[實用新型]一種模擬發動機排氣聲音的發聲系統

有效

• 申請號: 201821015102.0
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN208715080U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 黃華華;王海賓;鄒德欣;孟祥彬
• 申請（專利權）人: 克康(上海)排氣控制系統有限公司;北京聲科測聲學技術有限公司
• 主分類號: B60Q5/00
• 分類號: B60Q5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王文穎

本實用新型公開了一種模擬發動機排氣聲音的發聲系統，其特征在于，包括與電機驅動汽車CAN總線連接的CAN總線數據解析模塊，CAN總線數據解析模塊依次連接聲音合成模塊、數/模轉換模塊、功率放大模塊、揚聲器模塊。本實用新型通過實時模擬出與汽車狀態對應的發動機排氣噪聲，在行人安全警示音模式下，可以有效地在車輛低速行駛時提醒周圍行人有車輛靠近，在運動感排氣聲模式下，可以提高駕駛的樂趣。由于采用了頻譜能量更豐富的發動機排氣聲作為目標聲音，并采用了更有效的聲音合成算法來合成頻譜更寬的聲音信號，使聲音主觀感受更真實，更飽滿。

技術領域

本實用新型涉及一種利用電子設備來模擬發動機排氣聲音的系統，特別涉及一種用于電機驅動汽車低速行駛時發出安全警示聲和所有汽車用來增加駕駛樂趣的運動感排氣聲模擬系統。

背景技術

電機驅動汽車由于無尾氣排放，具有綠色環保的優點，越來越被國內以及國際企業、政府重視和推廣。電驅動汽車普遍較為安靜，尤其是低速行駛時，很難引起行人的注意，這給行人，尤其是盲人，小孩和老人等群體帶來很大的危險性。同時由于缺乏傳統發動機和排氣的運動感聲音，無法從聽覺上感受到駕駛的樂趣。傳統燃油汽車大多裝配小排量發動機，通過更改排氣系統基本無法實現優秀的運動感排氣聲音，降低了聽覺上駕駛的樂趣。

為解決以上低速行人警示音和運動感排氣聲的問題，當前市場上的技術大多集中于模擬發動機聲音，且分為兩種技術實現手段，一種是將提前錄制好的聲音存儲于存儲器中，發聲系統控制器根據車輛狀態檢索到對應聲音并播放出來。這種方法的優點是系統簡單，易于實施，缺點是聲音和車輛駕駛動作匹配度較差，車輛狀態變化時聲音銜接性較差，存在不連續和延遲感。另一種方法是采用聲音合成技術實時合成出發動機聲音信號，并經揚聲器發出聲音。這種方法克服了第一種方法的匹配性和延時感問題，但由于發動機聲音頻譜較窄，通常聲音合成算法只合成500Hz頻率以下的聲音，而人耳能感受到的頻率高達20kHz，因此合成出來的聲音主觀感受不飽滿，給人不真實的感覺。

發明內容

本實用新型所要解決的問題是：現有模擬發動機排氣聲音的發聲系統缺乏真實感的問題。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種模擬發動機排氣聲音的發聲系統，其特征在于，包括與電機驅動汽車CAN總線連接的CAN總線數據解析模塊，CAN總線數據解析模塊依次連接聲音合成模塊、數/模轉換模塊、功率放大模塊、揚聲器模塊；當該發生系統應用于電驅動汽車時，CAN總線數據解析模塊通過模擬換擋模塊與聲音合成模塊連接，當該發生系統應用于傳統燃油車時， CAN總線數據解析模塊直接與聲音合成模塊連接。

優選地，所述聲音合成模塊包括低速警示音模式及運動感排氣聲模式。

本實用新型中的各模塊作用如下：

1、CAN總線數據解析模塊接收電機驅動汽車CAN總線上的信號報文，并解析出電機/發動機轉速信號、油門踏板信號、電機/發動機負荷和車速等信息。

2、模擬換擋模塊根據電機轉速信號、油門踏板信號、電機負荷和車速等信息和內置模擬策略，模擬出電機驅動汽車與傳統燃油車對應的擋位和發動機轉速信息，并將這些信息傳遞至聲音合成模塊。由于電機驅動汽車大多是單一固定的傳動比，模擬換擋模塊的作用為將電機轉速換算為與傳統燃油車對應的發動機轉速。模擬換擋模塊的工作流程為依據接收到的電機轉速計算出對應的車速，同時根據汽車狀態判斷出當前所處模擬擋位，如有需要可進行模擬升擋和降擋，由車速和擋位信息即可計算出對應的發動機轉速(傳統燃油車無模擬換擋模塊)。

3、聲音合成模塊依據發動機轉速信息合成出兩類聲音，一類為與發動機轉速強相關的諧波階次聲，另一類為增加聲音飽滿度和自然感的寬頻隨機聲，將這兩類聲音相加即可得到最終的合成聲音。聲音合成模塊的輸入為發動機轉速。聲音合成模塊將從兩方面對聲音進行合成，一方面是與發動機轉速相關的諧波階次聲，此類聲音頻譜較窄，通常低于1kHz，但它構成了發動機排氣聲音的主要音調。另一方面是頻譜較寬的隨機聲，此類聲音可增加聲音的飽滿度，使聲音聽起來更真實自然。