CN116788151A - 用于产生电车的声音的设备和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于产生电动车的声音的设备和方法。该设备包括：检测装置，被配置为检测车辆的状态信息；声音输出装置，被配置为播放并输出虚拟声音；以及处理装置，与检测装置和声音输出装置连接。处理装置被配置为基于车辆的状态信息检测车辆的转弯状态，根据转弯状态分析纵向力、横向力、轮胎滑移率和轮胎滑移角，基于分析结果计算转弯力，基于大数据计算基于轮胎接地面和路面轮廓的接触力，基于转弯力和接触力生成轮胎滑移声音，并且控制声音输出装置播放轮胎滑移声音。

Description

用于产生电车的声音的设备和方法

相关申请

本申请要求于2022年3月15日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2022-0032312号的权益，通过引用将其全部内容结合在此。

技术领域

本公开的实施方式涉及用于在车辆转弯时产生电动车(electrificationvehicle)的声音以产生轮胎滑移声音的装置和方法。

背景技术

由于电动车(例如，电车、氢电车等)使用其电动机驱动，并且由于在电动车中不存在发动机声音，因此行人难以识别接近的电动车。为了解决这个问题，虚拟发动机声音系统(VESS)或声学车辆警告系统(AVAS)(其产生虚拟发动机声音并允许行人识别虚拟发动机声音)已经被开发并且已经被强制安装在电动车中。

VESS或AVAS使用电子声音发生器(ESG)实现发动机声音。ESG安装在车辆的前围上盖板上以在产生发动机声音时使用车身振动产生附加声音(或结构振动声音)。然而，由于异音素(allophone)出现在装有ESG的车身前罩支架和前罩顶盖的焊接部分，因此结构加固和隔振的质量成本过高。

发明内容

已经做出本公开以解决在现有技术中出现的上述问题，同时保持由现有技术实现的优势不受影响。

本公开的一方面提供了一种用于产生电动车的声音的装置和方法，以在车辆转弯时在车辆发生地面滑移时产生轮胎滑移声音。

本公开要解决的技术问题不限于上述问题，并且本公开所属领域的技术人员从以下描述中将清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。

根据本公开的示例性实施方式，一种用于产生电动车的声音的设备可包括：检测装置，被配置为检测车辆的状态信息；声音输出装置，被配置为播放并输出虚拟声音；以及处理装置，与检测装置和声音输出装置连接。处理装置可被配置为基于车辆的状态信息检测车辆的转弯状态，可根据转弯状态分析纵向力、横向力、轮胎滑移率以及轮胎滑移角，生成分析结果，并且可基于分析结果计算转弯力，可基于大数据计算基于轮胎接地面和路面轮廓的接触力，可基于转弯力和接触力生成轮胎滑移声音，并且可控制声音输出装置播放轮胎滑移声音。

处理装置可被配置为基于从检测装置输入的驾驶员转向角(driver steeringangle)和轮胎转向角确定车辆行驶状态是否为转弯状态。

处理装置可被配置为基于纵向力、横向力和驾驶员转向角来测量车身位移以检测振动信号，并且可基于轮胎滑移率、轮胎滑移角和轮胎转向角来检测轮胎之间的压力和温度偏差。

处理装置可被配置为基于转弯力产生轮胎滑移声音的初始声源，并且可基于轮胎转向角预测车辆的滑移率和滑移角，并且可根据车辆的预测的滑移率和预测的滑移角来调整轮胎滑移声音的音量。

处理装置可被配置为基于纵向力和横向力确定产生轮胎滑移声音的时间点。

处理装置可以被配置为计算由横向力和轮胎接地面上的摩擦引起的滑移角而导致的剪切接触力，并且可以反映剪切接触力和轮胎滑移声音之间的相关性，以设计轮胎滑移声音。

根据本公开的示例性实施方式，一种用于产生电动车的声音的方法可以包括通过处理器：基于车辆的状态信息检测车辆的转弯状态，该状态信息由检测装置检测；根据车辆的转弯状态分析纵向力、横向力、轮胎滑移率和轮胎滑移角；以及基于分析结果计算转弯力；基于大数据计算基于轮胎接地面和路面轮廓的接触力；基于转弯力和接触力产生轮胎滑移声音；以及控制声音输出装置以播放轮胎滑移声音。

检测车辆的转弯状态可以包括基于从检测装置输入的驾驶员转向角和轮胎转向角确定车辆行驶状态是否为转弯状态。

计算转弯力可以包括基于纵向力、横向力、驾驶员转向角来测量车身位移以检测振动信号，并且基于轮胎滑移率、轮胎滑移角和轮胎转向角来检测轮胎之间的压力和温度偏差。

产生轮胎滑移声音可以包括：基于转弯力产生轮胎滑移声音的初始声源；基于轮胎转向角预测滑移率和滑移角；以及根据车辆的预测滑移率和预测滑移角调节轮胎滑移声音的音量。

控制声音输出装置可以包括基于纵向力和横向力确定产生轮胎滑移声音的时间点。

产生轮胎滑移声音可以包括：计算由横向力和轮胎接地面上的摩擦引起的滑移角导致的剪切接触力；以及反映剪切接触力和轮胎滑移声音之间的相关性，以设计轮胎滑移声音。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中，本公开的上述和其他目的、特征以及优点将变得更加显而易见：

图1是示出根据本公开的示例性实施方式的用于产生电动车的声音的设备的配置的框图；

图2是示出根据本公开的示例性实施方式的用于产生电动车的声音的设备的处理装置的功能的示图；

图3是示出根据本公开的示例性实施方式的导出参数以产生轮胎滑移声音的过程的示图；

图4是示出根据本公开的示例性实施方式的参数之间的相关性的分析图；

图5是示出根据本公开的示例性实施方式的虚拟环境声音调谐模拟器的配置的示图；以及

图6是示出根据本公开的示例性实施方式的用于产生电动车的声音的方法的流程图。

具体实施方式

应当理解，本文使用的术语“车辆”或“车”或其他类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多功能车(SUV)的乘用车、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种船只和小船、飞机等的船舶，并且包括混合动力汽车、电动汽车、插电式混合动力电动汽车、氢动力汽车和其他替代燃料汽车(例如源自石油以外资源的燃料)。如本文所提及的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，汽油动力和电动车。

本文中使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，而并非旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。这些术语仅旨在区分一个部件与另一个部件，并且这些术语不限制组成部件的性质、顺序或次序。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地描述为相反，否则词语“包括(comprise)”以及诸如“包含(comprises)”或“含有(comprising)”的变体将被理解为暗示包含所述元件，但不排除任何其他元件。此外，说明书中描述的术语“单元”、“-er”、“-or”和“模块”意指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可以通过硬件组件或软件组件及其组合来实现。

尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性处理，但是应理解，示例性处理也可以通过一个或多个模块来执行。此外，应当理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器并且被特别编程以执行本文描述的过程的硬件设备。存储器被配置为存储模块，并且处理器具体地被配置为执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个处理。

此外，本公开的控制逻辑可实施为在计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROMs、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读介质还可分布在网络耦合的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式存储和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)。

除非特别说明或从上下文显而易见，否则如本文所使用的，术语“约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可以被理解为在所述值的10％，9％，8％，7％，6％，5％，4％，3％，2％，1％，0.5％，0.1％，0.05％或0.01％内。除非根据上下文是清楚的，否则本文提供的所有数值由术语“约”修饰。

在下文中，将参照示例性附图详细描述本公开的一些实施方式。在附图中，相同的参考标号在全文中用于指代相同或等同的元件。此外，将排除对公知特征或功能的详细描述，以免不必要地模糊本公开的主旨。

在描述根据本公开的实施方式的部件时，可以使用诸如第一、第二、“A”、“B”、(a)、(b)等的术语。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开，而不限制相应的元件，与相应的元件的顺序或优先级无关。此外，除非另外定义，否则在此使用的包括技术术语和科学术语的所有术语将被解释为本披露所属领域的惯用术语。如在通常使用的词典中定义的那些术语应被解释为具有与相关领域中的上下文含义相等的含义，并且不应被解释为具有理想的或过于正式的含义，除非在本申请中明确定义为具有理想的或过于正式的含义。

图1是示出根据本公开的实施方式的用于产生电动车的声音的设备的配置的框图。

电动车(电动车)可以是使用电动机行驶的车辆，诸如电车(EV)、插电式混合电车(PHEV)和/或混合电车(HEV)。用于产生电动车的声音的设备100可以基于用户的听觉体验来设计虚拟声音，并且可以通过音调调节和加速踏板响应性调节来个性化虚拟声音。

参照图1，用于生成声音的设备100可包括通信装置110、检测装置120、存储器130、声音输出装置140以及处理装置150。

通信装置110可以被配置为辅助设备100与加载到电动车(在下文中，称为“车辆”)中的电子控制单元(ECUs)通信。通信装置110可以包括使用CAN协议传输和接收控制器局域网(CAN)消息的收发器。通信装置110可以被配置为辅助设备100与外部电子装置(例如，终端、服务器等)通信。通信装置110可包括无线通信电路、有线通信电路等。

检测装置120可被配置为检测驾驶信息和/或环境信息(即，车辆内部环境信息和/或车辆外部环境信息)。检测装置120可被配置为使用加载到车辆中的传感器和/或ECUs检测诸如驾驶员转向角(或方向盘转向角)、轮胎转向角(或拉杆)、车辆速度、电动机每分钟转数(RPM)、电动机扭矩、和/或加速器踏板开度的驾驶信息。加速器踏板位置传感器(APS)、转向角传感器、麦克风、图像传感器、距离传感器、轮速传感器、高级驾驶员辅助系统(ADAS)传感器、3轴加速计、惯性测量单元(IMU)等可被用作传感器。ECU可以是电动机控制单元(MCU)、车辆控制单元(VCU)等。

存储器130可被配置为存储诸如轮胎滑移声音、警告声音、驾驶声音、加速声音和/或转弯声音的虚拟声音的声源。存储器130可被配置为存储情绪识别模型、声音设计算法、音量设置算法、音量控制逻辑、声音均衡器逻辑等。可根据基于声音的情绪因子和基于动态特征的情绪因子来实现情绪识别模型。基于声音的情绪因子可包括降档情绪的加速和减速、漂移情绪的滑动和踏板响应、轮胎滑动和驱动的排气声音和响应情绪等。基于动态特性的情绪因子可包括声音反馈情绪的振动、乘坐舒适性情绪的体刚度、可操纵性情绪的底盘平衡等。基于声音的情绪因子和基于动态特征的情绪因子可通过预先评估车辆动力学性能和驾驶情绪之间的相关性来导出。作为实例，停车加速时的滑移、换挡时的急动和快加速全开油门(WOT)情绪因子相关性可通过车辆速度和电动机RPM随时间的变化来评估。可以通过横摆率(yaw rate)和侧滑角随时间的变化来分析除了转弯时的机动性之外的动态特性情绪因子相关性。声音设计算法可以包括高性能声音均衡器逻辑，其中考虑发动机声音的发动机声音均衡器(ESE)逻辑通过目标简档和发动机信息(例如，RPM、节流阀开度、扭矩等)被添加到现有的主动声音设计(ASD)功能中。

存储器130可以是存储由处理装置150执行的指令的非暂时性存储介质。存储器130可包括存储介质中的至少一个，诸如，随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可擦除和可编程ROM(EEPROM)、可擦除和可编程ROM(EPROM)、硬盘驱动器(HDD)、固态盘(SSD)、嵌入式多媒体卡(eMMC)、通用闪存(UFS)和/或网络存储器。

声音输出装置140可被配置为播放虚拟声音并且将虚拟声音输出至加载到车辆中的扬声器。声音输出装置140可以被配置为播放和输出预先存储或实时流传输的声源。声音输出装置140可包括放大器、声音回放装置等。声音回放装置可被配置为在处理装置150的指示下调整并播放声音的音量、音调(或声音质量)、声音图像等。声音回放装置可包括数字信号处理器(DSP)、微处理器等。放大器可被配置为放大从声音回放装置播放的声音的电信号。

处理装置150可与各个部件110至140电连接。处理装置150可以包括诸如专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理单元(CPU)、微控制器和/或微处理器之类的处理装置中的至少一个。

处理装置150可被配置为通过检测装置120检测(或获得)驾驶员操纵信息、车辆内部环境信息、车辆外部环境信息等。这里，驾驶员操纵信息可包括驾驶员转向角、轮胎转向角等。车辆内部环境信息可以包括诸如车内空气温度、踏板开度、基于轮速的车辆速度和/或节气门开度的信息。车辆外部环境信息可以包括车外空气温度、基于GPS的车辆速度等。处理装置150可被配置为基于驾驶员操纵信息、车辆内部环境信息、车辆外部环境信息等设计虚拟声音，并且可被配置为调整虚拟声音的音调、音量等。

处理装置150可被配置为在车辆行驶时使用检测装置120来检测驾驶员的操纵。换言之，处理装置150可以被配置为根据驾驶员的方向盘的操纵来检测驾驶员转向角和轮胎转向角。处理装置150可以被配置为基于驾驶员转向角和/或轮胎转向角确定车辆行驶状态。在本文中，车辆行驶状态可以分成恒速状态、加速状态以及转弯状态。

处理装置150可以被配置为基于驾驶员转向角和轮胎转向角分析纵向力、横向力、轮胎滑移率和轮胎滑移角，并且可以被配置为基于分析结果计算转弯力。处理装置150可配置为通过车辆相关参数(即，纵向力、横向力和驾驶员转向角)测量车身的前位移、中心位移以及后位移，并且可配置为检测由于负载传递引起的振动信号。处理装置150可以被配置为使用轮胎相关参数(即，轮胎滑移率、轮胎滑移角以及轮胎转向角)提供前轮与后轮之间的轮胎压力和轮胎温度的数值偏差。

处理装置150可以被配置为在时域中根据与车辆和轮胎相关联的参数的改变播放至少一个声音以生成初始声源。处理装置150可被配置为通过转弯力产生虚拟声音以在时间轴上播放虚拟声音。处理装置150可以被配置为通过增益控制来改变虚拟声音的音调，并且可以被配置为调整虚拟声音的电阻以设计虚拟声音(例如，轮胎滑移声音)。此时，处理装置150可以被配置为使用轮胎滑移声音生成算法来设计虚拟声音。

此外，处理装置150可以被配置为基于大数据使用轮胎接地面和路面轮廓计算接触力。此时，处理装置150可以被配置为通过轮胎和路面(或者轮胎和路面轮廓条件)使用系统分析模型通过关于滑移角对横向力和轮胎接地面上的滑移的信息来计算剪切接触力。换言之，处理装置150可以被配置为通过车辆的横向力和轮胎接地面上的摩擦(或摩擦系数)来计算关于滑移角的剪切接触力。计算出的剪切接触力可用于设计反映高性能车辆驾驶员在赛道上的驾驶情绪的轮胎滑移声音。

处理装置150可以被配置为通过停止(或地面负载)和行驶条件(或轮胎滚动效果)的轮胎分析将基于大数据的轮胎接地面和路面轮廓的分析结果存储在数据库(DB)中。基于陀螺仪效应和/或多普勒效应的理论背景，可以实施轮胎分析上的轮胎滚动效应。分析结果可以包括法向接触力、剪切接触力等。在本文中，法向接触力可指通过重量的垂直接触力，并且剪切接触力可指通过滑动的剪切方向接触力。分析结果DB(或大数据)可以用于估计由于滑移角引起的剪切接触力和由横向力引起的摩擦。

处理装置150可以被配置成反映剪切接触力和轮胎滑移声音之间的相关性，以设计虚拟声音(即，轮胎滑移声音)。处理装置150可被配置为实时监控车辆的状态，即，车辆的滑移率，并且可被配置为参考车辆的当前滑移率调整虚拟声音的音量。

处理装置150可被配置为基于所计算的转弯力调整虚拟声音的音调和音量。处理装置150可被配置为针对车辆声音执行俯仰控制、增益控制、APS控制、频率滤波、Shepard层控制、音量调整等。音高控制(pitch control)是调整音高，增益控制是改变音调和调整电阻。APS控制用于根据APS阻力(即，加速器踏板压力)调整响应程度(或响应性)，并且频率滤波用于调整声音的回放频带。Shepard层控制产生第二声源并调整声源的调整区域。

处理装置150可以被配置为通过使用声音设计算法反映车辆环境、驾驶环境和/或轮胎接地面信息来控制声音输出装置140播放虚拟声音。当车辆转弯时，轮胎滑移声音可以用于基于关于负载传递机构的横向加速度来执行车身的情绪声音设计和轮胎滑移。声音输出装置140可以被配置为通过放大器最终播放声音以反映轮胎滑移声音的概念并且反映真实赛道情绪。

图2是示出根据本公开的实施方式的用于产生电动车的声音的设备的处理装置的功能的示图。

处理装置150可被配置为通过由图1的检测装置120获得的车辆状态信息(例如，RPM、扭矩、转向角等)确定车辆行驶状态。在本文中，车辆行驶状态可以分成恒速状态、加速状态以及转弯状态。

处理装置150可被配置为通过CAN算法、声音设计、以及回放装置控制向图1的声音输出装置140输出虚拟声音，即，加速声音、转弯声音等。

处理装置150可被配置为通过CAN算法基于诸如巡航控制和驾驶系统温度之类的信息确定驾驶倾向。处理装置150可被配置为基于诸如GPS信息的信息以及基于CAN算法的外部噪声与内部噪声之间的差异来确定道路环境。处理装置150可被配置为基于确定的驾驶倾向和确定的道路环境设计虚拟声音。处理装置150可被配置为基于音高、增益、扭矩、速度等设计虚拟声音。处理装置150可被配置为基于APS、轮胎滑移等设计转弯声音。

处理装置150可被配置为控制回放装置播放所设计的虚拟声音。回放装置可被配置为调整在处理装置150的指示下播放的虚拟声音的声音质量、音量等。处理装置150可被配置为控制扬声器和排出系统(exhaust system)以输出由回放装置播放的虚拟声音。

图3是示出根据本公开的实施方式的导出参数以产生轮胎滑移声音的处理的示图。

图1中的用于产生声音的设备100可以被配置为根据轮胎横向力播放轮胎滑移声音。用于生成声音的设备100的处理装置150可以被配置为使用图1的检测装置120来检测车辆相关参数和轮胎相关参数。

在S110中，用于产生声音的设备100的处理装置150可被配置为通过检测装置120来检测纵向力和横向力。在S120中，处理装置150可被配置为使用检测装置120检测驾驶员转向角，即，方向盘的转向角。在S130中，处理装置150可被配置为基于作为车辆相关参数的纵向力、横向力、以及驾驶员转向角测量车身位移以检测振动信号。

在S140中，处理装置150可以被配置为使用检测装置120来检测轮胎滑移率和轮胎滑移角。在S150中，处理装置150可以被配置为通过检测装置120来检测轮胎转向角。在S160中，处理装置150可以被配置为使用作为轮胎相关参数的轮胎滑移率、轮胎滑移角以及轮胎转向角来提供前轮与后轮(四个轮胎)之间的轮胎压力和轮胎温度的数值偏差。

由于作为虚拟声音的轮胎滑移声音是类事件声音，因此处理装置150可以被配置为在纵向力和横向力超过预定阈值产生时播放声音。处理装置150可被配置为根据驾驶员的方向盘的操纵基于方向盘(或驾驶员转向角)预测声音产生时间点。当实际车辆的过度位移发生时，当检测到车辆可能滑移的位移(即，纵向力和横向力超过预定阈值)时，处理装置150可以被配置为播放轮胎滑移声音。

此外，处理装置150可以被配置为在播放轮胎滑移声音时监测实际轮胎转向角，可以被配置为预测车辆的滑移率和滑移角，并且可以被配置为基于预测的滑移率和预测的滑移角设计最终声音。由于四个轮胎的滑移角从车辆的转弯中心彼此不同，因此由于四个轮胎的滑移率也被不同地示出，并且由于各轮胎的位置附近的回放装置(例如，扬声器、振动器等)所产生的声音在级别上彼此不同，因此可以改善轮胎滑移声音的情绪相等。

图4是示出了根据本公开的实施方式的参数之间的相关性的分析图。

图1中的用于生成声音的设备100应当指的是当车辆转向时生成的横向力，以在生成轮胎滑移声音时优化情绪质量，但是可以不直接监测并获得CAN信号。由此，用于产生声音的设备100可经配置以组合能够估计横向力的因素(或参数)以产生图，且可经配置以参考所述图设计滑移声音。

存在滑移率和滑移角作为能够预测(或估计)横向力的图。由于用来开发乘坐和处理(ride and handling，R&H)性能，所以这样的图是高度验证的数据。

用于生成声音的设备100可以被配置为使用车辆的滑移率和滑移角图来调整轮胎滑移声源的音量。图4中所示的距离每个图的“0”值越远，用于生成声音的设备100就越可被配置为增加音量。距离每个图的“0”值越近，用于生成声音的设备100就越可被配置为减小音量。“0”值与实际车辆的滑移率和滑移角之间的差可以表示为轮胎滑移声音的音量的变化。根据图间隔的音量差可以用作声音设计元素。

此外，作为高性能车辆所使用的使用牵引力均优异的轮胎的车辆，使用类似于Fx＝4000[N]的图的音量图，并且作为正常车辆中所使用的牵引力均劣化了的轮胎的车辆，使用接近于Fx＝1000[N]的图的图，可以设计声音以使轮胎滑移声音的音量与实际车辆的行为相匹配的声音。

因此，用于生成声音的设备100可以被配置为使用车辆的滑移率和滑移角图执行声音设计，以最小化与车辆的动态运动的差异感，从而改善虚拟声音的情绪质量。

图5是示出根据本公开的实施方式的虚拟环境声音调谐模拟器的配置的示图。

虚拟环境声音调谐模拟器200可经配置以使用环路仿真中的ASD硬件(HiLS)执行虚拟环境声音转向。虚拟环境声音调谐模拟器200可包括CAN接口210、AMP220、声音调谐程序230以及控制器240。

CAN接口210可被配置为在相应装置之间记录、播放、生成或者传输和接收实际车辆驾驶信息。换言之，CAN接口210可被配置为用作CAN信号收发器，该CAN信号收发器利用AMP220和控制器240发送和接收在实际车辆中收集的CAN信号。CAN接口210可被配置为产生包括由虚拟环境声音调谐模拟器200计算的参数的CAN信号，并且可被配置为将产生的CAN信号发送至AMP220。

CAN接口210可以包括控制器局域网络开放环境(CANoe)211和CAN播放器212，控制器局域网络开放环境211和CAN播放器212使用在车辆中获得的CAN信号来播放与车辆相同的信号或者可以操纵获得的信号并且在AMP220与控制器240之间传输和接收CAN信号。

AMP220可被配置为接收声音调谐程序230的调谐参数。AMP220可以被配置为根据转向参数和CAN信号计算输出值。

控制器240可被配置为执行虚拟环境声音调谐模拟器200的整体操作，可被配置为存储和管理通过记录实际车辆的NVH声音生成的默认内部声音数据，可被配置为存储和管理从实际车辆中的声源(例如，扬声器)到人的耳朵的声场特征信息(例如，双耳车辆脉冲响应(BVIR))，并且可被配置为生成、收集和处理能够识别车辆的操作状态的CAN信号。

控制器240可以被配置为基于由AMP220计算的输出值(或输出信号)播放ASD声音。控制器240可以被配置为将实际车辆中记录的声音(例如，背景噪声)与播放的ASD声音合成以生成复合声音。此外，控制器240可被配置为将实际车辆声音空间特性(即，BVIR信息)反映在生成的复合声音中以生成最终复合声音。

控制器240可以包括声音回放控制器。声音回放控制器可被配置为输出最终合成声音。换言之，声音回放控制器可被配置为在虚拟环境中执行最终合成声音的声音调谐。

控制器240可被配置为允许用户使用模拟虚拟驾驶环境的VR模拟器收听调谐的声音并且可被配置为借助于对调谐的声音的收听体验反馈执行验证程序。控制器240可被配置为重复地执行调谐的声音的验证以及基于验证结果的声音调谐以提供实际车辆水平的听觉体验。

图6是示出根据本公开的实施方式的用于产生电动车的声音的方法的流程图。

在S200中，图1中的用于生成声音的设备100的处理装置150可被配置为检测驾驶员转向角和轮胎转向角。处理装置150可以被配置为在车辆行驶时使用图1的检测装置120根据驾驶员的方向盘的操纵来检测驾驶员转向角和轮胎转向角。处理装置150可以被配置为基于驾驶员转向角和轮胎转向角确定车辆行驶状态是转弯状态的位置。

在S210中，处理装置150可以被配置为基于驾驶员转向角和轮胎转向角分析纵向力、横向力、轮胎滑移率以及轮胎滑移角，并且可以被配置为基于分析结果计算转弯力。处理装置150可配置为通过车辆相关参数(即，纵向力、横向力和驾驶员转向角)测量车身的前位移、中心位移以及后位移，并且可配置为检测由于负载传递引起的振动信号。处理装置150可以被配置为使用与轮胎相关的参数(即，轮胎滑移率、轮胎滑移角以及轮胎转向角)在提供前轮与后轮(即，四个轮胎)之间的轮胎压力和轮胎温度的数值偏差。

在S220中，处理装置150可被配置为基于所计算的转向力生成声源并且可被配置为调整所生成的声源的音调和音量。处理装置150可以被配置为在时域中根据与车辆和轮胎相关联的参数的改变播放至少一个声音以生成初始声源。处理装置150可被配置为通过转弯力产生虚拟声音以在时域(或时间轴)播放虚拟声音。处理装置150可以被配置为通过增益控制来改变虚拟声音的音调，并且可以被配置为调整虚拟声音的电阻以设计虚拟声音(例如，轮胎滑移声音)。此时，处理装置150可以被配置为使用轮胎滑移声音生成算法来设计虚拟声音。

在S230中，处理装置150可以被配置为基于大数据使用轮胎接地面和路面轮廓计算接触力。此时，处理装置150可以被配置为通过轮胎和路面(或者轮胎和路面轮廓条件)使用系统分析模型通过关于滑移角对横向力和轮胎接地面上的滑移的信息来计算剪切接触力。计算出的剪切接触力可用于设计反映高性能车辆驾驶员在赛道上的驾驶情绪的轮胎滑移声音。

在S240中，处理装置150可以被配置为基于计算出的接触力反映剪切接触力和轮胎滑移声音之间的相关性，以设计轮胎滑移声音。

在S250中，处理装置150可被配置为使用图1的声音输出装置140播放和输出设计的虚拟声音，即，轮胎滑移声音。处理装置150可以被配置为基于驾驶员转向角和轮胎转向角确定产生轮胎滑移声音的时间点(即，回放时间点)。例如，处理装置150可以被配置为在驾驶员转向角和轮胎转向角大于或等于预定阈值时指示声音输出装置140播放轮胎滑移声音。处理装置150可被配置为实时监控车辆的状态，即，车辆的滑移率，并且可被配置为参考车辆的当前滑移率调整虚拟声音的音量。处理装置150可以被配置为监测轮胎转向角以预测车辆的滑移率和滑移角，并且可以被配置为参考车辆的滑移率和滑移角图来最终设计与预测滑移率和预测滑移角相匹配的声音。

当车辆转弯时，在车辆发生地面滑移时，本公开的实施方式可以通过产生轮胎滑移声音向驾驶员提供乐趣和情绪满意度。

在上文中，虽然已经参考示例性实施方式和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，而是在不背离在所附权利要求中要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可由本公开所属领域的技术人员进行各种修改和改变。因此，本公开的实施方式并非旨在限制本公开的技术精神，而是仅出于说明性目的而提供。本公开的范围应基于所附权利要求来解释，并且与权利要求等同的范围内的所有技术构思应包括在本公开的范围内。

Claims (12)

1.一种用于产生电动车的声音的设备，所述设备包括：

检测装置，被配置为检测车辆的状态信息；

声音输出装置，被配置为播放并输出虚拟声音；以及

处理装置，与所述检测装置和所述声音输出装置连接，其中，所述处理装置被配置为：

基于所述车辆的所述状态信息检测所述车辆的转弯状态；

根据所述转弯状态分析纵向力、横向力、轮胎滑移率和轮胎滑移角，产生分析结果；

基于所述分析结果计算转弯力；

基于大数据计算基于轮胎接地面和路面轮廓的接触力；

基于所述转弯力和所述接触力产生轮胎滑移声音；以及

控制所述声音输出装置以播放所述轮胎滑移声音。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理装置被配置为基于从所述检测装置输入的驾驶员转向角和轮胎转向角确定车辆行驶状态是否为所述转弯状态。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述处理装置被配置为：

基于所述纵向力、所述横向力和所述驾驶员转向角测量车身位移以检测振动信号；以及

基于所述轮胎滑移率、所述轮胎滑移角和所述轮胎转向角来检测轮胎之间的压力和温度偏差。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述处理装置被配置为：

基于所述转弯力产生所述轮胎滑移声音的初始声源；

基于所述轮胎转向角预测所述车辆的滑移率和滑移角；以及

根据所述车辆的所述滑移率和所述滑移角来调整所述轮胎滑移声音的音量。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理装置被配置为基于所述纵向力和所述横向力确定产生所述轮胎滑移声音的时间点。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理装置被配置为：

计算由所述横向力和轮胎接地面上的摩擦引起的滑移角而导致的剪切接触力；以及

反映所述剪切接触力和所述轮胎滑移声音之间的相关性，以设计所述轮胎滑移声音。

7.一种用于产生电动车的声音的方法，所述方法包括通过处理装置：

基于车辆的状态信息检测所述车辆的转弯状态，所述状态信息由检测装置检测；

根据所述车辆的所述转弯状态分析纵向力、横向力、轮胎滑移率和轮胎滑移角，生成分析结果；

基于所述分析结果计算转弯力；

基于大数据计算基于轮胎接地面和路面轮廓的接触力；

基于所述转弯力和所述接触力产生轮胎滑移声音；以及

控制声音输出装置以播放所述轮胎滑移声音。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，检测所述车辆的转弯状态包括：

由所述处理装置基于从所述检测装置输入的驾驶员转向角和轮胎转向角来确定车辆行驶状态是否为转弯状态。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，计算所述转弯力包括通过所述处理装置：

基于所述纵向力、所述横向力和驾驶员转向角测量车身位移以检测振动信号；以及

基于所述轮胎滑移率、所述轮胎滑移角以及轮胎转向角来检测轮胎之间的压力和温度偏差。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，产生所述轮胎滑移声音包括通过所述处理装置：

基于所述转弯力产生所述轮胎滑移声音的初始声源；

基于所述轮胎转向角预测滑移率和滑移角；以及

根据所述车辆的所述滑移率和所述滑移角来调整所述轮胎滑移声音的音量。

11.根据权利要求7所述的方法，其中，控制所述声音输出装置包括：

通过所述处理装置基于所述纵向力和所述横向力确定产生所述轮胎滑移声音的时间点。

12.根据权利要求7所述的方法，其中，产生所述轮胎滑移声音包括通过所述处理装置：

计算由所述横向力和轮胎接地面上的摩擦引起的滑移角而导致的剪切接触力；以及

反映所述剪切接触力和所述轮胎滑移声音之间的相关性，以设计所述轮胎滑移声音。