用于电动车辆的虚拟声音提供设备和方法与流程
1.本发明涉及一种用于电动车辆的虚拟声音提供设备和方法，更具体地，本发明涉及用于在电动车辆中生成和播放虚拟行驶声音的虚拟声音提供设备和方法。
背景技术：
2.众所周知，电动车辆(electric vehicle，ev)是利用电机驱动的车辆。电动车辆的驱动系统包括：电池、逆变器、电机和减速器，所述电池配置为提供驱动电机所需的电力；所述逆变器连接至电池以驱动并控制电机；所述电机经由逆变器连接至电池以可充放电的方式作为车辆的驱动源；所述减速器配置为将电机的旋转力减速并将减速的旋转力传递至驱动轮。
3.特别地，逆变器用于在驱动电机时将从电池供应的直流电(direct current，dc)转换为交流电(alternating current，ac)并经由电线将交流电供应至电机，并且用于将由电机产生的交流电转换为直流电并将直流电供应至电池，以便在电机再生时对电池充电。
4.与传统的内燃机车辆不同，电动车辆不使用多挡位变速器，而是将使用固定传动比的减速器布置在电机与驱动轮之间。这样做的原因在于，内燃机(internal combustion engine，ice)具有取决于驱动点的较宽的能量效率分布范围，并且仅在高速区间提供高扭矩，然而电机对于驱动点而言在效率方面具有相对较小的差异，并且能够仅通过单个电机的特征而在低速下实现高扭矩。
5.此外，由于内燃机的特征，即不能在低速下驱动，配备有传统内燃机驱动系统的车辆需要过渡机构，例如扭矩变换器或离合器，然而，由于电机能够在低速下容易地驱动，电动车辆的驱动系统中可以省略过渡机构。由于这种机制上的差异，电动车辆可以提供平稳的驾驶性能，而不像内燃机车辆那样由于换挡而不连续。
6.如上所述，传统的内燃机车辆燃烧燃料来产生动力，然而电动车辆的驱动系统利用电池的电力来驱动电机来产生动力。因此，不像由空气动力学和热力学反应而产生的内燃机扭矩，电动车辆的扭矩通常比内燃机的扭矩更精准、更平稳、反应更快。
7.上述特点在电动车辆中起到积极作用。然而，对于高性能车辆，由内燃机的噪声、物理振动和热力学作用而产生的各种影响可能基于车辆乘员的情绪反应而被认为是很重要的。例如，由于驱动系统的特性，电动车辆不能提供的特征是后燃声音和发动机声音，在高性能内燃机车辆中可能会经常感受到所述后燃声音，所述发动机声音取决于车辆的加速和减速状态而不同地产生。
8.后燃声音是由于内燃机的排气系统的压力的改变而产生的声音。在高性能车辆中，当由于各种原因在发动机的汽缸中处于燃烧的状态下通过排气歧管排出丰富的燃料时，燃料在高温排气管中膨胀，由此产生后燃声音。后燃声音使得包括驾驶员在内的车辆乘员能够感受到动态的驾驶的感觉和动态的真实感。
9.随着近来电动车辆的使用的增加，即使是在电动车辆中也希望感受如同内燃机车辆的驾驶的感觉、动态的真实感、声音和驾驶的乐趣的驾驶员的数量也会增加。相应地，电
动车辆需要能够生成并提供虚拟行驶声音的技术，所述虚拟行驶声音模拟从电动车辆的驱动系统以外的驱动系统产生的声音，例如就像在内燃机车辆中的发动机声音或后燃声音。特别地，电动车辆首选能够提供取决于驾驶员的加速和减速驾驶模式而不同的虚拟加速和减速声音的技术。
10.提供公开于背景技术部分的上述信息仅旨在加强对本发明的背景技术的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所已知的现有技术。
技术实现要素：
11.本发明的目的是提供这样一种能够输出虚拟行驶声音的设备和方法，使得驾驶员可以在电动车辆中体验不同的驾驶感觉和享受。
12.本发明的另一个目的是提供这样一种能够输出虚拟行驶声音的设备和方法，所述虚拟行驶声音在电动车辆中模拟从电动车辆的驱动系统以外的驱动系统产生的声音，例如发动机声音。
13.本发明的又一个目的是提供一种能够在电动车辆中提供取决于驾驶员的加速和减速驾驶模式而不同的虚拟加速和减速声音的设备和方法。
14.本发明的目的不限于上面描述的那些，本领域的普通技术人员(在下文中，称为“普通技术人员”)根据以下描述将更清楚地理解本发明的其他没有提及的目的。
15.为了实现该目的，一方面，本发明提供了一种用于电动车辆的虚拟声音提供方法，所述虚拟声音提供方法包括：在电动车辆的行驶期间，由控制器收集用于输出虚拟发动机声音的车辆驾驶信息；从收集到的车辆驾驶信息中的驾驶员的加速踏板输入值和制动踏板输入值，由控制器确定与驾驶员的加速和减速驾驶模式相对应的目标声音的特征；基于确定的目标声音的特征信息和由电动车辆的麦克风获取的实际行驶声音的特征信息，由控制器生成并输出用于输出具有目标声音的特征的虚拟行驶声音的声音控制信号；控制声音装置的操作，从而根据从控制器输出的声音控制信号来生成并输出虚拟行驶声音。
16.另一方面，本发明提供一种用于电动车辆的虚拟声音提供设备，所述虚拟声音提供设备包括：驾驶信息检测器、麦克风、控制器和声音装置，所述驾驶信息检测器配置为在电动车辆的行驶期间检测用于输出虚拟行驶声音的车辆驾驶信息；所述麦克风配置为在电动车辆的行驶期间检测从电动车辆产生的实际行驶声音；所述控制器配置为：根据驾驶信息检测器检测的车辆驾驶信息中的驾驶员的加速踏板输入值和制动踏板输入值、基于驾驶员的加速和减速驾驶模式确定目标声音的特征，基于确定的目标声音的特征信息和通过麦克风检测到的实际行驶声音的特征信息来生成并输出用于输出具有目标声音的特征的虚拟行驶声音的声音控制信号；所述声音装置配置为根据控制器输出的声音控制信号，在加速和减速时从电动车辆输出模拟发动机声音的虚拟发动机声音。
17.下面讨论本发明的其它方面和优选的实施方案。
附图说明
18.现在将参考在所附附图中示出的特定示例性实施方案详细地描述本发明的上述和其它特征，仅通过说明的方式在下文中给出的所附附图，因此对本发明是非限制性的，其中：
19.图1是示出根据本发明实施方案的虚拟声音提供方法的框图；
20.图2是示出根据本发明实施方案的虚拟声音提供设备的结构的框图；
21.图3是示出根据本发明实施方案的用于提供虚拟声音的主要过程的流程图；
22.图4是示意性地示出本发明中通过控制器和声音装置来播放针对每个驾驶模式而个性化的声音的过程的框图；
23.图5是示出本发明中确定驾驶员的加速驾驶模式的方法的示意图；
24.图6是示出本发明中确定驾驶员的加速和减速驾驶模式的方法的示意图；
25.图7是示出本发明中用于实现目标声音的自动化过程的示例的流程图；
26.图8是示出本发明中针对每个量级的声压级分布的生成示例的示意图；
27.图9是示出针对每个量级和每个rpm的rpm声压级曲线的示例的示意图。
28.应当理解的是，所附附图并非按比例地绘制，而仅是呈现了说明本发明的基本原理的各种优选特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
29.在这些附图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
30.应当理解，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(suv)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非石油能源的燃料)。正如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如具有汽油动力和电力动力两者的车辆。
31.本文中所用的术语仅为了描述具体实施方案的目的，并不旨在限制本发明。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。还将进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一种或更多种其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或更多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地相反描述，否则词语“包括”和诸如“包括有”或“包括了”的变化形式应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“器件”、“部件”和“模块”意味着用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或者软件组件以及它们的组合来实现。
32.此外，本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、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以分布在网络连接的计算机系统上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(controller area network，can)以分布方式存储和执行。
33.给出本说明书中公开的本发明的实施方案的特定结构或功能描述仅用于说明本发明的实施方案。本发明的实施方案可以以各种形式来实现。此外，根据本发明的概念的实
施方案不限于这样的具体实施方案，并且应当理解的是，本发明包括落入本发明的构想和技术范围内的所有改变、等同物和替代物。
34.应当理解的是，尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，相应的元件不应理解为受到这些术语的限制，这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开来。例如，在本发明所定义的范围内，第一元件可以称为第二元件，类似地，第二元件可以称为第一元件。
35.应当理解的是，当组件被称为“连接至”或“接合至”另一个组件时，它可以直接地连接至或接合至另一个组件，或者可以存在中间组件。相反，当组件被称为“直接地连接至”或“直接地接合至”另一个组件时，则不存在中间组件。描述组件之间关系的其他术语，例如“在
……
之间”和“直接地在
……
之间”或“毗邻”和“直接地毗邻”，必须以相同的方式来解释。
36.只要可能，相同的附图标记将在整个附图中用于表示相同或相似的部件。提供本说明书中使用的术语仅用于解释具体的实施方案，而不旨在限制本发明。单数表述可以包括复数表述，除非它表述的意义与上下文完全不同。
37.本发明涉及这样一种能够提供虚拟行驶声音的设备和方法，其使得驾驶员可以在电动车辆中体验不同的驾驶的感觉和兴奋。此外，本发明涉及这样一种能够生成并提供虚拟行驶声音的设备和方法，在电动车辆中，所述虚拟行驶声音模拟从电动车辆的驱动系统以外的驱动系统产生的声音，例如发动机声音。
38.具体地，本发明涉及一种能够提供取决于电动车辆中的驾驶员的加速和减速驾驶模式而不同的虚拟加速和减速声音的设备和方法。具体地，本发明涉及一种能够在加速和减速时识别驾驶员的驾驶模式，并且提供取决于加速和减速驾驶模式而不同的虚拟发动机声音的设备和方法。
39.本发明提供的虚拟声音可以是这样的声音，其模拟在车辆的行驶期间从电动车辆的驱动系统以外的驱动系统产生的声音，所述电动车辆的驱动系统以外的驱动系统例如是作为内燃机车辆的驱动装置的发动机(内燃机)。由于电动车辆没有发动机，虚拟声音可以是模拟发动机声音的虚拟发动机声音，而不是实际发动机产生的声音。
40.也就是说，虚拟声音可以是假定取决于电动车辆中的车辆行驶条件而生成的发动机声音。具体地，在本发明中，虚拟声音可以是取决于基于突然加速、逐渐加速、突然减速和逐渐减速的频率来确定的驾驶员的加速和减速驾驶模式而不同的虚拟发动机声音。
41.在本发明中，基于驾驶员的突然加速、逐渐加速、突然减速和逐渐减速的频率来确定的加速和减速驾驶模式指示驾驶员在车辆加速时是具有较高频率的突然加速还是较高频率逐渐加速的驾驶倾向，或者驾驶员在车辆减速时是具有较高频率的突然减速还是较高频率的逐渐减速的驾驶倾向。
42.在本发明中，虚拟声音通过车辆的声音装置生成并输出。生成并输出虚拟声音的声音装置可以包括声音发生器、放大器和扬声器，例如低音扬声器。
43.在下文中，将通过示例的方式描述根据本发明实施方案的虚拟声音提供设备和方法，所述设备和方法用于生成并输出这样的虚拟行驶声音，其基于与驾驶员的加速和减速驾驶模式相关的信息而不同，所述驾驶员的加速和减速驾驶模式取决于电动车辆中的突然加速、逐渐加速、突然减速和逐渐减速的频率而确定。
44.图1是示出根据本发明实施方案的虚拟声音提供方法的框图。在本发明中，基于在车辆中实时收集的驾驶变量信息来确定取决于驾驶员的驾驶模式的目标声音的特征，以便提供虚拟行驶声音。另外，利用确定的目标声音的特征来生成用于输出并播放目标声音的声音控制信号。
45.声音装置根据声音控制信号来生成虚拟声音信号，并且通过扬声器输出虚拟声音信号作为虚拟行驶声音。如前所述，虚拟行驶声音可以是模拟在内燃机车辆的行驶期间从发动机产生的声音的虚拟发动机声音。
46.而且，在本发明中，虚拟发动机振动可以以车辆振动的形式来生成和实现，以便在车辆的行驶期间(包括在加速和减速期间)，输出虚拟发动机声音时，向驾驶员提供虚拟驱动系统的感觉。此时，可以使用电机，以便实现虚拟发动机振动。
47.在本发明中，用于实现虚拟发动机振动的车辆振动和用于实现虚拟换挡感觉的车辆振动(下面将对其进行描述)可以是虚拟车辆振动效果，驾驶员即使在电动车辆中也可以通过该虚拟车辆振动效果类似地感受在内燃机车辆中感受到的驾驶的感觉。
48.在本发明中，可以通过控制电机的扭矩输出来产生为提供虚拟发动机振动和虚拟换挡感觉而产生的车辆振动。电机的扭矩输出可以通过以下方式来控制：通过第一控制器(下面将对其进行描述)，基于从车辆收集到的信息确定用于虚拟效果产生的参考扭矩指令和干预扭矩(intervention torque)；通过确定的用于虚拟效果产生的干预扭矩来校正确定的参考扭矩指令，以确定并生成最终电机扭矩指令；根据生成的最终电机扭矩指令控制电机的扭矩输出。
49.这里，作为电动车辆的驱动装置的电机是经由减速器连接至驱动轮以驱动车辆的驱动电机。在下面的描述中，电机表示连接至驱动轮以驱动车辆的驱动电机，除非另有说明。此外，本领域技术人员将理解的是，在以下描述中，可互换地使用内燃机和发动机。
50.在本发明中，在车辆中实时收集用于生成、产生并提供包括虚拟行驶声音的虚拟效果的驾驶变量信息，基于在车辆的行驶(例如，加速和减速)期间收集的驾驶变量信息来生成虚拟声音信号，并且通过声音装置的扬声器输出生成的虚拟声音信号作为虚拟行驶声音(虚拟声音效果的产生)。
51.在本发明中，输入至控制器以用于播放并输出虚拟行驶声音的驾驶变量信息是关于电动车辆具有的真实系统的信息，并且可以是电动车辆中的实时车辆驾驶信息。
52.此外，用于播放并输出虚拟行驶声音的驾驶变量信息可以包括由传感器检测并且通过车辆网络输入的传感器检测信息。具体地，驾驶变量信息可以包括作为驾驶员的踏板输入信息的加速踏板输入值(aps值)和制动踏板输入值(bps值)。通过驾驶员操纵加速踏板而获得的加速踏板输入值可以是由加速踏板检测单元检测的信息。另外，通过驾驶员操纵制动踏板而获得的制动踏板输入值可以是由制动踏板检测单元检测的信息。
53.此外，用于在车辆中生成、产生并提供包括虚拟行驶声音的虚拟效果的车辆驾驶信息可以进一步包括驾驶状态信息，例如电机扭矩、驱动系统速度、车辆速度或车辆的纵向加速度。这里，电机扭矩可以是由控制器基于在车辆中收集的实时车辆驾驶信息而确定的真实扭矩。此时，真实扭矩可以是用于控制电机扭矩输出的指令值，即电机扭矩指令(参考电机扭矩指令，下面将对其进行描述)。
54.另外，作为车辆驱动系统部件的旋转速度的驱动系统速度信息可以是电机的旋转
速度(电机速度)、驱动轮的旋转速度(驱动轮速度)或驱动轴的旋转速度(驱动轴速度)。另外，车辆速度和纵向加速度是由正在行驶的车辆中的检测单元(例如，传感器)检测到的信息。
55.在本发明中，为了生成并提供虚拟行驶声音，除了车辆驾驶信息之外，可以进一步使用在车辆的行驶期间产生的实际行驶声音的特征信息。实际行驶声音是由安装在车辆中的麦克风检测到的实际产生的声音，如下面将要描述的。在本发明中，可以使用由麦克风检测到的实际行驶声音的特征信息，以生成并提供虚拟行驶声音。这里，实际行驶声音的特征信息可以包括声压级信息。
56.当在车辆中实时收集必要信息时，如上所述，由此生成基于驾驶员的驾驶模式的虚拟声音信号，并且利用生成的虚拟声音信号输出虚拟行驶声音。
57.在生成虚拟声音信号的过程中，控制器首先利用车辆驾驶信息基于驾驶员的驾驶模式来确定目标声音的特征，并且利用确定的目标声音的特征信息和由麦克风获取的实际行驶声音的特征信息来输出声音控制信号。随后，声音装置的声音发生器根据从控制器输出的声音控制信号来生成具有目标声音的特征的虚拟声音信号。生成的虚拟声音信号被声音装置的放大器放大，并且通过声音装置的扬声器输出作为虚拟行驶声音。
58.图2是示出根据本发明实施方案的虚拟声音提供设备的结构的框图，图3是示出根据本发明实施方案的用于提供虚拟声音的主要过程的流程图。
59.如图2所示，根据本发明实施方案的虚拟声音提供设备包括：驾驶信息检测器12、麦克风13、第一控制器20和声音装置50，所述驾驶信息检测器12配置为在车辆的行驶期间检测车辆驾驶信息；所述麦克风13配置为在车辆的行驶期间检测车辆产生的实际行驶声音；所述第一控制器20配置为利用预定的驾驶员情绪模型信息，根据驾驶信息检测器12检测的车辆驾驶信息、基于驾驶员的加速和减速驾驶模式来确定目标声音的特征，并且基于目标声音的特征信息和通过麦克风13获取的实际行驶声音的特征信息来生成并输出声音控制信号；所述声音装置50配置为根据第一控制器20输出的声音控制信号来输出虚拟行驶声音，即虚拟发动机声音，所述虚拟发动机声音模拟车辆的加速和减速时来自车辆的发动机声音(虚拟加速和减速声音)。
60.这里，声音装置50可以包括：声音发生器51、放大器52和扬声器53，所述声音发生器51配置为利用声音控制信号和存储的声源数据来生成具有目标声音的特征的虚拟声音信号；所述放大器52配置为放大生成的虚拟声音信号；所述扬声器53(例如，低音扬声器)配置为输出放大的虚拟声音信号作为虚拟行驶声音。扬声器53安装于车辆的内部和外部的至少一者。优选地，多个扬声器53安装于车辆，以便用于输出虚拟声音。
61.由于发动机(内燃机)通常在内燃机车辆的前部，发动机声音可以是在行驶期间从车辆的前部产生的声音。因此，在本发明中，虚拟发动机声音可以设置为从安装在车辆的前部的扬声器输出。
62.而且，在本发明中，第一控制器20基于车辆驾驶信息生成并输出扭矩指令，第二控制器30根据第一控制器20输出的最终扭矩指令来控制驱动装置41的操作。这里，驱动装置41是配置为驱动车辆的电机，扭矩指令是电机扭矩指令。确定并生成用于控制电动车辆中的驱动电机的扭矩输出的电机扭矩指令(参考扭矩指令)的方法和过程在本发明所属技术领域中是众所周知的，将省略其详细描述。
pedal position sensor，bps)，以基于驾驶员的制动踏板操作状态输出电信号。
72.此外，驾驶信息检测器12可以进一步包括速度检测器，所述速度检测器配置为检测车辆驱动系统的速度。这里，车辆驱动系统的速度可以是作为驱动装置41的电机的旋转速度(电机速度)、驱动轮43的旋转速度(驱动轮速度)或驱动轴的旋转速度(驱动轴速度)。此时，速度检测器可以是安装在电机上的旋转变压器、安装在驱动轮43上的车轮速度传感器或能够检测驱动轴速度的传感器。
73.在本发明中，车辆驾驶信息可以用于扭矩指令生成器21(下面将对其进行描述)，以生成参考扭矩指令，并且可以进一步包括车辆速度。在这种情况下，驾驶信息检测器12可以进一步包括车辆速度检测器，所述车辆速度检测器配置为检测当前行驶车辆速度，并且所述车辆速度检测器可以包括安装在车辆的驱动轮43处的车轮速度传感器。
74.而且，在本发明中，驾驶信息检测器12可以进一步包括纵向加速度检测器，所述纵向加速度检测器配置为检测车辆的纵向加速度信息，并且所述纵向加速度检测器可以是安装于车辆的公共纵向加速度传感器，以检测车辆的实际加速度和减速度。
75.第一控制器20可以包括：扭矩指令生成器21、虚拟效果产生控制器22和最终扭矩指令生成器23，所述扭矩指令生成器21配置为在车辆的行驶期间根据驾驶信息检测器12检测到的车辆驾驶信息来确定参考扭矩指令；所述虚拟效果产生控制器22配置为基于驾驶信息检测器12检测的车辆驾驶信息和通过麦克风13实时检测的实际车辆行驶声音来生成并输出声音控制信号，并且确定用于虚拟效果产生的干预扭矩，下面将对其进行描述；所述最终扭矩指令生成器23配置为根据扭矩指令生成器21确定的参考扭矩指令和虚拟效果产生控制器22确定的用于虚拟效果产生的干预扭矩来生成最终扭矩指令。
76.参考扭矩指令可以是基于在一般电动车辆的行驶期间收集到的车辆驾驶信息而确定并生成的电机扭矩指令。扭矩指令生成器21可以是车辆控制单元(vehicle control unit，vcu)或车辆控制单元的一部分，所述车辆控制单元配置为基于一般电动车辆的车辆驾驶信息来生成电机扭矩指令。
77.此外，虚拟效果产生控制器22是这样的控制元件，其配置为执行用于实现并提供虚拟效果(包括虚拟行驶声音、虚拟发动机振动和虚拟换挡感觉)的总体控制。虚拟效果产生控制器22根据车辆驾驶信息中的加速踏板输入值(aps值)和制动踏板输入值(bps值)，利用驾驶员情绪模型信息确定与驾驶员的加速和减速驾驶模式相对应的目标声音的特征信息。
78.此外，虚拟效果产生控制器22生成并输出声音控制信号，用于使得声音装置50能够基于确定的目标声音的特征信息和从实际车辆产生的实际行驶声音的特征信息来生成并输出具有实际目标声音的特征的虚拟行驶声音。虚拟效果产生控制器22可以作为车辆控制单元(vcu)的一部分添加到车辆控制单元中，或者可以设置为单独的控制元件而不是车辆控制单元。
79.如上所述，在生成声音控制信号的过程中，虚拟效果产生控制器22将目标声音的特征值与实际行驶声音的特征值进行比较，并且生成并输出用于使实际行驶声音(虚拟行驶声音)的特征与目标声音的特征一致的声音控制信号。结果，声音装置50可以控制为输出具有目标声音的特征的虚拟行驶声音，即具有与目标声音的特征一致的特征的虚拟行驶声音。
80.在本发明中，目标声音基本上是这样的声音，其利用驾驶员的加速踏板输入值和制动踏板输入值作为输入，具有由驾驶情绪模型确定的特征。此外，在本发明中，目标声音是具有基于驾驶员的加速和减速驾驶模式的特征的声音。也就是说，目标声音是根据驾驶员在加速或减速时的加速和减速驾驶模式而不同的声音。
81.在本发明中，根据实时加速踏板输入值和制动踏板输入值，通过驾驶员情绪模型，目标声音的特征确定为基于驾驶员的加速和减速驾驶模式的值，并且目标声音的特征可以包括通过声音装置50输出虚拟行驶声音的时间点、声压级(sound pressure level，spl)、频带或音高(声音的高和低)。
82.因此，虚拟效果产生控制器22可以利用驾驶员情绪模型信息确定与驾驶员的加速和减速驾驶模式相对应的目标声音的特征，然后可以生成并输出用于从声音装置50输出目标声音的声音控制信号(图3的步骤s2)。这里，声音控制信号可以是这样的信号，其包括用于使实际行驶声音的特征与目标声音的特征一致的信息以及确定的目标声音的特征信息。
83.而且，为了利用电动车辆中作为车辆驱动装置41的电机来生成并产生虚拟发动机振动，虚拟效果产生控制器22可以配置为确定用于虚拟效果产生的干预扭矩，所述干预扭矩是用于生成虚拟发动机振动的校正扭矩。此时，虚拟效果产生控制器22可以配置为确定与确定的目标声音的特征值关联的用于虚拟效果产生的干预扭矩。将虚拟效果产生控制器22确定的用于虚拟效果产生的干预扭矩输入至最终扭矩指令生成器23，以用于校正参考扭矩指令。
84.最终扭矩指令生成器23可以利用虚拟效果产生控制器22输入的校正扭矩(即，用于虚拟效果产生的干预扭矩)来校正扭矩指令生成器21输入的参考扭矩指令，并且可以计算作为校正扭矩指令的最终扭矩指令。在校正时，最终扭矩指令生成器23可以将用于虚拟效果产生的干预扭矩与参考扭矩指令相加，以计算最终扭矩指令。
85.第二控制器30是这样的控制器，其配置为接收第一控制器20输出的扭矩指令(即，第一控制器20的最终扭矩指令生成器23输出的最终扭矩指令)来控制驱动装置41的操作。在本发明中，驱动装置41可以是连接至车辆的驱动轮43以驱动车辆的电机，第二控制器30可以是电机控制单元(motor control unit，mcu)，所述电机控制单元配置为通过逆变器驱动电机并控制电动车辆中电机的驱动。
86.在本发明中，用于虚拟效果产生的干预扭矩配置为将用于虚拟发动机振动和虚拟换挡感觉产生的振动赋予驱动装置41(即，电机)的扭矩，并且配置为在虚拟发动机振动生成时产生并生成与虚拟行驶声音(目标声音)的特征关联的电机扭矩的微小颤动。
87.用于虚拟效果产生的干预扭矩可以具有这样的指令值，其具有以波形方式改变的预定的频率(或周期)和振幅(强度)。或者，用于虚拟效果产生的干预扭矩可以具有与虚拟行驶声音(目标声音)的特征关联的值。例如，用于虚拟效果产生的干预扭矩可以具有虚拟行驶声音的特征中在声音的强度(对应于振幅)、频率和周期方面变化的指令值。
88.在本发明的实施方案中，如图2所示，由驱动装置41(即，电机)输出的扭矩和旋转力被减速器42减小并传递至驱动轮43。当根据最终扭矩指令(其通过用于虚拟效果产生的干预扭矩进行了校正)控制电机41的驱动时，可以在车辆的行驶期间(包括加速和减速期间)输出具有用于模拟施加至电机扭矩的虚拟发动机振动的微小振动的电机扭矩。
89.在图2中，附图标记54指示安装于车辆的驾驶员座椅的前部的组合仪表板，当前的
虚拟发动机速度和虚拟换挡挡位可以与当前的车辆速度一起通过组合仪表板54显示。
90.在上述描述中，作为实际驾驶变量信息的车辆驾驶信息可以用于产生并播放虚拟行驶声音。为了产生并实现虚拟效果中的虚拟换挡感觉，在可以使用从实际驾驶变量信息获得的虚拟变量信息来代替实际驾驶变量信息。具体地，虚拟发动机速度(即，从实际驱动系统速度获得的虚拟变量信息)可以用于产生并实现虚拟换挡感觉。
91.虚拟发动机速度是通过控制器(即，第一控制器20)的虚拟效果产生控制器22，根据作为实际驾驶变量信息的驱动系统速度确定的虚拟速度。在本发明的实施方案中，预定的虚拟内燃机模型可以用于根据电动车辆中的实际驾驶变量获取虚拟发动机速度。
92.在本发明的实施方案中，在使用包括虚拟发动机和虚拟变速器的虚拟内燃机模型的情况下，虚拟发动机速度是虚拟变速器的输入速度。此时，虚拟发动机速度和虚拟变速器的输入速度可以确定为与实际电机速度关联的值。也就是说，虚拟发动机速度可以计算为由速度检测器检测的驱动系统速度的可变倍数值。这里，驱动系统速度可以是电机速度。
93.如上所述，电机速度可以乘以系数，由此虚拟发动机速度可以计算为电机速度的倍数。此时，可变系数的值可以是取决于虚拟变速器、传动比模型和虚拟当前换挡挡位而确定的值，电机速度乘以所述可变系数的值以计算虚拟发动机速度。此外，可以通过组合仪表板54来显示如上所述计算的虚拟发动机速度。
94.为了通过驱动电机的扭矩控制来产生并实现多挡位换挡感觉，用于在电动车辆中产生虚拟换挡感觉的控制方法可以与本发明一起应用于不具有多挡位变速器的电动车辆。而且，在用于在电动车辆中产生虚拟换挡感觉的控制过程中，虚拟发动机速度可以用作产生并实现多挡位换挡感觉所需的虚拟变量的一个。
95.此外，虚拟效果产生控制器22可以利用虚拟车辆速度和虚拟当前换挡挡位的传动比信息来确定虚拟发动机速度。这里，虚拟车辆速度可以计算为与实际电机速度(其作为一条实际驾驶变量信息)和虚拟纵向减速传动比成正比的值。虚拟纵向减速传动比是在虚拟效果产生控制器22中预设的值。
96.如上所述，可以利用在车辆的行驶期间测量的实际电机速度和虚拟纵向减速传动比来计算虚拟车辆速度，可以根据虚拟车辆速度来实时计算虚拟发动机速度。此时，根据通过将虚拟车辆速度乘以虚拟当前换挡挡位的虚拟传动比而获得的值可以获得虚拟发动机速度。或者，根据通过将驱动系统速度(例如，电机速度)乘以虚拟当前换挡挡位的虚拟传动比而获得的值可以获得虚拟发动机速度。
97.此外，可以基于在虚拟效果产生控制器22中预设的换挡计划映射，根据虚拟车辆速度和加速踏板输入值(aps值)来确定虚拟当前换挡挡位。此外，可以通过组合仪表板54显示如上所述确定的虚拟当前换挡挡位。当确定出虚拟当前换挡挡位时，如上所述，可以利用与换挡挡位相对应的虚拟传动比以及虚拟车辆速度或电机速度来实时计算虚拟发动机速度。
98.在电动车辆的行驶期间，扭矩指令生成器21基于在车辆中收集的车辆驾驶信息来实时确定参考扭矩指令，虚拟效果产生控制器22检查通过换挡计划映射根据当前虚拟车辆速度和加速踏板输入值获得的虚拟换挡挡位是否与先前的虚拟换挡挡位不同。在虚拟换挡挡位改变的情况下，确定换挡事件已经开始。也就是说，检查由换挡计划映射而获得的虚拟换挡挡位是否改变，由此虚拟换挡挡位的改变意味着确定与当前虚拟换挡挡位不同的新的
虚拟换挡挡位。
99.在确定出换挡事件已经开始时，虚拟效果产生控制器22将通过换挡计划映射新获得的虚拟换挡挡位确定为虚拟目标换挡挡位，并且根据虚拟当前换挡挡位(改变之前的换挡挡位)和虚拟目标换挡挡位来确定换挡类别。
100.换挡类别可以分为：动力接通升挡、动力断开升挡(抬起脚)、动力接通降挡(强制降挡)、动力断开降挡和接近停止降挡。根据虚拟当前换挡挡位和虚拟目标换挡挡位来选择并确定换挡类别的一个。
101.如上所述，虚拟效果产生控制器22确定当前换挡类别，以便计算用于虚拟效果产生的干预扭矩，即虚拟换挡干预扭矩。例如，在虚拟目标换挡挡位是高于虚拟当前换挡挡位的挡位(即，虚拟目标换挡挡位》虚拟当前换挡挡位)的情况下，当前换挡类别是升挡。另一方面，在虚拟目标换挡挡位是低于虚拟当前换挡挡位的挡位(即，虚拟目标换挡挡位《虚拟当前换挡挡位)的情况下，当前换挡类别是降挡。而且，在参考扭矩指令大于预定的参考扭矩值的情况下，当前换挡类别是动力接通。另一方面，在参考扭矩指令小于预定的参考扭矩值的情况下，当前换挡类别是动力断开。
102.最后，在本发明中，当基于虚拟当前换挡挡位和虚拟目标换挡挡位来确定当前换挡类别时，从基于换挡类别的虚拟换挡干预扭矩分布中选择与当前换挡类别相对应的虚拟换挡干预扭矩分布，并且可以根据选择的虚拟换挡干预扭矩分布来实时确定用于产生虚拟换挡感觉的虚拟换挡干预扭矩。此时，可以根据选择的虚拟换挡干预扭矩分布来确定与当前虚拟换挡进度相对应的虚拟换挡干预扭矩值。
103.虚拟换挡干预扭矩分布是针对虚拟效果产生控制器22的虚拟变速器模型中的每个换挡类别设置的信息。在虚拟换挡干预扭矩分布中，可以利用虚拟发动机速度、加速踏板输入值(aps值)、电机扭矩(由扭矩指令生成器生成的参考扭矩指令)、虚拟换挡挡位和虚拟目标换挡挡位中的一个或两个或更多个的组合作为扭矩大小设置变量来调节虚拟换挡干预扭矩的大小。
104.此外，虚拟效果产生控制器22在时间为0的状态下从虚拟换挡挡位改变的时间点(即，确定新的虚拟目标换挡挡位的时间点)开始计时，并且可以将计时的时间与预定的总换挡时间的百分比(％)确定为虚拟换挡进度。随着时间的推移，虚拟换挡进度增加至100％。如上所述，当实时确定虚拟换挡进度(％)时，虚拟效果产生控制器22根据虚拟换挡干预扭矩分布确定与确定的虚拟换挡进度相对应的虚拟换挡干预扭矩值。
105.最后，当实时确定虚拟换挡干预扭矩(用于虚拟效果产生的干预扭矩)时，最终扭矩指令生成器23通过由虚拟效果产生控制器22确定的虚拟换挡干预扭矩来校正由扭矩指令生成器21确定的参考扭矩指令，以实时确定并生成最终电机扭矩指令，并且根据最终电机扭矩指令控制电机的扭矩输出，如前所述。
106.通过电机扭矩输出控制从电机输出实时反映了虚拟换挡干预扭矩的扭矩，此时，通过电机扭矩输出来实现并提供虚拟换挡感觉。
107.在上面的描述中，已经描述了用于在电动车辆中生成并提供包括虚拟声音的虚拟效果的设备的结构。在本发明中，基于在车辆的行驶期间累计的驾驶员的踏板输入信息来确定驾驶员的加速和减速驾驶模式，并且提供与加速和减速驾驶模式相对应的不同的虚拟发动机声音。
108.在本发明中，根据在车辆的先前行驶期间执行并累计的逐渐加速、突然加速、逐渐减速和突然减速的频率可以确定驾驶员的加速和减速驾驶模式，根据在车辆的先前行驶期间收集的驾驶员的踏板输入信息可以获得逐渐加速、突然加速、逐渐减速和突然减速的频率。这里，驾驶员的踏板输入信息可以是关于在车辆的先前行驶期间加速踏板的驾驶员操作和制动踏板的驾驶员操作的信息。
109.而且，在本发明中，控制器(即，第一控制器20)利用驾驶员情绪模型根据实时驾驶变量信息(车辆驾驶信息)确定与驾驶员的加速和减速驾驶模式相对应的目标声音的特征，如先前所述。这里，实时驾驶变量信息包括驾驶员的加速踏板输入值(aps值)和制动踏板输入值(bps值)。
110.而且，在本发明中，控制器(即，第一控制器20)基于确定的目标声音的特征信息和通过麦克风13获取的实际行驶声音的特征信息来生成并输出声音控制信号。这里，实际行驶声音的特征信息可以包括声压级信息。
111.在这种情况下，控制器20将目标声音的特征信息中的声压级信息与实际行驶声音的声压级信息进行比较，并且生成并输出用于使实际行驶声音的声压级值与目标声音的声压级值一致的声音控制信号。如先前所述，声音控制信号可以是这样的信号，其包括确定的目标声音的特征信息以及用于使实际行驶声音的特征(声压级)与目标声音的特征(声压级)一致的信息。
112.因此，声音装置50的声音发生器51可以利用控制器20输出的声音控制信号和预先存储的声源数据来生成虚拟声音信号，从而通过扬声器53输出目标声音。另外，由声音生成器51生成的虚拟声音信号被放大器52放大，并且放大的虚拟声音信号作为虚拟行驶声音通过扬声器53输出(图3的步骤s4)。参考图3，在步骤s2生成声音控制信号，在步骤s3正常操作声音装置50的情况下，在步骤s4通过声音装置50播放虚拟行驶声音。
113.图4是示意性地示出本发明中通过控制器和声音装置来播放针对每个驾驶模式个性化的声音的过程的框图。这里，控制器是图2的实施方案中的第一控制器20，具体地说是第一控制器20的虚拟效果产生控制器22。
114.如图4所示，控制器基于驾驶员的加速踏板输入值和制动踏板输入值利用驾驶员情绪模型，根据驾驶员的加速和减速驾驶模式来确定目标声音的特征。此外，控制器基于确定的目标声音的特征信息和实际行驶声音的特征信息来生成声音控制信号。此时，控制器将目标声音的特征信息中的声压级信息与作为实际行驶声音的特征信息的声压级信息进行比较，并且在两者之间存在声压级差异的情况下，生成并输出声音控制信号，作为用于解决声压级差异的一种反馈控制信号。
115.随后，声音装置50的声音生成器51根据声音控制信号从声源数据生成调整为具有目标声音的特征值的虚拟声音信号。如先前所述，虚拟声音信号被放大器52放大，并且作为虚拟行驶声音通过扬声器53输出。
116.在控制器中预先构建驾驶员情绪模型以便使用，并且通过在车辆研发步骤中执行的过程(例如，初步测试和评估)，利用针对车辆类型收集并获取的数据来设置所述驾驶员情绪模型。在本发明中，在实际应用的车辆的控制器中预先输入并存储驾驶员情绪模型，以用于确定目标声音的特征。
117.在车辆的控制器中构建的驾驶员情绪模型可以是具有目标声音的特征值(其是基
于针对驾驶员的每个加速和减速驾驶模式的踏板输入值定义的)的模型，以用于生成并输出目标虚拟行驶声音，特别是基于驾驶员的加速和减速驾驶模式而不同的虚拟行驶声音。
118.因此，当控制器基于在车辆的行驶期间收集并累计的踏板输入信息来确定驾驶员的加速和减速驾驶模式时，可以通过驾驶员情绪模型确定与确定的加速和减速驾驶模式相对应的目标声音的特征值。
119.这里，在更详细地描述在车辆研发步骤中设置并构建驾驶员情绪模型的过程时，可以对作为加速和减速及加速和减速的声音的因素的频率、声压级、加速踏板输入值、制动踏板输入值以及加速和减速驾驶模式进行db分析，可以基于踏板输入值以及加速和减速的声音调谐来推导行驶声音的相关式，并且可以研发并利用索引(index)来构建驾驶员情绪模型。
120.此时，为了推导驾驶员偏好的行驶声音(加速和减速声音)的相关式，可以通过驾驶员行为模式调查和听力评估来配置算法，并且可以通过基于声音环境的率真、认真、外向、随和和神经质的相关式分析来推导行驶声音的相关式。
121.此外，可以利用推导出的行驶声音的相关式来研发基于频率分析的索引，在基于频率分析的索引研发过程中，可以针对每个驾驶模式，基于具有较高偏好度的音调或具有较低偏好度的音调来确定索引。此外，可以合成针对每个驾驶模式不同的声音，或者可以基于索引研发声音，以定义目标声音及其特征，所述索引是基于频率分析和指示率真、认真、外向、随和和神经质的程度的信息而确定的。
122.为了生成并输出针对每个驾驶模式不同的行驶声音，在车辆研发步骤中基于逐渐加速、突然加速、逐渐减速和突然减速的频率来定义驾驶模式，所述驾驶模式指示在加速和减速时驾驶员通常的驾驶趋势，并且可以针对每个驾驶模式来测量并索引车辆的纵向加速度和车内声压级的改变。通过上述过程，可以研发并构建驾驶员情绪模型，所述驾驶员情绪模型能够确定取决于车辆类型中的驾驶员的加速和减速驾驶模式而不同的目标声音的特征。
123.而且，在本发明中，可以利用实时驾驶变量信息作为输入通过主动声音设计(active sound design，asd)来实现目标声音。当控制器通过驾驶员情绪模型确定目标声音的特征时，通过预定的目标声音实现自动化过程，根据目标声音的特征信息和实际行驶声音的特征信息(通过麦克风检测的实时声音信息)可以生成用于播放并输出目标声音的声音控制信号，并且可以播放基于目标声音个性化的虚拟行驶声音。
124.目标声音实现自动化过程是利用由驾驶员情绪模型确定的目标声音和实际行驶声音来控制虚拟声音的自动化过程，并且包括将目标声音的声压级与实际行驶声音的声压级进行比较的过程。
125.同时，在本发明中，车辆的控制器基于在车辆的行驶期间累计的驾驶员的踏板操作信息来确定驾驶员的加速和减速驾驶模式。这将参考图5进行描述。
126.图5是示出本发明中确定驾驶员的加速驾驶模式的方法的示意图。如图5所示，当驾驶员在车辆的行驶期间操作加速踏板时，控制器可以根据加速踏板输入值(aps值)确定目标扭矩值。这里，目标扭矩可以是基于加速踏板的操作时的加速踏板输入值(aps值)来确定的驾驶员请求扭矩。根据加速踏板输入值确定作为目标扭矩的驾驶员请求扭矩的方法是众所周知的，因此将省略其详细描述。
127.在驾驶员操作加速踏板之后，控制器确定目标扭矩值，并且以预定的扭矩斜率来增加电机扭矩指令，直到达到目标扭矩。这里，电机扭矩指令可以是参考扭矩指令或由图2的设备中的第一控制器20确定的最终扭矩指令。电机扭矩指令值可以是由车辆的驱动装置41(即，电机)输出的实际扭矩值。
128.另外，当电机扭矩指令以扭矩斜率增加时，控制器确定驾驶员是否在电机扭矩指令值(即，实际扭矩值)达到目标扭矩值之前(图5的“未达成”)执行下一次操作，或者确定驾驶员是否在实际扭矩值达到目标扭矩值之后(图5的“达成”)执行下一次操作。这里，下一次操作可以包括在操作加速踏板之后的加速踏板的额外操作。具体地，下一次操作可以包括驾驶员完全将脚从加速踏板移开的额外操作状态和改变加速踏板输入值的额外操作状态两者。
129.如上所述，控制器在车辆的行驶期间检查实际扭矩值是否达到目标扭矩，并且获得在从车辆启动(key on)到车辆熄火(key off)的一次驾驶期间检查的达成率(或未达成率)(％)作为短期频率信息。此外，在存储了作为短期频率信息的一次驾驶期间的达成率之后，每执行一次驾驶控制器就对获得的达成率进行累计和平均，并且获得达成率的平均值作为长期频率信息。
130.随后，控制器可以基于作为长期频率值的达成率(％)的累计的平均值来确定驾驶员的加速和减速驾驶模式，并且可以根据作为长期频率值的累计的平均值较大还是较小来确定驾驶员的加速和减速驾驶模式。此时，控制器可以将驾驶模式预先设置为根据达成率的累计的平均值划分的多个阶段。
131.为此，控制器设置临界值，所述临界值用于基于累计的平均值来划分多个阶段，并且基于临界值针对每个阶段来设置驾驶模式的范围。因此，控制器可以将当前累计的平均值与临界值进行比较，以将具有当前累计的值所属范围的阶段确定为驾驶员的加速和减速驾驶模式。
132.在控制器执行这样的设置，使得从达成率获得短期频率值并且从达成率的累计的平均值获得长期频率值的情况下，在累计的平均值较大的情况下，驾驶倾向表现出更高频率的逐渐加速，而在累计的平均值较小的情况下，驾驶倾向表现出更高频率的突然加速。
133.在达成率的累计的平均值较小的情况下，驾驶员具有外向和神经质个性，并且可以设置驾驶员情绪模型，从而考虑外向和神经质来确定目标声音的特征。
134.虽然上面已经描述了获得短期频率值作为达成率(％)的值以及获得长期频率值作为累计的平均值(％)的示例，也可以使用具有相反含义的未达成率来代替达成率。也就是说，可以使用未达成率的值作为短期频率值，并且可以使用未达成率的累计的平均值作为长期频率值。达成率是达成的次数与操作加速踏板的总次数的比例，未达成率是未达成的次数与操作加速踏板的总次数的比例。
135.图6是示出本发明中确定驾驶员的加速和减速驾驶模式的方法的示意图。驾驶员的加速驾驶模式可以利用参考图5描述的方法来确定，或者可以利用图6的方法来确定，下面将对其进行描述。可以利用图6的方法来确定驾驶员的减速驾驶模式。
136.如图6所示，在驾驶员于车辆的行驶期间操作加速踏板的情况下，控制器根据加速踏板输入值(aps值)确定目标加速度。在下面的描述中，将目标加速度定义为实际加速度。根据加速踏板输入值确定目标加速度的方法是众所周知的，因此将省略其详细描述。
137.当确定出实际加速度时，如上所述，控制器将确定的实际加速度与预定的完全加速度进行比较，并且在实际加速度与完全加速度相对应的情况下，确定当前状态是达成状态。这里，完全加速度可以定义为当加速踏板被完全操作时的目标加速度。
138.另外，控制器在车辆的行驶期间检查当前状态是否是实际加速度与完全加速度相对应的达成状态，并且获得在从车辆启动到车辆熄火的一次驾驶期间检查的达成率(％)作为短期频率信息。这里，达成率(％)定义为达成的次数与操作加速踏板的总次数的比例。
139.在存储了作为短期频率信息的一次驾驶期间的达成率(％)之后，每执行一次驾驶控制器就对获得的达成率进行累计和平均，并且获得达成率的平均值作为长期达成率信息，所述长期达成率信息是长期频率信息。
140.而且，在实际加速度与完全加速度不对应的情况下，控制器确定当前状态是未达成状态。在当前状态是未达成状态的情况下，控制器计算完全加速度与实际加速度之间的差值，并且在多个操作区间中确定与差值相对应的区间。为此，在控制器中预先设置多个操作区间，在所述多个操作区间中，基于完全加速度与实际加速度之间的差值将整个范围划分为预定范围。因此，控制器将多个操作区间中具有差值所属的范围的区间确定为当前操作区间。
141.随后，控制器对在从车辆启动到车辆熄火的一次驾驶期间确定的每个操作区间的次数进行计数，并且针对每个操作区间计算并存储未达成率(％)，所述未达成率(％)是每个操作区间的次数与未达成状态的总次数的比例。随后，每当车辆行驶一次时，控制器就针对每个操作区间计算存储的未达成率(％)，对每个操作区间的未达成率进行累计和平均，并且获得每个区间的未达成率的累计的平均值作为长期未达成率信息，所述长期未达成率信息是长期频率信息。
142.结果，控制器可以基于每个区间的长期达成率值和长期未达成率值来确定驾驶员的加速驾驶模式。例如，将完全加速度与实际加速度相互一致的操作区间相加，并且控制器将与每个区间的长期达成率值和长期未达成率值的较大值相对应的操作区间确定为与驾驶员的加速驾驶模式相对应的区间。此时，基于达成率和未达成率划分的操作区间可以是指示驾驶员的驾驶倾向的驾驶模式信息。
143.在上面的描述中，实际加速度与完全加速度可以分别用加速踏板输入值(aps值)和最大加速踏板输入值(基于aps值的完全加速踏板值)来替换。此外，给出了上面的描述以确定加速驾驶模式。在用制动踏板替换加速踏板的情况下，用制动踏板输入值替换加速踏板输入值，并且用减速度(例如，实际减速度和完全减速度)代替加速度(例如，实际加速度和完全加速度)，在上面的描述中，提供确定驾驶员的减速驾驶模式的方法。另外，实际加速度与实际减速度可以分别是由车辆的纵向加速度传感器检测的实际车辆加速度和实际车辆减速度。
144.在本发明中，确定为多个阶段或多个区间的一个的驾驶员的加速和减速驾驶模式是指示驾驶员是频繁地执行逐渐加速还是突然加速的信息，以及指示驾驶员是频繁地执行逐渐减速还是突然减速的信息。
145.此外，控制器中的驾驶员情绪模型设置为确定针对每个定义的加速和减速驾驶模式的目标声音及其特征值。在构建驾驶员情绪模型期间，可以测量并索引内燃机车辆的逐渐加速、突然加速、逐渐减速和突然减速时的车辆的纵向加速度和室内声压级(音量)的改
变。
146.此外，在驾驶员情绪模型的构建期间，可以使用这样的信息，例如测量的纵向加速度和减速度数据、声压级数据以及基于这些数据获得的取决于纵向加速度和减速度的改变的声压级(音量)分布。此时，加速度曲线和减速度曲线可以根据电动车辆的驾驶模式(例如，逐渐加速、突然加速、逐渐减速和突然减速)而改变，以便区分虚拟声音。例如，可以不同地设置具有较高频率的逐渐加速驾驶的驾驶员的加速度曲线和具有较高频率的突然加速驾驶的驾驶员的加速度曲线，并且可以根据每个驾驶模式的加速度曲线来区分并设置目标声音的特征。
147.此外，通过对以下作为加速和减速声音的因素进行分析，可以实现目标声音的主动声音设计(asd)，所述加速和减速声音的因素包括电动车辆的加速和减速感觉以及频率、声压级(spl)(db)、踏板输入值(aps值和bps值)、车辆速度(kph)和电机扭矩。在此过程中，可以生成每个量级(order)的rpm声压级(db)分布、rpm踏板输入值(aps和bps)校正分布、车辆速度分布和电机扭矩校正分布，并且将他们用于构建驾驶员情绪模型。另外，通过声源分析可以对加速和减速声音与频带之间的相关式进行分析，并且可以对声音的特征和频带进行分类，以用于构建驾驶员情绪模型。
148.图7是示出本发明中用于实现目标声音的自动化过程的示例的流程图，并且示出利用由驾驶员情绪模型确定的目标声音的特征信息和实际行驶声音的特征信息来控制虚拟声音的方法。这里，特征信息可以是声压级信息，目标声音的声压级是目标声音的特征信息，所述目标声音的特征信息由控制器确定为利用实时驾驶变量信息(例如，加速踏板输入值和制动踏板输入值)作为输入，通过驾驶员情绪模型，基于驾驶员的加速和减速驾驶模式的值。另外，实际行驶声音的声压级是由麦克风检测的实际行驶声音的实时声压级。
149.如图7所示，控制器将车辆的实时声压级(即，实际行驶声音的声压级)与目标声音的声压级进行比较，以检查实际行驶声音与目标声音之间的相似性。而且，在车辆的实时声压级和目标声音的声压级彼此不同的情况下，控制器执行控制虚拟声音的输出的过程。
150.如图7所示，控制虚拟声音的主要过程可以包括以下过程：针对每个量级将实时声压级与目标声音的声压级进行比较，并且选择在实时声压级与目标声音的声压级之间具有很大差异的量级。而且，为了生成所选择的量级的附加声压级曲线，执行线性回归分析和比较，通过线性回归分析和比较来生成用于实现目标声音的附加声压级曲线，并且基于附加声压级曲线生成并输出用于控制虚拟声音的声音控制信号。因此，声音装置可以根据控制器输出的声音控制信号来生成并输出虚拟声音。
151.本发明提出了一种声音差异化校正技术，用于生成并输出针对每个加速和减速驾驶模式不同的虚拟行驶声音，并且生成每个量级的rpm声压级(db)分布、rpm踏板输入值(aps)校正分布、车辆速度分布和电机扭矩校正分布。
152.此时，控制器确定目标声音的特征值(例如，声压级)，将每个量级的目标声音的声压级与实时声压级(实际行驶声音的声压级)进行比较，提取并选择asd所需的量级，并且利用目标声音的每个量级的rpm声压级(db)曲线。
153.随后，控制器利用目标声音的每个量级的rpm声压级(db)曲线和实际行驶声音的每个量级的rpm声压级曲线来执行线性回归分析和比较，并且计算区间之间的声压级的差，以生成每个量级的声压级分布。随后，控制器生成每个量级的rpm踏板输入值(aps和bps)曲
线，并且生成代表性的rpm-aps设置和asd校正分布。
154.图8是示出本发明中每个量级的声压级分布的生成示例的示意图，图9是示出每个量级和每个rpm的rpm声压级曲线的示例的示意图。
155.在根据本发明的用于电动车辆的虚拟声音提供方法中，如上所述，可以提供针对驾驶员的每个加速和减速驾驶模式不同的虚拟行驶声音，由此可以提高车辆的适销性，所述驾驶员的每个加速和减速驾驶模式是基于驾驶员的个人偏好和驾驶倾向(具体地，逐渐加速、突然加速、逐渐减速和突然减速的频率)确定的。
156.从前述显而易见的是，在根据本发明的用于电动车辆的虚拟声音提供设备和方法中，可以输出并提供虚拟行驶声音，使得驾驶员可以在电动车辆中体验到不同的驾驶感觉和兴奋。而且，可以在电动车辆中输出并提供虚拟行驶声音，所述虚拟行驶声音模拟从电动车辆的驱动系统以外的驱动系统产生的声音，例如发动机声音。特别地，可以提供取决于电动车辆中的驾驶员的加速和减速驾驶模式而不同的虚拟加速和减速声音。
157.本发明的效果不限于上述那些，通过上面的描述，本领域普通技术人员将清楚地理解其他未提及的效果。
158.对于本领域普通技术人员来说将显而易见的是上面描述的本发明不限于上述实施方案和所附附图，并且可以在不脱离本发明的技术思想的情况下进行各种替换、修改和变化。
技术特征：
1.一种用于电动车辆的虚拟声音提供方法，所述虚拟声音提供方法包括以下步骤：在电动车辆的行驶期间，由控制器收集用于输出虚拟行驶声音的车辆驾驶信息；从收集到的车辆驾驶信息中的驾驶员的加速踏板输入值和制动踏板输入值，由控制器确定与驾驶员的加速和减速驾驶模式相对应的目标声音的特征；基于确定的目标声音的特征信息和由电动车辆的麦克风获取的实际行驶声音的特征信息，由控制器生成并输出用于输出具有目标声音的特征的虚拟行驶声音的声音控制信号；控制声音装置的操作，从而根据从控制器输出的声音控制信号来生成并输出虚拟行驶声音。2.根据权利要求1所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，所述虚拟行驶声音是虚拟发动机声音，所述虚拟发动机声音模拟在内燃机车辆的行驶期间从发动机产生的发动机声音。3.根据权利要求1所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，在基于驾驶员的加速和减速驾驶模式来确定目标声音的特征的步骤中，所述目标声音的特征包括目标声音的声压级、频带或音高。4.根据权利要求1所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，在控制声音装置的操作的步骤中，所述声音装置的声音发生器根据声音控制信号，利用声源数据生成具有目标声音的特征的虚拟声音信号，所述声音装置的放大器放大生成的虚拟声音信号，并且所述声音装置的扬声器输出放大的虚拟声音信号作为虚拟行驶声音。5.根据权利要求1所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，当驾驶员通过连接至电动车辆中的声音装置的接口来选择期望的车辆类型或车辆级别时，所述声音装置输出调整为具有与驾驶员选择的车辆类型或车辆级别相对应的音量和音调的虚拟行驶声音。6.根据权利要求1所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，在生成并输出声音控制信号的步骤中，确定的目标声音的特征是目标声音的声压级，实际行驶声音的特征是从电动车辆中的麦克风检测到的实际行驶声音的信号获取的实时声压级。7.根据权利要求6所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，在生成并输出声音控制信号的步骤中，所述控制器将目标声音的声压级与实际行驶声音的实时声压级进行比较，生成并输出使得实际行驶声音的实时声压级与目标声音的声压级对应的声音控制信号。8.根据权利要求1所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，确定目标声音的特征的步骤进一步包括以下步骤：基于在电动车辆的行驶期间累计的驾驶员的踏板操作信息，由控制器确定驾驶员的加速驾驶模式或减速驾驶模式；利用驾驶员情绪模型，由控制器确定与确定的驾驶员的加速驾驶模式或减速驾驶模式相对应的目标声音的特征，在所述驾驶员情绪模型中，针对加速驾驶模式和减速驾驶模式的每一者，基于驾驶员的加速踏板输入值和制动踏板输入值来设置目标声音的特征。9.根据权利要求8所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，确定驾驶员的加速驾驶模式的步骤进一步包括以下步骤：当驾驶员在电动车辆的行驶期间操作加速踏板时，由控制器根据加速踏板输入值确定
目标扭矩，当前电机扭矩指令以预定的扭矩斜率增加直到达到确定的目标扭矩；由控制器确定在作为电机扭矩指令的实际扭矩值达到目标扭矩之后，驾驶员是否额外地操作加速踏板；由控制器计算并存储在从车辆启动到车辆熄火的一次驾驶期间的达成率，所述达成率是达成的次数与操作加速踏板的总次数的比例，其中一次达成定义为在实际扭矩值已经达到目标扭矩之后驾驶员额外地操作加速踏板的情况；由控制器对每执行一次驾驶计算的达成率进行累计和平均，以计算平均值；由控制器确定具有计算出的达成率的平均值所属的范围的阶段作为驾驶员的加速驾驶模式。10.根据权利要求8所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，确定驾驶员的加速驾驶模式的步骤进一步包括以下步骤：当驾驶员在电动车辆的行驶期间操作加速踏板时，由控制器根据加速踏板输入值确定目标扭矩，当前电机扭矩指令以预定的扭矩斜率增加直到达到确定的的目标扭矩；由控制器确定在作为电机扭矩指令的实际扭矩值达到目标扭矩之前，驾驶员是否额外地操作加速踏板；由控制器计算并存储在从车辆启动到车辆熄火的一次驾驶期间的未达成率，所述未达成率是未达成的次数与操作加速踏板的总次数的比例，其中一次未达成定义为在实际扭矩值达到目标扭矩之前驾驶员额外地操作加速踏板的情况；由控制器对每执行一次驾驶计算的未达成率进行累计和平均，以计算平均值；由控制器确定具有计算出的未达成率的平均值所属的范围的阶段作为驾驶员的加速驾驶模式。11.根据权利要求8所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，确定驾驶员的加速驾驶模式的步骤进一步包括以下步骤：当驾驶员在电动车辆的行驶期间操作加速踏板时，由控制器根据加速踏板输入值确定目标加速度，并且将作为确定的目标加速度的实际加速度与具有预定值的完全加速度进行比较；由控制器，计算并存储在从车辆启动到车辆熄火的一次驾驶期间的达成率，所述达成率是达成的次数与操作加速踏板的总次数的比例，其中一次达成定义为实际加速度达到完全加速度的情况；由控制器对每执行一次驾驶计算的达成率进行累计和平均，以计算平均值作为长期达成率；由控制器假设实际加速度未达到完全加速度的情况为未达成，计算完全加速度与实际加速度之间的差值，并且在多个预定的区间中确定具有完全加速度与实际加速度之间的差值所属的范围的区间作为当前操作区间；由控制器对在从车辆启动到车辆熄火的一次驾驶期间确定的每个操作区间的次数进行计数，并且针对每个操作区间计算并存储未达成率，所述未达成率是每个操作区间的次数与未达成的总次数的比例；每执行一次电动车辆的驾驶，就由控制器计算每个操作区间的未达成率，并且对针对每个操作区间的未达成率进行累计和平均，以计算平均值作为长期未达成率；
基于每个区间的长期达成率和长期未达成率值，由控制器确定驾驶员的加速驾驶模式。12.根据权利要求8所述的用于电动车辆的虚拟声音提供方法，其中，确定驾驶员的加速驾驶模式的步骤进一步包括以下步骤：当驾驶员在电动车辆的行驶期间操作制动踏板时，由控制器根据制动踏板输入值确定目标减速度，并且将作为确定的目标减速度的实际减速度与具有预定值的完全减速度进行比较；由控制器假设实际减速度达到完全减速度的情况为达成，并且计算并存储在从车辆启动到车辆熄火的一次驾驶期间的达成率，所述达成率是达成的次数与操作制动踏板的总次数的比例；由控制器对每执行一次驾驶计算的达成率进行累计和平均，以计算平均值作为长期达成率；由控制器假设实际减速度未达到完全减速度的情况为未达成，计算完全减速度与实际减速度之间的差值，并且在多个预定的区间中确定具有完全减速度与实际减速度之间的差值所属的范围的区间作为当前操作区间；由控制器对在从车辆启动到车辆熄火的一次驾驶期间确定的每个操作区间的次数进行计数，并且针对每个操作区间计算并存储未达成率，所述未达成率是每个操作区间的次数与未达成的总次数的比例；每执行一次电动车辆的驾驶，就由控制器计算每个操作区间的未达成率，并且对针对每个操作区间的未达成率进行累计和平均，以计算平均值作为长期未达成率；基于每个区间的长期达成率和长期未达成率值，由控制器确定驾驶员的减速驾驶模式。13.一种用于电动车辆的虚拟声音提供设备，所述虚拟声音提供设备包括：驾驶信息检测器，其配置为在电动车辆的行驶期间检测用于输出虚拟行驶声音的车辆驾驶信息；麦克风，其配置为在电动车辆的行驶期间检测从电动车辆产生的实际行驶声音；控制器，其配置为：根据驾驶信息检测器检测的电动车辆驾驶信息中的驾驶员的加速踏板输入值和制动踏板输入值、基于驾驶员的加速和减速驾驶模式确定目标声音的特征，基于确定的目标声音的特征信息和通过麦克风检测到的实际行驶声音的特征信息来生成并输出用于输出具有目标声音的特征的虚拟行驶声音的声音控制信号；以及声音装置，其配置为根据控制器输出的声音控制信号来生成并输出虚拟行驶声音。14.根据权利要求13所述的用于电动车辆的虚拟声音提供设备，其中，所述虚拟行驶声音是虚拟发动机声音，所述虚拟发动机声音模拟从内燃机车辆的发动机产生的发动机声音。15.根据权利要求13所述的用于电动车辆的虚拟声音提供设备，其中，与驾驶员的加速和减速驾驶模式相对应的目标声音的特征包括目标声音的声压级、频带或音高。16.根据权利要求13所述的用于电动车辆的虚拟声音提供设备，其中，所述声音装置包括：声音生成器，其配置为根据声音控制信号，利用声源数据生成具有目标声音的特征的
虚拟声音信号；放大器，其配置为放大生成的虚拟声音信号；以及扬声器，其配置为输出放大的虚拟声音信号作为虚拟行驶声音。17.根据权利要求13所述的用于电动车辆的虚拟声音提供设备，其中，所述控制器配置为：基于目标声音的声压级和实际行驶声音的声压级来生成并输出用于输出具有目标声音的声压级的虚拟行驶声音的声音控制信号，所述目标声音的声压级是确定的目标声音的特征信息，所述实际行驶声音的声压级是麦克风检测到的实际行驶声音的特征信息。18.根据权利要求17所述的用于电动车辆的虚拟声音提供设备，其中，所述控制器配置为：将目标声音的声压级与实际行驶声音的声压级进行比较，生成并输出用于使实际行驶声音的声压级与目标声音的声压级一致的声音控制信号。19.根据权利要求13所述的用于电动车辆的虚拟声音提供设备，其中，所述控制器配置为：基于在电动车辆的行驶期间累计的驾驶员的踏板操作信息来确定驾驶员的加速驾驶模式或减速驾驶模式；利用驾驶员情绪模型确定与确定的驾驶员的加速驾驶模式或减速驾驶模式相对应的目标声音的特征，在所述驾驶员情绪模型中，针对加速驾驶模式和减速驾驶模式的每一者，基于驾驶员的加速踏板输入值和制动踏板输入值来设置目标声音的特征。
技术总结
本发明涉及用于电动车辆的虚拟声音提供设备和方法。用于电动车辆的虚拟声音提供设备包括：驾驶信息检测器、麦克风、控制器和声音装置，所述驾驶信息检测器配置为检测用于输出虚拟行驶声音的车辆驾驶信息；所述麦克风配置为检测从电动车辆产生的实际行驶声音；所述控制器配置为根据驾驶员的加速踏板输入值和制动踏板输入值，基于驾驶员的加速和减速驾驶模式确定目标声音的特征，基于确定的目标声音的特征信息和实际行驶声音的特征信息来生成并输出用于输出具有目标声音的特征的虚拟行驶声音的声音控制信号；所述声音装置配置为根据声音控制信号，在加速和减速时从电动车辆输出模拟发动机声音的虚拟发动机声音。拟发动机声音的虚拟发动机声音。拟发动机声音的虚拟发动机声音。
