DE102020007839A1

DE102020007839A1 - Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung, Verfahren zum Erzeugen eines Tones in einem Fahrzeug und Computerprogrammerzeugnis

Info

Publication number: DE102020007839A1
Application number: DE102020007839.7A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Miura; Keisuke Agusa
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2021-07-22
Also published as: CN113212299A; US20210221286A1; JP2021113941A

Abstract

[Aufgabe] Bereitgestellt werden soll eine Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung, die einen Ton ausgeben kann, der ermöglicht, dass der Fahrer eine passende Beschleunigerbetätigung in einer Fahrsituation, in der ein Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt wird, durchführt.[Lösung] Eine Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 beinhaltet eine Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 zum Einstellen von mehreren Frequenzen entsprechend der Motordrehzahl und Schalldrücken, die auf die mehreren Frequenzen ausgeübt werden sollen, und Erzeugen eines Tonsignals, das einen synthetischen Ton darstellt, der die Töne der mehreren Frequenzen, auf die die eingestellten Schalldrücke ausgeübt worden sind, beinhaltet, einen Lautsprecher 20 zum Ausgeben eines Tones entsprechend dem Tonsignal, das von der Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 erzeugt wird, und eine Fahrsituationsermittlungseinheit 13 zum Ermitteln einer spezifischen Fahrsituation, in der der Fahrer ein Fahrzeug 2 sanft beschleunigt oder verlangsamt, wobei die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 das Tonsignal erzeugt, das nur den Einzelton der Frequenz in einem Bereich von 400 Hz bis 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen darstellt, wenn die spezifische Fahrsituation ermittelt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung und insbesondere eine Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung zum Ausgeben eines vorbestimmten Tones während der Fahrt eines Fahrzeuges. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines Tones in einem Fahrzeug und ein Computerprogrammerzeugnis.
Hintergrund
Bereits entwickelt worden ist eine Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung, die einen Ton einer vorbestimmten Frequenz entsprechend der Drehzahl der Leistungsquelle eines Fahrzeuges an den Fahrer ausgibt. Patentdruckschrift 1 beschreibt beispielsweise eine Technik zum Erzeugen eines Tones einer höheren Frequenz, wenn die Motordrehzahl in einem von einem Elektromotor angetriebenen Elektrofahrzeug (so beispielsweise einem Elektromotorrad) höher ist. Bei der in Patentdruckschrift 1 beschriebenen Technik ist die Rate von Änderungen der Frequenz zu Änderungen der Drehzahl in einem Niedergeschwindigkeitsbereich höher als in einem Hochgeschwindigkeitsbereich der Motordrehzahl eingestellt. Entsprechend wird das Verhalten (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeuges durch Änderungen der Frequenz des für den Fahrer bereitgestellten Tones an den Fahrer übertragen.
Druckschriften zum Stand der Technik
Patentdruckschriften
Patentdruckschrift 1: JP-A-2017-62320
Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösendes Problem
In einer Situation, in der das Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt wird, also beispielsweise in einer Situation, in der das Fahrzeug auf einer kurvigen Straße fährt, führt der Fahrer eine geringe Beschleunigerbetätigung durch. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde davon ausgegangen, dass eine Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung vorzugsweise einen derartigen Ton ausgibt, dass der Fahrer eine geeignete Beschleunigerbetätigung in einer derartigen Fahrsituation durchführen kann. Insbesondere erfasst der Fahrer den Betriebszustand eines Fahrzeuges und den Zustand der Leistungsquelle vorzugsweise auf Grundlage des von der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung ausgegebenen Tones, damit der Fahrer eine passende Beschleunigerbetätigung, die für die Fahrsituation des Fahrzeuges geeignet ist, durchführen kann. Man beachte, dass die vorstehend beschriebene Patentdruckschrift 1 im Zusammenhang mit dieser Sichtweise nichts offenbart und eine Technik, diese zu verwirklichen, logischerweise weder offenbart, noch nahelegt.
Die vorliegende Erfindung geht die vorbeschriebenen Probleme an. Eine Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung, die einen Ton ausgeben kann, der ermöglicht, dass der Fahrer eine passende Beschleunigerbetätigung in derjenigen Fahrsituation, in der ein Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt wird, durchführt.
Mittel zum Lösen des Problems
Zur Lösung der vorbeschriebenen Aufgabe wird eine Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung bereitgestellt, die in einem Fahrzeug montiert ist, das mit einer Drehleistungsquelle fährt, die einen Elektromotor und/oder einen Motor mit innerer Verbrennung beinhaltet, wobei die Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung beinhaltet: eine Tonsteuer- bzw. Regeleinheit mit Konfigurierung zum Einstellen von mehreren Frequenzen entsprechend der Drehzahl der Drehleistungsquelle und Schalldrücken, die auf die mehreren Frequenzen ausgeübt werden sollen, und Erzeugen eines Tonsignals, das einen synthetischen Ton darstellt, der Töne der mehreren Frequenzen, auf die die eingestellten Schalldrücke ausgeübt worden sind, beinhaltet; eine Tonausgabeeinheit mit Konfigurierung zum Ausgeben eines Tones entsprechend dem Tonsignal, das von der Tonsteuer- bzw. Regeleinheit erzeugt wird; und eine Fahrsituationsermittlungseinheit mit Konfigurierung zum Ermitteln einer spezifischen Fahrsituation, in der ein Fahrer das Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt, wobei die Tonausgabeeinheit das Tonsignal erzeugt, das nur einen Einzelton einer Frequenz in einem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen darstellt, wenn die Fahrsituationsermittlungseinheit die spezifische Fahrsituation ermittelt.
Obwohl die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit grundsätzlich veranlasst, dass die Tonausgabeeinheit den synthetischen Ton, der die mehreren Frequenzen beinhaltet, entsprechend der Drehzahl der Drehleistungsquelle ausgibt, wenn die Fahrsituationsermittlungseinheit die spezifische Fahrsituation ermittelt, in der der Fahrer das Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt, veranlasst die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit bei der auf vorbeschriebene Weise konfigurierten vorliegenden Erfindung, dass die Tonausgabeeinheit nur den Ton (nachstehend vereinfacht „als Einzelton“ bezeichnet) einer einzigen Frequenz in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen ausgibt. Dies ermöglicht, dass der Fahrer einen Einzelton in einem Hochfrequenzband, gegenüber dem das menschliche Gehör hochgradig empfindlich ist, in der spezifischen Fahrsituation, in der das Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt wird, hört. Im Ergebnis erfasst der Fahrer den Zustand (so beispielsweise die Drehzahl) der Drehleistungsquelle und den Betriebszustand (so beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeuges auf Grundlage eines Tones, der von der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung ausgegeben wird, und kann eine passende Beschleunigerbetätigung, die für die vorbeschriebene Fahrsituation geeignet ist, durchführen.
Es wird davon ausgegangen, dass die vorbeschriebene spezifische Fahrsituation, in der der Fahrer das Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt, die Situation, in der das Fahrzeug tatsächlich beschleunigt oder verlangsamt wird, die Situation, in der das Fahrzeug später sanft beschleunigt oder verlangsamt wird, und die Situation, in der der Fahrer beabsichtigt, das Fahrzeug sanft zu beschleunigen oder zu verlangsamen, beinhaltet. Bei einem Beispiel entspricht die vorbeschriebene spezifische Fahrsituation der Situation, in der das Änderungsausmaß der Beschleunigeröffnung pro vorbestimmte Zeit durch den Fahrer in einen vorbestimmten Bereich fällt.
Vorzugsweise macht bei der vorliegenden Erfindung die Tonausgabeeinheit den Schalldruck des Einzeltones niedriger, wenn die Frequenz des Einzeltones höher ist.
Entsprechend der auf vorstehend beschriebene Weise konfigurierten vorliegenden Erfindung kann der Schärfe infolge eines hochfrequenten Tones geeignet entgegengewirkt werden.
Wenn zwei oder mehr Töne von Frequenzen in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen vorhanden sind, wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit als Einzelton bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise den Ton der höchsten Frequenz von den zwei oder mehr Tönen aus.
Entsprechend der auf vorstehend beschriebene Weise konfigurierten vorliegenden Erfindung wird es möglich zu veranlassen, dass der Fahrer einen hochfrequenten Ton hört, gegenüber dem das menschliche Gehör hochgradig empfindlich ist. Im Ergebnis kann der Fahrer auf einfache Weise eine geringfügige Änderung des Zustandes der Drehleistungsquelle und des Betriebszustandes des Fahrzeuges durch eine Änderung der Tonhöhe des Tones aus der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung erkennen, wodurch eine passendere Beschleunigerbetätigung ermöglicht wird.
Vorzugsweise bezieht die Fahrsituationsermittlungseinheit bei der vorliegenden Erfindung eine Position des Fahrzeuges und ermittelt die Fahrsituation auf Grundlage einer Änderung der bezogenen Position.
Entsprechend der auf vorstehend beschriebene Weise konfigurierten vorliegenden Erfindung wird die Geometrie der Fahrstraße (also beispielsweise eine kurvige Straße oder eine Straße mit vielen Erhebungen und Senkungen) auf Grundlage von Änderungen der Position des Fahrzeuges bestimmt, und die Fahrsituation kann genau ermittelt werden.
Vorzugsweise bezieht bei der vorliegenden Erfindung die Fahrsituationsermittlungseinheit Straßeninformation rund um das Fahrzeug und ermittelt die Fahrsituation auf Grundlage der bezogenen Straßeninformation.
Entsprechend der auf vorstehend beschriebene Weise konfigurierten vorliegenden Erfindung kann die Fahrsituation genau ermittelt werden, indem die Geometrie der Fahrstraße auf Grundlage von verschiedenen Arten von Information, die in der Straßeninformation beinhaltet sind (so beispielsweise der Straßenart und der Höhe und Kurvigkeit der Straße), bestimmt wird.
Vorzugsweise bezieht bei der vorliegenden Erfindung die Fahrsituationsermittlungseinheit eine Beschleunigeröffnung entsprechend einem Betätigungsausmaß eines Beschleunigerpedals des Fahrzeuges und ermittelt die Fahrsituation auf Grundlage einer Änderung der bezogenen Beschleunigeröffnung.
Entsprechend der auf vorstehend beschriebene Weise konfigurierten vorliegenden Erfindung kann die Fahrsituation genau ermittelt werden, indem die Beschleunigungsabsicht des Fahrers auf Grundlage der Änderung der Beschleunigeröffnung durch den Fahrer bestimmt wird.
Entsprechend einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Tones in einem Fahrzeug bereitgestellt, das mit einer Drehleistungsquelle fährt, die einen Elektromotor und/oder einen Motor mit innerer Verbrennung beinhaltet, wobei das Verfahren umfasst:

Einstellen von mehreren Frequenzen entsprechend der Drehzahl der Drehleistungsquelle und Schalldrücken, die auf die mehreren Frequenzen ausgeübt werden sollen,
Erzeugen eines Tonsignals, das einen synthetischen Ton darstellt, der Töne der mehreren Frequenzen, auf die die eingestellten Schalldrücke ausgeübt worden sind, beinhaltet,
Ausgeben eines Tones entsprechend dem Tonsignal,
Ermitteln einer spezifischen Fahrsituation, in der ein Fahrer das Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt, und
Erzeugen des Tonsignals, das nur einen Einzelton einer Frequenz in einem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen darstellt, wenn die spezifische Fahrsituation ermittelt wird.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren des Weiteren den Schritt des Niedrigermachens des Schalldrucks des Einzeltones, wenn die Frequenz des Einzeltones höher ist.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren des Weiteren den Schritt des als Einzelton erfolgenden Auswählens des Tones der höchsten Frequenz von zwei oder mehr Tönen in dem Fall, in dem zwei oder mehr Töne von Frequenzen in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen vorhanden sind.
Entsprechend einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammerzeugnis bereitgestellt, das computerlesbare Anweisungen umfasst, die, wenn sie in ein geeignetes System geladen und dort ausgeführt werden, die Schritte nach einem der vorbeschriebenen Verfahren ausführen können.
Vorteil der Erfindung
Die Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann einen Ton ausgeben, der ermöglicht, dass der Fahrer eine passende Beschleunigerbetätigung in einer Fahrsituation, in der ein Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt wird, durchführt.
Figurenliste

1 ist ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung einer Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Strukturdiagramm zur Darstellung der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Frequenzkarte entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Schalldruckkarte entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung von Kurven gleicher Lautstärke.
6 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Tonerzeugungsverarbeitung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung des Betriebs und der Wirkung der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsweisen der Erfindung
Eine Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr anhand der begleitenden Zeichnung beschrieben.
Struktur der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung
Zunächst wird die Struktur der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand 1 und 2 beschrieben. 1 ist ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 ist ein Strukturdiagramm zur Darstellung der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 und 2 dargestellt ist, beinhaltet eine Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 entsprechend der Ausführungsform eine Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10, die in einem Fahrzeug 2 montiert ist, einen Lautsprecher 20, der einen vorbestimmten Ton an einen Fahrer im Inneren eines Fahrzeuges ausgibt, und eine Sensorgruppe 30 mit verschiedenen Sensoren, die verschiedene Arten von Information detektieren.
Das Fahrzeug 2 kann ein Elektrofahrzeug (Electric Vehicle EV) sein, das einen Elektromotor 3 als Drehleistungsquelle aufweist. Da das Fahrzeug 2 keinen Motor mit innerer Verbrennung (so beispielsweise einen Benzinmotor oder einen Dieselmotor) aufweist, wird während der Fahrt kein so genanntes Motorgeräusch erzeugt. Der Elektromotor 3 erzeugt ein Betriebsgeräusch, wobei jedoch das Betriebsgeräusch eines Elektromotors leiser als das Geräusch eines Motors mit innerer Verbrennung ist. Der Fahrer in dem Fahrzeug kann daher das Betriebsgeräusch des Elektromotors 3 kaum erkennen. Bei der Ausführungsform erzeugt die Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 den Ton entsprechend der Betriebssituation des Elektromotors 3, damit der Fahrer die Betriebssituation des den Elektromotor 3 beinhaltenden Leistungsstranges des Fahrzeuges 2 erfassen kann.
Die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 beinhaltet eine Schaltung und ist eine Steuerung bzw. Regelung, die auf Grundlage eines bekannten Computers konfiguriert ist. Die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 beinhaltet einen oder mehrere Prozessoren als zentrale Verarbeitungseinheiten (CPU), die Programme ausführen, einen Speicher (Speichereinheit 14), der beispielsweise einen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) und einen ROM (Nur-Lese-Speicher) beinhaltet und verschiedene Programme und Datenbanken speichert, eine Dateneingabe-/Ausgabevorrichtung zum Eingeben und Ausgeben elektrischer Signale und dergleichen.
Die Datenbanken in der Speichereinheit 14 speichern eine Frequenzkarte und eine Schalldruckkarte, die nachstehend noch beschrieben werden, und dergleichen mehr. Die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 ist kommunikationstechnisch mit anderen fahrzeuginternen Vorrichtungen über eine fahrzeuginterne Kommunikationsleitung verbunden. Die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 gibt ein Tonsignal Ss, das eine Toninformation (so beispielsweise die Frequenz und/oder den Schalldruck) beinhaltet, an den Lautsprecher 20 aus, indem sie veranlasst, dass die Prozessoren Programme auf Grundlage verschiedener Arten von Information von der Sensorgruppe 30 ausführen. Zu diesem Zeitpunkt fungieren die Prozessoren der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 als Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 und Fahrsituationsermittlungseinheit 13, wie nachstehend noch beschrieben wird.
Der Lautsprecher 20 ist eine Tonausgabeeinheit, die einen Verstärker aufweist. Der Lautsprecher 20 empfängt das Tonsignal Ss von der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10, verstärkt das Tonsignal Ss um einen vorbestimmten Verstärkungsfaktor und gibt einen Ton (üblicherweise einen synthetischen Ton) SC auf Grundlage des Tonsignals Ss aus. Man beachte hier, dass der Lautsprecher 20 nicht im Inneren des Fahrzeuges vorgesehen sein muss, solange der Fahrer den von dem Lautsprecher 20 erzeugten Ton SC erkennen kann. Des Weiteren können zwei oder mehr Lautsprecher an verschiedenen Orten im Inneren des Fahrzeuges oder auch außerhalb vorgesehen sein.
Die Sensorgruppe 30 beinhaltet vorzugsweise einen Motordrehzahlsensor 31, der die Motordrehzahl des Elektromotors 3 detektiert, einen Motordrehmomentsensor 32, der das Motordrehmoment des Elektromotors 3 detektiert, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33, der die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges 2 detektiert, und einen Beschleunigerpositionssensor 34, der die Beschleunigeröffnung entsprechend dem Betätigungsausmaß des Beschleunigerpedals des Fahrzeuges 2 detektiert. Die Sensoren 31, 32, 33 und 34 übertragen Signale S31, S32, S33 und S34 entsprechend der detektierten Information an die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 über eine fahrzeuginterne Kommunikationsleitung. Das Motordrehmoment muss nicht von dem Motordrehmomentsensor 32 detektiert werden; das Motordrehmoment (entsprechend dem angeforderten Motordrehmoment) kann bei einem weiteren Beispiel auf Grundlage der Beschleunigeröffnung oder dergleichen von einer ECU (elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit) in dem Fahrzeug 2 berechnet werden.
Vorzugsweise beinhaltet die Sensorgruppe 30 des Weiteren eine Positioniervorrichtung 35 und eine Navigationsvorrichtung 36. Die Positioniervorrichtung 35 beinhaltet einen GPS-Empfänger, einen Gyrosensor und dergleichen, bezieht die Position (aktuelle Position) des Fahrzeuges 2 und überträgt ein Signal S35 entsprechend dieser Position des Fahrzeuges 2 an die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 über die fahrzeuginterne Kommunikationsleitung. Die Navigationsvorrichtung 36 speichert intern ein Karteninformation und überträgt ein Signal S36 entsprechend dieser Karteninformation an die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 über die fahrzeuginterne Kommunikationsleitung. Zusätzlich überträgt die Navigationsvorrichtung 36 auch das Signal S36 entsprechend der Karteninformation an die Positioniervorrichtung 35. Die Karteninformation beinhaltet Straßeninformation und dergleichen, wobei die Straßeninformation die Straßenart (beispielsweise Hochgeschwindigkeitsstraße, normale Straße oder kurvige Straße), Information über Kreuzungen (IC Interchange) und Abzweigungen (JCT Junction) von Straßen, die Höhe der Straße, die Kurvigkeit der Straße und dergleichen beinhaltet.
Die Positioniervorrichtung 35 berechnet beispielsweise die x-, y- und z-Koordinaten des Fahrzeuges 2 unter Verwendung von wenigstens einem von einem Globalnavigationssatellitensystem (GNSS), einer Dead-Reckoning-Navigation (Koppelnavigation) und einer Straße-an-Fahrzeug-Kommunikation unter Verwendung von Wi-Fi und dergleichen. Zudem kann die Positioniervorrichtung 35 die Position auf der Karte des Fahrzeuges 2 durch einen Kartenabgleich auf Grundlage der von der Navigationsvorrichtung 36 bezogenen Karteninformation berechnen. Die in der Navigationsvorrichtung 36 gespeicherte Karteninformation muss jedoch nicht verwendet werden; verwendet werden kann bei einem weiteren Beispiel die in der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 gespeicherte Karteninformation. Bei wieder einem anderen Beispiel kann die in einer vorbestimmten Servervorrichtung gespeicherte Karteninformation von der Servervorrichtung bezogen werden.
Bei der Ausführungsform stellt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 mehrere Frequenzen entsprechend der Drehzahl des Elektromotors und Schalldrücke, die auf die mehreren Frequenzen ausgeübt werden sollen, ein und erzeugt das Tonsignal Ss, das einen synthetischen Ton darstellt, der Töne der mehreren Frequenzen, auf die die eingestellten Schalldrücke ausgeübt worden sind, beinhaltet. Zusätzlich ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 die Fahrsituation (nachstehend als erste Fahrsituation bezeichnet), in der der Fahrer das Fahrzeug 2 sanft beschleunigt oder verlangsamt, auf Grundlage von wenigstens einem von der Position des Fahrzeuges 2, die von der Positioniervorrichtung 35 bezogen wird, der Karteninformation (insbesondere der Straßeninformation), die von der Navigationsvorrichtung 36 bezogen wird, und der Beschleunigeröffnung, die von dem Beschleunigerpositionssensor 34 detektiert wird. Ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 die erste Fahrsituation nicht, so ist die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 diejenige Fahrsituation, in der das Fahrzeug 2 mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit fährt, oder diejenige Fahrsituation, in der das Fahrzeug schneller als in der ersten Fahrsituation beschleunigt oder verlangsamt wird, wobei in der nachfolgenden Beschreibung derartige Fahrsituationen kollektiv als „zweite Fahrsituation“ bezeichnet werden.
Ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 die erste Fahrsituation, so erzeugt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 bei der Ausführungsform insbesondere das Tonsignal Ss, das nur den Ton (Einzelton) einer einzigen Frequenz in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen darstellt, und erzeugt nicht das Tonsignal Ss, das den synthetischen Ton darstellt, der die Töne der mehreren Frequenzen beinhaltet, wie vorstehend beschrieben worden ist. Dies bedeutet, dass die Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 den synthetischen Ton, der die Töne der mehreren Frequenzen beinhaltet, aus dem Lautsprecher 20 in der zweiten Fahrsituation ausgibt und den Einzelton der Frequenz in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz aus dem Lautsprecher 20 in der ersten Fahrsituation ausgibt.
Nunmehr wird die erste Fahrsituation eingehender beschrieben. Die erste Fahrsituation ist diejenige Fahrsituation, in der das Fahrzeug 2 sanft beschleunigt oder verlangsamt wird. Insbesondere entspricht die erste Fahrsituation derjenigen Fahrsituation, in der der Fahrer eine passende Beschleunigerbetätigung durchführen muss, um das Stoßen (Ruckeln), das von dem Fahrzeug 2 verursacht wird, wenn das Fahrzeug 2 auf einer Straße fährt, deren Kurvigkeit und Höhe sich ändern, zu minimieren. Die erste Fahrsituation beinhaltet beispielsweise diejenige Situation, in der das Fahrzeug 2 auf einer kurvigen Straße fährt, oder diejenige Situation, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer Straße mit vielen Erhebungen und Senkungen konstant gehalten werden muss. Bei der vorbeschriebenen ersten Fahrsituation wird eine Beschleunigerbetätigung von beispielsweise annähernd 20% bis 50% durchgeführt. Dies bedeutet, dass das Änderungsausmaß der Beschleunigeröffnung pro vorbestimmte Zeit annähernd 20% bis 50% beträgt. In diesem Fall führt der Fahrer eine Beschleunigerbetätigung von annähernd 20% bis 50% in weniger als 1 s durch, um ein kleines Drehmoment innerhalb kurzer Zeit zu erhalten, und führt eine Beschleunigerbetätigung von annähernd 20% bis 50% in 1 s oder mehr durch, um das Drehmoment in mehreren Sekunden bis zu einigen zehn Sekunden sanft zu ändern. Im Gegensatz zur vorbeschriebenen ersten Fahrsituation ist in der zweiten Fahrsituation das Änderungsausmaß der Beschleunigeröffnung pro vorbestimmte Zeit beispielsweise kleiner als 20% oder größer oder gleich 50%.
Tonerzeugungsverarbeitung
Als Nächstes wird die Tonerzeugungsverarbeitung durch die Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand 3 und 4 beschrieben. 3 zeigt die Frequenzkarte entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4 zeigt die Schalldruckkarte entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der Tonerzeugungsverarbeitung stellt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 zunächst mehrere Frequenzen entsprechend der Motordrehzahl unter Bezugnahme auf die Frequenzkarte von 3 ein. Die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 erzeugt mehrere Sinuswellen von Frequenzen n-ter Ordnung unter Verwendung der Motordrehzahl als Primärfrequenz (Referenzfrequenz). Gegeben sind bei der Ausführungsform Beispiele für die Einstellung von vier Frequenzen (quaternäre, senäre, oktonäre und duodenäre Frequenzen), das heißt die quaternäre Frequenz, die senäre Frequenz, die oktonäre Frequenz und die duodenäre Frequenz (dies bedeutet, dass bei der nachstehend beschriebenen Verarbeitung ein synthetischer Ton erzeugt wird, in dem die Töne der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz synthetisiert sind). Man beachte, dass die vier Frequenzen (quaternäre, senäre, oktonäre und duodenäre Frequenzen) nicht verwendet werden müssen, Frequenzen anderer Ordnungen verwendet werden können oder auch weniger als vier Frequenzen oder fünf oder mehr Frequenzen verwendet werden können (Dies gilt auch für die nachfolgenden Beispiele).
In der Frequenzkarte von 3 sind die Frequenzen, die entsprechend der Motordrehzahl eingestellt werden sollen, jeweils für die quaternären, senären, oktonären und duodenären Ordnungen definiert. In dieser Frequenzkarte gilt mit Blick auf dieselbe Motordrehzahl: Je höher die Ordnung ist, desto höher ist die einzustellende Frequenz. Mit Blick auf dieselbe Ordnung gilt zudem: Je höher die Motordrehzahl ist, desto höher ist die einzustellende Frequenz. Die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 stellt die quaternären, senären, oktonären und duodenären Frequenzen entsprechend der aktuellen Motordrehzahl, die von dem Motordrehzahlsensor 31 bezogen werden, unter Bezugnahme auf diese Frequenzkarte ein. Ist die aktuelle Motordrehzahl beispielsweise gleich etwa 3000 UpM, so stellt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 die quaternäre Frequenz, die senäre Frequenz, die oktonäre Frequenz und die duodenäre Frequenz auf etwa 200 Hz, etwa 300 Hz, etwa 400 Hz beziehungsweise etwa 600 Hz ein. Obwohl nur die Frequenzen entsprechend sechs Motordrehzahlen für jede Ordnung in 3 dargestellt sind, definiert die Frequenzkarte in Wirklichkeit auch Frequenzen, die für größere Motordrehzahlen (nicht gezählt) eingestellt werden.
Als Nächstes stellt bei der Tonerzeugungsverarbeitung die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 die Schalldrücke ein, die auf die Töne der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz ausgeübt werden sollen. Insbesondere stellt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 die Schalldrücke der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz entsprechend der Motordrehzahl wie bei der Frequenz unter Bezugnahme auf die Schalldruckkarte von 4 ein.
Diagramm (A) von 4 zeigt die Schalldruckkarte, die durch einen Graph dargestellt ist, und Diagramm (B) von 4 zeigt die Schalldruckkarte, die durch eine Tabelle dargestellt ist. In Diagramm (A) von 4 stellen die Linien G11, G12, G13 und G14 die Schalldrücke dar, die für die Töne der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz beziehungsweise der duodenären Frequenz eingestellt werden sollen. Wie in den Diagrammen (A) und (B) von 4 dargestellt ist, definiert die Schalldruckkarte die Schalldrücke, die für die Töne der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz entsprechend der Motordrehzahl eingestellt werden sollen. Grundsätzlich gilt für alle Töne der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz: Je höher die Motordrehzahl ist, desto höher ist der einzustellende Schalldruck. Zusätzlich gilt in der Schalldruckkarte: Je höher die Motordrehzahl ist, desto größer ist das Verhältnis der Schalldrücke in den Niederfrequenzbändern (quaternäre und senäre Frequenzen) zum Gesamtwert (Gesamtschalldruck) der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz. Bei einem weiteren Beispiel kann die Schalldruckkarte, die in 4 dargestellt ist, in verschiedene Karten (vier Schalldruckkarten) unterteilt werden, die die Schalldrücke der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz bezugsrichtig definieren.
Die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 stellt die Schalldrücke entsprechend der aktuellen Motordrehzahl, die auf die quaternäre Frequenz, die senäre Frequenz, die oktonäre Frequenz und die duodenäre Frequenz ausgeübt werden sollen, unter Bezugnahme auf die Schalldruckkarte von 4 ein. Ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 nicht die erste Fahrsituation, das heißt, ist der Fahrzustand des Fahrzeuges 2 die zweite Fahrsituation, so erzeugt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 bei der Ausführungsform das Tonsignal Ss, das den synthetischen Ton darstellt, der die Töne der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz beinhaltet, für die die Schalldrücke gemäß vorstehender Beschreibung eingestellt worden sind.
Ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 demgegenüber die erste Fahrsituation, so erzeugt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 bei der Ausführungsform nicht das Tonsignal Ss, das den vorbeschriebenen synthetischen Ton darstellt, sondern erzeugt das Tonsignal Ss, das nur den Ton (Einzelton) einer einzigen Frequenz in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz darstellt. In diesem Fall wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 die Ordnung der Frequenz zur Ausübung als Einzelton unter der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz aus, das heißt eine von der quaternären Ordnung, der senären Ordnung, der oktonären Ordnung und der duodenären Ordnung.
Bei einem Beispiel wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 eine vordefinierte feste Ordnung der Frequenz aus, die wahrscheinlich zu dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz gehört. Bei diesem Beispiel wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 üblicherweise die oktonäre Ordnung aus. Bei einem weiteren Beispiel wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 eine Ordnung auf Grundlage der aktuellen Motordrehzahl aus. Mit anderen Worten, die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 ändert die Ordnung zur Auswähl entsprechend der aktuellen Motordrehzahl. Dies bedeutet, dass die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 die Ordnung der Frequenz in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz in der aktuellen Motordrehzahl auswählt. Wenn bei diesem Beispiel zwei oder mehr Ordnungen von Frequenzen vorhanden sind, die zu dem Bereich von etwa 400 Hz bis 900 Hz gehören (wenn beispielsweise, wie in 3 dargestellt ist, die Frequenzen von zwei Ordnungen (oktonäre und duodenäre Ordnungen) zu dem Bereich von etwa 400 Hz bis 900 Hz gehören, wenn die Motordrehzahl etwa 3000 UpM ist und die Frequenzen von drei Ordnungen (senäre, oktonäre und duodenäre Ordnungen) zu dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz gehören, wenn die Motordrehzahl gleich etwa 4000 UpM ist), muss die höchste Ordnung nur unter den zwei oder mehr Ordnungen ausgewählt werden. Vorzugsweise wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 die höchste Ordnung gemäß vorstehender Beschreibung in der Situation aus, in der es schwierig ist, das Fahrzeug 2 in der ersten Fahrsituation sanft zu beschleunigen oder zu verlangsamen, das heißt, in einer Situation, in der es schwierig ist, eine passende Beschleunigerbetätigung derart durchzuführen, dass das Stoßen, das in dem Fahrzeug 2 während der Fahrt erzeugt wird (beispielsweise in einer Situation, in der das Fahrzeug 2 auf einer Straße mit starker Kurvigkeit oder einer Straße mit starken Wellungen fährt) minimiert wird.
Beim Erzeugen eines Einzeltones in der ersten Fahrsituation korrigiert die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 bei der Ausführungsform zudem den Schalldruck (Schalldruck zur Einstellung entsprechend der Motordrehzahl auf Grundlage der Karte in 4) des Einzeltones unter Berücksichtigung der Eigenschaften des menschlichen Gehörs, insbesondere der Eigenschaften entsprechend den Kurven gleicher Lautstärke.
Die Kurven gleicher Lautstärke werden nunmehr anhand 5 beschrieben. 5 zeigt die Frequenz (Hertz) auf der horizontalen Achse und den Schalldruck (dB) auf der vertikalen Achse. Die Kurven gleicher Lautstärke zeigen die Beziehung zwischen der Frequenz und dem Schalldruck, bei dem das menschliche Gehör dieselbe Stärke des Tones (in der Einheit „Phon“ dargestellt) empfindet, unter Verwendung von Konturlinien. „Phon“ ist die Einheit zur Darstellung der Stärke eines Tones, der vom menschlichen Gehör gehört wird, das heißt die Hörstärke (auditory strength) (Lautstärke) eines Tones. Kurven gleicher Lautstärke geben an, dass das menschliche Gehör die Eigenschaft aufweist, dass die sensorische Lautstärke eines Tones auch dann in Abhängigkeit von der Frequenz variiert, wenn der physikalische Schalldruck gleich ist.
Unter Berücksichtigung derartiger Kurven gleicher Lautstärke korrigiert die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 den Schalldruck eines Einzeltones zur Einstellung auf Grundlage der Karte in 4, um so die von dem Fahrer gehörte Lautstärke zwischen dem Fall, in dem ein Einzelton angewendet wird, und dem Fall, in dem ein synthetischer Ton angewendet wird, identisch zu machen. Da grundsätzlich die Anzahl von Tönen eines Einzeltones kleiner als in einem synthetischen Ton ist und die von dem Fahrer gehörte Lautstärke tendenziell kleiner wird, nimmt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 eine Korrektur vor, um den Schalldruck des Einzeltones zu erhöhen. Die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 nimmt jedoch eine Korrektur vor, um den Schalldruck des Einzeltones zu verringern, wenn die Frequenz des Einzeltones vergleichsweise hoch ist. Dies rührt daher, dass Kurven gleicher Lautstärke darstellen, dass das menschliche Gehör gegenüber einem Ton einer vergleichsweise hohen Frequenz empfindlich ist. Dies bedeutet, dass aufgrund der Eigenschaften eine Erhöhung des Schalldrucks bei hoher Frequenz eine Schärfe verursachen kann. In diesem Fall erhöht die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 vorzugsweise das Ausmaß (insbesondere das Ausmaß der Verringerung des Schalldrucks) der Korrektur des Schalldrucks eines Einzeltones, wenn die Frequenz höher ist. Da entsprechend der Karte in 4 die einzustellende Frequenz höher wird, wenn die Motordrehzahl höher ist, kann die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 das Ausmaß der Korrektur des Schalldrucks eines Einzeltones alternativ erhöhen, wenn die Motordrehzahl höher ist.
Als Nächstes wird der Ablauf der Tonerzeugungsverarbeitung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand 6 beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Tonerzeugungsverarbeitung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Tonerzeugungsverarbeitung wird von der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 (hauptsächlich der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 und dem Lautsprecher 20) wiederholt in einem vorbestimmten Zyklus ausgeführt.
Zunächst bezieht die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 bei Schritt S10 verschiedene Arten von Information von der Sensorgruppe 30. Insbesondere bezieht die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 die Motordrehzahl, die von dem Motordrehzahlsensor 31 detektiert wird, das Motordrehmoment, das von dem Motordrehmomentsensor 32 detektiert wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 detektiert wird, die Beschleunigeröffnung, die von dem Beschleunigerpositionssensor 34 detektiert wird, die Position des Fahrzeuges 2, die von der Positioniervorrichtung 35 berechnet wird, und die Karteninformation, die in der Navigationsvorrichtung 36 gespeichert ist.
Als Nächstes erzeugt die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 (insbesondere die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12) bei Schritt S11 die Sinuswellen der quaternären, senären, oktonären und duodenären Frequenzen unter Verwendung der Motordrehzahl als Primärfrequenz (Referenzfrequenz). Insbesondere stellt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 die Frequenz entsprechend der aktuellen Motordrehzahl, die bei Schritt S10 bezogen worden ist, für die Sinuswellen der quaternären, senären, oktonären und duodenären Frequenzen unter Bezugnahme auf die Frequenzkarte, die in der Speichereinheit 14 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 gespeichert ist, ein ( 3).
Als Nächstes ermittelt die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 (insbesondere die Fahrsituationsermittlungseinheit 13) bei Schritt S12 die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 auf Grundlage von wenigstens einem von der Position des Fahrzeuges 2 (den x-, y- und z-Koordinaten und der Position auf der Karte), der Karteninformation (insbesondere der Straßeninformation) und der Beschleunigeröffnung, die bei Schritt S10 bezogen worden sind. Insbesondere ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 die erste Fahrsituation durch die nachstehend beschriebenen Verfahren. Die nachstehend beschriebenen Verfahren können bei Bedarf kombiniert werden.
Bei einem Beispiel ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 auf Grundlage von Änderungen der Position des Fahrzeuges 2. Wenn bei diesem Beispiel die Spur von Änderungen der Position des Fahrzeuges 2 von einer geraden Linie entfernt ist, bestimmt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13, dass das Fahrzeug 2 auf einer kurvigen Straße fährt, und ermittelt, dass die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 die erste Fahrsituation ist. Zusätzlich bestimmt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13, dass das Fahrzeug 2 auf einer Straße mit vielen Erhebungen und Senkungen fährt, wenn sich die Höhenposition (vorbeschriebene z-Koordinate) des Fahrzeuges 2 häufig ändert, und ermittelt, dass die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 die erste Fahrsituation ist.
Bei einem weiteren Beispiel ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 auf Grundlage einer Straßeninformation rund um das Fahrzeug 2. Bei diesem Beispiel ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13, dass die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 die erste Fahrsituation ist, wenn die Straßenart, die in der Straßeninformation beinhaltet ist, rund um das Fahrzeug 2 eine kurvige Straße darstellt. Zusätzlich bestimmt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13, dass das Fahrzeug 2 auf einer Straße fährt, die sich wiederholt nach oben und unten oder nach links und rechts bewegt, wenn sich die Höhe oder Kurvigkeit der Straße, die in der Straßeninformation beinhaltet ist, rund um das Fahrzeug 2 häufig ändert, und ermittelt, dass die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 die erste Fahrsituation ist.
Bei wieder einem anderen Beispiel ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 auf Grundlage von Änderungen der Beschleunigeröffnung. Bei diesem Beispiel ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13, dass die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 die erste Fahrsituation ist, wenn das Änderungsausmaß der Beschleunigeröffnung pro vorbestimmte Zeit annähernd 20% bis 50% ist. Insbesondere wenn sich die Beschleunigeröffnung allmählich mit weniger als annähernd 50% ändert, ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13, dass die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 die erste Fahrsituation ist.
Beim vorbeschriebenen Beispiel ist die Beschleunigeröffnung prozentual definiert. Die Beschleunigeröffnung ist unter der Annahme definiert, dass das vollständige Geschlossensein gleich etwa 0% ist und das vollständige Offensein gleich etwa 100% ist. Bei einem anderen Beispiel kann eine Beschleunigeröffnung verwendet werden, die durch einen Winkel definiert ist. Bei wieder einem anderen Beispiel kann eine Beschleunigeröffnung verwendet werden, die durch eine Länge definiert ist. In diesem Fall kann die Bewegungsentfernung des distalen Endabschnittes des Beschleunigerpedals verwendet werden.
Als Nächstes bestimmt die Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 (insbesondere die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12) bei Schritt S13, ob die erste Fahrsituation bei Schritt S12 ermittelt worden ist. Ist die erste Fahrsituation ermittelt worden (JA bei Schritt S13), so geht die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 als Ergebnis zu Schritt S14 über.
Als Nächstes wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 bei Schritt S14 eine Ordnung zur Anwendung als Einzelton unter der quaternären Ordnung, der senären Ordnung, der oktonären Ordnung und der duodenären Ordnung, für die die Frequenzen bei Schritt S11 eingestellt worden sind, aus. Bei einem Beispiel wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 eine vordefinierte feste Ordnung (beispielsweise die oktonäre Ordnung) aus. Bei einem weiteren Beispiel wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 diejenige Ordnung, die zu dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz gehört, unter der quaternären Frequenz, der senären Frequenz, der oktonären Frequenz und der duodenären Frequenz gemäß Einstellung bei Schritt S11 aus. Sind bei diesem Beispiel zwei oder mehr Ordnungen von Frequenzen vorhanden, die zu dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz gehören, so muss die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 nur die höchste Ordnung von den zwei oder mehr Ordnungen auswählen. Insbesondere wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12, wie vorstehend beschrieben worden ist, vorzugsweise die höchste Ordnung aus, wenn das Fahrzeug 2 beispielsweise auf einer Straße mit starker Kurvigkeit oder einer Straße mit starken Wellungen fährt.
Als Nächstes stellt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 bei Schritt S15 den Schalldruck, der auf die Frequenz der bei Schritt S14 ausgewählten Ordnung ausgeübt werden soll, unter Bezugnahme auf die Schalldruckkarte, die in der Speichereinheit 14 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 gespeichert ist, ein (das heißt, sie stellt den Schalldruck eines Einzeltones ein) (4). Insbesondere betrifft die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 denjenigen Abschnitt in der Schalldruckkarte, in dem die Beziehung (entsprechend der ausgewählten Ordnung) zwischen der Motordrehzahl und dem Schalldruck definiert ist, und stellt den Schalldruck, der auf die Frequenz dieser Ordnung ausgeübt werden soll, entsprechend der aktuellen Motordrehzahl ein. Man beachte hierbei, dass die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 alle Schalldrücke, die auf die Frequenzen (drei Frequenzen) der bei Schritt S14 nicht ausgewählten Ordnungen ausgeübt werden sollen, auf etwa 0 einstellt.
Als Nächstes korrigiert die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 bei Schritt S16 den Schalldruck, der bei Schritt S15 eingestellt worden ist, unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Kurven gleicher Lautstärke. Insbesondere korrigiert die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 den Schalldruck eines Einzeltones entsprechend den Eigenschaften der Kurven gleicher Lautstärke derart, dass die Lautstärke des Tones, der von dem Fahrer gehört wird, zwischen dem Fall, in dem der Einzelton angewendet wird, und dem Fall, in dem der synthetische Ton angewendet wird, identisch ist. Grundsätzlich nimmt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 eine Korrektur dahingehend vor, den Schalldruck des Einzeltones zu erhöhen, da die Anzahl von Tönen in einem Einzelton kleiner als in einem synthetischen Ton ist und die Lautstärke des von dem Fahrer gehörten Tones tendenziell kleiner wird. Gleichwohl nimmt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 eine Korrektur dahingehend vor, den Schalldruck eines Einzeltones zu verringern, wenn die Frequenz des Einzeltones vergleichsweise hoch ist. In diesem Fall erhöht die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 das Ausmaß der Korrektur des Schalldrucks eines Einzeltones (insbesondere das Ausmaß der Verringerung des Schalldrucks), wenn die Frequenz höher ist oder die Motordrehzahl höher ist.
Als Nächstes erzeugt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 bei Schritt S17 das Tonsignal Ss, das einen Einzelton darstellt, an dem der korrigierte Schalldruck unter Bezugnahme auf die Frequenz der ausgewählten Ordnung ausgeübt worden ist, und gibt das Tonsignal Ss an den Lautsprecher 20 aus. Als Nächstes empfängt der Lautsprecher 20 bei Schritt S20 das Tonsignal Ss und gibt den Ton SC entsprechend dem Einzelton aus.
Wird demgegenüber bei Schritt S13 nicht die erste Fahrsituation ermittelt (NEIN bei Schritt S13), das heißt, ist der Fahrzustand des Fahrzeuges 2 die zweite Fahrsituation, so geht die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 zu Schritt S18 über. Bei Schritt S18 stellt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 die Schalldrücke, die auf die quaternäre Frequenz, die senäre Frequenz, die oktonäre Frequenz und die duodenäre Frequenz, die bei Schritt S11 eingestellt worden sind, ausgeübt werden sollen, entsprechend der aktuellen Motordrehzahl unter Bezugnahme auf die Schalldruckkarte, die in der Speichereinheit 14 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 gespeichert ist, ein (4).
Als Nächstes erzeugt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 bei Schritt S19 das Tonsignal Ss, das einen synthetischen Ton darstellt, der die quaternäre Frequenz, die senäre Frequenz, die oktonäre Frequenz und die duodenäre Frequenz, für die die Schalldrücke bei Schritt S18 eingestellt worden sind, beinhaltet, und gibt das Tonsignal Ss an den Lautsprecher 20 aus. Sodann empfängt der Lautsprecher 20 bei Schritt S20 das Tonsignal Ss und gibt den Ton SC entsprechend dem synthetischen Ton aus.
Die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 20 kann den Schalldruck einstellen, indem sie des Weiteren das bei Schritt S10 bezogene Motordrehmoment berücksichtigt. Insbesondere kann die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 eine Korrektur dahingehend vornehmen, den Schalldruck zu erhöhen, wenn das Motordrehmoment größer ist.
Zusätzlich kann die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 auch durch ein Verfahren, das keines der vorbeschriebenen ist, ermitteln. Die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 kann beispielsweise bestimmen, dass der Fahrer das Fahrzeug 2 mit niedrigem Leistungsverbrauch betreibt, wenn der Ladungszustand (SOC State Of Charge) der Batterie, die die elektrische Leistung zum Betreiben des Elektromotors 3 bereitstellt, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist oder wenn die verbleibende Fahrentfernung (zulässige Fahrentfernung) des Fahrzeuges 2 entsprechend dem Ladungszustand der Batterie kleiner als ein vorbestimmter Wert (von beispielsweise etwa 50 km) ist und die Fahrsituation des Fahrzeuges 2 die erste Fahrsituation ist. Die verbleibende Fahrentfernung muss lediglich auf Grundlage des Ladungszustandes der Batterie und der Elektrizitätsverbrauchsinformation des Fahrzeuges 2 berechnet werden.
Betrieb und Wirkung
Als Nächstes werden der Betrieb und die Wirkung der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand 7 beschrieben. 7 ist ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung des Betriebs und der Wirkung der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 7 das Simulationsergebnis, wenn das Testsubjekt eine Aufgabe des Fahrens auf einem vorbestimmten Kurs mit einer gehaltenen Zielfahrzeuggeschwindigkeit von etwa 40 km/h durchführt, während das Testsubjekt einen Ton hörte, der von der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 ausgegeben wurde. Ausgegeben werden von der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 in diesem Fall (1) ein synthetischer Ton, der die Töne mehrerer Frequenzen beinhaltet (insbesondere ein synthetischer Ton, der ein Frequenzband ähnlich demjenigen eines echten Motorgeräusches beinhaltet) und (2) ein Einzelton 1, der ein Ton einer einzigen Frequenz von etwa 200 Hz bis etwa 350 Hz ist, (3) ein Einzelton 2, der ein Ton einer einzigen Frequenz von etwa 400 Hz bis etwa 650 Hz ist und (4) ein Einzelton 3, der ein Ton einer einzigen Frequenz von etwa 600 Hz bis etwa 900 Hz ist. Das Aufrechterhaltungsverhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn das Testsubjekt auf dem vorbestimmten Kurs fährt, während diese Töne von der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 ausgegeben werden, und insbesondere das Verhältnis der Entfernung, für die die Zielfahrzeuggeschwindigkeit bis zur Gesamtentfernung aufrechterhalten werden konnte, zur Gesamtentfernung eines vorbestimmten Kursus wird bestimmt.
Aus 7 ist ersichtlich, dass als Ergebnis des synthetischen Tones insbesondere dann, wenn das Ergebnis, bei dem das Aufrechterhaltungsverhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeit geringfügig niedriger als etwa 0,7 war, als Referenzwert verwendet wurde, die Aufrechterhaltungsrate der Fahrzeuggeschwindigkeit schlechter als der Referenzwert für den Einzelton 1 von etwa 200 Hz bis etwa 350 Hertz wird, wohingegen das Aufrechterhaltungsverhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeit besser als der Referenzwert für den Einzelton 2 von etwa 400 Hz bis etwa 650 Hz und den Einzelton 3 von etwa 600 Hz bis etwa 900 Hz wird. Insbesondere ist das Aufrechterhaltungsverhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeit ein großer Wert von etwa 0,8 für den Einzelton 3 von etwa 600 Hz bis etwa 900 Hz. Diese Ergebnisse geben an, dass das Testsubjekt Änderungen des Tones entsprechend Änderungen der Geschwindigkeit für den Einzelton 1 nicht ohne Weiteres wahrgenommen hat, wohingegen das Testsubjekt Änderungen des Tones entsprechende Änderungen der Geschwindigkeit bei den Einzeltönen 2 und 3 ohne Weiteres wahrgenommen hat.
Dies bedeutet, dass aufgrund dessen, dass das Testsubjekt angemessene Beschleunigerbetätigungen zur Aufrechterhaltung der konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit durchführen konnte, indem es den Ton als Hinweis auf die Einzeltöne 2 und 3 von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz genommen hat, das Aufrechterhaltungsverhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeit höher als der Referenzwert wurde. Mit anderen Worten, obwohl das Testsubjekt tendenziell eine sanfte Beschleunigung oder Verlangsamung vorgenommen hat, um eine konstante Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, konnte das Testsubjekt diese Beschleunigung oder Verlangsamung über geringfügige Beschleunigerbetätigungen angemessen steuern bzw. regeln, indem es die Einzeltöne 2 und 3 aus der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 als Hinweis genommen hat.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, veranlasst die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 grundsätzlich, dass der Lautsprecher 20 einen synthetischen Ton, der mehrere Frequenzen beinhaltet, entsprechend der Motordrehzahl ausgibt, wohingegen die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 veranlasst, dass der Lautsprecher 20 nur den Ton (Einzelton) einer einzigen Frequenz in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen ausgibt, wenn die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 die erste Fahrsituation ermittelt, in der der Fahrer das Fahrzeug 2 sanft beschleunigt oder verlangsamt. In der ersten Fahrsituation ist es möglich zu veranlassen, dass der Fahrer einen Einzelton in dem Frequenzband, für das das menschliche Gehör hochgradig empfindlich ist, hört. Im Ergebnis erfasst der Fahrer den Zustand (so beispielsweise die Drehzahl) des Elektromotors 3 und den Betriebszustand (beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeuges 2 auf Grundlage des Tones, der von der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 ausgegeben wird, wodurch eine passende Beschleunigerbetätigung, die für die erste Fahrsituation geeignet ist, ermöglicht wird.
Zusätzlich macht die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 bei der Ausführungsform den Schalldruck des Einzeltones niedriger, wenn die Frequenz eines Einzeltones höher ist, sodass der Schärfe infolge eines hochfrequenten Tones entgegengewirkt werden kann.
Sind zudem zwei oder mehr Töne in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen von mehreren Frequenzen vorhanden, so wählt die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit 12 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 bei der Ausführungsform den Ton der höchsten Frequenz als Einzelton unter den zwei oder mehr Tönen aus. Dies ermöglicht, dass der Fahrer einen hochfrequenten Ton, für den das menschliche Gehör hochgradig empfindlich ist, hört. Im Ergebnis kann der Fahrer ohne Weiteres eine geringe Änderung des Zustandes des Elektromotors 3 und des Betriebszustandes des Fahrzeuges 2 durch eine Änderung der Tonhöhe eines Tones aus der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 erkennen, wodurch eine passendere Beschleunigerbetätigung ermöglicht wird.
Zusätzlich ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 bei der Ausführungsform die erste Fahrsituation auf Grundlage von Änderungen der Position des Fahrzeuges 2. Entsprechend kann die erste Fahrsituation genau ermittelt werden, indem die Geometrie der Fahrstraße auf Grundlage von Änderungen der Position des Fahrzeuges 2 bestimmt wird.
Zusätzlich ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 bei der Ausführungsform die erste Fahrsituation auf Grundlage der Straßeninformation rund um das Fahrzeug 2. Hierdurch kann die erste Fahrsituation genau ermittelt werden, indem die Geometrie der Fahrstraße auf Grundlage von verschiedenen Arten von Information, die in der Straßeninformation beinhaltet ist (so beispielsweise auf Grundlage der Straßenart und der Höhe und Kurvigkeit der Straße), bestimmt wird.
Zusätzlich ermittelt die Fahrsituationsermittlungseinheit 13 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 bei der Ausführungsform die erste Fahrsituation auf Grundlage von Änderungen der Beschleunigeröffnung. Hierdurch kann die erste Fahrsituation genau ermittelt werden, indem die Beschleunigungsabsicht des Fahrers auf Grundlage von Änderungen (so beispielsweise einem Fortschreiten) der Beschleunigeröffnung durch den Fahrer bestimmt wird.
Abwandlung
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Umstellen zwischen einem synthetischen Ton und einem Einzelton automatisch entsprechend der Fahrsituation, die von der Fahrsituationsermittlungseinheit 13 der Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung 10 ermittelt wird, vorgenommen wird, kann das Umstellen zwischen einem synthetischen Ton und einem Einzelton bei einem anderen Beispiel auch manuell durch einen fahrerseitigen Umstellbetätigung vorgenommen werden. Bei wieder einem anderen Beispiel kann das Umstellen zwischen einem synthetischen Ton und einem Einzelton auch durch eine fahrerseitige Sprachanweisung vorgenommen werden.
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Fahrzeug 2 ein Elektrofahrzeug (EV) ist und keinen Motor mit innerer Verbrennung aufweist, kann das Fahrzeug 2 bei einem weiteren Beispiel einen oder beide von einem Motor mit innerer Verbrennung und einem Elektromotor als Drehleistungsquelle aufweisen. Bei einer Abwandlung, bei der das Fahrzeug 2 nur einen Motor mit innerer Verbrennung aufweist, kann der Fahrer den Fahrzeugzustand und Änderungen des Fahrzeugzustandes über den Ton, der von der Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung 1 erzeugt wird, zusätzlich zum Betriebsgeräusch des Motors eindeutiger schnell erfassen. Zusätzlich kann bei dieser Abwandlung die Drehzahl des Motors mit innerer Verbrennung (die Motordrehzahl) verwendet werden, um die Frequenz und den Schalldruck des Tones SC zu bestimmen. Bei wieder einer anderen Abwandlung, bei der das Fahrzeug 2 sowohl einen Motor mit innerer Verbrennung wie auch einen Elektromotor aufweist, kann die Drehzahl eines oder beider von dem Elektromotor und dem Motor mit innerer Verbrennung verwendet werden, um die Frequenz und den Schalldruck des Tones SC zu bestimmen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung

2: Fahrzeug
3: Elektromotor
10: Tonsteuer- bzw. Regelvorrichtung
12: Tonsteuer- bzw. Regeleinheit
13: Fahrsituationsermittlungseinheit
14: Speichereinheit
20: Lautsprecher (Tonausgabeeinheit)
31: Motordrehzahlsensor
34: Beschleunigerpositionssensor
35: Positioniervorrichtung
36: Navigationsvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017062320 A [0003]

Claims

Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung (1), die in einem Fahrzeug (2) montiert ist, das mit einer Drehleistungsquelle fährt, die einen Elektromotor (3) und/oder einen Motor mit innerer Verbrennung beinhaltet, wobei die Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung (1) umfasst: eine Tonsteuer- bzw. Regeleinheit (12) mit Konfigurierung zum Einstellen von mehreren Frequenzen entsprechend der Drehzahl der Drehleistungsquelle und Schalldrücken, die auf die mehreren Frequenzen ausgeübt werden sollen, und Erzeugen eines Tonsignals, das einen synthetischen Ton darstellt, der Töne der mehreren Frequenzen, auf die die eingestellten Schalldrücke ausgeübt worden sind, beinhaltet; eine Tonausgabeeinheit (20) mit Konfigurierung zum Ausgeben eines Tones entsprechend dem Tonsignal, das von der Tonsteuer- bzw. Regeleinheit (12) erzeugt wird; und eine Fahrsituationsermittlungseinheit (13) mit Konfigurierung zum Ermitteln einer spezifischen Fahrsituation, in der ein Fahrer das Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt, wobei die Tonausgabeeinheit (20) das Tonsignal erzeugt, das nur einen Einzelton einer Frequenz in einem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen darstellt, wenn die Fahrsituationsermittlungseinheit die spezifische Fahrsituation ermittelt.
Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Tonausgabeeinheit (20) einen Schalldruck des Einzeltones niedriger macht, wenn die Frequenz des Einzeltones höher ist.
Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei dann, wenn zwei oder mehr Töne von Frequenzen in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen vorhanden sind, die Tonsteuer- bzw. Regeleinheit (12) als Einzelton den Ton der höchsten Frequenz von den zwei oder mehr Tönen auswählt.
Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrsituationsermittlungseinheit (13) eine Position des Fahrzeuges (2) bezieht und die Fahrsituation auf Grundlage einer Änderung der bezogenen Position ermittelt.
Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrsituationsermittlungseinheit (13) Straßeninformation rund um das Fahrzeug (2) bezieht und die Fahrsituation auf Grundlage der bezogenen Straßeninformation ermittelt.
Fahrzeugtonerzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrsituationsermittlungseinheit (13) eine Beschleunigeröffnung entsprechend einem Betätigungsausmaß eines Beschleunigerpedals des Fahrzeuges (2) bezieht und die Fahrsituation auf Grundlage einer Änderung der bezogenen Beschleunigeröffnung ermittelt.
Verfahren zum Erzeugen eines Tones in einem Fahrzeug (2), das mit einer Drehleistungsquelle fährt, die einen Elektromotor (3) und/oder einen Motor mit innerer Verbrennung beinhaltet, wobei das Verfahren umfasst: Einstellen von mehreren Frequenzen entsprechend der Drehzahl der Drehleistungsquelle und Schalldrücken, die auf die mehreren Frequenzen ausgeübt werden sollen, Erzeugen eines Tonsignals, das einen synthetischen Ton darstellt, der Töne der mehreren Frequenzen, auf die die eingestellten Schalldrücke ausgeübt worden sind, beinhaltet, Ausgeben eines Tones entsprechend dem Tonsignal, Ermitteln einer spezifischen Fahrsituation, in der ein Fahrer das Fahrzeug sanft beschleunigt oder verlangsamt, und Erzeugen des Tonsignals, das nur einen Einzelton einer Frequenz in einem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen darstellt, wenn die spezifische Fahrsituation ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend den Schritt des Niedrigermachens eines Schalldrucks des Einzeltones, wenn die Frequenz des Einzeltones höher ist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, des Weiteren umfassend den Schritt des als Einzelton erfolgenden Auswählens des Tones der höchsten Frequenz von zwei oder mehr Tönen in einem Fall, in dem zwei oder mehr Töne von Frequenzen in dem Bereich von etwa 400 Hz bis etwa 900 Hz unter den Tönen der mehreren Frequenzen vorhanden sind.
Computerprogrammerzeugnis, umfassend computerlesbare Anweisungen, die, wenn sie in ein geeignetes System geladen und dort ausgeführt werden, die Schritte eines Verfahrens nach Ansprüchen 7 bis 9 durchführen können.