Dispositivo generador de ruido informativo en vehículos eléctricos.

Dispositivo generador de ruido informativo en vehículos eléctricos.

Dispositivo que comprende un altavoz activado por dos circuitos en paralelo, uno con frecuencias agudas, y el otro con frecuencias graves, siendo la intensidad de la señal aguda que activa dicho altavoz relativamente proporcional a la velocidad del vehículo, y siendo la intensidad de la señal grave que activa dicho altavoz relativamente proporcional al cociente de dividir la potencia del motor eléctrico por la velocidad del vehículo, siendo dicho cociente proporcional a la aceleración; lo cual permite la conducción del coche eléctrico con un ambiente acústico similar al de uno clásico.

Dispositivo generador de ruido informativo en vehículos eléctricos.

Sector de la técnica

La invención se encuadra en el campo de los dispositivos auxiliares de vehículos eléctricos, y dentro de él, en la generación de ruido significativo para viandantes o para otros vehículos, y asimismo para el propio conductor del vehículo, que en general está acostumbrado al ruido del motor de explosión, y a la dependencia de los ruidos inherentes a los vehículos propulsados por estos motores, respecto de la potencia del motor y la velocidad del coche, fundamentalmente.

Problema técnico a resolver y Antecedentes de la invención

Los vehículos eléctricos son muy silenciosos, en comparación con los de motor de explosión. El problema a resolver es dotarles de un ruido que sea suficientemente indicativo de la presencia de dicho vehículo, por razones obvias de seguridad.

A este problema importante de seguridad, se ha añadido otra inquietud en esta invención, y es la información acústica que pueda serie útil al conductor para entender mejor el estado del movimiento de su vehículo, y particularmente su aceleración y velocidad. Existe el documento WO2011050274 que presenta un sistema de simulación completa de ruidos de vehículos de motores de combustión, pero al tener éstos características sustancialmente distintas de las de los eléctricos, la simulación puede conducir a crear situaciones equivocadas.

No se han identificado antecedentes inmediatos o específicos de la invención, aunque la generación de sonido o de señales acústicas es un tema perfectamente conocido en la Física, particularmente en la Acústica, y no solo para advertir de peligros, como son las bocinas, sino para fines más elaborados, como es la generación de ambientes sónicos agradables, por ejemplo para apaciguar niños de corta edad, como presenta el documento WO2012053913; y con fines más genéricos de creatividad musical, existen generadores musicales más complejos, como es, por ejemplo, el presentado en el documento JP2011203583.

Un tema particularmente importante es el del aviso a los peatones, y a los otros coches, de la circulación del coche en cuestión (el coche que porta la invención aquí reivindicada). Existen varios documentos sobre avisadores acústicos con diversas configuraciones y tiempos de actuación, como son el JP2011225049 y el WO2012025702, y existen documentos que revelan sistemas de generación de sonidos para dotar a los vehículos eléctricos de ruidos suficientemente audibles y en cierto modo característicos de dichos vehículos, como son los presentados en los documentos DE102009058152 y WO2012034669. Este último incluye tres tipos de generadores acústicos con diverso tipos de variaciones de potencia sónica y de frecuencia, pero no incluye una relación inmediata y característica entre el ruido generado y el estado de movimiento del vehículo.

Explicación de la invención

La invención comprende

un altavoz acústico con proyección espacial orientada hacia adelante, con la distribución estérea denominada cardioide; que es alimentado en paralelo por dos circuitos eléctricos identificados respectivamente como grave y agudo;

siendo dichos circuitos de tipo transistorizado, con una débil señal armónica de entrada que es amplificada mediante la energía eléctrica usada en la polarización de las uniones semiconductoras dopadas en las conexiones de entrada y de salida, siendo las señales de salida de cada circuito, en intensidad y tensión, las que alimentan al circuito electro-mecánico-fónico del altavoz;

y estando el circuito agudo formado por un generador de señales armónicas con frecuencias contenidas en la llamada séptima octava, entre 1024 y 2048 hercios, siendo estas señales las que se emplean como entrada al circuito transistorizado, en el cual la amplitud de la potencia se amplifica como una función creciente de la velocidad del vehículo, denominada v, con carácter rápidamente creciente al principio del incremento de v, para luego ir decayendo en el crecimiento de la amplitud, y como referencia se selecciona una evolución opuesta a la extinción exponencial, siendo la amplitud A, de salida del circuito agudo, y entrada en el altavoz, dada por la siguiente expresión

A(v) = A* (1 - exp(-v/v0))

en la que A* es la máxima amplitud de potencia que se alcanza en este circuito y v la señal del tacómetro del vehículo, medida en km/hora, actuando este circuito electrónico cuando v excede un valor umbral, seleccionado entre 1 y 5 km/hora, y siendo v0 una velocidad de referencia que depende de las características del vehículo, seleccionándose su valor entre 5 km/h y 30 km/h, siendo 10 km/h el valor adecuado a turismos en general;

y estando el circuito grave formado por un generador de señales armónicas con frecuencias contenidas en la llamada tercera octava, entre 64 y 128 hercios, siendo estas señales las que se emplean como entrada al circuito transistorizado dentro del circuito grave, en el cual la amplitud de la potencia se amplifica como una función creciente de la fuerza ejercida por el motor del vehículo, medida esta fuerza como cociente, denominado f, de la potencia registrada por el vatímetro del motor, dividida por la velocidad del vehículo, v; siendo el carácter de la variación de la amplitud de la señal, G, generada por este circuito grave, rápidamente creciente al principio del incremento de f, para luego ir decayendo en el crecimiento de la amplitud, y como referencia de función se selecciona una evolución opuesta a la extinción exponencial, siendo la amplitud G de salida del circuito grave, y entrada en el altavoz, la dada por la siguiente expresión,

G(f) = G*-(1-exp(-f/f0))

en la que G* es la máxima amplitud de potencia generable por dicho circuito, y f es el antedicho cociente entre la potencia del motor en vatios, y la velocidad v señalada por el tacómetro del vehículo, expresada en m/segundo, que corresponde al valor de la señal del tacómetro en km/h dividido por 3,6, actuando este circuito electrónico grave, al igual que el agudo, cuando v excede un valor umbral, seleccionado entre 1 y 5 km/ hora, y siendo f0 una fuerza de referencia seleccionada en el intervalo entre

la décima parte del peso del vehículo expresado en newton, y el doble de dicho peso.

La invención se completa con pantallas deflectoras de ruido, periféricas a la bocina del altavoz, que canalizan hacia el habitáculo de ocupantes parte del ruido generado. Se crea así un entorno sonoro adecuado que proporciona al conductor referencias no ópticas sobre la velocidad a la que va el vehículo, y el esfuerzo, en términos de fuerza, desarrollado por el motor.

Explicación de las figuras

La figura 1 muestra el esquema de ensamblaje de los componentes que constituyen la invención.

Para facilitar la comprensión de esta figura de la invención, a continuación se relacionan los elementos relevantes de la misma:

1. Altavoz.

2. Alimentación del altavoz desde el circuito Agudo.

3. Alimentación del altavoz desde el circuito Grave.

4. Circuito amplificador de la señal procedente del generador de frecuencias agudas, 8.

5. Circuito amplificador de la señal procedente del generador de frecuencias graves, 9.

6. Conexión entre el generador 8 y el amplificador 4.

7. Conexión entre el generador 9 y el amplificador 5.

8. Generador de frecuencias agudas.

9. Generador de frecuencias graves.

10. Fuente de alimentación que mantiene los amplificadores de los circuitos Agudo y Grave.

11. Velocímetro del vehículo.

12. Vatímetro del motor.

13. Microprocesador o comparador-divisor de señales.

14. Conexión entre el velocímetro y el amplificador de agudos (4).

15. Conexión entre el velocímetro 11 y el divisor 13.

16. Conexión entre el vatímetro 12 y el divisor 13.

17. Conexión entre el divisor 13 y el amplificador de graves, 5.

18. Alimentación al amplificador de agudos 4, controlada por la señal14.

19. Alimentación al amplificador de graves 5, controlada por la señal 17.

20. Receptáculo, parcialmente aislado y parcialmente abierto, donde se ubica el altavoz.

21. Pantallas deflectoras de ruido, periféricas a la bocina del altavoz, que canalizan hacia el habitáculo de ocupantes parte del ruido generado.

Modo preferente de realización de la invención

Para la aplicación de la invención es preciso acopiar los diversos componentes referenciados, con las prestaciones y características requeridas. En esto se abre un campo amplísimo, pues los vehículos eléctricos tendrán pesos muy diversos, desde los 100 kg de una motocicleta...

1. Dispositivo generador de ruido informativo en vehículos eléctricos, caracterizado porque comprende

un altavoz acústico con proyección espacial orientada hacia adelante; que es alimentado en paralelo por dos circuitos eléctricos identificados respectivamente como grave y agudo;

siendo dichos circuitos de tipo transistorizado, con una débil señal armónica de entrada que es amplificada mediante la energía eléctrica usada en la polarización de las uniones semiconductoras dopadas en las conexiones de entrada y de salida, siendo las señales de salida de cada circuito, en intensidad y tensión, las que alimentan al circuito electro-mecánico-fónico del altavoz;

y estando el circuito agudo formado por un generador de señales armónicas con frecuencias contenidas en la llamada séptima octava, entre 1024 y 2048 hercios, siendo estas señales las que se emplean como entrada al circuito transistorizado, en el cual la amplitud de la potencia se amplifica como una función creciente de la velocidad del vehículo, denominada v, con carácter rápidamente creciente al principio del incremento de v, para luego ir decayendo en el crecimiento de la amplitud;

y estando el circuito grave formado por un generador de señales armónicas con frecuencias contenidas en la llamada tercera octava, entre 64 y 128 hercios, siendo estas señales las que se emplean como entrada al circuito transistorizado dentro del circuito grave, en el cual la amplitud de la potencia se amplifica como una función creciente de la fuerza ejercida por el motor del vehículo, medida esta fuerza como cociente, denominado f, de la potencia registrada por el vatímetro del motor, dividida por la velocidad del vehículo, v; siendo el carácter de la variación de la amplitud de la señal, G, generada por este circuito grave, rápidamente creciente al principio del incremento de f, para luego ir decayendo en el crecimiento de la amplitud.

2. Dispositivo generador de ruido informativo en vehículos eléctricos, según reivindicación primera, caracterizado porque se disponen pantallas deflectoras de ruido, periféricas a la bocina del altavoz, que canalizan hacia el habitáculo de ocupantes parte del ruido generado.

3. Dispositivo generador de ruido informativo en vehículos eléctricos, según reivindicación primera, caracterizado porque para el circuito agudo se selecciona una evolución opuesta a la extinción exponencial, siendo la amplitud A, de la potencia de salida del circuito agudo, y entrada en el altavoz, dada por la siguiente expresión

A(v) = A*-(1 - exp(-v/v0))

en la que A* es la máxima amplitud de potencia que se alcanza en este circuito y v la señal del tacómetro del vehículo, medida en km/hora, actuando este circuito electrónico cuando v excede un valor umbral, seleccionado entre 1 y 5 km/hora, y siendo v0 una velocidad de referencia que depende de las características del vehículo, seleccionándose su valor entre 5 km/h y 30 km/h, siendo 10 km/h el valor adecuado a turismos en general

4. Dispositivo generador de ruido informativo en vehículos eléctricos, según reivindicación primera, caracterizado porque para el circuito grave se selecciona una evolución opuesta a la extinción exponencial, siendo la amplitud G de la potencia salida del circuito grave, y de entrada en el altavoz, la dada por la siguiente expresión,

G(f) = G*-(1 - exp(-f/f0))

en la que G* es la máxima amplitud de potencia generadle por dicho circuito, y f es el antedicho cociente entre la potencia del motor en vatios, y la velocidad v señalada por el 10 tacómetro del vehículo, expresada en m/segundo, que corresponde al valor de la señal del tacómetro en km/h dividido por 3,6, actuando este circuito electrónico grave, al igual que el agudo, cuando v excede un valor umbral, seleccionado entre 1 y 5 km/hora, y siendo f0 una fuerza de referencia seleccionada en el intervalo entre la décima parte del peso del vehículo expresado en newton, y el doble de dicho peso.