CN102481927A - 用于产生合成引擎声音的车辆音频系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动车辆的音频系统，包括：数据存储器，用于访问所述数据存储器并检索预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法的处理器，可操作地连接至所述处理器以放大引擎声或排气声之一的放大器，至少一个用于产生引擎声或排气声之一的朝外扬声器，在所述处理器和一个和多个用于感测车辆性能参数的车辆性能传感器之间的接口，所述接口被设置为从一个或多个车辆性能传感器接收输入并将其传输到所述处理器，其中，所述处理器接收来自至少一个车辆性能传感器的输入，并基于所述性能参数改变由所述扬声器投射的引擎声或排气声的声音参数。

Description

用于产生合成引擎声音的车辆音频系统
相关申请的交叉引用
本申请请求下列专利的优先权：美国临时申请序列号61/223,643，申请日2009年7月7日，题目为″VEHICLE AUDIO SYSTEMFOR PRODUCING SYNTHETIC ENGINE SOUND″。
本申请还请求下列专利的优先权：美国专利申请序列号12/831,081，申请日2010年7月6日，题目为″VEHICLE AUDIO SYSTEMFOR PRODUCING SYNTHETIC ENGINE SOUND″，该申请请求美国临时申请序列号61/223,643的权利。
技术内容
下列公开涉及一种用于例如″插入″和″混合动力型车辆″的电力车辆的车辆音频系统，尤其涉及用于产生合成引擎和/或排气声音的音频系统和方法。
背景技术
包括不断增加的能源消耗、环境问题和新电池技术的发展的综合因素唤起了人们对电力汽车的兴趣。″插入″型电动车辆只依靠由电池供电的电动机来推进车辆。在有些情况下，″插入″型电动车辆可包含小的内燃机，其可用于驱动发电机对车辆供电和/或当电池耗尽时对电池再充电。混合动力电动车辆利用内燃机也利用电动机来推进车辆，这取决于车辆在不同条件下的电力需求及其它因素。当前，可获得使用″插入″式和/或混合技术的电动车，它们每日的可行驶里程达到200英里或更多，而性能堪比或超过由汽油或柴油供能的传统车辆。燃料费的增加也提高了对混合动力汽车的需求，其依靠电力驱动马达和传统天然气或柴油机的组合。
″插入″式电动车的一个特点是所述车辆一般几乎不产生引擎声且没有排气声。类似地，当以电动模式运行时，混合动力电动车辆几乎不产生引擎声和排气声。然而，行人和驾驶员熟悉由传统的汽车产生的引擎声和排气声。由传统的柴油和汽油驱动的车辆的引擎和排气装置所产生的声音常常警告行人、其它驾驶员、宠物甚至野兽车辆在靠近。此外，由汽油或柴油驱动的引擎所产生的引擎声和排气声吸引了许多驾驶员和消费者，对他们来说，引擎和排气声音等同于功率和性能。
因此，虽然″插入″式电动车和混合动力汽车可提供环境效益，在有些情况下是经济效益，但是，引擎声和排气声的欠缺会带来某些问题。从安全角度来看，人们会希望为这样的车辆提供一种装置，来产生模拟内燃机的声音，以警告行人、其它驾驶员和动物电动车的出现和/或靠近。出于美学的原因，也需要产生模拟内燃机的声音，例如引起那些将内燃机的声音与功率和性能联系在一起的消费者的兴趣。
发明内容
一方面，一种电动客车包括与一个或多个车辆的车轮有效耦合的电驱动马达，用于使车辆的车轮旋转以推进所述车辆，还包括用于对所述电驱动马达供能的电池组。为驾驶、制动和控制车辆的速度提供一个或多个操作员操纵装置。所述车辆还包括一个或多个传感器，用于监视所述车辆的一个或多个性能参数，例如速度、加速、马达负载或变速器输出。安装在所述车辆中的数据和/或介质存储单元包括预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个，或包括一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法。处理器可操作地连接至所述数据存储器，用于访问所述数据存储器和检索预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个，或检索一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法。在一个实施例中，蜂窝收发机连接至所述处理器，因此所述处理器可与第三方服务供应商通信，以下载预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个，或下载一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法。
放大器可操作地连接至所述处理器，以放大引擎声或排气声中的一个。至少一个扬声器连接至所述放大器，用于将引擎声或排气声之一投射到车外。所述处理器接收由所述传感器产生的输入，并基于所述车辆的一个或多个性能参数改变由所述扬声器投射的引擎声或排气声之一的声音参数。
在一种变化中，所述性能参数可包括下列中的一个或多个：所述车辆的速度、所述车辆的加速度、所述车辆的减速度、驱动马达的速度和驱动马达的电流消耗。用所述处理器控制的声音参数可包括音量和频率，并且，基于所感测的车辆性能参数的变化，可以以线性的或非线性的方式变化。在一个实施例中，所述电动客车包括至少一个朝着车辆的前端定位的扬声器和至少一个朝着车辆的尾部定位的扬声器，其中，朝着车辆的前端定位的扬声器被设置为从所述车辆向外投射引擎声，以及朝着车辆的尾部定位的扬声器被设置为从所述车辆向外投射排气声。
另一方面，公开了一种方法，提供预先录制的车辆运转声音或用于再现车辆运转声音的算法。根据所述方法，通过连接至公用或专用计算机网络的服务器，第三方服务供应商从由潜在购买者或用户运转的用户设备接收传输。所述服务供应商利用公用或专用网络上的服务器向所述潜在购买者或用户传输选择信息，所述选择信息包括车辆声音选择，包括引擎声和排气声和/或用于产生这样的声音的算法。所传输的选择信息可包括提示或其它方式，使得潜在购买者预览(例如收听)所选择的声音。所述服务供应商可从由潜在购买者运转的用户设备接收电子传输，来选择一个或多个引擎声或排气声。如果所述潜在购买者或用户选择收听一个或多个所选择声音的预览，则所述服务器经由公用或专用网络向所述用户设备电子传输预先录制的引擎声或排气声的一个片段或用于产生引擎声或排气声的算法。所述用户设备可永久地安装在″插入″式或混合动力汽车中，或可以是手持式无线设备。
如果所述潜在消费者或用户选择购买和/或接收一个或多个车辆声音选择，则所述服务供应商从用户设备接收电子传输，确认潜在购买者希望购买所选择的预先录制的引擎声或排气声中的一个，或希望购买用于产生所选择的引擎声或排气声的算法。然后，所述服务供应商可向所述用户设备电子地传输提示，使得所述潜在购买者选择付款方式。在从所述用户设备接收表明所选择的付款方式的电子传输之后，所述服务供应商可接着电子地向第三方传输请求，以确认接收自所述潜在购买者的付款信息和/或由第三方将所选择的声音或算法的购买价格记入购买者的账户。如果所述潜在购买者在所述服务供应商处设有账户，则所述潜在消费者的账户和/或付款可以由第三方服务供应商确认。在接收所述付款信息的确认或验证之后，或者，在确认所述购买者的帐号信息之后，第三方服务供应商可向所述用户设备电子地传输所选择的预先录制的引擎声或排气声中的一个，或传输用于产生所选择的引擎声或排气声的算法。
在一个实施例中，所述用户设备是蜂窝收发机，并且所述选择信息可以是屏幕显示。所述屏幕显示信息由连接至公用或专用网络的服务器传输到所述潜在购买者。所述显示信息还可包括声音选择，包括风声、道路的声音和威慑动物的声音中的一个或多个，以供显示在所述用户设备上。在其它实施例中，选择信息的形式可以是预先录制的音频菜单。
另一个方面中，用于电动车的音频系统包括数据存储器，其包括：预先录制的引擎、排气、道路、风和/或威慑动物声音中的一个，或一个或多个用于再现这样的声音的算法。所述音频系统还包括处理器，用于存取所述数据存储器，还用于检索预先录制的声音之一，或检索一个或多个用于再现所述声音的算法。所述处理器可操作地连接至放大器，用于放大一个或多个引擎声、排气声、风声、路面噪音或威慑动物的声音。至少一个安装在车辆的乘客隔间之外的朝外的扬声器连接至放大器，用于再现所选择的车辆声音，例如引擎声或排气声。所述音频系统可包括连接至所述处理器的蜂窝收发机，这样，所述处理器就可以与第三方服务供应商通信，以接收和存储预先录制的引擎声或预先录制的排气声中的一个，或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法。
所述音频系统包括所述处理器与一个或多个车辆性能传感器之间的接口，所述传感器用于感测所述车辆的性能参数。所述接口被设置为从一个或多个车辆性能传感器接收输入并将其传输到所述处理器。所述处理器接收由至少一个性能传感器产生的输入，并基于所述车辆的性能参数改变由所述扬声器投射的引擎声、排气声或其它声音中的一个的声音参数。在一个实施例中，所述性能参数包括下列中的一个或多个：所述车辆的速度、所述车辆的加速度、所述车辆的减速度、驱动马达的速度、轮转速和驱动马达的电流消耗。所述声音参数可包括由所述音频系统产生的声音的音量和频率。
一种变化中，所述音频系统包括至少一个朝着车辆的前端定位的扬声器和至少一个朝着车辆的尾部定位的扬声器。所述朝着车辆的前端定位的扬声器可被设置为从所述车辆向外投射引擎声，而朝着车辆的尾部定位的扬声器可被设置为从所述车辆向外投射排气声。在一个实施例中，可在分离的信道上驱动所述前置扬声器和后置扬声器。在其它实施例中，可使用电子混频器或类似装置在频率的基础上分离和/或组合引擎声、排气声和其它声音。
又一方面中，一种产生与内燃机相关的车辆声音的方法包括从第三方服务供应商接收电子传输，所述电子传输包括选择信息，至少用于预先录制的引擎声、预先录制的排气声的一个，或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法。在消费者或用户接收选择信息之后，他或她电子地传输从一个预先录制的引擎声、预先录制的排气声或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法中做出的选择。在一个实施例中，消费者接收和收听所选择的引擎声或排气声的预览。
为了接收所选择的引擎声或排气声，消费者向第三方服务供应商电子地传输付款和/或帐号信息。然后，消费者可以接收电子传输，包括一个或多个预先录制的引擎声、预先录制的排气声，或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法。在存储器上存储一个或多个预先录制的引擎声、预先录制的排气声，或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法，以供检索。
可以由电动客车的音频系统将所存储的声音或用于产生所述声音的算法从存储器检索出来，以再现一个或多个引擎声或排气声。所述音频系统接收由至少一个车辆性能传感器产生的输入，并基于所述车辆的性能参数改变由所述音频系统产生的声音参数。所述声音参数可包括音量和频率。所述车辆性能参数可包括下列中的一个或多个：所述车辆的速度、所述车辆的加速度、所述车辆的减速度、驱动马达的速度和驱动马达的电流消耗的电流量。道路噪音、风声和威慑动物的噪音也可被再现，并随着车辆性能参数的变化而改变。
附图说明
为了更加完全的理解，下面结合附图所做的描述给出参考，附图中：
图1说明根据本说明书的电动车辆，其包括用于产生引擎声和/或排气声的音频系统；
图2是供电动车辆使用的音频系统和相关组件的示意图；
图3是用于为电动车辆选择声音的示例性的屏幕显示；
图4是说明电动车辆的速度与由音频系统产生的引擎声和/或排气声之间的可能关系的图表；
图5是说明电动车辆的加速度/减速度与由车辆音频系统产生的引擎声和/或排气声之间的可能关系的图表；
图6是说明电动车辆的马达转速或车辆速度与由车辆音频系统产生的引擎声和/或排气声的频率或音调之间的可能关系的图表；
图7是说明电动车辆的马达转速或车辆速度与由车辆音频系统产生的引擎声和/或排气声的频率或音调之间的可能关系的图表；
图8是说明由根据本说明书的车辆音频系统产生的引擎声和/或排气声的脉冲或间断的音量或频率的图表；
图9是用于为电动车辆产生引擎声或排气声的音频系统的控制板的略图；
图10说明提供供电动车辆使用的引擎声、排气声及其它声音的方法；和
图11说明用于产生电动车辆的引擎声、排气声及其它声音的方法。
具体实施方式
涉及到附图，其中类似的附图标记始终用于指代类似的元件，这里说明和描述了用于产生合成引擎声的车辆音频系统的多个视图和实施例，并描述了其它可能的实施例。附图不必按比例描绘，并且在有些情况下图形被放大和/或简化，只是为了直观。基于下列可能实施例的实例，本领域的普通技术人员会想到许多可能的应用和变化。
图1说明根据本发明的电动车辆100，其使用用于产生合成引擎声和/或排气声的音频系统。在一个实施例中，电动车辆100包括电池或电池组102、电动马达104和电动机控制器包106。如这里所使用的，″电动车辆″或″电驱动车辆″包括插入式和混合动力客车(例如，非玩具)，其具有一个或多个为车辆的车轮供应转动功率的电动机，以推动车辆达到公路速度，例如达到每小时50英里和更快。如图，可以靠近车辆的尾部108安装电驱动马达104，电池组102和电动机控制器包106安装在电驱动马达之上的隔间110里。在其它变化中，电池组102、电驱动马达104和电动机控制器包106可安装在车辆100的备用位置处，例如在车辆的前部或在中部马达配置中或在车辆中的不同位置处。在其它变化中，车辆100可包括手动或自动变速器105，用于将来自电驱动马达104的功率传递给车辆的传动轴或轮轴。电动机控制器106连接至通常表示为107的操作员操纵装置，以激励电驱动马达104并控制该马达和车辆100的速度。
还是参考图1，在一个实施例中，车辆100安装有一个或多个前置扬声器112和一个或多个后置扬声器114。前置扬声器112可安装在车辆100的栅网116的后面，或在另一个位置处，以使前置扬声器主要朝前投射声音。后置扬声器114可安装在车辆100的尾部108处，例如在后保险杠之后，以将声音主要朝后投射。扬声器112、114可向外伸出并安装在电动车辆100的旅客隔间128之外。其它扬声器的配置是可能的，比如在车辆100的两侧安装扬声器。扬声器112、114可安装在环境保护罩118中，以防止扬声器受潮和弄脏。可以可旋转地安装扬声器112、114，这样，就可手动调整扬声器的位置和方向，或借助于驱动器126(示出一个)，例如电动步进马达或线性调节器，来调整扬声器的位置和方向。在其它实施例中，可将扬声器112、114设置为供外部使用，例如装备防水罩。扬声器112和114可以选择具有相同或不同的频率响应特性。举例来说，前置扬声器112可具有中频响应或全程频率响应，以再现或模拟发动机噪声，而后置扬声器114可具有低频或全频率响应特性，以再现或模拟排气噪声。可以用通常表示为200的音频系统来驱动扬声器112、114，以再现或模拟引擎声和/或排气声。
车辆100可装备有第一传感器120，以监视电驱动马达104的速度(每分钟转数)。可装备第二传感器122，以在车轮或轮轴转速的基础上监视车辆的速度(每小时英里数)。可装备第三传感器124，以监视速度或变速器105的输出。传感器120、122和124的输出可连接至音频系统200，以使系统能够基于电驱动马达104的速度和/或车辆速度来调整由音频系统200再现或模拟的引擎声和/或排气声的频率、音调或音量。在其它实施例中，可装备传感器，以监视由电驱动马达104消耗的电流量或电流负载和变速器105的输出。
图2是用于模拟引擎声和/或排气声的音频系统200和相关组件的一个实施例的缩略图。在所示实施例中，系统200包括用于控制所述音频系统的各个功能的处理器202。处理器202操作地连接至相关数据和/或介质存储器204。音频系统200也可以包括显示器214和数据输入部件216，例如键盘、触摸屏或语音识别部件。在一个实施例中，可在车辆100的仪表盘中或车辆的操作者能触及的另一个位置安装显示器214、数据输入部件216和操纵装置，比如开关或旋钮226。
音频系统200也可包括组件比如前置放大器222、放大器224及其它组件，例如用于接收调幅和调频射频传输的射频接收器，媒体播放机(例如DVD或CD播放机)，混频器，均衡器，音量、低音和高音控制及其它典型地用于汽车的音频系统中的组件。音频系统200可包括数字、模拟或模拟/数字接口228，用于连接处理器202至一个或多个传感器120、122、124，以提供反映车辆100的性能参数的输入，例如车辆速度、加速度、马达电流消耗、变速器输出或其它相似参数。系统200还可包括一个或多个模拟、数字或模拟/数字接口230，以将处理器202连接至数据和/或介质存储器204、蜂窝收发机206、前置放大器222、放大器224、显示器214、数据输入部件216和操纵装置，例如开关或旋钮226。
还是参考图2，处理器202可操作地连接至蜂窝收发机206，其可被设置为通过通常表示为208的蜂窝式电话网络由无线接口209发送和接收数据、语音和介质传输。在一个实施例中，可在车辆100里永久地安装蜂窝收发机206。在其它实施例中，蜂窝收发机206可包括便携式设备，例如蜂窝手持机、个人电脑或另一个具有用于通过蜂窝式网络进行通信的硬件和软件的用户设备。经由接口，例如USB连接器或无线接口，所述便携式设备可与所述处理器通信。蜂窝式网络208提供收发机206和蜂窝式电话公司207之间的通信链路，其可以将收发机连接至国际互联网服务供应商210。
经由专用或公用网络，例如所述国际互联网络211，国际互联网服务供应商210通过第三方服务供应商212提供通信链路。在其它实施例中，第三方服务供应商212可以直接链接至蜂窝式网络208。在一个实施例中，第三方服务供应商212维护服务器218和相关数据库220。如这里所使用的，名词″服务器″是指计算机，经由专用或公用网络，例如国际互联网，该计算机向其它设备传送信息和/或软件。在一个实施例中，服务器218可以使用例如超文本传输协议(http)的协议与其它设备通信，所述协议使得信息能以文本文档的形式传输，该文本文档用例如超级文本标志语言(HTML)的标准标记语言编码。
可在数据库220上存储多个预先录制的引擎声和/或排气声或用于产生引擎和排气声音的算法。由车辆轮胎产生的风声和道路声音也可以合并入所存储的车辆声音中。与不同类型的车辆和/或引擎相关的预先录制的引擎声和排气声、风声、道路声音(或用于产生这样的声音的算法)可存储在数据库220上。举例来说，可以在数据库220上记录和存储与不同类型的运动轿车、″肌肉″车、不同类型的赛车、涡轮动力车、喷气式发动机及其它车辆、引擎和排气系统相关的引擎声和排气声。为单个车辆预先录制的引擎声和排气声可存储在多道上，以便可以分别访问、处理和操作预先录制的引擎声和排气声，从而产生期望的结果。
在一个实施例中，消费者可以使用数据输入部件216和蜂窝收发机206来访问蜂窝式网络208，以经由蜂窝式网络208和国际互联网211连接至第三方服务供应商212。服务器218可通过传输信息来作出响应，所述信息能够启动处理器202使用显示器214显示一个或多个预先格式化的屏幕。所述预先格式化的屏幕使消费者能够选择和购买预先录制的引擎声和/或排气声或用于产生这样的声音的算法。
图3是示例性屏幕显示300，它使消费者或用户能够购买和下载供例如车辆100的电动车辆使用的引擎声和/或排气声。如图所示，屏幕显示300列出与不同的汽车相关的多种引擎声和/或排气声，消费者可从中作出选择，例如，使用数据输入部件216来选择特殊车辆的名字302或车辆或发动机型号。所述车辆声音可以是预先录制的真实声音，和/或用于产生或操作所述声音的算法。在选择所述车辆名称或类型之后，消费者可使用显示器300的引擎/排气部分304来选择与车辆相关的引擎声、与车辆相关的排气声，或两者都选。消费者可使用显示器300来选择与一种车辆相关的引擎声和与另一种车辆相关的排气声。屏幕显示300还可包括对其它声音的选择或用于模拟声音的算法，例如道路声音、风声和用于震慑或其它威慑动物进入车道的声音。
还是参考图3，在一个实施例中，消费者可选择预览功能306。当消费者选择预览功能306时，服务器218可用包括所选择的车辆的引擎声或排气声或算法的片段的传输来作出响应。可将所传输的所述选择声音的预览送往扬声器112和/或114，以使消费者能够决定他或她是否想要购买所选择的预先录制的引擎声或排气声或用于再现所述声音的算法。消费者还可选择综合声音，例如，引擎声结合比如一个或多个排气声、路面噪音和风声和/或用于产生这样的声音的算法。
参考图2和3，在消费者已经选择引擎声和/或排气声之后，如果购买价格尚未显示给消费者，则服务器218可以传输购买价格308，用在显示器300上。然后，消费者可确定付款选项310，例如，信用卡或借记卡。如果消费者在第三方服务供应商212设有账户，则该消费者可输入帐号和/或口令。在消费者键入向第三方服务供应商212完成付款所必需的信息之后，服务器218访问数据库220上所选择的引擎声和/或排气声或用于产生所述声音的算法，并经由国际互联网和蜂窝式网络208将所述声音或算法传输至处理器202。然后，可将所传输的声音或算法存储在数据和/或介质存储器204上。
再参考图1和2，在一个实施例中，当给车辆100的电驱动马达104通电时，处理器202访问数据存储器204，以将所存储的引擎声和/或排气声导向前置放大器222。来自前置放大器222的所述输出被导向放大器224，其驱动扬声器112和114。在一个实施例中，扬声器112和114处于分离的音频通道，这样，扬声器112再现引擎声，而扬声器114再现排气声。在其它实施例中，可使用数字或模拟混频器或类似设备来分离给扬声器112、114的信号，这样，前置扬声器112产生引擎声，而后置扬声器114产生排气声。
至于图4，在一个实施例中，可控制扬声器112和114，以输出声音的基准音量″V1″。可选择″V1″来产生声级，其在预定距离上听得见，例如五十英尺。用这样的方式，即使所述车辆在停车标志或红灯处停下来，其它驾驶员、行人和宠物也会得到警告，要注意车辆100的出现。在其它实施例中，扬声器112和114未被通电，直到车辆100开始移动，并且，当车辆要停下来时断电。
参考图2和4，供给扬声器112和114的功率可由处理器202控制，这样，所述扬声器的声音输出就随着车辆性能参数(例如，车辆速度)而变化。在一个实施例中，配合着由运动传感器122(图1)测量的电驱动马达104的速度，处理器202增加或减少供给所述扬声器112、114的功率，以增强由所述扬声器产生的引擎声和/或排气声，其中，所述传感器122测量车辆或轮轴速度。替代地，基于来自传感器120和/或124的输入，处理器202可控制供给扬声器112的功率，其中，所述传感器测定电驱动马达104的每分钟转数或变速器105的功率输出。在其它实施例中，可以按照电驱动马达104的电流消耗，成比例地增加或减少供给扬声器112、114的功率。因此，如图所示，当车辆的速度增加或电驱动马达104的每分钟转数增加时，由扬声器112和/或114产生的声音的音量(分贝)和频率(赫兹)增加或减少。在一个实施例中，声音的音量随着速度线性地增加，如线1所示。在其它实施例中，声音的音量非线性地增加，如线2和3所示。在另外其它的实施例中，通过连接至处理器202的选择器开关(未示出)，驾驶员可在不同的声音对速度分布(例如，线1、2或3)间选择。处理器202可使用存储在数据存储器204上的预先编制的算法或指令，来改变由扬声器112、114产生的引擎声和/或排气声的音量和音调。
参考图5，可配合着车辆的加速度，来控制供给扬声器112、114的功率，以增加或减少所产生声音的音量。在一种变化中，所述声音的音量可以是车辆的加速度或减速度的线性函数，如线4所示，或者，可以是车辆的加速度或减速度的非线性函数，如线5和6所示。此外，取决于所述车辆是否加速或减速，所述音量和音调可以变化，以模拟由传统的燃料汽车加速或减速时产生的不同声音。在另外其它的实施例中，通过连接至处理器202的选择器开关(未示出)，驾驶员可在不同的声音对加速度图(例如，线4、5或6)间做出选择。
参考图6，由扬声器112、114产生的引擎声和/或排气声的音色或音调可随着下列因素而线性地变化：车辆100的速度、车辆的加速度和减速度、电驱动马达104的速度、电驱动马达104的电负载、变速器105的输出或驾驶员使用的手动速度调节器的位置。该影响可以是线性的，如线7所示，或者是非线性的，如图8和9所示。在另外其它的实施例中，通过连接至处理器202的选择器开关(未示出)，驾驶员可在不同的音调对速度图(例如，线7、8或9)间做出选择。
至于图7，如线10和11所示，由扬声器112和114产生的引擎声和/或排气声的音量、音色或音调可作为车辆100的速度或加速度的函数而″逐渐″地变化，以模拟手动地或通过自动变速器对传统的燃料车辆进行换档时的声音。使用存储在数据存储器204上的预先编制的逻辑和指令，处理器202可实现此效果。例如，当所述车辆达到预定速度比如每小时20、30和40英里时，处理器202可将引擎声或排气声的音色或音调逐渐地提高或降低。在其它实施例中，基于电驱动马达104的电流消耗或变速器105的功率输出，处理器202可逐渐地提高或降低引擎声或排气声的音色或音调，以模拟手动地或通过自动变速器对传统的燃料车辆进行换挡时的声音。
至于图8，在另一个变化中，由扬声器112、114产生的声音的音量和/或频率可以是脉冲的或间断的，以创建不同的音响效应，如线12所示。处理器202使用存储在数据存储器204上的预先编制的逻辑来控制供给扬声器112、114的功率，从而可实现所述脉冲或间断效果。例如，所述脉冲或间断效果可用来模拟以低的每分钟转数(rpm)运行的空转内燃机的排气声。
显然，可以被组合和变换结合图4-8所说明和描述的声音参数，以产生所期望的声音效果。通过算法、预先编制的逻辑和/或人工操作员控制，可操作或推断存储在数据存储器204上的一个或多个预先录制的引擎声和/或排气声、预先录制的风和路面噪音，从而基于车辆速度、加速度、减速度、电动机负载及其它车辆性能参数，模拟引擎声和排气声。可以组合预先录制的引擎声和排气声、预先录制的风和路面噪音，以产生所期望的声音效果。
图9示出用于控制电动车100的音频系统200的操作员控制台900。在一个实施例中，控制台900包括用于打开和关闭车辆100的前置和后置扬声器112、114(图1)、升高或降低由所述扬声器产生的音量的手动操纵装置902，和用于调节所述扬声器的低音和高音的操纵装置。操纵装置902可包括自动设置，其中，基于保存在相关数据存储器906中的预先编制的指令和/或来自例如图1的传感器120、122和124的输入，控制器或处理器904控制一些或所有所述音频设置，包括频率和音量。控制器或处理器904可以与图2的处理器202的相同或与之分开。
手动操纵装置902可包括住宅和公路设置，借此车辆的操作者可基于车辆100的位置来选择预先编制的声音参数，例如，音量或频率。举例来说，车辆100的操作者可希望根据环境来升高或降低由扬声器112、114产生的声音的音量或频率。在住宅环境中，车辆100的操作者可希望升高前置扬声器112产生的相对于后置扬声器114的音量，以警告行人和宠物车辆正在靠近。操纵装置902可以是旋钮、按钮、开关或并入触摸屏。如图所示，可以为前置和后置扬声器112、114设置单独的操纵装置902。
控制板900可包括显示器910，其可以与图2的显示器214相同，或与之分开。显示器910可以是触摸屏，或装备有键或按钮912。在一个实施例中，当音频系统200开启，显示器910可显示一个或多个引擎、排气、风和道路声音的选择914。显示器910也可以显示对应于不同类型车辆的声音的选择。车辆100的操作者可以使用键912来选择引擎、排气、道路和风的声音，以及对应于不同类型车辆的声音。处理器或控制器904访问数据存储器906，以检索所选择的其后由扬声器112、114再现的声音，如结合图2所述。在一个实施例中，数据存储器906与图2的数据存储器204相同，并且包括预先录制的声音或用于产生已经被购买和下载的声音的算法，如结合图3所述。
在一个实施例中，控制台900可以永久地安装在电动车100的某个位置，例如，车辆仪表盘，或对于车辆的操作者来说容易触及的类似位置。在其它实施例中，操纵装置902和/或显示器910可以并入手持式无线电设备，其经由无线的射频接口与控制器904通信。
图10示出提供供电动车辆使用的引擎声和排气声的方法。现在参见图2和10，所述处理从步骤1000开始，此时消费者打开对第三方服务供应商212的调用，并与服务器218连接。在步骤1002，服务器218访问数据库220，并向处理器202电子地传输显示信息。所传输的显示信息可以是网页和/或以标准标记语言(例如，超文本标记语言HTML)编码的文本文档形式，其显示在显示器214上。所传输的显示可以与图3的选择屏幕300相同或相似，并且包括允许消费者从包括引擎声、排气声、道路和风噪声及威慑动物声的多种声音中进行选择的选项。威慑动物声可包括为阻止动物进入车道或移出车道而选择的高频声音或噪音。典型地，这样的声音对于人耳是听不见的。所述选择显示或屏幕也可包括各种声音的购买价格。
在消费者已经做出他的或她的选择并将所述选择传输给第三方服务供应商212之后，在步骤1004由服务器218接收所传输的选择。在步骤1006，服务器218可以提示消费者确定是否希望收听所选择声音的预览。如果消费者对预览请求做出响应，则服务器218可以在步骤1008传输所选择的预先录制的声音的摘要片段或片段，供消费者检查。所传输的声音片段可被加密或保护，以确保它不被重新录制或以其他方式存储。
在收听所述声音预览以后，可以在步骤1010提示消费者确认他的或她的选择。如果消费者没有确认选择，则所述处理回到步骤1002，并显示清零的选择屏幕。如果消费者确认选择，则服务器218向消费者传输提示，请其键入付款信息。所述付款信息可包括消费者的姓名和地址、信用卡或借记卡号码或其它信息。如果消费者在第三方服务供应商212设有帐户，则所述信息可以是密码和消费者的帐号或类似的识别信息。
在消费者传输究所要求的付款和/或帐户信息之后，在步骤1014验证或确认所述信息。服务器218可以打开至银行、信用卡处理中心或其它服务提供者的连接，并传输消费者的信用卡或借记卡号码、名字、地址和验证所述付款信息所需要的任何其它信息。如果消费者在第三方服务供应商212设有账户，则服务器218可访问数据库220，以验证所述帐户信息并存储关于订单的信息，这是为了后续处理，例如，记入消费者的账户和/或产生账单。
在步骤1016，如果付款信息未被验证或未被确认，则所述处理回到步骤1002，并再次显示清零的选择屏幕。替代地，看向消费者传输报错信息。如果所述付款信息被确认，则服务器218访问数据库220，以检索所选择的预先录制的引擎、排气或其它声音和/或用于再现或操作所述声音的算法。接着，在步骤1018，所选择的声音和/或算法被传输给消费者。在步骤1020，服务器218可以向消费者传输提示，以确定消费者是否希望进行另一个选择。在步骤1022，如果消费者决定进行另一个选择，则所述处理回到步骤1002，并显示清零的选择屏幕。替代地，如果消费者不希望进行其它选择，则所述处理终止于步骤1024，并且关闭服务器218和处理器202之间的连接。
图11是说明用于产生电动车辆100的引擎声、排气声及其它声音的方法的流程图。参考图2和11，所述处理开始于步骤1100，此时消费者使用蜂窝式收发机206经由蜂窝式网络208、蜂窝式电话公司207和国际互联网服务供应商210的无线接口209，打开对第三方服务供应商212的调用。在有些情况下，蜂窝式电话公司207和国际互联网服务供应商210可能是相同实体。在其它情况下，消费者可以通过蜂窝式网络直接打开对第三方服务供应商212的调用。
还是参考图11，在打开所述调用之后，服务器218可在步骤1102传输由消费者接收的显示信息，例如，选择屏幕300。所传输的显示信息可以是网页和/或以标准标记语言(例如，超文本标记语言HTML)编码的文本文档形式，其显示在显示器214上。所传输的显示可包括允许消费者从包括引擎声、排气声、道路和风噪声及威慑动物声的多种声音中进行选择的选项。所述选择显示或屏幕300也可包括各种声音的购买价格。
在步骤1104，消费者可使用所述显示信息或选择屏幕300和数据输入部件216，以选择一个或多个与传统的燃料汽车相关的声音，例如，引擎声和排气声、风声和路面噪音。在一个实施例中，消费者也可在步骤1106选择接收一个或多个所选择声音的预览。在步骤1108，如果消费者选择接收一个或多个所选择声音的预览，则所述预览被传输至消费者，并且消费者可以收听所述预览。所述预览的形式可以是预先录制的声音，和/或用于产生或操作预先录制的声音的算法。
在步骤1110，消费者可确认他的或她的购买所选择声音的愿望。如果消费者没有确认购买所选择的声音，则所述处理回到步骤1102，而消费者接收到清零的选择屏幕。在步骤1112，如果消费者确认购买所选择的声音，则消费者可以键入并且传输付款和/或帐户信息。假如消费者的付款信息被接受了，那么，在步骤1114，所选择的声音和/或用于产生、操作或增强这样的声音的算法由服务器218传输，并由处理器202接收。在步骤1116，所述预先录制的声音、用于产生、操作或增强这样的声音的算法可以存储在数据和/或介质存储器204上，并在步骤1118由车辆音频系统200运行。
参考图2和11，在步骤1120，由例如图1和2的传感器120、122和124的传感器感测车辆性能参数。所述车辆性能参数可包括：车辆100的速度、所述车辆的加速度、所述车辆的减速度、电驱动马达104的速度和电驱动马达的电流消耗的电流量。经由模拟、数字或模拟/数字接口228，一个或多个传感器120、122、124或其它传感器的输出被输入给处理器202。在步骤1122，处理器202可使用存储在存储器204上的算法或预先编制的逻辑来改变声音参数，例如音量或频率，从而随着感测的车辆性能参数的变化来改变由音频系统200产生的声音。
虽然已经结合目视显示器的使用描述了结合图10和11而述的方法，但是，可以想到的是，所述方法可以不用这样的显示器来实践。举例来说，选择信息的形式可以是预先录制的音频的菜单，其使消费者能够选择和/或预览所选声音并传输付款信息，而不使用显示器。在某些实施例中，消费者可以直接打开对第三方服务供应商212的调用、收听预先录制的声音菜单，并使用比如蜂窝手持机来做出选择。通过接口，例如USB连接器或无线接口，所述蜂窝手持机可以连接至图2的处理器202和/或数据和/或介质存储器204，以下载和存储引擎声、排气声及其它预先录制的声音和/或用于产生、增强或操作这样的声音的算法。
受益于本公开，对本领域的普通技术人员显而易见的是，与以前的方法和装置相比，这些为车辆音频系统产生合成声音的方法和装置提供了显著优势。显然，这里的附图和详细说明都应当被认为是说明性的，而非限制性的，并且不旨在限于某特殊方式和公开的实例。相反，如权利要求所限定的，本领域的普通技术人员显而易见能做出进一步修改、改变、重新调整、替换、选择、设计选择和实施例，而不脱离本发明的精神和及其范围。因此，下面的权利要求应当视为包括所有这样的进一步修改、改变、重新调整、替换、选择、设计选择和实施例。

Claims (20)

1.一种电动客车，包括：
与一个或多个所述车辆的车轮操作地耦合的电驱动马达，用于旋转车辆的车轮以推动所述车辆；
用于向所述电驱动马达供电的电池组；
用于控制所述车辆速度的控制器；
用于监视所述车辆的性能参数的传感器；
数据存储器，包括预先录制的引擎声、预先录制的排气声中一个或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法；
处理器，用于访问所述数据存储器和检索预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个，或检索一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法；
可操作地连接至所述处理器的放大器，用于放大引擎声或排气声中的一个；
至少一个可操作地连接至所述放大器的扬声器，用于将引擎声或排气声之一投射到车外；并且
其中，所述处理器接收由传感器产生的输入，并基于所述车辆的性能参数改变由所述扬声器投射的引擎声或排气声之一的声音参数。
2.如权利要求1所述的电动客车，其中，所述性能参数可以包括下列中的一个或多个：所述车辆的速度、所述车辆的加速度、所述车辆的减速度、驱动马达的速度和驱动马达的电流消耗。
3.如权利要求1所述的电动客车，其中，所述声音参数包括音量和频率。
4.如权利要求1所述的电动客车，进一步包括至少一个朝着车辆的前端定位的扬声器和至少一个朝着车辆的尾部定位的扬声器，其中，朝着车辆的前端定位的扬声器被设置为从所述车辆向外投射引擎声，而朝着车辆的尾部定位的扬声器被设置为从所述车辆向外投射排气声。
5.如权利要求1所述的电动客车，进一步包括连接至所述处理器的蜂窝收发机，因此所述处理器可与第三方服务供应商通信，以下载预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个，或下载一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法。
6.一种提供预先录制的车辆运转声音或用于再现车辆运转声音的算法的方法，包括：
通过连接至公用或专用计算机网络的服务器，接收来自潜在购买者操作的用户设备的电子传输；
通过连接至公用或专用网络的服务器，向所述用户设备电子地传输选择信息，所述选择信息标识车辆声音选择，包括引擎声或排气声；
从由潜在购买者操作的用户设备接收电子传输，来选择一个或多个引擎声或排气声；
经由公用或专用网络，向所述用户设备电子地传输预先录制的引擎声或排气声的片段之一，或传输用于产生引擎声或排气声的算法；
从用户设备接收电子传输，确认潜在购买者希望购买所选择的预先录制的引擎声或排气声之一，或希望购买用于产生选择的引擎声或排气声的算法；和
向所述用户设备电子地传输所选择的预先录制的引擎声或排气声之一，或传输用于产生选择的引擎声或排气声的算法。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括向所述用户设备电子地传输提示，使所述潜在购买者选择付款方式。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括从所述用户设备接收表明选择的付款方式的电子传输。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括向第三方电子地传输请求，以确认接收自所述潜在购买者的付款信息。
10.如权利要求6所述的方法，其中，所述用户设备是蜂窝式收发机。
11.如利要求6所述的方法，其中，所述选择信息包括屏幕显示。
12.如权利要求6所述的方法，进一步包括通过连接至公用或专用网络的服务器向所述潜在购买者电子地传输屏幕显示信息，所述显示信息包括声音选择，包括用于显示在所述用户设备上的引擎声、排气声、风声、道路声音和威慑动物的声音中的一个或多个。
13.一种用于电动车辆的音频系统，所述电动车辆具有一个或多个用于感测车辆性能参数的车辆性能传感器，所述音频系统包括：
数据存储器，包括预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法；
处理器，用于访问所述数据存储器和检索预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个，或检索一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法；
可操作地连接至所述处理器的放大器，用于放大引擎声或排气声中的一个；
至少一个朝外的扬声器，其安装在车辆的乘客隔间之外并可操作地连接至放大器，用于产生引擎声或排气声之一；
在所述处理器和一个或多个用于感测车辆性能参数的车辆性能传感器之间的接口，所述接口设置为从一个或多个车辆性能传感器接收输入并将其传输到所述处理器；并且
其中，所述处理器接收来自至少一个车辆性能传感器的输入，并基于所述车辆的性能参数改变由所述扬声器投射的引擎声或排气声之一的声参数。
14.如权利要求13所述的音频系统，其中，所述车辆性能参数包括下列中的一个或多个：所述车辆的速度、所述车辆的加速度、所述车辆的减速度、驱动马达的速度和驱动马达的电流消耗。
15.如权利要求13所述的音频系统，其中，所述声音参数包括音量和频率。
16.如权利要求13所述的音频系统，进一步包括至少一个朝着车辆的前端定位的扬声器和至少一个朝着车辆的尾部定位的扬声器，其中，朝着车辆的前端定位的扬声器被设置为从所述车辆向外投射引擎声音，而朝着车辆的尾部定位的扬声器被设置为从所述车辆向外投射排气声音。
17.如权利要求13所述的音频系统，进一步包括连接至所述处理器的蜂窝收发机，因此所述处理器可与第三方服务供应商通信，以下载预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个，或下载一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法。
18.一种产生与内燃机相关的车辆声音的方法，包括：
从第三方服务供应商接收电子传输，所述电子传输包括用于预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的至少其中之一或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法的选择信息；
电子地传输对预先录制的引擎声、预先录制的排气声的至少其中之一或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法的选择；
向第三方服务供应商电子地传输付款信息；
电子地接收预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个或多个或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法；
存储所传输的预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个或多个或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法；
使用电动客车的音频系统访问所述存储的预先录制的引擎声、预先录制的排气声中的一个或多个或一个或多个用于再现引擎声和排气声的算法，以再现一个或多个引擎声或排气声；和
使用电动客车的音频系统产生引擎声或排气声，其中，所述音频系统接收由至少一个车辆性能参数传感器产生的输入，并基于所述车辆的性能参数改变由所述音频系统产生的引擎声或排气声之一的声音参数。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述性能参数可以包括下列中的一个或多个：所述车辆的速度、所述车辆的加速度、所述车辆的减速度、驱动马达的速度和驱动马达的电流消耗。
20.如权利要求18所述的方法，其中，所述声音参数包括音量和频率。
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