CN109469570A - 用于具有可变压缩比发动机的车辆的音频控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

声音控制模块配置为确定用于分别输出基频的N个预定谐波的预定发动机声音的N个量值，其中N是大于1的整数。调整模块配置为基于配置为改变发动机的压缩比(CR)的CR致动器的位置来确定分别对N个预定谐波的N个量值调整。声音控制模块进一步配置为基于以下各项来确定N个预定谐波的N个调整量值：分别用于N个预定谐波的N个量值；以及分别对N个预定谐波的N个量值调整。音频驱动器模块配置为向车辆的至少一个扬声器施加功率，并且基于分别与基频的N个预定谐波对应的N个频率的N个调整量值来输出预定发动机声音。

Description

用于具有可变压缩比发动机的车辆的音频控制系统和方法
引言
本章节提供的信息是为了总体地呈现本公开的上下文的目的。在本章节以及本说明书的各方面中描述的指出姓名的发明人的工作所进行的程度并不表明其在本申请提交时作为现有技术，从未明示或暗示其被承认为本申请的现有技术。
本公开涉及车辆的音频系统，并且更具体地涉及用于经由车辆的音频系统基于可变压缩比发动机的压缩比输出发动机声音的系统和方法。
一些车辆包括具有内燃机和通常在车辆操作期间发出声音的传动系的常规动力系。许多消费者已经开始依赖这些正常的声音作为正常车辆功能的标志。对于某些消费者，这些正常声音的变化可能指示内燃机和/或传动系可以不同于预期的方式正常运作。
一些消费者可能对不同类型的车辆应当具有何种正常声音有预期。例如，消费者可能期望来自“高性能”车辆的某些声音，而其它类型的车辆可能不期望一些声音。没有预期声音可能减损用户对车辆的享受。存在意外的车辆声音(诸如由一个或多个动力系部件产生的声音)也可能减损用户对车辆的享受。
发明内容
在一个特征中，车辆的音频控制系统包括声音控制模块，其配置为确定用于分别输出基频的N个预定谐波的预定发动机声音的N个量值，其中N是大于1的整数。调整模块配置为基于配置为改变发动机的压缩比(CR)的CR致动器的位置来确定分别对N个预定谐波的N个量值调整。声音控制模块进一步配置为基于以下各项来确定N个预定谐波的N个调整量值：分别用于N个预定谐波的N个量值；以及分别对N个预定谐波的N个量值调整。音频驱动器模块配置为向车辆的至少一个扬声器施加功率，并且基于分别与基频的N个预定谐波对应的N个频率的N个调整量值来输出预定发动机声音。
在进一步的特征中，声音控制模块配置为：基于CR致动器的位置是第一预定位置，将对N个预定谐波的N个量值调整设定为对N个预定谐波的第一组N个预定量值调整，该第一组与第一预定位置相关联；并且基于CR致动器的位置是第二预定位置，将对N个预定谐波的N个量值调整设定为对N个预定谐波的第二组N个预定量值调整，该第二组与第二预定位置相关联。第一预定位置与第二预定位置不同。
在进一步的特征中，声音控制模块配置为：基于CR致动器的位置小于预定位置，将对N个预定谐波的N个量值调整设定为对N个预定谐波的第一组N个预定量值调整；并且基于CR致动器的位置大于预定位置，将对N个预定谐波的N个量值调整设定为对N个预定谐波的第二组N个预定量值调整。
在进一步的特征中，以下至少一项：第一组N个预定量值调整包括对基频的至少一个预定半阶谐波的量值调整；以及第二组N个预定量值调整包括对基频的至少一个预定半阶谐波的量值调整。
在进一步的特征中，车辆系统包括音频控制系统和压缩比(CR)致动器。CR致动器配置为改变以下至少一项：活塞在汽缸内的最顶部位置；以及活塞在汽缸内的最底部位置。
在进一步的特征中，声音控制模块配置为基于发动机转矩输出来确定分别N个预定谐波的N个量值。
在进一步的特征中，声音控制模块配置为基于发动机转矩输出使用查找表来确定分别N个预定谐波的N个量值。查找表包括由发动机转矩输出索引的分别N个预定谐波的多组量值。
在进一步的特征中，声音控制模块配置为基于以下各项之和来设定N个预定谐波的N个调整量值：分别用于N个预定谐波的N个量值；以及分别对N个预定谐波的N个量值调整。
在进一步的特征中，声音控制模块配置为基于以下各项之积来设定N个预定谐波的N个调整量值：分别用于N个预定谐波的N个量值；以及分别对N个预定谐波的N个量值调整。
在进一步的特征中，N个预定谐波包括基频的至少一个预定半阶谐波。
在进一步的特征中，基频是发动机的预定基频。
在进一步的特征中，基频对应于发动机的转速。
在进一步的特征中，基频不对应于发动机的转速，并且不是发动机的预定基频。
在进一步的特征中：第二调整模块配置为基于驾驶员选定操作模式来确定分别N个预定谐波的N个第二量值调整；并且声音控制模块配置为基于以下各项来确定N个预定谐波的N个调整量值：分别用于N个预定谐波的N个量值；分别N个预定谐波的N个量值；以及分别对N个预定谐波的N个量值调整。
在进一步的特征中，第二调整模块配置为：当驾驶员选定模式是第一模式时，将对N个预定谐波的N个第二量值调整设定为对N个预定谐波的第一组N个预定第二量值调整；并且当驾驶员选定模式是第二模式时，将对N个预定谐波的N个第二量值调整设定为对N个预定谐波的第二组N个预定第二量值调整。
在一个特征中，一种用于车辆的音频控制方法包括：确定用于分别输出基频的N个预定谐波的预定发动机声音的N个量值，其中N是大于1的整数；基于配置为改变发动机的压缩比(CR)的CR致动器的位置来确定分别对N个预定谐波的N个量值调整；基于以下各项来确定N个预定谐波的N个调整量值：分别用于N个预定谐波的N个量值；以及分别对N个预定谐波的N个量值调整；以及向车辆的至少一个扬声器施加功率，并且基于分别与基频的N个预定谐波对应的N个频率的N个调整量值来输出预定发动机声音。
在进一步的特征中，确定对N个预定谐波的N个量值调整包括：基于CR致动器的位置是第一预定位置，将对N个预定谐波的N个量值调整设定为对N个预定谐波的第一组N个预定量值调整，该第一组与第一预定位置相关联；并且基于CR致动器的位置是第二预定位置，将对N个预定谐波的N个量值调整设定为对N个预定谐波的第二组N个预定量值调整，该第二组与第二预定位置相关联，其中该第一预定位置与该第二预定位置不同。
在进一步的特征中，确定对N个预定谐波的N个量值调整包括：基于CR致动器的位置小于预定位置，将对N个预定谐波的N个量值调整设定为对N个预定谐波的第一组N个预定量值调整；并且基于CR致动器的位置大于预定位置，将对N个预定谐波的N个量值调整设定为对N个预定谐波的第二组N个预定量值调整。
在进一步的特征中，以下至少一项：第一组N个预定量值调整包括对基频的至少一个预定半阶谐波的量值调整；以及第二组N个预定量值调整包括对基频的至少一个预定半阶谐波的量值调整。
在进一步的特征中，音频控制方法进一步包括调整CR致动器的位置，由此改变以下至少一项：活塞在汽缸内的最顶部位置；以及活塞在汽缸内的最底部位置。
从具体实施方式、权利要求书和附图将会清楚本公开的其它应用领域。具体实施方式和具体示例仅旨在用于说明目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
通过具体实施方式和附图将更完全地理解本公开，其中：
图1是包括车辆的示例性动力系系统的功能框图，该车辆包括具有可变排量的发动机；
图2是包括示例性音频控制模块和扬声器的功能框图；
图3是描绘基于压缩比输出发动机声音的示例性方法的流程图；并且
图4是描绘基于压缩比和驾驶员选定操作模式输出发动机声音的示例性方法的流程图。
在附图中，可以重复使用附图标记以标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
车辆的内燃机在汽缸内燃烧空气和燃料。发动机控制模块(ECM)例如基于驾驶员转矩请求来控制发动机致动器。车辆还可以包括一个或多个电动发电机组(MGU)，其可以用于在不同时间执行不同的功能。例如，MGU可以用于(i)将转矩输出到车辆的动力系，并且(ii)对车辆的动力系施加负载以将机械能转换为电能，例如用于再生。
一些发动机包括改变发动机压缩比的致动器。更具体地，一些发动机包括调整发动机的活塞的行程并且改变发动机的汽缸的体积的致动器。然而，由于压缩比不同，可以体验到不同发动机声音和不同的噪声和振动特性。
音频控制模块经由车辆的一个或多个扬声器来输出发动机声音。更具体地，音频控制模块基于发动机转速和发动机转矩来设定用于输出发动机声音的频率和量值。
然而，如上文所讨论，发动机声音和噪声和振动可以随着压缩比的变化而变化。因此，音频控制模块基于压缩比选择性地调整用于输出发动机声音的频率和/或量值中的一个或多个。以此方式，尽管使用各种不同的压缩比，音频控制模块在乘客舱内仍提供更一致的发动机声音以及噪声和振动。这可以增强车辆的乘客舱内的用户的体验。
现在参考图1，提出了示例性动力系系统100的功能框图。车辆的动力系系统100包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以产生转矩。车辆可以是非自主的或自主的。
空气通过进气系统108被吸入到发动机102中。进气系统108可以包括进气歧管110和节流阀112。仅作为示例，节流阀112可以包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM)114控制节流阀致动器模块116，且节流阀致动器模块116调节该节流阀112的开度以控制吸入进气歧管110中的空气流量。
进气歧管110中的空气被吸入到发动机102的汽缸中。虽然发动机102包括多个汽缸，但是为了说明目的，示出单个代表性汽缸118。仅作为示例，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。ECM114可以指示汽缸致动器模块120在如下文进一步讨论的一些发动机操作条件下选择性地停用一些汽缸，这可以提高燃料经济性。
发动机102可以使用四冲程循环或另一个合适的发动机循环来操作。下文描述的四冲程循环的四个冲程将被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程以及排气冲程。在曲轴(未示出)的每次转动期间，四个冲程中的两个冲程发生在汽缸118内。因此，汽缸118要经历所有四个冲程必须有两次曲轴转动。对于四冲程发动机，一个发动机循环可以对应于两次曲轴转动。
在进气冲程期间，当汽缸118被激活时，进气歧管110中的空气通过进气阀122被吸入汽缸118中。ECM114控制燃料致动器模块124，其调节燃料喷射以实现期望的空燃比。燃料可以在中心位置处或诸如靠近每个汽缸的进气阀122的多个位置处喷射到进气歧管110中。在各种实施方案(未示出)中，燃料可以被直接喷射到汽缸中或喷射到与汽缸相关联的混合室/孔中。燃料致动器模块124可以停止向已停用的汽缸喷射燃料。
喷射的燃料与空气混合并且在汽缸118中形成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞(未示出)压缩汽缸118内的空气/燃料混合物。发动机102可以为压缩点火发动机，在这种情况下，压缩导致点燃空气/燃料混合物。替代地，发动机102可以为火花点火发动机，在这种情况下，火花致动器模块126基于来自ECM114的信号激励汽缸118中的火花塞128，从而点燃空气/燃料混合物。一些类型的发动机(诸如均质充量压缩点火(HCCI)发动机)可以执行压缩点火和火花点火这两者。可以相对于当活塞在其最顶部位置(将被称为上止点(TDC))的时间指定火花的正时。
火花致动器模块126可以受指定TDC之前或之后多久才产生火花的正时信号控制。因为活塞位置直接与曲轴旋转有关，所以火花致动器模块126的操作可以与曲轴位置同步。火花致动器模块126可以禁止向已停用的汽缸提供火花或向已停用的汽缸提供火花。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动曲轴。燃烧冲程可以被定义为活塞到达TDC与活塞返回到最底部位置(将被称为下止点(BDC))的时间之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC上移并且通过排气阀130排放燃烧副产物。燃烧副产物经由排气系统134从车辆中排出。
(实际)压缩比(CR)对应于以下两个体积的比率：当活塞处于BDC位置(其中汽缸118的体积为最大值)时汽缸118的体积；当活塞处于TDC位置时(汽缸118的体积为最小值)汽缸118的体积。汽缸118的CR致动器136致动并调整汽缸118的CR。例如，CR致动器136可以致动并调整活塞的BDC位置和/或活塞的TDC位置。CR致动器136可以例如移动连杆，该连杆将活塞与曲轴连接以调整CR。通过改变活塞的BDC位置和/或活塞的TDC位置，CR致动器136改变(实际)CR。CR致动器模块138基于来自ECM114的信号致动CR致动器136。
每个汽缸可以被设置一个CR致动器。CR致动器模块138可以基于来自ECM114的CR致动器的相应信号单独地致动CR致动器，可以基于来自ECM114的子集的相应信号致动CR致动器的一个或多个子集，或者可以基于来自ECM114的所有CR致动器的信号致动所有CR致动器。
进气阀122可以由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可以由排气凸轮轴142控制。在各种实施方案中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可以控制汽缸118的多个进气阀(包括进气阀122)和/或可以控制多组汽缸(包括汽缸118)的进气阀(包括进气阀122)。类似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可以控制汽缸118的多个排气阀和/或可以控制多组汽缸(包括汽缸118)的排气阀(包括排气阀130)。虽然已经示出且讨论了基于凸轮轴的阀致动，但是也可以实施无凸轮阀致动器。虽然示出了单独的进气凸轮轴和排气凸轮轴，但是也可以使用具有用于进气阀和排气阀这两者的凸角的一个凸轮轴。与CR致动器不同，可调整进气阀和/或排气阀正时以通过改变进入汽缸的空气流量来改变有效CR。
汽缸致动器模块120可以通过禁止打开进气阀122和/或排气阀130将汽缸118停用。可以由进气凸轮相位器148改变进气阀122相对于活塞TDC的打开时间。可以由排气凸轮相位器150改变排气阀130相对于活塞TDC的打开时间。相位器致动器模块158可以基于来自ECM114的信号来控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。在各种实施方案中，可以省略凸轮定相。可变阀升程(未示出)还可以受相位器致动器模块158控制。在各种其它实施方案中，进气阀122和/或排气阀130可以受除凸轮轴之外的致动器(诸如机电致动器、电动液压致动器、电磁致动器等)控制。
发动机102可以包括向进气歧管110提供加压空气的零个、一个、一个以上的增压装置。例如，图1示出了涡轮增压器，其包括由流过排气系统134的排气驱动的涡轮增压器涡轮160-1。增压器是另一种类型的增压装置。
涡轮增压器还包括涡轮增压器压缩机160-2，其由涡轮增压器涡轮1601驱动并且压缩通向节流阀112中的空气。废气门162控制排气流通过和绕过涡轮增压器涡轮160-1。废气门还可以被称为(涡轮增压器)涡轮旁通阀。废气门162可以允许排气绕过涡轮增压器涡轮1601以减小由涡轮增压器提供的进气压缩。ECM114可以经由废气门致动器模块164来控制涡轮增压器。废气门致动器模块164可以通过控制废气门162的开度来调制涡轮增压器的增压。
冷却器(例如，增压空气冷却器或中间冷却器)可以消散压缩充气中所含的一些热量，这可以能随着空气被压缩而产生。虽然为了说明目的而示为分离的，但是涡轮增压器涡轮160-1和涡轮增压器压缩机160-2可以彼此机械连接，从而将进气紧邻热排气。压缩充气可以从排气系统134的部件吸收热量。
发动机102可以包括排气再循环(EGR)阀170，其选择性地将排气重新引导回到进气歧管110。EGR阀170可以从排气系统134中的涡轮增压器涡轮160-1的上游接收排气。EGR阀170可以受EGR致动器模块172控制。
可以使用曲轴位置传感器180来测量曲轴位置。可以基于使用曲轴位置传感器180测量的曲轴位置来确定发动机转速。可以使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可以位于发动机102内或者冷却剂在其中循环的其它位置，诸如散热器(未示出)。
可以使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量进气歧管110内的压力。在各种实施方案中，可以测量发动机真空，其是周围空气压力与进气歧管110内的压力之间的差值。可以使用质量空气流量(MAF)传感器186来测量流入进气歧管110中的空气的质量流量。在各种实施方案中，MAF传感器186可以位于也包括节流阀112的壳体中。
可以使用一个或多个节流阀位置传感器(TPS)190来测量节流阀112的位置。可以使用进气温度(IAT)传感器192来测量被吸入到发动机102中的空气的温度。
还可以实施一个或多个其它传感器193。例如，排气温度传感器可以测量排气歧管内的排气温度，该排气歧管从汽缸接收排气输出。其它传感器193包括加速器踏板位置(APP)传感器、制动器踏板位置(BPP)传感器，可以包括离合器踏板位置(CPP)传感器(例如，在手动变速器的情况中)，并且可以包括一种或多种类型其它的传感器。APP传感器测量加速器踏板在车辆的乘客舱内的位置。BPP传感器测量制动器踏板在车辆的乘客舱内的位置。CPP传感器测量离合器踏板在车辆的乘客舱内的位置。ECM114可以使用来自传感器的信号来为发动机102做出控制决策。
ECM114可以与变速器控制模块194进行通信以例如协调发动机操作与变速器195中的换挡。ECM114可以与混合动力控制模块196进行通信以(例如)协调发动机102和电动发电机组(MGU)198的操作。虽然仅提供了一个MGU的示例，但是也可以实施多个MGU和/或电动机。术语MGU和电动机在本文是可互换的。在各种实施方案中，ECM114、变速器控制模块194以及混合动力控制模块196的各种功能可以被集成到一个或多个模块中。
改变发动机参数的发动机102的每个系统可以被称为发动机致动器。每个发动机致动器具有相关致动器值。例如，节流阀致动器模块116可以被称为发动机致动器，并且节流阀开度面积可以被称为致动器值。在图1的示例中，节流阀致动器模块116通过调整节流阀112的叶片的角度来实现节流阀开度面积。
火花致动器模块126也可以被称为发动机致动器，而对应的致动器值可以为相对于汽缸TDC的火花提前量。其它发动机致动器可以包括汽缸致动器模块120、燃料致动器模块124、CR致动器模块138、相位器致动器模块158、废气门致动器模块164以及EGR致动器模块172。对于这些发动机致动器，致动器值可以分别对应于汽缸启用/停用序列、燃料供应速率、CR(或CR致动器位置)、进气和排气凸轮相位器角度、目标废气门开度以及EGR阀开度。
ECM114可以控制致动器值以使发动机102基于转矩请求而输出转矩。ECM114可以例如基于诸如APP、BPP、CPP和/或一个或多个其它合适的输入等一个或多个驾驶员输入来确定转矩请求。ECM114可以例如使用将输入与转矩请求相关的一个或多个函数或查找表来确定转矩请求。
在一些情况下，混合动力控制模块196控制电动机198以输出转矩以例如补充发动机转矩输出。混合动力控制模块196将来自电池199的电力施加到MGU198以使得MGU198能够输出正转矩。虽然提供了电池199的示例，但是可以使用一个以上的电池来向MGU198供电。MGU198可以将例如转矩输出到发动机102、输出到变速器195的输入轴、输出到变速器195的输出轴，或者输出到车辆的动力系的另一个转矩传递装置。电池199可以专用于MGU198，并且一个或多个其它电池可以为其它车辆功能供电。
在其它情况下，混合动力控制模块196可以控制MGU198以将车辆的机械能转换为电能。混合动力控制模块196可以控制MGU198以将机械能转换成电能，例如以对电池199再充电。这可以被称为再生。
车辆还包括音频控制模块200，其控制经由扬声器204输出的声音。扬声器204可以被定位在车辆的乘客舱内并且将声音输出到车辆的乘客舱内。然而，一个或多个扬声器204可以在另一个位置处实施，诸如在排气系统134中实施。音频控制模块200可以基于接收到的调幅(AM)信号、接收到的调频(FM)信号、接收到的卫星信号以及其它类型的音频信号来控制扬声器204以输出声音。音频控制模块200可以例如用信息娱乐系统来实施。
在一些情况下，音频控制模块200另外或替代地控制经由扬声器204输出的声音以产生发动机声音。音频控制模块200可以经由扬声器204产生发动机声音以例如增强和/或消除由发动机102输出的声音的各个分量。
音频控制模块200可以从车辆的ECM114、混合动力控制模块196、变速器控制模块194和/或一个或多个其它控制模块接收参数。音频控制模块200可以例如经由汽车局域网(CAN)总线或另一种类型的网络从其它模块接收参数。如下面进一步讨论的，音频控制模块200可以基于一个或多个所接收的参数来确定何时输出发动机声音以及输出发动机声音的程度。
图2是包括音频控制模块200和扬声器204的示例性音频系统的功能框图。扬声器204在车辆的乘客舱内和/或在车辆的一个或多个其它位置(诸如在车辆的排气系统134处)输出声音。
声音控制模块208基于发动机转速212和发动机转矩216中的至少一个来确定如何经由扬声器204输出发动机声音。更具体地，声音控制模块208基于发动机转速212和发动机转矩216中的至少一个来设定一个或多个预定发动机声音224的特性220以经由扬声器204输出。
发动机转速212可以使用发动机转速传感器来测量，或者可以基于在曲轴位置之间的时间段中使用曲轴位置传感器180测量的曲轴位置的变化来确定(例如，通过ECM114的发动机转速模块)。发动机转矩216可以使用转矩传感器来测量，或者可以基于一个或多个参数使用将参数与发动机转矩相关的一个或多个方程和/或查找表来确定(例如，通过ECM114的转矩估计模块)。作为示例，转矩估计模块可以使用诸如下式等转矩关系来确定发动机转矩216
T＝f(APC,S,I,E,AF,OT,#)，
其中转矩(T)是单缸空气量(APC)、点火提前量(S)、进气凸轮相位器位置(I)、排气凸轮相位器位置(E)、空燃比(AF)、油温(OT)以及激活汽缸数量(#)的函数。还可以考虑附加的变量，诸如排气再循环(EGR)阀的开度。这种关系可以通过方程来建模和/或可以被存储为查找表。转矩估计模块可以基于测量的MAF和发动机转速212例如使用将MAF和发动机转速与APC相关的一个或多个方程和/或查找表来确定APC。
预定发动机声音224可以包括以某个频率(例如，发动机102的预定基频(例如，以赫兹为单位)、与发动机转速212对应的频率，或与发动机转速212不对应的频率)的预定阶数输出的一个或多个预定发动机声音。
可以输出以与发动机转速212不对应的频率阶数输出的预定发动机声音，例如，以消除和/或衰减各种声音和/或用于一个或多个其它目的。可以输出以或基于与发动机转速212对应的频率阶输出的预定发动机声音，例如，以增强或衰减那些阶数的发动机声音。可以输出以或基于发动机102的预定基频的阶输出的预定发动机声音，例如，以增强或衰减那些阶数的声音。
在给定时间的特性220可以包括例如输出给定的一个预定发动机声音224时的基频(例如，预定基频、与发动机转速212对应的频率，或与发动机转速212不对应的频率)的分别每个预定阶数的量值(例如，以dB为单位)。虽然将讨论一个预定发动机声音的示例，但是特性220可以包括用于多个不同预定声音的相同信息。同样，虽然将讨论一个基频的示例，但是特性220可以包括用于多个不同基频的相同信息。仅作为示例，预定阶数可以包括但不限于基频的第0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5和8阶。然而，预定阶数可以包括一个或多个其它阶数。预定发动机声音224(或音调)的声音文件被存储在存储器中，诸如被存储在声音存储器228中。
声音控制模块208基于发动机转矩216来确定用于以基频的预定阶数输出一个预定发动机声音224的基本量值。例如，声音控制模块208使用用于以由发动机转矩加索引的预定阶数输出一个预定发动机声音224的基本量值的查找表来确定用于输出一个预定发动机声音224的基本量值。以下仅作为说明性帮助提供了用于一个转矩的这种查找表的一行的示例。
最上面一行列出了基频(发动机102的预定基频、与发动机转速212对应的频率，或与发动机转速212不对应的频率)的预定阶数(O)。例如，0.5对应于基频的第0.5阶，1.0对应于预定基频的第一阶，以此类推。最下面的一行针对发动机转矩T分别列出了输出一个预定发动机声音224的预定阶数的基本量值(BM)。
查找表例如基于可经由CR致动器实现的预定CR下的发动机操作进行校准。然而，不同的CR产生不同的发动机声音和具有不同特性的声音。因此，基于CR致动器位置232，声音控制模块208调整分别用于输出一个预定发动机声音224的基频的预定阶数的一个或多个基本量值。CR致动器位置232可以例如使用传感器测量，或者是由ECM114命令以由CR致动器模块138执行的目标CR致动器位置。虽然本文讨论了CR致动器位置232的示例，但是也可以使用由CR致动器实现的(实际)CR。
基于CR致动器位置232，声音控制模块208可以增加分别一个或多个预定阶数的一个预定发动机声音224的一个或多个基本量值。另外或替代地，基于CR致动器位置232，声音控制模块208可以降低分别一个或多个预定阶数的一个预定发动机声音224的一个或多个基本量值。另外或替代地，基于CR致动器位置232，声音控制模块208可以将分别一个或多个预定阶数的一个预定发动机声音224的一个或多个基本量值降低为零。当预定阶数的量值被设定为零时，一个预定发动机声音224将不会以预定阶数输出。
声音控制模块208可以另外基于驾驶员选定模式236来调整一个或多个基本量值。在给定时间，驾驶员选定模式236可以是例如运动、经济或另一种合适模式中的一种。虽然提供了运动和经济的示例，但是也可以使用附加的驾驶员选定模式并且可以使用不同的名称。
基于CR致动器位置232，第一调整模块240确定对分别输出一个预定发动机声音224时的基频的预定阶数的量值调整244。例如，第一调整模块240可以使用查找表来确定量值调整244，该查找表包括对由CR致动器位置索引的预定阶数的多组量值调整。以下仅作为说明性帮助提供了用于一个CR致动器位置的这种查找表的一行的示例。
最上面一行列出了基频(发动机102的预定基频、与发动机转速212对应的频率，或与发动机转速212不对应的频率)的预定阶数(O)。例如，0.5对应于基频的第0.5阶，1.0对应于预定基频的第一阶，以此类推。最下面的一行针对CR致动器位置232分别列出了用于调整输出一个预定发动机声音224的预定阶数的基本量值的量值调整(MA)。
在乘客舱中，由发动机102产生的声音和振动与由扬声器204产生的声音和振动混合。因为发动机102由于CR致动器位置不同而产生不同的声音和振动(例如，不同的量值和不同的频率)，所以校准量值调整以在乘客舱内的所有可能的CR致动器位置提供一致的声音和振动(例如，至少在仅相同的频率下)。换句话说，在第一CR致动器位置和第一组量值调整的操作期间体验的声音和振动与在第二CR致动器位置和第二组量值调整的操作期间体验的声音和振动一致(例如，包括仅在与该声音和振动相同的频率下的声音)。
作为另一个示例，第一调整模块240可以基于CR致动器位置232与一个或多个预定CR致动器位置的比较来选择一组预定量值调整用作量值调整244。例如，当CR致动器位置232小于预定CR致动器位置时，第一调整模块240可以将量值调整244设定为第一预定组的量值调整。当CR致动器位置232大于或等于预定CR致动器位置时，第一调整模块240可以将量值调整244设定为第二预定组的量值调整。虽然提供了一个预定CR致动器位置的示例，但是也可以使用一个以上的预定CR致动器位置。一般而言，第一调整模块240可以基于CR致动器位置232是否大于或小于预定CR致动器位置或者是否在由两个预定CR致动器位置定义的预定范围内来将量值调整244设定为预定的一组量值调整。
如上文所讨论，声音控制模块208基于发动机转矩216来确定用于基频的相应预定阶数的基本量值。声音控制模块208基于对预定阶数的量值调整来分别调整预定阶数的基本量值。
例如，声音控制模块208可以基于或等于基本量值加上量值调整来分别设定预定阶数的调整量值。作为示例，声音控制模块208可以基于或等于针对基频的第0.5阶确定的基本量值(基于发动机转矩216)加上针对基频的第0.5阶确定的基本量值(基于CR致动器位置232)来设定基频的第0.5阶的调整量值。这类似地执行以确定每个预定阶数的调整量值。在各种实施方案中，可以使用减法、乘法或另一种函数。声音控制模块208包括特性220中的分别预定阶数的调整量值。
如上所述，声音控制模块208可以另外基于驾驶员选定模式236来调整一个或多个基本量值。例如，第二调整模块248可以基于驾驶员选定模式236来选择一组预定量值调整用作第二量值调整252。例如，当驾驶员选定模式236为运动模式时，第二调整模块248可以将第二量值调整252设定为第一预定组的量值调整。当驾驶员选定模式236为经济模式时，第二调整模块248可以将第二量值调整252设定为第二预定组的量值调整。当驾驶员选定模式236为另一种模式时，第二调整模块248可以将第二量值调整252设定为另一个预定组的量值调整。
声音控制模块208可以基于将调整量值与第二量值调整相加来分别调整预定阶数的调整量值。作为示例，声音控制模块208可以基于或等于针对基频的第0.5阶确定的调整量值(如上文所讨论)加上针对基频的第0.5阶确定的第二量值调整(基于驾驶员选定模式236)来设定基频的第0.5阶的调整量值。这类似地执行以确定每个预定阶数的调整量值。在各种实施方案中，可以使用减法、乘法或另一种函数。声音控制模块208包括特性220中的调整量值。在各种实施方案中，可以省略第二调整模块248和基于驾驶员选定模式236的调整。
音频驱动器模块280接收特性220和预定发动机声音224。音频驱动器模块280向扬声器204施加功率(例如，来自一个或多个其它电池)以输出相应频率(与基频的预定阶数对应)和由声音控制模块208在特性220中指定的调整量值的一个预定发动机声音224。如上文所讨论，基于CR致动器位置232设定分别基频的预定阶数的调整量值。
尽管由于CR致动器位置232的变化导致声音和振动的差异，基于CR致动器位置232调整声音输出的量值在乘客舱内提供一致的声音和振动。这可以提高用户的体验。
图3是描绘基于CR致动器位置输出预定发动机声音的示例性方法的流程图。控制可以从304开始，其中音频控制模块200获得发动机转矩216和CR致动器位置232。在各种实施方案中，音频控制模块200可以从ECM114接收发动机转矩216和CR致动器位置232。
在308处，声音控制模块208基于发动机转矩216来确定输出一个预定发动机声音224时的基频的预定阶数的基本量值。基频可以是例如发动机102的预定基频、与发动机转速212对应的频率，或与发动机转速212不对应的频率。为每个预定阶数确定一个基本量值。
在312处，第一调整模块240基于CR致动器位置232确定分别对预定阶数的量值调整244。在316处，声音控制模块208基于对预定阶数的量值调整来分别调整预定阶数的基本量值。例如，声音控制模块208可以将预定阶数的基本量值分别与对预定阶数的量值调整相加。作为示例，声音控制模块208可以基于或等于针对基频的第0.5阶确定的基本量值加上针对基频的第0.5阶确定的量值调整来设定基频的第0.5阶的调整量值。
在320处，音频驱动器模块280向扬声器204施加功率以分别输出预定阶数的频率(即，基频的预定阶数的频率)和调整量值的一个预定发动机声音224。因此，经由扬声器204分别输出该频率和调整量值的一个预定发动机声音224。
图4是描绘基于CR致动器位置和驾驶员选定模式输出预定发动机声音的示例性方法的流程图。如上所述，控制从304到316开始。在404处，第二调整模块248可以确定驾驶员选定模式236是否为运动模式。如果404为真，则第二调整模块248可以在408处将对预定阶数的第二量值调整252设定为对预定阶数的第一预定组的量值调整，并且控制可以继续进行到416。如果404为真，则第二调整模块248可以在412处将对预定阶数的第二量值调整252设定为对预定阶数的第二预定组的量值调整，并且控制可以继续进行到416。
在416处，声音控制模块208可以基于分别对预定阶数的第二量值调整252来调整预定阶数的调整量值。例如，声音控制模块208可以将预定阶数的调整量值分别与对预定阶数的第二量值调整相加。作为示例，声音控制模块208可以基于或等于针对基频的第0.5阶确定的基本量值(来自316)加上针对基频的第0.5阶确定的第二量值调整来设定基频的第0.5阶的调整量值。在320处，音频驱动器模块280向扬声器204施加功率以分别输出预定阶数的频率(即，基频的预定阶数的频率)和调整量值的一个预定发动机声音224。因此，经由扬声器204分别输出该频率和调整量值的一个预定发动机声音224。
虽然图3和图4的示例被示为结束，但是图3和图4说明了一个控制回路，并且控制回路可以预定速率发起。同样，可以针对要输出的一个以上的预定发动机声音224和/或针对一个以上的频率的预定阶数来执行图3和图4。
以上描述的本质仅仅是说明性的并且决不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以通过各种形式来实施。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当局限于此，因为当研究图式、说明书和以下权利要求书之后将明白其它修改。应当理解的是，方法内的一个或多个步骤可以不同顺序(或同时)执行且不更改本公开的原理。另外，虽然每个实施例在上文被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的任何一个或多个这样的特征均可在任何其它实施例的特征中和/或结合任何其它实施例的特征来实施，即便该组合没有明确描述。换句话说，所描述实施例并不相互排斥，并且一个或多个实施例彼此的置换保留在本公开的范围内。
元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系是使用各种术语来描述，该术语包括“连接”、“接合”、“联接”、“相邻”、“紧靠”、“在……顶部上”、“在……上方”、“在……下方”和“设置”。除非明确描述为“直接”，否则当在上述公开中描述第一元件与第二元件之间的关系时，该关系可为其中第一元件与第二元件之间不存在其它介入元件的直接关系，但是也可为其中第一元件与第二元件之间(空间上或功能上)存在一个或多个介入元件的间接关系。如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应被理解为意味着使用非排他性逻辑OR的逻辑(AORBORC)，且不应被理解为意味着“至少一个A、至少一个B和至少一个C”。
在图式中，如由箭头部指示的箭头的方向总体上表明对关注图示的信息(诸如数据或指令)流。例如，当元件A和元件B交换多种信息但从元件A传输到元件B的信息与图示有关时，箭头可从元件A指向元件B。该单向箭头并未暗示没有其它信息从元件B传输到元件A。另外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对信息的请求或信息的接收确认。
在包括以下定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”来代替。术语“模块”可以指代以下项或是以下项的部分或包括以下项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合式模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合式模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或成组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或成组)；提供所述功能性的其它合适的硬件部件；或一些或所有上述的组合，诸如在片上系统中。
该模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能性可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在进一步示例中，服务器(又称为远程或云服务器)模块可以完成代表客户端模块的一些功能性。
如上文所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可指代程序、例程、函数、类别、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的一些或所有代码的单个处理器电路。术语成组处理器电路涵盖结合另外的处理器电路来执行来自一个或多个模块的一些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖离散裸片上的多个处理器电路、单个裸片上的多个处理器电路、单个处理器单元的多个核心、单个处理器电路的多个线程或上述组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的一些或所有代码的单个存储器电路。术语成组存储器电路涵盖结合另外的存储器来存储来自一个或多个模块的一些或所有代码的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的术语计算机可读介质并不涵盖(诸如在载波上)传播通过介质的暂时性电或电磁信号；术语计算机可读介质可因此被视为有形且非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制示例是非易失性存储器电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩码只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁性存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动)和光学存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的设备和方法可以部分或完全由通过配置通用计算机以执行计算机程序中实施的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来实施。上述功能块、流程图部件和其它元件用作软件规范，其可通过本领域技术人员或编程者的常规作业而转译为计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂时性、有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、背景服务、背景应用程序等。
计算机程序可包括：(i)待剖析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON(JavaScript对象表示法)、(ii)汇编代码、(iii)由编译器从源代码产生的目标代码、(iv)由解译器执行的源代码、(v)由即时编译器编译并执行的源代码，等。仅作为示例，源代码可使用来自包括以下项的语言的语法写入：C、C++、C#、ObjectiveC、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5(超文本标记语言第5版)、Ada、ASP(活动服务器页面)、PHP(PHP：超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、VisualLua、MATLAB、SIMULINK以及
在35U.S.C.§112(f)的含义内，权利要求书中叙述的元件均不旨在是装置加功能元件，除非元件使用短语“用于……的装置”明确叙述或在使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”的方法权利要求书的情况中。

Claims (10)

1.一种车辆的音频控制系统，包括：
声音控制模块，其配置为确定用于分别输出基频的N个预定谐波的预定发动机声音的N个量值，其中N是大于1的整数；以及
调整模块，其配置为基于配置为改变发动机的压缩比(CR)的CR致动器的位置来确定分别对所述N个预定谐波的N个量值调整；
其中所述声音控制模块进一步配置为基于以下各项来确定所述N个预定谐波的N个调整量值：
分别用于所述N个预定谐波的所述N个量值；以及
分别对所述N个预定谐波的所述N个量值调整；以及
音频驱动器模块，其配置为向所述车辆的至少一个扬声器施加功率，并且基于分别与所述基频的所述N个预定谐波对应的N个频率的所述N个调整量值来输出所述预定发动机声音。
2.根据权利要求1所述的音频控制系统，其中所述声音控制模块配置为：
基于所述CR致动器的所述位置是第一预定位置，将对所述N个预定谐波的所述N个量值调整设定为对所述N个预定谐波的第一组N个预定量值调整，所述第一组与所述第一预定位置相关联；以及
基于所述CR致动器的所述位置是第二预定位置，将对所述N个预定谐波的所述N个量值调整设定为对所述N个预定谐波的第二组N个预定量值调整，所述第二组与所述第二预定位置相关联，
其中所述第一预定位置与所述第二预定位置不同。
3.根据权利要求1所述的音频控制系统，其中所述声音控制模块配置为：
基于所述CR致动器的所述位置小于预定位置，将对所述N个预定谐波的所述N个量值调整设定为对所述N个预定谐波的第一组N个预定量值调整；以及
基于所述CR致动器的所述位置大于所述预定位置，将对所述N个预定谐波的所述N个量值调整设定为对所述N个预定谐波的第二组N个预定量值调整。
4.根据权利要求3所述的音频控制系统，其中以下至少一项：
所述第一组N个预定量值调整包括对所述基频的至少一个预定半阶谐波的量值调整；以及
所述第二组N个预定量值调整包括对所述基频的至少一个预定半阶谐波的量值调整。
5.一种车辆系统，包括：
根据权利要求1所述的音频控制系统；以及
压缩比(CR)致动器，其中所述CR致动器配置为改变以下至少一项：
活塞在汽缸内的最顶部位置；以及
所述活塞在所述汽缸内的最底部位置。
6.根据权利要求1所述的音频控制系统，其中所述声音控制模块配置为基于发动机转矩输出来确定分别用于所述N个预定谐波的所述N个量值。
7.根据权利要求6所述的音频控制系统，其中所述声音控制模块配置为基于所述发动机转矩输出使用查找表来确定分别用于所述N个预定谐波的所述N个量值，
其中所述查找表包括由发动机转矩输出索引的分别用于所述N个预定谐波的多组量值。
8.根据权利要求1所述的音频控制系统，其中所述N个预定谐波包括所述基频的至少一个预定半阶谐波。
9.根据权利要求1所述的音频控制系统，进一步包括：
第二调整模块，其配置为基于驾驶员选定操作模式来确定分别用于所述N个预定谐波的N个第二量值调整；
其中所述声音控制模块配置为基于以下各项来确定所述N个预定谐波的所述N个调整量值：
分别用于所述N个预定谐波的所述N个量值；
分别用于所述N个预定谐波的所述N个第二量值；以及
分别对所述N个预定谐波的所述N个量值调整。
10.根据权利要求9所述的音频控制系统，其中所述第二调整模块配置为：
当所述驾驶员选定模式是第一模式时，将对所述N个预定谐波的所述N个第二量值调整设定为对所述N个预定谐波的第一组N个预定第二量值调整；以及
当所述驾驶员选定模式是第二模式时，将对所述N个预定谐波的所述N个第二量值调整设定为对所述N个预定谐波的第二组N个预定第二量值调整。
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