DE102007055477A1 - Internal combustion engine noise producing method for motor vehicle, involves determining sum of segment time lengths of signal segments and sequence time lengths of signal sequence sections, where two segments in section are unequal - Google Patents
Internal combustion engine noise producing method for motor vehicle, involves determining sum of segment time lengths of signal segments and sequence time lengths of signal sequence sections, where two segments in section are unequal Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur synthetischen Erzeugung von Motorgeräuschen, insbesondere einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for the synthetic generation of engine noise, in particular an internal combustion engine, according to the preamble of Claim 1.
Bei
einem gattungsgemäßen bekannten Verfahren zur
synthetischen Erzeugung von Motorgeräuschen einer Brennkraftmaschine
wird bei einem Kraftfahrzeug eine Vorrichtung zur elektroakustischen
Geräuscherzeugung verwendet (
Ein
weiter bekanntes Verfahren (
Zudem
ist ein Verfahren bekannt (
Bei
einem weiter bekannten Verfahren zur Ergänzung eines Motorgeräusches
eines Kraftfahrzeugs durch ein Aktorgeräusch (
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur synthetischen Erzeugung von Motorgeräuschen, insbesondere einer Brennkraftmaschine, vorzuschlagen, mit dem realistisch klingende Motorgeräuschsignale bei sehr geringem Aufwand mit minimalen Datenmengen und geringem Speicherbedarf in der erforderlichen Elektronik realisierbar sind.task The invention is a process for the synthetic production of Engine noise, in particular an internal combustion engine, to propose, with the realistic-sounding engine noise signals at very low cost with minimal data and low Memory requirements in the required electronics can be realized.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved with the features of claim 1.
Gemäß Anspruch 1 wird das Wandlererregersignal als Sequenz aus aufeinanderfolgend erzeugten Signalsequenzabschnitten bestimmter Sequenzzeitlängen gebildet. Ein Signalsequenzabschnitt besteht dabei jeweils aus aufeinanderfolgenden Signalsegmenten als Signalschwingungen bestimmter Segmentzeitlängen. Die Summe der Segmentzeitlängen der in einem Signalsequenzabschnitt enthaltenen Signalsegmente bestimmt die Sequenzzeitlänge des zugeordneten Signalsequenzabschnitts, wobei wenigstens zwei Signalsegmente in einem Signalsequenzabschnitt ungleich bezüglich ihrer Segmentzeitlängen und/oder Segmentamplituden sind.According to claim 1, the transducer excitation signal is sequenced as a sequence generated signal sequence sections of certain sequence time lengths educated. A signal sequence section consists in each case of successive Signal segments as signal oscillations of certain segment time lengths. The sum of the segment lengths of the signals contained in a signal sequence section Signal segments determines the sequence time length of the assigned one Signal sequence section, wherein at least two signal segments in one Signal sequence section unequal with respect to their segment time lengths and / or segment amplitudes.
Ein solches elektrisches Wandlererregersignal ist relativ einfach und mit geringem Aufwand an Speicherbedarf und online-Rechenbedarf erzeugbar und zur synthetischen Erzeugung realistisch klingender Motorgeräusche verwendbar.One such electrical converter excitation signal is relatively simple and can be generated with little effort on memory requirements and online computing requirements and for the synthetic generation of realistic sounding engine sounds usable.
Das Verfahren kann vorteilhaft insbesondere eingesetzt werden für
- – die Entwicklung und Präsentation von Motorklangentwürfen in der Automobilindustrie,
- – die Echtzeitberechnung für Fahrsimulatoren, und
- – die Verwendung in aktiven Motorsoundsystemen zur Einkopplung erzeugter Motorgeräusche in den Innenraum eines Kraftfahrzeugs.
- - the development and presentation of engine sound designs in the automotive industry,
- - the real-time calculation for driving simulators, and
- - The use in active engine sound systems for coupling generated engine noise in the interior of a motor vehicle.
Dem erzeugten Geräuschsignal liegt entsprechend dem Wandlererregersignal eine charakteristische Sequenz zugrunde, die durch die Sequenzzeitlängen aufeinanderfolgender Sequenzabschnitte bestimmt ist und für die Erzeugung eines bestimmten Motorgeräusches beispielsweise zwei Kurbelwellenumdrehungen entsprechen kann. Der Grundcharakter der Sequenz bzw. eines Signalsequenzabschnitts wird durch die Anzahl der darin vorhandenen Signalsegmente festgelegt, wobei sich insbesondere vier bis zehn Segmente, vergleichbar mit der Anzahl von Zylindern einer Brennkraftmaschine bewährt haben. Der Klangcharakter des Motorgeräusches kann durch die Wahl der Segmentzeitlängen und Segmentamplituden eingestellt und beeinflusst werden. Der natürliche Klang des synthetisch erzeugten Motorgeräusches resultiert dabei aus den Unterschieden, insbesondere möglichst unregelmäßigen Segmentzeitlängen und/oder Segmentamplituden der in einem Signalsequenzabschnitt enthaltenen Signalsegmente. Beim wiederholten aufeinanderfolgenden Abspielen der Einzelsignalsegmente wird durch die ständige Wiederkehr in aufeinanderfolgenden Signalsequenzabschnitten das Wandlererregersignal als Sequenz erhalten. Durch die unterschiedliche Länge der Einzelsignalsegmente kann hiermit ein Ordnungsgemisch erzeugt werden, welches nun nicht in aufwendiger Weise durch zeitliche Überlagerungen erzeugt wird, sondern durch eine sequenzielle Anordnung von Ordnungsbestandteilen. Berücksichtigt werden dabei zunächst nur die Ordnungen im Umfeld um die imitierte Zündordnung.The generated noise signal is based on the transducer exciter signal, a characteristic sequence which is determined by the sequence time lengths of successive sequence sections and for the generation of a specific engine noise, for example, two crankshaft number turns can correspond. The basic character of the sequence or of a signal sequence section is determined by the number of signal segments present therein, wherein, in particular, four to ten segments have proven themselves, comparable to the number of cylinders of an internal combustion engine. The sound character of the engine noise can be adjusted and influenced by the choice of segment time lengths and segment amplitudes. The natural sound of the synthetically generated engine noise results from the differences, in particular as irregular as possible segment time lengths and / or segment amplitudes of the signal segments contained in a signal sequence section. In the repeated successive playback of the individual signal segments, the continuous excitation in successive signal sequence sections, the Wandlererregersignal is obtained as a sequence. As a result of the different lengths of the individual signal segments, it is possible to produce a proper mixture, which is now not produced in a complicated manner by time overlays, but rather by a sequential arrangement of order components. Initially, only the orders in the environment around the imitated firing order are taken into account.
Grundsätzlich wäre auch eine Variation der Anzahl von Signalsegmenten in aufeinanderfolgenden Signalsequenzabschnitten möglich. Mit Anspruch 2 wird jedoch vorgeschlagen, dass aufeinanderfolgende Signalsequenzabschnitte gleiche Sequenzzeitlängen (entsprechend einer bestimmten Motordrehzahl) und jeweils die gleiche Anzahl von Signalsegmenten aufweisen, wodurch die Signalerzeugung für ein gleichmäßiges Motorgeräusch einfach durchführbar ist.in principle would also be a variation of the number of signal segments possible in successive signal sequence sections. With claim 2, however, it is proposed that successive Signal sequence sections equal sequence time lengths (corresponding to a certain engine speed) and in each case the same number of Signal segments, whereby the signal generation for a smooth engine noise easy to carry out is.
Ein natürlich wirkendes Motorgeräusch wird insbesondere dadurch erhalten, dass gemäß Anspruch 3 alle Signalsegmente eines Signalsequenzabschnitts bei etwa gleichen Segmentamplituden bezüglich ihrer Segmentzeitlängen unterschiedlich und damit ungleichmäßig sind.One natural-looking engine noise becomes particular obtained in that according to claim 3, all signal segments a signal sequence section at approximately equal segment amplitudes different in terms of their segment time lengths and are uneven.
Eine besonders vorteilhafte Maßnahme für ein gezieltes Design eines synthetisch erzeugten Motorgeräusches besteht nach Anspruch 4 darin, dass zur Erzeugung von Oberharmonischen die Segmentspitzen durch waagrechtes Abschneiden der Segmentamplituden bei einem vorgebbaren Amplitudenausschlag gekappt werden. Je massiver eine solche Kappung der Signalsegmente durchgeführt wird, desto mehr Oberharmonische werden erzeugt, wodurch die dann entstehende Sequenz einen Satz an Grundharmonischen sowie dazugehörigen Oberharmonischen enthält und wodurch insbesondere das Klangvolumen und die Rauhigkeit des Motorgeräusches getrimmt werden kann.A particularly advantageous measure for a targeted Design of a synthetically generated engine noise exists according to claim 4 in that for the generation of harmonics the Segment tips by horizontally cutting off the segment amplitudes be capped at a predetermined amplitude excursion. The more massive such a capping of the signal segments is performed the more more harmonics are created, whereby the then arising Sequence a set of fundamental harmonics and related Harmonic contains and, in particular, the sound volume and the roughness of the engine noise are trimmed can.
Dazu besteht eine weitere Beeinflussungsmaßnahme gemäß Anspruch 5 darin, dass die Kappung der Segmentspitzen asymmetrisch zwischen den Amplitudenausschlägen nach oben und unten erfolgt.To There is a further influencing measure according to the claim 5 in that the capping of the segment tips asymmetrically between the Amplitudes rashes up and down.
Für eine gewünschte Motorgeräuschstärke werden nach Anspruch 6 die Amplitudenausschläge mit gekappten Segmentspitzen auf die ursprünglichen Amplitudenausschläge ohne Segmentspitzenkappung wieder verstärkt und angehoben.For become a desired engine noise level according to claim 6, the amplitude excursions with capped Segment peaks to the original amplitude excursions Reinforced and raised without segment tip capping.
Bezüglich einer bestimmten geräuschmäßig zu imitierenden oder zu ergänzenden Brennkraftmaschine wird für ein angepasstes Motorgeräusch nach Anspruch 7 vorgeschlagen, dass einerseits die Anzahl der Signalsegmente eines Signalsequenzabschnitts der Zylinderzahl und andererseits die Sequenzzeitlänge einer oder mehreren, vorzugsweise zwei Kurbelwellenumdrehungen entsprechen.In terms of a certain noise to be imitated or to supplement internal combustion engine is for an adapted engine noise according to claim 7 proposed on the one hand, the number of signal segments of a signal sequence section the number of cylinders and on the other hand the sequence time length one or more, preferably two crankshaft revolutions correspond.
Zur Imitation einer Drehzahlabhängigkeit des erzeugten Motorgeräusches erfolgt nach Anspruch 8 die Abfolge der Signalsequenzabschnitte synchron und proportional zu einem Drehzahl- oder Frequenzsignal einer Brennkraftmaschine, wobei die Signalsequenzabschnitte bei kleinerem Drehzahlniveau zeitlich gestreckt und bei größerem Drehzahlniveau gestaucht werden.to Imitation of a speed dependence of the generated engine noise according to claim 8, the sequence of signal sequence sections synchronous and proportional to a speed or frequency signal an internal combustion engine, wherein the signal sequence sections at smaller speed level stretched in time and larger Speed level to be upset.
Entsprechend kann gemäß Anspruch 9 eine Lastabhängigkeit dadurch imitiert werden, dass die Signalsegmente der Signalsequenzabschnitte in Abhängigkeit eines Lastsignals einer Brennkraftmaschine für eine angepasste Geräuschlautstärke in Amplitudenrichtung gestreckt oder gestaucht werden.Corresponding may according to claim 9, a load dependence be imitated by the fact that the signal segments of the signal sequence sections in response to a load signal of an internal combustion engine for a customized noise level stretched or compressed in the amplitude direction.
Eine weitere Abstimmung und Anpassung kann mit den Maßnahmen nach Anspruch 10 durchgeführt werden, wobei eine oder mehrere unterschiedliche Sequenzen und/oder andere erzeugte Signale, z. B. eine harmonische Sinusfunktion dem mit den vorstehenden Maßnahmen erzeugten Signal überlagert werden. Eine zusätzliche Abstimmung und Optimierungsmaßnahme kann ggf. für jede überlagerte Sequenz eine gesonderte Proportionalität zu einem Führungssignal eingestellt werden.A Further coordination and adjustment can be done with the measures according to claim 10, wherein one or more different sequences and / or other generated signals, eg. B. a harmonic sine function with the above measures be superimposed signal generated. An additional Tuning and optimization measures may be necessary for each superimposed sequence has a separate proportionality be set to a guide signal.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.Based a drawing, the invention is explained in detail.
Es zeigen:It demonstrate:
In
Das
Wandlererregersignal
Ein Signalsequenzabschnitt SQ1, SQ2, SQ3 usw. besteht jeweils aus aufeinanderfolgenden sechs Signalsegmenten SG1 bis SG6 als Signalschwingungen. Die Signalsegmente SG1 bis SG6 haben etwa gleiche symmetrische Segmentamplituden (0,8 bzw. –0,8 auf der normierten Amplitudenskala), unterscheiden sich jedoch alle bezüglich ihrer Segmentzeitlängen.One Signal sequence section SQ1, SQ2, SQ3, etc. each consist of successive ones six signal segments SG1 to SG6 as signal oscillations. The signal segments SG1 to SG6 have approximately equal symmetric segment amplitudes (0.8 or -0.8 on the normalized amplitude scale) however, all are related to their segment time lengths.
Die Sequenzzeitlängen der Signalsequenzzeitabschnitte SQ1, SQ2, SQ3 usw. entsprechen im dargestellten Beispiel jeweils zwei Kurbelumdrehungen und die jeweils in einem Signalsequenzabschnitt SQ1, SQ2, SQ3 usw. enthaltenen sechs Signalsegmente SG1 bis SG6 entsprechen einer Anzahl von sechs Zylindern einer Brennkraftmaschine.The Sequence time lengths of the signal sequence periods SQ1, SQ2, SQ3, etc. correspond to two in the example shown Crank turns and each in a signal sequence section SQ1, SQ2, SQ3, etc., corresponding to six signal segments SG1 to SG6 a number of six cylinders of an internal combustion engine.
Anhand
der
In
In
Nach
der Kappung werden die Amplitudenausschläge mit den gekappten
Segmentspitzen auf die ursprünglichen Amplitudenausschläge
von 0,8 bzw. –0,8 wieder verstärkt und angehoben,
so dass der Signalsequenzabschnitt SQK1 gebildet wird, wie in
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