run through in a predefined program, ie set.
  • a predefined program ie set.
  • Such an optimization operating mode or a corresponding program can be executed, for example, on a roller test stand of the motor vehicle in a consistent, predefined manner.
  • the motor vehicle or at least one system of the motor vehicle can be controlled, ie operated, from a minimum load or minimum power to a maximum load or maximum power.
  • the noise optimization can be carried out as required or regularly, for example as part of a repair or maintenance or as part of an inspection service or the like. This can ensure that acoustic peaks are reliably detected.
  • the motor vehicle can be operated with a specific load requirement at which an acoustic increase was detected until the corresponding noise optimization, i.e. the optimization of the at least one operating parameter value for minimizing the acoustic increase, is completed.
  • a correspondingly comfortable acoustic behavior of the motor vehicle can then be ensured during normal usage or operating times of the motor vehicle.
  • the optimization operating mode for example, to a driver of the motor vehicle Instructions are automatically issued to set or approach the specified load requirements or operating points.
  • the noise optimization can be carried out as part of the regular use of the motor vehicle, so that the motor vehicle does not have to be taken to a workshop or to a service facility for this purpose, for example.
  • the optimization operating mode can be activated manually, for example, so that when the optimization operating mode is deactivated, that is to say when the motor vehicle is operated outside of the optimization operating mode, the corresponding effort for noise optimization can be saved.
  • the optimization operating mode can, for example, be activated automatically, regularly or in response to a detected change in the motor vehicle. This can enable further improved convenience of use.
  • the present invention is not based on the shifting of natural frequencies, but on the continuous detection of acoustic peaks, i.e. background noise, in the motor vehicle or during operation of the at least one system and a corresponding adaptive, self-learning adaptation of the behavior of the motor vehicle or one or more systems for the motor vehicle, so that the excitation of component-specific natural frequencies is avoided or reduced by adaptive functional system measures during the use phase, i.e. ultimately during operation of the motor vehicle.
  • the usage phase can mean any operation of the motor vehicle here, for example a first test or test operation after manufacture, operation by an end user, operation in a workshop or on a test stand and/or the like.
  • the load requirement is not automatically changed or excluded, this can be understood to mean that the driver or occupant of the motor vehicle determines its state by specifying or setting the load requirement, but the motor vehicle or its self-learning adaptation device determines how this state is achieved or is set, i.e. which states or operating parameter values of individual systems, devices or components are used to meet the load requirement.
  • the present invention thus enables a vehicle and/or system-specific or -individual and lasting noise optimization, in particular when there is a component or production scatter between different motor vehicles or systems that have the same specifications, if there are changes in the acoustic behavior of the motor vehicle over time and/or the like.
  • Such changes can, for example, be due to wear and tear and/or the use of individual add-on parts or adjustments, such as a roof rack or bicycle rack, a spoiler, an adapted shock absorber or chassis, a higher or lower suspension, modified tires, chip tuning, a load and/or the like. All of this can lead to vehicle- or situation-specific acoustic peaks at certain operating points, which are practically unpredictable and cannot be permanently excluded or prevented from the outset.
  • the present invention can thus be used to achieve noise optimization without, for example, a significantly more robust design of systems and components of the motor vehicle and thus particularly efficiently, specifically for the vehicle, permanently, effectively and comfortably.
  • the noise optimization can be carried out automatically or semi-automatically and thus particularly easily and with little effort for users of the motor vehicle.
  • varying the at least one operating parameter value leaves an overall or initial behavior of the system or of the motor vehicle unchanged. For example, if the at least one operating parameter value is varied or if the corresponding new operating strategy is used, a total output power or a total output torque, a total cooling capacity, a total ventilation capacity, a speed and/or the like more of the system or the motor vehicle can be compared to the original one before the Variation given and recorded operating parameter value remain unchanged.
  • the presently proposed method for noise optimization can also be used—in a correspondingly modified or supplemented form—to generate or amplify a specific target noise.
  • a specific target noise for example, an absence or a volume below a specified threshold value of a specified target noise or a specified noise characteristic, for example in a specific frequency range, can be detected and at least one operating parameter value of at least one system of the motor vehicle can be varied in such a way that the desired noise or the noise characteristic is generated or amplified.
  • This can in particular be carried out corresponding to predetermined loads, load requirements or driving maneuvers.
  • a specific driving impression or a specific driving experience can be generated or supported, for example an impression of sportiness when accelerating by generating or amplifying a sonorous hum or the like.
  • the system comprises at least two at least essentially functionally identical controllable devices.
  • the adaptation device changes a control of the two devices in opposite directions to one another.
  • the functionally identical controllable devices can therefore be provided or set up for the same type of basic functionality.
  • the functionally identical devices in the present sense can, for example, produce the same type of effect or output, such as a driving torque, an air flow or the like.
  • control of the two devices is changed in opposite directions can mean in particular that the corresponding output of one device is reduced and the output of the other device is increased, so that an overall output or an overall effect of the two devices or the system comprising them remains unchanged and thus the respective load requirement is still met despite the variation or change.
  • Such an opposing activation or variation of two functionally identical devices can in a particularly simple way allow at least one operating parameter value to be varied without deviating from the load requirement, since an effect of the changed activation of one of the two devices is caused by the opposite, i.e. opposite change in the activation of the other both facilities is compensated immediately.
  • the two devices of the system are designed as drive devices, in particular as electric drive machines, on different axles of the respective motor vehicle.
  • a first of the devices can drive a front axle of the motor vehicle, while the other of the two devices can drive a rear axle of the motor vehicle.
  • Operating parameter value is varied here a torque distribution between the two drive devices.
  • a load or torque shift is carried out between the two drive devices.
  • a total torque for driving the motor vehicle can remain unchanged overall.
  • the two drive machines are shifted to different individual operating points, as a result of which the operating noise or noise spectrum of the drive machines can be changed.
  • the embodiment of the present invention proposed here can enable particularly effective noise optimization, since acoustic peaks are often caused by drive devices, but only occur in relatively narrow speed or load ranges of the drive machines. It is also advantageous here that the corresponding actuation of the electric machines can be carried out particularly easily and particularly quickly and at least essentially imperceptibly for the occupants of the motor vehicle.
  • the respective system which—at least presumably—causes the overelevation, ie is at least presumably responsible for the overelevation is determined, ie identified, during operation of the motor vehicle using operating data of the motor vehicle.
  • the adjustment device then varies the at least one operating parameter value at least precisely for this system.
  • the operating data can be determined for the motor vehicle as a whole or for a number of individual systems in the motor vehicle.
  • the system responsible for the superelevation can then be determined using an analysis of the operating or load states of the various systems.
  • the operating data can specify or include, for example, a rotational speed, a torque, a temperature, a switching state, a control frequency, a duty cycle, an operating mode and/or the like.
  • Various operating modes in this sense can be, for example, for a drive, all-wheel drive compared to a front or rear axle drive, or, for example, for a ventilation system or the like, outside air operation compared to air recirculation mode.
  • the various systems of the motor vehicle can be run through, for example depending on a spatial proximity or a degree of mechanical and/or electrical coupling to the identified system or according to a predefined sequence or matrix. Varying only or at least first the operating parameter value of the identified system can represent a particularly targeted and therefore particularly effective and quick measure, which can have a particularly high susceptibility to success for the effective reduction of the acoustic overshoot.
  • the responsible system is incorrectly identified or the cant can only be reduced, for example, by varying an operating parameter value of another system or multiple systems. This can be the case, for example, in the case of a complex interaction between several systems as the cause of the acoustic increase.
  • the variation i.e. the search for an acoustically optimal operating strategy, can be carried out in the next instance, i.e. at the next Occurrence of the corresponding load requirement or acoustic increase are continued. In this way, a particularly effective noise optimization can ultimately be achieved.
  • the system causing the excessive increase is determined, ie identified, using at least one predefined characteristic map.
  • Acoustically critical ranges of one or more operating parameters, volumes linked to different systems and/or volumes or interference frequencies that have occurred in the past with different operating parameter values and/or the like can be specified in such a characteristic diagram. From this, the responsible system can be determined directly. Likewise, for example, multiples or dividers, ie higher or lower orders of the in the map specified frequencies are compared with the detected acoustic increase or its frequency in order to deduce the responsible system in each case.
  • the volume or sound intensity can be plotted or specified as dimensions of the characteristics map over a torque, a speed and a temperature and/or the like.
  • a characteristic map for the motor vehicle and/or a plurality of characteristic diagrams can be specified for an individual system or an individual component of the motor vehicle.
  • a corresponding characteristics map can be generated and specified, for example, as part of the development or production of the motor vehicle by means of appropriate measurements. If there are changes over time and thus deviations from the initial map, the map can still be used or taken into account, for example by identifying the responsible system based on the peak specified in the map, which corresponds to the frequency of the detected acoustic exaggeration is closest, through a pattern comparison of frequency peaks or spectra and/or the like.
  • the use of at least one characteristics map proposed here can enable a particularly simple and rapid identification of the respective responsible system, ie the system causing the respective acoustic peaking.
  • the acoustic signals are detected by means of a plurality of spatially distributed acoustic sensors.
  • acoustic sensors can be or include, for example, microphones, vibration sensors, bending sensors, acceleration sensors and/or the like. These acoustic sensors can be permanently installed as part of the motor vehicle. Additionally or alternatively, for example, an acoustic sensor of a mobile electronic device coupled to the motor vehicle, for example a mobile phone or a navigation device or the like, can be used.
  • the acoustic sensors can be arranged on or around the system or integrated into it, for example.
  • acoustic sensors can enable a particularly reliable detection of acoustic peaks that is relevant for the occupants of the motor vehicle, since, for example, the detection of acoustic peaks is then not dependent on an acoustic model of the motor vehicle or assumed acoustic reactions of the motor vehicle to a specific operating behavior or are supported must.
  • at least one acoustic sensor can be in or on a passenger compartment of the Be arranged motor vehicle. An actual noise to which the vehicle occupants are exposed can then be detected with this. This allows a particularly precise and reliable detection of acoustic peaks that are actually relevant for the vehicle occupants or the comfort.
  • the use of a plurality of spatially distributed acoustic sensors can enable a particularly precise and reliable localization of a corresponding sound source or identification of the respective causative system.
  • a user setting of at least one device of the motor vehicle which can influence a noise level in a passenger compartment of the motor vehicle, is detected during operation of the motor vehicle.
  • a user setting can be or include, for example, a degree of opening or closing state of a side window, a setting for an air flow or ventilation intensity of a ventilation device, a volume of a media playback device, such as a radio or multimedia device or the like, and/or the like.
  • the at least one operating parameter is only varied automatically by the adjustment device if the noise level generated in the passenger compartment by the user setting is less than a predetermined threshold value and/or if a noise corresponding to the acoustic increase is not caused by the drowned out by the noise level generated by the user setting.
  • This is based on the finding that appealing user settings - such as correspondingly loud music playback or wind noise occurring when the side window is open at a corresponding speed of the motor vehicle - can drown out acoustic peaks caused by other systems in the motor vehicle, so that the reduction of such an acoustic peak effectively i.e. in the perception of the vehicle occupants, would have no effect.
  • the variation of the operating parameter value can then be saved in such situations. In this way, efficiency losses that may be associated with the variation of the operating parameter value can be avoided without the comfort of the occupants or the use being reduced.
  • Another aspect of the present invention is an assistance system for a
  • the assistance system according to the invention has a
  • Data processing device and is for, in particular automatic or set up semi-automatic execution of the method according to the invention.
  • the data processing device can comprise, for example, a process device, ie a microchip, microprocessor or microcontroller or the like, and a computer-readable data memory coupled thereto.
  • An operating or computer program can be stored in this data memory, which encodes or implements the method steps, processes or measures or corresponding control instructions described in connection with the method according to the invention.
  • This operating or computer program can then be executable by the process device in order to carry out the responsive method or to cause or cause it to be carried out.
  • the assistance system according to the invention can in particular be the adaptation device mentioned in connection with the method according to the invention or can include or implement it.
  • the assistance system can also have, for example, an input interface for detecting the acoustic signals, a corresponding acoustic signal analysis device - implemented in hardware and/or software - for detecting acoustic peaks, one or more acoustic sensors for recording the acoustic signals, an output interface for outputting control signals for varying the at least an operating parameter value of and/or the like.
  • Another aspect of the present invention is a motor vehicle that has at least one controllable system that can generate or stimulate sound or acoustic oscillations or vibrations directly or indirectly during operation, and an inventive assistance system for noise optimization of the motor vehicle or the at least one controllable system having.
  • the motor vehicle according to the invention can in particular be or correspond to the motor vehicle mentioned in connection with the method according to the invention and/or in connection with the assistance system according to the invention. Accordingly, the motor vehicle according to the invention can have some or all of the properties and/or features mentioned in these contexts.
  • FIG. 1 shows a sectional schematic representation of a motor vehicle with an assistance system for noise optimization
  • FIG. 2 shows an exemplary schematic diagram representation for illustrating acoustic problem areas.
  • the motor vehicle 1 shows a fragmentary schematic representation of a motor vehicle 1.
  • the motor vehicle 1 is equipped here with an electric drive system that includes an electric front motor 2 on a front axle and an electric rear motor 3 on a rear axle.
  • an electric drive system that includes an electric front motor 2 on a front axle and an electric rear motor 3 on a rear axle.
  • acoustic peaks that is to say background noise, can occur, in particular in limited frequency ranges or in the form of individual frequency peaks. Reliable and permanent avoidance of this cannot be achieved in a practicable way in the context of series production of corresponding motor vehicles 1, for example due to individual deviations such as different equipment variants, a scattering of properties of individual components or systems, different aging influences and/or the like.
  • the motor vehicle 1 is equipped here with a self-learning assistance system 4 for noise optimization when the motor vehicle 1 is in operation.
  • the assistance system 4 comprises, indicated schematically, a processor 5 and a computer-readable data memory 6.
  • the assistance system 4 can also have additional and/or different components.
  • the motor vehicle 1 also has a plurality of acoustic sensors 7 arranged in a distributed manner. Acoustic signals are thus recorded during operation of the motor vehicle 1, which are then processed by the assistance system 4 and analyzed for acoustic peaks. Assistance system 4 also records status data that can indicate a current load requirement, current statuses or operating parameter values of one or more systems of motor vehicle 1, for example the drive system, and/or the like. This status data can, for example, by a corresponding state sensors 8 indicated here purely schematically are determined or provided.
  • the status sensor system 8 can include, for example, one or more sensors, control devices, switching devices and/or the like.
  • the assistance system 4 continuously detects acoustically critical operating points during operation. Furthermore, the assistance system 4 can then identify at least one system of the motor vehicle 1 that is at least presumably or presumably responsible, for example by means of a machine learning method, using a predefined characteristic diagram and/or the like.
  • the assistance system 4 can then automatically change or vary at least one operating parameter value by means of appropriate intelligent control of this system or individual components or devices of this system, for example the front engine 2 and the rear engine 3, in order to reduce the detected acoustic increase.
  • a torque shift can be carried out between the front engine 2 and the rear engine s, with a total torque of the drive system remaining unchanged according to a current load requirement.
  • an acoustic increase caused, for example, by the front engine 2 or the rear engine 3 or a vibrational excitation of the respective axle, ie a corresponding acoustic abnormality can then be avoided or reduced.
  • an activation of an air conditioning or heat management system of the motor vehicle 1 can be changed accordingly in order to bring about a temperature change, which can also lead to an avoidance or reduction of the acoustic increase.
  • fans or ventilators, air or mixing flaps, a differential and/or the like can be controlled accordingly in a different way.
  • the assistance system 4 is designed to be self-learning. This means here that the assistance system 4 checks, after a change has been made in at least one operating parameter value, whether or to what extent this has led to a change in the respective detected acoustic increase, ie in particular a noise optimization. The operating parameter value and/or at least one further operating parameter value can then be changed further and again a resulting change in the acoustic behavior of the motor vehicle 1 to be checked or observed.
  • a reduction in acoustic peaks that is to say for example an adjustment of peaks or an equalization of an energy distribution in an acoustic spectrum or the like, can be specified as the optimization goal.
  • the assistance system 4 can learn automatically and independently which operating parameter values or which changes in which operating parameter values can be used to achieve noise optimization. This can be learned individually or specifically for specific load requirements or operating points of motor vehicle 1 or one or more systems of the motor vehicle.
  • the operating parameter values learned for noise optimization can then be used automatically in the future—by the assistance system 4 and/or the corresponding system whose operating parameter value has been varied—if a corresponding load request or a corresponding operating point occurs again or is set.
  • FIG. 2 shows an exemplary schematic diagram representation in which a sound frequency f is plotted on an ordinate axis and a speed v of motor vehicle 1 is plotted on an abscissa axis. A number of speed-frequency curves 9 are shown there. These indicate which sound frequencies f can occur at different speeds v. However, not all noises and sound frequencies f are disruptive. Rather, individual interference areas 10 can be present in which, for example, particularly loud noises can occur at the corresponding sound frequency f or a frequency spectrum that is perceived as particularly unpleasant. The various interference areas 10 can occur at different operating points or operating modes, for example when driving constantly under low or high engine load, when accelerating through the respective speed range or the like.
  • a certain speed v at which one of the interference areas 10 is located, can be set or maintained by changing the control of the front motor 2 and the rear motor 3, so that the respective interference area 10 is then at this speed can be avoided or circumvented.
  • Scatter bands 11 of individual components of the motor vehicle 1 are illustrated here for two of the interference regions 10 by way of example.
  • the scatter bands 11 illustrate possible differences in the acoustic behavior of the same component in different motor vehicles 1 through scattering, i.e. characteristics of the components lying within the specified tolerances or specifications shown to a fleet of vehicles.
  • the scatter bands 11 extend beyond the corresponding interference regions 10 determined, for example, for the majority of the components.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Assistenzsystem (4) zur Geräuschoptimierung eines Kraftfahrzeugs (1) sowie ein entsprechend eingerichtetes Kraftfahrzeug (1). In dem Verfahren werden im Betrieb des Kraftfahrzeugs (1) oder wenigstens eines Systems (2, 3) des Kraftfahrzeugs Akustiksignale erfasst und auf akustische Überhöhungen (10) hin analysiert. Bei Detektion einer akustischen Überhöhung (10) werden eine aktuelle Lastanforderung und ein aktueller Betriebsparameterwert des wenigstens einen Systems (2, 3) erfasst. Der Betriebsparameterwert wird dann durch eine selbstlernende Anpassungseinrichtung (4) unter fortgesetzter Erfüllung der Lastanforderung variiert, um die Überhöhung (10) zu reduzieren. Wenn eine Reduzierung der Überhöhung (10) erreicht ist, wird der korrespondierende neue Betriebsparameterwert als neue Betriebsstrategie für das System (2, 3) zum Erfüllen der jeweiligen Lastanforderung durch das selbstlernende Assistenzsystem (4) gelernt und bei einem zukünftigen Auftreten der jeweiligen Lastanforderung automatisch angewendet.

Description

Verfahren und Assistenzsystem zur automatischen Geräuschoptimierung und Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Assistenzsystem zur Geräuschoptimierung eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter ein entsprechend eingerichtetes Kraftfahrzeug.
Im Betrieb eines Kraftfahrzeugs können Geräusche entstehen, die von Fahrzeuginsassen als störend oder ablenkend empfunden werden können. Dies kann einen Nutzungs- oder Insassenkomfort des Kraftfahrzeugs beeinträchtigen. Zudem können entsprechende Vibrationen gegebenenfalls zu Beschädigungen oder einem erhöhten Verschleiß führen oder beitragen. Dem Entstehen solcher Geräusche bzw. entsprechender Vibrationen kann gegebenenfalls durch massivere Ausgestaltung vibrationsanfälliger Komponenten, durch zusätzliche Befestigungspunkte oder durch zusätzliches dämpfendes Material entgegengewirkt werden, wenn hinsichtlich der Geräuschentwicklung problematische Komponenten oder Betriebspunkte bereits während der Fahrzeugentwicklung erkannt werden. Dabei werden jedoch zum einen oftmals nicht sämtliche Geräusch- oder Vibrationsprobleme erkannt und dauerhaft gelöst und es kann zum anderen ein entsprechend erhöhter Material-, Fertigungs- und Kostenaufwand anfallen und gegebenenfalls ein Gewicht des Kraftfahrzeugs in unerwünschter Weise erhöht werden.
Vor diesem Hintergrund beschreibt die DE 10062 349 A1 ein Verfahren zur Steuerung einer Last eines Fahrzeugs. Darin wird die momentane Last anhand einer Betriebsgröße ermittelt und mittels einer Steuereinheit gesteuert. Letzteres erfolgt dabei in Abhängigkeit von einem aus der momentanen Last resultierenden Geräuschpegel. Damit soll die durch das Fahrzeug verursachte Geräuschemission oder Lärmabstrahlung verbessert werden.
Als weiteres Beispiel beschreibt die US 2013 / 0 035 832 A1 ein Steuergerät für eine Verteilung einer Antriebskraft eines Fahrzeugs. Dort wird ermittelt, wenn eine Rotationsgeschwindigkeit einer Abtriebswelle eines Motors des Fahrzeugs in einem Bereich ist, in dem abnormale Geräusche generiert werden können. Ein Wert eines Drehmoments, das an hilfsweise angetriebene Räder des Fahrzeugs übermittelt werden soll, wird dann so gesetzt, dass das abnormale Geräusch reduziert werden kann.
Die EP 3 932 727 A1 beschreibt ein Verfahren zum Verarbeiten eines Drehmoments eines Fahrzeugs. Darin wird Drehmoment basierend auf einem benötigten Drehmoment einem ersten Antriebssystem und einem zweiten Antriebssystem zugewiesen. Basierend auf dem benötigten Drehmoment und einem Maximaldrehmoment des zweiten Antriebssystems wird der Drehmomentoutput des ersten Antriebssystems angepasst, falls eine intrinsische Frequenz des ersten Antriebssystems in einem Resonanzfrequenzbereich ist.
Die DE 10 2020 119 700 A1 beschreibt ein Verfahren zur aktiven Unterdrückung. Von Störgeräuschen eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Antriebsmaschine. Darin werden Betriebsinformationen in Bezug auf einen zeitlichen Verlauf eines Stroms und/oder einer Spannung, mit denen die Antriebsmaschine betrieben wird, ermittelt. Auf Basis der Betriebsinformationen wird dann ein Kompensationssignal zur zumindest teilweisen Unterdrückung eines Störgeräusches, das durch den Betrieb der Antriebsmaschine bewirkt wird, generiert. Damit sollen entsprechende Störgeräusche in besonders zuverlässiger Weise reduziert oder unterdrückt werden.
Die DE 10 2018 221 998 A1 beschreibt ein Verfahren zum Generieren einer Geräuschdatenbank. Darin werden ein akustisches Signal eines Kraftfahrzeugs und ein Parameter des Kraftfahrzeugs oder dessen Umgebung, der dem akustischen Signal zeitlich zugeordnet ist, erfasst. Weiter wird ein Datensatz generiert mit dem Parameter und dem Signal und/oder einer physikalischen Eigenschaft des Signal als Einträge. Dieser Datensatz wird dann in der Geräuschdatenbank hinterlegt. Damit sollen letztlich der Fahrkomfort verbessert und die Verkehrssicherheit erhöht werden. Die DE 10 2014 206 048 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb eines Elektromotors in einem System, beispielsweise einem Kraftfahrzeug. Darin wird aus einer frequenzabhängigen Responsefunktion des Systems ein Korrektursignal zur Änderung des Betriebsgeräusches des Systems bei zumindest einer vorgebbaren Frequenz ermittelt. Dieses Korrektursignal wird dann zur Steuerung des Elektromotors eingesetzt. Damit soll gezielt die akustische Charakteristik des Elektromotors angepasst werden.
Als weiteren Ansatz beschreibt die US 2008 / 0 120 011 A1 ein Steuergerät für ein Fahrzeug, das einen internen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor umfasst. Das Steuergerät weist Lärmreduktionsmittel zum Steuern des Elektromotors auf. Damit soll Lärm reduziert werden, der durch Veränderungen des Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors verursacht wird. Dazu wird der Elektromotor derart gesteuert, dass dieser ein in entgegengesetzter Phase variiertes Drehmoment erzeugt. Damit soll sowohl eine Lärmreduktion als auch eine Verbesserung der Treibstoffeffizienz erreicht werden.
Ein weiteres Verfahren für eine Drehmomentsteuerung ist in der WO 2020 / 207 405 A1 beschrieben. Darin wird eine Drehmomentverteilung für ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem gemäß einer Drehmomentanforderung durchgeführt. Wenn bei einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eine charakteristische Frequenz des ersten Antriebssystems in ein Resonanzfrequenzintervall des ersten Antriebssystems fällt, wird gemäß der Drehmomentanforderung und einem Maximaldrehmoment des zweiten Antriebssystems der Drehmomentoutput der beiden Antriebssysteme modifiziert. Dabei wird der Drehmomentoutput des ersten Antriebssystems reduziert und der Drehmomentoutput des zweiten Antriebssystems erhöht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Nutzungskomfort und ein akustisches Verhalten eines Kraftfahrzeugs auf besonders effiziente Weise zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren offenbart.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann angewendet werden zur, insbesondere automatischen oder teilautomatischen, Geräuschoptimierung eines Kraftfahrzeugs. Diese Optimierung kann beispielsweise hinsichtlich wenigstens eines vorgegebenen Kriteriums erfolgen. Insbesondere können störende Überhöhungen, also Störgeräuschspitzen vermieden oder reduziert werden. Das Verfahren kann im Betrieb des jeweiligen Kraftfahrzeugs mit einem Betrieb wenigstens eines Systems bzw. wenigstens einer Komponente für das Kraftfahrzeug angewendet werden. Das Kraftfahrzeugs kann also bereits hergestellt sein. In einem anderen Fall kann ein analoges Verfahren beispielsweise noch während der Entwicklungsphase bzw. bereits vor der Endmontage des Kraftfahrzeugs angewendet werden.
In einem Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Betrieb des Kraftfahrzeugs mit einem Betrieb des wenigstens einen Systems für das Kraftfahrzeug Akustiksignale erfasst und auf akustische Überhöhungen hin analysiert. Solche Akustiksignale können beispielsweise Schallsignale, also Luft- oder Körperschall, Vibrationen und/oder dergleichen mehr sein oder umfassen. Akustische Überhöhungen können im vorliegenden Sinne beispielsweise Peaks in einem jeweiligen Frequenzspektrum sein, insbesondere Peaks, die über einen vorgegebenen Schwellenwert hinausragen oder um wenigstens einen vorgegebenen Wert oder Anteil höher sind als umgebende Bereiche des jeweiligen Spektrums. Die Akustiksignale können beispielsweise durch eine Fouriertransformation, insbesondere nach dem FFT-Verfahren, einen Schwellenwertvergleich, eine Ermittlung einer Schallenergie in bestimmten vorgegebenen Frequenz- oder Spektralbereichen und/oder dergleichen mehr detektiert, also erkannt werden.
Wenn dabei eine akustische Überhöhung detektiert wird, werden eine aktuelle Lastanforderung für das Kraftfahrzeug bzw. das jeweilige System und für das wenigstens eine System des Kraftfahrzeugs bzw. für wenigstens einen Betriebsparameter wenigstens des Systems wenigstens ein aktueller Betriebsparameterwert, durch den die Lastanforderung erfüllt wird, erfasst bzw. bestimmt. Ein solches System kann für eine bestimmte Funktionalität des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einen Antrieb, eine Belüftung, eine Kühlung und/oder dergleichen mehr vorgesehen oder eingerichtet sein. Ein solches System kann eine oder mehrere Einrichtungen, Vorrichtungen, Komponenten, Steuergeräte und/oder dergleichen mehr umfassen. Insbesondere kann das System wenigstens zwei steuerbare Einrichtungen oder Komponenten umfassen. Die aktuelle Lastanforderung kann für eben dieses System, wenigstens ein anderes System oder das Kraftfahrzeug insgesamt gelten. Eine Lastanforderung kann beispielsweise durch eine Einstellung oder Bedienhandlung eines Fahrers oder Insassen des Kraftfahrzeugs oder beispielsweise eine Bedienperson des Systems oder eines entsprechenden Prüfstandes oder dergleichen ausgelöst werden bzw. bestimmt sein. Der Betriebsparameterwert kann ein Wert eines Betriebsparameters des jeweiligen Systems sein, wie etwa ein ausgegebenes Drehmoment, eine Drehzahl, eine Leistung, eine Schalt- oder Ansteuerfrequenz, ein Tastverhältnis und/oder dergleichen mehr. Mit anderen Worten wird also ein Zustand des Kraftfahrzeugs bestimmt, der zu einem jeweiligen Zeitpunkt gegeben ist, zu dem die akustische Überhöhung auftritt.
In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch eine selbstlernende Anpassungseinrichtung der wenigstens eine Betriebsparameterwert unter fortgesetzter Erfüllung der Lastanforderung variiert, um die akustische Überhöhung zu reduzieren oder zu minimieren. Die Anpassungseinrichtung kann dazu beispielsweise eine Einrichtung des maschinellen Lernens oder der künstlichen Intelligenz sein oder umfassen, wie beispielsweise ein künstliches neuronales Netz, einen Mustererkennungsalgorithmus und/oder dergleichen mehr. Insbesondere kann die Anpassungseinrichtung als entsprechendes Softwaremodul ausgestaltet sein oder beispielsweise eine Prozessoreinrichtung, wie etwa einen Mikrochip, Mikrocontroller oder Mikroprozessor oder dergleichen, und einen damit gekoppelten Datenspeicher umfassen, auf dem ein entsprechendes Softwaremodul oder Computerprogramm gespeichert ist. Damit kann die Anpassungseinrichtung automatisch den wenigstens einen Betriebsparameterwert variieren, also verändern und anschließend überprüfen, ob die akustische Überhöhung sich verändert hat, insbesondere reduziert wurde, oder nicht. Die Anpassungseinrichtung kann Teil des Kraftfahrzeugs sein. Beispielsweise kann die Anpassungseinrichtung als Steuergerät des Kraftfahrzeugs oder für das Kraftfahrzeugs ausgestaltet oder in ein solches Steuergerät integriert sein. Ebenso kann die Anpassungseinrichtung eine separate Einrichtung sein, beispielsweise ein im Rahmen der Entwicklung oder Prüfung des Systems vor Einbau in das Kraftfahrzeug verwendbares Steuergerät oder dergleichen.
Der wenigstens eine Betriebsparameterwert kann dabei automatisch beispielsweise so lange oder so stark variiert werden, bis die akustische Überhöhung eliminiert wurde, einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet und/oder ein jeweiliger, insbesondere vorgegebener, Variationsspielraum, innerhalb dessen der Betriebsparameterwert variiert werden kann, ausgeschöpft ist. Ein entsprechender Schwellenwert kann beispielsweise frequenzabhängig und/oder relativ zu anderen Frequenzen oder Spektrumsbereichen, für korrespondierende Schallleistungen oder Lautstärken und/oder dergleichen mehr vorgegeben sein. Der Variationsspielraum kann beispielsweise für jeden Betriebsparameterwert individuell vorgegeben oder vordefiniert sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass bei der Variation des Betriebsparameterwerts beispielsweise Grenzen einer Spezifikation oder eines sicheren Betriebs oder vorgegebene Emissionsoder Energieverbrauchsgrenzen eingehalten, also nicht überschritten werden.
Das automatische Variieren des wenigstens einen Betriebsparameterwerts kann je nach Ausgestaltung oder Implementierung beispielsweise nach einem vorgegebenen Schema, in Abhängigkeit von einer damit erzielten Veränderung der jeweiligen akustischen Überhöhung bzw. einer Summe mehrerer oder aller detektierten akustischen Überhöhungen, zufällig oder nach einem durch die Anpassungseinrichtung selbst automatisch gelernten Muster oder Schema erfolgen. Letzteres kann beispielsweise anhand einer vorgegebenen Belohnungsfunktion erfolgen, welche Variationen, die zu einer besonders großen oder effektiven Reduzierung der akustischen Überhöhung führen, belohnt, sodass solche Variationen gelernt und bevorzugt angewendet werden.
Wenn eine entsprechende Reduzierung der akustischen Überhöhung erreicht ist oder wurde, wird in einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens der korrespondierende neue, also veränderte Betriebsparameterwert als neue Betriebsstrategie für das System zum Erfüllen der jeweiligen Anforderung gelernt und bei einem zukünftigen Auftreten der jeweiligen Anforderung automatisch angewendet, also eingestellt, sodass damit also ein zukünftiges bzw. erneutes Auftreten der jeweiligen akustischen Überhöhung in dem jeweiligen Betriebspunkt, also für die jeweilige Lastanforderung vermieden wird. Diese neue Betriebsstrategie kann durch die selbstlernende Anpassungseinrichtung und/oder das jeweilige System, dessen Betriebsparameterwert verändert wurde, gelernt werden. Vorliegend ist also eine adaptive, selbstlernende Geräuschoptimierung im Betrieb vorgesehen, bei der die Anpassungseinrichtung durch Korrelation von akustischen Effekten und aufgenommenen Zustandsdaten, also insbesondere des wenigstens einen Betriebsparameterwerts sowie gegebenenfalls auch der aktuellen Lastanforderung, geeignete Einstellungen, also Betriebsparameterwerte, ermittelt und lernt, um akustische Belästigungen oder Störungen zu vermeiden oder zu reduzieren. Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Betrieb des Kraftfahrzeugs angewendet, sodass damit also dessen akustische Eigenschaften live optimiert werden können. Wird ein analoges Verfahren im separaten Betrieb des wenigstens einen Systems angewendet, so kann damit dieses System bereit im Vorhinein, also vor Verwendung in dem Kraftfahrzeug, charakterisiert werden. Dies kann bereits in einem entsprechend frühen Verfahren der Fahrzeugproduktion eine Optimierung ermöglichen. Beispielsweise kann dann nicht nur die Betriebsstrategie des Systems angepasst werden, sondern das Design des Systems oder wenigstens eine weitere Einrichtung für das Kraftfahrzeug bzw. ein Design des Kraftfahrzeugs modifiziert oder angepasst werden. Damit kann also entsprechend frühzeitig und damit besonders flexibel, praktikabel, kostengünstig und effektiv auf die akustischen oder vibratorischen Eigenschaften des wenigstens einen Systems reagiert werden. Beispielsweise kann so erkannt werden, dass das System in einem bestimmten Betriebspunkt bzw.
Frequenzbereich Geräusch- oder Anregungsspitzen erzeugt, und ein Aufbau oder Design des Kraftfahrzeugs darauf basierend gestaltet werden, um dies zu dämpfen oder entsprechende Anregungen weiterer Komponenten durch das System zu minimieren.
In der vorliegenden Erfindung wird die Geräuschoptimierung in einem vorgegebenen Optimierungsbetriebsmodus des Kraftfahrzeugs durchgeführt. In diesem Optimierungsbetriebsmodus werden unterschiedliche vorgegebene Lastanforderungen bzw. entsprechende Betriebspunkte in einem vordefinierten Programm durchlaufen, also eingestellt. Ein solcher Optimierungsbetriebsmodus bzw. ein entsprechendes Programm kann beispielsweise auf einem Rollenprüfstand des Kraftfahrzeugs in konsistenter vordefinierter Weise ausgeführt werden. Beispielweise kann dabei das Kraftfahrzeug oder wenigstens ein System des Kraftfahrzeugs von einer Minimallast oder Minimalleistung bis zu einer Maximallast oder Maximalleistung durchgesteuert, also betrieben werden. Die Geräuschoptimierung kann jeweils bei Bedarf oder regelmäßig, etwa im Rahmen einer Reparatur oder Wartung oder als Teil eines Inspektionsservices oder dergleichen durchgeführt werden. Damit kann sichergestellt werden, dass akustische Überhöhungen zuverlässig detektiert werden. Zudem kann dabei beispielsweise das Kraftfahrzeug gezielt so lange mit einer bestimmten Lastanforderung, bei der eine akustische Überhöhung detektiert wurde, betrieben werden, bis die entsprechende Geräuschoptimierung, also die Optimierung des wenigstens einen Betriebsparameterwerts zur Minimierung der akustischen Überhöhung abgeschlossen ist. Damit kann dann eine entsprechend komfortables akustisches Verhalten des Kraftfahrzeugs während normaler Nutzungs- oder Betriebszeiten des Kraftfahrzeugs sichergestellt werden. Ebenso können in dem Optimierungsbetriebsmodus beispielsweise an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs automatisch Anweisungen ausgegeben werden, um die vorgegebenen Lastanforderungen oder Betriebspunkte einzustellen oder anzufahren. Dadurch kann die Geräuschoptimierung im Rahmen der regulären Nutzung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden, sodass das Kraftfahrzeug dazu beispielsweise nicht extra in eine Werkstatt oder zu einer Serviceeinrichtung gebracht werden muss. Dies kann eine besonders flexible, bedarfsgerechte Geräuschoptimierung mit entsprechend geringerem Aufwand für den Nutzer des Kraftfahrzeugs ermöglichen. Der Optimierungsbetriebsmodus kann beispielsweise manuell aktiviert werden, sodass dann bei deaktiviertem Optimierungsbetriebsmodus, also bei einem Betrieb des Kraftfahrzeugs außerhalb des Optimierungsbetriebsmodus entsprechender Aufwand für die Geräuschoptimierung eingespart werden kann. Ebenso kann der Optimierungsbetriebsmodus beispielsweise automatisch, regelmäßig oder auf eine detektierte Veränderung des Kraftfahrzeugs hin aktiviert werden. Dies kann einen weiter verbesserten Nutzungskomfort ermöglichen.
Dabei basiert die vorliegende Erfindung nicht auf dem Verschieben von Eigenfrequenzen, sondern auf der fortlaufenden Detektion von akustischen Überhöhungen, also Störgeräuschen, im Kraftfahrzeug oder im Betrieb des wenigstens einen Systems und einer entsprechenden adaptiven, selbstlernenden Anpassung des Verhaltens des Kraftfahrzeugs bzw. eines oder mehrerer Systeme für das Kraftfahrzeug, sodass die Anregung von komponentenspezifischen Eigenfrequenzen durch adaptive funktionale Systemmaßnahmen während der Nutzungsphase, also letztlich während des Betriebs des Kraftfahrzeugs vermieden oder reduziert wird. Die Nutzungsphase kann hier jeglichen Betrieb des Kraftfahrzeugs meinen, beispielsweise einen ersten Test- oder Prüfbetrieb nach Herstellung, einen Betrieb durch einen Endnutzer, einen Betrieb in einer Werkstatt oder auf einem Prüfstand und/oder dergleichen mehr. Da dabei auch nicht die Lastanforderung automatisch verändert oder ausgeschlossen wird, kann dies so verstanden werden, dass der Fahrer oder Insasse des Kraftfahrzeugs durch Vorgabe oder Einstellung der Lastanforderung dessen Zustand bestimmt, das Kraftfahrzeug bzw. dessen selbstlernende Anpassungseinrichtung, aber bestimmt, wie dieser Zustand erreicht oder eingestellt wird, also welche Zustände oder Betriebsparameterwerte einzelner Systeme, Einrichtungen oder Komponenten zur Erfüllung der Lastanforderung verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht damit eine fahrzeug- und/oder systemspezifische oder -individuelle und dauerhafte Geräuschoptimierung, insbesondere auch dann, wenn eine Bauteil- oder Fertigungsstreuung zwischen verschiedenen, spezifikationsgemäß gleichen Kraftfahrzeugen bzw. Systemen gegeben ist, wenn es im Laufe der Zeit zu Veränderungen im akustischen Verhalten des Kraftfahrzeugs kommt und/oder dergleichen mehr. Solche Veränderungen können beispielsweise aufgrund von Verschleiß und/oder der Verwendung individueller Anbauteile oder Anpassungen, wie etwa eines Dachgepäck- oder Fahrradträgers, eines Spoilers, eines angepassten Stoßdämpfer oder Fahrwerks, einen einer Höher- oder Tieferlegung, einer veränderten Bereifung, eines Chip-Tuning, einer Beladung und/oder dergleichen mehr auftreten. All dies kann zu fahrzeug- oder situationsspezifischen akustischen Überhöhungen in bestimmten Betriebspunkten führen, die praktisch unvorhersehbar sind und nicht praktikabel von vornherein dauerhaft ausgeschlossen oder verhindert werden können. Somit kann durch die vorliegende Erfindung also eine Geräuschoptimierung ohne beispielsweise eine erheblich robustere Auslegung von Systemen und Komponenten des Kraftfahrzeugs und damit besonders effizient fahrzeugindividuell, dauerhaft, effektiv und komfortabel erreicht werden. Insbesondere kann damit einerseits flexibel auf Veränderungen im akustischen Verhalten des Kraftfahrzeugs reagiert werden und andererseits die Geräuschoptimierung automatisch oder teilautomatisch und somit für Nutzer des Kraftfahrzeugs besonders einfach und aufwandsarm durchgeführt werden.
Es sei angemerkt, dass das Variieren des wenigstens einen Betriebsparameterwerts ein Gesamt- oder Ausgangsverhalten des System bzw. des Kraftfahrzeugs unverändert lässt. Beispielsweise kann auch bei Variation des wenigstens einen Betriebsparameterwerts bzw. bei Anwendung der entsprechenden neuen Betriebsstrategie eine Gesamtausgangsleistung oder ein Gesamtausgangsmoment, eine Gesamtkühlleistung, eine Gesamtbelüftungsleistung, eine Geschwindigkeit und/oder dergleichen mehr des Systems bzw. des Kraftfahrzeugs im Vergleich zu dem ursprünglichen, vor der Variation gegebenen und erfassten Betriebsparameterwert unverändert bleiben.
Das vorliegend vorgeschlagene Verfahren zur Geräuschoptimierung kann ebenso - in entsprechend modifizierter oder ergänzter Form - angewendet werden, um ein bestimmtes Sollgeräusch zu erzeugen oder zu verstärken. Dazu kann beispielsweise ein Fehlen oder eine beispielsweise unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegende Lautstärke eines vorgegebenen Sollgeräuschs oder einer vorgegebenen Geräuschcharakteristik, beispielsweise in einem bestimmten Frequenzbereich erkannt und wenigstens ein Betriebsparameterwert wenigstens eines Systems des Kraftfahrzeugs so variiert werden, dass das Sollgeräusch oder die Geräuschcharakteristik erzeugt oder verstärkt wird. Dies kann insbesondere jeweils korrespondierend zu vorbestimmten Belastungen, Lastanforderungen oder Fahrmanövern durchgeführt werden. Dadurch kann beispielsweise ein bestimmter Fahreindruck oder ein bestimmtes Fahrerlebnis erzeugt oder unterstützt werden, beispielsweise ein Eindruck von Sportlichkeit beim Beschleunigen durch Erzeugen oder Verstärken eines sonoren Brummens oder dergleichen.
In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das System wenigstens zwei zumindest im Wesentlichen funktionsgleiche steuerbare Einrichtungen. Die Anpassungseinrichtung verändert dann zum Variieren des wenigstens einen Betriebsparameterwerts eine Ansteuerung der beiden Einrichtungen gegenläufig zueinander. Die funktionsgleichen steuerbaren Einrichtungen können also für dieselbe Art von grundlegender Funktionalität vorgesehen bzw. eingerichtet sein. Mit anderen Worten können die funktionsgleichen Einrichtungen im vorliegenden Sinne beispielsweise dieselbe Art von Effekt oder Output erzeugen, wie etwa ein Antriebsmoment, einen Luftstrom oder dergleichen. Dass die Ansteuerung der beiden Einrichtungen gegenläufig verändert wird, kann insbesondere bedeuten, dass der entsprechende Output der einen Einrichtung reduziert und der Output der anderen Einrichtung vergrößert wird, sodass ein Gesamtoutput oder ein Gesamteffekt der beiden Einrichtungen bzw. des diese umfassenden Systems unverändert bleibt und somit die jeweilige Lastanforderung trotz der Variation bzw. Veränderung weiterhin erfüllt wird. Eine derartige gegenläufige Ansteuerung bzw. Variation von zwei funktionsgleichen Einrichtungen kann auf besonders einfache Weise eine Variation wenigstens eines Betriebsparameterwerts ohne Abweichung von der Lastanforderung ermöglichen, da ein Effekt der veränderten Ansteuerung einer der beiden Einrichtungen durch die gegenläufige, also entgegengesetzte Veränderung der Ansteuerung der anderen der beiden Einrichtungen unmittelbar kompensiert wird.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die beiden Einrichtungen des Systems als Antriebseinrichtungen, insbesondere als elektrische Antriebsmaschinen, an verschiedenen Achsen des jeweiligen Kraftfahrzeugs ausgestaltet. Mit anderen Worten kann also beispielsweise eine erste der Einrichtungen eine Vorderachse und des Kraftfahrzeugs antreiben, während die andere der beiden Einrichtungen eine Hinterachse des Kraftfahrzeugs antreiben kann. Als Betriebsparameterwert wird hier eine Drehmomentverteilung zwischen den beiden Antriebseinrichtungen variiert. Mit anderen Worten wird also eine Last- oder Drehmomentverschiebung zwischen den beiden Antriebseinrichtungen durchgeführt. Dabei kann ein Gesamtdrehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs insgesamt unverändert bleiben. Durch die veränderte Drehmomentverteilung werden die beiden Antriebsmaschinen jedoch in andere individuelle Betriebspunkte versetzt, wodurch das Betriebsgeräusch bzw. Geräuschspektrum der Antriebsmaschinen verändert werden kann. Die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann eine besonders effektive Geräuschoptimierung ermöglichen, da akustische Überhöhungen oftmals durch Antriebseinrichtungen verursacht werden, dabei jedoch nur in relativ schmalen Drehzahl- oder Lastbereichen der Antriebsmaschinen auftreten. Vorteilhaft ist hier zudem, dass die entsprechende Ansteuerung der elektrischen Maschinen besonders einfach und besonders schnell und für die Insassen des Kraftfahrzeugs zumindest im Wesentlichen unmerklich durchgeführt werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird im Betrieb des Kraftfahrzeugs anhand von Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs das jeweilige die Überhöhung - zumindest vermutlich - verursachende, also für die Überhöhung zumindest vermutlich verantwortliche System ermittelt, also identifiziert. Die Anpassungseinrichtung variiert dann den wenigstens einen Betriebsparameterwert zumindest genau dieses Systems. Die Betriebsdaten können für das Kraftfahrzeug insgesamt oder für mehrere einzelne Systeme des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Beispielsweise kann dann das für die Überhöhung verantwortliche System anhand einer Analyse der Betriebs- oder Belastungszustände der verschiedenen Systeme ermittelt werden. Dabei können beispielsweise vorgegebene oder gelernte Korrelationen zwischen bestimmten Betriebsdaten bzw. Betriebs- oder Belastungszuständen, Betriebsfrequenzen von Systemen oder Komponenten, akustischen Überhöhungen, bestimmten Frequenzen oder Frequenzbereichen von Überhöhungen und dafür verantwortlichen Systemen und/oder dergleichen mehr berücksichtigt werden. Die Betriebsdaten können beispielsweise eine Drehzahl, ein Drehmoment, eine Temperatur, einen Schaltzustand, eine Ansteuerfrequenz, ein Tastverhältnis, einen Betriebsmodus und/oder dergleichen mehr angeben oder umfassen. Verschiedene Betriebsmodi in diesem Sinne können beispielsweise für einen Antrieb ein Allradbetrieb gegenüber einem Vorder- oder Hinterachsantrieb oder beispielsweise für ein Belüftungssystem oder dergleichen ein Außenluftbetrieb gegenüber einem Umluftmodus sein. Es kann hier vorgesehen sein, dass die Betriebsparameterwerte des identifizierten, die Überhöhung verursachenden Systems ausschließlich oder als erstes variiert werden, bis eine Reduzierung der akustischen Überhöhung erreicht oder der Variationsspielraum ausgeschöpft ist. Wenn keine oder keine ausreichende Reduzierung erreicht werden kann, dann können nach und nach Betriebsparameterwerte eines oder mehrerer weiterer Systeme des Kraftfahrzeugs automatisch variiert werden. Dabei können die verschiedenen Systeme des Kraftfahrzeugs beispielsweise abhängig von einer räumlichen Nähe oder eines Grades einer mechanischen und/oder elektrischen Kopplung dem identifizierten System oder gemäß einer vorgegebenen Reihenfolge oder Matrix durchlaufen werden. Nur oder zumindest zuerst den Betriebsparameterwert des identifizierten Systems zu variieren kann eine besonders gezielte und damit besonders effektive und schnelle Maßnahmen darstellen, die eine besonders hohe Erfolgsanfälligkeit für das effektive Reduzieren der akustischen Überhöhung aufweisen kann. Es kann jedoch Fälle geben, in denen das verantwortliche System fälschlich identifiziert wird oder die Überhöhung beispielsweise nur durch Variation eines Betriebsparameterwerts eines anderen Systems oder mehrerer Systeme reduziert werden kann. Dies kann beispielsweise bei einer komplexen Interaktion mehrerer Systeme als Ursache für die akustische Überhöhung der Fall sein. Wird während einer Instanz der jeweiligen entsprechenden Lastanforderung oder akustischen Überhöhung keine ausreichende Reduzierung erreicht, bevor der Variationsspielraum sämtlicher variierbar Betriebsparameter durchlaufen oder durchsucht worden ist, so kann die Variation, also die Suche nach einer akustisch optimalen Betriebsstrategie in der nächsten Instanz, also bei dem nächsten Auftreten der entsprechenden Lastanforderung oder akustischen Überhöhung fortgesetzt werden. Damit kann letztlich eine besonders effektive Geräuschoptimierung erreicht werden.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird das die Überhöhung verursachende System anhand wenigstens eines vorgegebenen Kennfeldes ermittelt, also identifiziert. In einem solchen Kennfeld können akustisch kritische Bereiche eines oder mehrerer Betriebsparameter, mit verschiedenen Systemen verknüpfte und/oder bei verschiedenen Betriebsparameterwerten in der Vergangenheit aufgetretene Lautstärken oder Störfrequenzen und/oder dergleichen mehr angegeben sein. Daraus kann das jeweils verantwortliche System direkt ermittelt werden. Ebenso können beispielsweise Vielfache oder Teiler, also höhere oder niedrigere Ordnungen der im Kennfeld angegebenen Frequenzen mit der detektierten akustischen Überhöhung bzw. deren Frequenz abgeglichen werden, um auf das jeweils verantwortliche System zu schließen. Als Dimensionen des Kennfeldes können beispielsweise die Lautstärke oder Schallintensität über ein Drehmoment, eine Drehzahl und eine Temperatur und/oder dergleichen mehr aufgetragen oder angegeben sein. Es können ein Kennfeld für das Kraftfahrzeug und/oder mehrere Kennfelder für jeweils ein individuelles System oder eine individuelle Komponente des Kraftfahrzeugs vorgegeben sein. Ein entsprechendes Kennfeld kann beispielsweise im Rahmen der Entwicklung oder Fertigung des Kraftfahrzeugs durch entsprechende Messungen erzeugt und vorgegeben werden. Wenn es dann im Laufe der Zeit zu Veränderungen und damit zu Abweichungen von dem initialen Kennfeld kommt, so kann das Kennfeld dennoch herangezogen oder berücksichtigt werden, beispielsweise indem das jeweilige verantwortliche System anhand desjenigen in dem Kennfeld angegebenen Peaks identifiziert wird, welcher der Frequenz der detektierten akustischen Überhöhung am nächsten ist, durch einen Mustervergleich von Frequenzpeaks bzw. Spektren und/oder dergleichen mehr. Die hier vorgeschlagene Verwendung wenigstens eines Kennfeldes kann eine besonders einfache und schnelle Identifizierung des jeweiligen verantwortlichen, also die jeweilige akustische Überhöhung verursachenden Systems ermöglichen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die Akustiksignale mittels mehrerer räumlich verteilt angeordneter Akustiksensoren erfasst. Solche Akustiksensoren können beispielsweise Mikrofone, Schwingungssensoren, Biegesensoren, Beschleunigungssensoren und/oder dergleichen mehr sein oder umfassen. Diese Akustiksensoren können als Teil des Kraftfahrzeugs fest in diesem verbaut sein. Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise ein Akustiksensor eines mit dem Kraftfahrzeug gekoppelten mobilen elektronischen Geräts, beispielsweise eines Mobiltelefons oder eines Navigationsgeräts oder dergleichen, verwendet werden. Bei Anwendung des Verfahrens für ein separates Systems können die Akustiksensoren beispielsweise an dem System oder um dieses herum angeordnet oder in dieses integriert sein. Die Verwendung von Akustiksensoren kann eine besonders zuverlässige und für die Insassen des Kraftfahrzeugs relevante Detektion akustischer Überhöhungen ermöglichen, da beispielsweise die Detektion akustischer Überhöhungen dann nicht auf ein akustisches Modell des Kraftfahrzeugs oder angenommene akustische Reaktionen des Kraftfahrzeugs auf ein bestimmtes Betriebsverhalten hin angewiesen sind oder gestützt werden muss. Insbesondere kann wenigstens ein Akustiksensor in oder an einem Insassenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Damit kann dann ein tatsächliches Geräusch, dem die Fahrzeuginsassen ausgesetzt sind, erfasst werden. Dies erlaubt eine besonders genaue und zuverlässige Detektion tatsächlich für die Fahrzeuginsassen bzw. den Komfort relevanter akustische Überhöhungen. Die Verwendung mehrerer räumlich verteilt angeordneter Akustiksensoren kann dabei eine besonders genaue und zuverlässige Ortung einer entsprechenden Schallquelle bzw. Identifizierung des jeweiligen verursachenden Systems ermöglichen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird im Betrieb des Kraftfahrzeugs eine Nutzereinstellung wenigstens einer Einrichtung des Kraftfahrzeugs, die einen Geräuschpegel in einem Insassenraum des Kraftfahrzeugs beeinflussen kann, erfasst. Eine solche Nutzereinstellung kann beispielweise ein Öffnungsgrad bzw. Schließzustand eines Seitenfensters, eine Einstellung für eine Luftstrom- oder Belüftungsstärke einer Belüftungseinrichtung, eine Lautstärke einer Medienwiedergabeeinrichtung, wie etwa eines Radios oder Multimediageräte oder dergleichen, und/oder dergleichen mehr sein oder umfassen. Der wenigstens eine Betriebsparameter wird in der hier vorgeschlagenen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung durch die Anpassungseinrichtung nur dann automatisch variiert, wenn der durch die Nutzereinstellung in dem Insassenraum erzeugte Geräuschpegel kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist und/oder wenn ein der akustischen Überhöhung entsprechendes Geräusch nicht durch den durch die Nutzereinstellung erzeugten Geräuschpegel übertönt wird. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass durch ansprechende Nutzereinstellungen - wie etwa eine entsprechend laute Musikwiedergabe oder durch bei geöffnetem Seitenfenster auftretende Windgeräusche bei entsprechender Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs - durch andere Systeme des Kraftfahrzeugs verursachte akustische Überhöhungen übertönen können, sodass die Reduzierung einer solchen akustischen Überhöhung effektiv, also in der Wahrnehmung der Fahrzeuginsassen, keinerlei Effekt hätte. Damit kann dann in solchen Situationen die Variation des Betriebsparameterwerts eingespart werden. Damit können gegebenenfalls mit der Variation des Betriebsparameterwerts einhergehende Effizienzverluste vermieden werden, ohne dass der Insassen- oder Nutzungskomfort reduziert würde.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Assistenzsystem für ein
Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Assistenzsystem weist eine
Datenverarbeitungseinrichtung auf und ist zum, insbesondere automatischen oder teilautomatischen, Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Dazu kann die Datenverarbeitungseinrichtung beispielsweise eine Prozesseinrichtung, also etwa einen Mikrochip, Mikroprozessor oder Mikrocontroller oder dergleichen, und einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher umfassen. In diesem Datenspeicher kann ein Betriebs- oder Computerprogramm gespeichert sein, das die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Verfahrensschritte, Abläufe oder Maßnahmen oder entsprechende Steueranweisungen codiert oder implementiert und. Dieses Betriebs- oder Computerprogramm kann dann durch die Prozesseinrichtung ausführbar sein, um das ansprechende Verfahren auszuführen oder dessen Ausführung zu bewirken oder zu veranlassen. Das erfindungsgemäße Assistenzsystem kann insbesondere die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannte Anpassungseinrichtung sein oder diese umfassen oder implementieren. Ebenso kann das erfindungsgemäße Assistenzsystem, beispielsweise eine Eingangsschnittstelle zum Erfassen der Akustiksignale, eine entsprechende - in Hardware und/oder Software ausgeführte - Akustiksignalanalyseeinrichtung zum Detektieren akustischer Überhöhungen, einen oder mehrere Akustiksensoren zum Aufnehmen der Akustiksignale, eine Ausgangsschnittstelle zum Ausgeben von Steuersignalen zum Variieren des mindestens einen Betriebsparameterwert des und/oder dergleichen mehr umfassen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das wenigstens ein steuerbares System, das im Betrieb direkt oder indirekt Schall bzw. akustische Schwingungen oder Vibrationen erzeugen bzw. anregen kann, und ein erfindungsgemäßes Assistenzsystem zur Geräuschoptimierung des Kraftfahrzeugs bzw. des wenigstens einen steuerbaren Systems aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Assistenzsystem genannte Kraftfahrzeug sein oder diesem entsprechen. Demgemäß kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug einige oder alle der in diesen Zusammenhängen genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine ausschnittweise schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Assistenzsystem zur Geräuschoptimierung; und
Fig. 2 eine beispielhafte schematische Diagrammdarstellung zur Veranschaulichung akustischer Problembereiche.
Fig. 1 zeigt eine ausschnittweise schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 ist hier mit einem elektrischen Antriebssystem ausgestattet, das einen elektrischen Frontmotor 2 an einer Vorderachse und einem elektrischen Heckmotor 3 an einer Hinterachse umfasst. Im Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 können akustische Überhöhungen, also Störgeräusche, insbesondere in begrenzten Frequenzbereichen oder in Form einzelner Frequenzpeaks, auftreten. Deren zuverlässige und dauerhafte Vermeidung kann nicht praktikabel im Rahmen der Serienfertigung entsprechender Kraftfahrzeuge 1 erreicht werden, beispielsweise aufgrund individueller Abweichungen, wie etwa unterschiedlicher Ausstattungsvarianten, einer Streuung von Eigenschaften einzelner Komponenten oder Systeme, unterschiedlicher Alterungseinflüsse und/oder dergleichen mehr. Um dennoch eine Geräuschoptimierung zu realisieren, ist das Kraftfahrzeug 1 hier mit einem selbstlernenden Assistenzsystem 4 zur Geräuschoptimierung im Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 ausgestattet. Das Assistenzsystem 4 umfasst schematisch angedeutet einen Prozessor 5 und einen computerlesbaren Datenspeicher 6. Ebenso kann das Assistenzsystem 4 weitere und/oder andere Komponenten aufweisen.
Weiter weist das Kraftfahrzeug 1 mehrere verteilt angeordnete Akustiksensoren 7 auf. Damit werden im Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 Akustiksignale aufgenommen, die dann durch das Assistenzsystem 4 verarbeitet und auf akustische Überhöhung hin analysiert werden. Weiter erfasst das Assistenzsystem 4 Zustandsdaten, die eine aktuelle Lastanforderung, aktuelle Zustände bzw. Betriebsparameterwerte eines oder mehrerer Systeme des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise des Antriebssystems, und/oder dergleichen mehr angeben können. Diese Zustandsdaten können beispielsweise durch eine entsprechende, hier rein schematisch angedeutete Zustandssensorik 8 ermittelt oder bereitgestellt werden. Die Zustandssensorik 8 kann beispielsweise einen oder mehrere Sensoren, Steuergeräte, Schalteinrichtungen und/oder dergleichen mehr umfassen.
Anhand der erfassten Daten erkennt das Assistenzsystem 4 im Betrieb fortlaufend akustisch kritische Betriebspunkte. Weiter kann das Assistenzsystem 4 dann wenigstens ein zumindest vermutlich oder voraussichtlich verantwortliches System des Kraftfahrzeugs 1 identifizieren, beispielsweise mittels einer Methode des maschinellen Lernens, anhand eines vorgegebenen Kennfeldes und/oder dergleichen mehr.
Das Assistenzsystem 4 kann dann automatisch mittels entsprechender intelligenter Steuerung dieses Systems oder einzelner Komponenten oder Einrichtungen dieses Systems, beispielsweise des Frontmotors 2 und des Heckmotors 3, mindestens einen Betriebsparameterwert verändern oder variieren, um die detektierte akustische Überhöhung zu reduzieren. Vorliegend kann dazu beispielsweise eine Drehmomentverschiebung zwischen dem Frontmotor 2 und dem Heckmotor s durchgeführt werden, wobei ein Gesamtdrehmoment des Antriebssystems gemäß einer jeweils aktuellen Lastanforderung unverändert bleibt. Dadurch kann erreicht werden, dass eine beispielsweise durch den Frontmotor 2 oder den Heckmotor 3 bzw. eine Schwingungsanregung der jeweiligen Achse verursachte akustische Überhöhung, also eine entsprechende akustische Auffälligkeit dann vermieden oder reduziert werden kann. Ebenso kann beispielsweise eine Ansteuerung eines Klimatisierungs- oder Wärmemanagementsystems des Kraftfahrzeugs 1 entsprechend verändert werden, um eine Temperaturveränderung zu bewirken, die ebenfalls zu einer Vermeidung oder Reduzierung der akustischen Überhöhung führen kann. Ebenso können beispielsweise Lüfter oder Ventilatoren, Luft- oder Mischklappen, ein Differenzial und/oder dergleichen mehr entsprechend auf veränderte Weise angesteuert werden.
Dabei ist das Assistenzsystem 4 selbstlernend ausgestaltet. Dies bedeutet hier, dass das Assistenzsystem 4 auf eine vorgenommene Veränderung wenigstens eines Betriebsparameterwerts hin überprüft, ob oder in welchem Maße dies zu einer Veränderung der jeweiligen detektierten akustischen Überhöhung, also insbesondere einer Geräuschoptimierung, geführt hat. Anschließend kann der Betriebsparameterwert und/oder wenigstens eine weiterer Betriebsparameterwert weiter verändert werden und erneut eine resultierende Veränderungen des akustischen Verhaltens des Kraftfahrzeugs 1 überprüft oder beobachtet werden. Als Optimierungsziel kann dabei eine Reduzierung akustischer Überhöhungen, also beispielsweise eine Angleichung von Peaks oder eine Vergleichmäßigung einer Energieverteilung in einem akustischen Spektrum oder dergleichen, vorgegeben sein. Auf diese Weise kann das Assistenzsystem 4 automatisch und selbstständig lernen, durch welche Betriebsparameterwerte bzw. durch welche Veränderungen welcher Betriebsparameterwerte eine Geräuschoptimierung erzielt werden kann. Dies kann jeweils individuell oder spezifisch für bestimmte Lastanforderungen oder Betriebspunkte des Kraftfahrzeugs 1 bzw. eines oder mehrerer Systeme des Kraftfahrzeugs gelernt werden.
Die zur Geräuschoptimierung gelernten Betriebsparameterwerte können dann - durch das Assistenzsystem 4 und/oder das entsprechende System, dessen Betriebsparameterwert variiert wurde - zukünftig automatisch angewendet werden, wenn eine entsprechende Lastanforderung oder ein entsprechender Betriebspunkt erneut auftritt oder eingestellt wird.
Zur weiteren Veranschaulichung zeigt Fig. 2 eine beispielhafte schematische Diagrammdarstellung, in der auf einer Ordinatenachse eine Schallfrequenz f und auf einer Abszissenachse eine Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 1 aufgetragen sind. Darin sind mehrere Geschwindigkeit-Frequenz-Verläufe 9 dargestellt. Diese geben an, welche Schallfrequenzen f bei verschiedenen Geschwindigkeiten v auftreten können. Dabei sind jedoch nicht sämtliche Geräusche und Schallfrequenzen f störend. Vielmehr können einzelne Störbereiche 10 vorhanden sein, in denen es beispielsweise zu besonders lauten Geräuschen bei der entsprechenden Schallfrequenz f oder zu einem als besonders unangenehm empfundenen Frequenzspektrum kommen kann. Die verschiedenen Störbereiche 10 können in unterschiedlichen Betriebspunkten oder Betriebsmodi auftreten, beispielsweise bei einem konstanten Fahren unter geringer oder hoher Motorlast, bei einem Beschleunigen durch den jeweiligen Geschwindigkeitsbereich oder dergleichen mehr.
Durch Veränderung wenigstens eines Betriebsparameterwerts kann dann erreicht werden, dass eine bestimmte Geschwindigkeit v, bei der einer der Störbereiche 10 liegt, durch eine veränderte Ansteuerung des Frontmotors 2 und des Heckmotors 3 eingestellt bzw. beibehalten werden kann, sodass dann der jeweilige Störbereich 10 bei dieser Geschwindigkeit vermieden oder umgangen werden kann. Beispielhaft sind hier für zwei der Störbereiche 10 Streubänder 11 einzelner Komponenten des Kraftfahrzeugs 1 veranschaulicht. Die Streubänder 11 veranschaulichen dabei durch Streuung, also innerhalb der vorgegebenen Toleranzen oder Spezifikationen liegende Eigenheiten der Komponenten möglich Unterschiede im akustischen Verhalten der gleichen Komponente in verschiedenen Kraftfahrzeugen 1. Dabei ist auch jeweils ein typisches Komponentenverhalten 12 veranschaulicht, das von dem Großteil der entsprechenden Komponenten beispielsweise einer Fahrzeugflotte gezeigt wird. Die Streubänder 11 reichen hier über die korrespondierenden, beispielsweise für den Hauptteil der Komponenten ermittelten Störbereiche 10 hinaus. Dies veranschaulicht, dass das akustische Verhalten mehrerer an sich gleicher Kraftfahrzeuge 1 durch Komponentenstreuung unterschiedlich sein kann und dementsprechend unterschiedliche Optimierungsmaßnahmen erfordern kann. Dies wird hier durch die fahrzeuginterne und damit auch fahrzeugspezifische Geräuschoptimierung durch das jeweilige selbstlernende Assistenzsystem 4 berücksichtigt.
Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie eine adaptive Vermeidung von akustischen Überhöhungen von Komponenten im Betrieb eines Fahrzeugs realisiert werden kann.
Bezugszeichenliste 1 Kraftfahrzeug
2 Frontmotor
3 Heckmotor
4 Assistenzsystem
5 Prozessor 6 Datenspeicher
7 Akustiksensor
8 Zustandssensorik
9 Geschwindigkeits-Frequenz-Verlauf
10 Störbereich 11 Streuband
12 typisches Komponentenverhalten v Fahrgeschwindigkeit f Störfrequenz

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Geräuschoptimierung eines Kraftfahrzeugs (1), wobei im Betrieb des Kraftfahrzeugs (1) (1) automatisch
- Akustiksignale erfasst und auf akustische Überhöhungen (10) hin analysiert werden und wenn dabei eine akustische Überhöhung (10) detektiert wird,
- eine aktuelle Lastanforderung und für wenigsten ein System (2, 3) des Kraftfahrzeugs (1) wenigstens ein aktueller Betriebsparameterwert, durch den die Lastanforderung erfüllt wird, erfasst werden,
- durch eine, insbesondere selbstlernende, Anpassungseinrichtung (4) der wenigstens ein Betriebsparameterwert unter fortgesetzter Erfüllung der Lastanforderung variiert wird, um die Überhöhung (10) zu reduzieren, und
- wenn eine Reduzierung der Überhöhung (10) erreicht ist, der korrespondierende neue Betriebsparameterwert als neue Betriebsstrategie für das System (2, 3) zum Erfüllen der jeweiligen Lastanforderung gelernt und bei einem zukünftigen Auftreten der jeweiligen Lastanforderung angewendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Geräuschoptimierung in einem vorgegebenen Optimierungsbetriebsmodus des Kraftfahrzeugs (1) durchgeführt wird, in dem unterschiedliche vorgegebene Lastanforderungen in einem vordefinierten Programm durchlaufen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das System (2, 3) wenigstens zwei funktionsgleiche steuerbare Einrichtungen (2,
3) umfasst und die Anpassungseinrichtung (4) zum Variieren des wenigstens einen Betriebsparameterwerts eine Ansteuerung der beiden Einrichtungen (2, 3) gegenläufig verändert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (2, 3) als Antriebseinrichtungen (2, 3), insbesondere als elektrische Antriebsmaschinen (2, 3), an verschiedenen Achsen des Kraftfahrzeugs (1) ausgestaltet sind und als Betriebsparameterwert eine Drehmomentverteilung zwischen den beiden Antriebseinrichtungen (2, 3) variiert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb des Kraftfahrzeugs (1) anhand von Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs (1) das die Überhöhung (10) zumindest vermutlich verursachende System (2, 3) ermittelt wird und die Anpassungseinrichtung (4) dann den wenigsten einen Betriebsparameterwert zumindest genau dieses Systems (2, 3) variiert. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Überhöhung (10) verursachende System (2, 3) anhand eines vorgegebenen Kennfeldes ermittelt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Akustiksignale mittels mehrerer räumlich verteilt angeordneter Akustiksensoren (7) erfasst werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb des Kraftfahrzeugs (1) eine Nutzereinstellung wenigstens einer Einrichtung des Kraftfahrzeugs (1), die einen Geräuschpegel in einem Insassenraum des Kraftfahrzeugs (1) beeinflussen kann, insbesondere ein Öffnungsgrad eines Seitenfensters, eine Luftstromstärke einer Belüftungseinrichtung und/oder eine Lautstärke einer Medienwiedergabeeinrichtung, erfasst wird und der wenigstens eine Betriebsparameterwert nur dann variiert wird, wenn der durch die Nutzereinstellung in dem Insassenraum erzeugte Geräuschpegel kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist und/oder ein der akustischen Überhöhung (10) entsprechendes Geräusch nicht durch den durch die Nutzereinstellung erzeugten Geräuschpegel übertönt wird.
8. Assistenzsystem (4) für ein Kraftfahrzeug (1), das eine Datenverarbeitungseinrichtung (5, 6) aufweist und zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist. 9. Kraftfahrzeug (1), aufweisend wenigstens ein steuerbares System (2, 3), das im
Betrieb Schall erzeugen kann, und ein Assistenzsystem (4) nach Anspruch 8.
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