CN103403795B - 用于机动车辆产生噪声的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于机动车辆产生噪声的装置和方法,具有至少一个记录单元(101),其被设计成用于检测该机动车辆的至少一个运行信号(11)且用于将基于该运行信号形成的一个基础信号(12)发送到一个调谐单元(102),该调谐单元(102)被设计成用于通过过滤和声学构型来重新构型该基础信号(12)以形成一个噪声信号(13)且用于将该噪声信号(13)发送到一个放大器单元(103),该放大器单元(103)被设计成用于放大该噪声信号(13)且用于将一个放大的噪声信号(14)发送到一个转换器单元(104),转换器单元(104)被设计成用于将这个放大的噪声信号(14)转换成相对应的多个声音信号以便产生噪声。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车辆产生噪声的一种装置和一种方法。
背景技术
US2006/0269078A1披露了一种用于机动车辆的组合式噪声/振动控制系统,该系统具有一个主动减振装置和一个主动噪声控制装置。
在所述文件中描述的这种组合式噪声/振动控制系统中,该主动减振装置和该主动噪声控制装置交换它们对应的有关机动车辆内主要的噪声和振动的控制信号,其中这些控制信号由一个协调单元用多个加权因子进行处理,该协调单元依据发动机转动频率来改变输出到该组合式噪声/振动控制系统的频率。
JP2009-292337A披露了一种发动机噪声产生系统,该系统包括一个噪声检测装置、一个噪声产生装置和一个扬声器。
在所述文件中描述的发动机噪声产生系统中,该噪声产生系统在由发动机所产生的噪声水平低于一个阀值噪声水平的情况下被接通。在此情况下,由该噪声检测装置来记录发动机的噪声。该噪声继而由该发动机噪声产生系统进一步放大。
US2009/0277707A1披露了一种用于在具有驱动电动机的电动机动车辆中对常规驱动的汽油或柴油发动机的声音进行模拟的装置。在此情况下,使用具有几种控制参数的一个声音发生器来产生想要的发动机噪声。
JP200-316201A披露了一种噪声产生装置,该噪声产生装置借助一个噪声产生监测装置而被连接到该机动车辆的加速器踏板以便产生人造噪声,借助人造声音控制器和扬声器系统来对一台电动车辆或混合动力车辆(Elektro-oderHybridfahrzeuges)的噪声产生进行放大。
JP05011788A描述了一种用于机动车辆领域的噪声产生装置,其中该噪声产生装置对来自车辆控制总线的多个信号所产生的电信号进行放大、并且产生一个电输出信号,该电输出信号由该机动车辆的无线电接收器进一步处理。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于在机动车辆中产生噪声的一种改进的装置和一种改进的方法以作为用于驾驶员和/或驾驶员周围区域(例如盲道使用者)的情感和安全成分。
根据本发明,这个目的是通过具有专利权利要求1的特征的一种装置并且通过具有专利权利要求15的特征的一种方法来实现。
相对应地,本发明提供了一种用于机动车辆产生噪声的装置,该装置具有至少一个记录单元,该记录单元被设计成用于检测该机动车辆的至少一个运行信号并且用于将一个基于所述运行信号形成的基础信号发送到一个调谐单元,其中该调谐单元被设计成用于通过滤波和声学构型来对该基础信号进行重新构型以形成一个噪声信号、并且被设计成用于将该噪声信号发送到一个放大器单元,其中该放大器单元被设计成用于放大该噪声信号并且用于将一个放大的噪声信号发送至一个转换器单元,并且其中该转换器单元被设计成用于将这个放大的噪声信号转换成相对应的多个声音信号以产生噪声。
本发明进一步提供了一种用于机动车辆产生噪声的方法,所述方法包括以下步骤:用至少一个记录单元检测该机动车辆的至少一个运行信号,并且将基于所述运行信号形成的一个基础信号发送到一个调谐单元,使用该调谐单元通过滤波和声学构型来对该基础信号进行重新构型以形成一个噪声信号,并且将该噪声信号发送到一个放大器单元,利用该放大器单元将该噪声信号放大以形成一个放大的噪声信号,并且将这个放大的噪声信号发送到一个转换器单元,并且利用该转换器单元将这个放大的噪声信号转化成相对应的多个声音信号。
根据本发明的用于机动车辆产生噪声的、如专利权利要求1所述的装置以及如专利权利要求15所述一种相对应的方法具有的优点是在电驱动系运行过程中可以对驾驶员和/或驾驶员周围区域提供一个情感成分。
此外,增加车辆外部噪声输出可被行人视为警告。此外,由于噪声被输出到该车辆内部中使驾驶员能更加意识到电驱动系的运行状态。
本发明所基于的概念是免除人造噪声的产生并且唯一地且排他地通过对从电驱动系记录的多个信号进行有利放大和过滤而产生噪声以便允许通过低水平费用的计算和储存来产生噪声。
在一并观察附图中的这些图时,另外的从属权利要求披露了本发明的有利的发展以及对本发明的对应主题的有利改进。
在该装置的一个有利发展中,该至少一个记录单元是一种用于检测声音的电声学转换器。这样允许将该机动车辆的驱动部件的空气传播的声音直接转化为相对应的电压变化以作为一个基础信号。
在该装置的另一个有利发展中,该至少一个记录单元是一种用于检测电磁场的电磁传感器单元。
在该装置的另一个有利发展中,该至少一个记录单元包括汽车收音机的一个或多个单元并且该至少一个记录单元被设计成用于检测电磁场。
在该装置的另一个有利发展中,该至少一个记录单元是在一条控制总线上的一种电拾取单元,该拾取单元被设计成用于检测一个电驱动系的控制信号和数据信号。
在该装置的另一个有利发展中,该装置具有各自连接到该调谐单元的多个记录单元。
在该装置的另一个有利发展中,该至少一个运行信号是由该机动车辆的一个电驱动系的高电压部件引起的干扰。
在该装置的另一个有利发展中,该至少一个运行信号是该机动车辆的一个数据信号。
在该装置的另一个有利发展中,该至少一个运行信号是该机动车辆的一个声音信号。
在该装置的另一个有利发展中,该放大器单元包括汽车收音机的至少一个或多个单元,其中该放大器单元被设计成用于放大该噪声信号。
在该装置的另一个有利发展中,该放大器单元是一种用于低频范围内交流电压的放大器。
在该装置的另一个有利发展中,该转换器单元包括一个扬声器,该扬声器被设计成用于将这个放大的噪声信号转化成声音以便产生噪声。
在该装置的另一个有利发展中,该放大器单元包括汽车收音机的至少一个或多个单元,其中该放大器单元被设计成用于放大噪声信号。
在该装置的另一个有利发展中,该至少一个记录单元被设计的方式为使得可检测到在FM和MW范围内的电磁场。
如果方便的话,以上改进和发展可按任何想要的方式彼此组合。本发明的另外可行的改进、发展和实现方式还包括本发明的以上描述的或以下与这些示例性实施例相关的多个特征的多种组合(未明确提及)。
附图说明
本发明的多个示例性实施例是在附图中进行展示并且在以下说明中对其进行更详细的说明。
在附图中:
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于机动车辆产生噪声的装置的示意图;
图2示出了根据本发明的另一个示例性实施例的用于机动车辆产生噪声的装置的示意图;并且
图3示出了用于展示根据本发明的另一个示例性实施例的用于机动车辆产生噪声的一种方法的流程图。
具体实施方式
在这些附图中,等同的和功能等同的元件、特征和部件除非另外声明分别配备有相同的参考符号。出于清晰性和可理解性的原因,多个部件和多个元件在这些图中不必以真实比例复制。
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于机动车辆产生噪声的装置100的示意图。
装置100允许具有一个电驱动系的机动车辆(例如混合动力车辆或电动车辆)产生噪声,并且为此,该装置包括一个记录单元101、一个调谐单元102、一个放大器单元103以及一个转换器单元104。
在混合动力车辆或电动车辆处于电动运行模式下,通常会失去作为驾驶员的一种情感成分以及作为对行人警告的可清楚听到的发动机噪声。
装置100的记录单元101被连接到调谐单元102。调谐单元102进一步被连接到放大器单元103,该放大器单元被连接到转换器单元104。
该记录单元101对用作产生噪声的基础的一个运行信号11进行检测,其中在所述运行信号基础上形成的一个基础信号12被发送到一个调谐单元102。
该运行信号11可例如包括由该电驱动系的多个高电压部件产生的电磁干扰。具体地说,通过使用在FM和/或MW范围内的频率或者使用受到这些高电压部件运行的干扰的其他无线电频率来检测这种干扰。
该电驱动系的高电压部件例如可以是一种电力电子系统(Leistungselektronik)、一种转换器、一种电动机或者一种电能存储器(Energiespeicher)。
在此情况下,通过举例,可以假定的是该记录单元101还使用无线电接收器的多个部件或者包括一个分立的独立传感器单元以便检测该电驱动系的这些高电压部件的电磁干扰。
这种情况具有的优点是所述干扰、并且因此是这个检测到的运行信号11的类型和方式取决于该电驱动系的对应运行状态。如在常规内燃发动机中,这就以一种简单方式在由该装置产生的噪声与电动车辆驱动的当前运行状态之间产生了一种直接联系。
该记录单元101例如被设计成一种麦克风形式的电声学转换器或者被设计成一种用于检测电磁场的电磁传感器单元。
此外,该记录单元101可以被设计成一种直接的电连接或者被设计成在一条控制总线上的一种电拾取单元的形式,并且该记录单元被设计成用于检测一个电驱动系的控制信号和数据信号。
该调谐单元102通过过滤和声学构型(Tongestaltung)从由该记录单元101接收的基础信号12来构型一个噪声信号13,所述噪声信号被发送到放大器单元103。
通过举例,这种声学构型和过滤可基于在调谐单元102中储存的多个声学构型标准并使用一种数字信号处理器的多种声音异化(Tonverfremdung)算法来设计以便在声学方面对基础信号12进行优化。
利用这个调谐单元102,这些无线电声学算法起到连续处理基础信号12的作用,其中,例如基于这些存储的声音构形标准来执行动态压缩或频率过滤以用于对基础信号12的音调产生影响。
此外,该调谐单元102的过滤和声音构形也可由多个类似部件执行。
该调谐单元102可设计成一种过滤器以作为一种用于声音构形并用于使声音频率失真和/或均衡的电子部件。该调谐单元102例如包括一个参数均衡器,其中一个或者多个频段、一个中心频率和/或基础信号12的一种幅度变化是变化的。
将该机动车辆的多个行驶状态参数或一种运行模式考虑进去的情况下,调谐单元102还可以按照需要对基础信号12进行重新构型。例如,在相同的行驶状态参数下,与在一种市区行驶运行模式中产生的噪声信号相比,在运动运行模式下会产生一种更吵杂的噪声信号13。
放大器单元103对由调谐单元102接收的噪声信号13进行放大并形成一个放大的噪声信号14。这个所采用的放大器单元103例如可以是汽车收音机的音频放大器。通过举例,一个分立的放大器用作该放大器单元103。
进一步可实现通过该转换器单元104来输出噪声,其中该转换器单元104例如被设计成该车辆内部和/或外部提供的一个或一对扬声器。
图2示出了根据本发明的另一个示例性实施例的用于机动车辆产生噪声的装置100的示意图。
在根据图2展示的示例性实施例的装置100中,对于该装置100所做的安排是,除该记录单元101之外,该装置具有一个另外的记录单元101b,该另外的记录单元检测一个另外的运行信号11b并将一个另外的基础信号12b传送到该调谐单元102,该另外的基础信号是基于所述另外的运行信号形成的。
这样导致该装置100运行可靠性水平的提高实质上是由冗余使用两个记录单元101和101b实现的。因此,借助测量这些运行信号11、11b,该电驱动系的运行状态还已知具有增加的精度水平。
除了示出的使用两个记录单元101、101b之外,例如还可使用多于两个的记录单元以便同时检测多个运行信号。如果多个记录单元被耦合的话,可适宜考虑对这些不同的运行信号进行比较并且识别在多个单独的记录单元中的故障。
图2中还未被引用的参考符号已在图1的说明中解释过了。
图3示出了用于展示根据本发明的一个另外的示例性实施例的用于机动车辆产生噪声的一种方法200的流程图。这种用来产生机动车辆噪声的方法200是通过装置100实现的。
在这种用于机动车辆产生噪声的方法的第一步骤S1中,由至少一个记录单元101执行对该机动车辆的至少一个运行信号11进行检测,其中基于所述运行信号形成的一个基础信号12被发送到一个调谐单元102。
在该方法的第二步骤S2中,基础信号12由该调谐单元102通过过滤和声学构型而被重新构型以形成一个噪声信号13,并且噪声信号13再被发送到一个放大器单元103。
在该方法的一个第三步骤S3中,噪声信号13由放大器单元103放大以形成一个放大的噪声信号14,并且这个放大的噪声信号14被发送到一个转换器单元104。
在该方法的第四步骤S4中,这个放大的噪声信号14通过该转换器单元104而被转化成相对应的多个声音信号。
Claims (15)
1.一种用于机动车辆产生噪声的装置,该机动车辆具有一个电驱动系,该装置具有:
-至少一个记录单元(101),该至少一个记录单元被设计成用于检测该机动车辆的至少一个运行信号(11)并且被设计成用于将基于所述运行信号形成的一个基础信号(12)发送到一个调谐单元(102),其中所述至少一个运行信号是从所述电驱动系记录的信号;
-其中该调谐单元(102)被设计成用于通过过滤和声学构型来对这个基础信号(12)进行重新构型以形成一个噪声信号(13),并且被设计成用于将该噪声信号(13)发送到一个放大器单元(103);
-其中该放大器单元(103)被设计成用于放大该噪声信号(13)并且被设计成用于将一个放大的噪声信号(14)发送到一个转换器单元(104);并且
-其中该转换器单元(104)被设计成用于将这个放大的噪声信号(14)转换为相对应的多个声音信号以便产生噪声,其中无人造噪声被产生用于产生所述噪声,所述噪声唯一且排他地由从所述电驱动系记录的信号产生。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,该至少一个记录单元(101)是一个用于检测声音的电声学转换器。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,该至少一个记录单元(101)是一个用于检测电磁场的电磁传感器单元。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,该至少一个记录单元(101)包括一个汽车收音机的至少一个或多个单元并且被设计成用于检测电磁场。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于,该至少一个记录单元(101)是在一条控制总线上的一个电拾取单元,该电拾取单元被设计成用于检测一个电驱动系的控制信号和数据信号。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于,该装置具有多个如权利要求2至5之一所述的装置的记录单元(101),这些记录单元各自被连接到该调谐单元(102)。
7.如以上权利要求之一所述的装置,其特征在于,该至少一个运行信号(11)是由该机动车辆的电驱动系的一个高电压部件引起的干扰。
8.如权利要求1-6之一所述的装置,其特征在于,该至少一个运行信号(11)是该机动车辆的一个数据信号。
9.如权利要求1-6之一所述的装置,其特征在于,该至少一个运行信号(11)是该机动车辆的一个声音信号。
10.如权利要求1-6之一所述的装置,其特征在于,该放大器单元(103)包括汽车收音机的至少一个或多个单元,其中该放大器单元(103)被设计成用于放大该噪声信号(13)。
11.如权利要求1-6之一所述的装置,其特征在于,该放大器单元(103)是用于在低频范围内的AC电压的一个放大器。
12.如权利要求1-6之一所述的装置,其特征在于,该转换器单元(104)包括一个扬声器,该扬声器被设计成用于把这个放大的噪声信号(14)转换成声音以便产生噪声。
13.如权利要求1-6之一所述的装置,其特征在于,该转换器单元(104)包括汽车收音机的至少一个或多个单元,其中该转换器单元(104)被设计成用于将这个放大的噪声信号(14)转换成声音以便产生噪声。
14.如权利要求1-6之一所述的装置,其特征在于,该至少一个记录单元(101)被设计的方式使得能检测到在FM和MW范围内的电磁场。
15.一种用于机动车辆产生噪声的方法,使用如权利要求1至14之一所述的装置,该机动车辆具有一个电驱动系,所述方法包括以下步骤:
-检测(S1),利用至少一个记录单元(101)检测该机动车辆的至少一个运行信号(11)并且把基于所述运行信号形成的一个基础信号(12)发送到一个调谐单元(102),其中所述至少一个运行信号是从所述电驱动系记录的信号;
-重新构型(S2),利用该调谐单元(102)通过过滤和声学构型而对该基础信号(12)进行重新构型以形成一个噪声信号(13),并且将该噪声信号(13)发送到一个放大器单元(103);
-放大(S3),利用该放大器单元(103)对该噪声信号(13)进行放大以形成一个放大的噪声信号(14)并且将这个放大的噪声信号(14)发送到一个转换器单元(104);并且
-转换(S4),利用该转换器单元(104)将这个放大的噪声信号(14)转换成相对应的多个声音信号,其中无人造噪声被产生用于产生所述噪声,所述噪声唯一且排他地由从所述电驱动系记录的信号产生。
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