CN101842831A - 用于在驾驶汽车期间娱乐的设备 - Google Patents

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CN101842831A CN200880113500A CN200880113500A CN101842831A CN 101842831 A CN101842831 A CN 101842831A CN 200880113500 A CN200880113500 A CN 200880113500A CN 200880113500 A CN200880113500 A CN 200880113500A CN 101842831 A CN101842831 A CN 101842831A
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Abstract

一种设计为被插入到车辆中的电插座中的设备，所述电插座构成车辆的电子系统的一部分，所述设备没有任何其它连接，所述设备能够检测车辆的发动机速度并将该信息转换为声音信号，其特征在于，所述设备包括用于检测非故意地从车辆的发生器、电动机或点火系统发出的由发动机速度引起的电脉冲以记录当前发动机速度的装置，以及其特征在于所述设备通过无线电波的方式将基于电脉冲采样/仿真的或合成产生的噪声信号发送到车辆的无线电接收机/声音系统以在车辆中或在车辆周围播放该噪声。

Description

用于在驾驶汽车期间娱乐的设备
技术领域
本发明涉及用于在机动车辆中生成和再现噪声(优选为车辆噪声)的设备。
背景技术
大多数现代的汽车为了车中的驾驶人员以及为了环境而被设计为尽可能地安静。现在正在被开发的电车由于本质原因将完全没有来自发动机的噪声。想要体验真实发动机噪声所给予的更运动的驾驶体验的人被迫购买比普通汽车消耗更多能量和更不实用的汽车。可以使用其它的声音效果，来用于例如通过为汽车设置像不同动物的声音给孩子带来娱乐。
被电子地生成的发动机噪声已经存在了很长时间并例如被用在玩具中。存在基于生成和再现机动车辆中的车辆噪声的功能的之前的发明，例如US5,820,442和US 6,275,590。然而，这些发明被设计为需要车辆中的机械和电子安装工作，使得这种类型的设备的普通用户认为不方便和有风险。
发明内容
因此，本发明的一个目标是提出一种不需要在车辆中固定安装的情况下可以实现的并能够创造真实声音体验的用于上面提到的类型的娱乐的设备。
根据本发明，该设备被设计为在第一形式下它仅需要被安装在车辆的电插座中，例如点烟器插座，或者在另一形式下它仅需要被安装在车辆中的仪表盘或其它合适的位置上来发出高逼真的声音。
具体实施方式
根据本发明，设备包括至少一个传感器，该传感器检测发动机的速度和/或车辆的速度变化，该设备还包括数字信号处理器，该数字信号处理器用于将来自传感器的信号转换为对来自机动车辆的通常噪声(例如来自进气管和排气管的发动机噪声、来自已知的跑车的传输和轮胎噪声)进行仿真的信号。信号处理器适应不同的声音以使得所述声音真实地反映车辆的推进的不同阶段，例如通过在加速期间产生更大的发动机噪声。该设备还包括用于将声音信号发送到车辆声音系统的无线电发射机。该设备还可以包括补充功能，例如存储卡和声音信号输入的连接，以传输音乐到例如车辆声音系统，来作为车辆噪声的替换或与车辆噪声相结合。
为了确保驾驶体验尽可能最好，所生成的噪声必须真实地与发动机的速度和汽车的移动同步。根据本发明，为了真实，以几种不同的方式实现来适合不同类型的车辆和满足各种严格需要。
以下检测发动机速度的可替换方法被合并到本发明中，对于本领域中的之前的发明这是新的。
可替换方法1：来自发电机或点火系统的电脉冲被发送到车辆的电子系统，并通过安装在车辆的点烟器插座而被供电的本发明的形式，脉冲在本发明的电源中被检测并从电源被发送到信号处理器。
可替换方法2：来自车辆发电机或点火系统的电磁波由根据本发明的设备的天线收集并发送到信号处理器。
可替换方法3：车辆中的震动由本发明中的传感器收集并被转换为被发送到信号处理器的电脉冲。
在可替换方法1-3中，信号处理器结合了计算算法，该计算算法滤除了不是将发动机速度作为来源的脉冲。该算法基于以下事实，即发动机的速度不会突然变化而是持续地变化并具有一定惯性。这意味着指示速度的脉冲有规律地到来并且两个脉冲之间的时间仅与之前的时间偏离很小的程度。在信号处理器不能根据到来的脉冲(例如从发电机获得的信号)计算给定速度的情况下，该算法采用在一段特定时间(例如几秒)没有改变的最低的脉冲频率，并将它作为正常空转速度的基准，即800-1000rpm。该算法将以下作为基础。速度在两秒内从1000rpm线性地增长到5000rpm的发动机具有100rpm的速度增长，总计120rpm/发动机旋转，这导致了脉冲之间的时间减少了12％。这意味着以之前的发动机旋转在两个脉冲之间的78％的时间内到来的错误脉冲可以通过程序被滤除。在5000rpm，速度增长为24rpm/发动机旋转，这导致了脉冲之间的时间减少了2.4％。这意味着以之前发动机速度两个脉冲之间的97％的时间内到来的错误脉冲可以通过程序被滤除。
可替换方法4：车辆的速度变化在本发明中由传感器记录并通过微处理器转换为计算出的速度，该速度之后被转换为被发送到信号处理器的电脉冲。传感器可以是组件，例如，其读数被再计算为信号处理器中的速度变化的加速计、或者持续显示当前车辆速度的值的GPS接收机。
本发明容易地仿真来自不同类型的车辆的噪声，将两缸、低速摩托车发动机扩展为12缸高速跑车发动机。为了实现这个目标，信号处理器通过添加或减去脉冲来改变所产生的速度和缸的数量。大多数普通汽车发动机的4个缸可以通过在到来的脉冲之间添加两个脉冲来仿真12个缸。更多的脉冲可以被添加来仿真以下事实，在运行的汽车(performance car)中，发动机可以比标准汽车中的发动机以更高的速度被驱动，例如，9000rpm，而不是6000rpm。
声音的仿真/合成不仅基于车辆和发动机的速度，还基于操作车辆的不同阶段，例如启动发动机、稳定时的空转、加速、发动机制动、平稳的速度、加档和减档、转弯以及制动。当本发明接收到指示启动发动机的第一脉冲时，信号处理器发出启动发动机所产生的机械噪声。以500-1000rpm范围的平稳的发动机速度复制空转声音。当速度在之后增长时，进气口和出气口噪声变得更大，传输的机械噪声也更大。在平稳的速度时噪声变小，以及在发动机制动时噪声的特性进一步改变，因为进气口噪声衰减并且出气口噪声变得不规律。在可替换方式中，本发明还可以安装有传感器，该传感器用于检测发生以下强力加速、有力转弯和制动的移动中的改变，并将相应的信号发送给信号处理器，之后以轮胎噪声的形式发出声音。
本发明还可以具有使得在用户选择时不与车辆的移动有任何关联的情况下来播放声音的功能，例如与赛车在赛道上的噪声相似的噪声。
本发明可以配备有存储卡读取器，使其可以具有例如来自新的汽车模型的新的声音模式。存储卡还可以包括音乐文件，该音乐文件可以在播放发动机噪声的同时被播放。本发明还可以具有用于连接外部音乐播放器的线路输入端。用户可以利用控制来选择音乐与车辆噪声的音量的比例，还可以完全不连接一种或另一种声音。
本发明还可以具有自动增长音乐的音量来与发动机速度保持同步，从而抵消以气流噪声和轮胎噪声的形式生成的来自车辆的干扰噪声。
本发明可以具有所存储的来自不同车辆的声音模式，从而用户可以通过控制来选择所需要的车辆噪声。
本发明可以具有用于连接耳机的信号输出端。该功能的一个优点可以是想要在长途旅行中防止自己不遭受令人疲倦的噪声和轰鸣的驾驶员可以通过使用耳机来听音乐，从而使得有效噪声衰减，但也可以具有特定水平的发动机噪声从而使得驾驶员可以听到例如何时改变档位。
本发明还可以安装有用于显示设定的传输频率、所选择的声音模式和所播放的音乐等的数字显示器或屏幕。
本发明可以具有发送RDS数据的功能，从而汽车无线电广播设备上的数字显示器可以显示设定了哪个声音模式或者播放了哪首音乐。该功能可以被用于减少设备本身上的数字显示器的需要。
本发明还可以与GPS导航器结合。
本发明可以具有用于检测指示驾驶员正在打瞌睡的车辆的移动模式的功能，并发送大的声音信号来警告驾驶员。必须可以从之前提到的存储卡将功能和移动模式下载到本发明，从而当开发了改进的算法来指示打瞌睡时可以允许更新。
本发明可以通过用节油车或甚至用电车来仿真驾驶体验，从而减少了对费油的高功率车的需求，产生了更少的环境污染(洁净科技(Cleantech))。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种被插入到车辆中的电插座中的设备，所述电插座构成所述车辆的电子系统的一部分，所述设备没有任何其它连接，所述设备能够根据非故意地从车辆的发生器、电动机或点火系统发出的信号来检测所述车辆的发动机速度并将该信息转换为声音信号，其特征在于，所述设备包括信号处理器，该信号处理器假设发动机速度持续改变并具有特定惯性，以及该信号处理器能够识别由有规律的速度生成的脉冲，滤除不将发动机速度作为来源的突然的脉冲，所述设备在所述信号处理器不能根据到来的脉冲计算给定速度的情况下，采用诸如几秒的特定时间内没有改变的最低脉冲频率并将该频率用作正常空转速度的基准。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备通过无线电波的方式将基于电脉冲采样/仿真的或合成产生的噪声信号发送到所述车辆的无线电接收机/声音系统，以在所述车辆中或所述车辆周围播放该噪声。
3.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备利用关于发动机速度的信息来指示是否正在发生加档或者减档。
4.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于将脉冲添加到所记录的脉冲或从所记录的脉冲减去脉冲以通过信号处理来仿真不同发动机类型的声音模式和速度范围的装置。
5.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备在诸如启动发动机、稳定时的空转、加速、发动机制动、平稳的速度、加档和减档、转弯以及制动的操作车辆的不同阶段期间提供了基于所述阶段而发出通过所述设备的装置来采样/仿真或者合成产生的噪声信号的可能性。
6.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备安装有用于引进新的程序、噪声数据以及音乐文件的存储卡读取器。
7.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备具有用于连接外部音乐播放器的线路输入端。
8.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备具有用于连接耳机的信号输出端。
9.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备具有发送RDS数据的功能，其中无线电接收机的数字显示器能指示设定的声音模式或正在播放的音乐。
10.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备具有用于检测指示驾驶员正在打瞌睡的所述车辆的移动模式并在这种情况下发出大的噪声信号来警告驾驶员的功能。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
根据PCT条约第19条修改的说明
用修改后的权利要求1-10替换原始公开的权利要求1-11，其中删除了原权利要求4，修改了原权利要求1，2，3、6、7和11，并将权利要求重新编号。

Claims (11)

1.一种设计为被插入到车辆中的电插座中的设备，所述电插座构成所述车辆的电子系统的一部分，所述设备没有任何其它连接，所述设备能够检测所述车辆的发动机速度并将该信息转换为声音信号，其特征在于，所述设备包括用于检测非故意地从车辆的发生器、电动机或点火系统发出的由发动机速度引起的电脉冲以检测当前发动机速度的装置，以及其特征在于所述设备通过无线电波的方式将基于所述电脉冲采样/仿真的或合成产生的噪声信号发送到所述车辆的无线电接收机/声音系统以在所述车辆中或在所述车辆周围播放所述噪声。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括信号处理器，该信号处理器包含计算算法，该计算算法能够通过滤除所有突然改变的脉冲来滤除不是将发动机速度作为来源的脉冲，其中该算法假设发动机速度不会突然改变而是持续改变并具有特定惯性，以及其中该算法能够识别由有规律的速度生成的脉冲，两个所述脉冲之间的时间仅与之前的时间偏移很小的程度。
3.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的设备，其特征在于，关于发动机速度的信息被用于指示是否正在发生加档或者减档。
4.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述发动机速度可以根据以下事实来计算，即在特定时间内没有改变的到来的最低脉冲频率已经被定义为正常空转速度的值。
5.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于将脉冲添加到所记录的脉冲或从所记录的脉冲减去脉冲以通过信号处理来仿真不同发动机类型的声音模式和速度范围的装置。
6.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，诸如启动发动机、稳定时的空转、加速、发动机制动、平稳的速度、加档和减档、转弯以及制动的操作车辆的不同阶段提供了通过所述设备的装置来采样/仿真的噪声信号或者合成产生的噪声信号能基于这些阶段来被发出的可能性。
7.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备安装有用于装载新的程序、噪声数据以及音乐文件的存储卡读取器。
8.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备具有用于连接外部音乐播放器的线路输入端。
9.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备具有用于连接耳机的信号输出端。
10.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备具有发送RDS数据的功能，其中无线电接收机的数字显示器能指示设定的声音模式或正在播放的音乐。
11.根据前述权利要求中的一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备具有用于检测指示驾驶员正在打瞌睡的所述车辆的移动模式并在那时发出大的噪声信号来警告驾驶员的功能。
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