CN104648238A - 用于为合成车辆声音提供环境噪声补偿的装置 - Google Patents

Abstract

在至少一个实施方案中，提供一种用于产生模拟车辆声音的装置。至少一个参数模块接收第一驾驶员油门信号并且传输指示第一模拟车辆声音的第一输入信号。发动机声音产生器块响应于第一输入信号而可听见地产生第一模拟车辆声音。发动机声音去除块可操作地耦合到接收第一麦克风输入信号的麦克风。第一麦克风输入信号包括与车辆外部环境相关联的第一环境噪声，以及第一模拟车辆声音。发动机声音去除块被配置成从第一麦克风输入信号中过滤第一模拟车辆声音以确定第一环境噪声。发动机声音产生器产生比第一环境噪声更大声的第二模拟车辆声音。

Description

用于为合成车辆声音提供环境噪声补偿的装置

技术领域

本文公开的方面一般涉及一种用于为合成车辆声音提供环境噪声补偿的装置。

背景技术

在美国公开号2012/0106748(“'748公开”)中公开了一种用于模拟的多档车辆声音产生的系统。在‘748公开中公开了车辆声音产生器系统被配置成产生信号，所述信号用于驱动一个或多个扬声器产生模拟与所需的发动机型号相关联的声音的声波。信号是基于车辆的一个或多个操作条件。车辆声音产生器系统被配置成基于车辆的操作条件从多个声音中选择声音。每个声音对应于在各自的档中操作的发动机的模拟声音。车辆声音产生器系统可以产生信号以驱动扬声器产生用于模拟在各自的档之间换挡的选定声音。

发明内容

在一个实施方案中，提供一种用于产生模拟车辆声音的装置。装置包括至少一个参数模块、发动机声音产生器块和发动机声音去除块。至少一个参数模块被配置成接收指示车辆油门的第一位置的第一驾驶员油门信号，并且响应于至少第一驾驶员油门信号而传输指示第一模拟车辆声音的第一输入信号。发动机声音产生器块被配置成响应于第一输入信号而可听见地产生第一模拟车辆声音。发动机声音去除块可操作地耦合到接收第一麦克风输入信号的麦克风。第一麦克风输入信号包括与车辆外部的环境相关联的第一环境噪声，以及第一模拟车辆声音。发动机声音去除块被配置成从第一麦克风输入信号中过滤第一模拟车辆声音以确定第一环境噪声。发动机声音去除块还被配置成产生指示第一环境噪声的第一输出信号。发动机声音产生器块还被配置成响应于至少第一输出信号而产生第二模拟车辆声音，以使得第二模拟车辆声音比第一环境噪声更大声。

在另一实施方案中，提供一种用于产生模拟车辆声音的装置。装置包括至少一个参数模块、发动机声音产生器块和发动机声音去除块。至少一个参数模块被配置成接收指示车辆的第一速度的第一车辆速度信号，并且响应于至少第一车辆速度信号而传输指示第一模拟车辆声音的第一输入信号。发动机声音产生器块被配置成响应于第一输入信号而可听见地产生第一模拟车辆声音。发动机声音去除块可操作地耦合到接收第一麦克风输入信号的麦克风。第一麦克风输入信号包括与车辆外部的环境相关联的第一环境噪声，以及第一模拟车辆声音。发动机声音去除块被配置成从第一麦克风输入信号中过滤第一模拟车辆声音以确定第一环境噪声，并且产生指示第一环境噪声的第一输出信号。发动机声音产生器块还被配置成响应于至少第一输出信号而产生第二模拟车辆声音，以使得第二模拟车辆声音比第一环境噪声更大声。

在另一实施方案中，提供一种用于产生模拟车辆声音的装置。装置包括第一参数模块、第二参数模块、发动机声音产生器块和发动机声音去除块。第一参数模块被配置成产生与第一车辆操作特性相关的音调信息。第二参数模块被配置成产生与第一车辆操作特性相关的噪声信息。发动机声音产生器块被配置成响应于音调信息和噪声信息而可听见地产生第一模拟车辆声音。发动机声音去除块可操作地耦合到接收第一麦克风输入信号的麦克风。第一麦克风输入信号包括与车辆外部的环境相关联的环境噪声，以及第一模拟车辆声音。发动机声音去除块被配置成从第一麦克风输入信号中去除第一模拟车辆声音以确定环境噪声。发动机声音去除块还被配置成产生指示环境噪声的第一输出信号。发动机声音产生器块还被配置成响应于至少第一输出信号而产生第二模拟车辆声音，以使得第二模拟车辆声音比环境噪声更大声。

附图说明

在所附权利要求书中特别指出本公开的实施方案。然而，各种实施方案的其他特征将变得更清楚并且将通过参考以下详细描述并结合附图来最好地理解，其中：

图1描绘处于交通条件的主车辆，其中一个或多个行人位于附近；

图2描绘根据一个实施方案的用于补偿交通噪声和合成发动机声音的装置；

图3为图示关于基于环境噪声产生合成发动机声音的理想条件的曲线图；

图4为图示基于环境噪声产生有时太安静的标称等级下的合成发动机声音的曲线图；

图5为图示基于环境噪声产生太大声的第二等级下的合成发动机声音的曲线图；

图6为图示关于产生的合成发动机声音的失控状况的曲线图；以及

图7为图示根据一个实施方案的从环境噪声中去除声音出界(bleed)状况的曲线图。

具体实施方式

如所需，本文公开本发明的详细实施方案；然而，应理解，所公开的实施方案仅仅是本发明的示例，其可以用各种形式和替代形式来实施。附图不必是按比例的；一些特征可能被放大或最小化以显示特定组件的细节。因此，本文所公开的特定结构细节和功能细节均不应被解释为限制性的，而是应当仅仅被解释为用于教示本领域技术人员用各种方式使用本发明的代表性基础。

本公开的实施方案一般提供多个电路或其他电气设备。对电路和其他电气设备以及各自提供的功能性的所有参考不意图被限制为仅包括本文说明和描述的内容。尽管特定标签可以被分配给公开的各种电路或其他电气设备，但是这样的标签不意图限制电路和其他电气设备的操作的范围。这样的电路和其他电气设备可以基于期望的特定类型的电气实施以任何方式彼此结合和/或分离。应认识到，本文所公开的任何电路或其他电气设备可以包括任何数量的微处理器、集成电路、存储器设备(例如，FLASH、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)或它们的其他合适的变型)以及彼此共同合作以执行本文所公开的操作的软件。另外，电气设备中的任何一个或多个可以被配置成执行以非暂态计算机可读介质实施的计算机程序，其被编程以执行所公开的任何数量的功能。

与燃料消耗量相关联的增加的燃料成本和环境问题已支持电动车辆和混合动力车辆的使用。然而，如通常已知的，利用可燃燃料的发动机产生与加速和换档相关联的噪声。这样的发动机声音一般警告附近的行人车辆的存在，进而使行人能够避开车辆。为了警告行人这些车辆的存在，电动车辆和混合动力车辆产生或合成发动机声音。用于产生合成发动机声音的一个建议是使车辆在恒定的65dB SPL下产生这样的发动机声音。然而，当车辆位于繁忙的交通条件下时，其中环境噪声为高，在这个等级下产生这样的合成发动机声音对于行人而言可能不够大声。与此相反，当车辆位于农村环境时，其中环境噪声为低，在这个等级下产生合成发动机声音可能是太大声的并且可能让行人讨厌。

在图1中陈述一个尝试，其可以减轻不管环境噪声如何变化恒定的合成发动机声音(即，对于繁忙的交通条件和低交通条件都有一致的响亮的发动机声音)的问题。例如，图1描绘处于交通条件12的主车辆10(例如，许多周围的车辆13a-13n(“13))，其中一个或多个行人14位于附近。主车辆10包括扬声器16，其用于传输合成的发动机声音(或模拟的发动机声音)。主车辆10还包括麦克风18，其用于从主车辆10外部的环境接收环境噪声20。一般而言，需要主车辆10合成或产生在感知上比环境噪声20更大声的等级下的发动机声音，以确保警告在主车辆10附近的行人14主车辆10的存在。

然而，与主车辆10的发动机合成相关的一个问题是声音出界的存在。这种情况包含麦克风18除从周围环境拾取环境噪声20之外，还拾取由扬声器16产生的合成发动机声音。在这种情况下，麦克风18接收麦克风输入信号22，其包括环境噪声20和先前产生的合成发动机声音。然后，主车辆10将合成发动机声音的音量增加到感知上比环境噪声20和先前产生的合成发动机声音24更大声的等级。这种情况导致失控增益或增益追逐，其中合成发动机声音的响度将继续增加，由此导致合成发动机声音对于行人14而言是太大声的。

鉴于如上所述的声音出界，需要从车辆周围的环境中去除先前产生的合成发动机声音24以便确定环境噪声20的真实等级。因此，为了抵消合成发动机声音，真实的合成发动机声音需要精确已知。去除太少的合成发动机声音可能导致更慢的失控增益，这仍然是不理想的。去除太多的合成发动机声音可能减少环境噪声补偿的影响，以致更大声的交通条件可能无法得到补偿。这里应认识到，更精确地了解合成发动机声音引起从麦克风18处拾取的噪声中更精确地去除合成发动机声音，由此使车辆10能够产生不仅提供了车辆10的存在的适当通知而且为行人14可容忍的合成发动机声级。

图2描绘根据一个实施方案的用于补偿交通噪声和合成车辆声音的装置30。装置30一般位于车辆10中并且包括扬声器16和麦克风18。应认识到，车辆10可以包括任何数量的扬声器16和麦克风18。装置30一般包括发动机控制器32、音调参数模块34、噪声参数模块36、合成发动机声音产生器块38和合成发动机声音去除块40。应认识到，装置30可以产生合成车辆声音，包括(但不限于)用在任何以下车辆类型上的内燃机(ICE)的合成发动机声音：电动车辆、混合动力/电动车辆、喷气机、摩托艇、火车等。

发动机控制器32一般被配置成提供信号，其除指示车辆10的车辆速度44之外，还指示各种车辆操作特性，例如，所需的油门位置(驾驶员油门)42。例如，发动机控制器32监控加速器踏板的位置以确定油门42的所需位置。发动机控制器32将指示车辆10的所需的油门位置42的信号传输到音调参数模块34和噪声参数模块36。发动机声音产生器块38使用这样的数据来产生合成发动机声音。例如，车辆的内燃机(ICE)的可听音高主要取决于ICE的每分钟转数(RPM)。因此，合成发动机声音可能主要是考虑到模拟发动机RPM。可以进行所需的油门位置42与发动机RPM之间的相关性。一般而言，由于在一些情况下车辆10为电动车辆，故尽管ICE和发动机RPM不存在于电动车辆中用于产生合成发动机声音，但是有必要模拟和提供指示ICE的发动机RPM的某一ICE值。

发动机控制器32也一般被配置成将指示车辆速度44(例如，车辆当前被驾驶的速度)的信号提供到音调参数模块34和噪声参数模块36。发动机声音产生器块38也使用这样的数据来产生合成发动机声音。应认识到，ICE的RPM与车辆10的速度有关系。因此，对于被实施为电动车辆的车辆10，可以进行合成发动机声音与车辆速度、模拟发动机RPM和其他因素之间的相关性。

音调参数模块34包括存储器46，其用于使音调基于所需的油门位置42(即，模拟发动机RPM)、车辆速度44和或其他因素关联。例如，查找表(LUT)或其他合适的机制可以包括各种音调的列表，其包含与相应的模拟发动机RPM(或发动机速度)、车辆速度44相关联的基频和谐波、与ICE中的非对称机制和车辆10中的额外的电动机(或泵)相关联的音调。

一般而言，音调可以包括从1最低有效位(例如，从满刻度向下96dB)变化到满刻度(例如，数字字的所有位为1)的振幅。音调可以包括从-180度变化到+180度的相位，其中0度指示无相移存在。两个信号之间的180度的相位差指示极性变化。

音调可以具有约15Hz(例如，人类听觉的下限)至约16kHz(例如，人类听觉的上限)的频率范围。这个范围可以向下扩展至0Hz(DC)并且向上扩展至一半的取样率(即，尼奎斯特频率)，但是在这些极端范围中的音调可能不被人听得见。这个频率也可以是关于发动机基频的，其中基频的整数倍是谐波，并且非整数倍是非谐波泛音。多个音调可以共存。

一般而言，ICE的发动机音调取决于发动机RPM。然而，并如上所述，RPM取决于油门位置(例如，越多的油门提供越多的燃料，从而使发动机加速)，并且也取决于车辆速度，这是由于例如越慢的车辆需要在发动机上越多的负载。这种情况会在给定恒定油门下使发动机减速。此外，当有传动换档(手动或自动)时，在给定恒定油门位置和恒定车速下RPM将显著改变。由音调参数模块34提供的音调的基频可以用下式确定：

(发动机RPM/((0.5)*(发动机的冲程数))*发动机气缸数)/60   (等式.1)

一般而言，大量的车辆利用四冲程发动机。例如，对于四冲程、四缸发动机，3000RPM的发动机速度的基频产生100Hz的基频。由于驱动机构和轴承的非对称性，谐波也将存在。例如，形状不对称的各种设备(例如，发动机活塞、滚球轴承等)可以产生基频和谐波和因此音调。这样的音调信息可以存储在用于各种非对称设备的存储器46中，所述音调信息除与模拟发动机RPM和/或车辆速度44相关联之外，一般还与ICE相关联。

在另一实施中，可以仅基于车辆速度产生合成发动机声音。例如，在高速下行驶的车辆会产生较高的音高。因此，车辆速度可以被用来代替模拟RPM。对于驾驶员而言，一般更自然地听到取决于油门位置的声音。然而，行人14并不知道驾驶员的油门位置，只知道正在接近的车辆10的速度。综上所述，有可能在车辆10的客舱内部有针对驾驶员的第一扬声器16，并且在车辆10的外部有针对行人14的第二扬声器16。

如上所述，合成发动机声音也可以包括与从各种泵(例如，水泵、燃油泵和空气泵)产生的噪声相关联的音调(例如，车辆操作特性)，在泵是皮带传动的情况下，这些泵在与发动机RPM相关的速度下操作。电子传动泵可以在与发动机RPM无关的独立的速度下操作。在其他情况下，这些泵在更高的速度下以更高的RPM运行，但不是以线性、常规或成比例的方式。例如，水泵可以响应于温度，所述温度缓慢地响应于发动机速度，而燃油泵可以响应于燃油管路压力，所述燃油管路压力缓慢地响应于油门位置。因此，泵可以根据其各自的泵速度产生基于基频的音调。谐波音调与其基频以及由于流体流过泵而产生的宽带噪声成比例。因此，除由于流体流过泵而产生的宽带噪声之外，从音调参数模块34产生或提供的音调也可以考虑到泵操作的速度。从音调参数模块34产生的音调信息(或音调输入信号)可以考虑到发动机RPM、车辆速度、由泵速度引起的因素、流体流过泵和/或一般用在ICE上的非对称形状的机制的任何组合。音调产生器48从音调参数模块34接收音调信息以产生合成发动机声音的音调。

噪声参数模块36包括存储器50，其用于使合成发动机声音与各种车辆操作特性(例如，所需的油门位置42(即，发动机RPM)、车辆速度44和/或其他因素)相互关联以产生噪声参数(或噪声输入信号)。例如，LUT或其他合适的机制可以包括各种模拟发动机声音的列表，其对应于特定发动机RPM、车辆速度44和其他因素。由于ICE是通过燃烧(例如，控制爆破)来提供动力，故发动机声音除包括由稳定旋转引起的音调信息之外还包括有噪声的部分。噪声的频谱不一定是平坦的，并且噪声可以包括可用于产生合成发动机声音的中心频率和带宽。

噪声分量可以包括从1最低有效位变化到满刻度的振幅。噪声分量一般包括从0Hz(DC)变化到一半的取样率(例如，尼奎斯特)的频度中心。噪声分量可以包括从0(此时其变成音调)变化到全频带(例如，白噪声或粉红噪声)的带宽。这个带宽通常是由基本的低通、高通或带通滤波器引起的。噪声分量也可以包括由更复杂的滤波器(例如，陷波、FFT)引起的频谱形状。多个噪声分量可以共存。当许多低带宽噪声分量的频谱彼此分离时，噪声被认为是稀疏的。然而，当少数(或一个)高带宽噪声分量的频谱相邻时，噪声被认为是密集的。

应认识到，噪声的中心频率随发动机速度或发动机RPM增加(例如，考虑起飞的喷气机和由于喷气机起飞而产生的声音的情况，由于喷气机起飞而产生的音高随时间增加)。另外，压在道路上的车辆10的轮胎也产生噪声。可能需要利用根据车辆10的速度的合成噪声加重轮胎噪声。

一般而言，合成发动机声音可以基于来源于油门位置的模拟发动机RPM、车辆速度44和其他因素(或车辆操作特性)，例如，啮合道路的车辆10的轮胎。发动机声音产生器块38包括噪声产生器52，其用于产生和控制由噪声参数模块36指示的噪声(例如，音量和频谱密度)。频谱密度是其中噪声信号的有效的谱段的数量。

发动机声音产生器块38还包括噪声滤波器块54，其用于过滤由噪声产生器52产生的噪声以产生中频至高频中的滤波噪声。噪声滤波器块54可以包括任何数量和类型的滤波器，例如，带通滤波器、货架(或倾斜)滤波器和/或陷波滤波器等。求和电路56从音调产生器48接收音调信号并从噪声滤波器块54接收噪声信号，并且将这样的信号加在一起。放大器58接收对应于音调信息和噪声信息的总和的求和信号，并且将合成发动机信号提供到扬声器16。放大器58基于来自发动机声音去除块40的输入调整合成发动机信号的增益。将在下文更详细地讨论这方面。

延迟补偿电路60包括第一通道47，其用于从音调参数模块34接收指示基于车辆10中的所需的油门位置42和车辆速度44(除与额外的电动机(或泵)相关的其他音调之外)的被识别的音调的音调信息。延迟补偿电路60包括第二通道49，其用于从噪声参数模块36接收指示基于所需的油门位置42和车辆速度44的被识别的发动机声音的噪声信息。第一通道47和第二通道49分别驱动单独的输出57和59。延迟补偿电路60提供延迟，其用于在音调信息和噪声信息被收回到车辆10作为麦克风输入信号22中的先前产生的合成发动机声音24时的时间点过滤音调信息和噪声信息。由于模拟数字转换(ADC)、数字模拟转换(DAC)、扬声器的群延迟和传播时间，这样的延迟一般考虑到任何等待时间。例如，ADC的延迟可以是1ms，并且DAC的延迟可以是600μs。

麦克风18被配置成数字化环境噪声20和先前产生的合成发动机声音24以产生麦克风感测信号26。模拟数字转换器(未示出)执行数字化环境噪声20和先前产生的合成发动机声音24。对于要发生的数字转换，需要某一预定的时间量来测量和量化传入的环境噪声20和先前产生的合成发动机声音24的信号电平。另外，数字模拟转换也需要某一预定的时间量来将数字值转换回模拟值并转换为实际输出电压(例如，从发动机声音去除块40提供到放大器58的输出电压)。这种情况可能会造成例如小于1ms的时间延迟。然而，延迟可能仍然是显著的。另外，由于通过扬声器16的信号的频率分量，扬声器16呈现群延迟。一般而言，在频率分量通过扬声器16时由频率分量引起的延迟会基于特定频率分量而有所不同。具体来说，扬声器16中的群延迟导致扬声器16的输出压力相对于提供到扬声器16的输入电压的滞后的相移。

一般而言，随着传播时间，声音在约343m/sec(或1125ft./sec)下通过空气传播，这是比电力导线中慢得多。对于扬声器16与麦克风18之间的每13.5英寸(例如，比一英尺多一点)，在麦克风18处接收的声音将延迟1ms。综上所述，可以看出，从扬声器16到麦克风18的爆音(或声音出界)比被用来产生合成发动机声音的音调参数和噪声参数更早出现。由上文公开的方面引起的各种类型的延迟(例如，ADC、DAC、扬声器的群延迟以及传播延迟)一般随时间不变。因此，延迟补偿电路60可以提供对应于麦克风输入信号22内的先前产生的合成发动机声音24在麦克风18处被收回并由车辆10处理的总时间的静态延迟值。

延迟补偿电路60将这样的静态延迟值提供到发动机声音去除块40。相应地，发动机声音去除块40在由静态延迟值指示的延迟时间期满后对先前产生的合成发动机声音施加滤波。因此，发动机声音去除块40基于由静态延迟值指示的时间延迟执行滤波，以使得在音调和噪声信息和麦克风输入信号22一起被预期收回到车辆10并由车辆10处理的时间，执行滤波以去除包括在先前产生的合成发动机声音24中的音调和噪声信息。延迟补偿电路60在第三通道57和第四通道59上将静态延迟值输出到发动机声音去除块40。发动机声音去除块40一般被配置成去除存在于麦克风感测信号26中的先前产生的合成发动机声音中的音调和噪声信息。

麦克风18可以位于车辆10的外部部分上并且布置在车辆10上以便避免拾取湍动。如上所述，麦克风18一般被布置成从车辆10外部的环境拾取或接收麦克风输入信号22，麦克风输入信号22包括环境噪声20和来自车辆10的先前产生的合成发动机声音24。

发动机声音去除块40包括反滤波器块70、频谱加权块72、事件滤波器块73、心理声学掩蔽块74和增益估计器块75。一般而言，反滤波器块70从第三通道57接收静态延迟值。反滤波器块70可以包括用于去除音调信息的方面(例如，可以包括在先前产生的合成发动机声音中的合成窄带分量)的任何数量的滤波器。在一个实例中，反滤波器块70可以包括紧(例如，高阶)陷波滤波器，其具有与从噪声参数模块36提供的噪声信息中的合成频率类似的频率，而没有去除太多的环境噪声20。除噪声信息之外，频谱加权块72也可以去除音调信息。反滤波器块70可以包括一个或多个振荡器，其被布置在每个合成频率分量下类似的频率处。每个振荡器也可以包括用于抵消合成频率分量的倒相。

频谱加权块72去除宽带分量，或从先前产生的合成发动机声音24和环境噪声20中的噪声信息(由噪声产生器52产生的)产生的噪声。频谱加权块72接收噪声参数的静态延迟值。频谱加权块72可以经由两个滤波器组的减法、使用自适应滤波器或通过使用回声抵消器来去除先前的噪声信息。应认识到，在另一实例中，宽带分量也可以包括任何数量的多音调分量。

一般而言，对于对环境的变化较不敏感的反滤波器块70和频谱加权块72，扬声器16和麦克风18应被定位成尽可能靠近彼此。尽管延迟补偿电路60被配置成产生静态延迟值以考虑到电路处理(ADC、DAC等)、扬声器的群延迟以及扬声器16与麦克风18之间的传播时间；但是延迟补偿电路60可能不被配置成考虑到扬声器16从车辆10周围的其他车辆或建筑物的声反射的传播延迟。反滤波器块70和频谱加权块72可以被配置成补偿这些传播延迟。

事件滤波器块73被配置成去除由环境噪声20中的短期冲击引起的噪声。例如，可能不需要为短期冲击(例如，喇叭鸣响等)进一步调整合成发动机声音的等级。事件滤波器块73被配置成去除在麦克风18处拾取的短期噪声，以使得车辆10不进一步调整合成发动机声音的等级。事件滤波器块73允许存在于环境噪声20中的长期噪声通过其中(例如，由坐在长交通条件(例如，城市环境)中引起的噪声)，以使得车辆10产生合成发动机噪声以考虑到存在于环境噪声20中的长期噪声。

心理声学掩蔽块74从扬声器16接收未受到任何出界(或摆脱先前产生的合成发动机声音24)的环境噪声20。一般地，反滤波器块70和频谱加权块72去除存在于麦克风感测信号26中的先前产生的合成发动机声音24以将环境噪声20提供到心理声学掩蔽块74。心理声学掩蔽块74输出各种动态地基于环境噪声20的频率相关的阈值等级。增益估计器块75从求和电路56的输出接收新产生的发动机声音。增益估计器块75比较新产生的发动机声音与基于环境噪声20的阈值等级。低于阈值等级的任何新的发动机声音将听不见。增益估计器块75比较阈值等级与新产生的声级并且输出增益值(或电压)。增益估计器块75将增益电压提供到放大器58。放大器58控制扬声器16产生感知上比环境噪声20更大声的新产生的发动机声音。

正如上面展示的，发动机声音去除块40一般去除麦克风感测信号26中的先前产生的合成发动机声音24，由此去除如上所述的声音出界状况。另外，发动机声音去除块40提供对应于环境噪声20的信号(或电压)，以使得放大器58产生感知上比环境噪声20更大声的新产生的合成发动机声音，以确保行人14可以听见新产生的合成发动机声音。因此，如果环境噪声20增加，那么来自发动机声音去除块40的电压将增加，由此使合成发动机声音能够在感知上比环境噪声20更大声。与此相反，如果环境噪声20减少，那么来自发动机声音去除块40的电压将减少，但仍然使合成发动机声音能够在感知上比减少的实际环境20更大声。发动机声音产生器块38自由地产生新的合成发动机声音，而没有来自先前产生的合成噪声的任何剩余的声音伪影。

图3为图示关于基于环境噪声产生合成发动机声音的理想条件的曲线图。曲线图80包括合成发动机声级82和环境噪声级84。需要车辆10产生在感知上比环境噪声级84更大声的等级下的合成发动机声级82，以确保行人14可以听见车辆10。如图所示，曲线图80表示当车辆在农村、郊区、城镇和深城环境之间行驶时合成发动机声级82保持感知上比环境噪声级84更大声的理想条件。

图4为图示基于环境噪声产生有时太安静的标称等级下的合成发动机声音的曲线图90。例如，曲线图90图示随着环境噪声级84变化，车辆10产生恒定等级(或音量)下的合成发动机声级82，而不管环境噪声级84如何。在区域92，基于环境噪声级84，合成发动机声级可能是太安静的。这种情况可能不会警告行人14车辆10的存在。

图5为图示基于环境噪声产生太大声的等级下的合成发动机声音的曲线图100。例如，曲线图100图示随着环境噪声级84变化，车辆10产生恒定等级(或音量)下的合成发动机声级82，而不管环境噪声级84如何。在区域94，基于交通等级84，合成发动机声级82可能是太大声的。这种情况可能让行人14讨厌。

图6为图示关于合成发动机声级82的失控状况的曲线图110。具体来说，曲线图110描绘车辆10除拾取环境噪声级84之外还拾取先前产生的合成发动机声音24(例如，在麦克风18处)并且未能从麦克风输入信号22中去除发动机声音的情况。然后，车辆10产生在感知上比先前产生的发动机声级和环境噪声级84更大声的音量(或增益)下的合成发动机声级82。如一般在96所示，合成发动机声级的增益增加，而不管环境等级84如何。再次，合成发动机声级82可能对于行人14而言是太大声的。

图7为图示根据一个实施方案的去除失控状况(或声音出界状况)的曲线图120。具体来说，曲线图100图示在施加噪声补偿以产生合成发动机声音时典型的环境噪声级84。如一般所示，在车辆10行驶时，车辆10产生在感知上比环境噪声级84更大声的增益下的合成发动机声级82。曲线图100图示车辆10从环境噪声级84中过滤先前产生的合成发动机声音24以使得车辆10确定真实或实际的环境噪声级84的情况。一旦从环境噪声级84中去除先前产生的合成发动机声音24，车辆10就产生在感知上比交通等级84更大声的增益下的合成发动机声级82，以向行人(14)提供车辆10存在的通知。

一般地，点102、104和106指示环境噪声级84可能暂时大于合成发动机声级82。这些点102、104和106仅仅反映装置30执行平均运算以补偿由于交通等级86的快速增加引起的长期声音。事件滤波器块73被配置成执行这个平均运算。环境噪声级84的这样的快速增加可能是由于邻近的车辆鸣喇叭或行人14(或一组行人14)大喊大叫造成的。

尽管上文描述了示例性实施方案，但是这些实施方案并不是意图描述本发明的所有可能形式。而是，在本说明书中使用的词语是描述性而不是限制性的词语，并且应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变。另外，可以将各种实施实施方案的特征进行组合，以形成本发明的其他实施方案。

Claims (23)

1.一种用于产生模拟车辆声音的装置，所述装置包括：

至少一个参数模块，其被配置成接收指示车辆油门的第一位置的第一驾驶员油门信号，并且响应于至少所述第一驾驶员油门信号而传输指示第一模拟车辆声音的第一输入信号；

发动机声音产生器块，其被配置成响应于所述第一输入信号而可听见地产生第一模拟车辆声音；以及

发动机声音去除块，其用于可操作地耦合到接收第一麦克风输入信号的麦克风，所述第一麦克风输入信号包括与所述车辆外部的环境相关联的第一环境噪声，以及所述第一模拟车辆声音，所述发动机声音去除块被配置成：

从所述第一麦克风输入信号中过滤所述第一模拟车辆声音以确定所述第一环境噪声；以及

产生指示所述第一环境噪声的第一输出信号；

其中所述发动机声音产生器块还被配置成响应于至少所述第一输出信号而产生第二模拟车辆声音，以使得所述第二模拟车辆声音比所述第一环境噪声更大声。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个参数模块还被配置成接收指示所述车辆的所述油门的第二位置的第二驾驶员油门信号，并且传输指示所述第二模拟车辆声音的第二输入信号。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述发动机声音产生器块还被配置成响应于所述第二输入信号和所述第一输出信号而可听见地产生所述第二模拟车辆声音。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述发动机声音产生器块包括：

放大器，其被配置成：

响应于所述第二输入信号而产生所述第二模拟车辆声音；以及

响应于所述第一输出信号、响应于所述第二输入信号而产生指示所述第二模拟车辆声音的音量的输出电压；以及

扬声器，其用于接收用于产生所述第二模拟车辆声音的所述输出电压。

5.如权利要求3所述的装置，其中所述发动机声音去除块还被配置成从所述麦克风接收第二麦克风输入信号，所述第二麦克风输入包括与所述车辆外部的所述环境相关联的第二环境噪声，以及所述第二模拟车辆声音。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述发动机声音去除块还被配置成从所述第二麦克风输入信号中过滤所述第二模拟车辆声音以确定所述第二环境噪声，并且产生指示所述第二环境噪声的第二输出信号。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个参数模块被配置成接收指示所述车辆的速度的车辆速度信号，并且响应于所述第一驾驶员油门信号和所述车辆速度信号而传输指示所述第一模拟车辆声音的所述第一输入信号。

8.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个参数模块包括音调参数模块，所述音调参数模块用于分别存储与多个模拟发动机每分钟转数(RPM)相关联的多个音调，其中所述第一驾驶员油门信号指示在特定基频下的特定模拟发动机每分钟转数。

9.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个参数模块包括噪声参数模块，所述噪声参数模块用于分别存储与多个模拟发动机每分钟转数(RPM)相关联的多个发动机声音，其中所述驾驶员油门信号指示在特定音量和频谱密度下的特定模拟发动机每分钟转数。

10.如权利要求1所述的装置，其还包括滤波器，所述滤波器被配置成去除包括在所述第一环境噪声中的短期噪声，以使得所述发动机声音产生器块产生独立于所述短期噪声的所述第二模拟车辆声音。

11.一种用于产生模拟车辆声音的装置，所述装置包括：

至少一个参数模块，其被配置成接收指示所述车辆的第一速度的第一车辆速度信号，并且响应于至少所述第一车辆速度信号而传输指示第一模拟车辆声音的第一输入信号；

发动机声音产生器块，其被配置成响应于所述第一输入信号而可听见地产生第一模拟车辆声音；以及

发动机声音去除块，其用于可操作地耦合到接收第一麦克风输入信号的麦克风，所述第一麦克风输入信号包括与所述车辆外部的环境相关联的第一环境噪声，以及所述第一模拟车辆声音，所述发动机声音去除块被配置成：

从所述第一麦克风输入信号中过滤所述第一模拟车辆声音以确定所述第一环境噪声；以及

产生指示所述第一环境噪声的第一输出信号，

其中所述发动机声音产生器块还被配置成响应于至少所述第一输出信号而产生第二模拟车辆声音，以使得所述第二模拟车辆声音比所述第一环境噪声更大声。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个参数模块还被配置成接收指示所述车辆的第二速度的第二车辆速度信号，并且传输指示所述第二模拟车辆声音的第二输入信号。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述发动机声音产生器块还被配置成响应于所述第二输入信号和所述第一输出信号而可听见地产生所述第二模拟车辆声音。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述发动机声音产生器块包括：

放大器，其被配置成：

响应于所述第二输入信号而产生所述第二模拟车辆声音；以及

响应于所述第一输出信号而产生指示所述第二模拟车辆声音的音量的输出电压；以及

扬声器，其用于接收用于产生所述第二模拟车辆声音的所述输出电压。

15.如权利要求13所述的装置，其中所述发动机声音去除块还被配置成从所述麦克风接收第二麦克风输入信号，所述第二麦克风输入信号包括与所述车辆外部的所述环境相关联的第二环境噪声，以及所述第二模拟车辆声音。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述发动机声音去除块还被配置成从所述第二麦克风输入信号中过滤所述第二模拟车辆声音以确定所述第二环境噪声，并且产生指示所述第二环境噪声的第二输出信号。

17.如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个参数模块被配置成接收指示所述车辆的油门的第一位置的第一驾驶员油门信号，并且响应于至少所述第一驾驶员油门信号和所述第一车辆速度信号而传输指示所述第一模拟车辆声音的所述第一输入信号。

18.如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个参数模块包括音调参数模块，所述音调参数模块用于分别存储与多个车辆速度相关联的多个音调，其中所述第一车辆速度信号提供用于产生所述第一模拟车辆声音的特定基频。

19.如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个参数模块包括噪声参数模块，所述噪声参数模块用于分别存储与多个车辆速度相关联的多个发动机声音，其中每个车辆速度对应于特定音量和频谱密度。

20.如权利要求19所述的装置，其还包括滤波器，所述滤波器被配置成去除包括在所述第一环境噪声中的短期噪声，以使得所述发动机声音产生器块产生独立于所述短期噪声的所述第二模拟车辆声音。

21.一种用于产生模拟车辆声音的装置，所述装置包括：

第一参数模块，其被配置成产生与第一车辆操作特性相关的音调信息；

第二参数模块，其被配置成产生与所述第一车辆操作特性相关的噪声信息；

发动机声音产生器块，其被配置成响应于所述音调信息和所述噪声信息而可听见地产生第一模拟车辆声音；以及

发动机声音去除块，其用于可操作地耦合到接收第一麦克风输入信号的麦克风，所述第一麦克风输入信号包括与所述车辆外部的环境相关联的第一环境噪声，以及所述第一模拟车辆声音，所述发动机声音去除块被配置成：

从所述麦克风输入信号中去除所述第一模拟车辆声音以确定所述环境噪声；以及

产生指示所述环境噪声的输出信号，

其中所述发动机声音产生器块还被配置成响应于至少所述输出信号而产生第二模拟车辆声音，以使得所述第二模拟车辆声音比所述第一环境噪声更大声。

22.如权利要求21所述的装置，其中所述第一车辆操作特性对应于驾驶员油门位置和车辆速度中的一个。

23.如权利要求21所述的装置，其还包括滤波器，所述滤波器被配置成去除包括在所述第一环境噪声中的短期噪声，以使得所述发动机声音产生器块产生独立于所述短期噪声的所述第二模拟车辆声音。