JP2024501335A - エンジン高調波消去のためのシステム及び方法 - Google Patents

エンジン高調波消去のためのシステム及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2024501335A
JP2024501335A JP2023539895A JP2023539895A JP2024501335A JP 2024501335 A JP2024501335 A JP 2024501335A JP 2023539895 A JP2023539895 A JP 2023539895A JP 2023539895 A JP2023539895 A JP 2023539895A JP 2024501335 A JP2024501335 A JP 2024501335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
harmonic
signal
baseband
cancellation
harmonics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023539895A
Other languages
English (en)
Inventor
ヤシャール・アヴァル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bose Corp
Original Assignee
Bose Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bose Corp filed Critical Bose Corp
Publication of JP2024501335A publication Critical patent/JP2024501335A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787General system configurations
    • G10K11/17879General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17883General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being derived from a machine operating condition, e.g. engine RPM or vehicle speed
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17823Reference signals, e.g. ambient acoustic environment
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785Methods, e.g. algorithms; Devices
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10Applications
    • G10K2210/108Communication systems, e.g. where useful sound is kept and noise is cancelled
    • G10K2210/1082Microphones, e.g. systems using "virtual" microphones
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10Applications
    • G10K2210/128Vehicles
    • G10K2210/1282Automobiles
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30Means
    • G10K2210/301Computational
    • G10K2210/3027Feedforward
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30Means
    • G10K2210/301Computational
    • G10K2210/3032Harmonics or sub-harmonics
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/50Miscellaneous
    • G10K2210/511Narrow band, e.g. implementations for single frequency cancellation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Abstract

エンジン高調波消去システムは、車両内に配置され、車両のエンジンによって生成された高調波を検出し、高調波を表す高調波基準信号を生成する加速度計と、音響信号に変換されるとき、車両の車室内の少なくとも1つの消去ゾーン内で高調波を消去する高調波消去信号を生成するように構成されたコントローラであって、高調波消去信号は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号を、ルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合することに少なくとも部分的に基づく、コントローラと、車室内に配置され、高調波が消去ゾーン内で消去されるように、高調波消去信号を受信し、高調波消去信号を音響高調波消去信号に変換するように構成されたスピーカと、を含む。

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2020年12月31日に出願され、「Systems and Methods for Engine Harmonic Cancellation」と題された米国特許出願第17/139,263号の優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、エンジン高調波消去のためのシステム及び方法に関する。
本開示は、概して、エンジン高調波を消去するためのシステム及び方法に関する。
下記で言及される全ての実施例及び特徴は、任意の技術的に可能な方式で組み合わせることができる。
一態様によれば、エンジン高調波消去システムは、車両内に配置され、車両のエンジンによって生成された高調波を検出し、高調波を表す高調波基準信号を生成する加速度計と、音響信号に変換されるとき、車両の車室内の少なくとも1つの消去ゾーン内で高調波を消去する高調波消去信号を生成するように構成されたコントローラであって、高調波消去信号は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号を、ルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合することに少なくとも部分的に基づく、コントローラと、車室内に配置され、高調波が消去ゾーン内で消去されるように、高調波消去信号を受信し、高調波消去信号を音響高調波消去信号に変換するように構成されたスピーカと、を含む。
一実施例では、コントローラは、高調波基準信号を受信し、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号を出力するように構成されたダウンコンバータを実装する。
一実施例では、ベースバンド信号は、振幅及び位相を有し、振幅は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号の振幅と一定の比率であるように選択され、位相は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号の位相と合計されたときの高調波消去信号の位相に等しい。
一実施例では、コントローラは、乗算器を実装し、乗算器は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号をルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合して、ベースバンド高調波消去信号を出力し、コントローラは、ベースバンド高調波消去信号を受信し、ベースバンド高調波消去信号をアップコンバートして高調波消去信号を出力するように構成されたアップコンバータを更に実装する。
一実施例では、エンジン高調波消去システムは、車両の車室内の残留高調波を表すエラー信号を生成するように配置されたエラーセンサを更に備え、ルックアップテーブルの値がエラー信号に従って更新される。
一実施例では、エラーセンサは消去ゾーンの外側に配置され、コントローラは、消去ゾーン内の残留高調波の値を推定するように構成された予測フィルタを実装するように更に構成されている。
一実施例では、コントローラは、乗算器を実装し、乗算器は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号をルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合して、中間ベースバンド高調波消去信号を出力し、コントローラは、第2のルックアップテーブル及び第2の乗算器を更に実装し、第2の乗算器は、中間ベースバンド高調波消去信号を第2のルックアップテーブルからの出力と混合して、ベースバンド高調波消去信号を生成する。
一実施例では、ルックアップテーブルの値及び第2のルックアップテーブルの値は、車両車室内の残留高調波を表すエラーセンサからのエラー信号に従って更新され、第2のルックアップテーブルは、ルックアップテーブルよりも速くスピーカと消去ゾーンとの間の伝達関数の変化に対して適応するように更新される。
一実施例では、ルックアップテーブルの値及び第2のルックアップテーブルの値は、車両車室内の残留高調波を表すエラーセンサからのエラー信号に従って更新され、ルックアップテーブルは、第2のルックアップテーブルよりも速くスピーカと消去ゾーンとの間の伝達関数の変化に対して適応するように更新される。
一実施例では、ルックアップテーブルは、第1のトルク値で第1の値を選択し、第2のトルク値で第2の値を選択するように構成されている。
一態様によれば、車両車室内のエンジン高調波を消去するための方法は、車両内に配置された加速度計から、車両のエンジンによって生成された高調波を表す高調波基準信号を受信して、高調波を検出する工程と、音響信号に変換されるとき、車両の車室内の少なくとも1つの消去ゾーン内で高調波を消去する高調波消去信号を生成する工程であって、高調波消去信号は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号を、ルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合することに少なくとも部分的に基づく、工程と、車室内に配置され、高調波が消去ゾーン内で消去されるように、高調波消去信号を受信し、高調波消去信号を音響高調波消去信号に変換するように構成されたスピーカに、高調波消去信号を提供する工程と、を含む。
一実施例では、本方法は、高調波基準信号をダウンコンバートして、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号を出力する工程を更に含む。
一実施例では、ベースバンド信号は、振幅及び位相を有し、振幅は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号の振幅と一定の比率であるように選択され、位相は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号の位相と合計されたときの高調波消去信号の位相に等しい。
一実施例では、方法は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号をルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合して、ベースバンド高調波消去信号を出力する工程と、ベースバンド高調波消去信号をアップコンバートして、高調波消去信号を出力する工程と、を更に含む。
一実施例では、本方法は、車両車室内の残留高調波を表すエラー信号を生成するように配置されたエラーセンサから受信したエラー信号に従って、ルックアップテーブルの値を更新する工程を更に含む。
一実施例では、本方法は、消去ゾーン内の残留高調波の値を推定する工程を更に含み、エラーセンサは、消去ゾーンの外側に配置される。
一実施例では、方法は、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号をルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合して中間ベースバンド高調波消去信号を出力する工程と、中間ベースバンド高調波基準信号を第2のルックアップテーブルからの出力と混合してベースバンド高調波基準信号を生成する工程と、を更に含む。
一実施例では、本方法は、車両車室内の残留高調波を表すエラーセンサからのエラー信号に従って、ルックアップテーブルの値及び第2のルックアップテーブルの値を更新する工程を更に含み、第2のルックアップテーブルは、ルックアップテーブルよりも速くスピーカと消去ゾーンとの間の伝達関数の変化に対して適応するように更新される。
一実施例では、本方法は、車両車室内の残留高調波を表すエラーセンサからのエラー信号に従って、ルックアップテーブルの値及び第2のルックアップテーブルの値を更新する工程を更に含み、ルックアップテーブルは、第2のルックアップテーブルよりも速くスピーカと消去ゾーンとの間の伝達関数の変化に対して適応するように更新される。
一実施例では、ルックアップテーブルは、第1のトルク値で第1の値を選択し、第2のトルク値で第2の値を選択するように構成されている。
1つ以上の実装形態の詳細が、添付図面及び以下の説明において記載される。他の特徴、目的、及び利点は、本明細書及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
図面では、同じ参照符号は、一般に、異なる図を通して同じ部分を指す。また、図面は、必ずしも縮尺通りではなく、むしろ、一般に、様々な態様の原理を例解することに重点が置かれている。
一実施例による、車両に実装されたエンジン高調波消去システムの概略図を示す。 一実施例による、エンジン高調波消去システムのブロック図を表す。 一実施例による、エンジン高調波消去システムのブロック図を示す。 一実施例による、エンジン高調波を消去するための方法を示す。 一実施例による、エンジン高調波を消去するための方法を示す。 一実施例による、エンジン高調波を消去するための方法を示す。
車両エンジン(内燃機関及び電気モータの両方を含む)は、しばしばクランクシャフトなどのエンジン内の様々な要素の回転に起因して、動作中に顕著な高調波(基本周波数の整数倍で発せられる音)を発生させる。
ロードノイズ消去システムは、車両が動いている間、ロードノイズがエンジン高調波をしのぐ傾向があり、したがって、ロードノイズ消去システムは、優勢なロードノイズを適応させ、エンジン高調波を消去されないままにしがちであるため、エンジン高調波を消去するのには十分に適応されていない。更に、ロードノイズ消去システムで典型的に使用されるような有限インパルス応答フィルタは、エンジンが回転したときに生じるようなエンジン高調波の急激な変化を捕捉できないことが多い。
加えて、以前のエンジン高調波消去システムは、消去されるべきエンジン高調波を検出するために、車室内に配置されたマイクロフォンの使用に依存する傾向があった。しかし、これらのシステムは、車室の音響並びに高調波の振幅及び位相の両方を検出するために、マイクロフォンなどのエラーセンサからのフィードバック信号に依存しており、そのようなシステムの適応性及び精度を制限している。
図1は、例示的なエンジン高調波消去システム100の概略図である。エンジン高調波消去システム100は、車両車室内の事前定義された容積部104内の少なくとも1つの消去ゾーン102における所望されないエンジン高調波と弱め合い干渉するように構成することができる。高いレベルで、エンジン高調波消去システム100の一実施例は、基準センサ106と、エラーセンサ108と、スピーカ110と、コントローラ112と、を含むことができる。
一実施例では、基準センサ106は、事前定義された容積部104内の所望されない音又は所望されない音源を表す基準信号114を発生させるように構成されている。例えば、図1に示されるように、基準センサ106は、エンジンによって生成される高調波を検出するように位置決めされた1つ又は複数の加速度計であり得る。様々な実施例では、基準センサ106は、エンジンコンパートメント内、車両車室内、車両シャーシ内、又はエンジン高調波を検出するのに適した任意の他の位置に位置決めすることができる。
スピーカ110は、例えば、事前定義された容積部104の周辺部周囲の別個の場所に分配された1つ以上のスピーカであり得る。(本開示の目的について、スピーカは、電気信号を受信し、それを音響信号に変換するように構成された任意のデバイスである)。一実施例では、4つ以上のスピーカを車両車室内に配置することができ、4つのスピーカの各々が、車両のそれぞれのドア内に設置され、音を車両車室内に伝えるように構成されている。代替的な実施例では、スピーカは、ヘッドレスト内に、又は車両車室内の他の場所に位置することができる。
高調波消去信号118は、コントローラ112によって生成されて、事前定義された容積部104内の1つ以上のスピーカ110に提供することができ、このスピーカは、高調波消去信号118を音響エネルギー(すなわち、音波)に変換する。高調波消去信号118の結果として生成される音響エネルギーは、消去ゾーン102内の所望されないエンジン高調波と約180度(すなわち、180度±10度)位相が異なり、したがって、所望されない高調波と弱め合い干渉する。高調波消去信号118から発生した音波と事前定義された容積部内の所望されない高調波との組み合わせは、消去ゾーン内の聴取者によって知覚されるような所望されない高調波の消去をもたらす。
事前定義された容積部全体にわたり、等しく高調波消去することが可能ではないため、高調波消去システム100は、事前定義された容積部内の1つ以上の事前定義された消去ゾーン102内で最大の高調波消去を発生させるように構成されている。消去ゾーン102内の高調波消去は、約3dB以上の所望されない高調波の低減を達成することができる(ただし、様々な実施例では、異なる量の高調波消去が生じ得る)。したがって、本開示で使用される「消去」は、完全な消去を指すのではなく、消去ゾーン102における所望されないエンジン高調波の低減を指すことを理解されたい。特定の実施例では、エンジン高調波を目標値まで低減することができる。他の実施例では、所望されないエンジン高調波を可能な限り低減することができる。消去ゾーン内で消去されないままであるエンジン高調波の部分は、本開示では「残留」又は「消去されない」高調波と呼ばれる。
事前定義された容積部内に配置されたエラーセンサ108は、高調波消去信号118から発生した音波と消去ゾーン102内の所望されない高調波との組み合わせから生じる残留高調波の検出に基づいて、エラー信号120を生成する。エラー信号120は、フィードバックとしてコントローラ112に提供され、エラー信号120は、高調波消去信号によって消去されなかった残留高調波を表す。エラーセンサ108は、例えば、車両車室内(例えば、天井、ヘッドレスト、ピラー又は車室内の他の場所)に搭載された少なくとも1つのマイクロフォンであり得る。
消去ゾーンは、エラーセンサ108から遠隔に位置付けられ得ることに留意されたい。この場合、エラー信号120は、消去ゾーン内の残留ノイズの推定値を表すようにフィルタリングすることができる。いずれの場合も、エラー信号は、消去ゾーン内の所望されない残留高調波を表すと理解される。
一実施例では、コントローラ112は、非一時的記憶媒体122とプロセッサ124とを備えることができる。一実施例では、非一時的記憶媒体122は、当該プログラムコードは、プロセッサ124によって実行されたときに、下で記載する種々のフィルタ、モジュール、構成要素、及びアルゴリズムを実施するプログラムコードを記憶することができる。例えば、コントローラは、そのようにプログラムされたSHARC浮動小数点DSPプロセッサを備えることができる。しかしながら、コントローラ112は、任意の適切なプロセッサ、FPGA、ASIC、又は複数のプロセッサ/ハードウェアの組み合わせを含む他の適切なハードウェアを備えることができることを理解されたい。
図2は、コントローラ112によって実装される複数の構成要素を含むエンジン高調波消去システム100のブロック図を示す。図示のように、基準信号114は、ダウンコンバータ126で受信することができる。基準信号114の高調波成分の簡略表現は、以下の式によって複素指数関数として時間領域において表すことができる。
式中、Aは振幅であり、ωは角周波数であり、φは高調波成分の位相である。この式には、信号に何らかの帯域幅を提供する何らかの変調は示されていない。しかしながら、この式は説明のために有用である。更に、エンジンノイズ及び基準信号114は、単一の時点において複数の周波数で(すなわち、様々な高調波数で)高調波を含むことを理解されたい。本明細書で説明されるシステム及び方法は、そのような高調波周波数ごとに繰り返すことができる。実際に、本開示において提示される式は、例示のみを目的として簡略化された形で提示されており、排他的又は限定的と見なされるべきではないことを理解されたい。
ダウンコンバータ126は、基準信号114をベースバンドにコンバートする。ダウンコンバータ126は、図示される実施例では、乗算器128とローパスフィルタ130とを備える。乗算器128は、基準信号114に、基準信号114周波数ωをベースバンドにシフトダウンする値を乗算する。より具体的には、乗算器128は、複素数値発振器132の出力oの共役複素数oを受信し、以下のように数学的にモデル化することができる出力を生成する。
式中、ωはここでも基準信号114の高調波成分の角周波数であり、θは複素数値発振器によって導入される位相を表す(この位相は後でアップコンバート時に除去される)。発振器信号oの角周波数ωは、エンジン及び車両の状態に関する情報に従って選択される。例えば、車両エンジンの毎分回転数(RPM)は、エンジンノイズの高調波成分に関連する。例えば、一般に、高調波成分は、RPMが増加するにつれて周波数が増加する。したがって、車両エンジンのRPMを使用して、目標高調波周波数ωを選択することができる。更に、エンジンによって生成されるトルクなどの他の要因が、特定のRPMにおいてどの高調波周波数が生成されるかを変更する可能性がある。例えば、アイドル状態で回転されるエンジンは、負荷下で駆動されるエンジンとは異なる高調波周波数を生成するが、エンジンは両方の場合において同じRPMに達する。よって、トルクを使用して、高調波次数、したがって、適切な目標角周波数ωを決定することができる。(ルックアップテーブルを使用して、例えば、RPM及び/又はトルクなどのエンジン又は車両の状態に応じて、発振器信号oの適切な角周波数ωを選択することができる)。
発振器信号oの共役複素数は、複素共役モジュール134によって求められ、以下のようにモデル化することができる。
共役複素数oは、乗算器128に入力され、ダウンコンバータ信号mを出力する。基準信号114に発振器信号oの共役複素数oを乗算すると、効果的に基準信号114のω項はベースバンドにシフトダウンされ、-ω項は-2jωにシフトダウンされ、それにより、ダウンコンバートされた基準信号mは数学的に以下のように表すことができる。
次に、ダウンコンバートされた基準信号mは、ローパスフィルタ130に入力され、そのカットオフ周波数は、-2jω項をフィルタリングすることを含め、-jθ項以外のほとんど全てをフィルタリングするように選択される。結果として、ローパスフィルタ130から(及びダウンコンバータ126から)出力されるベースバンド基準信号rは、基準信号114の目標高調波成分の振幅Aと、基準信号114と発振器信号oとの間の位相差に等しい位相θとを有するベースバンド信号であり、以下のように表すことができる。
したがって、ベースバンド基準信号rは、大きさAと、基準信号114の位相φと複素数値発振器132の位相θの和である位相と、を有するDC信号と考えることができる。
この信号は、ベースバンドにミックスダウンされるため、周波数成分を有さないものとして表され、したがって、大きさ及び位相のみを有するDC位相ベクトル値として表される。しかしながら、ベースバンド基準信号rは、基準信号の変動及びRPMの急速なシフトを捕捉するために、(LPF130のカットオフに応じて)5Hz又は10Hzなどの公称周波数成分を含むことができることを理解されたい。これを更に説明するために、ローパスフィルタ130のカットオフ周波数は、サンプルごとのRPMの変化などのパラメータに依存することができる。換言すれば、カットオフ周波数は、RPMの大きな変化に対してより高く、小さな変化に対してより低くすることができる。
したがって、ダウンコンバータ126は、加速度計信号の高調波成分を分離し、比較的非常にゆっくりと変化するDCにおける高調波成分を表す値をもたらす二重の機能を実行する。したがって、エンジン高調波消去システム100の残りの部分(例えば、乗算器136、LUT138、アップコンバータ140など)は、エリアシングなしに、同時に採用される場合、ロードノイズ消去システムなどの他の機能よりも低い値でクロックされ得る。これにより、性能を犠牲にすることなく、(例えば、低減されたMIPSを通じて)エンジン高調波消去システム100の動作効率が高められる。更に、周波数領域ではなく時間領域においてダウンコンバート及び動作を行うことによって、高調波周波数は、周波数領域において同様の動作を行うことから生じる連続性の問題なしに動作することができる。
ダウンコンバータ126の出力ベースバンド基準信号rは、乗算器136において、ルックアップテーブル(LUT)138のベースバンド出力と混合される。LUT138のベースバンド出力は、ベースバンド基準信号rと混合され、アップコンバータ140において通過帯域に混合されるとき、結果として生じる信号が高調波消去信号であり、スピーカ110によって変換されるとき、車両車室内の消去ゾーン102において(例えば、乗客の耳において)エンジンノイズの高調波成分を消去する音響信号であるように構成されている。
目標高調波は、RNCコンテキストにおいて存在し得るような広帯域ではなく狭帯域であるため、この実施例では、FIRフィルタではなくLUT138を採用することができる。加えて、LUTから値を検索することは一般にフィルタの係数を適合させることよりもはるかに速いため、LUTの使用は更に、エンジンが回転させられたときに起こり得るようなエンジン高調波の急速な変化に、より高い柔軟性及びより短い時間で応答する。更に、この文脈におけるLUTの使用は、LUTがFIRフィルタのように位相値を変換する際に同じ因果関係の問題に悩まされないため、FIRフィルタよりも好ましい。
(後述するように)アップコンバータ140から出力され、スピーカ110に入力される通過帯域高調波消去信号dは、以下のようにモデル化することができる。
式中、位相φは、消去ゾーンのエンジン高調波を消去するために、基準信号114の位相φへの必要な位相変化であり、スピーカ110から消去ゾーンへの伝達関数によって通知される。
したがって、LUT138の出力は、以下のようにモデル化することができる。
それにより、LUT138のベースバンド信号cをダウンコンバータの出力と混合することで、ベースバンド高調波消去信号sが得られ、これは以下のように表すことができる。
したがって、この実施例では、振幅Bと、基準信号の位相φ、LUT138によって導入される(及び、消去ゾーンの目標高調波を消去するために必要とされる)位相変化φ、及び複素数値発振器132の位相-θの和に等しい位相とを導入する。
アップコンバータ140の乗算器142においてこの信号を発振器信号oと混合することにより、次式が得られる。
その実数部は、実数値モジュール144によって見出されるように、高調波消去信号dを形成する。したがって、LUT138は、ダウンコンバータ126の出力を、アップコンバータ140において通過帯域に混合されたとき、高調波消去信号dを与える振幅及び位相値に変換するように機能する。したがって、ベースバンド高調波消去信号sを複素数値発振器132の出力oと混合することは、ベースバンド基準信号を角周波数ωにシフトして、目標高調波の複素共役信号oを混合し、基準信号114の位相φとLUT138の位相シフトφのみをもたらすことによって最初に導入される位相シフトθを除去する。
複素数値発振器132と同様に、LUT138は、入力として、RPM及び/又はトルク、又は角周波数ωを決定することができるエンジン若しくは車両の状態に関連する任意の他の適切な入力を受信する。(代替的に、LUT138は、複素数値発振器、又は角周波数ωが決定される任意の他のプロセスから角周波数ωを受信することができる)。この入力から、LUT138は、ベースバンド信号cにとって適切な振幅B/A及び位相値φを検索する。したがって、LUT138は、出力ベースバンド信号を目標高調波の周波数に有効に関連付ける。特定の周波数の高調波が基準センサ106で検出されると、適切なベースバンド信号が取得され、乗算器136に出力される。ベースバンド信号c、最終的には高調波消去信号dの位相φは、周波数と、アクチュエータ110から消去ゾーンへの伝達関数との関数となる。アクチュエータ110から消去ゾーンへの伝達関数は、典型的には、ランタイム中に一定のままであるべきであるが、それに対する変化は、一般に、以下で説明するように、LUT138の適応において捕捉される。LUT138は、基準信号114(及びダウンコンバータ出力c)の大きさA及び高調波消去信号dの所望の大きさBによって決定されるように、ベースバンド信号cの振幅B/Aを一定の比率に維持する。
車両の加速又は減速は、消去ゾーン内の高調波を消去するために、消去ゾーンにおける高調波の振幅及び位相、したがって、高調波消去信号の振幅B及び位相φの必要な値を変更することができる。これを考慮するために、トルク値(又は車両の加速又は減速を表す任意の他の値)を使用して、LUT間で選択することができ、一方のLUTは加速に使用され、他方は減速に使用される。例えば、加速度を示す正のトルク値に対して、LUT138は、高調波周波数ω値とベースバンド信号cの振幅及び位相シフト(例えば、B及びφh1)との間の関連付けを記憶する1つのLUTを実装することができる。一方、減速を示す負のトルク値に対して、LUT138は、高調波周波数ωとベースバンド信号cの異なる振幅及び位相シフト(例えば、B及びφh2)との間の関連付けを記憶する第2のLUTを実装することができる。代替的に、LUT138は、受信されたトルク値に応じて、2つのLUT間で補間されるベースバンド信号cの振幅及び位相シフトの値を出力することができる。しかしながら、複数の加速度計(又は他の基準センサ)が採用される場合、複数の軸にわたって基準信号を受信する能力は、概して、入力としてのトルク及び複数のLUTの必要性を排除する。
エラーセンサ108から出力されたエラー信号120は、LUT適応モジュールによって使用されて、消去ゾーン内の高調波成分をより良好に消去するようにLUT138を調整する(すなわち、B及びφの値を調整する)。一実施例では、LUT適応モジュール146は、以下の更新式に従って、周波数値k及び時間n+1において、テーブル値W(すなわち、角周波数ωなどの所与の周波数値kについての出力信号cの振幅値及び位相値)を更新することができる。
式中、Rは周波数領域基準信号rであり、Mはアクチュエータ110で見られるようなエラー信号120のダウンコンバートされた周波数値であり、μは、適応レートを決定するステップサイズである。1つの角周波数における高調波が消去されるため、その周波数(例えば、角周波数ω)に対する値のみを更新するだけでよく、高調波消去システム100の効率を更に改善する。LUT138はベースバンド出力信号を提供するため、エラー信号120も、ダウンコンバータ126によってLUT適応モジュール146に入力される前にダウンコンバートされる。
更に、エラーセンサ108は、上述したように、車両車室内の残留高調波の大きさを検出するように位置決めされている。一実施例では、エラーセンサ108は、消去ゾーン102内(例えば、ユーザの耳のヘッドセットに装着されたマイクロフォン内)に位置決めされる。しかしながら、マイクロフォン120を消去ゾーン102内に配置することはしばしば困難であり得る。これらの場合、エラーセンサ108が消去ゾーン内に配置されず、エンジン高調波の大きさが空間的に変化するため、エラー信号eは高調波消去信号dのエラーを正確に表さない。結果として、エラー信号は、消去ゾーン102ではなく、エラーセンサ108でのエラーを示す。これにより、消去ゾーン102の代わりに、エラーセンサ108の位置で高調波を消去するようにLUT138を不所望に更新することになる。
これを考慮するために、エラー信号120をフィルタリングして、消去ゾーン102内の残留高調波を推定することができる。例えば、図2に示されるように、予測フィルタ148は、消去ゾーンにおける残留高調波を推定することができる。様々な実施例において、予測フィルタ148は、エラーセンサ108の位置間の音響関係の推定値に基づく第1のフィルタを含むことができる。このフィルタは、(ベースバンドにコンバートされた)エラー信号120を受信し、消去ゾーンにおけるエラー信号の値を「予測」(すなわち、推定)する。予測フィルタ148は、スピーカ110と消去ゾーンとの間の関係を推定する第2のフィルタを更に含むことができる。第2のフィルタは、高調波消去信号dを受信し、消去ゾーンにおける高調波消去信号dの値を推定する。第1及び第2のフィルタの出力を合計することによって、(ベースバンドにコンバートされた)消去ゾーンにおけるエラーを推定することができる。そのような予測フィルタは、2020年4月21日に発行された「Systems and Methods for Noise-Cancellation using Microphone Projection」と題する米国特許第10,629,183号においてより詳細に説明されており、その全体が、あらゆる目的のために参照することによって組み込まれる。しかしながら、他の予測フィルタを採用することも考えられ、実際に、消去ゾーンにおける残留エンジン高調波を推定するのに適した任意の予測フィルタを使用することができる。
LUT適応モジュール146へのフィードバックループ内の予測フィルタ148の出力はまた、
フィルタ150に入力され、このフィルタは、ドライバと消去ゾーンとの間の伝達関数の転置(時間反転バージョン)を実装し、スピーカ110と消去ゾーンとの間の時間遅延を効果的に相殺する。代替の実施例では、
フィルタ150ではなく、擬似逆行列を実装するフィルタが、MIMO実施例(すなわち、複数のトランスデューサに出力される複数の入力基準信号及び複数の高調波消去信号)において採用され得る。いずれの場合も、式10に関連して上述された変数Mは、LUT適応モジュール146へのフィードバックループの出力を表し、これは、消去ゾーンからスピーカまでの遅延が除去された、消去ゾーンにおける残留エンジン高調波のダウンコンバートされた推定値である。
一実施例では、LUT適応モジュール146及びそれへのフィードバックループを省略することができ、LUT138は、ランタイム中にルックアップテーブルの値を変更することなく動作する。しかしながら、この実施例は、スピーカ110と消去ゾーンとの間の伝達関数に対する変化を考慮することができないか、又はそうでなければ、経時的な残留エンジン高調波からのエラーを軽減することができない。
上述したように、LUT138は、スピーカ110と消去ゾーンとの間の伝達関数に生じる変化に適応する。しかしながら、それは、乗客が車両の窓を開けるなどの急激な変化を考慮しない。そのような急速な変化を説明するために、図3は、LUT-FB152として示される第2のLUTが採用されるエンジン高調波消去システム100の代替例を示す。(加速度計106、ダウンコンバータ126、発振器132、及び複素共役モジュール134は、図3から除外されているが、図3のエンジン高調波消去システム100は、LUT-FB152、乗算器154、及びLUT-FB適応モジュール156を含むことを除いて、高調波消去システム100と同一であることを理解されたい)。
図3に示すように、乗算器136の出力sは、乗算器154に入力され、乗算器154は、出力sをLUT-FB152の出力cと乗算する。LUT-FB152は、以下の更新式に従ってLUT-FB適応モジュール156によって更新される。
式中、λは忘却係数である。同様に、LUT138の更新式は忘却係数λを含めるように、以下のように修正される。
その結果、LUT138への更新は0に向かう傾向があるが、LUT-FB152への更新式は1に向かう傾向がある。したがって、スピーカ110と消去ゾーンとの間の伝達関数に対する急速な変化は、LUT138が依然として更新している間に、LUT-FB152によって捕捉される。伝達関数に対するより長期的な変化は、LUT-FB152が1の値に向かう(したがって、出力に影響を与えない)ため、LUT138によって捕捉される。したがって、本実施例では、LUT138とLUT-FB152との組み合わせは、ベースバンド高調波消去信号sを生成する。LUT138及びLUT-FB152の順序は、高調波消去システム100の機能を変更することなく切り替えることができる(例えば、LUT-FB152の出力cは、高調波消去システム100の動作を変更することなく、最初にベースバンド基準信号rと混合することができる)ことを理解されたい。
図1~3の実施例は、単一の基準センサ106、スピーカ110、エラーセンサ108、及び高調波消去ゾーン102に対して提供されているが、用途において、複数のそのようなセンサ、スピーカ、及び消去ゾーンが、典型的には、採用又は作成されることを理解されたい。一般に、ルックアップテーブルの数は、基準センサの数(M)にスピーカの数(N)を乗じたものに等しい。各基準センサは、ダウンコンバートされ、N回混合され、次いで、各スピーカ信号は、M個の信号の合計として得られる。これは、車両車室内の所望の消去ゾーンごとに繰り返すことができる。図4A~図4Cに関連して以下で説明する方法において、複数の基準センサ、エラーセンサ、スピーカ、及び高調波消去ゾーンを採用又は作成することができることも理解されたい。
高調波消去システム100は、ロードノイズ消去システムに加えて使用することができる。例えば、ロードノイズ消去システムの出力は、車両車室104の消去ゾーンにおけるロードノイズ及びエンジン高調波の両方を消去するために、各スピーカにおいて高調波消去システム100の出力と合計することができる。
図4は、車両車室内のエンジン高調波の消去を推定するための方法400のフローチャートを示す。上で説明されるように、この方法は、コントローラ112などのコンピューティングデバイスによって実装することができる。概して、コンピュータ実装方法の工程は、非一時的記憶媒体に記憶され、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行される。しかしながら、工程のうちの少なくともいくつかは、ソフトウェアによってではなく、ハードウェアにおいて実行することができる。
工程402において、車両のエンジンによって生成された高調波を表す高調波基準信号が、高調波を検出するために車両内に配置された基準センサから受信される。基準センサは、例えば、加速度計とすることができる基準センサ106であり得るが、エンジンによって生成される高調波を検出するのに適した任意の他のセンサを使用することもできる。基準センサは、エンジンコンパートメント、車両車室、又は車両シャーシ上の他の場所など、エンジン高調波の検出に適した位置に配置することができる。
工程404において、高調波基準信号はダウンコンバートされて、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号を出力する。基準センサから出力された高調波基準信号は、乗算器及びローパスフィルタを含むダウンコンバータ126などのダウンコンバータによってダウンコンバートすることができる。乗算器は、発振器132などの複素数値発振器の複素共役出力を受信する。複素数値発振器は、目標高調波の周波数に等しい周波数を有する信号を出力し、それにより、高調波基準信号が乗算器において発振器の共役複素数で乗算されるときに、高調波基準信号の目標高調波がベースバンドまで混合される。発振器の周波数は、例えば、車両エンジンのRPMに従って選択され、RPMは、典型的には、目標高調波の周波数に相関する。しかし、代替の実施例では、トルクなどのエンジン又は車両の状態に関連する他の有用なメトリックを使用して、目標高調波の適切な周波数を決定することができる。追加の潜在的な入力は、任意の時点でエンジンによって生成される他の高調波から目標とされる特定の高調波を区別するための高調波次数を含むことができる。
ローパスフィルタは、ベースバンド高調波基準信号以外のほとんど全てを除外するように機能する。一実施例では、ローパスフィルタは、エンジンの急速に変化するRPMから生じる高調波基準信号及び帯域幅の変動を考慮に入れるベースバンド高調波基準信号の小さい帯域幅(例えば、5~10Hz)を許可することができる。一実施例では、カットオフ周波数は、サンプルごとのRPMの変化に従って変化させることができる(すなわち、変化が大きいほどカットオフ周波数が高くなる)。
工程406において、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号は、ルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合されて、ベースバンド高調波消去信号を出力する。一実施例では、ベースバンド高調波基準信号は、乗算器136などの乗算器において、LUT138などのLUTの出力と混合される。LUTは、ベースバンド高調波基準信号と混合されるとき、ベースバンド高調波基準の位相及び振幅を、通過帯域にアップコンバートされ、次いで車両車室内のスピーカによって変換されたときに、消去ゾーン内の高調波を消去する値に変換するベースバンド信号を出力するように構成される(これは、例えば、式(7)及び(8)に示される)。LUTは、出力ベースバンド信号を目標高調波の周波数に有効に関連付ける。特定の周波数の高調波が基準センサで検出されると、適切なベースバンド信号が取得され、乗算器に出力される。複素数値発振器と同様に、LUTは、RPM、トルク、高調波数など、エンジン又は車両の状態に関連するメトリックに依拠して、ベースバンド高調波基準信号と混合されるべき適切な値をLUTから決定する。代替の実施例では、LUTは、複素数値発振器について決定された周波数に関連付けられた値を単に取得することができる。
工程408において、ベースバンド高調波消去信号は、通過帯域にアップコンバートされて、高調波消去信号を出力する。これは、アップコンバータ140などのアップコンバータによって実行することができ、アップコンバータは、信号を目標高調波周波数の周波数を有する信号に戻すために複素数値発振器の出力を受信する乗算器を含む(しかし、位相及び振幅は、ベースバンド高調波基準信号をLUTの出力と混合することによって決定される)。この工程はまた、スピーカ110によって変換されるべき位置に高調波消去信号を配置するために、通過帯域高調波消去信号の実数部を、例えば実数値モジュール144を用いて取得することを含む。
工程410において、高調波消去信号は、高調波が消去ゾーン内で消去されるように、高調波消去信号を音響高調波消去信号に変換するために、車室内に配置されたスピーカに提供される。例えば、高調波消去信号は、車両車室内の消去ゾーンにおいて目標高調波を消去するように音響高調波信号を生成するために車両車室内に配置されたスピーカ110に提供することができる。
この工程に続いて、本方法は、工程402に戻って、基準センサから新しいサンプルを受け取ることができ、したがって、ループ内で動作して、ランタイム中にエンジン高調波を継続的に追跡し消去することができる。
更に、図4Bに示す工程412において、ルックアップテーブルの値は、車両車室内の残留高調波を表すエラー信号を生成するように配置されたエラーセンサから受信したエラー信号に従って更新される。この信号は、LUTが適切に更新されるようにダウンコンバートされて、ベースバンド高調波基準信号と混合されるべきベースバンド信号を生成することができる。更に、エラーセンサからのエラー信号は、エラーセンサが消去ゾーンの外側に配置されている場合に、消去ゾーン内のエラーセンサの値を推定する予測フィルタ148などを用いてフィルタリングすることができる。更に、エラーセンサ信号は、スピーカと消去ゾーンとの間の遅延を取り消すために、スピーカと消去ゾーンとの間の伝達関数の転置であるフィルタ150などのフィルタに入力することができる。LUTは、式(10)のような更新式に従って更新することができ、これもベースバンド高調波基準信号に依存する(10)。しかしながら、他の更新式が使用され得ることが企図される。一般に、エラー信号は、効率を高めるために、LUTの各値を更新するためではなく、目標高調波の周波数に関連して記憶されたベースバンド信号を更新するために使用される。
図5Cは、工程406の代替である1組の工程(414及び416)並びに追加の工程418を示す。工程414において、ベースバンドにコンバートされた高調波基準信号は、ルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合されて、中間ベースバンド高調波消去信号を出力する。この工程は基本的に工程404の次に続くが、出力は工程416で再び混合されてベースバンド高調波消去信号に到達するため、出力はベースバンド高調波消去信号ではない。
工程416において、中間信号は、第2のルックアップテーブルの出力と混合されて、ベースバンド高調波消去信号を出力する。第2のルックアップテーブルは、例えば、LUT-FB152であり得る。第2のルックアップテーブルが使用されるのは、ルックアップテーブルが、工程418で以下に説明するように、異なる忘却係数に従って更新されるからである。工程406及び408において、ベースバンド高調波消去信号は、音響高調波消去信号に変換されるようにアップコンバータ及びスピーカに提供される。
工程418において、第1のルックアップテーブルの値及び第2のルックアップテーブルの値は、車両車室内の残留高調波を表すエラーセンサからのエラー信号に従って更新される。これは、概して、更新式が修正されることを除いて、上記で説明された工程412の更新(エラー信号の予測、ダウンコンバート、及び取消を含む)に続く。ただし、更新式は、式(11)及び(12)の一例に示されるように忘却係数を含むように補正され、それにより、ルックアップテーブルは経時的に0に向かう一方で、第2のルックアップテーブルは1に向かうようになる。その結果、第1のルックアップテーブルは、スピーカから消去への伝達関数の変化に対して比較的遅く応答し、一方、第2のルックアップテーブルは、そのような変化に対して迅速に応答するため、これらの変化は、ルックアップテーブルが更新されている間、顕著な高調波を生じない。ルックアップテーブル及び第2のルックアップテーブルの順序は、第2のルックアップテーブルが処理チェーンにおいて最初に発生し、中間高調波消去信号をもたらすベースバンド信号を出力するように、切り替えることができることを理解されたい。
上述したように、本開示において提供される数式は、本発明の態様の原理を例示する目的のためだけに簡略化されており、決して排他的又は限定的なものと見なされるべきではない。更に、数式の変形が考えられ、本開示の趣旨及び範囲内である。
本明細書における記号の使用に関し、大文字、例えばHは、概して、周波数領域又はスペクトル領域における項、信号、又は量を表し、小文字、例えばhは、概して、時間領域における項、信号、又は量を表す。時間領域と周波数領域との間の関係は、一般に周知であり、少なくともフーリエ数学又はフーリエ分析の分野で説明されており、したがって本明細書では提示しない。加えて、本明細書で記号によって表される信号、伝達関数、又は他の項若しくは量は、アナログ形式又は離散形式で演算、考慮、又は分析され得る。時間領域の項又は量の場合、アナログ時間インデックス、例えばt、及び/又は離散サンプルインデックス、例えばnは、様々な場合に交換又は省略可能である。同様に、周波数領域では、アナログ周波数インデックス、例えばf、及び離散周波数インデックス、例えばkは、ほとんどの場合省略される。更に、本明細書で開示される関係及び計算は、一般に、当業者によって理解されるように、時間領域又は周波数領域のいずれか、及びアナログ領域又は離散領域のいずれかにおいて、存在し得るか又は実行され得る。したがって、時間領域又は周波数領域、及びアナログ領域又は離散領域における全ての可能な変動を例解するための様々な例は、本明細書では提示されない。
本明細書に説明される機能又はその部分、及びその様々な修正(以下「機能」)は、少なくとも部分的に、コンピュータプログラム製品(例えば、1つ以上のデータ処理装置、例えば、プログラム可能プロセッサ、コンピュータ、複数のコンピュータ、及び/若しくはプログラム可能論理構成要素による実行のための、又はその動作を制御するための、1つ以上の非一時的機械可読媒体又は記憶デバイスなどの情報キャリアにおいて有形に具現化されたコンピュータプログラム)を介して実装され得る。
コンピュータプログラムは、コンパイル型言語又はインタプリタ型言語を含む任意の形態のプログラム言語で書き得るが、それは、独立型プログラムとして、又はコンピューティング環境での使用に好適なモジュール、構成要素、サブルーチン若しくは他のユニットとして含む任意の形態で配設され得る。コンピュータプログラムは、1つのコンピュータ上で、若しくは1つの設置先における複数のコンピュータ上で実行されるように配設され得るか、又は複数の設置先にわたって配信されて、ネットワークによって相互接続され得る。
機能の全部又は一部を実装することと関連した動作は、較正プロセスの機能を実施するために1つ以上のコンピュータプログラムを実行する1つ以上のプログラム可能なプロセッサによって、実施され得る。機能の全部又は一部は、特殊目的論理回路、例えば、FPGA及び/又はASIC(application-specific integrated circuit)(特定用途向け集積回路)として実装され得る。
コンピュータプログラムの実行に好適なプロセッサとしては、例として、汎用マイクロプロセッサ及び特殊目的マイクロプロセッサの両方並びに任意の種類のデジタルコンピュータの任意の1つ以上のプロセッサが挙げられる。一般的に、プロセッサは、読取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、又はその両方から命令及びデータを受信することになる。コンピュータの構成要素は、命令を実行するためのプロセッサ並びに命令及びデータを記憶するための1つ以上のメモリデバイスを含む。
本明細書において、いくつかの本発明の実施形態について説明及び例解してきたが、当業者であれば、様々な他の手段及び/若しくは機能の実行及び/若しくは結果を得るための構造、並びに/又は本明細書に説明される1つ以上の利点を容易に想起し、こうした変更形態及び/又は修正の各々は、本明細書に説明される本発明の実施形態の範囲内にあると見なされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書に説明されるパラメータ、寸法、材料及び構成の全てが例示的であること、実際のパラメータ、寸法、材料、及び/又は構成が、具体的な用途又は本発明の教示が使用される用途に依存するであろうことを、容易に理解するであろう。当業者であれば、本明細書に説明される具体的な本発明の実施形態に対する多くの同等物を、通常の実験のみを使用して認識するか、又は確認することができるであろう。したがって、前述の実施形態は、単なる例として提示されたものであり、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内で、具体的に記載及び特許請求されるものとは別様に本発明の実施形態を実践することができるということを理解されたい。本開示の本発明の実施形態は、本明細書に説明される各個々の特徴、システム、物品、材料、及び/又は方法に関する。更に、2つ以上のこうした特徴、システム、物品、材料及び/又は方法のいかなる組み合わせも、こうした特徴、システム、物品、材料及び/又は方法が相互に矛盾しない場合、本開示の発明の範囲内に含まれる。
100 エンジン高調波消去システム
102 消去ゾーン
104 容積部
106 基準センサ
108 エラーセンサ
110 スピーカ
112 コントローラ
114 基準信号
118 高調波消去信号
120 エラー信号
122 非一時的記憶媒体
124 プロセッサ
126 ダウンコンバータ
128 乗算器
130 ローパスフィルタ
132 複素数値発振器
134 複素共役モジュール
136 乗算器
138 LUT
140 アップコンバータ
142 乗算器
144 実数値モジュール
146 LUT適応モジュール
148 予測フィルタ
150 フィルタ
152 LUT-FB
154 乗算器
156 LUT-FB適応モジュール

Claims (20)

  1. エンジン高調波消去システムであって、
    車両内に配置され、前記車両のエンジンによって生成された高調波を検出し、前記高調波を表す高調波基準信号を生成する加速度計と、
    音響信号に変換されるとき、前記車両の車室内の少なくとも1つの消去ゾーン内で前記高調波を消去する高調波消去信号を生成するように構成されたコントローラであって、前記高調波消去信号は、ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号を、ルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合することに少なくとも部分的に基づく、コントローラと、
    前記車室内に配置され、前記高調波が前記消去ゾーン内で消去されるように、前記高調波消去信号を受信し、前記高調波消去信号を音響高調波消去信号に変換するように構成されたスピーカと、を備えるエンジン高調波消去システム。
  2. 前記コントローラは、前記高調波基準信号を受信し、ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号を出力するように構成されたダウンコンバータを実装する、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記ベースバンド信号は、振幅及び位相を有し、前記振幅は、ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号の振幅と一定の比率であるように選択され、前記位相は、ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号の位相と合計されたときの前記高調波消去信号の位相に等しい、請求項2に記載のシステム。
  4. 前記コントローラは、乗算器を実装し、前記乗算器は、ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号を前記ルックアップテーブルから出力された前記ベースバンド信号と混合して、ベースバンド高調波消去信号を出力し、前記コントローラは、前記ベースバンド高調波消去信号を受信し、前記ベースバンド高調波消去信号をアップコンバートして前記高調波消去信号を出力するように構成されたアップコンバータを更に実装する、請求項3に記載のシステム。
  5. 前記車両の車室内の残留高調波を表すエラー信号を生成するように配置されたエラーセンサを更に備え、前記ルックアップテーブルの値が前記エラー信号に従って更新される、請求項1に記載のシステム。
  6. 前記エラーセンサは、前記消去ゾーンの外側に配置され、前記コントローラは、前記消去ゾーン内の前記残留高調波の値を推定するように構成された予測フィルタを実装するように更に構成されている、請求項5に記載のシステム。
  7. 前記コントローラは、乗算器を実装し、前記乗算器は、ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号を前記ルックアップテーブルから出力された前記ベースバンド信号と混合して、中間ベースバンド高調波消去信号を出力し、前記コントローラは、第2のルックアップテーブル及び第2の乗算器を更に実装し、前記第2の乗算器は、前記中間ベースバンド高調波消去信号を前記第2のルックアップテーブルからの出力と混合して、ベースバンド高調波消去信号を生成する、請求項1に記載のシステム。
  8. 前記ルックアップテーブルの値及び前記第2のルックアップテーブルの値は、前記車両の車室内の残留高調波を表すエラーセンサからのエラー信号に従って更新され、前記第2のルックアップテーブルは、前記ルックアップテーブルよりも速く前記スピーカと前記消去ゾーンとの間の伝達関数の変化に適応するように更新される、請求項7に記載のシステム。
  9. 前記ルックアップテーブルの値及び前記第2のルックアップテーブルの値は、前記車両の車室内の残留高調波を表すエラーセンサからのエラー信号に従って更新され、前記ルックアップテーブルは、前記第2のルックアップテーブルよりも速く前記スピーカと前記消去ゾーンとの間の伝達関数の変化に対して適応するように更新される、請求項7に記載のシステム。
  10. 前記ルックアップテーブルは、第1のトルク値で第1の値を選択し、第2のトルク値で第2の値を選択するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
  11. 車両の車室内のエンジン高調波を消去するための方法であって、
    車両内に配置された加速度計から、前記車両のエンジンによって生成された高調波を表す高調波基準信号を受信して、前記高調波を検出する工程と、
    音響信号に変換されるとき、前記車両の車室内の少なくとも1つの消去ゾーン内で前記高調波を消去する高調波消去信号を生成する工程であって、前記高調波消去信号は、ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号を、ルックアップテーブルから出力されたベースバンド信号と混合することに少なくとも部分的に基づく、工程と、
    前記車室内に配置され、前記高調波が前記消去ゾーン内で消去されるように、前記高調波消去信号を受信し、前記高調波消去信号を音響高調波消去信号に変換するように構成されたスピーカに、前記高調波消去信号を提供する工程と、を備える方法。
  12. 前記高調波基準信号をダウンコンバートして、ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号を出力する工程を更に含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記ベースバンド信号は、振幅及び位相を有し、前記振幅は、ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号の振幅と一定の比率であるように選択され、前記位相は、ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号の位相と合計されたときの前記高調波消去信号の位相に等しい、請求項12に記載の方法。
  14. ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号を、前記ルックアップテーブルから出力された前記ベースバンド信号と混合して、ベースバンド高調波消去信号を出力する工程と、
    前記ベースバンド高調波消去信号をアップコンバートして、前記高調波消去信号を出力する工程と、
    を更に含む、請求項13に記載の方法。
  15. 前記車両の車室内の残留高調波を表すエラー信号を生成するように配置されたエラーセンサから受信したエラー信号に従って、前記ルックアップテーブルの値を更新する工程を更に含む、請求項11に記載の方法。
  16. 前記消去ゾーン内の前記残留高調波の値を推定する工程を更に含み、前記エラーセンサが前記消去ゾーンの外側に配置される、請求項15に記載の方法。
  17. ベースバンドにコンバートされた前記高調波基準信号を、前記ルックアップテーブルから出力された前記ベースバンド信号と混合して、中間ベースバンド高調波消去信号を出力する工程と、
    前記中間ベースバンド高調波基準信号を、第2のルックアップテーブルからの前記出力と混合して、ベースバンド高調波基準信号を生成する工程と、
    を更に含む、請求項11に記載の方法。
  18. 前記車両の車室内の残留高調波を表すエラーセンサからのエラー信号に従って、前記ルックアップテーブルの値及び前記第2のルックアップテーブルの値を更新する工程を更に含み、前記第2のルックアップテーブルは、前記ルックアップテーブルよりも速く前記スピーカと前記消去ゾーンとの間の伝達関数の変化に適応するように更新される、請求項17に記載の方法。
  19. 前記車両の車室内の残留高調波を表すエラーセンサからのエラー信号に従って、前記ルックアップテーブルの値及び前記第2のルックアップテーブルの値を更新する工程を更に含み、前記ルックアップテーブルは、前記第2のルックアップテーブルよりも速く前記スピーカと前記消去ゾーンとの間の伝達関数の変化に対して適応するように更新される、請求項17に記載の方法。
  20. 前記ルックアップテーブルは、第1のトルク値で第1の値を選択し、第2のトルク値で第2の値を選択するように構成されている、請求項11に記載の方法。
JP2023539895A 2020-12-31 2021-12-28 エンジン高調波消去のためのシステム及び方法 Pending JP2024501335A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/139,263 US11417306B2 (en) 2020-12-31 2020-12-31 Systems and methods for engine harmonic cancellation
US17/139,263 2020-12-31
PCT/US2021/073130 WO2022147433A1 (en) 2020-12-31 2021-12-28 Systems and methods for engine harmonic cancellation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024501335A true JP2024501335A (ja) 2024-01-11

Family

ID=80112102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023539895A Pending JP2024501335A (ja) 2020-12-31 2021-12-28 エンジン高調波消去のためのシステム及び方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11417306B2 (ja)
EP (1) EP4272206A1 (ja)
JP (1) JP2024501335A (ja)
CN (1) CN116711001A (ja)
WO (1) WO2022147433A1 (ja)

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5953428A (en) 1996-04-30 1999-09-14 Lucent Technologies Inc. Feedback method of noise control having multiple inputs and outputs
US6493689B2 (en) 2000-12-29 2002-12-10 General Dynamics Advanced Technology Systems, Inc. Neural net controller for noise and vibration reduction
US7224807B2 (en) 2001-02-27 2007-05-29 Sikorsky Aircraft Corporation System for computationally efficient active control of tonal sound or vibration
US20070015485A1 (en) * 2005-07-14 2007-01-18 Scosche Industries, Inc. Wireless Media Source for Communication with Devices on Data Bus of Vehicle
EP2133866B1 (en) * 2008-06-13 2016-02-17 Harman Becker Automotive Systems GmbH Adaptive noise control system
US8600069B2 (en) * 2010-03-26 2013-12-03 Ford Global Technologies, Llc Multi-channel active noise control system with channel equalization
EP2395501B1 (en) 2010-06-14 2015-08-12 Harman Becker Automotive Systems GmbH Adaptive noise control
EP2787746A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-08 Koninklijke Philips N.V. Apparatus and method for improving the audibility of specific sounds to a user
US10121464B2 (en) 2014-12-08 2018-11-06 Ford Global Technologies, Llc Subband algorithm with threshold for robust broadband active noise control system
US9812113B2 (en) * 2015-03-24 2017-11-07 Bose Corporation Vehicle engine harmonic sound control
US9773491B2 (en) * 2015-09-16 2017-09-26 Bose Corporation Estimating secondary path magnitude in active noise control
US11198337B2 (en) 2018-03-05 2021-12-14 Harman International Industries, Incorporated Method and apparatus for a low cost, acoustic tire cavity resonance cancellation
US10629183B2 (en) 2018-08-31 2020-04-21 Bose Corporation Systems and methods for noise-cancellation using microphone projection
US10636411B1 (en) * 2018-10-11 2020-04-28 Ford Global Technologies, Llc Electrified vehicle powertrain sound control method and assembly
US10672378B1 (en) 2019-05-07 2020-06-02 Harman International Industries, Incorporated Dynamic in-vehicle noise cancellation divergence control

Also Published As

Publication number Publication date
US20220208164A1 (en) 2022-06-30
EP4272206A1 (en) 2023-11-08
WO2022147433A1 (en) 2022-07-07
CN116711001A (zh) 2023-09-05
US11417306B2 (en) 2022-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4513810B2 (ja) 能動騒音低減装置
JP6616768B2 (ja) アクティブ・ノイズ・コントロール・システム
JP5255087B2 (ja) 適応性ノイズコントロール
US9478209B2 (en) Tunable active noise control
JP4344763B2 (ja) 車両用能動型振動騒音制御装置
JP7023407B1 (ja) エンジンオーダーキャンセレーションのための仮想場所ノイズ信号推定
CN109416909B (zh) 噪音降低装置、移动体装置以及噪音降低方法
JP2023542007A (ja) 推定された二次経路を適応させるためのシステム及び方法
JP3449838B2 (ja) 能動形騒音制御装置
JP2024501335A (ja) エンジン高調波消去のためのシステム及び方法
JP7262499B2 (ja) 能動型振動騒音低減装置
EP1308926B1 (en) Active noise cancellation using frequency response control
JP2020086206A (ja) 能動騒音低減装置、移動体装置、及び、騒音低減方法
JP2019203919A (ja) ノイズ除去装置
JP7187713B2 (ja) ノイズキャンセルシステムにおけるアクティブサウンド管理
JPH06266367A (ja) 車室内騒音の能動消音装置
JP6998522B2 (ja) 騒音低減装置、移動体装置、及び、騒音低減方法
JP2023131419A (ja) 能動型騒音低減装置
CN117917728A (zh) 用于声学道路噪声峰频率消除的装置、系统和/或方法
JP2008040411A (ja) 能動騒音低減装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230628

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240826