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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schallwellengenerator oder Tonwellengenerator.
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Allgemein gesagt, wird ein Lautsprecher mit einer großen Membran, beispielsweise ein sogenannter Woofer verwendet, um einen Ton oder ein Geräusch niedriger Tonhöhe zu erzeugen. Wenn es jedoch irgendwelche Einschränkungen hinsichtlich Aufnahmeraum und/oder Kosten gibt, wird es schwierig, einen derartigen Lautsprecher mit einer großen Membran zu verwenden. Anderseits ist es in einem Schallwellengenerator mit einem kleinen Lautsprecher (Mikrolautsprecher) schwierig, einen Ton oder ein Geräusch niedriger Tonhöhe zu erzeugen. Von daher kann nur ein Ton oder ein Geräusch erzeugt werden, dessen Tonhöhe nicht allzu tief ist.
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Ein Schallwellengenerator wird beispielsweise in einer Mitteilungs- oder Annäherungsvorrichtung für herannahende Fahrzeuge verwendet, um das Vorhandensein oder die Annäherung eines Fahrzeugs mitzuteilen, dessen Fahrgeräusch leise (schwach) ist, beispielsweise eines Elektrofahrzeugs, eines Brennstoffzellenfahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs. Die obigen Nachteile werden nachfolgend anhand eines konkreten Beispiels einer derartigen Mitteilungsvorrichtung beschrieben, welche ein Mitteilungsgeräusch erzeugt, um das Vorhandensein oder Herannahen eines derartigen Fahrzeugs beispielsweise einem Fußgänger mitzuteilen. Die
JP2005-289174A beschreibt eine derartige Mitteilungsvorrichtung, welche unter Verwendung eines dynamischen Lautsprechers ein Mitteilungs- oder Annäherungsgeräusch erzeugt.
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Obgleich bereits verschiedene Töne oder Schallwellensignale, beispielsweise ein Einzelton, ein Akkordton, ein Musikton, eine Sprachausgabe oder ein Pseudo-Motorgeräusch als Mitteilungsgeräusch in Betracht gezogen wurden, ist es wünschenswert, auf jeden Fall einen Ton oder ein Geräusch niedriger Tonhöhe von 400 Hz oder weniger in dem Mitteilungsgeräusch zu haben, damit der Ton oder das Geräusch tiefer klingt und angenehm zu hören ist.
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7 zeigt eine Frequenzcharakteristik eines tatsächlichen Motorgeräusches. Wie in 7 gezeigt, enthält das tatsächliche oder echte Motorgeräusch einen Ton oder ein Geräusch niedriger Tonhöhe von 400 Hz oder weniger. Wenn als Mitteilungsgeräusch ein Pseudo-Motorgeräusch erzeugt wird, ist es demnach wünschenswert, dass im hörbaren Bereich das Pseudo-Motorgeräusch ähnlich dem echten Motorgeräusch ist.
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In der Praxis ist es schwierig, einen großen Lautsprecher, beispielsweise einen Woofer als Lautsprecher zur Abgabe des Mitteilungsgeräusches zur Fahrzeugaußenseite hin zu verwenden, da Einschränkungen hinsichtlich des Einbauraums bestehen. Wenn andererseits ein kleiner Lautsprecher (Mikrolautsprecher) verwendet wird, um das Pseudo-Motorgeräusch zu erzeugen, wird es schwierig, den niedrigen Ton mit der Frequenz von 400 Hz oder weniger mit aufzunehmen. Das heißt, bei einer Mitteilungsvorrichtung für ein herankommendes Fahrzeug ist es schwierig, aufgrund beschränkter Einbauverhältnisse einen großen Lautsprecher zu verwenden und kleine Lautsprecher können die gewünschten tiefen Frequenzen nicht oder nur unzureichend erzeugen und damit wird es insgesamt schwierig, ein Mitteilungsgeräusch mit niedrigem (niederfrequentem) Ton zu erzeugen.
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Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schallwellengenerator zu schaffen, der ohne die Notwendigkeit eines großen Lautsprechers einen Ton oder ein Geräusch niedriger Tonhöhe erzeugen kann.
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Gemäß einem Aspekt enthält ein Schallwellengenerator eine Lautsprechersteuerschaltung und einen Lautsprecher. Die Lautsprechersteuerschaltung enthält eine Signalerzeugungseinheit, welche ein elektrisches Signal zu erzeugen vermag, welches eine Brummfrequenz oder einen Brummfrequenzanteil (Brummfrequenzeigenschaft) hat. Die Brummfrequenz enthält eine Mehrzahl von Frequenzen, welche eine Obertonbeziehung bezüglich A Hz haben und auf A Hz gestimmt sind, wobei A Hz eine Soll-Erzeugungsfrequenz ist und einer Frequenz niedriger Tonhöhe in einem hörbaren Bereich entspricht. Der Lautsprecher erzeugt eine Schallwelle aus dem elektrischen Signal durch Anlegen des elektrischen Signals an eine Schwingungsplatte, welche die Schallwelle erzeugt.
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Wenn bei einem derartigen Aufbau der Lautsprecher durch das elektrische Signal mit der Brummfrequenzeigenschaft angetrieben wird, ändert sich die erzeugte Schallwelle bezüglich einer Zeitachse oder über die Zeit. Das heißt, die erzeugte Schallwelle hat eine periodische Eigenschaft der Harmonischen oder Oberschwingung bei A Hz. Im Ergebnis wird die Soll-Erzeugungsfrequenz von A Hz als Brummton gehört.
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Mit anderen Worten, die Soll-Erzeugungsfrequenz von A Hz, welche von dem Lautsprecher mechanisch nicht erzeugt werden kann, kann aufgrund des Brummtons so gehört werden, als ob die Soll-Erzeugungsfrequenz tatsächlich vom Lautsprecher erzeugt werden würde. Folglich kann die Frequenz niedriger Tonhöhe, welche niedriger als diejenige ist, welche der Lautsprecher (an sich) erzeugen kann, erzeugt werden und damit kann das Geräusch oder der Ton mit niedriger Tonhöhe erzeugt werden, ohne dass ein großer Lautsprecher, beispielsweise ein Woofer verwendet werden muss.
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Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Es zeigt:
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1 in einer grafischen Darstellung eine Brummfrequenzeigenschaft eines Frequenzsignals, welches von einem Schallwellengenerator gemäß einer ersten Ausführungsform erzeugt wird;
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2 ein Zeitdiagramm eines Brummgeräusches oder Brummtons, der von dem Schallwellengenerator gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt wird;
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3 eine schematische Darstellung einer Mitteilungs- oder Ankündigungsvorrichtung für ein sich näherndes Fahrzeug, welches den Schallwellengenerator gemäß der ersten Ausführungsform verwendet;
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4A und 4B jeweils Schnittdarstellungen durch Fahrzeugsignalgeber („Hupen”) als Beispiele für einen Lautsprecher im Schallwellengenerator gemäß der ersten Ausführungsform;
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5 eine Darstellung einer Brummfrequenzeigenschaft eines Frequenzsignals, das von einem Schallwellengenerator gemäß einer zweiten Ausführungsform erzeugt wird;
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6 eine Darstellung zur Erläuterung der Frequenzcharakteristik eines Geräusches oder Tons, der durch Anlegen eines Frequenzsignals gemäß der zweiten Ausführungsform erzeugt wird; und
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7 in einer grafischen Darstellung eine Frequenzcharakteristik eines echten Motorgeräuschs.
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Beispielhafte Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Ein Schallwellengenerator ist eine Vorrichtung, welche ein elektrisches Signal in ein Schallwellensignal umwandelt. Der Schallwellengenerator weist im Wesentlichen einen Lautsprecher 2 (3 bis 4B) auf, der eine Schallwelle aus einem elektrischen Signal erzeugt, in dem das elektrische Signal an eine Schwingungsplatte (Membran) angelegt wird, welche die Schallwelle erzeugt. Weiterhin ist eine Lautsprechersteuerschaltung 4 vorgesehen, welche eine Signalerzeugungseinheit 3 enthält, welche ein „Frequenzsignal” als das elektrische Signal zum Schwingenlassen der Schwingungsplatte 1 (4B) erzeugt.
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In dem Schallwellengenerator gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Signalerzeugungseinheit 3 das „Frequenzsignal (elektrisches Signal)” mit einer Brummfrequenzeigenschaft, welches „eine Mehrzahl von Frequenzen (eine Mehrzahl von Brummfrequenzen)” enthält und die „Mehrzahl von Brummfrequenzen” haben bezüglich A Hz eine Obertonbeziehung und sind auf A Hz gestimmt. A Hz ist eine „Geräuscherzeugungs-Sollfrequenz” oder „Sollgeräusch-Erzeugungsfrequenz” und eine Frequenz niedriger Tonhöhe im hörbaren Bereich.
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Zum Zwecke des besseren Verständnisses seien die „Mehrzahl von Brummfrequenzen” bereit gestellt durch A Hz × 2, A Hz × 3, A Hz × 4 ... etc. Die Anzahl der „Mehrzahl von Brummfrequenzen” ist nicht speziell festgelegt, jedoch ist die Brummeigenschaft des von dem „Frequenzsignal” erzeugten Geräusches mit einem Anstieg der Anzahl der „Mehrzahl von Brummfrequenzen” besser wahrnehmbar.
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Nachfolgend seien beispielhafte Ausführungsformen des Schallwellengenerators unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Bei den beispielhaften Ausführungsformen ist der Schallwellengenerator gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Mitteilungs- oder Ankündigungsvorrichtung verwendet, welche auf ein sich näherndes Fahrzeug hinweist oder dieses ankündigt.
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<Erste Ausführungsform>
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Eine erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4B beschrieben.
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Die Mitteilungsvorrichtung für ein sich näherndes Fahrzeug ist typischerweise in ein Fahrzeug eingebaut, welches beispielsweise durch einen Elektromotor angetrieben wird, und dessen Fahrgeräusch daher leise ist. Beispielsweise wird die Mitteilungsvorrichtung in ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug etc. eingebaut. Die Mitteilungsvorrichtung gibt einen Mitteilungsschall oder ein Mitteilungsgeräusch zur Fahrzeugaußenseite abhängig von einem Fahrzustand ab und/oder wenn beispielsweise ein Sensor einen Menschen, also einen Fußgänger erkennt, um damit der Fahrzeugumgebung das Vorhandensein oder die Annäherung des Fahrzeugs mitzuteilen.
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Wie in 3 gezeigt, weist die Mitteilungsvorrichtung eine Fahrzeughupe 2 auf, die als dynamischer Lautsprecher verwendet wird und eine Lautsprechersteuerschaltung 4 zur Steuerung der Arbeitsweise der Hupe 2.
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Erläuterung der Fahrzeughupe 2
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Die Fahrzeughupe 2 ist eine elektromagnetische Alarmtonerzeugungsvorrichtung, die einen Alarmton in die Fahrzeugumgebung abgeben kann. Die Fahrzeughupe 2 hat beispielsweise einen allgemein bekannten Aufbau. Die Fahrzeughupe 2 ist einem vorderen Bereich des Fahrzeugs eingebaut, beispielsweise hinterhalb des Kühlergrills, um den Alarmton zur Fahrzeugaußenseite hin abgeben zu können.
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Insbesondere gibt die Fahrzeughupe 2 den Alarmton ab, wenn ein Hupenschalter, beispielsweise ein Hupenknopf im Lenkrad von einem Fahrer betätigt wird. Die Fahrzeughupe 2 gibt den Alarmton ab, wenn eine Gleichstrom-Selbsterregungsspannung gleich oder größer als ein Schwellenwert (z. B. eine Spannung gleich oder größer als 8 V, bspw. der Batteriespannung, angelegt wird).
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Der genauere Aufbau der Fahrzeughupe 2 wird anhand der 4A und 4B beschrieben.
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Die Hupe 2 ist an dem vorderen Teil eines Fahrzeugs mittels einer geeigneten Halterung 11 befestigt. Die Hupe 2 enthält eine Spule 12, eine festen Kern (magnetischen Anziehungskern) 13, einen sich bewegenden Kern (beweglichen Kern) 14, einen festen Kontakt 15 und einen beweglichen Kontakt 16.
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Die Spule 12 erzeugt eine Magnetkraft, wenn ein elektrischer Strom angelegt wird. Der feste Kern 13 erzeugt eine magnetische Anziehungskraft aufgrund der von der Spule 12 erzeugten Magnetkraft. Der bewegliche Kern 14 wird in einem mittigen Abschnitt einer Schwingungsplatte oder Membran 1 gelagert und ist in Richtung des festen Kerns 13 beweglich. Der bewegliche Kontakt 16 bewegt sich zusammen mit einer Bewegung des beweglichen Kerns 14. Der bewegliche Kontakt 16 trennt sich von dem festen Kontakt 15 bei einer Bewegung des beweglichen Kerns 14 in Richtung des festen Kerns 13, um damit die elektrische Stromversorgung an die Spule 12 zu unterbrechen.
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Die Anlegung einer Gleichstrom-Selbsterregungsspannung gleich oder größer als der Schwellenwert (z. B. gleich oder größer als 8 V) an Anschlüsse der Hupe 2 (das heißt, Anschlüsse, welche mit den beiden Enden der Spule 12 verbunden sind), ermöglicht die Wiederholung der folgenden beiden Bewegungen:
- (i) eine Anziehungsbewegung, bei der der bewegliche Kern 14 durch die Magnetkraft in Richtung des festen Kerns 13 angezogen wird, um den beweglichen Kontakt 16 vom festen Kontakt 15 zu trennen, sodass die Stromversorgung an die Spule 12 unterbrochen wird; und
- (ii) eine Rückstellbewegung, bei der bewegliche Kern 14 in seine Ausgangsposition zurückkehrt, da die Schwingungsplatte 1 eine Kraft als Rückstellfeder ausübt, um den beweglichen Kontakt 16 in Kontakt mit dem festen Kontakt 15 zu bringen, sodass die Stromversorgung an die Spule 12 wieder hergestellt ist.
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Eine derartige intermittierende Anlegung des elektrischen Stroms an die Spule 12 (d. h. das intermittierende Auftreten einer magnetischen Anziehungskraft durch den festen Kern 13) bewirkt, dass die Schwingungsplatte 1 sich zusammen mit dem beweglichen Kern 14 bewegt (schwingt oder vibriert), was zur Erzeugung eines Alarmtons oder Alarmgeräusches von der Hupe 2 führt.
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Die 4A und 4B zeigen Beispiele der Hupe 2. Die Hupe 2 von 4A gibt einen Alarmton ab, der über ein Hornteil 17 verstärkt wurde, welches einen spiralförmigen Schalltrichter hat und als eine akustische Röhre dient. Die Hupe von 4B gibt einen Alarmton ab, der über eine Resonanzplatte (Scheibe) 18 verstärkt worden ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Hupe 2 als der dynamische Lautsprecher zur Erzeugung des Mitteilungsgeräuschs oder Mitteilungstons verwendet, wie oben beschrieben. Genauer gesagt, wenn die Spule 12 mit dem „Frequenzsignal (elektrischen Signal)” einer Fremderregungsspannung (z. B. einer Spannung niedriger als 8 V) versorgt wird, welche niedriger als die Selbsterregungsspannung ist, schwingt die Schwingungsplatte 1 mit der Spule 12 durch das „Frequenzsignal”, um so eine Schallwelle (luftkomprimierende Welle) zu erzeugen, welche der „Brummfrequenzeigenschaft” entspricht.
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Erläuterung der Lautsprechersteuerschaltung 4
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Die Lautsprechersteuerschaltung 4 enthält eine Signalerzeugungseinheit 3, welche das „Frequenzsignal (elektrisches Signal zum Schwingenlassen der Schwingungsplatte 1)” erzeugt, einen Hupentreiberverstärker 21, der die Fahrzeughupe 2 durch „das Frequenzsignal” antreibt und eine Signalverarbeitungseinheit 22, welche die Erzeugung des Mitteilungsgeräusches steuert.
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Nachfolgend werden Aufbau und Arbeitsweise der Lautsprechersignalerzeugungseinheit 3, des Hupentreiberverstärkers 21 und der Signalverarbeitungseinheit 22 näher beschrieben.
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Erläuterung der Signalerzeugungseinheit 3
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Die Signalerzeugungseinheit 3 speichert vorab das „Frequenzsignal” und gibt das „Frequenzsignal” gemäß einer Anweisung von der Signalverarbeitungseinheit 22 aus. Das „Frequenzsignal”, das von der Signalerzeugungseinheit 3 erzeugt wird, wird näher unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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Es ist wünschenswert, in das Mitteilungsgeräusch einen Ton niedriger Tonhöhe gleich oder unter 400 Hz (z. B. 250 Hz) aufzunehmen, um das Mitteilungsgeräusch tiefer zu machen, sodass es angenehmer zu hören ist.
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Da in einem Fahrzeug üblicherweise der Raum zur Anordnung der Hupe 2 begrenzt ist, ist es schwierig, die Größe der Hupe 2 zu erhöhen, was notwendig wäre, um ein Mitteilungsgeräusch mit dem niedrigen Ton gleich oder unter 400 Hz erzeugen zu können.
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Üblicherweise erzeugt die Hupe 2 einen Alarmton mit einer bestimmten Frequenz (z. B. 500 Hz) als Grundton und damit ist es schwierig, einen Ton tieferer Stimmung zu erzeugen, der unter dem Grundton liegt. Selbst wenn ein dynamischer Lautsprecher, der separat von der Hupe 2 ausgebildet ist, in einem Fahrzeug angeordnet wird, um das Mitteilungsgeräusch zu erzeugen, ist der Raum für den separaten dynamischen Lautsprecher nach wie vor begrenzt. Daher ist es ebenfalls schwierig, einen großen Lautsprecher, beispielsweise einen Woofer anzuordnen. Selbst wenn ein dynamischer Lautsprecher, der getrennt von der Fahrzeughupe 2 ist, in ein Fahrzeug eingebaut werden würde, ist es daher schwierig, das Mitteilungsgeräusch zu erzeugen, welches gleich oder tiefer als 400 Hz ist.
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Aufgrund der obigen Umstände wird üblicherweise das Frequenzsignal auf gleich oder größer als 500 Hz gesetzt, sodass es von der Hupe 2 erzeugt werden kann, wie in dem Vergleichsbeispiel (a) in 1 gezeigt.
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Die Signalerzeugungseinheit 3 der vorliegenden Ausführungsform verwendet die nachfolgende Technik, um das geschilderte Problem anzugehen.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Soll-Erzeugungsfrequenz durch die A Hz geliefert, beispielsweise 250 Hz. Hierbei ist die Soll-Erzeugungsfrequenz ein Ton oder ein Geräusch, welches von der Fahrzeughupe 2 nicht erzeugt werden kann, jedoch erzeugt werden soll.
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In diesem Fall ist die Signalerzeugungseinheit 3 in der Lage, das „Frequenzsignal” zu erzeugen, welches eine Brummfrequenzeigenschaft, welche die „Mehrzahl von Frequenzen” enthält. Weiterhin hat die „Mehrzahl von Frequenzen” eine Obertonbeziehung bezüglich A Hz, also beispielsweise den 250 Hz und ist auf die A Hz, also beispielsweise die 250 Hz gestimmt.
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Die Signalerzeugungseinheit 3 verwendet eine Modulationsschaltung als Signalerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung der „Brummfrequenzeigenschaft”. Das heißt, die „Mehrzahl von Frequenzen” kann unter Verwendung der Modulationsschaltung ausgegeben werden.
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Genauer gesagt, und wie in (b) von 1 gezeigt, werden in einem Bereich beginnend von 500 Hz die Mehrzahl von Frequenzen zu jeden A Hz, beispielsweise zu jeden 250 Hz als Brummfrequenzen erzeugt. Es sei festzuhalten, dass eine gestrichelte Linie a bei 250 Hz in (b) von 1 eine Frequenz ist, welche von der Signalerzeugungseinheit 3 nicht erzeugt werden kann.
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Erläuterung des Hupentreiberverstärkers 21
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Der Hupentreiberverstärker 21 ist ein Leistungsverstärker zum Betreiben der Fahrzeughupe 2 als dynamischen Lautsprecher. Der Hupentreiberverstärker 21 verstärkt das „Frequenzsignal”, das von der Signalerzeugungseinheit 3 ausgegeben wird und liefert das verstärkte Frequenzsignal an die Anschlüsse der Fahrzeughupe 2.
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Die maximale Ausgangsleistung des Hupentreiberverstärkers 21 ist auf weniger als 8 V begrenzt (Fremderegungsspannung), um die Fahrzeughupe 2 daran zu hindern, aufgrund der Spannung zur Erzeugung des Mitteilungsgeräusches den Alarmton zu erzeugen.
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Erläuterung der Signalverarbeitungseinheit 22
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Die Signalverarbeitungseinheit 22 empfängt ein Betriebssignal (Anweisungssignal zur Erzeugung des Mitteilungsgeräuschs) zur Erzeugung des Mitteilungsgeräusches von einer externen Vorrichtung, beispielsweise einer Motorsteuereinheit (ECU) des Fahrzeugs. Beispielsweise liefert die ECU das Anweisungssignal zur Erzeugung des Mitteilungsgeräusches an die Signalverarbeitungseinheit 22 in den folgenden Situationen:
- (i) wenn sich das Fahrzeug in einer bestimmten Betriebsbedingung oder einem bestimmten Betriebszustand befindet, das heißt, in einem fahrenden Zustand, bei dem die Erzeugung des Mitteilungsgeräusches notwendig ist, beispielsweise dann, wenn die Fahrtgeschwindigkeit gleich oder niedriger als 20 km/h ist; und/oder
- (ii) wenn ein Mensch in Fahrtrichtung durch ein (nicht gezeigtes) Erkennungssystem oder dergleichen erkannt wird, wenn das Fahrzeug fährt.
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Arbeitsweise und vorteilhafter Effekt der ersten Ausführungsform
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Wenn die Signalverarbeitungseinheit 22 das Anweisungssignal zur Erzeugung des Mitteilungs- oder Ankündigungsgeräusches von einer ECU oder dergleichen empfängt, gibt die Signalverarbeitungseinheit 3 das „Frequenzsignal” aus, welches die Brummfrequenzeigenschaft einschließlich der „Mehrzahl von Frequenzen” gemäß (b) von 1 hat, an den Hupentreiberverstärker 21 aus. Der Hupentreiberverstärker 21 verstärkt das „Frequenzsignal” und liefert das verstärkte Signal an die Eingangsanschlüsse der Fahrzeughupe 2.
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Bei Empfangfang des „Frequenzsignals” erzeugt die Hupe 2 eine „Schallwelle mit einer Mehrzahl von Brummfrequenzen” aufgrund von Schwingungen der Schwingungsplatte 1. 2 zeigt die von der Hupe 2 erzeugten Schallwellen.
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Wie in 2 gezeigt, hat der vom Lautsprecher erzeugte Schall oder das vom Lautsprecher erzeugte Geräusch eine Brummeigenschaft, welche periodisch bei der Soll-Erzeugungsfrequenz (A Hz), beispielsweise „250 Hz” ihre Spitze hat. Folglich werden als Brummton „250 Hz” erzeugt.
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Das heißt, obgleich die „250 Hz” nicht auf mechanische Weise von der Hupe 2 erzeugt werden, können die „250 Hz” durch die Brummeigenschaft gehört werden, so, als ob die „250 Hz” tatsächlich von der Hupe 2 erzeugt werden würden. Folglich kann ein Mitteilungs- oder Ankündigungsgeräusch, oder ein Ton mit den „250 Hz” erzeugt werden (ein Ton oder ein Geräusch, der oder das die „250 Hz” enthält).
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Folglich kann bei der Mitteilungsvorrichtung für ein sich näherndes Fahrzeug das Mitteilungsgeräusch, welches die „250 Hz” enthält und welches unter der Geräuscherzeugungsgrenze durch die Hupe 2 liegt, zur Außenseite des Fahrzeugs abgegeben werden. Das heißt, das Mitteilungsgeräusch mit dem niedrigen Ton kann erzeugt werden, ohne dass ein größerer Lautsprecher, beispielsweise ein Woofer, in dem Fahrzeug angeordnet werden muss.
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Da bei der vorliegenden Ausführungsform die „Mehrzahl von Frequenzen” des Frequenzsignals unter Verwendung der Modulationsschaltung erzeugt werden, tritt die Brummeigenschaft in Intervallen von „250 Hz” wahrnehmbar oder merklich auf. Somit werden die „250 Hz” als ein starker Ton erzeugt. Mit anderen Worten, der Schalldruck der „250 Hz” kann im Wesentlichen gleich dem Schalldruck der „Brummfrequenzschallwelle” erzeugt werden, welche tatsächlich von der Hupe 2 erzeugt wird.
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<Zweite Ausführungsform>
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Eine zweite Ausführungsform wird anhand der 5 und 6 beschrieben. Nachfolgend sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Fahrzeughupe 2 als ein Beispiel eines dynamischen Lautsprechers erzeugt den Alarmton mit dem Grundton von 500 Hz ähnlich wie in der ersten Ausführungsform. Von daher ist es schwierig, eine niedrigeren Ton von beispielsweise 250 Hz zu erzeugen, der unter dem Grundton liegt.
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In einer üblichen Technik wird daher beispielsweise zur Erzeugung eines Tons oder Geräusches „do” gleicher Stimmung als ein Beispiel des Mitteilungsgeräusches ein Frequenzsignal verwendet, welches Frequenzen von „do” enthält, die gleich oder höher als die von der Hupe 2 erzeugten 500 Hz sind (z. B. Frequenzen von 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz und 4 kHz) wie im Vergleichsbeispiel (a) von 5 gezeigt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist demgegenüber die Soll-Erzeugungsfrequenz mit „250 Hz” angegeben (ein „do”-Ton, der um eine Oktave tiefer als 500 Hz liegt, wobei diese Soll-Erzeugungsfrequenz von „250 Hz” ein Beispiel von A Hz sei. Daher ist gemäß (b) von 5 die Signalverarbeitungseinheit 3 in der Lage, das „Frequenzsignal” auszugeben, welches eine Brummfrequenzeigenschaft hat, welche die Mehrzahl von Frequenzen enthält, die eine Obertonbeziehung bezüglich 250 Hz haben und auf 250 Hz gestimmt sind.
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Genauer gesagt, die Signalerzeugungseinheit 3 gibt das „Frequenzsignal” aus, in welchen Frequenzen von 750 Hz und 1.25 kHz zu den Frequenzen des „do”-Geräusches oder -Tons hinzugefügt sind, wie in (a) von 5 gezeigt. Das heißt, die Brummfrequenzeigenschaft des Frequenzsignals (elektrischen Signals) enthält die Frequenzen von 500 Hz, 750 Hz, 1 kHz und 1.25 kHz, wie in (b) von 5 gezeigt.
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Der Hupentreiberverstärker 21 verstärkt das „Frequenzsignal” mit der Brummfrequenzeigenschaft, welches die Frequenzen des „do”-Tons und die Frequenzen von 750 Hz und 1.25 kHz von der Signalverarbeitungseinheit 3 enthält. Wenn an den Eingangseinschlüssen der Hupe 2 das verstärkte Frequenzsignal angelegt wird, wird die „Brummfrequenzeigenschaft des Frequenzsignals” von der Fahrzeughupe 2 erzeugt. Damit wird die „Schallwelle mit Brummfrequenzeigenschaft” von der Hupe 2 abgegeben. Somit wird entlang einer Zeitachse der Brummton von 250 Hz erzeugt. Das heißt, die Schallwelle hat eine periodische Eigenschaft der Harmonischen bei 250 Hz.
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Im Ergebnis werden gemäß dem Pfeil β in 6 die „250 Hz” welche nicht mechanisch von der Hupe 2 erzeugt werden, von der Brummeigenschaft erzeugt, so, als ob die „250 Hz” tatsächlich von der Hupe 2 erzeugt werden würden. Das heißt, der „do”-Ton von 250 Hz, der an sich von der Hupe 2 nicht erzeugt werden kann, kann erzeugt werden.
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Insoweit zusammenfassend enthält ein Schallwellengenerator eine Lautsprechersteuerschaltung und einen Lautsprecher. Die Lautsprechersteuerschaltung enthält eine Signalerzeugungseinheit, welche ein elektrisches Signal mit einer Brummfrequenz oder Brummfrequenzeigenschaft zu Erzeugen vermag. Die Brummfrequenzeigenschaft enthält eine Mehrzahl von Frequenzen, welche eine Obertonbeziehung bezüglich A Hz haben und welche auf A Hz gestimmt sind, wobei A Hz eine Soll-Erzeugungsfrequenz ist und einer Frequenz einer niedrigen Tonhöhe im hörbaren Bereich entspricht. Der Lautsprecher erzeugt eine Schallwelle aus dem elektrischen Signal, in dem das elektrische Signal an eine Schwingungsplatte angelegt wird, welche die Schallwelle erzeugt.
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In den oben beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen wird eine Fahrzeughupe 2 als Beispiel eines dynamischen Lautsprechers verwendet. Alternativ kann ein separater dynamischer Lautsprecher (Mikrolautsprecher) im Fahrzeug getrennt von der Hupe 2 angeordnet werden, um das Mitteilungsgeräusch oder den Ankündigungston zu erzeugen.
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In den obigen Ausführungsformen wird das Mitteilungsgeräusch von dem dynamischen Lautsprecher, also beispielsweise der Hupe 2 erzeugt. In einem anderen Beispiel kann das Mitteilungsgeräusch sowohl von einem parametrischen Lautsprecher, der Ultraschallwellen verwendet und dem dynamischen Lautsprecher (z. B. der Hupe 2) erzeugt werden.
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In den obigen Ausführungsformen wird der Schallwellengenerator in einer Mitteilungs- oder Ankündigungsvorrichtung für ein sich annäherndes Fahrzeug verwendet. Die Verwendung des Schallwellengenerators ist jedoch nicht auf eine derartige Mitteilungsvorrichtung begrenzt. Beispielsweise kann der Schallwellengenerator auch in einem Alarmtongenerator oder einem Klingeltongenerator für Häuser und Gebäude verwendet werden.
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Weitere Vorteile und Abwandlungen ergeben sich ohne Weiteres dem Fachmann auf diesem Gebiet. Die Erfindung ist somit nur durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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