專利名稱：用于在駕駛汽車期間娛樂的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在機動車輛中生成和再現(xiàn)噪聲(優(yōu)選為車輛噪聲)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
大多數(shù)現(xiàn)代的汽車為了車中的駕駛?cè)藛T以及為了環(huán)境而被設(shè)計為盡可能地安靜。 現(xiàn)在正在被開發(fā)的電車由于本質(zhì)原因?qū)⑼耆珱]有來自發(fā)動機的噪聲。想要體驗真實發(fā)動機 噪聲所給予的更運動的駕駛體驗的人被迫購買比普通汽車消耗更多能量和更不實用的汽 車?？梢允褂闷渌穆曇粜Ч瑏碛糜诶缤ㄟ^為汽車設(shè)置像不同動物的聲音給孩子帶來 娛樂。被電子地生成的發(fā)動機噪聲已經(jīng)存在了很長時間并例如被用在玩具中。存在 基于生成和再現(xiàn)機動車輛中的車輛噪聲的功能的之前的發(fā)明，例如US5，820，442和US 6，275，590。然而，這些發(fā)明被設(shè)計為需要車輛中的機械和電子安裝工作，使得這種類型的 設(shè)備的普通用戶認為不方便和有風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目標是提出一種不需要在車輛中固定安裝的情況下可以實現(xiàn) 的并能夠創(chuàng)造真實聲音體驗的用于上面提到的類型的娛樂的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，該設(shè)備被設(shè)計為在第一形式下它僅需要被安裝在車輛的電插座中， 例如點煙器插座，或者在另一形式下它僅需要被安裝在車輛中的儀表盤或其它合適的位置 上來發(fā)出高逼真的聲音。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明，設(shè)備包括至少一個傳感器，該傳感器檢測發(fā)動機的速度和/或車輛 的速度變化，該設(shè)備還包括數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器用于將來自傳感器的信號 轉(zhuǎn)換為對來自機動車輛的通常噪聲(例如來自進氣管和排氣管的發(fā)動機噪聲、來自已知的 跑車的傳輸和輪胎噪聲)進行仿真的信號。信號處理器適應(yīng)不同的聲音以使得所述聲音真 實地反映車輛的推進的不同階段，例如通過在加速期間產(chǎn)生更大的發(fā)動機噪聲。該設(shè)備還 包括用于將聲音信號發(fā)送到車輛聲音系統(tǒng)的無線電發(fā)射機。該設(shè)備還可以包括補充功能， 例如存儲卡和聲音信號輸入的連接，以傳輸音樂到例如車輛聲音系統(tǒng)，來作為車輛噪聲的 替換或與車輛噪聲相結(jié)合。為了確保駕駛體驗盡可能最好，所生成的噪聲必須真實地與發(fā)動機的速度和汽車 的移動同步。根據(jù)本發(fā)明，為了真實，以幾種不同的方式實現(xiàn)來適合不同類型的車輛和滿足 各種嚴格需要。以下檢測發(fā)動機速度的可替換方法被合并到本發(fā)明中，對于本領(lǐng)域中的之前的發(fā) 明這是新的?？商鎿Q方法1 來自發(fā)電機或點火系統(tǒng)的電脈沖被發(fā)送到車輛的電子系統(tǒng)，并通過安裝在車輛的點煙器插座而被供電的本發(fā)明的形式，脈沖在本發(fā)明的電源中被檢測并從 電源被發(fā)送到信號處理器?？商鎿Q方法2 來自車輛發(fā)電機或點火系統(tǒng)的電磁波由根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的天線收集并發(fā)送到信號處理器?？商鎿Q方法3:車輛中的震動由本發(fā)明中的傳感器收集并被轉(zhuǎn)換為被發(fā)送到信號 處理器的電脈沖。在可替換方法1-3中，信號處理器結(jié)合了計算算法，該計算算法濾除了不是將發(fā) 動機速度作為來源的脈沖。該算法基于以下事實，即發(fā)動機的速度不會突然變化而是持續(xù) 地變化并具有一定慣性。這意味著指示速度的脈沖有規(guī)律地到來并且兩個脈沖之間的時間 僅與之前的時間偏離很小的程度。在信號處理器不能根據(jù)到來的脈沖(例如從發(fā)電機獲 得的信號)計算給定速度的情況下，該算法采用在一段特定時間(例如幾秒)沒有改變的 最低的脈沖頻率，并將它作為正?？辙D(zhuǎn)速度的基準，即800-1000rpm。該算法將以下作為基 礎(chǔ)。速度在兩秒內(nèi)從IOOOrpm線性地增長到5000rpm的發(fā)動機具有IOOrpm的速度增長，總 計120rpm/發(fā)動機旋轉(zhuǎn)，這導(dǎo)致了脈沖之間的時間減少了 12%。這意味著以之前的發(fā)動機 旋轉(zhuǎn)在兩個脈沖之間的78%的時間內(nèi)到來的錯誤脈沖可以通過程序被濾除。在5000rpm， 速度增長為24rpm/發(fā)動機旋轉(zhuǎn)，這導(dǎo)致了脈沖之間的時間減少了 2. 4%。這意味著以之前 發(fā)動機速度兩個脈沖之間的97 %的時間內(nèi)到來的錯誤脈沖可以通過程序被濾除。可替換方法4 車輛的速度變化在本發(fā)明中由傳感器記錄并通過微處理器轉(zhuǎn)換為 計算出的速度，該速度之后被轉(zhuǎn)換為被發(fā)送到信號處理器的電脈沖。傳感器可以是組件，例 如，其讀數(shù)被再計算為信號處理器中的速度變化的加速計、或者持續(xù)顯示當前車輛速度的 值的GPS接收機。本發(fā)明容易地仿真來自不同類型的車輛的噪聲，將兩缸、低速摩托車發(fā)動機擴展 為12缸高速跑車發(fā)動機。為了實現(xiàn)這個目標，信號處理器通過添加或減去脈沖來改變所 產(chǎn)生的速度和缸的數(shù)量。大多數(shù)普通汽車發(fā)動機的4個缸可以通過在到來的脈沖之間 添加兩個脈沖來仿真12個缸。更多的脈沖可以被添加來仿真以下事實，在運行的汽車 (performance car)中，發(fā)動機可以比標準汽車中的發(fā)動機以更高的速度被驅(qū)動，例如， 9000rpm,而不是 6000rpm。聲音的仿真/合成不僅基于車輛和發(fā)動機的速度，還基于操作車輛的不同階段， 例如啟動發(fā)動機、穩(wěn)定時的空轉(zhuǎn)、加速、發(fā)動機制動、平穩(wěn)的速度、加檔和減檔、轉(zhuǎn)彎以及制 動。當本發(fā)明接收到指示啟動發(fā)動機的第一脈沖時，信號處理器發(fā)出啟動發(fā)動機所產(chǎn)生的 機械噪聲。以500-1000rpm范圍的平穩(wěn)的發(fā)動機速度復(fù)制空轉(zhuǎn)聲音。當速度在之后增長 時，進氣口和出氣口噪聲變得更大，傳輸?shù)臋C械噪聲也更大。在平穩(wěn)的速度時噪聲變小，以 及在發(fā)動機制動時噪聲的特性進一步改變，因為進氣口噪聲衰減并且出氣口噪聲變得不規(guī) 律。在可替換方式中，本發(fā)明還可以安裝有傳感器，該傳感器用于檢測發(fā)生以下強力加速、 有力轉(zhuǎn)彎和制動的移動中的改變，并將相應(yīng)的信號發(fā)送給信號處理器，之后以輪胎噪聲的 形式發(fā)出聲音。本發(fā)明還可以具有使得在用戶選擇時不與車輛的移動有任何關(guān)聯(lián)的情況下來播 放聲音的功能，例如與賽車在賽道上的噪聲相似的噪聲。本發(fā)明可以配備有存儲卡讀取器，使其可以具有例如來自新的汽車模型的新的聲音模式。存儲卡還可以包括音樂文件，該音樂文件可以在播放發(fā)動機噪聲的同時被播放。本 發(fā)明還可以具有用于連接外部音樂播放器的線路輸入端。用戶可以利用控制來選擇音樂與 車輛噪聲的音量的比例，還可以完全不連接一種或另一種聲音。
本發(fā)明還可以具有自動增長音樂的音量來與發(fā)動機速度保持同步，從而抵消以氣 流噪聲和輪胎噪聲的形式生成的來自車輛的干擾噪聲。本發(fā)明可以具有所存儲的來自不同車輛的聲音模式，從而用戶可以通過控制來選 擇所需要的車輛噪聲。本發(fā)明可以具有用于連接耳機的信號輸出端。該功能的一個優(yōu)點可以是想要在長 途旅行中防止自己不遭受令人疲倦的噪聲和轟鳴的駕駛員可以通過使用耳機來聽音樂，從 而使得有效噪聲衰減，但也可以具有特定水平的發(fā)動機噪聲從而使得駕駛員可以聽到例如 何時改變檔位。本發(fā)明還可以安裝有用于顯示設(shè)定的傳輸頻率、所選擇的聲音模式和所播放的音 樂等的數(shù)字顯示器或屏幕。本發(fā)明可以具有發(fā)送RDS數(shù)據(jù)的功能，從而汽車無線電廣播設(shè)備上的數(shù)字顯示器 可以顯示設(shè)定了哪個聲音模式或者播放了哪首音樂。該功能可以被用于減少設(shè)備本身上的 數(shù)字顯示器的需要。本發(fā)明還可以與GPS導(dǎo)航器結(jié)合。本發(fā)明可以具有用于檢測指示駕駛員正在打瞌睡的車輛的移動模式的功能，并發(fā) 送大的聲音信號來警告駕駛員。必須可以從之前提到的存儲卡將功能和移動模式下載到本 發(fā)明，從而當開發(fā)了改進的算法來指示打瞌睡時可以允許更新。本發(fā)明可以通過用節(jié)油車或甚至用電車來仿真駕駛體驗，從而減少了對費油的高 功率車的需求，產(chǎn)生了更少的環(huán)境污染(潔凈科技(Cleantech))。
權(quán)利要求
一種設(shè)計為被插入到車輛中的電插座中的設(shè)備，所述電插座構(gòu)成所述車輛的電子系統(tǒng)的一部分，所述設(shè)備沒有任何其它連接，所述設(shè)備能夠檢測所述車輛的發(fā)動機速度并將該信息轉(zhuǎn)換為聲音信號，其特征在于，所述設(shè)備包括用于檢測非故意地從車輛的發(fā)生器、電動機或點火系統(tǒng)發(fā)出的由發(fā)動機速度引起的電脈沖以檢測當前發(fā)動機速度的裝置，以及其特征在于所述設(shè)備通過無線電波的方式將基于所述電脈沖采樣/仿真的或合成產(chǎn)生的噪聲信號發(fā)送到所述車輛的無線電接收機/聲音系統(tǒng)以在所述車輛中或在所述車輛周圍播放所述噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括信號處理器，該信號處理器 包含計算算法，該計算算法能夠通過濾除所有突然改變的脈沖來濾除不是將發(fā)動機速度作 為來源的脈沖，其中該算法假設(shè)發(fā)動機速度不會突然改變而是持續(xù)改變并具有特定慣性， 以及其中該算法能夠識別由有規(guī)律的速度生成的脈沖，兩個所述脈沖之間的時間僅與之前 的時間偏移很小的程度。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，關(guān)于發(fā)動機速度的 信息被用于指示是否正在發(fā)生加檔或者減檔。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個或多個權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動機 速度可以根據(jù)以下事實來計算，即在特定時間內(nèi)沒有改變的到來的最低脈沖頻率已經(jīng)被定 義為正?？辙D(zhuǎn)速度的值。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個或多個權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包 括用于將脈沖添加到所記錄的脈沖或從所記錄的脈沖減去脈沖以通過信號處理來仿真不 同發(fā)動機類型的聲音模式和速度范圍的裝置。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個或多個權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，諸如啟動發(fā) 動機、穩(wěn)定時的空轉(zhuǎn)、加速、發(fā)動機制動、平穩(wěn)的速度、加檔和減檔、轉(zhuǎn)彎以及制動的操作車 輛的不同階段提供了通過所述設(shè)備的裝置來采樣/仿真的噪聲信號或者合成產(chǎn)生的噪聲 信號能基于這些階段來被發(fā)出的可能性。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個或多個權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備安 裝有用于裝載新的程序、噪聲數(shù)據(jù)以及音樂文件的存儲卡讀取器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個或多個權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具 有用于連接外部音樂播放器的線路輸入端。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個或多個權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具 有用于連接耳機的信號輸出端。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個或多個權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具 有發(fā)送RDS數(shù)據(jù)的功能，其中無線電接收機的數(shù)字顯示器能指示設(shè)定的聲音模式或正在播 放的音樂。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個或多個權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具 有用于檢測指示駕駛員正在打瞌睡的所述車輛的移動模式并在那時發(fā)出大的噪聲信號來 警告駕駛員的功能。
全文摘要
一種設(shè)計為被插入到車輛中的電插座中的設(shè)備，所述電插座構(gòu)成車輛的電子系統(tǒng)的一部分，所述設(shè)備沒有任何其它連接，所述設(shè)備能夠檢測車輛的發(fā)動機速度并將該信息轉(zhuǎn)換為聲音信號，其特征在于，所述設(shè)備包括用于檢測非故意地從車輛的發(fā)生器、電動機或點火系統(tǒng)發(fā)出的由發(fā)動機速度引起的電脈沖以記錄當前發(fā)動機速度的裝置，以及其特征在于所述設(shè)備通過無線電波的方式將基于電脈沖采樣/仿真的或合成產(chǎn)生的噪聲信號發(fā)送到車輛的無線電接收機/聲音系統(tǒng)以在車輛中或在車輛周圍播放該噪聲。
文檔編號G10K15/02GK101842831SQ200880113500
公開日2010年9月22日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者K·帕爾梅斯塔 申請人:K·帕爾梅斯塔