DE10340367B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Schalldruckpegels eines Schallgebers - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Schalldruckpegels eines Schallgebers Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Verbesserung des Schalldruckpegels eines Schallgebers (12), wobei der Schallgeber (12) mit einem Signal variierender Frequenz (F) angesteuert und eine charakteristische Schalldruckkurve (SPLN) in Abhängigkeit von der Frequenz (F) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Schalldruckpegel (SPLM) der charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) bestimmt wird und diejenigen gemessenen Schalldruckpegel, die vom mittleren Schalldruckpegel (SPLM) abweichen, an diesen angeglichen werden.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Schalldruckpegels eines Schallgebers, insbesondere eines als Piezoaktor in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Schallgebers, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Ansteuerschaltung für den Schallgeber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13, einen den Schallgeber umfassenden Sounderschaltkreis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14, sowie einen Schallgeber nach Anspruch 17 und ein Filter nach Anspruch 18.
  • Alarmsysteme oder Sounderschaltkreise in Kraftfahrzeugen umfassen in der Regel einen als Piezoaktor ausgelegten Schallgeber sowie eine Schaltung, die den Schallgeber mit einem Signal variierender Frequenz innerhalb eines definierten Frequenzbereichs ansteuert. Auf diese Weise wird ein charakteristischer Heulton erzeugt, der andere Verkehrsteilnehmer auf Gefahren im Straßenverkehr aufmerksam machen soll.
  • Aus der WO 98/11666 A1 ist ein Kontrollsystem für einen Schallgeber in einem Kraftfahrzeug bekannt, das einen Umwandlungsschaltkreis zur Umwandlung eines pulsweitenmodulierten Treibersignals in ein Schallgeber-Aktivierungssignal und eine Ansteuerschaltung zur Erzeugung des Treibersignals enthält. Die Ansteuerschaltung enthält ihrerseits einen Mikroprozessor, mit dem zumindest ein Eingangssignal, das einen Wert aus einer Mehrzahl von Kontrollparametern des Kontrollsystems repräsentiert, empfangen und verarbeitet werden kann. Zu diesen Kontrollparametern gehören beispielsweise die Temperatur und/oder die Versorgungsspannung des Schallgebers sowie die Frequenz des Treibersignals. Anhand des Eingangssignals ist der Mikroprozessor in der Lage, das Treibersignal derart anzupassen, dass der Schallgeber eine zuvor definierte Schalldruckpegel-Charakteristik aufweist und diese auch bei sich verändernden Umgebungsbedingungen beibehält. Um zum Beispiel eine mögliche Zerstörung des Schallgebers durch eine zu hohe Versorgungsspannung zu verhindert, wird ein konstanter Schalldruckpegel ungeachtet der Versorgungsspannung bereitgestellt. Ebenso kann die Schalldruckpegel-Frequenzgang so eingestellt werden, dass er durch Glättung von Schalldruckspitzen über einen vorgegebenen Frequenzbereich möglichst konstant ist.
  • Mit den bisher bekannten Kontrollsystemen für Schallgeber ist es jedoch nicht möglich, starke Schwankungen des Schalldruckpegels innerhalb des definierten Frequenzbereichs, die auf bauartbedingte Eigenresonanzen des Schallgebers, beispielsweise hervorgerufen durch die Membran oder das Gehäuse, zurückzuführen sind, an einen frequenzunabhängigen Schalldruckpegel anzugleichen, so dass an bestimmten Frequenzstellen Schalldruckpegelspitzen geglättet und/oder Schalldruckpegeleinbrüche angehoben werden.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das geschilderte Problem wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie die Ansteuerschaltung nach Anspruch 13 und den Sounderschaltkreis nach Anspruch 14 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht insbesondere darin, dass ein Verfahren zur Verbesserung des Schalldruckpegels eines Schallgebers, vorzugsweise eines als Piezoaktor in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Schallgebers, vorgestellt wird, wobei der Schallgeber mit einem Signal variierender Frequenz angesteuert und eine charakteristische Schalldruckkurve in Abhängigkeit von der Frequenz gemessen wird. Auf Grundlage der charakteristischen Schalldruckkurve wird ein mittlerer und somit frequenzunabhängiger Schalldruckpegel bestimmt, an dem die von diesem abweichenden, gemessenen Schalldruckpegel an den entsprechenden Frequenzstellen angeglichen werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Betriebszyklen und demzufolge auch die Lebensdauer des Schallgebers deutlich zu steigern und die Betriebskosten entsprechend zu senken. Darüber hinaus ergibt sich aufgrund der gleichmäßigeren Abstrahlung über die Frequenz der Vorteil eines verfärbungsärmeren Klanges des Schallgebers.
  • Die charakteristische Schalldruckkurve kann statt mit einem Messmikrofon beispielsweise auch in Form von Auslenkungen einer Membran des Schallgebers in Abhängigkeit von der Frequenz gemessen werden. Dies bietet den Vorteil eines Ausschlusses von durch das Messmikrofon hervorgerufenen Störungen sowie der Vermeidung von Störungen durch äußere Geräuschfelder.
  • Um die gemessenen Schalldruckpegel an den mittleren Schalldruckpegel der charakteristischen Schalldruckkurve anzugleichen, wird in vorteilhafter Weise der Schallgeber mit einem pulsweitenmodulierten Signal mit variierender oder variabler Frequenz und einem anpassbaren Impuls-Pausen-Verhältnis (Duty Cycle) angesteuert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, das Impuls-Pausen-Verhältnis des pulsweitenmodulierten Signals zu erhöhen, wenn der gemessene Schalldruckpegel unterhalb des mittleren Schalldruckpegels der charakteristischen Schalldruckkurve liegt. Andererseits wird das Impuls-Pausen-Verhältnis verringert, wenn der gemessene Schalldruckpegel größer ist als der mittlere Schalldruckpegel der charakteristischen Schalldruckkurve.
  • Damit die Ansteuerschaltung den gemessenen Schalldruckpegel nicht permanent bei der geringsten Abweichung an den mittleren Schalldruckpegel angleichen muss, erfolgt dies in vorteilhafter Weise erst dann, sobald ein vorher definierter Toleranzbetrag überschritten wurde.
  • Vielfach arbeiten Sounderschaltkreise mit einem Transformator, um das pulsweitenmodulierte Treibersignal für den Betrieb eines als Piezoaktor ausgebildeten Schallgebers zu verstärken. Wird nun das Impuls-Pausen-Verhältnis des pulsweitenmodulierten Treibersignals in Abhängigkeit von der Frequenz stark verändert, so kommt es infolge der Energiespeichereffekte der transformatoreigenen Induktivität zu einer Störung der Ausgangswellenform des Transformators, die wiederum zu hörbaren Störimpulsen des Schallgebers führt. Um diese zu vermeiden, wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung das Impuls-Pausen-Verhältnis inkrementell, d.h. schrittweise, erhöht und/oder verringert. Zur Erzeugung der inkrementellen Erhöhung und/oder Verringerung des Impuls-Pausen-Verhältnisses wird ein Filter, insbesondere ein digitales Tiefpass-Filter, eingesetzt. Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung der hörbaren Störimpulse des Schallgebers ergibt sich in vorteilhafter Weise durch eine stufenweise Erhöhung und/oder Verringerung des Impuls-Pausen-Verhältnisses zum Beispiel mittels einer als High-Resolution-Prozessor ausgelegten Ansteuerschaltung.
  • Schließlich ist vorgesehen, die erforderlichen Impuls-Pausen-Verhältnisse zur Anpassung der gemessenen Schalldruckpegel an den mittleren Schalldruckpegel der charakteristischen Schalldruckkurve in einem Speichermittel der Ansteuerschaltung, vorzugsweise in einem Speicher eines Mikroprozessors, abzulegen. Somit ist eine Messung der Schalldruckpegel nicht permanent erforderlich, was zu einer schnelleren und einfacheren Ausführung des beschriebenen Verfahrens führt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ansteuerschaltung für einen Schallgeber, insbesondere für einen als Piezoaktor in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Schallgeber, vorgesehen. Die Ansteuerschaltung erzeugt ein pulsweitenmoduliertes Signal mit variabler oder variierender Frequenz und anpassbarem Impuls-Pausen-Verhältnis zur Ansteuerung des Schallgebers. Weiterhin ist eine charakteristische Schalldruckkurve in Abhängigkeit von der Frequenz messbar, anhand der ein mittlerer Schalldruckpegel bestimmbar ist. Durch die Ansteuerschaltung ist das Impuls-Pausen-Verhältnis des pulsweitenmodulierten Signals derart anpassbar, dass diejenigen gemessenen Schalldruckpegel, die vom mittleren Schalldruckpegel abweichen, an diesen angleichbar sind.
  • Die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung hat den Vorteil, dass mit ihr eine deutlich erhöhte Anzahl von Betriebszyklen des Schallgebers und somit eine Verringerung der Betriebskosten erzielt werden kann.
  • Die Erfindung betrifft zudem einen Sounderschaltkreis mit einem Schallgeber, insbesondere einen in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Piezoaktor, mit einer Ansteuerschaltung, vorzugsweise einem Mikroprozessor, zur Erzeugung eines pulsweitenmodulierten Signals mit variabler oder variierbarer Frequenz und anpassbarem Impuls-Pausen-Verhältnis zur Ansteuerung des Schallgebers. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel vorgesehen, zur Messung einer charakteristischen Schalldruckkurve in Abhängigkeit von der Frequenz. In einer weiteren Ausgestaltung sind Mittel vorgesehen, zur Bestimmung eines mittleren Schalldruckpegels der charakteristischen Schalldruckkurve. Weiterhin enthält der Sounderschaltkreis in vorteilhafter Weise Speichermittel, in denen die zur Anpassung der gemessenen Schalldruckpegel an die mittleren Schalldruckpegel der charakteristischen Schalldruckkurve erforderlichen Impuls-Pausen-Verhältnisse ablegbar sind. Schließlich sieht die Ansteuerschaltung ein Filter vor zur inkrementellen Erhöhung und/oder Verringerung des Impuls-Pausen-Verhältnisses des pulsweitenmodulierten Signals.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den in der Zeichnung dargestellten Figuren.
  • Zeichnung
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung durch mehrere in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile mit einer gleichen Funktionsweise hindeuten. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sounderschaltkreises,
  • 2 schematische Signalverläufe des Schalldruckpegels eines erfindungsgemäßen Schallgebers in Abhängigkeit von der Frequenz
  • 3 schematische Signalverläufe des Impuls-Pausen-Verhältnisses eines erfindungsgemäßen, pulsweitenmodulierten Treibersignals in Abhängigkeit von der Frequenz,
  • 4 gemessene Signalverläufe der Ausgangswellenform eines den Schallgeber vorgeschalteten Transformators sowie des erfindungsgemäßen, pulsweitenmodulierten Signals in Abhängigkeit von der Zeit,
  • 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung,
  • 6 gemessene Signalverläufe der Ausgangswellenform eines den Schallgeber vorgeschalteten Transformators sowie des erfindungsgemäßen, pulsweitenmodulierten Signals mit inkrementeller Erhöhung des Impuls-Pausen-Verhältnisses in Abhängigkeit von der Zeit und
  • 7 schematische Signalverläufe des stufenweise veränderten Impuls-Pausen-Verhältnisses eines erfindungsgemäßen, pulsweitenmodulierten Treibersignals in Abhängigkeit von der Frequenz.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die 1 zeigt das Blockschaltbild eines Sounderschaltkreises 10 zum Ansteuern eines als Piezoaktor ausgebildeten Schallgebers 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, beispielsweise für einen Schallgeber 12 in einem Martinshorn. Weiterhin umfasst der Sounderschaltkreis 10 einen Transformator 14, einen Transistor 16, sowie eine Ansteuerschaltung 18 mit einem Signaleingang 20, an dem ein Mittel 22 zur Messung eines Schalldruckpegels des Schallgebers angeschlossen ist, einem Signalausgang 24 und einem Speichermittel 26. Statt des Transformators 14 und des Transistors 16 können auch beliebig andere verstärkende, übertragende und/oder schaltende Bauelemente wie beispielsweise MOSFET, Relais oder dergleichen eingesetzt werden.
  • Über den Signalausgang 24 der Ansteuerschaltung 18 wird ein pulsweitenmoduliertes Ansteuersignal an die als Steuereingang fungierende Basis des Transistors 16 angelegt. Der Transistor 16 ist über seinen Emitter mit einer Masse GND und über seinen Kollektor mit einem ersten Anschluss einer Primärwicklung des Transformators 14 im Sinne einer Reihenschaltung verbunden. Statt dieser so genannten Emitterschaltung ist auch eine Kollektor- oder Basisschaltung bei entsprechender Schaltungsauslegung denkbar. Ein zweiter Anschluss der Primärwicklung des Transformators 14 bildet den direkten Kontakt mit einer Versorgungsspannung VS. Über eine Sekundärwicklung ist der Transformator 14 mit dem Schallgeber 12 verbunden. Statt eines Transformators 14 können auch andere verstärkende oder übertragende Bauelemente, vorzugsweise mit induktiver Charakteristik, eingesetzt werden.
  • Das pulsweitenmodulierte Ansteuersignal führt zu einer Widerstandsänderung des Transistors 16, insbesondere zu einem Durchschalten oder Sperren des Transistors 16, so dass eine resultierende, sich ändernde Spannung an der Primärwicklung des Transistors 14 anliegt, die um das Verhältnis aus der Anzahl der Wicklungen der Sekundärspule zu der Anzahl der Wicklungen der Primärspule verstärkt wird. Eine Verstärkung auf ca. 200 Volt ist notwendig, da die in Kraftfahrzeugen übliche Versorgungsspannung VS von 12 Volt für den Betrieb eines als Piezoaktor ausgelegten Schallgebers 12 nicht ausreicht.
  • Die sich ändernde Spannung bewirkt, dass der als Piezoaktor ausgebildete Schallgeber 12 in geeigneter Weise angesteuert wird und ein hörbares akustisches Signal ausgibt. Dabei erfolgt die Ansteuerung derart, dass die Frequenz F des pulsweitenmodulierten Signals zyklisch einen definierten Frequenzbereich von 2400 bis 3200 Hz durchläuft, so dass der Schallgeber 12 einen Heulton mit einer charakteristischen, frequenzabhängigen Schalldruckkurve erzeugt. Alternativ kann natürlich auch jeder andere, an das entsprechende Einsatzgebiet des Schallgebers angepasste Frequenzbereich verwendet werden. Zur Messung der charakteristischen Schalldruckkurve wird ein geeignetes Mittel 22 verwendet, bei dem es sich beispielsweise um ein Messmikrofon handelt. Alternativ können auch sehr präzise Messergebnisse mittels Lasermesstechnik erzielt werden, indem ein Laser eine Membran des Schallgebers bestrahlt und auf diese Weise die Auslenkungen der Membran in Abhängigkeit von der Frequenz misst. Ebenso kann ein optischer oder bewegungsabhängiger Sensor zur Messung der Membranauslenkungen des Schallgebers angedacht sein. In diesem Fall deutet das Bezugszeichen 27 eine direkte Verbindung zwischen dem Schallgeber 12 und dem Messmittel 22 an.
  • Die gemessene charakteristische Schalldruckkurve wird sodann über den Signaleingang 20 an die Ansteuerschaltung 18 zur weiteren Bearbeitung bzw. zur Abspeicherung in dem Speichermittel 26 übergeben.
  • In den 2 und 3 sind die Signalverläufe zweier möglicher, charakteristischer Schalldruckkurven SPLN, SPLC (2) und der entsprechenden Impuls-Pausen-Verhältnisse DCN, DCC (3) in Abhängigkeit von der Frequenz F in einem Frequenzbereich von 2400 bis 3200 Hz dargestellt. Die strichpunktierte Linie in 2 zeigt die charakteristische Schalldruckkurve SPLN eines konventionellen Schallgebers ohne Anwendung des Verfahrens zur Verbesserung des Schalldruckpegels. Die waagerechte gestrichelte Linie in 2 kennzeichnet den frequenzunabhängigen Mittelwert SPLM der charakteristischen Schalldruckkurve SPLN innerhalb des relevanten Frequenzbereichs von 2400 bis 3200 Hz. Es ist deutlich zu erkennen, dass die charakteristische Schalldruckkurve SPLN an bestimmten Frequenzstellen deutlich von ihrem Mittelwert SPLM abweicht, obwohl gemäß 3 das strichpunktiert dargestellte Impuls-Pausen-Verhältnis DCN des pulsweitenmodulierten Ansteuersignals über die Frequenz F nahezu konstant gehalten wurde. Der Grund für die Schwankungen der charakteristischen Schalldruckkurve SPLN liegt in dem mechanischen Aufbau des Schallgebers, da durch Effekte wie Masse, Dämpfung, Aufhängung und Beschleunigung der Membran sowie Form und Steifheit des Gehäuses ganz bestimmte Eigenresonanzen entstehen können.
  • Passt man nun die Impuls-Pausen-Verhältnisse derart an, dass diese erhöht bzw. verringert werden, wenn die gemessenen Schalldruckpegel der charakteristischen Schalldruckkurve SPLN unterhalb bzw. oberhalb des mittleren Schalldruckpegels SPLM liegen, so kann eine deutliche Verbesserung des Schalldruckpegels und damit eine weitaus höhere Lebensdauer des Schallgebers erreicht werden. Exemplarisch zeigen dies die durchgezogenen Kurven in den 3 und 2. So wird beispielsweise zwischen den Frequenzstellen F1 und F2 das Impuls-Pausen-Verhältnis DCC von ursprünglich ca. 20 auf über 30 erhöht, um eine deutliche Anhebung des Schalldruckpegels SPLC zu erreichen. Andererseits führt eine Verringerung des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCC zwischen den Frequenzstellen F2 und F3 von ursprünglich ca. 20 auf ca. 10 zu einer signifikanten Reduzierung des Schalldruckpegels SPLC. Auf diese Weise ist es möglich, den Schalldruckpegel-Verlauf SPLC so gut wie möglich dem mittleren Schalldruckpegel SPLM anzugleichen, d.h. Schalldruckpegelspitzen zu glätten und/oder Schalldruckpegeleinbrüche anzuheben. Die hierzu benötigten Impuls-Pausen-Verhältnisse können in dem Speichermittel 26 der Ansteuerschaltung 18 abgelegt werden. Somit ist die Messung der Schalldruckpegel nicht permanent erforderlich, was zu einer schnelleren und einfacheren Ausführung des Verfahrens führt.
  • 4 zeigt die zeitlichen Verläufe eines pulsweitenmodulierten Signals PWM am Kollektor des Transistors 16 und einer entsprechenden Ausgangswellenform OW der Sekundärspule des Transformators 14. Dabei kennzeichnen I1 und I2 Impulse unterschiedlicher zeitlicher Ausdehnung des pulsweitenmodulierten Signals PWM. Um gemäß der 2 und 3 den Schalldruckpegel im Frequenzbereich zwischen F1 und F2 an die mittlere Schalldruckkurve SPLM anzugleichen, ist es nötig, das Impuls-Pausen-Verhältnis DCC zu erhöhen. Dies erfolgt beispielsweise durch Verbreiterung des Impulses I1 an der Stelle t1 von 0,2 ms auf einen Wert von 0,4 ms des Impulses I2 an der Stelle t2. Wird die Verbreiterung, wie in 4 gezeigt, nur innerhalb eines einzigen Taktes mit einer Periodendauer 1/F vorgenommen, so kann es infolge der durch die Induktivität des Transformators 14 hervorgerufenen Energiespeichereffekte zu einer Störung der Ausgangswellenform OW in Form von Überschwingern U, die zu hörbaren Störimpulsen des Schallgebers führen, kommen. Entsprechende Überschwinger U können sich im übrigen auch beim schnellen Übergang von einem breiten auf einen schmalen Impuls, d.h. bei einer deutlichen Verringerung des Impuls-Pausen-Verhältnisses, ergeben. Ebenso sind statt der oben genannten zeitlichen Ausdehnungen der Impulse I1 und I2 auch deutlich höhere oder geringere Werte denkbar, da diese unter anderem auch von der Frequenz F bzw. der daraus resultierenden Periodendauer 1/F abhängen.
  • Eine für die inkrementelle Änderung des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCC mögliche Ansteuerschaltung 18 zeigt 5. Dazu enthält diese einen Generator 28, ein Filter 30 und einen Inverter 32. Auf Basis einiger Umgebungsvariablen, wie der Frequenz F, der Versorgungsspannung VS und/oder der Temperatur T erzeugt der Generator 28 das pulsweitenmodulierte Ansteuersignal PWM, wobei dessen Frequenz F variierbar und/oder variabel und dessen Impuls-Pausen-Verhältnis DCC anpassbar ist. Mit dem Inverter 32 wird aus der Frequenz F die Periodendauer 1/F berechnet und an eine PWM-Hardware 34, die sich zumindest aus dem Transistor 16 und dem Transformator 14 zusammensetzt, weitergegeben. Parallel dazu wird mittels des Filters 30, das vorzugsweise als digitales Tiefpass-Filter ausgelegt ist, im Falle einer deutlichen Änderung des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCC von beispielsweise 30 auf 10 das von dem Generator 28 erzeugte, pulsweitenmodulierte Signal PWM in ein pulsweitenmoduliertes Signal PWMS mit inkrementeller Erhöhung oder Verringerung der Impulsbreite bzw. des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCC überführt. Vorzugsweise erfolgt die inkrementelle Veränderung der Impulsbreite nach einer in dem Filter 30 ablaufenden Software, die beispielsweise in Form eines zuvor definierten Algorithmus ausgeführt ist.
  • In 6 sind die zeitlichen Signalverläufe des pulsweitenmodulierten Signals PWMS am Kollektor des Transistors 16 und einer resultierenden Ausgangswellenform OWS an der Sekundärwicklung des Transformators 14 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist die inkrementelle Erhöhung der Breite des Impulses I3 zum Zeitpunkt t3 von beispielsweise 0,2 ms in nunmehr sechs Takten der Periodendauer 1/F mit einer Zunahme der Impulsbreite von ca. 0,033 ms auf die Dauer von 0,4 ms des Impulses I4 zum Zeitpunkt t4. Infolge dieser inkrementellen Erhöhung der Impulsbreite bzw. des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCC weist die Ausgangswellenform OWS keine Überschwinger mehr auf, was zu einer wirkungsvollen Unterdrückung der im Schallgeber 12 hörbaren Störimpulse führt. Ebenso können die Überschwinger und die damit verbundenen Störimpulse des Schallgebers durch eine inkrementelle Verringerung der Impulsbreite bzw. des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCC vermieden werden, wobei der Wert für die inkrementelle Änderung unter anderem von der Frequenz F bzw. der Periodendauer 1/F, von der Anzahl der Takte und/oder von der Differenzbreite zwischen dem Startimpuls I3 und dem Endimpuls I4 abhängt, und daher stark variieren kann. Ebenso gilt zu bedenken, dass auch die Frequenz F bzw. die Periodendauer 1/F variierbar bzw. variabel sind.
  • Die hörbaren Störimpulse des Schallgebers bei einer starken Veränderung des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCC gemäß 3 können alternativ auch durch den in der 7 gezeigten Signalverlauf eines Impuls-Pausen-Verhältnisses DCS vermieden werden, da hier die Veränderung stufenweise erfolgt. Dies ist beispielsweise möglich, wenn es sich bei der in 1 gezeigten Ansteuerschaltung 18 um einen High-Resolution-Prozessor handelt, der zum Einen eine ausreichende Auflösung und zum Anderen die erforderliche Geschwindigkeit für die Generierung des stufenweise veränderbaren Impuls-Pausen-Verhältnisses DCS gewährleistet. Statt nun beispielsweise das Impuls-Pausen-Verhältnis zur Reduzierung des gemessenen Schalldruckpegels an der Frequenzstelle F2 unmittelbar von 30 % auf 10 % zu verringern, wird das in der 5 gezeigte Impuls-Pausen-Verhältnis DCS in kleinen Stufen zu je 5 % herabgesetzt. Entsprechendes gilt natürlich auch für die Erhöhung des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCS, wie exemplarisch an der Frequenzstelle F3 gezeigt. Ebenso ist es möglich, bestimmte Stufenwerte mittels einer Look-up-Tabelle in dem Speicher 26 der Ansteuerschaltung 18 abzulegen, um die entsprechenden Werte dann für die Veränderung des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCS abrufen zu können. Dabei können die abgespeicherten Impuls-Pausen-Verhältnisse DCS beliebig gewählt werden, so dass zum Beispiel eine Reduzierung von 30 auf 10 zunächst in größeren und dann in kleiner werdenden Stufen erfolgt. Genauso gut kann die Reduzierung des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCS auch zunächst in kleineren und dann in größer werdenden Stufen vorgenommen werden. Entsprechendes gilt natürlich auch für die Erhöhung des Impuls-Pausen-Verhältnisses DCS.
  • Die genannten Zahlenwerte sind lediglich als Beispiele zu verstehen. Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass darüber hinaus auch andere Kombinationen als die oben angegebenen möglich und sinnvoll sein können.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Verbesserung des Schalldruckpegels eines Schallgebers (12), wobei der Schallgeber (12) mit einem Signal variierender Frequenz (F) angesteuert und eine charakteristische Schalldruckkurve (SPLN) in Abhängigkeit von der Frequenz (F) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Schalldruckpegel (SPLM) der charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) bestimmt wird und diejenigen gemessenen Schalldruckpegel, die vom mittleren Schalldruckpegel (SPLM) abweichen, an diesen angeglichen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Schalldruckkurve (SPLN) in Form von Auslenkungen einer Membran des Schallgebers (12) in Abhängigkeit von der Frequenz (F) gemessen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallgeber (12) mit einem pulsweitenmodulierten Signal (PWM, PWMS) mit einer variierenden oder variablen Frequenz (F) und anpassbaren Impuls-Pausen-Verhältnissen (DCC, DOS) angesteuert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz (F) des pulsweitenmodulierten Signals (PWM, PWMS) nur in einem festgelegten, für den Betrieb des Schallgebers (12) notwendigen Bereich variiert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Angleichung derjenigen gemessenen Schalldruckpegel, die unterhalb des mittleren Schalldruckpegels (SPLM) der charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) liegen, derart erfolgt, dass das Impuls-Pausen-Verhältnis (DCC) des pulsweitenmodulierten Signals (PWM, PWMS) erhöht wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Angleichung derjenigen gemessenen Schalldruckpegel, die oberhalb des mittleren Schalldruckpegels (SPLM) der charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) liegen, derart erfolgt, dass das Impuls-Pausen-Verhältnis (DCC) des pulsweitenmodulierten Signals (PWM, PWMS) verringert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen gemessenen Schalldruckpegel an den mittleren Schalldruckpegel (SPLM) der charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) angeglichen werden, die um mehr als einen Toleranzbetrag von dem mittleren Schalldruckpegel (SPLM) der charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) abweichen.
  8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Impuls-Pausen-Verhältnis (DCC) des pulsweitenmodulierten Signals (PWMS) inkrementell erhöht und/oder verringert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die inkrementelle Erhöhung und/oder Verringerung des Impuls-Pausen-Verhältnisses (DCC) ein Filter (30) verwendet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Impuls-Pausen-Verhältnis (DCS) stufenweise erhöht und/oder verringert wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6 oder 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Impuls- Pausen-Verhältnisse (DCC, DCS) zur Anpassung der gemessenen Schalldruckpegel an den mittleren Schalldruckpegel (SPLM) der charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) in einem Speichermittel (26) einer Ansteuerschaltung (18) abgelegt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die stufenweise Erhöhung und/oder Verringerung des Impuls-Pausen-Verhältnisses (DCS) die Ansteuerschaltung (18) als High-Resolution-Prozessor ausgelegt ist.
  13. Ansteuerschaltung (18) für einen Schallgeber (12), wobei die Ansteuerschaltung (18) ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM, PWMS) mit variabler oder variierender Frequenz (F) und anpassbarem Impuls-Pausen-Verhältnis (DCC, DCS) zur Ansteuerung des Schallgebers (12) erzeugt und eine charakteristische Schalldruckkurve (SPLN) in Abhängigkeit von der Frequenz (F) messbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Schalldruckpegel (SPLM) der charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) bestimmbar ist und dass von der Ansteuerschaltung (18) das Impuls-Pausen-Verhältnis (DCC, DCS) des pulsweitenmodulierten Signals (PWM, PWMS) derart anpassbar ist, dass diejenigen gemessenen Schalldruckpegel, die vom mittleren Schalldruckpegel (SPLM) abweichen, an diesen angleichbar sind.
  14. Sounderschaltkreis (10) mit einem Schallgeber (12) mit einer Ansteuerschaltung (18) zur Erzeugung eines pulsweitenmodulierten Signals (PWM, PWMS) mit variabler oder variierender Frequenz (F) und anpassbarem Impuls-Pausen-Verhältnis (DCC, DCS) zur Ansteuerung des Schallgebers (12), wobei Mittel (22) vorgesehen sind zur Messung einer charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) in Abhängigkeit von der Frequenz (F), dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Schalldruckpegel (SPLM) der charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) mittels der Ansteuerschaltung (18) bestimmbar ist.
  15. Sounderschaltkreis (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Speichermittel (26) vorgesehen sind, in denen die zur Anpassung der gemessenen Schalldruckpegel an den mittleren Schalldruckpegel (SPLM) der charakteristischen Schalldruckkurve (SPLN) erforderlichen Impuls-Pausen-Verhältnisse (DCC, DCS) ablegbar sind.
  16. Sounderschaltkreis (10) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ansteuerschaltung (18) ein Filter (30) vorgesehen ist zur inkrementellen Erhöhung und/oder Verringerung des Impuls-Pausen-Verhältnisses (DCC) des pulsweitenmodulierten Signals (PWMS).
  17. Schallgeber (12) für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, für die Verwendung in einer Ansteuerschaltung (18) nach Anspruch 13 oder für einen Sounderschaltkreis (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallgeber (12) ein in einem Kraftfahrzeug eingesetzter Piezoaktor ist.
  18. Filter (30) für ein Verfahren nach Anspruch 9 oder für einen Sounderschaltkreis (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (30) ein digitales Tiefpass-Filter ist.
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