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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenlegung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Hybrid-Fahrzeugsteuerungsverfahren, wobei das Verfahren die Innen- und/oder Außengeräusche des Fahrzeugs auf der Grundlage des Fahrmodus des Fahrzeugs steuert, um das Fahrerlebnis für einen Fahrer zu verbessern und die Unfallwahrscheinlichkeit zu verringern.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Durch die Einführung von Fahrzeugen wie Hybridfahrzeugen, die sowohl fossile Brennstoffe als auch eine Batterie als Antriebsenergiequelle nutzen, und Elektrofahrzeugen, die eine Batterie als Antriebsenergiequelle nutzen, ist der Einbau eines Schallerzeugers in ein umweltfreundliches Fahrzeug zuletzt zwingend vorgeschrieben worden, da diese Fahrzeugtypen wenig Schall erzeugen.
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In den Vereinigten Staaten werden Gesetze erlassen, die vorschreiben, dass ein umweltfreundliches Fahrzeug ein Geräusch oberhalb einer bestimmten Schwelle erzeugen muss.
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Generell können Fahrzeuggeräusche, das Fehlen von Fahrzeuggeräuschen oder monotone Fahrzeuggeräusche für den Fahrer unangenehm sein. Darüber hinaus können Fußgänger Fahrzeuggeräusche als unangenehm empfinden. Fahrzeuggeräusche können jedoch Unfälle verhindern, weil Fußgänger das Nahen eines Fahrzeugs durch solche Geräusche hörbar erkennen.
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Darüber hinaus wirken sich Stille oder monotone Geräusche in einem Hybridfahrzeug negativ auf den Fahrer aus. Zum Beispiel, während eines motorischen Fahrmodus, weil es kein einzigartiges Geräusch von einem Verbrennungsmotor gibt, kann das Fahrerlebnis beeinträchtigt werden oder der Fahrer kann Gefahr laufen, einzuschlafen. Darüber hinaus kann es beim regenerativen Bremsen zu Fahrunbequemlichkeiten kommen.
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Das Vorstehende dient lediglich dem Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und soll nicht bedeuten, dass die vorliegende Erfindung zum Stand der Technik gehört, der Fachleuten bereits bekannt ist.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit den oben genannten Problemen, indem sie ein Verfahren zur Steuerung eines Hybrid-Fahrzeugs bereitstellt, bei der der Innenraumklang des Hybrid-Fahrzeugs konsequent beibehalten wird. Im Einzelnen können Unannehmlichkeiten, die durch das Fehlen eines Fahrzeuggeräusches oder durch das Vorhandensein eines kontinuierlichen monotonen Geräusches, das während der Fahrt des Fahrers mit dem Hybridfahrzeug entsteht, vermieden werden, indem je nach Fahrweise des Fahrzeugs unterschiedliche Schallprofile erstellt und ausgegeben werden.
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Um das obige Ziel zu erreichen, umfasst ein Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug, das einen Motor und einen Motor als Antriebsenergiequellen verwendet, in einem Beispiel die folgenden Schritte: Überprüfen eines Fahrmodus des Hybridfahrzeugs in Echtzeit durch einen Controller; Ausgeben eines ersten Schallprofils an eine Soundvorrichtung des Hybridfahrzeugs durch den Controller, wenn der Fahrmodus des Hybridfahrzeugs ein Elektrofahrmodus (Elektrofahrmodus: EV-Modus) ist, wobei das erste Schallprofil auf Grundlage einer Motordrehzahl und der Motorlast berechnet wird; Ausgeben eines zweiten Schallprofils an eine Soundvorrichtung des Hybridfahrzeugs durch den Controller wenn der Fahrmodus des Hybridfahrzeugs ein Motorfahrmodus ist (Hybrid-Elektrofahrzeug: HEV-Modus), wobei das zweite Schallprofil auf der Grundlage von Motorbetriebsgeräuschen berechnet wird. Die Betriebsgeräusche des Motors umfassen Komponenten der Geräusche, die durch die Umdrehung des Motors erzeugt werden und die nach der Frequenz der Geräusche klassifiziert sind.
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Das erste Klangprofil kann ein virtueller Motorsound sein, der entsprechend der Motordrehzahl pro Minute (U/min) und der Motorlast vorab zugeordnet ist.
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Bei der Berechnung und Ausgabe des ersten Schallprofils kann der Controller das Innengeräusch des Hybridfahrzeugs mit Hilfe eines Mikrofons messen, das erste Schallprofil auf der Grundlage des gemessenen Innengeräusches, der Motordrehzahl und der Motorlast berechnen und das berechnete erste Schallprofil an die Soundvorrichtung des Hybridfahrzeugs ausgeben.
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Die Motorbetriebsgeräusche können mit Hilfe eines Schwingungssensors, eines Drucksensors, eines Abgasdrucksensors und eines Ladedrucksensors berechnet werden.
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Bei der Berechnung und Ausgabe des zweiten Schallprofils kann der Controller das zweite Schallprofil berechnen, das die berechneten Motorbetriebsgeräusche dazu veranlasst, die jeweiligen Sollschalldruckpegel zu erreichen.
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Bei der Berechnung und Ausgabe des zweiten Schallprofils kann der Regler das zweite Schallprofil auf der Grundlage einer beliebigen Motordrehzahl, einer Getriebestufe, eines APS-Sensorwertes und der Motorbetriebsgeräusche berechnen und das berechnete zweite Schallprofil an die Soundvorrichtung des Hybridfahrzeugs ausgeben.
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Bei der Berechnung und Ausgabe des zweiten Schallprofils kann der Regler das Innengeräusch des Hybridfahrzeugs mit Hilfe eines Mikrofons messen, ein Schallprofil wiedergeben, das das Innengeräusch im zweiten Schallprofil entfernt, wenn der Schalldruck des gemessenen Innengeräusches gleich oder größer als ein Sollschalldruck ist, und das wiedergegebene zweite Schallprofil an die Schallvorrichtung des Hybridfahrzeugs ausgeben.
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Wenn der Fahrmodus vom Motorfahrmodus (HEV-Modus) in den Elektrofahrmodus (EV-Modus) oder der Fahrmodus vom Elektrofahrmodus (EV-Modus) in den Motorfahrmodus (HEV-Modus) umgeschaltet wird, kann das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfassen: Veranlassen, dass der Controller das Klangprofil allmählich ändert, um der Änderung im Fahrmodus zu entsprechen.
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Gemäß der oben beschriebenen Hybrid-Fahrzeugsteuerungsmethode kann das Fahrerlebnis für den Fahrer verbessert werden, indem für jeden Fahrmodus des Hybridfahrzeugs, das den Elektromotor und den Motor als Antriebsenergiequelle verwendet, ein für den jeweiligen Fahrmodus geeignetes Fahrzeuggeräusch bereitgestellt wird.
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Darüber hinaus wird der Schalldruck des Hybridfahrzeugs beim Umschalten des Fahrmodus des Hybridfahrzeugs stufenweise verändert, so dass Unannehmlichkeiten durch Änderungen des Fahrzeuggeräusches beim Umschalten des Fahrmodus vermieden werden.
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Figurenliste
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Die oben genannten und andere Gegenstände, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen sie enthalten sind, besser verstanden
- 1 ist ein Flussdiagramm, das ein hybrides Fahrzeugsteuerverfahren anhand einer beispielhaften Variante zeigt;
- 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Hybrid-Fahrzeugsteuergerätes nach einer beispielhaften Ausführung; und
- 3 ist ein Diagramm, das die Schalldruckänderungen anhand eines Variante des Verfahrens zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen einer Hybrid-Fahrzeugsteuerung anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren detailliert beschrieben.
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1 ist ein Flussdiagramm, das ein hybrides Fahrzeugregelverfahren nach einer beispielhaften Variante zeigt, und 2 ist ein Blockschaltbild eines hybriden Fahrzeugregelgerätes nach einer beispielhaften Ausführungsform.
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Bezogen auf 1 und 2 umfasst das Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug, wobei das Hybridfahrzeug einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als Antriebsenergiequellen enthält, die folgenden Schritte: einen Schritt (S10) zur Überprüfung eines Fahrmodus des Hybridfahrzeugs durch den Controller 100; einen Schritt (S20) der Ausgabe eines ersten Soundprofils an eine Soundvorrichtung 170 des Hybridfahrzeugs durch den Controller 100, wenn der Fahrmodus ein Elektrofahrmodus (EV) ist; und ein Schritt (S30) der Ausgabe eines zweiten Klangprofils durch den Controller 100 an die Soundvorrichtung 170 des Hybridfahrzeugs, wenn der Fahrmodus ein Motorfahrmodus (HEV-Modus) ist. Das erste Schallprofil wird von Controller 100 auf Basis einer Motordrehzahl und einer Motorlast berechnet, das zweite Schallprofil von Controller 100 auf Basis eines Elektromotorbetriebsgeräusches.
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Das Hybridfahrzeug kann von dem Typ sein, der eine an seinem Getriebe angeordnete elektrische Vorrichtung aufweist („TMED“-Typ), und der sequentiell einen Verbrennungsmotor, eine Verbrennungsmotorkupplung, einen Elektromotor, ein Getriebe, ein Differentialgetriebe und Antriebsräder enthält. Daher kann in einem EV-Modus (d.h. einem Elektrofahrmodus) das Hybridfahrzeug den Elektromotor als Antriebsenergiequelle verwenden, und in einem HEV-Modus (d.h. einem Motorfahrmodus) kann der Elektromotor regenerativ gesteuert werden, während der Verbrennungsmotor als Antriebsenergiequelle verwendet wird.
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Der Controller 100 überprüft den Fahrmodus des Hybridfahrzeugs in Echtzeit in Schritt (S10) und bestimmt, ob das Innengeräuschprofil oder das Außengeräuschprofil des Hybridfahrzeugs angepasst werden soll.
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Wenn der Fahrmodus des Hybridfahrzeugs ein Elektrofahrmodus (EV-Modus) ist, stoppt der Verbrennungsmotor den Betrieb, und sowohl die Innen- als auch die Außengeräusche, die vom Verbrennungsmotor erzeugt werden, hören auf. Die Geräusche, die beim Betrieb des Elektromotors entstehen, sind minimal, so dass der Innenraum des Hybridfahrzeugs geräuschlos wird. Da ein Dauerschall jedoch monoton ist, kann er das Fahrgefühl des Fahrers beeinträchtigen und auch dazu führen, dass der Fahrer während der Fahrt schläfrig wird.
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Daher gibt der Controller 100 in der Beispielvariante ein erstes Schallprofil aus, das auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Motorlast berechnet wird, um das Fahrerlebnis des Fahrers auch im EV-Modus aktiv zu beeinflussen.
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In einer beispielhaften Ausführung ist das erste Soundprofil ein virtueller Verbrennungsmotorsound, der entsprechend der Motordrehzahl und der Motorlast vorab zugeordnet ist.
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Mit anderen Worten, der Controller 100 empfängt die Motordrehzahlinformationen von einem Drehzahlsensor, der die Motordrehzahl überwacht, und berechnet eine virtuelle Motordrehzahl unter Verwendung der empfangenen Motordrehzahl. Im Allgemeinen werden bei einem TMED-Fahrzeug der Motor und der Motor im Verhältnis 1:1 betrieben, so dass davon ausgegangen werden kann, dass es sich bei einer Motordrehzahl um eine virtuelle Motordrehzahl handelt. Ein virtuelles Motorsoundprofil wird auf der Grundlage der oben berechneten virtuellen Motordrehzahl geschätzt, und das geschätzte virtuelle Motorsoundprofil wird im ersten Soundprofil wiedergegeben, so dass der Fahrer auch im EV-Modus einen Motorsound erleben kann, der dem Fahrzustand des Fahrzeugs entspricht
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Zusätzlich kann ein Elektromotordrehmoment mit einem Verbrennungsmotordrehmoment abgebildet werden, und eine Last in Bezug auf das Elektromotordrehmoment kann beim ersten Schallprofil angewendet werden, so dass ein Motorgeräusch erzeugt wird, das mit der Fahrzeugbeschleunigung übereinstimmt. So kann innerhalb des Hybridfahrzeugs in Verbindung mit dem Fahrzustand des Fahrzeugs ein Fahrzeuggeräusch erzeugt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführung, ist das Sound-Gerät 170 ein Lautsprecher und ist zumindest einmal entweder im Innern des Hybrid-Fahrzeug, im Fahrzeug Motorraum, oder außen Hybrid-Fahrzeuges vorhanden. So kann das Soundgerät 170 dem Fahrer ein verbessertes Fahrerlebnis während eines EV-Modus bieten und auch einem Fußgänger helfen, die Annäherung eines Hybridfahrzeugs zu erkennen, so dass ein Verkehrsunfall verhindert werden kann.
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Im Schritt (S20) misst Controller 100 das Innengeräusch des Hybridfahrzeugs mit Hilfe eines Mikrofons 150 und gibt ein erstes Schallprofil aus, das auf der Grundlage des gemessenen Innengeräusches, der Motordrehzahl und der Motorbelastung berechnet wird.
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Das Mikrofon 150 kann das gemessene Innengeräusch des Hybridfahrzeugs an den Controller 100 übertragen, so dass ein Innengeräusch des Hybridfahrzeugs überwacht werden kann. Dementsprechend kann der Controller 100 ein Schallprofil mit der entgegengesetzten Phase des überwachten Innengeräusches ausgeben, so dass das Innengeräusch entfernt werden kann, oder es kann so gesteuert werden, dass ein gewünschtes Schallprofil auf das erste Schallprofil angewendet wird.
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Selbst wenn sich das Hybridfahrzeug im EV-Modus befindet, kann daher das Fahrerlebnis durch die Ausgabe eines virtuellen Soundprofils, das die Fahrleistung darstellt, verbessert werden.
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Wenn der Fahrmodus ein Motorfahrmodus (HEV-Modus) ist, gibt der Controller 100 ein zweites Schallprofil aus, das auf der Grundlage eines Verbrennungsmotorbetriebsgeräusches berechnet wird.
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Das Verbrennungsmotorbetriebsgeräusch bezieht sich auf eine Geräuschkomponente, die beim Betrieb des Verbrennungsmotors erzeugt wird, und kann ein Faktor sein, der von einem Schwingungssensor 140 berechnet wird, der motorseitig vorgesehen ist. Alternativ kann das Betriebsgeräusch des Motors aus einem Abgasdrucksensor oder einem Ladedrucksensor berechnet werden. Mit anderen Worten, es können verschiedene Arten von Daten verwendet werden, um das Betriebsgeräusch des Antriebsmotors zu extrahieren.
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In einer Ausführungsform werden, wenn der Controller 100 die Motorbetriebsgeräusche mit Hilfe des Schwingungssensors 140 berechnet, die durch die Rotation erzeugten Motorbetriebsgeräusche in eine Schwingungskomponente des Motors einbezogen, die Motorbetriebsgeräusche werden durch eine Anordnung davon und die Differenz der jeweiligen Schalldruckpegel unterschieden.
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Hierbei kann der Controller 100 in Schritt (S30) ein zweites Schallprofil berechnen, das bewirkt, dass die berechneten Motorbetriebsgeräusche die jeweiligen Soll-Schalldruckpegel erreichen.
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Mit anderen Worten, jede Anordnung der Motorbetriebsgeräusche hat einen Schalldruckpegel. Wenn der Fahrmodus des Hybridfahrzeugs ein HEV-Modus ist, wird der Pegel oder Druck eines bestimmten Motorbetriebsgeräusches durch einen Verstärker 160 entsprechend der Fahrsituation des Hybridfahrzeugs verstärkt, und der verstärkte Pegel wird an das Soundgerät 170 ausgegeben, um das dynamische Fahrgefühl des Hybridfahrzeugs für den Fahrer akustisch zu optimieren.
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In einer Ausführungsform werden in einem Sechszylindermotor ein Drittel, ein Viertel, ein Viereinhalbtel, ein Sechstel, ein Achtel und ein Neuntel der Schwingungskomponenten des Motors extrahiert und die extrahierten Komponenten auf den jeweiligen Soll-Schalldruckpegel verstärkt. Die verstärkten Komponenten werden an das Soundgerät 170 ausgegeben, so dass der Innenraumklang des Hybridfahrzeugs verbessert wird.
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Im Einzelnen kann der Controller 100 in Schritt (S30) das zweite Schallprofil basierend auf einer Motordrehzahl, einer Getriebestufe, einem Sensorwert des Gaspedalsensors („APS“) und einem Motorbetriebsgeräusch berechnen und das berechnete zweite Schallprofil an die Soundvorrichtung 170 des Hybridfahrzeugs ausgeben.
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Mit anderen Worten, zusätzlich zum Nachweis eines dynamischen Fahrerlebnisses nach einer Motorkennlinie, die auf dem Motorbetriebsgeräusch basiert, kann der Controller 100 das Fahrerlebnis des Fahrers verbessern, indem er eine gewichtete Funktion im zweiten Schallprofil wiedergibt. Die gewichtete Funktion wird verwendet, um dem Fahrer eine Beschleunigungserfahrung zu bieten, die sich nach der Motordrehzahl und dem APS-Sensorwert richtet. Darüber hinaus kann eine gewichtete Funktion im zweiten Schallprofil wiedergegeben werden, wobei die gewichtete Funktion dazu verwendet wird, eine geeignete Getriebeerfahrung des Hybridfahrzeugs entsprechend einer Getriebestufenumschaltung bereitzustellen.
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Hierbei empfängt der Controller 100 Motordrehzahlinformationen von einem Motorsteuergerät 110 („ECU“), Getriebestufeninformationen von einem Getriebesteuergerät 120 („TCU“) und Informationen über die Öffnungsgeschwindigkeit des Gaspedals von einem Gaspedalsensor 130. Währenddessen kann der Controller 100 separat mit einem ECU 110 ausgestattet werden, wie in dargestellt, oder er kann in dem ECU 110 enthalten sein.
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Darüber hinaus misst der Controller 100 in Schritt (S30) das Innengeräusch des Hybridfahrzeugs mit Hilfe des Mikrofons 150, wendet ein bestimmtes Schallprofil auf das zweite Schallprofil an, wenn der Schalldruck des gemessenen Innengeräusches gleich oder größer als der Zielschalldruck ist, und gibt das zweite Schallprofil an das Soundgerät 170 aus.
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Mit anderen Worten, wenn der Fahrmodus des Hybridfahrzeugs ein HEV-Modus ist, kann das im Hybridfahrzeug erzeugte Innengeräusch durch das Mikrofon 150 erfasst werden. Der Controller kann Innengeräuschinformationen, die mit dem Mikrofon 150 gemessen wurden, empfangen und analysieren, ein Schallprofil mit einer Phase anwenden, die dem Innengeräusch im zweiten Schallprofil entgegengesetzt ist, wenn der Schalldruck des Innengeräusches einen voreingestellten Sollschalldruck übersteigt, und das zweite Schallprofil an das Schallgerät 170 ausgeben, wodurch das Innengeräusch des Hybridfahrzeugs aufgehoben wird.
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In Schritt (S10), wenn der Fahrmodus von einem Motorfahrmodus (HEV-Modus) auf einen Elektrofahrmodus (EV-Modus) oder von einem Elektrofahrmodus (EV-Modus) auf einen Motorfahrmodus (HEV-Modus) umgeschaltet wird, passt der Controller 100 in Schritt (S40) das Klangprofil schrittweise an, um der Änderung des Fahrmodus zu entsprechen.
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Mit anderen Worten, das Fahrzeuggeräusch unterscheidet sich deutlich bei EV-Modus und HEV-Modus. Dementsprechend kann der Fahrer beim Umschalten des Fahrmodus durch das Erkennen eines solchen Geräuschunterschieds Unbehagen beim Fahren empfinden. In einer beispielhaften Verkörperung wird der Druck des Schallprofils des Hybridfahrzeugs so gesteuert, dass er sich bei Änderung des Fahrmodus über einen vorgegebenen Zeitraum stufenweise anpasst. So kann das Fahrerlebnis des Fahrers verbessert werden, weil der Fahrer beim Umschalten des Fahrmodus zunächst keinen Klangunterschied wahrnimmt.
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3 ist ein Diagramm, das die Schalldruckveränderungen anhand einer beispielhaften Variante des Hybridfahrzeug-Steuerungsverfahrens zeigt.
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Wie in 3 dargestellt, gibt es, wenn der Fahrmodus von einem EV-Modus auf einen Motorfahrmodus mit Verbrennungsmotor umgeschaltet wird, einen großen Unterschied im Schalldruck durch einen vom Motor übertragenen Luftschall. Unter Verwendung der oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Schalldruck so geregelt, dass er beim Umschalten des Fahrmodus von einem EV-Modus auf einen HEV-Modus allmählich ansteigt, so dass der Fahrer keine Unannehmlichkeiten durch die Änderung des Fahrzeuggeräusches verspürt.
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In einer beispielhaften Ausführung überwacht der Controller 100 den Fahrmodus des Hybridfahrzeugs in Echtzeit und gibt das erste und zweite Schallprofil nach Schritt (S40) aus, so dass der Innenraumklang des Hybridfahrzeugs aktiv gesteuert werden kann. Dementsprechend kann die Marktgängigkeit des Fahrzeugs verbessert werden.
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Gemäß dem oben beschriebenen Hybridfahrzeug-Steuerungsverfahren kann die Fahrerfahrung verbessert werden, indem für jeden Fahrmodus des Hybridfahrzeugs, bei dem ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor als Antriebsenergiequelle verwendet werden, ein für den jeweiligen Fahrmodus geeignetes Fahrzeuggeräusch bereitgestellt wird.
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Darüber hinaus wird der Schalldruck des Hybridfahrzeugs beim Umschalten des Fahrmodus des Hybridfahrzeugs allmählich verändert, so dass Unannehmlichkeiten durch die beim Umschalten des Fahrmodus erzeugte Geräuschänderung vermieden werden können.
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Darüber hinaus kann durch die Bereitstellung eines virtuellen Fahrzeuggeräusches, wenn das Fahrzeug im EV-Modus betrieben wird, die Unfallhäufigkeit verringert werden, da Fußgänger in der Lage sein werden, die Nähe eines nahegelegenen Hybridfahrzeugs zu bestimmen.
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Obwohl hier beispielhafte Ausführungsformen zur Veranschaulichung beschrieben wurden, werden Fachleute es richtig einzuschätzen wissen, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Schutzumfang und Geist derjenigen Erfindung abzuweichen, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen offenbart wird.
