CN102442246A - 车辆的听觉平滑系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆的听觉平滑系统，提供一种控制与车辆相关的声音的方法。所述方法包括：操作处理器，监控发动机转矩；以及基于发动机转矩选择性地控制与车辆相关的一个或多个音调的产生。

Description

车辆的听觉平滑系统

技术领域

本发明的示例性实施例涉及用于在车辆中实现听觉平滑的系统和方法。

背景技术

车辆控制系统监控车辆的动力需求并且选择性地控制一个或多个动力系部件，因此提高了燃料经济性。例如，在低动力消耗活动期间，车辆控制系统可以将动力系从运行发动机转换为运行电动机。同样，在高动力消耗活动期间，车辆控制系统可以将动力系从运行电动机转换为运行发动机。这样的转换可能导致车辆发出的声音突然变化。对于车辆驾驶员而言，这种意外的声音突变是不期望的。因此，需要提供用于改善车辆整体声谱的系统和方法。

发明内容

在一个示例性实施例中，提供了一种用于控制与车辆相关的声音的方法。所述方法包括：操作处理器，监控发动机转矩；以及基于所述发动机转矩选择性地控制与车辆相关的一个或多个音调的产生。

结合附图，本发明的上述特征和优点以及其他的特征和优点可以明显地从下面结合附图对实施本发明的最佳方式的详细描述中得出。

本发明提供了如下技术方案。

技术方案1.一种控制与车辆相关的声音的方法，包括：

操作处理器，

监控发动机转矩；以及

基于所述发动机转矩选择性地控制与所述车辆相关的一个或多个音调的产生。

技术方案2.如技术方案1所述的方法，其中基于发动机转速、每缸空气量、点火正时、进气凸轮相位器位置、排气凸轮相位器位置、排气再循环稀释数据、点火状态、发动机气门状态、乙醇浓度、当量比、歧管压力、环境大气压力、油温、冷却剂温度，以及电负荷信息中的至少一个确定所述发动机转矩。

技术方案3.如技术方案1所述的方法，其中所述一个或多个音调的产生位于车辆内部。

技术方案4.如技术方案1所述的方法，其中所述一个或多个音调的产生位于车辆外部。

技术方案5.如技术方案1所述的方法，其中选择性地控制一个或多个音调的产生包括：

基于所述发动机转矩确定所述一个或多个音调的振幅；以及

选择性地控制所述一个或多个音调的振幅的产生。

技术方案6.如技术方案5所述的方法，其中选择性地控制一个或多个音调的产生进一步包括：

基于所述发动机转速确定所述一个或多个音调的频率；以及

选择性地控制所述一个或多个音调的频率的产生。

技术方案7.如技术方案1所述的方法，其中所述控制一个或多个音调的产生基于转换类型和转换阶段中的至少一个。

技术方案8.如技术方案7所述的方法，其中所述转换阶段包括开始转换、转换、退出转换，和转换完成中的至少一个。

技术方案9.如技术方案7所述的方法，其中所述转换类型包括一个或多个发动机气缸的激活事件和去活事件中的至少一个。

技术方案10.如技术方案7所述的方法，其中所述转换类型包括发动机的启动事件和停止事件中的至少一个。

技术方案11.一种系统，包括：

基于发动机转矩确定一个或多个音调的音调管理模块；以及

基于所述一个或多个音调产生扬声器信号的扬声器管理模块。

技术方案12.如技术方案11所述的系统，其中所述发动机转矩是基于发动机转速、每缸空气量、点火正时、进气凸轮相位器位置、排气凸轮相位器位置、排气再循环稀释数据、点火状态、发动机气门状态、乙醇浓度、当量比、歧管压力、环境大气压力、油温、冷却剂温度，以及电负荷信息中的至少一个确定的。

技术方案13.如技术方案11所述的系统，其中所述音调管理模块基于转换类型和转换阶段中的至少一个确定所述一个或多个音调。

技术方案14.如技术方案13所述的系统，其中所述转换阶段包括开始转换、转换、退出转换，和转换完成中的至少一个。

技术方案15.如技术方案13所述的系统，其中所述转换类型包括一个或多个发动机气缸的激活事件和去活事件中的至少一个。

技术方案16.如技术方案13所述的系统，其中所述转换类型包括发动机的启动事件和停止事件中的至少一个。

技术方案17.一种车辆，包括：

发动机；

选择性地控制所述发动机的一个或多个部件并产生发动机转矩信号的控制模块；以及

监控所述发动机转矩信号并基于所述发动机转矩信号选择性地确定一个或多个音调的听觉平滑系统。

技术方案18.如技术方案17所述的车辆，其中所述听觉平滑系统通过与信息娱乐系统通信选择性地控制所述一个或多个音调的产生。

技术方案19.如技术方案17所述的车辆，其中所述听觉平滑系统进一步监控转换事件信号并基于该转换事件信号选择性地确定所述一个或多个音调。

附图说明

在下面参照附图对实施例的详细说明中仅通过示例的方式示出了其他的目标、特征、优点和细节，其中：

图1是根据一个示例性实施例的包括视觉平滑系统的车辆示意图；

图2至图4是根据一个示例性实施例的车辆动力系的不同配置的示意图；

图5是根据一个示例性实施例的用以说明听觉平滑系统的数据流程图；以及

图6是根据一个示例性实施例的用以说明听觉平滑方法的流程图。

具体实施方式

下面的说明在本质上仅用于例证，并不旨在限制本发明及其应用和使用。可以理解的是，全部附图中相应的附图标记代表相似的或者相应的部件及特征。此处使用的术语“模块”指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共用处理器、专用处理器或群理器组)和存储器、组合逻辑电路，和/或其他提供所述功能的合适部件。

根据本发明的一个示例性实施例，车辆整体用10表示。所述车辆包括听觉平滑系统12。所述听觉平滑系统12与一个或多个控制模块14通信。该一个或多个控制模块14(后文中称作控制模块)控制车辆10的动力系16。动力系16包括车辆10的一个或多个推进源。

在不同的实施例中，如图2所示，动力系16包括发动机系统18。发动机系统18包括内燃发动机20，其燃烧空气和燃料的混合物以产生驱动力矩。可以理解的是，听力平滑系统12可以应用于各种内燃发动机20，例如汽油机、柴油机、四冲程发动机，或两冲程发动机，或其他发动机，并不局限于当前实例。

在示例的发动机系统18中，空气通过例如节气门25被吸入进气歧管22。节气门25调整进入进气歧管22的气流质量。进气歧管22内的空气被分配给气缸24。尽管图中仅示出了一个气缸24，可以理解的是，本发明的听觉平滑系统可以应用于具有多个气缸24的发动机20，包括但不局限于V型平面或者直列式配置的2、3、4、5、6、8、10、12和16个气缸。

燃料喷射器26喷射燃料，该燃料与空气通过进气口进入气缸24的过程中与空气混合。燃料喷射器26可以是与电子的或机械的燃料喷射系统28相关的喷射器，化油器的喷口或端口，或其他用于混合燃料和进气的系统。控制燃料喷射器26以在每一个气缸24内实现理想的空燃(A/F)比。

进气门30选择性地开启或关闭以使空气/燃料混合物能进入气缸24。进气门的位置由进气凸轮轴32调节。活塞(未示出)压缩气缸24内的空气/燃料混合物。火花塞34引燃空气/燃料混合物，驱动气缸24内的活塞。活塞进而驱动凸轮轴(未示出)以产生驱动力矩。当排气门36在开启位置时，气缸24内的燃烧排气被强制离开排气口。排气门的位置由排气凸轮轴38调节。排气通过排气歧管40离开发动机20，在排气系统42中经过处理，然后被排放到大气中。

在不同的实施例中，控制发动机20以选择性地启动和停止一个或多个气缸24的运行，以适应车辆10的动力需求变化。例如，动力需求增加时，可以控制8缸发动机从用4个气缸发火来运行转换为用8个气缸发火运行。这种转换可以被认为是激活转换(activation transition)。在另一个实施例中，动力需求降低时，可以控制8缸发动机从用8个气缸发火来运行转换为用4个气缸发火运行。这种转换可以被认为是去活转换(deactivation transition)。

在其他不同实施例中，如图3所示，动力系16包括混合动力系统44，其包括发动机20和电动机46。混合动力系统44可以布置成串联配置(如图所示)，并联配置，或串-并联配置。当为串联配置时，发动机20驱动发电机48以发电。电存储在能量存储系统50(如多个电池51)中或者被传送到电动机46。电动机46通过驱动车轮起到推进车辆10的主动力源的作用。电动机46基于来自能量存储系统50和/或发动机20的能量运转。发动机20是内燃发动机，例如依据图2所讨论的内燃发动机。

当为并联配置(未示出)时，发动机20和电动机46均起到推进车辆10的动力源的作用。发动机20和电动机46可以基于转矩需求一起和/或单独运转以推进车辆10。

在其他不同实施例中，如图4所示，动力系是纯电系统52，其包括电动机46。电动机46利用来自能量存储系统50的能量运转。能量存储系统50可以通过外部电源充电(如通过插入家用插座)。在此布置中，发动机20可以被用作可选充电源在荷电状态为低时为能量存储系统50充电，因此提供增程使用。

再返回参照图1，听觉平滑系统12进一步与信息娱乐系统60通信。除了车辆信息娱乐系统的一般功能外，信息娱乐系统60包括信息娱乐模块62，其管理车辆10内和/或车辆10外通过一个或多个扬声器64的各种声音的产生。扬声器64可以位于车辆内部，车辆发动机罩下方，和/或车辆10的外部。

可以理解的是，听觉平滑系统12可以集成于控制模块14内，可以集成于信息娱乐模块62内，可以部分地集成于控制模块14内且部分地集成于信息娱乐模块62内，或者可以与控制模块14和信息娱乐模块62分离，且可以通过车辆通信网络与两者通信。为了示例性目的，本发明所讨论的情况是听觉平滑系统12与信息娱乐模块62和控制模块14分离且与两者通信。

在不同的实施例中，听觉平滑系统12监控由控制模块14产生并通过通信网络66传送的数据。基于所述数据，听觉平滑系统12识别动力系转换事件并实施一个或多个声音管理方法。所述声音管理方法与信息娱乐系统60通信以对车辆10产生的声音进行听觉平滑。在不同的实施例中，所述声音管理方法可以包括一个或多个主动噪声消除方法和/或一个或多个混音方法。在不同的实施例中，主动噪声消除方法消除动力系16产生的令人讨厌的声音。在不同的实施例中，混音方法引入一个或多个声音与动力系16产生的声音混合。

根据图5，数据流程图示出了听觉平滑系统12的不同实施例。可以理解的是，依据本发明的听觉平滑系统12的不同实施例可以包括任意个模块。可以理解的是，图5所示的模块可以被结合到一起，和/或被进一步分开以同样地实施听觉平滑。至听觉平滑系统12的输入可以直接从车辆10(图1)感测到，从车辆10(图1)内部的其他模块处接收，例如经由车辆通信网络66(图1)，和/或由听觉平滑系统12的其他模块(未示出)确定或者模拟出。在不同的实施例中，听觉平滑系统12包括转换确定模块70，音调管理模块72，和扬声器管理模块74。

转换确定模块70接收动力系数据87作为输入。动力系数据87可以是与动力系16(图1)有关的可以表征动力系转换事件的任何数据。例如，动力系数据可以包括，但是不局限于，发动机转矩、歧管绝对压力、发动机转速、发动机激活/去活信号，或其他表征转换事件的信号。

基于动力系数据76，转换确定模块70确定转换类型92和/或转换阶段94。转换类型92表示正在发生的转换的类型。例如，当动力系16(图1)包括可是实行激活转换和去活转换的发动机系统18(图2)时，转换类型92可以是去活转换或激活转换。在另一实施例中，当动力系16(图1)包括混合动力系统44(图3)时，转换类型92可以是，例如发动机起动转换、发动机停止转换、电动机起动转换，或电动机停止转换。在还一个实施例中，当动力系16(图1)包括带有或者不带有增程用发动机20(图4)的电系统52(图4)时，转换类型92可以是，如电动机起动转换、电动机停止转换、发动机起动转换，或者发动机停止转换。转换确定模块70通过相对于预定的转换数据评估动力系数据87来确定转换类型92。

转换阶段94表示正在发生的转换的阶段。在不同的实施例中，转换阶段94可以仅识别转换，并且可以是转换或没有转换。在其他不同的实施例中，转换阶段94可以识别转换的阶段，且可以是，例如开始转换、转换、退出转换、转换完成，或者没有转换。在不同的实施例中，转换确定模块70通过相对于预定的转换数据评估动力系数据87来确定转换阶段94。

在其他不同的实施例中，转换确定模块70基于转换类型92和/或动力系数据87和预定的进度表确定转换阶段94。例如，当转换类型92或动力系数据87表示特定转换时，在第一个X秒，转换阶段94设置为开始转换阶段。然后，在下一个X秒，转换阶段94设置为正在进行转换阶段。然后，在下一个X秒，转换阶段94设置为退出转换阶段。然后，转换阶段94设置为转换完成阶段。当转换类型92或动力系数据87不再表示特定转换时，转换阶段94设置成没有转换。

音调管理模块72接收发动机转矩88和发动机转速90、转换类型92、和/或转换阶段94作为输入。在不同的实施例中，发动机转矩88可以通过传感器感测到，或者使用感测到的和/或模拟的不同动力系数据模拟出。这种动力系数据可以包括但不局限于，例如发动机转速、每缸空气量、点火正时、进气凸轮相位器位置、排气凸轮相位器位置、排出气体再循环稀释数据、点火状态、发动机气门状态(例如，气缸去活模式、端口去活等)、乙醇浓度、当量比、歧管压力、环境大气压力、油温、冷却剂温度、电负荷信息、或其他可能影响发动机转矩88的确定的数据。

基于输入88-94，音调管理模块72识别一个或多个音调96，所述音调96可以抵消(例如通过遮盖、混合或消除)动力系16(图1)在转换类型92和/或转换阶段94期间发出的声音的幅度、频率和定时。在某些情况下，可以引入附加的音调96。在某些情况下，音调96可以通过主动噪声消除减少动力系16(图1)发出的声音。

音调管理模块72利用发动机转矩88和发动机转速90分别确定音调96的振幅和频率。例如，基于发动机转矩88和发动机转速90，可以预先确定包括振幅和频率的音调信息，并且以二维表或三维表的格式将其保存在数据存储97中。通过表格查找功能可以实时地存取所述音调信息。利用不同的动力系数据可以进一步操控音调信息，使得他们遮盖、混合，和/或者消除动力系16(图1)发出的预期声音。在另一个实施例中，基于发动机转矩88和发动机转速90以及一个或多个音调评估方程来评估音调96的振幅和频率。

在不同的实施例中，音调管理模块72可以确定将在听觉平滑中使用的车内音调和/或车外音调。例如，音调信息可以被预先确定并以在数据存储97中存储为两个或多个表格，一个用于车内音调，一个用于车外音调。在另一个实施例中，车内音调和车外音调可以依据一个或多个音调评估方程来评估。

在不同的实施例中，音调管理模块72基于转换阶段94和/或转换类型92可以选择性地确定音调96。例如，音调信息可以被预先确定并以多个表格的形式存储在数据存储97中，其中每个表格都与特定的转换类型92和/或转换阶段94有关。在另一个实施例中，当转换阶段94表示一个特定的转换或者转换类型92表示一个特定的转换时，无需考虑发动机转矩88或发动机转速90，音调96可以被设定为预定的振幅和频率。

扬声器管理模块74接收选择的音调96和转换类型92和/或转换阶段94作为输入。基于输入92、94、96，扬声器管理模块74确定何时产生音调96，并进一步确定由哪些扬声器64(图1)发出音调96。例如，当转换类型92表示正在发生一个特定转换时，扬声器管理模块74确定是时间产生音调96了。在另一个实施例中，音调控制的时间可以进一步根据转换阶段94来确定。例如，音调控制的时间可以比实际转换的时间长，因此声音转换时间更长进而更难被觉察到。

基于产生音调96的时间和所选择的扬声器64(图1)，扬声器管理模块74产生一个或多个信号98、99。在不同的实施例中，信号98、99与信息娱乐模块62(图1)通信，因此信息娱乐模块62(图1)可以控制所选择的扬声器64(图1)发出所选择的音调96。在其他不同的实施例中，信号98、99直接被传送至所选择的扬声器64(图1)以发出所选择的音调96。例如，通过经由所选择的扬声器64(图1)发出所选择的音调96，声音在转换过程中通过引入遮盖声音或者声音跳跃被混合了。

现在参见图6并继续参见图5，流程图示出了可以由依据本发明的图5所示的听觉平滑系统12使用的听觉平滑方法。依据本发明可以理解的是，该方法中的操作顺序并不局限于图6中所示出的顺序执行，而是可以适于本发明且与本发明一致的一个或多个不同的顺序执行。可以进一步理解的是，只要不改变本发明精神，可以添加或者删除一个或多个步骤。

在不同的实施例中，所述方法可以基于预定的事件来预定运行，和/或在车辆10(图1)的操作过程中持续运行(如图所示)。

在一个实施例中，该方法可以从100开始。在110监控转换阶段94和/或转换类型92，在120确定转换事件，以及在150、155、160和165确定转换阶段。

如果在122发生转换事件，且如果转换阶段94表示例如在151开始转换，则在153基于预定值选择音调96。例如，在开始转换阶段期间可以选择提供主动噪声消除和混合的音调。进一步基于转换类型92和/或转换阶段94，在154通过信号98、99选择性地控制一个或多个扬声器64(图1)发出所选的音调96。然后，该方法在110继续监控转换阶段94或转换类型92。

但是，如果在152转换阶段94不表示开始转换，而是在156表示进行转换，则在158根据发动机转矩88和发动机转速90调整选择的音调96。一旦选定了音调，则进一步根据转换类型92和/或转换阶段94，一个或多个扬声器64(图1)在159被选择性控制发出所选的音调96。然后，该方法在110继续监控转换阶段94或转换类型92。

但是，如果转换阶段94既不在152表示开始转换，又不在157表示转换，而是在161表示退出转换，则在163根据发动机转矩88和发动机转速90进一步调整所选择的音调96。一旦选择了音调，则进一步根据转换类型92和/或转换阶段94，一个或多个扬声器64(图1)在164被选择性控制发出所选的音调96。然后，该方法在110继续监控转换阶段94或转换类型92。

但是，如果转换阶段94既不在152表示开始转换，又不在157表示转换或在162表示退出转换，而是在166表示完成转换，则在168基于预定值选择音调96。一旦已经选择了音调，则进一步根据转换类型92和/或转换阶段94，一个或多个扬声器64(图1)在169被选择性控制发出所选的音调96。

选择音调和控制扬声器的方法在167继续直到在121再没有转换事件。然后，该方法可以在200结束。

虽然已经根据具体实施例对本发明进行了详细的描述，本领域技术人员需要理解的是，在不背离本发明精神范围内可以对其进行各种修改或者使用类似部件对其部件进行替代。另外，在不背离本发明本质范围内，可以进行多种修改以使特定的情况或材料适于本发明的教导。因此，本发明并不局限于所公开的实施本发明的最佳方式的特定实施例，本发明将包括在本发明范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种控制与车辆相关的声音的方法，包括：

操作处理器，

监控发动机转矩；以及

基于所述发动机转矩选择性地控制与所述车辆相关的一个或多个音调的产生。

2.如权利要求1所述的方法，其中基于发动机转速、每缸空气量、点火正时、进气凸轮相位器位置、排气凸轮相位器位置、排气再循环稀释数据、点火状态、发动机气门状态、乙醇浓度、当量比、歧管压力、环境大气压力、油温、冷却剂温度，以及电负荷信息中的至少一个确定所述发动机转矩。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个音调的产生位于车辆内部。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个音调的产生位于车辆外部。

5.如权利要求1所述的方法，其中选择性地控制一个或多个音调的产生包括：

基于所述发动机转矩确定所述一个或多个音调的振幅；以及

选择性地控制所述一个或多个音调的振幅的产生。

6.如权利要求5所述的方法，其中选择性地控制一个或多个音调的产生进一步包括：

基于所述发动机转速确定所述一个或多个音调的频率；以及

选择性地控制所述一个或多个音调的频率的产生。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述控制一个或多个音调的产生基于转换类型和转换阶段中的至少一个。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述转换阶段包括开始转换、转换、退出转换，和转换完成中的至少一个。

9.一种系统，包括：

基于发动机转矩确定一个或多个音调的音调管理模块；以及

基于所述一个或多个音调产生扬声器信号的扬声器管理模块。

10.一种车辆，包括：

发动机；

选择性地控制所述发动机的一个或多个部件并产生发动机转矩信号的控制模块；以及

监控所述发动机转矩信号并基于所述发动机转矩信号选择性地确定一个或多个音调的听觉平滑系统。

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