CN103381774B

CN103381774B - 装备无级变速器（cvt）的车辆的发动机声音增强（ese）系统

Info

Publication number: CN103381774B
Application number: CN201310158067.3A
Authority: CN
Inventors: F.C.瓦列里; S.M.雷利
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2033-05-02
Also published as: CN103381774A; US20130294619A1; DE102013207434A1

Abstract

本发明涉及装备无级变速器的车辆的发动机声音增强（ESE）系统。提供一种车辆的控制系统。该车辆具有无级变速器、发动机和扬声器。控制系统包括车辆总线、换挡模块、和发动机声音模块。车辆总线传输信号。信号指示该车辆的多个操作状况。换挡模块从车辆总线接收信号。换挡模块确定该车辆的多个操作参数是否指示要求扬声器发出音频信号，该音频信号混有从发动机发出的发动机声音以模仿理论上的固定挡位变速器在换挡时发出的换挡声音。换挡模块在要求扬声器发出音频信号时产生换挡模式信号。发动机声音增强模块接收换挡模式信号。ESE模块接收多个发动机命令方程。如果接收到换挡模式信号，那么ESE模块致动所述发动机命令方程中的至少一个。

Description

装备无级变速器（CVT）的车辆的发动机声音增强（ESE）系统

技术领域

本发明的示例性实施例涉及车辆的控制系统，并更具体地涉及给具有无级变速器（CVT）的车辆提供发动机声音增强的控制系统。

背景技术

无级变速器（CVT）提供了比固定传动比变速器更高的效率。更高的效率产生了改善的燃料经济性。不过，一些人更偏好固定传动比变速器而非CVT变速器的声音品质和感觉。具体来说，一些人可能将CVT变速器理解为动力不足或较慢。而且，CVT变速器可与相对小排量的发动机配对，这也可能增加了对动力系动力不足的总体感觉。

在一种增强声音品质和感觉的方法中，CVT变速器可被解调以模仿固定挡位变速器的声音品质。即，CVT变速器可被标定为改变发动机速度以模拟由固定传动比变速器建立的换挡。不过，这种方法通常导致效率和燃料经济性的降低。因此，期望提供一种CVT变速器，其具有改善的声音品质但不降低效率。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种车辆控制系统。该车辆具有无级变速器（CVT）、发动机和扬声器。控制系统包括车辆总线、换挡模块、和发动机声音增强（ESE）模块。车辆总线传输信号。信号指示该车辆的多个操作状况。换挡模块从车辆总线接收信号。换挡模块确定该车辆的多个操作参数是否指示要求扬声器发出音频信号，该音频信号混有从发动机发出的发动机声音以模仿理论上的固定挡位变速器在换挡时发出的换挡声音。换挡模块在要求扬声器发出音频信号时产生换挡模式信号。发动机声音增强（ESE）模块接收换挡模式信号。ESE模块接收多个发动机命令方程。如果接收到换挡模式信号，那么ESE模块致动所述发动机命令方程中的至少一个。在一个实施例中，ESE模块也可在接收到换挡模式信号时增大自然的发动机命令声音。

通过参照附图阅读下面对本发明的详细描述，会很容易理解本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。

本发明还提供了如下方案：

方案1.一种用于车辆的控制系统，该车辆具有无级变速器（CVT）、发动机、和扬声器，包括：

传输信号的车辆总线，该信号指示该车辆的多个操作条件；

用于从车辆总线接收信号的换挡模块，换挡模块确定车辆的多个操作参数是否指示要求扬声器发出音频信号，其中该音频信号混有从发动机发出的发动机声音以模拟理论固定挡位变速器换挡时产生的换挡声音，如果要求扬声器发出音频信号则换挡模块产生换挡模式信号；以及

发动机声音增强（ESE）模块，用于接收换挡模式信号和多个发动机命令方程，如果接收到换挡模式信号，那么ESE模块致动所述多个发动机命令方程中的至少一个。

方案2.如方案1所述的控制系统，其中多个操作参数是车辆速度、发动机速度、发动机扭矩、和CVT的变速器状态的组合。

方案3.如方案2所述的控制系统，其中如果变速器状态指示换挡杆处于驱动位置时，换挡模块就产生换挡模式信号。

方案4.如方案2所述的控制系统，其中多个操作参数还包括车辆所选模式、加速器踏板速度、加速器踏板加速度、和车辆加速度中的至少一个。

方案5.如方案4所述的控制系统，其中如果车辆所选模式被选择为运动模式，那么换挡模块产生换挡模式信号。

方案6.如方案1所述的控制系统，其中ESE模块通过将至少一个ESE声调叠加在多个发动机命令中的至少一个上来致动多个发动机命令方程中的至少一个，其中至少一个ESE声调模拟理论固定挡位变速器在换挡时产生的换挡声音。

方案7.如方案1所述的控制系统，其中ESE模块与放大器通信，并且其中放大器与扬声器通信。

方案8.如方案1所述的控制系统，包括放大器，其中换挡模块和ESE模块与放大器集成，并且其中放大器与扬声器通信。

方案9.如方案1所述的控制系统，其中发动机命令方程依赖于车辆的发动机的气缸数、发动机排量、发动机吸气、发动机标定、发动机进气系统、和车辆的废气系统的组合。

方案10.如方案1所述的控制系统，其中换挡模块确定多个操作参数是否指示强力驱动条件正在进行。

方案11.如方案1所述的控制系统，其中ESE模块包括用于增大自然发动机命令声音的控制逻辑。

方案12.一种车辆，其包括：

无级变速器（CVT）；

发动机；

扬声器；

传输信号的车辆总线，该信号指示车辆的多个操作条件，多个操作参数是车辆速度、发动机速度、发动机扭矩、CVT的变数器状态的组合；

方案13.如方案12所述的车辆，其中多个操作参数还包括车辆所选模式、加速器踏板速度、加速器踏板加速度、和车辆加速度中的至少一个。

方案14.如方案13所述的车辆，其中如果车辆所选模式被选择为运动模式，那么换挡模块产生换挡模式信号。

方案15.如方案12所述的车辆，其中ESE模块通过将至少一个ESE声调叠加在多个发动机命令中的至少一个上来致动多个发动机命令方程中的至少一个，其中至少一个ESE声调模拟理论固定挡位变速器在换挡时产生的换挡声音。

方案16.如方案12所述的车辆，其中ESE模块与放大器通信，并且其中放大器与扬声器通信。

方案17.如方案12所述的车辆，包括放大器，其中换挡模块和ESE模块与放大器集成，并且其中放大器与扬声器通信。

方案18.如方案12所述的车辆，其中发动机命令方程依赖于车辆的发动机的气缸数、发动机排量、发动机吸气、发动机标定、发动机进气系统、和车辆的废气系统的组合。

方案19.如方案12所述的车辆，其中如果变速器状态指示换挡杆处于驱动位置时，换挡模块就产生换挡模式信号。

方案20.一种车辆，其包括：

无级变速器（CVT）；

发动机；

扬声器；

发动机声音增强（ESE）模块，用于接收换挡模式信号和多个发动机命令方程，如果接收到换挡模式信号，那么ESE模块通过将至少一个ESE声调叠加在多个发动机命令中的至少一个上来致动所述多个发动机命令方程中的至少一个，其中该至少一个ESE声调模拟理论固定挡位变速器在换挡时产生的换挡声音。

附图说明

其它特征、优点和细节仅以举例方式出现在下面对实施例的详细描述中，该详细描述参考下面附图，其中：

图1是车辆内的示例性控制系统的示意图；

图2是图1中示出的控制模块的数据流图；以及

图3是说明图1中示出的控制系统的操作的示例性声音曲线的图示。

具体实施方式

现在参照图1，示例性实施例涉及控制系统10，其用于给车辆18提供发动机声音增强。控制系统10包括无级变速器（CVT）20、车辆总线22、控制模块24、放大器26、和扬声器28。控制系统10被构造成用于增强特定的声调或声音，该声调或声音是由发动机30基于车辆18的各种操作参数发出的。CVT20通常是任意类型的变速器，其根据车辆18的操作状况连续地改变传动比。车辆总线22与车辆18的各种控制模块（未示出）通信。

车辆总线22在各种车辆控制模块（未示出）之间传送数据，该数据指示车辆18的操作参数。例如，车辆总线22可与发动机30的发动机控制模块（未示出）通信以接收指示车辆速度、发动机速度、发动机扭矩、节气门踏板位置、和车辆加速度的信号。在另一示例中，车辆总线22也可与变速器控制模块（未示出）通信，以接收指示CVT20的变速器状态的信号。变速器状态指的是车辆18的换挡杆（未示出）的位置，例如驻车“P”位置、倒车“R”位置、运动“S”位置或驱动“D”位置。车辆总线22也可包含其它的车辆18操作参数，例如车辆所选模式和加速踏板（未示出）位置动态。

车辆所选模式指的是车辆18的可选择的驱动模式。当被选择时，车辆所选模式将改变车辆18的各种系统，例如，车辆转向系统（未示出）、车辆悬挂（未示出）、车辆音频系统（例如，其包括扬声器28）、和CVT20。车辆所选模式的一些示例包括但不限于，竞速、正常、潜行、城市、运动（其进而可包括车辆18的不同水平的运动模式）和经济。例如，在经济模式中，车辆18的各种操作参数被改变以改善燃料经济性。在另一示例中，在运动模式中车辆18的各种操作参数被改变以增强加速和整体车辆性能。可被影响的车辆系统的一些示例包括但不限于转向系统、废气系统、和车辆悬挂。运动模式也可包括不同水平的增强车辆性能（这有时被称为跑车型）。

控制模块24与车辆总线22和放大器26通信。放大器26接收来自控制模块24的控制信号。放大器26将控制信号转换为电信号，该电信号被用于驱动扬声器28。尽管图1图示了控制模块24和放大器26为单独的部件，但是应该理解控制模块24和放大器26也可被集成为单个单元。扬声器28被构造成发出音频信号，该音频信号兼具或混有从发动机30、废气系统（未示出）、和车辆18的空气进气系统（未示出）发出的声调。在一个示例性实施例中，扬声器28可以是车辆18的娱乐信息系统的一部分。

现在参照图2，数据流图说明了图1的控制模块24的示例性实施例。在各种实施例中，控制模块24可包括一个或多个子模块和数据库。当在本文被使用时，术语模块或子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（共享的、专用的、或群组）和内存、组合逻辑电路；和/或提供所描述功能的其它合适的部件。如能意识到的，图2中示出的子模块可被组合和/或被进一步分割。

在一个示例中，控制模块24包括换挡确定模块34和发动机声音增强（ESE）模块36。换挡确定模块34从车辆总线22接收作为输入的数据信号。数据信号包括车辆18的多个操作参数。控制模块24还包括内存40。内存40包括与理论固定挡位变速器相关的参数。即，内存40存储固定挡位变速器的操作参数，该变速器不是车辆18的一部分。具体来说，理论固定挡位变速器可以是任何类型的固定挡位变速器，其基于理论车辆的操作条件从较低挡位升挡到较高挡位，或者从较高挡位降挡到较低挡位。例如，在示例性实施例中，理论固定挡位变速器可以是六速自动变速器。

换挡模块34包括用于确定从车辆总线22接收的多个操作参数是否指示要求扬声器28发出混有由发动机30发出的发动机声音的音频信号以模拟理论固定挡位变速器在换挡时将产生的换挡声音的控制逻辑。所产生的换挡声音可增强车辆占用者的驾驶体验，因为一些人相比CVT更喜欢固定挡位变速器的声音品质。具体来说，基于车辆18的操作参数（例如，车辆速度、发动机速度、发动机扭矩、和CVT20的变速器状态），有时车辆占用者可能更喜欢听到固定挡位变速器换挡的声音。

在一个示例性实施例中，换挡模块34包括逻辑，该逻辑基于至少发动机速度、发动机扭矩、和CVT20的变速器状态确定理论固定挡位变速器是否将要升挡（例如，在第二挡到第三挡，或从第三挡到第四挡）。即，如果变速器状态指示车辆18的换挡杆（未示出）处于“D”位置，或者运动位置“S”，理论固定挡位变速器只会升挡。在一个实施例中，换挡模块34也可基于额外数量的操作参数确定理论固定挡位变速器是否将要升挡。具体来说，例如，额外的操作参数包括但不限于车辆速度、车辆所选模式、加速器踏板动态（例如，踏板的速度或加速度）、和车辆加速度。

在另一实施例中，换挡模块34可确定车辆18的操作参数（例如，加速器位置、车辆加速度、和/或运动模式的激活）是否指示竞技或强力驱动条件，那时将需要换挡声音。竞技或强力驱动的一些示例包括但不限于车辆18从停止灯的相对快速加速、或在两车道道路上超过另一车辆。这些类型的竞技或强力驱动条件指示驾驶员的增强的情绪状态，此时驾驶员和车辆占用者的驾驶体验将由换挡声音增强。强力驱动条件通常指示驾驶员将期望听到换挡声音。在一个实施例中，强力驱动条件可指示需要理论固定挡位变速器的更赋竞技换挡安排。即，如果换挡模块34确定了竞技驱动条件，那么换挡模块34可利用理论固定挡位变速器的更赋竞技换挡安排。

如果换挡模块34确定要求扬声器28发出音频信号，那么换挡模块34产生换挡模式信号。换挡模块34与ESE模块36通信并发送换挡模式信号到ESE模块36。在一个示例性实施例中，换挡信号可仅在从车辆总线22接收的车辆所选模式指示车辆18以运动模式操作时由换挡模块34发送到ESE模块36。

ESE模块36也从内存40接收多个发动机命令方程。发动机命令方程每一个都对应于发动机30（图1中示出）的曲轴（未示出）的旋转频率。发动机命令方程可以是特定的动力系以及车辆类型（例如，轿跑车、中型轿车等）独有的。具体来说，在一个示例性实施例中，发动机命令方程可依赖于发动机30的气缸数量、发动机排量、发动机吸气（例如，自然吸气或增压进气）、发动机标定、和车辆18的废气系统（未示出）。每个发动机命令产生更高频率的声调。

例如，参照图3，示出了车辆18操作期间的示例性声音曲线，其中CVT20正在运行。x轴代表时间（以秒为单位）并且y轴代表频率（以赫兹为单位）。图示了多个发动机命令50。具体来说，在示出的示例中，声音曲线说明了发动机命令50。发动机基础命令“A”图示为在约200赫兹处变平。

反观图2，ESE模块36包括用于在接收到来自换挡模块34的换挡模式信号时增强或致动发动机命令50中的至少一个的控制逻辑。具体来说，ESE模块36包括用于致动发动机命令方程中的至少一个以模拟理论固定挡位变速器换挡的声音的控制逻辑。例如，如果车辆速度、变速器速度、发动机扭矩、和CVT20的变速器状态（图1中示出）指示要求扬声器28发出混有来自发动机30的发动机声音以模拟理论固定挡位变速器从第三挡升挡到第四挡的音频信号，那么ESE模块36将致动发动机命令方程以模拟理论固定挡位变速器从第三挡升挡到第四挡的声音。具体来说，反观图3，ESE模块36产生了多个ESE声调（其中为了清楚目的仅示出了一个ESE声调52），这些声调可被叠加在发动机命令50上。ESE声调52模仿或模拟理论固定挡位变速器在换挡时会产生的换挡声音。

ESE模块36也可包括用于增大自然发动机命令声音的控制逻辑。具体来说，基础命令A由发动机30自然建立（图1）。为了允许由ESE模块36（图2）产生的ESE声调52的混合，可降低发动机30产生的基础命令。这进而允许模仿换挡声音的ESE声调52从基础命令声音中更清洗可辨。在一种方法中，主动噪音控制（ANC）可被用于去除基础命令。

ESE模块36发出控制信号到放大器26。放大器26将控制信号转换为用于驱动扬声器28的电信号。扬声器28发出与从发动机30（图1）发出的声音组合的音频信号。具体来说，从扬声器28发出的音频信号混有从发动机30发出的声音以模拟固定挡位变速器在换挡时会发出的声音。现在参照图2和3，ESE模块36建立模拟固定挡位变速器的声音的ESE声调52。一些人更喜欢固定挡位变速器的声音品质。ESE声调52在不解调CVT20的情况下建立固定挡位变速器的声音品质，这进而可减少燃料经济性并使车辆18以较低速率加速。因此，上述的控制系统10给车辆18的内部舱室的占用者提供了增强的声音品质。同时，控制系统10不增加或改变从车辆18发出到外部环境中的声音水平。

虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种修改并且等同方式可用来替换本发明中的元件。而且，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可进行许多改进以使特定的情况或材料适应本发明的教导。因此，并不意图将本发明限定为所公开的特定的实施例，而本意是本发明将包括所有落入本申请的范围内的实施例。

Claims

1.一种用于车辆的控制系统，该车辆具有无级变速器、发动机、和扬声器，其特征在于，所述控制系统包括：

传输信号的车辆总线，该信号指示该车辆的多个操作条件；

发动机声音增强模块，用于接收换挡模式信号和多个发动机命令方程，如果接收到换挡模式信号，那么发动机声音增强模块致动所述多个发动机命令方程中的至少一个。

2.如权利要求1所述的控制系统，其中多个操作参数是车辆速度、发动机速度、发动机扭矩、和无级变速器的变速器状态的组合。

3.如权利要求2所述的控制系统，其中如果变速器状态指示换挡杆处于驱动位置时，换挡模块就产生换挡模式信号。

4.如权利要求2所述的控制系统，其中多个操作参数还包括车辆所选模式、加速器踏板速度、加速器踏板加速度、和车辆加速度中的至少一个。

5.如权利要求4所述的控制系统，其中如果车辆所选模式被选择为运动模式，那么换挡模块产生换挡模式信号。

6.如权利要求1所述的控制系统，其中发动机声音增强模块通过将至少一个发动机声音增强声调叠加在多个发动机命令中的至少一个上来致动多个发动机命令方程中的至少一个，其中至少一个发动机声音增强声调模拟理论固定挡位变速器在换挡时产生的换挡声音。

7.如权利要求1所述的控制系统，其中发动机声音增强模块与放大器通信，并且其中放大器与扬声器通信。

8.如权利要求1所述的控制系统，包括放大器，其中换挡模块和发动机声音增强模块与放大器集成，并且其中放大器与扬声器通信。

9.如权利要求1所述的控制系统，其中发动机命令方程依赖于车辆的发动机的气缸数、发动机排量、发动机吸气、发动机标定、发动机进气系统、和车辆的废气系统的组合。

10.如权利要求1所述的控制系统，其中换挡模块确定多个操作参数是否指示强力驱动条件正在进行。

11.如权利要求1所述的控制系统，其中发动机声音增强模块包括用于增大自然发动机命令声音的控制逻辑。

12.一种车辆，其包括：

无级变速器；

发动机；

扬声器；

其特征在于，所述车辆还包括：

传输信号的车辆总线，该信号指示车辆的多个操作条件，多个操作参数是车辆速度、发动机速度、发动机扭矩、无级变速器的变数器状态的组合；

13.如权利要求12所述的车辆，其中多个操作参数还包括车辆所选模式、加速器踏板速度、加速器踏板加速度、和车辆加速度中的至少一个。

14.如权利要求13所述的车辆，其中如果车辆所选模式被选择为运动模式，那么换挡模块产生换挡模式信号。

15.如权利要求12所述的车辆，其中发动机声音增强模块与放大器通信，并且其中放大器与扬声器通信。

16.如权利要求12所述的车辆，包括放大器，其中换挡模块和发动机声音增强模块与放大器集成，并且其中放大器与扬声器通信。

17.如权利要求12所述的车辆，其中发动机命令方程依赖于车辆的发动机的气缸数、发动机排量、发动机吸气、发动机标定、发动机进气系统、和车辆的废气系统的组合。

18.如权利要求12所述的车辆，其中如果变速器状态指示换挡杆处于驱动位置时，换挡模块就产生换挡模式信号。

19.一种车辆，其包括：

无级变速器；

发动机；

扬声器；

其特征在于，所述车辆还包括：

发动机声音增强模块，用于接收换挡模式信号和多个发动机命令方程，如果接收到换挡模式信号，那么发动机声音增强模块通过将至少一个发动机声音增强声调叠加在多个发动机命令中的至少一个上来致动所述多个发动机命令方程中的至少一个，其中该至少一个发动机声音增强声调模拟理论固定挡位变速器在换挡时产生的换挡声音。