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声音再现设备和具有声音再现设备的车辆的制作方法

2022-12-09 23:21:13 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及一种响应于发动机操作再现声音的声音再现设备和具有该声音再现设备的车辆。


背景技术:

2.在声音再现设备中,发动机声音产生器(esg)或发动机声音均衡器(ese)是响应于发动机操作产生各种发动机声音的设备。
3.现有的发动机声音发生器通过金属支架安装在前围部结构的上端部分上。前围板结构的前围板(也被称为“前围上盖板”)的上端部分设置成与挡风玻璃的下端部分重叠。在本案中,车头罩板的上端部与挡风玻璃的下端部之间的间隙通过玻璃密封件密封。
4.发动机声音发生器沿着其轴向方向产生振动,并且在瞬间,由发动机声音发生器产生的振动通过车身的前围部结构传递至挡风玻璃侧。因而,出现格格声问题、音色问题等。
5.此外,因为由发动机声音发生器产生的振动通过玻璃密封件传输至挡风玻璃侧,所以振动的传输效率降低,并且诸如发动机声音发生器的成本和重量的应用条件变得不利。
6.此外,存在这样一种情况,即,在挡风玻璃的下端部与车头罩板的上端部之间施加粘合剂以防止格格声问题,但是在这种情况下,振动的传输效率由于粘合剂而进一步降低。
7.此外,由于发动机声音发生器所产生的振动被传递至前围部结构,所以存在共振质量差的问题,即,在前围部面板和前围部结构的外围部分中发生共振。例如,当支架通过焊接耦接至前围板时,支架的长度变得相对较长,使得振动的传输效率可相对较低,并且焊枪难以进入前围板和支架侧。
8.此外,从支架的焊接部分和前围板产生噪声,在该焊接部分上设置有发动机声音发生器,并且过度地造成用于结构加固和隔振的质量成本。
9.在本公开的该背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本公开的一般背景的理解,并且可不被视为承认或以任何形式建议该信息形成本领域技术人员已知的现有技术。


技术实现要素:

10.本公开的各个方面旨在提供一种声音再现设备和具有该声音再现设备的车辆,该声音再现设备被配置为:响应于启动情形再现燃烧后噪声,响应于加速和减速情形再现滑动声音,并且响应于加速力再现加速声音。
11.本公开的一方面提供一种声音再现设备和具有该声音再现设备的车辆,该声音再现设备被配置为响应于用户特定的加速和减速模式来校正滑动声音和加速声音。
12.本公开的附加方面将部分地在以下描述中阐述,并且部分地将从描述中显而易见,或者可通过本公开的实践而了解。
13.根据本公开的一方面,声音再现设备包括:通信网络,被配置为接收车辆状态信
息;以及处理器,被配置为根据通过通信网络接收的车辆状态信息确定车辆是处于启动状态还是行驶状态:当处理器推断出车辆处于启动状态时,控制燃烧后噪声的再现;当处理器推断出车辆处于行驶状态时,响应于加速命令或减速命令,控制滑动声音的再现;并且当处理器推断出车辆在行驶状态下加速时,控制与加速力相对应的加速声音的再现。
14.车辆状态信息可包括行驶速度信息、发动机信息、制动踏板压力信息和换档信息中的至少一者。
15.声音再现设备还可包括:输入装置,被配置为接收关于声音再现的音量信息和音色信息中的至少一者,其中,当控制燃烧后噪声的再现时,处理器可根据输入装置接收到的音量信息和音色信息中的至少一者来调整燃烧后噪声的音量和音色中的至少一者,并且控制调整后的燃烧后噪声的再现。
16.声音再现设备还可包括:存储器,被配置为存储关于多个滑动声音的信息,其中,处理器根据车辆状态信息,获得车辆的制动踏板被踩踏的第一踩踏模式、和车辆的加速踏板被踩踏的第二踩踏模式,并且将关于所获得的第一踩踏模式相对应的第一滑动声音的信息、和关于与获得的第二踩踏模式相对应的第二滑动声音的信息存储在存储器中。
17.在接收到减速命令时,处理器可基于车辆的每个车轮的滑动率来调整第一滑动声音的音色,并且控制调整后的第一滑动声音的再现。
18.在接收到加速命令时,处理器可基于车辆的每个车轮的滑动率来调整第二滑动声音的音色,并且控制调整后的第二滑动声音的再现。
19.处理器可在车辆状态信息中识别每个车轮的车轮速度信息、偏航率信息和加速信息中的至少一个信息,并且根据所识别的至少一个信息获得每个车轮的滑动率。
20.在控制加速声音的再现时,处理器,可识别车辆状态信息的发动机每分钟转数、发动机扭矩、以及发动机的节流阀开度中的至少一个信息,根据所识别的至少一个信息获得加速力,并且根据所获得的加速力校正加速声音的声压。
21.在加速力等于或小于第一加速力、或者超过比第一加速力高的第二加速力时,处理器可校正加速声音的声压。
22.声音再现设备还可包括:存储器;以及输入装置,被配置为接收用户识别信息,其中,处理器:可识别车辆状态信息的发动机每分钟转数、发动机扭矩和发动机的节流阀开度中的至少一个信息;根据所识别的至少一个信息和用户识别信息获得每个用户的加速模式;根据将与每个用户的加速模式相对应的加速声音的声压和基本声压进行比较而获得的声压差,来校正每个用户的加速声音的声压;并且将关于校正后的加速声音的声压的信息存储在存储器中。
23.声音再现设备还可包括:麦克风、加速检测器和扬声器,其中,处理器可以基于麦克风接收到的信号、由加速检测器检测的加速信号、以及从扬声器输出的声音,来生成噪声消除信号,并且控制所生成的噪声消除信号的输出。
24.根据本公开的一方面,一种车辆包括:速度检测装置,被配置为检测行驶速度;压力检测装置,被配置为检测施加至制动踏板的压力;电力信息获得装置,被配置为获取电力装置的电力信息;以及声音再现设备,被配置为根据由速度检测装置检测的行驶速度信息、由压力检测装置检测的压力信息以及电力信息来确定车辆是处于启动状态还是处于行驶状态:当声音再现设备推断出车辆处于启动状态时,控制燃烧后噪声的再现;当声音再现设
备推断出车辆处于行驶状态时,响应于加速命令或减速命令控制滑动声音的再现;并且当声音再现设备推断出车辆在行驶状态下加速时,控制与加速力相对应的加速声音的再现。
25.车辆可还包括输入装置,该输入装置被配置为接收关于声音再现的音量信息和音色信息中的至少一者,其中,在控制燃烧后噪声的再现时,声音再现设备可根据输入装置接收到的音量信息和音色信息中的至少一者调整燃烧后噪声的音量和音色中的至少一者,并且控制调整后的燃烧后噪声的再现。
26.上述声音再现设备在控制上述滑动声音的再现的情况下:可以在响应于制动踏板的踩踏而推断出接收到减速命令时,控制第一滑动声音的再现;并且在响应于加速踏板的踩踏而推断出接收到加速命令时,控制第二滑动声音的再现。
27.上述声音再现设备可以识别上述车辆的每个车轮的车轮速度信息、横摆率信息以及加速信息中的至少一个信息,并且基于所确定的至少一个信息求出每个车轮的滑动率,并且在控制第一滑动声音的再现的情况下,基于所获得的每个车轮的滑动率来调整第一滑动声音的音色,并且在控制第二滑动声音的再现的情况下,基于所获得的每个车轮的滑动率来调整第二滑动声音的音色。
28.电力装置可包括发动机并且还包括变速器。
29.在控制加速声音的再现时,声音再现设备可识别发动机每分钟转数、发动机扭矩和发动机的节流阀开度中的至少一个信息,根据所识别的至少一个信息获得加速力,并且根据所获得的加速力校正加速声音的声压。
30.当加速力等于或小于第一加速力、或者超过比第一加速力高的第二加速力时,声音再现设备可校正加速声音的声压。
31.车辆可还包括:存储器;以及输入装置,被配置为接收用户识别信息,其中,声音再现设备可识别发动机每分钟转数、发动机扭矩和发动机的节流阀开度中的至少一个信息,根据所识别的至少一个信息和用户识别信息来获得每个用户的加速模式,根据将与每个用户的加速模式相对应的加速声音的声压与基本声压进行比较而获得的声压差,来校正每个用户的加速声音的声压,并且将关于校正后的加速声音的声压的信息存储在存储器中。
32.车辆可还包括麦克风、加速检测器以及扬声器,其中,声音再现设备可基于麦克风接收的信号、由加速检测器检测的加速信号、以及从扬声器输出的声音来生成噪声消除信号,并且控制生成的噪声消除信号的输出。
33.本公开的方法和设备具有其他特征和优点,这些特征和优点将从并入本文的附图和下面的具体实施方式中显而易见或在其中更详细地阐述,这些附图和下面的具体实施方式一起用于解释本公开的某些原理。
附图说明
34.图1为设置有根据本发明示例性实施方式的声音再现设备的车辆的示例性视图;
35.图2为设置有根据本公开内容的示例性实施方式的声音再现设备的车辆的控制示意图;
36.图3为通过根据本公开示例性实施方式的声音再现设备再现的声音再现模式的示例性图;
37.图4是根据本公开示例性实施方式的声音再现设备的示意图;
38.图5a和图5b为示出通过根据本公开的示例性实施方式的声音再现设备生成燃烧后噪声的示例性图;
39.图6a、图6b和图6c是示出通过根据本公开示例性实施方式的声音再现设备生成滑动声音的示例性图;
40.图7a、图7b和图7c是示出通过根据本公开的示例性实施方式的声音再现设备生成加速声音的示例性图;以及
41.图8a和图8b是根据本公开示例性实施方式的声音再现设备的赛车声音和拉力赛的频谱的示例性图。
42.可以理解的是,附图不必按比例绘制,其呈现了说明本公开的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。如本文所包括的本公开的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方位、位置和形状)将部分地由具体预期的应用和使用环境来确定。
43.在附图中,贯穿附图的几幅图,附图标记指代本公开的相同或等效部件。
具体实施方式
44.现在将详细参考本公开的各种实施方式,其实例在附图中示出并在以下描述。尽管将结合本公开的示例性实施方式对本公开进行描述,但应当理解,本说明书并不旨在将本公开限于本公开的那些示例性实施方式。另一方面,本公开旨在不仅覆盖本公开的示例性实施方式,而且覆盖可包括在由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的各种替换、修改、等同物以及其他实施方式。
45.在整个说明书中,相同的附图标记表示相同的元件。本说明书没有描述实施方式的所有元件,并且将省略在本公开的技术领域中的一般内容或实施方式之间的重复内容。本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“构件”和“块”可实施为软件或硬件,并且根据示例性实施方式,多个“单元”、“模块”、“构件”和“块”也可实施为一个组件,或一个“单元”、“模块”、“构件”和“块”以包括多个组件。
46.在整个说明书中,当一部分被称为“连接”至另一部分时,其不仅包括直接连接而且包括间接连接,并且直接连接包括通过无线网络的连接。
47.此外,当描述一部分“包括”元件时,意味着该元件可还包括其他元件,不排除其他元件,除非另有具体规定。
48.术语“第一”、“第二”等用于区分一个元件与另一个元件,并且这些元件不受上述术语的限制。
49.除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。
50.在每个步骤中,为了便于解释,使用标识号,该标识号不描述步骤的顺序,并且每个步骤可以与所指定的顺序不同地执行,除非上下文清楚地陈述顺序。
51.在下文中,将参考附图详细描述本公开。
52.图1为设置有根据本公开内容的示例性实施方式的声音再现设备的车辆的示例性图,图2为设置有根据本公开内容的示例性实施方式的声音再现设备的车辆的控制示意图,图3为通过根据本公开内容的示例性实施方式的声音再现设备再现的声音再现模式的示例性图,并且图4为根据本公开内容的示例性实施方式的声音再现设备的示意图。
53.根据本公开内容的示例性实施方式的车辆1可以是内燃机车辆或者环保车辆。
54.车辆1包括:车身,包括内部和外部;以及底盘,在该底盘中设置行驶所需的机械装置作为除车身之外的剩余部分。
55.车身的外部包括前面板、发动机罩、顶板、后面板、后备箱、前门、后门、左门和右门、以及设置在前门、后门、左门和右门上打开或关闭的窗。
56.车身的内部包括乘客乘坐的座位、仪表板、以及在仪表板上显示关于车辆1的状态的各种信息的仪表板(即,仪表盘)。
57.车辆1的底盘(是用于支撑车身的框架)包括分别设置在车身前方的左侧和右侧上的前轮以及分别设置在车身后方的左侧和右侧上的后轮,并且可以包括用于控制车辆1的驱动的驱动机构100。
58.如图1所示,驱动机构100可包括:电力装置110,用于向前轮和后轮施加驱动力;变速器120,用于将由电力装置110产生的驱动力传输给车轮;制动装置130,用于向前轮、后轮、左轮和右轮施加制动力以使车辆1制动;以及转向装置140,用于改变车辆1的行驶方向;并且还可包括悬挂装置,被配置成用于调整车辆1的阻尼。
59.电力装置110是被配置成用于产生驱动车辆1所需的驱动力并且调整所产生的驱动力的装置,该电力装置可包括被配置成用于产生动力的动力产生装置和被配置成用于将所产生的动力传输至车轮的动力传输装置。
60.当车辆1是内燃机车辆时,发电装置可包括用于将驱动力施加至车轮的发动机111。当车辆1是环保车辆时,发电装置可包括电动机并且还可包括发动机111。
61.发动机111包括汽缸和活塞,并且可产生用于驱动车辆1的动力。
62.发动机控制器112可以响应于驾驶员的加速意图而通过加速踏板113控制发动机111。例如,发动机控制器112可以控制发动机111的扭矩。
63.变速器120包括多个齿轮并且可以将由发动机111产生的动力传递至车轮。
64.换挡控制器121可以响应于通过换挡杆122(也被称为档位杆、变速杆、或者换挡)的驾驶员的换挡命令和/或车辆1的行驶速度控制变速器120。例如,换挡控制器121可以调整从发动机111至车轮的变速比。
65.制动装置130可通过与车轮的摩擦使车辆1减速或停止。
66.制动控制器131可响应于驾驶员通过制动踏板132的制动意图和/或车轮的滑动来控制制动装置130。
67.转向装置140可被操作以改变车辆1的行驶方向。
68.转向控制器141可辅助转向装置140的操作,使得可通过方向盘142响应于驾驶员的转向意图容易地操纵方向盘142。
69.车辆1中的电子部件可通过车辆通信网络nt彼此通信数据。例如,电子组件可以通过以太网、面向媒体的系统传输(most)、flexray、控制器局域网(can)、本地互连网络(lin)等传输和接收数据。
70.如图2所示,除了驱动机构100之外,车辆1还可包括输入装置151、显示装置152、仪表盘153、压力检测装置160、发动机信息获得装置170、杆信号接收装置180、以及声音再现设备200。声音再现设备200包括麦克风210、加速检测器220、处理器230、存储器230a、放大器240、第一扬声器251和第二扬声器252。
71.输入装置151接收用户输入。输入装置151可以接收在车辆1中可以执行的各种功
能的操作命令作为用户命令。
72.输入装置151可接收选择声音再现模式的命令。
73.输入装置151还可以接收关于加速踏板113的音量的水平、音色和响应性的信息。
74.输入装置151可以接收用户的识别信息。
75.输入装置151可设置为触摸面板。
76.输入装置151可以设置在音箱主机(headunit)和中央仪表面板上,可以包括至少一个物理按钮,诸如用于打开/关闭各种功能的操作的按钮和用于改变各种功能的设置值的按钮,并且还可以包括用于输入显示在显示装置152上的光标移动命令、图标或按钮选择命令等的慢进转盘或触摸板。
77.输入装置151可以包括诸如各种按钮或开关、踏板、键盘、鼠标、轨迹球、各种控制杆、手柄和杆的硬件装置。
78.此外,输入装置151可以包括诸如触摸面板的图形用户界面(gui)的软件装置。触摸面板可以实现为触摸屏面板(tsp)以与显示装置152形成层结构。
79.显示装置152显示关于车辆1中正在执行的功能的信息和用户输入的信息。
80.显示装置152还可显示用于促进用户输入的可选信息。
81.显示装置152可显示用户可选择的声音再现模式。
82.显示装置152可显示关于加速踏板113的音量、音色和响应性的水平的信息。
83.显示装置152可显示用户的识别信息。
84.显示装置152可以设置在音箱主机中并且可以设置在车辆终端中。
85.显示装置152可以包括阴极射线管(crt)、数字光处理(dlp)面板、等离子体显示面板、液晶显示器(lcd)面板、电致发光(el)面板、电泳显示器(epd)面板、电致变色显示器(ecd)面板、发光二极管(led)面板或有机发光二极管(oled)面板,但不限于此。
86.显示装置152可以被提供为触摸屏,在触摸屏中触摸面板与显示面板集成。
87.如图3所示,用户界面可显示可由用户选择的多个声音再现模式,并且可由用户选择多个声音再现模式中的一个。
88.多个声音再现模式可包括个人模式、运动模式、表现模式和赛车模式。
89.仪表盘153可以包括转速计、速度计、冷却剂温度计、燃油表、转向指示灯、远光指示灯、警告灯、安全带警告灯、余摆计、里程表、自动换档选择器指示灯、车门打开警告灯、机油警告灯、以及燃料不足警告灯。
90.群集153可显示由用户选择的声音再现模式。
91.压力检测装置160可检测施加至制动踏板132的压力并且将关于所检测的压力的压力信息传输至处理器230。压力信息可以是制动压力信息。
92.可以进一步设置电力信息获得装置,该电力信息获得装置被配置为获得用于车辆1中产生的电力的电力信息。
93.在本公开的本示例性实施方式中,内燃机的车辆将被称为本公开的示例性实施方式,并且发动机信息获得装置将被称为电力信息获得装置的实例。
94.发动机信息获得装置170可获得发动机操作信息。例如,发动机操作信息可以包括发动机每分钟转数(rpm)、节流阀开度和发动机扭矩。
95.此外,发动机信息获得装置170可以检测施加于加速踏板113的压力并且获得关于
所检测的压力的加速度压力信息。
96.车辆1还可以包括被配置为检测发动机每分钟转数(rpm)的转速(rpm)检测装置,还可以包括被配置为检测节流阀开度的开度检测装置,并且还可以包括被配置为检测发动机111的扭矩的扭矩检测装置。
97.杆信号接收装置180可接收对应于变速杆的操纵信号的杆信号。杆信号接收装置180可接收前进信号、倒档信号、空档信号和停车信号中的任一者,并且可进一步接收对应于档位的档位信号。
98.车辆1还可包括用于检测车辆1的行驶速度的速度检测装置190。速度检测装置190可以包括分别设置在多个车轮上的多个轮速检测器,以检测多个车轮的旋转速度。
99.速度检测装置190可以包括用于检测车辆1的加速度的加速检测器220。
100.速度检测装置190也可以具有分别设置在前后左右轮的多个车轮速度检测器和加速度检测器220。
101.声音再现设备200可以通过通信网络与发动机控制器112、换挡控制器121、制动控制器131、以及转向控制器141通信,并且可以通过通信网络从各种控制器接收车辆状态信息。
102.车辆状态信息可包括行驶速度信息、发动机信息、制动踏板压力信息、以及换档信息,并且可还包括转向信息。
103.声音再现设备200可包括通信网络。
104.声音再现设备200可控制显示装置152显示关于用户可通过显示装置152选择的多个声音再现模式的信息。
105.声音再现设备200可基于通过输入装置151接收的声音再现模式产生声音,并控制所产生的声音的再现。
106.当确定声音再现模式是赛车模式时,声音再现设备200可基于由压力检测装置160检测的压力信息、从发动机信息获得装置170获得的发动机信息、以及由杆信号接收装置180接收的杆信号中的至少一者,产生并输出行驶声音和燃烧后噪声中的至少一者,并且可基于通过输入装置151设置的关于声音再现的选择信息,控制行驶声音和燃烧后噪声中的至少一者的输出。
107.例如,声音再现设备200可控制包括与通过输入装置151输入的音量级别相对应的级别的行驶声音和后燃噪声中的至少一者的输出。
108.声音再现设备200可输出用于消除噪声的噪声消除信号。
109.在车辆1中可存在各种噪声源n。例如,在车辆1中,可能发生由诸如发动机111等的内部部件的操作引起的振动噪声。
110.当在通过声音再现设备200再现行驶声音或者燃烧后噪声中出现噪声时,车辆1中出现的用户由于噪声可能听不到期望的行驶声音或者燃烧后噪声。此外,行驶声音或者燃烧后噪声可能由于各种因素而变形,诸如,车窗开口、车辆1内部的温度变化、以及发动机声音的变化。在这种情况下,可能会给用户造成负面影响。
111.除车辆1周围的噪声源n之外,声音再现设备200可通过开环类型的主动控制逻辑跟随并产生目标声音,该开环类型的主动控制逻辑用于反馈由扬声器251和252产生的声音与由麦克风210接收的声音之间的比较结果。
112.目标声音是可以向用户给出诸如沉浸感的效果的声音,并且可以包括行驶声音和燃烧后噪声中的至少一者。例如,可基于发动机每分钟转数、车辆速度、轮胎转速、车轮转速、传动轴转速、传动轴转速、发动机进气歧管内部压力、发动机点火角度、车辆速度的变化、以及发动机安装的位移中的至少一个产生目标声音。
113.在下文中,为了便于描述,基于发动机每分钟转数、扭矩和节流阀产生目标声音的情况将被称为示例,但是稍后将描述的实施方式不限于此。
114.声音再现设备200可通过各种检测器接收对应于噪声源n的噪声的信号,通过扬声器251和252输出声音、通过麦克风210接收从扬声器251和252输出的声音或噪声,并基于主动控制逻辑识别主路径和次路径,其中,主路径是噪声源n与扬声器251和252之间的路径,次路径是扬声器251和252与麦克风210之间的路径。
115.声音再现设备200可基于识别的路径提供具有最小化的噪声和环境改变的效果的效果声音,同时消除噪声。
116.发动机111将被称为噪声源n的一个示例,但不限于此,并且发动机111可应用于在车辆1中产生噪声的所有各种噪声源n。
117.声音再现设备200可包括麦克风210、加速检测器220、处理器230、存储器230a、放大器240以及第一扬声器251和第二扬声器252。
118.麦克风210检测用户在车辆1内部可听到的噪声并且将与所检测的噪声对应的信号输出至控制器110。
119.麦克风210设置在车辆1的内部,并且可设置在车辆的内部上侧的顶蓬上,或者可设置在前挡风玻璃、后挡风玻璃、车顶控制台以及后视镜中的至少一者上。
120.可以提供或多个麦克风210。每一个麦克风210可为定向的。
121.作为被配置用于检测噪声的转至,可以提供麦克风阵列而不是麦克风210。
122.加速检测器220可以是用于检测车辆1中产生的振动的检测器。
123.当车辆1在路面上行驶时,加速检测器220检测由于车轮的轮胎与路面的凹凸之间的摩擦而产生的振动。在此,振动是车辆1内的乘员能够识别的振动。
124.在车辆1内部和外部的车身底部可能发生振动。此时产生的振动可由乘客感觉到。
125.加速检测器220可以通过发动机111或悬挂装置的驱动来检测振动和由诸如在行驶期间引入的风噪声的因素产生的振动。
126.加速检测器220可以间接地检测车辆1的加速度和动态力(诸如冲击能)。除了加速检测器220以外,陀螺仪检测器、运动检测器、位移检测器以及扭矩检测器中的至少一者可用作用于检测车辆1的振动的检测器。
127.加速检测器220检测车辆1的纵向加速度和横向加速度,并且检测由于试图在横向方向上推动车辆1的力引起的加速度和由于试图使用行驶在垂直方向上移动车辆1的力引起的加速度。
128.可以设置或多个加速检测器220。加速检测器220可以设置在前轴或悬吊装置上。
129.当设置有多个加速检测器220时,多个加速检测器220可以设置在连接前轮的车轴的左侧和右侧,并且可以设置在连接至左前轮和右前轮的悬挂装置上。在此,车轴的左侧可以是车轴中的邻近左前轮的位置,并且车轴的右侧可以是邻近右前轮的位置。
130.处理器230可控制车辆1的整体操作并且可控制整体声音再现操作。
131.处理器230可以控制仪表盘,使得在仪表盘153上显示通过车辆1中的通信网络传输的发动机每分钟转数。由此,驾驶员能够掌握车辆的行驶状态。
132.处理器230可识别对应于发动机每分钟转数的目标声音并再现识别到的目标声音。
133.为了减少或消除从道路产生并进入车辆内部的道路噪声,处理器230针对引入车辆内部的道路噪声产生包括与噪声信号的相位相反的相位(反相位)的噪声消除信号,并且控制所产生的噪声消除信号的输出。反相位信号可以是通过使用噪声信号相对于室内噪声的相位信息而产生的补偿信号。处理器230可以包括道路噪声有源噪声控制(ranc)。
134.当车辆1的启动被接通或者确定车辆1正在行驶时,处理器230可以执行用于噪声消除和减小的控制。
135.当车载音频装置开启时,处理器230可以将音频装置的音频信号与噪声消除信号混合以输出混合信号。
136.当音频装置关闭时,处理器230可以仅输出用于噪声消除的噪声消除信号。
137.用于生成噪声消除信号的处理器230可以获得从提供加速检测器220的位置到扬声器251和252(从该扬声器251和252输出声音)的路径作为主要路径,并且获得从提供扬声器251和252的位置到提供麦克风210的位置作为次路径,并且可以在次路径中生成噪声消除信号。
138.提供扬声器251和252的位置可以是噪声被消除的位置,提供麦克风210的位置可以是残留噪声(即,对应于误差信号)被收集的位置。即,次路径可以是这样的路径,其中噪声存在,直到该噪声在没有被从扬声器251和252输出的声音消除的情况下保持之后被麦克风210收集。
139.如图4所示,声音再现设备200的处理器230可包括参考信号产生装置231、次路径获得装置232、目标声音产生装置233以及噪声消除装置234。
140.参考信号产生装置231获得存储在存储器230a中的加速检测器220的位置信息,并且在接收到获得的加速检测器220的位置信息和由加速检测器220检测的加速信号时,产生与加速信号对应的参考信号。
141.由加速检测器220检测的加速信号可以是模拟信号。
142.处理器230可以包括模数转换器(adc),并且可以通过模数转换器将作为模拟信号的加速信号转换成作为数字信号的噪声信号。
143.参考信号产生装置231可产生与作为数字信号的噪声信号相对应的参考信号。
144.次路径获得装置232可包括基于加速检测器220的位置信息、麦克风210的位置信息和扬声器251和252的位置信息生成次路径的功能。
145.次路径获得装置232基于通过快速傅里叶变换获得的参考信号和次路径来获得次路径中的参考信号。
146.目标声音产生装置233基于由压力检测装置160检测的压力信息、从发动机信息获得装置170获得的发动机信息以及由杆信号接收装置180接收的杆信号中的至少一者,当确定声音再现模式是赛车模式时,产生目标声音。即,目标声音产生装置233可产生包括行驶声音和后燃噪声(排气声音)中的至少一个的目标声音信号作为目标声音。
147.噪声消除装置234可以接收从麦克风210输出的误差信号作为反馈。
148.噪声消除装置234基于通过麦克风210接收到的信号来获得误差信号,基于次路径中的参考信号和所获得的误差信号来生成噪声消除信号,并且输出所生成的噪声消除信号。
149.在麦克风210中接收的信号可以是用于在由振动产生的噪声之中没有被处理器230消除之后剩余的噪声的信号。对应于在麦克风210中接收的信号的噪声被称为误差噪声或残留噪声。在麦克风210中接收的信号可以用作用于确定车辆1中的噪声是否正常减小或者消除的信息。
150.噪声消除装置234使用加速检测器220预先识别引起室内噪声的振动,使用麦克风210识别室内噪声,并且基于用于识别的振动的噪声信号(即,参考信号)和用于识别的噪声的噪声信号(误差信号)产生用于噪声消除的噪声控制信号。
151.噪声消除装置234可将目标声音信号和噪声消除信号输出到放大器240。
152.处理器230可不管外部因素如何都再现一致的行驶声音和燃烧后噪声。稍后将描述处理器230。
153.行驶声音可包括滑动声音和加速声音。
154.处理器230可以实现为用于存储用于控制声音再现设备200内的组件的操作的算法或者用于再现该算法的程序的数据的存储器,以及用于使用存储在存储器中的数据来执行操作的处理器。在这种情况下,存储器230a和处理器230可以实现为单独的芯片。可替代地,存储器230a和处理器230可以实现为单个芯片。
155.存储器230a存储一个或多个加速检测器220的位置信息、一个或多个麦克风的位置信息和至少两个扬声器的位置信息。
156.存储器230a可以存储用户的识别信息并且可以存储关于每个用户的行驶模式的信息。
157.存储器230a可存储关于用户设置的声音再现的选项信息。
158.存储器230a可以存储多种类型的燃烧后噪声。每种类型的后燃烧噪声可以包括识别信息。存储器230a可以分别存储与用户的识别信息匹配的燃烧后噪声的识别信息。
159.存储器230a可以存储与制动踏板132的踩踏模式相对应的横向力信息(滑动角)以及与加速踏板113的踩踏模式相对应的横向力信息(滑动角)。这可以是通过实验获得的信息。
160.存储器230a可以存储关于分别对应于多个睡眠速率的睡眠声音的信息。
161.存储器230a可以存储关于多个睡眠声音的信息。
162.存储器230a可以存储分别与用户的识别信息相匹配的制动踏板132的踩踏样式和加速踏板113的踩踏样式的信息。
163.存储器230a可以存储关于与用户的识别信息相匹配的加速模式的信息。
164.存储器230a可存储关于与启动状态对应的燃烧后噪声、与减速命令对应的第一滑动声音、与加速命令对应的第二滑动声音、以及与加速状态对应的加速声音的信息。
165.存储器230a还可存储关于与每个用户的第一踩踏模式相对应的第一滑动声音的信息和关于与每个用户的第二踩踏模式相对应的第二滑动声音的信息。
166.存储器230a可以实现为诸如高速缓存、只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)和闪存的非易失性存储器设备、诸如随
机存取存储器(ram)的易失性存储器设备、以及诸如硬盘驱动器(hdd)和cd-rom的存储介质中的至少一者,但是不限于此。
167.放大器240可放大并输出由处理器230产生的噪声消除信号。
168.放大器240将目标声音信号转换为数字-模拟信号,放大转换的信号,并通过扬声器251和252输出放大的信号。
169.放大器240可包括:数字信号处理装置,被配置为混合从处理器20接收的数字噪声消除信号和从目标声音产生装置233接收的目标声音信号以产生数字有源噪声控制声音;数字功率放大器,用于将数字有源噪声消除声音转换为数字模拟声音,放大转换的声音,并通过扬声器251和252输出放大的声音。
170.通过数字功率放大器输出的有源噪声消除声音可以被输入回麦克风并且被反馈回处理器230。
171.放大器240可通过将噪声消除信号与对应于数字目标声源的目标信号混合来产生混合信号,并可放大并输出混合信号。
172.放大器240可包括用于放大通过混合噪声控制信号和目标信号获得的混合信号的放大级。放大级可包括用于放大作为电信号的混合信号的功率的真空管或晶体管。
173.由放大器240放大的混合信号可被发送到扬声器251和252。
174.第一扬声器251可以设置在车辆1的前方或者中央,并且第二扬声器252可以设置在车辆1的后方。
175.第一扬声器251和第二扬声器252响应于来自处理器230的控制命令输出声音。
176.第一扬声器251可输出行驶声音,并且第二扬声器252可输出行驶声音和燃烧后噪声。
177.第一扬声器251和第二扬声器252可输出用于消除噪声的声音。
178.扬声器251和252可输出目标声音(即,排气声音),同时通过输出从放大器240放大的混合信号来降低或消除车辆1中的室内噪声。
179.在这种情况下,在车辆1内部生成的噪声信号的相位与混合信号中的噪声消除信号的相位可彼此相反。由于所提供的配置,在车辆1内部生成的噪声信号可被衰减。因此,可以降低或消除车辆1中的噪声。
180.根据在图2和图4中示出的噪声消除装置的部件的性能,可以添加或删除至少一个组件。而且,本领域技术人员容易理解,各组件之间的相互位置可以根据噪声消除装置的性能或结构而改变。
181.图2和图4中所示的每个部件意味着软件和/或硬件部件,诸如现场可编程门阵列(fpga)和专用集成电路(asic)。
182.将参考图5a、图5b、图6a、图6b、图6c、图7a、图7b、图7c、图8a和图8b描述用于产生目标声音的处理器230的详细配置。
183.当确定选择了赛车模式时,处理器230可以识别车辆1的状态,并且生成燃烧后噪声(爆发声和爆发声;起步声)当确定识别的车辆1的状态是启动状态时,响应于启动状态,或者当确定车辆1的状态是行驶状态时,响应于加速/减速命令产生滑动声音,或者当确定车辆1在行驶状态下加速时,响应于加速力产生加速声音(线性声音)。
184.根据加速力,车辆1的状态可包括停止状态、启动状态、以及行驶状态,行驶状态可
包括加速状态和减速状态,并且加速状态可包括低速状态、中速状态、以及高速状态。
185.低速状态是加速力小于或等于第一参考加速力的状态,中速状态是加速力超过第一参考加速力并小于或等于第二参考加速力的状态,并且高速状态是加速力超过第二参考加速力的状态。
186.处理器230可以基于发动机信息确定车辆1的状态。例如,处理器230可以基于节流阀开度确定车辆1是否正在行驶以及加速力。处理器230可以基于发动机每分钟转数确定车辆1是否正在行驶以及加速力。处理器230可以基于发动机111的扭矩确定车辆1是否正在行驶以及加速力。
187.即,处理器230可以基于关于发动机111的节流阀开度、发动机每分钟转数和发动机111的扭矩中的一个或多个的信息来确定车辆1是否正在行驶以及加速力。
188.处理器230可以基于关于施加至加速踏板113的加速压力的信息确定车辆1是否正在行驶以及加速力。
189.处理器230可以基于行驶速度信息确定车辆1是处于停止状态还是启动状态,确定加速力,并且可以确定是否输入加速命令。
190.处理器230可以基于施加至制动踏板132的压力信息确定车辆1是处于停止状态还是启动状态,并且可以确定是否输入减速命令。
191.当基于行驶速度信息确定行驶速度从零(0)改变至增加状态时,处理器230确定车辆1的状态是启动状态,生成燃烧后噪声,并且控制生成的燃烧后噪声的输出。
192.如图5a所示,处理器230获得存储在存储器230a中的燃烧后噪声的信号,并且处理所获得的燃烧后噪声的信号以产生能够通过第二扬声器252输出的形式的燃烧后噪声。
193.例如,后燃烧噪声的信号可以是包括波形音频格式(wav)形式的音频数据的声源,该音频数据可被再现预设时间。
194.处理器230可控制放大器240、第一扬声器251和第二扬声器252,使得通过第二扬声器252输出后燃烧噪声。即,当控制第一扬声器251时,处理器230可以调整第一扬声器251的声压,使得第一扬声器251的声压等于或小于参考声压,并且可以调整第二扬声器252的声压,使得第二扬声器252的声压超过参考声压。
195.如上所述,通过降低车辆1的前侧处的第一扬声器251的声压并且增加车辆1的后侧处的第二扬声器252的声压,可通过有区别的后燃烧排气声音提供赛车的感觉。因而,可以改善用户情绪的质量。
196.如图5b所示,处理器230可基于关于用户选择的声音再现的选项信息调整音量和音色,产生包括调整的音量和音色的燃烧后噪声,随后再现产生的燃烧后噪声。
197.可以针对每个用户存储燃烧后噪声以对应于用户的选择。在这种情况下,处理器230可以识别用户的识别信息,识别与所识别的用户的识别信息相匹配的燃烧后噪声的识别信息,并且获得与所识别的燃烧后噪声的识别信息相对应的燃烧后噪声的信号。
198.处理器230响应于制动踏板132的施加压力来识别减速命令,响应于加速踏板113的施加压力来识别加速命令,获得与所识别的减速命令或加速命令相对应的滑动角和滑动率,并基于所获得的滑动角和滑动率来控制第一滑动声音或第二滑动声音的再现。
199.第一和第二滑动声音可以彼此相同或不同。
200.处理器230获得每当车辆1处于行驶状态时踩踏制动踏板132的第一踩踏时间,以
及对应于第一踩踏时间的施加至制动踏板132的第一压力的大小,存储对应于获得的第一踩踏时间的第一压力的大小,并且分析对应于获得的第一踩踏时间的第一压力的大小的变化,获得制动踏板132的踩踏模式(即,第一踩踏模式)。
201.处理器230获得每当车辆1处于行驶状态时加速踏板113被踩踏的第二踩踏时间,以及对应于第二踩踏时间的施加至加速踏板113的第二压力的幅值,存储对应于获得的第二踩踏时间的第二压力的幅值,并且分析对应于获得的第二踩踏时间的第二压力的幅值的变化,获得加速踏板113的踩踏模式(即,第二踩踏模式)。
202.处理器230可以获得并存储用于每个用户的制动踏板132的踩踏模式和加速踏板113的踩踏模式。
203.处理器230获得与基于与先前存储的制动踏板132的踩踏模式相对应的横向力信息(滑动角)获得的制动踏板132的模式信息对应的横向力信息(滑动角)。
204.处理器230获得与加速踏板113的模式信息相对应的横向力信息(滑动角),其中,加速踏板113的模式信息基于与先前存储的加速踏板113的踩踏模式相对应的横向力信息(滑动角)而获得。
205.处理器230可以基于由多个车轮速检测器在加速或减速状态下检测的前轮、后轮、左轮和右轮的速度获得沿横向的横向力,可以基于由偏航率检测装置检测的偏航率获得沿横向的横向力,并且可以基于由加速检测器220检测的加速信息获得沿横向的横向力。
206.如图6a所示,处理器230可以获得前轮和后轮的横向力信息。
207.如图6b所示,处理器230将所获得的前轮和后轮的滑动角(度)转换成弧度(rad)和滑动比。
208.如图6c所示,处理器230产生与转换后的滑动率对应的第一滑动声音或第二滑动声音,并控制放大器240、第一扬声器251和第二扬声器252输出产生的第一滑动声音或第二滑动声音。
209.处理器230可基于当前滑动率调整第一滑动声音的音色或阻力,并在接收到减速命令时再现调整后的第一滑动声音,并可基于当前滑动率调整第二滑动声音的音色或阻力,并在接收到加速命令时再现调整后的第二滑动声音。
210.第一滑动声音和第二滑动声音可以是对应于每个用户的第一踩踏图案和第二踩踏图案的滑动声音。
211.处理器230可基于用户的加速踏板113的第二踩踏模式来调整加速时间期间的滑动声音的音色和阻力,并可基于用户的制动踏板132的踩踏模式来调整减速时间期间的滑动声音的音色和阻力。
212.由此,可以给出转弯的感觉。
213.当确定车辆1在行驶状态下正在加速时,处理器230可响应于加速力产生加速声音(线性声音)。
214.处理器230获得每当车辆1处于加速状态时加速踏板113被踩踏的第二踩踏时间,以及对应于第二踩踏时间的施加至加速踏板113的第二压力的大小,基于对应于所获得的第二踩踏时间的第二压力的大小获得加速力,基于所获得的加速力确定车辆1是处于低加速状态、中等加速状态还是高加速状态,并且获得并存储对应于所确定的加速状态的加速模式。
215.处理器230可以基于行驶速度信息和齿轮级信息获得并存储与加速力相对应的加速模式。
216.处理器230可以获得每个用户的加速模式并且存储与每个用户的标识信息匹配的加速模式。
217.当车辆1的状态是加速状态时,处理器230可基于加速模式来校正加速声音,并控制校正的加速声音的再现。
218.处理器230可以在与用户特定的加速模式相对应的偏差中通过功率性能-声压校正曲线创建技术在享受加速感和加速声音的同时稳定地向用户提供线性驱动模式。
219.处理器230可基于每个用户的加速模式自动生成每个发动机每分钟转数的声压曲线、发动机每分钟转数和节流阀开度(rpm-aps)的校正曲线、车辆速度曲线以及扭矩校正曲线。
220.如图7a所示,当车辆1处于低加速状态或高加速状态时,处理器230可通过将基本加速声音和目标加速声音的声压进行比较来获得每个发动机每分钟转数的声压校正值。所获得的声压校正值可为将由目标声音产生装置233产生的目标声音的信息。
221.如图7b所示,处理器230将每个发动机每分钟转数的基本加速声音的声压与目标加速声音的声压进行比较,识别对应于比较结果的每个发动机每分钟转数的声压差,并且基于识别的声压差产生对应于每个发动机每分钟转数的声压分布。
222.如图7c所示,处理器230产生用于发动机111的每个发动机每分钟转数和每个节流阀开度的基本加速声音的曲线图,选择这些中的一个(即,发动机每分钟转数中的一个和节流阀开度中的一个),并基于选择的发动机每分钟转数和发动机111的节流阀开度产生声压曲线。
223.通过这样做,可以提供一种加速声音,在该加速声音中,校正了取决于根据用户的行驶类型的慢加速度或突然加速度的偏差。
224.图8a和图8b是根据本公开示例性实施方式的声音再现设备的与赛车声音和拉力赛的输出对应的用于每个发动机每分钟转数的频率和声压的频谱的示例性图。
225.如图8a所示,当声音再现模式是赛车模式时,区域1表示与燃烧后噪声对应的每个发动机每分钟转数的频谱和声压,区域2表示与滑动声音对应的每个发动机每分钟转数的频谱和声压,并且区域3表示与线性加速声音对应的每个发动机每分钟转数的频谱和声压。
226.如图8b所示,当声音再现模式是拉力赛模式时,区域1表示与燃烧后噪声对应的每个发动机每分钟转数的频谱和声压,区域2表示与滑音声音对应的每个发动机每分钟转数的频谱和声压,并且区域3表示与线性加速声音对应的每个发动机每分钟转数的频谱和声压。
227.处理器230可以再现与赛车有关的各种声音。
228.处理器230可在声音再现模式是个人模式时识别与个人模式相应的目标声音并控制所识别的目标声音的再现,可在声音再现模式是运动模式时识别与运动模式相应的目标声音并控制所识别的目标声音的再现,并可在声音再现模式是演出模式时识别与演出模式相应的目标声音并控制所识别的目标声音的再现。
229.根据本公开内容的示例性实施方式,各种车辆中的声音可以利用一个车辆来实现,并且可以改善车辆的可销售性。
230.本公开可通过输出高性能赛车声音来反映客户的各种需求,并且可使驾驶员感受赛车或锦标赛的虚拟声音。
231.在本文中,本公开的公开的示例性实施方式可以以存储可由计算机执行的指令的记录介质的形式来实现。指令可以以程序代码的形式存储,并且当由处理器执行时,可以生成程序模块以执行本公开的公开的示例性实施方式的操作。记录介质可以被实现为计算机可读记录介质。
232.计算机可读记录介质包括存储可由计算机解密的指令的各种记录介质。例如,可存在只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁带、磁盘、闪存、光学数据存储装置等。
233.如从以上显而易见的,本公开可通过输出从具有一个车辆的各种类型的车辆输出的燃烧后噪声或行驶声音来改善用户满意度并改善可销售性。
234.本公开可以通过输出高性能赛车声音来反映顾客的各种需要,并且可以使驾驶员行驶具有高性能汽车、赛车或锦标赛的感觉。
235.本公开可通过使用现有装置输出赛车声音来防止赛车声音输出的成本增加。
236.本公开内容甚至可以在环保型车辆中实施,从而为用户提供各种声音,诸如燃烧后噪声,而不产生烟灰。
237.本公开可以为用户提供优异的效果声音而没有质量偏差,而不管行驶环境的变化。
238.为了便于说明并准确限定所附权利要求,参考附图中显示的此类特征的位置,使用术语“上的”、“下的”、“内”、“外”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“里面的”、“外面的”、“内部”、“外部”、“向前”和“向后”来描述示例性实施方式的特征。应进一步理解,术语“连接”或其衍生物是指直接连接和间接连接。
239.出于说明和描述的目的,已经呈现了本公开的具体示例性实施方式的前述描述。它们不旨在是详尽的或将本公开限于所公开的精确形式,并且显然根据上述教导,许多修改和变化是可能的。选择并描述示例性实施方式以解释本公开的某些原理及其实际应用,从而使本领域的其他技术人员能够做出并且利用本公开的各种示例性实施方式及其各种替换和修改。本公开的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。
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