(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両音響システムを装備した車両において、エンジン回転数の変化率ΔRPMが所定の最大値Rmax を超えず、かつ、車速の変化率ΔVSPが所定の最大車両速度Vmax を超える時に、
仮想固定ギア比を決定するステップと、
前記仮想固定ギア比に基づいて仮想RPMを決定するステップと、
前記仮想RPMに基づいて高調波信号の組を生成するステップであって、前記高調波信号が、前記仮想RPMの高調波に比例した正弦波信号である、ステップと、
前記高調波信号を処理して、処理された高調波信号の組を発生するステップと、
前記車両音響システムにおいて、前記処理された高調波信号を音響エネルギーに変換し、それによって前記車両の客室内にエンジン音を発生するステップと、を含み、
前記仮想RPMが、
RPMｖｉｒｔｕａｌ(t)=GRｖｉｒｔｕａｌ(t)・VSP(t)・CR−１
により決定され、ここで、RPMｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想RPMであり、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、VSP(t)は車両速度であり、CRはCVTの外部の固定された伝達率を捉える定数である、方法。
【請求項２】
前記車両が、無段変速機を装備し、
前記仮想固定ギア比が、実際の測定されたエンジンRPMと車両速度との関数として時間的に連続して変動する前記無段変速機の現在のギア比に基づいて決定され、
前記仮想RPMが、前記実際のRPMが一定のままであるとき、前記車両速度とともに変化する、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記仮想固定ギア比が、
GRｖｉｒｔｕａｌ(t)=c・f(GRＣＶＴ(t))
により決定され、ここで、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、cは定数であり、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、f(GRＣＶＴ(t))は前記現在のギア比を所定の仮想固定ギア比の組にマッピングするためのマッピング関数である、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記仮想固定ギア比が、
GRｖｉｒｔｕａｌ(t)=c(t)・f(GRＣＶＴ(t))
により決定され、ここで、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、c(t)は測定されたエンジン負荷の関数として変動する変数であり、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、f(GRＣＶＴ(t))は前記現在のギア比を所定の仮想固定ギア比の組にマッピングするためのマッピング関数である、請求項2に記載の方法。
【請求項５】
前記仮想固定ギア比が、
GRｖｉｒｔｕａｌ(t)=c(t)・f(GRＣＶＴ(t))
により決定され、ここで、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、c(t)は測定されたアクセルペダル位置の関数として変動する変数であり、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、f(GRＣＶＴ(t))は前記現在のギア比を所定の仮想固定ギア比の組にマッピングするためのマッピング関数である、請求項2に記載の方法。
【請求項６】
前記仮想固定ギア比が、
GRｖｉｒｔｕａｌ(t)=c(t)・f(GRＣＶＴ(t))
により決定され、ここで、c(t)は測定されたエンジン負荷と測定されたアクセルペダル位置との関数として変動する変数であり、f(GRＣＶＴ(t))は前記現在のギア比(GRＣＶＴ(t))を所定の仮想固定ギア比の組にマッピングするためのマッピング関数である、請求項2に記載の方法。
【請求項７】
前記仮想固定ギア比を決定するステップが、マッピング関数により前記現在のギア比を所定の固定ギア比の組の1つにマッピングするステップを含み、
前記マッピング関数f(GRＣＶＴ(t))が、
【数１】
0006453348.tif 000013
として表され、ここで、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、{grｎ}は所定の固定ギア比の前記組であり、{thｎ}は所定のギア比閾値の組である、請求項2に記載の方法。
【請求項８】
前記現在のギア比を
【数２】
0006453348.tif 000014
により決定するステップをさらに含み、ここで、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、CRは前記CVTの外部の固定された伝達率を捉える定数である、請求項2に記載の方法。
【請求項９】
音響補正が必要であるかどうかを決定するステップと、
音響補正が必要である場合、
前記CVTの前記現在のギア比の瞬時値を計算するステップと、
前記仮想固定ギア比を前記CVTの前記現在のギア比の前記瞬時値に設定し、前記現在のギア比に対する前記仮想固定ギア比のギア比偏差がギア比偏差値を超えるまで前記仮想固定ギア比を前記現在のギア比の前記計算された瞬時値において一定に維持するステップと、をさらに含む、請求項2に記載の方法。
【請求項１０】
前記ギア比偏差を
【数３】
0006453348.tif 000015
により決定するステップをさらに含み、ここで、ΔGR(t)は前記ギア比偏差であり、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、cは定数である、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記ギア比偏差を
【数４】
0006453348.tif 000016
により決定するステップをさらに含み、ここで、ΔGR(t)は前記ギア比偏差であり、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、c(t)は測定されたエンジン負荷の関数として変動する変数である、請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
前記ギア比偏差を
【数５】
0006453348.tif 000017
により決定するステップをさらに含み、ここで、ΔGR(t)は前記ギア比偏差であり、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、c(t)はアクセルペダル位置の関数として変動する変数である、請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
前記ギア比偏差を
ΔGR(t)=c・(GRｖｉｒｔｕａｌ(t)-GRＣＶＴ(t))
により決定するステップをさらに含み、ここで、ΔGR(t)は前記ギア比偏差であり、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、cは定数である、請求項9に記載の方法。
【請求項１４】
前記ギア比偏差を
ΔGR(t)=c(t)・(GRｖｉｒｔｕａｌ(t)-GRＣＶＴ(t))
により決定するステップをさらに含み、ここで、ΔGR(t)は前記ギア比偏差であり、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、c(t)は測定されたエンジン負荷の関数として変動する変数である、請求項9に記載の方法。
【請求項１５】
前記ギア比偏差を
ΔGR(t)=c(t)・(GRｖｉｒｔｕａｌ(t)-GRＣＶＴ(t))
により決定するステップをさらに含み、ここで、ΔGR(t)は前記ギア比偏差であり、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、c(t)は測定されたアクセルペダル位置の関数として変動する変数である、請求項9に記載の方法。
【請求項１６】
音響補正が必要であるかどうかを決定するステップが、
ΔRPMが最大値Rmaxを超えず、かつ、ΔVSPが前記所定の最大車両速度Vmaxを超えるならば、音響補正が必要であると決定するステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１７】
音響補正が必要であるかどうかを決定するステップが、
ΔRPMが最大値Rmaxを超えず、ΔVSPが前記所定の最大車両速度Vmaxを超え、かつ、ΔRPMが最小値Rminを超えるならば、音響補正が必要であると決定するステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記仮想固定ギア比が、
【数６】
0006453348.tif 000018
により決定され、ここで、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、GRｖｉｒｔｕａｌ(t-1)は時間t-1で決定された、事前に決定された仮想固定ギア比であり、GRＣＶＴ(t)は前記CVTの前記現在のギア比であり、パラメータAは調節可能であり、ギアシフトを作動させる所望のギア比偏差対実際のギア比偏差を表す、請求項10に記載の方法。
【請求項１９】
実際のRPMに基づいて高調波打ち消し信号の組を生成するステップであって、前記高調波信号が、前記実際のRPMの高調波に比例した正弦波信号である、ステップと、
前記高調波打ち消し信号を処理して、処理された高調波打ち消し信号の組を発生するステップと、
前記車両音響システムにおいて、前記処理された高調波打ち消し信号を音響エネルギーに変換し、それによって前記車両の客室内にエンジン音を発生するステップと、をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項２０】
前記高調波打ち消し信号を処理することが、高調波打ち消し信号の前記組の前記高調波打ち消し信号の各々に対して、適応フィルタを用いて前記高調波打ち消し信号の振幅および/または位相を変更することを含む、請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
前記高調波打ち消し信号を処理することが、高調波打ち消し信号の前記組の前記高調波打ち消し信号の各々に対して、測定されたエンジン負荷またはアクセルペダル位置の関数として前記高調波打ち消し信号の振幅を調整することを含む、請求項19に記載の方法。
【請求項２２】
前記高調波信号を処理することが、
前記高調波信号の前記組の前記高調波信号の各々に対して、対応する利得を前記仮想RPMの関数として適用することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項２３】
前記高調波信号を処理することが、
前記高調波信号の前記組の前記高調波信号の各々に対して、測定されたエンジン負荷またはアクセルペダル位置の関数として利得を適用することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項２４】
前記車両が電気モータを装備する、請求項1に記載の方法。
【請求項２５】
前記仮想RPMが、車両速度と所定の仮想ギア比とに基づいて決定される、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記車両が内燃(IC)モードと電気自動車(EV)モードとで動作することができるハイブリッド車であり、
前記EVモードで動作するとき、前記仮想RPMが、車両速度と所定の仮想ギア比の第1の組とに基づいて決定され、
ICモードで動作するとき、前記仮想RPMが、前記ハイブリッド車の内燃エンジンから測定された実際のRPMと、車両速度と、所定の仮想ギア比の第2の組とに基づいて決定される、請求項24に記載の方法。
【請求項２７】
無段変速機(CVT)と車両音響システムとを装備した車両において、エンジン回転数の変化率ΔRPMが所定の最大値Rmax を超えず、かつ、車速の変化率ΔVSPが所定の最大車両速度Vmax を超える時に、
音響補正が必要であるかどうかを決定するステップと、
音響補正が必要でない場合、
実際の測定されたエンジンRPMに基づいて高調波信号の組を生成するステップであって、前記高調波信号が、前記実際のRPMの高調波に比例した正弦波信号である、ステップと、
音響補正が必要である場合、
実際の測定されたエンジンRPMおよび車両速度の関数として時間的に連続して変動する前記無段変速機の現在のギア比に基づいて仮想固定ギア比を決定するステップと、
前記仮想固定ギア比に基づいて仮想RPMを決定し、前記仮想RPMに基づいて高調波信号の組を生成するステップであって、前記高調波信号が、前記仮想RPMの高調波に比例した正弦波信号である、ステップと、
前記高調波信号を処理して、処理された高調波信号の組を発生するステップと、
前記車両音響システムにおいて、前記処理された高調波信号を音響エネルギーに変換し、それによって前記車両の客室内にエンジン音を発生するステップと、を含み、
前記仮想RPMが、前記実際のRPMが一定のままであるときでも、前記車両速度とともに変化し、
前記仮想RPMが、
RPMｖｉｒｔｕａｌ(t)=GRｖｉｒｔｕａｌ(t)・VSP(t)・CR−１
により決定され、ここで、RPMｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想RPMであり、GRｖｉｒｔｕａｌ(t)は前記仮想固定ギア比であり、VSP(t)は車両速度であり、CRは前記CVTの外部の固定された伝達率を捉える定数である、方法。
【請求項２８】
音響補正が必要であるかどうかを決定するステップが、
ΔRPMが最大値Rmaxを超えず、かつ、ΔVSPが前記所定の最大車両速度Vmaxを超えるならば、音響補正が必要であると決定するステップを含む、請求項27に記載の方法。
【請求項２９】
音響補正が必要であるかどうかを決定するステップが、
ΔRPMが最大値Rmaxを超えず、ΔVSPが前記所定の最大車両速度Vmaxを超え、かつ、ΔRPMが最小値Rminを超えるならば、音響補正が必要であると決定するステップをさらに含む、請求項28に記載の方法。
【請求項３０】
車両音響システムを装備した車両において、エンジン回転数の変化率ΔRPMが所定の最大値Rmax を超えず、かつ、車速の変化率ΔVSPが所定の最大車両速度Vmax を超える時に、
時間とともに増加する基本周波数の高調波を提供するステップと、
前記高調波を限定された周波数範囲において変換することによって前記車両音響システムを介して増加するピッチを生成するステップと、を含み、
前記増加するピッチを生成するステップが、前記高調波が、個々に前記周波数範囲の上限に達するにつれて聞こえなくなるように、前記高調波の各々が前記周波数範囲の前記上限に近づくにつれて前記高調波の振幅を別々に減少させるステップを含み、
前記高調波のうちの1つが聞こえなくなるにつれて、前記高調波のうちの別の1つが聞こえるようになる、方法。
【請求項３１】
前記基本周波数が、時間とともに増加する実際の測定された車両エンジンRPMを表す、請求項30に記載の方法。
【請求項３２】
前記車両が電気モータを装備し、前記基本周波数が前記電気モータの実際のRPMを表す、請求項31に記載の方法。
【請求項３３】
前記基本周波数が、所定の仮想固定ギア比の組に基づいて決定される仮想RPMを表す、請求項30に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は音響管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)を装備した車両にはかなりの音響問題が存在する。すなわち、車両が加速したとき、一定のピッチがエンジンに対して発せられる。この音響問題は、より低いトルクを有し、したがって、加速している間、一定のRPM条件下で動作する可能性がより高い小排気量のエンジンの場合に、より顕著である。
【０００３】
CVT装備車両において、運転者は、加速サイクル中のある時点で、エンジンRPMが相対的に一定である値に達することに気づくことがある。同時に、車両の速度が上昇し続ける。運転者が車両に加速することを要求し、加速を感じたとき、CVT伝導機構の音が誤った音響フィードバックをもたらし、車両が加速していないことを示す。これは、運転者がさらに加速させようとする気になることがあるので、伝導機構(PT)の音質問題だけでなく、安全性の問題でもあり得る。
【０００４】
同様の音響問題が電気モードで走行する電気自動車とハイブリッド車に存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様において、方法は、車両音響システムを装備した車両において、仮想固定ギア比を決定するステップと、仮想固定ギア比に基づいて仮想RPMを決定するステップと、仮想RPMに基づいて高調波信号の組を生成するステップであって、高調波信号が、仮想RPMの高調波に比例した正弦波信号である、ステップと、高調波信号を処理して、処理された高調波信号の組を発生するステップと、車両音響システムにおいて、処理された高調波信号を音響エネルギーに変換し、それによって車両の客室内にエンジン音を発生するステップと、を含む。
【０００６】
実装形態は、以下の特徴のうちの1つまたはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【０００７】
いくつかの例において、車両は無段変速機を装備し、仮想固定ギア比は、実際の測定されたRPMおよび車両速度の関数として時間的に連続して変動する、無段変速機の現在のギア比に基づいて決定される。仮想RPMは、実際のRPMが一定のままであるとき、車両速度とともに変化する。
【０００８】
いくつかの実装形態において、仮想固定ギア比は、GRvirtual(t)=c・f(GRCVT(t))により決定される。ここで、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、cは定数であり、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、f(GRCVT(t))は現在のギア比を所定の仮想固定ギア比の組にマッピングするためのマッピング関数である。
【０００９】
ある実装形態において、仮想固定ギア比はGRvirtual(t)=c(t)・f(GRCVT(t))により決定される。ここで、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、c(t)は測定されたエンジン負荷の関数として変動する変数であり、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、f(GRCVT(t))は現在のギア比を所定の仮想固定ギア比の組にマッピングするためのマッピング関数である。
【００１０】
いくつかの例において、仮想固定ギア比はGRvirtual(t)=c(t)・f(GRCVT(t))により決定される。ここで、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、c(t)は測定されたアクセルペダル位置の関数として変動する変数であり、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、f(GRCVT(t))は現在のギア比を所定の仮想固定ギア比の組にマッピングするためのマッピング関数である。
【００１１】
ある例において、仮想固定ギア比はGRvirtual(t)=c(t)・f(GRCVT(t))により決定される。ここで、c(t)は測定されたエンジン負荷および測定されたアクセルペダル位置の関数として変動する変数であり、f(GRCVT(t))は現在のギア比(GRCVT(t))を所定の仮想固定ギア比の組にマッピングするためのマッピング関数である。
【００１２】
場合により、仮想固定ギア比を決定するステップは、現在のギア比をマッピング関数により所定の固定ギア比の組のうちの1つにマッピングするステップを含む。マッピング関数f(GRCVT(t))は次式として表される。
【００１３】
【数１】
0006453348.tif 000002
【００１４】
ここで、GRCVT(t)は、CVTの現在のギア比であり、{grn}は所定の固定ギア比の組であり、{thn}は所定のギア比閾値の組である。
【００１５】
場合により、方法は現在のギア比を
【００１６】
【数２】
0006453348.tif 000003
【００１７】
により決定するステップを含む。ここで、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、CRはCVTの外部の固定伝達率を捉える定数である。
【００１８】
いくつかの実装形態において、方法は音響補正が必要であるかどうかを決定するステップを含む。音響補正が必要である場合、方法は、CVTの現在のギア比の瞬時値を計算するステップと、仮想固定ギア比をCVTの現在のギア比の瞬時値に設定するステップと、現在のギア比に対する仮想固定ギア比のギア比偏差がギア比偏差値を超えるまで仮想ギア比を現在のギア比の計算された瞬時値において一定に維持するステップと、をも含む。
【００１９】
ある実装形態において、方法は、ギア比偏差を
【００２０】
【数３】
0006453348.tif 000004
【００２１】
により決定するステップを含む。ここで、ΔGR(t)はギア比偏差であり、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、cは定数である。
【００２２】
いくつかの例において、方法は、ギア比偏差を
【００２３】
【数４】
0006453348.tif 000005
【００２４】
により決定するステップを含む。ここで、ΔGR(t)はギア比偏差であり、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、c(t)は測定されたエンジン負荷の関数として変動する変数である。
【００２５】
ある例において、方法は、ギア比偏差を
【００２６】
【数５】
0006453348.tif 000006
【００２７】
により決定するステップを含む。ここで、ここで、ΔGR(t)はギア比偏差であり、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、c(t)はアクセルペダル位置の関数として変動する変数である。
【００２８】
場合により、方法は、ギア比偏差をΔGR(t)=c・(GRvirtual(t)-GRCVT(t))により決定するステップを含む。ここで、ΔGR(t)はギア比偏差であり、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、cは定数である。
【００２９】
場合によっては、方法はギア比偏差をΔGR(t)=c(t)・(GRvirtual(t)-GRCVT(t))により決定するステップを含む。ここで、ΔGR(t)はギア比偏差であり、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、c(t)は測定されたエンジン負荷の関数として変動する変数である。
【００３０】
いくつかの実装形態において、方法は、ギア比偏差をΔGR(t)=c(t)・(GRvirtual(t)-GRCVT(t))により決定するステップを含む。ここで、ΔGR(t)はギア比偏差であり、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、c(t)は測定されたアクセルペダル位置の関数として変動する変数である。
【００３１】
ある実装形態において、音響補正が必要であるかどうかを決定するステップは、ΔRPMが最大値Rmaxを超えないことを決定するステップと、ΔVSPが最小値、Vmaxを超えることを決定するステップと、を含む。
【００３２】
いくつかの例において、音響補正が必要であるかどうかを決定するステップは、ΔRPMが最小値Rminを超えることを決定するステップを含む。
【００３３】
ある例において、仮想固定ギア比は、
【００３４】
【数６】
0006453348.tif 000007
【００３５】
により決定される。ここで、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、GRvirtual(t-1)は時間t-1で決定された、事前に決定された仮想固定ギア比であり、GRCVT(t)はCVTの現在のギア比であり、パラメータAは調節可能であり、ギアシフトを作動させる所望のギア比偏差対実際のギア比偏差を表す。
【００３６】
場合により、仮想RPMは、RPMvirtual(t)=GRvirtual(t)・VSP(t)・CR-1により決定される。ここで、RPMvirtual(t)は仮想RPMであり、GRvirtual(t)は仮想固定ギア比であり、VSP(t)は車両速度であり、CRはCVTの外部の固定された伝達率を捉える定数である。
【００３７】
場合によっては、方法は、実際のRPMに基づいて高調波打ち消し信号の組を生成するステップであって、高調波信号が、実際のRPMの高調波に比例した正弦波信号である、ステップと、高調波打ち消し信号を処理して、処理された高調波打ち消し信号の組を発生するステップと、車両音響システムにおいて、処理された高調波打ち消し信号を音響エネルギーに変換し、それによって車両の客室内にエンジン音を発生するステップと、を含む。
【００３８】
いくつかの実装形態において、高調波打ち消し信号を処理することは、高調波打ち消し信号の組の高調波打ち消し信号の各々に対して、適応フィルタを用いて高調波打ち消し信号の振幅および/または位相を変更することを含む。
【００３９】
ある実装形態において、高調波打ち消し信号を処理することは、高調波打ち消し信号の組の高調波打ち消し信号の各々に対して、測定されたエンジン負荷またはアクセルペダル位置の関数として高調波打ち消し信号の振幅を調整することを含む。
【００４０】
ある例において、高調波信号を処理することは、高調波信号の組の高調波信号の各々に対して、対応する利得を仮想RPMの関数として適用することを含む。
【００４１】
場合により、高調波信号を処理することは、高調波信号の組の高調波信号の各々に対して、測定されたエンジン負荷またはアクセルペダル位置の関数として利得を適用することを含む。
【００４２】
場合によっては、車両は、電気モータを装備し、次いで、車両速度および所定の仮想ギア比に基づいて仮想RPMを決定することができる。
【００４３】
いくつかの実装形態において、車両は、内燃(IC:internal combustion)モードと電気自動車(EV:electric vehicle)モードとで動作することができるハイブリッド車である。EVモードで動作するとき、仮想RPMは、車両速度と所定の仮想ギア比の第1の組とに基づいて決定され、ICモードで動作するとき、仮想RPMは、ハイブリッド車の内燃エンジン、車両速度、および所定の仮想ギア比の第2の組から測定された実際のRPMに基づいて決定される。
【００４４】
別の態様において、方法は、無段変速機(CVT)と車両音響システムとを装備した車両において、音響補正が必要であるかどうかを決定するステップを含む。音響補正が必要でない場合、方法は、実際の測定されたRPMに基づいて高調波信号の組を生成するステップであって、高調波信号が、実際のRPMの高調波に比例した正弦波信号である、ステップも含む。音響補正が必要である場合、方法は、実際の測定されたRPMおよび車両速度の関数として時間的に連続して変動する無段変速機の現在のギア比に基づいて仮想固定ギア比を決定するステップと、仮想固定ギア比に基づいて仮想RPMを決定し、仮想RPMに基づいて高調波信号の組を生成するステップであって、高調波信号が、仮想RPMの高調波に比例した正弦波信号である、ステップと、高調波信号を処理して、処理された高調波信号の組を発生するステップと、車両音響システムにおいて、処理された高調波信号を音響エネルギーに変換し、それによって車両の客室内にエンジン音を発生するステップと、をも含む。仮想RPMは、実際のRPMが一定のままであるときでも、車両速度とともに変化する。
【００４５】
実装形態は、上記のおよび/または下記の特徴のうちの1つまたはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【００４６】
いくつかの実装形態において、音響補正が必要であるかどうかを決定するステップは、ΔRPMが最大値Rmaxを超えないことを決定するステップと、ΔVSPが最小値Vmaxを超えることを決定するステップと、を含む。
【００４７】
ある実装形態において、音響補正が必要であるかどうかを決定するステップは、ΔRPMが最小値Rminを超えることを決定するステップをさらに含む。
【００４８】
別の態様は、車両音響システムを装備した車両において、時間とともに増加する基本周波数の高調波を提供するステップと、限定された周波数範囲で高調波を変換することによって車両音響システムを介して増加するピッチを生成するステップと、を含む方法を特徴とする。増加するピッチを生成するステップは、高調波が、個々に周波数範囲の上限に達するにつれて聞こえなくなるように、高調波の各々が周波数範囲の上限に近づくにつれて高調波の振幅を別々に減少させるステップを含む。高調波のうちの1つが聞こえなくなるにつれて、高調波のうちの別の1つが聞こえるようになる。
【００４９】
実装形態は、上記のおよび/または下記の特徴のうちの1つまたはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【００５０】
いくつかの実装形態において、基本周波数は、時間とともに増加する実際の測定された車両RPMを表す。
【００５１】
ある実装形態において、車両は、電気モータを装備し、基本周波数は、電気モータの実際のRPMを表す。
【００５２】
いくつかの例において、基本周波数は、所定の仮想固定ギア比の組に基づいて決定される仮想RPMを表す。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】例示的なエンジン音管理システムの構成図である。
【図１Ｂ】図1Aのエンジン音管理システムからのエンジン高調波管理(EHX)サブシステムの構成図である。
【図２】エンジン音管理システムに使用される実例のギア比マッピングを例示する例示的なグラフである。
【図３】1つの例示的な基準の組を例示する表である。
【図４】エンジン音管理システムに使用される例示的な制御RPM(RPMcontrol)の選択プロセスの流れ図である。
【図５Ａ】ピッチ変更への心理音響学アプローチを例示するスペクトログラムである。
【図５Ｂ】ピッチ変更への心理音響学アプローチを例示するスペクトログラムである。
【図６】ピッチ変更への心理音響学アプローチを例示するスペクトログラムである。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
本開示は、少なくとも一部、無段変速機を含む車両において、知覚されるエンジン音を、車両が加速する限りエンジン音ピッチが増加するように、車両の加速に相関させることができるという理解に基づいている。これはピッチ、すなわち、エンジン速度(RPM)を制御する信号に途絶を導入することによって達成することができる。途絶は、RPMが一定のままであるとき、少なくとも加速サイクル中に導入することができる。
【００５５】
途絶は仮想の所望の伝導機構(仮想変速機)に対応する仮想の所望のRPMによって導入されるものと考えることができる。仮想変速機は、車両の音の所望の変動を達成するために、使用され、調整される。
【００５６】
図面のいくつかの図の要素を構成図の個別要素として示し、説明することができるが、他に指示がない限り、「回路」と称することができ、要素をアナログ回路、デジタル回路、またはソフトウェア命令を実行する1つまたは複数のマイクロプロセッサのうちの1つまたはそれらの組み合わせとして実装することができる。ソフトウェア命令は、デジタル信号処理(DSP)命令を含むことができる。動作はアナログ回路によって、またはアナログ動作の数学的または論理的等価を実施するソフトウェアを実行するマイクロプロセッサによって実施され得る。他に指示がない限り、信号線は、個別アナログまたはデジタル信号線として、別々の信号の流れを処理する適当な信号処理により単一の個別デジタル信号線として、またはワイヤレス通信システムの要素として実装することができる。プロセスのいくつかは、構成図で説明することができる。各ブロックで実施される活動は、1つの要素または複数の要素によって実施することができ、時間的に分離することができる。ブロックの活動を実施する要素は、物理的に分離することができる。他に指示がない限り、信号はデジタルまたはアナログ形式のいずれかで符号化し、伝送することができる。従来のデジタル/アナログまたはアナログ/デジタルコンバータは図に示していない可能性がある。
【００５７】
図1Aに示すように、例示的なエンジン音管理システム100が、車両コントローラエリアネットワーク(CAN:controller area network)バス104に動作可能にリンクされたエンジン制御ユニット(ECU:engine control unit)102を含む。CANバス104は、エンジン音制御モジュール106に動作可能にリンクされる。エンジン音制御モジュール106は、車両音響システム108に動作可能にリンクされる。
【００５８】
ECU102は、実際の車両速度(VSP:vehicle speed)や実際の毎分回転数(RPM:revolutions per minute)などの様々な車両エンジン負荷パラメータを監視する。例えば、車両速度、エンジンRPMおよびエンジン状態パラメータなどのこれらの監視されるパラメータのいくつかは、エンジン音制御モジュール106によって入力として使用することができる。
【００５９】
エンジン音制御モジュール106は、知覚されるエンジン音のピッチが変化するように、いくつかの高調波を打ち消し、他の高調波を強化し、新たな高調波を生成することによって、エンジン音の変化を可能にする。本開示は、音の変更を駆動するのに使用することができる制御アルゴリズムを説明する。
【００６０】
エンジン音制御モジュール106は、入力制御論理回路110と、エンジン高調波管理(EHX:engine harmonic management)サブシステム112とを含む。入力制御論理回路110は、制御RPM(RPMcontrol)114を表す信号と、制御パラメータ116を表す信号と、実際の測定されたエンジンRPM(RPMactual)118を表す信号とをEHXサブシステム112への入力として提供する。入力制御論理回路110から受け取った入力に基づいてEHXサブシステム112によって発生された信号は、車両室内の中に位置した車両音響システム108内の1つまたは複数のスピーカによって音響エネルギーに変換され、所望の音響体験を提供する。
【００６１】
入力制御論理回路110は、以下に説明するように、仮想変速機と、制御RPM(RPMcontrol)114を提供するRPM計算モジュール120と、制御パラメータ116を提供する負荷処理モジュール122とを含む。
【００６２】
エンジン音制御モジュール106の全部または一部、入力制御論理回路110、仮想変速機およびRPM計算モジュール120、負荷処理モジュール122、ならびにEHXサブシステム112は、増幅器の構成要素であり得る1つまたは複数のマイクロプロセッサまたはDSPチップによって実行されるソフトウェア命令として実装することができる。
【００６３】
EHXサブシステム112は、エンジン高調波生成(EHG:engine harmonics generation)モジュール124と、レベル制御モジュール126と、エンジン高調波打ち消し(EHC:engine harmonics cancellation)モジュール128とを含む。EHGモジュール124は、仮想変速機およびRPM計算モジュール120から制御RPM70を受け取る。EHGモジュール124、レベル制御モジュール126、およびEHCモジュール128のうちの全部または一部は、増幅器の構成要素であり得る1つまたは複数のマイクロプロセッサまたはDSPチップによって実行されるソフトウェア命令として実装することができる。
【００６４】
図1Bを参照すると、EHGモジュール124は、制御RPMのある高調波(すなわち、基本周波数の非整数高調波を含み得る高調波)に比例した正弦波信号を生成するための高調波生成器130を含む。高調波生成器130は、各高調波の2つのパラメータを決定し出力する。第1のパラメータを決定するために、高調波生成器130は、各高調波の次数で基本周波数を乗算することによって制御RPMの各高調波の周波数を計算し、その周波数における正弦波信号を出力する。第2のパラメータを決定するために、高調波生成器130は、基本周波数を高調波形へのインデックスに変換する。すなわち、高調波生成器130は、SPLがRPMとともに変動するので、各高調波の音圧レベル(SPL)を決定する。典型的には、高調波形は、ルックアップテーブル(LUT)として表される。あるいは、高調波形は、公式により、計算または近似することができる。
【００６５】
EHGモジュール124は、生成された各高調波に対する高調波形決定器132(簡単にするために1つを示す)と高調波利得134(簡単にするために1つを示す)とをも含む。高調波形決定器132は、典型的には、各高調波の音響レベルを周波数依存にすることを可能にする周波数-利得ルックアップテーブル(LUT)として実装される。あるいは、高調波形を公式により計算または近似することができる。この形状制御は、対応する高調波のレベルを調整する利得を出力する。結果として得られた高調波信号は、所望の目標に合致する音響レベルを発生する。この目的を達成するために、ルックアップテーブルは、車両音響システムの固有の高調波レベル、目標高調波レベル、および伝達関数を考慮しなければならない。
【００６６】
高調波利得134(簡単にするために1つを示す)は、高調波形LUT132からの入力および高調波生成器130によって決定された高調波周波数の各々の正弦波信号の瞬時値に基づいて、個々の高調波特有利得を高調波信号の各々に適用する。EHGモジュール124は、負荷に基づいて個々の高調波信号のそれぞれのレベルを調整するのに利用することができる他の高調波利得136を含むこともできる。
【００６７】
次いで、利得調整された高調波信号は、車両音響システム108に提供され、スピーカによって音響エネルギーに変換される。場合により、利得調整された高調波信号は、組み合わせて高調波制御信号にすることができ、高調波制御信号は車両音響システム108に提供される。制御RPMが実際のエンジンRPMに一致するとき、EHGモジュール124は、実際のエンジンRPMのある高調波のエンジン高調波強化を行う。以下に説明するように、制御RPMが仮想RPMであるとき、EHGモジュール124は、仮想RPMのある高調波に比例した正弦波信号を生成する。
【００６８】
高調波生成器130、高調波形決定器132、高調波利得134、および他の高調波利得136のうちの全部または一部は、増幅器の構成要素であり得る1つまたは複数のマイクロプロセッサまたはDSPチップによって実行されるソフトウェア命令として実装することができる。
【００６９】
EHCモジュール128は、実際の測定されたエンジンRPM118(すなわち、実際の測定されたエンジンRPMを表す信号)を入力制御論理回路110から受け取る。EHCモジュール128は、実際の測定されたエンジンRPM(RPMactual)のある高調波に比例した正弦波基準信号である高調波打ち消し信号を生成するための高調波打ち消し基準信号生成器138を含む。
【００７０】
EHCモジュール128は、変更された高調波打ち消し信号を生成して、1つまたは複数のマイクロホン142において検出される信号を最小限に抑えるために、車両の客室内に取り付けられた1つまたは複数のマイクロホン142(図示せず)からの入力に基づいて、個々の高調波打ち消し信号のそれぞれの位相および/または振幅を変更するための適応フィルタ140も含む。
【００７１】
適応フィルタ140の各々は、それと、漏れ調整器144(1つを示す)、係数計算機146、客室フィルタ148、および制御ブロック150とを関連付けている。簡単にするために、単一の適応フィルタ140、漏れ調整器144、係数計算機146、客室フィルタ148、および制御ブロック150だけを示す。しかし、これらの要素は、複製することができ、打ち消されるまたは低減される各高調波の雑音低減信号を生成し変更するのに使用することができる。
【００７２】
制御ブロック150は、関連する高調波打ち消し要素の動作を、例えば、EHCモジュール128を作動させもしくは動作停止させることによってまたは雑音減衰の量を調整することによって制御する。客室フィルタ148は、いくつかの電気音響要素、例えば、スピーカ、マイクロホン142と、EHXサブシステム112が動作する環境との複合効果を特徴付ける伝達関数をモデル化し補償する。適応フィルタ140、漏れ調整器144、および係数計算機146は、フィルタ係数の流れを提供して、個々の高調波打ち消し信号を変更するために繰り返しおよび再帰的に動作する。係数計算機用の適切な適応アルゴリズムは、Adaptive Filter Theory、4th Edition by Simon Haykin, ISBN 013091261に見出すことができる。漏れ調整器144は、係数計算機146のうちの対応する1つによって適用される漏れ係数を選択する。漏れ係数とは、既存の係数値が更新量だけ更新されたとき、適応フィルタ140のうちの対応する1つにおいて既存の係数値に適用される係数のことである。漏れ係数に関する情報は、Adaptive Filter Theory、4th Edition by Simon Haykin, ISBN 013091261のSection 13.2に見出すことができる。
【００７３】
次いで、変更された高調波打ち消し信号は、車両音響システム108に提供され、スピーカによって音響エネルギーに変換される。場合により、変更された高調波打ち消し信号は、車両音響システム108に提供される前に、互いにおよび/または利得調整された高調波信号に組み合わせることができる。
【００７４】
高調波打ち消し基準信号生成器138、適応フィルタ140、漏れ調整器144、係数計算機146、客室フィルタ148、および制御ブロック150のうちの全部または一部は、増幅器の構成要素であり得る1つまたは複数のマイクロプロセッサまたはDSPチップによって実行されるソフトウェア命令として実装することができる。
【００７５】
自然な音を達成するために、エンジン音のレベル(例えば、強化されたまたは打ち消された)を制御するために使用される負荷情報を処理するのに有益であり得る。
【００７６】
この点において、負荷処理モジュール122は、車両CANバス104からのエンジン負荷を表す入力信号を受け取り、レベル制御モジュール126に提供されるパラメータ116を制御するためにそれを変換する
【００７７】
負荷処理モジュール122は、音響増大の平衡を適切に保つために固有のエンジン音レベルを決定するのに使用される。エンジン負荷を表す信号は、少なくとも2つの理由で、音響増大レベルを制御するのによく適している。第1に、全エンジン雑音レベルが正のエンジン負荷の増加につれて単調に増加する。第2に、エンジンが変速機を推進するとき、強力な強化および/または新たな高調波の生成は、典型的には、正のエンジン負荷だけに対して望ましい。変速機がエンジンを推進するとき、エンジンブレーキとも呼ばれる、負のエンジン負荷が起きる。エンジンブレーキ中に高いレベルの固有のエンジン雑音があり得るが、この状況には雑音打ち消しが所望され得、顕著な音響強化(新たな高調波の生成を含む)が所望されることはおおよそない。
【００７８】
車両CANバス104は、典型的には、エンジン負荷とよく相関する以下の信号、例えば、アクセルペダル位置(APP)、スロットル位置センサ(TPS)、マスエアフロー(MAF)、分岐管における絶対圧力(MAP)、エンジントルク、および/または計算されたエンジン負荷のうちの利用可能ないくつかを有し、アナログまたはデジタル形式のいずれかで負荷処理モジュール122に利用可能であり得る。
【００７９】
負荷処理モジュール122は、入力信号をネイティブデータ形式からEHXサブシステム112に対してもっと有用な形式に変換することができる。例えば、エンジン負荷信号がエンジントルクを表す場合、負荷処理モジュール122は、トルク測定値をエンジン負荷測定値に変換することができる。エンジン負荷は、インデックスとして表すことができる。例えば、最大エンジン負荷は1〜100の数として表すことができる。同様に、負荷処理モジュール122は、あるいはまたはさらに、他のパラメータ値信号をネイティブ形式からEHXサブシステム112によるもっと有用な形式に変換することができる。
【００８０】
レベル制御モジュール126は、制御パラメータ116を入力として負荷処理モジュール122から受け取る。負荷処理モジュール122からの入力に基づいて、レベル制御モジュール126は、対応する高調波利得136によって適用される利得を決定し、それによって、エンジン負荷により、異なる高調波形を提供する。レベル制御モジュール126からの入力は、場合により漏れ調整器144によって提供される漏れ係数を調整するために、または係数計算機ブロック146によって利用されるために、EHCモジュール128の制御ループにおいて使用することもできる。後者の場合、係数更新アルゴリズムに使用される誤りが、レベル制御モジュール126から受け取った入力に基づいて縮小または拡大することができる所定の高調波形に対して計算される。
【００８１】
高調波の生成または打ち消しに使用される信号内のすべての急な遷移は、音響領域におけるいずれかの歪みを避けるために、平滑化する、または徐々に導入することができる。
【００８２】
車両の所望のエンジン音に基づいて、人は仮想変速機の定義およびRPM計算モジュール120ならびにEHXサブシステム112によって生成され、強化されまたは打ち消される各高調波の音響目標内で使用されるギア比を予め定義することができる。
【００８３】
車両が加速するがエンジンRPMが一定のままであるとき、知覚されるそのような音のピッチに変化を誘導するためにエンジン音を変更するいくつかのやり方がある。例えば、第1の取り組みは、知覚されるピッチの変化を制御するために仮想RPM(RPMvirtual)を使用することである。この仮想RPMは、固定ギア比を有する仮想変速機に基づく。
【００８４】
第2の取り組みは、知覚されるエンジン音ピッチの変化を制御するために仮想RPMと実際のエンジンRPM(RPMactual)との間を交互する制御RPM(RPMcontrol)を使用することである。仮想RPMは固定ギア比を有する仮想変速機に基づく。制御RPMは、エンジンの音を制御するのに使用されたとき、実際のエンジンRPMが相対的に一定のままであるとき、仮想RPMだけを使用する。他のすべての状態では、制御RPMは、実際のエンジンRPMである。
【００８５】
第3の取り組みは、上記のように、仮想RPMと実際のエンジンRPMとの両方を使用して制御RPMを使用することであるが、所定の仮想固定ギア比の代わりに時間依存性の個別ギア比を使用して仮想RPMを計算させる。
【００８６】
＜仮想RPMによって制御されるピッチ変更＞
第1の取り組みにおいて、仮想RPM(RPMvirtual)は、仮想変速機の定義およびRPM計算モジュール120において計算され、実際のエンジンRPMにかかわらず、知覚されるエンジン音のピッチに変更を誘導するのに使用される単一の情報である。この場合、EHXサブシステム112に提供される制御RPMは、仮想RPMに一致する。
【００８７】
例えば、現在のCVTギア比、GRCVTは以下のように定義することができる。
【００８８】
【数７】
0006453348.tif 000008
【００８９】
ここでtは時間であり、CRは後部ディファレンシャル伝達率、タイヤ周長などの変速機の外部のすべての固定伝達率を捉える定数である。CVTギア比は時間的に連続して変動する。
【００９０】
車両製造業者は、仮想変速機の定義およびRPM計算モジュール120が可変CVTギア比(GRCVT)をマッピングすることができる固定ギア比の組を予め定義することができる。例えば、f(・)がマッピング関数である場合、cは定数であり、仮想ギア比、GRvirtual(t)を以下のように計算することができる。
【００９１】
GRvirtual(t)=c・f(GRCVT(t))   (2)
【００９２】
次いで、マッピング関数を次式のように表すことができる。
【００９３】
【数８】
0006453348.tif 000009
【００９４】
ここで、{grN}は固定仮想ギア比の組であり、{thN}は所定のギア比閾値の組である。場合により、定数cは1に設定することができる。調節プロセスにおいて、所望であれば、閾値thxを変更することなくギア比を拡大または縮小することは簡単なやり方として使用することができる。定数cは仮想RPMが増加する勾配を制御する。
【００９５】
次いで、仮想RPM、RPMvirtual(t)を、仮想変速機およびRPM計算モジュール120によって次式として計算することができる。
【００９６】
RPMvirtual(t)=GRvirtual(t)・VSP(t)・CR-1   (4)
【００９７】
この例において、仮想RPMの計算は、所定の仮想ギア比の組に基づく。これらのギア比の値は、所望のエンジン音を達成するために車両製造業者によってエンジン音制御モジュール106内で調節可能である。仮想RPMを表す信号は、仮想RPMの高調波に比例した正弦波基準信号を生成するEHGモジュール124に提供される。次いで、高調波信号は、車両音響システム108内のスピーカを介して音響エネルギーに変換され、それによって、車両客室内で車両音響システム108を介してエンジン音を発生する。
【００９８】
図2に示すように、例示的なグラフ200は、上記の原理を使用して実例のギア比マッピングを例示する。グラフ200は、ギア比210対時間212をプロットする。ギア比210の値は、最低0.2から最高2.0までの範囲にわたる。所定のギア比閾値214a〜gは、時間=0から時間=35までの点線で示す。時間212が増加するにつれて、実際のギア比216は初めは増加し、次いで減少するが、仮想ギア比218は増減しながらもより一定のままであり、手動変速機と同様の階段上の進行を例示する。CVTエンジンにおいて、実際のギア比216は、時間の経過において連続して変動する。
【００９９】
＜代替制御RPMによって制御されるピッチ変更＞
上述のように、ピッチ変更は、仮想RPMだけを使用するのではなく、計算された仮想RPMと実際の測定されたエンジンRPM(RPMactual)との間を交互する制御RPMを使用して制御することができる。この取り組みにおいて、仮想変速機の定義およびRPM計算モジュール120は、運転状況と実際のエンジンパラメータとを含む基準の組により、制御RPMを実際のエンジンRPM(RPMactual)と仮想RPM(RPMvirtual)との間で交互させる制御RPM選択論理回路を含むことができる。1つの例示的な基準の組を図3の表1に示す。表1において、VSPは実際の車両速度を表す。基準の組は、エンジンRPMが増加する、減少する、または一定のままであるとき、VSPがエンジンRPMと連動して一定のままである、増加または減少するとき、どのように仮想変速機の定義およびRPM計算モジュール120が制御RPMを決定するかを表す。例えば、表1に示されるように、主なCVTエンジン音問題は、一般に、VSPが増加しRPMが一定のままである状態に関連している。これが起きるとき、仮想変速機の定義およびRPM計算モジュール120は、制御RPMを仮想RPMに設定する。制御RPMはEHXサブシステム112に提供される。
【０１００】
他の例において、実際のエンジンRPMまたは車両速度の変化率は、性能を向上させるのに使用することができる。さらに、エンジン負荷状態を考慮に入れることができる。
【０１０１】
図4に示すように、図3の表1に示す判定を実装する仮想変速機の定義およびRPM計算モジュール120に常駐する例示的な制御RPM選択プロセス400は、実際のRPM(ΔRPM)の変化が所定の最大値Rmaxよりも大きいか否かを決定するステップ402を含む。ΔRPMがRmaxよりも大きい場合、車両RPMは増加し、プロセス400は実際のRPMに等しい制御RPMを設定する404。
【０１０２】
ΔRPMがRmaxよりも小さい場合、プロセス400はΔRPMが所定の最小速度Rminよりも大きいか否かを決定する406。
【０１０３】
ΔRPMが所定の最小速度Rminよりも小さい場合、実際のRPMが減少し、プロセス400は、実際の車両速度(ΔVSP)の変化が所定の最大車両速度Vmaxよりも大きいか否かを決定する408。
【０１０４】
ΔVSPがVmaxよりも小さい場合、実際の車両速度は増加せず、プロセス400は、実際のRPMに等しい制御RPMを設定する410。
【０１０５】
ΔVSPがVmaxよりも大きい場合、実際の車両速度が増加し、プロセスは仮想RPM(RPMvirtual)に等しい制御RPMを設定する412。
【０１０６】
プロセス400はΔRPMがRminよりも大きく、RPMが一定であることを決定し406、プロセス400はΔVSPがVmaxよりも大きいか否かを決定する414。
【０１０７】
ΔVSPがVmaxよりも小さい場合、車両速度は減少し、プロセス400は実際のRPMに等しい制御RPMを設定する416。ΔVSPがVmaxよりも大きい場合、実際の車両速度は増加し、プロセス400は仮想RPMに等しい制御RPMを設定する418。
【０１０８】
実際の車両ではRPMの急な増加は起きないので、制御RPM選択プロセス400がそのような挙動を除外することが重要である。RPMの急な減少は、アップシフトに相当するので、許容可能である。
【０１０９】
＜時間依存性の個別ギア比を使用して代替制御RPMによって制御されるピッチ変更＞
上記の固定ギア比マッピングの1つの代替例は、エンジン音補正が必要とされるとき、現在のCVTギア比を固定することである。すなわち、エンジン音補正が必要とされるとの決定が行われた時間(t0)において、仮想固定ギア比を現在のギア比、GRCVT(t0)の瞬時値に設定することができる。音響補正が必要とされるか否かに関する決定は、音響補正が必要とされるとき制御RPMが仮想RPMに設定される図4に関して上記の制御RPM選択プロセスとして行うことができる。ギア比が固定されている場合、仮想RPM(RPMvirtual)は、車両速度が増加するにつれて増加し、したがって、知覚されるピッチ増加するようにエンジン音を発生する。ギア比は、ギア比の変動がギア比の仮想偏差値を超えるとき、実際のギア比の値にまた設定される。CVT GRに対する仮想ギア比(GR)のギア比偏差を次式のように定義することができる。
【０１１０】
【数９】
0006453348.tif 000010
【０１１１】
ここでcは定数である。このギア比偏差は、急なステップを仮想ギア比の時間的漸進に導入するのに使用することができる。
【０１１２】
【数１０】
0006453348.tif 000011
【０１１３】
パラメータAは調節可能であり、ギアシフトを作動させる仮想ギア比偏差対実際のギア比偏差を表す。
【０１１４】
上記の代替は固定ギア比偏差を使用することである。
【０１１５】
ΔGR(t)=c・(GRdesired(t)-GRCVT(t))   (7)
【０１１６】
ここでcは、上記のように選択することができる定数である。
【０１１７】
ピッチが変化する率は、車両の速度に基づくだけでなく、負荷にも基づいて変えることができる。この取り組みにおいて、上記のマッピング関数は、定数cをエンジン負荷または車両加速度に替えることによって変えられる。したがって、式(2)、(5)、および(7)におけるcは、実際のエンジン負荷の関数として変動する変数、c(t)となる。
【０１１８】
c(t)=f(EngineLoad(t))   (8)
【０１１９】
運転者の意図するエンジン負荷、すなわち、アクセル位置
【０１２０】
c(t)=f(AcceleratorPosition(t))   (9)
【０１２１】
または2つの組み合わせ
【０１２２】
c(t)=f(EngineLoad(t),AcceleratorPosition(t))   (10)
【０１２３】
最も単純な場合には、関数f(・)は線形関数となる。
【０１２４】
＜CVT音響制御の他の可能な適用例＞
上記のアルゴリズムは、実際のCVTの動作のモードをプログラムする際に使用することができ、したがって、エンジン音の所望のピッチ変化を得る。この場合、実際のエンジンRPMに基づくEHCおよびEHEの使用は、客室内の音響全体を制御するのに十分であり得る。知覚によるピッチ変更技法は、必要に応じ、まだ使用することができる。
【０１２５】
さらに、上記の技法は、電気自動車および/または電気モードで走行するハイブリッド車に適応させることができる。
【０１２６】
前述の音響制御技法を電気自動車において適用するとき、車両速度(VSP)および所定の仮想ギア比に基づいて、仮想RPMを決定することができる。
【０１２７】
最小RPMおよび最大RPMを定義することができる。次いで、最小RPMおよび最大RPMを仮想変速機におけるシフトポイントとして使用することができる。場合により、最小RPMおよび最大RPMは、時間的に一定であり得る。
【０１２８】
次いで、電気自動車の仮想ギアを次のように計算することができる。
【０１２９】
ここで、
【０１３０】
【数１１】
0006453348.tif 000012
【０１３１】
VSP=0であるならばいつでも、仮想ギアをニュートラルに切り替えられ、それによって、結果としてGRvirtual(t)=0となる。すなわち、VSP=0に対して、仮想変速機はニュートラルであり、ギア比gr0が0である。この場合、RPMvirtual(t)=0である。車両が動き始め、VSP>0であると、仮想変速機はファーストギアに入れ替わり、それによってギア比はgr1となる。
【０１３２】
場合により、最小および最大RPM閾値は時間的に変動することができ、車両加速に基づいて増減することができる。加速が大きい場合、RPM閾値が高くなり、加速が減少する場合、RPMの限度がより低くなる。
【０１３３】
次いで、電気自動車の仮想RPM(RPMvirtual)は、上記の式(4)(すなわち、RPMvirtual(t)=GRvirtual(t)・VSP(t)・CR-1)により計算することができる。次いで、仮想RPMをEHXサブシステムのEHGモジュール(上記のような)への入力として提供することができる。入力制御論理回路から受け取った仮想RPMおよび入力に基づいてEHXサブシステムによって発生された信号は、車両室内の中に配置された車両音響システム内の1つまたは複数のスピーカによって音響エネルギーに変換され、所望の音響体験を提供する。
【０１３４】
場合により、電気モータの実際のRPMは、EHXサブシステムのEHCモジュールに提供することができる。あるいは、場合により、電気自動車はEHCモジュールを利用しない可能性がある。
【０１３５】
これらの技法のハイブリッド車における適用は、車両が内燃(IC)モードと電気自動車モード(EV)との両方で動作するときに連続音の作成を可能にする。EVモードでは、EHGモジュールは、電気自動車に対して上記に説明したように車両速度および所定の仮想ギア比(例えば、式11に提供されたように所定の仮想ギア比の第1の組)に基づいて計算することができる仮想RPMにより動作する。ICモードでは、EHGモジュールは、音響補正が必要でない場合、実際のエンジンRPM(すなわち、燃焼エンジンから測定された)により動作することができる。あるいは、音響補正が必要である場合、EHGモジュールは、内燃エンジンの実際の測定されたRPM、車両速度、および所定の仮想ギア比(例えば、式4において提供されたように所定の仮想ギア比の第2の組)に基づいて上記の式(1)から(4)により決定することができる仮想RPMにより動作することができる。
【０１３６】
EVモードで動作する電気自動車またはハイブリッド車の場合、負荷処理モジュールは、アクセルペダル位置を表す信号を受け取り、それを、レベル制御モジュールに提供することができる制御パラメータに変換することができる。
【０１３７】
＜ピッチ変更への心理音響学アプローチ＞
本文書に説明する制御アルゴリズムは、ピッチ環状知覚に基づいてピッチ変更を駆動するのに使用することができる。1つの取り組みにおいて、ピッチは一定の周波数高調波を操作することによって変更することができる。例えば、信号x(t)が基本周波数の高調波の合計である場合、知覚されるピッチを変更するために、ピッチ変更が所望される箇所から開始して、偶数次高調波または奇数次高調波を次第に中断させることができる(例えば、EHCモジュールを介してそれらの高調波を打ち消すことによって)。
【０１３８】
この取り組みは、偶数次高調波510の中断に対する図5Aのスペクトログラム500Aおよび奇数次高調波512の中断に対する図5Bのスペクトログラム500Bに例示される。図5Aおよび5Bに例示される例は、車両速度が変化し続けるときでも実際のRPMが安定する場合であるような、実質的に一定の基本周波数のある高調波を示す。中断されている高調波はEHCモジュール128を介して打ち消すことができる。したがって、場合により、知覚されるピッチの変化を、高調波だけの打ち消しを介して達成することができる。
【０１３９】
あるいはまたはさらに、高調波を既存の高調波の間に加えることによって知覚されるピッチの変化を誘導することができる。EHGモジュールは、知覚されるピッチの変化を誘導するために必要なレベルで高調波を生成するのに利用することができる。
【０１４０】
あるいはまたはさらに、偶数次高調波などの基本周波数のある高調波またはあらゆる全次数高調波を強化することによって、エンジン高調波強化(EHE)を同じ目的で使用することができる。目標は隣接した高調波間に特定の比を生じることであり、したがって、知覚されるピッチに変化を生じることである。
【０１４１】
図6のスペクトログラム600に例示されるさらに別の取り組みにおいて、高調波を限定された周波数範囲で動かすことによって常に増加するピッチを達成することができる。図6のスペクトログラム600は、増加する周波数の正弦波610の組を示す。正弦波610の周波数が上側のあらかじめ設定された周波数限界に近づくとき、その正弦波の振幅が完全に消滅するまで減少し始める。正弦波610が動きを終える頃、低周波数の新たな正弦波610が動き始める。この新たな正弦波610は、最大周波数に近づくまで周波数が増加し、最大周波数の箇所からレベルが次第に減少し、聞こえなくなる。このプロセスは所望される限り継続する。
【０１４２】
正弦波610は、時間とともに増加する基本周波数の高調波である。本明細書では「高調波」は、分数(例えば、2分の1高調波または4分の1高調波)または全次数高調波を含むことができる。基本周波数は、例えば、上記の仮想RPMまたは時間とともに増加する実際の車両RPMを表すことができる。
【０１４３】
図6に例示されるこの技法は、例えば、電気モータを装備した車両に利用することができ、その場合、基本周波数は、電気モータの実際のRPMを表すことができる。例えば、基本周波数は、電気モータからの実際の測定されたRPMから決定することができる。場合により、電気モータは、車両速度が電気モータのRPMに対して線形的に変化するように、直接車両の車輪を駆動することができ、その場合、基本周波数を、測定された車両速度に基づいて計算することができる。
【０１４４】
基本周波数を表す信号は、図1Bに関して上記のように、エンジン高調波生成モジュールへの入力であり得、図1Bに関して上記のように、レベル制御モジュールを使用して、個々の高調波が所望の周波数範囲だけで再生されるように、基本周波数の個々の高調波に加えられるそれぞれの利得を調整することができる(例えば、アクセルペダル位置などの測定された車両パラメータに基づいて)。
【０１４５】
上記はある例によって実施される動作の特定の順序を説明するが、代替例が異なる順序で動作を実施し、ある動作を組み合わせ、ある動作を重複させるなどをすることができるので、そのような順序は例示的であることを理解すべきである。本明細書において所与の例を参照することは、説明された例が特定の特徴、構造、または特性を含むことができるが、あらゆる例が必ずしもその特定の特徴、構造、特性を含むわけではないことを示す。
【０１４６】
システムの所与の構成要素を別々に説明してきたが、機能のいくつかは所与の命令、プログラムシーケンス、コード部分などで組み合わせる、または共有することができることを当業者は理解するであろう。
【０１４７】
前述の説明は、本開示に合致したすべての可能な例のまたは説明された例のすべての可能な変形の網羅的な列挙を表さない。多くの例を説明してきた。それにもかかわらず、本明細書に説明したシステム、デバイス、方法および技法の思想および範囲から逸脱することなく様々な変更を加えることができることを理解されよう。したがって、他の例は以下の特許請求の範囲内にある。
【０１４８】
多くの例を説明してきた。それにもかかわらず、本明細書に説明した発明概念の範囲から逸脱することなく追加の変更を加えることができ、したがって、他の例は以下の特許請求の範囲内にあることを理解されよう。
【符号の説明】
【０１４９】
100  エンジン音管理システム
102  エンジン制御ユニット(ECU)
104  車両コントローラエリアネットワーク(CAN)バス
106  エンジン音制御モジュール
108  車両音響システム
110  入力制御論理回路
112  エンジン高調波管理(EHX)サブシステム
114  制御RPM(RPMcontrol)
116  制御パラメータ
118  エンジンRPM(RPMactual)
120  RPM計算モジュール
122  負荷処理モジュール
124  エンジン高調波生成(EHG)モジュール
126  レベル制御モジュール
128  エンジン高調波打ち消し(EHC)モジュール
130  高調波生成器
132  高調波形決定器
134  高調波利得
136  高調波利得
138  高調波打ち消し基準信号生成器
140  適応フィルタ
142  マイクロホン
144  漏れ調整器
146  係数計算機
148  客室フィルタ
150  制御ブロック
210  ギア比
212  時間
214a〜g  ギア比閾値
500A  スペクトログラム
500B  スペクトログラム
510  偶数次高調波
512  奇数次高調波
600  スペクトログラム
610  正弦波
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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