DE3032287C2 - Akustische Warneinrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß der Tonsignalspe:cher (11) einen Sprachsynthesizer (23) aufweist und ein elektronischer Lautstärkeregier (12) vorgesehen ist, der den Pegel der durc h den Sprachsynthesizer (23) abgegebenen Tonsignale (Vs) einstellt, und daß ein den Geräuschpegel in einem Fahrgastraum des Fahrzeuges ermittelnder Geräuschpegelfühler (13) 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. Akustische W.-.rneinr-htung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprachsynthesizer (23; 30—35) ein nach derr LPC-System (Linear Prediction Codier-Verfahren) arbeitender Sprachsynthesizer ist und der elektronische Lautstärkeregler (12) in Abhängigkeit vom Dringlichkeitsgrad der Warninformation angesteuert ist.

3. Akustische Warneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitschalter vorhanden ist, um die akustische Warneinrichtung nach Abschalten des Zünds\_halters noch eine Zeitlang betriebsfähig zu halten.

Die Erfindung betrifft eine akustische Warneinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1

Eine solche Warneinrichtung ist aus der I PS 09 842 bekann; und verfügt über ein Magnetband, auf dem Sprachsignale zum Warnen des Fahrers gespeichert sind. Wenn die Zahl der verschiedenen akustischen Warnungen groß ist, ist es erforderlich, ein verhältnismäßig Iange3 Magnetband zur Aufzeichnung zu verwenden. Dadurch ergibt sich mit zunehmender Datenmenge eine größer werdende Zugriffszeit, die bei dringenden akustischen Warnungen bereits unerwünschte Verzögerungen mit sich bringen kann. Ein weiterer Nachteil der bekannten akustischen Warneinrichtung besteht darin, daß Magnetaufzeichnungsgeräte in Folge ihrer Mechanik einen Verhältnismäßig großen Raumbedarf haben und gegen Verschiedene äußere Einflüsse störanfällig sind, Vibrationen, Beschleunigungen oder sonstige mechanische Einwirkungen können den Transport des Magnetbandes und somit die SpraGhwiedergabe negativ beeinflussen. Außerdem

unterliegen die Magnetbänder einem Verschleiß und können nur verhältnismäßig umständlich ausgewechselt werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine akustische Warneinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich sowohl durch kleine Dimensionen als auch kleine Zugriffszeiten sowie ein schnelles Anpassen an den Umgebungsgeräuschpegel auszeichnet

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Zwar ist es aus der DE-OS 27 41 837 bekannt, einen akustischen Signalgeber mit einer Einrichtung zur automatischen Lautstärkeanpassung an den Umgebungsgeräuschpegel zu versehen, jedoch enthält diese Druckschrift keinerlei Hinweise darauf, wie die eingangs erwähnte Warneinrichtung mit einem Magnetbandgerät verbessert werden kann.

Die akustische Warneinrichtung gemäC der Erfindung zeichnet sich durch eine hohe Anpassungsfähigkeit und Kompaktheit aus. Auch bei großen Datenmengen kann der Fahrer ohne wesentliche Verzögerungen infolge von Zugriffszeiten gewarnt werden, wobei die Lautstärke der Warnung anpaßbar ist Die Sprachqualitat ist dabei unabhängig von zufälligen Vibrationen oder Beschleunigungen des Fahrzeuges.

Gemäß einer zweickmäßigen \usgestaltung der Erfindung ist der Sprachsynthesizer nach dem LPC-System aufgebaut und verfügt über einen Lautstärkeregler, der zusätzlich in Abhängigkeit vom Dringlichkeitsgrad der Warnir-formation angesteuert ist.

Zweckmäßigerweise kann auch ein Zeitschalter vorhanden sein, um die akustische Warneinrichtung nach Abschaltung des Zündschalters noch eine Zeitlang betriebsfähig zu halten.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild zu einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 ein schematises Blockschaltbild zu einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

F i g. 3 ein schematisches Blockschaltbild zur Erläuterung eines nach dem LPC-System (Linear-Prediction Codierverfahren) arbeitenden Sprach-Synthesizers.

Bei der Ausführung von F ι g. 1 werden in einen Multiplexer 1 verschiedene Signale zu Fahrzeug-Betriebszuständen eingespeist, beispielsweise ein Geschwindigkeitsimpulssignal Sv von einem Geschwindigkeitsfühler, ein Treibstoffspannungssignal 5/ in bezug auf die Treibstoffrestmenge von einem Treibstofffühler, und ein Spannungssignal Sw von einem die Scheibenwischerflüssigkeit überwachenden Fühler, dessen Pegel von .H« auf »I.« 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.

Der 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 Schalturigspünkt 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 Fahrschalter, der bei Einschaltung den Schaltungspunkt b an Masse legt und dadurch die Abgabe des

Geschwincligkeitssignals Sv durch den Multiplexer 1 veranlaßt. Der Schalter 5 ist ein Treibstoffschalter, der durch Verbindung von Schaltungspunkt emit 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 abgegeben, dann wird es von einem Spannungs/Frequenzumsetzer 8 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 Schaltungspunk, a, b oder c an Masse gelegt ist) einen von mehreren vorher in einem Tonsignal abgespeicherten Sprachausgängen wie beispielsweise »Scheibenwischerflüssikgeit nachfüllen« oder »Der Tank ist noch halbvoll« ausgibt. Die Ausgabe erfolgt durch Abgabe eines binär kodierten Tonausgangbestimmungssignals Ds an den Tonsignalspeicher 11.

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, Wörte^r oder Laute unterteilt gespeichert und gelangen nach entsprechender Wahl durch das Bestimmungssignal Ds zur Ausgabe in Form einer Reihe von Tonsignalen Vs. rails dieser Tonsignalspeicher 11 nur wenige unterschiedliche Informationsarten enthält, 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.

Ist dagegen die Anzahl unterschiedlicher Informationsarten groß, dann wäre ein Magnetaufzeichnungs,-gerät zu umfangreich, die Zugriffszeit zu lang und der freie Informationswechsel schwierig. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen im zweiten Ausführungsbeispiel näher erläuterten, 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 15 oder einen Lautsprecher einer im Fahrzeug vorhandenen anderen Tonwiedergabeeinrichtüng ausgestrahlt.

Der in Fig, I durch eine unterbrochene Linie dargestellte Geräuschpegelfühler 13 enthält ein Mikrofon '16, einen Verstärke!' 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 Verstärkung, Gleichrichtung und Glättung in den genannten Baugruppen 17, 18 und 19 als dem herrschenden Geräuschniveau entsprechendes Steuersignal Cn abgegeben wird. Das Glättungsglied 19 kann

Ό mit einer relativ großen Zeitkonstante ausgestattet sein, damit die Änderungen des Steuersignals Cn langsam und verzögert ablaufen.

Das durch das Steursignal Cn angesteuerte elektronische Lautstärkeregulierglied 12 kann ein bekannter spannungssteuernder 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 Ia'iter und bei geringem Störgeräusch leise abgegeben wird.

Das elektronische Lautstärkeregu!iergi:-:d 12 kann auch den Verstärker 14 gleich enthalten, oder der Verstärker 14 kann selbst als durch eine Steuerspannung in seinem Verstärkungsgrad regulierbarer Ver stärker ausge'egt sein.

Das in F i g. 2 und 3 dargestellte zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel 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 5/ und Wischerflüssigkeitssignal Sw gelangen an die Eingansseite der Schnittstelleneinheit 20 noch verschiedene andere Signale wie ein Treibstoffeinspritzsiganl Sf., ein automatisches Geschwindigkeitsüberwachungssignal

to Sa. ein BCD-Taktsignal Sr. ein Kühlflüssigkeitssi.<;nal 5Ί» und ein Batterieflüssigkeitssignal Sb-

Bei dieser Ausführung sind die Schalter 4 und 5 durch eine Ta? .atur 21 ersetzt, mit deren Hilfe der Fahrer verschiedene zuvor ausgewählte Informationsarten abfragen kann.

Der Schnittstelleineinheil 20 nachgeschaltet isi ein nach dem LPC-System (Linear-Prediction Codierverfahren) arbeitender Sprachsynthesizer 11', welcher drei LSI-Einheiten in Form einer ROM-Speichereinheit 22.

einer Syntehsizereinheit 23 (Oszillator. Filter und D/A-Wandler) und eine als Mikrocomputer ausgebildete Steuereinheit 24 enthält und funktionsmäßig den Tonsignalspcicher 11 von Fig. 1 ersetzt. Der die Steuereinheit 24 bildende Mikrocomputer enthält einen Zentralprrzessor 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, Ausgabe .ähler 10 und Tonsignalspeicher 11 zugedacht waren.

In Fig,3 ist schematisch das Arbeitsprinzip eines nach dem LPC-System arbeilenden Sprachsyrt';hesizers dargestellt. Darin erzeugt ein erster Tonfrequenzoszilla-¹ tor 30 Zufallsrauschsignale N (weißes Rauschen) zur Bildung Von stimmlosert Lauien und ein zweiter Tonfrequenzoszillator 31 periodische Impulssignale P

für stimmhafte Laute, wählbar durch einen Schalter 32. Nach Verstärkung in einem Verstärker 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 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 Verslärkungsverhältnis des Verstärkers 33 und die Filterkonstante des Filters 34 sind in dem ROM-Speicher 22 von F i g. 2 gespeichert.

Die beschriebenen Schaltungseinheiten 30,31,32,33, 34 und 35 sind in der Synthesizereinheit 23 enthalten, und dies? gib' die Tnnsignnle Vf in synthelischer 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 Lautstärkeregu-Iiergliedes 12 durch das Steuersignal CfJ entsprechend dem im Fahrgastraum vorhandenen Geräuschpegel verändert, im Verstärker 14 verstärkt und über den Lautsprecher 15 abgestrahlt.

Bei dieser Ausführung besteht die Möglichkeit, das von dem 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 Lautslärkeeinstellung Berücksichtigung finden können.

Beide Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Warneinrichtung können den Fahrer über verschiedene Fahrzeug·Betriebszuslände 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 dem Treibstoff- und dem Tachometersignal, und über die Durchschnitlsgeschwindigkeit 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 Kiihlertemnerntur über ein KUhlflüssigkeitssignal. die Scheibenwischerflüssigkeitsmenge über ein Wischerflüssigkeilssignal, die restliche Treibstoffmenge über ein Treibstoffsignal und der Batteriesäurestand über ein Batteriesignal zu überwachen, wie F i g. 2 zeigt.

Vorzugsweise kann ein Zeilschalter vorhanden sein, um die akustische Warneinrichtung nach Abschaltung des Zündschalters noch eine Zeitlang betriebsfähig zu halten.

Die prfindungsgemäße akustische Warneinrichtung hat den besonderen Vorteil, daß sie den im Fahrzeuginnern herrschenden 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnunscn

1 I

Claims (1)

1. Patentansprüche: !.Akustische Warneinrichtung für Fahrzeuge mit

   — einer Anzahl von Informationsschaltern,

   — einem Multiplexer zur selektiven Abgabe eines von mehreren eine Ausgage in bezug auf Betriebszustände des Fahrzeugs enthaltenden Signalen nach Betätigung eines der Informationsschalter,

   — einem Tonsignal-Ausgabewähler zur Abgabe eines von dem Multiplex-Signal abhängigen Tonfreigabe-Signals,

   — einem Tonsignalspeicher, der eine Anzahl von Tonausgangssignalen gespeichert enthält und auf Veranlassung durch das Freigabesignal aus dem Ausgabewähler eine Reihe von Tonsignalen abgibt,