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DE3032287A1 - Akustische warneinrichtung fuer fahrzeuge - Google Patents

Akustische warneinrichtung fuer fahrzeuge

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DE3032287A1
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DE
Germany
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signal
signals
noise level
warning device
output
Prior art date
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DE19803032287
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DE3032287C2 (de
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Teruo Yokohama Kanagawa Kawasaki
Masakazu Fujisawa Kanagawa Tsunoda
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Description

- " .: . : ' Nissan
TER MEER · MÜLLER . aXElNMEIST^ -.. · : : viG 0202 /1 74 (3 ) /YM
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine akustische Warneinrichtung für ein Fahrzeug.
Es gibt Einrichtungen zur Information des Fahrers in bezug auf bestimmte Fahrzeug-Betriebs zustände in Form von diversen Zeigerinstrumenten und Warnlämpchen. Ferner gibt es seit einiger Zeit mit einem Computer ausgerüstete Fahrzeuge, in denen auf Knopfdruck diverse Betriebsdaten digital anzeigbar sind, um den Fahrer visuell über die Betriebsbedingungen zu informieren. Außerdem gibt es bereits Warneinrichtungen mit einem Summer oder einer Glocke, die den Fahrer durch ein einfaches Warngeräusch informieren.
Optische Warneinrichtungen haben zwar den Vorteil, mehrere Betriebszustände gleichzeitig darstellen zu können, jedoch ist es bedenklich, die Aufmerksamkeit des Fahrers auf eine visuelle Anzeige zu lenken und komplizierte Information an den Fahrer weiterzugeben. Ferner ist es mit den bekannt« akustischen Warneinrichtungen schwierig, dem Fahrer verschiedene Arten von Information mitzuteilen.
Deshalb sind in letzter Zeit verschiedene akustische Warneinrichtungen bei Fahrzeugen eingeführt worden, über die de Fahrer akustisch auf diverse Betriebszustände wie die von einem Kilometerzähler erfaßte Fahrstrecke, die verbrauchte Treibstoffmenge u.dgl. hingewiesen wird. Eine solche Einrichtung kann die Aufmerksamkeit des Fahrers wecken und
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ihn gleichzeitig auch ohne Schwierigkeiten über relativ komplizierte Fahrzeug-Betriebszustände informieren. Jedoch sind im Innern bzw. dem Fahrgastraum des Fahrzeugs ständig Geräusche vorhanden, die durch eingeschaltete Geräte wie das Autoradio, durch Mitfahrergespräche, Umweltgeräusche von der durchfahrenen Straße u.dgl. hervorgerufen werden. Diese - Geräusche können eine akustische Warninformation bis zur Unverständlichkeit überdecken, falls letztere nicht mit größerer Lautstärke abgegeben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine akustische Warneinrichtung zu schaffen, aus der ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs jede Warninformation mit einer angemessenen Lautstärke hören kann.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist ^-> kurzgefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße akustische Warneinrichtung hat die Besonderheit, den Geräuschpegel im Fahrzeuginnern feststellen und die Lautstärke einer abgegebenen Warninformation dementsprechend verändern zu können, so daß der Fahrer die Warninformation stets mit optimaler Lautstärke, nie zu laut oder zu leise, zu hören bekommt.
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TER MEER ■ MÜLLER ■ STSINMEISTER"
Nissan
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Warneinrichtung einen Geräuschpegelfühlör und ein Lautstärkeregulierglied.
Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild zu einem ersten Ausführungsbeispiel· der Erfindung,
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild zu einem zweiten Ausführungsbeispiel· der Erfindung, und
Fig. 3 ein schematisches Biockscha^- biid zur E^äuterung eines nach dem LPC-System (Linear-Prediction Codierverfahren) arbeitenden Sprach-Synthesizers.
20
Bei der Ausführung von Fig. 1 werden in einen Muitipl·exer 1 verschiedene Signaie zu Fahrzeug-Betriebszuständen eingespeist, beispieisweise ein Geschwindigkeitsimpuissignal· Sv von einem Gewchwindigkeitsfühler, ein » Treibstoffspannungssignal· Sf in bezug auf die Treibstoffrestmenge von einem Treibstoffühier, und ein Spannungssignal· Sw von einem die
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Scheibenwischerflüssigkeit überwachenden Fühler, dessai pegel von MH" auf "L" absinkt, wenn die Flüssigkeit einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Durch Betätigung eines jeweils zugeordneten Schalters 2, 4 oder 5 wird jeweils ein Schaltungspunkt a, b oder c an Masse gelegt und damit selektiv eines der Signale Sv, Sf oder Sw an eine nachfolgende Schaltungsstufe weitergeleitet.
Per Schalter 2 ist ein Zündschloßschalter; wird er geschlossen, dann zieht eine Spule 3a in einem Relais 3 ■ Strom von einer Batterie B und öffnet einen sonst geschlossenen Ruhekontakt 3b. Im stromlosen !Zustand ist der Schaltungspunkt a über den Ruhekontakt 3b an Masse gelegt. Ferner hält ein Kondensator c das Wasserflüssigkeitssignal für eine Zeit nach Ausschaltung des Zündschloßschalters 2. Der Schalter 4 ist ein Fahrtschalter, der bei Einschaltung den Schaltungspunkt b an Masse legt und dadurch die Abgabe des Geschwindigkeitssignals Sv durch den Multiplexer 1 veranlaßt. Der Schalter 5 ist ein Treibstoffschalter, der durch Verbindung von Schaltungspunkt c mit Masse die Abgabe des Treibstoffsignals Sf vom Multiplexer 1 veranlaßt.
Das vom Multiplexer ausgehende Geschwindigkeitssignal Sv wird durch eine Teilerschaltung 6 geteilt, von einem Zähler 7 gezählt und jedesmal, wenn die vom Zähler 7 erreichte Zahl einen bestimmten Wert (z.B.einer Fahrstrecke von 5 km entsprechend) erreicht hat, in einer " Halteschaltung 9 gespeichert.
Wird das Treibstoffsignal Sf durch den Multiplexer 1 abgogeben, dann wird es von einem Spannungs/Frequenzumsetzer
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TER MEER . MÜLLER . STF-iNtoEIQHCEP . . " WG O202/1 74 (3) /YM
in ein Impulssignal entsprechender Frequenz umgesetzt, über einen gegebenen Zeitraum von dem Zähler 7 gezählt und als Information über die restliche Treibstoffmenge in der Halteschaltung 9 gespeichert.
Das Wischerflüssigkeitssignal Sw geht direkt zur nächsten Stufe. Diese ist ein Tonsignal-Ausgabewähler 10, welcher nach Eingang eines Signals d der Halteschaltung 9 oder des L/H-Signals Sw als Datensignal oder bei Betätigung eines der Schalter 2, 4 oder 5 (wodurch der zugehörige Schaltungspunkt a,b oder c an Masse gelegt ist) einen von mehreren vorher in einem Tonsignal abgespeicherten Sprachausgängen wie beispielsweise "Scheibenwischerflüssigkeit nachfüllen" oder "Der Tank ist noch halbvoll" ausgibt. Die Ausgabe erfolgt durch Abgabe eines binär kodierten Tonausgangbestimmungssignals Ds an den Tonsignalspeicher
Der Tonsignal-Ausgabewähler 10 kann entweder als diskrete logische Schaltung ausgebildet oder, wie bei dem nachstehend erläuterten zweiten Ausführungsbeispiel, durch einen entsprechend programmierten Mikrocomputer ersetzt sein.
In dem Tonsignalspeicher 11 sind die erforderlichen Warninformationen in Einheiten wie Sätze, Begriffe, Wörter oder Laute unterteilt gespeichert und gelangen nach entsprechender Wahl durch das Bestimmungssignal Ds zur Ausgabe in Form einer Reihe von Tonsignalen Vs. Falls dieser Tonsignalspeicher 11 nur wenige unterschiedliche Informationsarten ent-. hält, können diese auf verschiedenen Spuren eines Endlosbandes aufgezeichnet sein. Nach Auswahl der betreffenden Spur durch das Bestimmungssignal Ds erfolgt die Wiedergabe der Warninformation über einen Lautsprecher.
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TER MEER . MÜLLER ■ St'£IN'MEIST£R " - WG 0202/174 (3) /YM
Ist dagegen die Anzahl unterschiedlicher Informationsarten groß, dann wäre ein Magnetaufzeichnungsgerät zu umfangreich, die Zugriffszeit zu lang und der freie Informationswechsel schwierig. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen im zweiten Ausführungsbeispiel näher erläuterten, bei Texas Instruments Inc. erhältlichen und nach dem LPC-System (Linear-Prediction Codierverfahren) arbeitenden Sprachsynthesizer zu benutzen.
Das von dem Tonsignalspeicher 11 abgegebene Tonsignal Vs wird in einem elektronischen Lautstärkeregulierglied 12 durch ein von einem Geräuschpegelfühler 13 abgegebenes Steuersignal Cn beeinflußt, danach in einem Verstärker 14 verstärkt und entweder über einen separaten Lautsprecher oder einen Lautsprecher einer im Fahrzeug vorhandenen anderen Tonwiedergabeeinrichtung ausgestrahlt.
Der in Fig. 1 durch eine unterbrochene Linie dargestellte Geräuschpegelfühler 13 enthält ein Mikrofon 16, einen Verstärker 17, einen Gleichrichter 18 und ein Glättungsglied
19. Das Mikrofon 16 ist im Fahrgastraum des Fahrzeugs vorzugsweise in der Nähe des Lautsprechers 15 jedoch von diesem abgewendet angebracht, so daß es alle in dem Fahrgastraum und außerhalb vorhandene Geräusche aufnimmt und die Schallenergie in elektrische Energie umsetzt, die nach Ver-Stärkung, Gleichrichtung und Glättung in den genannten Baugruppen 17, 18 und 19 als dem herrschenden Geräuschniveau entsprechendes Steuersignal Cn abgegeben wird. Das Glättungsglied 19 kann mit einer relativ großen Zeitkonstante ausgestattet sein, damit die Änderungen des Steuersignals Cn langsam und verzögert ablaufen.
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TER MEER · MÜLLER - SV tiNMEISTEFT *."· - WG 0202/1 74 ( 3)/YM
Das durch das Steuersignal Cn angesteuerte elektronische Lautstärkeregulierglied 12 kann ein bekannter späftnUngs'-' steuernder Typ mit Transistoren und FETs sein. Wenn seine Kennlinie so ausgebildet ist, daß mit steigendem Steuersignalwert Cn die Dämpfung des Tonsignals Vs abnimmt, dann kann die Lautstärke der Warninformation nach dem Störgeräuschpegel so reguliert werden, daß die Information bei hohem Störgeräusch lauter und bei geringem Störgeräusch leise abgegeben wird.
Das elektronische Lautstärkeregulierglied 12 kann auch den Verstärker 14 gleich enthalten, oder der Verstärker 14 kann selbst als durch eine Steuerspannung in seinem Verstärkungsgrad regulierbarer Verstärker ausgelegt sein.
Das in Fig. 2 und 3 dargestellte zweite bevorzugte Ausfüh-T5 rungsbeispiel der Erfindung enthält einen Mikrocomputer und einen Sprachsynthesizer. Eine Ein-/Ausgabe~Schnittstelleneinheit 20 für einen Mikrocomputer enthält beispielsweise einen Signalpegelwandler, einen A/D-Wandler. Außer den beim ersten Ausführungsbeispiel zugeführten Situationssignalen wie Geschwindigkeitssignal Sv, Treibstoffsignal Sf und
Wischerflüssigkeitssignal Sw gelangen an die Eingangsseite der Schnittstelleneinheit 20 noch verschiedene andere Signale wie ein Treibstoffeinspritzsignal S„, ein automatisches Geschwindigkeitsüberwachungssignal Ξ , ein BCD-Taktsignal ST, ■25 ein Kühlflüssigkeitssignal S und ein Batterieflüssigkeitssignal S13.
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TER MEER - MÖLLER · STEINWEISTER . . WG 020-2/1 74 (3 ) /YM
Bei dieser Ausführung sind die Schalter 4 und 5 durch eine Tastatur 21 ersetzt, mit deren Hilfe der Fahrer verschiedene zuvor ausgewählte Informationsarten abfragen kann.
Der Schnittstelleneinheit 20 nachgeschaltet ist ein nach dem LPC-System (Linear-Prediction Codierverfahren) arbeitender Sprachsynthesizer 11', welcher drei LSI-Einheiten in Form einer ROM-Speichereinheit 22, einer Synthesizereinheit 23 (Oszillator, Filter und D/A-Wandler) und eine als Mikrocomputer ausgebildete Steuereinheit 24 enthält und funktionsmäßig den Tonsignalspeicher 11 von Fig. 1 ersetzt. Der die Steuereinheit 24 bildende Mikrocomputer enthält einen Zentralprozessor CPU zur Steuerung aller Funktionsabläufe, einen Speicher (ROM) zur Speicherung von Programmen und festen Daten, einen Speicher mit freiem Zugriff zur Speicherung von Eingabe/Ausgabedaten, einen Taktoszillator u.dgl., um damit im Time Sharing alle Operationen durchzuführen, die in Fig. 1 dem Zähler 7, Ausgabewähler 10 und Tonsignalspeicher 11 zugedacht war011·
In Fig. 3 ist schematisch das Arbeitsprinzip eines nach dem LPC-System arbeitenden Sprachsynthesizers dargestellt, wie er preisgünstig von Texas Instruments INC. geliefert wird. Darin erzeugt ein erster Tonfrequenzoszillator 30 Zufallsrauschsignale N (weißes Rauschen) zur Bildung von stimmlosen Lauten und ein zweiter Tonfrequenzoszillator periodische Impulssignale P für stimmhafte Laute, wählbar durch einen Schalter 32. Nach Verstärkung in einem Verstär- - ker 33 werden diese Signale N und P durch ein gitterartiges Filter 34 in Sprache umgeformt, welches der Resonanzcharakteristik der menschlichen Sprachwerkzeuge einschließlich Zunge, Lippen und Stimmbändern beim Sprechen nachgebildet
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TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER ■ WG 0202/1 74 ( 3)/YM
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ist und entsprechende Ausgangssignale abgibt, die nach Umsetzung durch einen D/A-Wandler 45 in ein Analogsignal als synthetische Sprachsignale verwendet werden.
Verschiedene Konstanten wie die Tonhöhe der periodischen Impulssignale, die Unterscheidung zwischen stimmhaften und stimmlosen Lauten, das Verstärkungsverhältnis des Verstärkers 33 und die Filterkonstante des Filters 34 sind in dem ROM-Speicher 22 von Fig. 2 gespeichert. ,
Die beschriebenen Schaltungseinheiten 30, 31, 32, 33, 34 und 3-5 sind in der Synthesizereinheit 23 enthalten, und diese gibt die Tonsignale Vf in synthetischer Sprache ab, welche der durch das Ausgangssignal der Steuereinheit 24 ausgewählten Warninformation entsprechen.
Ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird das von der Synthesizereinheit 23 abgegebene Sprachsignal· Vs innerhalb des elektronischen Lautstärkereguliergliedes 12 durch das Steuersignal Cn entsprechend dem im Fahrgastraum vorhandenen Geräuschpegel verändert, im Verstärker verstärkt und über den Lautsprecher 15 abgestrahlt.
Bei dieser Ausführung besteht die Möglichkeit, das von deiii Geräuschpegelfühler 13 kommende Steuersignal über die Schnittstelleneinheit 20 in die den Mikrocomputer enthaltende Steuereinheit 24 einzuspeisen, darin zu speichern und schließlich einen endgültigen Lautstärkegrad festzulegen, in welchem zusätzlich alle weiteren Faktoren wie z.B. der< Dringlichkeitsgrad der Warninformation und die vom Fahrer bei anderen Tonwiedergabegeräten des Fahrzeugs bevorzugte Lautstärkeeinstellung Berücksichtigung finden können.
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TER MEER ■ MÜLLER . STEINMElSTtR ' " ' WG 0202/1 74 ( 3) /YM
Beide Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Warneinrichtung können den Fahrer über verschiedene Pahrzeug-Betriebszustände informieren, z.B. über die zurückgelegte Entfernung nach einem Tachometersignal, über die mit dem restlichen Treibstoff noch zurücklegbare Strecke nach einem Treibstoffsignal, über den durchschnittlichen Treibstoffverbrauch nach dein Treibstoff- und dem Tachometersignal, und über die Durchschnittsgeschwindigkeit nach dem Tachometersignal in Verbindung mit einem Zeittaktsignal= Zusätzlich sind die Fahrgeschwindigkeit über ein Geschwindigkeitssignal, der Brennstoffeinspritzbetrieb über ein Einspritzimpulssignal, die automatische Geschwindigkeitskontrolle über ein Geschwindigkeitsüberwachungssignal, die Zeit über ein BCD-Taktsignal, die Kühlertemperatui über ein Kühlflüssigkeitssignal, die Schexbenwischerf lüssigkeitsinenge über ein Wischerflüssigkeitssignal, die restliche Treibstoffmenge über ein Treibstoffsignal und der Batteriesäurestand über ein Batteriesignal zu überwachen, wie Fig. 2 zeigt.
Vorzugsweise kann ein Zeitschalter vorhanden sein, um die akustische Warneinrichtung nach Abschaltung des Zündschalters noch eine Zeitlang betriebsfähig zu halten.
Die erfindungsgemäße akustische Warneinrichtung hat den besonderen Vorteil, daß sie den im Fahrzeuginnern herrsehenden Geräuschpegel feststellt und die Lautstärke einer in bezug auf Fahrzeug-Betriebsbedingungen abzugebenden Information entsprechend diesem Geräuschpegel verändert, damit der Fahrer trotz beliebiger Umgebungsgeräusche die Warninformation stets mit optimaler Lautstärke zu hören bekommt.
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BAD ORIGINAL
TERMEER ■ MÜLLER ■ STE1NMEIST^ WG^S? / 1 74 m/YM
ZUSAMMENFASSUNG
In einer akustischen Warneinrichtung für ein Kraftfahrzeug wird die Sprach-Lautstärke einer abgegegebenen akustischen Warninforraatxon unter Berücksichtigung des im Fahrzeug-Innenraum herrschenden Geräuschniveaus automatisch auf einen optimalen Wert eingestellt. In diesem Zusammenhang enthält die Warneinrichtung einen Geräuschpegelfühler (13) und ein elektronisches Lautstärkeregulierglied (12).
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Claims (3)

  1. PATENTANWÄLTE
    TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER
    Beim Europaischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatalres agrees pres !'Office europeen des brevets
    Dipl.-Chem. Dr. N. ter Μθθγ Dip! -Ing. H. Steinmeister D-8OOO MÖNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1
    Case: WG 0202/174(3)/YM 27. August 1980
    Mü/Gdt/Tß
    NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. 2, Takara-cho , Kanagawa-ku , Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan
    Akustische Warneinrichtung für Fahrzeuge
    Priorität: 31. August 1979, Japan, No. 54-119116/1979
    PATENTANSPRÜCHE
    ( 1J Akustische Warneinrichtung für Fahrzeuge, gekennzeichnet durch
    - eine Anzahl von Informationsschaltern (2...),
    - einen Multiplexierer (1) zur selektriven Abgabe eines von mehreren eine Aussage in bezug auf Betriebszustände des Fahrzeugs enthaltenden Signalen nach Betätigung eines der Informationsschalter,
    - einen Tonsignal-Ausgabewähler (10) zur Abgabe eines von dem Multiplex-Signal abhängigen Tonfreigabcsignals (Ds),
    - einen Tonsignalspeicher (11), der eine Anzahl von Tonausgangssignalen gespeichert enthält und auf
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    TERMEER-MCiLLER-STElNMElSTER " ' ■--' WG O2O2/174 (3)
    Veranlassung durch das Freigabesignal (Ds) aus dem Ausgabewähler (10) eine Reihe von Tonsignalen (Vs) abgibt,
    - einen elektronischen Lautstärkeregler (12), der den Pegel der durch den Tonsignalspeicher abgegebenen Tonsignale (Vs) einstellt, und
    - einen den Geräuschpegel in einem Fahrgastraum des Fahrzeuges ermittelnden Geräuschpegelfühler (13), der ein Steuersignal (Cn) an den elektronischen Lautstärkeregler (12) abgibt, um die Lautstärke für eine abzugebende akustische Warninformation
    in Abhängigkeit von dem im Fahrgastraum herrschenden Geräuschpegel automatisch einzustellen.
  2. 2. Warneinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
    - ein Tastenfeld (21) zur Vorwahl verschiedener Signale zur Erkennung von Fahrzeug-Betriebsbedingungen ,
    - eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelleneinheit (bzw. Interface) (20) zur Ein- und Ausgabe verschiedener über das Tastenfeld gewählter Signale,
    - einen nach dem LPC-System (Linear-!Prediction Codierverfahren) arbeitenden Sprachsynthesizer, der einen ersten Tonfrequenzoszillator (20) zur Erzeugung
    von Pseudozufall-Rauschsignalen, einen periodische Impulssignale erzeugenden zweiten Tonfrequenzoszillator (21), ein die menschlichen Stimmwerkzeuge nachbildendes gitterartiges Filter (24) und einen die digitalen Toninformationssignale in analoge umsetzenden D/A-Wandler (25), in einer Sprachsynthese-
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    einheit (23) sowie einen die von der Sprachsyntheseeinheit (23) erzeugten synthetischen Sprachgruppen festhaltenden Speicher (ROiM 22) , und
    eine Mikroprozessor-Steuerung (24) mit einem Zentralprozessor (CPU), einen Festwertspeicher zur Speicherung von Programmen und festen Daten, einem Speicher für freien Zugriff und einem Taktoszillator enthält, und - eine Verbindung vom Sprachsynthesizer (11) zum elektronischen Lautstärkeregler (12), welcher den Pegel der von dem Synthesizer abgegebenen Tonssignale (Vs) so steuert, daß die Lautstärke einer abzugebenden akustischen Warninformation automatisch entsprechend dem durch den Geräuschpegelfuhler (13) im Fahrgastraum ermittelten Geräuschniveau einstellbar ist.
  3. 3. Warneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geräuschpegelfühler
    (13) ein Mikrofon (16) zur Erfassung von Geräuschen, einen die erfaßten Geräusche anhebenden Verstärker (17), einen die verstärkten Geräusche gleichrichtenden Gleichrichter (18) und eine die gleichgerichteten Geräuschsignale glättende Filterschaltung (19) umfaßt.
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