WO2006097188A1 - Verfahren zur ergänzung eines motorgeräusches eines kraftfahrzeuges - Google Patents

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WO2006097188A1
WO2006097188A1 PCT/EP2006/001724 EP2006001724W WO2006097188A1 WO 2006097188 A1 WO2006097188 A1 WO 2006097188A1 EP 2006001724 W EP2006001724 W EP 2006001724W WO 2006097188 A1 WO2006097188 A1 WO 2006097188A1
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engine
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Friedemann Vogel
Lars Hinrichsen
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Audi AG
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/02—Synthesis of acoustic waves

Definitions

  • the invention relates to a method for supplementing a motor noise of a motor vehicle with an additional noise generated by means of an actuator and to an apparatus for carrying out the method.
  • the aim of the invention is, especially in the vehicle interior an attractive engine sound, z. B. as a sports sound to produce.
  • DE 195 31 402 A1 discloses a device and a method for influencing vibrations in a passenger compartment of a motor vehicle, comprising a memory device for storing a plurality of specific vibration patterns, an operating state detection device for detecting an operating state of the motor vehicle, a selection device for Selecting a vibration pattern from the plurality of stored vibration patterns depending on the detected operating state of the vehicle, and vibration generating means for outputting the selected vibration pattern corresponding vibrations in the passenger compartment of the motor vehicle.
  • the operating state detection device may comprise conventional sensors provided for the engine management. For generating or outputting of the selected vibration pattern corresponding vibrations in the passenger compartment used there serve speakers, the vibrations can be detected by microphones. The primary goal is to suppress only noise from really annoying noise sources.
  • a method is known (DE 690 23 133 T3), with which an existing engine noise is supplemented by a generated additional noise so that an attractive engine sound is produced in the interior.
  • the engine condition and its current engine noise via a microphone and / or a vibration sensor on the engine and a load signal is determined.
  • Vehicle operating noises corresponding to the determined engine state for example a sports sound, are read from a sound memory and made audible via loudspeakers in addition to the current engine noise in the vehicle interior.
  • Alternatively, or in addition to a speaker in the interior can
  • an electrodynamic actuator are driven, which is mounted for an additional noise generation as a vibration generator to a KarosserieteiS.
  • a microphone and / or vibration sensors are to install in a complex manner as sensors on the engine to obtain a sensor signal for the current engine noise. Such a signal is complex and not readily usable for the control and reading of the sound memory.
  • the object of the invention is to propose to a method with a simpler and more cost-effective way to supplement an existing engine noise so that an attractive engine sound is generated in the vehicle interior.
  • the method is characterized by the following method steps
  • a map is stored such that for defined engine speeds at speed reference points and their associated oscillations with orders (n) as multiples of half the motor speed possibly by boundary conditions evaluated level values (K n ') are stored.
  • a speed signal corresponding to the current engine speed is determined and supplied to the control unit. Since the engine speed is required for a variety of control and control functions on the vehicle a corresponding speed signal is available anyway and can also be easily used for the present method. A microphone or a vibration sensor on the Engine for sensing the engine condition are not required because only the already available in the vehicle speed signal is used as a control input signal.
  • the stored level values are read out according to the current speed signal and thus the current engine speed and their higher orders and transmitted to a computing unit of the control unit.
  • an Aktorerregersignal (F) is calculated as a continuous time signal in the manner of a harmonic series with
  • the Aktorerregersignal is output via a power amplifier as an electrical actuator signal to at least one actuator, wherein the at least one actuator in the manner of an electrodynamic vibrator converts the electrical actuator signal into a vibratory force.
  • the actuator is attached to a body part in such a way that the respective engine noise derived from the current engine speed and the additional actuator noise are superimposed to form a total noise, which is perceived in the vehicle interior.
  • the engine sound which can be heard in particular in the interior and defined via a sound design, can be determined by the respectively stored height of the level values. In particular, in the original engine noise, missing frequency or order components for a desired sound can be generated with the actuator and leaked to the original engine noise.
  • a load signal corresponding to the current engine load is determined in addition to the speed signal and fed to the control unit.
  • the level values supplied for calculating the harmonic series of the arithmetic unit are previously evaluated in accordance with the current engine load for a real engine sound.
  • the stored level values are full-load level values which are reduced by means of a computing function as a function of the engine load signal at partial loads and / or in coasting mode, so that the noise level generated by the actuator is thereby also reduced compared to a full-load level.
  • data sets with level values can be assigned to the defined engine speeds and their orders in the characteristic field, wherein these level values are respectively adapted to a specific engine load and are read out in accordance with the current load signal.
  • level values for different engine loads are stored from the outset and are called up for further calculation of the actuator exciter signal given a corresponding current engine load.
  • a load signal is required so that it is available anyway in the vehicle and according to claim 5 can also be used for the present method without further effort.
  • an engine torque signal and / or an accelerator pedal position signal and / or a gear recognition signal and / or vehicle speed signal can be used to form the load signal, these signals also being available in the vehicle without additional effort for the present method.
  • a body transfer function for the noise transmission is determined by at least one body-sound generating actuator in the vehicle interior according to claim 7.
  • the actuator is excited with the frequency spectrum occurring at the motor and driven through frequency-selective.
  • the incoming sound signal in the vehicle interior is measured in intensity with a microphone device.
  • a body transfer function can be created, wherein the level of the structure-borne sound transmission is applied to the interior for the individual frequencies.
  • the level values provided for the harmonic series calculation may be evaluated using the body transfer function, and for frequencies that are only slightly transmitted, the associated level value may be increased. Alternatively, a corresponding evaluation can be carried out from the outset, wherein the level values are corrected and stored in accordance with the body transfer function.
  • a further evaluation and correction by a response function for the load dependency can be superimposed on an optimally tuned response.
  • the speed reference points are spaced for a reasonable storage cost and thus limited in number.
  • a determination of assigned level values by interpolation between see the level values of the two nearest speed support points are performed with what a satisfactory noise result is achieved.
  • the speed control points are preferably mounted at a distance of 50 revolutions per minute to 1000 revolutions per minute at a distance of about 320 revolutions per minute.
  • the at least one actuator is to be mounted on an active site of the body, which has a high sensitivity for the internal noise generation and is similar to the engine noise with respect to the acoustic locator.
  • active sites are in particular on the front screen cross member and / or on the end wall.
  • the actuator, the controller and the power amplifier can be designed separately and spaced.
  • For a compact structure is proposed in claim 12, to combine these components in a unit and in a housing.
  • 1 is a flowchart
  • 2 is a plan view of a three-dimensional map with speed reference points
  • FIG. 3 shows a side view of the characteristic diagram according to FIG. 2 with the course of level values at the speed control points, FIG.
  • Fig. 5 shows the time course of a Aktorerregersignals
  • FIG. 1 a flowchart is shown with a data memory 1 of a control unit in which a map is stored. This map is shown by way of example in detail in FIGS. 2 and 3:
  • the level value K4 K means the level height and 4 corresponds to the fourth order
  • the stored level values K n are full load values for a maximally reproducible actuator noise.
  • the data memory 1 is supplied with a speed signal corresponding to the current engine speed, whereupon assigned level values K1 to K5 for the assigned five orders are read out and output to a rating unit 8.
  • level values 6, 7 are stored at the speed control points for 1840 revolutions per minute and 2160 revolutions per minute. In the assumed example, however, the current speed should be 2000 revolutions per minute. For this case, a linear interpolation is made for suitable level values K1 to K5, as indicated at 2000 revolutions per minute.
  • the evaluation unit 8 is supplied with a load signal on the basis of which an evaluation of the transmitted full load level values K1 to K5 is performed. In particular, in the partial load and overrun mode, these level values are reduced to the level values K1 'to K5' and evaluated.
  • This Aktoresregersignal F is supplied via a power amplifier 10 to an actuator 11 in the manner of an electrodynamic vibrator.
  • the time profile of a possible Aktorerregersignals F, as it is delivered by the computer unit 9 is shown by way of example in Fig. 5.
  • a further evaluation can be carried out in the evaluation unit 8 possibly also on the load signal itself via a response function shown in FIG. 4, with which the load dependency can be tuned to an optimal response.
  • a load signal input of 40% is evaluated with a load signal output of 42%, in which case the further evaluation of the level values Ki to K 5 takes place with this load signal output of 42%.
  • a further evaluation can take place via a body transfer function that is not explicitly shown.
  • the actuator 11 should be mounted in the present embodiment as an electrodynamic vibrator on a windscreen cross member in the vicinity of the end wall of a vehicle body.
  • the actuator converts the electrical actuator signal into a vibratory force that engages the body.
  • the resulting vibrations are perceived as interior noise in addition to the current engine noise, which allows an appealing engine sound to be generated depending on the design and dimensioning of the stored level values and the evaluation curves.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ergänzung eines Motorgeräusches eines Kraftfahrzeugs durch ein Aktorgeräusch. Dazu sind in einem Datenspeicher (1) eines Steuergerätes in einem Kennfeld an Drehzahlstützstellen Pegelwerte (K<SUB>n</SUB>) gespeichert, die jeweils einer definierten Motordrehzahl und deren zugeordneten Schwingungen mit Ordnungen (n) als Vielfache der halben Motordrehzahl entsprechen. Mit einem Drehzahlsignal das einer aktuellen Motordrehzahl entspricht, werden dieser Motordrehzahl zugeordnete Pegelwerte (K<SUB>n</SUB>) mehrerer Ordnungen (n) ausgelesen und einer Rechnereinheit (9) des Steuergerätes zugeführt. Dort wird ein kontinuierliches Zeitsignal in der Art einer harmonischen Reihe als Aktorerregersignal (F) berechnet mit F = K<SUB>1</SUB> <SUP>'</SUP>

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR ERGÄNZUNG EINES MOTORGERÄUSCHES EINES
KRAFTFAHRZEUGES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ergänzung eines Motorgeräusches eines Kraftfahrzeuges mit einem mittels eines Aktors erzeugten Zusatzgeräusch sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ziel der Erfindung ist es, insbesondere im Fahrzeuginnenraum einen ansprechenden Motorsound, z. B. als Sportsound zu erzeugen.
Dazu ist es bekannt (DE 100 16 104 C2) die vom Motor erzeugten Luft- und/oder Körperschallanteile gezielt in den Fahrzeuginnenraum für eine Motorgeräuschverstärkung zu leiten.
Durch die DE 195 31 402 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beeinflussen von Schwingungen in einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges bekannt geworden, umfassend eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Mehrzahl vor bestimmter Schwingungsmuster, eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betriebszustandes des Kraftfahrzeuges, eine Auswahleinrichtung zum Auswählen eines Schwingungsmusters aus der Mehrzahl gespeicherter Schwingungsmuster in Abhängigkeit von dem erfass- ten Betriebszustand des Kraftfahrzeuges, und eine Schwingungsgeneratoreinrichtung zum Ausgeben von dem ausgewählten Schwingungsmuster entsprechenden Schwingungen in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges. Die Betriebszustand- Erfassungseinrichtung kann übliche, für das Motormanaga- ment vorgesehene Sensoren umfassen. Zum Erzeugen bzw. Ausgeben von dem ausgewählten Schwingungsmuster entsprechenden Schwingungen in den Fahrgastraum dienen dort angeordnete Lautsprecher, wobei die Schwingungen über Mikrofone erfassbar sind. Vorrangiges Ziel ist dabei, nur Geräusche von wirklich störenden Geräuschquellen zu unterdrücken.
Schließlich ist ein Verfahren bekannt (DE 690 23 133 T3), mit dem ein vorhan- denes Motorgeräusch durch ein erzeugtes Zusatzgeräusch so ergänzt wird, dass ein ansprechender Motorsound im Innenraum entsteht. Dazu wird der Motorzustand und sein aktuelles Motorgeräusch über ein Mikrofon und/oder einen Vibrationssensor am Motor sowie über ein Lastsignal ermittelt. Dem ermittelten Motorzustand entsprechende Fahrzeugbetriebsgeräusche, beispiels- weise ein Sportsound, werden aus einem Tonspeicher ausgelesen und über Lautsprecher zusätzlich zum aktuellen Motorgeräusch im Fahrzeuginnenraum hörbar gemacht. Alternativ oder zusätzlich zu einem Lautsprecher im Innenraum kann
auch ein elektrodynamischer Aktor angesteuert werden, der für eine Zusatzgeräuscherzeugung als Vibrationsgeber an einem KarosserieteiS angebracht ist. Bei diesem Verfahren sind ein Mikrofon und/oder Schwingungsgeber in aufwendiger Weise als Sensoren am Motor zu installieren, um ein Sensorsignal für das aktuelle Motorgeräusch zu erhalten. Ein solches Signal ist komplex und für die Ansteuerung und Auslesung des Tonspeichers nicht ohne weiteres verwendbar.
Aufgabe der Erfindung ist es dem gegenüber ein Verfahren vorzuschlagen mit einer einfacheren und kostengünstigeren Möglichkeit ein vorhandenes Motorgeräusch so zu ergänzen, dass ein ansprechender Motorsound im Fahrzeuginnenraum erzeugt wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 ist das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet
a) In einem Datenspeicher eines Steuergerätes wird ein Kennfeld abgelegt dergestalt, dass für definierte Motordrehzahlen an Drehzahlstützstellen und für deren zugeordnete Schwingungen mit Ordnungen (n) als Vielfache der halben Motordrehzahl ggf. durch Randbedingungen bewertete Pegelwerte (Kn') gespeichert werden. Dies stellt eine einfache Maßnahme dar, insbesondere wird darauf hingewiesen, dass entgegen dem Stand der Technik kein gesampelter Motorsound in aufwendiger Weise abgespeichert wird.
b) Ein Drehzahlsignal entsprechend der aktuellen Motordrehzahl wird ermittelt und dem Steuergerät zugeführt. Da die Motordrehzahl für eine Vielzahl von Regel- und Steuerfunktionen am Fahrzeug benötigt wird ist ein entsprechen- des Drehzahlsignal ohnehin vorhanden und kann auch für das vorliegende Verfahren einfach genutzt werden. Ein Mikrofon oder ein Vibrationssensor am Motor zur Sensierung des Motorzustands sind nicht erforderlich, da als Steuereingangssignal lediglich das ohnehin im Fahrzeug zur Verfügung stehende Drehzahlsignal verwendet wird.
c) Aus dem Datenspeicher werden die gespeicherten Pegelwerte entsprechend dem aktuellen Drehzahlsignal und damit der aktuellen Motordrehzahl und deren höheren Ordnungen ausgelesen und einer Recheneinheit des Steuergeräts übermittelt.
d) In der Recheneinheit wird aus den Pegelwerten ein Aktorerregersignal (F) als kontinuierliches Zeitsignal in der Art einer harmonischen Reihe berechnet mit
F = K1' * in (ωt * 1/2) + K2' * sin (ωt * 1) + ... + Kn' * sin (ωt * n/2 ), wobei F = Aktorerregersignal n = laufende Nummer der Ordnung ω = Kreisfrequenz entsprechend der aktuellen Motordrehzahl t = Zeit
d) Dadurch ergibt sich ein Aktorerregersignal (F), welches basierend auf der aktuellen Motordrehzahl aus bewerteten Grund- und Oberschwingungen erzeugt wird.
e) Das Aktorerregersignal wird über einen Leistungsverstärker als elektrisches Aktorsignal an wenigstens einen Aktor ausgegeben, wobei der wenigstens eine Aktor in der Art eines elektrodynamischen Vibrators das elektrische Aktorsignal in eine Schwingkraft umsetzt. Der Aktor ist an einem Karosserieteil angebracht dergestalt, dass sich das jeweils von der aktuellen Motordrehzahl abgeleitete Motorgeräusch und das zusätzliche Aktorgeräusch zu einem Gesamt- geräusch überlagern, welches im Fahrzeuginnenraum wahrgenommen wird. Der insbesondere im Innenraum hörbare und über ein Sounddesign festgelegte Motorsound kann durch die jeweils abgespeicherte Höhe der Pegelwerte bestimmt werden. Insbesondere können im Originalmotorgeräusch für einen gewünschten Sound fehlende Frequenz- bzw. Ordnungsanteile mit dem Aktor er- zeugt und dem Originalmotorgeräusch zugespielt werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 2 wird zusätzlich zum Drehzahlsignal ein Lastsignal entsprechend der aktuellen Motorlast ermittelt und dem Steuergerät zugeführt. Die für die Berechnung der harmonischen Rei- he der Recheneinheit zugeführten Pegelwerte werden vorher entsprechend der aktuellen Motorlast für einen realen Motorklang bewertet.
Dazu wird mit Anspruch 3 vorgeschlagen, dass die gespeicherten Pegelwerte Volllastpegelwerte sind, die mittels einer Rechenfunktion in Abhängigkeit des Motorlastsignals bei Teillasten und/oder im Schubbetrieb reduziert werden, so dass damit auch der vom Aktor erzeugte Geräuschpegel gegenüber einem Volllastpegel reduziert ist.
Alternativ dazu können nach Anspruch 4 im Kennfeld den definierten Motor- drehzahlen und deren Ordnungen Datensätze mit Pegelwerten zugeordnet werden, wobei diese Pegelwerte jeweils einer bestimmten Motorlast angepasst sind und entsprechend dem aktuellen Lastsignal ausgelesen werden. Es sind somit Pegelwerte für unterschiedliche Motorlasten von vorneherein abgespeichert und werden bei entsprechender aktueller Motorlast für die weitere Be- rechnung des Aktorerregersignals abgerufen.
Für eine Reihe von Regel- und Steuerfunktionen im Fahrzeug ist ein Lastsignal erforderlich, so dass dieses ohnehin im Fahrzeug zur Verfügung steht und gemäß Anspruch 5 auch für das vorliegende Verfahren ohne weiteren Aufwand mitverwendet werden kann. Zur Bildung des Lastsignals können nach Anspruch 6 ein Motormomentsignal und/oder ein Fahrpedalstellungssignal und/oder ein Gangerkennungssignal und/oder Fahrgeschwindigkeitssignal herangezogen werden, wobei diese Signale auch im Fahrzeug ohne zusätzlichen Aufwand für das vorliegende Verfah- ren zur Verfügung stehen.
Vorteilhaft wird nach Anspruch 7 eine Karosserieübertragungsfunktion für die Geräuschübertragung vom wenigstens einen körperschallerzeugenden Aktor in den Fahrzeuginnenraum ermittelt. Dazu wird der Aktor mit dem am Motor auftretenden Frequenzspektrum angeregt und frequenzselektiv durchgefahren. Das dabei im Fahrzeuginnenraum ankommende Schallsignal wird in seiner Intensität mit einer Mikrofoneinrichtung gemessen. Dadurch kann eine Karosserieübertragungsfunktion erstellt werden, wobei für die einzelnen Frequenzen der Pegel der Körperschallübertragung in den Innenraum aufgetragen wird. Die für die Berechnung der harmonischen Reihe zur Verfügung gestellten Pegelwerte können unter Verwendung der Karosserieübertragungsfunktion bewertet werden, wobei für Frequenzen die nur wenig übertragen werden der zugeordnete Pegelwert angehoben werden kann. Alternativ dazu kann eine entsprechende Bewertung von vorne herein durchgeführt werden, wobei die Pe- gelwerte entsprechend der Karosserieübertragungsfunktion korrigiert und abgespeichert werden.
Nach Anspruch 8 kann zusätzlich zur Bewertung der Pegelwerte durch ein Lastsignal und ggf. durch eine Karosserieübertragungsfunktion eine weitere Bewertung und Korrektur durch eine Ansprechfunktion für die Lastabhängigkeit auf ein optimal abgestimmtes Ansprechverhalten überlagert werden.
Die Drehzahlstützstellen sind für einen vertretbaren Speicheraufwand beabstandet und damit in ihrer Anzahl begrenzt. Bei aktuellen Motordrehzahlen de- nen keine definierten Drehzahlstützstellen entsprechen kann lach Anspruch 9 eine Ermittlung von zugeordneten Pegelwerten durch eine Interpolation zwi- sehen den Pegelwerten der beiden nächstliegenden Drehzahl stützstellen durchgeführt werden womit ein befriedigendes Geräuschergebnis erreicht wird.
Dazu ist es nach Anspruch 10 ausreichend, dass die Drehzahlstützstellen im Abstand von 50 Umdrehungen pro Minute bis 1000 Umdrehungen pro Minute bevorzugt in einem Abstand von circa 320 Umdrehungen pro Minute angebracht sind. Je nach dem gewünschten Verfahrensergebnis können Pegelwerte für 0,5 bis 10 Ordnungen (n = 0,5 bis 10) vorzugsweise für 10 Ordnungen abgespeichert sein.
Nach Anspruch 11 soll der wenigstens eine Aktor an einer Wirkstelle der Karosserie angebracht werden, die eine hohe Empfindlichkeit für die Innenge- räuscherzeugung besitzt und bezüglich der akustischen Ortbarkeit dem Motorgeräusch ähnlich ist. Solche Wirkstellen liegen insbesondere am Frontschei- benquerträger und/oder an der Stirnwand.
Der Aktor, das Steuergerät sowie der Leistungsverstärker körnen separat und beabstandet ausgeführt sein. Für einen kompakten Aufbau wird mit Anspruch 12 vorgeschlagen, diese Bauteile in einer Baueinheit und in einem Gehäuse zusammenzufassen.
Mit Anspruch 13 wird eine Vorrichtung jeweils zur Durchführung eines der Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Flussdiagramm, Fig. 2 eine Draufsicht auf ein dreidimensionales Kennfeld mit Drehzahlstützstellen,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Kennfeldes nach Fig. 2 mit dem Verlauf von Pegelwerten an den Drehzahlstützstellen,
Fig. 4 eine Ansprechfunktion für ein Lastsignal, und
Fig. 5 den zeitlichen Verlauf eines Aktorerregersignals
In Fig. 1 ist ein Flussdiagramm dargestellt mit einem Datenspeicher 1 eines Steuergerätes, in dem ein Kennfeld abgelegt ist. Dieses Kennfeld ist beispielhaft im einzelnen in den Fig. 2 und 3 näher dargestellt:
Aus Fig. 2 ist zu ersehen, dass auf der dargestellten Grundfläche 2 des dreidimensionalen Kennfeldes, an den eingezeichneten Punkten für definierte Motordrehzahlen jeweils im Abstand von 320 Umdrehungen pro Minute Drehzahlstützstellen 4 eingerichtet sind. Einer bestimmten aufgetragenen Drehzahl sind jeweils fünf Stützstellen zugeordnet, denen zugeordnete Schwingungen mit Ordnungen n als Vielfache der halben Motordrehzahl entsprechen. Im vorliegenden Beispiel sind fünf Ordnungen eingezeichnet entsprechend n= 1 bis 5. Die zu einer bestimmten Ordnung gehörenden Drehzahlstützstellen sind zur Verdeutlichung mit jeweils einer Linie verbunden.
In Fig. 3 ist eine Seitenansicht des dreidimensionalen Kennfelds nach Fig. 2 mit einem Schnitt entlang der Linie für die Drehzahlstützpunkte zur vierten Ordnung n= 4 gezeigt. Beispielhaft ist der Pegelwert K4 (K bedeutet die Pegelhöhe und 4 entspricht der vierten Ordnung) am Drehzahlstützpunkt 4 aus Fig. 2 mit einem Pfeil eingezeichnet. Die anderen Pegelhöhen für andere Drehzahl- Stützpunkte der Ordnung n=4 sind mit Punkten eingezeichnet, die durch eine Linie verbunden sind, wobei diese Linie den sich zu höheren Drehzahlen abfla- chenden Pegelverlauf zeigt. Die gespeicherten Pegelwerte Kn sind Volllastwerte für ein maximal zuspielbares Aktorgeräusch.
Dem Datenspeicher 1 wird ein Drehzahlsignal entsprechend der aktuellen Mo- tordrehzahl zugeführt, worauf zugeordnete Pegelwerte K1 bis K5 für die zugeordneten fünf Ordnungen ausgelesen und an eine Bewertungseinheit 8 abgegeben werden.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich sind Pegelwerte 6, 7 an den Drehzahlstützpunkten für 1840 Umdrehungen pro Minute und 2160 Umdrehungen pro Minute gespeichert. Im angenommenen Beispielfall soll die aktuelle Drehzahl jedoch 2000 Umdrehungen pro Minute betragen. Für diesen Fall wird eine lineare Interpolation für geeignete Pegelwerte K1 bis K5 vorgenommen, wie diies an der Stelle 2000 Umdrehungen pro Minute eingezeichnet ist.
Der Bewertungseinheit 8 wird ein Lastsignal zugeführt, auf dessen Grundlage eine Bewertung der übermittelten Volllastpegelwerte K1 bis K5 vorgenommen wird. Insbesondere werden im Teillast- und Schubbetrieb diese Pegelwerte zu den Pegelwerten K1 ' bis K5' reduziert und bewertet.
Diese reduzierten Pegelwerte K1 ' bis K5' werden einer Rechnereinheit 9 zugeführt, die ein kontinuierliches Zeitsignal als Aktorerregersignal F in der Art einer harmonischen Reihe berechnet mit F = K1' * sin (ωt * 1/2) +...+K5' * sin (ωt * 5/2)
Dieses Aktorerregersignal F wird über einen Leistungsverstärker 10 einem Aktor 11 in der Art eines elektrodynamischen Vibrators zugeführt. Der zeitliche Verlauf eines möglichen Aktorerregersignals F, wie es von der Rechnereinheit 9 abgegeben wird, ist beispielhaft in Fig. 5 dargestellt. Eine weitere Bewertung kann in der Bewertungseinheit 8 ggf. auch am Lastsignal selbst über eine in Fig. 4 dargestellte Ansprechfunktion durchgeführt werden, mit der die Lastabhängigkeit auf ein optimales Ansprechverhalten abgestimmt werden kann. Im dargestellten Beispiel wird ein Lastsignaleingang von 40 % mit einem Lastsignalausgang von 42 % bewertet, wobei dann mit diesem Lastsignalausgang von 42 % die weitere Bewertung der Pegelwerte Ki bis K5 erfolgt. Zudem kann eine weitere Bewertung über eine nicht explizit dargestellte Karosserieübertragungsfunktion erfolgen.
Der Aktor 11 soll in der vorliegenden Ausführungsform als elektrodynamischer Vibrator an einem Frontscheibenquerträger in der Nähe der Stirnwand einer Fahrzeugkarosserie angebracht sein. Der Aktor wandelt das elektrische Aktorsignal in eine Schwingkraft um, die an der Karosserie angreift. Die entstehenden Schwingungen werden als Innengeräusch zusätzlich zum aktuellen Motor- geräusch wahrgenommen, wodurch je nach Auslegung und Dimensionierung der abgelegten Pegelwerte und der Bewertungskurven ein ansprechender Motorsound generiert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ergänzung eines Motorgeräusches eines Kraftfahrzeuges mit einem mittels eines Aktors erzeugten Zusatzgeräusch, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a) In einem Datenspeicher (1) eines Steuergeräts wird ein Kennfeld abgelegt dergestalt, dass für definierte Motordrehzahlen an zugeordneten Drehzahlstützstellen (4) und für deren zugeordnete Schwingungen mit Ordnungen (n) als Vielfache der halben Motor- drehzahl Pegelwerte (Kn) gespeichert werden;
b) Ein Drehzahlsignal entsprechend der aktuellen Motordrehzahl wird ermittelt und dem Steuergerät zugeführt;
c) Aus dem Datenspeicher (1) werden die gespeicherten Pegelwerte
(Kn entsprechend dem aktuellen Drehzahlsignal und damit der aktuellen Motordrehzahl und deren höheren Ordnungen ausgelesen und einer Rechnereinheit (9) des Steuergeräts übermittelt.
d) In der Rechnereinheit (9) wird aus den Pegelwerten Kn ein Aktorerregersignal (F) als kontinuierliches Zeitsignal in der Art einer harmonischen Reihe berechnet mit
F = K1 * sin (ωt * 1/2) + K2 * sin (ωt * 1 ) + ... + Kn * Mn (ωt * n/2 ),
wobei F = Aktorerregersignal n = laufende Nummer der Ordnung ω = Kreisfrequenz entsprechend der aktuellen Motordrehzahl t = Zeit
e) Das Aktorerregersignal (F) wird über einen Leistungsverstärker (10) als elektrisches Aktorsignal an wenigstens einen Aktor (11) ausgegeben, der wenigstens eine Aktor (11) in der Art eines elek- trodynamischen Vibrators setzt das elektrische Aktorsignal in eine
Schwingkraft um, wobei der Aktor (11) an einem Karosserieteil zur Erzeugung eines Aktorgeräusches angebracht ist, so dass sich das Motorgeräusch und das jeweils von der aktuellen Motordrehzahl abgeleitete zusätzliche Aktorgeräusch zu einem Gesamtge- rausch überlagern und im Fahrzeuginnenraum wahrgenommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Lastsignal entsprechend der aktuellen Motorlast ermittelt und dem Steuergerät zugeführt wird, und
dass die für die Berechnung der Rechnereinheit (9) zugeführten Pegelwerte vorher entsprechend der aktuellen Motorlast für einen realen Motorklang bewertet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Pegelwerte (Kn) Volllastwerte sind, die mittels einer Rechenfunktion in Abhängigkeit des Lastsignals bei Teillast und/oder im Schubbetrieb zu bewerteten Pegelwerten (Kn') reduziert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Kennfeld Datensätze mit Pegelwerten (Kn') jeder definierten Motordrehzahl und deren Ordnungen zugeordnet sind, wobei diese Pegelwerte (Kn') einer bestimmten Motorlast angepasst sind und entsprechend dem aktuellen Lastsignal und Drehzahlsignal ausgelesen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehzahlsignal und/oder das Lastsignal aus einem ohnehin im Fahrzeug verwendeten Signalbussystem verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Lastsignals ein Motormomentsignal und/oder ein Fahrpedalstellungssignal und/oder ein Gangerkennungssignal und/oder Fahrgeschwindigkeitssignal verwendet sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Karosserieübertragungsfunktion für die Geräuschübertragung vom wenigstens einen körperschallerzeugenden Aktualor in den Fahr- zeuginnenraum ermittelt wird, indem der Aktuator mit dem am Motor auftretenden Frequenzspektrum angeregt und frequenzselektiv durchgefahren wird, wobei das dadurch im Fahrzeuginnenraum ankommende Schallsignal hinsichtlich seiner Intensität mit einer Mikrofoneinrichtung gemessen wird, und
dass die für die Berechnung zur Verfügung gestellten Pegelwerte (Kn) frequenzselektiv entsprechend der ermittelten Karosserieübertragungsfunktion bewertet werden oder von vorneherein mit dieser Bewertung abgespeichert sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der Pegelwerte (Kn') durch ein Laslsignal zudem durch eine Ansprechfunktion für die Lastabhängigkeit auf ein optimal abgestimmtes Ansprechverhalten überlagert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei aktuellen Motordrehzahlen, denen keine definierten Drehzahlstützstellen (4) entsprechen, eine Ermittlung von zugeo'dneten Pegelwerten (Kn') durch eine Interpolation zwischen den Pegelwerten (6, 7) der beiden nächstliegenden Drehzahlstützstellen erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass Drehzahlstützstellen im Abstand von 10 U/min bis 1000 U/min be- vorzugt im Abstand von ca. 50 U/min angebracht sind, und
dass Pegelwerte (Kn') für 0,5 bis 10 Ordnungen (n = 0,5 bis 10), vorzugsweise für 10 Ordnungen abgespeichert sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktor (11 ) an einer Wirkstelle der Karosserie angebracht wird, die eine hohe Empfindlichkeit für die Innengeräuscher- zeugung besitzt und bezüglich der akustischen Ortbarkeit dem Motorgeräusch ähnlich ist, vorzugsweise wird der Aktor (11) am Frontschei- benquerträger oder an der Stirnwand angeordnet.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (11), das Steuergerät (1 , 8, 9) und der Lδistungsverstär- ker (10) in einer Baueinheit zusammengefasst sind.
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