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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Generator für einen künstlichen Motorklang zum Erzeugen eines künstlichen Motorklangs, um hinsichtlich des Vorhandenseins eines Fahrzeugs zu informieren.
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Ein Fahrzeug wie beispielsweise ein Elektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug und ein Hybridfahrzeug fährt unter Verwendung eines Elektromotors, der eine Drehkraft erzeugt, wenn der Motor erregt wird. Das Fahrzeug erzeugt einen Klang und gibt diesen zur Außenseite des Fahrzeugs aus, und der Klang ist geringer (beispielsweise Lautstärke) als derjenige eines herkömmlichen Fahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor als Energiequelle aufweist. Dementsprechend kann eine Person das Vorhandensein des Fahrzeugs nicht erkennen.
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Somit wird eine Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung vorgeschlagen. Die Meldevorrichtung erzeugt einen Meldeklang und gibt diesen aus, so dass die Vorrichtung die Anwesenheit des Fahrzeugs meldet.
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Die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung gibt beispielsweise einen künstlichen Motorklang als Meldeklang aus, um hinsichtlich der Anwesenheit des Fahrzeugs zu informieren.
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Es ist jedoch schwierig, den künstlichen Motorklang zu erzeugen.
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Insbesondere besteht eine herkömmliche Technik zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs darin, dass ein tatsächlicher Motorklang aufgezeichnet und gespeichert wird und der aufgezeichnete Motorklang entsprechend einer Fahrbedingung des Fahrzeugs reproduziert wird. Diese Technik ist in der
JP-A-2005-1115166 beschrieben.
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Insbesondere wird der tatsächliche Motorklang, der von einem einzelnen Zylinder des Motors (Verbrennungsmotors) erzeugt wird, mit verschiedenen Motordrehzahlen entsprechend verschiedenen Öffnungs- bzw. Betätigungsgraden eines Gaspedals aufgezeichnet. Dann wird der Motorklang als Wellenformdaten aufgezeichnet, die als Einheit einen Zyklus einer Verbrennung (d. h. einen Brennzyklus) aufweisen. Somit werden die Wellenformen in einer Einheit entsprechend dem Öffnungsgrad des Gaspedals gespeichert.
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Wenn das Fahrzeug fährt, wird die Wellenform in einer Einheit entsprechend dem Öffnungsgrad des Gaspedals, das von dem Fahrer betätigt wird, aus einem Speicher geholt. Dann werden die Wellenformen kontinuierlich geholt, so dass kontinuierliche Wellenformdaten erzeugt werden. Mehrere kontinuierliche Wellenformdaten überlappen bzw. überlagern sich entsprechend der Anzahl der Zylinder in dem Verbrennungsmotor, so dass der künstliche Motorklang synthetisiert wird.
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Wenn jedoch der tatsächliche Motorklang bei verschiedenen Öffnungsgraden des Gaspedals aufgezeichnet wird, wird die Wellenform des aufgezeichneten Motorklangs in Wellenformen einer Einheit unterteilt, und die Wellenform einer Einheit wird in Zuordnung zu dem Öffnungsgrad des Gaspedals gespeichert, so dass eine große Anzahl von Arbeitsstunden und eine große Menge an Speicherdaten benötigt werden.
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Wenn außerdem eine Mehrzahl von Wellenformdaten einheitenweise kontinuierlich miteinander gekoppelt werden, wird der künstliche Motorklang durch Überlagern der Mehrzahl von Wellenformdaten synthetisiert, so dass die Datenrechenmenge groß ist. Somit ist die Rechenlast zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs sehr groß.
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Im Hinblick auf das oben beschriebene Problem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Generator für einen künstlichen Motorklang zum Erzeugen eines künstlichen Motorklangs zu schaffen, um hinsichtlich der Anwesenheit eines Fahrzeugs zu melden bzw. zu informieren. Die Rechenlast zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs ist dabei vergleichsweise klein, und die Daten zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs werden vereinfacht.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Generator für einen künstlichen Motorklang zum Erzeugen eines künstlichen Motorklangs eine Hauptkörpervorrichtung, die eine vorbestimmte Frequenz definiert, die in einem Bereich zwischen 1 Hz und 10 Hz ausgewählt wird, und die gleichzeitig mehrere Signale, die Sequenzen aufweisen, die in Abständen der vorbestimmten Frequenz angeordnet sind, erzeugt, so dass der künstliche Motorklang ausgebildet wird.
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In dem obigen Generator werden Daten zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs minimiert, da die Hauptkörpervorrichtung gleichzeitig mehrere Signale erzeugt, die Frequenzen aufweisen, die in Abständen der vorbestimmten Frequenz angeordnet sind, und es wird somit eine Rechenlast zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs verringert.
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Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
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1 ein Diagramm, das einen Generator für einen künstlichen Motorklang zeigt;
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2A ein Diagramm, das eine vordere Ansicht eines Ultraschallwellenlautsprechers zeigt, und 2B ein Diagramm, das eine obere Ansicht bzw. Draufsicht des Lautsprechers zeigt;
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3A bis 3C Grafiken, die den Aufbau eines künstlichen Motorklangs zeigen;
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4A bis 4E Grafiken, die ein Betriebsverfahren eines parametrischen Lautsprechers gemäß einer ersten Ausführungsform zeigen;
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5 eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einer Frequenz eines Umgebungsrauschens und einem Schalldruckpegel bei einer speziellen hohen Frequenz in dem künstlichen Motorklang zeigt;
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6A und 6B Grafiken, die den Aufbau eines künstlichen Motorklangs gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigen; und
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7A bis 7D Grafiken, die den Aufbau eines künstlichen Motorklangs gemäß einer dritten Ausführungsform zeigen.
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Ein Generator für einen künstlichen Motorklang definiert eine ausgewählte Frequenz als „AHz”, die zwischen 1 Hz und 1.0 Hz ausgewählt wird, und erzeugt mehrere Frequenzsignale zu demselben Zeitpunkt, so dass der Generator für einen künstlichen Motorklang einen künstlichen Motorklang erzeugt. Die Frequenzsignale sind in Abständen der ausgewählten Frequenz „AHz” angeordnet.
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Vorzugsweise kann der künstliche Motorklang Hochfrequenzsignale enthalten, die in einem Bereich zwischen 3 kHz und 7 kHz liegen, sowie Nieder- und Mittelfrequenzsignale, die beispielsweise ein 2-kHz-Signal, ein 1-kHz-Signal und ein 500-Hz-Signal sind. Die Hochfrequenzsignale sind beispielsweise 4-kHz-Signale, deren Klänge bzw. Töne für eine Person dissonant und aggressiv wirken, so dass diese Klänge bzw. Töne auf einfache Weise im Ohr bleiben bzw. sich bemerkbar machen. Die Klänge der Nieder- und Mittelfrequenzsignale sind für eine Person harmonisch und bilden beispielsweise mehrere Frequenzsignale, die eine Oberschwingungsbeziehung aufweisen.
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Der künstliche Motorklang kann durch einen parametrischen Lautsprecher erzeugt werden, so dass der künstliche Motorklang hörbare Töne enthält, die an einem Punkt von einem Fahrzeug entfernt hörbar sind. Alternativ kann der künstliche Motorklang durch einen Lautsprecher zum direkten Erzeugen von hörbaren Tönen erzeugt werden, so dass die hörbaren Töne bzw. Klänge von dem Fahrzeug ausgegeben werden.
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Die ausgewählte Frequenz „AHz” kann auf eine vorbestimmte Frequenz wie beispielsweise 4 Hz festgelegt sein. Alternativ kann die ausgewählte Frequenz „AHz” in einem vorbestimmten Bereich wie beispielsweise zwischen 1 Hz und 10 Hz entsprechend einem Öffnungsgrad eines Gaspedals, das von einem Fahrer des Fahrzeugs betätigt wird, geändert werden. Alternativ kann die ausgewählte Frequenz „AHz” in einem vorbestimmten Bereich wie beispielsweise zwischen 3,5 Hz und 4,5 Hz schwanken.
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Ein Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs kann auf einen vorbestimmten Schalldruckpegel festgelegt sein. Alternativ kann der Schalldruckpegel automatisch entsprechend einem Schalldruckpegel des Umgebungsrauschens gesteuert werden. Alternativ kann der Schalldruckpegel kontinuierlich oder stufenweise entsprechend der Vergrößerung des Öffnungsgrads des Gaspedals erhöht werden.
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(Erste Ausführungsform)
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Der Generator für einen künstlichen Motorklang wird in geeigneter Weise für eine Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung verwendet. Der Generator für einen künstlichen Motorklang wird unter anderen anhand der 1 bis 5 erläutert.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der künstliche Motorklang durch einen parametrischen Lautsprecher erzeugt, so dass der künstliche Motorklang hörbare Töne enthält, die an einem Punkt von dem Fahrzeug entfernt hörbar sind.
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Wie es in 1 gezeigt ist, enthält die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung einen Ultraschalllautsprecher 1 zum Ausgeben einer Ultraschallwelle und eine Hauptkörpervorrichtung 2 zum Steuern des Ultraschalllautsprechers 1.
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Der Ultraschalllautsprecher 1 ist an einer Vorderseite des Fahrzeugs montiert, so dass der Lautsprecher 1 die Ultraschallwelle erzeugt und an die Außenseite des Fahrzeugs abgibt.
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Eine Montagestelle des Lautsprechers 1 ist die folgende.
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Wenn das Fahrzeug wie beispielsweise ein Hybridfahrzeug einen Verbrennungsmotor zum Erzeugen einer Drehkraft unter Verwendung des Verbrennens von Kraftstoff enthält, wird der Ultraschalllautsprecher 1 an einer Innenwand einer Öffnung eines Kühlergrills zum Einleiten von Außenluft montiert, so dass die Ultraschallwelle, die von Lautsprecher 1 erzeugt wird, an die Außenseite des Fahrzeugs in einer Vorwärtsrichtung ausgegeben wird. Die Ultraschallwelle wird beispielsweise schräg in der Vorwärtsrichtung auf einen Bürgersteig ausgegeben. Die Öffnung des Kühlergrills ist ein Lufteinlass für Wind, wenn das Fahrzeug fährt, so dass der Wind einen Kühler des Fahrzeugs kühlt. Somit ist die Öffnung des Kühlergrills zur Vorderseite des Fahrzeugs gerichtet. Sogar wenn das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug ist, so dass das Elektrofahrzeug keinen Kühler enthält, kann der Lautsprecher 1 an einer Innenwand eines Lufteinlasses für Wind montiert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Lautsprecher 1 an der Vorderseite des Fahrzeugs montiert. Alternativ kann der Lautsprecher 1 an einer Rückseite oder einem Boden des Fahrzeugs montiert sein, so dass der Lautsprecher 1 den künstlichen Motorklang in eine rückwärtige Richtung des Fahrzeugs ausgibt, wenn ein Fahrer beispielsweise das Fahrzeug rückwärts fährt.
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Die Abstrahlungsrichtung der Ultraschallwelle, die von dem Lautsprecher 1 ausgegeben wird, kann auf eine bestimmte Richtung festgelegt sein. Alternativ kann die Abstrahlungsrichtung der Ultraschallwelle entsprechend einer Fahrbedingung steuerbar sein. Das Steuerelement zum Steuern der Abstrahlungsrichtung der Ultraschallwelle kann derart beschaffen sein, dass mehrere Lautsprecher 1, die unterschiedliche Abstrahlungsrichtungen aufweisen, an dem Fahrzeug montiert sind und das Steuerelement den Lautsprecher 1 entsprechend schaltet bzw. wechselt. Alternativ kann das Steuerelement zum Steuern der Abstrahlungsrichtung der Ultraschallwelle derart beschaffen sein, dass es einen elektrischen Aktuator wie beispielsweise ein Solenoid zum Verschieben eines Trägerelements des Lautsprechers 1 steuert.
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Im Folgenden wird ein Aufbau des Lautsprechers 1 erläutert.
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Der Lautsprecher 1 ist ein Ultraschallwellengenerator zum Erzeugen einer Luftvibration, die eine Frequenz aufweist, die gleich oder höher als eine hörbare Bandbreite einer Person ist, d. h. höher als 20 kHz. Die Ultraschallwelle weist eine starke Richtfähigkeit auf. Somit schreitet die Ultraschallwelle in der Luft stark geradeaus fort. Dementsprechend kann der Lautsprecher 1 die Ultraschallwelle in einer speziellen Richtung in Bezug auf das Fahrzeug abstrahlen. Die spezielle Richtung ist eine geforderte bzw. gewollte Richtung, in die die Ultraschallwelle abgestrahlt wird. Die spezielle Richtung ist beispielsweise eine Vorwärts- und Neigungsrichtung des Fahrzeugs, so dass der Lautsprecher 1 die Ultraschallwelle in Richtung des Bürgersteigs abstrahlt.
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Die 2A und 2B zeigen den Lautsprecher 1. Der Lautsprecher 1 enthält mehrere piezoelektrische Lautsprecher 3, die in geeigneter Weise zum Erzeugen der Ultraschallwelle verwendet werden. Der piezoelektrische Lautsprecher 3 ist ein Keramiklautsprecher oder ein Piezo-Lautsprecher. Somit stellt der Lautsprecher 1 ein Lautsprecherarray bereit.
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In der vorliegenden Ausführungsform enthält der piezoelektrische Lautsprecher 3 ein Piezoelement und eine Vibrationsplatte. Das Piezoelement dehnt sich entsprechend einer Spannung, die auf das Element ausgeübt wird, aus, so dass das Piezoelement geladen und entladen wird. Die Vibrationsplatte leitet eine Vibration an die Luft, wenn sich das Piezoelement ausdehnt und zusammenzieht.
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Die Energie der Ultraschallwelle, die durch den Lautsprecher 1 erzeugt wird, und der Richtungsbereich der Ultraschallwelle, die von den Lautsprechern 3 ausgegeben wird, werden durch die Anzahl und die Anordnung der Lautsprecher 3 gesteuert. Außerdem kann der Richtungsbereich der Ultraschallwelle, die von den Lautsprechern 3 ausgegeben wird, durch einen Schalltrichter 4 gesteuert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Ultraschalllautsprecher 1 die piezoelektrischen Lautsprecher 3. Alternativ kann der Ultraschalllautsprecher 1 andere Arten von Lautsprechern enthalten, solange diese eine Ultraschallwelle erzeugen können.
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Die Hauptkörpervorrichtung 2 zum Betreiben des Lautsprechers 1 wird im Folgenden erläutert.
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Die Hauptkörpervorrichtung 2 enthält ein Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang 5, einen Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 und einen Lautsprechertreiber 7. Das Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang 5 erzeugt ein Frequenzsignal zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs. Der Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 moduliert das Frequenzsignal zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs in das Ultraschallfrequenzsignal. Der Lautsprechertreiber 7 treibt den Lautsprecher 1 unter Verwendung des modulierten Ultraschallfrequenzsignals an. Die Hauptkörpervorrichtung 2 wird durch ein Betriebssignal von einer ECU (elektronische Steuereinheit) gesteuert. Hier ist das Betriebssignal ein Anweisungssignal zum Anweisen der Erzeugung des künstlichen Motorklangs.
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Die Hauptkörpervorrichtung 2 enthält außerdem ein automatisches Einstellelement und eine Energiequelle (nicht gezeigt). Das automatische Einstellelement stellt automatisch einen Ausgangspegel des Lautsprechers 1 auf der Grundlage des Umgebungsrauschens des Fahrzeugs ein. Der Ausgangspegel ist eine Lautstärke. Die Energiequelle ist mit einer fahrzeuginternen Energiequelle wie beispielsweise einer Batterie des Fahrzeugs gekoppelt, so dass die Energiequelle jeder Schaltung der Hauptkörpervorrichtung 2 Elektrizität zuführt. Somit dient jede Schaltung der Hauptkörpervorrichtung 2 als ein elektrisches Funktionselement.
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Im Folgenden werden die jeweiligen Schaltungen der Hauptkörpervorrichtung 2 erläutert.
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Das Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang 5 enthält einen herkömmlichen Computer, der eine CPU zum Ausführen verschiedener Prozesse, einen Speicher zum Speichern verschiedener Programme, eine Eingangsschaltung, eine Ausgangsschaltung und Ähnliches aufweist. Der Speicher speichert ein Erzeugungsprogramm für einen künstlichen Motorklang als eine Audio-Software zum Erzeugen des Frequenzsignals zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs unter Verwendung einer digitalen Technik.
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Das Erzeugungsprogramm für einen künstlichen Motorklang erzeugt das Frequenzsignal, d. h. ein Wellenformsignal, um den künstlichen Motorklang bereitzustellen, auf der Grundlage eines Taktsignals. Ein Bezugstakt in dem Computer erzeugt das Taktsignal. Der Bezugstakt ist derjenige eines Kristalloszillators. Insbesondere definiert das Erzeugungsprogramm für einen künstlichen Motorklang eine ausgewählte Frequenz als „AHz”, die zwischen 1 Hz und 10 Hz ausgewählt wird, und erzeugt mehrere Frequenzsignale gleichzeitig, so dass der künstliche Motorklang erzeugt wird. Die Frequenzsignale sind in Abständen der ausgewählten Frequenz „AHz” angeordnet.
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In dieser Ausführungsform beträgt die ausgewählte Frequenz „AHz” 4 Hz, die festgelegt ist. Alternativ kann die ausgewählte Frequenz „AHz” eine festgelegte Frequenz sein, die aus einem. Bereich zwischen 3,5 Hz und 4,5 Hz ausgewählt wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden die Frequenzsignale zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs durch mehrere Frequenzsignale bereitgestellt, die in Abständen von 4 Hz angeordnet sind. Alternativ können die Frequenzsignale zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs durch Löschen eines Teils der Mehrzahl von Frequenzsignalen bereitgestellt werden. Insbesondere fehlt ein Teil der Frequenzsignale, die in Abständen der ausgewählten Frequenz „AHz” angeordnet sind.
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Das Erzeugungsprogramm für einen künstlichen Motorklang enthält ein Frequenzbereichsspezifizierungsprogramm zum Erzeugen eines Teils aus Frequenzsignalen, die in Abständen von 4 Hz und in einem vorbestimmten Frequenzbereich angeordnet sind.
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Im Folgenden wird der vorbestimmte Frequenzbereich erläutert.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der vorbestimmte Frequenzbereich auf der Grundlage der Frequenzeigenschaft des tatsächlichen Motorklangs, der durch den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs erzeugt wird, bestimmt. Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird der vorbestimmte Frequenzbereich derart bestimmt, dass er den künstlichen Motorklang mit einer gleichstufigen Leiter bzw. Tonleiter bereitstellt.
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Wenn die Frequenzeigenschaft des tatsächlichen Motorklangs eine Eigenschaft ist, die entsprechend der durchgezogenen Linie E in 3A definiert ist, ist der Frequenzbereich des tatsächlichen Motorklangs, der für eine Person hörbar ist, ein Hauptfrequenzbereich L. Der Hauptfrequenzbereich L wird durch einen Frequenzbereich eines Schalldrucks innerhalb eines Bereiches, der durch den maximalen Druck minus zehn Dezibel eingegrenzt wird, definiert. Insbesondere wird der Hauptfrequenzbereich L durch den Schalldruck zwischen dem maximalen Schalldruck und einem Schalldruck, der durch Subtrahieren von zehn Dezibel von dem maximalen Schalldruck erstellt wird, definiert. Der Klang, der einen Schalldruckpegel außerhalb des Hauptfrequenzbereichs L aufweist, wird von einer Person nicht merklich erkannt, da der Klang durch den Klang in dem Hauptfrequenzbereich L maskiert wird. Somit wird ein Klang bzw. Ton, der einen niedrigen Schalldruckpegel aufweist, von der Person nicht erfasst.
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Das Erzeugungsprogramm für einen künstlichen Motorklang erzeugt mehrere Frequenzsignale, die in Abständen von 4 Hz angeordnet sind, nur in dem Hauptfrequenzbereich L, wie es in 3B gezeigt ist, da eine Person den Ton nur in dem Hauptfrequenzbereich L hören kann. Die Frequenzsignale nur in dem Hauptfrequenzbereich L stellen den künstlichen Motorklang bereit.
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Im Folgenden wird der obige Prozess detaillierter erläutert.
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Wenn der künstliche Motorklang, der dem tatsächlichen Motorklang eines speziellen Typs von Fahrzeug ähnelt, erzeugt wird, wird zunächst der tatsächliche Motorklang des speziellen Typs von Fahrzeug gemessen.
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Der Frequenzbereich des Schalldrucks zwischen dem maximalen Schalldruck und dem Schalldruck, der sich durch Subtrahieren von zehn Dezibel von dem maximalen Schalldruck ergibt, wird von dem tatsächlichen Motorklang gemessen. Der gemessene Frequenzbereich stellt den Hauptfrequenzbereich L bereit. Wenn der Hauptfrequenzbereich beispielsweise ein Bereich. zwischen 250 Hz und 4 kHz ist, erzeugt das Erzeugungsprogramm für einen künstlichen Motorklang die Frequenzsignale zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs in einem Bereich zwischen 250 Hz und 4 kHz, wie es in 3B gezeigt ist.
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Das Erzeugungsprogramm für einen künstlichen Motorklang enthält außerdem ein Frequenzeigenschaftsverarbeitungsprogramm zum Verarbeiten der Frequenzeigenschaft der Frequenzsignale, die in Abständen von 4 Hz angeordnet sind. Die Verarbeitung der Frequenzeigenschaft dient zum Charakterisieren der Frequenzeigenschaft.
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Im Folgenden wird ein Beispiel der Verarbeitung der Frequenzeigenschaft erläutert.
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Wenn der künstliche Motorklang, der dem tatsächlichen Motorklang eines speziellen Typs von Fahrzeug ähnelt, erzeugt wird, wird die Frequenzeigenschaft des tatsächlichen Motorklangs des speziellen Typs von Fahrzeug gemessen, wie er beispielsweise durch die durchgezogene Linie E in 3A gezeigt ist.
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In diesem Fall wird die Frequenzeigenschaft der Frequenzsignale zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs verarbeitet, um diesen mit der Frequenzeigenschaft des tatsächlichen Motorklangs des speziellen Typs von Fahrzeug in Übereinstimmung zu bringen, so dass die Frequenzsignale zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs die in der gestrichelten Linie E in 3C gezeigte Frequenzeigenschaft aufweisen. Insbesondere wird der maximale Schalldruck jedes Frequenzsignals an dem maximalen Schalldruck des tatsächlichen Motorklangs des speziellen Typs von Fahrzeug angeordnet. Hier wird die Frequenzeigenschaft der Frequenzsignale durch einen Umriss des maximalen Schalldrucks der Frequenzsignale definiert.
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Der Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 enthält einen Ultraschallwellengenerator zum Erzeugen der Ultraschallwelle, die eine Ultraschallwellenfrequenz wie beispielsweise 25 kHz, die größer als 20 kHz ist, aufweist. Der Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 moduliert eine Spannungsänderung eines Wellenformsignals, das von dem Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang 5 ausgegeben wird, in eine Amplitudenänderung einer Oszillationsspannung der Ultraschallwellenfrequenz. Hier ist das Wellenformsignal das Frequenzsignal zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs.
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In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Hauptkörpervorrichtung 2 den Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 als unabhängiges Element. Alternativ kann das obige Erzeugungsprogramm für einen künstlichen Motorklang ein Programm zum Bereitstellen einer Funktion des Ultraschallwellenvibrationsmodulators 6 enthalten.
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Der Ultraschallwellenmodulationsprozess, der von dem Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 ausgeführt wird, wird mit Bezug auf die 4A bis 4E erläutert. Hier werden die Frequenzsignale zum Bereitstellen des künstlichen. Motorklangs in dem Ultraschallwellenmodulationsprozess in die Amplitudenänderung der Oszillationsspannung der Ultraschallwelle moduliert.
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Eines der Frequenzsignale zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs, das in den Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 eingegeben wird, ist beispielsweise in 4A gezeigt. Obwohl eine Spannungsänderung eines einzigen Frequenzsignals in 4A gezeigt ist, wird tatsächliche eine Signalwellenform von synthetisierten Frequenzsignalen, die in Abständen von 4 Hz angeordnet sind, bereitgestellt.
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Der Ultraschallwellenoszillator in dem Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 oszilliert mit der Ultraschallwellenfrequenz, wie es in 4B gezeigt ist.
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Wie es in 4C gezeigt ist, erhöht der Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 die Amplitude der Spannung der Ultraschallwellenoszillation, wenn die Signalspannung des Frequenzsignals zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs größer wird. Außerdem verringert der Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 die Amplitude der Spannung der Ultraschallwellenoszillation, wenn die Signalspannung des Frequenzsignals zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs kleiner wird. Hier zeigt 4C die Ultraschallwelle, deren Amplitude moduliert ist.
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Somit moduliert der Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 das Frequenzsignal, das von dem Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang 5 eingegeben wird, in die Amplitudenänderung der Oszillationsspannung des Ultraschallwellenfrequenzsignals.
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In der vorliegenden Ausführungsform wandelt der Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 die Signalspannungsänderung des Frequenzsignals zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs in die Amplitudenänderung der Spannung des Ultraschallwellenfrequenzsignals um, wie es in 4C gezeigt ist. Alternativ kann die Signalspannungsänderung des Frequenzsignals zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs in eine Breitenänderung der Erzeugungszeit der Spannung des Ultraschallwellenfrequenzsignals unter Verwendung einer PWM-Modulationstechnik umgewandelt werden.
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Der Lautsprechertreiber 7 treibt die piezoelektrischen Lautsprecher 3 auf der Grundlage des amplitudenmodulierten Ultraschallwellensignals an, das durch Modulieren mit der Amplitude der Frequenzsignale zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs vorbereitet wird. Das amplitudenmodulierte Ultraschallwellensignal ist ein Ausgangssignal des Ultraschallwellenvibrationsmodulators 6. Insbesondere steuert der Lautsprechertreiber 7 die angelegte Spannung der piezoelektrischen Lautsprecher 3, das heißt, der Lautsprechertreiber 7 steuert den Lade-/Entladezustand der piezoelektrischen Lautsprecher 3, so dass die piezoelektrischen Lautsprecher 3 die Ultraschallwelle erzeugen, die durch Modulieren mit der Amplitude der Frequenzsignale zum Bereitstellen des künstlichen Motorklangs erstellt werden. Der Lautsprechertreiber 7 ist beispielsweise ein Energieverstärker oder eine Lade- und Entladevorrichtung des piezoelektrischen Elements. Wenn das Wellenformsignal, das in 4C gezeigt ist, von dem Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 in den Lautsprechertreiber 7 eingegeben wird, legt der Lautsprechertreiber 7 die Wellenformspannung, die in 4C gezeigt ist, an den Ultraschalllautsprecher 1 an, so dass der Ultraschalllautsprecher 1, d. h. die piezoelektrischen Lautsprecher 3, die Ultraschallwelle, die die Ausgangswellenform, die in 4C gezeigt ist, aufweist, ausgibt.
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Im Folgenden wird ein automatisches Einstellelement zum automatischen Einstellen des Ausgangspegels (d. h. der Lautstärke) des Ultraschalllautsprechers 1 auf der Grundlage des Umgebungsrauschens des Fahrzeugs erläutert.
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Die Hauptkörpervorrichtung 2 enthält das automatische Einstellelement zum automatischen Einstellen der Verstärkung (d. h. des Verstärkungsgrads) des Lautsprechertreibers 7 auf der Grundlage des Umgebungsrauschens. Das automatische Einstellelement enthält einen Umgebungsrauschdetektor 8 zum Erfassen des Umgebungsrauschens der Außenseite des Fahrzeugs, eine Lesevorrichtung 9 zum Auslesen des Schalldruckpegels eines speziellen hochfrequenten Rauschens (beispielsweise eines 4-kHz-Rauschens) aus dem erfassten Umgebungsrauschen und eine Schalldruckpegelsteuerung 10 zum Ändern des Verstärkungsgrads des Lautsprechertreibers 7 auf der Grundlage des Schalldruckpegels des speziellen Hochfrequenzrauschens in dem Umgebungsrauschen.
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Der Umgebungsrauschdetektor 8 erfasst das Umgebungsrauschen der Außenseite des Fahrzeugs, das sich in einem bestimmten Bereich für den künstlichen Motorklang befindet. Der Umgebungsrauschdetektor 8 kann ein herkömmliches Mikrofon, das von dem Ultraschalllautsprecher 1 unabhängig ist, enthalten. Alternativ kann der Umgebungsrauschdetektor 8 einer der piezoelektrischen Lautsprecher 3 des Ultraschalllautsprechers 1 sein, so dass einer der piezoelektrischen Lautsprecher 3 als ein Mikrofon dient.
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Die Frequenzeigenschaft des Umgebungsrauschens der Außenseite des Fahrzeugs, das von dem Umgebungsrauschdetektor 8 erfasst wird, ist beispielsweise als eine durchgezogene Linie A in 5 gezeigt.
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Die Lesevorrichtung 9 liest den Schalldruckpegel des speziellen Hochfrequenzrauschens wie beispielsweise des 4-kHz-Rauschens aus dem Umgebungsrauschen, das von dem Umgebungsrauschdetektor 8 erfasst wird, aus. Die Lesevorrichtung 9 enthält einen Mikrofonverstärker zum Verstärken des Erfassungssignals des Umgebungsrauschdetektors 8.
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Wenn die Frequenzeigenschaft des Umgebungsrauschens, das von dem Umgebungsrauschdetektor 8 erfasst wird, der durchgezogenen Linie A in 5 entspricht, liest die Lesevorrichtung 9 den Schalldruckpegel des Umgebungsrauschens bei 4 kHz aus. In 5 beträgt der Schalldruckpegel des Umgebungsrauschens bei 4 kHz etwa 40 dB.
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Die Lesevorrichtung 9 zum Auslesen des Schalldruckpegels des Umgebungsrauschens bei 4 kHz kann durch den Computer bereitgestellt werden, der einen Prozess zum Analysieren des Schalldrucks des Hochfrequenzrauschens bei einer speziellen Frequenz ausführt. Alternativ kann die Lesevorrichtung 9 derart bereitgestellt werden, dass der Schalldruckpegel eines Rauschens einer bestimmten Frequenz erfasst wird und der Schalldruckpegel des Rauschens einer speziellen Frequenz aus dem Schalldruckpegel des erfassten Rauschens der bestimmten Frequenz geschätzt wird.
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Die Schalldruckpegelsteuerung 10 steuert den Verstärkungsgrad (d. h. die Verstärkung) des Lautsprechertreibers 7 entsprechend dem Schalldruckpegel der speziellen Rauschfrequenz in dem Umgebungsrauschen. Die Schalldruckpegelsteuerung 10 erhöht den Schalldruckpegel des Signals bei der speziellen hohen Frequenz in dem künstlichen Motorklang um einen vorbestimmten Schalldruckpegel wie beispielsweise 10 dB gegenüber dem Schalldruckpegel der speziellen Frequenz in dem Umgebungsrauschen, der von der Lesevorrichtung 9 ausgelesen wird. Somit wird der Schalldruckpegel des Signals bei der speziellen Frequenz, die durch die durchgezogene Linie B in 5 gezeigt ist, erhalten. Der Schalldruckpegel des Signals bei der speziellen Frequenz in dem künstlichen Motorklang ist der Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs in dem Hauptfrequenzbereich L als einem Objektbereich des künstlichen Motorklangs. Der Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs wird beispielsweise an einer Stelle definiert, die zu dem Fahrzeug einen vorbestimmten Abstand in der schrägen Vorwärtsrichtung auf die Bürgersteigseite aufweist.
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Im Folgenden wird ein Betrieb der Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung erläutet.
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Die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung wird betrieben, wenn ein Betriebssignal von der ECU in die Vorrichtung eingegeben wird. Insbesondere wird die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung stets betrieben, wenn das Fahrzeug fährt, beispielsweise wenn das Fahrzeug vorwärts fährt. Alternativ kann die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung nur betrieben werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereichs liegt. Alternativ kann die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung nur betrieben werden, wenn eine Fußgängererkennungsvorrichtung (nicht gezeigt) die Anwesenheit einer Person in einer Fahrrichtung des Fahrzeugs erkennt und das Fahrzeug fährt.
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Wenn die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung betrieben wird, sendet der Ultraschalllautsprecher 1 eine Ultraschallwelle aus, die nicht hörbar ist und durch Modulieren der Amplitude der Signalwellenform des künstlichen Motorklangs erstellt wird.
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Somit wird, wie es in 4D gezeigt ist, wenn sich die Ultraschallwelle durch die Luft bewegt, die Ultraschallwelle, die eine kurze Wellenlänge aufweist, durch die Luftviskosität verzerrt. 4D zeigt die verzerrte Ultraschallwelle.
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Wie es in 4E gezeigt ist, wird die Amplitudenkomponente in der Ultraschallwelle in der Luft selbst demoduliert, wenn sich die Ultraschallwelle durch die Luft bewegt. 4E zeigt den Ton bzw. Klang nach der Selbstdemodulation. Somit wird der künstliche Motorklang an der Stelle erzeugt, die von einer Quelle der Ultraschallwelle, die dem Fahrzeug, das den Ultraschalllautsprecher 1 aufweist, entspricht, getrennt ist.
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Die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung erzeugt mehrere Frequenzsignale, die in Abständen von 4 Hz angeordnet sind, so dass der künstliche Motorklang ausgebildet wird. Somit werden Speicherdaten zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs vereinfacht, und außerdem wird die Rechenlast zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs verringert.
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Die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung erzeugt die Frequenzsignale, die in Abständen von 4 Hz angeordnet sind, um den künstlichen Motorklang in einem vorbestimmten Frequenzbereich wie beispielsweise einem Bereich zwischen 250 Hz und 4 kHz bereitzustellen, der dem Hauptfrequenzbereich L des künstlichen Motorklangs entspricht.
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Da der Frequenzbereich des künstlichen Motorklangs auf den Hauptfrequenzbereich L des tatsächlichen Motorklangs beschränkt wird, wird die Anzahl der Frequenzsignale zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs verringert. Die Rechenlast wird wesentlich verringert.
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Die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung verarbeitet die Frequenzeigenschaft mehrerer Frequenzsignale, die in Abständen von 4 Hz angeordnet sind, so dass diese der Frequenzeigenschaft des tatsächlichen Motorklangs des speziellen Typs von Fahrzeug ähnelt.
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Somit ähnelt der künstliche Motorklang, der durch die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung erzeugt wird, dem tatsächlichen Motorklang des speziellen Typs von Fahrzeug.
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In der Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung enthält der künstliche Motorklang den Hochfrequenzklang wie beispielsweise den 4-kHz-Klang, der für eine Person dissonant und aggressiv wirkt, so dass der Ton in dem Ohr verbleibt bzw. bemerkbar wird. Somit kann eine Person auf einfache Weise den künstlichen Motorklang erkennen. Der Hochfrequenzklang bzw. -ton in dem künstlichen Motorklang meldet die Anwesenheit des Fahrzeugs einer Person in der Nähe des Fahrzeugs mit hoher Nachweisbarkeit.
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Der künstliche Motorklang enthält außerdem den Niederfrequenzklang und den Mittelfrequenzklang wie beispielsweise einen 2-kHz-Klang, einen 1-kHz-Klang, einen 500-Hz-Klang und einen 250-Hz-Klang, die Oberwellen zu einem 4-kHz-Klang sind. Die Nieder- und Mittelfrequenzklänge sind für eine Person harmonisch und bilden beispielsweise mehrere Frequenzsignale, die eine Oberwellenbeziehung aufweisen. Somit wird der künstliche Motorklang harmonisch, und daher wird das unangenehme Gefühl einer Person in Bezug auf den künstlichen Motorklang verringert.
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Der künstliche Motorklang, der von der Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung erzeugt wird, verringert das unangenehme Gefühl einer Person und meldet die Anwesenheit des Fahrzeugs mit hoher Nachweisbarkeit.
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Die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung sendet den künstlichen Motorklang durch den parametrischen Lautsprecher zur Außenseite des Fahrzeugs.
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Da der parametrische Lautsprecher verwendet wird, wird der künstliche Motorklang an einer Stelle von dem Fahrzeug entfernt erzeugt. Da der parametrische Lautsprecher eine starke Richtfähigkeit aufweist, kann der parametrische Lautsprecher den künstlichen Motorklang nur in einer speziellen Richtung erzeugen.
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Somit erzeugt der parametrische Lautsprecher den künstlichen Motorklang an der Stelle, die von dem Fahrzeug um einen vorbestimmten Abstand entfernt ist, in der schrägen Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs auf die Bürgersteigseite. Die Stelle ist in einem vorbestimmten Bereich angeordnet, in dem die Anwesenheit des Fahrzeugs gemeldet werden muss. Insbesondere erzeugt die Vorrichtung den künstlichen Motorklang nicht an einer Stelle, die in einem Bereich angeordnet ist, in dem die Anwesenheit des Fahrzeugs nicht gemeldet werden muss. So verringert die Vorrichtung unnötige künstliche Motorklänge als künstliches Motorrauschen.
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Die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung stellt automatisch den Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs auf der Grundlage des Umgebungsrauschens der Außenseite des Fahrzeugs ein.
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Somit ist der Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs größer als der Schalldruckpegel des Umgebungsrauschens. Außerdem wird der Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs in geeigneter Weise derart gesteuert, dass der Schalldruckpegel nicht unnötig groß wird. Somit meldet die Vorrichtung die Anwesenheit des Fahrzeugs mit hoher Nachweisbarkeit unter Verwendung des künstlichen Motorklangs. Außerdem wird das künstliche Rauschen verringert.
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(Zweite Ausführungsform)
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Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform mit Bezug auf 6 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Vorrichtung eine Tonleiter, die aus gleichstufigen Leitern ausgewählt wird, als den künstlichen Motorklang, so dass ein künstlicher Tonleitermotorklang erzeugt wird. Die gleichstufigen Leitern enthalten einen Ton „C”, einen Ton „Cis”, einen Ton „D”, einen Ton „Dis”, einen Ton „E”, einen Ton „F”, einen Ton „Fis”, einen Ton „G”, einen Ton „Gis”, einen Ton „A”, einen Ton „Ais” und einen Ton „H”.
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Insbesondere enthält das Erzeugungsprogramm für einen künstlichen Motorklang, das von dem Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang 5 ausgeführt wird, ein Tonleitererzeugungsprogramm zum Erzeugen des Sequenzsignals des künstlichen Motorklangs, das die gleichstufige Leiter derart überstreicht, dass der Frequenzbereich von mehreren Frequenzsignalen, die in Abständen von 4 Hz angeordnet sind, auf einen bestimmten Bereich beschränkt wird.
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Das Tonleitererzeugungsprogramm wird im Folgenden erläutert.
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Zunächst wird eine der gleichstufigen Leitern aus einer Gruppe eines Tons „C”, eines Tons „Cis”, eines Tons „D”, eines Tons „Dis”, eines Tons „E”, eines Tons „F”, eines Tons „Fis”, eines Tons „G”, eines Tons „Gis”, eines Tons „A”, eines Tons „Ais” und eines Tons „H” ausgewählt. Die ausgewählte gleichstufige Leiter weist eine Basistonleiterfrequenz α auf.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Basistonleiterfrequenz α gleich 250 Hz, die den Ton „C” bereitstellt.
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Anschließend wird eine Hochdimensionstonieiterfrequenz β auf der Grundlage der Basistonleiterfrequenz α berechnet. Die Hochdimensionstonleiterfrequenz β weist eine höhere Tonleiter auf, die um eine oder mehr Oktaven höher als diejenige der Basistonleiterfrequenz α ist.
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Insbesondere ist die Hochdimensionstonleiterfrequenz β in der vorliegenden Ausführungsform gleich 2 kHz, die die Tonleiter von „C” bereitstellt, die um drei Oktaven höher als die Tonleiter von „C” in der Basistonleiterfrequenz α ist.
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Das Tonleitererzeugungsprogramm, das von dem Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang 5 ausgeführt wird, erzeugt das Frequenzsignal des künstlichen Tonleitermotorklangs des Tons „C” derart, dass der Bereich der Frequenzsignale, die in Abständen von 4 Hz angeordnet sind, auf einen Bereich zwischen 250 Hz (der Ton „C”) und 2 kHz (der Ton „C”, der um drei Oktaven höher als der Basiston „C” ist) beschränkt ist.
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Die Frequenzsignale zum Bereitstellen des künstlichen Tonleitermotorklangs des Tons „C”, der durch das Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang 5 erzeugt wird, wird durch den Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 in die Ultraschallwelle moduliert, und dann wird die modulierte Ultraschallwelle von dem Ultraschalllautsprecher 1 an die Außenseite des Fahrzeugs ausgegeben. Während sich die Ultraschallwelle durch die Luft fortpflanzt, wird die Amplitudenkomponente in der Ultraschallwelle selbst demoduliert. Somit wird der künstliche Tonleitermotorklang des Tons „C” an einer Stelle erzeugt, die von dem Fahrzeug entfernt ist.
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Somit wird der künstliche Motorklang, der eine vorbestimmte Tonleiter aufweist, erzeugt.
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In diesem Fall kann das Frequenzeigenschaftsverarbeitungsprogramm zum Verarbeiten der Frequenzeigenschaft derart verwendet werden, dass der künstliche Motorklang, der eine vorbestimmte Tonleiter aufweist, dem tatsächlichen Motorklang des speziellen Typs von Fahrzeug ähnelt.
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(Dritte Ausführungsform)
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Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform mit Bezug auf die 7A bis 7D erläutert.
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In der zweiten Ausführungsform weist der künstliche Motorklang eine Tonleiter auf.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden mehrere künstliche Motorklänge, die unterschiedliche Tonleitern aufweisen, überlagert, so dass der künstliche Motorklang einen Akkordklang aufweist.
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Insbesondere enthält das Erzeugungsprogramm für einen künstlichen Motorklang, das von dem Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang 5 ausgeführt wird, ein Akkordklangerzeugungsprogramm zum Erzeugen der Frequenzsignale, die den künstlichen Motorklang bereitstellen, der den Akkordklang derart überstreicht, dass mehrere Frequenzsignale der künstlichen Motorklänge der Tonleitern überlagert werden.
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Das Akkordklangerzeugungsprogramm wird im Folgenden erläutert.
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Zunächst werden mehrere Tonleitern zum Bereitstellen des Akkordklangs ausgewählt. Die Akkordklänge können ein Durakkordklang oder ein Mollakkordklang wie beispielsweise gleichstufige Leitern von „C”, „E” und „G”, gleichstufige Leitern von „D”, „F” und „A”, gleichstufige Leitern von „E”, „G” und „H”, gleichstufige Leitern von „A”, „C” und „E”, gleichstufige Leitern von „H”, „D” und „F” und Ähnliches sein.
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In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Akkordklang den Ton „C” in einer unteren Tonlage, den Ton „E”, den Ton „G” und den Ton „C” in einer höheren Tonlage.
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Zunächst werden die Frequenzsignale, die den künstlichen Motorklang von „C” in der unteren Tonlage erzeugen, erzeugt.
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In diesem Fall wird die Basistonleiterfrequenz α als 250 Hz ausgewählt, die den Ton „C” in der unteren Tonlage bereitstellt. Dann wird die Hochdimensionstonleiterfrequenz β als 2 kHz ausgewählt, die den Ton „C” bereitstellt, der um drei Oktaven höher als der Ton „C” in der unteren Tonlage ist.
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Somit werden, wie es in 7A gezeigt ist, mehrere Frequenzsignale, die in den Abständen von 4 Hz angeordnet sind, um den künstlichen Motorklang bereitzustellen, in einem Bereich zwischen 250 Hz und 2 kHz erzeugt, so dass die Frequenzsignale, die den künstlichen Motorklang bereitstellen, der den Ton „C” in der unteren Tonlage bereitstellt, erzeugt werden.
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Auf ähnliche Weise werden die Frequenzsignale, die den Ton „E” bereitstellen, erzeugt. Zunächst wird die Basistonleiterfrequenz α als 330 Hz ausgewählt, die den Ton „E” bereitstellt. Dann wird die Hochdimensionstonleiterfrequenz β als 2,6 kHz ausgewählt, die den Ton „E” bereitstellt, der drei Oktaven höher als der Ton „E” in der unteren Tonlage ist.
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Somit werden, wie es in 7B gezeigt ist, mehrere Frequenzsignale, die in den Abständen von 4 Hz angeordnet sind, um den künstlichen Motorklang bereitzustellen, in einem Bereich zwischen 330 Hz und 2,6 kHz erzeugt, so dass die Frequenzsignale, die den künstlichen Motorklang bereitstellen, der den Ton „E” bereitstellt, erzeugt werden.
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Auf ähnliche Weise werden die Frequenzsignale, die den Ton „G” bereitstellen, erzeugt. Zunächst wird die Basistonleiterfrequenz α als 390 Hz ausgewählt, die den Ton „G” bereitstellt. Dann wird die Hochdimensionstonleiterfrequenz β als 3,1 kHz ausgewählt, die den Ton „G” bereitstellt, der um drei Oktaven höher als der Ton „G” in der unteren Tonlage ist.
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Somit werden, wie es in 7C gezeigt ist, mehrere Frequenzsignale, die in den Abständen von 4 Hz angeordnet sind, um den künstlichen Motorklang bereitzustellen, in einem Bereich zwischen 390 Hz und 3,1 kHz erzeugt, so dass die Frequenzsignale, die den künstlichen Motorklang bereitstellen, der den Ton „G” bereitstellt, erzeugt werden.
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Auf ähnliche Weise werden die Frequenzsignale, die den Ton „C” in der höheren Tonlage bereitstellen, erzeugt. Zunächst wird die Basistonleiterfrequenz α als 500 Hz ausgewählt, die den Ton „C” in der höheren Tonlage bereitstellt. Dann wird die Hochdimensionstonleiterfrequenz β als 4 kHz ausgewählt, die den Ton „C” bereitstellt, der um drei Oktaven höher als der Ton „C” in der höheren Tonlage ist.
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Somit werden, wie es in 7D gezeigt ist, die Frequenzsignale, die in den Abständen von 4 Hz angeordnet sind, um den künstlichen Motorklang bereitzustellen, in einem Bereich zwischen 500 Hz und 4 kHz erzeugt, so dass die Frequenzsignale, die den künstlichen Motorklang bereitstellen, der den Ton „C” auf der höheren Oktavseite bereitstellt, erzeugt werden.
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Somit überlagert das Akkordklangerzeugungsprogramm die Frequenzsignale des künstlichen Motorklangs, der den Ton „C” der unteren Tonlage bereitstellt, wie es in 7A gezeigt ist, die Frequenzsignale des künstlichen Motorklangs, der den Ton „E” bereitstellt, wie es in 7B gezeigt ist, die Frequenzsignale des künstlichen Motorklangs, der den Ton „G” bereitstellt, wie es in 7C gezeigt ist, und die Frequenzsignale des künstlichen Motorklangs, der den Ton „C” der höheren Tonlage bereitstellt, wie es in 7D gezeigt ist. Somit werden die Frequenzsignale des künstlichen Motorklangs, der den Akkordklang gleichstufiger Leitern von „C”, „E”, „G” und „C” bereitstellt, erzeugt.
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Die Frequenzsignale des künstlichen Motorklangs, der den Akkordklang gleichstufiger Leitern von „C”, „E”, „G” und „C” bereitstellt, die in dem Akkordklangerzeugungsprogramm, das von dem Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang 5 ausgeführt wird, erzeugt werden, werden durch den Ultraschallwellenvibrationsmodulator 6 in die Ultraschallwelle moduliert, und dann wird die modulierte Ultraschallwelle von dem Ultraschalllautsprecher 1 an die Außenseite des Fahrzeugs ausgegeben.
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Während sich die Ultraschallwelle durch die Luft fortpflanzt, wird die Amplitudenkomponente in der Ultraschallwelle selbst demoduliert. Somit wird der künstliche Tonleitermotorklang des Akkordklangs von „C”, „E”, „G” und „C” an einer Stelle erzeugt, die von dem Fahrzeug entfernt ist. Der künstliche Tonleitermotorklang des Akkordklangs von „C”, „E”, „G” und „C” liegt in einem Bereich zwischen 250 Hz und 4 kHz.
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Somit wird ein Akkordklang, der für eine Person angenehm ist, in dem künstlichen Motorklang erzeugt, so dass der künstliche Motorklang für eine Person geeignet ist. Somit wird die günstige Eigenschaft des künstlichen Motorklangs verbessert.
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Da der künstliche Motorklang den Hochfrequenzklang, d. h. den Ton höherer Tonlage wie beispielsweise einen 4-kHz-Ton enthält, der für eine Person dissonant und aggressiv wirkt, so dass die Töne einfach im Ohr haften bleiben, erkennt die Person auf einfache Weise den künstlichen Motorklang. Somit meldet der Ton der höheren Tonlage in dem künstlichen Motorklang einer Person in der Nähe des Fahrzeugs die Anwesenheit des Fahrzeugs. Außerdem enthält der künstliche Motorklang den Ton der Frequenz niedriger Tonlage (d. h. den Niederfrequenzton) und den Ton der Frequenz mittlerer Tonlage (d. h. den Mittelfrequenzton), die für eine Person harmonisch sind. Der Niederfrequenzton und der Mittelfrequenzton sind beispielsweise ein 2-kHz-Ton, ein 1-kHz-Ton, ein 500-Hz-Ton und ein 250-Hz-Ton, die Oberwellen eines 4-kHz-Tons sind. Somit erscheint der künstliche Motorklang einer Person als harmonisch.
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Somit wird der Akkordklang in der vorliegenden Ausführungsform durch den künstlichen Motorklang erzeugt, um ein unangenehmes Gefühl zu verringern und zu gewährleisten, dass die Anwesenheit des Fahrzeugs mit hoher Nachweisbarkeit gemeldet wird.
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In den obigen Ausführungsformen erzeugt die Vorrichtung den künstlichen Motorklang in der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt. Alternativ kann die Vorrichtung den künstlichen Motorklang in der Rückwärtsrichtung und um die Rückseite des Fahrzeugs herum erzeugen, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt.
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In den obigen Ausführungsformen wird der künstliche Motorklang unter Verwendung des parametrischen Lautsprechers an einer Stelle, die von dem Fahrzeug entfernt ist, erzeugt. Alternativ kann ein Generator für einen künstlichen Motorklang wie beispielsweise ein gewöhnlicher Lautsprecher, der an dem Fahrzeug montiert ist, direkt den künstlichen Motorklang, der hörbar ist, ausgeben. Alternativ können der parametrische Lautsprecher und der Generator für einen künstlichen Motorklang wie beispielsweise ein gewöhnlicher Lautsprecher entsprechend einer Verkehrsbedingung gewechselt werden.
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In den obigen Ausführungsformen wird die ausgewählte Frequenz AHz auf 4 Hz eingestellt. Alternativ kann die ausgewählte Frequenz AHz entsprechend dem Öffnungsgrad eines Gaspedals und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit änderbar sein. Alternativ kann die ausgewählte Frequenz AHz ähnlich wie die zeitweilige Schwankung der Frequenzkomponente des tatsächlichen Motorklangs zeitweilig schwanken.
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In den obigen Ausführungsformen wird der Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs automatisch entsprechend dem Umgebungsrauschen eingestellt. Alternativ kann der Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs entsprechend dem Öffnungsgrad des Gaspedals und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden. Alternativ kann der Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs ähnlich wie die zeitweilige Schwankung der Schalldruckkomponente des tatsächlichen Motorklangs zeitweilig schwanken.
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Wenn hier die ausgewählte Frequenz AHz und/oder der Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs schwanken, kann die Schwankung durch eine Schwankung ungleicher Tonlage wie beispielsweise eine 1/f-Schwankung bereitgestellt werden.
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In den obigen Ausführungsformen enthält die Fahrzeuganwesenheitsmeldevorrichtung den Generator für einen künstlichen Motorklang. Alternativ kann der künstliche Motorklang in einen Innenraum des Fahrzeugs ausgegeben werden. Wenn beispielsweise ein Fahrer nicht an ein Elektrofahrzeug gewöhnt ist (d. h. ein Fahrer ist an ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor gewöhnt), kann eine Fahrunterstützungsvorrichtung den Generator für einen künstlichen Motorklang enthalten, um den künstlichen Motorklang als einen Feedback-Klang bzw. Rückmeldungsklang eines Betriebs des Fahrzeugs zu erzeugen. Alternativ kann der Generator für einen künstlichen Motorklang an einer Rennspielmaschine oder einem Fahrsimulator montiert sein.
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Die obige Beschreibung weist die folgenden Aspekte auf.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Generator für einen künstlichen Motorklang zum Erzeugen eines künstlichen Motorklangs eine Hauptkörpervorrichtung, die eine vorbestimmte Frequenz definiert, die in einem Bereich zwischen 1 Hz und 10 Hz ausgewählt wird, und die gleichzeitig mehrere Signale erzeugt, die Frequenzen aufweisen, die in Abständen der vorbestimmten Frequenz angeordnet sind, so dass der künstliche Motorklang ausgebildet wird.
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In dem obigen Generator ist es nicht notwendig, Wellenformdaten eines tatsächlichen Verbrennungsmotorklangs in Wellenformdaten eines Verbrennungszyklus als einer Dateneinheit zu unterteilen. Außerdem ist es nicht notwendig, mehrere Einheitswellenformdaten entsprechend einem Öffnungsgrad eines Gaspedals zu speichern. Somit werden die Daten zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs minimiert.
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Weiterhin ist es nicht notwendig, einzelne Einheitswellenformdaten aus mehreren Einheitswellenformdaten auszulesen. Außerdem ist es nicht notwendig, die jeweiligen Einheitswellenformdaten zu koppeln und die jeweiligen Einheitswellenformdaten zu überlagern. Dementsprechend wird eine Rechenlast zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs verringert.
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Da die Hauptkörpervorrichtung gleichzeitig mehrere Signale erzeugt, die Frequenzen aufweisen, die in Abständen der vorbestimmten Frequenz angeordnet sind, werden Daten zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs minimiert, und es wird eine Rechenlast zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs verringert.
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Alternativ kann die vorbestimmte Frequenz konstant oder in dem Bereich zwischen 1 Hz und 10 Hz variabel sein. Außerdem kann die vorbestimmte Frequenz konstant und auf 4 Hz festgelegt sein.
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Alternativ kann die Hauptkörpervorrichtung ein Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang enthalten, und das Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang erzeugt gleichzeitig die Signale, die Frequenzen in einem vorbestimmten Frequenzbereich aufweisen. Da die Signale nur in dem vorbestimmten Frequenzbereich erzeugt werden, wird die Anzahl der Signale zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs verringert. Somit wird die Rechenlast zum Erzeugen des künstlichen Motorklangs verringert.
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Alternativ kann die Hauptkörpervorrichtung ein Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang enthalten, und das Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang verarbeitet eine Frequenzeigenschaft der Signale. Somit kann der Generator den künstlichen Motorklang einem tatsächlichen Motorklang eines speziellen Fahrzeugs annähern.
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Alternativ kann die Hauptkörpervorrichtung ein Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang enthalten. Das Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang definiert eine Tonleiter, die aus gleichstufigen Leitern ausgewählt wird. Die eine Tonleiter weist eine Basistonleiterfrequenz auf. Das Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang erzeugt gleichzeitig Signale, die Frequenzen in einem Bereich zwischen der Basistonleiterfrequenz und einer Hochdimensionstonleiterfrequenz aufweisen, so dass der künstliche Motorklang, der die eine Tonleiter bereitstellt, erstellt wird. Die Hochdimensionstonleiterfrequenz ist um eine oder mehrere Oktaven höher als die Basistonleiterfrequenz. Außerdem können die gleichstufigen Leitern einen Ton „C”, einen Ton „Cis”, einen Ton „D”, einen Ton „Dis”, einen Ton „E”, einen Ton „F”, einen Ton „Fis”, einen Ton „G”, einen Ton „Gis”, einen Ton „A”, einen Ton „Ais” und einen Ton „H” enthalten. Die Hochdimensionstonleiterfrequenz ist um drei Oktaven höher als die Basistonleiterfrequenz.
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Alternativ kann das Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang mehrere künstliche Motorklangkomponenten erzeugen, die jeweils unterschiedliche Tonleitern bereitstellen. Das Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang überlappt die künstlichen Motorklangkomponenten, die unterschiedliche Tonleitern bereitstellen, so dass der künstliche Motorklang einen Akkordklang bereitstellt. Außerdem kann der Akkordklang gleichstufige Leitern von „C”, „E” und „G”, gleichstufige Leitern von „D”, „F” und „A”, gleichstufige Leitern von „E”, „G” und „H”, gleichstufige Leitern von „A”, „C” und „E” oder gleichstufige Leitern von „H”, „G” und „F” sein.
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Alternativ kann die Hauptkörpervorrichtung einen parametrischen Lautsprecher zum Ausgeben des künstlichen Motorklangs an eine Außenseite eines Fahrzeugs enthalten. Da der parametrische Lautsprecher eine starke Richtfähigkeit aufweist, kann der parametrische Lautsprecher den künstlichen Motorklang nur in eine spezielle Richtung erzeugen. Außerdem erzeugt der parametrische Lautsprecher den künstlichen Motorklang an einer Stelle, die von dem Fahrzeug einen vorbestimmten Abstand entfernt ist. Insbesondere erzeugt der Generator keinen künstlichen Motorklang an einer Stelle, die in einem Bereich angeordnet ist, in dem die Anwesenheit des Fahrzeugs nicht gemeldet werden muss. Somit verringert der Generator einen unnötigen künstlichen Motorklang als künstliches Motorrauschen.
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Wenn der Generator einen Lautsprecher geringer Größe wie beispielsweise einen Mikrolautsprecher zum Erzeugen eines hörbaren Tons enthält, so dass der Lautsprecher direkt den hörbaren künstlichen Motorklang erzeugt, erzeugt der Lautsprecher geringer Größe kaum einen Ton einer mittleren und unteren Tonlage. Somit wird der Schalldruckpegel des künstlichen Motorklangs bei dem Ton mittlerer und unterer Tonlage, der durch den Lautsprecher geringer Größe erzeugt wird, verringert. Somit wird die Reproduzierbarkeit des künstlichen Motorklangs verringert. Der künstliche Motorklang stellt keine Frequenzeigenschaft des tatsächlichen Verbrennungsmotorklangs bereit. Da jedoch der parametrische Lautsprecher die Ultraschallwelle aussendet, werden die Abmessungen des Ultraschalllautsprechers minimiert. Außerdem wird die Amplitudenkomponente in der Ultraschallwelle durch die Luft demoduliert, und daher wird der Ton der mittleren und unteren Tonlage auf einfache Weise reproduziert. Wenn der parametrische Lautsprecher verwendet wird, weist demzufolge der künstliche Motorklang eine ähnliche Frequenzeigenschaft wie der tatsächliche Verbrennungsmotorklang auf.
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Außerdem enthält der tatsächliche Motorklang Komponenten mehrerer Grade, die Oberwellen bilden. Insbesondere bildet der tatsächliche Motorklang Oberwellen in einem Frequenzbereich von gleich oder kleiner als 4 kHz. Wenn somit die Oberwellen reproduziert werden, ähnelt der künstliche Motorklang dem tatsächlichen Motorklang. Der parametrische Lautsprecher erzeugt auf einfache Weise die Oberwellen. Dementsprechend erzeugt der parametrische Lautsprecher auf einfache Weise den künstlichen Motorklang einschließlich Oberwellen. Somit ähnelt der künstliche Motorklang, der von dem parametrischen Lautsprecher ausgegeben wird, dem tatsächlichen Motorklang.
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Alternativ kann das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug oder ein Hybridfahrzeug sein.
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Alternativ kann der Generator für einen künstlichen Motorklang außerdem enthalten: einen Ultraschalllautsprecher zum Erzeugen einer Ultraschallwelle. Die Hauptkörpervorrichtung enthält: ein Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang zum gleichzeitigen Erzeugen der Signale; einen Ultraschallwellenamplitudenmodulator zum Modulieren der Signale in Ultraschallwellensignale, die Ultraschallfrequenzen aufweisen; und einen Lautsprechertreiber zum Antreiben des Ultraschalllautsprechers entsprechend den Ultraschallwellensignalen. Der Ultraschalllautsprecher, das Erzeugungselement für einen künstlichen Motorklang, der Ultraschallwellenamplitudenmodulator und der Lautsprechertreiber stellen den parametrischen Lautsprecher bereit. Außerdem kann der Generator für einen künstlichen Motorklang enthalten: einen Umgebungsrauschdetektor zum Erfassen eines Umgebungsrauschens um das Fahrzeug. Die Hauptkörpervorrichtung enthält außerdem eine Lesevorrichtung und eine Schalldruckpegelsteuerung. Die Lesevorrichtung liest einen Schalldruckpegel eines speziellen Hochfrequenzrauschens aus dem erfassten Umgebungsrauschen aus. Die Schalldruckpegelsteuerung ändert einen Verstärkungsgrad des Lautsprechertreibers auf der Grundlage des Schalldruckpegels des speziellen Hochfrequenzrauschens in dem Umgebungsrauschen.
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Während die Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und. Konstruktionen beschränkt ist. Die Erfindung deckt verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen ab. Zusätzlich zu den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen sind weitere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr, weniger oder eines einzelnen Elements innerhalb des Bereichs der Erfindung, der durch die Ansprüche definiert wird, möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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