Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Steuerung einer Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs, die ausgebildet ist, einen aktiven Geräuschunterdrückungs-Algorithmus (auf Englisch Active Noice Cancelling) auszuführen.

Ein Fahrzeug kann eine Geräuschunterdrückungseinheit aufweisen. Aktive Geräuschunterdrückung („Active Noise Cancelling“, ANC) kann dazu verwendet werden, z.B. Motorengeräusche und/oder Abrollgeräusche zu reduzieren, die ggf. von einem Fahrzeuginsassen im Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs als störend wahrgenommen werden können.

Beispielhafte Komponenten einer Geräuschunterdrückungseinheit sind ein oder mehrere Beschleunigungssensoren, Mikrofone, Steuergeräte, Lautsprecher und Software. Die ein oder mehrere Beschleunigungssensoren erfassen Vibrationen z.B. an der Karosserie des Fahrzeugs. Die ein oder mehrere Mikrofone (im Fahrzeuginnenraum) messen die auftretenden (Stör-)Geräusche und erzeugen ein Messsignal, welches die Geräusche im Fahrzeuginnenraum repräsentiert. Das Messsignal kann mit dem Beschleunigungssignal der ein oder mehreren Beschleunigungssensoren kombiniert werden und dient der Erzeugung eines Kompensationssignals. Das Kompensationssignal wird durch ein oder mehrere Lautsprecher im Fahrzeuginnenraum in Schwingungen umgesetzt, welche destruktiv mit den zu unterdrückenden Geräuschen interferieren, und somit zu einer Geräuschunterdrückung führen. Durch kontinuierliches Erfassen des Messsignals und/oder des Beschleunigungssignals kann das Kompensationssignal kontinuierlich angepasst werden, um eine dauerhafte Geräuschunterdrückung zu bewirken. Durch den Einsatz einer Geräuschunterdrückungseinheit können der Aufwand für Schallisolation und/oder Schwingungstilger in einem Fahrzeug reduziert werden, wodurch die Kosten, der Bauraumbedarf und/oder das Gewicht des Fahrzeugs reduziert werden können. Andererseits führt der Betrieb einer Geräuschunterdrückungseinheit zu einem bestimmten (elektrischen) Energieverbrauch des Fahrzeugs.

Bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug entfallen die Motorgeräusche eines Verbrennungsmotors. In diesem Fall können Störgeräusche, die nicht auf den Antriebsmotor zurückzuführen sind, wie z.B. Rollgeräusche, von einem Insassen des Fahrzeugs als unangenehm empfunden werden, da diese Störgeräusche nicht mehr von den Motorgeräuschen maskiert werden.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, Störgeräusche in einem Fahrzeug, insbesondere Störgeräusche, die durch eine äußere Einwirkung, etwa durch die Fahrbahn, auf das Fahrzeug bewirkt werden, in besonders energieeffizienter Weise zu reduzieren oder zu unterdrücken.

Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird daraufhingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können. Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit zum Betrieb einer Geräuschunterdrückungseinheit eines (Kraft-) Fahrzeugs beschrieben. Die Geräuschunterdrückungseinheit kann dabei ausgebildet sein, durch Generieren zumindest eines akustischen Kompensationssignals Störgeräusche in oder an dem Fahrzeug, insbesondere in einer Fahrgastzelle und/oder in einem Innenraum des Fahrzeugs, zu reduzieren. Die Geräuschunterdrückungseinheit kann ausgebildet sein, einen Active Noise Cancelling, ANC, Algorithmus auszuführen, um das zumindest eine Kompensationssignal zu generieren, und um dadurch Störgeräusche in oder an dem Fahrzeug zu reduzieren.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, während einer Fahrt des Fahrzeugs, Geräuschinformation in Bezug auf zu erwartende Störgeräusche, insbesondere in Bezug auf ein zu erwartendes Ausmaß an Störgeräuschen, an einer vorausliegenden Fahrzeugposition zu ermitteln. Mit anderen Worten, es kann prädiziert werden, wie stark die Störgeräusche in oder an dem Fahrzeug (insbesondere in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs) an der vorausliegenden Fahrzeugposition sein werden. Des Weiteren kann Geräuschinformation ermittelt werden, die anzeigt, ob die erwarteten Störgeräusche an der vorausliegenden Fahrzeugposition derart sein werden, dass sie durch die Geräuschunterdrückungseinheit zumindest teilweise unterdrückt bzw. reduziert werden können. Beispielsweise kann eine voraussichtliche spektrale Zusammensetzung der erwarteten Störgeräusche an der vorausliegenden Fahrzeugposition ermittelt werden.

Dabei können zu erwartende Störgeräusche prädiziert werden, die auf eine externe Anregung des Fahrzeugs, insbesondere auf eine Anregung durch die von dem Fahrzeug befahrene Fahrbahn, zurückzuführen sind.

In diesem Zusammenhang kann die Steuereinheit eingerichtet sein, (z.B. auf Basis einer geplanten Fahrroute und/oder Fahrzeugtrajektorie) zu prädizieren, an welcher Fahrzeugposition sich das Fahrzeug an einem vorausliegenden Zeitpunkt befinden wird (z.B. an einem Zeitpunkt, der zwischen 100ms und 1 Sekunde in der Zukunft liegt). Es kann somit die vorausliegende Fahrzeugposition an einem bestimmten vorausliegenden Zeitpunkt prädiziert werden. Basierend darauf kann dann das Ausmaß von Störgeräuschen und/oder die Zusammensetzung der Störgeräusche an der prädizierten vorausliegende Fahrzeugposition geschätzt werden.

Das Ausmaß an Störgeräuschen und/oder die Zusammensetzung der Störgeräusche können z.B. auf Basis einer digitalen Karte für das von dem Fahrzeug befahrene Straßen- bzw. Fahrbahnnetz prädiziert werden. Alternativ oder ergänzend können das Ausmaß an Störgeräuschen und/oder die Zusammensetzung der Störgeräusche auf Basis von Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren (z.B. einer Kamera, einem Radarsensor, einem Lidarsensor, etc.) des Fahrzeugs prädiziert werden. Beispielsweise kann auf Basis von Umfelddaten (z.B. auf Basis der Bilddaten einer Kamera) Information in Bezug auf den Fahrbahnbelag und/oder in Bezug auf ein Schlagloch auf der befahrenen Fahrbahn ermittelt werden. Basierend darauf kann dann die Geräuschinformation ermittelt werden. Insbesondere können basierend darauf das Ausmaß an Störgeräuschen und/oder die Zusammensetzung der Störgeräusche ermittelt werden.

Die Steuereinheit kann insbesondere eingerichtet sein, Positionsdaten in Bezug auf eine aktuelle Position des Fahrzeugs und/oder in Bezug auf die vorausliegende Fahrzeugposition zu ermitteln (z.B. mittels eines Positionssensor, etwa eines GPS-Empfängers, des Fahrzeugs). Die Positionsdaten können (GPS-)

Koordinaten der jeweiligen Position anzeigen. Die Geräuschinformation kann dann in präziser Weise auf Basis der Positionsdaten und auf Basis einer digitalen Karte in Bezug auf das von dem Fahrzeug befahrene Fahrbahnnetz ermittelt werden. Kartendaten in Bezug auf die digitale Karte können dabei von einer Fahrzeug-externen Einheit über eine drahtlose Kommunikationsverbindung und/oder von einer Speichereinheit des Fahrzeugs bezogen werden.

Die digitale Karte kann positionsabhängige Daten in Bezug auf Fahrbahn induzierte Störgeräusche in oder an einem Fahrzeug und/oder in Bezug auf die (empfohlene) Aktivierung einer Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs umfassen. Die digitale Karte kann z.B. auf Basis von ortabhängigen Geräuschdaten in Bezug auf tatsächlich vorliegende Störgeräusche bei einer Vielzahl von vorhergehenden Fahrten ermittelt worden sein.

Insbesondere kann die digitale Karte positionsabhängig, für eine Vielzahl von unterschiedlichen Fahrbahnabschnitten des Fahrbahnnetzes, jeweils Eigenschaftswerte von ein oder mehreren Eigenschaften des jeweiligen Fahrbahnabschnitts anzeigen, insbesondere von Eigenschaften, die einen Einfluss auf Störgeräusche in oder an einem Fahrzeug haben. Beispielhafte Eigenschaften sind: ein Maß für einen Grad an Rauigkeit und/oder ein Ausmaß von Unebenheiten der Oberfläche des jeweiligen Fahrbahnabschnitts; ein Profil der Oberfläche des jeweiligen Fahrbahnabschnitts; und/oder ein Maß für eine vertikal dynamische Anregung eines Fahrzeugs durch die Oberfläche des jeweiligen Fahrbahnabschnitts.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Geräuschinformation für den Fahrbahnabschnitt an der vorausliegenden Fahrzeugposition in präziser Weise auf Basis der Eigenschaftswerte der ein oder mehreren Eigenschaften des Fahrbahnabschnitts zu ermitteln.

Alternativ oder ergänzend kann die digitale Karte positionsabhängig, für die Vielzahl von unterschiedlichen Fahrbahnabschnitten des Fahrbahnnetzes, jeweils einen Indikator für das Ausmaß an Störgeräuschen umfassen, die durch die Oberfläche des jeweiligen Fahrbahnabschnitts, insbesondere statistisch und/oder erfahrungsgemäß, in oder an einem Fahrzeug bewirkt werden. Alternativ oder ergänzend kann die digitale Karte positionsabhängig, für die Vielzahl von unterschiedlichen Fahrbahnabschnitten des Fahrbahnnetzes, jeweils einen Indikator umfassen, der anzeigt, ob die Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs für den jeweiligen Fahrbahnabschnitt aktiviert sein sollte oder nicht. Die Steuereinheit des Fahrzeugs kann eingerichtet sein, die Geräuschinformation für den Fahrbahnabschnitt an der vorausliegenden Fahrzeugposition in präziser Weise auf Basis des bereitgestellten Indikators zu ermitteln.

Die digitale Karte kann ggf. für eine Mehrzahl von unterschiedlichen Fahrzeugtypen jeweils unterschiedliche positionsabhängige Daten in Bezug auf Fahrbahn-induzierte Störgeräusche in oder an einem Fahrzeug und/oder in Bezug auf die Aktivierung einer Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs umfassen. Mit anderen Worten, die Daten der digitalen Karte können ggf. Fahrzeugtyp-abhängig sein. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Geräuschinformation auf Basis der digitalen Karte unter Berücksichtigung des Fahrzeugtyps des Fahrzeugs zu ermitteln. Durch die Berücksichtigung des Fahrzeugtyps kann die Genauigkeit der Geräuschinformation in Bezug auf zu erwartende Störgeräusche an der vorausliegenden Fahrzeugposition weiter erhöht werden.

Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, Umfelddaten in Bezug auf einen in Fahrtrichtung vorausliegenden Fahrbahnabschnitt zu ermitteln, wobei die Umfelddaten insbesondere Sensordaten zumindest eines Umfeldsensors des Fahrzeugs umfassen können. Die Geräuschinformation in Bezug auf zu erwartende Störgeräusche an der vorausliegenden Fahrzeugposition kann dann in präziser Weise (ggf. auch) auf Basis der Umfelddaten ermittelt werden.

Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, in Abhängigkeit von der ermittelten Geräuschinformation zu veranlassen, dass die Geräuschunterdrückungseinheit an der vorausliegenden Fahrzeugposition aktiviert ist bzw. sich in einem Aktiv- Modus befindet (um ein akustisches Kompensationssignal zur Unterdrückung von Störgeräuschen zu generieren) oder sich in einem Energiesparmodus befindet (so dass von der Geräuschunterdrückungseinheit kein akustisches Kompensationssignal zur Unterdrückung von Störgeräuschen generiert wird).

Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, zu bewirken, dass die Geräuschunterdrückungseinheit an der vorausliegenden Fahrzeugposition aktiviert ist bzw. sich in einem Aktiv-Modus befindet, wenn die Geräuschinformation anzeigt, dass das zu erwartende Ausmaß an Störgeräuschen an der vorausliegenden Fahrzeugposition größer als oder gleich wie ein (vordefinierter) Störgeräusche-Schwellenwert ist. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, zu bewirken, dass sich die Geräuschunterdrückungseinheit an der vorausliegenden Fahrzeugposition in einem Energiesparmodus befindet, wenn die Geräuschinformation anzeigt, dass das zu erwartende Ausmaß an Störgeräuschen an der vorausliegenden Fahrzeugposition kleiner als der Störgeräusche-Schwellenwert ist.

Es kann somit eine positionsabhängige Aktivierung bzw. Deaktivierung der Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs ermöglicht werden. So kann der Energieverbrauch der Geräuschunterdrückungseinheit in effizienter und zuverlässiger Weise reduziert werden.

Die Geräuschunterdrückungseinheit kann eine Mehrzahl von unterschiedlichen Energiesparmodi mit jeweils unterschiedlichen Auf Startzeiten zur Aktivierung der Geräuschunterdrückungseinheit (d.h. zur Überführung in den Aktiv-Modus) aufweisen. Beispielhafte Energiesparmodi sind ein Hintergrund-Modus, bei dem zumindest Teile der Geräuschunterdrückungseinheit im Hintergrund weiter aktiv sind, um eine relativ kurze Aufstartzeit zu ermöglichen, ein Standby-Modus mit einer mittleren Aufstartzeit oder ein Aus-Modus mit einer relativ langen Aufstartzeit. Dabei kann der Energieverbrauch der Geräuschunterdrückungseinheit je nach Einsparmodus unterschiedlich sein. Typischerweise sinkt der Energieverbrauch mit steigender Aufstartzeit.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, auf Basis der Geräuschinformation zu bestimmen, in welchem Energiesparmodus aus der Mehrzahl von unterschiedlichen Energiesparmodi die Geräuschunterdrückungseinheit an der vorausliegenden Fahrzeugposition und/oder an der aktuellen Fahrzeugposition betrieben wird. Bei der Entscheidung in Bezug auf den zu verwendenden Energiesparmodus können ggf. der aktuelle Zustand der

Geräuschunterdrückungseinheit und/oder die Entfernung zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und der vorausliegenden Fahrzeugposition berücksichtigt werden. Durch die Berücksichtigung und/oder die Nutzung von unterschiedlichen Energiesparmodi können der Energieverbrauch des Fahrzeugs weiter reduziert und der Komfort des Fahrzeugs weiter erhöht werden.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, an der aktuellen Fahrzeugposition, Geräuschdaten in Bezug auf das Ausmaß an Störgeräuschen in oder an dem Fahrzeug zu ermitteln. Die Geräuschdaten können dabei Sensordaten zumindest eines Mikrofons und/oder zumindest eines Vibrations- und/oder Beschleunigungssensors des Fahrzeugs umfassen bzw. auf Sensordaten zumindest eines Mikrofons und/oder zumindest eines Vibrations- und/oder Beschleunigungssensors des Fahrzeugs basieren. Es können somit von der Steuereinheit positionsabhängige Geräuschdaten ermittelt und/oder erfasst werden.

Die positionsabhängigen Geräuschdaten können dann für die Erstellung und/oder die Aktualisierung einer digitalen Karte bereitgestellt und/oder (direkt in dem Fahrzeug) genutzt werden. Beispielsweise können die positionsabhängigen Geräuschdaten an eine Fahrzeug-externe Einheit (z.B. an einen Backend- Server) gesendet werden, um es der Fahrzeug-externen Einheit zu ermöglichen, (auf Basis der positionsabhängigen Geräuschdaten einer Vielzahl von Fahrzeugen) eine präzise digitale Karte zu ermitteln. Die digitale Karte kann dann positionsabhängige Daten in Bezug auf Fahrbahn-induzierte Störgeräusche in oder an einem Fahrzeug und/oder in Bezug auf die (empfohlene) Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs umfassen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte sind einzeln oder in Kombination auch für diese Steuereinheit anwendbar.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, während einer Fahrt des Fahrzeugs, an einer aktuellen Fahrzeugposition, Geräuschdaten in Bezug auf das Ausmaß (z.B. die Intensität) an Störgeräuschen in oder an dem Fahrzeug (insbesondere im Innenraum des Fahrzeugs) zu ermitteln. Die Geräuschdaten können dabei auf Basis von Sensordaten zumindest eines Mikrofons und/oder zumindest eines Vibrationssensors des Fahrzeugs ermittelt werden.

Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die positionsabhängigen Geräuschdaten für die Erstellung und/oder die Aktualisierung einer digitalen Karte bereitzustellen und/oder zu nutzen. Dabei kann eine digitale Karte erstellt und/oder aktualisiert werden, die positionsabhängige Daten in Bezug auf Fahrbahn-induzierte Störgeräusche in oder an einem Fahrzeug (insbesondere im Innenraum eines Fahrzeugs) und/oder in Bezug auf die (empfohlene) Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Einheit zur Aktualisierung einer digitalen Karte für ein Fahrbahnnetz beschrieben. Die Einheit kann Teil eines Fahrzeugs oder eine separate Fahrzeug-externe Einheit (z.B. ein Backen-Server) sein. Die digitale Karte kann positionsabhängige Daten in Bezug auf Fahrbahn- induzierte Störgeräusche in oder an einem Fahrzeug und/oder in Bezug auf die (empfohlene positionsabhängige) Aktivierung einer Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs umfassen.

Die Einheit kann eingerichtet sein, für eine Vielzahl von Fahrten von ein oder mehreren Fahrzeugen in dem Fahrbahnnetz, jeweils positionsabhängige Geräuschdaten in Bezug auf ein Ausmaß an Störgeräuschen in oder an dem jeweiligen Fahrzeug zu ermitteln (insbesondere über eine Kommunikationsverbindung zu empfangen). Des Weiteren ist die Einheit eingerichtet, die digitale Karte auf Basis der positionsabhängigen Geräuschdaten für die Vielzahl von Fahrten zu aktualisieren. Die Einheit kann insbesondere eingerichtet sein, ein Crowd-Sourcing von positionsabhängigen Geräuschdaten zu betreiben, um eine präzise digitale Karte zu ermitteln und bereitzustellen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-)Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus) beschrieben, das ein oder mehrere der in diesem Dokument beschriebenen Steuereinheiten umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb einer Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs beschrieben, die ausgebildet ist, durch Generieren zumindest eines akustischen Kompensationssignals (d.h. eines Schallsignals) Störgeräusche in oder an dem Fahrzeug zu reduzieren. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, während einer Fahrt des Fahrzeugs, von Geräuschinformation in Bezug auf zu erwartende Störgeräusche, insbesondere in Bezug auf ein zu erwartendes Ausmaß an Störgeräuschen, an einer vorausliegenden Fahrzeugposition. Das Verfahren umfasst ferner das Bewirken, in Abhängigkeit von der ermittelten Geräuschinformation, dass die Geräuschunterdrückungseinheit an der vorausliegenden Fahrzeugposition aktiviert ist oder sich in einem Energiesparmodus befindet.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Bereitstellung einer digitalen Karte für ein Fahrbahnnetz beschrieben, in dem sich ein Fahrzeug bewegt. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, an einer aktuellen Fahrzeugposition während einer Fahrt des Fahrzeugs, von Geräuschdaten in Bezug auf ein Ausmaß an Störgeräuschen in oder an dem Fahrzeug; wobei die Geräuschdaten insbesondere auf Basis von Sensordaten zumindest eines Mikrofons und/oder zumindest eines Vibrationssensors des Fahrzeugs ermittelt werden. Das Verfahren umfasst ferner das Bereitstellen und/oder Nutzen der Geräuschdaten für die Erstellung und/oder die Aktualisierung einer digitalen Karte.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Aktualisierung einer digitalen Karte für ein Fahrbahnnetz beschrieben. Die digitale Karte kann dabei positionsabhängige Daten in Bezug auf Fahrbahn-induzierte Störgeräusche in oder an einem Fahrzeug und/oder in Bezug auf die (empfohlene) Aktivierung einer Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs umfassen. Das Verfahren umfasst, das Ermitteln, für eine Vielzahl von Fahrten von ein oder mehreren Fahrzeugen in dem Fahrbahnnetz, von positionsabhängige Geräuschdaten in Bezug auf ein Ausmaß an Störgeräuschen in oder an dem jeweiligen Fahrzeug.

Des Weiteren umfasst das Verfahren das Aktualisieren der digitalen Karte auf Basis der positionsabhängigen Geräuschdaten für die Vielzahl von Fahrten.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch zumindest eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch zumindest eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

Figur 1 ein beispielhaftes Fahrzeug mit einer Geräuschunterdrückungseinheit; Figur 2a ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb einer Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs; und

Figur 2b ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Bereitstellung von Geräuschdaten.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit einem möglichst energieeffizienten Betrieb einer Geräuschunterdrückungseinheit eines Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100 mit einer Geräuschunterdrückungseinheit, kurz ANC-Einheit, 109. Die ANC- Einheit 109 umfasst ein oder mehrere Mikrofone 108, die eingerichtet sind, Messsignale in Bezug auf Geräusche an zumindest einer Position (z.B. an der Fahrerposition oder an einer Insassenposition) des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Eine Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100, insbesondere die Steuereinheit 101 der ANC-Einheit 109, ist eingerichtet, auf Basis der Messsignale der ein oder mehreren Mikrofone 108 ein oder mehrere Kompensationssignale für ein oder mehrere Lautsprecher 107 zu erzeugen. Durch die Wiedergabe der ein oder mehreren Kompensationssignale über die ein oder mehreren Lautsprecher 107 kann bewirkt werden, dass Störgeräusche an der zumindest einen Position des Fahrzeugs 100 zumindest teilweise unterdrückt werden.

Der Betrieb der ANC-Einheit 109 kann einen bestimmten Energieverbrauch verursachen. Die ANC-Einheit 109 kann ein oder mehrere Energiesparmodi aufweisen, mit denen der Energieverbrauch der ANC-Einheit 109 aber typischerweise auch der jeweils verfügbare Funktionsumfang der ANC-Einheit 109 reduziert werden kann. Beispielhafte Energiesparmodi sind:

• ein Hintergrund-Modus, bei dem weiterhin zumindest teilweise das Erfassen und Auswerten der Messsignale der ein oder mehreren Mikrofone 108 und ggf. das Ermitteln der ein oder mehreren Kompensationssignale erfolgt, bei dem jedoch die Kompensationssignale nicht über die ein oder mehrere Lautsprecher 107 ausgegeben werden (und somit keine Geräuschunterdrückung erfolgt). Der Hintergrund-Modus ermöglicht eine besonders schnelle, ggf. instantane, Aktivierung der ANC- Einheit 109 zur Geräuschunterdrückung (d.h. eine besonders kurze Aufstartzeit);

• ein Standby-Modus, bei dem ggf. ein Basisbetrieb der ANC-Einheit 109 erfolgt, um eine relativ schnelle Aktivierung der ANC-Einheit 109 zu ermöglichen (die jedoch typischerweise länger als bei dem Hintergrund- Modus ist); und/oder

• ein Aus-Modus, bei dem die ANC-Einheit 109 (vollständig) deaktiviert ist, und die Aktivierung der ANC-Einheit 109 typischerweise länger dauert als bei dem Standby-Modus.

Der Energieverbrauch der ANC-Einheit 109 ist typischerweise bei dem Aus- Modus niedriger als bei dem Standby-Modus, und bei dem Standby-Modus niedriger als bei dem Hintergrund-Modus, und bei dem Hintergrund-Modus niedriger als bei dem Aktiv-Modus.

Die Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 kann ausgebildet sein, während der Fahrt des Fahrzeugs 100 zu prädizieren, ob die ANC-Einheit 109 an einer vorausliegenden Fahrzeugposition betrieben werden sollte bzw. muss, um Störgeräusche zu unterdrücken, oder ob an der vorausliegenden Fahrzeugposition die Störgeräusche derart gering sein werden, dass die ANC-Einheit 109 in einen Energiesparmodus versetzt werden kann. Insbesondere kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, das Ausmaß der an einer vorausliegenden Fahrzeugposition vorliegenden Störgeräusche zu prädizieren. Basierend auf dem prädizierten Ausmaß der Störgeräusche kann dann bewirkt werden, dass die ANC-Einheit 109 an der vorausliegenden Fahrzeugposition betrieben wird, oder dass sich die ANC- Einheit 109 an der vorausliegenden Fahrzeugposition in einem Energiesparmodus befindet. So kann der Energieverbrauch des Fahrzeugs 100 reduziert werden.

Das Fahrzeug 100 kann einen Positionssensor 102 umfassen, der eingerichtet ist, Positionsdaten (d.h. Sensordaten, z.B. GPS-Koordinaten) in Bezug auf die Position des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Die Positionsdaten können in Zusammenhang mit einer digitalen Karte in Bezug auf das von dem Fahrzeug 100 befahrene Straßennetz ausgewertet werden, um zu ermitteln, auf welcher Straße bzw. Fahrbahn 120 das Fahrzeug 100 fährt und/oder um zu prädizieren, auf welcher Fahrbahn 120 das Fahrzeug 100 an einem vorausliegenden Zeitpunkt (z.B. in 100ms oder mehr, oder in 1 Sekunde oder mehr) fahren wird.

Die digitale Karte kann Daten in Bezug auf ein oder mehrere Eigenschaften 121 der Fahrbahn 120 umfassen, die relevant für die Erzeugung von Störgeräuschen in dem Fahrzeug 100 sind. Beispielsweise kann die digitale Karte ein oder mehrere Fahrbahneigenschaften 121 anzeigen, die einen Einfluss auf die Vertikaldynamik des Fahrzeugs 100 haben. In einem weiteren Beispiel kann die digitale Karte direkt das Ausmaß an Störgeräuschen anzeigen, die an unterschiedlichen Positionen des Fahrbahnnetzes, insbesondere auf unterschiedlichen Fahrbahnen 120 bzw. Fahrbahnabschnitten, bewirkt wird. Die digitale Karte mit den Störgeräusche-relevanten Daten kann z.B. durch eine Fahrzeug-externe (Backend- ) Einheit, insbesondere durch einen Server, 110 über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle im Fahrzeug 100 bereitgestellt werden (dargestellt in Fig. 1 durch den Pfeil 111).

Die Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 kann somit eingerichtet sein, auf Basis der Positionsdaten des Positionssensors 102 und auf Basis einer digitalen Karte das Ausmaß an Störgeräuschen auf einem vorausliegenden Fahrbahnabschnitt zu prädizieren. Basierend auf dem prädizierten Ausmaß an Störgeräuschen kann dann die ANC-Einheit 109 betrieben oder in einen Energiesparmodus versetzt werden.

Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug 100 ein oder mehrere Elmfeldsensoren 103 (z.B. einen Radarsensor, einen Lidarsensor, eine Kamera, einen EUtraschall sensor, etc.) umfassen, die eingerichtet sind, Elmfelddaten (d.h. Sensordaten) in Bezug auf das in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 vor dem Fahrzeug 100 liegende Elmfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Insbesondere können Umfelddaten in Bezug auf die in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 liegende Fahrbahn 120 erfasst werden. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, (ggf. auch) auf Basis der Umfelddaten das Ausmaß an Störgeräuschen in einem vorausliegenden Fahrbahnabschnitt zu prädizieren.

Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, insbesondere im Rahmen des Betriebs der ANC-Einheit 109, Sensordaten in Bezug auf das Ausmaß von Störgeräuschen und/oder Vibrationen in bzw. an dem Fahrzeug 100 zu erfassen und/oder zu ermitteln. Zu diesem Zweck können die Messsignale der ein oder mehreren Mikrofone 108 und/oder Sensordaten von ein oder mehreren Beschleunigungs- und/oder Vibrationssensoren 105 des Fahrzeugs 100 ausgewertet werden. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Mikrofone 108 und/oder der ein oder mehreren Beschleunigungs- und/oder Vibrationssensoren 105 des Fahrzeugs 100 Geräuschdaten in Bezug auf das Ausmaß von Störgeräuschen an der jeweils aktuellen Position des Fahrzeugs 100 zu ermitteln. Die Geräuschdaten können dazu genutzt werden, eine digitale Karte zu erstellen und/oder zu aktualisieren, die für unterschiedlichen Positionen in einem Fahrbahnnetz und/oder für unterschiedliche Fahrbahnen 120 bzw. Fahrbahnabschnitte jeweils Information in Bezug auf das Ausmaß der zu erwartenden Störgeräusche anzeigt. Es kann somit eine Störgeräusche-Datenbank erstellt werden, die (wie oben dargelegt) dazu genutzt werden kann, die ANC-Einheit 109 eines Fahrzeugs 100 positionsabhängig zu Aktivieren oder in einen Energiesparmodus zu versetzen.

Die Störgeräusche-Datenbank kann dabei ggf. Fahrzeugtyp-abhängige Störgeräusche-Information in Bezug auf das Ausmaß der zu erwartenden Störgeräusche in einem Fahrzeug 100 des jeweiligen Fahrzeugtyps umfassen. So kann ein besonders energieeffizienter Betrieb der ANC-Einheit 109 eines Fahrzeugs 100 ermöglicht werden.

In diesem Dokument wird ein ANC-System bzw. eine ANC-Einheit 109 (sowie ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb einer ANC-Einheit 109) beschrieben, das während der Fahrt eines Fahrzeugs 100 nicht dauerhaft aktiviert ist, sondern situationsbedingt aktiviert bzw. deaktiviert oder in einen Energiesparmodus (z.B. in einen Standby-Modus) versetzt werden kann, so dass der Energieverbrauch der ANC-Einheit 109 reduziert werden kann. In dem Standby-Modus erfolgt typischerweise keine vollständige Abschaltung der ANC-Einheit 109, die ANC- Einheit 109 weist jedoch eine geringere Rechenleistung und/oder einen geringeren Energieverbrauch von Sensoren 105, 108 auf als im aktiven Zustand bzw. dem Aktiv-Modus der ANC-Einheit 109.

Die Aktivierung oder die Überführung in einen Energiesparmodus der ANC- Einheit 109 kann auf Basis von Information erfolgen, die beispielsweise von einem Backend-Server 110 empfangen wird. Die Information kann insbesondere ortsbezogene Information bzgl. des Straßenzustands, der Rauigkeit und/oder der Vertikaldynamik (z.B. in Form einer digitalen Karte für ein Fahrbahnnetz) umfassen. Die Information kann standortbasiert von dem Fahrzeug 100 abgerufen werden. Auf Basis der abgerufenen Information kann der Soll-Zustand der ANC- Einheit 109 (aktiviert oder in einem Energiesparmodus) bestimmt werden und es kann der Systemzustand der ANC-Einheit 109 dementsprechend geändert oder beibehalten werden. In einem beispielhaften Szenario kann die aktuell befahrene und/oder die vorausliegende Fahrbahn 120 in einem guten Zustand sein, und weist ggf. keine singulären Vertikalereignisse wie bspw. Querfugen, Kanten, Kanaldeckel oder Schlaglöcher auf. Gemäß abgerufener Fahrbahninformation aus der digitalen Karte können auftretende unerwünschte Fahrgeräusche im Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 100 vernachlässigt werden. Das ANC-System 109 kann dann in den Standby-Modus versetzt werden, um den Stromverbrauch zu verringern.

Vorteilhafterweise kann eine digitale Karte, welche Informationen zu dem Straßenzustand, der Rauigkeit und/oder der Vertikal dynamik enthält, nicht nur als Informationsbasis zur Steuerung einer ANC-Einheit 109 genutzt werden, sondern die digitale Karte kann auch für andere Zwecke in einem Fahrzeug 100 genutzt werden (z.B. zur Steuerung und/oder Regelung der Fahrdynamik). Alternativ oder ergänzend kann die digitale Karte in einer Speichereinheit 106 des Fahrzeugs 100 gespeichert, und bei Bedarf von dort abgerufen werden. Durch ein oder mehrere dieser Maßnahmen kann der Energieverbrauch des Fahrzeugs 100 weiter reduziert werden.

Alternativ oder ergänzend kann zur bedarfsgerechten Aktivierung der ANC- Einheit 109 Umfeldsensorik, insbesondere bildgebende Sensorik, 103 des Fahrzeugs 100 verwendet werden (die z.B. für Sicherheitsfunktionen wie Fußgängererkennung, automatische Gefahrenbremsung und/oder für automatische Abstandsregelung, insbesondere ACC, verwendet wird). Auf Basis der Umfelddaten können Fahrbahnunebenheiten einer Fahrbahn 120 vor dem Überrollen durch die Räder des Fahrzeugts 100 erkannt werden. Alternativ oder ergänzend können mit einer bestimmten geometrischen und/oder zeitlichen Auflösung Indikatoren für die Oberflächenrauigkeit der Fahrbahn 120 ermittelt werden. Die Umfelddaten, insbesondere die Bilddaten, können dabei ggf. mit einem künstlichen neuronalen Netz (z.B. Convolutional Neural Network) und/oder mittels künstlicher Intelligenz ausgewertet werden, um Geräuschinformation in Bezug auf zu erwartende Störgeräusche zu ermitteln. Die beiden Datenquellen (digitale Karte und/oder Analyse der Fahrbahnoberfläche auf Basis von Umfelddaten) können kombiniert werden, um in besonders präziser Weise zu bestimmen, ob die ANC-Einheit 109 an einer bestimmten Position aktiv oder in einem Energiesparmodus sein soll.

Die Sensorik des Fahrzeugs 100, insbesondere die Umfeldsensork 103 und/oder die Geräuschsensorik 108 und/oder die Vibrationssensorik 105, können dazu genutzt werden, die Geräusch-relevanten (positionsabhängigen) Daten einer digitalen Karte zu ermitteln und/oder zu aktualisieren. Die Geräusch-relevanten Daten einer digitalen Karte können somit angelernt werden. Zu diesem Zweck können Geräuschdaten 112 von dem Fahrzeug 100 an eine Fahrzeug-externe Einheit 110 gesendet werden. Die Fahrzeug-externe Einheit 110 kann ausgebildet sein, die Geräuschdaten 112 einer Vielzahl von Fahrzeugen 100 auszuwerten, um positionsabhängige, Geräusch-relevante Daten einer digitalen Karte eines Fahrbahnnetzes zu ermitteln, und bei Bedarf bereitzustellen.

Es kann somit eine Lernfunktion bereitstellt werden, um positionsabhängige, Geräusch-relevante Daten für eine digitalen Karte zu erlernen. Wenn z.B. auf Basis der Messsignale der ein oder mehreren Mikrofone 108 eines Fahrzeugs 100 erkannt wird, dass der Störgeräuschpegel bei einer nicht-aktivierten ANC-Einheit 109 regelmäßig an einer bestimmten Position des Straßennetzes einen Störgeräusche-Schwellenwert überschreitet und von der ANC-Einheit 109 z.B. auf Basis der charakteristischen Frequenzverteilung der Störgeräusche als „kompensierbar“ identifiziert wird, kann dieser Straßenabschnitt in einer digitalen Onboard- und/oder in einer digitalen Backend-Karte als Straßenabschnitt verzeichnet werden, in dem die ANC-Einheit 109 aktiviert werden sollte. Durch das Anlernen einer digitalen Karte kann in besonders präziser Weise eine positionsabhängige Aktivierung der ANC-Einheit 109 eines Fahrzeugs 100 ermöglicht werden. Fig. 2a zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften (Computer implementierten) Verfahrens 200 zum Betrieb einer Geräuschunterdrückungseinheit 109 eines Fahrzeugs 100. Die Geräuschunterdrückungseinheit 109 (in diesem Dokument auch als ANC-Einheit oder ANC-System bezeichnet) kann ausgebildet sein, durch Generieren zumindest eines akustischen Kompensationssignals Störgeräusche in oder an dem Fahrzeug 100 zu reduzieren bzw. zu unterdrücken. Dabei können insbesondere Störgeräusche in einer Fahrgastzelle oder in einem Innenraum des Fahrzeugs 100 reduziert oder unterdrückt werden.

Das Verfahren 200 umfasst das Ermitteln 201, während einer Fahrt des Fahrzeugs 100, von Geräuschinformation in Bezug auf zu erwartende Störgeräusche, insbesondere in Bezug auf ein zu erwartendes Ausmaß an Störgeräuschen, an einer vorausliegenden Fahrzeugposition. Die Geräuschinformation kann insbesondere anzeigen, wie stark die Störgeräusche an einer vorausliegenden Fahrzeugposition voraussichtlich sein werden. Des Weiteren kann die Geräuschinformation den voraussichtlichen Typ der Störgeräusche anzeigen, und/oder es kann angezeigt werden, ob die Störgeräusche voraussichtlich derart sein werden, dass sie durch Betrieb der Geräuschunterdrückungseinheit reduziert oder unterdrückt werden können, oder nicht.

Die Geräuschinformation kann z.B. auf Basis einer digitalen Karte für ein Fahrbahnnetz ermittelt werden, wobei die digitale Karte positionsabhängig Fahrbahninformation anzeigt, aus der das zu erwartende Ausmaß an Störgeräuschen geschätzt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann die Geräuschinformation auf Basis der Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 des Fahrzeugs 100 ermittelt werden.

Das Verfahren 200 umfasst ferner das Bewirken 202, in Abhängigkeit von der ermittelten Geräuschinformation, dass die Geräuschunterdrückungseinheit 109 an der vorausliegenden Fahrzeugposition aktiviert ist (und somit ein Kompensationssignal zur Unterdrückung der Störgeräusche erzeugt) oder sich in einem Energiesparmodus befindet (und somit kein Kompensationssignal zur Unterdrückung der Störgeräusche erzeugt). Insbesondere kann dabei bewirkt werden, dass die Geräuschunterdrückungseinheit 109 an der vorausliegenden Fahrzeugposition aktiviert ist, wenn die Geräuschinformation anzeigt, dass das zu erwartende Ausmaß an Störgeräuschen an der vorausliegenden Fahrzeugposition über einem vordefinierten Störgeräusche-Schwellenwert liegen wird (und ggf. dass die Störgeräusche an der vorausliegenden Fahrzeugposition voraussichtlich durch Betrieb der Geräuschunterdrückungseinheit 109 unterdrückt werden können). Andererseits kann bewirkt werden, dass sich die Geräuschunterdrückungseinheit 109 an der vorausliegenden Fahrzeugposition in einem Energiesparmodus befindet. So kann in zuverlässiger und effizienter Weise der Energieverbrauch der Geräuschunterdrückungseinheit 109 reduziert werden.

Fig. 2b zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 210 zur Bereitstellung einer digitalen Karte für ein Fahrbahnnetz, in dem sich ein Fahrzeug 100 bewegt. Das Verfahren 100 kann durch eine Steuereinheit 101 eines Fahrzeugs 100 ausgeführt werden, das eine Geräuschunterdrückungseinheit 109 umfasst, oder das ggf. auch keine Geräuschunterdrückungseinheit 109 umfasst.

Das Verfahren 210 umfasst das Ermitteln 211, an einer aktuellen Fahrzeugposition während einer Fahrt des Fahrzeugs 100, von Geräuschdaten 112 in Bezug auf ein Ausmaß an Störgeräuschen in oder an dem Fahrzeug 100. Die Geräuschdaten 112 können z.B. die Sensordaten zumindest eines Mikrofons 108 und/oder zumindest eines Vibrationssensors 105 des Fahrzeugs 100 umfassen. Es können somit positionsabhängig während einer Fahrt des Fahrzeugs 100 Geräuschdaten 112 erfasst werden.

Das Verfahren 210 umfasst ferner das Bereitstellen und/oder Nutzen 212 der Geräuschdaten 112 für die Erstellung und/oder die Aktualisierung einer digitalen Karte. Beispielsweise können die Geräuschdaten 112 direkt von dem Fahrzeug 100 genutzt werden, um die digitale Karte direkt in dem Fahrzeug 100 zu aktualisieren. Alternativ oder ergänzend können die Geräuschdaten 112 einer Fahrzeug-externen Einheit 110 bereitgestellt werden, die ausgebildet ist, eine digitale Karte auf Basis der Geräuschdaten 112 einer Vielzahl von Fahrzeugen 100 zu aktualisieren.

Die (von dem Fahrzeug 100 und/oder von einer Fahrzeug-externen Einheit 110 ermittelte und/oder aktualisierte) digitale Karte kann dabei positionsabhängige Daten in Bezug auf Fahrbahn-induzierte Störgeräusche in oder an einem Fahrzeug 100 und/oder in Bezug auf die (jeweils empfohlene oder ggf. zu unterlassende) Aktivierung einer Geräuschunterdrückungseinheit 109 eines Fahrzeugs 100 umfassen. Die digitale Karte kann (wie in diesem Dokument beschrieben) bereitgestellt und/oder genutzt werden, um die Geräuschunterdrückungseinheit 109 eines Fahrzeugs 100 positionsabhängig zu aktivieren oder in einen Energiesparmodus zu versetzen.

Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann ein bedarfsgerechter und/oder situationsadaptiver Einsatz eines ANC-Systems 109 ermöglicht werden. So kann die Energieeffizienz eines Fahrzeugs 100 erhöht werden. Dies ist insbesondere bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug 100 relevant, bei dem Fahrbahngeräusche typischerweise einen relativ großen Anteil der Störgeräusche darstellen, und bei dem durch Reduzierung des elektrischen Energieverbrauchs die Reichweite des Fahrzeugs 100 typischerweise wesentlich erhöht werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.