CN114261334A - 生成车辆的声音的装置与方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及生成车辆的声音的装置与方法及计算机可读存储介质，装置包括：电动机，被配置为基于目标驱动电流生成旋转分量的扭矩和振动分量的扭矩；控制器，被配置为通过对用于生成旋转分量的扭矩的第一信号和用于生成振动分量的扭矩的第二信号进行合成而生成目标电流，并且基于目标电流确定用于驱动电动机的目标驱动电流；以及声音输出设备，由于振动分量的扭矩而生成目标声音。

Description

生成车辆的声音的装置与方法及计算机可读存储介质
相关申请的交叉引用
本申请要求保护于2020年9月16日提交的韩国专利申请第10-2020-0119377号的优先权，出于所有目的，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及用于产生车辆的声音的装置和方法。
背景技术
因为使用电的电动车辆在行驶时并不产生发动机声音，所以出于行人的安全，电动车辆需要具有产生虚拟发动机声音的虚拟发动机声音***，以使得行人在车辆行驶时识别到正在靠近行人的车辆。
然而，因为该***可以具有产生声音的独立扬声器或电振动器(振动诱发设备)，所以车辆的重量可能增加并且成本可能增加。因此，需要开发在不增加车辆的成本和重量的情况下产生各种声音的技术。
发明部分的该背景中所包括的信息仅用于增强对本发明的整体背景的理解并且不可被视为是对该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的认可或任意建议形式。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供用于产生车辆的声音的装置和方法，被配置为在不增加车辆的重量和成本的情况下通过利用基本设置在车辆中的电动机而产生各种虚拟发动机声音。
通过本发明解决的技术问题并不局限于上述问题，并且本发明的各个示例性实施方式所属领域的技术人员从下列描述中，能够清晰地理解本文未提及的任意其他技术问题。
根据本发明的各个方面，生成车辆的声音的装置可以包括：电动机，被配置为基于目标驱动电流，生成旋转分量的扭矩和振动分量的扭矩；控制器，被配置为通过对用于生成旋转分量的扭矩的第一信号和用于生成振动分量的扭矩的第二信号进行合成而生成目标电流，并且基于目标电流确定用于驱动电动机的目标驱动电流；以及声音输出设备，由于振动分量的扭矩而生成目标声音。
控制器可以包括：目标信号处理器，输出目标电流；比例积分(PI)控制器，对通过从目标电流中减去从电动机接收的反馈电流而获得的值，执行PI控制操作；脉冲宽度调制(PWM)控制器，改变经过PI控制操作的电流的脉冲宽度；以及电动机驱动器，基于具有已改变的脉冲宽度的电流，确定用于驱动电动机的目标驱动电流，并且将所确定的目标驱动电流输出至电动机。
目标信号处理器可以基于雨刷操作信息确定用于控制雨刷的操作的目标信号，并且可以通过从目标信号中提取直流(DC)分量而生成第一信号。
目标信号处理器可以基于冷却风扇操作信息而确定用于控制冷却风扇的操作的目标信号，并且可以通过从目标信号中提取直流(DC)分量而生成第一信号。
目标信号处理器可以基于驱动信息生成用于控制电动机的可变声音信号，并且通过从可变声音信号中提取交流(AC)分量而生成第二信号。
目标信号处理器可以包括：基本声音信号形成设备，被配置为设置驱动信息的与目标声音的频率相关的驱动变量、将目标声音的音色数设置为“n”、并且设置每个音色的基本频率和基本大小；和与驱动变量相关的声音形成设备，被配置为：设置驱动变量的最小值和最大值的变频比，基于变频比、取决于驱动变量的音量加权函数、取决于扭矩变化的音量加权函数、以及取决于按下加速器踏板的程度的音量加权函数中的一项形成“n”个音色的“n”个目标声音信号，并且通过对“n”个目标声音信号进行合成而生成可变声音信号。
驱动变量可以包括车辆速度、发动机每分钟转数(RPM)、以及电动机RPM中的一项。
电动机可能由于旋转分量的扭矩而操作雨刷或冷却风扇。
根据本发明的各个方面，用于生成车辆的声音的方法可以包括：通过对用于生成旋转分量的扭矩的第一信号和用于生成振动分量的扭矩的第二信号进行合成而生成目标电流；基于目标电流确定用于驱动电动机的目标驱动电流；并且由于旋转分量的扭矩和振动分量的扭矩中的振动分量的扭矩而生成目标声音，电动机基于目标驱动电流生成旋转分量的扭矩和振动分量的扭矩。
生成目标电流可以包括：基于雨刷操作信息确定用于控制雨刷的操作的目标信号，并且通过从目标信号中提取DC分量而生成第一信号。
生成目标电流可以包括：基于冷却风扇操作信息确定用于控制冷却风扇的操作的目标信号，并且通过从目标信号中提取DC分量而生成第一信号。
生成目标电流可以包括：基于驱动信息产生用于控制电动机的可变声音信号，并且通过从可变声音信号中提取AC分量而生成第二信号。
生成可变声音信号可以包括：设置驱动信息的与目标声音的频率相关的驱动变量；将目标声音的音色数设置为“n”；设置每个音色的基本频率和基本大小；设置驱动变量的最小值和最大值的变频比；基于变频比、取决于驱动变量的音量加权函数、取决于扭矩变化的音量加权函数、以及取决于按下加速器踏板的程度的音量加权函数中的一项形成“n”个音色的“n”个目标声音信号；并且通过对“n”个目标声音信号进行合成而生成可变声音信号。
驱动变量可以包括车辆速度、发动机RPM、以及电动机RPM中的一项。
确定目标驱动电流可以包括：对通过从目标电流中减去从电动机接收的反馈电流而获得的值，执行PI控制操作；改变经过PI控制操作的电流的脉冲宽度；并且基于具有已改变的脉冲宽度的电流确定用于驱动电动机的目标驱动电流。
方法可以进一步包括：由于旋转分量的扭矩而操作雨刷或冷却风扇。
从被结合在此处的所附附图及一起用于说明本发明的特定原理的下列细节描述中，显而易见或更为详细地阐述本发明的方法与装置具有其他特征和优点。
附图说明
图1是示出根据本发明的各个示例性实施方式产生车辆的声音的装置的配置的框图。
图2是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式产生车辆的声音的装置的配置及信号流的示图。
图3是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的雨刷电动机目标信号处理器的配置及其信号流的示图。
图4是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式产生车辆的声音的装置的配置及其信号流的示图。
图5是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的冷却风扇电动机目标信号处理器的配置及其信号流的示图。
图6是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的用于产生可变声音信号的方法的示图。
图7A是示出变频比的图表。
图7B是示出根据车辆速度而加权的音量的图表。
图7C是示出根据扭矩而加权的音量的图表。
图7D是示例性地示出根据按下加速器踏板的程度而加权的音量的示图。
图8是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的产生车辆的声音的装置的示意图。
图9A与图9B是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的产生车辆的声音的装置的示意图。
图10、图11、图12、以及图13是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的产生车辆的声音的方法的示图。
应当理解，所附附图并不一定必须按比例绘制，从某种程度上呈现了示出本发明的基本原理的各个特征的简化表示。由具体旨在应用和使用环境而部分确定本文所包括的本发明的具体设计特征，包括例如具体尺度、方位、位置、以及形状。
在附图中，贯穿附图的若干幅图，参考标号指本发明的相同或等同部分。
具体实施方式
现将详细参考本发明的各个实施方式，在所附附图及下列描述中示出了本发明的实施例。尽管将结合本发明的示例性实施方式对本发明进行描述，然而，应当理解的是，本描述并不旨在将本发明局限于这些示例性的实施方式。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方式，而且还覆盖由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内所包括的各种替代、改造、等同物、以及其他实施方式。
在下文中，将参考示例性附图对本发明的各个示例性实施方式进行详细描述。在将参考标号添加至各个附图的部件时，应注意，即使在其他附图中显示，也以相同的标号表示相同或等同的部件。此外，在描述本发明的示例性实施方式时，为了不使本发明的精神变得不必要地模糊，将不进行已知特征或功能的细节描述。
此外，在根据本发明的各个示例性实施方式的部件的下列描述中，可以使用术语‘第一’、‘第二’、‘A’、‘B’、‘(a)’、以及‘(b)’。这些术语仅旨在区分一个部件与另一部件，并且术语并不限制组成部件的性质、序列、或顺序。此外，除非另有限定，否则，本文使用的全部术语，包括技术或科技术语，具有与本发明的各个示例性实施方式所属领域的技术人员通常理解的相同含义。通常使用字典中所限定的该术语应被视为具有与本技术领域的上下文含义等同的含义，并且不应被视为具有理想化或过度形式的含义，除非在本申请中被明确限定为具有该含义。
图1是示出根据本发明的各个示例性实施方式产生车辆的声音的装置的配置的框图。
如图1中示出的，用于产生车辆的声音的装置100可以包括输入设备110、传感器120、电动机130、声音输出设备140、以及控制器150。
输入设备110可以根据用户的操纵或用户的动机而产生相关操作信号。根据本发明的各个示例性实施方式，输入设备110可以包括被配置为操作雨刷的雨刷开关。
传感器120可以包括获取与车辆有关的驱动信息的驱动传感器121和冷却风扇传感器122-0。在这种情况下，驱动信息是在车辆行驶时通过车辆获取的信息。驱动传感器121可以获取车辆速度、扭矩、发动机每分钟转数(RPM)、以及电动机RPM。此外，冷却风扇传感器122-0可以获取发动机温度和冷却剂温度。
电动机130可以基于通过控制器150生成的目标驱动电流而生成旋转分量的扭矩和振动分量的扭矩。根据本发明的各个示例性实施方式，电动机130可以包括雨刷驱动电动机和冷却风扇驱动电动机。从电动机130生成的旋转分量的扭矩通过旋转雨刷的旋转连杆而旋转雨刷或旋转冷却风扇的叶片。从电动机130生成的振动分量的扭矩可以通过使声音输出设备140振动而生成车辆的目标声音。
声音输出设备140可以通过由电动机130的振动分量的扭矩产生的振动而输出车辆的目标声音。声音输出设备140可以包括连接至电动机130的面板安装设备141和振动面板142。与常规车身面板相比较，振动面板142可以被设计成具有更高的辐射效率，以使得生成足够的辐射音量。此外，与现有的车身面板相比较，振动面板142可以被设计为增加弹性模量并且具有更小的质量和更薄的厚度。此外，振动面板142可以被设计成没有干扰振动的滚珠或肋条，并且振动面板142的面积可以至少为其厚度的100倍以上(例如，200倍至500倍)。
根据本发明的各个示例性实施方式，振动面板142可以通过连接至雨刷齿轮箱的面板安装设备141而连接，并且可以包括前围上盖板面板。此外，振动面板142可以通过面板安装设备141以从冷却风扇电动机的一侧辐射的形式而连接。根据本发明的各个示例性实施方式，面板安装设备141可以设置在这样的位置处，即，由于来自电动机的振动扭矩而可能易于产生振动面板142的振动。例如，面板安装设备141可以设置在这样的位置处，即，主要在电动机130的离心力的方向上生成振动，即，在电动机的外壳(包围电动机的壳体)的中心部分附近。
更详细地，将参考图9B对设置在冷却风扇电动机中的振动面板142进行描述。
通过各种处理设备可以实现控制器150，诸如通过嵌入有半导体芯片以操作或执行各种指令的微处理器等，并且控制器150可以基于存储在存储器中的至少一种算法而控制装置100的操作用于生成车辆的声音。
控制器150通过对从电动机130生成旋转分量的扭矩的第一信号和从电动机130生成振动分量的扭矩的第二信号进行合成而生成目标电流，并且可以基于目标电流确定用于驱动电动机130的目标驱动电流。下面将参考图2至图6对控制器150进行更详细地描述。
图2是示例性地示出根据本公开的各个示例性实施方式生成车辆的声音的装置的配置及其信号流的示图。
如图2中示出的，根据本发明的各个示例性实施方式，用于生成车辆的声音的装置100可以包括：控制器150，基于从输入设备110生成的雨刷操作信号和从驱动传感器121获得的驱动信息，输出目标电流(Iref)；雨刷电动机131，当对雨刷电动机131施加目标电流时被驱动；声音输出设备140，当施加来自雨刷电动机131的振动分量的扭矩时输出声音；以及雨刷驱动设备200，当施加来自雨刷电动机131的旋转分量的扭矩时驱动雨刷。
控制器150可以包括：雨刷电动机目标信号处理器151，基于雨刷操作信号和驱动信息输出目标电流(Iref)；PI控制器152，对通过从目标电流中减去从电动机130(雨刷电动机131)接收的反馈电流(I)而获得的值，执行比例积分(PI)控制操作；脉冲宽度调制(PWM)控制器153，改变通过从目标电流中减去反馈电流而获得的电流的脉冲宽度，以转换用于驱动电动机130(雨刷电动机131)的电流量；以及DC电动机驱动器154，基于具有已改变的脉冲宽度的目标电流而确定电动机130(雨刷电动机131)的目标驱动电流，并且将所确定的目标驱动电流输出至电动机130(雨刷电动机131)。将参考图5对雨刷电动机目标信号处理器151进行更详细地描述。
通过从控制器150输出的目标驱动电流，可以驱动包括雨刷电动机131的电动机130，并且电动机130可以生成包括旋转分量(Tr)和振动分量(Tv)的电动机扭矩。将从雨刷电动机131生成的旋转分量的扭矩传输至雨刷齿轮箱230，并且施加被传输至雨刷齿轮箱230的扭矩来操作旋转连杆220，并且通过旋转连杆220的操作而操作雨刷210。此外，将从雨刷电动机131生成的振动分量的扭矩传输至面板安装设备141，并且被传输至面板安装设备141的扭矩使振动面板142振动而生成目标声音。
图3是示例性地示出根据本公开的各个示例性实施方式的雨刷电动机目标信号处理器的配置及其信号流的示图。
如图3中示出的，雨刷电动机目标信号处理器151可以基于从输入设备110接收的雨刷操作信息生成用于生成电动机(雨刷电动机)的旋转分量的扭矩的第一信号，并且可以基于来自驱动传感器121的驱动信息生成用于生成电动机(雨刷电动机)的振动分量的扭矩的第二信号。此外，雨刷电动机目标信号处理器151可以通过对第一信号和第二信号进行合成而生成目标电流。
更详细地，雨刷电动机目标信号处理器151可以包括：雨刷操作信息获取设备111，从输入设备110接收雨刷操作信号，以获取包括雨刷的开启/关闭状态的雨刷操作信息和雨刷操作强度的设置值；雨刷控制目标信号计算设备112，基于雨刷操作信息确定用于控制雨刷来调整电动机(雨刷电动机)的控制信号的大小和频率的目标信号；电流增益调节设备113，调节电流增益，以对输出电流进行放大；以及电动机DC分量输出设备114，输出电流的直流(DC)分量并且可以使用上述分量生成第一信号。在这种情况下，当目标值不涉及噪音时，电动机DC分量输出设备114可以自动提取DC分量。然而，当目标值涉及噪音时，添加低通滤波器，以输出具有DC分量的电流。
此外，雨刷电动机目标信号处理器151可以包括：驱动信息接收设备122，从驱动传感器121接收驱动信息(车辆速度、扭矩、或发动机RPM(或电动机RPM))；基本声音信号形成设备123，基于驱动信息形成基本声音信号；与驱动变量相关的声音形成设备124，基于基本声音信号形成可变声音信号；电流增益调节设备125，调节电流增益，以对输出电流进行放大；以及电动机AC分量输出设备126，输出电流的交流(AC)分量并且可以通过使用上述分量而生成第二信号。在这种情况下，当目标值不涉及噪音时，电动机AC分量输出设备可以自动提取AC分量。然而，当目标值涉及噪音时，添加高通滤波器，以输出具有AC分量的电流。后面将参考图6和图7A至图7D对基本声音信号形成设备123和与驱动变量相关的声音形成设备124进行更详细地描述。
此外，雨刷电动机目标信号处理器151可以包括通过对第一信号和第二信号进行合成而生成目标电流的目标电流合成设备160。
图4是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式生成车辆的声音的装置的配置及其信号流的示图。
如图4中示出的，根据本发明的各个示例性实施方式，用于生成车辆的声音的装置100可以包括：控制器150，基于从冷却风扇传感器122-0获取的冷却风扇操作信息和从驱动传感器121获取的驱动信息确定目标电流(Iref)；冷却风扇电动机132，当施加目标电流时被驱动；声音输出设备140，当施加冷却风扇电动机132的振动分量的扭矩时，输出目标声音；以及冷却风扇驱动设备300，当施加冷却风扇电动机132的旋转分量的扭矩时，驱动冷却风扇。
控制器150可以包括：冷却风扇电动机目标信号处理器155，基于冷却风扇操作信息和驱动信息输出目标电流(Iref)；PI控制器156，对通过从目标电流中减去从冷却风扇电动机132接收的反馈电流(I)而获得的值，执行PI(比例积分控制)控制操作；脉冲宽度调制(PWM)控制器157，改变通过从目标电流中减去反馈电流而获得的电流的脉冲宽度，以对驱动电动机(冷却电动机)的电流量进行转换；以及DC电动机驱动器158，基于具有已改变的脉冲宽度的目标电流确定电动机(冷却电动机)的目标驱动电流，并且将所确定的目标驱动电流输出至电动机(冷却电动机)。将参考图5对冷却电动机目标信号处理器155进行更详细地描述。
图5是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的冷却风扇电动机目标信号处理器的配置及其信号流的示图。
如图5中示出的，冷却风扇电动机目标信号处理器155可以基于从冷却风扇传感器122-0接收的冷却风扇操作信息生成用于生成电动机(冷却风扇电动机)的旋转分量的扭矩的第一信号，并且可以基于从驱动传感器121获取的驱动信息生成用于生成电动机(冷却风扇电动机)的振动分量的扭矩的第二信号。此外，冷却风扇电动机目标信号处理器155可以通过对第一信号和第二信号进行合成而生成目标电流。
冷却风扇电动机目标信号处理器155可以包括：冷却风扇操作信息接收设备122-1，接收从冷却风扇传感器122-0获得的冷却风扇操作信息；冷却风扇控制目标信号计算设备122-2，根据冷却风扇操作信息确定用于控制冷却风扇以改变冷却风扇的旋转速度的目标信号(例如，发动机温度)；电流增益调节设备122-3，调节电流增益，以对输出电流进行放大；以及电动机DC分量输出设备122-4，输出电流的直流(DC)分量并且可以通过使用上述分量而生成第一信号。在这种情况下，当目标值不涉及噪音时，电动机DC分量输出设备122-4可以自动提取DC分量。然而，当目标值涉及噪音时，添加低通滤波器，以输出具有DC分量的电流。
此外，冷却风扇电动机目标信号处理器155可以包括：驱动信息接收设备122，从驱动传感器121接收驱动信息(车辆速度、扭矩、或发动机RPM(或电动机RPM))；基本声音信号形成设备123，基于驱动信息形成基本声音信号；与驱动变量相关的声音形成设备124，基于基本声音信号形成可变声音信号；电流增益调节设备125，调节电流增益，以对输出电流进行放大；以及电动机AC分量输出设备126，输出电流的交流(AC)分量并且可以使用上述分量生成第二信号。在这种情况下，当目标值不涉及噪音时，电动机AC分量输出设备126可以自动提取AC分量。然而，当目标值涉及噪音时，添加高通滤波器，以输出具有AC分量的电流。后面将参考图6和图7A至图7D对基本声音信号形成设备123和与驱动变量相关的声音形成设备124进行更详细地描述。
此外，冷却风扇电动机目标信号处理器155可以包括通过对第一信号和第二信号进行合成而生成目标电流的目标电流合成设备160。
图6是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式生成可变声音信号的方法的示图。图7A是示出变频比的图表，图7B是示出根据车辆速度而加权的音量的图表，图7C是示出根据扭矩而加权的音量的图表，并且图7D是示例性地示出根据按下加速器踏板的程度而加权的音量的示图。在这种情况下，基于基本声音信号形成可变声音信号。因此，在聚焦于基本声音信号形成设备123和与驱动变量相关的声音形成设备124的操作的同时，将参考图6、与图7A、图7B、图7C、以及图7D对生成可变声音的信号的方式进行描述。
如图6中示出的，基本声音信号形成设备123可以设置驱动信息的与目标声音的频率(目标声音的音高)相关的驱动变量(S100)。在这种情况下，驱动变量可以包括车辆速度、发动机RPM、以及电动机RPM中的一项。此外，基本声音信号形成设备123可以通过使目标声音的音色数除以“n”而进行设置，并且可以设置每个音色的基本频率和基本大小。
例如，基本声音形成设备123可以设置目标声音的音色的第一声音的基本频率和基本大小(S110和S120)、可以设置第二声音的基本频率和基本大小(S180和S190)、可以设置第n声音的基本频率和基本大小(S250和S260)。
与驱动变量相关的声音形成设备124可以根据“n”个音色中的每个音色的驱动变量而设置变频比(S130、S200、以及S270)。根据本发明的各个示例性实施方式，与驱动变量相关的声音形成设备124可以针对驱动变量的最小值和最大值设置变频比。例如，当可以将驱动变量设置为车辆速度时，并且当基本声音信号形成设备123中的基本频率是100HZ时，可以在车辆速度的最小值处将变化比设置为1并且可以在车辆速度的最大值处将变化比设置为1.8。因此，如图7A中示出的，当车辆速度具有最小值时，可以将目标声音的频率设置为100HZ。当车辆速度具有最大值时，可以将目标声音的频率设置为180Hz。此外，如图7A中示出的，与驱动变量相关的声音形成设备124可以通过将变化比线性地映射至驱动变量的最小值与最大值之间的值而设置变化比，以使得“n”个音色的频率根据驱动变量的大小而变化。
当设置“n”个音色的变频比时，与驱动变量相关的声音形成设备124可以设置取决于“n”个音色中的每个音色的驱动变量的音量加权函数、取决于扭矩变化的音量加权函数、以及取决于按下加速器踏板的程度的音量的加权函数(S140、S150、S160、S210、S220、S230、S280、S290、以及S300)。
例如，如图7B中示出的，当根据驱动变量(车辆速度)设置音量的加权函数时，当车辆速度增加(例如，150kph以上)时，与驱动变量相关的声音形成设备124可以将音量加权高至3dB。此外，如图7C中示出的，当根据扭矩设置音量的加权函数时，当扭矩增加(例如，25kgf m以上)时，与驱动变量相关的声音形成设备124可以将音量加权高至3dB。此外，如图7D中示出的，当根据按下加速器踏板的程度设置音量的加权函数时，当按下加速器踏板的程度在80％以上时，与驱动变量相关的声音形成设备124可以将音量加权高至5dB。
与驱动变量相关的声音形成设备124可以基于周围的变频比、取决于驱动变量的音量的加权函数、取决于扭矩变化的音量的加权函数、或取决于按下加速器踏板的程度的音量的加权函数中的一项，形成“n”个音色中的每个音色的目标声音信号(S170、S240、以及S310)。
与驱动变量相关的声音形成设备124可以通过对“n”个音色的目标声音信号进行合成而生成可变声音信号(S320)。
图8是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式生成车辆的声音的装置的示意图。
如图8中示出的，当施加雨刷电动机的目标驱动电流(通过用于生成车辆的声音的装置100中的控制器150确定)时，雨刷电动机131可以生成旋转分量的扭矩和振动分量的扭矩。在这种情况下，可以将旋转分量的扭矩传输至雨刷齿轮箱230，并且被传输至雨刷齿轮箱230的扭矩驱动连接至雨刷齿轮箱230的旋转连杆220。当旋转连杆220操作时，连接至旋转连杆220的端部的雨刷210可以操作。此外，可以将振动分量的扭矩传输至面板安装设备141，并且被传输至面板安装设备141的扭矩使振动面板142振动而生成目标声音。
图9A与图9B是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式生成车辆的声音的装置的示意图。
如图9A和图9B中示出的，在通过冷却风扇电缆350穿过冷却风扇连接器340之后，当对冷却风扇电动机132施加冷却风扇电动机的目标驱动电流(通过用于生成车辆的声音的装置100中的控制器150确定)时，冷却风扇电动机132可以生成旋转分量的扭矩和振动分量的扭矩。在这种情况下，旋转分量的扭矩使连接至冷却风扇电动机132的电动机转子380和冷却风扇电动机330旋转，并且可以使冷却风扇电动机330和作为电动机转子380的冷却风扇叶片310旋转。此外，可以将振动分量的扭矩传输至连接冷却风扇电动机和振动面板142的面板安装设备141，并且被传输至面板安装设备141的扭矩使振动面板142振动而生成目标声音。
冷却风扇电动机132与冷却风扇叶片310可以设置在冷却风扇壳体320中，并且冷却风扇壳体320可以通过冷却风扇安装橡胶370而支撑在前端模块的下构件360的上侧上。
图10、图11、以及图12和图13是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式生成车辆的声音的方法的示图。
如图10中示出的，控制器150可以通过对用于生成旋转分量的扭矩的第一信号和用于生成振动分量的扭矩的第二信号进行合成而生成目标电流(S410)。将参考图11和图12对S410的细节进行更详细地描述。
控制器150可以基于目标电流确定驱动电动机的目标驱动电流(S420)。将参考图13对S420的细节进行更详细地描述。
控制器150可以基于目标驱动电流使用从电动机生成的扭矩中的振动分量的扭矩而生成目标声音(S430)。
如图11中示出的，根据本发明的各个示例性实施方式，控制器150基于雨刷操作信息确定用于控制雨刷操作的目标信号，以使得确定目标驱动电流(S510)，并且控制器150可以通过从目标信号中提取DC分量而生成第一信号(S520)。
此外，控制器150基于驱动信息生成用于控制电动机的可变声音信号(S530)并且可以通过从可变声音信号中提取AC分量而生成第二信号(S540)。此外，控制器150可以通过对第一信号和第二信号进行合成而确定目标驱动电流(S550)。
如图12中示出的，根据本发明的各个示例性实施例，控制器150基于冷却风扇操作信息确定用于控制冷却风扇操作的目标信号，以使得确定目标驱动电流(S610)，并且控制器150可以通过从目标信号中提取DC分量而生成第一信号(S620)。
此外，控制器150基于驱动信息生成用于控制电动机的可变声音信号(S630)并且可以通过从可变声音信号中提取AC分量而生成第二信号(S640)。此外，控制器150可以通过对第一信号和第二信号进行合成而确定目标驱动电流(S650)。
通过参考针对图6和图7A至图7D展开的描述，可以理解在图11的S530和图12的S630中生成可变声音信号的操作的细节。
如图13中示出的，控制器150可以对通过从目标电流中减去从电动机接收的反馈电流而获得的值，执行PI控制操作(S710)、可以改变PI控制电流的脉冲宽度(S720)、并且可以基于具有已改变的脉冲宽度的电流而确定用于驱动电动机的目标驱动电流(S730)。
根据本发明的各个示例性实施方式，在用于生成车辆的声音的装置和方法中，在不增加车辆的重量或成本的情况下，可以生成各种虚拟的发动机声音。
为便于在所附权利要求中进行说明和准确地限定，术语“上方”、“下方”、“里面”、“外面”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后方”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“里面的”、“外面的”、“向前地”、以及“向后地”用于参考图中所显示的该特征的位置而描述示例性实施方式的特征。应进一步理解的是，术语“连接”或其衍生词指直接连接和间接连接。
出于示出和描述的目的呈现了本发明的具体示例性实施方式的上述描述。其并不旨在穷尽或将本发明局限于所公开的精确形式，并且显而易见，根据上述教导，许多改造与变更是可行的。示例性实施方式被选定并且描述为对本发明的特定原理及其实际应用进行说明，以能够使得本领域技术人员使用并且利用本发明的各个示例性实施方式以及其各种替代和改造。旨在由其所附权利要求及其等同物限定本发明的范围。

Claims (19)

1.一种生成车辆的声音的装置，所述装置包括：
电动机，被配置为根据目标驱动电流生成旋转分量的扭矩和振动分量的扭矩；
控制器，连接至所述电动机并且被配置为通过对用于生成所述旋转分量的扭矩的第一信号和用于生成所述振动分量的扭矩的第二信号进行合成而生成目标电流，并且根据所述目标电流确定用于驱动所述电动机的所述目标驱动电流；以及
声音输出设备，耦接至所述电动机并且被配置为通过所述振动分量的扭矩而生成目标声音。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器包括：
目标信号处理器，被配置为输出所述目标电流；
比例积分控制器，接合至所述目标信号处理器，并且被配置为对通过从由所述目标信号处理器生成的所述目标电流中减去从所述电动机接收的反馈电流而获得的值执行比例积分控制操作；
脉冲宽度调制控制器，接合至所述比例积分控制器并且被配置为改变经过所述比例积分控制操作的电流的脉冲宽度；以及
电动机驱动器，接合至所述脉冲宽度调制控制器，并且所述电动机驱动器被配置为根据具有已改变的脉冲宽度的所述电流而确定用于驱动所述电动机的所述目标驱动电流，并且将确定的所述目标驱动电流输出至所述电动机。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述目标信号处理器被配置为根据雨刷操作信息确定用于控制雨刷的操作的目标信号，并且通过从所述目标信号中提取直流分量而生成所述第一信号。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述目标信号处理器被配置为根据冷却风扇操作信息确定用于控制冷却风扇的操作的目标信号，并且通过从所述目标信号中提取直流分量而生成所述第一信号。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述目标信号处理器被配置为根据驱动信息生成用于控制所述电动机的可变声音信号，并且通过从所述可变声音信号中提取交流分量而生成所述第二信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述目标信号处理器包括：
基本声音信号形成设备，被配置为：设置所述驱动信息的与所述目标声音的频率相关的驱动变量，将所述目标声音的音色的数量设置为“n”，并且设置每个音色的基本频率和基本大小；以及
与驱动变量相关的声音形成设备，被配置为：设置所述驱动变量的最小值和最大值的变频比，根据所述变频比、取决于所述驱动变量的音量加权函数、取决于扭矩变化的音量加权函数、以及取决于按下加速器踏板的程度的音量加权函数中的一项形成“n”个所述音色的“n”个目标声音信号，并且通过对“n”个所述目标声音信号进行合成而生成所述可变声音信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述驱动变量包括：
车辆速度、发动机每分钟转数、以及电动机每分钟转数中的一项。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，当所述车辆速度是所述驱动变量时，将所述变频比线性映射为所述驱动变量的所述最小值和所述最大值之间的值。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电动机根据所述旋转分量的扭矩操作雨刷或冷却风扇。
10.一种生成车辆的声音的方法，所述方法包括：
由控制器，通过对用于生成旋转分量的扭矩的第一信号和用于生成振动分量的扭矩的第二信号进行合成，而生成目标电流；
由所述控制器，根据所述目标电流，确定用于驱动电动机的目标驱动电流；并且
由声音输出设备，根据所述旋转分量的扭矩和所述振动分量的扭矩中的所述振动分量的扭矩，生成目标声音，所述电动机根据所述目标驱动电流生成所述旋转分量的扭矩和所述振动分量的扭矩。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，生成所述目标电流包括：
根据雨刷操作信息确定用于控制雨刷的操作的目标信号；并且
通过从所述目标信号中提取直流分量而生成所述第一信号。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，生成所述目标电流包括：
根据冷却风扇操作信息确定用于控制冷却风扇的操作的目标信号；并且
通过从所述目标信号中提取直流分量而生成所述第一信号。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，生成所述目标电流包括：
根据驱动信息生成用于控制所述电动机的可变声音信号；并且
通过从所述可变声音信号中提取交流分量而生成所述第二信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，生成所述可变声音信号包括：
设置所述驱动信息的与所述目标声音的频率相关的驱动变量；
将所述目标声音的音色的数量设置为“n”；
设置每个音色的基本频率和基本大小；
设置所述驱动变量的最小值和最大值的变频比；
根据所述变频比、取决于所述驱动变量的音量加权函数、取决于扭矩变化的音量加权函数、以及取决于按下加速器踏板的程度的音量加权函数中的一项，形成“n”个所述音色的“n”个目标声音信号；并且
通过对“n”个所述目标声音信号进行合成而生成所述可变声音信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述驱动变量包括：
车辆速度、发动机每分钟转数、以及电动机每分钟转数中的一项。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，当所述车辆速度是所述驱动变量时，将所述变频比线性映射至所述驱动变量的所述最小值和所述最大值之间的值。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述目标驱动电流包括：
对通过从所述目标电流中减去从所述电动机接收的反馈电流而获得的值，执行比例积分控制操作；
改变经过所述比例积分控制操作的电流的脉冲宽度；并且
根据具有已改变的脉冲宽度的所述电流，确定用于驱动所述电动机的所述目标驱动电流。
18.根据权利要求10所述的方法，还包括：
由于所述旋转分量的扭矩而操作雨刷或冷却风扇。
19.一种非易失性计算机可读存储介质，记录有用于执行根据权利要求10所述的方法的程序。
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