(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンのRPMに対応する基本周波数を提供するステップと、
前記基本周波数の複数の高調波を決定するステップと、
前記複数の高調波の目標形状を決定するステップであって、前記目標形状は、前記複数の高調波の各々について、前記エンジンの前記RPMの関数として利得値を含む、ステップと、
アクセルペダル位置の関数として利得値を含むアクセルペダル位置(APP)ベースの利得を決定するステップと、
設定最高速度と測定車両速度との間の差の関数として利得値を含む速度ベースの利得を決定するステップと、
一組のエンジン高調波増強信号を作成するために、前記複数の高調波、前記複数の高調波の前記目標形状、前記APPベースの利得、および前記速度ベースの利得を組み合わせるステップとを含み、
車両音響システムにおいて、前記エンジン高調波増強信号を音響エネルギーに変換し、それによって車両の乗客室内にエンジン音を作成するステップをさらに含む、方法。
【請求項２】
APPベースの利得を決定する前記ステップは、各高調波についてAPPベースの利得を別々に決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
速度ベースの利得を決定する前記ステップは、各高調波について速度ベースの利得を別々に決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
速度ベースの利得を決定する前記ステップは、設定制限速度と前記測定車両速度との間の前記差のノルムを決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記設定制限速度と前記測定車両速度との間の前記差の前記ノルムは、
【数１】
0006262399.tif 000005
に従って決定され、ただし、
ΔVは、前記設定制限速度と前記測定車両速度との間の前記差の前記ノルムであり、
Vmaxは、前記設定最高速度であり、
Vmeasuredは、前記測定車両速度である、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記速度ベースの利得は、前記設定最高速度と前記測定車両速度との間の前記差の前記ノルムが増加するにつれて増加する、請求項4に記載の方法。
【請求項７】
前記速度ベースの利得は、前記設定最高速度と前記測定車両速度との間の前記差が増加するにつれて増加する、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記速度ベースの利得は、前記設定最高速度と前記測定車両速度との間の前記差が減少するにつれて減少し、その結果、前記測定車両速度が、前記設定最高速度に等しいとき、エンジン高調波増強は、提供されない、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
エンジンのRPMに対応する基本周波数を提供するための回路と、
前記基本周波数の複数の高調波を決定するための回路と、
前記複数の高調波の目標形状を決定するための回路であって、前記目標形状は、前記複数の高調波の各々について、前記エンジンの前記RPMの関数として利得値を含む、回路と、
アクセルペダル位置の関数として利得値を含むアクセルペダル位置(APP)ベースの利得を決定するための回路と、
設定最高速度と測定車両速度との間の差の関数として利得値を含む速度ベースの利得を決定するための回路と、
一組の高調波増強信号を作成するために、前記複数の高調波、前記複数の高調波の前記目標形状、エンジン高調波増強利得、およびエンジン高調波増強変更利得を組み合わせるための回路とを備え、
車両音響システムにおいて、前記高調波増強信号を音響エネルギーに変換し、それによって車両の乗客室内にエンジン音を作成するための回路をさらに備える、システム。
【請求項１０】
APPベースの利得を決定するための前記回路は、各高調波についてAPPベースの利得を別々に決定するための回路を備える、請求項9に記載のシステム。
【請求項１１】
速度ベースの利得を決定するための前記回路は、各高調波について速度ベースの利得を別々に決定するための回路を備える、請求項9に記載のシステム。
【請求項１２】
前記速度ベースの利得を決定するための前記回路は、前記設定最高速度と前記測定車両速度との間の前記差のノルムを決定し、前記ノルムを利得値にマッピングすることによって前記速度ベースの利得を決定するように構成される、請求項9に記載のシステム。
【請求項１３】
前記設定最高速度と前記測定車両速度との間の前記差の前記ノルムは、
【数２】
0006262399.tif 000006
に従って決定され、ただし、
ΔVは、設定制限速度と前記測定車両速度との間の前記差の前記ノルムであり、
Vmaxは、前記設定最高速度であり、
Vmeasuredは、前記測定車両速度である、請求項12に記載のシステム。
【請求項１４】
前記速度ベースの利得は、前記設定最高速度と前記測定車両速度との間の前記差の前記ノルムが増加するにつれて増加する、請求項12に記載のシステム。
【請求項１５】
前記速度ベースの利得は、前記設定最高速度と前記測定車両速度との間の前記差が増加するにつれて増加する、請求項9に記載のシステム。
【請求項１６】
前記速度ベースの利得は、前記設定最高速度と前記測定車両速度との間の前記差が減少するにつれて減少し、その結果、前記測定車両速度が、前記設定最高速度に等しいとき、エンジン高調波増強は、提供されない、請求項9に記載のシステム。
【請求項１７】
車両のエンジンのRPMに対応する基本周波数を提供するステップと、
前記基本周波数の複数の高調波を決定するステップと、
前記複数の高調波の目標形状を決定するステップであって、前記目標形状は、前記複数の高調波の各々について、前記エンジンの前記RPMの関数として利得値を含む、ステップと、
設定最高速度と測定車両速度との間の差の関数として利得値を含む速度ベースの利得を決定するステップと、
アクセルペダル位置および前記速度ベースの利得の関数として利得値を含むエンジン高調波増強(EHE)利得を決定するステップと、
一組のエンジン高調波増強信号を作成するために、前記複数の高調波、前記複数の高調波の前記目標形状、および前記EHE利得を組み合わせるステップとを含み、
車両音響システムにおいて、前記エンジン高調波増強信号を音響エネルギーに変換し、それによって車両の乗客室内にエンジン音を作成するステップをさらに含む、方法。
【請求項１８】
追加車両パラメータの関数として利得値を含む少なくとも1つの追加車両パラメータベースの利得を決定するステップをさらに含み、前記EHEベースの利得は、前記アクセルペダル位置、前記速度ベースの利得、および前記追加車両パラメータベースの利得の関数として利得値を含む、請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
前記追加車両パラメータベースの利得は、前記車両が動作しているギア、エンジンRPMの変化率(ΔRPM)、および前記車両が動作している走行モードから成る群から選択される、請求項18に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両エンジン音増強ならびに関連する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの車両は、エンジン音増強システムを備えており、それらは、車両の客室内のオーディオシステムを通じて、エンジン回転周波数の高調波を代表する高調波信号の利得調整されたバージョンを再生することによって、車両運転者に聞こえるエンジン雑音を増強する。既知のエンジン音増強システムは、エンジン負荷と相関するパラメータに基づいて高調波信号に適用される増強(利得)のレベルを調整する。
【０００３】
いくつかの車両で利用できる別の特徴は、速度制限器であり、それは、車両運転者が、例えば公示される法定制限速度を超えることを避けるために、車両の最高速度を設定することを可能にする。いったん制限速度が、設定されると、車両は、その制限速度を超えないことになる。一般に、速度制限器機能は、もし車両運転者が、それをオフにするならば、またはもし車両運転者が、アクセルペダルを床まで踏み込むならば、無効にされることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
速度制限器およびアクセルペダル位置(APP)によって制御されるエンジン音増強システムを両方とも備える車両では、いったん車両速度が、速度制限器を介して設定された最高速度に達すると、APPは、エンジン状態を変えないことになる。エンジン状態に変化がないときに、エンジン音増強システムがアクセルペダル位置の変化に応答して音を変えることを防止するために、車両速度が設定最高速度に近づくにつれて増強のレベルを低減し、ほとんどの場合、車両が設定最高速度に達すると、それを増強のない状態にまで低減する、対抗手段が、提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下で述べられるすべての例および特徴は、任意の技術的に可能な方法で組み合わされてもよい。
【０００６】
一態様は、車両のエンジンのRPMに対応する基本周波数を提供するステップと、基本周波数の複数の高調波を決定するステップと、複数の高調波の目標形状を決定するステップとを含む方法を特徴とする。目標形状は、複数の高調波の各々について、エンジンのRPMの関数として利得値を含む。本方法はまた、アクセルペダル位置の関数として利得値を含むアクセルペダル位置(APP)ベースの利得を決定するステップと、設定最高速度と測定車両速度との間の差の関数として利得値を含む速度ベースの利得を決定するステップとを含みもする。本方法はさらに、一組のエンジン高調波増強信号を作成するために、複数の高調波、複数の高調波の目標形状、APPベースの利得、および速度ベースの利得を組み合わせるステップを含む。
【０００７】
実施形態は、次の特徴の1つ、またはその任意の組み合わせを含んでもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、APPベースの利得を決定するステップは、各高調波についてAPPベースの利得を別々に決定するステップを含む。
【０００９】
ある実施形態では、速度ベースの利得を決定するステップは、各高調波について速度ベースの利得を別々に決定するステップを含む。
【００１０】
いくつかの場合には、速度ベースの利得を決定するステップは、設定制限速度と測定車両速度との間の差のノルムを決定するステップを含む。
【００１１】
ある場合には、設定制限速度と測定車両速度との間の差のノルムは、
【００１２】
【数１】
0006262399.tif 000002
【００１３】
に従って決定され、ただし、
ΔVは、設定制限速度と測定車両速度との間の差のノルムであり、
Vmaxは、設定最高車両速度であり、
Vmeasuredは、測定車両速度である。
【００１４】
いくつかの例では、速度ベースの利得は、設定最高速度と測定車両速度との間の差のノルムが増加するにつれて増加する。
【００１５】
ある例では、速度ベースの利得は、設定最高速度と測定車両速度との間の差が増加するにつれて増加する。
【００１６】
いくつかの実施形態では、速度ベースの利得は、設定最高速度と測定車両速度との間の差が減少するにつれて減少し、その結果、測定車両速度が、設定最高速度に等しいとき、エンジン高調波増強は、提供されない。
【００１７】
ある実施形態では、本方法はまた、車両音響システムにおいて、エンジン高調波増強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作成するステップも含む。
【００１８】
別の態様では、システムは、エンジンのRPMに対応する基本周波数を提供するための回路と、基本周波数の複数の高調波を決定するための回路と、複数の高調波の目標形状を決定するための回路とを含む。目標形状は、複数の高調波の各々について、エンジンのRPMの関数として利得値を含む。本システムはまた、アクセルペダル位置の関数として利得値を含むアクセルペダル位置(APP)ベースの利得を決定するための回路と、設定最高速度と測定車両速度との間の差の関数として利得値を含む速度ベースの利得を決定するための回路とを含みもする。本システムはさらに、一組の高調波増強信号を作成するために、複数の高調波、複数の高調波の目標形状、エンジン高調波増強利得、およびエンジン高調波増強変更利得を組み合わせるための回路を含む。
【００１９】
実施形態は、上記の特徴および/もしくは下記の特徴の1つ、またはその任意の組み合わせを含んでもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、APPベースの利得を決定するための回路は、各高調波についてAPPベースの利得を別々に決定するための回路を含む。
【００２１】
ある実施形態では、速度ベースの利得を決定するための回路は、各高調波について速度ベースの利得を別々に決定するための回路を含む。
【００２２】
いくつかの場合には、速度ベースの利得を決定するための回路は、設定最高速度と測定車両速度との間の差のノルムを決定し、そのノルムを利得値にマッピングすることによって速度ベースの利得を決定するように構成される。
【００２３】
別の態様は、車両のエンジンのRPMに対応する基本周波数を提供するステップと、基本周波数の複数の高調波を決定するステップと、複数の高調波の目標形状を決定するステップとを含む方法を特徴とする。目標形状は、複数の高調波の各々について、エンジンのRPMの関数として利得値を含む。本方法はまた、設定最高速度と測定車両速度との間の差の関数として利得値を含む速度ベースの利得を決定するステップと、アクセルペダル位置および速度ベースの利得の関数として利得値を含むエンジン高調波増強(EHE)利得を決定するステップとを含みもする。本方法はさらに、一組のエンジン高調波増強信号を作成するために、複数の高調波、複数の高調波の目標形状、およびEHE利得を組み合わせるステップを含む。
【００２４】
実施形態は、上記の特徴および/もしくは下記の特徴の1つ、またはその任意の組み合わせを含んでもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態では、本方法はまた、追加車両パラメータの関数として利得値を含む少なくとも1つの追加車両パラメータベースの利得を決定するステップも含み、EHEベースの利得は、アクセルペダル位置、速度ベースの利得、および少なくとも1つの追加車両パラメータベースの利得の関数として利得値を含む。
【００２６】
ある実施形態では、追加車両パラメータベースの利得は、車両が動作しているギア、エンジンRPMの変化率(ΔRPM)、および車両が動作している走行モードから成る群から選択される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】車両エンジン音増強システムを含む車両のブロック図である。
【図２】エンジン高調波オーディオ信号源のブロック図である。
【図３Ａ】エンジン高調波増強等化器(EHE EQ)および空間(spatial)プロセッサのブロック図である。
【図３Ｂ】別のEHE EQおよび空間プロセッサのブロック図である。
【図４Ａ】音段階(sound stage)プロセッサおよび増幅器のブロック図である。
【図４Ｂ】音段階プロセッサおよび増幅器のブロック図である。
【図５】エンジン高調波増強(EHE)利得決定器(determiner)のブロック図である。
【図６】別のエンジン高調波増強(EHE)利得決定器のブロック図である。
【図７】エンジン高調波増強(EHE)利得決定器のなお別の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図面のいくつかの図の要素は、ブロック図での個別要素として示され、述べられることもあり、「回路」と呼ばれることもあるけれども、別段に示されない限り、その要素は、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つもしくは複数のマイクロプロセッサの1つ、またはそれらの組み合わせとして実施されることもある。ソフトウェア命令は、デジタル信号処理(DSP)命令を含むこともある。演算は、アナログ回路によってまたはアナログ演算と同等の数学的または論理的演算を行うソフトウェアを実行するプロセッサによって行われることもある。別段に示されなき限り、信号線は、個別のアナログまたはデジタル信号線として、オーディオ信号の別々の流れを処理するために適切な信号処理を有する単一の個別デジタル信号線として、または無線通信システムの要素として実施されることもある。プロセスのいくつかは、ブロック図で述べられることもある。各ブロックにおいて行われる活動は、1つの要素によってまたは複数の要素によって行われることもあり、時間的に分離されることもある。ブロックの活動を行う要素は、物理的に分離されることもある。1つの要素は、1つのブロックよりも多くの活動を行うこともある。別段に示されない限り、オーディオ信号は、デジタルかまたはアナログ形式でエンコードされ、送信されることもあり、従来のデジタル/アナログまたはアナログ/デジタル変換器は、図から省略されることもある。
【００２９】
図1は、車両エンジン音増強システムを含む車両のブロック図である。エンジン高調波オーディオ信号源10は、エンジン高調波増強(EHE)等化器および空間プロセッサ12に動作的に結合され、それは次に、加算器14に結合される。また娯楽用オーディオ信号源18も、娯楽用オーディオ等化器および空間プロセッサ16によって加算器14に結合される。加算器14は、マルチチャンネル増幅器20を通じて車両客室の周囲に位置決めされるいくつかのスピーカ22-1〜22-4に結合され、そのスピーカは、いくつかの実施形態では、例えば音響エネルギーを車両の外部に放射するためのスピーカ24として位置決めされてもよい。エンジン高調波オーディオ信号源10とEHE EQおよび空間プロセッサ12との間の動作的結合は、信号線によって示される。エンジン高調波オーディオ信号源10とEHE EQおよび空間プロセッサ12との間の動作的関係のより完全な記述は、後の図に示され、以下でより詳細に述べられる。EHE等化器および空間プロセッサ12、娯楽用オーディオ等化器および空間プロセッサ16、加算器14、ならびに増幅器20の間の結合は、多重線によって示されるように、マルチチャンネルであってもよい。上で述べられたように、信号線は、個別のアナログまたはデジタル信号線として、オーディオ信号の別々の流れを処理するための適切な信号処理を有する単一の個別デジタル信号線として、または無線通信システムの要素として実施されてもよい。
【００３０】
動作時には、娯楽用オーディオ信号源18ならびに娯楽用オーディオ等化器および空間プロセッサ16は、等化されかつ空間的に処理されたオーディオ娯楽を車両客室の乗員に提供するために、従来方式で動作してもよい。いくつかの実施形態では、娯楽用オーディオ信号源は、ナビゲーションのための告知オーディオ信号、警戒信号、および同様のものを含むことができる。EHEオーディオ信号源は、典型的には1分間あたりの回転数(RPM)で参照されるエンジン速度に関連する高調波周波数の合成的に生成されたまたは記録されたエンジン音を表す信号を提供する。EHE等化器および空間プロセッサは、スピーカ22-1〜22-4および24によって再生されるとき、EHEオーディオ信号が所望の音の体験を提供するように、EHEオーディオ信号を処理する。例えば、EHEオーディオ信号に対応する音が、前方のエンジン室17かまたは後方の排気管19から来るように思われることが、望ましいこともある。処理されたEHEオーディオ信号および処理された娯楽用オーディオ信号は、加算器14において合計され、増幅器20によって増幅され、スピーカ22-1〜22-4および24によって音響エネルギーに変換される。
【００３１】
図2は、より詳細なエンジン高調波オーディオ信号源10のブロック図である。RPM検出器および基本周波数計算機28は、エンジン速度をRPMで示す信号を入力として受け取る。RPM検出器および基本周波数計算機28は、高調波発生器34に動作的に結合される。アクセルペダル位置検出器36は、アクセルペダル位置(APP)を示す信号を入力として受け取る。エンジン高調波オーディオ信号源10はまた、速度制限器を介して使用者(例えば、車両運転者)によって設定される車両制限速度である最高速度を示す信号を入力として受け取る最高速度検出器40、および実際の測定車両速度を示す信号を入力として受け取る車両速度検出器41も含む。APP、設定最高速度、および測定車両速度は、コントローラエリアネットワーク(CAN)バスを介してエンジン高調波オーディオ信号源10が利用できるようにされてもよい。
【００３２】
いくつかの場合には、エンジン高調波オーディオ信号源10はまた、車両が動作しているギア、エンジンRPMの変化率(ΔRPM)、車両が動作している走行モード(例えば、スポーツまたは高級な走行モード)、その他などの、1つまたは複数の追加車両パラメータを検出するための1つまたは複数の追加パラメータ検出器43-1〜43-nを含んでもよい。
【００３３】
図3Aは、より詳細なEHE等化器および空間プロセッサ12の例のブロック図である。EHE利得決定器21は、図2のエンジン高調波オーディオ信号源10のAPP検出器36、最高速度検出器40、車両速度検出器41、および、いくつかの場合には、1つまたは複数の追加パラメータ検出器43-1〜43-nから入力を受け取り、信号を全増強利得50に出力するように動作的に結合される。全増強利得50は、音段階プロセッサ52に結合される。H1形状ルックアップテーブル(LUT)44-1・・・Hn形状LUT 44-nは、図2のエンジン高調波オーディオ信号源10の高調波発生器34に動作的に結合される。加算器46-1・・・46-nは、対応する高調波形状LUT 44-1・・・44-n、図2のエンジン高調波オーディオ信号源10の高調波発生器34、および対応する高調波利得48-1・・・48-nに動作的に結合される。高調波利得48-1・・・48-nは、高調波加算器42に動作的に結合される。
【００３４】
図2および図3Aの個々の要素の動作は、今から説明されることになる。RPM検出器および基本周波数計算機28に入力されるRPM信号は、エンジン高調波の基本周波数を決定し、エンジン負荷信号は、高調波増強の全音レベルを制御する。RPM信号は、電線上のアナログ信号またはバス(GMLAN、CAN、MOST、その他)上のデジタル信号であってもよい。一実施形態では、RPM信号は、1エンジン回転あたりの既知のパルス数を示す。もしRPM信号が、点火モジュールから来るならば、1回転あたりのパルス数(PPR)は通常、1回転ごとに発火するエンジンシリンダーの数または、従来の(4ストローク)エンジンのシリンダーの半分だけが1回転ごとに点火するので、動作しているエンジンシリンダーの総数の半分に等しい。例えば、8シリンダーエンジンからの点火ベースのRPM信号は、4PPRを有することになる。もしRPMが、クランク軸センサから来るならば、パルス数は、クランク軸位置ホイール上の等間隔の歯の数に等しく、クランク位置を示すために、典型的にはクランク軸の上死点(TDC)位置を示すために使用される特別な歯を含まない。
【００３５】
RPM検出器および基本波周波数計算機は、連続するRPMパルス間の時間を測定し、その逆数を計算して、エンジン基本波周波数を決定する。RPM検出でのTDCパルスまたは誤りを取り除くために、検出器は、もし新しいパルス間隔が、以前に受け入れられたパルス間隔の所定の許容範囲(例えば、+/-25%)よりも大きいならば、新しいパルス間隔を例えば以前のパルス間隔に置き換えてもよい。
【００３６】
図2のAPP検出器36は、音増強を適切にバランスさせるために固有のエンジン音レベルを決定する。アクセルペダル位置(APP)を表す信号は、少なくとも2つの理由のために音増強を制御するのによく適している。第1に、APPは一般に、エンジン負荷とよく相関する。第2に、APPを制御パラメータとして使用することは、エンジン音増強システムが、車両がより良く応答するという感覚を生成することを可能にすることができる。より具体的には、アクセルペダルが押し付けられるときとエンジン状態(トルク)が変わるときとの間にはしばしば遅延(例えば、300msの遅延)がある。エンジン音増強システムは、エンジン状態が変わる前にAPPを使用して、音増強を作成することができ、それによってエンジンがほんの少しの遅延でまたは遅延なしに応答したという知覚を車両運転者に与える。APP信号は典型的には、車両のエンジン制御ユニット(EUC)から入手可能である。
【００３７】
APP検出器36は、APP信号をネイティブデータ形式からエンジン音増強システムにより有用な形式に変換してもよい。例えば、APP検出器36は、APP測定結果をインデックスに変換してもよく、例えば、最大APPは、100と表され、APPは、1〜100の数字として表されてもよい。同様に、最高速度検出器40および車両速度検出器41は、最高速度および車両速度の信号をネイティブ形式からエンジン音増強システムにより有用な形式に変換してもよい。
【００３８】
図2の高調波発生器34は、各増強エンジン高調波(それは、非整数高調波ということもあり得る)について2つのパラメータを出力する。最初に、それは、エンジン回転基本周波数に各増強エンジン高調波の次数をかけることによって各増強高調波について周波数を計算する。次に、それは、基本周波数を高調波形状ルックアップテーブル(LUT)へのインデックスに変換する。
【００３９】
図3Aの高調波形状LUT44-1〜44-nは、各増強高調波の音レベルを周波数依存にすることができる周波数対利得のルックアップテーブル(LUT)である。この形状制御は、高調波増強レベルを調整する利得を出力する。スピーカを通じて出力され、固有の高調波音レベルと音響的に合計される、結果として生じる増強は、所望の目標に合う音レベルを作成する。この目標を達成するために、ルックアップテーブルは、乗員の耳ですべて理想的に測定される、固有の高調波レベル、目標高調波レベル、およびオーディオシステムの伝達関数を説明しなければならない。ルックアップテーブルは、隣接する周波数インデックス間に挿入される音レベル値が、所望の増強要件を満たし、粗すぎる周波数間隔に起因して増強の人為的影響を引き起こさないように、十分な周波数分解能を有するべきである。計算効率のために、すべての高調波形状LUTは、通常はエンジンRPMの第一高調波に基づく、同じ周波数インデックスを使用してもよい。もしそうなら、その時すべての形状LUTは、同じ数の項目を有することになる。これが事実であると仮定すると、最高次数のEHE高調波は、所与のRPM範囲について周波数の最大範囲をカバーすることになるので、LUT項目の必要数を指示することになる。例えば、一次高調波は、600から6000のRPM範囲について90Hz範囲(10から100)をカバーすることになり、一方10次高調波は、同じRPM範囲について900Hzをカバーすることになる。
【００４０】
高調波利得48-1・・・48-nは、高調波形状LUT44-1〜44-nからの入力および高調波発生器34によって決定される高調波周波数の各々についての正弦波の瞬時値に基づいて、個々の高調波特定利得を高調波の各々に適用する。
【００４１】
EHE利得決定器21は、全増強利得50によって適用されるべき利得の量(EHE利得)を決定する。EHE利得決定器は、全増強利得50によって適用されるべきEHE利得を決定するために、アクセルペダル位置測定結果(例えば、エンジン負荷の推定として)、最高車両速度、および実際の車両速度を使用してもよい。その点において、EHE利得決定器21は、実際の測定車両速度が、使用者設定最高速度に近づくにつれて、EHE利得をゆっくり調整してもよい。すなわち、EHE利得決定器21は、実際の測定車両速度が、使用者設定最高速度に近づくにつれて、利得をゆっくり低減してもよく、その結果利得は、車両が、設定最高速度に達するとき、ゼロである(増強がない)。そのような機能性は、車両の速度制限器が、エンジン状態の変化を防止している間に、車両運転者が、アクセルペダルを踏み込むとき、エンジン音増強システムが知覚されるエンジン音を変えるのを防止するのに役立つことができる。
【００４２】
加えて、EHE利得決定器はまた、音の変化が、機械システムの音の時間変化に似て、自然でかつ歪まないように、利得を滑らかにしてもよい。
【００４３】
全増強利得50は、増強の周波数依存「形状」を変えることなく個々の高調波の全音レベルを変えることができる。全増強利得50は、合計され、拡大縮小されたEHEオーディオ信号を出力する。
【００４４】
図3Bは、エンジン高調波増強(EHE)等化器および空間プロセッサ12の代替構成を例示する。図3BのEHE等化器および空間プロセッサ12は、図3Aの高調波加算器42、全増強利得50またはEHE利得決定器21を有さない。その代わりに、図3BのEHE等化器および空間プロセッサ12は、各高調波について1つずつ、別々の利得50-1〜50-n、および別々のEHE利得決定器21-1〜21-nを有する。EHE利得決定器21-1〜21-nの各々は、APP検出器36、最高速度検出器40、および車両速度検出器41から入力を受け取る。各高調波についての利得は、ゼロ(その高調波において増強がないことを示す)またはユニティ(unity)とすることができる。
【００４５】
図3BのEHE等化器および空間プロセッサ12は、アクセルペダル位置測定結果、最高車両速度、実際の車両速度、および、いくつかの場合には、パラメータ検出器43-1〜43-nからの1つまたは複数の追加車両パラメータが、各高調波についてそれぞれのEHE利得を決定し、それによって各高調波に異なって影響を及ぼすために使用されることを可能にする。
【００４６】
音段階プロセッサ52および増幅器20は、より詳細に図4Aに示される。音段階プロセッサ52は、各スピーカについて1つずつ、複数の等化器(EQ)53-1〜53-5を含む。増幅器20は、各スピーカについて両方とも1つずつ、複数の加算器54-1〜54-5および複数のチャンネル増幅器56-1〜56-5を含む。いくつかの例では、等化器の数は、スピーカの実際の数よりも多いまたは少ないこともあり、一組の理想的スピーカ位置に従って信号を等化する。等化された出力は、音段階プロセッサ52の追加段階によってかまたは増幅器20内の処理によって、スピーカの実際の数に合うようにリミックスされる。
【００４７】
動作時には、スピーカEQ53-1〜53-5の各々は、等化を適用し、それは、全増強利得50からの信号への振幅(それは、スピーカをオフにすることを含むことができる)および位相調整ならびに遅延の適用を含むことができる。スピーカEQ53-1〜53-5からの個々に等化された信号は、対応するスピーカを対象とする娯楽用オーディオシステムからの信号とともに加算器54-1〜54-5において増幅器内で合計され、合計された信号は、チャンネル増幅器56-1〜56-5によって増幅される。増幅されたチャンネル信号は、次いでスピーカ22-1〜22-4および24に送信され、それらは、オーディオ信号を音に変換する。
【００４８】
図4Bは、図3BのEHE等化器および空間プロセッサ12において使用するための音段階プロセッサ52を示す。図4Bの音段階プロセッサ52は、高調波の各々について音のイメージングを決定するために、全増強利得50-1〜50-nからの、合計されかつ拡大縮小されたEHE信号を処理する。音段階プロセッサは、図1の各スピーカ22-1〜22-4および24について別々のオーディオ等化フィルタ53-1〜53-5を通じて全増強利得50-1〜50-nからのEHE信号の各々を別々に処理する。各等化フィルタ53-1〜53-5は、等化フィルタ53-1〜53-5を通る点線内の別々の経路によって表されるように、全増強利得50-1〜50-nからのEHE信号に異なる等化を適用してもよい。等化経路は、等化後に合計され、増幅器20に提供される。オーディオ等化フィルタは、周波数の関数としての振幅および位相応答、ならびに遅延を制御する。伝統的な娯楽用オーディオ等化および空間イメージング調整技法の他に、音段階プロセッサ52はまた、所望の音のイメージングを達成するために、ある周波数範囲にわたって利得を調整し、あるEHEスピーカをオフにさえすることもある。EHEイメージング要件は、通常娯楽用オーディオについてのそれと異なるので、EHE等化成分の少なくともいくつかは、娯楽用オーディオ等化から分離してもよい。音段階プロセッサ52は、所望の高調波の所望の振幅を達成するためだけでなく、またエンジン高調波の組の各々について所望の明白なソースを達成するためにも、EHE信号に作用する。例えば、より高い最終高調波のソースは、図1のエンジン室17ということもあり得、より低い次数の高調波のソースは、マフラー19ということもあり得る。
【００４９】
図5は、図3Aの要素21または図3Bの要素21-1〜21-nのいずれかのために使用されてもよいEHE利得決定器を示す。図5のEHE利得決定器は、アクセルペダル位置を示す入力をAPP検出器36から受け取り、アクセルペダル位置の関数としてAPPベースの利得(gapp)を決定するAPPベースの利得決定論理回路60を含む。APPベースの利得(gapp)は、
gapp = f1(app)          (1)
に従って決定されてもよい。ただし、関数f1は、調整プロセス中に規定されてもよい。関数f1は、例えば、アクセルペダル位置(APP)対利得のルックアップテーブルとして実施されてもよく、それは、APP検出器36からの入力を増強利得(別名(a/k/a)エンジンAPPベースの利得(gapp))に変換する。図3Bにおけるなどの、各高調波について別々のEHE利得決定器21-1〜21-nを利用する実施形態では、関数f1は、EHE利得決定器21-1〜21-nの異なるものについて異なってもよい。
【００５０】
図5のEHE利得決定器はまた、速度ベースの利得決定論理回路62も含む。速度ベースの利得決定論理回路62は、最高速度検出器40からの設定最高速度を示す入力および車両速度検出器41からの実際の測定車両速度を示す入力を受け取り、設定最高速度と測定車両速度との間の差の関数として変化する速度ベースの利得(gΔV)を決定する。これは、全音増強が、設定最高速度に対する実際の測定車両速度の近さに基づいて調整されることを可能にすることができ、それは、APPがEHE利得を決定するための制御入力として利用されるときに特に有益となることができる。
【００５１】
一例では、速度ベースの利得(gΔV)を決定する際に速度ベースの利得決定論理回路62によって使用される制御パラメータは、設定最高速度と実際の測定車両速度との間の差のノルムである。設定最高速度と車両速度との間の差のノルム(ΔV)は、
【００５２】
【数２】
0006262399.tif 000003
【００５３】
によって定義され、ただし、
Vmaxは、最高速度検出器40(図2)から提供されるような最高速度(例えば、速度制限器を介して車両運転者によって設定されるような)であり、
Vmeasuredは、車両速度検出器41(図2)から提供されるような実際の測定車両速度である。
【００５４】
速度ベースの利得(gΔV)は、
gΔV = f2(ΔV)          (3)
に従って決定されてもよい。ただし関数f2は、調整プロセス中に規定されてもよい。関数f2は、例えば、一組のノルム速度差について所望の利得値を含有するノルム(ΔV)対利得のルックアップテーブルとして実施されてもよい。
【００５５】
例示的ルックアップテーブルは、以下のTable 1(表1)に示される。
【００５６】
【表１】
0006262399.tif 000004
【００５７】
とりわけ、速度ベースの利得(gΔV)は、設定制限速度と測定車両速度との間の差のノルムが増加するにつれて増加する。速度ベースの利得(gΔV)は、設定最高速度と測定車両速度との間の差のノルムが減少するにつれて減少し、その結果、測定車両速度が、設定最高速度に等しいとき、0の速度ベースの利得が、提供される。図3Bにおけるなどの、各高調波について別々のEHE利得決定器21-1〜21-nを利用する実施形態では、ノルム(ΔV)対利得のルックアップテーブルは、EHE利得決定器21-1〜21-nの異なるものについて異なってもよい。
【００５８】
図5のEHE利得決定器21、21-1〜21-nはまた、EHE利得決定論理回路64も含む。EHE利得決定論理回路64は、APPベースの利得決定論理回路60からのAPPベースの利得(gapp)を示す入力、および速度ベースの利得決定論理回路62からの速度ベースの利得(gΔV)を示す入力を受け取り、関連する利得要素50、50-1〜50-nによって適用されるべきEHE利得(gEHE)を決定する。EHE利得(gEHE)を決定するときに速度ベースの利得(gΔV)を考慮することは、全音増強が、設定最高速度に対する実際の測定車両速度の近さに基づいて調整されることを可能にする。
【００５９】
EHE利得決定論理回路64は、
gHEE = G・gapp・gΔV = G・f1(app)・f2(ΔV)     (4)
に従ってEHE利得(gEHE)を決定することができる。ただしGは、APPベースの利得(gapp)および速度ベースの利得(gΔV)以外の任意の追加利得の積である。例えば、EHE利得決定器21、21-1〜21-nは、追加車両パラメータベースの利得決定論理回路65-1〜65-nを含んでもよく、それは、1つまたは複数の追加パラメータ検出器(43-1〜43-n、図2)から受け取る入力に応答して、車両が動作しているギアの関数として変化するギアベースの利得、エンジンRPMの変化率の関数として変化するΔRPMベースの利得、車両が動作している走行モードの関数として変化する走行モード利得、その他などの、1つまたは複数の追加利得を決定する。それ故に、EHE利得は、複数の利得、最も注目すべきはAPPベースの利得(gapp)および速度ベースの利得(gΔV)の積である。いくつかの場合には、APPベースの利得(gapp)および速度ベースの利得(gΔV)だけが、EHE利得を決定するときにEHE利得決定論理回路64によって考慮される利得であってもよく、その場合Gは、1に等しいということになる。
【００６０】
速度ベースの利得(gΔV)は、設定最高速度と測定車両速度との間の差のノルムが減少するにつれてゼロに向かって減少するので、EHE利得は、車両速度が制限速度に近づくにつれて、すなわち、ΔVが0に近づくにつれて、ゼロに向かってゆっくり低減されることになる。EHE利得は、車両が設定最高速度に達するまでゆっくり減少し、その時点において速度ベースの利得(gΔV)は、ゼロに設定され(それは、gEHEをゼロに設定する)、それによってどんな増強も効果的にオフにする。
【００６１】
結果として、車両が、速度制限器が関与している状態で設定最高速度において走行しているとき、エンジン音増強システムは、車両運転者がアクセルペダルを踏み込むことに応答してエンジン音を作成しないことになる。その結果、それらの状況下では、エンジン音増強システムは、車両が加速しているが、一方速度制限器が実際には加速を防止しているという誤った知覚を車両運転者に与えることになるエンジン音を作成しないことになる。
【００６２】
図6は、図3Aの要素21または図3Bの要素21-1〜21-nのいずれかのために使用されてもよいEHE利得決定器の別の実施形態を例示する。図5に関して上で述べられたように機能する、APPベースの利得決定論理回路60、速度ベースの利得決定論理回路62、およびEHE利得決定論理回路64に加えて、図6のEHE利得決定器はまた、利得平滑器66も含む。利得平滑器66は、EHE利得決定論理回路64からEHE利得を入力として受け取る。利得平滑器66は、利得要素50、50-1〜50-nを介して高調波に適用される全増強利得の急激な変化の可能性を低減するために、APPおよびノルムΔVの関数として変化する個別の利得値の流れから成ることもあるEHE利得を滑らかにする。平滑化は、スルーイング(slewing)、ウィンドウ表示平均化(windowed averaging)、低域フィルタリング、非線形平滑化技法、時間変化する平滑化技法、または他のものの形をとってもよい。一実施形態では、利得平滑器66は、低域フィルタであり、それは、単極低域フィルタまたは可変極低域フィルタであってもよい。
【００６３】
図7は、図3Aの要素21または図3Bの要素21-1〜21-nのいずれかのために使用されてもよいEHE利得決定器のなお別の実施形態を例示する。図5のEHE利得決定器と異なり、図7のEHE利得決定器は、APPベースの利得決定論理回路を含まない。むしろ、図7の構成では、EHE利得決定論理回路64は、APP検出器36からのアクセルペダル位置を示す入力、ノルムベースの利得決定論理回路62からのノルムベースの利得(gΔV)を示す入力、および、おそらくは、追加利得決定論理回路(上で論じられたような)からの追加入力を受け取り、
gEHE = G・f1(app・f2(ΔV))     (5)
に従ってEHE利得を決定する。
【００６４】
関数f1は、例えば、アクセルペダル位置(APP)および速度ベースの利得(gΔV)の積にマッピングされる所望の利得値を含有するルックアップテーブルとして実施されてもよい。上記の方程式4でのように、方程式5でのGは、この場合もやはり、EHE利得の決定において考慮されることもある任意の追加利得の積である。図3Bにおけるなどの、各高調波について別々のEHE利得決定器21-1〜21-nを利用する実施形態では、関数f1および/または関数f2は、EHE利得決定器21-1〜21-nの異なるものについて異なってもよい。
【００６５】
図7のEHE利得決定器はオプションとして、EHE利得決定論理回路64からのEHE利得を滑らかにするために、上で述べられたなどの利得平滑器66を含んでもよい。
【００６６】
方程式4に従ってEHE利得を決定する、図5のEHE利得決定器の場合には、EHE利得は、APPベースの利得がどのように調整されたかにかかわらず、車両速度が、設定最高速に近づくとき、ゼロを強いられることになる。その構成の利点は、2つの利得f1(.)およびf2(.)が、独立しており、より容易で、よりリスクの少ない調整を可能にするということである。
【００６７】
他の実施形態では、もしAPPが、制御入力として望ましいならば、RPMの変化率(ΔRPM)は、RPMが、かなり一定であるとき、EHE利得(gEHE)を低減するために使用されてもよい。車両が、速度制限器が設定されている速度(すなわち、設定最高速度)に近づくとき、それは、加速をゼロまでゆっくり減少させることになり、RPMは、一定であることになる。
【００６８】
いくつかの実施形態が、述べられた。それにもかかわらず、追加の変更が、本明細書で述べられる発明概念の範囲から逸脱することなくなされてもよく、それに応じて、他の実施形態が、次の特許請求の範囲内であることは、理解されよう。
【符号の説明】
【００６９】
10  エンジン高調波オーディオ信号源
12  エンジン高調波増強(EHE)等化器および空間プロセッサ
14  加算器
16  娯楽用オーディオ等化器および空間プロセッサ
17  エンジン室
18  娯楽用オーディオ信号源
19  排気管、マフラー
20  マルチチャンネル増幅器
21  EHE利得決定器
21-1〜21-n  別々のEHE利得決定器
22-1〜22-4  スピーカ
24  スピーカ
28  RPM検出器および基本周波数計算機
34  高調波発生器
36  アクセルペダル位置(APP)検出器
40  最高速度検出器
41  車両速度検出器
42  高調波加算器
43-1〜43-n  追加パラメータ検出器
44-1〜44-n  高調波形状ルックアップテーブル(LUT)
46-1〜46-n  加算器
48-1〜48-n  高調波利得
50  全増強利得
50-1〜50-n  別々の利得
52  音段階プロセッサ
53-1〜53-5  等化器、等化フィルタ
54-1〜54-5  加算器
56-1〜56-5  チャンネル増幅器
60  APPベースの利得決定論理回路
62  速度ベースの利得決定論理回路
64  EHE利得決定論理回路
65-1〜65-n  追加パラメータベースの利得決定論理回路
66  利得平滑器
【図１】
0006262399.tif 000007
【図２】
0006262399.tif 000008
【図３Ａ】
0006262399.tif 000009
【図３Ｂ】
0006262399.tif 000010
【図４Ａ】
0006262399.tif 000011
【図４Ｂ】
0006262399.tif 000012
【図５】
0006262399.tif 000013
【図６】
0006262399.tif 000014
【図７】
0006262399.tif 000015