DE19746523B4

DE19746523B4 - Method for generating sound in motor vehicles and a circuit arrangement for carrying out the method

Info

Publication number: DE19746523B4
Application number: DE19746523A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Prof. Dreyer; Peter Dr. Wagner; Rainer Schmidetzki
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-11-02
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: DE19746523A1

Abstract

Verfahren zur Klangerzeugung in Kraftfahrzeugen, mittels eines Drehzahlsensors (2), eines Lastzustandssensors (3), in einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges angeordneten Lautsprechern (10) und mindestens einem Mikrofon (5), umfassend folgende Verfahrensschritte:
a) Erfassen einer Drehzahl eines Motors (1) des Kraftfahrzeuges durch den Drehzahlsensor (2);
b) Ermitteln von Übertragungsfunktionen der Lautsprecher (10);
c) Berechnung der Grundfrequenz des vom Motor (1) abgestrahlten Geräusches aus dem der Drehzaht-entsprechenden Signal;
d) Erfassen des Lastzustandes des Motors (1) durch den Lastzustandssensor (3);
e) Auswählen von Oberwellen zur Grundfrequenz in Abhängigkeit vom Lastzustand des Motors, wobei die Oberwellen derart ausgewählt werden, dass in Abhängigkeit des Lastzustandes ein Gesamtspektrum der über die Lautsprecher (10) abgestrahlten, künstlich erzeugten Motorordnung angehoben oder abgesenkt wird, wobei zu höheren Lasten hin das Gesamtspektrum angehoben wird;
f) Erlassen des über die Lautsprecher (10) abgestrahlten Klangspektrums durch das mindestens eine Mikrofon (5) und
g) Rückkopplung des erfassten Klangspektrums zur...Method for generating sound in motor vehicles, by means of a speed sensor (2), a load condition sensor (3), loudspeakers (10) arranged in a passenger compartment of the motor vehicle and at least one microphone (5), comprising the following method steps:
a) detecting a rotational speed of an engine (1) of the motor vehicle by the rotational speed sensor (2);
b) determining transmission functions of the loudspeakers (10);
c) calculating the fundamental frequency of the noise emitted by the engine (1) from the signal corresponding to the rotational speed;
d) detecting the load condition of the engine (1) by the load condition sensor (3);
e) selecting harmonics to the fundamental frequency in dependence on the load condition of the engine, wherein the harmonics are selected such that, depending on the load condition, an overall spectrum of the artificially generated engine order radiated via the loudspeakers (10) is raised or lowered, leading to higher loads the whole spectrum is raised;
f) passing the sound spectrum emitted by the loudspeakers (10) through the at least one microphone (5) and
g) Feedback of the acquired sound spectrum to the ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klangerzeugung in Kraftfahrzeugen und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for producing sound in motor vehicles and a circuit arrangement for carrying out the method.

In üblichen Kraftfahrzeugen besteht heutzutage die Tendenz, die vom Motor erzeugten Geräusche soweit als möglich zu dämmen. Als Ergebnis hiervon sind Geräusche des Motors im Innenraum insbesondere bei niedrigen Lastzuständen des Motors nicht mehr vernehmbar. Das bei hohen Motordrehzahlen vernehmbare Motorgeräusche in der Regel ein undifferenziertes, uninteressantes Geräuschbild zeigen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß der Fahrer eines Automobils für sein persönliches Wohlbefinden eine akustische Wahrnehmung oder Rückkopplung des Motors benötigt. Diese fehlt bei derart gut gedämmten Kraftfahrzeugen zumindest im Bereich niedriger Lastzustände des Motors oder in solchen Bereichen, bei denen Außengeräusche die vom Motor erzeugten Geräusche übertreffen.In usual Motor vehicles today tend to be those produced by the engine Sounds as far as possible to insulate. As a result, there are noises of the engine in the interior, in particular at low load conditions of Motors no longer audible. The audible at high engine speeds engine noise usually an undifferentiated, uninteresting sound image demonstrate. However, it has been found that the driver of an automobile to be personal well-being an acoustic perception or feedback of the engine needed. These is missing in such well insulated Motor vehicles at least in the range of low load conditions of the Motors or in areas where outside noise generated by the engine Surpassing noise.

Aus der DE 34 20 463 ist eine Klangerzeugungsvorrichtung bekannt, bei der mittels eines Drehzahlsensors ein Drehzahlsignal erfaßt wird. Das Drehzahlsignal wird einer Frequenzumsetzerschaltung zugeführt, die ausgangsseitig mehrere drehzahlproportionale Frequenzsignale erzeugt, von denen eines durch den Fahrer auswählbar und über einen Wahlschalter zu einem Verstärker und einem Lautsprecher im Innenraum des Kraftfahrzeuges zuführbar ist. Diese künstlich erzeugten drehzahlproportionalen Frequenzsignale sollen Geräusche simulieren, die dem Fahrer des Kraftfahrzeuges akustisch das Gefühl vermitteln, einen Sportwagen mit den für einen Sportwagen typischen Klangverhalten zu fahren, obwohl der Fahrer tatsächlich ein Durchschnittskraftfahrzeug bewegt.From the DE 34 20 463 a sound generating device is known in which by means of a speed sensor, a speed signal is detected. The speed signal is supplied to a frequency converter circuit, the output side generates a plurality of speed-proportional frequency signals, one of which is selectable by the driver and fed via a selector switch to an amplifier and a speaker in the interior of the vehicle. These artificially generated speed-proportional frequency signals are intended to simulate noises that acoustically give the driver of the motor vehicle the feeling of driving a sports car with the typical sound characteristics of a sports car, even though the driver actually moves an average motor vehicle.

Aus der WO 91/18385 ist eine Geräuscherzeugungsvorrichtung bekannt, bei der wenigstens ein Lastsensor vorgesehen ist und der Geräuschgenerator durch eine z. B. als Computer ausgebildete Steuerungsvorrichtung und einen Synthesizer gebildet ist, wobei die Steuerungsvorrichtung derart ausgebildet ist, daß diese den Synthesizer in Abhängigkeit von Betriebsbereichen, die durch das Lastsignal sowie gegebenenfalls weitere Signale, wie z. B. ein Drehzahlsignal, definiert sind, zum Erzeugen von Geräuschen veranlaßt, die von Betriebsbereich zu Betriebsbereich bzw. von Betriebspunkt zu Betriebspunkt variieren. Bei diesen Betriebsbereichen kann es sich um Bereiche von zwei- oder mehrdimensionalen Kennlinienfeldern handeln, die zumindest eine Achse in Richtung der Last und gegebenenfalls eine Achse in Richtung der Drehzahl aufweisen. Da die jeweils erzeugten Klänge oder Geräusche oder Rhythmen abhängig sind von Drehzahl und Last des Motors sowie gegebenenfalls von weiteren Fahrzustands- oder Motorparametern, ist der Fahrer des Fahrzeugs ständig akustisch mit dem Fahrzustand in einer Rückkopplungsbeziehung, wodurch ihm eine optimale Handhabung des Fahrzeuges ermöglicht wird.Out WO 91/18385 is a sound generating device in which at least one load sensor is provided and the noise generator by a z. B. designed as a computer control device and a synthesizer is formed, wherein the control device is designed such that this the synthesizer in dependence of operating areas caused by the load signal as well as, if necessary further signals, such as. B. a speed signal, are defined, for generating noises causes from operating area to operating area or operating point vary to operating point. These operating areas can These are areas of two- or multi-dimensional characteristic fields act that has at least one axis in the direction of the load and, where appropriate have an axis in the direction of the speed. Since each generated sounds or noises or rhythms dependent are of the speed and load of the engine and possibly of others Driving condition or engine parameters, is the driver of the vehicle constantly acoustically with the driving state in a feedback relationship, thereby he optimal handling of the vehicle is made possible.

Aus der WO 90/13109 ist eine Geräuscherzeugungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, mit einer Signalquelle zur Erzeugung gewünschter Geräusche in Abhängigkeit der Fahrzustandsparameter und Mittel zur Erfassung der Fahrzustandsparameter, wobei die erzeugten Signale an einen oder mehrere Lautsprecher oder andere Wandler oder Aktuatoren übergeben werden, so daß für den Fahrer die gewünschte Geräuschkulisse erzeugt wird. Als Signalquelle können auch aufgezeichnete Signale verwendet werden.Out WO 90/13109 is a sound generating device for motor vehicles known, with a signal source for generating desired Sounds dependent on the driving state parameter and means for detecting the driving state parameters, wherein the generated signals to one or more speakers or pass other converters or actuators so that for the driver the desired background noise is produced. As a signal source can also recorded signals are used.

Aus der WO 92/08225 ist eine Vorrichtung zur akustischen Kontrolle an Fahrzeugen bekannt, umfassend eine erste Signalquelle, die gewünschte Fahrzeuggeräusche oder – Vibrationen erzeugt, und Kontrollmittel reagierend auf die Fahrzeugparameter, die die Signale der ersten Signalquelle steuern, so daß gewünschte Ausgangssignale an Wandler abgegeben werden, die dann die gewünschten Fahrzeuggeräusche oder -Vibrationen abgeben. Die Vorrichtung kann in eine destruktive Geräuschinterferenzvorrichtung integriert werden, die die nicht erwünschten Fahrzeuggeräusche kompensiert bzw. auslöscht. Die Fahrzeugparameter können entweder über die Drosselklappenstellung oder Gangwechsel sensorisch erfaßt werden. Alternativ kann über ein Mikrofon oder einen Vibration-Sensor die Motordrehzahl erfaßt werden. Das dem Motorsignal entsprechende Signal vom Mikrofon wird an eine Signalbehandlungseinheit übergeben. Die Signalbehandlungseinheit kann z. B. ein von einem Mikroprozessor gesteuerter Synthesizer sein. Das Signal vom Mikrofon wird zum Triggern eines gewünschten Signals des Synthesizers verwendet, das auf einen Vorverstärker geschaltet wird und anschließend auf im Kraftfahrzeug angeordnete Lautsprecher geschaltet wird. Die Signalbehandlungseinheit erhält zusätzlich ein Signal von einem weiteren Wandler, der z. B. als Mikrofon ausgebildet ist, als Rückkopplungssignal. Dieses Mikrofon kann z. B. in der Fahrgastzelle angeordnet sein. Die beiden Ausgangssignale der Wandler sowie ein Signal des Vorverstärkers werden auf die destruktive Geräuschinterferenzvorrichtung aufgeschaltet.Out WO 92/08225 is an acoustic control device Vehicles known, comprising a first signal source, the desired vehicle noise or - vibrations generated, and control means responsive to the vehicle parameters, the controlling the signals of the first signal source so that desired output signals be submitted to the converter, then the desired vehicle noise or Deliver vibrations. The device may be in a destructive noise interference device integrated, which compensates for unwanted vehicle noise or extinguished. The Vehicle parameters can either over the throttle position or gear change are detected by sensors. Alternatively, over a microphone or a vibration sensor, the engine speed are detected. The signal corresponding to the motor signal from the microphone is sent to a Passing signal treatment unit. The signal processing unit can, for. As one of a microprocessor controlled synthesizer. The signal from the microphone is used to trigger a desired Signal of the synthesizer used, which switched to a preamplifier and then is switched to arranged in the motor vehicle speakers. The Signal treatment unit receives additionally a signal from another converter, the z. B. is designed as a microphone, as a feedback signal. This microphone can z. B. be arranged in the passenger compartment. The two output signals of the converter and a signal of the preamplifier are on the destructive noise interference device switched.

Aus der GB 2 254 979 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt, bei dem aktiv ein gewünschtes Fahrzeuggeräusch in die Fahrzeugkabine eingestrahlt wird. Dazu misst eine Sensorik die Differenz-Vibration zwischen einer wiederkehrenden Vibrationsquelle wie z. B. die Motorgeräusche und einem angesteuerten Aktuator. Dabei wird die Amplitude der Grundschwingung oder der ersten Oberschwingung der wiederkehrenden Vibrationsquelle erfasst und die erfasste Differenzvibration in eine Vielzahl unabhängiger Komponentenpaare umgeformt. Die Vielzahl unabhängiger Komponentenpaare bilden die Differenzvibration und sind jeweils synchronisiert zur wiederkehrenden Periode der wiederkehrenden Vibrationsquelle. Die einzelnen Komponentenpaare werden verändert und steuern anschließend wieder den Aktuator an. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis die Differenzvibration einem vorbestimmten Wert entspricht. Vorzugsweise wird neben der Amplitude auch die Phase der Grundschwingung oder der ersten Oberschwingung der wiederkehrenden Vibrationsquelle erfasst. Das Verfahren beruht darauf, iterativ ausgehend von einer gezielten Startschätzung die Verbesserungen oder Verschlechterungen zu erfassen und beim nächsten Iterationsschritt entsprechend Phase und Amplitude der Komponentenpaare gegenzusteuern. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist die verhältnismäßig lange Einschwingungszeit des Systems, so dass das Verfahren z. B. für sich schnell ändernde Fahrzeugzustände nicht geeignet ist.From the GB 2 254 979 a method and an apparatus for carrying out the method is known in which a desired vehicle noise is actively radiated into the vehicle cabin. For this purpose, a sensor measures the differential vibration between a recurring vibration source such. B. the engine noise and a controlled Ak tuator. In this case, the amplitude of the fundamental or the first harmonic of the recurring vibration source is detected and the detected differential vibration is transformed into a plurality of independent component pairs. The plurality of independent component pairs constitute the differential vibration and are respectively synchronized with the recurring period of the recurring vibration source. The individual component pairs are changed and then control the actuator again. This process is repeated until the difference vibration corresponds to a predetermined value. Preferably, in addition to the amplitude, the phase of the fundamental or the first harmonic of the recurring vibration source is detected. The method is based iteratively on the basis of a targeted start estimation to detect the improvements or deteriorations and counteract the next iteration step corresponding phase and amplitude of the component pairs. A disadvantage of the known method is the relatively long settling time of the system, so that the method z. B. is not suitable for rapidly changing vehicle conditions.

Aus der WO 88 02 912 A1 ist eine Vorrichtung zur Geräuschreduzierung in einem Kraftfahrzeug bekannt, umfassend einen an einem Motor angeordneten Drehzahlsensor, mindestens ein in der Fahrgastzelle angeordnetes Mikrofon, einen A/D-Wandler, einen Mikroprozessor mit wahlweise angeschlossener Speichereinheit, einen D/A-Wandler und in der Fahrgastzelle angeordnete Lautsprecher, wobei die Signalausgänge des Drehzahlsensors und der Mikrofone auf Eingänge des A/D-Wandlers geschaltet sind, Ausgänge des A/D-Wandlers mit Eingängen des Mikroprozessors verbunden sind, dessen Ausgänge mit den Eingängen des D/A-Wandlers verbunden sind, dessen Ausgänge mit den Lautsprechern verbunden sind. Dabei soll die Vorrichtung schnell auf Geräuschänderungen aufgrund sich ändernder Lasten oder Geschwindigkeiten reagieren.Out WO 88 02 912 A1 is a device for noise reduction in a motor vehicle known, comprising a speed sensor arranged on a motor, at least one microphone located in the passenger compartment, an A / D converter, a microprocessor with optionally connected storage unit, a D / A converter and speakers arranged in the passenger compartment, where the signal outputs of the speed sensor and the microphones are connected to inputs of the A / D converter are, exits of the A / D converter with inputs the microprocessor whose outputs are connected to the inputs of the D / A converter are connected, whose outputs connected to the speakers. The device should fast on noise changes due to changing Loads or speeds respond.

Aus der EP 0 469 023 B1 ist ein Geräuschsynthetisierer für ein Motorengeräusch eines Fahrzeugs bekannt, wobei eine adaptive Steuerung und Filterung der Signalverarbeitung zugrunde liegt.From the EP 0 469 023 B1 a noise synthesizer for an engine noise of a vehicle is known, wherein an adaptive control and filtering of the signal processing is based.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Klangerzeugung in Kraftfahrzeugen und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, das auf sich schnell ändernde Fahrzustände reagiert.Of the The invention is therefore based on the problem, a method for sound generation in motor vehicles and a circuit arrangement for carrying out the To create a method that responds to rapidly changing driving conditions.

Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 4. Durch die Ermittlung der Übertragungsfunktionen der Lautsprecher muss nicht gezielt geschätzt werden, sondern anhand der Übertragungsfunktionen kann direkt ein Startwert angenommen werden, der sehr nahe am angestrebten Zielwert liegt, so dass das Verfahren sehr schnell auf Änderungen der Klangcharakteristik reagieren kann. Weiter besteht die Möglichkeit, mit Nachhalleffekten bestimmte Raumcharakteristika herauszubilden und zu betonen. So können sehr leicht Effekte erzielt werden, als befinde man sich in einem großen Raum oder der Motor sei räumlich an anderer Stelle als dieser sich tatsächlich befindet. Weiter können bis zu 70 Ordnungen bis zu einer Grenzfrequenz von ca. 10 kHz gleichzeitig eingespielt werden. Der Klangeindruck, der durch die künstlich eingespielte Motorenordnung entsteht, kann so verändert werden, dass je nach Passagier oder je nach dessen persönlichem Befinden, entweder ein sportlicher Sound oder ein komfortabler bzw. ruhiger Klang designed wird oder jedwede Nuancierung erreicht werden kann. So kann akustisch mittels künstlicher Motorordnungen aus einem mittelmäßigen Vierzylinder-Motor ein gehobener Fünfzylinder-Motor werden. Dadurch, dass der Lastzustand des Kraftfahrzeuges erfasst wird und die gewünschten Oberwellen in Abhängigkeit vom Lastzustand ausgewählt werden, kann ein natürliches Klangverhalten des Motors beibehalten werden, was zu einer besseren Akzeptanz der Passagiere führt. Die Korrelation von laut, dynamisch oder kraftvoll ist beim Beschleunigen ebenso einzuhalten wie die von leise, komfortabel oder hochwertig beim Schubbetrieb oder bei Konstantfahrten. In Abhängigkeit des Lastzustandes ist es somit möglich, einerseits das Gesamtspektrum der über die Lautsprecher abgestrahlten, künstlich erzeugten Motorordnung anzuheben oder abzusenken. Andererseits können damit auch einzelne Ordnungsverläufe über der Drehzahl angepasst werden. Durch die Erfassung des abgestrahlten Klangspektrums und dessen Rückkopplung kann der Erfolg des eingestrahlten Klangspektrums einfach kontrolliert werden. Dazu werden z. B. Mikrofone im Dachhimmel über den Passagieren angeordnet.The solution the problem arises from the features of claims 1 and 4. By determining the transfer functions The speaker does not have to be specifically estimated, but based on the transfer functions can be assumed directly a starting value, which is very close to the intended Target is set, so that the process very quickly changes the sound characteristics can react. Next there is the possibility with Reverberation effects to develop certain spatial characteristics and to emphasize. So can very easy effects can be achieved, as if you were in one huge Space or the engine is spatial elsewhere than it actually is. Next you can to 70 orders up to a cutoff frequency of approx. 10 kHz at the same time be recorded. The sound impression caused by the artificial well-established engine order is created, can be changed, that depending on the passenger or depending on his personal health, either a sporty sound or a comfortable or quiet sound designed or any nuance can be achieved. So can be acoustic by means of artificial Engine orders from a mediocre four-cylinder engine an upscale five-cylinder engine become. Characterized in that the load condition of the motor vehicle detected will and the desired Harmonics in dependence selected from the load condition can be a natural one Sound behavior of the engine to be maintained, resulting in a better Acceptance of passengers leads. The correlation of loud, dynamic or powerful is when accelerating as well as those of quiet, comfortable or high quality during overrun operation or constant trips. Dependent on the load state, it is thus possible on the one hand, the entire spectrum of the radiated through the speakers, artificially raise or lower the generated engine order. On the other hand, with it also individual orders over the Speed can be adjusted. By recording the radiated sound spectrum and its feedback The success of the radiated sound spectrum can easily be controlled become. These are z. B. microphones in the headliner over the Passengers arranged.

Diese Mikrofone können auch zur Bestimmung der Übertragungsfunktion der Lautsprecher verwendet werden. Dazu kann z. B. über alle Lautsprecher gleichzeitig ein unkorreliertes weißes Rauschen abgestrahlt werden, dessen Verlauf von Mikrofonen aufgenommen wird und einem Mikroprozessor zugeführt wird, der daraus die Übertragungsfunktionen der Lautsprecher ermittelt. Alternativ kann nacheinander jeder Lautsprecher mit einem Sinussweep angesteuert werden, dessen Verlauf durch die Mikrofone erfasst werden, die erfassten Werte digital gewandelt werden und dem Mikroprozessor zur Errechnung der einzelnen Übertragungsfunktionen der Lautsprecher zugeführt werden. These Microphones can also for determining the transfer function the speaker can be used. This can z. B. over all Loudspeakers simultaneously emit an uncorrelated white noise, whose course is recorded by microphones and fed to a microprocessor, the resulting transfer functions the speaker is detected. Alternatively, each speaker can be successively be driven with a sine wave, whose course through the Microphones are recorded, the recorded values digitally converted and the microprocessor to calculate the individual transfer functions supplied to the speaker become.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst einen am Motor angeordneten Drehzahlsensor, mindestens ein in der Fahrgastzelle angeordnetes Mikrofon, einen A/D-Wandler, einen Mikroprozessor mit wahlweise angeschlossener Speichereinheit, einen D/A-Wandler und in der Fahrgastzelle angeordnete Lautsprecher, wobei die Signalausgänge des Drehzahlsensors und der Mikrofone auf Eingänge des A/D-Wandlers geschaltet sind, Ausgänge des A/D-Wandlers mit Eingängen des Mikroprozessors verbunden sind, dessen Ausgänge mit den Eingängen des D/A-Wandlers verbunden sind, dessen Ausgänge mit den Lautsprechern verbunden sind. Der Drehzahlsensor kann als Induktionsaufnehmer ausgebildet sein, der die Spannungsimpulse an der Schwungscheibe des Motors abgreift. Ebenso ist es möglich, die Zündungssignale selber zum Erhalt der Drehzahl zu verwenden oder die Signale der Einspritzanlage auszuwerten. In einer zweiten Ausführungsform ist dem Motor ein Lastzustandssensor zugeordnet, dessen Signalausgang auf einen Eingang des A/D-Wandlers geschaltet ist. Dabei misst der Sensor anhand der Drosselklappenstellung den Lastzustand. Bei einem Einspritzmotor kann der Sensor auch anhand des Luftmengenmessers den Lastzustand ermitteln.The device for carrying out the Ver fahrens includes a motor-arranged speed sensor, at least one arranged in the passenger compartment microphone, an A / D converter, a microprocessor with optionally connected storage unit, a D / A converter and arranged in the passenger compartment speakers, the signal outputs of the speed sensor and the Microphones are connected to inputs of the A / D converter, outputs of the A / D converter are connected to inputs of the microprocessor whose outputs are connected to the inputs of the D / A converter whose outputs are connected to the speakers. The speed sensor can be designed as an induction sensor, which picks up the voltage pulses on the flywheel of the engine. It is also possible to use the ignition signals themselves to obtain the speed or to evaluate the signals of the injection system. In a second embodiment, the motor is associated with a load condition sensor whose signal output is connected to an input of the A / D converter. The sensor measures the load condition based on the throttle position. With an injection engine, the sensor can also determine the load condition based on the air flow meter.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment explained in more detail. The single figure shows a block diagram of the device for carrying out the Process.

An einem Motor 1 sind ein Drehzahlsensor 2 und ein Lastzustandssensor 3 angeordnet, deren Signalausgänge mit Eingängen eines A/D-Wandlers 4 verbunden sind. In der Fahrgastzelle sind Mikrofone 5 angeordnet, deren Signalausgänge ebenfalls auf Eingänge des A/D-Wandlers 4 geschaltet sind. Die Ausgänge des A/D-Wandlers 4 sind über einen Datenbus 6 mit Eingängen eines Mikroprozessors 7 verbunden, wobei der Mikroprozessor 7 einen nicht dargestellten Speicher verwaltet. Die Ausgänge des Mikroprozessors 7 sind über einen Datenbus 8 mit Eingängen eines D/A-Wandlers 9 verbunden, dessen Ausgänge mit in der Fahrgastzelle angeordneten Lautsprechern 10 verbunden sind.On a motor 1 are a speed sensor 2 and a load condition sensor 3 whose signal outputs are connected to inputs of an A / D converter 4 are connected. In the passenger compartment are microphones 5 whose signal outputs also to inputs of the A / D converter 4 are switched. The outputs of the A / D converter 4 are over a data bus 6 with inputs of a microprocessor 7 connected, the microprocessor 7 managed a memory, not shown. The outputs of the microprocessor 7 are over a data bus 8th with inputs of a D / A converter 9 connected, whose outputs with arranged in the passenger compartment speakers 10 are connected.

Aufgrund der Massen- und Gaskräfte strahlt jeder Motor 1 neben seiner Grundfrequenz in Abhängigkeit der momentanen Drehzahl verschiedene höhere Ordnungen ab. Diese Ordnungen findet man sowohl karosserieseitig als Vibrationen als auch im Innengeräusch als Schallsignale. Diese Schallsignale bestehen aus einzelnen Sinusfrequenzen, wobei jede dieser Frequenzen einer Motorordnung entspricht. Das gesamte Spektrum formt den Klangeindruck des Fahrzeuges. Dabei sind bei verschiedenen Motoren 1, im allgemeinen abhängig von der Zylinderanzahl, verschiedene Ordnungen dominant. So ist z. B. beim Vierzylinder-Motor im allgemeinen die zweite Motorordnung dominant. Das Zusammenspiel aller Motorordnungen formuliert den Gesamteindruck eines Fahrzeuges. Um den Klangeindruck zu verändern, muß das Zusammenspiel, die Modulationsfähigkeit der Signale, verändert werden. Eine Möglichkeit ist das Verändern der Amplituden der Motorordnung und/oder die Phasenlage zueinander. Diese Veränderungen werden durch gezieltes Abstrahlen zusätzlicher Ordnungen oder Anteile davon mittels der im Fahrzeug vorhandenen Lautsprecher 10 erzielt. Der Drehzahlsensor 2 dient dabei zur Bestimmung der Grundfrequenz des Motors 1. Das Drehzahlsignal wird dem A/D-Wandler 4 zugeführt, der das Drehzahlsignal digital wandelt und zum Mikroprozessor 5 weiterleitet, der daraus die Berechnung der Grundfrequenz durchführt. Das Lastzustandssignal wird ebenfalls über den A/D-Wandler 4 dem Mikroprozessor 5 zugeleitet, der die Anpassung der abzustrahlenden Ordnungen in Abhängigkeit von Drehzahl, Lastzustand und Übertragungsfunktionen der Lautsprecher 10 berechnet. Die Übertragungsfunktionen der Lautsprecher 10 können mittels der Mikrofone 5 bestimmt werden, die vorzugsweise im Dachhimmel der Fahrgastzelle angeordnet sind. Das Messen der Übertragungsfunktionen kann auf zwei Arten geschehen. Bei der einen Methode wird vom Mikroprozessor 7 nacheinander über jeden Kanal eines Sinussweep über den betreffenden Frequenzbereich zum D/A-Wandler 9 und dann zu einem nicht dargestellten Verstärker geleitet. Dieser Sinussweep wird über die Lautsprecher 10 abgestrahlt. Die Mikrofone 5 nehmen die Signale auf und leiten diese an den A/D-Wandler 4 weiter. Die gewandelten digitalen Werte werden den Mikroprozessor 7 zugeleitet, der daraus die jeweils zu diesem Lautsprecher 10 gehörige Übertragungsfunktion ermittelt. Alternativ kann gleichzeitig zueinander unkorreliertes weißes Rauschen über alle Lautsprecher 10 abgestrahlt werden, dessen Verlauf ebenfalls über die Mikrofone 5 aufgenommen, A/D gewandelt und den Mikroprozessor 7 zugeleitet werden, der daraus alle Übertragungsfunktionen der Lautsprecher 10 gleichzeitig berechnet.Due to the mass and gas forces, every engine radiates 1 in addition to its fundamental frequency depending on the current speed different higher orders. These orders can be found both on the body side as vibrations and in the interior noise as sound signals. These sound signals consist of individual sine frequencies, each of these frequencies corresponding to a motor order. The entire spectrum forms the sound impression of the vehicle. There are different engines 1 , generally depending on the number of cylinders, different orders dominant. So z. B. the four-cylinder engine in general, the second engine order dominant. The interaction of all engine regulations formulates the overall impression of a vehicle. In order to change the sound impression, the interaction, the modulation capability of the signals, must be changed. One possibility is to change the amplitudes of the motor order and / or the phase relationship to one another. These changes are made by deliberately radiating additional orders or portions thereof by means of the speakers present in the vehicle 10 achieved. The speed sensor 2 serves to determine the fundamental frequency of the motor 1 , The speed signal becomes the A / D converter 4 fed, which digitally converts the speed signal and to the microprocessor 5 forwards the calculation of the fundamental frequency. The load condition signal is also transmitted through the A / D converter 4 the microprocessor 5 fed, the adaptation of the radiated orders depending on speed, load condition and transfer functions of the speakers 10 calculated. The transfer functions of the speakers 10 can by means of the microphones 5 are determined, which are preferably arranged in the headliner of the passenger compartment. Measuring the transfer functions can be done in two ways. One method is the microprocessor 7 successively over each channel of a sine wave over the relevant frequency range to the D / A converter 9 and then routed to an amplifier, not shown. This sine wave is over the speakers 10 radiated. The microphones 5 pick up the signals and send them to the A / D converter 4 further. The converted digital values become the microprocessor 7 from which each of them to this speaker 10 associated transfer function determined. Alternatively, at the same time, uncorrelated white noise can be heard across all speakers 10 be radiated, the course also via the microphones 5 recorded, A / D converted and the microprocessor 7 from which all transmission functions of the loudspeakers are derived 10 calculated at the same time.

Anhand der bekannten Übertragungsfunktionen können phasengerecht Ordnungsverläufe in Abhängigkeit vom Lastzustand so vom Mikroprozessor 7 berechnet und über die Verstärker und Lautsprecher 10 abgestrahlt werden, daß es zu den gewünschten destruktiven oder konstruktiven Interferenzen im Fahrzeuginneren kommt. Konstruktive Interferenz bedeutet, das Anheben einzelner Ordnungen, die bereits im Fahrzeuginneren vom Motor 1 eingeleitet waren, destruktive Interferenz bedeutet dagegen die gezielte Auslöschung von Motorordnungen. Aus einem Vierzylinder-Motor 1, der üblicherweise eine dominante zweite Motorordnung besitzt jedoch keine ausgeprägte 2,5-te Motorordnung wie ein Fünfzylinder-Motor 1, kann nun die zweite Motorordnung auf ein Niveau gesenkt werden, wie es in einem Fünfzylinder-Motor 1 vorhanden ist, die 2,5-te Motorordnung kann gleichzeitig auf das Niveau des Fünfzylinder-Motors 1 angehoben werden, so daß letztlich der Klangeindruck des Fünfzylinder Fahrzeuges entsteht.On the basis of the known transfer functions can order phase curves in dependence on the load state so from the microprocessor 7 calculated and over the amplifier and speakers 10 be emitted that it comes to the desired destructive or constructive interference in the vehicle interior. Constructive interference means lifting individual orders already inside the vehicle from the engine 1 On the other hand, destructive interference means the deliberate extinction of engine orders. From a four-cylinder engine 1 however, which typically has a dominant second engine order, does not have a pronounced 2.5th engine order, such as a five cylinder engine 1 , now the second engine order can be lowered to a level as it is in ei a five-cylinder engine 1 is present, the 2.5th engine order can simultaneously to the level of the five-cylinder engine 1 be raised, so that ultimately the sound impression of the five-cylinder vehicle arises.

Zusätzlich können die Mikrofone 5 zur Kontrolle des im Fahrzeuginneren wahrnehmbaren Klangspektrums verwendet werden. Dazu nehmen die Mikrofone 5 kontinuierlich oder in bestimmten Zeitintervallen das wahrnehmbare Klangspektrum auf und leiten dies über den A/D-Wandler 4 dem Mikroprozessor 7 zu, so daß dieser gegebenenfalls die abzustrahlenden Ordnungen nachregelt.In addition, the microphones 5 be used to control the perceptible inside the vehicle sound spectrum. To take the microphones 5 continuously or at certain time intervals on the perceptible sound spectrum and direct this via the A / D converter 4 the microprocessor 7 so that it optionally adjusts the orders to be radiated.

Claims

Method for generating sound in motor vehicles by means of a speed sensor ( 2 ), a load condition sensor ( 3 ), arranged in a passenger compartment of the motor vehicle loudspeakers ( 10 ) and at least one microphone ( 5 ), comprising the following method steps: a) detecting a rotational speed of an engine ( 1 ) of the motor vehicle by the speed sensor ( 2 ); b) determining transmission functions of the loudspeakers ( 10 ); c) calculation of the fundamental frequency of the engine ( 1 ) radiated noise from the speed-corresponding signal; d) detecting the load condition of the engine ( 1 ) by the load condition sensor ( 3 ); e) selecting harmonics to the fundamental frequency as a function of the load condition of the motor, wherein the harmonics are selected such that, depending on the load condition, a total spectrum of the speakers ( 10 ) raised or lowered, artificially generated engine order is raised to higher loads out the total spectrum; f) letting go of the speakers ( 10 ) radiated sound spectrum through the at least one microphone ( 5 ) and g) feedback of the detected sound spectrum for the control and readjustment of the loudspeaker ( 10 ) to be radiated sound spectrum.

Method according to claim 1, characterized in that via the microphones ( 5 ) additionally the transfer functions of the speakers ( 10 ) are detected by the loudspeakers ( 10 radiated uncorrelated white noise at the same time, this noise from the microphones ( 5 ), the detected signals are converted into digital signals and a microprocessor ( 7 ) from the digital signals the transfer functions of all speakers ( 10 ).

Method according to claim 1, characterized in that via the microphones ( 5 ) additionally the transfer functions of the speakers ( 10 ) are detected by the individual loudspeakers ( 10 ) one after the other a sine wave is fed, the microphones ( 5 ) each capture the sound spectrum, the detected signals are digitally converted and a microprocessor ( 7 ) from the digital signals the transfer functions of all speakers ( 10 ).

Apparatus for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising an engine ( 1 ) arranged speed sensor ( 2 ), a load condition sensor ( 3 ), at least one microphone (located in the passenger compartment) ( 5 ), speakers arranged in the passenger compartment ( 10 ), a microprocessor ( 7 ), one between the microprocessor ( 7 ) and the speakers ( 10 ) arranged D / A converter ( 9 ) and one between the microphone ( 5 ) and the microprocessor ( 7 ) arranged A / D converter ( 4 ), whereby by means of the microprocessor ( 7 ) from the signals of the speed sensor ( 2 ) a fundamental frequency of the engine ( 1 ) radiated noise, wherein the microprocessor ( 7 ) a determined load condition of the engine ( 1 ) is supplied, wherein the microprocessor ( 7 ) depending on the known transmission functions of the loudspeakers ( 10 ) Selects harmonics to the fundamental frequency as a function of the load state such that, depending on the load condition, a total spectrum of the signals via the loudspeakers ( 10 ) radiated or artificially generated engine order is raised or lowered, with higher loads towards the overall spectrum is increased and the radiated sound spectrum of the speakers ( 10 ) recorded on the microphone and on the microprocessor ( 7 ) is fed back, where the feedback sound spectrum is compared with the calculated sound spectrum and the radiated sound spectrum is readjusted.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the speed sensor ( 2 ) is designed as an induction sensor or for detecting the ignition signals or the signals of an injection system.