模仿引擎声发生器的制作方法

专利名称：模仿引擎声发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于产生模仿引擎声以通知车辆存在的模仿引擎声发生器。
背景技术：
诸如电动车、燃料电池车和混合动力车的车辆通过使用电马达来行进，当所述马 达被供能时其产生旋转力。这种车辆产生并向车辆外部输出声音，而该声音比具有引擎能 源(即内燃机)的常规车辆的声音小。因此，人们可能认识不到车辆的存在。所以，提出了一种车辆存在通知装置。该通知装置产生并输出通知声，从而该装置 通知车辆的存在。该车辆存在通知装置例如输出模仿引擎声作为通知声来通知车辆的存在。然而，产生模仿引擎声是困难的。具体来说，用于产生模仿引擎声的常规技术是这样的，即记录和储存实际引擎声， 并且根据车辆的驾驶条件重现所记录的引擎声。该技术在JP-A-2005-115166中公开。具体来说，随着根据加速踏板的各开度的各种引擎旋转而记录从引擎的单汽缸产 生的实际引擎声。随后，将引擎声记录为以一个燃烧循环(即一个燃烧周期)为单元的波 形数据。因此，根据加速踏板的开度而保存一个单元的波形。当车辆行进时，根据驾驶员所操作的加速踏板的开度从存储器获取一个单元的波 形。随后，连续地获取波形以便于产生连续的波形数据。多个连续的波形数据根据引擎中 汽缸数而叠加，从而合成模仿引擎声。然而，当按各加速踏板开度记录实际引擎声时，所记录引擎声的波形被分成一个 单元一个单元的波形，并且所分出的一个单元的波形是以与加速踏板开度相关联的方式储 存的，大量的工时和大量的存储器数据是必不可少的。再者，当多个一个单元的波形数据彼此连续耦合并且通过叠加所述多个波形数据 来合成模仿引擎声时，数据计算量是巨大的。所以，产生模仿引擎声的计算负担非常大。

发明内容
鉴于以上问题，本公开的目的在于提供用于产生模仿引擎声以便于通知车辆的存 在的模仿引擎声发生器。用于产生模仿引擎声的计算负担相对小，并且用于产生模仿引擎 声的数据得到简化。根据本公开的一个方案，一种用于产生模仿引擎声的模仿引擎声发生器包括主 体设备，所述主体设备定义一预定频率，该预定频率是在1赫兹(HZ)到10赫兹之间的范围 选择的，并且同时产生具有以该预定频率为间隔排布的频率的多个信号，从而形成模仿引擎声。在上述发生器中，由于所述主体设备同时产生具有以预定频率为间隔排布的频率 的多个信号，所以用于产生模仿引擎声的数据最少化，并且减少了产生模仿引擎声的计算 负担。


从参照附图所进行的以下详细描述将更清楚本发明的以上及其他目的、特征和优 点。在附图中图1是示出模仿引擎声发生器的图；图2A是示出超声波扬声器的前视图的图，而图2B是示出该扬声器顶视图的图；图3A到3C是示出模仿引擎声的构成的图；图4A到4E是示出根据第一实施例的参数扬声器的操作方法的图；图5是示出环境噪声频率与模仿引擎声中特定高频率处的声压级之间的关系的 图；图6A和6B是示出根据第二实施例的模仿引擎声的构成的图；以及图7A和7D是示出根据第三实施例的模仿引擎声的构成的图。
具体实施例方式模仿引擎声发生器将一选定频率定义为选自1赫兹到10赫兹之间的“A赫兹”，并 且同时产生多个频率信号，以便该模仿引擎声发生器产生模仿引擎声。所述多个频率信号 是以该选定频率“A赫兹”为间隔排布的。优选地，该模仿引擎声可以包括范围在3千赫兹到7千赫兹之间的高频信号以及 例如为2千赫兹信号、1千赫兹信号和500赫兹信号的低频和中频信号。该高频信号例如为 4千赫兹的信号，其声音对人来说是不和谐且恼人的，从而该声音轻易萦绕他或她耳旁。低 频和中频信号的声音对人来说是和谐的，并且例如构成具有泛音(overtone)关系的多个 频率信号。该模仿引擎声可以由参数扬声器产生，以使得该模仿引擎声包括在远离车辆的点 可听闻的可闻声。可替代地，该模仿引擎声可以由用于直接产生可闻声的扬声器产生，从而 该可闻声从车辆输出。所选定频率“A赫兹”可以固定为例如4赫兹的预定频率。可替代地，所选定频率 “A赫兹”可以在预定范围(例如1赫兹到10赫兹之间的范围)内根据车辆乘客所操作的 加速踏板的开度而改变。可替代地，所选定频率“A赫兹”可以在预定范围(例如在3.5赫 兹到4. 5赫兹之间的范围)内波动。该模仿引擎声的声压级可以固定为预定声压级。可替代地，该声压级可以根据环 境噪声的声压级而被自动控制。可替代地，该声压级可以随加速踏板开度变大而连续或步 进地升高。(第一实施例)该模仿引擎声发生器适用于车辆存在通知装置。该模仿引擎声在图1-5中示出。在本实施例中，模仿引擎声是由参数扬声器产生的，以使得该模仿引擎声包括在 远离车辆的点可闻的可闻声。如图1所示，车辆存在通知装置包括用于输出超声波的超声扬声器1和用于控制 超声扬声器1的主体设备2。超声扬声器1安装在车辆前侧，从而扬声器1产生并向车辆外部发出超声波。
扬声器1的安装位置如下。当车辆(例如混合动力车)包括通过使用燃料燃烧现象产生旋转力的内燃机时， 超声扬声器1安装在用于引入外部空气的散热器护栅开口的内壁上，从而扬声器1所产生 的超声波朝前方发出到车辆外部。例如，超声波朝前方倾斜地输出到人行道。所述散热器 护栅开口是车行进时的风的进气口，以便风使车辆散热器冷却。因此，散热器护栅开口面对 车辆前侧。在此，即便车辆是电动车而该电动车不包括散热器，扬声器1也可以安装在风的 进气口的内壁上。在本实施例中，扬声器1安装在车辆前侧。可替代地，扬声器1可以安装在车辆后 侧或底部，从而当驾驶员倒车时，扬声器1向车辆后方输出模仿引擎声。从扬声器1输出的超声波的辐射方向可以固定为某一方向。可替代地，超声波 的辐射方向可以根据驾驶条件而可控。用于控制超声波辐射方向的控制部件可以是这样 的，即具有不同辐射方向的多个扬声器1安装在车辆上而所述控制部件切换这些扬声器1。 可替代地，用于控制超声波辐射方向的控制部件可以是这样的，即控制部件控制电致动器 (例如螺线管)来使扬声器1的支撑件位移。将解释扬声器1的构造。扬声器1是用于产生空气振动的超声波发生器，所述空气振动的频率等于或高于 人的可闻频带，即高于20千赫兹。超声波具有强方向性。因此，超声波在空气中是坚定地 直线运行的。因此，扬声器1可以相对于车辆朝一特定方向辐射超声波。该特定方向是所 要求的辐射该超声波的方向。例如，该特定方向是车辆的前向和斜向，以使得扬声器1向人 行道辐射超声波。图2A和2b示出扬声器1。扬声器1包括多个压电扬声器3，所述压电扬声器3适 用于产生超声波。压电扬声器3是陶瓷扬声器或压力扬声器。因此，扬声器1提供扬声器 阵列。在本实施例中，压电扬声器3包括压力部件和振动板。压力部件根据施加到该部 件的电压而可扩展，从而该压力部件被充电和放电。当压力部件扩展和收缩时，振动板将振 动传导到空气。扬声器1所产生超声波的能量以及从扬声器3输出的超声波的方向性范围受扬声 器3数量和排布的控制。另外，从扬声器3输出的超声波的方向性范围可以受喇叭4的控 制。在本实施例中，超声扬声器1包括压电扬声器3。可替代地，超声扬声器1可以包 括其他类型的扬声器，只要该扬声器可以产生超声波即可。将解释用于操作扬声器1的主体设备2。主体设备2包括模仿引擎声制造部件5、超声波振动调制器6和扬声器驱动器7。 模仿引擎声制造部件5制造用于提供模仿引擎声的频率信号。超声波振动调制器6将用于 提供模仿引擎声的频率信号调制为超声频率信号。扬声器驱动器7通过使用经调制的超声 频率信号来驱动扬声器1。主体设备2受来自于ECU (即引擎控制单元)的操作信号的控 制。在此，所述操作信号是用于指示模仿引擎声的产生的指示信号。主体设备2还包括自动调整部件和电源(未示出)。自动调整部件基于车辆环境 噪声自动调整扬声器1的输出电平。所述输出电平为音量。所述电源与诸如车辆电池的车内电源耦合，从而该电源向主体设备2的每个电路供电。因此，主体设备2的作为电气功能 部件的每个电路工作。将解释主体设备2的每个电路。模仿引擎声制造部件5包括常规计算机，其具有用于执行各种处理的CPU、用于储 存各种程序的存储器、输入电路、输出电路等。存储器将模仿引擎声产生程序储存为用于产 生频率信号的音频软件，以通过使用数字技术提供模仿引擎声。模仿引擎声产生程序提供来基于时钟信号产生频率信号，即波形信号，以提供模 仿引擎声。计算机中的参考时钟产生时钟信号。该参考时钟为晶振。具体来说，模仿引擎 声产生程序提供来将所选定频率定义为选自1赫兹到10赫兹之间的“A赫兹”，并且同时产 生多个频率信号，以便产生模仿引擎声。以所选定频率“A赫兹”为间隔来排布该多个频率信号。在该实施例中，所选定频率“A赫兹”为固定的4赫兹。可替代地，所选定频率“A 赫兹”可以是选自3. 5赫兹到4. 5赫兹之间的固定频率。在本实施例中，用于提供模仿引擎声的频率信号通过以4赫兹为间隔排布的多个 频率信号来提供。可替代地，用于提供模仿引擎声的频率信号可以通过删除多个频率信号 的一部分来提供。具体来说，以所选定频率“A赫兹”为间隔排布的多个频率信号缺乏其中 的一部分。模仿引擎声产生程序包括用于产生以4赫兹为间隔排布的多个频率信号的一部 分的频率范围指定程序，所述多个频率信号的一部分位于预定频率范围内。在此，将解释预定频率范围。在本实施例中，预定频率范围基于车辆引擎产生的实际引擎声的频率性质来确 定。在第二实施例中，该预定频率范围被确定来将模仿引擎声提供为平均律音阶。当实际引擎声的频率性质是如图3A中实线E所定义的性质时，人可听闻的实际引 擎声的频率范围是主频率范围L。主频率范围L通过在最大压值减10分贝内的声压的频率 范围来限定。具体来说，主频率范围L通过在最大声压到最大声压减去10分贝所得声压之 间的声压来限定。具有在主频率范围L之外的声压级的声音基本上不会为人所识别到，因 为该声音被主频率范围L内的声音所掩蔽。因此，具有低声压级的声音不会被人察觉到。模仿引擎声产生程序提供来制造以4赫兹为间隔排布的仅在主频率范围L内的多 个频率信号，如图3B中所示，这是因为人们仅能听到在主频率范围L内的声音。仅在主频 率范围L内的多个频率信号提供所述模仿引擎声。将详细解释上述过程。当制造与特定类型车辆的实际引擎声类似的模仿引擎声时，首先测量该特定类型 车辆的实际引擎声。在实际引擎声中测量在最大声压到该最大声压减去10分贝所得声压之间的声压 的频率范围。所测得的频率范围提供主频率范围L。当主频率范围例如在250赫兹到4千 赫兹之间的范围内时，模仿引擎声产生程序提供来产生用于提供在250赫兹到4千赫兹之 间的范围内的模仿引擎声的频率信号，如图3B中所示。模仿引擎声产生程序还包括频率性质处理程序，用于处理以4赫兹为间隔排布的 多个频率信号的频率性质。对频率性质进行的处理是要表征该频率性质。
对频率性质进行的处理的示例将解释如下。当制造与特定类型车辆的实际引擎声类似的模仿引擎声时，该特定类型车辆的实 际引擎声的频率性质被测量并示出为图3A中的实线E。在这种情况下，用于提供模仿引擎声的频率信号的频率性质被处理为符合特定类 型车辆的实际引擎声的频率性质，以使得用于提供模仿引擎声的频率信号具有如图3C中 虚线E所示的频率性质。具体来说，每个频率信号的最大声压被设置在特定类型车辆的实 际引擎声的最大声压上。在此，频率信号的频率性质通过频率信号的最大声压的轮廓来限定。超声波振动调制器6包括超声波发生器，用于产生具有高于20千赫兹的超声波频 率(例如25千赫兹)的超声波。超声波振动调制器6将从模仿引擎声制造部件5输出的 波形信号的电压变化调制为超声波频率的振荡电压的幅度变化。在此，所述波形信号是用 于制造模仿引擎声的频率信号。在本实施例中，主体设备2包括独立的超声波振动调制器6。可替代地，上述模仿 引擎声产生程序可以包括用于提供超声波振动调制器6的功能的程序。将参照图4A至4E解释由超声波振动调制器6执行的超声波调制处理。在此，在 超声波调制处理中，用于提供模仿引擎声的频率信号被调制为超声波的振荡电压的幅度变 化。例如，输入到超声波振动调制器6中用于提供模仿引擎声的频率信号之一例如示 出在图4A中。在此，尽管在图4A中示出的是单个频率信号的电压变化，但是实际提供的是 以4赫兹为间隔排布的合成频率信号的单个波形。超声波振动调制器6中的超声波振荡器以图4B中示出的超声波频率进行振荡。如图4C中所示，当用于提供模仿引擎声的频率信号的信号电压变大时，超声波振 动调制器6增加超声波振荡的电压幅度。此外，当用于提供模仿引擎声的频率信号的信号 电压变小时，超声波振动调制器6减小超声波振荡的电压幅度。在此，图4C示出其幅度被 调制的超声波。因此，超声波振动调制器6将从模仿引擎声制造部件5输入的频率信号调制为超 声波频率信号的振荡电压的幅度变化。在本实施例中，超声波振动调制器6将用于提供模仿引擎声的频率信号的信号电 压变化转换为超声波频率信号的电压的幅度变化，如图4C中所示。可替代地，通过使用PWM 调制技术，用于提供模仿引擎声的频率信号的信号电压变化可以被转换为超声波频率信号 的电压的产生时间的宽度变化。扬声器驱动器7基于经幅度调制的超声波信号来驱动压电扬声器3，所述经幅度 调制的超声波信号通过对用于提供模仿引擎声的频率信号的幅度进行调制而制备。经幅度 调制的超声波信号是超声波振动调制器6的输出信号。更具体来说，扬声器驱动器7控制 压电扬声器3被施加的电压，即扬声器驱动器7控制压电扬声器3的充电/放电状态，以使 得压电扬声器3产生通过对用于提供模仿引擎声的频率信号的幅度进行调制而制备的超 声波。例如，扬声器驱动器7是功率放大器或压电部件的充放电设备。当图4C中示出的波 形信号从超声波振动调制器6被输入到扬声器驱动器7时，扬声器驱动器7将图4C中示出 的波形电压施加到超声扬声器1，以使得超声扬声器1 (即压电扬声器3)输出具有图4C中示出的输出波形的超声波。接下来，将解释自动调整部件，其用于基于车辆周围的环境噪声来自动调整超声 扬声器1的输出电平(即音量)。主体设备2包括自动调整部件，用于基于环境噪声来自动调整扬声器驱动器7的 放大增益(即放大程度)。自动调整部件包括环境噪声检测器8，用于检测车辆外部的环 境噪声；读取器9，用于从检测到的环境噪声中读出特定高频噪声(例如4千赫兹噪声)的 声压级；以及声压级控制器10，用于基于环境噪声中该特定高频噪声的声压级来改变扬声 器驱动器7的放大程度。环境噪声检测器8检测车辆外部位于模仿引擎声的特定范围内的环境噪声。环境 噪声检测器8可以包括独立于超声扬声器1的常规麦克风。可替代地，环境噪声检测器8 可以是超声扬声器1的压电扬声器3中的一个，从而压电扬声器3中的该一个用作麦克风。环境噪声检测器8检测到的车辆外部的环境噪声的频率性质例如示出为图5中的 实线A。读取器9从由环境噪声检测器8检测到的环境噪声中读出特定高频噪声(例如4 千赫兹噪声)的声压级。读取器9包括麦克风放大器，用于放大环境噪声检测器8的检测信号。具体来说，当由环境噪声检测器8检测到的环境噪声的频率性质示出为如图5中 实线A所示时，读取器9读出4千赫兹处环境噪声的声压级。在图5中，4千赫兹处环境噪 声的声压级约为40分贝(dB)。用于读出4千赫兹处环境噪声的声压级的读取器9可以通过计算机来提供，所述 计算机执行用于分析特定频率处的高频噪声的声压的处理。可替代地，读取器9可以被提 供来使得检测某频率噪声的声压级，并且根据检测到的某频率噪声的声压级来估计特定频 率噪声的声压级。声压级控制器10根据环境噪声中特定频率噪声的声压级，来控制扬声器驱动器7 的放大程度(例如放大增益)。声压级控制器10根据读取器9读出的环境噪声中特定高频 噪声的声压级，将模仿引擎声中特定高频信号的声压级增加预定声压级，例如10分贝。因 此，获得如图4中实线B所示的特定高频信号的声压级。模仿引擎声中特定高频信号的声 压级是在主频率范围L中的模仿引擎声的声压级，所述主频率范围L为模仿引擎声的目标 范围。例如，在朝人行道侧斜前方向与车辆相隔预定距离的位置处定义模仿引擎声的声压 级。将解释车辆存在通知装置的操作。当操作信号从E⑶被输入到装置中时，车辆存在通知装置工作。具体来说，当车辆 行进时(例如当车辆前进时)，车辆存在通知装置始终工作。可替代地，车辆存在通知装置 仅在车辆的车速处于预定速度范围内时才工作。可替代地，车辆存在通知装置仅在行人识 别装置(未示出)识别到在车辆行使方向上有人并且车辆在行进时才工作。当车辆存在通知装置工作时，超声扬声器1发出超声波，该超声波是不可听闻并 且是通过对模仿引擎声的信号波形的幅度进行调制而制备的。因此，如图4D中所示，当超声波在空气中移动通过时，具有短波长的超声波由于 空气粘性而失真。图4D示出正失真的超声波。
然后，如图4E中所示，当超声波在空气中移动通过时，超声波中的幅度分量在空 气中被自解调。图4E示出自解调后的声音。因此，在与超声波源相隔开的位置处制造模仿 引擎声，所述超声波源对应于具有超声扬声器1的车辆。车辆存在通知装置产生以4赫兹为间隔排布的多个频率信号，以便形成模仿引擎 声。因此，用于制造模仿引擎声的存储器数据得以简化，并且还减轻了用于制造模仿引擎声 的计算负担。车辆存在通知装置在预定频率范围(例如250赫兹到4千赫兹之间的范围)内产 生用于提供模仿引擎声的以4赫兹为间隔排布的多个频率信号，所述预定频率范围对应于 实际引擎声的主频率范围L。因此，由于模仿引擎声的频率范围被限制在仅实际引擎声的主频率范围L，所以减 少了用于制造模仿引擎声的频率信号的数量。计算负担要小得多。车辆存在通知装置以类似于特定类型车辆的实际引擎声的频率性质的方式来处 理以4赫兹为间隔排布的多个频率信号的频率性质。因此，车辆存在通知装置产生的模仿引擎声与特定类型车辆的实际引擎声相似。在车辆存在通知装置中，模仿引擎声包括诸如4千赫兹声音的高频声音，该高频 声音对人来说是不和谐且恼人的，从而该声音轻易萦绕他或她耳旁。因此，人们容易识别模 仿引擎声。模仿引擎声中的高频声音提供来以高可证性向车辆周围的人通知该车辆的存 在。该模仿引擎声还包括低频声音和中频声音，例如2千赫兹声音、1千赫兹声音、500 赫兹声音和250赫兹声音，它们是4千赫兹声音的泛音。低频和中频声音对人来说是和谐 的，并且例如构成具有泛音关系的多个频率信号。因此，使模仿引擎声变得和谐，并由此减 轻人对于模仿引擎声的不适感。车辆存在通知装置产生的模仿引擎声提供来减轻人的不适感，并且以高可证性通 知车辆的存在。车辆存在通知装置通过参数扬声器向车辆外部发出模仿引擎声。由于使用参数扬声器，所以在与车辆相分隔开的位置处产生模仿引擎声。此外，由 于参数扬声器具有强方向性，所以参数扬声器可以制造仅朝特定方向的模仿引擎声。因此，参数扬声器在与车辆相隔预定距离的位置处在人行道侧朝车辆的斜前方向 制造模仿引擎声。该位置处于要求通知车辆的存在的预定范围内。具体来说，该装置不在 位于无需通知车辆的存在的范围内的位置制造模仿引擎声。因此，该装置减少了为模仿引 擎噪声的不必要的模仿引擎声。车辆存在通知装置基于车辆外部的环境噪声来自动调整模仿引擎声的声压级。因此，模仿引擎声的声压级高于环境噪声的声压级。此外，模仿引擎声的声压级被 适当地控制，以使得声压级不会变得不必要的大。因此，该装置通过使用模仿引擎声以高可 证性通知车辆的存在。此外，减少了模仿噪声。(第二实施例)将参照图6解释第二实施例。在本实施例中，该装置制造选自平均律音阶的一个 音阶来作为模仿引擎声，从而制造音阶模仿引擎声。平均律音阶包括声音“哆” (Do)、声音 “升哆”(Do sharp)、声音“睞”(Re)、声音“升睞”(Re sharp)、声音“咪”(Mi)、声音“发”(Fa)、声音“升发”(Fa sharp)、声音“嗦”(Sol)、声音“升嗦”(Sol sharp)、声音“啦”(La)、声音 “升啦” (La sharp)，以及声音“西” (Si)。具体来说，由模仿引擎声制造部件5执行的模仿引擎声制造程序包括用于制造模 仿引擎声的频率信号，该模仿引擎声以下述方式演奏出平均律音阶以4赫兹为间隔排布 的多个频率信号的频率范围被限制于特定范围。音阶制造程序将解释如下。首先，选择以下项组成的组中的一个平均律音阶声音“哆”、声音“升哆”、声音 “睞”、声音“升睞”、声音“咪”、声音“发”、声音“升发”、声音“嗦”、声音“升嗦”、声音“啦”、声
音“升啦”，以及声音“西”。所选择的一个平均律音阶具有基本音阶频率a。在本实施例中，基本音阶频率α为250赫兹，其提供声音“哆”。接下来，基于基本音阶频率α来计算高维音阶频率β。高维音阶频率β具有比 基本音阶频率α高一个或多个八度音阶的音阶。具体来说，在本实施例中，高维音阶频率β为2千赫兹，其提供的“哆”的音阶比 基本音阶频率α中的“哆”的音阶高三个八度音阶。由模仿引擎声制造部件5执行的音阶制造程序制造声音“哆”的音阶模仿引擎声 的频率信号，使得以4赫兹为间隔排布的频率信号的范围被限制于250赫兹(声音“哆”) 到2千赫兹(比基本声音“哆”高三个八度音阶的声音“哆”)之间的范围。用于提供由模仿引擎声制造部件5制造的声音“哆”的音阶模仿引擎声的频率信 号被超声波振动调制器6调制为超声波，然后，经调制的超声波从超声扬声器1输出到车辆 外部。当该超声波在空气中传播通过时，超声波中的幅度分量被自解调。因此，在与车辆相 分隔开的位置处制造声音“哆”的音阶模仿引擎声。因此，产生具有预定音阶的模仿引擎声。在这种情况下，频率性质处理程序可以用于处理频率性质，以使得具有预定音阶 的模仿引擎声与特定类型车辆的实际引擎声相似。(第三实施例)将参照图7Α到7D来解释第三实施例。在第二实施例中，模仿引擎声具有一个音阶。在本实施例中，具有不同音阶的多个模仿引擎声被叠加，从而模仿引擎声具有和
弦声音。具体来说，由模仿引擎声制造部件5执行的模仿引擎声制造程序包括用于制造频 率信号的和弦声音制造程序，所述频率信号提供的模仿引擎声以音阶的模仿引擎声的多个 频率信号被叠加的方式演奏出和弦声音。和弦声音制造程序将解释如下。首先，选择用于提供和弦声音的多个音阶。和弦声音可以是大调和弦声音或小调 和弦声音，例如平均律音阶“哆”、“咪”和“嗦”，平均律音阶“睞”、“发”和“啦”，平均律音阶 “咪”、“嗦”和“西”，平均律音阶“啦”、“哆”和“咪”，平均律音阶“西”、“睞”和“发”等等。在本实施例中，和弦声音包括在低音调声音侧的声音“哆”、声音“咪”、声音“嗦”和 在高音调声音侧的声音“哆”。首先，制造具有在低音调声音侧的模仿引擎声“哆”的频率信号。
在这种情况下，基本音阶频率α被选择为250赫兹，其提供在低音调声音侧的声 音“哆”。然后，高维音阶频率β被选择为2千赫兹，其提供比在低音调声音侧的声音“哆” 高三个八度音阶的声音“哆”。因此，如图7Α中所示，在250赫兹到2千赫兹之间的范围内产生用于提供模仿引 擎声的以4赫兹为间隔排布的多个频率信号，从而产生提供模仿引擎声的频率信号，该模 仿引擎声提供在低音调声音侧的声音“哆”。类似地，产生提供声音“咪”的频率信号。首先，基本音阶频率α被选择为330赫 兹，其提供声音“咪”。然后，高维音阶频率β被选择为2. 6千赫兹，其提供比声音“咪”高 三个八度音阶的声音“咪”。因此，如图7Β中所示，在330赫兹到2. 6千赫兹之间的范围内产生用于提供模仿 引擎声的以4赫兹为间隔排布的多个频率信号，从而产生提供模仿引擎声的频率信号，该 模仿引擎声提供声音“咪”。类似地，产生提供声音“嗦”的频率信号。首先，基本音阶频率α被选择为390赫 兹，其提供声音“嗦”。然后，高维音阶频率β被选择为3.1千赫兹，其提供比声音“嗦”高 三个八度音阶的声音“嗦”。因此，如图7C中所示，在390赫兹到3. 1千赫兹之间的范围内产生用于提供模仿 引擎声的以4赫兹为间隔排布的多个频率信号，从而产生提供模仿引擎声的频率信号，该 模仿引擎声提供声音“嗦”。类似地，产生提供在高音调声音侧的声音“哆”的频率信号。首先，基本音阶频率 α被选择为500赫兹，其提供在高音调声音侧的声音“哆”。然后，高维音阶频率β被选择 为4千赫兹，其提供比在高音调声音侧的声音“哆”高三个八度音阶的声音“哆”。因此，如图7D中所示，在500赫兹到4千赫兹之间的范围内产生用于提供模仿引 擎声的以4赫兹为间隔排布的多个频率信号，从而产生提供模仿引擎声的频率信号，该模 仿引擎声提供在高音调声音侧的声音“哆”。因此，和弦声音制造程序提供来叠加以下项在图7Α中示出的提供在低音调声音 侧的声音“哆”的模仿引擎声的频率信号，在图7Β中示出的提供声音“咪”的模仿引擎声的 频率信号，在图7C中示出的提供声音“嗦”的模仿引擎声的频率信号，以及在图7D中示出 的提供在高音调声音侧的声音“哆”的模仿引擎声的频率信号。因此，产生提供平均律音阶 “哆”、“咪”、“嗦”和“哆”的和弦声音的模仿引擎声的频率信号。在由模仿引擎声制造部件5执行的和弦声音制造程序中产生的提供平均律音阶 “哆”、“咪”、“嗦”和“哆”的和弦声音的模仿引擎声的频率信号，被超声波振动调制器6调制 为超声波，然后，经调制的超声波从超声扬声器1输出到车辆外部。当该超声波在空气中传播通过时，超声波中的幅度分量被自解调。因此，在与车辆 相分隔开的位置处制造和弦声音“哆”、“咪”、“嗦”和“哆”的音阶模仿引擎声。该和弦声音 “哆”、“咪”、“嗦”和“哆”的音阶模仿引擎声在250赫兹到4千赫兹之间的范围内。因此，制造了在模仿引擎声中使人舒适的和弦声音，从而模仿引擎声对于人而言 是适宜的。提高了模仿引擎声的适宜性。因为模仿引擎声包括诸如4千赫兹声音的高频声音(即高音调声音)，该高频声 音对人来说是不和谐且恼人的，从而该声音轻易萦绕他或她耳旁，因此，人们容易识别模仿引擎声。因此，模仿引擎声中的高音调声音提供来向车辆周围的人通知该车辆的存在。此 外，模仿引擎声还包括低音调频率声音(即低频声音)和中音调频率声音(即中频声音)， 它们为人们提供和谐感。例如，低音调频率声音和中音调频率声音为2千赫兹声音、1千赫 兹声音、500赫兹声音和250赫兹声音，它们是4千赫兹声音的泛音。因此，人们感到模仿引 擎声是和谐的。因此，在本实施例中，模仿引擎声产生和弦声音，以提供来减轻不适感，并且确保 以高可证性通知车辆的存在。在上文的实施例中，该装置在车辆前进时朝车辆前方制造模仿引擎声。可替代地， 该装置可以在车辆倒车时朝车辆后方和后侧周围制造模仿引擎声。在上文的实施例中，通过使用参数扬声器，在与车辆相分隔开的位置处制造模仿 引擎声。可替代地，安装在车辆上的诸如普通扬声器的模仿引擎声发生器可以直接输出可 听闻的模仿引擎声。可替代地，参数扬声器和诸如普通扬声器的模仿引擎声发生器可以根 据交通状况而切换。在上文的实施例中，所选择的频率A赫兹被设置为4赫兹。可替代地，所选择的频 率A赫兹可以是根据加速踏板的开度和/或车速而可改变的。可替代地，所选择的频率A 赫兹可以是临时波动的，类似于实际引擎声的频率分量的临时波动。在上文的实施例中，根据环境噪声来自动调整模仿引擎声的声压级。可替代地，可 以根据加速踏板的开度和/或车速来调整模仿引擎声的声压级。可替代地，模仿引擎声的 声压级可以是临时波动的，类似于实际引擎声的声压分量的临时波动。在此，当模仿引擎声的所选择的频率A赫兹和/或声压级是波动的时，该波动可以 通过不相等的音调波动(例如Ι/f波动)来提供。在上文的实施例中，车辆存在通知装置包括模仿引擎声发生器。可替代地，模仿引 擎声可以输出到车厢内。例如，当驾驶员不熟悉电马达驱动车辆(即，驾驶员熟悉内燃机车 辆)时，驾驶支持装置可以包括模仿引擎声发生器，用于产生模仿引擎声来作为对车辆操 作的反馈声音。可替代地，该模仿引擎声发生器可以安装在竞速游戏机或驾驶模拟器上。上文的公开具有以下方面。根据本公开的一个方面，用于制造模仿引擎声的模仿引擎声发生器包括主体设 备，该主体设备定义了在1赫兹到10赫兹之间的范围内选择的预定频率，并且同时产生具 有以该预定频率为间隔排布的频率的多个信号，以便形成模仿引擎声。在上文的发生器中，不必将实际内燃机声音的波形数据划分成一个燃烧周期的波 形数据来作为数据单元。此外，不必根据加速踏板的开度来储存多个单元波形数据。因此， 用于制造模仿引擎声的数据被最少化。此外，不必从多个单元波形数据中读出一个单元波形数据。此外，不必耦合该一个 单元波形数据和叠加该一个单元波形数据。因此，减轻了用于制造模仿引擎声的计算负担。因此，由于主体设备同时产生具有以预定频率为间隔排布的频率的多个信号，所 以用于制造模仿引擎声的数据被最少化，并且减轻了用于制造模仿引擎声的计算负担。可替代地，预定频率可以是在1赫兹到10赫兹之间的范围内的常量或变量。此外， 预定频率可以是常量并被固定为4赫兹。可替代地，主体设备可以包括模仿引擎声制造部件，该模仿引擎声制造部件同时产生具有在预定频率范围内的频率的多个信号。由于仅在预定频率范围内产生多个信号， 所以减少了用于制造模仿引擎声的信号数量。因此，减轻了用于制造模仿引擎声的计算负 担。可替代地，主体设备可以包括模仿引擎声制造部件，该模仿引擎声制造部件处理 多个信号的频率性质。因此，所述发生器可以使模仿引擎声与特定车辆的实际引擎声相似。可替代地，主体设备可以包括模仿引擎声制造部件。该模仿引擎声制造部件定义 了一个选自平均律音阶的音阶。该一个音阶具有基本音阶频率。该模仿引擎声制造部件同 时产生具有在基本音阶频率到高维音阶频率之间的范围内的频率的多个信号，从而制备提 供一个音阶的模仿引擎声。该高维音阶频率比该基本音阶频率高一个或多个八度音阶。此 外，平均律音阶可以包括声音“哆”、声音“升哆”、声音“睞”、声音“升睞”、声音“咪”、声音 “发”、声音“升发”、声音“嗦”、声音“升嗦”、声音“啦”、声音“升啦”，以及声音“西”。该高维 音阶频率比该基本音阶频率高三个八度音阶。可替代地，该模仿引擎声制造部件可以制造分别提供不同音阶的多个模仿引擎声 分量。该模仿引擎声制造部件将提供不同音阶的多个模仿引擎声分量进行叠加，从而制备 提供和弦声音的模仿引擎声。此外，和弦声音可以是平均律音阶“哆”、“咪”和“嗦”，平均律 音阶“睞”、“发”和“啦”，平均律音阶“咪”、“嗦”和“西”，平均律音阶“啦”、“哆”和“咪”，或 平均律音阶“西”、“睞”和“发”。可替代地，主体设备可以包括用于将模仿引擎声输出到车辆外部的参数扬声器。 由于参数扬声器具有强方向性，所以参数扬声器可以制造仅朝特定方向的模仿引擎声。此 外，参数扬声器在与车辆相隔预定距离的位置处制造模仿引擎声。具体来说，所述发生器不 在位于无需通知车辆的存在的范围内的位置处制造模仿引擎声。因此，所述发生器减少了 为模仿引擎噪声的不必要的模仿引擎声。在此，如果所述发生器包括用于产生可听闻声音的诸如微扬声器的小尺寸扬声 器，以使得扬声器直接产生可听闻的模仿引擎声，则该小尺寸扬声器难以制造中和低音调 声音。因此，减少了由该小尺寸扬声器产生的模仿引擎声在中和低音调声音处的声压级。因 此，降低了模仿引擎声的可重现性。该模仿引擎声未提供实际内燃机声音的频率性质。然 而，由于参数扬声器发出超声波，所以超声扬声器的尺寸被最小化。此外，超声波中的幅度 分量在通过空气时被解调，因此容易重现中和低音调声音。结果，当使用参数扬声器时，模 仿引擎声具有与实际内燃机声音类似的频率性质。此外，实际引擎声包括构成泛音的多个程度的分量。具体来说，实际引擎声在等于 或低于4千赫兹的频率范围内构成泛音。因此，当重现泛音时，模仿引擎声与实际引擎声相 似。参数扬声器容易产生泛音。因此，参数扬声器容易制造包括泛音的模仿引擎声。因此， 从参数扬声器输出的模仿引擎声与实际引擎声相似。可替代地，车辆可以是电动车、燃料电池车或混合动力车。可替代地，模仿引擎声发生器还可以包括用于产生超声波的超声扬声器。主体设 备包括模仿引擎声制造部件，用于同时产生多个信号；超声波幅度调制器，用于将多个信 号调制为具有超声频率的超声波信号；以及扬声器驱动器，用于根据超声波信号来驱动超 声扬声器。超声扬声器、模仿引擎声制造部件、超声波幅度调制器以及扬声器驱动器提供了 参数扬声器。此外，模仿引擎声发生器还可以包括用于检测车辆周围的环境噪声的环境噪声检测器。主体设备还包括读取器和声压级控制器。读取器从检测到的环境噪声中读出特 定高频噪声的声压级。声压级控制器基于环境噪声中该特定高频噪声的声压级来改变扬声 器驱动器的放大程度。 尽管已经参照本发明的优选实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明并不限 于这些优选实施例和结构。本发明意图涵盖各种修改和等同设置。另外，尽管这些各种组 合和配置是优选的，但是包括更多、更少或仅单个要素的其他组合和配置也在本发明的精 神和范围内。
权利要求
1.一种用于制造模仿引擎声的模仿引擎声发生器，包括主体设备O)，其定义了在1赫兹到10赫兹之间的范围内选择的预定频率，并且同时产 生具有以所述预定频率为间隔排布的频率的多个信号，以便形成所述模仿引擎声。
2.根据权利要求1所述的模仿引擎声发生器，其中，所述预定频率是在1赫兹到10赫兹之间的范围内的常量或变量。
3.根据权利要求2所述的模仿引擎声发生器， 其中，所述预定频率是常量并被固定为4赫兹。
4.根据权利要求1所述的模仿引擎声发生器，其中，所述主体设备( 包括模仿引擎声制造部件(5)，并且其中，所述模仿引擎声制造部件(5)同时产生具有在预定频率范围内的频率的多个信号。
5.根据权利要求1所述的模仿引擎声发生器，其中，所述主体设备( 包括模仿引擎声制造部件(5)，并且 其中，所述模仿引擎声制造部件( 处理所述多个信号的频率性质。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的模仿引擎声发生器， 其中，所述主体设备( 包括模仿引擎声制造部件(5)，其中，所述模仿引擎声制造部件( 定义了一个选自平均律音阶的音阶， 其中，所述一个音阶具有基本音阶频率，其中，所述模仿引擎声制造部件(5)同时产生具有在所述基本音阶频率到高维音阶频 率之间的范围内的频率的多个信号，从而制备提供所述一个音阶的模仿引擎声，并且 其中，所述高维音阶频率比所述基本音阶频率高一个或多个八度音阶。
7.根据权利要求6所述模仿引擎声发生器，其中，所述平均律音阶包括声音“哆”、声音“升哆”、声音“睞”、声音“升睞”、声音 “咪”、声音“发”、声音“升发”、声音“嗦”、声音“升嗦”、声音“啦”、声音“升啦”，以及声音 “西”，并且其中，所述高维音阶频率比所述基本音阶频率高三个八度音阶。
8.根据权利要求6所述的模仿引擎声发生器，其中，所述模仿引擎声制造部件( 制造分别提供不同音阶的多个模仿引擎声分量， 其中，所述模仿引擎声制造部件( 将提供不同音阶的所述多个模仿引擎声分量进行 叠加，从而制备提供和弦声音的模仿引擎声。
9.根据权利要求8所述的模仿引擎声发生器，其中，所述和弦声音是平均律音阶“哆”、“咪”和“嗦”，平均律音阶“睞”、“发”和“啦”， 平均律音阶“咪”、“嗦”和“西”，平均律音阶“啦”、“哆”和“咪”，或平均律音阶“西”、“睞”和反ο
10.根据权利要求1-5中任意一项所述的模仿引擎声发生器，其中，所述主体设备( 包括用于将所述模仿引擎声输出到车辆外部的参数扬声器 (1,5-7)ο
11.根据权利要求10所述的模仿引擎声发生器， 其中，所述车辆是电动车、燃料电池车或混合动力车。
12.根据权利要求10所述的模仿引擎声发生器，还包括 超声扬声器(1)，用于产生超声波，其中，所述主体设备( 包括模仿引擎声制造部件(5)，用于同时产生所述多个信号；超声波幅度调制器(6)，用于将所述多个信号调制为具有超声频率的超声波信号；以及扬声器驱动器(7)，用于根据所述超声波信号来驱动所述超声扬声器，并且 其中，所述超声扬声器(1)、所述模仿引擎声制造部件(5)、所述超声波幅度调制器(6) 以及所述扬声器驱动器(7)提供了所述参数扬声器(1，5-7)。
13.根据权利要求12所述的模仿引擎声发生器，还包括 环境噪声检测器(8)，用于检测所述车辆周围的环境噪声，其中，所述主体设备( 还包括读取器(9)和声压级控制器(10)， 其中，所述读取器(9)从检测到的环境噪声中读出特定高频噪声的声压级，并且 其中，所述声压级控制器(10)基于所述环境噪声中所述特定高频噪声的声压级来改 变所述扬声器驱动器(7)的放大程度。
全文摘要
一种用于制造模仿引擎声的模仿引擎声发生器包括主体设备(2)，该主体设备(2)定义了在1赫兹到10赫兹之间的范围内选择的预定频率，并且同时产生具有以所述预定频率为间隔排布的频率的多个信号，以便形成所述模仿引擎声。在所述发生器中，用于制造所述模仿引擎声的数据被最少化，因此减轻了用于制造所述模仿引擎声的计算负担。
文档编号H04R3/00GK102143419SQ201110036569
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月2日
发明者中山利明 申请人:株式会社电装