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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich Fahrzeugmotorgeräusche, und spezifischer auf eine Vorrichtung zum Steuern bzw. Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Sich auf Fahrzeuggeräusche beziehende Forschung kann klassifiziert werden als Forschung, die sich darauf bezieht, wie man so wenig Lärm wie möglich von einer Geräuschquelle emittieren kann, Forschung, die sich darauf bezieht, ein Geräusch mit tonabsorbierenden Materialien abzuschirmen, und Forschung, die sich darauf bezieht, ein Geräusch mittels einer aktiven Geräuschsteuerung aufzuheben bzw. zu kompensieren. Spezifischer kann die aktive Geräuschsteuerungstechnologie das Geräusch so steuern, dass es identisch ist mit oder geringer ist als ein dröhnendes Band bzw. ein Booming Band („booming band”) unter der Verwendung einer Umkehrphasentonquelle. Als die zum Minimieren eines Fahrzeuggeräuschs geeignete Technologie kann die Technologie auch ein Geräusch aufheben, indem durch ein Tongerät eine entgegengesetzte Tonwelle für das Geräusch erzeugt wird, wenn das Geräusch auftritt.
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Unter den vorstehenden Technologien hat sich das Verfahren, bei dem tonabsorbierende Materialien verwendet werden, als effektiv erwiesen für ein Hochfrequenzgeräusch über 500 Hz. Die tonabsorbierende Technologie erhöht jedoch die Kosten, weil die Größe der tonabsorbierenden Materialien erhöht werden sollte, um für Niedrigfrequenzgeräusche effektiv zu sein. Ferner ist die Verwendung eines tonabsorbierenden Materials erschwert, oder es besteht eine Notwendigkeit, die Materialien zu variieren, wenn eine Notwendigkeit einer Gewichtsreduzierung besteht, so wie beim Flugzeug oder einem Fahrzeug.
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Weil darüber hinaus jüngst Umweltprobleme ernst geworden sind, besteht eine Nachfrage nach einem Fahrzeug, welches weniger Kraftstoff verbraucht, um die Abgasmenge zu reduzieren. Als Lösung für dieses Problem besteht ein Wunsch, das Gewicht eines Fahrzeugs zu reduzieren und die Effizienz eines Motors bei Verwendung zu erhöhen. Dieses Vorgehen kann jedoch notwendigerweise einen negativen Einfluss auf Schwingungen und Geräusche eines Fahrzeugs ausüben.
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Jüngst wurden daher eine aktive Geräuschsteuerungstechnologie und -technik entwickelt. Bei einer konventionellen aktiven Geräuschsteuerung, wie in 1 gezeigt, wird ein internes Geräusch eines Fahrzeugs bei einem Mikrofon 1 erfasst und durch einen Filter 2 gefiltert. Das gefilterte Geräusch wird dann in ein digitales Signal umgewandelt und durch einen Analog-zu-Digital(AD)-Wandler 3 auf eine Steuerung angewendet. Die Steuerung wendet multiple Algorithmen auf den eingegebenen Wert aus, um so ein Steuersignal zu entwickeln (d. h., das Steuersignal, welches ein Steuergeräusch mit einer zu dem erfassten Geräusch umgekehrten Phase erzeugt), um den aktuellen Geräuschwert zu minimieren. Das Steuersignal wird dann durch einen Digital-zu-Analog(DA)-Wandler in ein analoges Signal umgewandelt. Das analoge Steuersignal wird dann auf einen Verstärker 4 angewendet. Danach wird das Steuersignal, nachdem es durch den Verstärker 4 verstärkt worden ist, von einem Lautsprecher 6 ausgegeben.
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Die aktive Geräuschsteuerungstechnologie dient jedoch lediglich dazu, dass Innengeräusch eines Fahrzeugs zu reduzieren. Die Technologie widerspiegelt nicht die Bedürfnisse des Fahrers in Bezug auf das dynamische Motorgeräusch.
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Als eine Technik zum dafür Kompensieren gibt es eine aktive Geräuschdesign- bzw. ASD(„Active Sound Design”)-Technologie. Die ASD-Technologie ist dazu ausgelegt, die Bedürfnisse des Fahrers zu widerspiegeln, indem virtuelle Tonquellen voraufgenommen werden, wie ein fortschrittliches Fahrzeuginnengeräusch, und die Tonquellen durch einen internen Lautsprecher reproduziert werden, während ein Fahrzeug gefahren wird. Mit anderen Worten kann, wie in 2 gezeigt, das konventionelle ASD-System aufweisen: ein Mikrofon 10 als einen Sensor zum Erfassen eines Geräuschs; eine Steuereinheit 30 zum Erfassen einer Motor-UpM, eines APS-Signal, und dergleichen, in Abhängigkeit des Geräuschs, das durch das Mikrofon 10 erfasst wird, und zum Realisieren eines voreingestellten Zielbeschleunigungstons oder -fahrtons für den gesamten UpM-Bereich; einen Selektor 40, der dazu geeignet ist, den Beschleunigungston oder den Fahrton auszuwählen; und einen Lautsprecher 50, der durch die Steuereinheit 30 den Beschleunigungston oder den Fahrton an den Fahrzeuginnenraum abgibt.
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Die existierende aktive Geräuschsteuerungs- und aktiven Tondesigntechnologien bzw. Sounddesigntechnologien und -techniken verwenden jedoch das Mikrofon zum Messen eines Geräuschs und Verwenden einen Lautsprecher, um ein separates Geräusch (das Geräusch mittels eines Steuersignals oder der voraufgenommenen virtuellen Tonquellen) zu erzeugen, um zu dem Geräusch zu korrespondieren. Daher weisen diese Technologien und Techniken ein Problem auf, dass die Lautsprechersteuerung verzögert ist und der Fahrer daher den Unterschied oder die Verzögerung fühlen oder erfassen kann.
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Darüber hinaus unterscheiden sich die Ursprungsposition eines Motorgeräusch von einem Motorraum und die Ursprungsposition des separaten Geräuschs voneinander, das durch den Lautsprecher erzeugt wird. Der Lautsprecher ist für die existierende aktive Geräuschsteuerung und die aktiven Sounddesignsystemen im Fahrzeuginnenraum angebracht. Daher kann der Fahrer erneut die Differenz fühlen, hören oder erfassen.
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Das
koreanische Patent mit Registrationsnummer 10-1081159 (11.01.2011) offenbart eine solche existierende Technologie.
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Das Vorstehende ist lediglich dazu gedacht, beim Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung zu helfen, und ist nicht dazu gedacht, auszudrücken, dass die vorliegende Offenbarung in den Bereich des Stands der Technik fällt, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung wurde im Rahmen einer Anstrengung konzipiert, eine Vorrichtung zum Beeinflussen bzw. Steuern eines Motorgeräuschs zu schaffen, welche Schwingungseigenschaften eines Motors widerspiegelt bzw. reflektiert. Die Vorrichtung ermittelt eine Ordnungskomponente bzw. Order Component der Motorschwingung in Echtzeit, um die Vibrationseigenschaft des Motors zu erfassen, erhält eine Linearität des Motorgeräuschs in Abhängigkeit der Schwingungseigenschaft des Motors aufrecht und steuert eine Zieltoneigenschaft, und erzeugt ein verstärkendes bzw. ergänzendes Motorgeräusch, um so den gewünschten Motorton oder das gewünschte Motorgeräusch zu realisieren.
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Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt, kann um, die vorstehend beschriebenen Ziele zu erreichen, aufweisen: einen Tongenerator 100 zum Erzeugen eines Verstärkungsgeräuschs bzw. ergänzenden Geräuschs, um ein nicht lineares Motorgeräusch zu verstärken bzw. zu ergänzen; einen Vibrations- bzw. Schwingungssensor 200 zum Messen einer Motorschwingung bzw. Motorvibration als eine Geräuschquelle des Motors; eine Signalverarbeitungssteuerung 300 zum Empfangen des Signals des Vibrationssensors 200 in Echtzeit und zum Steuern des Tongenerators 100, so dass eine Linearität des Motorgeräuschs aufrechterhalten kann; und einen Verstärker 400, welcher ein Steuersignal der Signalverarbeitungssteuerung 300 empfängt und dann verstärkt bzw. ergänzt, um das verstärkte bzw. ergänzte Steuersignal an den Tongenerator 100 zu übertragen.
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Der Tongenerator 100 kann in einem Motorraum angebracht sein.
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Die Vorrichtung zum Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung bzw. Motorvibration und Fahrzustände widerspiegelt, kann ferner einen Sensor 500 zum Erfassen von Fahrzuständen eines Fahrzeugs und zum dann an die Signalverarbeitungssteuerung 300 Übertragen eines Signals oder von Informationen, welches die Fahrzustände widerspiegelt, aufweisen.
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Der Sensor 500 kann eines oder mehreres aufweisen aus einer Motorumdrehungserfassungseinheit 310, einer Gangschaltstufenerfassungseinheit 520, oder einer Öffnungs- bzw. Betätigungsmengenerfassungseinheit 530 für ein Beschleunigungspedal.
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Die Vorrichtung zum Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt, kann ferner ein Mikrofon 600 zum Erfassen der Motorgeräusch aufweisen, welches mittels des ergänzenden Motorgeräuschs ergänzt wird, um Linearität aufrechtzuerhalten.
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Die Vorrichtung zum Steuern eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt, kann ferner eine PID-Steuerung 700 zum Steuern des Tongenerators 100 aufweisen, so dass das durch das Mikrofon 600 gemessene Motorgeräusch einer voreingestellte Zielmotorgeräuschkarte entsprechen kann.
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Die Signalverarbeitungssteuerung 300 kann den Tongenerator 100 steuern, so dass die Linearität einer Ordnungskomponente aufrechterhalten wird, um dagegen vorzubeugen, dass die Trennung der Ordnungskomponente erzeugt wird, in Abhängigkeit der Veränderung der Motorschwingung in dem Motorgeräusch oder einer Ordnungskomponente gemäß einer oder mehreren voreingestellten Ordnungen des Motors.
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Die Ordnung des Motors kann eine proportionale Konstante der Anzahl von Umdrehungen des Motors und einer Frequenz einer Kurbelwelle des Motors sein, und die eine oder mehreren voreingestellten Ordnungen des Motors können eines oder mehreres einschließen aus einer zweiten Ordnungskomponente, einer vierten Ordnungskomponente oder einer achten Ordnungskomponente, aus einer Vielzahl von Ordnungskomponenten.
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Eine Tonkarte in Bezug auf das Motorgeräusch in Abhängigkeit der Motorschwingung kann als Daten in der Signalverarbeitungssteuerung 300 gespeichert sein, und die Signalverarbeitungssteuerung 300 kann den Tongenerator 100 so steuern, dass das Motorgeräusch der Tonkarte entsprechen kann.
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Mehrere in der Signalverarbeitungsteuerung 300 gespeicherte Tonkarten können vorgesehen sein, und es kann irgendeine Tonkarte der mehreren Tonkarten verwendet werden.
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Die Signalverarbeitungssteuerung 300 kann den Tongenerator 100 so steuern, dass irgendeine oder mehrere Ordnungskomponenten der mehreren Ordnungskomponenten die Linearität aufrechterhalten können, und kann die Mehrzahl von Ordnungskomponenten individuell steuern.
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Die Signalverarbeitungssteuerung 300 kann den Tongenerator 100 in Echtzeit steuern, um irgendeine oder mehrere Ordnungskomponenten der Mehrzahl von Ordnungskomponenten zu ergänzen bzw. verstärken oder zu modulieren bzw. verändern.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Vorrichtung, wie vorstehend beschrieben, dazu geeignet, ein unmittelbares und natürliches Motorgeräusch (Motorton) zu realisieren, welches die Motorschwingungseigenschaft widerspiegelt, welche die Tonquelle des Motorgeräuschs wird.
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Selbst wenn das Geräusch aufgrund einer Verschlechterung eines Fahrzeugs erhöht wird, ist die Vorrichtung darüber hinaus dazu geeignet, den Anfangszustand eines Motorgeräusch (Motorton) aufrechtzuerhalten, indem ein Mikrofon und eine PID-Steuerung benutzt werden, um dieses zu widerspiegeln.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorstehenden und anderen Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden leichter zu verstehen sein anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, wobei:
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1 und 2 ein vereinfachtes Schema (1) und ein Blockdiagramm (2) gemäß den Systemen nach dem Stand der Technik zeigen;
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3 ein Blockdiagramm ist, das eine Vorrichtung zum Beeinflussen des Motorgeräuschs zeigt, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt, gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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4(a) und 4(b) Diagramme sind, die Effekte der vorliegenden Offenbarung illustrieren;
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5 ein Zustandsdiagramm der vorliegenden Offenbarung bei Einsatz an einem Fahrzeug ist.
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BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Begriffe und Wörter, die in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet werden, sind nicht notwendigerweise gemäß ihrer allgemeinen oder Wörterbuchbedeutung auszulegen. Stattdessen können die Begriffe und Wörter gemäß einer Bedeutung und Konzepten ausgelegt werden, welche den technischen Ideen der vorliegenden Offenbarung entsprechen auf Basis eines Prinzips, das die vorliegenden Erfinder die vorliegende Offenbarung geeignet definieren können gemäß den Konzepten oder Begriffen, um ihre Offenbarungen zu beschreiben. Daher sind die bei den Ausführungsformen und Zeichnungen der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Konfigurationen lediglich beispielhafte Ausführungsformen, stellen aber nicht all den technischen Gehalt der vorliegenden Offenbarung dar. Daher sollte die vorliegende Offenbarung so ausgelegt werden, dass sie all die Veränderungen, Äquivalente und Substitutionen einschließt, die zu dem Zeitpunkt der Einreichung dieser Anmeldung in dem Rahmen und Bereich der vorliegenden Offenbarung fallen. Wenn ermittelt wird, dass die detaillierte Beschreibung einer Technologie wohlbekannt ist und dass das Aufnehmen derselben das Konzept der vorliegenden Offenbarung unnötigerweise verschleiern könnte, wurde die detaillierte Beschreibung derselben zudem hierin weggelassen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird hiernach unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
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3 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Steuern bzw. Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Unter Bezugnahme auf 3 kann eine Vorrichtung zum Steuern eines Motorgeräusch, welche eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt, gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweisen: einen Tongenerator 100, einen Schwingungssensor 200, eine Signalverarbeitungssteuerung 300, einen Verstärker 400, einen Sensor 500, ein Mikrofon, und einen Proportional-Integral-Ableitungsmechanismus oder eine PID-Steuerung 700, das heißt eine Control Loop Feedback Steuerung.
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Der Tongenerator 100 kann eine Rolle bei der Erzeugung eines Verstärkungsgeräuschs spielen, um ein nichtlineares Motorgeräusch zu ergänzen bzw. verstärken. Der Tongenerator 100 kann ein Lautsprecher sein, ist aber nicht darauf beschränkt, und kann daher durch andere Komponenten ersetzt werden, die dazu geeignet sind, dieselbe Rolle auszuführen, in Abhängigkeit des Vorhabens des Gestalters. In dieser Hinsicht wird die detaillierte Beschreibung des nichtlinearen Motorgeräuschs später beschrieben.
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Der Tongenerator 100 kann in einem Motorraum eines Fahrzeugs angebracht sein. Mit anderen Worten kann der Tongenerator 100 in der Position des Ursprungs des Motorgeräuschs angebracht sein, das heißt innerhalb des Motorraums. Das separate Geräusch, das durch den Lautsprecher erzeugt wird, unterscheidet sich von einem Ton, der durch den Tongenerator 100 erzeugt wird, weil der Lautsprecher in dem Fahrzeuginnenraum angebracht ist, bei all den bestehenden aktiven Geräuschsteuerungen und aktiven Tondesignsystemen. Daher kann der Fahrer bei diesen existierenden Systemen eine Differenz aufgrund der Differenz der Geräuscherzeugungspositionen des aktuellen Motorgeräuschs und des lautsprechererzeugten Geräusch fühlen, hören oder erfassen, wodurch die wahrgenommene Qualität eines Fahrzeugs verschlechtert wird.
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Im Vergleich dazu ergänzt das ergänzende Geräusch, das von dem Tongenerator 100 erzeugt wird, das nichtlineare Motorgeräusch auf natürliche Weise, indem der offenbarte Tongenerator 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung in den Motorraum angebracht wird, so dass der Fahrer die Linearität des Motorgeräuschs erkennen kann. Dadurch ist der Tongenerator 100 dazu geeignet, den Fahrer mit dem dynamischen Motorgeräusch (Motorton) zu versorgen, wodurch die wahrgenommene Qualität eines Fahrzeugs verbessert wird.
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Der Vibrationssensor 200 kann eine Rolle spielen bei der Messung der Schwingung des Motors als eine Geräuschquelle des Motorgeräuschs. Im Gegensatz dazu messen die existierende aktive Geräuschsteuerung und aktive Sounddesignsysteme das Fahrzeuginnenraumgeräusch durch Verwendung eines Mikrofons, das in einem Fahrzeuginnenraum angebracht wird, und im Ergebnis erzeugen sie ein separates Geräusch (ein Geräusch mittels eines Steuersignals oder einer aufgenommenen virtuellen Tonquelle) durch einen Lautsprecher. Dies erzeugt ein potentielles Problem, da eine Verzögerung auftreten kann, bevor die Lautsprechersteuerung auftritt, wodurch der Fahrer wiederum die Verzögerung oder die Differenz spüren, hören oder fühlen kann. Detaillierter beschrieben messen die Systeme gemäß dem Stand der Technik, selbst wenn sich die Motorschwingung verändert, welche die Quelle eines Motorgeräuschs darstellt, das Motorgeräusch durch ein Mikrofon in einem Fahrzeuginnenraum. Dann analysiert ein solches System das gemessene Motorgeräusch und erzeugt das separate Geräusch (Geräusch mittels eines Steuersignals oder einer aufgenommenen virtuellen Tonquelle), um der Veränderung des Motorgeräuschs zu entsprechen. Für den Fahrer, der ein Motorgeräusch zu derselben Zeit wie das Mikrofon erkennt, kann der Fahrer daher erkennen, dass das separate Geräusch (Geräusch mittels eines Steuersignals oder einer aufgenommenen virtuellen Tonquelle) nicht synchron erzeugt wird, so dass der Fahrer die Verzögerung oder Differenz fühlen, hören oder erfassen kann. Aufgrund dessen verschlechtert sich die wahrgenommene Fahrzeugqualität in der Wahrnehmung des Fahrers.
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Im Vergleich zu diesen Systemen gemäß dem Stand der Technik weist die vorliegende Offenbarung den Vibrationssensor 200 auf, so dass es möglich ist, die Schwingung des Motors als die Tonquelle des Motorgeräuschs in Echtzeit zu messen, wodurch der Vibrationssensor dazu geeignet ist, die Eigenschaften der Motorschwingung zu widerspiegeln bzw. zu reflektieren, welche die Quelle eines Motorgeräuschs darstellt, wodurch ein unmittelbares und natürliches Motorgeräusch (Motorton) realisiert wird.
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Die Signalverarbeitungssteuerung 300 kann das Signal des Vibrationssensors 200 in Echtzeit empfangen. Die Signalverarbeitungssteuerung 300 kann dann eine Rolle der Steuerung des Tongenerators 100 spielen, so dass die Linearität des Motorgeräuschs aufrechterhalten werden kann. Detaillierter beschrieben ist die Signalverarbeitungssteuerung 300 dazu geeignet und zum Steuern des Tongenerators 100 bereitgestellt, so dass die Linearität einer Ordnungskomponente des Motorgeräuschs aufrechterhalten wird. Dies wird durchgeführt, um dagegen vorzubeugen, dass die Ordnungskomponente in Abhängigkeit der Änderung der Motorschwingung in dem Motorgeräusch (Ordnungskomponente) in Abhängigkeit von einer oder mehreren voreingestellten Ordnungen des Motors erzeugt wird.
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In dieser Hinsicht bezeichnet die Ordnung des Motors eine proportionale Konstante einer Umdrehung (UpM) und einer Frequenz einer Kurbelwelle. Die eine oder die mehreren voreingestellten Ordnungen des Motors können zumindest eine aufweisen aus einer zweiten Ordnungskomponente, einer vierten Ordnungskomponente oder einer achten Ordnungskomponente. Das heißt, die Ordnung des Motors ist ein Index, der angibt, wie oft sich die Kurbelwelle pro Sekunde dreht und kann durch die folgende Gleichung 1 ausgedrückt werden.
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[GLEICHUNG 1]
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Ordnung = Kurbelwellenrotationsfrequenz/(Motor UPM/60 sec.)
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Ferner ist die zweite Ordnungskomponente des Motorgeruschs aufgrund der Ordnung, wenn die Kurbelwelle zwei Drehungen ausführt. Demensprechend ist die vierte Ordnungskomponente des Motorgeräuschs aufgrund der Ordnung, wenn sich die Kurbelwelle viermal dreht, und die achte Ordnungskomponente des Motorgeräuschs ist aufgrund der Ordnung, wenn die Kurbelwelle acht Drehungen ausführt. Der Grund dafür, dass eine oder mehrere voreingestellten Ordnungskomponenten des Motors, wie vorstehend beschrieben, die zweite Ordnungskomponente, die vierte Ordnungskomponente und die achte Ordnungskomponente einschließen, ist, dass die zweite Ordnungskomponente, die vierte Ordnungskomponente und die achte Ordnungskomponente in dem Niedrigfrequenzbereich liegen werden und daher einen großen Einfluss auf das Motorgeräusch ausüben.
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Das heißt, das durch den Fahrer erkannte Motorgeräusch ist das harmonisierte Geräusch von verschiedenen Ordnungskomponenten. Daher berücksichtigt die vorliegende Offenbarung die zweite Ordnungskomponente, die vierte Ordnungskomponente, und die achte Ordnungskomponente als Niedrigfrequenzkomponenten, die einen großen Einfluss ausüben unter den verschiedenen Ordnungskomponenten. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann ferner verschiedene Ordnungskomponenten in Abhängigkeit des Vorhabens des Gestalters oder dergleichen einschließen.
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Ferner kann die Signalverarbeitungssteuerung 300 in Echtzeit eine Kombination (das heißt, das durch die Ordnungskomponenten harmonisierte Motorgeräusch) von Ordnungskomponenten in Echtzeit steuern, welche ein Motorgeräusch oder Toneigenschaften bestimmen.
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Mit anderen Worten ist die Signalverarbeitungssteuerung 300 dazu geeignet, den Tongenerator 100 zu steuern, so dass die mehreren Ordnungskomponenten individuell gesteuert werden, so dass irgendeine oder mehrere Ordnungskomponenten (insbesondere Niedrigfrequenzkomponenten mit einem großen Einfluss auf das Bestimmen von Motorgeräuscheigenschaften) unter den mehreren Ordnungskomponenten die Linearität bei dem Motorgeräusch aufrechterhalten können. Das heißt, die Signalverarbeitungssteuerung 300 ist dazu geeignet und zum Steuern des Tongenerators 100 bereitgestellt, um eine oder mehrere Ordnungskomponenten unter der Mehrzahl von Ordnungskomponenten zu ergänzen oder zu verändern.
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Detaillierter beschrieben kann die Signalverarbeitungssteuerung 300 die mehreren Ordnungskomponenten individuell steuern, um dem Fahrer das Motorgeräusch bzw. den Motorton bereitzustellen, welcher Fahrzeugeigenschaften entspricht. Zum Beispiel kann die vorliegende Offenbarung die mehreren Ordnungskomponenten individuell in Echtzeit steuern, so dass lediglich die zweite Ordnungskomponente unter der Mehrzahl von Ordnungskomponenten die Linearität aufrechterhalten kann. Bei einer solchen Ausführungsform führt die Signalverarbeitungssteuerung 300 möglichweise nicht eine zusätzliche Steuerung aus, selbst wenn eine Trennung der anderen Ordnungskomponenten (der vierten Ordnungskomponente, der achten Ordnungskomponente usw.) auftritt.
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Hiernach wird unter Bezugnahme auf 4(a), 4(b) und 5 eine Verstärkung des nichtlinearen Motorgeräuschs und des linearen Motorgeräuschs beschrieben. Unter Bezugnahme auf 4(a) und 4(b) sind jeweils die zweite Ordnungskomponente, die vierte Ordnungskomponente und die achte Ordnungskomponente gezeigt. Wie man sehen kann, tritt die Trennung („disconnection”) bei jeder Ordnungskomponente in der 4(a) auf.
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Spezifischer ist der Bereich in 4(a), bei dem die Trennung aufgetreten ist, unmittelbar nach dem Starten gezeigt (Bereich 1). Der Bereich, bei dem die Trennung auftritt nach dem Starten und dann, nachdem eine gewisse Zeitdauer abgelaufen ist, ist auch gezeigt (Bereich 2). Der Bereich, bei dem die Trennung aufgetreten ist, nachdem eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist und dann Starten aus oder eine Beschleunigung ist ebenfalls gezeigt (Bereich 3).
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Die Trennung kann auf eine plötzliche Veränderung der Schwingung des Motors hin, als die Tonquelle des Motorgeräuschs, auftreten. Die plötzliche Veränderung kann verursacht werden durch eine Veränderung in dem Fahrzustand eines Fahrzeugs, wie bei einem plötzlichen Gangschalten, einer schnellen Beschleunigung und dergleichen. Wenn die Trennung auftritt, verändert sich zudem das harmonisierte Motorgeräusch (Motorgeräusch, das mit den zweiten, vierten und achten Ordnungskomponenten harmonisiert ist), welches durch den Fahrer erkannt wird, ebenfalls schnell, wodurch dem Fahrer eine Unannehmlichkeit bereitet wird.
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Um dagegen vorzubeugen, kann die Signalverarbeitungssteuerung 300 das Signal des Vibrationssensors 200 in Echtzeit empfangen und erkennen, ob die Schwingung bzw. Vibration des Motors plötzlich verändert ist oder nicht. Wenn sie erkennt, dass die vorstehend erwähnte Veränderung der Motorschwingung auftritt, kann die Signalverarbeitungssteuerung 300 ferner den Tongenerator 100 steuern, um das Verstärkungsgeräusch zu erzeugen. In dieser Hinsicht kann das erzeugte Geräusch dazu geeignet sein, eine Rolle zu spielen des Füllens des Bereichs, bei dem vorstehend erwähnte Trennung auftritt. Dadurch ist die Signalverarbeitungssteuerung 300 dazu geeignet, dagegen vorzubeugen, dass die Trennung der Ordnungskomponente erzeugt wird, gemäß der Veränderung der Motorschwingung in dem Motorgeräusch (Ordnungskomponente) gemäß der einen oder mehreren voreingestellten Motorordnung. Mit anderen Worten kann diese Signalverarbeitungssteuerung 300 eine Rolle der Steuerung des Tongenerators 100 spielen, damit das harmonisierte Motorgeräusch (das Motorgeräusch, das mit der zweiten, vierten und achten Ordnungskomponente harmonisiert ist) die Linearität aufrechterhalten kann.
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Ferner kann eine Tonkarte in Bezug auf das Motorgeräusch mittels der Motorschwingung als Daten in der Signalverarbeitungssteuerung 300 gespeichert sein. Die Signalverarbeitungssteuerung 300 kann den Tongenerator 100 steuern, so dass das Motorgeräusch den gespeicherten Daten der Tonkarte entsprechen kann.
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Das heißt, die Tonkarte schließt Daten ein, die vorgespeichert und eingestellt sind, um einen Typ (z. B. Sportwagen oder Limousine) eines Fahrzeugs zu entsprechen. In dem Fall, in welchem nicht dem die Linearität aufrechterhaltenen Motorgeräusch entsprochen wird, wie vorstehend beschrieben, kann der Tongenerator 100 dementsprechend abgestimmt oder verglichen mit den voreingestellten Daten und der eingestellten Tonkarte gesteuert werden, so dass er ein zusätzliches verstärkendes bzw. ergänzendes Geräusch erzeugt, wodurch die Befriedigung eines Fahrers in Bezug auf den Motorton erhöht wird, um die wahrgenommene Qualität eines Fahrzeugs zu verbessern.
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Die Tonkarte kann verschiedene alternative Tonkarten einschließen, wie eine dynamische Tonkarte (z. B.: eine Tonkarte für einen Sportwagen) und eine stille Tonkarte (z. B.: eine Tonkarte für eine luxuriöse Limousine) und dergleichen. Der eine oder die mehreren gespeicherten Datensätze der Tonkarten sind jedoch nicht auf diese oder auf irgendwelche speziellen Beispiele beschränkt und können zusätzlich eingestellt werden durch den Gestalter. Darüber hinaus können die Tonkarten in der Signalverarbeitungssteuerung 300 gespeichert sein, und irgendeine Tonkarte unter diesen Tonkarten, in Abhängigkeit des Vorhabens des Gestalters für einen Fahrzeugtyp, kann zur Verwendung eingestellt werden.
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Daher kann die Vorrichtung zum Beeinflussen eines Motorgeräuschs, welches eine Motorschwingung und Fahrzustände widerspiegelt unabhängig vom Fahrzeugtyp installiert und verwendet werden. Die Vorrichtung kann dazu geeignet sein oder vor der Auslieferung eines Fahrzeugs eingestellt werden, in Abhängigkeit des Fahrzeugtyps eine beliebige Tonkarte zu verwenden.
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Der Verstärker 400 kann eine Rolle des Empfangs und der Verstärkung/Ergänzung des Steuersignals der Signalverarbeitungssteuerung 300 spielen, um das verstärkte/ergänzende Steuersignal an den Tongenerator 100 zu übermitteln.
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Der Sensor 500 kann die Fahrzustände bzw. Fahrbedingungen eines Fahrzeugs erfassen und dann Fahrzustandsinformationen an die Signalverarbeitungssteuerung 300 übermitteln. Der Sensor 500 kann eines oder mehreres aufweisen aus: einer Motorumdrehungserfassungseinheit 510, einer Gangschaltstufenerfassungseinheit 520, oder einer Öffnungsmengen- bzw. Betätigungsmengenerfassungseinheit 530 zum Erfassen einer Position oder einer Bewegung eines Beschleunigungspedals. Mit anderen Worten kann des Sensor 500 Fahrzustände eines Fahrzeugs erfassen, wie Motorumdrehungen oder UpMs, eine Gangschaltstufe oder eine Betätigungsmenge eines Beschleunigungspedals, und kann dann an die Signalverarbeitungssteuerung 300 Signale oder Information übermitteln, die erfassten Fahrzuständen entspricht.
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Dementsprechend kann die Signalverarbeitungssteuerung 300 genauer gegen die Erzeugung einer Trennung der Ordnungskomponente vorbeugen, indem Fahrzustände eines Fahrzeugs wie eine Motorschwingung über den Vibrationssensor 200, eine Motorumdrehung oder ein UpM-Zustand, eine Gangschaltstufe und/oder Veränderung bzw. Schaltung oder eine Betätigungsmenge eines Beschleunigungspedals berücksichtigt werden.
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Das Mikrofon 600 kann in einem Fahrzeuginnenraum angebracht sein und kann eine Rolle spielen bei der Erfassung des Motorgeräuschs, wie in dem Innenraum des Fahrzeugs wahrgenommen und welches mittels des Verstärkungsmotorgeräuschs verstärkt worden ist, um die Linearität aufrechtzuerhalten. Die PID-Steuerung 700 kann eine Rolle der Steuerung des Tongenerators 100 spielen, so dass dem Motorgeräusch, das von dem Mikrofon 600 gemessen wird und wie es in dem Fahrzeuginnenraum wahrgenommen wird, entsprochen werden kann, das heißt, abgestimmt oder verglichen mit der voreingestellten Zielmotortonkarte.
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Detaillierter beschrieben kann das in das Fahrzeug gelangende Motorgeräusch erhöht sein aufgrund eines Alterungsprozesses eines Fahrzeugs oder dergleichen. Solange das nicht lineare Motorgeräusch nicht verstärkt ist, kann der Fahrer ein Unbehagen aufgrund der Zunahme des Motorgeräuschs selbst verspüren, wodurch sich die wahrgenommene Fahrzeugqualität verschlechtert.
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Indem das Motorgeräusch in dem Fahrzeuginnenraum durch Verwendung des in dem Fahrzeuginnenraum angebrachten Mikrofons 600 erfasst wird, kann die PID-Steuerung 700 daher gemäß der vorliegenden Offenbarung den Tongenerator 100 steuern, damit das Motorgeräusch der voreingestellten Zielmotortonkarte entsprechen kann. Um das Motorgeräusch zu verzögern bzw. zu Offsetten, kann der Tongenerator 100 beispielsweise so gesteuert werden, dass das Verstärkungsgeräusch mit einer umgekehrten Phase in Bezug auf das Motorgeräusch erzeugt wird.
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4(a) und 4(b) sind Diagramme zum Erklären der Effekte der vorliegenden Offenbarung. 5 zeigt ein Zustandsdiagramm der vorliegenden Offenbarung, wie es bei einem Fahrzeug eingesetzt werden kann. Unter Bezugnahme auf 4(a) kann man bestätigen, dass die Trennung für den Fall eines Fahrzeugs, bei dem die vorliegende Offenbarung nicht eingesetzt wird, bei jeder Ordnungskomponente auftritt. Dementsprechend verändert sich das Motorgeräusch (das Motorgeräusch, das mit der zweiten, vierten und achten Ordnungskomponente harmonisiert ist), wie durch den Fahrer erkannt, schnell, wodurch ein Komfortmangel auftritt, was ein Unbehagen für den Fahrer erzeugt.
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Im Vergleich dazu, unter Bezugnahme auf 4(b), wird der Bereich bzw. die Fläche, bei dem bzw. bei der die Trennung bei jeder Ordnungskomponente auftritt, in dem Fall eines Fahrzeugs, bei dem die vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird, durch das verstärkende bzw. ergänzende Geräusch aufgrund des verstärkenden bzw. ergänzenden Geräuschs ausgefüllt. Im Ergebnis kann man bestätigen, dass die Linearität des Motorgeräuschs (des Motorgeräuschs, das mit der zweiten, vierten und achten Ordnungskomponente harmonisiert ist), wie durch den Fahrer erkannt, aufrecht erhalten. Daher kann die vorliegende Offenbarung dem Fahrer das dynamische Motorgeräusch (Motorton) bereitstellen, wodurch die wahrgenommene Qualität eines Fahrzeugs verbessert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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