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GEBIET DER ERFINDUNG
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf ein Steuersystem für ein Fahrzeug und insbesondere auf ein Steuersystem, das eine Kraftmaschinenklangverbesserung für ein Fahrzeug mit einem Festganggetriebe schafft.
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HINTERGRUND
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Ein Antriebsstrang mit einem Festganggetriebe kann abgestimmt werden, um relativ glatte Schaltpunkte zu erzeugen. Ein Schaltpunkt wird typischerweise als das definiert, wenn das Festganggetriebe von einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis auf ein höheres Übersetzungsverhältnis (z. B. Schalten vom zweiten Gang in den dritten Gang) oder von einem höheren Übersetzungsverhältnis auf ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis schaltet. Insbesondere kann der Antriebsstrang derart abgestimmt werden, dass die Kraftmaschine die Drehzahl relativ langsam oder allmählich erhöht, wenn sie sich einem Schaltpunkt nähert. Das Erhöhen der Kraftmaschinendrehzahl mit einer allmählichen Rate verringert oder beseitigt im Wesentlichen das Niveau an Rauheit (z. B. Rütteln oder Ruckeln), das von Fahrzeuginsassen während des Schaltens des Festganggetriebes wahrgenommen werden kann.
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Ein Nachteil der allmählichen Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl besteht darin, dass einige Personen die Kraftmaschine während des Schaltens als untermotorisiert oder langsam wahrnehmen können. Wenn jedoch das Festganggetriebe kalibriert wird, um aggressiver zu schalten, erhöht dies das Niveau an Rauheit, das von den Fahrzeuginsassen wahrgenommen werden kann. Folglich ist es erwünscht, ein Festganggetriebe mit verbesserter Klangqualität zu schaffen, ohne das Niveau an Rauheit zu erhöhen, das von Fahrzeuginsassen während des Schaltens wahrgenommen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem Festganggetriebe und einer Kraftmaschine, die ein Signal der tatsächlichen Drehzahl ausgibt, geschaffen. Das Festganggetriebe führt selektiv einen Gangschaltvorgang durch. Das Steuersystem umfasst einen Fahrzeugbus, ein Schaltmodul, ein Modul für die simulierte Drehzahl und ein Kraftmaschinenklang-Verbesserungsmodul (”ESE”-Modul). Der Fahrzeugbus überträgt ein Signal, das mehrere Betriebsbedingungen des Fahrzeugs angibt. Das Schaltmodul empfängt das Signal vom Fahrzeugbus, um festzustellen, ob die Betriebsparameter des Fahrzeugs darauf hinweisen, dass der Gangschaltvorgang durch das Festganggetriebe innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer bevorsteht. Das Modul für die simulierte Drehzahl steht mit dem Schaltmodul zum Erzeugen eines Signals der simulierten Drehzahl, wenn der Gangschaltvorgang bevorsteht, in Kommunikation. Das Signal der simulierten Drehzahl weist eine größere Zunahme der Kraftmaschinendrehzahl in Bezug auf die Zeit vor dem Gangschaltvorgang im Vergleich zum Signal der tatsächlichen Drehzahl auf. Das Kraftmaschinenklang-Verbesserungsmodul (”ESE”-Modul) empfängt das Signal der simulierten Drehzahl vom Modul für die simulierte Drehzahl und bestimmt ESE-Töne auf der Basis des Signals der simulierten Drehzahl.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Merkmale, Vorteile und Details zeigen sich lediglich beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen, wobei die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen Bezug nimmt, in denen:
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1 ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Steuersystems in einem Fahrzeug ist;
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2 ein Datenflussdiagramm eines in 1 gezeigten Steuermoduls ist;
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3 eine Darstellung eines beispielhaften Graphen ist, der ein Signal der simulierten Drehzahl, das durch das in 2 gezeigte Steuermodul erzeugt wird, und ein Drehzahlprofil, das durch den Betrieb einer in 1 gezeigten Kraftmaschine erzeugt wird, darstellt;
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4 eine alternative Ausführungsform des in 3 gezeigten Graphen während einer leistungsstarken Fahrbedingung ist;
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5 eine Darstellung eines modifizierten Drehzahlsignals und des Drehzahlprofils, das durch den Betrieb der Kraftmaschine erzeugt wird, ist; und
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6 eine Darstellung eines beispielhaften Klanggraphen ist, der den Betrieb des in 1 gezeigten Steuersystems darstellt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit Bezug auf 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform auf ein Steuersystem 10 zum Vorsehen einer Kraftmaschinenklangverbesserung für ein Fahrzeug 18 gerichtet. Das Steuersystem 10 umfasst ein Festganggetriebe 20, einen Fahrzeugbus 22, ein Steuermodul 24, einen Verstärker 26, einen Wandler 28 und eine Kraftmaschine 30. Das Steuersystem 10 ist zum Verbessern von spezifischen Tönen oder Klängen, die von der Kraftmaschine 30 emittiert werden, auf der Basis von verschiedenen Betriebsparametern des Fahrzeugs 18 konfiguriert. Das Festganggetriebe 20 ist im Allgemeinen ein beliebiger Typ von Getriebe mit einer endlichen Anzahl von Übersetzungsverhältnissen (z. B. ein Sechsgang-Automatikgetriebe). Insbesondere kann das Festganggetriebe 20 von einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis auf ein höheres Übersetzungsverhältnis (z. B. vom zweiten Gang in den dritten Gang) hochschalten oder von einem höheren Übersetzungsverhältnis auf ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis (z. B. vom dritten Gang in den zweiten Gang) herunterschalten. Der Fahrzeugbus 22 steht mit verschiedenen Steuermodulen (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 18 in Kommunikation.
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Der Fahrzeugbus 22 überträgt Daten zwischen verschiedenen Fahrzeugsteuermodulen (nicht dargestellt), die Betriebsparameter des Fahrzeugs 18 angeben. Der Fahrzeugbus 22 kann beispielsweise mit einem Kraftmaschinensteuermodul (nicht dargestellt) der Kraftmaschine 30 in Kommunikation stehen, um ein Signal zu empfangen, das die Kraftmaschinendrehzahl und das Kraftmaschinendrehmoment angibt. In einem anderen Beispiel kann der Fahrzeugbus 22 auch mit einem Getriebesteuermodul (nicht dargestellt) in Kommunikation stehen, um ein Signal zu empfangen, das einen Getriebezustand des Festganggetriebes 20 angibt. Der Getriebezustand bezieht sich auf eine Position eines Schalthebels (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 18, wie z. B. Parkstellung, ”P”-Stellung, eine Rückwärtsgangstellung, ”R”-Stellung oder verschiedene Fahrstellungen (z. B. erster Gang, zweiter Gang, dritter Gang usw.). Der Fahrzeugbus 22 kann ebenso auch andere Betriebsparameter des Fahrzeugs 18 wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit, Kraftmaschinendrehzahl-Änderungsrate, Fahrzeugbeschleunigung, Gierrate, Längsbeschleunigung, einen ausgewählten Fahrzeugmodus, die Fahrpedalposition und die Fahrpedal-Änderungsrate (Fahrpedal nicht gezeigt) enthalten.
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Der ausgewählte Fahrzeugmodus bezieht sich auf einen auswählbaren Fahrmodus des Fahrzeugs 18. Wenn er ausgewählt wird, modifiziert der ausgewählte Fahrzeugmodus den Betrieb von verschiedenen Systemen des Fahrzeugs 18, wie beispielsweise eines Fahrzeuglenksystems (nicht dargestellt), einer Fahrzeugaufhängung (nicht dargestellt), eines Fahrzeugaudiosystems (z. B. das den Verstärker 26 und den Wandler 28 umfasst) und des Festganggetriebes 20. Einige Beispiele von ausgewählten Fahrzeugmodi umfassen Rennen, Normal, Verdeckt, Stadt, Sport (was wiederum verschiedene Niveaus des Sportmodus des Fahrzeugs 18 umfasst), und Sparsamkeit, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein. Im Sparsamkeitsmodus werden beispielsweise verschiedene Betriebsparameter des Fahrzeugs 18 modifiziert, um die Kraftstoffsparsamkeit zu verbessern. In einem anderen Beispiel werden im Sportmodus verschiedene Betriebsparameter des Fahrzeugs 18 modifiziert, um die Beschleunigung und die gesamte Fahrzeugleistung zu verbessern. Einige Beispiele von Fahrzeugsystemen, die beeinflusst werden können, umfassen ein Lenksystem, ein Auslasssystem, eine Fahrzeugaufhängung (nicht dargestellt) und das Steuersystem 10, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Der Sportmodus kann ebenso auch verschiedene Niveaus einer verbesserten Fahrzeugleistung umfassen (was manchmal als Sportlichkeit bezeichnet wird).
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Das Steuermodul 24 steht mit dem Fahrzeugbus 22 und dem Verstärker 26 in betriebsfähiger Kommunikation. Der Verstärker 26 empfängt ein Steuersignal vom Steuermodul 24. Der Verstärker 26 setzt das Steuersignal in ein elektrisches Signal um, das verwendet wird, um den Wandler 28 anzusteuern. Obwohl 1 das Steuermodul 24 und den Verstärker 26 als separate Komponenten darstellt, können selbstverständlich das Steuermodul 24 und der Verstärker 26 ebenso in eine einzelne Einheit integriert sein. In einer beispielhaften Methode ist der Wandler 28 ein Lautsprecher, der zum Emittieren eines Audiosignals konfiguriert ist, das sich mit den Tönen kombiniert oder mischt, die von der Kraftmaschine 30, einem Abgassystem (nicht dargestellt) und einem Luftansaugsystem (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 18 emittiert werden. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Wandler 28 ein Teil eines Infotainmentsystems des Fahrzeugs 18 sein.
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Mit Bezug auf 2 stellt ein Datenflussidagramm eine beispielhafte Ausführungsform des Steuermoduls 24 von 1 dar. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuermodul 24 ein oder mehrere Untermodule und Datenspeicher umfassen. Wie hier verwendet, beziehen sich die Begriffe Modul und Untermodul auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, zweckgebunden oder Gruppe) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, oder eine kombinatorische Logikschaltung. Wie zu erkennen ist, können die in 2 gezeigten Untermodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden.
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In der beispielhaften Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, umfasst das Steuermodul 24 ein Schaltbestimmungsmodul 34, ein Modul 35 für eine leistungsstarke Fahrbedingung, ein Modul 36 für die simulierte Drehzahl, ein Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37 und ein Kraftmaschinenklang-Verbesserungsmodul (”ESE”-Modul) 38. Das Schaltbestimmungsmodul 34 empfängt ein Datensignal als Eingabe vom Fahrzeugbus 22. Das Datensignal gibt mehrere Betriebsparameter des Fahrzeugs 18 (1) an. Das Steuermodul 24 umfasst auch einen Speicher 40. Das Schaltbestimmungsmodul 34 umfasst eine Steuerlogik zum Feststellen, ob die Betriebsparameter, die vom Fahrzeugbus 22 empfangen werden, darauf hinweisen, dass ein Gangschaltvorgang durch das Festganggetriebe 20 innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer bevorsteht. Das heißt, das Schaltbestimmungsmodul 34 stellt fest, ob das Festganggetriebe 20 Gänge innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer schaltet, wenn die Betriebsparameter des Fahrzeugs 18 im Allgemeinen konstant bleiben. Das Schaltbestimmungsmodul 34 überwacht die vom Fahrzeugbus 22 empfangenen Betriebsparameter, um festzustellen, ob ein Gangschaltvorgang bevorsteht oder gleich stattfinden wird. Wenn das Schaltbestimmungsmodul 34 feststellt, dass ein Gangschaltvorgang bevorsteht (z. B. der Gangschaltvorgang innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer stattfindet), dann erzeugt das Schaltbestimmungsmodul 34 ein Schaltsignal 46. Wie nachstehend erörtert, können sich jedoch die Betriebsparameter des Fahrzeugs 18 ändern, und der Gangschaltvorgang kann nicht mehr bevorstehen (z. B. entfernt ein Fahrer seinen Fuß von einem Fahrpedal) und wird durch das Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37 bestimmt.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Schaltmodul 34 eine Logik, um auf der Basis zumindest der Kraftmaschinendrehzahl und des Kraftmaschinendrehmoments festzustellen, ob ein Gangschaltvorgang des Festganggetriebes 20 innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer stattfindet. In einer Ausführungsform kann das Schaltmodul 34 auch auf der Basis einer zusätzlichen Anzahl von Betriebsparametern ebenso feststellen, ob das Festganggetriebe 20 Gänge schaltet. Insbesondere können die zusätzlichen Betriebsparameter beispielsweise ebenso die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Kraftmaschinendrehzahl-Änderungsrate, die Fahrzeugbeschleunigung, den Getriebezustand, die Gierrate, die Längsbeschleunigung, den ausgewählten Fahrzeugmodus, die Fahrpedalposition und die Fahrpedal-Änderungsrate (Drosselklappe nicht gezeigt) umfassen, sind jedoch nicht darauf begrenzt.
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In einer Ausführungsform kann das Modul 35 für die leistungsstarke Fahrbedingung feststellen, ob die Betriebsparameter des Fahrzeugs 18 (z. B. Fahrpedalposition, Fahrpedal-Änderungsrate, Fahrzeugbeschleunigung, Kraftmaschinendrehzahl-Änderungsrate und/oder die Aktivierung eines ausgewählten Fahrzeugmodus wie z. B. Sportmodus) auf eine aggressive oder leistungsstarke Fahrbedingung hinweisen. Das Modul 35 für die leistungsstarke Fahrbedingung empfängt als Eingabe das Schaltsignal 46 und die mehreren Betriebsparameter des Fahrzeugs 18 (1) vom Schaltbestimmungsmodul 34. Das Modul 35 für die leistungsstarke Fahrbedingung liefert ein Signal 48 für leistungsstarkes Schalten. Einige Beispiele des aggressiven oder leistungsstarken Fahrens umfassen eine relativ schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs 18 von einer Ampel oder das Überholen eines anderen Fahrzeugs auf einer Straße mit zwei Fahrspuren, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Diese Typen von aggressiven oder leistungsstarken Fahrbedingungen weisen auf einen verbesserten emotionalen Zustand eines Fahrers hin, wobei die Fahrerfahrung des Fahrers und der Fahrzeuginsassen durch ein Schaltgeräusch verbessert werden würde. Die leistungsstarke Fahrbedingung gibt im Allgemeinen an, dass ein Fahrererwarten würde, ein ausgeprägteres Schaltgeräusch zu hören.
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Das Modul 36 für die simulierte Drehzahl steht mit dem Schaltbestimmungsmodul 34 und dem Modul 35 für die leistungsstarke Fahrbedingung in Kommunikation. Das Modul 36 für die simulierte Drehzahl empfängt als Eingabe entweder das Schaltsignal 46 vom Schaltbestimmungsmodul 34 oder das Signal 48 für leistungsstarkes Schalten vom Modul 35 für die leistungsstarke Fahrbedingung. Wenn das Schaltsignal 46 zum Modul 36 für die simulierte Drehzahl gesendet wird, dann erzeugt das Modul 36 für die simulierte Drehzahl ein Signal 50 der verstärkten oder simulierten Drehzahl, das weiter in 3 dargestellt ist. Wenn man sich nun 3 zuwendet, weist das Signal 50 der simulierten Drehzahl, das vom Modul 36 für die simulierte Drehzahl erzeugt wird, eine größere Zunahme der Drehzahl in Bezug auf die Zeit während eines Gangschaltzeitintervalls G im Vergleich zu einem Signal 52 der tatsächlichen Drehzahl, das durch den Betrieb der Kraftmaschine 30 (in 1 gezeigt) erzeugt wird, auf, bevor das Festganggetriebe 20 die Gänge schaltet (durch einen Schaltpunkt 54 angegeben). Die Schaltpunkte 54 definieren, wann das Festganggetriebe 20 tatsächlich die Gänge schaltet.
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In der Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, kann die Kraftmaschine 30 abgestimmt sein, um ein relativ gleichmäßiges Drehzahlprofi während des Gangschalt-Zeitintervalls G zu erzeugen, was wiederum die Rüttel- oder Ruckelempfindung, die von Fahrzeuginsassen erfahren wird, wenn das Festganggetriebe 20 schaltet, verringert. Insbesondere ist die Kraftmaschine 30 abgestimmt oder kalibriert, um eine relativ langsamere Rate der Erhöhung der Drehzahl zu erzeugen, wenn sie sich einem der Schaltpunkte 54 nähert. 3 stellt beispielsweise ein im Allgemeinen gekrümmtes Signal 52 der tatsächlichen Drehzahl dar, wenn es sich einem der Schaltpunkte 54 nähert. Dagegen nimmt das Signal 50 der simulierten Drehzahl, das durch das Modul 36 für die simulierte Drehzahl erzeugt wird, mit einer vorbestimmten Rate zu, die anders ist als die Rate der tatsächlichen Drehzahl. Insbesondere nimmt das Signal 50 der simulierten Drehzahl mit einer im Allgemeinen linearen Rate zu, wenn es sich einem der Schaltpunkte 54 nähert. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl 3 das Signal 50 der simulierten Drehzahl darstellt, das mit einer im Allgemeinen linearen Rate zunimmt, das Signal 50 der simulierten Drehzahl in der Drehzahl ebenso mit einer nicht-linearen Rate zunehmen kann, einschließlich eines im Allgemeinen konvexen Profils (in 4 gezeigt) oder ebenso eines im Allgemeinen konkaven Profils (nicht dargestellt). In einer beispielhaften Methode kann das Signal 50 der simulierten Drehzahl ebenso auch in der Drehzahl mit einer exponentiellen Rate zunehmen, wenn es sich einem der Schaltpunkte 54 nähert.
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Das Signal 50 der simulierten Drehzahl und das Signal 52 der tatsächlichen Drehzahl gabeln sich am Punkt 56. Der Punkt 56 stellt dar, wo das Signal 50 der simulierten Drehzahl mit einer größeren Rate im Vergleich zum Signal 52 der tatsächlichen Drehzahl während des Gangschaltereignisses G zunimmt. Das Signal 50 der simulierten Drehzahl kann auch einen simulierten Schaltpunkt 58 umfassen. Der simulierte Schaltpunkt 58 stellt dar, wo das Festganggetriebe 20 theoretisch auf der Basis des Signals 50 der simulierten Drehzahl die Gänge schalten würde. Wie in 3 zu sehen, ist der simulierte Schaltpunkt 58 bei einer höheren simulierten Drehzahl angeordnet als der Schaltpunkt 54.
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Nachdem das Festganggetriebe 20 die Gänge schaltet, nimmt die Kraftmaschine 30 (in 1 gezeigt) allmählich in der Drehzahl ab. In der Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, setzt die Kraftmaschine 30 allmählich die Drehzahl herab und verringert diese, nachdem das Festganggetriebe 20 die Übersetzungsverhältnisse geschaltet hat. Beispielsweise stellt 3 ein im Allgemeinen gekrümmtes Signal 52 der tatsächlichen Drehzahl dar, nachdem das Festganggetriebe 20 die Gänge geschaltet hat (z. B. nach dem simulierten Schaltpunkt 58). Dagegen nimmt das Signal 50 der simulierten Drehzahl in der Drehzahl mit einer größeren Rate in Bezug auf die Zeit, nachdem das Festganggetriebe 20 geschaltet hat (z. B. nach dem Schaltpunkt 54), im Vergleich zum Signal 52 der tatsächlichen Drehzahl, das durch den Betrieb der Kraftmaschine 30 (in 1 gezeigt) erzeugt wird, ab. In der Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, fällt beispielsweise das Signal 50 der simulierten Drehzahl hinsichtlich der Drehzahl mit einer im Allgemeinen konstanten linearen Rate, bis ein Punkt 60 erreicht wird. Der Punkt 60 stellt den Zeitpunkt dar, zu dem das Signal 50 der simulierten Drehzahl und das Signal 52 der tatsächlichen Drehzahl miteinander konvergieren. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl 3 das Signal 50 der simulierten Drehzahl mit einer im Allgemeinen konstanten linearen Rate abnehmend darstellt, das Signal 50 der simulierten Drehzahl ebenso auch mit verschiedenen nicht-linearen Raten abnehmen kann (z. B. um ein im Allgemeinen konvexes oder konkaves Profil zu erzeugen).
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4 ist eine Darstellung eines Signals 150 der simulierten Drehzahl, das durch das Modul 36 für die simulierte Drehzahl erzeugt wird, und eines Signals 152 der tatsächlichen Drehzahl, wobei das Modul 35 für die leistungsstarke Fahrbedingung das Signal 48 für leistungsstarkes Schalten gesendet hat. Insbesondere nimmt in der Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, das Signal 150 der simulierten Drehzahl zu, um ein konkaves Profil 162 zu erzeugen. Das Signal 150 der simulierten Drehzahl nimmt mit einer größeren Rate, wenn es sich einem simulierten Schaltpunkt 158 nähert, im Vergleich zum Signal 50 der simulierten Drehzahl, das in 3 gezeigt ist, zu. Das heißt, das Signal 150 der simulierten Drehzahl nimmt aufgrund der leistungsstarken Fahrbedingung mit einer signifikant höheren Rate im Vergleich zum Signal 50 der simulierten Drehzahl (3) zu. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Signal 150 der simulierten Drehzahl mit einer exponentiellen Rate zunehmen.
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Wenn man sich wieder 2 zuwendet, steht das Modul 36 für die simulierte Drehzahl in betriebsfähiger Kommunikation mit dem Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37. Das Modul 36 für die simulierte Drehzahl sendet das Signal 50 der simulierten Drehzahl (oder das Signal 150 der simulierten Drehzahl, wenn die leistungsstarke Fahrbedingung angegeben wird) zum Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37. Das Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37 empfängt auch als Eingabe die Betriebsparameter, die vom Fahrzeugbus 22 empfangen werden, und stellt fest, ob ein Gangschaltvorgang durch das Festganggetriebe 20 (1) tatsächlich stattgefunden hat. Manchmal kann beispielsweise ein Fahrer die Betriebsparameter des Fahrzeugs 18 modifizieren, nachdem das Schaltsignal vom Schaltbestimmungsmodul 34 gesendet wurde, jedoch bevor das Festganggetriebe 20 tatsächlich den Gangschaltvorgang durchführt. Ein Fahrer kann beispielsweise seinen Fuß von einem Fahrpedal (nicht dargestellt) entfernen und daher geschieht kein Gangschaltvorgang mehr durch das Festganggetriebe 20. Wenn der Gangschaltvorgang durch das Festganggetriebe 20 tatsächlich stattgefunden hat, dann sendet das Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37 entweder das Signal 50 der simulierten Drehzahl oder das Signal 150 der simulierten Drehzahl zum ESE-Modul 38. Im Fall, dass jedoch das Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37 feststellt, dass ein Gangschaltvorgang durch das Festganggetriebe 20 nicht stattfindet, dann bestimmt das Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37 ein Signal 66 der modifizierten Drehzahl, das in 5 dargestellt ist.
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5 ist eine Darstellung des Signals 52 der tatsächlichen Drehzahl, wobei die Kraftmaschine 30 so arbeitet, dass dies zu einem bevorstehenden Gangschaltvorgang 64 führt, jedoch schaltet das Festganggetriebe 20 (1) nicht tatsächlich die Gänge (z. B. entfernt ein Fahrer seinen Fuß vom Fahrpedal). Das Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37 bestimmt das Profil oder die Form des Signals 66 der modifizierten Drehzahl. Das Signal 66 der modifizierten Drehzahl konvergiert wieder mit dem Signal 52 der tatsächlichen Drehzahl, das durch den Betrieb der Kraftmaschine 30 (in 1 gezeigt) erzeugt wird. Insbesondere, beispielsweise wie in 5 zu sehen, bestimmt das Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37 am Punkt 68, dass ein Gangschaltvorgang durch das Festganggetriebe 20 nicht stattfindet. Folglich bestimmt das Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37 ein nach unten abfallendes Profil des Signals 66 der modifizierten Drehzahl, das mit einer zunehmenden Rate abnimmt, um allmählich mit dem Signal 52 der tatsächlichen Drehzahl zu konvergieren.
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Wenn man sich wieder 2 zuwendet, empfängt das ESE-Modul 38 als Eingabe das Signal 50 der simulierten Drehzahl, das Signal 150 der simulierten Drehzahl oder das Signal 66 der modifizierten Drehzahl vom Schaltpunkt-Bestimmungsmodul 37. Das ESE-Modul 38 empfängt auch als Eingabe mehrere Kraftmaschinenordnungsgleichungen vom Speicher 40 des Steuermoduls 24. Die Kraftmaschinenordnungsgleichungen entsprechen jeweils einer Drehfrequenz einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) der Kraftmaschine 30 (in 1 gezeigt). Die Kraftmaschinenordnungsgleichungen können für einen spezifischen Antriebsstrang sowie den Typ des Fahrzeugs (z. B. Sportfahrzeug, mittelgroße Limousine usw.) spezifisch sein. Insbesondere können die Kraftmaschinenordnungsgleichungen in einer beispielhaften Ausführungsform von der Anzahl von Zylindern der Kraftmaschine 30, vom Kraftmaschinenhubraum, von der Kraftmaschinenansaugung (z. B. nicht aufgeladen gegenüber aufgeladen), von der Kraftmaschinenkalibrierung, vom ausgewählten Fahrzeugmodus oder von einem Abgassystem (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 18 abhängen. Jede Kraftmaschinenordnung erzeugt einen Ton mit spezifischer Frequenz.
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Das ESE-Modul 38 umfasst eine Logik zum Bestimmen von spezifischen ESE-Tönen, die erforderlich sind, um die Klänge zu emulieren oder nachzuahmen, die von der Kraftmaschine erzeugt werden, in Bezug auf die Signale 50 oder 150 der simulierten Drehzahl (in 3–4 gezeigt), die durch das Modul 36 für die simulierte Drehzahl erzeugt werden (oder das Signal 66 der modifizierten Drehzahl, wenn das Festganggetriebe 20 nicht schaltet). Insbesondere bestimmt das ESE-Modul 38 den Typ, die Frequenz und die Dauer von ESE-Tönen, die erforderlich sind, um das Signal 50, 150 der simulierten Drehzahl zu emulieren. Das ESE-Modul 38 steht mit dem Speicher 40 des Steuermoduls 24 in betriebsfähiger Kommunikation und wählt vorprogrammierte Schalttöne aus, die im Speicher 40 gespeichert sind. Insbesondere wählt das ESE-Modul 38 spezifische vorprogrammierte Schalttöne auf der Basis der spezifischen ESE-Töne aus, die erforderlich sind, um den Klang der Kraftmaschine in Bezug auf das Signal 50 der simulierten Drehzahl (in 3 gezeigt), das Signal 150 der simulierten Drehzahl (in 4 gezeigt) oder das Signal 66 der modifizierten Drehzahl (in 5 gezeigt) zu emulieren.
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Die vorprogrammierten Schalttöne werden vom Speicher zum Verstärker 26 gesendet. Der Verstärker 26 setzt die vorprogrammierten Schalttöne in ein elektrisches Signal um, das verwendet wird, um den Wandler 28 anzusteuern. In einer Methode ist der Wandler 28 ein Lautsprecher, der ein Audiosignal emittiert, das sich mit dem von der Kraftmaschine 30 (1) emittierten Klang kombiniert. Insbesondere wird das aus dem Lautsprecher emittierte Audiosignal mit dem von der Kraftmaschine 30 emittierten Klang vermischt und erzeugt den Klang des Signals 50 der simulierten Drehzahl. Mit Bezug auf 6 ist beispielsweise ein beispielhafter Klanggraph während des Betriebs des Fahrzeugs 18 dargestellt, wobei das Festganggetriebe 20 Gänge schaltet (in 1 gezeigt). Die x-Achse stellt die Zeit (in Sekunden) dar und die y-Achse stellt die Frequenz (in Hertz) dar. Mehrere Kraftmaschinenordnungen 70 sind dargestellt. Insbesondere stellt der Klanggraph im Beispiel, wie gezeigt, Kraftmaschinenordnungen 70, wobei jede Kraftmaschinenordnung 70 einen Klang umfasst, der natürlich von der Kraftmaschine 30 emittiert wird (z. B. den Klang, den die Kraftmaschine während des Betriebs des Fahrzeugs 18 emittiert) und ESE-Töne 74, die vom Wandler 28 emittiert werden, dar. Mit Bezug auf sowohl 2 als auch 6 wird mindestens eine der Kraftmaschinenordnungen 70 mit den ESE-Tönen 74 verstärkt oder betätigt, wodurch der Klang des Signals 50 der simulierten Drehzahl (in 3 gezeigt) erzeugt wird. Das ESE-Modul 38 wählt mehrere ESE-Töne 74 aus, die auf die Kraftmaschinenordnungen 70 überlagert werden. Die ESE-Töne 74 emulieren das Drehzahlsignal 50, das in 3 gezeigt ist (oder das in 4 gezeigte Drehzahlsignal 150 in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen). Wie in 6 zu sehen, können die Größe und Form der ESE-Töne 74 in Abhängigkeit von der Kraftmaschinenordnung und jedes Drehzahlschaltpunkts (z. B. des Schaltpunkts des ersten Gangs, des Schaltpunkts des zweiten Gangs usw.) variieren.
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Das ESE-Modul 38 kann auch ebenso eine Basisordnung des von der Kraftmaschine emittierten Klangs steigern. Insbesondere wird eine Basisordnung A natürlich durch die Kraftmaschine 30 (1) erzeugt. Um das Mischen der ESE-Töne 74, die durch das ESE-Modul 38 (2) erzeugt werden, zu ermöglichen, kann die durch die Kraftmaschine 30 erzeugte Basisordnung A verringert werden. Dies ermöglicht wiederum, dass die ESE-Töne 74, die den Schaltklang emulieren, sich sauberer vom Basisordnungsklang hervorheben. In einer Methode kann eine aktive Rauschsteuerung (”ANC”) verwendet werden, um Basisordnungen aufzuheben.
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Mit Bezug auf 2–6 weisen die ESE-Töne 74 eine größere Zunahme der Frequenz vor dem Schalten am Festganggetriebe 20 im Vergleich zum Klang auf, der von der Kraftmaschine 30 emittiert wird (z. B. die Kraftmaschinenordnungen 70). Insbesondere emulieren die ESE-Töne 74 eine Erhöhung der Drehzahl mit einer größeren Rate im Vergleich zum von der Kraftmaschine 30 emittierten Klang, und emulieren auch eine Verringerung der Drehzahl mit einer größeren Rate in Bezug auf die Zeit, nachdem das Festganggetriebe 20 geschaltet hat. Einige Personen interpretieren gewöhnlich den von der Kraftmaschine 30 emittierten Klang als untermotorisiert oder schwach, wenn das Festganggetriebe 20 schaltet. Die ESE-Töne 74 schaffen ein forscheres oder definierteres Schaltgeräusch, das von Insassen des Fahrzeugs 18 während des Schaltens des Festganggetriebes 20 gehört wird, im Vergleich zum durch die Kraftmaschine 30 emittierten Klang. Das definiertere, forschere Geräusch kann den Fahrzeuginsassen den Eindruck einer leistungsstärkeren Kraftmaschine 30 vermitteln, wenn das Fahrzeug 18 die Gänge schaltet. Folglich schafft das Steuersystem 10, wie vorstehend beschrieben, eine verbesserte Klangqualität für die Insassen eines Innenraums des Fahrzeugs 18. Gleichzeitig erhöht oder modifiziert das Steuersystem 10 die Lautstärke des Geräuschs, das vom Fahrzeug 18 in die Außenumgebung emittiert wird, nicht.
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Obwohl die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist für den Fachmann auf dem Gebiet selbstverständlich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können und Elemente davon gegen Äquivalente ausgetauscht werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Schutzbereich abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen begrenzt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen, die in den Schutzbereich der Anmeldung fallen, umfasst.
