JP6144774B2 - サテライトからホストへの診断情報の通信 - Google Patents

Description

本開示は、車両音響システムに関し、特にそのような車両音響システムでの増幅器間の通信に関する。

現代の車両音響システムは、車両内の戦略的場所に配置されるスピーカーを含む。CDプレーヤー、ラジオ、または他の音源などのヘッドユニットから音声信号を受け取るホスト増幅器は、これらのスピーカーを駆動する。

多くの車両音響システムはまた、特に低音を提供するためにサブウーファーも含む。このサブウーファーは、他のスピーカーよりもかなり多い電力を利用する。結果として、多くの車両音響システムでは、サブウーファーは、しばしば「サテライト増幅器」と呼ばれる、それ自身の別個の増幅器を有する。

車両音響システムのコンポーネントはしばしば、診断サブシステムを含む。これらの診断サブシステムは、コンポーネントがその動作条件を別のコンポーネントに伝達することを可能にする。これは、他のコンポーネントがそれに応じてそれ自身の動作を補償する、または調整するということを可能にする。典型的な応用では、サテライト増幅器は、それを駆動するホスト増幅器にその動作条件を伝達することになる。

増幅器が、診断情報をそれが駆動するそれらのスピーカーから受け取ることは、直接的であるが、診断情報をそれが直接駆動するそれら以外のスピーカーから受け取ることは、はるかにより困難である。特に、マルチアンプ音響システムでは、困難は、診断情報をサテライト増幅器からホスト増幅器に伝達するときに生じる可能性がある。

本発明は、サテライト増幅器のオン/オフ状態を制御するためにホスト増幅器によって既に使用されている既存のケーブルを使用して診断情報をサテライト増幅器からホスト増幅器に伝達する可能性の認識に基づいている。これは、診断情報を専門とする追加の通信システムを提供する必要を回避する。

一態様では、本発明は、周囲の音声環境を制御するための装置を特徴とする。そのような装置は、サブウーファーを有するサブウーファーシステムと、サブウーファーを駆動するためのサテライト増幅器と、音声信号を受け取るためのホスト増幅器と、所望の音声環境を達成するために使用すべき情報をホスト増幅器に提供するための雑音管理処理ユニットと、周囲の音声環境に関する情報を雑音管理処理ユニットに提供するためのセンサと、サテライト増幅器と制御信号をサテライト増幅器に送信するためのホスト増幅器との間の制御ラインと、サテライト増幅器と音声信号をサテライト増幅器に送信するためのホスト増幅器との間の信号ラインとを含む車両音響システムを含み、サテライトコントローラは、診断信号を制御ライン上に置かせるように構成され、診断信号は、サブウーファーシステムの動作条件を示す。

いくつかの実施形態はまた、ホスト増幅器によって駆動されるように接続される追加のスピーカーも含む。

実施形態は、診断信号が異なる。いくつかの実施形態では、サテライトコントローラは、診断信号としてパルス幅変調信号を生成するように構成され、一方で他の実施形態では、サテライトコントローラは、診断信号としてパルス符号変調信号を生成するように構成される。なお他の実施形態では、サテライトコントローラは、サブウーファーシステムの特定の動作条件を示すデューティサイクルを有する診断信号を生成するように構成される。他の実施形態では、診断信号は、サブウーファーシステムの複数の動作条件から選択される動作条件を示す。

いくつかの実施形態はまた、サブウーファーシステムの動作条件を決定するための診断回路も含む。これらの実施形態の中には、動作条件を示す情報を記憶するためのレジスタを含む実施形態がある。

他の実施形態では、サテライトコントローラは、聴取間隔の間に散在する選択された診断間隔の間だけ診断信号を制御ラインに印加するように構成される。診断信号がデューティサイクルを有するそれらの場合には、聴取間隔は、診断信号がその間アクティブでない時間を含むことができる。それ故に、デューティサイクルが低いほど、聴取間隔は、長くなる。

信号は、様々な方法で作成されてもよい。1つの方法は、制御ラインとDCバスとの間にプルアップトランジスタを提供すること、およびプルアップトランジスタのゲートに接続される出力を有するサテライトコントローラを提供することである。別の方法は、制御ラインに接続されるトランジスタを提供すること、およびトランジスタのゲートに接続される出力を有するサテライトコントローラを有することである。

他の実施形態は、車両音響システムを支持し、車両音響システムに電力を提供するための自動車を含む。自動車の例は、乗用車、トラック、および同様のものを含む。

別の態様では、本発明は、車両音響システムでのホスト増幅器とサテライト増幅器との間で通信する方法を特徴とする。そのような方法は、サテライト増幅器において、制御命令をホスト増幅器から通信リンクを介して受け取るステップと、サブウーファーシステムから、サブウーファーシステムの動作条件を示す診断情報を受け取るステップと、その情報に基づいて、動作条件を示す診断信号を生成するステップと、診断信号をホスト増幅器に通信リンク上で送信するステップとを含む。

本発明のいくつかの実施では、診断信号を生成するステップは、動作条件を示す情報に依存するように変調される信号を生成するステップを含む。言い換えれば、診断信号を生成するステップは、動作条件を示すデューティサイクルを有するパルス幅変調信号を生成するステップを含む。

本発明の他の実施は、通信リンクが診断間隔および聴取間隔の1つにあることを決定するステップを含む。

なお他の実施は、診断信号を送信するステップが、診断間隔の開始を検出することに応答して診断信号の送信を開始するステップを含む実施である。

追加の実施は、ホスト増幅器において、サテライト増幅器から受け取った診断信号に少なくとも部分的に基づいて雑音低減アルゴリズムを実行するステップを含む。

なお別の態様では、本発明は、音響場を車両内に生成するための装置を特徴とする。そのような装置は、サテライト増幅器と、ホスト増幅器と、制御命令をサテライト増幅器からホスト増幅器に送信するためのサテライト増幅器とホスト増幅器との間の通信リンクと、通信リンク上で、サテライト増幅器によって駆動されるサブウーファーシステムの動作条件を示す診断情報を送信するための手段とを含む。

いくつかの実施形態では、送信するための手段は、サブウーファーシステムの動作条件を示すデューティサイクルを有する変調信号を生成するための手段を含む。

他の実施形態はまた、診断間隔の間だけ診断信号を送信させるための手段も含む。

本発明のこれらの特徴および他の特徴は、次の詳細な説明および添付の図から明らかとなる。

その中に取り付けられた車両音響システムを有する車両を示す図である。 図1で描写される車両音響システムの追加の詳細を示す図である。 図1および図2で描写される車両音響システムのためのタイミング図を示す図である。 図1および図2で描写される車両音響システムの特定の実施を示す図である。

図1は、その中に取り付けられた車両音響システム12を有する車両10を描写する。音響システム12は、ホスト増幅器16と通信するヘッドユニット14を含む。ホスト増幅器16は、ヘッドユニット14から音声信号を受け取り、それを増幅し、結果として生じる増幅された音声信号を複数のスピーカー18a〜18dのそれぞれに提供する。

ホスト増幅器16はまた、音声信号をサブウーファーシステム20にも提供する。サブウーファーシステム20は、駆動するためにかなりの電力を必要とするサブウーファー22を含む。結果として、サブウーファーシステム20は、サブウーファー22を駆動するために別個のサテライト増幅器24を含む。

図2を参照すると、ホスト増幅器16は、制御ライン26および音声ライン28を介してサテライトコントローラ25に接続する。サテライトコントローラをオンまたはオフにさせる制御信号は、制御ライン26を介してサテライト増幅器24内のサテライトコントローラ25に伝わり、音声信号は、音声ライン28を介してサテライト増幅器24に伝わる。

ホスト増幅器16はまた、車両10内の周囲の音響環境を示す情報を受け取る雑音管理処理ユニット29も含む。この情報は、車両10内に戦略的に置かれたマイクロフォン30から得られる情報などの直接的情報、および例えばエンジン速度計32によって提供される情報などの間接的情報を含む。この情報を使用して、雑音管理処理ユニット29は、雑音管理アルゴリズムを実施し、それの出力は、所望の音声環境を提供するために、スピーカー18a〜18dのそれぞれおよびサブウーファー22の出力を制御するための基礎をホスト増幅器16に提供する。結果として生じるシステムはそれ故に、閉ループのフィードバックシステムであり、その機能は、複数スピーカー18a〜18dおよびサブウーファー22の出力を制御することによって特定の音声環境を維持することである。

場合によっては、故障のために、サブウーファー22は、たとえサテライト増幅器24によって駆動されても鳴らないこともある。これは、フィードバック制御システムに困難をもたらす可能性がある。例えば、ホスト増幅器16は、車両音声環境のその測定結果に基づいて、より多くの低周波数成分が必要とされると決定することもある。その場合、ホスト増幅器16かまたは雑音管理ユニット29は、サブウーファー22の音量を増加させるようにサテライトコントローラ25に命令することもある。サブウーファー22は、正常に機能していないので、ホスト増幅器16は、音声環境の変化を検出しないことになる。これを実現しないホスト増幅器16は、サブウーファー22が十分に大音量で駆動されていないと推測することになる。ホスト増幅器16は次いで、より多くの電力を提供するようにサテライト増幅器25に命令することになる。壊れたサブウーファーを増え続ける電力需要量で鳴らそうとするこれらの継続する試みは、閉ループ制御システムを不安定にする傾向があることになる。これは、サテライト増幅器25を損なうこともあり得る。加えて、結果として生じる周囲の音声環境の混乱は、事故を引き起こすほどに運転者をびっくりさせることもあり得る。

この困難を回避するために、車両音響システム12は、サブウーファーシステム20の動作条件に関する診断情報をホスト増幅器16に伝達するための機構を含む。

サブウーファー22は、サブウーファーの様々な電気的特性を周期的に測定する診断サブシステム34を含む。それらの特性に基づいて、診断サブシステム34は、サブウーファー22の動作条件を確認し、サブウーファー22の動作条件に関する情報を条件レジスタ36に提供する。サブウーファー22は、多数の動作条件のいずれか1つにあることができ、動作条件のそれぞれは、対応する登録を条件レジスタ36に有することになる。これらの動作条件は、正常動作条件から異なる種類の故障と関連する条件にまで及ぶ。

適切にプログラムされたサテライトコントローラ25は、情報を条件レジスタ36からI²C(「集積回路間」)リンクを介して検索する。しかしながら、任意の他の物理的通信方法が、使用されてもよい。例えば、条件レジスタ36からの情報はまた、SPIを介して検索されてもよい。

サテライトコントローラ25は次いで、その動作条件に対応するデューティサイクルを探す。このデューティサイクルは次いで、ホスト増幅器16に戻る通信のための対応する変調診断信号を生成するために使用される。この診断信号は、オン/オフ命令をホスト増幅器16からサテライトコントローラ25に伝達するために使用される同じ制御ライン26上に置かれる。

診断信号と任意の制御信号との間の衝突を回避するために、サテライトコントローラ25は、図3で示されるように、周期的に生じる聴取間隔38A〜38Cの間だけ制御信号を調べるようにプログラムされる。場合によっては、これらの聴取間隔の時間範囲は、デューティサイクルに依存し、より高いデューティサイクルは、より短い聴取間隔につながる。他の場合には、聴取間隔の時間範囲は、固定値である。これらの聴取間隔38A〜38Cの間には、診断間隔40A〜40Cがあり、その間サテライトコントローラ25は、診断情報をホスト増幅器16に伝達して戻すために制御ライン26を使用する。

図3で示されるように、第1の診断間隔40Aの間、サブウーファー22は、第3の診断間隔40Cでのそれと異なる動作条件にある。これは、診断信号の対応する第1および第3の部分42A、42Cと関連する異なるデューティサイクルから明らかである。

前述の手順の結果として、典型的には制御信号をサテライトコントローラ25に提供することを専門とする制御ライン26は、また診断情報をホスト増幅器16に提供して戻すことも再び目的とされている。これは、診断情報をサブウーファーシステム20からホスト増幅器16に提供して戻すことを専門とする独立した通信システムを提供する必要性を排除する。結果として生じる車両音響システム12はそれ故に、必要とするコンポーネントがより少なく、製造するためのコストがより低い。特に、本明細書で述べられるシステムおよび方法は、RS485、LIN(局所的相互接続ネットワーク)、CAN、および同様のものなどの、複雑な高オーバーヘッド通信方式を回避するための方法を提供する。

図4で示される一実施では、診断信号は、制御ライン26とDCバス46との間に接続されるプルアップトランジスタ44を提供すること、およびプルアップ電圧をラインから除去するためにトランジスタ44を選択的に非アクティブ化することによって作成される。サテライトコントローラ25の診断出力48は、プルアップトランジスタ44のゲートに接続する。

動作時には、診断間隔の始まりに、サテライトコントローラ25は、サブウーファー22の現在の条件に対応するデューティサイクルを決定するために表36を調査する。サテライトコントローラ25は次いで、変調信号を診断出力に印加し、それは次いで、診断信号を制御ライン26に印加させる。そのような変調信号は、パルス幅変調信号またはパルス符号変調信号とすることができる。

聴取間隔38Aの始まりに、サテライトコントローラ25は、プルアップトランジスタ44を回路から除去するためにゲート信号を診断出力48に印加し、このようにしてサテライトコントローラ25がホスト増幅器16からの制御信号を聞き取ることを可能にする。これは、新しい診断間隔40Bの始まりまで生じる。

図3で示される実施形態では、診断信号は、制御ライン26上の基線電圧とDCバス46上のより高い電圧との間を往復する。しかしながら、他の実施形態では、診断信号は代わりに、接地と制御ライン26上の基線電圧との間を往復する。

さらに衝突を回避するために、診断信号の電圧レベルは、制御信号の電圧レベルと異なるように選ばれる。例えば、一実施形態では、制御信号は、接地と中電圧との間であり、診断信号は、中電圧と高電圧との間である。

適切なホスト増幅器24は、オランダのEindhovenのNXPセミコンダクターズによって製造されるTDF8599である。しかしながら、診断能力を有する任意の自動車用増幅器集積回路がまた、使用されてもよい。適切なコントローラ25は、ArizonaでのChandlerのMicrochip Technology, Inc.によって製造されるPIC16LF1824であり、それは、多重アナログ入力、低スリープ電流、および信頼できるパワーオンリセット回路を有する、信頼できる14ピンのマイクロコントローラである。しかしながら、同様の能力を有する任意の低コストマイクロコントローラがまた、使用されてもよい。

10 車両
12 車両音響システム
14 ヘッドユニット
16 ホスト増幅器
18a〜18d スピーカー
20 サブウーファーシステム
22 サブウーファー
24 サテライト増幅器
25 サテライトコントローラ
26 制御ライン
28 音声ライン
29 雑音管理処理ユニット
30 マイクロフォン
32 エンジン速度計
34 診断サブシステム
36 条件レジスタ、表
38A〜38C 聴取間隔
40A〜40C 診断間隔
42A 診断信号の第1の部分
42C 診断信号の第3の部分
44 プルアップトランジスタ
46 DCバス
48 診断出力

Claims (20)

1. 周囲の音声環境を制御するための装置であって、車両音響システムを備え、前記車両音響システムは、サブウーファーを有するサブウーファーシステムと、前記サブウーファーを駆動するためのサテライト増幅器と、音声信号を受け取るためのホスト増幅器と、所望の音声環境を達成するために使用すべき情報を前記ホスト増幅器に提供するための雑音管理処理ユニットと、前記周囲の音声環境に関する情報を前記雑音管理処理ユニットに提供するためのセンサと、制御信号を前記サテライト増幅器に送信するための前記サテライト増幅器と前記ホスト増幅器との間の制御ラインと、音声信号を前記サテライト増幅器に送信するための前記サテライト増幅器と前記ホスト増幅器との間の信号ラインとを備え、サテライトコントローラが、診断信号を前記制御ライン上に置かせるように構成され、前記診断信号は、前記サブウーファーシステムの動作条件を示す、装置。
2. 前記ホスト増幅器によって駆動されるように接続される追加のスピーカーをさらに備える、請求項1に記載の装置。
3. 前記サテライトコントローラは、診断信号としてパルス幅変調信号を生成するように構成される、請求項1に記載の装置。
4. 前記サテライトコントローラは、診断信号としてパルス符号変調信号を生成するように構成される、請求項1に記載の装置。
5. 前記サテライトコントローラは、前記サブウーファーシステムの特定の動作条件を示すデューティサイクルを有する診断信号を生成するように構成される、請求項3に記載の装置。
6. 前記診断信号は、前記サブウーファーシステムの複数の動作条件から選択される動作条件を示す、請求項1に記載の装置。
7. 前記サブウーファーシステムの動作条件を決定するための診断回路をさらに備える、請求項1に記載の装置。
8. 前記動作条件を示す情報を記憶するためのレジスタをさらに備える、請求項7に記載の装置。
9. 前記サテライトコントローラは、聴取間隔の間に散在する選択された診断間隔の間だけ前記診断信号を前記制御ラインに印加するように構成される、請求項1に記載の装置。
10. 前記制御ラインとDCバスとの間にプルアップトランジスタをさらに備え、前記サテライトコントローラは、前記プルアップトランジスタのゲートに接続される出力を備える、請求項1に記載の装置。
11. 前記制御ラインに接続されるトランジスタをさらに備え、前記サテライトコントローラは、前記トランジスタのゲートに接続される出力を備える、請求項1に記載の装置。
12. 前記車両音響システムを支持し、前記車両音響システムに電力を提供するための自動車をさらに備える、請求項1に記載の装置。
13. 車両音響システムでのホスト増幅器とサテライト増幅器との間で通信する方法であって、前記サテライト増幅器において、制御命令を前記ホスト増幅器から制御ラインを介して受け取るステップと、サブウーファーシステムから、前記サブウーファーシステムの動作条件を示す診断情報を受け取るステップと、前記情報に基づいて、前記動作条件を示す診断信号を生成するステップと、前記診断信号を前記ホスト増幅器に前記制御ライン上で送信するステップとを含む、方法。
14. 診断信号を生成するステップは、動作条件を示す前記情報に依存するように変調される信号を生成するステップを含む、請求項13に記載の方法。
15. 診断信号を生成するステップは、動作条件を示すデューティサイクルを有するパルス幅変調信号を生成するステップを含む、請求項13に記載の方法。
16. 前記診断信号を送信するステップは、診断間隔の開始を検出することに応答して前記診断信号の送信を開始するステップを含む、請求項13に記載の方法。
17. 前記ホスト増幅器において、前記サテライト増幅器から受け取った前記診断信号に少なくとも部分的に基づいて雑音低減アルゴリズムを実行するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
18. 音響場を車両内に生成するための装置であって、サテライト増幅器と、ホスト増幅器と、制御命令を前記サテライト増幅器から前記ホスト増幅器に送信するための前記サテライト増幅器と前記ホスト増幅器との間の制御ラインと、前記制御ライン上で、前記サテライト増幅器によって駆動されるサブウーファーシステムの動作条件を示す診断情報を送信するための手段とを備える、装置。
19. 送信するための前記手段は、前記サブウーファーシステムの動作条件を示すデューティサイクルを有する変調信号を生成するための手段を備える、請求項18に記載の装置。
20. 診断間隔の間だけ診断信号を送信させるための手段をさらに備える、請求項18に記載の装置。

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