發(fā)動(dòng)機(jī)聲音管理的制作方法
【專利摘要】在裝備有車輛聲音系統(tǒng)的車輛中，確定虛擬固定齒輪比；基于虛擬固定齒輪比而確定虛擬RPM；基于虛擬RPM而生成諧波信號(hào)的集合，該諧波信號(hào)是與虛擬RPM的諧波成比例的正弦波信號(hào)；處理諧波信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)處理的諧波信號(hào)的集合；并且在車輛聲音系統(tǒng)中，將經(jīng)處理的諧波信號(hào)換能為聲能，由此在車輛的客艙內(nèi)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。
【專利說明】發(fā)動(dòng)機(jī)聲音管理
【背景技術(shù)】
[0001] 本公開涉及聲音管理。
[0002] 在裝備有無級(jí)變速器(CVT)的車輛中存在顯著的聲音問題，即當(dāng)該車輛加速時(shí)發(fā) 動(dòng)機(jī)發(fā)出恒定的音調(diào)。該聲音問題對(duì)于具有更低的扭矩的小排量發(fā)動(dòng)機(jī)而言更加顯著，因 此更可能在加速時(shí)于恒定RPM條件下操作。
[0003] 在裝備CVT的車輛中，操作者可能在加速循環(huán)期間的某點(diǎn)注意到發(fā)動(dòng)機(jī)RPM到達(dá)保 持相對(duì)恒定的值。在相同時(shí)間處，車輛的速度繼續(xù)升高。當(dāng)操作者請(qǐng)求該車輛加速并且感受 到加速時(shí)，CVT傳動(dòng)系的聲音提供了不正確的聲音反饋，顯示該車輛并不正在加速。這不僅 是傳動(dòng)系(PT)音質(zhì)問題，也可能是安全問題，因?yàn)椴僮髡呖赡芤晥D進(jìn)一步加速。
[0004] 在電動(dòng)車輛和在電動(dòng)模式運(yùn)行的混合動(dòng)力車輛中存在類似的聲音問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 在一個(gè)方面，一種方法包括:在裝備有車輛聲音系統(tǒng)的車輛中，確定虛擬固定齒輪 比;基于虛擬固定齒輪比而確定虛擬RPM;基于虛擬RPM而生成諧波信號(hào)的集合，該諧波信號(hào) 是與虛擬RPM的諧波成比例的正弦波信號(hào);處理諧波信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)處理的諧波信號(hào)的集合； 并且在車輛聲音系統(tǒng)中，將經(jīng)處理的諧波信號(hào)換能為聲能，由此在車輛的客艙內(nèi)產(chǎn)生發(fā)動(dòng) 機(jī)聲音。
[0006] 各個(gè)實(shí)施方式可以包括以下特征中的一個(gè)，或者其任意組合。
[0007] 在一些示例中，該車輛裝備有無級(jí)變速器，并且虛擬固定齒輪比基于無級(jí)變速器 的當(dāng)前齒輪比而被確定，當(dāng)前齒輪比作為測(cè)量到的實(shí)際RPM和車輛速度的函數(shù)而隨時(shí)間連 續(xù)地變化。當(dāng)實(shí)際RPM保持恒定時(shí)，虛擬RPM隨車輛速度而改變。
[0008] 在一些實(shí)施方式中，虛擬固定齒輪比根據(jù)以下而被確定:GRvirtuai(t) = c · f(GRCVT (t))，其中GRvirtual(t)是虛擬固定齒輪比；c是常量;GRCVT(t)是CVT的當(dāng)前齒輪比；并且f (GRCVT(t))是用于將當(dāng)前齒輪比映射到預(yù)定義的虛擬固定齒輪比的集合的映射函數(shù)。
[0009] 在某些實(shí)施方式中，虛擬固定齒輪比根據(jù)以下而被確定:GRvirtuai(t) = c(t) · f (GRCVT(t))，其中GRvirtual(t)是虛擬固定齒輪比；c(t)是作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)而 變化的變量;GR CVT(t)是CVT的當(dāng)前齒輪比；并且f (GRCVT(t))是用于將當(dāng)前齒輪比映射到預(yù) 定義的虛擬固定齒輪比的集合的映射函數(shù)。
[0010] 在一些示例中，虛擬固定齒輪比根據(jù)以下而被確定:GRvirtuai(t) = c(t) · f(GRcvT (t))，其中GRvirtual(t)是虛擬固定齒輪比；c(t)是作為測(cè)量到的加速器踏板位置的函數(shù)而 變化的變量;GR CVT(t)是CVT的當(dāng)前齒輪比；并且f (GRCVT(t))是用于將當(dāng)前齒輪比映射到預(yù) 定義的虛擬固定齒輪比的集合的映射函數(shù)。
[0011] 在某些示例中，虛擬固定齒輪比根據(jù)以下而被確定:GRvirtuai(t) = c(t) · f(GRcvT (t))，其中c(t)是作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和測(cè)量到的加速器踏板位置的函數(shù)而變化的變 量，并且f(GRCVT(t))是將當(dāng)前齒輪比(GR CVT(t))映射到預(yù)定義的虛擬固定齒輪比的集合的 映射函數(shù)。
[0012] 在一些情況下，確定虛擬固定齒輪比包括根據(jù)映射函數(shù)將當(dāng)前齒輪比映射到預(yù)定 義的固定齒輪比的集合中的一個(gè)預(yù)定義的固定齒輪比。映射函數(shù)f(GR CVT(t))被表達(dá)為：
[0013]
[0014]其中GRCVT(t)是CVT的當(dāng)前齒輪比；{grn}是預(yù)定義的固定齒輪比的集合;并且{th n} 是預(yù)定義的齒輪比閾值的集合。
[0015] 在一些情況下，該方法包括根據(jù)以下而確定當(dāng)前齒輪比： 其中GRctt( t)是CVT的當(dāng)前齒輪比;并且CR是捕獲CVT以外的固定傳動(dòng)比的常數(shù)。
[0016] 在一些實(shí)施方式中，該方法包括確定聲音校正是否是必要的。如果聲音校正是必 要的，那么該方法還包括計(jì)算CVT的當(dāng)前齒輪比的瞬時(shí)值，將虛擬固定齒輪比設(shè)置為CVT的 當(dāng)前齒輪比的瞬時(shí)值，并且維持虛擬齒輪比處于當(dāng)前齒輪比的所計(jì)算的瞬時(shí)值不變，直到 虛擬固定齒輪比相對(duì)于當(dāng)前齒輪比的齒輪比偏差超出齒輪比偏差值。
[0017]在某些實(shí)施方式中，該方法包括根據(jù)以下而確定齒輪比偏差：
其中Δ GR(t)是齒輪比偏差;GRvirtuai(t)是虛擬固定齒輪比;GRCVT(t)是CVT的當(dāng)前齒輪比； 并且c是常數(shù)。
[0018]在一些示例中，該方法包括根據(jù)以下而確定齒輪比偏差： 其中AGR(t)是齒輪比偏差;GRvirtual(t)是虛擬固定齒輪比；GRCVT(t)是CVT的當(dāng)前齒輪比； 并且c(t)是作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)而變化的變量。
[0019]在某些示例中，該方法包括根據(jù)以下而確定齒輪比偏差：
其中Δ GR(t)是齒輪比偏差;GRvirtual(t)是虛擬固定齒輪比;GRCVT(t)是CVT的當(dāng)前齒輪比； 并且c(t)是作為加速器踏板位置的函數(shù)而變化的變量。
[0020] 在一些情況下，該方法包括根據(jù)以下而確定齒輪比偏差：AGR(t) = c · (GRvirtual (t)-GRCVT(t))，其中AGR(t)是齒輪比偏差;GRvirtuai(t)是虛擬固定齒輪比;GR CVT(t)是CVT 的當(dāng)前齒輪比；并且c是常數(shù)。
[0021] 在某些情況下，該方法包括根據(jù)以下而確定齒輪比偏差：AGR(t)=c(t) · (GRvirtuai(t)-GRCVT( t ))，其中 Δ GR( t)是齒輪比偏差;GRvirtuai(t)是虛擬固定齒輪比；GRcvt (t)是CVT的當(dāng)前齒輪比;并且c(t)是作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)而變化的變量。
[0022] 在一些實(shí)施方式中，該方法包括根據(jù)以下而確定齒輪比偏差：AGR(t) = c(t) · (GRvirtuai(t)-GRCVT( t ))，其中 Δ GR( t)是齒輪比偏差;GRvirtuai(t)是虛擬固定齒輪比；GRcvt (t)是CVT的當(dāng)前齒輪比；并且c(t)是作為測(cè)量到的加速器踏板位置的函數(shù)而變化的變量。
[0023] 在某些實(shí)施方式中，確定聲音校正是否必要包括確定ARPM并不超出最大值Rmax， 并且確定Δ VSP超出最小值Vmax。
[0024] 在一些示例中，確定是否需要聲音校正包括確定ARPM超出最小值Rmin。
[0025] 在某些示例中，虛擬固定齒輪比根據(jù)以下而被確定
1其中GRvir tual (t)是虛擬固定齒 輪比;GRvirtuai(t-l)是在時(shí)間t-Ι處確定的之前確定的虛擬固定齒輪比;GRCVT(t)是CVT的當(dāng) 前齒輪比；并且參數(shù)A是可調(diào)的并且表示將觸發(fā)齒輪變換(換檔）的期望的對(duì)實(shí)際的齒輪比 偏差。
[0026] 在一些情況下，虛擬RPM根據(jù)以下而被確定:RPMvirtual(t)=GRvirtual(t) · VSP(t) · CIT1，其中RPMvirtuaI (t)是虛擬RPM; GRvirtuaI (t)是虛擬固定齒輪比；VSP (t)是車輛速度;并且 CR是捕獲CVT以外的固定傳動(dòng)比的常數(shù)。
[0027] 在某些情況下，該方法包括基于實(shí)際RPM而生成諧波消除信號(hào)的集合，該諧波信號(hào) 是與實(shí)際RPM的諧波成比例的正弦波信號(hào)；處理諧波消除信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)處理的諧波消除信 號(hào)的集合;并且在車輛聲音系統(tǒng)中，將經(jīng)處理的諧波消除信號(hào)換能為聲能，由此在車輛的客 艙內(nèi)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。
[0028] 在一些實(shí)施方式中，處理諧波消除信號(hào)包括，針對(duì)諧波消除信號(hào)的集合的每個(gè)諧 波消除信號(hào)，利用自適應(yīng)濾波器改變諧波消除信號(hào)的幅度和/或相位。
[0029] 在某些實(shí)施方式中，處理諧波消除信號(hào)包括，針對(duì)諧波消除信號(hào)的集合的每個(gè)諧 波消除信號(hào)，作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載或加速器踏板位置的函數(shù)而調(diào)節(jié)諧波消除信號(hào)的幅 度。
[0030] 在某些示例中，處理諧波信號(hào)包括針對(duì)諧波信號(hào)的集合的每個(gè)諧波信號(hào)，作為虛 擬RPM的函數(shù)而應(yīng)用對(duì)應(yīng)的增益。
[0031] 針對(duì)諧波信號(hào)的集合的每個(gè)諧波信號(hào)，作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載或加速器踏板位 置的函數(shù)而應(yīng)用增益。
[0032] 在某些情況下，車輛裝備有電動(dòng)機(jī)，并且虛擬RPM隨后可以基于車輛速度和預(yù)定義 的虛擬齒輪比而被確定。
[0033] 在一些實(shí)施方式中，車輛是能夠在內(nèi)燃(IC)模式以及電動(dòng)車(EV)模式操作的混合 動(dòng)力車輛。當(dāng)在EV模式中操作時(shí)，虛擬RPM基于車輛速度以及預(yù)定義的虛擬齒輪比的第一集 合而被確定，并且當(dāng)在IC模式中操作時(shí)，虛擬RPM基于從混合動(dòng)力車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量到 的實(shí)際RPM、車輛速度、以及預(yù)定義的虛擬齒輪比的第二集合而被確定。
[0034] 在另一方面，一種方法包括：在裝備有無級(jí)變速器(CVT)和車輛聲音系統(tǒng)的車輛 中，確定聲音校正是否必要。如果聲音校正不是必要的，那么該方法還包括基于測(cè)量到的實(shí) 際RPM而生成諧波信號(hào)的集合，諧波信號(hào)是與實(shí)際RPM的諧波成比例的正弦波信號(hào)。如果聲 音校正是必要的，那么該方法還包括基于作為測(cè)量到的實(shí)際RPM和車輛速度的函數(shù)而隨時(shí) 間連續(xù)變化的無級(jí)變速器的當(dāng)前齒輪比而確定虛擬固定齒輪比;在裝備有車輛聲音系統(tǒng)的 車輛中，確定虛擬固定齒輪比;基于虛擬固定齒輪比而確定虛擬RPM;基于虛擬RPM而生成諧 波信號(hào)的集合，該諧波信號(hào)是與虛擬RPM的諧波成比例的正弦波信號(hào);處理諧波信號(hào)以產(chǎn)生 經(jīng)處理的諧波信號(hào)的集合;并且在車輛聲音系統(tǒng)中，將經(jīng)處理的諧波信號(hào)換能為聲能，由此 在車輛的客艙內(nèi)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。即使當(dāng)實(shí)際RPM保持恒定時(shí)，虛擬RPM隨車輛速度而改變。
[0035] 各個(gè)實(shí)施方式可以包括以上和/或以下特征中的一個(gè)，或者其任意組合。
[0036] 在一些實(shí)施方式中，確定聲音校正是否必要包括確定Δ RPM并不超出最大值Rmax， 并且確定Δ VSP超出最小值Vmax。
[0037] 在某些實(shí)施方式中，確定是否需要聲音校正進(jìn)一步包括確定ARPM超出最小值 Rmin0
[0038] 另外的方面具有方法特征，該方法包括在裝備有車輛聲音系統(tǒng)的車輛中，提供隨 時(shí)間增大的基頻的諧波；以及通過換能受限頻率范圍中的諧波而經(jīng)由車輛聲音系統(tǒng)生成增 大的聲調(diào)。生成增大的聲調(diào)包括隨每個(gè)諧波接近頻率范圍的上限分別降低諧波的幅度，使 得諧波隨著其個(gè)別地到達(dá)頻率范圍的上限而變得不可聽見。隨著諧波中的一個(gè)諧波變得不 可聽見，諧波中的另一個(gè)諧波變得可聽見。
[0039] 各個(gè)實(shí)施方式可以包括以上和/或以下特征中的一個(gè)，或者其任意組合。
[0040] 在一些實(shí)施方式中，基頻表示隨時(shí)間增大的測(cè)量到的實(shí)際車輛RPM。
[0041] 在某些實(shí)施方式中，車輛裝備有電動(dòng)機(jī)，并且基頻表示電動(dòng)機(jī)的實(shí)際RPM。
[0042] 在一些示例中，基頻表示基于預(yù)定義的虛擬固定齒輪比的集合而被確定的虛擬 RPM0
【附圖說明】
[0043]圖IA是示例性發(fā)動(dòng)機(jī)聲音管理系統(tǒng)的框圖；
[0044]圖IB是來自圖IA的發(fā)動(dòng)機(jī)聲音管理系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)諧波管理(EHX)子系統(tǒng)的框圖。
[0045] 圖2是圖示了在發(fā)動(dòng)機(jī)聲音管理系統(tǒng)中使用的樣本齒輪比映射的示例性繪圖；
[0046] 圖3是圖示了一個(gè)示例性判據(jù)集合的表;以及
[0047]圖4是在發(fā)動(dòng)機(jī)聲音管理系統(tǒng)中使用的示例性控制RPM(RPMccintrciI)選擇過程的流 程圖。
[0048]圖5A、5B和6是圖示了變調(diào)的心理聲學(xué)方法的聲譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 本公開至少部分地基于以下現(xiàn)實(shí)，在包括無級(jí)變速器的車輛中，接收到的發(fā)動(dòng)機(jī) 聲音可以與車輛的加速相關(guān)聯(lián)，使得只要車輛加速發(fā)動(dòng)機(jī)聲調(diào)就增大。這可以通過在信號(hào) 中引入控制聲調(diào)（即發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM))的中斷而被實(shí)現(xiàn)。該中斷可以至少在RPM保持恒定時(shí) 的加速周期期間被引入。
[0050] 該中斷可以被認(rèn)為像是由虛擬的、期望的RPM所引入，其對(duì)應(yīng)于虛擬的、期望的動(dòng) 力系統(tǒng)(虛擬齒輪箱）。該虛擬齒輪箱被使用及調(diào)諧以用于實(shí)現(xiàn)車輛的聲音中的期望變化。
[0051] 盡管附圖的多個(gè)視圖的要素可被示出并描述為在框圖中的離散要素并可被稱為 "電路"，除非另有指明，這些要素可被實(shí)施為模擬電路、數(shù)字電路的一種或組合，或一個(gè)或 多個(gè)執(zhí)行軟件指令的微處理器。該軟件指令可包括數(shù)字信號(hào)處理(DSP)指令。通過模擬電路 或通過微處理器執(zhí)行運(yùn)行與模擬操作數(shù)學(xué)或邏輯等效的軟件，可以執(zhí)行各種操作。除非另 有指明，信號(hào)線可以被實(shí)施作為離散模擬或數(shù)字信號(hào)線，作為具有處理信號(hào)的獨(dú)立流的適 當(dāng)信號(hào)處理的單個(gè)離散數(shù)字信號(hào)線，或者作為無線通信系統(tǒng)的要素。一些處理可以描述在 框圖中。在每個(gè)框中執(zhí)行的活動(dòng)可以被一個(gè)要素或被多個(gè)要素執(zhí)行，并且可以被時(shí)間分開。 執(zhí)行框的活動(dòng)的要素可以被物理地分開。除非另有指明，信號(hào)可以被編碼并且以數(shù)字或模 擬的形式傳輸;在附圖中常規(guī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器或模數(shù)轉(zhuǎn)換器可能為被示出。
[0052]如在圖IA中所示，示例性發(fā)動(dòng)機(jī)聲音管理系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(E⑶)102， 其操作地鏈接到車輛控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線104。CAN總線104操作地鏈接到車輛聲音控 制模塊106。發(fā)動(dòng)機(jī)聲音控制模塊106操作地鏈接到車輛聲音系統(tǒng)108。
[0053] ECU 102監(jiān)視各種車輛發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載參數(shù)，諸如實(shí)際車輛速度(VSP)、實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)每 分鐘轉(zhuǎn)速(RPM)等等。這些監(jiān)視的參數(shù)中的一些參數(shù)，諸如車輛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)RPM和發(fā)動(dòng)機(jī)狀 態(tài)參數(shù)例如可以由發(fā)動(dòng)機(jī)聲音控制模塊106用作輸入。
[0054]發(fā)動(dòng)機(jī)聲音控制模塊106通過消除一些諧波、增強(qiáng)其他諧波、以及生成新的諧波而 使能發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的變化，以這樣的方式，感知到的發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的聲調(diào)改變。本公開描述了可 以被用來驅(qū)動(dòng)聲音變化的控制算法。
[0055] 發(fā)動(dòng)機(jī)聲音控制模塊106包括輸入控制邏輯110以及發(fā)動(dòng)機(jī)諧波管理(EHX)子系統(tǒng) 112。輸入控制邏輯110提供了表示控制RPM( RPMccintrciI) 114的信號(hào)、表示控制參數(shù)116的信 號(hào)、以及表示測(cè)量到的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM(RPMactuai)118的信號(hào)作為到EHX子系統(tǒng)112的輸入?；?于從輸入控制邏輯11 〇接收到的輸入由EHX子系統(tǒng)112產(chǎn)生的信號(hào)被定位在車輛內(nèi)部的車輛 聲音系統(tǒng)108中的一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器換能為聲能并且提供期望的聲音體驗(yàn)。
[0056] 輸入控制邏輯110包括提供如將在以下討論的控制RPM(RPMrantrciI) 114的虛擬齒輪 箱及RPM計(jì)算模塊120,以及提供控制參數(shù)116的負(fù)載處理模塊122。
[0057]發(fā)動(dòng)機(jī)聲音控制模塊106、輸入控制邏輯110、虛擬齒輪箱及RPM計(jì)算模塊120、負(fù)載 處理模塊122、以及EHX子系統(tǒng)112中的所有或一些可以被實(shí)施為由一個(gè)或多個(gè)微處理器或 DSP芯片(其可以是放大器的部件)執(zhí)行的軟件指令。
[0058] EHX子系統(tǒng)112包括發(fā)動(dòng)機(jī)諧波生成(EHG)模塊124、聲級(jí)控制模塊126以及發(fā)動(dòng)機(jī) 諧波消除(EHC)模塊128。EHG模塊124從虛擬齒輪箱及RPM計(jì)算模塊120接收控制RPM 70 AHG 模塊124、聲級(jí)控制模塊126、以及EHC模塊128中的所有或一些可以被實(shí)施為由一個(gè)或多個(gè) 微處理器或DSP芯片(其可以是放大器的部件)執(zhí)行的軟件指令。
[0059] 參照?qǐng)D1B，EHG模塊124包括諧波生成器130以用于生成與控制RPM的某些諧波（即 基頻中的可能包括非整數(shù)諧波的諧波)成比例的正弦波信號(hào)。諧波生成器130針對(duì)每個(gè)諧波 確定及輸出兩個(gè)參數(shù)。為了確定第一參數(shù)，諧波生成器130通過將基頻乘以每個(gè)諧波的階而 計(jì)算針對(duì)控制RPM的每個(gè)諧波的頻率，并且以該頻率輸出正弦波信號(hào)。為了確定第二參數(shù)， 諧波生成器130將基頻轉(zhuǎn)換為對(duì)諧波波形的指數(shù)，即，隨著聲壓級(jí)（SPL)根據(jù)RPM而變化，該 指數(shù)確定針對(duì)每個(gè)諧波的SPL。通常，諧波波形被表達(dá)為查找表(LUT)?？商娲?，諧波波形 可以根據(jù)公式被計(jì)算或近似。
[0060] EHG模塊124還包括針對(duì)所生成的每個(gè)諧波的諧波波形確定器132(出于簡(jiǎn)便僅示 出一個(gè)）以及諧波增益134(出于簡(jiǎn)便僅示出一個(gè)）。諧波波形確定器132通常被實(shí)施為頻率 到增益查找表(LUT)，其使得每個(gè)諧波的聲音級(jí)能夠取決于頻率?？商娲兀C波波形可以 根據(jù)公式被計(jì)算或近似。該波形控制輸出了增益，其調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的諧波的聲級(jí)。產(chǎn)生的諧波信 號(hào)生成了匹配期望目標(biāo)的聲級(jí)。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，查找表必須歸于固有諧波聲級(jí)、目標(biāo)諧波 聲級(jí)、以及車輛聲音系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
[0061] 基于來自諧波波形LUT 132的輸入以及針對(duì)由諧波生成器130確定的每個(gè)諧波頻 率的正弦波瞬時(shí)值，諧波增益134(出于簡(jiǎn)便僅示出一個(gè)）向每個(gè)諧波信號(hào)應(yīng)用個(gè)體諧波特 定增益。EHG模塊124還可以包括其他諧波增益136,其可被利用以用于基于負(fù)載而調(diào)節(jié)個(gè)體 諧波信號(hào)的相應(yīng)的聲級(jí)。
[0062] 增益調(diào)節(jié)的諧波信號(hào)隨后被提供至車輛聲音系統(tǒng)108并通過揚(yáng)聲器被換能至聲 能。在一些情況下，增益調(diào)節(jié)的諧波信號(hào)可以被合并到諧波控制信號(hào)中，并且諧波控制信號(hào) 被提供至車輛聲音系統(tǒng)108。當(dāng)控制RPM對(duì)應(yīng)于實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM時(shí)，EHG模塊50將提供實(shí)際發(fā) 動(dòng)機(jī)RPM的某些諧波的發(fā)動(dòng)機(jī)諧波增強(qiáng)。當(dāng)控制RPM是虛擬RPM時(shí)，如將在以下討論的，EHG模 塊50將生成與虛擬RPM的某些諧波成比例的正弦波信號(hào)。
[0063] 諧波生成器130、諧波波形確定器132、諧波增益132、以及其他諧波增益134中的所 有或一些可以被實(shí)施為由一個(gè)或多個(gè)微處理器或DSP芯片(其可以是放大器的部件)執(zhí)行的 軟件指令。
[0064] EHC模塊128從輸入控制邏輯110接收測(cè)量到的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM118(即，表示測(cè)量到 的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM的信號(hào)）JHC模塊128包括諧波消除參考信號(hào)生成器138以用于生成諧波 消除信號(hào)，其是與測(cè)量到的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM(RPM actual)的某些諧波成比例的正弦波參考信 號(hào)。
[0065]基于來自安裝在車輛的客艙中的一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)142(示出一個(gè))的輸入，EHC模 塊128還包括自適應(yīng)濾波器140以用于修改個(gè)體諧波消除信號(hào)的相應(yīng)的相位和/或幅度，從 而生成修改的諧波消除信號(hào)以最小化在一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)142處檢測(cè)到的信號(hào)。
[0066] 每個(gè)自適應(yīng)濾波器140使得泄漏調(diào)節(jié)器144(示出一個(gè)）、系數(shù)計(jì)算器146、艙濾波器 148以及控制塊150與其關(guān)聯(lián)。出于簡(jiǎn)便，僅示出了單個(gè)自適應(yīng)濾波器140、泄漏調(diào)節(jié)器144、 系數(shù)計(jì)算器146、艙濾波器148以及控制塊150;然而，這些元件可以針對(duì)待被消除或減小的 每個(gè)諧波被復(fù)制并被用來生成及修改降噪信號(hào)。
[0067]控制塊150控制關(guān)聯(lián)的諧波消除元件的操作，例如通過激活或去激活EHC模塊128 或通過調(diào)節(jié)噪聲衰減的量。艙濾波器148模型及補(bǔ)償傳遞函數(shù)，該傳遞函數(shù)具有一些電聲元 件與EHX子系統(tǒng)112在其中操作的環(huán)境的合并效果的特征，這些電聲元件例如為(多個(gè))揚(yáng)聲 器、（多個(gè))麥克風(fēng)142。自適應(yīng)濾波器140、泄漏調(diào)節(jié)器144、以及系數(shù)計(jì)算器146重復(fù)且遞歸 地操作以提供濾波器系數(shù)的流從而修改個(gè)體諧波消除信號(hào)。用于由系數(shù)計(jì)算器使用的合適 的自適應(yīng)算法可以在Simon Haykin的第四版Adaptive Filter Theory(ISBN 013091261) 中找到。泄漏調(diào)節(jié)器144選擇待由系數(shù)計(jì)算器146中對(duì)應(yīng)的一個(gè)系數(shù)計(jì)算器應(yīng)用的泄漏因 數(shù)。泄漏因數(shù)是當(dāng)現(xiàn)存的系數(shù)值由更新量所更新時(shí)在自適應(yīng)濾波器140中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)自 適應(yīng)濾波器中應(yīng)用到現(xiàn)存的系數(shù)值的因數(shù)。關(guān)于泄漏因數(shù)的信息可以在Simon Haykin的第 四版Adaptive Filter Theory(ISBN 013091261)的 13.2節(jié)中找到。
[0068]修改的諧波消除信號(hào)隨后被提供至車輛聲音系統(tǒng)108并通過揚(yáng)聲器被換能至聲 能。在一些情況下，在被提供至車輛聲音系統(tǒng)108之前，修改的諧波消除信號(hào)可以與彼此合 并和/或與增益調(diào)節(jié)諧波信號(hào)合并。
[0069] 諧波消除參考信號(hào)生成器138、自適應(yīng)濾波器140、泄漏調(diào)節(jié)器144、系數(shù)計(jì)算器 146、艙濾波器148、以及控制塊150中的所有或一些可以被實(shí)施為由一個(gè)或多個(gè)微處理器或 DSP芯片(其可以是放大器的部件)執(zhí)行的軟件指令。
[0070]用于實(shí)現(xiàn)自然的聲音，可能有利的是處理用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的聲級(jí)(例如，增強(qiáng) 或消除）的負(fù)載信息。
[0071] 在這方面，負(fù)載處理模塊122從車輛CAN總線104接收表示發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的輸入信號(hào) 并且將其轉(zhuǎn)換為提供至聲級(jí)控制模塊126的控制參數(shù)116。
[0072] 負(fù)載處理模塊122被用于確定固有發(fā)動(dòng)機(jī)聲級(jí)以恰當(dāng)?shù)仄胶饴曇粼鰪?qiáng)。出于至少 兩個(gè)原因，表示發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的信號(hào)很好地適用于控制聲音增強(qiáng)水平。第一，隨著正發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù) 載增大，總發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲水平單調(diào)增大。第二，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)傳動(dòng)時(shí)，新諧波的生成和/或強(qiáng)增 強(qiáng)通常僅對(duì)于正發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載是理想的。當(dāng)傳動(dòng)推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)(也稱為發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng))時(shí)發(fā)生負(fù)發(fā) 動(dòng)機(jī)負(fù)載。雖然在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間可能由固有發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的高聲級(jí)，噪聲消除對(duì)該情況可 能是期望的，但顯著的聲音增強(qiáng)(包括新諧波的生成)幾乎不是期望的。
[0073]車輛CAN總線104通常將使得與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載很好地相關(guān)并且可以模擬或數(shù)字形式 可用于的負(fù)載處理模塊122的以下信號(hào)中的幾個(gè)信號(hào)可用，這些信號(hào)例如為加速器踏板位 置(APP);油門位置傳感器(TPS);空氣流量(MAF);歧管絕對(duì)壓力(MAP);發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩;和/或 計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。
[0074]負(fù)載處理模塊122可以將輸入信號(hào)從原生數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換為對(duì)EHX子系統(tǒng)112更有用 的形式。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)表示發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，負(fù)載處理模塊122可以將扭矩測(cè)量結(jié) 果轉(zhuǎn)換為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載測(cè)量結(jié)果。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載可以被表達(dá)為指數(shù);例如，最大發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載可以 被表達(dá)為從1至100的數(shù)字。類似地，可替代或附加地，負(fù)載處理模塊122可以將其他參數(shù)值 信號(hào)從原生形式轉(zhuǎn)換為對(duì)EHX子系統(tǒng)112更有用的形式。
[0075]聲級(jí)控制模塊126接收來自負(fù)載處理模塊122的作為輸入的控制參數(shù)116。基于來 自負(fù)載處理模塊122的輸入，聲級(jí)控制模塊126確定待由對(duì)應(yīng)的諧波增益136應(yīng)用的增益，由 此取決于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載提供不同的諧波波形。來自聲級(jí)控制模塊126的輸入還可以被用在HlC 模塊128的控制環(huán)路中，以可能用于調(diào)節(jié)由泄漏調(diào)節(jié)器144提供的泄漏因數(shù)或者用于由系數(shù) 計(jì)算器塊146利用。在后一情況下，在系數(shù)更新算法中使用的誤差將相對(duì)于預(yù)定義諧波波形 而被計(jì)算，其可以基于從聲級(jí)控制模塊126接收到的輸入而被縮放。
[0076] 在信號(hào)中用于諧波生成或消除的所有突變可以被平滑或逐漸引入，以便于避免聲 域中的失真。
[0077] 基于針對(duì)車輛的期望的發(fā)動(dòng)機(jī)聲音，可以預(yù)定義要在虛擬齒輪箱定義及RPM計(jì)算 模塊120和針對(duì)每個(gè)被EHX子系統(tǒng)112生成、增強(qiáng)或消除的諧波的聲音目標(biāo)內(nèi)使用的齒輪比。
[0078] 當(dāng)車輛加速但發(fā)動(dòng)機(jī)RPM保持恒定時(shí)，存在多種方式來改變發(fā)動(dòng)機(jī)聲音、來引致感 知到的這樣的聲音的聲調(diào)的變化。例如，第一種方法是使用虛擬RPM( RPMvirtuaI)來控制感知 到的聲調(diào)變化。該虛擬RPM基于具有固定齒輪比的虛擬齒輪箱。
[0079] 第二中方法是使用控制RPM(RPMccintrciI)，其在虛擬RPM與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM(RPMactuaI) 之間交替，從而控制感知到的發(fā)動(dòng)機(jī)聲調(diào)的變化。虛擬RPM基于具有固定齒輪比的虛擬齒輪 箱。當(dāng)被用來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音時(shí)，控制RPM僅當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM保持相對(duì)恒定時(shí)使用虛擬 RPM。在所有其他條件下，控制RPM是實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM。
[0080] 第三中方法是使用控制RPM，如上所述，其使用虛擬RPM和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM兩者，但 用依時(shí)性離散齒輪比而不是預(yù)定義虛擬固定齒輪比而計(jì)算虛擬RPM。
[0081 ] 通過虛擬RPM控制的變調(diào)
[0082]在第一方法中，虛擬RPM(RPMvirtuaI)在虛擬齒輪箱定義及RPM計(jì)算模塊120中被計(jì) 算并且是用來引入感知到的發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的聲調(diào)中的變換而不管實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM的單條信 息。在該情況下，向EHX子系統(tǒng)112提供的控制RPM對(duì)應(yīng)于虛擬RPM。
[0083] 例如，當(dāng)前的CVT齒輪比GRCVT可以被定義為：
[0084]
[0085] 其中t是時(shí)間并且CR是捕獲齒輪箱之外的所有固定傳動(dòng)比的常數(shù)，該固定傳動(dòng)比 諸如為后差分傳動(dòng)比、輪胎周長(zhǎng)等等。CVT齒輪比隨時(shí)間連續(xù)變化。
[0086] 車輛制造者可以預(yù)定義固定齒輪比的集合，虛擬齒輪箱定義及RPM計(jì)算模塊120可 以將車輛CVT齒輪比(GRcvt)映射到固定齒輪比的該集合。例如，如果f( ·)是映射函數(shù)，c是 常數(shù)，虛擬齒輪比GRvirtuai(t)可以被計(jì)算如下：
[0087] GRvirtuai(t) = c · f(GRcvT(t)) (2)
[0088] 該映射函數(shù)隨后可以被表達(dá)為：
[0089]
(3)
[0090] 其中{grN}是固定虛擬齒輪比的集合，并且{thN}是預(yù)定義齒輪比閾值的集合。在一 些情況下，常數(shù)c可以被設(shè)定至一。在調(diào)諧過程中，其可以被用作縮放齒輪比的簡(jiǎn)單方式而 不改變閾值thx(若期望）。常數(shù)c控制虛擬RPM在其處增大的斜率。
[0091 ] 虛擬RPM即RPMvirtuai(t)可以隨后通過虛擬齒輪箱及RPM計(jì)算模塊120計(jì)算為：
[0092] RPMvirtual (t)=GRvirtual(t) · VSP(t) · CR"1 ( 10 )
[0093] 在該示例中，虛擬RPM計(jì)算系基于預(yù)定義的、虛擬的、齒輪比的集合。這些齒輪比的 值在發(fā)動(dòng)機(jī)聲音控制模塊106內(nèi)是由車輛制造者可調(diào)諧的以實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。表示 虛擬RPM的信號(hào)被提供至EHG模塊124，其生成與虛擬RPM的諧波成比例的正弦波參考信號(hào)。 諧波信號(hào)隨后可以經(jīng)由車輛聲音系統(tǒng)108中的揚(yáng)聲器而被換能為聲能，由此經(jīng)由車輛聲音 系統(tǒng)108在艙中產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。
[0094]如在圖2中所示，示例性繪圖200圖示了使用以上所述的原理的樣本齒輪比映射。 繪圖200標(biāo)繪了齒輪比210對(duì)時(shí)間212。齒輪比210值的范圍從低至0.2到高至2.0。預(yù)定義的 齒輪比閾值214a-g被示出為點(diǎn)線，從時(shí)間=0至?xí)r間=35。隨時(shí)間212增大，實(shí)際齒輪比216 最初增大并隨后減小，而虛擬齒輪比218在增大和減小時(shí)保持更加恒定，這顯示了與手動(dòng)齒 輪箱相似的更加階狀的漸進(jìn)。在CVT發(fā)動(dòng)機(jī)中，實(shí)際齒輪比216隨時(shí)間連續(xù)變化。
[0095] 通過交替控制RPM控制的變調(diào)
[0096]如在以上提及的，變調(diào)可以使用在計(jì)算的虛擬RPM與實(shí)際的測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)RPM (RPMactuaI)之間交替的控制RPM而被控制，而不是單獨(dú)使用虛擬RPM。在該方法中，虛擬齒輪 箱定義及RPM計(jì)算模塊120可以包括控制RPM選擇邏輯，其根據(jù)包括駕駛情況和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī) 參數(shù)的判據(jù)的集合而在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM(RPM artual)與虛擬RPM(RPMvirtual)之間交替控制RPM。 一個(gè)不例性的判據(jù)集合在圖3中的表1中所不。在表1中，VSP表不實(shí)際車輛速度。判據(jù)集合表 示虛擬齒輪箱定義及RPM計(jì)算模塊120隨著VSP保持恒定、增大或減小以及隨著發(fā)動(dòng)機(jī)RPM增 大、減小或保持恒定而如何確定控制RPM。例如，如在表1中所見，主CVT發(fā)動(dòng)機(jī)聲音問題通常 與VSP增大以及RPM保持恒定相關(guān)聯(lián)。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，虛擬齒輪箱定義及RPM計(jì)算模塊120將控 制RPM設(shè)置為虛擬RPM?？刂芌PM被提供至EHX子系統(tǒng)112。
[0097] 在其他示例中，在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM或車輛速度的變化率可以被用來改進(jìn)性能。此 外，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載條件可以被列入考慮。
[0098] 如在圖4中所示，實(shí)施圖3的表1中所示的確定的、位于虛擬齒輪箱定義及RPM計(jì)算 模塊120中的示例性控制RPM選擇過程400包括確定402實(shí)際RPM( Δ RPM)的變化是否大于預(yù) 定義最大Rmax。如果Δ RPM大于Rmax，車輛RPM正在增大，并且過程400設(shè)置404控制RPM等于 實(shí)際RPM。
[0099] 如果Δ RPM小于Rmax，過程400確定406是否Δ RPM大于預(yù)定義最小速率Rmin。
[0100] 如果ARPM小于預(yù)定義最小速率Rmin，實(shí)際RPM正在減小，并且過程400確定408是 否實(shí)際車輛速度（△ VSP)的變化大于預(yù)定義的最大車輛速度Vmax。
[0101] 如果AVSP小于Vmax，實(shí)際車輛速度并不正在增大，并且過程400設(shè)置410控制RPM 等于實(shí)際RPM。
[0102] 如果AVSP大于Vmax，實(shí)際車輛速度正在增大，并且過程400設(shè)置412控制RPM等于 虛擬RPM(RPM virtuaI) 〇
[0103] 如果過程400確定406了 Δ RPM大于Rmin，RPM是恒定的并且過程400確定414是否Δ VSP 大于 Vmax。
[0104] 如果AVSP小于Vmax，車輛速度正在減小，并且過程400設(shè)置416控制RPM等于實(shí)際 RPM。如果Δ VSP大于Vmax，實(shí)際車輛速度正在增大，并且過程400設(shè)置418控制RPM等于虛擬 RPM0
[0105]對(duì)于控制RPM選擇過程400重要的是排除RPM中的突增，因?yàn)檫@樣的行為并不在實(shí) 際車輛中發(fā)生。RPM中的突降是可允許的，因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)于向上換檔。
[0106] 通過使用依時(shí)性離散齒輪比交替控制RPM控制的變調(diào)
[0107] 以上描述的固定齒輪比映射的一個(gè)可替代示例是當(dāng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)聲音校正時(shí)凍結(jié) 當(dāng)前CVT齒輪比。即，當(dāng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)聲音校正的確定做出時(shí)，虛擬固定齒輪比可以在時(shí)間 (to)處被設(shè)定至當(dāng)前齒輪比的瞬時(shí)值GR CVT(to)。有關(guān)是否需要聲音校正的確定可以通過以 上相對(duì)于圖4描述的控制RPM選擇過程而被做出，在該控制RPM選擇過程中，當(dāng)需要聲音校正 時(shí)控制RPM被設(shè)定為虛擬RPM。如果齒輪比被固定，虛擬RPM(RPM virtuaI)隨車輛速度增大而增 大，因而以感知到的聲調(diào)正在增大的這種方式產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。當(dāng)齒輪比變化超出齒輪比 虛擬偏差值時(shí)，齒輪比被設(shè)定回實(shí)際齒輪比值。虛擬齒輪比(GR)與CVT GR的齒輪比偏差可 以被定義為：
[0108]
(5)
[0109] 其中c是常數(shù)。該齒輪比偏差可以被用來引入虛擬齒輪比時(shí)間演進(jìn)的突然步進(jìn)。
[0110]
[0111] 參數(shù)A是可調(diào)諧的并且表示觸發(fā)齒輪變換的虛擬對(duì)實(shí)際齒輪比偏差。
[0112] 對(duì)以上的可替代方式是使用固定齒輪比偏差：
[0113] AGR(t)=C * (GRdesired(t)-GRcVT(t)) (7)
[0114] 其中c是常數(shù)，其可以如以上討論地被選擇。
[0115] 聲調(diào)由其變換的速率可以被改變，這不僅基于車輛的速度，也基于負(fù)載。在該方法 中，以上描述的映射函數(shù)通過利用發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載或車輛加速改變常數(shù)c而變化。因而在等式 (2)、（ 5)和(7)中c變成變量c(t)，其作為實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)變化：
[0116] c(t) =f (EngineLoad(t)) (8)
[0117] 其是駕駛者的意圖，即加速器位置：
[0118] c(t) = f (AcceleratorPosition(t)) (9)
[0119] 或者兩者的結(jié)合：
[0120] c(t)=f(EngineLoad(t),AcceIeratorPosition(t)) (10)
[0121] 在最簡(jiǎn)單的情況下，函數(shù)f( ·)將是線性函數(shù)。
[0122] 針對(duì)CVT聲音控制的其他可能的應(yīng)用
[0123] 以上描述的算法可以被用在編程實(shí)際CVT的操作模式，因而獲得發(fā)動(dòng)機(jī)聲音中期 望的變調(diào)。在該情況下，基于實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM的EHC和EHE的使用可能足以控制客艙內(nèi)的總體 聲音。如果需要，感知變調(diào)技術(shù)仍然可以被使用。
[0124] 附加地，以上描述的技術(shù)可以被適配于電動(dòng)車和/或在電動(dòng)模式行進(jìn)的混合動(dòng)力 車。
[0125] 當(dāng)應(yīng)用之前描述的聲音控制技術(shù)在電動(dòng)車中時(shí)，虛擬RPM可以基于車輛速度(VSP) 和預(yù)定義的虛擬齒輪比而被確定。
[0126] 最小RPM和最大RPM可以被定義。最小RPM和最大RPM隨后可以被用作虛擬齒輪箱中 的變換點(diǎn)。在一些情況下，最小RPM和最大RPM可以隨時(shí)間恒定。
[0127] 針對(duì)電動(dòng)車的虛擬齒輪隨后可以被計(jì)算如下：
[0128] 其中
[0129]
[0130]
[0131] 在任何時(shí)間，如果VSP = 0,虛擬齒輪將被切換至中性，其將導(dǎo)致GRvirtuai(t)=0。 即，對(duì)于VSP = 0，虛擬齒輪箱將處于中性，使得齒輪比gro為0。在該情況下，RPMvirtuai (t) = 0。 一旦車輛開始移動(dòng)，并且VSP>0,虛擬齒輪箱將變換至第一齒輪，其具有g(shù)n的齒輪比。
[0132] 在一些情況下，最小和最大RPM閾值可以隨時(shí)間變化，并且可以基于車輛加速而增 大及減小。如果加速高，RPM閾值將會(huì)高，如果加速減小，RPM限制將會(huì)更低。
[0133] 針對(duì)電動(dòng)車的虛擬RPM (RPMvirtuaI)隨后可以根據(jù)以上的等式(4)(即，RPMvirtuaI (t) = GRvirtuai(t) · VSP(t) · CR-4而被計(jì)算。虛擬RPM隨后可以被提供為到EHX子系統(tǒng)的EHG模 塊的輸入(如上所述）?；趶妮斎肟刂七壿嫿邮盏降妮斎牒吞摂MRPM由EHX子系統(tǒng)產(chǎn)生的信 號(hào)被定位在車輛內(nèi)部的車輛聲音系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器換能為聲能并且提供期望的 聲音體驗(yàn)。
[0134] 在一些情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際RPM可以被提供到EHX子系統(tǒng)的EHC模塊?？商娲?， 在一些情況下，電動(dòng)車可以不利用EHC模塊。
[0135] 混合動(dòng)力車輛中的這些技術(shù)的應(yīng)用使得當(dāng)車輛在內(nèi)燃（IC)模式與電動(dòng)車模式 (EV)兩者操作時(shí)能夠產(chǎn)生連續(xù)的聲音。在EV模式中，EHG模塊將在虛擬RPM上操作，該虛擬 RPM可以基于車輛速度和預(yù)定義虛擬齒輪比（例如，如在等式11中提供的預(yù)定義虛擬齒輪比 的第一集合)計(jì)算，如以上關(guān)于電動(dòng)車輛所討論的。在IC模式中，如果聲音校正并非必要， EHG模塊可以在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)RPM(即，從內(nèi)燃機(jī)測(cè)量到的）上操作;或者，如果聲音校正是必要 的，那么EHG模塊可以在虛擬RPM上操作，該虛擬RP可以根據(jù)以上等式（1)至(4)、基于內(nèi)燃機(jī) 的測(cè)量到的實(shí)際RPM、車輛速度和預(yù)定義虛擬齒輪比（例如，如在等式4中提供的預(yù)定義虛擬 齒輪比的第二集合)而被確定。
[0136] 針對(duì)在EV模式中操作的電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛，負(fù)載處理模塊可以接收表示加 速器踏板位置的信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為可以被提供至聲級(jí)控制模塊的控制參數(shù)。
[0137] 變調(diào)的心理聲學(xué)方法
[0138] 在本文本中描述的控制算法可以被用來基于聲調(diào)循環(huán)感知而驅(qū)動(dòng)變調(diào)。在一種方 法中，聲調(diào)可以通過操縱恒定頻率諧波而被變換。例如，如果信號(hào)x(t)是基頻的諧波之和， 那么為了變換感知到的聲調(diào)，偶諧波或奇諧波可以在期望變調(diào)的點(diǎn)處被逐漸斷續(xù)(例如，通 過由EHC模塊消除那些諧波）。
[0139] 該方法針對(duì)偶諧波510的斷續(xù)在圖5A的聲譜圖500A中圖示，并且針對(duì)奇諧波512的 斷續(xù)在圖5B的聲譜圖500B中圖示。在圖5A和5B中圖示的示例示出了基本上恒定的基頻的某 些諧波，諸如將會(huì)是當(dāng)RPM趨平（即使車速繼續(xù)變化)時(shí)的情況。被斷續(xù)的諧波可以經(jīng)由EHC 模塊128被消除。因而，在一些情況下，在感知到的聲調(diào)中的變換可以經(jīng)由諧波消除本身而 被實(shí)現(xiàn)。
[0140] 可替代地或附加地，在感知到的聲調(diào)中的變換可以通過在現(xiàn)存的諧波中加入諧波 而被引致。EHG模塊可以被利用來生成在必要的聲級(jí)的諧波以引致感知到的變調(diào)。
[0141 ]可替代地或附加地，通過增強(qiáng)基頻的某些諧波，如偶諧波或每個(gè)全階諧波，發(fā)動(dòng)機(jī) 諧波增強(qiáng)(EHE)可以被用于相同的目的。目的是產(chǎn)生在相鄰諧波之間的特定比率，因而產(chǎn)生 感知到的聲調(diào)中的變換。
[0142] 在又一方法中，如在圖6的聲譜圖600中圖示的，永遠(yuǎn)增大的聲調(diào)可以通過在受限 頻率范圍中的諧波而被實(shí)現(xiàn)。圖6的聲譜圖600示出了增大頻率的正弦波610的集合。當(dāng)正弦 波610的頻率達(dá)到上預(yù)設(shè)頻率限制時(shí)，該正弦波的幅度開始下降，直到其完全消失。關(guān)于正 弦波610終止播放的時(shí)間，低頻率的新的正弦波610將開始播放。該新的正弦波將在頻率上 增大，直到其達(dá)到最大，在該處其將在聲級(jí)上逐漸減小，直到其變得不可聽見。只要期望，該 過程繼續(xù)。
[0143] 正弦波610是隨時(shí)間增大的基頻的諧波。如在本文中使用的"諧波"可以包括分?jǐn)?shù) 階(例如，半諧波或四分之一諧波)或全階諧波?；l例如可以表示如上所述的虛擬RPM，或 隨時(shí)間增大的實(shí)際車輛RPM。
[0144] 在圖6中圖示的該技術(shù)例如可以用于裝備有電動(dòng)機(jī)的車輛，在該情況下基頻可以 表示電動(dòng)機(jī)的實(shí)際RPM。例如，基頻可以從來自電動(dòng)機(jī)的實(shí)際測(cè)量到的RPM確定。在一些情況 下，電動(dòng)機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)車輛的車輪，使得車速隨電動(dòng)機(jī)的RPM線性變化，在該情況下基頻 可以基于測(cè)量到的車速而被計(jì)算。
[0145] 表示基頻的信號(hào)可以是諸如以上相對(duì)于圖IB所描述的發(fā)動(dòng)機(jī)諧波生成模塊以的 輸入，并且注入以上相對(duì)于圖IB描述的聲級(jí)控制模塊可以被用來調(diào)節(jié)應(yīng)用至基頻的個(gè)體諧 波的相應(yīng)的增益(例如，基于諸如加速器踏板位置之類測(cè)量到的車輛參數(shù)），使得個(gè)體諧波 僅在期望的頻率范圍上被再現(xiàn)。
[0146] 雖然以上描述了由某些示例執(zhí)行的特定操作次序，應(yīng)當(dāng)理解的是，這樣的次序是 示例性的，而可替代示例可以以不同次序執(zhí)行操作、結(jié)合某些操作、重疊某些操作等等。在 本說明書中對(duì)給定示例的參考指示所述示例可以包括特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性，但每個(gè)示 例可以不必包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。
[0147] 雖然系統(tǒng)的給定部件已經(jīng)分別進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，多個(gè)功能中 的一些功能可以在給定指令、程序序列、代碼部分等中被組合或共用。
[0148] 以上的描述并不代表與本公開一致的所有可能示例的或所述示例的所有可能變 化的詳盡清單。若干示例已經(jīng)被描述。然而，將理解的是，可以做出各種修改方式而不偏離 本文描述的系統(tǒng)、設(shè)備、方法和技術(shù)的精神和范圍。相應(yīng)地，其他示例均在權(quán)利要求書的范 圍以內(nèi)。
[0149] 若干示例已經(jīng)被描述。然而，將理解的是，可以做出附加的修改而不偏離本文描述 的發(fā)明構(gòu)思的范圍，并且相應(yīng)地，其他示例也處于以下權(quán)利要求書的范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種方法，包括： 在裝備有車輛聲音系統(tǒng)的車輛中， 確定虛擬固定齒輪比； 基于所述虛擬固定齒輪比而確定虛擬RPM; 基于所述虛擬RPM而生成諧波信號(hào)的集合，所述諧波信號(hào)是與所述虛擬RPM的諧波成比 例的正弦波信號(hào)； 處理所述諧波信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)處理的諧波信號(hào)的集合；以及 在所述車輛聲音系統(tǒng)中，將所述經(jīng)處理的諧波信號(hào)換能為聲能，由此在所述車輛的客 艙內(nèi)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述車輛裝備有無級(jí)變速器， 其中所述虛擬固定齒輪比基于所述無級(jí)變速器的當(dāng)前齒輪比而被確定，所述無級(jí)變速 器的所述當(dāng)前齒輪比作為測(cè)量到的實(shí)際RPM和車輛速度的函數(shù)而隨時(shí)間連續(xù)地變化，并且 其中當(dāng)所述實(shí)際RPM保持恒定時(shí)，所述虛擬RPM隨所述車輛速度而改變。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述虛擬固定齒輪比根據(jù)以下而被確定： GRvirtual(t)=C · f(GRcVT(t)) 其中GRvirtuai (t)是所述虛擬固定齒輪比；C是常量;GRctt( t)是所述CVT的所述當(dāng)前齒輪 比；并且f(GRCVT(t))是用于將所述當(dāng)前齒輪比映射到預(yù)定義的虛擬固定齒輪比的集合的映 射函數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述虛擬固定齒輪比根據(jù)以下而被確定： GRvirtual(t)=C(t) · f(GRcVT(t)) 其中GRvirtual(t)是所述虛擬固定齒輪比；c(t)是作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)而變 化的變量;GRCVT(t)是所述CVT的所述當(dāng)前齒輪比；并且f(GRCVT(t))是用于將所述當(dāng)前齒輪 比映射到預(yù)定義的虛擬固定齒輪比的集合的映射函數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述虛擬固定齒輪比根據(jù)以下而被確定： GRvirtual(t)=C(t) · f(GRcVT(t)) 其中GRvirtual(t)是所述虛擬固定齒輪比；c(t)是作為測(cè)量到的加速器踏板位置的函數(shù) 而變化的變量;GRCVT(t)是所述CVT的所述當(dāng)前齒輪比；并且f(GRCVT(t))是用于將所述當(dāng)前 齒輪比映射到預(yù)定義的虛擬固定齒輪比的集合的映射函數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述虛擬固定齒輪比根據(jù)以下而被確定： GRvirtual(t)=C(t) · f(GRcVT(t)) 其中C(t)是作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和測(cè)量到的加速器踏板位置的函數(shù)而變化的變 量，并且f(GRCVT(t))是將所述當(dāng)前齒輪比(GRCVT(t))映射到預(yù)定義的虛擬固定齒輪比的集 合的映射函數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中確定所述虛擬固定齒輪比包括根據(jù)映射函數(shù)將所 述當(dāng)前齒輪比映射到預(yù)定義的固定齒輪比的集合中的一個(gè)預(yù)定義的固定齒輪比，并且 其中所述映射函數(shù)f (GRCVT (t))被表達(dá)為：其中GRCVT(t)是CVT的當(dāng)前齒輪比；{grn}是預(yù)定義的固定齒輪比的集合;并且{th n}是預(yù) 定義的齒輪比閾值的集合。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)下式確定所述當(dāng)前齒輪比：其中GRCVT(t)是所述CVT的所述當(dāng)前齒輪比；并且CR是捕獲所述CVT以外的固定傳動(dòng)比 的常數(shù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括： 確定是否需要聲音校正， 并且，若需要聲音校正，則 計(jì)算所述CVT的所述當(dāng)前齒輪比的瞬時(shí)值， 將所述虛擬固定齒輪比設(shè)置為所述CVT的所述當(dāng)前齒輪比的所述瞬時(shí)值，并且維持所 述虛擬齒輪比處于所述當(dāng)前齒輪比的所計(jì)算的瞬時(shí)值不變，直到所述虛擬固定齒輪比相對(duì) 于所述當(dāng)前齒輪比的齒輪比偏差超出齒輪比偏差值。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)下式確定所述齒輪比偏差：其中Δ GR(t)是所述齒輪比偏差;GRvirtual(t)是所述虛擬固定齒輪比;GRcVT(t)是所述 CVT的所述當(dāng)前齒輪比；并且c是常數(shù)。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)下式確定所述齒輪比偏差：其中△ GR(t)是所述齒輪比偏差;GRvirtual(t)是所述虛擬固定齒輪比；GRctt(t)是所 述CVT的所述當(dāng)前齒輪比;并且c(t)是作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)而變化的變量。12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)下式確定所述齒輪比偏差：其中Δ GR(t)是所述齒輪比偏差;GRvirtual(t)是所述虛擬固定齒輪比;GRcVT(t)是所述 CVT的所述當(dāng)前齒輪比；并且c(t)是作為加速器踏板位置的函數(shù)而變化的變量。13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)下式確定所述齒輪比偏差： AGR(t)=C * (GRvirtual(t)-GRcVT(t)) 其中Δ GR(t)是所述齒輪比偏差;GRvirtual(t)是所述虛擬固定齒輪比;GRcVT(t)是所述 CVT的所述當(dāng)前齒輪比；并且C是常數(shù)。14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)下式確定所述齒輪比偏差： AGR(t)=C(t) * (GRvirtual(t)-GRcVT(t)) 其中Δ GR(t)是所述齒輪比偏差;GRvirtual(t)是所述虛擬固定齒輪比;GRcVT(t)是所述 CVT的所述當(dāng)前齒輪比;并且c(t)是作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)而變化的變量。15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)下式確定所述齒輪比偏差： AGR(t)=C(t) * (GRvirtual(t)-GRcVT(t)) 其中Δ GR(t)是所述齒輪比偏差;GRvirtual(t)是所述虛擬固定齒輪比;GRcVT(t)是所述 CVT的所述當(dāng)前齒輪比；并且c(t)是作為測(cè)量到的加速器踏板位置的函數(shù)而變化的變量。16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中確定是否需要聲音校正包括： 確定△ RPM并不超出最大值Rmax，以及 確定Δ VSP超出最小值Vmax。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中確定是否需要聲音校正進(jìn)一步包括確定Δ RPM超 出最小值Rmin。18. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述虛擬固定齒輪比根據(jù)以下而被確定：其中GRvirtual(t)是所述虛擬固定齒輪比;GRvirtual(t-l )是在時(shí)間t_l處確定的之前確定 的虛擬固定齒輪比;GRCVT(t)是所述CVT的所述當(dāng)前齒輪比；并且參數(shù)A是可調(diào)的并且表示將 觸發(fā)齒輪變換的期望的對(duì)實(shí)際的齒輪比偏差。19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述虛擬RPM根據(jù)以下而被確定： RPMvirtUai(t)=GRvirtuai(t) · VSP(t) · CR-1 其中RPMvirtuai (t)是所述虛擬RPM; GRvirtuai (t)是所述虛擬固定齒輪比;VSP (t)是車輛速 度;并且CR是捕獲所述CVT以外的固定傳動(dòng)比的常數(shù)。20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括： 基于所述實(shí)際RPM而生成諧波消除信號(hào)的集合，所述諧波信號(hào)是與所述實(shí)際RPM的諧波 成比例的正弦波信號(hào)； 處理所述諧波消除信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)處理的諧波消除信號(hào)的集合；以及 在所述車輛聲音系統(tǒng)中，將所述經(jīng)處理的諧波消除信號(hào)換能為聲能，由此在所述車輛 的客艙內(nèi)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中處理所述諧波消除信號(hào)包括，針對(duì)諧波消除信號(hào) 的所述集合的每個(gè)所述諧波消除信號(hào)，利用自適應(yīng)濾波器改變所述諧波消除信號(hào)的幅度 和/或相位。22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中處理所述諧波消除信號(hào)包括，針對(duì)諧波消除信號(hào) 的所述集合的每個(gè)所述諧波消除信號(hào)，作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載或加速器踏板位置的函數(shù) 而調(diào)節(jié)所述諧波消除信號(hào)的幅度。23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中處理所述諧波信號(hào)包括： 針對(duì)所述諧波信號(hào)的所述集合的每個(gè)所述諧波信號(hào)，作為所述虛擬RPM的函數(shù)而應(yīng)用 對(duì)應(yīng)的增益。24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中處理所述諧波信號(hào)包括： 針對(duì)所述諧波信號(hào)的所述集合的每個(gè)所述諧波信號(hào)，作為測(cè)量到的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載或加速 器踏板位置的函數(shù)而應(yīng)用增益。25. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述車輛裝備有電動(dòng)機(jī)。26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述虛擬RPM基于車輛速度和預(yù)定義的虛擬齒輪 比而被確定。27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述車輛是能夠在內(nèi)燃（1C)模式以及電動(dòng)車 (EV)模式操作的混合動(dòng)力車輛， 其中，當(dāng)在所述EV模式中操作時(shí)所述虛擬RPM基于車輛速度、以及預(yù)定義的虛擬齒輪比 的第一集合而被確定，并且 當(dāng)在1C模式操作時(shí)所述虛擬RPM基于從所述混合動(dòng)力車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量到的實(shí)際 RPM、車輛速度、以及預(yù)定義的虛擬齒輪比的第二集合而被確定。28. 一種方法，包括： 在裝備有無級(jí)變速器(CVT)和車輛聲音系統(tǒng)的車輛中， 確定是否需要聲音校正，并且 若不需要聲音校正，則 基于測(cè)量到的實(shí)際RPM而生成諧波信號(hào)的集合，所述諧波信號(hào)是與所述實(shí)際RPM的諧波 成比例的正弦波信號(hào)； 若需要聲音校正，則 基于所述無級(jí)變速器的當(dāng)前齒輪比而確定所述虛擬固定齒輪比，所述當(dāng)前齒輪比作為 測(cè)量到的實(shí)際RPM和車輛速度的函數(shù)而隨時(shí)間連續(xù)地變化； 基于所述虛擬固定齒輪比而確定虛擬RPM，基于所述虛擬RPM而生成諧波信號(hào)的集合， 所述諧波信號(hào)是與所述虛擬RPM的諧波成比例的正弦波信號(hào)； 處理所述諧波信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)處理的諧波信號(hào)的集合；以及 在所述車輛聲音系統(tǒng)中，將所述經(jīng)處理的諧波信號(hào)換能為聲能，由此在所述車輛的客 艙內(nèi)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音， 其中即使當(dāng)所述實(shí)際RPM保持恒定時(shí)，所述虛擬RPM隨車輛速度而改變。29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中確定是否需要聲音校正包括： 確定Δ RPM不超出最大值Rmax，以及 確定Δ VSP超出最小值Vmax。30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中確定是否需要聲音校正包括確定Δ RPM超出最小 值Rmin〇31. -種方法，包括： 在裝備有車輛聲音系統(tǒng)的車輛中，提供隨時(shí)間增大的基頻的諧波；以及 通過在受限的頻率范圍中換能所述諧波而經(jīng)由所述車輛聲音系統(tǒng)生成增大的聲調(diào)， 其中生成所述增大的聲調(diào)包括隨每個(gè)所述諧波接近所述頻率范圍的上限而分別降低 所述諧波的幅度，使得所述諧波隨著其個(gè)別地到達(dá)所述頻率范圍的所述上限而變得不可聽 見； 其中，隨著所述諧波中的一個(gè)諧波變得不可聽見，所述諧波中的另一個(gè)諧波變得可聽 見。32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述基頻表示隨時(shí)間增大的測(cè)量到的實(shí)際車輛 RPM〇33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述車輛裝備有電動(dòng)機(jī)，并且其中所述基頻表示 所述電動(dòng)機(jī)的實(shí)際RPM。34. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述基頻表示基于預(yù)定義的虛擬固定齒輪比的 集合而被確定的虛擬RPM。
【文檔編號(hào)】B60W50/14GK106062866SQ201580011441
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日 公開號(hào)201580011441.4, CN 106062866 A, CN 106062866A, CN 201580011441, CN-A-106062866, CN106062866 A, CN106062866A, CN201580011441, CN201580011441.4, PCT/2015/10625, PCT/US/15/010625, PCT/US/15/10625, PCT/US/2015/010625, PCT/US/2015/10625, PCT/US15/010625, PCT/US15/10625, PCT/US15010625, PCT/US1510625, PCT/US2015/010625, PCT/US2015/10625, PCT/US2015010625, PCT/US201510625
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