CN106314270B - 用于环保车辆的声音生成系统和控制该系统的方法 - Google Patents

Abstract

用于环保车辆的声音生成系统和控制该系统的方法。本发明涉及环保车辆声音生成器设备及其控制方法。该环保车辆声音生成器设备包括：车辆状态感测单元，其感测车辆的操作状态；声音源存储单元，其以声音源数据的形式存储能根据车辆操作状态输出的多个操作声音；声音源播放单元，其选择存储在声音源存储单元中的操作声音中的至少一个，并播放选择的从声音源存储单元输出的声音源；声音源放大单元，其放大声音源播放单元播放的操作声音；声音输出单元，其输出声音源放大单元放大的操作声音；控制单元，其从车辆状态感测单元接收感测信号并控制声音源播放单元的操作，以按照不同播放方法播放操作声音，使得根据接收的感测信号控制和改变操作声音。

Description

用于环保车辆的声音生成系统和控制该系统的方法

技术领域

本发明涉及环保车辆声音生成器设备及其控制方法。更具体地说，本发明涉及一种环保车辆声音生成器设备及其控制方法，其感测车辆的各种操作状态并且根据所感测的车辆操作状态或者按照不同的播放方法来播放各种类型的操作声音，使得接近根据车辆操作状态的真实引擎声音的虚拟声音(即，操作声音)能够被生成并输出，以传送给驾驶员或行人，由此进一步确保行人的安全并且实现驾驶员的安全驾驶。

背景技术

近年来，由于能量的消耗，作为另选的交通手段的环保车辆的开发日益取得积极进展。代表性的环保车辆的示例包括混合动力车、电动车、氢燃料电池动力车等。由于这些环保车辆不采用操作引擎的方法，所以与现有的内燃机车不同，这些环保车辆在行驶时不生成引擎噪声等。因此，正在准备针对环保车辆的规章的建立以保护车辆周围的行人，并且关于规章的建立，需要研究和开发环保车辆的虚拟操作声音生成系统。

也就是说，诸如混合动力车、电动车、氢燃料电池动力车等的环保车辆不生成引擎的从汽油车或柴油车生成的独特声音。为此，问题在于，由于行人没有识别出车辆接近行人或者车辆位于诸如小巷或室内停车场的场所而可能发生事故，并且问题在于，由于不生成车辆噪声，驾驶员难以识别车辆的启动状态或当前状态。

此外，诸如电动车、氢燃料电池动力车等的包括再充电能量系统的车辆牵涉的问题在于，难以知道再充电开始或结束，并且问题在于，关于由电池的再充电或燃料的缺乏而导致的风险，由于极度缺乏能够由驾驶员识别的车辆信息而导致使用车辆是非常不方便的。

为了解决这些问题，最近开发了用于为环保车辆生成虚拟引擎声音的设备。然而，当前正在开发的虚拟引擎声音生成设备简单地生成类似于与车辆的驾驶关联的引擎声音的声音，并且不能够向行人或驾驶员提供各种功能，而且因为未充分地提供关于车辆当前状态的信息，所以其技术水平仍然不高。

具体地说，用于输出与引擎声音类似的声音的传统设备在车辆以预定速度或更高速度行驶时执行减小输出声音的渐弱功能。渐弱功能采用简单地与车辆速度成比例地无条件阻止声音的输出，或者在车速超过预定速度之后过去预定时间段时无条件阻止声音的输出(参见图1)。另外，这种方法涉及以下问题：由于在车辆反复地行驶和停止的交通堵塞(即，道路交通拥塞)状态下因渐弱功能的速度范围附近的速度频繁变化而导致虚拟警报声音频繁开启和关闭，行人、驾驶员或乘客可能在交通堵塞状态下感到不适。

作为现有技术的示例，已经公开了韩国专利登记号10-985767。

发明内容

技术问题

本发明致力于解决与现有技术关联的上述问题，并且本发明的目的是提供一种环保车辆声音生成器设备及其控制方法，其被设置有考虑时间和车速这二者来执行的渐弱功能，以防止生成因车辆的预定速度范围附近的频繁加速和减速而导致渐弱功能引起的不适感觉。

技术方案

为了实现以上目的，在一个方面中，本发明提供一种环保车辆声音生成器设备，该环保车辆声音生成器设备包括：车辆状态感测单元，其用于感测车辆的操作状态；声音源存储单元，其用于以声音源数据的形式存储能够根据车辆的操作状态输出的多个操作声音；声音源播放单元，其用于选择存储在声音源存储单元中的操作声音中的至少一个，并且播放所选择的从声音源存储单元输出的声音源；声音源放大单元，其用于放大由声音源播放单元播放的操作声音；声音输出单元，其用于输出由声音源放大单元放大的操作声音；以及控制单元，其用于从车辆状态感测单元接收感测信号并且控制声音源播放单元的操作，以便按照不同的播放方法播放操作声音，使得根据所接收到的感测信号控制和改变操作声音，其中，车辆状态感测单元感测车速，并且其中，如果根据车辆状态感测单元的车速信号确定车速达到预设速度范围，则控制单元按照车速与车速达到预设速度范围之后过去的时间的预设比例来使声音输出单元的输出渐弱。

在另一方面中，本发明提供了一种环保车辆声音生成器设备的控制方法，该方法包括以下步骤：

提供步骤，提供环保车辆声音生成器设备，该环保车辆声音生成器设备包括：车辆状态感测单元，其用于感测车辆的操作状态；声音源存储单元，其用于以声音源数据的形式存储能够根据车辆的操作状态输出的多个操作声音；声音源播放单元，其用于选择存储在声音源存储单元中的操作声音中的一个或更多个，并且播放所选择的从声音源存储单元输出的声音源；声音源放大单元，其用于放大由声音源播放单元播放的操作声音；声音输出单元，其用于输出由声音源放大单元放大的操作声音；以及控制单元，其用于从车辆状态感测单元接收感测信号并且控制声音源播放单元的操作，以便按照不同的播放方法播放操作声音，使得根据所接收到的感测信号控制和改变操作声音，其中，车辆状态感测单元感测车速，并且其中，如果根据车辆状态感测单元的车速信号确定车速达到预设速度范围，则控制单元按照车速与车速达到预设速度范围之后过去的时间的预设比例来使声音输出单元的输出渐弱；以及操作声音执行步骤，使得控制单元能够根据由车辆状态感测单元感测的车辆操作状态来确定是否生成环保车辆的操作声音，并且通过声音输出单元输出从存储在声音源存储单元中的声音源当中选择的一个或更多个声音源，作为操作声音，其中，操作声音执行步骤包括渐弱步骤，在该渐弱步骤中，如果根据车辆状态感测单元的车速信号确定车速达到预设速度范围，则按照车速与车速达到预设速度范围之后过去的时间的预设比例来使声音输出单元的输出渐弱。

在环保车辆声音生成器设备的控制方法中，渐弱步骤(S60)可以包括：渐弱模式确定步骤(S61)，将车速与预设渐弱模式确定速度进行比较；以及渐弱模式执行步骤(S63)，执行在渐弱模式确定步骤(S61)中确定的渐弱模式。

在环保车辆声音生成器设备的控制方法中，渐弱模式执行步骤(S63)可以包括渐弱速度模式：如果车速低于预设渐弱模式确定速度，则以根据车速的预设渐弱速度比来减小声音输出单元的输出。

在环保车辆声音生成器设备的控制方法中，渐弱速度模式(S65)可以包括：渐弱车速计算步骤(S651)，通过对预设保持时间期间输入的车速求平均来更新和计算渐弱车速；以及渐弱速度输出控制步骤(S653)，以根据渐弱车速的预设渐弱速度比来减小声音输出单元的输出。

在环保车辆声音生成器设备的控制方法中，渐弱模式执行步骤(S63)可以包括渐弱时间模式(S67)：如果车速高于预设渐弱模式确定速度，则以根据车速进入高于预设速度的范围之后过去的时间的预设渐弱时间比来减小声音输出单元的输出。

在环保车辆声音生成器设备的控制方法中，渐弱时间模式(S67)可以包括：计时步骤(S671)，确认车速进入高于预设速度的范围之后过去的时间；以及渐弱时间输出控制步骤(S673)，以根据过去的时间的预设渐弱时间比来减小声音输出单元的输出。

有益效果

本发明具有以下有益效果，感测车辆的各种操作状态，并且根据所感测的车辆操作状态或者通过可变音高或者按照不同播放方法进行混合来播放各种类型的操作声音，使得更真实的操作声音能够根据车辆操作状态而被传送到驾驶员或行人，由此进一步确保行人的安全，并且实现驾驶员的安全驾驶。

另外，考虑车速和车速进入高于预设速度范围之后过去的时间来执行渐弱功能，使得能够防止在实现渐弱功能时由于速度的频繁变化而导致的不适感觉。

附图说明

本发明的以上和其它目的、特征和优点将从以下结合附图进行的对本发明的优选实施方式的详细描述而变得明显，附图中：

图1和图2是示出当执行传统警报声音的渐弱功能时出现的问题的示图。

图3是根据本发明的实施方式的环保车辆声音生成器设备的配置的示意性框图。

图4至图9是例示根据本发明的实施方式的环保车辆声音生成器设备的控制方法的流程图。

图10至图12是例示根据本发明的实施方式的环保车辆声音生成器设备的渐弱功能的操作状态和过程的示图。

具体实施方式

现在，将参照附图在下文中详细地描述本发明的优选实施方式。应该注意，附图中相同的元件尽管被示出在不同图中，但是由相同的附图标记来表示。在以下描述中，将在下文中避免不必要地使本发明的主题混淆的关于已知功能和构造的详细描述。

根据本实施方式的环保车辆声音生成器设备是用于通过根据车辆的操作状态施加各种操作声音或播放方法来生成更真实和安全的虚拟操作声音并将其提供给驾驶员或行人的设备。环保车辆声音生成器设备包括车辆状态感测单元100、声音源存储单元500、声音源播放单元600、声音输出单元800和控制单元400。

车辆状态感测单元100被配置为感测车辆的操作状态。由于可以根据通过车辆状态感测单元感测的车辆的操作状态来生成各种操作声音，车辆状态感测单元优选地被配置为感测车辆的各种操作状态。例如，车辆状态感测单元100可以包括车辆的启动按钮110、用于感测电动马达(车辆的动力生成装置)的输出转矩的转矩传感器120、用于在提供车辆变速器时感测并输出车辆变速器的变速杆范围的锁定开关130、用于感测并输出加速踏板的位置以确认驾驶员是否使车辆加速的加速踏板位置传感器140、用于感测并输出刹车踏板的位置以确认驾驶员的刹车踏板的位置的加速踏板位置传感器150、用于感测车辆的动力能量的充电状态的电池传感器160、以及用于在车辆中单独提供充电连接器(未示出)时确认到充电连接器的连接的充电线缆170。在一些情况下，如果车辆是混合动力车，即，车辆包括车辆引擎作为内燃引擎，并且还可以提供曲轴位置传感器(CPS)以用于感测引擎的操作状态(即，引擎是否启动)并且感测引擎的引擎旋转速度。另外，尽管附图中未示出，但是还可以提供用于通过感测车轮本身的旋转速度来感测车速的独立的车速传感器。除此之外，车辆状态感测单元100可以被配置为感测各种类型的车辆操作状态，诸如车辆的操作就绪状态、电动马达的操作速度、车辆的驾驶速度等。车辆状态感测单元100可以被配置为通过独立的传感器等来感测各个操作状态，车辆的速度、加速等能够通过这里感测的操作状态来确定，并且可以利用所感测的操作状态来生成更适于当前操作状态的形式的操作声音。

声音源存储单元500被配置为以声音源数据的形式存储能够根据车辆的操作状态输出的各种类型的操作声音。例如，能够以声音源数据的形式存储车辆的引擎启动声音(即，当引擎启动时生成的引擎启动声音)、当车辆驾驶时生成的驾驶声音(具体地，诸如当车辆以20km/h至30km/h的低速驾驶时生成的引擎的轻加速驾驶声音、当引擎急加速时生成的急加速驾驶声音以及当车辆通过刹车的突然操作而突然停止时生成的急刹车驾驶声音的操作声音)、诸如包括表示车辆的启动再充电的状态的再充电启动声音、表示结束再充电的再充电结束声音以及表示当需要再充电时通过断开充电线缆导致的充电线缆连接的请求的再充电警报声音的单独的警报声音的声学声音、在语音引导消息中形成的语音声音等。

声音源播放单元600在操作中被控制单元400控制，并且被配置为选择存储在声音源存储单元500中的操作声音中的任一个并按照各种播放方法播放所选择的操作声音。例如，声音源可以按照增加或减小操作声音的音量的方法来播放，或者声音源可以按照逐渐增加音量的渐强方法或逐渐减小音量的渐弱方法来播放以自然地表达声音源。

另外，可以通过根据由车辆状态感测单元100感测的加速踏板的位置、电动马达的操作速度、电动马达的操作转矩等调节输出声音源的频率来播放声音源。

在本实施方式中，声音源播放单元600被设置有声音源混合单元610和音高变化单元620，声音源播放单元的声音源混合单元610可以通过混合多个声音源数据来输出操作声音，音高变化单元620可以通过改变对应操作声音的音高来经由音频频域的一个八度或更多的音高的改变识别声音的改变。在本实施方式中，声音源播放单元600通过简单地改变音量来输出操作声音，或者通过同时改变音高和音量来经由一个八度或更多的频率的改变来输出识别度改进的操作声音，或者声音源播放单元600利用声音源混合单元610形成100Hz至300Hz范围的基本的低频声音源(其不改变音高和音量)作为基本操作声音，除了频率分量大于根据车速通过频率变化而初始生成的频域的声音源以外，选择增加了音量的声音源作为附加的操作声音，并且混合并输出这些声音源，或者声音源播放单元600基于预定车速划分频域，根据车速选择频率变化范围不同于音高和音量的声音源作为操作声音，并且在多个声音源交叠的部分中按照使声音源渐强和渐弱的方法自然地连接两个交叠的声音源。另外，基本的低频声音源在输出急加速或急刹车的声音源的方法中被形成为基本的操作声音，在急加速驾驶声音的情况下，通过扩展频率变化的范围来混合表示强加速状态的声音源，在急刹车驾驶声音的情况下，利用随着车速减小在从高频域移动到低频域的同时还减小音量的声音源来表示车辆的减速状态。另外，在车速超过预定水平的急加速的情况下，基本的低频声音源被形成为基本的操作声音，并且在宽范围的频率改变中从低频域移动到高频域的同时增加音量的声音源被用作急加速驾驶声音，使得通过增加操作声音的音高和音量，行人或驾驶员可以在预定速度或更高速度识别急加速状态。

声音输出单元800是用于输出由声音源播放单元600播放的操作声音的装置，如图1所示，声音输出单元800可以由外部输出单元810和内部输出单元820配置，外部输出单元810用于输出车辆外部的要传送给行人的操作声音，内部输出单元820用于输出车辆内部的要传送给驾驶员的操作声音。外部输出单元810和内部输出单元820中的任一个或二者可以根据播放操作声音来选择并且可以由控制单元400控制以输出操作声音。外部输出单元810可以被安装为布置在车辆的引擎盖内部，以向驾驶员或者位于车辆前方或旁边的行人传送与当前车辆操作状态相关的操作声音，内部输出单元820可以独立地安装在车辆内部，以将操作声音传送到车辆的内部空间，从而向驾驶员传送与当前车辆操作状态相关的操作声音。

控制单元400接收由车辆状态感测单元100感测的各种感测信号，根据所接收到的感测信号控制声音源播放单元600的操作，以按照不同的播放方法播放不同类型的操作声音，并且总体上控制整个系统的操作状态。这里，控制单元400被配置为通过CAN通信单元300从车辆状态感测单元100接收感测信号。

图1所示的数据切换单元510执行中间切换功能，以防止控制单元400和声音源播放单元600从声音源存储单元500写入、读取或删除声音源数据的处理中的数据冲突。声音源放大单元700被配置为从声音源播放单元600接收声音源输出，生成比从声音源播放单元600输出的声音源的能量分量大的能量分量，以通过声音输出单元800将声音源传送给驾驶员或行人，并且向外部输出大能量分量的声音。

根据这种配置，由于根据本发明的实施方式的环保车辆声音生成器设备感测车辆的各种操作状态并且根据此输出适合于对应操作状态的形式的操作声音，由于行人识别出车辆状态，所以可以确保行人的安全，并且，由于驾驶员可以进一步准确地识别车辆的当前操作状态，所以可以更方便和安全地维持驾驶员的驾驶条件。

另一方面，根据本发明的实施方式的环保车辆声音生成器设备还可以如图3所示被设置有独立的操作开关(未示出)，并且操作开关(未示出)可以被配置为由用户操纵以执行开/关操作。根据操作开关的开/关信号，控制单元400可以控制操作以开启或关闭声音源播放单元600的操作状态。

也就是说，用户可以通过经由将操作开关安装在车辆内部来配置设备开启或关闭操作，从而开启或关闭声音源播放单元600的操作。例如，如果用户期望在非常平静的状态下享受驾驶，则用户可以操纵操作开关以关闭状态，从而不播放和输出根据车辆操作状态生成的操作声音。

下文中，将参照附图描述根据本发明的实施方式的操作声音生成设备的控制处理(即，操作处理)。首先，执行提供根据本发明的实施方式的环保车辆声音生成器设备的提供步骤(S1)，并且对环保车辆声音生成器设备的描述由以上描述代替，以避免重复描述。

然后，控制单元施加用于执行初始化步骤的控制信号，并且初始化步骤(S10)包括诊断确认步骤(S30)，由控制单元400确认声音输出单元800的连接状态以及声音源播放单元600的操作状态，并且通过将声音源放大单元700的输出与预设基准值进行比较来诊断失真的存在。也就是说，诊断确认步骤(S30)通过确认将声音源存储在声音源存储单元中的处理中的错误的生成并且最后由声音输出单元通过声音播放单元播放并输出声音源来确认并诊断声音源播放单元、声音源输出单元等在初始化步骤中的正常操作状态，以防止可能出现安全事故，如果没有输出根据车辆的驾驶状态等预设的预定声音，则可能出现安全事故。在该实施方式中，尽管诊断确认步骤(S30)被描述为在车辆的初始化步骤中执行的附加步骤，在一些情况下，可以进行各种修正，以执行确定车辆诊断装置(未示出)是否连接到车辆的车载诊断(OBD)终端并且通过车辆诊断装置诊断声音源的播放、放大和输出是否处于正常状态的处理，并且在一些情况下，可以进行诸如排除初始化步骤的配置的各种修正。

此外，在完成本发明的初始化步骤(S10)之后，控制单元400执行操作声音执行步骤(S40)，根据由车辆状态感测单元感测的车辆操作状态来确定是否需要环保车辆的操作声音(即，操作声音的生成)，将从存储在声音源存储单元500中的声音源当中选择的一个或更多个声音源放大，并且通过声音输出单元输出缩放大的声音作为操作声音。

操作声音执行步骤(S40)包括操作声音源播放单元操作步骤(S41)、引擎启动声音操作步骤(S42)、驾驶声音操作步骤(S45)和继续确认步骤(S56)。

首先，在操作声音源播放单元操作步骤(S41)中，控制单元400将声音源播放单元600切换为开启状态，切换到开启状态是指根据预定控制信号通过数据切换单元510从声音源存储单元500接收声音源(诸如存储在声音源存储单元500中的引擎启动声音、各种驾驶声音等)，并且通过声音源播放单元600形成执行准备就绪状态，以便输出操作声音。

然后，控制单元400执行引擎启动声音操作步骤(S42)，在引擎启动声音操作步骤(S42)中，根据车辆状态感测单元100的引擎状态感测信号来确定车辆引擎是否启动，并且通过声音输出单元输出操作声音的声音源当中的引擎启动声音，以告知环保车辆的操作状态。更具体地说，引擎启动声音操作步骤(S42)包括引擎启动确定步骤(S43)和引擎启动声音输出步骤(S44)。在引擎启动确定步骤(S43)中，控制单元400根据引擎状态感测信号确定车辆引擎是否启动，并且来自启动按钮110的启动信号可以被用作引擎状态感测信号，或者在一些情况下，可以使用车辆状态感测单元100的曲轴位置传感器。

如果在步骤S43中确定车辆不处于引擎启动状态，则控制单元400执行步骤S43，以通过按照预定等待时间间隔反复更新引擎状态感测信号来反复地感测并确定车辆引擎是否启动。相反，如果在步骤S43中确定车辆处于引擎启动状态，则控制单元400通过执行步骤S44来输出引擎启动声音。也就是说，控制单元400控制声音源播放单元600播放与存储在声音源存储单元500中的声音源当中的引擎启动声音对应的声音源，并且所播放的声音源通过声音源放大单元700和声音输出单元800输出。这里，引擎启动声音的输出通过外部输出单元810来实现，并且在一些情况下，引擎启动声音可以从内部输出单元820输出，外部输出单元和内部输出单元中的输出声压可以被形成为不同。

然后，如果通过输出引擎启动声音来形成引擎启动状态，则控制单元400执行驾驶声音操作步骤(S45)。在驾驶声音操作步骤(S45)中，控制单元400根据车辆状态感测单元100的车辆驾驶速度信号来确定车辆是否正在行驶，通过声音源播放单元600播放与存储在声音源存储单元500中的操作声音的声音源当中的驾驶声音对应的声音源。声音源由声音源放大单元700放大，并且通过声音输出单元800输出。驾驶声音操作步骤(S45)包括驾驶状态确定步骤(S46)和驾驶声音输出步骤(S47)，驾驶状态确定步骤(S46)可以通过电动马达的操作速度、电动马达的操作转矩以及加速踏板的位置中的至少任一个来感测车速，控制单元400将所感测的车速与用于确定车辆是否正在行驶的预设速度(存储在存储单元410中的预设数据之一)进行比较。

本发明可以进行各种修正，诸如采用以下配置，如果在步骤S46中确定车速V不在预设速度范围内(即，不在高于零并低于预设速度Vs的范围内)，换言之，如果确定车辆处于停止状态，则还提供了以下步骤，由控制单元400通过在预定时间延迟之后更新关于车速的信息来再次确定车速是否处于停止状态(如本实施方式所示)，或者通过感测车辆引擎是否关闭来独立地确认引擎是否停止，并且然后通过更新关于车速的信息来再次确定车速是否处于停止状态。

如果车速V在预设速度范围内(即，在高于零并低于预设速度Vs的范围内)，则控制单元400确定车辆当前处于用于输出驾驶声音的驾驶状态，并且执行驾驶声音输出步骤(S47)，通过声音源播放单元600从存储在声音源存储单元500中的声音源生成驾驶声音，并且通过声音源放大单元700和声音输出单元800输出驾驶声音。由于驾驶声音输出步骤(S47)根据车辆的当前驾驶状态利用与预定操作声音对应的驾驶声音的声音源输出驾驶声音，所以行人或驾驶员可以通过驾驶声音的针对各种驾驶环境的变化来凭直觉识别出驾驶状态。

也就是说，驾驶声音输出步骤(S47)包括车辆驾驶加速确认步骤(S471)、加速驾驶状态确定步骤(步骤S473和S474)和驾驶声音输出执行步骤(步骤S475、S476、S477和S478)，在车辆驾驶加速确认步骤(S471)中，控制单元400利用车辆状态感测单元100的车辆状态信息来确认车辆的当前驾驶加速状态。在能够确认车辆的驾驶加速的范围内可以进行各种配置，诸如当车辆状态感测单元被独立地设置有车辆加速传感器时，可以从车辆加速传感器确认车辆的驾驶加速，或者可以使用利用车辆的驾驶速度来获得车辆的加速的方法。

加速驾驶状态确定步骤(步骤S473和S474)通过将车辆状态感测单元100的车辆驾驶加速信号与预设加速基准值进行比较来确定车辆是否处于加速驾驶状态，驾驶声音输出执行步骤(步骤S475、S476、S477和S478)根据在加速驾驶状态确定步骤中得到的确定结果来设置操作声音当中的轻加速驾驶声音、急加速驾驶声音和急刹车驾驶声音中的一个作为对应的驾驶声音，并且生成并输出对应的驾驶声音。

加速驾驶状态确定步骤(步骤S473和S474)包括轻加速驾驶确定步骤(S473)和急加速驾驶确定步骤(S474)。

首先，利用在驾驶加速确认步骤(S471)确认的车辆的加速信息来执行确定车辆的当前驾驶状态是否在轻加速驾驶范围内的轻加速驾驶确定步骤(S473)。在轻加速驾驶确定步骤(S473)中，控制单元400确定车辆驾驶加速信号是否在预设基准值的范围内，并且如果车辆驾驶加速信号在预设基准值的范围内，则车辆的当前驾驶状态被确定为包括恒定驾驶状态的轻加速状态。这里，预设基准值是存储在存储单元410中的预设值，并且在本实施方式中，其包括第一预设加速基准值as0和第二预设加速基准值as1。这里，第一预设加速基准值as0根据设计规范可以具有零值或者小于零的值，并且这里，如果第一预设加速基准值as0具有小于零的值，则在本实施方式中被称为轻加速驾驶确定步骤，然而，其可以被理解为除了轻加速以外还包括轻减速驾驶的确定。

加速驾驶状态确定步骤(步骤S473和S474)包括急加速驾驶确定步骤(S474)，当控制单元400在轻加速驾驶确定步骤(S473)中确定车辆驾驶加速信号不存在于预设基准值范围内时，执行急加速驾驶确定步骤(S474)，其确定车辆驾驶加速信号是否超过预设加速基准值范围，更具体地说，是否超过第二预设加速基准值as1。如果控制单元400在该步骤中确定车辆的当前加速超过第二预设加速基准值as1，则控制单元400确定车辆的当前加速状态为急加速状态，并且相反，如果控制单元400确定车辆的当前加速不超过第二预设加速基准值as1，则作为剩余条件，控制单元400确定车辆的当前加速状态为急减速状态，即，确定车辆的当前加速低于第一预设加速基准值as0，并且确定当前驾驶状态为急减速状态的急刹车。尽管预设基准值被设置为第一预设加速基准值as0和第二预设加速基准值as1的范围，在一些情况下，可以根据设计规范来进行各种配置，诸如通过设置用于确定急刹车的独立的预设基准值来划分确定步骤。

根据在上述加速驾驶状态确定步骤中得到的确定结果来确定车辆的当前驾驶状态，并且该步骤包括驾驶声音输出执行步骤(步骤S475、S476、S477和S478)，根据所确定和设置的车辆驾驶状态来输出驾驶声音。驾驶声音输出执行步骤(步骤S475、S476、S477和S478)包括轻加速驾驶声音生成步骤(S475)、急加速驾驶声音生成步骤(S476)、急刹车驾驶声音生成步骤(S477)和驾驶声音执行步骤(S478)，并且如果在步骤S473中确定车辆的当前驾驶状态是轻加速状态，则控制单元400利用与来自声音源存储单元500的轻加速驾驶声音对应的声音源来通过声音源生成单元600生成驾驶声音。按照相同的方式，如果在步骤S474中确定车辆的当前驾驶状态是急加速状态或急刹车状态，则控制单元400利用与来自声音源存储单元500的急加速驾驶声音或急刹车驾驶声音对应的声音源来通过声音源生成单元600生成驾驶声音(步骤S476和S477)。

然后，控制单元400通过利用在步骤S475、S476和S477再生成的声音源经由声音源放大单元700和声音输出单元800执行外部或内部输出来输出与各个状态对应的驾驶声音(S478)。

如上所述，本发明的驾驶声音输出步骤(S47)配置了以下步骤：确定车辆的实际当前驾驶状态，并且利用各种声音源来生成、放大和输出与驾驶状态精确对应的声音源。

另外，在本发明的实施方式中中输出的驾驶声音等可以通过与音高变化一起组合和混合各种声音源来生成。也就是说，本发明的环保车辆声音生成器设备的声音源播放单元600包括声音源混合单元610，并且由于声音源混合单元610通过再生成经由组合存储在声音源存储单元500中的各种声音源而生成的新的声音源来生成与在各种真实环境中驾驶的车辆的真实引擎声音接近的驾驶声音，所以能够通过使相对于真实车辆引擎声音的差异感最小化来显著降低驾驶员或行人发生安全事故的可能性。

声音源播放单元600可以采用同时混合和输出多个声音源的方法或者采用依次输出分别与根据驾驶状态(例如，驾驶速度)的各个驾驶声音对应的声音源的方法。

当同时混合和输出多个声音源时，例如，作为与100Hz至300Hz的低频范围(真实内燃机的基本主频域)的声音对应的与速度改变无关的低频声音源的声音源B1被输出作为没有音高或音量的改变的基本声音源，并且除此之外，设置有根据速度改变逐渐增加以高于初始生成的频域的频率分量的声音源按照随着车速增加声压也增加的方法被混合和输出，进而在实际输出声音的情况下，由于频率和声压逐渐增加，素以驾驶员或行人可以通过所输出的声音从听觉上识别出车辆正在以逐渐增加的速度驾驶。

另一方面，在车辆的引擎启动声音或驾驶声音被输出之后，执行本发明的继续确认步骤(S56)，并且可以通过当前状态的确认来确定或控制是否输出对应的操作声音。也就是说，在驾驶声音操作步骤(S45)之后执行继续确认步骤(S56)，其中控制单元400在计算车辆驾驶速度并且更新车辆状态感测单元100的引擎状态感测信号之后确定车辆的操作状态，并且声音输出单元800确定并执行是否继续输出诸如引擎启动声音或驾驶声音的操作声音。继续确认步骤(S56)包括高速停止确认步骤(S57)和输出状态确认步骤(S58)。高速停止确认步骤(S57)通过更新车辆状态感测单元100的车辆驾驶速度信号和引擎状态感测信号(即，用于确定引擎启动是否继续的引擎启动信号)来确认车辆的当前操作状态，并且通过确定车辆是否高速驾驶来确定并执行是否停止驾驶声音。也就是说，如果在高速停止确认步骤(S57)中确定车辆处于驾驶状态并且驾驶声音被输出，则确定当车辆进入高速驾驶状态时无需虚拟驾驶声音，并且停止输出虚拟驾驶声音。高速停止确认步骤(S57)包括高速驾驶确定步骤(S48)和驾驶声音停止步骤(S49)，并且在一些情况下还可以包括轻加速驾驶状态确定步骤(S50)。也就是说，控制单元400通过确认或更新当前车速并且将当前车速与预设速度Vs进行比较来确定当前车速是否超过预设速度Vs。如果在步骤S48中确定当前车速超过预设速度Vs，则控制单元400确定车辆当前进入高速驾驶状态，无需输出驾驶声音，并且执行驾驶声音停止步骤(S49)，排除驾驶声音的输出。尽管这种预设速度Vs可以具有与上述相同的值，但是如果根据车辆的驾驶的道路表面的噪声超过车辆的引擎声音，则可以根据设计规范进行各种调节。通过在驾驶声音停止步骤(S49)之后执行轻加速驾驶状态确定步骤(S50)来不断更新车速，并且然后确认车速是否进入低于预设速度Vs的范围。如果车速进入对应范围，则确定需要输出驾驶声音，并且控制流进行到驾驶声音输出步骤(S57)，以在车速再次进入对应速度范围时输出驾驶声音。

相反，如果在轻加速驾驶状态确定步骤(S50)中确定当前车速没有进入低于预设速度Vs的范围，则控制单元400确定车辆维持高速驾驶状态，无需输出驾驶声音，并且通过在步骤S49之前或步骤S49之后切换控制流来重复轻加速驾驶状态确定步骤(S50)。

此外，环保车辆声音生成器设备及其控制方法采用了一种防止在执行驾驶声音停止步骤(S49)时由于执行渐弱功能时的频繁速度变化而导致的声音的中断和继续输出的反复操作而引起的不适感的生成的结构。也就是说，车辆状态感测单元可以通过引擎RPM和变速机构或者通过布置在车辆的车轮上的车速传感器的信号来感测车速，并且如果根据车辆状态感测单元的车速信号确定车速达到预设速度范围，则本发明的控制单元400以车速与车速达到预设速度范围之后过去的时间的预设比例来使声音输出单元800的输出渐弱。

也就是说，本发明的操作声音执行步骤(S40)包括渐弱步骤(S60)，渐弱步骤(S60，参见图7至图9)可以在执行驾驶声音停止步骤(S49)之后执行。如果根据车辆状态感测单元的车速信号确定车速达到预设速度范围，则渐弱步骤(S60)以车速与车速达到预设速度范围之后过去的时间的预设比例来使声音输出单元的输出渐弱。

渐弱步骤(S60)包括渐弱模式确定步骤(S61)和渐弱模式执行步骤(S63)，在渐弱模式确定步骤(S61)中，将车速与预设渐弱模式确定速度进行比较，并且在渐弱模式执行步骤(S63)中执行在渐弱模式确定步骤(S61)中确定的渐弱模式。

渐弱模式执行步骤(S63)包括渐弱速度模式(S65)和渐弱时间模式(S67)。如果在渐弱速度模式(S65)中确定车速低于预设渐弱模式确定速度，则控制单元400以根据车速的预设渐弱速度比减小声音输出单元的输出。

渐弱速度模式(S65)包括渐弱车速计算步骤(S651)和渐弱速度输出控制步骤(S653)。通过对预设保持时间期间输入的车速求平均来在渐弱车速计算步骤(S651)中更新并计算渐弱车速，并且以根据渐弱车速的预设渐弱速度比在渐弱速度输出控制步骤(S653)中减小声音输出单元的输出。

另一方面，在渐弱时间模式(S67)中，如果车速高于预设渐弱模式确定速度，则控制单元400以根据在车速进入高于预设速度的范围之后过去的时间的预设渐弱时间比减小声音输出单元的输出。

渐弱时间模式(S67)包括计时步骤(S671)和渐弱时间输出控制步骤(S673)。在计时步骤(S671)中，控制单元400确认在车速进入高于预设速度的范围之后过去的时间，并且在渐弱时间输出控制步骤(S673)中，控制单元400以根据过去的时间的预设渐弱时间比减小声音输出单元的输出。

图10至图12是作为执行根据本发明的实施方式的环保车辆声音生成器设备及其控制方法的结果，示出针对声音输出级别的车速的声音示图以及例示操作状态的示图的视图。

如果假设在经过例如图11的(a)所示的驾驶声音停止步骤之后速度超过例如30km/h(图11的(b))，并且每10ms输入关于车速的信息，在本发明中，通过设置规则的时间间隔(即，预设保持时间)并且对预设保持时间期间输入的车速求平均来更新并计算渐弱车速(S651，参见图11的(c))，并且以利用对应渐弱车速的预设渐弱速度比减小声音输出单元的输出(S653)。

也就是说，如图12所示，尽管在预设保持时间间隔期间频繁出现速度改变，但是由于通过对预设保持时间间隔期间输入的车速求平均而计算出的值被设置为渐弱车速，可以通过防止由于实际车速的频繁变化而导致的滞后部分的生成来确保鲁棒性。

另外，如果车速高于渐弱模式确定速度vs2，则由于尽管在对应部分中速度频繁改变，仅当车辆速度本身改变20％或以上时实现渐弱功能，所以对应部分可以被视作能够在针对车辆速度本身的改变范围较小的启动速度部分中防止渐弱功能的频繁开/关的速度范围，进而，如果车速高于渐弱模式确定速度vs2，则控制单元400执行随时间减小声音输出单元的输出(即，声压)的渐弱时间模式。也就是说，能够采用在车速高于渐弱模式确定速度的情况下通过对过去的时间进行计时以根据过去时间的预设渐弱时间比减小声压(即，声音输出单元的输出)的结构。尽管在本实施方式中过去的时间被设置为2000ms，但是这仅是本发明的示例，过去的时间的大小可以根据车辆类型或环境来进行各种修改。

如上所述，可以通过同时考虑车速和预设速度(即，完成渐弱模式确定速度之后过去的时间)来防止因车速的频繁变化所导致的反复渐弱现象的出现而引起的诸如行人或驾驶员的乘客的不适感的生成。

此外，继续确认步骤(S56)包括输出状态确认步骤(S58)以及高速停止确认步骤(S57)，并且输出状态确认步骤(S58)通过更新车辆状态感测单元100的车辆驾驶速度信号和引擎状态感测信号来确认车辆的当前操作状态，并且通过确定车辆引擎是否关闭来确认、确定并执行是否继续引擎启动声音或驾驶声音。输出状态确认步骤(S58)包括车辆停止确认步骤(S51)和车辆启动确认步骤(S53)，并且控制单元400通过确认车辆的速度来在车辆停止确认步骤(S51)中确认车辆当前是否行驶或停止。也就是说，如果在高速停止确认步骤(S57)的高速驾驶确定步骤(S48)中确定车辆的驾驶速度不处于高速驾驶状态，则控制单元400执行车辆停止确认步骤(S51)，并且如果在车辆停止确认步骤(S51)中确定车辆停止，则控制单元400将控制流切换为步骤S48，以继续驾驶声音并重复高速驾驶确定步骤。相反，如果确定车辆停止，则控制单元400通过执行车辆启动确认步骤(S53)来确认是否通过车辆的引擎或启动按钮的停止而生成停止信号，并且如果确定继续车辆的引擎的启动，则控制单元400使控制流进行至步骤S44，以继续引擎启动声音的输出并且确认是否切换到车辆的驾驶状态。

相反，如果在步骤S53中确定通过车辆的启动按钮而使得车辆停止或者引擎关闭，则可以终止环保车辆声音生成器设备的总体控制，或者在一些情况下，如果进一步提供车辆钥匙取出确认步骤(S55)，则还可以提供在生成车辆钥匙取出信号时(即，传统车辆钥匙与钥匙孔分离)确认环保车辆声音生成器设备是否停止的处理，或者在智能钥匙的情况下，拥有智能钥匙的驾驶员离开车辆超过预定距离，进而车辆的总体状态被切换到停止状态或者防止盗窃车辆的监控模式。

虽然已经结合附图所例示的示例性实施方式描述了本发明，但是它们仅是例示性的，并且本发明不限于这些实施方式。本领域普通技术人员将了解，能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下对这些实施方式进行各种等效修改和变化。因此，本发明的真实技术范围应该由所附权利要求的技术精神来限定。

Claims (4)

1.一种环保车辆声音生成器设备，该环保车辆声音生成器设备包括：

车辆状态感测单元，其用于感测车辆的操作状态并且感测车速；

声音源存储单元，其用于以声音源数据的形式存储能够根据所述车辆的所述操作状态输出的多个操作声音；

声音源播放单元，其用于选择存储在所述声音源存储单元中的操作声音中的至少一个，并且播放所选择的从所述声音源存储单元输出的声音源；

声音源放大单元，其用于放大由所述声音源播放单元播放的操作声音；

声音输出单元，其用于输出由所述声音源放大单元放大的操作声音；以及

控制单元，其用于从所述车辆状态感测单元接收感测信号，并且控制所述声音源播放单元的操作，以便按照不同的播放方法播放操作声音，使得根据所接收到的感测信号来控制和改变操作声音，

其中，所述控制单元被配置为：

将所述车速与预设渐弱模式确定速度进行比较；

如果所述车速低于所述预设渐弱模式确定速度，则按照根据所述车速的预设渐弱速度比来减小所述声音输出单元的输出，并且如果所述车速高于所述预设渐弱模式确定速度，则按照根据所述车速进入高于预设速度的范围之后过去的时间的预设渐弱时间比来减小所述声音输出单元的输出。

2.一种环保车辆声音生成器设备的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

提供步骤，提供环保车辆声音生成器设备，该环保车辆声音生成器设备包括：车辆状态感测单元，其用于感测车辆的操作状态并且感测车速；声音源存储单元，其用于以声音源数据的形式存储能够根据所述车辆的所述操作状态输出的多个操作声音；声音源播放单元，其用于选择存储在所述声音源存储单元中的操作声音中的至少一个，并且播放所选择的从所述声音源存储单元输出的声音源；声音源放大单元，其用于放大由所述声音源播放单元播放的操作声音；声音输出单元，其用于输出由所述声音源放大单元放大的操作声音；以及控制单元，其用于从所述车辆状态感测单元接收感测信号，并且控制所述声音源播放单元的操作，以便按照不同的播放方法播放操作声音，使得根据所接收到的感测信号来控制和改变操作声音；以及

操作声音执行步骤，使得所述控制单元能够根据由所述车辆状态感测单元感测的车辆操作状态来确定是否生成环保车辆的操作声音，并且通过所述声音输出单元输出从存储在所述声音源存储单元中的声音源当中选择的一个或更多个声音源，作为操作声音，

其中，所述操作声音执行步骤包括渐弱步骤，所述渐弱步骤(S60)包括以下步骤：

渐弱模式确定步骤(S61)，将所述车速与预设渐弱模式确定速度进行比较；以及

渐弱模式执行步骤(S63)，执行在所述渐弱模式确定步骤(S61)中确定的渐弱模式，

其中，所述渐弱模式执行步骤(S63)包括渐弱速度模式和渐弱时间模式(S67)，在所述渐弱速度模式中，如果所述车速低于所述预设渐弱模式确定速度，则按照根据所述车速的预设渐弱速度比来减小所述声音输出单元的输出，在所述渐弱时间模式(S67)中，如果所述车速高于所述预设渐弱模式确定速度，则按照根据所述车速进入高于预设速度的范围之后过去的时间的预设渐弱时间比来减小所述声音输出单元的输出。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述渐弱速度模式(S65)包括：

渐弱车速计算步骤(S651)，通过对预设保持时间期间输入的所述车速求平均来更新和计算渐弱车速；以及

渐弱速度输出控制步骤(S653)，按照根据所述渐弱车速的预设渐弱速度比来减小所述声音输出单元的输出。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述渐弱时间模式(S67)包括：

计时步骤(S671)，确认所述车速进入高于所述预设速度的范围之后过去的时间；以及

渐弱时间输出控制步骤(S673)，按照根据过去的时间的所述预设渐弱时间比来减小所述声音输出单元的输出。

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