[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug mit einer
Kabine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
[0002] Der Geräuschpegel in einer Kabine eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs hat
einen großen Einfluss auf die Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit der Bedienerperson.
So sind Bedienpersonen von landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugen hohen Lärmbelastungen
ausgesetzt. Der von dem Arbeitsfahrzeug bzw. dessen Arbeitsaggregaten hervorgerufene
Lärm kann 80 dB überschreiten und psychoakustische Frequenzen umfassen, welche als
besonders unangenehm empfunden werden. Um diesen Lärmbelastungen entgegenzuwirken,
sind verschiedene Maßnahmen denkbar, die ein Hersteller eines landwirtschaftlichen
Arbeitsfahrzeugs durchführen kann. Als eine Maßnahme kommen in Kabinen landwirtschaftlicher
Arbeitsfahrzeuge Geräuschdämpfungssysteme zum Einsatz, welche durch aktive Lärmkompensation
(Active Noise Cancelling, ANC) zur Geräuschminderung respektive Störschallreduktion
beitragen.
[0003] Ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug der eingangs genannten Art ist aus der
EP 2 101 316 A1 bekannt. Dabei wird in eine Fahrerkabine des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs
von einer Geräuschquelle außerhalb der Fahrerkabine eine Schwingung auf einem ersten
Weg in die Fahrerkabine übertragen. Ein Geräuschdämpfungssystem umfasst ein als Lautsprecher
ausgeführtes Kompensatorelement, welches mit einer an die Phase und Amplitude der
übertragenen Schwingung angepassten Phase und Amplitude antreibbar ist, um eine Schallschwingung
zu emittieren, welche die in die Fahrerkabine übertragene Schwingung kompensiert.
Hierzu werden Schallschwingungen gleicher Tonhöhe wie das zu kompensierende Geräusch
mit einem Phasenversatz von idealerweise 180° vom Lautsprecher in die Kabine eingeleitet.
Die Verwendung des in der Kabine angeordneten Lautsprechers, der in der Regel nicht
unter Berücksichtigung einer für den Effekt aktiver Lärmkompensation optimalen Anordnung
positioniert ist, sondern vorrangig bauraumoptimiert angeordnet ist, schränkt den
durch das Geräuschdämpfungssystem erreichbaren Effekt signifikant ein. Zudem führt
eine Bewegung zumindest des Kopfes der Bedienperson, beispielsweise wegen einer Drehung
oder eines Nickens, zu einer Abstandsveränderung zwischen den Ohren und dem Lautsprecher.
Diese Abstandsveränderung führt zu einer Änderung des Phasenversatzes zwischen der
Geräuschquelle und dem Lautsprecher, wodurch die erreichbare Effizienz der Lärmreduzierung
abnimmt. Aus diesem Grund wird eine zufriedenstellende Reduzierung des Geräuschlevels
lediglich in einem räumlich eng begrenzten Bereich um den Kopf herum erreicht.
[0004] Um den Effekt einer Abstandsänderung zu vermeiden, ist es weiterhin bekannt, Geräuschdämpfungssystem
zu verwenden, die einen Kopfhörer als Kompensatorelement bzw. Aktuator umfassen. Die
Lautsprecher des Kopfhörers befinden sich somit stets in unmittelbarer Nähe der Ohren.
Allerdings kann das dauerhafte Tragen des Kopfhörers, oftmals über mehrere Stunden
hinweg, von der Bedienperson als sehr störend empfunden werden. Das Tragen des in
der Regel drahtlos arbeitenden Kopfhörers ist aufgrund des Gewichts, welches auf die
notwendigen Batterien oder Akkumulatoren zurückzuführen ist, nicht ergonomisch. Auch
aus praktischen Erwägungen ist der Kopfhörer als Kompensatorelement des Geräuschdämpfungssystems
weniger geeignet, da dessen Funktion davon abhängt, dass der Kopfhörer von der Bedienperson
stets mitgeführt wird.
[0005] Die
EP 3 799 034 A1 sieht daher vor, dass der Kabine zumindest eine bildgebende, akustische oder kapazitive
Sensoreinrichtung zur Bestimmung der Position des Kopfes der Bedienperson zugeordnet
ist, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der Position
des Kopfes den zur aktiven Lärmkompensation von dem zumindest einen Aktuator ausgesandten
Schall anzupassen, um den Lärm in der Nähe des Kopfes zu minimieren. Zusätzlich sieht
die
EP 3 799 034 A1 vor, dass in der Kabine zumindest ein Mikrofon in der Nähe des Kopfes der Bedienperson
positioniert ist. Dieses Mikrofon empfängt den zur Geräuschkompensation generierten
Schall. Die vom Mikrofon erzeugten Signale werden an die Steuereinheit übermittelt
und von dieser ausgewertet, um die Effizienz des eingeleiteten Schalls zur Kompensation
der Störgeräusche im unmittelbaren Bereich bzw. unmittelbarer Nähe der Ohren der Bedienperson
zu bestimmen. In Abhängigkeit von den ausgewerteten Signalen des Mikrofons steuert
die Steuereinheit den zumindest einen Aktuator an. Für eine möglichst nahe Anordnung
an einem der Ohren der Bedienperson ist das Mikrofon in der Kopfstütze des Fahrersitzes
integriert, wobei die Kopfstütze des Fahrersitzes zusammen mit dem Mikrofon höhenverstellbar
ist.
[0006] Da Kabinen und/oder Fahrersitze beweglich und/oder einstellbar ausgebildet sein können,
führt dies im bekannten Stand der Technik dazu, dass die ausgewerteten Signale des
Mikrofons nicht zur Geräuschkompensation herangezogen werden können, wenn dieses Mikrofon
aufgrund einer Bewegung der Kabine und/oder des Fahrersitzes eine neue Positionierung
einnimmt. Diese neue und für die Steuereinheit unbekannte Positionierung des Mikrofons
führt dazu, dass die Signale des Mikrofons nicht zur Kompensation der Störgeräusche
führen, sondern aufgrund der unbekannten Positionierung des Mikrofons wahrscheinlich
zur Erzeugung zusätzlicher Geräusche führen.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug
der eingangs genannten Art weiterzubilden, welches sich durch eine höhere Effizienz
bei gutem Komfort für eine Bedienperson des Arbeitsfahrzeugs auszeichnet, und insbesondere
eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform eines solchen landwirtschaftlichen
Arbeitsfahrzeuges anzugeben.
[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche
gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0009] Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass Bewegungen der
Kabinen und/oder Bewegungen des Fahrersitzes sensorbasiert erfasst werden und bei
einer aktiven Lärmkompensation zur Anpassung eines ausgesandten Schalls verwendet
werden.
[0010] Das erfindungsgemäße landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug, welches insbesondere als
Traktor oder selbstfahrende Erntemaschine ausgebildet sein kann, weist eine Kabine
auf, in der ein Fahrersitz für eine Bedienperson angeordnet ist. Die Kabine weist
ein Geräuschdämpfungssystem auf, welches zumindest einen Aktuator, insbesondere mehrere
Aktuatoren, zur aktiven Lärmkompensation von in die Kabine übertragenen Geräuschen
wenigsten einer außerhalb der Kabine befindlichen Geräuschquelle des Arbeitsfahrzeugs
umfasst. Dieser Aktuator ist zur Generierung von Schall vorgesehen und eingerichtet.
Ferner ist dieser Aktuator zu seiner Ansteuerung mit einer Steuereinheit des Geräuschdämpfungssystems
signaltechnisch verbunden. Zusätzlich ist im Fahrersitz ein Mikrofon integriert, welches
signaltechnisch mit der Steuereinheit des Geräuschdämpfungssystems verbunden ist und
den zur Geräuschkompensation generierten Schall empfängt. Die vom Mikrofon erzeugten
Signale werden an die Steuereinheit übermittelt. Der Fahrersitz des landwirtschaftlichen
Arbeitsfahrzeuges weist eine Fahrersitzsensorvorrichtung zur Bestimmung der Fahrersitzposition
auf. Die von der Fahrersitzsensorvorrichtung erzeugten Signale werden an die Steuereinheit
übermittelt. Die Fahrersitzposition kann sich auf die Position und/oder Drehposition
des Fahrersitzes bezüglich der Kabine beziehen. Die Steuereinheit ist dazu vorgesehen
und eingerichtet, in Abhängigkeit von der mittels der Fahrersitzsensorvorrichtung
bestimmten Fahrersitzposition den zur aktiven Lärmkompensation von dem zumindest einen
Aktuator ausgesandten Schall derart anzupassen, dass Lärm in der Nähe des Mikrofons
des Fahrersitzes minimiert, insbesondere vollständig unterdrückt, wird. Hierbei kann
die Steuereinheit die Signale vom Mikrofon und die Signale von der Fahrersitzsensorvorrichtung
auswerten, um die Effizienz des eingeleiteten Schalls zur Kompensation der Störgeräusche
im unmittelbaren Bereich bzw. unmittelbarer Nähe des Mikrofons zu bestimmen. In Abhängigkeit
von diesen ausgewerteten Signalen steuert die Steuereinheit den zumindest einen Aktuator
derart an, dass Lärm in der Nähe des Mikrofons des Fahrersitzes, insbesondere in einer
räumlichen Zone um den Kopf des Fahrers herum, minimiert, insbesondere vollständig
unterdrückt, wird.
[0011] Vorzugsweise kann das Mikrofon auf einer Oberkante einer Rückenlehne des Fahrersitzes
und/oder in einer Kopfstütze des Fahrersitzes angeordnet sein.
[0012] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass das landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug Kabinenlagerungselemente zur schwingungsgedämpften
Abstützung der Kabine auf einem Chassis des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeuges
aufweist, wobei ein Kabinenlagerungselement einen Schwingungssensor zur Bestimmung
der Schwingung der Kabine bezüglich des Chassis aufweist. Es können drei oder vier
Kabinenlagerungselemente vorgesehen, die jeweils einen Schwingungssensor zur Bestimmung
der Schwingung der Kabine bezüglich des Chassis aufweisen. Der Schwingungssensor ist
signaltechnisch mit der Steuereinheit des Geräuschdämpfungssystems verbunden. Die
vom Schwingungssensor erzeugten Signale werden an die Steuereinheit übermittelt. Die
Steuereinheit ist dazu vorgesehen und eingerichtet, in Abhängigkeit von der mittels
dem Schwingungssensor bestimmten Schwingung der Kabine den zur aktiven Lärmkompensation
von dem zumindest einen Aktuator ausgesandten Schall anzupassen, um den Lärm in der
Nähe des Mikrofons des Fahrersitzes zu minimieren.
[0013] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass der Fahrersitz in der Kabine bezüglich einer Längsachse verschiebbar ausgebildet
ist, wobei die Fahrersitzsensorvorrichtung einen Längspositionssensor zur Bestimmung
einer Längsposition des Fahrersitzes innerhalb der Kabine aufweist, wobei die Steuereinheit
dazu vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Längsposition des Fahrersitzes
von dem zumindest einen Aktuator ausgesandten Schall anzupassen, um den Lärm in der
Nähe des Mikrofons des Fahrersitzes zu minimieren.
[0014] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass der Fahrersitz in der Kabine bezüglich einer Hochachse höhenverstellbar ausgebildet
ist, wobei die Fahrersitzsensorvorrichtung einen Höhenpositionssensor zur Bestimmung
einer Höhenposition des Fahrersitzes innerhalb der Kabine aufweist, wobei die Steuereinheit
dazu vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Höhenposition des Fahrersitzes
von dem zumindest einen Aktuator ausgesandten Schall anzupassen, um den Lärm in der
Nähe des Mikrofons des Fahrersitzes zu minimieren.
[0015] Die Längsachse kann senkrecht und/oder quer zur Hochachse ausgerichtet sein, wobei
die Hochachse parallel zur Erdanziehungskraftrichtung ausgerichtet sein kann. Die
Längsachse kann ferner parallel zur Geradeausfahrtrichtung des landwirtschaftlichen
Arbeitsfahrzeuges ausgerichtet sein.
[0016] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass der Fahrersitz in der Kabine bezüglich einer Drehachse drehbar ausgebildet ist,
wobei die Fahrersitzsensorvorrichtung einen Drehwinkelsensor zur Bestimmung einer
Drehwinkelposition des Fahrersitzes innerhalb der Kabine aufweist, wobei die Steuereinheit
dazu vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Drehwinkelposition des Fahrersitzes
von dem zumindest einen Aktuator ausgesandten Schall anzupassen, um den Lärm in der
Nähe des Mikrofons des Fahrersitzes zu minimieren. Die Drehachse kann parallel zur
Hochachse und/oder quer zur Längsachse ausgerichtet sein.
[0017] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass das Mikrofon in einer Kopfstütze des Fahrersitzes angeordnet ist.
[0018] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass der Aktuator zur aktiven Lärmkompensation ein Lautsprecher der Kabine ist, der
zur Ausgabe von Musik und/oder zur Telefonie eingesetzt wird.
[0019] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass die Steuereinheit dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die Lärmkompensation
in der Kabine zu deaktivieren, falls eine Musikausgabe in der Kabine einen vorbestimmten
Schallpegel überschreitet.
[0020] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass die Steuereinheit dazu vorgesehen und eingerichtet ist, bei der Anpassung des
ausgesandten Schalls die Frequenzen und/oder Phasen und/oder Lautstärken des Schalls
zur Minimierung des Lärms in der Nähe des Mikrofons anzupassen.
[0021] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass die Steuereinheit dazu vorgesehen und eingerichtet ist, den zur aktiven Lärmkompensation
von dem zumindest einen Aktuator ausgesandten Schall derart anzupassen, dass Lärm
in der Nähe eines Kopfes einer Bedienperson minimiert wird.
[0022] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass am Fahrersitz, insbesondere an der Kopfstütze des Fahrersitzes, ein weiteres
Mikrofon integriert ist, welches beabstandet vom anderen Mikrofon angeordnet ist.
[0023] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass das Mikrofon und/oder das weitere Mikrofon jeweils ein Mikrofonarray ausbildet.
[0024] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass die Steuereinheit dazu vorgesehen und eingerichtet ist, das als Mikrofonarray
ausgebildete Mikrofon und/oder das als Mikrofonarray ausgebildete weitere Mikrofon
zum Beamforming einzusetzen.
[0025] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen,
dass die wenigstens eine Geräuschquelle des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs
ein Arbeitsaggregat ist, dem zumindest eine akustische Sensoreinrichtung zur Erfassung
von Schallemissionen zugeordnet ist. Unter einem Arbeitsaggregat ist eine dem Antrieb
oder der Bearbeitung und/oder Verarbeitung von Erntegut dienende Vorrichtung mit beweglichen
Teilen zu verstehen, welche Schall emittiert, der von der Bedienperson in der Kabine
akustisch als Störgeräusch wahrnehmbar ist. Die Arbeitsaggregate des landwirtschaftlichen
Arbeitsfahrzeugs erzeugen in Abhängigkeit ihres Betriebszustands, beispielsweise bei
einem im Leerlauf befindlichen oder unter Volllast betriebenen Antriebsmotor, unterschiedliche
Schallemissionen, die hinsichtlich Frequenz, Amplitude und Phase variieren.
[0026] Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
[0027] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden
Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
[0028] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen
auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
[0029] Es zeigen, jeweils schematisch,
- Fig. 1
- ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug mit einem Geräuschdämpfungssystem,
- Fig. 2
- einen Fahrersitz des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeuges mit einer Fahrersitzsensorvorrichtung,
und
- Fig. 3
- eine Kabine des erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeuges mit Schwingungssensoren.
[0030] In Fig. 1 ist exemplarisch und schematisch eine Darstellung eines landwirtschaftlichen
Arbeitsfahrzeugs 1 gezeigt. Dieses landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug 1 ist im dargestellten
Ausführungsbeispiel als Traktor ausgebildet. Das Arbeitsfahrzeug 1 umfasst eine auf
einem Chassis angeordnete Kabine 2. Außerdem sind zum Antreiben des Arbeitsfahrzeugs
1 ein Antriebsmotor 3 und ein Getriebe 4 vorgesehen. Der Antriebsmotor 3 und das Getriebe
4 stellen Arbeitsaggregate im Sinne der Erfindung dar. Durch den Antriebsmotor 3 werden
an einer Vorderachse und einer Hinterachse angeordnete Räder 5 angetrieben, deren
geschwindigkeitsabhängigen Rollgeräusche ebenfalls als Störgeräusche in die Kabine
2 übertragen werden. Weiterhin ist das Arbeitsfahrzeug 1 zum Antreiben von weiteren
Arbeitsaggregaten eingerichtet, die unmittelbar an dem und/oder in dem Arbeitsfahrzeug
1 angeordnet und durch einen Antriebsstrang des Arbeitsfahrzeugs 1 angetrieben werden.
Im Fall des als Traktors ausgeführten Arbeitsfahrzeugs 1 kann ein mittelbar trieblich
verbundenes Arbeitsaggregat von einem Front- oder Heckkraftheber aufgenommen und durch
eine Nebenabtriebswelle angetrieben sein.
[0031] In der Kabine 2 befindet sich ein Fahrersitz 6 für eine Bedienerperson 7 des landwirtschaftlichen
Arbeitsfahrzeugs 1. Mit Bezugszeichen 8 ist der Kopf und mit Bezugszeichen 9 ist eines
der Ohren der Bedienperson 7 bezeichnet. Weiterhin ist in der Kabine 2 zumindest ein
Aktuator 10 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Aktuator 10
beispielhaft unterhalb des Kabinendaches im Inneren der Kabine 2 angeordnet. Andere
Positionierungen der Aktuatoren 10 und/oder eine abweichende, insbesondere höhere,
Anzahl von Aktuatoren 10 in der Kabine 2 sind denkbar. Die Aktuatoren 10 sind Bestandteil
eines Geräuschdämpfungssystems 11, welches zur aktiven Lärmkompensation von in die
Kabine 2 übertragenen Geräuschen wenigsten einer außerhalb der Kabine 2 befindlichen
Geräuschquelle 12 des Arbeitsfahrzeugs 1 dient.
[0032] Als außerhalb der Kabine 2 befindliche Geräuschquellen 12 sind beispielsweise die
Arbeitsaggregate des Arbeitsfahrzeugs 1 anzusehen. Unter einem Arbeitsaggregat ist
eine dem Antrieb oder der Bearbeitung und/oder Verarbeitung von Erntegut dienende
Vorrichtung mit beweglichen Teilen zu verstehen, welche Schall emittiert, der von
der Bedienperson 7 in der Kabine 2 akustisch als Störgeräusch wahrnehmbar ist. Die
Arbeitsaggregate des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs 1 erzeugen in Abhängigkeit
von ihrem Betriebszustand, beispielsweise bei einem im Leerlauf befindlichen oder
unter Volllast betriebenen Antriebsmotor 3, unterschiedliche Schallemissionen respektive
Störgeräusche, die hinsichtlich Frequenz, Amplitude und Phase variieren. Jedem Arbeitsaggregat
kann zumindest eine akustische Sensoreinrichtung 22 zur Erfassung der spezifischen
Schallemissionen zugeordnet sein. Die akustischen Sensoreinrichtungen 22 übertragen
ihre Signale an eine Steuereinheit 14 des Geräuschdämpfungssystems 11 zur Auswertung.
[0033] Zur Ansteuerung der Arbeitsaggregate des Arbeitsfahrzeugs 1, wie dem Antriebsmotor
2 und dem Getriebe 3, weist das Arbeitsfahrzeug 1 eine Steuerungsvorrichtung 20 auf,
welche Betriebsparameter bzw. Steuerparameter der Arbeitsaggregate, die von diesen
zugeordneten Sensoren oder von Steuergeräten generiert werden, empfängt und auswertet
und in Abhängigkeit davon Steuerparameter generiert und zur Ansteuerung der Arbeitsaggregate
an diese überträgt. Hierzu ist die Steuerungsvorrichtung 20 durch ein Bussystem 21
mit den Arbeitsaggregaten verbunden. Die Steuereinheit 14 des Geräuschdämpfungssystems
11 ist durch das Bussystem 21 mit der Steuerungsvorrichtung 20 verbunden. Die Steuereinheit
14 ist zum Empfang der Betriebsparameter und Steuerparameter eingerichtet, die von
der Steuerungsvorrichtung 20 bereitgestellt bzw. erzeugt werden.
[0034] In der Kabine 2 ist zumindest ein Mikrofon 16 angeordnet, welches in der Nähe des
Kopfes 8 der Bedienperson 7 positioniert ist. Das zumindest eine Mikrofon 16 ist Bestandteil
des Geräuschdämpfungssystems 11 und dient dazu, die akustische Wahrnehmung der Bedienperson
7 im Bereich ihrer Ohren 9 nachzubilden. Für eine möglichst nahe Anordnung an einem
der Ohren 9 der Bedienperson 7 ist das zumindest eine Mikrofon 16 in den Fahrersitz
6 integriert, wie in Fig. 1 beispielhaft angedeutet ist. Insbesondere können zwei
Mikrofone 16 und 27 beidseitig in den Fahrersitz 6 integriert sein, wie es in der
Fig. 2 angedeutet ist. Zusätzlich oder alternativ können zwei Mikrofone 16 und 27
beidseitig in den in einer Kopfstütze des Fahrersitzes 6 integriert sein, wie es in
der Fig. 3 angedeutet ist. Diese Anordnung des Mikrofons 16 und/oder des weiteren
Mikrofons 27 ermöglicht eine sehr nahe Anordnung an den Ohren 9 der Bedienperson 7.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Kopfstütze des Fahrersitzes 6 zudem höhenverstellbar
ausgeführt ist.
[0035] Die Mikrofone 16 und/oder 27 stehen durch eine, bevorzugt drahtlose, Kommunikationsverbindung
15 signaltechnisch mit der Steuereinheit 14 in Verbindung. Von den Mikrofonen 16 und/oder
27 empfangene Signale werden an die Steuereinheit 14 übertragen und von dieser ausgewertet.
Das Mikrofon 16 und/oder 27 empfängt den zur Geräuschkompensation durch die Aktuatoren
10 generierten Schall. Die Steuereinheit 14 wertet die Signale der Mikrofone 16 und/oder
27 aus, um die Effizienz des durch die Aktuatoren 10 eingeleiteten Schalls zur Kompensation
der Störgeräusche im unmittelbaren Bereich der Ohren 9 der Bedienperson 7 zu bestimmen.
In Abhängigkeit von den ausgewerteten Signalen des zumindest einen Mikrofons 16 und/oder
27 steuert die Steuereinheit 14 die Aktuatoren 10 an.
[0036] Da die Bedienperson 7 während des Betriebs des Arbeitsfahrzeugs 1 die auf dem Fahrersitz
eingenommene Position nicht statisch beibehält, sondern vielmehr zwecks beispielsweise
der Bedienung eines der Arbeitsaggregate oder zum Umsehen oder dergleichen zumindest
die Position des Kopfes 8 relativ zu den Aktuatoren 10 immer wieder ändert, kommt
es entsprechend zu einer Veränderung eines Abstands 17 zwischen den Ohren 9 und den
Aktuatoren 10. Diese Veränderung des Abstands 17 führt zu einer Änderung des Phasenversatzes
zwischen der Geräuschquelle 12 und den Aktuatoren 10, wodurch die erreichbare Effizienz
der Lärmreduzierung abnimmt, da sich die akustische Wahrnehmung des eingeleiteten
Schalls durch die Bedienperson 7 ändert. Aus diesem Grund wird eine zufriedenstellende
Reduzierung des Geräuschlevels lediglich in einer räumlich eng begrenzten Zone 18
um den Kopf 8 herum erreicht.
[0037] Da der Fahrersitz 6 des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeuges 1 verstellbar innerhalb
der Kabine 2 ausgebildet ist, wie es in der Fig. 2 angedeutet ist, kann sich der Positionsbereich
der räumlich eng begrenzten Zone 18 aufgrund einer Verstellung des Fahrersitz 6 verändern.
Außerdem kann das landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug 1 Kabinenlagerungselemente
31 zur schwingungsgedämpften Abstützung der Kabine 2 auf dem Chassis des landwirtschaftlichen
Arbeitsfahrzeuges 1 aufweisen, wie es in der Fig. 3 angedeutet ist, wobei dann die
Lärmkompensation von zumindest einen Aktuator 10 ausgesandten Schall angepasst werden.
[0038] Zur Anpassung des von dem Aktuator 10 ausgesandten Schalls, sodass in der räumlich
begrenzten Zone 18 um den Kopf 8 eine Lärmkompensation erreicht wird, weist der Fahrersitz
6 eine Fahrersitzsensorvorrichtung 23 zur Bestimmung der Fahrersitzposition auf, wobei
die Steuereinheit 14 dazu vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der
mittels der Fahrersitzsensorvorrichtung 23 bestimmten Fahrersitzposition den zur aktiven
Lärmkompensation von dem zumindest einen Aktuator 10 ausgesandten Schall anzupassen,
um den Lärm in der Nähe des Mikrofons 16 des Fahrersitzes 6, insbesondere in der räumlichen
Zone 18 um den Kopf 8 herum, zu minimieren.
[0039] Wie in der Fig. 2 angedeutet, ist der Fahrersitz 6 in der Kabine 2 bezüglich einer
Längsachse 28 verschiebbar ausgebildet, wobei die Fahrersitzsensorvorrichtung 23 einen
Längspositionssensor 24 zur Bestimmung einer Längsposition des Fahrersitzes 6 innerhalb
der Kabine 2 aufweist. Der Längspositionssensor 24 steht mittels einer, bevorzugt
drahtlosen, Kommunikationsverbindung 15 signaltechnisch mit der Steuereinheit 14 in
Verbindung. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen und eingerichtet, in Abhängigkeit
der Längsposition des Fahrersitzes 6 von dem zumindest einen Aktuator 10 ausgesandten
Schall anzupassen, um den Lärm in der Nähe des Mikrofons 16 des Fahrersitzes 6, insbesondere
in der räumlichen Zone 18 um den Kopf 8 herum, zu minimieren.
[0040] Ferner ist der Fahrersitz 6 in der Kabine 2 bezüglich einer Hochachse 29 höhenverstellbar
ausgebildet ist, wobei die Fahrersitzsensorvorrichtung 23 einen Höhenpositionssensor
25 zur Bestimmung einer Höhenposition des Fahrersitzes 6 innerhalb der Kabine 2 aufweist.
Der Höhenpositionssensor 25 steht mittels einer, bevorzugt drahtlosen, Kommunikationsverbindung
15 signaltechnisch mit der Steuereinheit 14 in Verbindung. Die Steuereinheit 14 ist
dazu vorgesehen und eingerichtet, in Abhängigkeit der Höhenposition des Fahrersitzes
6 von dem zumindest einen Aktuator 10 ausgesandten Schall anzupassen, um den Lärm
in der Nähe des Mikrofons 16 des Fahrersitzes 6, insbesondere in der räumlichen Zone
18 um den Kopf 8 herum, zu minimieren.
[0041] Die Längsachse 28 kann senkrecht und/oder quer zur Hochachse 29 ausgerichtet sein,
wobei die Hochachse 29 parallel zur nicht dargestellten Erdanziehungskraftrichtung
ausgerichtet sein kann. Die Längsachse 28 kann ferner parallel zur nicht dargestellten
Geradeausfahrtrichtung des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeuges 1 ausgerichtet sein.
[0042] Ferner ist der Fahrersitz 6 in der Kabine 2 bezüglich einer Drehachse 30 drehbar
ausgebildet, wobei die Fahrersitzsensorvorrichtung 23 einen Drehwinkelsensor 26 zur
Bestimmung einer Drehwinkelposition des Fahrersitzes 6 innerhalb der Kabine 2 aufweist.
Der Drehwinkelsensor 26 steht mittels einer, bevorzugt drahtlosen, Kommunikationsverbindung
15 signaltechnisch mit der Steuereinheit 14 in Verbindung. Die Drehachse 30 kann parallel
zur Hochachse 29 und/oder quer zur Längsachse 28 ausgerichtet sein. Die Steuereinheit
14 ist dazu vorgesehen und eingerichtet, in Abhängigkeit der Drehwinkelposition des
Fahrersitzes 6 von dem zumindest einen Aktuator 10 ausgesandten Schall anzupassen,
um den Lärm in der Nähe des Mikrofons 16 des Fahrersitzes 6 zu, insbesondere in der
räumlichen Zone 18 um den Kopf 8 herum, minimieren.
[0043] Wie in der Fig. 3 angedeutet, weist das landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug 1 Kabinenlagerungselemente
31 zur schwingungsgedämpften Abstützung der Kabine 2 auf einem Chassis des landwirtschaftlichen
Arbeitsfahrzeuges 1 auf, wobei ein Kabinenlagerungselement 31 einen Schwingungssensor
32 zur Bestimmung der Schwingung der Kabine 2 bezüglich des Chassis aufweist. Der
Schwingungssensor 32 steht mittels einer, bevorzugt drahtlosen, Kommunikationsverbindung
15 signaltechnisch mit der Steuereinheit 14 in Verbindung. Das landwirtschaftlichen
Arbeitsfahrzeuges 1 kann mehrere, insbesondere wenigstens vier voneinander beabstandete
Schwingungssensoren 32 aufweisen. Bei mehreren Schwingungssensoren 32 kann es vorgesehen
sein, dass jeweils ein solcher Schwingungssensor 32 an einem Kabinenlagerungselement
31 angeordnet ist. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen und eingerichtet ist,
in Abhängigkeit von der mittels dem Schwingungssensor 32 bestimmten Schwingung der
Kabine 2 den zur aktiven Lärmkompensation von dem zumindest einen Aktuator 10 ausgesandten
Schall anzupassen, um den Lärm in der Nähe des Mikrofons 16 des Fahrersitzes 6, insbesondere
in der räumlichen Zone 18 um den Kopf 8 herum, zu minimieren.
[0044] Der Kabine 2 ist zumindest eine Sensoreinrichtung 13 zur Bestimmung der Position
des Kopfes 8 der Bedienperson 7 zugeordnet. Die Sensorvorrichtung 13 ist hierzu bevorzugt
als eine bildgebende Sensorik ausgeführt, beispielsweise als Kamera, insbesondere
als Stereokamera. Mittels der Sensorvorrichtung 13 wird die Position des Kopfes 8
kontinuierlich erfasst. Die erfassten Daten werden an die Steuereinheit 14 des Geräuschdämpfungssystems
11 übertragen, welche diese auswertet. Die Steuereinheit 14 steht signaltechnisch
mit den beiden Aktuatoren 10 durch eine, bevorzugt drahtlose, Kommunikationsverbindung
15 in Verbindung.
[0045] Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen und eingerichtet, in Abhängigkeit von der
mittels der Fahrersitzsensorvorrichtung 23 bestimmten Fahrersitzposition und/oder
in Abhängigkeit von der schwingungsgedämpften Abstützung der Kabine 2 auf dem Chassis
und/oder oder in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Kopfes 8 den zur aktiven
Lärmkompensation von dem zumindest einen Aktuator 10 ausgesandten Schall anzupassen,
um den Lärm in der Nähe des Kopfes 8 zu minimieren. Durch das, insbesondere kontinuierliche,
Berücksichtigen der Position des Kopfes 8 der Bedienperson 7 wird erreicht, dass unerwünschte
Verstärkungseffekte durch einen sich verringernden Phasenversatz von zu kompensierenden
Störgeräuschen und den Kompensationsgeräuschen vermieden werden. Dies wird durch die
aktive Überwachung der Fahrersitzposition des Fahrersitzes 6 und der Kabine 2 gegenüber
dem Chassis und der Position des Kopfes 8 der Bedienperson 7, die zu einer Veränderung
des Abstands 17 und/oder 19 führt, und der damit einhergehenden Anpassung des von
den Aktuatoren 10 ausgesandten Schalls erreicht. Die Phase des eingeleiteten Schalls
zur Kompensation der jeweiligen Störgeräusche wird bei der Ansteuerung der Aktuatoren
10 in der Weise verschoben, dass die Störgeräusche und der Schall im Wesentlichen
gegensätzliche Phasen beim Erreichen des Ohres 9 bzw. der Ohren 9 aufweisen. Die Anpassung
unter anderem der Phasenverschiebung des emittierten Schalls an eine Abstandsänderung
relativ zu dem zumindest einen Aktuator 10 führt dazu, dass die Zone 18 verminderten
Lärms um den Kopf 8, innerhalb dessen eine zufriedenstellende Reduzierung des Geräuschlevels
erreicht wird, vergrößert wird. Zumindest wandert die Zone 18 permanent mit dem Kopf
8 mit, wodurch mit geringem Aufwand eine effiziente und komfortable Geräuschminderung
erreicht wird.
[0046] Aufgrund der Kenntnis der Position der der Kabine 2 zugeordneten Sensorvorrichtung
13 zur Erfassung der Position des Kopfes 8 lässt sich die relative Position des Mittelpunkts
des Kopfes 8 der Bedienperson 7, ein Abstand 19, durch die Steuereinheit 14 bestimmen.
In Verbindung mit einem vorgebbaren Abstandswert für die Position der Ohren 9 relativ
zu dem durch die Sensorvorrichtung 13 bestimmten Mittelpunkt des Kopfes 8 lassen sich
die Koordinaten der Ohren 9 ermitteln.
Bezugszeichenliste
[0047]
- 1
- Arbeitsfahrzeug
- 2
- Kabine
- 3
- Antriebsmotor
- 4
- Getriebe
- 5
- Räder
- 6
- Fahrersitz
- 7
- Bedienperson
- 8
- Kopf
- 9
- Ohr
- 10
- Aktuator
- 11
- Geräuschdämpfungssystem
- 12
- Geräuschquelle
- 13
- Sensorvorrichtung
- 14
- Steuereinheit
- 15
- Kommunikationsverbindung
- 16
- Mikrofon
- 17
- Abstand
- 18
- Zone
- 19
- Abstand
- 20
- Steuerungsvorrichtung
- 21
- Bussystem
- 22
- Sensoreinrichtung
- 23
- Fahrersitzsensorvorrichtung
- 24
- Längspositionssensor
- 25
- Höhenpositionssensor
- 26
- Drehwinkelsensor
- 27
- weiteres Mikrofon
- 28
- Längsachse
- 29
- Hochachse
- 30
- Drehachse
- 31
- Kabinenlagerungselement
- 32
- Schwingungssensor
1. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1),
- mit einer Kabine (2),
- mit einem in der Kabine (2) angeordneten Fahrersitz (6) für eine Bedienperson (7),
- mit einem Geräuschdämpfungssystem (11) für die Kabine (2),
- wobei das Geräuschdämpfungssystem (11) zumindest einen Aktuator (10) zur aktiven
Lärmkompensation von in die Kabine (2) übertragenen Geräuschen wenigsten einer außerhalb
der Kabine (2) befindlichen Geräuschquelle (12) des Arbeitsfahrzeugs (1) umfasst,
der zu seiner Ansteuerung mit einer Steuereinheit (14) des Geräuschdämpfungssystems
(11) signaltechnisch verbunden ist,
- wobei im Fahrersitz (6) ein Mikrofon (16) integriert ist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Fahrersitz (6) eine Fahrersitzsensorvorrichtung (23) zur Bestimmung der Fahrersitzposition
aufweist,
- wobei die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit
von der mittels der Fahrersitzsensorvorrichtung (23) bestimmten Fahrersitzposition
den zur aktiven Lärmkompensation von dem zumindest einen Aktuator (10) ausgesandten
Schall anzupassen, um den Lärm in der Nähe des Mikrofons (16) des Fahrersitzes (6)
zu minimieren.
2. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- dass das landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) Kabinenlagerungselemente (31) zur schwingungsgedämpften
Abstützung der Kabine (2) auf einem Chassis des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeuges
(1) aufweist,
- wobei ein Kabinenlagerungselement (31) einen Schwingungssensor (32) zur Bestimmung
der Schwingung der Kabine (2) bezüglich des Chassis aufweist,
- wobei die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit
von der mittels dem Schwingungssensor (32) bestimmten Schwingung der Kabine (2) den
zur aktiven Lärmkompensation von dem zumindest einen Aktuator (10) ausgesandten Schall
anzupassen, um den Lärm in der Nähe des Mikrofons (16) des Fahrersitzes (6) zu minimieren.
3. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Fahrersitz (6) in der Kabine (2) bezüglich einer Längsachse (28) verschiebbar
ausgebildet ist,
- wobei die Fahrersitzsensorvorrichtung (23) einen Längspositionssensor (24) zur Bestimmung
einer Längsposition des Fahrersitzes (6) innerhalb der Kabine (2) aufweist,
- wobei die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit
der Längsposition des Fahrersitzes (6) von dem zumindest einen Aktuator (10) ausgesandten
Schall anzupassen, um den Lärm in der Nähe des Mikrofons (16) des Fahrersitzes (6)
zu minimieren.
4. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Fahrersitz (6) in der Kabine (2) bezüglich einer Hochachse (29) höhenverstellbar
ausgebildet ist,
- wobei die Fahrersitzsensorvorrichtung (23) einen Höhenpositionssensor (25) zur Bestimmung
einer Höhenposition des Fahrersitzes (6) innerhalb der Kabine (2) aufweist,
- wobei die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit
der Höhenposition des Fahrersitzes (6) von dem zumindest einen Aktuator (10) ausgesandten
Schall anzupassen, um den Lärm in der Nähe des Mikrofons (16) des Fahrersitzes (6)
zu minimieren.
5. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Fahrersitz (6) in der Kabine (2) bezüglich einer Drehachse (30) drehbar ausgebildet
ist,
- wobei die Fahrersitzsensorvorrichtung (23) einen Drehwinkelsensor (26) zur Bestimmung
einer Drehwinkelposition des Fahrersitzes (6) innerhalb der Kabine (2) aufweist,
- wobei die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit
der Drehwinkelposition des Fahrersitzes (6) von dem zumindest einen Aktuator (10)
ausgesandten Schall anzupassen, um den Lärm in der Nähe des Mikrofons (16) des Fahrersitzes
(6) zu minimieren.
6. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Kabine (2) zumindest eine Sensoreinrichtung (13) zur Bestimmung der Position
eines Kopfes (8) der Bedienperson (7) zugeordnet ist,
- wobei die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit
von der Position des Kopfes (8) den zur aktiven Lärmkompensation von dem zumindest
einen Aktuator (10) ausgesandten Schall anzupassen, um den Lärm in der Nähe des Kopfes
(8) zu minimieren.
7. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mikrofon (16) in einer Kopfstütze des Fahrersitzes (6) angeordnet ist.
8. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktuator (10) zur aktiven Lärmkompensation ein Lautsprecher der Kabine (2) ist,
der zur Ausgabe von Musik und/oder zur Telefonie eingesetzt wird.
9. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die Lärmkompensation
in der Kabine (2) zu deaktivieren, falls eine Musikausgabe in der Kabine (2) einen
vorbestimmten Schallpegel überschreitet.
10. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, bei der Anpassung des
ausgesandten Schalls die Frequenzen und/oder Phasen und/oder Lautstärken des Schalls
zur Minimierung des Lärms in der Nähe des Mikrofons (16) anzupassen.
11. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, den zur aktiven Lärmkompensation
von dem zumindest einen Aktuator (10) ausgesandten Schall derart anzupassen, dass
Lärm in der Nähe eines Kopfes (8) einer Bedienperson (7) minimiert wird.
12. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Fahrersitz (6), insbesondere an der Kopfstütze des Fahrersitzes (6), ein weiteres
Mikrofon (27) integriert ist, welches beabstandet vom anderen Mikrofon (16) angeordnet
ist.
13. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mikrofon (16) und/oder das weitere Mikrofon (27) jeweils ein Mikrofonarray ausbildet.
14. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, das als Mikrofonarray
ausgebildete Mikrofon (16) und/oder das als Mikrofonarray ausgebildete weitere Mikrofon
(27) zum Beamforming einzusetzen.
15. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Geräuschquelle (12) des landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs
(1) ein Arbeitsaggregat (3, 4) ist, dem zumindest eine akustische Sensoreinrichtung
(22) zur Erfassung von Schallemissionen zugeordnet ist.