DE102016108752A1

DE102016108752A1 - Acoustic speed signaling for two-wheelers

Info

Publication number: DE102016108752A1
Application number: DE102016108752.1A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Blutner
Original assignee: SYNOTEC PSYCHOINFORMATIK GmbH
Current assignee: SYNOTEC PSYCHOINFORMATIK GmbH
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2016-11-17
Also published as: WO2016180409A1

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein akustisches Signal zur Verwendung an einem Zweirad zu erzeugen, das für andere Verkehrsteilnehmer eine akustische Assoziation zu einem nähernden oder entfernenden Zweirad, z. B Fahrrad, Pedelec, E-Bike, Roller und ähnliches hervorruft. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines akustischen Aufmerksamkeitssignals für ein Zweirad, insbesondere ein Elektrofahrrad. Das Aufmerksamkeitssignal basiert auf einem impulshaltigen Klinkenfreilaufgeräusch, wobei die Wiederholfrequenz des Klinkenfreilaufgeräuschs proportional zur gefahrenen Geschwindigkeit ist. Entsprechend können Personen, die das Geräusch wahrnehmen, diesem entsprechende Fahrgeschwindigkeiten des Fahrrades zuordnen.The object of the invention is to produce an acoustic signal for use on a bicycle, for other road users an acoustic association with an approaching or removing bicycle, z. B bicycle, pedelec, e-bike, scooter and similar causes. The invention relates to a method for generating an acoustic attention signal for a bicycle, in particular an electric bicycle. The attention signal is based on a pulse containing pawl freewheeling noise, wherein the repetition frequency of the pawl freewheeling noise is proportional to the driven speed. Correspondingly, persons who perceive the noise can associate with this corresponding travel speeds of the bicycle.

Description

Die Erfindung betrifft eine akustische Geschwindigkeitssignalisierung für Zweiräder, insbesondere mit Elektroantrieb.The invention relates to an acoustic speed signaling for two-wheelers, in particular with electric drive.

Elektrogetriebene Zweiräder bewegen sich nahezu geräuschlos. Um anderen Verkehrteilnehmern das Herannahen eines Zweirades zu signalisieren, stellt die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines akustischen Aufmerksamkeitssignals und eine entsprechende Signalisierungseinheit bereit. Basisgeräusch ist das Klickgeräusch eines Klinkenfreilaufs, wie er von herkömmlichen Fahrrädern bekannt ist. Das Aufmerksamkeitssignal, das auf dem Klickgeräusch basiert, wird mit einer Wiederholfrequenz erzeugt, die mit der Fahrgeschwindigkeit korreliert. Electric-powered two-wheelers move almost noiselessly. To signal the approach of a two-wheeler to other traffic participants, the invention provides a method for generating an attention alert signal and a corresponding signaling unit. Basic noise is the click sound of a pawl freewheel, as it is known from conventional bicycles. The attention signal based on the clicking sound is generated at a repetition rate that correlates with the driving speed.

Ein Klinkenfreilauf ist beispielsweise aus der DE 691 09 770 T2 bekannt.A pawl freewheel is for example from the DE 691 09 770 T2 known.

Darüber hinaus sind Audiosignalerzeuger an Fahrzeugen in unterschiedlichen Ausführungen bekannt.In addition, audio signal generators are known on vehicles in different designs.

Die DE 10 2013 017 583 A1 offenbart ein Verfahren zur automatischen adaptiven Generierung von hörbarem Sound in Abhängigkeit von einem Systemzustand einer Maschine und/oder eines Fahrzeugs. The DE 10 2013 017 583 A1 discloses a method for automatically adaptively generating audible sound in response to a system condition of a machine and / or a vehicle.

Aus der DE 10 2007 003 201 A1 ist eine Einrichtung zur Erzeugung von Audiosignalen bekannt, die ein Drehzahlsignal verwendet.From the DE 10 2007 003 201 A1 a device for generating audio signals is known, which uses a speed signal.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein akustisches Signal zur Verwendung an einem Zweirad zu erzeugen, das für andere Verkehrsteilnehmer eine akustische Assoziation zu einem nähernden oder entfernenden Zweirad, z. B Fahrrad, Pedelec, E-Bike, Roller und ähnliches hervorruft. The object of the invention is to produce an acoustic signal for use on a bicycle, for other road users an acoustic association with an approaching or removing bicycle, z. B bicycle, pedelec, e-bike, scooter and similar causes.

Entsprechend soll das akustische Signal Fußgänger und andere Verkehrsteilnehmer auf die Anwesenheit eines Zweirades insbesondere auf die Fahrgeschwindigkeit und den Fahrzustand aufmerksam machen und den Verkehrsteilnehmern als auch dem Fahrer selbst Anhaltspunkte für die gefahrene Geschwindigkeit übermitteln.Accordingly, the acoustic signal should make pedestrians and other road users aware of the presence of a two-wheeler, in particular on the driving speed and the driving condition, and convey to the road users as well as the driver himself indications of the speed traveled.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. According to the invention the object is achieved with the features of the main claim.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines akustischen Aufmerksamkeitssignals für ein Zweirad, insbesondere ein Elektrofahrrad. Das Aufmerksamkeitssignal basiert auf einem impulshaltigen Klinkenfreilaufgeräusch oder einem anderen geeigneten Signal, wobei die Wiederholfrequenz des Klinkenfreilaufgeräuschs bzw. Signals proportional zur gefahrenen Geschwindigkeit ist. Entsprechend können Personen, die das Geräusch wahrnehmen, diesem entsprechende Fahrgeschwindigkeiten des Fahrrades zuordnen.The invention relates to a method for generating an acoustic attention signal for a bicycle, in particular an electric bicycle. The attention signal is based on a pulse containing pawl freewheel noise or other suitable signal, wherein the repetition frequency of the pawl freewheeling noise or signal is proportional to the driven speed. Correspondingly, persons who perceive the noise can associate with this corresponding travel speeds of the bicycle.

Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Ein Rohsignal wird durch einen mechanischen Klinkenfreilauf bereitgestellt. Alternativ kann das Rohsignal durch eine vergleichbare mechanische Anordnung erzeugt werden. Beispielsweise kann eine auf eine Metallplatte fallende Kugel das Rohsignal erzeugen. Das Rohsignal wird elektronisch erfasst, indem es mittels eines Mikrophons, beispielsweise eines Kontaktmikrophons, aufgenommen wird. Dieses aufgenommene Signal wird als Basissignal beziehungsweise Basissignalsequenz elektronisch abgespeichert.The method comprises the following steps: A raw signal is provided by a mechanical pawl freewheel. Alternatively, the raw signal can be generated by a comparable mechanical arrangement. For example, a ball falling on a metal plate can generate the raw signal. The raw signal is detected electronically by recording it by means of a microphone, for example a contact microphone. This recorded signal is electronically stored as a base signal or basic signal sequence.

Die Basissignalsequenz wird veredelt beziehungsweise korrigiert, indem störende Geräusche und Frequenzen aus der Basissignalsequenz herausgefiltert beziehungsweise abgeschwächt werden. Im Ergebnis wird eine Nutzsignalssequenz bereitgestellt und nachfolgend in einem Speicher abgespeichert. Die Nutzsignalssequenz wird vervielfältigt und auf elektronische Speichermedien übertragen. Die bis hierher beschriebenen Verfahrensschritte erfolgen vorzugsweise zentral, beispielsweise in einem Tonstudio.The basic signal sequence is refined or corrected by filtering out or attenuating disturbing noises and frequencies from the basic signal sequence. As a result, a useful signal sequence is provided and subsequently stored in a memory. The payload sequence is duplicated and transferred to electronic storage media. The method steps described so far are preferably carried out centrally, for example in a recording studio.

Die vervielfältigte Nutzsignalssequenz wird mittels der Speichermedien in die jeweils an einem Fahrrad angeordnete Signalverarbeitungseinheit implementiert. Die Signalverarbeitungseinheit erfasst die Fahrgeschwindigkeit durch eine mit der Signalverarbeitungseinheit verbundene Messeinrichtung, beispielsweise einen Tachometer mit elektronischem Ausgangssignal.The duplicated useful signal sequence is implemented by means of the storage media in the respectively arranged on a bicycle signal processing unit. The signal processing unit detects the driving speed through a measuring device connected to the signal processing unit, for example a tachometer with an electronic output signal.

Nachfolgend erfolgt eine Korrelierung der Wiederholfrequenz der Nutzsignalssequenz, die letztlich das korrigierte Klickgeräusch abbildet, mit der Fahrgeschwindigkeit, so dass es zur Ausgabe eines Aktorsignals kommt. Das Aktorsignal bildet das Klickgeräusch mit einer Klickfrequenz, im Weiteren als Wiederholfrequenz bezeichnet, ab. Die Wiederholfrequenz ist proportional zur Fahrgeschwindigkeit. Entsprechend signalisiert eine schnelle Klickabfolge eine hohe Geschwindigkeit und eine langsamere Klickabfolge ein langsameres Tempo. Das Aufmerksamkeitssignal wird erzeugt, indem das Aktorsignal an einen Schallerreger/Aktor weitergeleitet wird. Hier kommt es im Zusammenwirken mit einem Resonanzkörper zu einer elektroakustischen Wandlung, mittels dieser das akustische Aufmerksamkeitssignal bereitgestellt wird.Subsequently, a correlation of the repetition frequency of the useful signal sequence, which ultimately maps the corrected click noise, with the driving speed, so that it comes to the output of an actuator signal. The actuator signal forms the clicking sound with a click frequency, referred to below as the repetition frequency. The repetition frequency is proportional to the driving speed. Accordingly, a quick click sequence signals high speed and a slower click sequence slower pace. The attention signal is generated by forwarding the actuator signal to a sonicator / actuator. Here, in interaction with a resonance body, an electro-acoustic conversion occurs, by means of which the acoustic attention signal is made available.

An Stelle des Klinkenfreilaufgeräuschs sind auch andere geeignete Signale verwendbar, wobei deren Periodentonhöhe bzw. der Kehrwert der Periodendauer, bzw. andere geeignete psychoakustische Maße, wie Lautheit, Schärfe, Offenheit, Rauigkeit usw. proportional zur Fahrgeschwindigkeit verwendbar sind und demzufolge die Periodentonhöhe und andre geeignete Eigenschaften als Feedbacksignale für den Fahrer und als Schallzeichen für die Passanten für ein sich näherndes bzw. sich entfernendes Zweirad dienen. Diese Signale werden von Passanten als Fahrtgeschwindigkeiten, Beschleunigung bzw. als Bremsverhalten sowie weitere mögliche Fahrtsignale wahrgenommen.Instead of the pawl freewheel noise, other suitable signals can also be used, with their period pitch or the reciprocal of the period, or other suitable psychoacoustic measures such as loudness, sharpness, openness, roughness, etc. are proportional to the vehicle speed and thus the period pitch and other suitable characteristics serve as feedback signals to the driver and as audible signals to pedestrians for an approaching or taking away bicycle. These signals are perceived by passers-by as driving speeds, acceleration or braking behavior, as well as other possible driving signals.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart. Further advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens sind die entfernten beziehungsweise unterdrückten Störgeräusche Prellgeräusche, tiefe Tonfrequenzen und zum Hauptklang des Klinkengeräuschs unharmonische Klangfrequenzen. Prellgeräusche entstehen, wenn Flächen aufeinandertreffen. Diese Geräusche werden als weniger angenehm empfunden als Geräusche, die beim Aufprall mit punktförmigen Kontaktflächen entstehen. Die entsprechend störenden Komponenten werden aus der Basissignalsequenz durch Bearbeitung am Computer mit geeigneter Software herausgefiltert.According to an advantageous embodiment of the method, the distant or suppressed noise noises bouncing, low tone frequencies and the main sound of the ringer noise inharmonic sound frequencies. Bouncing sounds occur when surfaces meet. These noises are perceived as less pleasing than noises that occur on impact with punctiform contact surfaces. The corresponding interfering components are filtered out of the basic signal sequence by processing on the computer with suitable software.

Ebenso werden die Komponenten, die die tieffrequenten Geräusche abbilden, herausgefiltert oder zumindest stark reduziert. Die tieffrequenten Geräusche unterhalb von etwa 3 kHz (100 bis 3000 Hertz) werden in der Regel dann als unangenehm empfunden, wenn sich die Fahrtgeräusche mehrerer Fahrzeuge überlagern. Bei solchen Schwarmgeräuschen entstehen aufgrund der psychoakustischen Gesetzmäßigkeiten unangenehme Schwankungen, Schwebungen, Rauigkeiten und Dissonanzen. Dies wird dadurch vermieden, indem alle tiefen spektralen Komponenten unterhalb von etwa 3 kHz so reduziert werden, dass sie unter die Höhrschwelle fallen oder aber von anderen Geräuschmustern, wie Scrollgeräusche, Windgeräusche, Geräusche anderer Verkehrsteilnehmer oder Soundcaps verdeckt werden. Die Periodentonhöhe wird in solchen Fällen aufgrund der psychoakustischen Gesetzmäßigkeiten trotzdem wahrgenommen (Residuum, Modulationsfrequenzanalyse in der Höhrbahn).Likewise, the components that depict the low-frequency sounds, filtered out or at least greatly reduced. The low-frequency sounds below about 3 kHz (100 to 3000 hertz) are usually perceived as unpleasant when the driving noise of multiple vehicles overlap. Due to the psychoacoustic laws, such swarming noises produce unpleasant fluctuations, beats, roughness and dissonances. This is avoided by reducing all deep spectral components below about 3 kHz to below the hearing threshold or being obscured by other noise patterns, such as scrolling sounds, wind noise, other road user sounds or sound caps. The period pitch is still perceived in such cases due to the psychoacoustic laws (residual, modulation frequency analysis in the Höhrbahn).

Weiterhin können Schallkomponenten, die im Zusammenhang mit den Klickgeräuschen als unangenehm empfunden werden, in ihren spektralen Lautstärken reduziert beziehungsweise durch Herausfilterung unterdrückt werden. Im Ergebnis wird letztlich das Klickgeräusch des Klinkenfreilaufs so modifiziert, dass die Basissignalsequenz zu einer Nutzsignalssequenz, die ein harmonisches Geräusch abbildet, aufbereitet wird.Furthermore, sound components that are perceived in connection with the clicking noise as unpleasant, reduced in their spectral volumes or suppressed by filtering out. As a result, the click sound of the pawl freewheel is ultimately modified so that the base signal sequence is rendered into a payload sequence that maps harmonic noise.

Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung werden durch einen Schallerreger übermäßig verstärkte Frequenzen bei der Erstellung der Nutzsignalsequenz gedämpft und alle durch die Schallerreger übermäßig unterdrückten Frequenzen der Nutzsignalsequenz verstärkt. Der Schallerreger besteht aus einem Aktor und einem schallabstrahlenden Resonanzkörper. Letztlich erfolgt somit eine Anpassung des Nutzsignals an die Schallwandlungseigenschaften bei der Schallerzeugung am Fahrrad. According to one embodiment of the invention, excessively amplified frequencies are attenuated by the generation of the useful signal sequence by a sound exciter and all the frequencies of the useful signal sequence that are excessively suppressed by the sound exciter are amplified. The sound generator consists of an actuator and a sound emitting sound box. Ultimately, therefore, an adjustment of the useful signal to the sound conversion properties in the generation of sound on the bike.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Erzeugung eines akustischen Aufmerksamkeitssignals für ein Fahrrad, vorzugsweise mit Elektroantrieb, wobei eine Erfassung der Fahrgeschwindigkeit durch eine mit einer Signalverarbeitungseinheit verbundene Messeinrichtung erfolgt und ein Aufmerksamkeitssignal mit einer Wiederholfrequenz, die mit der Fahrgeschwindigkeit korreliert, ausgegeben wird. Entsprechend der Erfindung kommt das Aufmerksamkeitssignal dem Klickgeräusch eines Klinkenfreilaufs eines Fahrrades nahe, wobei die Wiederholfrequenz des Aufmerksamkeitssignals proportional zur Fahrgeschwindigkeit des Fahrrades ist.The invention further relates to a method for generating an acoustic attention signal for a bicycle, preferably with electric drive, wherein a detection of the vehicle speed by a connected to a signal processing unit measuring device and an attention signal with a repetition frequency, which correlates with the vehicle speed, is output. According to the invention, the attention signal comes close to the click sound of a pawl freewheel of a bicycle, wherein the repetition frequency of the attention signal is proportional to the driving speed of the bicycle.

Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung variiert die Wiederholfrequenz des Aktorsignals im Bereich von 0–100 Hertz. Der genannte Bereich ist vorzugsweise unterhalb des Grundfrequenzbereiches der menschlichen Stimmen gewählt, wobei zwischen 65 Hz und 100 Hz Überlappungen zum Bereich tiefer Männerstimmen zugelassen sind. Die unterschiedlichen Wiederholfrequenzen sind dabei entsprechend den gefahrenen Geschwindigkeiten zugeordnet. Die Wiederholfrequenz ist letztlich die hörbare Klickfrequenz des Klinkenfreilaufs. Der angegebene Bereich entspricht der Erfahrung von Klickgeräuschen bei Fahrradfreiläufen und kann daher von den wahrnehmenden Personen entsprechend gut sich nähernden oder entfernenden Zweirädern als auch deren Geschwindigkeit zugeordnet werden. Außerdem können Fahrtgeschwindigkeit, Beschleunigung bzw. Bremsen eindeutig zugeordnet werden. Die Wiederholfrequenz von 0 Hertz entspricht dabei dem Ruhezustand und beispielsweise einer Fahrgeschwindigkeit von 3 km/h und 100 Hertz entsprechen 80 km/h.According to a development of the invention, the repetition frequency of the actuator signal varies in the range of 0-100 hertz. Said range is preferably chosen below the fundamental frequency range of human voices, with overlaps between 65 Hz and 100 Hz being permitted to the range of low male voices. The different repetition frequencies are assigned according to the speeds traveled. The repetition rate is ultimately the audible click frequency of the pawl freewheel. The specified range corresponds to the experience of clicking noises in bicycle freewheeling and can therefore be assigned by the perceptive persons according to well approaching or removing two-wheelers and their speed. In addition, travel speed, acceleration and braking can be clearly assigned. The repetition frequency of 0 hertz corresponds to the idle state and, for example, a driving speed of 3 km / h and 100 hertz correspond to 80 km / h.

Einer weiteren zweckmäßigen Ausführung entsprechend ergibt sich die Wiederholfrequenz des Aktorsignals aus einer linearen Gleichung mit der absoluten Konstante A₀. Beträgt die Konstante beispielsweise 10 Hz, so wird beim Anfahren ein 10 Hz-Klickgeräusch wahrnehmbar, dessen Frequenz sich mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit erhöht.According to a further expedient embodiment, the repetition frequency of the actuator signal results from a linear equation with the absolute constant A ₀ . For example, if the constant is 10 Hz, a 10 Hz click sound becomes noticeable when starting, the frequency of which increases as the driving speed increases.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lautstärke des erzeugten Schalls regelbar. Regelbar schließt ein, dass das Aufmerksamkeitssignal auch abgestellt werden kann. Die Lautstärke kann durch den Nutzer eingestellt werden. Auch eine automatische Anpassung kann erfolgen, indem der Umgebungslärmpegel erfasst und die Lautstärke daran angepasst wird. Auch eine Tasterregelung ist möglich, die quasi eine situationsabhängige Nutzung wie bei einer Fahrradklingel ermöglicht. Die Lautstärke des Aufmerksamkeitssignals kann auch frequenzabhängig variiert werden, so dass beispielsweise nur die Lautstärke der hohen Frequenzen erhöht beziehungsweise stärker erhöht wird. According to one embodiment of the invention, the volume of the generated sound is adjustable. Regulated includes that the attention signal can also be turned off. The volume can be adjusted by the user. Also, an automatic adjustment can be done by the Environmental noise level is detected and the volume is adjusted. Also, a button control is possible, which allows a kind of situation-dependent use as a bicycle bell. The volume of the attention signal can also be varied frequency-dependent, so that, for example, only the volume of the high frequencies is increased or increased more.

Die hohen Spektralkomponenten des Freilaufklickgeräuschs werden bei Bedarf so kräftig ausgeformt, dass diese auch in lauten Verkehrsumgebungen, bei Regen und Sturm, am Meer und anderen geräuschhaftigen Umgebungen eindeutig und präzise von anderen Verkehrsteilnehmern und Fußgängern gut höhrbar sind. In diesem Falle ist aufgrund der psychoakustischen Gesetzmäßigkeit ist auch die Periodentonhöhe eindeutig hörbar.If required, the high spectral components of the freewheel click sound are so powerfully shaped that they can be heard clearly and precisely by other road users and pedestrians, even in loud traffic environments, in rain and storm, at the sea and other noisy environments. In this case, due to the psychoacoustic law, the period pitch is clearly audible.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Aktorsignal durch eine niederfrequente Frequenz bzw. Amplitudenmodulation geformt wird. Diese Modulationsfrequenz korreliert mit der Kurbeldrehzahl. Damit wird das wahrnehmbare Aufmerksamkeitssignal um eine Information über die Pedalfrequenz ergänzt. Diese Information kann vorteilhaft zur Motivation des Fahrers z.B. bei sportlichen Aktivitäten genutzt werden. Außerdem schafft ein mit der Pedalfrequenz korreliertes Modulationspektrum zweiter Ordnung eine wesentlich verbesserte akustische Natürlichkeit. Das Freilaufklickgeräusch klingt entsprechend realistisch, wertig und angenehm, sowie es der Zweiradfahrer erwartet.A further embodiment of the invention is that the actuator signal is formed by a low-frequency or amplitude modulation. This modulation frequency correlates with the crank speed. This supplements the perceptible attention signal with information about the pedal frequency. This information may be advantageous for motivating the driver, e.g. be used during sports activities. In addition, a second order modulation spectrum correlated with the pedal frequency provides much improved acoustic naturalness. The free-running click sound sounds correspondingly realistic, high-quality and pleasant, as expected the two-wheeler.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin das vielfältige Geräuschmuster durch Zugabe spezieller Textursignale erzeugt werden, das sind beispielsweise ein typisches Schwirren, ein Sirren, ein Rasseln oder ein angenehmes Kollern. Diese Textursignale werden exakt synchron zu den Periodizitäten erster Ordnung (Geschwindigkeitsinformation) und den Modulatoren zweiter Ordnung (Information zu Pedalumlauf) überblendet und somit nicht als störendes Fremdgeräusch, sondern als fester Bestandteil des Freilaufklicksignals empfunden werden. Diese Patternmuster können so gewählt werden, dass sie z.B. eindeutig als unterschiedliche Fahrzeugmarken identifiziert werden können. Indem weiterhin die durch eine Gangschaltung zugewiesenen Zuordnungen zwischen den primären und sekundären Modulationen adäquat abbildet, können auch akustische Elemente der Gangschaltung in das akustische Gesamtbild integriert werden. Damit erreicht man hohe Stimmigkeit zwischen Funktion, Marke und Sound.A further embodiment of the invention is that the various noise patterns are generated by adding special texture signals that are, for example, a typical buzzing, a whirr, a rattle or a pleasant rumbling. These texture signals are superimposed exactly synchronously with the periodicities of the first order (velocity information) and the second-order modulators (information on pedal circulation) and thus not perceived as a disturbing external noise, but as an integral part of the freewheeling click signal. These pattern patterns can be chosen to be e.g. can be clearly identified as different vehicle brands. Furthermore, by adequately mapping the assignments between the primary and secondary modulations assigned by a gearshift, acoustic elements of the gearshift can also be integrated into the overall acoustic image. This achieves high consistency between function, brand and sound.

Beispielsweise kommen für die akustische Abbildung des Schaltverhaltens bei hoher Übersetzung etwa 50 Freilaufklicks auf eine Pedalumdrehung, bei niedriger Übersetzung sind etwa 20 Freilaufklicks je Pedalumdrehung hörbar. Die Abbildung kann insbesondere durch digitale Codetabellen erfolgen.For example, for the acoustic mapping of the switching behavior at high gear ratio about 50 free-wheeling clicks on a pedal rotation, with low translation about 20 free-running clicks per pedal rotation are audible. The mapping can be done in particular by digital code tables.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Aktorsignal lastabhängig variiert. Die Variation des lastabhängigen Aufmerksamkeitssignals erfolgt beispielsweise hinsichtlich der Gestaltung von Klangschärfe, Klangvolumen, akustischer Offenheit und anderer spektraler Gestaltmerkmale des Freilaufklickgeräuschs.According to an advantageous embodiment of the invention, the actuator signal is varied depending on the load. The variation of the load-dependent attention signal takes place, for example, with regard to the design of sound clarity, sound volume, acoustic openness and other spectral design features of the free-running click sound.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Aktorsignal an zwei oder mehr Schallerreger weitergeleitet. Entsprechend werden zwei Aufmerksamkeitssignale ausgesendet. Damit kann eine räumliche Wirkung (Stereo) erzielt werden. Die Anordnung der Schallquelle kann beispielsweise beiderseits des Lenkers oder an der Vorder- und Rückseite des Fahrrades positioniert sein. Durch eine solche binaurale Schallabstrahlung in Fahrtrichtung wird eine weitere Verbesserung des Störabstandes der Impulsmuster in Fahrtrichtung dadurch erreicht, indem beispielsweise mit einer auffälligen Schwankung von etwa 16 Hz zwischen zwei Abstrahlungsorten gewechselt wird.According to a further embodiment of the invention, the actuator signal is forwarded to two or more sound exciter. Accordingly, two attention signals are sent out. This can be a spatial effect (stereo) can be achieved. The arrangement of the sound source may for example be positioned on either side of the handlebar or on the front and back of the bicycle. By such a binaural sound radiation in the direction of travel, a further improvement of the signal to noise ratio of the pulse pattern in the direction of travel is achieved by, for example, with a striking fluctuation of about 16 Hz between two emission locations is changed.

Die Erfindung stellt zur Lösung der Erfindungsaufgabe weiterhin eine Signalisierungseinheit zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens bereit. Die Signalisierungseinheit umfasst hierzu eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit, eine Signalverarbeitungseinheit, die eine, zwei oder mehrere Aktorsignale erzeugt und diese mittels eines Schallerregers im Zusammenwirken mit einem Schallabstrahlungskörper ausbringt. Dabei wird das zur Anregung des Schallerregers entsprechende Aktorsignal so generiert, dass der Schallerreger ein Aufmerksamkeitssignal abstrahlt, das einem Klickgeräusch eines Klinkenfreilaufs nahekommt. Die Wiederholfrequenz des wahrnehmbaren Klickgeräuschs ist dabei proportional zur Fahrgeschwindigkeit des Fahrrades ausgebildet.The invention further provides a signaling unit for carrying out the described method to solve the problem of the invention. For this purpose, the signaling unit comprises a detection device for detecting the driving speed, a signal processing unit which generates one, two or more actuator signals and emits these by means of a sonic exciter in cooperation with a sound radiation body. In this case, the actuator signal corresponding to the excitation of the sound generator is generated in such a way that the sound generator radiates an attention signal which approximates a clicking sound of a pawl freewheel. The repetition frequency of the perceptible clicking sound is formed proportional to the driving speed of the bicycle.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Advantageous embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 ein Balkendiagramm der geschätzten Geschwindigkeiten von Zweirädern durch Passanten und 1 a bar chart of the estimated speeds of two-wheelers by passers-by and

2 das Ablaufschema des Verfahrens mit Zuordnung zu den funktionellen Komponenten. 2 the flowchart of the method with assignment to the functional components.

Aus der in 1 dargestellten geschätzten Geschwindigkeiten von Zweirädern durch Passanten in Abhängigkeit der von den Zweirädern ausgestrahlten Taktfolge des Aufmerksamkeitssignales, wobei eine schnelle Taktfolge eine schnelle Fahrweise darstellt, lassen erkennen, dass die ausgestrahlten Aufmerksamkeitssignale durch die Passanten gut und zutreffend eingeschätzt wurden. Die Balken 1 dokumentieren die geschätzten Werte und die Balken 2 die Abweichungen der Fehleinschätzungen zur tatsächlichen Geschwindigkeit. From the in 1 illustrated estimated speeds of two-wheeled by passers in response to the radiated from the two-wheeled clock sequence of the attention signal, wherein a fast clock sequence a fast driving shows that the emitted attention signals were well and accurately assessed by the passers-by. The bars 1 document the estimated values and the bars 2 the deviations of the misjudgments to the actual speed.

In 2 ist das Ablaufschema des Verfahrens mit Zuordnung zu den funktionellen Komponenten in Blockdarstellung gezeigt.In 2 the flowchart of the method with assignment to the functional components is shown in block diagram.

Ziel ist es, ein akustisches Aufmerksamkeitssignal 1 bereitzustellen, das die das Aufmerksamkeitssignal 1 wahrnehmenden Verkehrsteilnehmer mit einem Zweirad und einer dem Zweirad zugeordneten Fahrgeschwindigkeit assoziieren. Den Ausgangspunkt für die Generierung des Aufmerksamkeitssignals 1 bildet ein Klinkenfreilauf 4, wie er typischerweise bei einem Fahrrad verwendet wird. Der Klinkenfreilauf 4 wird gedreht. In der Freilaufdrehrichtung entsteht dabei ein Klickgeräusch 21, das das Rohsignal 3 bildet. Nachfolgend erfolgt beispielsweise von einem Mikrophon die Aufnahme 5 des akustischen Rohsignals 3. Dabei wird ein schwingendes elektrisches Signal erstellt, das als Basissignalsequenz 6 weiterbearbeitet wird. Die Basissignalsequenz 6 bildet mindestens eine Periode eines sich wiederholenden Rohsignals 3 elektrisch ab. Anschließend wird die Basissignalsequenz 6 aufbereitet, indem eine elektronische Entfernung von Störgeräuschen 9 und störenden Frequenzen erfolgt. Die Störgeräusche (9) sind Prellgeräusche, tiefe Tonfrequenzen und zum Hauptklang des Klinkengeräuschs unangenehme Störmuster. Die Störgeräusche 9 können mittels geeigneter Software herausgefiltert werden. Dabei ist sowohl eine automatische als auch eine manuelle Bearbeitung der Basissignalsequenz 6 möglich. Insbesondere werden Prellgeräusche und tiefe Frequenzen herausgefiltert. Ebenso können bezogen auf den Gesamtklang unharmonische Komponenten herausgefiltert werden.The goal is to give an acoustic signal of attention 1 to provide that the the attention signal 1 perceptible road users associate with a bicycle and a bicycle associated with the bicycle. The starting point for the generation of the attention signal 1 forms a pawl freewheel 4 as it is typically used on a bicycle. The pawl freewheel 4 is turned. In the freewheeling direction this creates a click sound 21 that is the raw signal 3 forms. Subsequently, for example, from a microphone recording 5 the acoustic raw signal 3 , This creates a vibrating electrical signal, the basic signal sequence 6 is processed further. The base signal sequence 6 forms at least one period of a repeating raw signal 3 electrically off. Subsequently, the base signal sequence 6 prepared by an electronic removal of noise 9 and disturbing frequencies. The noise ( 9 ) are bouncing sounds, low tone frequencies and the main sound of the ringer noise unpleasant Störmuster. The noise 9 can be filtered out by means of suitable software. In this case, both an automatic and a manual processing of the basic signal sequence 6 possible. In particular, bouncing sounds and low frequencies are filtered out. Likewise, inharmonious components can be filtered out in relation to the overall sound.

Im Ergebnis dieses Verfahrenschrittes wird eine Nutzsignalsequenz 7 bereitgestellt, die bei elektroakustischer Wandlung ein harmonisches, wohlklingendes, gut wahrnehmbares Klickgeräusch ertönen lässt. Die Nutzsignalsequenz 7 wird abgespeichert 10 und vervielfältigt 11. Entsprechend werden die Nutzsignalsequenzen 7 auf elektronischen Speichermedien 12 verfügbar gemacht. Jedes der elektronischen Speichermedien 12 ist für die Verwendung in einem Zweirad 2 bestimmt. Bis hierher werden die Verfahrensschritte vorzugsweise zentral, beispielsweise in einem Tonstudio, durchgeführt.As a result of this method step, a useful signal sequence 7 provided, which emits a harmonious, well-sounding, easily perceived clicking sound when electro-acoustic conversion. The payload sequence 7 is saved 10 and duplicated 11 , Accordingly, the useful signal sequences 7 on electronic storage media 12 made available. Each of the electronic storage media 12 is for use in a two-wheeler 2 certainly. Up to this point, the method steps are preferably carried out centrally, for example in a recording studio.

Im Weiteren erfolgt die Erstellung des Aufmerksamkeitssignals 1 am Zweirad 2 in einer Signalverarbeitungseinheit 13, die das Speichermedium 12 mit der abgespeicherten Nutzsignalsequenz 7 umfasst. Im Zusammenwirken mit der Signalverarbeitungseinheit 13 erfolgt eine Erfassung 14 der Fahrgeschwindigkeit 15 des Zweirades 2 durch eine Messeinrichtung 16, beispielsweise einen Tachometer. Die Nutzsignalsequenz 7 wird in einer Korrelierungseinheit 17 mit der als elektrisches Signal erfassten Fahrgeschwindigkeit 15 korreliert. Die Korrelation 17 erfolgt in der Weise, dass im Ergebnis die Nutzsignalsequenz 7 proportional zur Fahrgeschwindigkeit 15 wiederholt wird. Entsprechend wird die Klickfolge bei höherer Fahrgeschwindigkeit 15 verkürzt und bei geringerer Fahrgeschwindigkeit 15 verlängert. Diese Klickfolgedauer wird durch die Wiederholfrequenz 18 angegeben. Die getaktete Nutzsignalsequenz 7 wird als Aktorsignal 19 an den Schallerreger 20 weitergeleitet. Der elektroakustische Schallerreger 20 wandelt das elektrische Aktorsignal 19 in das akustische Aufmerksamkeitssignal 1, das mit der Wiederholfrequenz 18 von anderen Verkehrsteilnehmern als ein fahrgeschwindigkeitsproportionales Klickgeräusch wahrnehmbar ist.In addition, the attention signal is generated 1 on a two-wheeler 2 in a signal processing unit 13 containing the storage medium 12 with the stored useful signal sequence 7 includes. In cooperation with the signal processing unit 13 a detection takes place 14 the driving speed 15 of the bicycle 2 through a measuring device 16 For example, a speedometer. The payload sequence 7 is in a correlation unit 17 with the vehicle speed detected as an electrical signal 15 correlated. The correlation 17 takes place in such a way that, as a result, the useful signal sequence 7 proportional to the driving speed 15 is repeated. Accordingly, the click sequence at higher speed 15 shortened and at lower driving speed 15 extended. This click sequence duration is determined by the refresh rate 18 specified. The clocked payload sequence 7 is called actuator signal 19 to the sound generator 20 forwarded. The electroacoustic sound generator 20 converts the electrical actuator signal 19 into the acoustic attention signal 1 that with the refresh rate 18 is perceivable by other road users as a driving speed proportional click sound.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Aufmerksamkeitssignal attention signal
22: Fahrrad bicycle
33: Rohsignal raw signal
44: Klinkenfreilauf Ratchet freewheel
55: Aufnahme des Rohrsignals Recording of the pipe signal
66: Basissignalsequenz Basic signal sequence
77: Nutzsignalssequenz Nutzsignalssequenz
88th: Entfernen von Störgeräuschen Remove noise
99: Störgeräusche noise
1010: Abspeichern save
1111: Vervielfältigen duplicate
1212: elektronisches Speichermedium electronic storage medium
1313: Signalverarbeitungseinheit Signal processing unit
1414: Erfassung der Fahrgeschwindigkeit Recording the driving speed
1515: Fahrgeschwindigkeit driving speed
1616: Messeinrichtung measuring device
1717: Korrelierung, Korrelierungseinheit Correlation, correlation unit
1818: Wiederholfrequenz repetition
1919: Aktorsignal actuator signal
2020: Schallerreger, Aktor Sound generator, actuator

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 69109770 T2 [0003]
DE 102013017583 A1 [0005]
DE 102007003201 A1 [0006]

Claims

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) for a two-wheeler ( 2 ), in particular a pedelec or e-bike, on the basis of a pulse-containing pawl freewheel noise or other suitable signal, the period pitch or reciprocal of the period, or other suitable psychoacoustic measures, such as loudness, sharpness, openness, roughness, etc. proportional are the driving speed and therefore the period pitch and other suitable properties as feedback signals for the driver and as a sound signal for the passers for an approaching or removing bicycle serve as speeds, acceleration or braking behavior and other driving signals, comprising the following steps: - Provide a raw signal ( 3 ) by a mechanical pawl freewheel ( 4 ) or a comparable mechanical arrangement, - electronic recording ( 5 ) of the raw signal ( 3 ) for providing an electronic base signal sequence ( 6 ), - creating a payload sequence ( 7 ) by removing ( 8th ) or suppression of noise ( 9 ) from the base signal sequence ( 6 ), - Save ( 10 ) and duplicating ( 11 ) of the payload sequence ( 7 ) on electronic storage media ( 12 ), - implementation of the respective storage medium ( 12 ) in one on a bicycle ( 2 ) arranged signal processing unit ( 13 ), - capturing ( 14 ) of the driving speed ( 15 ) by one with the signal processing unit ( 13 ) connected measuring device ( 16 ), - Correlation ( 17 ) of the repetition frequency ( 18 ) of the payload signal sequence ( 7 ) with the driving speed ( 15 ) for outputting an actuator signal ( 19 ) and forwarding of the actuator signal ( 19 ) to a sound generator ( 20 ) for conversion into the attention signal ( 1 ).

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the removed or suppressed noise ( 9 ) Bouncing sounds, low sound frequencies and the main sound of the pawl noise are unpleasant disturbing patterns.

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that by the signal processing unit ( 13 ) are adapted to the radiation behavior of the bicycle by either damped airborne sound components automatically amplified and excessively pronounced airborne sound components are attenuated or pronounced, spectral components are further enhanced and less pronounced components are additionally attenuated and thus emphasized the natural resonances of the bike become.

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) for a bicycle ( 2 ), preferably with electric drive, wherein a detection ( 14 ) of the driving speed ( 15 ) by means of a signal processing unit ( 13 ) connected measuring device ( 17 ) and an attention signal ( 1 ) with a repetition frequency ( 18 ), which corresponds to the driving speed ( 15 ), is characterized in that the attention signal ( 1 ) the click sound ( 21 ) of a pawl freewheel ( 4 ) of a bicycle ( 2 ), where the repetition frequency ( 18 ) of the attention signal ( 1 ) proportional to the driving speed ( 15 ) of the bicycle ( 2 ).

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the repetition frequency ( 18 ) of the actuator signal ( 19 ) varies in the range of 0 to 100 hertz and that the repetition frequency ( 18 ) of the actuator signal ( 19 ) is shaped according to the linear equation "velocity equals constant plus coefficient times the reciprocal of the period".

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that acceleration is encoded with increasing period duration and increased load and braking with decreasing period and a typical snarling thrust noise.

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the volume of the generated attention signal ( 1 ) is controllable, wherein the high spectral components of the period-time pattern are formed so strong that the period pitch is precisely perceptible even in noisy traffic environments.

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) after one of the preceding claims, characterized in that the actuator signal ( 19 ) is formed by a low frequency or amplitude modulation and the perceptible attention signal ( 1 ) is supplemented by information about the pedal frequency, also creates a correlated with the pedal frequency modulation spectrum second order a much improved acoustic naturalness.

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator signal ( 19 ) is varied as a function of the load by shaping the level and the spectral envelope of the freewheel click or impulse noise such that typical load dependencies are indicated for individual travel speeds, such as the higher the load, the higher the level and the sound volume or sound clarity.

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that different noise patterns are generated by adding further texture signals.

Method for generating an acoustic attention signal ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator signal ( 19 ) to one, two or more sound sources ( 20 ) is passed on, for example, to improve the signal to noise ratio of the pulse pattern is achieved by a binaural sound radiation in the direction of travel, which is periodically synchronized between two emission locations.

Signaling unit for carrying out the method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the signaling unit ( 26 ) comprises: - a measuring device ( 27 ) for detecting the driving speed ( 15 ), - a signal processing unit ( 13 ) containing a payload sequence ( 7 ) provides the click sound ( 21 ) of a pawl freewheel comes close and the signal processing unit ( 13 ) in the result an actuator signal ( 19 ) provided on the payload sequence ( 7 ) and with a repetition frequency ( 18 ) is clocked, whereby the repetition frequency ( 18 ) a function of the determined driving speed ( 15 ) and - a sound generator ( 20 ), the actuator signal ( 19 ) electroacoustically into an attention signal ( 1 ) converts and radiates this.