EP1014336A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Geräuschen, insbesondere von Schaltgeräuschen - Google Patents

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EP1014336A2
EP1014336A2 EP99124031A EP99124031A EP1014336A2 EP 1014336 A2 EP1014336 A2 EP 1014336A2 EP 99124031 A EP99124031 A EP 99124031A EP 99124031 A EP99124031 A EP 99124031A EP 1014336 A2 EP1014336 A2 EP 1014336A2
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EP
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frequency
frequencies
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generated
memory
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EP99124031A
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Axel MÜLLER
Darius Wieczorek
Antonio Romero
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Siemens AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
Siemens AG
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/02—Synthesis of acoustic waves

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for generating of noises, in particular of switching noises electrical Switches in motor vehicles.
  • the switch in motor vehicles has no acoustic signal for the user Feedback whether the desired switch actually switches. So is z. B. the driver used to that after turning on Direction indicator a sound in time with the flashing relay switching operations sounds.
  • the sound used to be in the electromechanical flasher relay by closing or opening the Switch contacts generated. Because today's electronic flasher relay is silent switch, additional procedures are used and are additional Devices are provided for generating or generating switching noise imitate.
  • Known methods and devices produce this Switching noise either through a so-called knocker, which is similar how an electromechanical relay is constructed or by a electronic circuit that has one tone or more periodic tones delivers.
  • a disadvantage of the knocker is the high price of the electromechanical component and the required installation space. Disadvantageous in the known electronic methods and circuits, it is that the periodic tones do not sound like a switch and therefore from Drivers either not as an indication of the function of the Switch, in particular the flasher relay rated or as unnatural and to be annoying.
  • the object of the invention is therefore a method and a device specify with the noises, in particular switching noises from Switches in motor vehicles can be realistically simulated.
  • a device has a Storage unit for storing frequency values, a frequency generation unit to generate frequencies corresponding to the read frequency values and a processing unit for sequential readout of the frequency values from the memory unit and sequential reading into the frequency generating unit and one Converter unit that is generated with that in the frequency generating unit Frequencies is driven and so the generated frequencies in Converts sound waves with the corresponding frequencies.
  • the sound converter When simulating switching noises, the sound converter becomes Advantageously controlled only in the time that a listener with one a switching noise from a real event can perceive. This saves a lot of storage space and one Processing unit is much less stressed, so that it is also different Can perform tasks.
  • Allocate volume is one of those Driving speed of a motor vehicle dependent noise generation feasible and secondly an even more realistic one Noise simulation.
  • FIG 1 are the frequencies generated in accordance with the invention
  • An acoustic flashing relay is shown using the example.
  • a mechanical one Flasher relay generates one when the two contacts meet bright tone, whose sound emulated by the invention sequential frequencies is realized, which in Figure 1 with TIC 1 - TICn are designated.
  • the more dull one created when the two contacts were loosened or lower tone is simulated according to the invention with frequencies that are designated with TAC 1 - TACm.
  • the lighter tone TIC is perceived by the human ear for about 5 msec. Therefore, this tone must also be reproduced 5 msec.
  • the duller tone TAC is perceived by the human ear for about 10 msec and is reproduced accordingly for a longer time.
  • the frequencies used depend on the noise to be simulated and on the frequency response of the transducer unit, which converts the electrical frequencies into sound waves. A clue to the frequencies to be selected can be found by spectral analysis of the noise to be simulated. More than two different frequencies can also be used to emulate a tone.
  • FIG. 2 shows a memory unit 1, a processing unit 2 in the form of a Microprocessor, a frequency generating unit 3 and Converter unit in the form of a loudspeaker 4.
  • the microprocessor 2 To produce the lighter tone TIC, the microprocessor 2 first reads the value TIC 1 from memory 1 and loads it into the Frequency generating unit 3, the correspondingly loaded frequency until another command is generated. The microprocessor 2 can Dedicate other tasks first. Reads after a millisecond he the value TIC 2 from the storage unit 1 and loads it into the Frequency generation unit 3. The frequency generation unit then ends 3 the frequency which corresponds to the value TIC 1 and generates the frequency that corresponds to the value TIC 2. The microprocessor 2 reads a following value from the table every millisecond, so far comes to the value TIC n.
  • the microprocessor 2 After the frequency f1 is generated one msec, which corresponds to the value TIC n, the microprocessor 2 gives the Frequency generation unit the command to start the frequency generation break up.
  • the converter unit in the form of the speaker 4 converts the generated frequencies in corresponding sound waves so that a Listeners heard a TIC.
  • the microprocessor is 2 the value TAC 1 from the storage unit 1 and loads it into the Frequency generation unit 3, which is stored in TAC 1 Frequency value generated.
  • the microprocessor 2 reads the value TAC stored value 2 from the memory unit 1 and loads him in the frequency generation unit 3, which the generation in TAC 1 corresponding frequency ended and with the TAC 2 corresponding Frequency starts. The procedure continues accordingly until the Microprocessor 2 1 msec after loading the frequency TACm the Frequency product unit 3 gives the command to start frequency generation break up.
  • FIG 3 shows a possible circuit for controlling a speaker 4 as a converter unit with a square wave signal.
  • the loudspeaker 4 has one connection to the supply span VCC and its other connection to a capacitor C, the second connection of which is connected to the collector of a transistor T.
  • the emitter of the transistor C is connected to the ground potential via an emitter resistor R E.
  • a resistor R p is arranged between the supply voltage VCC and the collector of the transistor T.
  • the square-wave signal f n generated in a frequency generation unit 3 reaches the base of the transistor via the series resistor R V. If the signal f n has a high level, the transistor T turns on, the loudspeaker 4 is connected to the ground potential via the capacitor C and its membrane picks up.
  • the transistor T blocks and the capacitor C discharges through the resistor R p and the loudspeaker 4, so that the membrane of the loudspeaker 4 is pulled in the opposite direction.
  • the loudspeaker oscillates in time with the square-wave signal f n .
  • the harmonics of the square wave signal are so strongly attenuated by the loudspeaker 4 that they are barely audible.
  • the invention is not based on the above Embodiment limited. For example, also Simulate switching noises from other switches, e.g. B. one Acknowledging drivers acoustically, for example, can also Simulate switching noises from other switches and e.g. B. one Acoustic feedback to motorists, for example, that a film switch or has switched an inductive or capacitive switch.
  • the Noise simulation is not based on the simulation of switching noises limited. Other sounds can also be simulated, for example for other information and / or warning purposes.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Erzeugung von Geräuschen, insbesondere von Schaltgeräuschen, ist vorgesehen daß Frequenzwerte sequentiell aus einem Speicher (1) ausgelesen werden, daß entsprechend der ausgelesenen Frequenzwerte elektrische Frequenzen erzeugt und mittels eines Schallwandlers (4) in entsprechende Schallwellen umgesetzt werden.
Bei einer Vorrichtung zur Erzeugung von Geräuschen mit dem vorstehenden Verfahren, ist vorgesehen, daß sie die folgende Einheiten umfaßt:
  • eine Speichereinheit (1) zum Speichern von Frequenzwerten,
  • eine Frequenzerzeugungseinheit (3), die Frequenzen entsprechend eingelesener Frequenzwerte erzeugt,
  • eine Verarbeitungseinheit (2) zum sequentiellen Auslesen der Frequenzwerte aus der Speichereinheit und zum sequentiellen Einlesen in die Frequenzerzeugungseinheit (3)
  • eine Wandlereinheit (4) die mit den in der Frequenzerzeugungseinheit (3) erzeugten Frequenzen angesteuert wird und die erzeugten Frequenzen in Schallwellen umwandelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Geräuschen, insbesondere von Schaltgeräuschen elektrischer Schalter in Kraftfahrzeugen. Durch die Verwendung elektronischer Schalter in Kraftfahrzeugen entfällt für den Benutzer eine akustische Rückmeldung, ob der gewünschte Schalter auch tatsächlich schaltet. So ist z. B. der Kraftfahrzeugführer gewohnt, daß nach dem Einschalten der Fahrtrichtungsanzeige ein Geräusch im Takt der Blinkrelaisschaltvorgänge ertönt. Früher wurde das Geräusch in dem elektromechanischen Blinkrelais durch das Schließen - bzw. Öffnen der Schaltkontakte erzeugt. Da heutige elektronische Blinkrelais lautlos schalten, werden zusätzliche Verfahren angewandt und sind zusätzliche Vorrichtungen vorhanden, um ein Schaltgeräusch zu erzeugen oder zu imitieren. Bekannte Verfahren und Vorrichtungen erzeugen dieses Schaltgeräusch entweder durch einen sogenannten Klopfer, der ähnlich wie ein elektromechanisches Relais aufgebaut ist oder durch eine elektronische Schaltung, die einen Ton oder mehrere periodische Töne abgibt. Nachteilig bei dem Klopfer, ist der hohe Preis des elektromechanischen Bauteils und der erforderliche Bauraum. Nachteilig bei den bekannten elektronischen Verfahren und Schaltlungen ist es, daß die periodischen Töne nicht wie ein Schalter klingen und deswegen vom Kraftfahrzeugführer entweder nicht als Hinweis auf die Funktion des Schalters, insbesondere des Blinkrelais gewertet oder als unnatürlich und störend empfunden werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der Geräusche, insbesondere Schaltgeräusche von Schaltern in Kraftfahrzeugen realistisch nachgebildet werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem Frequenzwerte aus einem Speicher sequentiell ausgelesen werden, entsprechend der ausgelesenen Frequenzwerte entsprechende Frequenzen erzeugt werden und diese mittels eines Schallwandlers in entsprechende Schallwellen umgesetzt werden. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist auf eine Speichereinheit zum Speichern von Frequenzwerten, eine Frequenzerzeugungseinheit zur Erzeugung von Frequenzen entsprechend der eingelesenen Frequenzwerte und eine Verarbeitungseinheit zum sequentiellen Auslesen der Frequenzwerte aus der Speichereinheit und sequentiellen Einlesen in die Frequenz-erzeugungseinheit und eine Wandlereinheit, die mit der in der Frequenzerzeugungseinheit erzeugten Frequenzen angesteuert wird und so die erzeugten Frequenzen in Schallwellen mit den entsprechenden Frequenzen umwandelt.
Sofern die Frequenzen in Zeitabschnitten eingelesen und erzeugt werden, die kürzer sind als die Auflösungsfähigkeit des menschlichen Ohres, nimmt ein Zuhörer ein komplexes Geräusch wahr, obwohl nur einzelne Frequenzen nacheinander erzeugt werden. Da das menschliche Ohr z. B. nacheinanderfolgende Frequenzen von beispielsweise 1 msec Dauer nicht mehr sequentiell wahrnehmen kann, benötigt man für eine Geräuschnachbildung von 1 sec nur 1000 Werte, während man bei einer Digital-Analogwandlung mit einer Wandelrate von 1000 Werten pro sec wegen des Abtaststheorems eine maximale Hörfrequenz von 500 Hz erreicht.
Beim Nachbilden von Schaltgeräuschen wird der Schallwandler vorteihafterweise nur in der Zeit angesteuert, in der ein Zuhörer bei einem von einem realen Ereignis herrührenden Geräusch ein Schaltgeräusch wahrnehmen kann. So wird wesentlich Speicherraum eingespart und eine Verarbeitungseinheit wesentlich weniger belastet, so daß sie auch andere Aufgaben ausführen kann.
Dadurch, daß man den jeweils auszulesenen Frequenzen verschiedene Lautstärken zuordnen kann, ist zu einem eine von der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges abhängige Geräuscherzeugung realisierbar und zum anderen eine noch realistischere Geräuschnachbildung.
Die Erfindung wird nachfolgend für ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
  • Figur 1. Den beispielhaften Verlauf einer Schallgeräuschnachbildung eines Blinkrelais.
  • Figur 3: Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Umwandlung der erzeugten Frequenzen in Schallwellen.
    • In Figur 1 sind die erfindungsgemäß nacheinander erzeugten Frequenzen am Beispiel eine akustischen Blinkrelais dargestellt. Ein mechanisches Blinkrelais erzeugt beim Zusammentreffen der beiden Kontakte einen hellen Ton, dessen erfindungsgemäß nachgebildetes Geräusch durch sequentielle Frequenzen realisiert wird, die in Figur 1 mit TIC 1 - TICn bezeichnet sind. Der beim Lösen der beiden Kontakte erzeugte dumpfere oder tiefere Ton wird erfindungsgemäß mit Frequenzen nachgebildet, die mit TAC 1 - TACm bezeichnet sind.
    Der hellere Ton TIC wird vom menschlichen Ohr etwa 5 msec wahrgenommen. Deshalb muß dieser Ton auch noch 5 msec nachgebildet werden. Hierzu werden abwechselnd die Frequenzen f1= 12 kHz und f2 = 8 kHz erzeugt, wobei der Amplitude bzw. Lautstärke A wie dargestellt vorteihafterweise zunächst ansteigt und dann wieder abfällt.
    Der dumpfere Ton TAC wird vom menschlichen Ohr etwa 10 msec wahrgenommen und entsprechend länger nachgebildet. Hierzu werden beispielsweise die Frequenzen f1 = 12 kHz und f3 = 5,5 kHz verwendet. Die verwendeten Frequenzen hängen ab vom nachzubildenden Geräusch und von dem Frequenzgang der Wandlereinheit, die die elektrischen Frequenzen in Schallwelle umwandelt. Ein Anhaltspunkt für die zu wählenden Frequenzen kann durch eine Spektralanalyse des nachzubildenden Geräusches gefunden werden. Es können für die Nachbildung eines Tones auch mehr als zwei verschiedene Frequenzen verwendet werden.
    Es ist auch möglich, die einzelnen erzeugten Frequenzen nach eine e-Funktion ansteigen oder abschwellen zu lassen, um die Klangnachbildung dem tatsächlichen Geräusch noch näher kommen zu lassen.
    Das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist in Figur 2 eine Speichereinheit 1, eine Verarbeitungseinheit 2 in Form eines Mikroprozessors, eine Frequenzerzeugungseinheit 3 und eine Wandlereinheit in Form eines Lautsprechers 4 auf.
    Zum Erzeugen des helleren Tons TIC liest der Mikroprozessor 2 zunächst den Wert TIC 1 aus dem Speicher 1 und lädt ihn in die Frequenzerzeugungseinheit 3, die die entsprechend geladene Frequenz bis zu einem erneuten Befehl erzeugt. Der Mikroprozessor 2 kann sich zunächst anderen Aufgaben (tasks) widmen. Nach einer Millisekunde liest er den Wert TIC 2 aus der Speichereinheit 1 und lädt ihn in die Frequenzerzeugungseinheit 3. Daraufhin beendet die Frequenzerzeugungseinheit 3 die Frequenz, die dem Wert TIC 1 entspricht und erzeugt die Frequenz, die dem Wert TIC 2 entspricht. Der Mikroprozessor 2 liest jede Millisekunde einen folgenden Wert aus der Tabelle aus, bisher zum Wert TIC n kommt. Nachdem die Frequenz f1 eine msek erzeugt ist, die dem Wert TIC n entspricht, gibt der Mikroprozessor 2 der Frequenzerzeugungseinheit den Befehl, die Frequenzerzeugung zu beenden. Die Wandlereinheit in Form des Lautsprechers 4 wandelt die erzeugten Frequenzen in entsprechende Schallwellen um, so daß ein Zuhörer ein TIC vernimmt. Nach ca. 500 msek ist der Mikroprozessor 2 den Wert TAC 1 aus der Speichereinheit 1 und lädt ihn in die Frequenzerzeugungseinheit 3, die den in TAC 1 gespeicherten Frequenzwert erzeugt. Nach einer Millisekunde liest der Mikroprozessor 2 den Wert TAC gespeicherten Wert 2 aus der Speichereinheit 1 und lädt ihn in die Frequenzerzeugungseinheit 3, die die Erzeugung in TAC 1 entsprechenden Frequenz beendet und mit der TAC 2 entsprechenden Frequenz beginnt. So wird entsprechend weiterverfahren, bis der Mikroprozessor 2 1 msek nach dem Laden der Frequenz TACm der Frequenzerzeugnis Einheit 3 den Befehl gibt, die Frequenzerzeugung zu beenden.
    Sofern der Mikroprozessor über die Steuerleitung 5 den Befehl erhält, mit der Blinkrelaisschaltgeräuschnachbildung fortzufahren, wird er nach 500 msek die Nachbildung des helleren Tons TIC beginnen, indem er mit dem Auslesens des Wertes TIC 1 beginnt und fortfahren, wie zuvor beschrieben, bis der Befehl aufgehoben wird.
    Figur 3 zeigt eine mögliche Beschaltung zur Ansteuerung eines Lautsprechers 4 als Wandlereinheit mit einem Rechtecksignal. Der Lautsprecher 4 ist mit einem Anschluß mit der Versorgungsspanne VCC und mit seinem anderen Anschluß mit einem Kondensator C verbunden, der mit seinem zweiten Anschluß mit dem Collector eines Transistors T verbunden ist. Der Ermitter des Transistors C ist über einen Ermitterwiderstand RE dem Massepotential verbunden. Zwischen der Versorgungsspannung VCC und dem Collector des TransistorsT ist ein Widerstand Rp angeordnet. Das in einer Frequenzerzeugungseinheit 3 erzeugte Rechtecksignal fn gelangt über den Vorwiderstand RV auf die Basis des Transistors. Wenn das Signal fn einen high-pegel aufweist, schaltet der Transistor T durch, der Lautsprecher 4 wird über den Kondensator C mit dem Massepotential verbunden und seine Membran zieht an. Wenn das Signal fn auf low-pegel geht, sperrt der Transistor T und der Kondensator C entlädt sich über den Widerstand Rp und den Lautsprecher 4, so daß die Membran des Lautsprechers 4 in die entgegengesetzte Richtung gezogen wird. So schwingt der Lautsprecher im Takt des Rechtecksignals fn. Die Oberschwingungen des Rechtecksignals werden von dem Lautsprecher 4 so stark bedämpft, daß sie nicht oder kaum hörbar sind.
    Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise lassen sich auch Schaltgeräusche von anderen Schaltern nachbilden, um z. B. einen Kraftfahrer akustisch rückzumelden, daß beispielsweise lassen sich auch Schaltgeräusche von anderen Schaltern nachbilden und z. B. einem Kraftfahrer akustisch rückzumelden, daß beispielsweise ein Folienschalter oder ein induktiv oder kapazitiv wirkender Schalter geschaltet hat. Die Geräuschnachbildung ist nicht auf die Nachbildung von Schaltgeräuschen beschränkt. Es lassen sich auch andere Geräusche nachbilden, beispielsweise für sonstige Hinweis und/oder Warnzwecke.

    Claims (11)

    1. Verfahren zum Erzeugen von Geräuschen, insbesondere von Schaltgeräuschen, dadurch gekennzeichnet, daß Frequenzwerte sequentiell aus einem Speicher (1) ausgelesen werden, daß entsprechend der ausgelesenen Frequenzwerte elektrische Frequenzen (f1, f2, f3) erzeugt und mittels eines Schallwandlers (4) in entsprechende Schallwellen umgesetzt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lautstärke der erzeugten Geräusche in Abhängigkeit der Umgebungslautstärke verändert wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Speicher (1) auch die Lautstärken der Frequenzen abgelegt sind.
    4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Frequenz (f1 f2, f3) als Schaltfrequenz bzw. Rechtecksignal erzeugt wird.
    5. Vorrichtung zur Erzeugung von Geräuschen mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgende Einheiten umfaßt:
      eine Speichereinheit (1) zum Speichern von Frequenzwerten,
      eine Frequenzerzeugungseinheit (3), die Frequenzen entsprechend eingelesener Frequenzwerte erzeugt,
      eine Verarbeitungseinheit (2) zum sequentiellen Auslesen der Frequenzwerte aus der Speichereinheit und zum sequentiellen Einlesen in die Frequenzerzeugungseinheit (3)
      eine Wandlereinheit (4) die mit den in der Frequenzerzeugungseinheit (3) erzeugten Frequenzen (f1, f2, f3) angesteuert wird und die erzeugten Frequenzen in Schallwellen umwandelt.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (2) ein Mikroprozessor ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (1) ein Festwertspeicher ist.
    8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzerzeugungseinheit (3) Schaltfrequenzen erzeugt.
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzerzeugungseinheitm (3) Sinusfrequenzen erzeugt.
    10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Speichereinheit (1) abgespeicherten Informationen neben der Frequenz auch eine Amplitude der jeweiligen Frequenz (f1, f2, f3) enthält.
    11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (1), die Frequenzerzeugungseinheit (3) und die Verarbeitungseinheit (2) in einem integrierten Baustein realisiert sind.
    EP99124031A 1998-12-23 1999-12-09 Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Geräuschen, insbesondere von Schaltgeräuschen Withdrawn EP1014336A3 (de)

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    DE19860113 1998-12-23

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    EP1014336A3 EP1014336A3 (de) 2004-02-04

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