專利名稱：用于合成產生發(fā)動機噪聲的方法和用于執(zhí)行該方法的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求I的前序部分所述的、用于合成地產生發(fā)動機噪聲、尤其是內燃機的發(fā)動機噪聲的方法以及一種根據(jù)權利要求11的前序部分所述的、用于執(zhí)行該方法的裝置。
背景技術：
已經眾所周知多種用于產生合成的發(fā)動機噪聲的方法，用這些方法尤其可以如此補充機動車現(xiàn)有的發(fā)動機噪聲，使得總體產生令人滿意的發(fā)動機聲音。為此產生電的轉換器激勵信號作為信號值，所述信號值被輸入至少一個被安裝的機電轉換器、特別是致動器/執(zhí)行器或揚聲器中。在這種方法(DE 690 23 133T3)中，通過產生出的附加噪聲將現(xiàn)有的發(fā)動機噪聲補充成為內部空間中令人滿意的發(fā)動機聲音。為此通過發(fā)動機上的振動傳感器和/或麥克風以及通過負荷信號來求出發(fā)動機狀態(tài)和它實際的發(fā)動機噪聲。從音頻存儲器中讀出與所求得的發(fā)動機狀態(tài)對應的車輛運行噪聲、例如運動聲，并除了車輛內部空間中的實際的發(fā)動機噪聲外還通過揚聲器或者電動力學的致動器使該車輛運行噪聲可被聽見。讀取音頻存儲器所需的傳感器信號很復雜，且也不能容易地用于控制音頻存儲器。此外，還已知了一種用于補充機動車的發(fā)動機噪聲的方法(DE 10 2005012463B3)，在該方法中電平值在發(fā)動機特性曲線族中的轉速控制點上被儲存在控制器的數(shù)據(jù)存儲器中，這些電平值分別對應于確定的發(fā)動機轉速和其所屬的振動，該振動的數(shù)量級為發(fā)動機轉速的一半的多倍。在某一發(fā)動機轉速下，多個量級的該所屬的電平值被讀取并被輸入控制器的計算單元中，在該計算單元中計算調和級數(shù)形式的連續(xù)的時間信號作為致動器激勵信號。因此，該方法基于諧波的方式，其中多個諧波疊加，其中相對于每個諧波成分存在有關于轉速的電平曲線。這種疊加方法只能被用于以高的花費來創(chuàng)造期望的合成的發(fā)動機噪聲。另一種已知的方法(10 2007 055 477A1)致力于產生具有確定節(jié)段長度的信號樣本。在節(jié)段長度內使用不同的節(jié)段部段，可利用所述節(jié)段部段作為調整參數(shù)有針對性地調節(jié)噪聲特征，同時還具有比例良好地合成高次諧波成分的可能性。因此，這里涉及一種用于聲音設計的合成方法。為了匹配實際的發(fā)動機轉速，重復這種設計/創(chuàng)作出的信號樣本，并在轉速較高時壓縮或者在轉速較低時相應地延長該設計出的信號樣本。這種轉速匹配花費很大，此外，用合理的數(shù)據(jù)量產生不同聲音的可能性也受到限制
發(fā)明內容

因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種用于合成地產生發(fā)動機噪聲的方法，其中在高清晰度的情況下可以用最小量的數(shù)據(jù)產生多種不同的發(fā)動機噪聲。該目的通過下述方式來實現(xiàn)將至少一個具有函數(shù)值的信號樣本作為數(shù)字的數(shù)據(jù)列如此存儲在數(shù)據(jù)存儲器中，使得在彼此以各步幅接續(xù)的信號樣本-控制點上函數(shù)值以可調用的方式被存儲。根據(jù)所測得的和/或可預先給定的指令變量(所述指令變量作為發(fā)動機的運行參數(shù)和必要時作為通過該發(fā)動機驅動的車輛的運行參數(shù))，函數(shù)值從數(shù)據(jù)列中以轉速匹配的方式被調用，并在計算單元中以電平匹配的方式被計算成一信號值，以及直接或者間接地通過另一個放大器裝置/增益裝置輸入至少一個轉換器中作為轉換器激勵信號。有利地，可通過與轉速匹配的步幅變化，結合配屬于指令變量的電平匹配，并在必要時結合多個信號樣本，來提供多種不同的聲音以供使用，其中使用相同的、存儲在數(shù)據(jù)存儲器中的、相對較小的必需的數(shù)據(jù)量。因此可以有利地利用相同的控制器、相同的數(shù)據(jù)存儲器和相同的數(shù)據(jù)，僅僅通過不同的控制來產生用于不同車輛的合適的附加聲。此外，為了改變同一車輛的發(fā)動機聲音，還可以有利地產生不同的附加發(fā)動機噪聲，并將其添加到原始的發(fā)動機噪聲上。有利地，一信號樣本具有預先確定的長度，該預先確定的長度配屬于發(fā)動機旋轉角，其中，一信號樣本長度尤其配屬于相應于720°曲軸轉角的、內燃機的兩圈發(fā)動機旋轉。在經過該720°的曲軸轉角后，重新讀取該信號樣本。同時，各信號樣本-控制點之間的步幅被配置給發(fā)動機旋轉角間距，其中所述步幅可以相同并且對應于相同的發(fā)動機旋轉角間距。另選地，可以固定地預先給定不同的步幅，或者通過可預先給定的函數(shù)值相應地不同地可變地確定步幅。通過這種步幅變化可以優(yōu)化信號的采樣。通常宜根據(jù)與時間相關的量和至少一個指令變量從信號樣本的數(shù)據(jù)列中分別調用下一個函數(shù)值。對此，優(yōu)選為了所調用的函數(shù)值的實際的轉速匹配，把實際的發(fā)動機轉速作為指令變量輸入計算單元中，并在那里結合作為與時間相關的量的節(jié)拍時間，求得相應配屬的實際的下一個發(fā)動機旋轉角間距作為下一個與轉速相關的步幅，以用于讀取那里的下一個在信號樣本-控制點上被存儲的函數(shù)值。因此，這里轉速匹配通過由實際的轉速分別計算出各個下一個步幅來進行，從而不必像現(xiàn)有技術所要求的那樣，費事地相應于實際轉速壓縮或者延長信號鏈。此外，各個電平曲線值可以對應于指令變量以可調用的方式儲存在數(shù)據(jù)存儲器中而且在電平值-控制點上，其中以相對于轉速、負荷或者速度的定義或者通常作為指令變量的百分數(shù)存儲電平值的控制點。所讀取的信號樣本函數(shù)值然后可以作為基礎電平值為了其基于信號值的期望的實際電平而與指令變量相匹配。簡單的匹配由下述方式實現(xiàn)，即用電平曲線值與作為基礎電平值的函數(shù)值相乘。這樣得到了用于產生發(fā)動機聲音的極大的變化可能性。在此，重要的運行參數(shù)，特別是轉速、負荷以及必要時一當與車輛相聯(lián)系時一加速踏板位置、速度和行駛時間被單獨或者組合地用作為用于電平匹配的指令變量。另一種低花費地改變所產生的發(fā)動機聲音的措施在于，將乘數(shù)/乘法器/倍增器施加于所求得的與轉速相關的步幅以及電平曲線值。例如可以通過使用乘數(shù)相應地產生用于對信號樣本的函數(shù)值進行采樣的較大或者較小的步幅。這樣，可以用相對于發(fā)動機轉速定義的頻率比例來對信號樣本采樣，或者用相對彼此定義的頻率比例來疊加信號樣本。此外還存儲矩陣，所述矩陣能將所存儲的信號樣本、指令變量的電平曲線和必要時將用于步幅和/或電平的乘數(shù)配置給發(fā)動機噪聲的每種聲音，其中首先存在數(shù)據(jù)庫和索、引的(indexierten)存取/訪問(文件)之間的分離，由此得到了用于變化和組合的其它措施。也可以添加其它的矩陣場用以產生多種不同的聲音，這些矩陣場可通過外部的定址來激活，其中不同的聲音可以用各種不同的聲道/聲跡(Soundspur)來組成、單獨地選出或者組合。再次強調即使存在這樣的變化多樣性，也僅使用了大概相同的數(shù)據(jù)量。此外還涉及一種用于實施任一前述方法的裝置。


下面借助附圖進一步描述本發(fā)明。附圖示出圖I是用于轉換器激勵信號的裝置的示意性框圖，該轉換器激勵信號用于運行致動器以產生發(fā)動機噪聲；圖2示出信號樣本； 圖3示出關于轉速的電平曲線；圖4示出關于負荷的電平曲線；圖5示出關于速度的電平曲線；以及圖6示出聲音I的索引數(shù)據(jù)。
具體實施例方式圖I的框圖中示出計算器1，在輸入單元2處向該計算器I輸入實際測得的指令變量、尤其是運行參數(shù)(發(fā)動機轉速、負荷和速度)以及可預先給定的量如聲音選擇等作為輸入?yún)?shù)。該計算器配置有具有數(shù)據(jù)庫4的數(shù)據(jù)存儲器3，在數(shù)據(jù)庫4中存儲有信號樣本例如四個信號樣本A、B、C、D以及電平曲線例如關于轉速的電平曲線F、G、關于負荷的電平曲線H、K和關于速度的電平曲線M。在索引數(shù)據(jù)區(qū)5中定義了數(shù)據(jù)組合，其中存儲有信號樣本和電平曲線的定址。在考慮實際轉速的情況下，計算器I在計算出的步幅上為一個或者組合的聲音執(zhí)行轉速匹配，連同執(zhí)行電平匹配，并且利用輸出單元6、必要時通過另一個放大器單元輸出轉換器激勵信號，該轉換器激勵信號可被輸送至致動器和/或揚聲器來產生發(fā)動機噪聲。圖2示意性地和示例性地示出存儲在數(shù)據(jù)庫4中的信號樣本A，該信號樣本的包絡曲線為具有四個正弦波形的正弦函數(shù)，這些正弦波形對應于用于具有720°曲軸轉角的、內燃機的兩圈發(fā)動機旋轉的信號樣本長度。然而，在數(shù)據(jù)庫中正弦函數(shù)不是作為連續(xù)的曲線而是作為數(shù)字的數(shù)據(jù)列存儲的，該數(shù)據(jù)列具有以步幅7在信號樣本-控制點8上被存儲的函數(shù)值。為了清晰起見，這里只描繪了很少的幾個彼此遠離的控制點8。具體地，例如約2。至5°的發(fā)動機旋轉角-步幅是合適的。在數(shù)據(jù)庫4中例如可以用同樣的方式然而不同的信號值存儲其它信號樣本B、C和D。圖3示出關于轉速Q (Omega)的電平曲線F、G，圖4示出關于負荷L的電平曲線H、K，而圖5示出關于速度V的電平曲線M，它們同樣存儲在數(shù)據(jù)庫中。圖6示例性地示出如何利用可用的手段/工具來設計發(fā)動機聲音根據(jù)給出的表格形成聲音1，其中在行中包含了聲道/聲跡而在欄中記載了地址。給出的軌道I由信號樣本A形成，該信號樣本以所求出的步幅與乘數(shù)0.5的乘積來進行采樣。具有作為乘法因子/倍增因子的電平因子的、關于轉速的電平曲線G屬于該信號樣本。此外，選出具有等于2的電平因子的、關于負荷的電平曲線H，而關于速度的電平曲線M則相應地降低電平?，F(xiàn)在可以類似地讀取軌道2，所述軌道2具有(未示出的)信號樣本C和另外給出的加權，其中上述兩個軌道疊加?？蛇x地，可以僅定義具有相同的數(shù)據(jù)組的聲音2，聲音2在必要時由五個軌道組成 并且為此選出另外的或者相同的信號樣本或者電平曲線。
權利要求
1.一種用于合成地產生發(fā)動機噪聲、尤其是內燃機的發(fā)動機噪聲的方法，其中，通過至少ー個機電轉換器、尤其是致動器或揚聲器借助于ー相應于電的轉換器激勵信號的信號值來產生所述發(fā)動機噪聲，其中，將至少ー個具有函數(shù)值(9)的信號樣本(A)作為數(shù)字的數(shù)據(jù)列這樣存儲在數(shù)據(jù)存儲器(3)中，使得在彼此以步幅(7)接續(xù)的信號樣本-控制點(8)上函數(shù)值(9)以能調用的方式被存儲，其特征在于，描述所述信號樣本(A)的所述函數(shù)值(9)中的每ー個作為基礎電平值在計算單元(I)中根據(jù)作為發(fā)動機的運行參數(shù)和必要時作為通過該發(fā)動機驅動的車輛的運行參數(shù)的、所測得的和/或能預先給定的指令變量以轉速匹配的方式來調用，并以電平匹配的方式計算為信號值，以及直接或者間接地輸入至少ー個轉換器中作為轉換器激勵信號。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，信號樣本(A)具有配屬于發(fā)動機旋轉角的、預先確定的長度。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法,其特征在于,使信號樣本長度配屬于相應于720°曲軸轉角的、內燃機的兩圈發(fā)動機旋轉。
4.根據(jù)權利要求I或3中的一項所述的方法，其特征在于，使所述步幅(7)配屬于發(fā)動機旋轉角間距并且在各信號樣本-控制點(8)之間相等，以此使所述步幅(7)對應于相同的發(fā)動機旋轉角間距，或者固定地預先給定不同的步幅(7)，或者能通過能預先給定的函數(shù)相應地不同地可變地確定所述步幅(7)。
5.根據(jù)權利要求I至4中的一項所述的方法，其特征在于，在所述計算単元(I)中根據(jù)與時間相關的量和至少ー個指令變量，從所述信號樣本(A)的所述數(shù)據(jù)列中分別調用各下ー個函數(shù)值(9)。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，為了所調用的函數(shù)值(9)的各個實際的轉速匹配，將實際的發(fā)動機轉速作為指令變量輸入所述計算単元(I)中，并在那里結合作為與時間相關的量的節(jié)拍時間，求得相應配屬的實際的下ー個發(fā)動機旋轉角間距作為下ー個與轉速相關的步幅(7)，以用于讀取那里的下ー個在信號樣本-控制點(8)上存儲的函數(shù)值(9)。
7.根據(jù)權利要求I至6中的一項所述的方法，其特征在于在所述數(shù)據(jù)存儲器(3)中而且在電平值-控制點上以能調用的方式存儲各個配屬于指令變量的電平曲線值(F、G、H、K、M)，所讀取的函數(shù)值(9)作為基礎電平值為了其作為信號值的實際電平而與所述指令變量相匹配，特別是乘以電平曲線值(F、G、H、K、M)。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在干，使用轉速和/或負荷和/或對于車輛來說附加地使用加速踏板位置和/或速度和/或車輛參數(shù)作為用于電平匹配的指令變量。
9.根據(jù)權利要求I至8中的一項所述的方法，其特征在干，此外還能用乘數(shù)按照需求作用于所求得的、與轉速相關的步幅(7)以及電平曲線值び、6、!1、1(、10。
10.根據(jù)權利要求I至8中的一項所述的方法，其特征在于，此外還存儲矩陣，所述矩陣能將所存儲的信號樣本(A)、指令變量的電平曲線(F、G、H、K、M)和必要時將用于步幅(7)和/或電平的乘數(shù)配置給發(fā)動機噪聲的每種聲音，其中，首先在數(shù)據(jù)庫(4)和索引的存取(5)之間分離。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在干，為了產生多種不同的聲音，添加其它的矩陣場，所述矩陣場能通過外部的定址來激活，其中，能単獨地選擇或能組合不同的聲音。
12. 一種用于執(zhí)行根據(jù)權利要求I至11中的一項所述的方法的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合成尤其是內燃機的發(fā)動機噪聲的方法，其中發(fā)動機噪聲通過至少一個機電轉換器、尤其是致動器或揚聲器借助相應于轉換器電激勵信號的信號值來產生。根據(jù)本發(fā)明，至少一個具有函數(shù)值(9)的信號樣本(A)作為數(shù)字數(shù)據(jù)列存儲在數(shù)據(jù)存儲器(3)中，使得在彼此以步幅(7)接續(xù)的信號樣本-控制點(8)上函數(shù)值(9)可調用地被存儲；函數(shù)值(9)根據(jù)作為發(fā)動機運行參數(shù)和必要時通過發(fā)動機驅動的車輛的運行參數(shù)的、測得的和/或可預先給定的指令變量從數(shù)據(jù)列中轉速匹配地被調用和在計算單元(1)中電平匹配地被計算成信號值，并直接或間接地輸入至少一個轉換器作為轉換器激勵信號。此外，本發(fā)明還涉及一種用于實施該方法的裝置。
文檔編號G10K15/02GK102667917SQ201080053013
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權日2009年11月25日
發(fā)明者F·沃格爾, L·欣里希森 申請人:奧迪股份公司