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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modulierung eines von einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug an eine Umgebung ausgegebenen akustischen Signales, bei welchem das akustische Signal in einem Signalisierungsmodus ausgegeben wird.
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Hybridelektrofahrzeuge und reine Elektrofahrzeuge sind auf Grund einer sehr leisen Fahrweise nicht von der Umgebung wahrnehmbar. Deshalb müssen diese ein AVAS-System (Acoustic Vehicle Alerting System) aufweisen. Dieses System dient der akustischen Wahrnehmung der Fahrzeuge insbesondere durch Passanten.
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Aus der
DE 10 2010 048 463 A1 sind ein Verfahren und ein Signalisierungssystem zum umgebungsadaptiven Regeln der Signalausgabe geräuscharmer Fahrzeuge bekannt. Das geräuscharme Fahrzeug umfasst eine akustische Signalausgabeeinrichtung. Unter Berücksichtigung von Eingangs-Regelparametern, wie dem Fahrzeug von außen zugeführte Informationen und durch das Fahrzeug selbst erfasste Parameter, werden eine Vielzahl von Ansteuerungsdaten für die mit einem Steuergerät verbundene Signalausgabeeinrichtung erzeugt, die in verschiedenen Signalisierungsmodi in dem Steuergerät abgelegt sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Modulierung eines von einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug an eine Umgebung ausgegebenen akustischen Signales anzugeben, bei welchem das akustische Signal von allen Passanten zuverlässig wahrgenommen werden kann.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass das akustische Signal durch einen synthetischen Dopplereffekt in Abhängigkeit einer Relativposition des Fahrzeuges zu einem Passanten erzeugt wird. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur der Verlauf des akustischen Signales variiert und somit besser wahrnehmbar wird, sondern auch ein Informationsgehalt für Passanten im Umfeld des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges erhöht wird.
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Vorteilhafterweise wird der synthetische Dopplereffekt um eine Frequenz oder einer überlagerten Frequenzkomponente eines Geräuschbandes erzeugt. Die Variation beruht dabei auf einer Frequenz oder einem Frequenzbestandteil des von dem elektrisch angetriebenen Fahrzeuges abgegebenen Geräusches, so dass die Passanten zuverlässig auf das Fahrzeug als Geräuschquelle schließen können.
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In einer Ausgestaltung wird die Frequenz oder die überlagerte Frequenzkomponente variiert wird, indem diese bis zum Erreichen des Passanten durch das Fahrzeug erhöht und nach Passieren des Passanten wieder verringert wird. Dadurch kann der Passant sicher unterscheiden, ob sich das Fahrzeug annähert oder entfernt. Dies führt zu Unterstützung einer Sinneswahrnehmung der Passanten, vor allem von Passanten, deren Gehör beeinträchtigt ist. Somit wird die Verkehrssicherheit erhöht.
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In einer Variante wird ein Schalldruckpegel des Geräuschbandes oder der Komponente des Geräuschbandes bis zum Erreichen des Passanten durch das Fahrzeug erhöht und nach Passieren des Passanten wieder verringert. Dadurch wird eine Wahrnehmung des akustischen Signals durch die Passanten weiter verbessert.
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In einer Ausführungsform wird während des Fahrens die Umgebung des Fahrzeuges auf Vorhandensein eines Passanten überwacht und beim Erfassen eines Passanten der Signalisierungsmodus aktiviert. Der Signalisierungsmodus wird gestartet, wenn ein Passant erfasst wurde. Auf einen ständigen Betrieb des Signalisierungsmodus wird verzichtet, um Irritationen im Straßenverkehr zu vermeiden.
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Es ist von Vorteil, wenn zur Erzeugung des synthetischen Dopplereffektes ein in Fahrtrichtung des Fahrzeuges projizierter Abstand zu dem Passanten ermittelt wird, aus welchem auf eine Zeitdauer bis zum Passieren des Passanten geschlossen wird, wobei die Frequenzerhöhung bzw. Frequenzverringerung des akustischen Signales an diese Zeitdauer angepasst wird. Somit wird sichergestellt, dass das modulierte akustische Signal auf den erfassten Passanten abgestimmt ist und dieser das akustische Signal auch wirklich wahrnimmt. Die Zeitdauer startet mit dem Erfassen des Passanten und endet mit dem Passieren des Passanten.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird die Erhöhung bzw. Verringerung der Basisfrequenz oder der überlagerten Frequenzkomponente des Geräuschbandes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges variiert. Das akustische Signal trägt somit eine Geschwindigkeitsinformation, indem bei einer geringen Geschwindigkeit des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges ein geringerer Frequenzunterschied des synthetisch erzeugten Dopplereffektes wahrgenommen wird, als bei einer höheren Geschwindigkeit des an dem Passanten vorbeifahrenden Fahrzeugs.
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In einer weiteren Variante wird dem, durch den synthetischen Doppler-Effekt erzeugten akustischen Signal in Abhängigkeit eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereiches des Fahrzeuges ein mit einem Tonintervall korrespondierendes Frequenzverhältnis zugeordnet. Somit werden dem akustischen Signal die vom Menschen als angenehm empfundene Klänge, wie Oktave, Quinte, Terz u.a. zugeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das akustische Signal bis zum Erreichen einer vorgegebenen Geschwindigkeit des Fahrzeuges, vorzugsweise 30 km/h, erzeugt. Somit wird das akustische Signal nur dann vom Fahrzeug ausgegeben, wenn seine Fahrgeräusche von der Umgebung nicht wahrnehmbar sind, was zu Verkehrsgefährdungen führen kann.
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Vorteilhafterweise wird das durch den synthetischen Doppler-Effekt erzeugte akustische Signal auf ein AVAS-Signal auf moduliert. Diese Lösung lässt sich allein durch Softwareeinstellungen umsetzen, so das auf zusätzliche technische Komponenten verzichtet werden kann, was eine kostengünstige Umsetzung ermöglicht.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 eine Prinzipdarstellung des Verlaufes des akustischen Signales,
- 3 ein Ausführungsbeispiel für den detektierten Passanten des akustischen Signales,
- 4 ein Ausführungsbeispiel für eine Abstandsbestimmung zwischen Fahrzeug und detektierten Passant,
- 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die detektierten Passanten des akustischen Signales,
- 6 ein Ausführungsbeispiel für eine Gestaltung eines Frequenzverhältnisses des akustischen Signales.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dabei ist ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug F vorgesehen, welches eine Signalausgabeeinheit zur Ausgabe eines AVAS-Geräusches (Acoustic Vehicle Alerting System) aufweist. Im Block 100 wird mit Hilfe von, in dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug vorhandenen Sensoren S, wie Ultraschall- oder Radarsensoren oder Kameras, festgestellt, ob sich im Umfeld des Fahrzeuges F Passanten P aufhalten. Anschließend wird im Block 110 geprüft, ob die Anzahl der Passanten P gleich 1 ist (3). Ist dies nicht der Fall, wird zum Block 100 zurückgekehrt. Wurde nur ein Passant P erfasst, wird dessen Position vor dem Fahrzeug F in Fahrtrichtung des Fahrzeuges bestimmt (4). Das erfolgt mit Hilfe des detektierten Abstandes d und dem ebenfalls gemessenen Winkel α zur Fahrrichtung. Daraus wird bezogen auf die Bewegungsrichtung des Fahrzeuges F ein projizierte Abstand dp bestimmt (Block 120). Im Block 130 wird mit Hilfe des ermittelten projizierte Abstands dP eine Zeitdauer tP bis zum Passieren des Passanten P errechnet. Die Zeitdauer tp startet mit der Detektion des Passanten P. Der projizierte Abstand dp kann eindeutig nur bei der Fokussierung auf einen Passanten P oder eine lokal abgrenzbare Gruppe bestimmt werden. Beim Auftreten von mehreren, verstreut sich in der Umgebung des Fahrzeuges F bewegenden Passanten P ist die Anwendung nicht möglich (5).
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Anschließend werden aus dem vom Fahrzeug F ausgegebenen AVAS-Geräusch eine oder mehrere Frequenzen oder überlagerte Frequenzbestandteile ausgehend von einer Grundfrequenz f0 um einen Faktor (f0*β)/tP bis zum Passieren des Passanten P (Ende der Zeitdauer tp) verändert. Bei der Annäherung des Fahrzeuges F an den detektierten Passanten P wird die Frequenz fP auf die Frequenz f0*β bis zum Passieren des Passanten P erhöht (Block 140). Nach dem Passieren des Passanten P, d.h. im Block 150 ist die Zeit tp abgelaufen, wird im Block 160 die Frequenz fP wieder auf die ursprüngliche Frequenz f0 abgesenkt. Anschließend wird zum Block 100 zurückgekehrt, um kontinuierlich nach Passanten P in der Umgebung des Fahrzeuges F zu scannen.
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2 zeigt eine Prinzipdarstellung des Verlaufes des akustischen Signales. In Zeile a ist eine von dem Fahrzeug F zurückgelegte Wegstrecke mit der Position des Passanten P dargestellt. Die Zeitdauer tp, welche zum Zurücklegen der Wegstrecke benötigt wird, ist in Zeile b dargestellt. Der Verlauf der aus dem AVAS-Geräusch ausgewählten Frequenz fP ist aus Zeile c ersichtlich, wo das Ansteigen der Frequenz fp bis zum Erreichen des Passanten P und das Wiederabfallen der Frequenz fP nach Passieren des Passanten P verdeutlich ist. Das Absenken der Frequenz fp kann dabei vorzugsweise innerhalb desselben Zeitdauer tp erfolgen, wie die Erhöhung der Frequenz fp. Durch die kontinuierliche Frequenzerhöhung bis zum Passieren des Passenten P und anschließende Frequenzabsenkung wird für den Passanten P ein synthetischer „erweiterter“ Dopplereffekt dem AVAS-Geräusch auf moduliert. Die Frequenzerhöhung transportiert für den Passanten P die Information „Annäherung des Fahrzeuges“, während die Frequenzabsenkung die Information „Entfernung des Fahrzeuges“ beinhaltet. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, den Effekt dieses synthetischen „erweiterten“ Dopplereffektes durch die Anhebung und Absenkung eines Schalldruckpegels des AVAS-Geräusches von LP0 auf LPmax zu unterstützen, wie es in 2, Zeile d verdeutlicht ist.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine Gestaltung eines Frequenzverhältnisses des akustischen Signales ist in 6 dargestellt, bei welchem der Faktor β mit der Geschwindigkeit v des Fahrzeuges F vergrößert wird. Die Vergrößerung kann dabei linear oder logarithmisch erfolgen. Dem AVAS-Geräusch wird somit zusätzlich eine Geschwindigkeitsinformation aufgeprägt. In Abhängigkeit von einem Geschwindigkeitsbereich wird dem Faktor β ein Wert eines mit einem bevorzugten Tonintervall korrespondierendes Frequenzverhältnisses zugeordnet. Beträgt das Frequenzverhältnis β = 1, 2 entspricht dies einer kleinen Terz (Abschnitt A). Bei einem Frequenzverhältnis von β = 1, 25 wird eine große Terz eingestellt (Abschnitt B), während ein Frequenzverhältnis von β = 1, 33 einer Quarte entspricht (Abschnitt C). Im Abschnitt D entspricht das Frequenzverhältnis β = 1, 5 einer Quinte und im Abschnitt E das Frequenzverhältnis von β = 2 einer Oktave. Daraus resultiert bei langsamer Fahrt des Fahrzeuges vorbei an dem Passanten P ein geringerer Frequenzunterschied des synthetischen Dopplereffektes als bei schneller Vorbeifahrt. Das so modulierte AVAS-Geräusch transportiert damit für den Passanten P gleichzeitig eine Information über die Geschwindigkeit des Fahrzeuges F.
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Eine zuverlässige Warnung der Passanten P wird bei der vorgeschlagenen Lösung durch die Anreicherung des AVAS-Geräusches mit den zusätzlichen Informationen „annäherndes“ oder „entfernendes“ Fahrzeug F durch mindestens eine Geräuschkomponente erzeugt, welche in Abhängigkeit der Relativposition von Fahrzeug F und dem vom Fahrzeug F erfassten Passanten P in Frequenz oder Frequenz und Schalldruck moduliert wird.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- F
- Fahrzeug
- P
- Passant
- S
- Sensor
- d
- Abstand zwischen Fahrzeug und Passant
- dP
- in Fahrtrichtung des Fahrzeuges projizierter Abstand
- tP
- Zeitdauer zwischen Erfassen des Passanten und Passieren des Passanten
- fP
- modulierte Frequenz
- f0
- ausgewählte Frequenz oder überlagerte Frequenzkomponente
- β
- Faktor Frequenzverhältnis
- α
- Winkel
- LP
- Schalldruck
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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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- DE 102010048463 A1 [0003]
