DE3420988A1

DE3420988A1 - Elektronische warnsignalanlage, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3420988A1
Application number: DE19843420988
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Brüggen; Dieter Dipl.-Phys. 7250 Leonberg Karr; Josef 7016 Gerlingen Winkler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-06-06
Filing date: 1984-06-06
Publication date: 1985-12-12
Also published as: IT8521015A0; FR2565727A1; IT1184563B; FR2565727B1

Description

E. 19^31 · J

29.5.I98U St/Pi

ROBEET BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Elektronische Warnsignalanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektronischen Warnsignalanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Herkömmliche elektroakustische Signalgeber, auch Signalhorn genannt, haben einen an einer Membran befestigten, in Schwingungen versetzbaren Anker, der mit einem fest angeordneten Eisenkern zusammenwirkt. Der Kern trägt eine Erregerwicklung, die über eine Unterbrechereinrichtung an eine elektrische Stromquelle anzuschließen ist. Dabei ist es bekannt, die üblicherweise verwendeten mechanischen Unterbrecher durch eine elektronische Steuerung des Erregerstroms in der Erregerwicklung zu ersetzen, um auf diese Weise den Verschleiß an den Unterbrecherkontakten zu vermeiden und die Lebensdauer des Signalhorns zu erhöhen. Eine solche elektronische Steuerung zeigt beispielsweise die DE-OS 25 57 T119 bei der beim Aufschlag des Ankers auf den Eisenkern ein einen Spannungsimpuls abgebender Sensor über ein Kompensationsglied mit dem Steuerein-

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gang einer Kippschaltung gekoppelt wird, welche die Unterbrechereinrichtung beim Auftreten eines Sensorimpulses für eine vorgegebene Kippzeit der Kippschaltung sperrt. Solche Aufschlaghörner haben ein verhältnismäßig großes Gewicht und neigen infolge der relativ großen bewegten Masse ihres Ankers zum Schwingen, was bei der Befestigung selbst und bei der Wahl des Befestigungsorts berücksichtigt werden muß. Die zum Betrieb derartiger Hörner benötigte elektrische Leistung liegt in der Größenordnung von 30 bis βθ Watt und ist damit verhältnismäßig groß.

Durch DE-PS 25 18 708 ist ein elektronisches Polizeihorn bekannt geworden, das mindestens einen Lautsprecher, einen Verstärker und einen Rechteckgenerator aufweist, wobei letzterer mittels einer Steuerfrequenz periodisch auf zwei konstante Frequenzen, z.B. etwa U50 Hz und etwa 600 Hz umschaltbar ist. Derartige Anlagen dienen ausschließlich zur Kennzeichnung der Vorfahrtsberechtigung von Einsatzfahrzeugen der Polizei, der Feuerwehr und dergleichen und sollen ein das Gefühl der Dringlichkeit vermittelndes Klangbild mit hohem Schalldruck erzeugen. Die Verwendung solcher Anlagen in Privatfahrzeugen ist gesetzlich untersagt.

Eine weitere elektronische Warnsignalanlage nach der DE-PS 28 52 196 hat einen mit einer festen Frequenz arbeitenden Impulsgenerator, bei dem die Frequenz des Ausgangssignals durch ein elektrisches Wobbel-Signal geändert wird. Mit einer solchen Schaltung lassen sich in Verbindung mit einem Lautsprecher die für Alarm- und Werksirenen typischen Klangbilder erzeugen.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektronische Warnsignalanlage mit den kennzeichenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit einer einfach zu erzeugenden Signalform und einem massearmen Wandler das Frequenz-Spektrum herkömmlicher elektromagnetischer Aufschlaghörner für Kraftfahrzeuge nachgebildet werden kann. Durch entsprechende Auslegung der Schaltung ist es dabei möglich, die Klangfarben verschiedener Horntypen mit ein und demselben Wandler zu erzeugen. Ein solches elektronisches Horn hat nicht nur ein weitaus geringeres Gewicht und Volumen als die bekannten elektromagnetischen Aufschlaghörner, sondern ist auch sehr schwingungsarm, so daß ein Anbringen an jeder Stelle der Wagenkarosserie möglich ist, beispielsweise im oder am Außenspiegel. Die zum Betrieb des elektronischen Horns benötigte elektrische Leistung ist sehr gering. Sie beträgt etwa 3 Watt, gegenüber 30 bis 60 Watt bei herkömmlichen Aufschlaghörnern. Außerdem ist eine Integration der Schaltung in einen Bordcomputer möglich, um beispielsweise die Schallintensität geschwindigkeitsabhängig zu steuern. Eine mechanische Resonanzabstimmung wie beim Aufschlaghorn ist nicht nötig, so daß diesbezügliche Justierarbeiten während des Fertigungsvorgangs entfallen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen elektronischen Warnsignalanlage möglich. Eine besonders gute Näherung an den Klangcharakter herkömmlicher Aufschlaghörner läßt sich dadurch erreichen, daß die Zeitdauer der Impulsfolge mit der höheren Amplitude und/oder Frequenz größer ist als die Zeit-

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dauer der Impulsfolge mit der niedrigeren Amplitude und/ oder Frequenz. Die Klang- bzv. Tonreinheit des erzeugten Signals läßt sich ferner dadurch sicherstellen, daß die Zeitdauer der beiden Impulsfolgen der Bedingung

*£ = 1/2 u · T1

^Tmod - 1/2 η · T1

folgt, wobei c die Zeitdauer der Impulsfolge mit der höheren Amplitude, T , die Zeitdauer beider Impulsfolgen, T₁ die Impulsperiodendauer, u eine ganze Zahl zwischen 1 und Uo und m eine ganze Zahl zwischen 2 und U1 ist, mit u < m. Eine besonders einfache Ausführungsform der Schaltung besteht ferner darin, daß sie eine an den Impulsgenerator angeschlossene, digital arbeitende Zähl- und Verknüpfungsstufe enthält, welche periodisch eine bestimmte Anzahl der vom Generator gelieferten Impulse unterdrückt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild der elektronischen Warnsignalanlage, Figur 2 ein Diagramm des elektronisch erzeugten Steuersignals für den elektroakustischen Wandler der Signalanlage.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das elektronische Warnsignalhorn für Kraftfahrzeuge hat eine an das Bordnetz angeschlosse Schaltung zur Erzeugung von codierten Rechteckimpulsen. Ein mit einer vorgegebenen, festen Frequenz arbeitender Impulsgenerator liefert das Grundsignal. An den Ausgang des Generators J

ist eine Zähl- und Verknüpfungsstufe 2 angeschlossen, wel che das Generatorsignal so codiert, daß die Amplitude des Signals periodisch zwischen zwei verschiedenen, festen Werten springt. Dieses codierte Signal wird anschließend in einer Verstärkerstufe 3 verstärkt und einem breitbandi gen Übertrager k zugeführt, der die Versorgungsspannung für einen elektroakustischen Wandler 5 erzeugt. Große Breifbandigkeit des Übertragers ist notwendig, um mit dem Wandler entsprechend hohe Schallintensitäten zu erreichen Als Schallwandler wird bevorzugt ein Hochton-Lautsprecher mit einem piezokeramischen Schwingungsgeber eingesetzt. Messungen des mit einem solchen System erzeugten Schalldruckpegels im reflexionsarmen Raum ergaben eine Lautstärke von 95 dB (A) in T m Entfernung. Nach DIN 1*5633 wird für in Kraftfahrzeuge eingebaute Warnsignalanlagen ein Pegel von L = 93 dB (A) gefordert. Die Frequenzbewertung (A) ist in allen einschlägigen Standards, z.B. DIN i)-5633_; genormt. Mit dieser Kurve wird die frequenzabhängige Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs oberhalb 6O dB nachgeahmt.

Eine bevorzugte Form des mit der Schaltung 1, 2 erzeugbaren Signals ist in Figur 2 anhand eines Zeit-Spannungsdiagramms gezeigt. Aus diesem Diagramm ist zunächst ersichtlich, daß, wie vorstehend bereits erwähnt, die Amplitude der Impulse periodisch zwischen zwei verschiedenen festen Werten A₁, A„ springt. Es hat sich gezeigt, daß diese Signalfolge besonders gut geeignet ist, um das Frequenζspektrum und damit den Klangcharakter herkömmlicher Aufschlaghörner nachzubilden.

Außerdem zeigt das Diagramm, daß die Zeitdauer der Impulsfolge mit der höheren Amplitude A_ größer ist als die Zeitdauer der Impulsfolge mit niedrigeren Amplitude A₁. Durch geeignete Wahl dieses Zeitverhältnisses läßt

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sich erreichen, daß der Klang immer rein und nie unrein oder rauh ist. Besonders geeignet hierfür hat sich eine Impulsfolge erwiesen, die der Bedingung

*l· = 1/2 u · T₁
^Tmod = ^{1/2 m} * ^T1

folgt. Hierbei ist (, die Zeitdauer der Impulsfolge mit der höheren Amplitude A₀, T , die Zeitdauer beider Im-

2 mod

pulsfolgen zusammen, T₁ die Impulsperiodendauer, u eine ganze Zahl zwischen 1 und ko und m eine ganze Zahl zwischen 2 und U1 mit u < m. Die Impulspakete weisen dabei bevorzugt Rechteckform auf.

Ein Muster, das neben der erforderlichen Lautstärke auch optimalen Klangcharakter erbrachte wurde mit folgenden Werten betrieben:

Generatorfrequenz f = 3000 Hz

Amplitude	^A1	- 0	Volt
Amplitude	^A2	= 10	Volt
tr		= 8	^T1
T mod		= 12	^T1
U		= 16
m		= 2k

Als Stufe 2 wurde hierbei eine digital arbeitende Zähl- und Verknüpfungsstufe benutzt, welche jeweils 8 Impulse der Frequenz von 3000 Hz weiterverarbeitet und die nächsten k Impulse unterdrückt.

Durch Veränderung einer oder mehrerer der vorgenannten
Größen lassen sich Klangfarbe und Tonhöhe nach jeder gewünschten Richtung hin variieren. Zusammenfassend ergeben sich durch die Verwendung der vorstehend beschrie-

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benen Schaltung gegenüber herkömmlichen Aufschlaghörnern folgende Vorteile:

beachtliche Gewichts- und Volumenreduzierung, geringere Anschlußleistung, einfachere Befestigung des Schallwandlers mit geringerer Beanspruchung der Befestigungsstelle und der Befestigungsmittel ,

kontaktfreie Signalerzeugung, langzeitstabiles Verhalten, keine mechanische Resonanzabstimmung.

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Claims

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29.5.198^ St/Pi

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

Elektronische Warnsignalanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem elektroakustischen Wandler, einem Verstärker und einem mit einer festen Frequenz betriebenen Impulsgenerator, der an den Verstärker Impulse mit vorgegebener Kurvenform, vorzugsweise Rechteckimpulse, liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Impulse und/ oder deren Frequenz periodisch zwischen mindestens zwei verschiedenen, festen Werten (A₁, A_p) springt.

2. Elektronische Warsignalanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der Impulsfolge mit der höheren Amplitude und/oder Frequenz größer ist als die Zeitdauer der Impulsfolge mit der niedrigeren Amplitude und/oder Frequenz.

3. Elektronische Warnsignalanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der beiden Impulsfolgen der Bedingung

*C = 1/2 u · T₁

T , = 1/2 m · T₁
mod 1

folgt, wobei die "C* Zeitdauer der Impulsfolge mit der höheren Amplitude, T , die Zeitdauer beider Impulsfolgen, T₁ die Impulsperiodendauer, u eine ganze Zahl zwischen 1 und Uo und m eine ganze Zahl zwischen 2 und U1 ist mit

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h. Elektronische Warnsignalanlage nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Werte:

Frequenz f = 3000 Hz
Amplitude A₁ = 0 V
Amplitude A_? = 10 V

V =8 τ,

^Tmod = 12 T₁
u = 16
m = 2k

5. Elektronische Warnsignalanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine an den Impulsgenerator angeschlossene, digital arbeitende Zähl- und Verknüpfungsstufe enthält, welche periodisch eine bestimmte Anzahl der vom Generator gelieferten Impulse unterdrückt.