DE102018102250A1

DE102018102250A1 - System und verfahren zur verbesserung von motorgeräuschen unter verwendung von vorhergesagten werten

Info

Publication number: DE102018102250A1
Application number: DE102018102250.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander J. Macdonald; Michael A. Ryba; Roger C. Barlow JR.
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2018-08-02
Also published as: CN108391200A; US9981617B1

Abstract

basierend auf einer Gaspedalposition, die mit einem Gaspedalpositionssensor gemessen wird, ermitteln mindestens eine von einer vorhergesagten Motordrehzahl und einer vorhergesagten Drehmomentausgabe eines Motors; und übertragen der mindestens einen von der vorhergesagten Motordrehzahl und dem vorhergesagten Motor auf einen Netzwerkbus. Ein Klangsteuermodul: ist vom ECM getrennt; erhält die mindestens eine der vorhergesagten Motordrehzahlen und das vorhergesagte Drehmoment vom Netzwerkbus; basierend auf der mindestens einen der vorhergesagten Motordrehzahl und der vorhergesagten Drehmomentausgabe, setzen mindestens eine der Frequenzen, bei der ein vorgegebenes Motorgeräusch ausgegeben wird, und eine Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräuschs bei der Frequenz; und Anlegen von Leistung an mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs, um das vorgegebene Motorgeräusch bei der Frequenz und der Größe auszugeben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Fahrzeuggeräuschsysteme und insbesondere auf Systeme und Verfahren zur Verbesserung von Motorgeräuschen basierend auf der vorhergesagten Motordrehzahl und/oder dem vorhergesagten Motordrehmoment.
HINTERGRUND
Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck der allgemeinen Darstellung des Zusammenhangs der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder in dem in diesem Hintergrundabschnitt beschriebenen Umfang, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung ansonsten nicht als Stand der Technik gelten, gelten gegenüber der vorliegenden Offenbarung weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik.
Einige Fahrzeuge haben konventionelle Antriebe mit einem Verbrennungsmotor und einem Antriebsstrang, von denen normalerweise bei Beschleunigungsvorgängen, Abbremsvorgängen und beim Gangwechsel Geräusche ausgehen. Viele Kunden vertrauen auf diese normalen Geräusche als Ausdruck einer ordnungsgemäßen Fahrzeugfunktion. Veränderungen dieser normalen Geräusche können für bestimmte Kunden darauf hinweisen, dass der Verbrennungsmotor und/oder der Antriebsstrang abweichend von der Erwartung arbeiten.
Einige Kunden können Vorstellungen davon haben, wie normale Geräusche bei unterschiedlichen Fahrzeugarten klingen sollten. So kann beispielsweise ein Kunde erwarten, dass „leistungsfähige“ Fahrzeuge bestimmte Geräusche abgeben, während einige Geräusche von anderen Fahrzeugtypen nicht erwartet werden. Das Fehlen eines erwarteten Geräusches kann den Benutzer beim Genuss des Fahrzeugs beeinträchtigen.
KURZDARSTELLUNG
In einem Merkmal beinhaltet ein Motorgeräusch-Verbesserungssystem eines Fahrzeugs ein Motorsteuergerät (ECM) das: basierend auf einer Gaspedalposition, die mit einem Gaspedalpositionssensor gemessen wird, mindestens eine der vorhergesagten Motordrehzahlen und ein vorhergesagtes Drehmoment eines Motors ermittelt; selektiv mindestens ein Motorstellglied des Fahrzeugs basierend auf der mindestens einen der vorhergesagten Motordrehzahl und dem vorhergesagten Drehmoment betätigt; und die mindestens eine der vorhergesagten Motordrehzahlen und den vorhergesagten Motor zu einem Netzwerkbus überträgt. Ein Audiosteuermodul: ist vom ECM getrennt; erhält die mindestens eine der vorhergesagten Motordrehzahlen und das vorhergesagte Drehmoment vom Netzwerkbus; basierend auf der mindestens einen der vorhergesagten Motordrehzahlen und dem vorhergesagten Drehmoment, stellt mindestens eines der folgenden ein: (i) eine Frequenz, bei welcher ein vorgegebener Motorsound ausgegeben wird; und (ii) eine Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorsounds bei der Frequenz; und wendet Leistung auf mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs an, um den vorbestimmten Motorsound bei der Frequenz und der Größe auszugeben.
In weiteren Merkmalen gibt der mindestens eine Lautsprecher in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs Geräusche aus.
In weiteren Merkmalen stellt das Audiosteuermodul: wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist, Folgendes ein: (i) die Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) die Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer als die erste Motordrehzahl ist, einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine zweite Frequenz ausgegeben wird, die größer als die zweite Frequenz ist; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz auf die erste Größe.
In weiteren Merkmalen stellt das Audiosteuermodul: wenn das vorhergesagte Drehmoment ein erstes Drehmoment ist, Folgendes ein: (i) die Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) die Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Drehmomentausgabe ein zweites Drehmoment ist, das größer als das erste Drehmoment ist, einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine zweite Frequenz ausgegeben wird, die größer als die zweite Frequenz ist; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz auf die erste Größe.
In weiteren Merkmalen stellt das Audiosteuermodul: wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist, Folgendes ein: (i) die Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) die Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer als die erste Motordrehzahl ist, einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) die Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer zweiten Größe, die größer als die erste Größe ist.
In weiteren Merkmalen stellt das Audiosteuermodul: wenn das vorhergesagte Drehmoment ein erstes Drehmoment ist, Folgendes ein: (i) die Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) die Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Drehmomentausgabe ein zweites Drehmoment ist, das größer als das erste Drehmoment ist, einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) die Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der Frequenz zu einer zweiten Größe, die größer als die erste Größe ist.
In weiteren Merkmalen stellt das Audiosteuermodul Folgendes ein, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer als die erste Motordrehzahl ist: (i) einstellen der Frequenz, mit welcher das vorgegebene Motorgeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; (ii) einstellen der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräuschs bei der Frequenz auf die erste Größe; (iii) einstellen einer zweiten Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorgeräusch größer als die erste Frequenz ausgegeben wird; (iv) einstellen einer zweiten Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der zweiten Frequenz; und (v) anwenden der Leistung auf den mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs, um das vorgegebene Motorgeräusch weiterhin bei der zweiten Frequenz und der zweiten Größe auszugeben.
In weiteren Merkmalen stellt das Audiosteuermodul: wenn das vorhergesagte Drehmoment ein erstes Drehmoment ist, Folgendes ein: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Drehmomentausgabe ein zweites Drehmoment ist, das größer als das erste Drehmoment ist: (i) Einstellen der Frequenz, mit welcher das vorgegebene Motorgeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; (ii) Einstellen der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräuschs bei der Frequenz auf die erste Größe; (iii) Einstellen einer zweiten Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorgeräusch größer als die erste Frequenz ausgegeben wird; (iv) Einstellen einer zweiten Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der zweiten Frequenz; und (v) Anwenden der Leistung auf den mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs, um das vorgegebene Motorgeräusch weiterhin bei der zweiten Frequenz und der zweiten Größe auszugeben.
In weiteren Merkmalen stellt das Audiosteuermodul: wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist, Folgendes ein: (i) die Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) die Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer als die erste Motordrehzahl ist, einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine zweite Frequenz ausgegeben wird, die größer als die zweite Frequenz ist; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer zweiten Größe, die größer als die erste Größe ist.
In weiteren Merkmalen führt das ECM folgendes aus: ermitteln einer gemessenen Motordrehzahl basierend auf einer Kurbelwellenposition, die mit einem Kurbelwellenpositionssensor gemessen wird; betätigen des mindestens einen Motorstellglieds, um die gemessene Motordrehzahl in Reaktion auf eine Änderung der Gaspedalstellung zu ändern; und vor der Änderung der gemessenen Motordrehzahl in Reaktion auf die Änderung der Gaspedalstellung, ändern der mindestens einen der vorhergesagten Motordrehzahl und des vorhergesagten Drehmoments.
In einem Merkmal beinhaltet ein Motorgeräusch-Verbesserungsverfahen für ein Fahrzeug: über ein Motorsteuergerät (ECM): basierend auf einer Gaspedalposition, die mit einem Gaspedalpositionssensor gemessen wird, mindestens eine der vorhergesagten Motordrehzahlen und ein vorhergesagtes Drehmoment eines Motors; selektiv mindestens ein Motorstellglied des Fahrzeugs basierend auf der mindestens einen der vorhergesagten Motordrehzahl und dem vorhergesagten Drehmoment betätigen; und die mindestens eine der vorhergesagten Motordrehzahlen und den vorhergesagten Motor zu einem Netzwerkbus übertragen; über ein vom ECM getrenntes Audiosteuermodul: Erhalten der mindestens einen der vorhergesagten Motordrehzahl und des vorhergesagten Drehmoments vom Netzwerkbus; basierend auf der mindestens einen der vorhergesagten Motordrehzahl und der vorhergesagten Drehmomentausgabe, einstellen mindestens eines der Folgenden: (i) eine Frequenz, bei welcher ein vorgegebenes Motorgeräusch ausgegeben wird; und (ii) eine Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräuschs bei der Frequenz; und Anlegen von Leistung an mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs, um das vorgegebene Motorgeräusch bei der Frequenz und der Größe auszugeben.
In weiteren Merkmalen gibt der mindestens eine Lautsprecher in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs Geräusche aus.
In weiteren Merkmalen beinhaltet das Einstellen mindestens eine aus (i) der Frequenz, bei welcher ein vorgegebenes Motorengeräusch ausgegeben werden soll, und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz: wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer als die erste Motordrehzahl ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine zweite Frequenz ausgegeben wird, die größer als die zweite Frequenz ist; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz auf die erste Größe.
In weiteren Merkmalen beinhaltet das Einstellen mindestens eine aus (i) der Frequenz, bei welcher ein vorgegebenes Motorengeräusch ausgegeben werden soll, und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz: wenn das vorhergesagte Drehmoment ein erstes Drehmoment ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Drehmomentausgabe ein zweites Drehmoment ist, das größer als das erste Drehmoment ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine zweite Frequenz ausgegeben wird, die größer als die zweite Frequenz ist; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz auf die erste Größe.
In weiteren Merkmalen beinhaltet das Einstellen mindestens eine aus (i) der Frequenz, bei welcher ein vorgegebenes Motorengeräusch ausgegeben werden soll, und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz: wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer als die erste Motordrehzahl ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer zweiten Größe, die größer als die erste Größe ist.
In weiteren Merkmalen beinhaltet das Einstellen mindestens eine aus (i) der Frequenz, bei welcher ein vorgegebenes Motorengeräusch ausgegeben werden soll, und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz: wenn das vorhergesagte Drehmoment ein erstes Drehmoment ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Drehmomentausgabe ein zweites Drehmoment ist, das größer als das erste Drehmoment ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer zweiten Größe, die größer als die erste Größe ist.
In weiteren Merkmalen beinhaltet das Einstellen mindestens eine aus (i) der Frequenz, bei welcher ein vorgegebenes Motorengeräusch ausgegeben werden soll, und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz: wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer als die erste Motordrehzahl ist: (i) das Einstellen der Frequenz, mit welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; (ii) das Einstellen der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz auf die erste Größe; (iii) das Einstellen einer zweiten Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch größer als die erste Frequenz ausgegeben wird; (iv) das Einstellen einer zweiten Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der zweiten Frequenz; und (v) das Anwenden der Leistung auf den mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs, um das vorgegebene Motorengeräusch weiterhin bei der zweiten Frequenz und der zweiten Größe auszugeben.
In weiteren Merkmalen beinhaltet das Einstellen mindestens eine aus (i) der Frequenz, bei welcher ein vorgegebenes Motorengeräusch ausgegeben werden soll, und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz: wenn das vorhergesagte Drehmoment ein erstes Drehmoment ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Drehmomentausgabe ein zweites Drehmoment ist, das größer als das erste Drehmoment ist: (i) das Einstellen der Frequenz, mit welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; (ii) das Einstellen der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz auf die erste Größe; (iii) das Einstellen einer zweiten Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch größer als die erste Frequenz ausgegeben wird; (iv) das Einstellen einer zweiten Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der zweiten Frequenz; und (v) das Anwenden der Leistung auf den mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs, um das vorgegebene Motorengeräusch weiterhin bei der zweiten Frequenz und der zweiten Größe auszugeben.
In weiteren Merkmalen beinhaltet das Einstellen mindestens eine aus (i) der Frequenz, bei welcher ein vorgegebenes Motorengeräusch ausgegeben werden soll, und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz: wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer als die erste Motordrehzahl ist, das Einstellen: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine zweite Frequenz ausgegeben wird, die größer als die zweite Frequenz ist; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorengeräuschs bei der Frequenz zu einer zweiten Größe, die größer als die erste Größe ist.
In weiteren Merkmalen führt das ECM ferner Folgendes aus: das Ermitteln einer gemessenen Motordrehzahl basierend auf einer Kurbelwellenposition, die mit einem Kurbelwellenpositionssensor gemessen wird; das Betätigen des mindestens einen Motorstellglieds, um die gemessene Motordrehzahl in Reaktion auf eine Änderung der Gaspedalstellung zu ändern; und vor dem Ändern der gemessenen Motordrehzahl in Reaktion auf die Änderung der Gaspedalstellung, das Ändern der mindestens einen der vorhergesagten Motordrehzahl und der vorhergesagten Drehmomentausgabe.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und schränken den Umfang der Offenbarung nicht ein.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, worin:

1 ein Funktionsblockdiagramm, einschließlich einem Motorsystem und einem Geräuschsystem eines Fahrzeugs ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm, einschließlich einer exemplarischen Implementierung eines Motorsteuergeräts (ECM) ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm, einschließlich einer exemplarischen Implementierung eines Sollerzeugungsmoduls ist;
4 ein Funktionsblockdiagramm, einschließlich einer exemplarischen Implementierung eines Audiosteuermoduls ist;
5 ein Diagramm von verschiedenen vorhergesagten und gemessenen Parametern über die Zeit ist; und
6 ein Flussdiagramm ist, das ein exemplarisches Verfahren zum Erzeugen von Schall zur Verbesserung des Motorengeräuschs basierend auf der vorhergesagten Motordrehzahl und/oder dem vorhergesagten Motordrehmoment darstellt.

In den Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen für ähnliche und/oder identische Elemente verwendet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ein Motorsteuermodul (Engine Control Module, ECM) steuert die Drehmomentausgabe eines Motors. Genauer gesagt steuert das ECM Stellglieder des Motors basierend jeweils auf Sollwerten basierend auf einer geforderten Menge an Drehmoment. Ein Audiosteuermodul erzeugt Schall über einen oder mehrere Lautsprecher des Fahrzeugs. Das Audiosteuermodul treibt beispielsweise die Lautsprecher an, um vordefinierte Motorengeräusche zu erzeugen.
Das Audiosteuermodul könnte die Lautsprecher antreiben, um die vorgegebenen Motorengeräusche basierend auf einer gemessenen Motordrehzahl und/oder einem gemessenen Drehmoment des Motors zu erzeugen, die vom ECM über ein Netzwerk an das Audiosteuermodul übertragen werden. Vorgegebene Motorgeräusche, die basierend auf der gemessenen Motordrehzahl und/oder dem gemessenen Drehmoment erzeugt werden, können jedoch von einem Fahrer im Verhältnis zur Gaspedalbetätigung durch den Fahrer als zu verzögert empfunden werden. Die Verzögerung kann zum Beispiel auf Verzögerungen zwischen dem Betätigen des Gaspedals durch den Fahrer und der daraus resultierenden Änderung der gemessenen Motordrehzahl und/oder des Drehmoments, auf Verzögerungen bei der Kommunikation vom ECM zum Audiosteuermodul und auf eine oder mehrere andere Verzögerungen zurückzuführen sein.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung erzeugt das Audiosteuermodul die vorgegebenen Motorgeräusche über den/die Lautsprecher basierend auf einer vorhergesagten Motordrehzahl und/oder einem vorhergesagten Motordrehmoment, die durch das ECM ermittelt werden. Das ECM kann die vorhergesagte Motordrehzahl und das vorhergesagte Drehmoment erhöhen, wenn die Gaspedalstellung zunimmt und umgekehrt. Das ECM ändert die vorhergesagte Motordrehzahl und das vorhergesagte Drehmoment in Reaktion auf eine Änderung der Gaspedalposition, jedoch früher als die gemessene Motordrehzahl und das gemessene Drehmoment in Reaktion auf diese Änderung an der Gaspedalposition. Die über den/die Lautsprecher ausgegebenen Motorengeräusche erfolgen somit zeitnah zu dem Zeitpunkt, zu dem der Fahrer die vorgegebenen Motorengeräusche erwarten kann. Dies verbessert die Wahrnehmung des Fahrers über das Fahrzeug und/oder die Fahrzeugleistung im Verhältnis zur Verwendung der gemessenen Motordrehzahl und/oder des gemessenen Drehmoments.
Mit Verweis auf 1 wird ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 umfasst einen Motor 102, der ein Kraftstoff-Luftgemisch verbrennt, um ein Antriebsmoment für ein Fahrzeug, basierend auf Fahrereingaben von einem Fahrereingabemodul 104, zu erzeugen. Der Motor 102 kann ein Fremdzündungs-Benzinverbrennungsmotor sein.
Die Luft wird durch einen Ansaugkrümmer 110 über ein Drosselventil 112 angesaugt. Ausschließlich als Beispiel kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einem drehbaren Flügel beinhalten. Ein Motorsteuergerät (Engine Control Module, ECM) 114 steuert ein Drosselstellgliedmodul 116, das wiederum die Öffnung der Drosselklappe 112 zur Regulierung der in den Ansaugkrümmer 110 angesaugten Luftmenge steuert.
Die Luft vom Ansaugkrümmer 110 wird in die Zylinder des Motors 102 gesaugt. Obwohl der Motor 102 mehrere Zylinder beinhalten kann, ist hier zu Veranschaulichungszwecken nur ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 dargestellt. Nur als Beispiel kann der Zylinder 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder beinhalten. Das ECM 114 kann ein Zylinderstellgliedmodul 120 zum gezielten Deaktivieren bestimmter Zylinder anweisen, wodurch unter bestimmten Betriebsbedingungen des Motors die Kraftstoffeffizienz verbessert werden kann.
Der Motor 102 kann nach dem Viertaktprinzip betrieben werden. Die vier nachstehend beschriebenen Takte können als Einlasstakt, Verdichtungstakt, Verbrennungstakt und Auslasstakt bezeichnet werden. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) erfolgen zwei der vier Takte innerhalb des Zylinders 118. Demzufolge sind zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erforderlich, damit der Zylinder 118 alle vier Takte ausführen kann.
Während des Einlasstakts wird die Luft aus dem Ansaugkrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 gesaugt. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoffstellgliedmodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung so regelt, dass ein bestimmtes Soll-Kraftstoff-/Luftverhältnis erreicht wird. Kraftstoff kann in den Ansaugkrümmer 110 an einer zentralen Stelle oder mehreren Stellen, wie beispielsweise nahe am Einlassventil 122 jedes Zylinders, eingespritzt werden. In verschiedenen Implementierungen (nicht dargestellt) kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in mit den Zylindern verbundene Mischkammern eingespritzt werden. Das Kraftstoffstellgliedmodul 124 kann das Einspritzen von Kraftstoff in die deaktivierten Zylinder stoppen.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und bildet innerhalb des Zylinders 118 ein Kraftstoff-/Luftgemisch. Während des Verdichtungstaktes komprimiert ein Kolben (nicht dargestellt) im Zylinder 118 das Kraftstoff-/Luftgemisch. Ein Zündfunkenstellgliedmodul 126 legt basierend auf einem Signal vom ECM 114 Spannung an eine Zündkerze 128 im Zylinder 118 an, die das Kraftstoff-/Luftgemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann so gelegt werden, dass sich der Kolben in diesem Moment in seiner als oberer Totpunkt (OT) bezeichneten obersten Stellung befindet.
Das Zündfunkenstellgliedmodul 126 kann durch ein Zeitsignal gesteuert werden, das festlegt, wie lange vor oder nach dem OT der Funke ausgelöst werden soll. Weil die Kolbenstellung direkt mit der Kurbelwellendrehung zusammenhängt, kann die Funktion des Zündfunkenstellgliedmoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Das Erzeugen des Funkens kann als Zündung bezeichnet werden. Das Zündfunkenstellgliedmodul 126 kann die Fähigkeit haben, den Zündzeitpunkt für jedes Zündereignis zu variieren. Das Zündfunkenstellgliedmodul 126 kann den Zündzeitpunkt für eine nächste Zündung verschieben, wenn der Zündzeitpunkt zwischen einer letzten Zündung und der nächsten Zündung verändert wurde. Das Zündfunkenstellgliedmodul 126 kann die Zündung für deaktivierte Zylinder sperren.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Kraftstoff-/Luftgemischs den Kolben weg vom OT, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Moment bezeichnet werden, in dem der Kolben den OT erreicht und dem Moment, in dem der Kolben den unteren Totpunkt (UT) erreicht. Während des Auslasstaktes bewegt sich der Kolben vom UT weg und stößt die Verbrennungsabfallprodukte durch ein Auslassventil 130 aus. Die Verbrennungsabfallprodukte werden über ein Abgassystem 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. In unterschiedlichen Anwendungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 steuern und/oder können die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Zylinderbänke (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 steuern und/oder können Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) mehrerer Zylinderbänke (einschließlich des Zylinders 118) steuern. In verschiedenen Implementierungen kann das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Vorrichtungen als Nockenwellen gesteuert werden, wie z. B. durch nockenlose Ventilstellglieder. Das Zylinderstellgliedmodul 120 kann den Zylinder 118 durch Deaktivieren des Öffnens des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 deaktivieren.
Die Zeit, wenn das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann im Verhältnis zum TDC des Kolbens durch einen Einlassnockenversteller 148 variiert werden. Die Zeit, wenn das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann im Verhältnis zum TDC des Kolbens durch einen Auslassnockenversteller 150 variiert werden. Ein Verstellstellgliedmodul 158 kann den Einlassnockenverstell 148 und den Auslassnockenverstell 150 basierend auf Signalen vom ECM 114 steuern. Insofern implementiert, kann ein variabler Ventilhub (nicht dargestellt) zudem durch das Phasenstellgliedmodul 158 gesteuert werden.
Das Motorsystem 100 kann einen Turbolader beinhalten, der wiederum eine Heißgasturbine 160-1 beinhaltet, die von den durch das Abgassystem 134 strömenden heißen Abgasen angetrieben wird. Der Turbolader beinhaltet zudem einen Kaltluftkompressor 160-2, der von der Turbine 160-1 angetrieben wird. Der Kompressor 160-2 komprimiert die in das Drosselventil 112 geführte Luft. In verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbolader (nicht dargestellt) die Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft in den Ansaugkrümmer 110 befördern.
Ein Ladedruckregelventil 162 kann die Abgase an der Turbine 160-1 vorbei leiten und dadurch den vom Turbolader erzeugten Ladedruck (die Stärke der Einlassluftkompression) reduzieren. Ein Ladedruckstellgliedmodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers regeln, indem es die Öffnung des Ladedruckregelventils 162 steuert. In verschiedenen Implementierungen können zwei oder mehrere Turbolader zum Einsatz kommen, die von dem Ladedruckstellgliedmodul 164 gesteuert werden können.
Ein Luftkühler (nicht dargestellt) kann Wärme von der komprimierten Ladeluft an ein Kühlmedium, wie z. B. Motorkühlflüssigkeit oder Luft, übertragen. Ein Luftkühler, der die komprimierte Ladeluft unter Verwenden der Motorkühlflüssigkeit kühlt, kann als Intercooler bezeichnet werden. Ein Luftkühler, der die komprimierte Ladeluft unter Verwendung von Luft kühlt, kann als Ladeluftkühler bezeichnet werden. Die komprimierte Ladeluft kann z. B. durch Kompression und/oder von anderen Komponenten des Abgassystems 134 aufgeheizt werden. Obwohl aus Gründen der Veranschaulichung getrennt dargestellt können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 miteinander verbunden sein und die Einlassluft in die Nähe heißer Abgase leiten.
Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführventil (AGR) 170 beinhalten, das Abgas selektiv zum Ansaugkrümmer 110 zurückführt. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 des Turboladers angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann von einem AGR-Stellgliedmodul 172 basierend auf Signalen des ECM 114 gesteuert werden.
Eine Position der Kurbelwelle kann unter Verwendung eines Kurbelwellenpositionssensors 180 gemessen werden. Eine Drehzahl der Kurbelwelle (Motordrehzahl) kann basierend auf der Kurbelwellenstellung ermittelt werden. Eine Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann innerhalb des Motors 102 oder an anderen Stellen angeordnet sein, an denen das Kühlmittel umgewälzt wird, wie beispielsweise ein Radiator (nicht dargestellt).
Der Druck im Ansaugkrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdruck (MAP)-Sensors 184 gemessen werden. In verschiedenen Ausführungen kann der aus der Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck im Ansaugkrümmer 110 bestehende Motorunterdruck gemessen werden. Der Massenstromdurchsatz der Luft, die durch den Ansaugkrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftstrommassen (MAF)-Sensors 186 gemessen werden. In unterschiedlichen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse positioniert sein, das auch die Drosselklappe 112 beinhaltet.
Das Drosselstellgliedmodul 116 kann die Stellung des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselstellungssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Temperatur der in den Motor 102 zugeführten Umgebungsluft kann unter Verwendung eines Einlasslufttemperatur (IAT)-Sensors 192 gemessen werden. Das Motorsystem 100 kann auch einen oder mehrere andere Sensoren 193, wie einen Umgebungsfeuchtigkeitssensor, einen oder mehrere Klopfsensoren, einen Kompressorauslass-Drucksensor und/oder einen Drosseleinlassdrucksensor, einen Ladedruckregelventil-Stellungssensor, ein EGR-Stellungssensor und/oder einen oder mehrere andere geeignete Sensoren, beinhalten. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerungsentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um zum Beispiel den Motorbetrieb mit dem Gangwechsel in einem Getriebe zu koordinieren. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 kommunizieren, um beispielsweise den Betrieb des Motors 102 und einer Motor/Generator-Einheit (MGU) 198 zu koordinieren. Während das Beispiel eine MGU verwendet, können auch mehrere MGU und/oder Elektromotoren implementiert werden. Die Begriffe MGU und elektrischer Motor können im Rahmen der vorliegenden Anmeldung, Zeichnungen und Ansprüchen austauschbar sein. In verschiedenen Ausführungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
Jedes System, das einen Motorparameter beeinflusst, kann als Motorstellglied bezeichnet werden. Jedes Motorstellglied weist einen zugehörigen Stellgliedwert auf. Das Drosselklappenstellgliedmodul 116 kann beispielsweise als ein Motorstellglied bezeichnet werden und der Drosselklappenöffnungsbereich kann als der Stellgliedwert bezeichnet werden. Im Beispiel der 1 erreicht das Drosselklappenstellgliedmodul 116 den Drosselklappenöffnungsbereich durch Einstellen eines Winkels des Flügels des Drosselventils 112.
Das Zündstellgliedmodul 126 kann auch als ein Motorstellglied bezeichnet werden, obwohl der entsprechende Stellgliedwert der Frühzündungsgrad in Bezug auf den TDC des Zylinders sein kann. Andere Motorstellglieder können das Zylinderstellgliedmodul 120, das Kraftstoffstellgliedmodul 124, das Verstellerstellgliedmodul 158, das Verstärkerstellgliedmodul 164 und das AGR-Stellgliedmodul 172 beinhalten. Für diese Stellglieder können die Stellgliedwerte jeweils einer Zylinderaktivierungs-/-deaktivierungsfolge, Kraftstoffversorgungsrate, Einlass- und Auslassnockenverstellwinkeln, Wastegate-Sollöffnungen und AGR-Ventilöffnungsbereich jeweils entsprechen.
Das ECM 114 kann die Stellgliedwerte steuern, um den Motor 102 zu veranlassen, das angeforderte Ausgangsdrehmoment zu produzieren. Das ECM 114 kann die Drehmomentanforderung beispielsweise aufgrund von einer oder mehreren Fahrereingaben festlegen, wie eine APP, eine BPP, eine CPP, und/oder einer oder mehreren anderen passenden Fahrereingaben. Das ECM 114 kann die Drehmomentanforderung zum Beispiel anhand einer oder mehrerer Funktionen oder Nachschlagetabellen festlegen, welche die Fahrereingabe(n) zu den Drehmomentanforderungen in Beziehung setzen.
Unter bestimmten Umständen steuert das Hybridsteuermodul 196 die MGU 198 an, um Ausgangsdrehmoment zu liefern, beispielsweise zur Ergänzung des Ausgangsdrehmoments des Motors. So kann beispielsweise das Hybridsteuermodul 196 die MGU 198 ansteuern, um (positives) Ausgangsdrehmoment zu erzeugen, wenn die Drehmomentanforderung größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist, die APP größer als eine vorgegebene Position ist oder wenn der Fahrer schnell das Gaspedal niedertritt. Das vorgegebene Drehmoment kann kalibriert werden und kann beispielsweise zumindest ein vorbestimmter Bruchteil einer maximal möglichen Drehmomentausgabe des Motors 102 unter den aktuellen Betriebsbedingungen sein. Der vorbestimmte Bruchteil kann kalibrierbar sein, ist größer als null und kann beispielsweise etwa 80 Prozent, etwa 90 Prozent oder ein anderer geeigneter Wert größer als 50 Prozent der maximal möglichen Drehmomentausgabe des Motors 102 sein.
Das Hybridsteuermodul 196 leitet elektrische Energie von einer Batterie an die MGU 198, damit die MGU 198 positives Drehmoment abgibt. Während das Beispiel die Batterie verwendet, kann mehr als eine Batterie für die Stromversorgung der MGU 198 verwendet werden. Die MGU 198 kann das Ausgangsdrehmoment beispielsweise zum Motor 102, einer Eingangswelle des Getriebes, einer Ausgangswelle des Getriebes oder einer anderen Vorrichtung zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang des Fahrzeugs liefern. Die Batterie kann speziell für die MGU 198 vorgesehen sein und eine oder mehrere andere Batterien für die Stromversorgung weiterer Fahrzeugfunktionen.
Unter anderen Umständen kann das Hybridsteuermodul 196 die MGU 198 ansteuern, um mechanische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umzuwandeln. Das Hybridsteuermodul 196 kann die MGU 198 ansteuern, um mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, um z. B. die Batterie aufzuladen. Dies kann als Regeneration bezeichnet werden.
Das Fahrzeug beinhaltet auch ein Klangsteuermodul 200 zum Steuern der Klangausgabe über die Lautsprecher 201. Obwohl das Beispiel des Lautsprechers 201 angeführt wird, kann der Lautsprecher 201 für einen oder mehrere Lautsprecher repräsentativ sein. Der Lautsprecher 201 kann sich im Fahrgastraum des Fahrzeugs und/oder des Abgassystems 134 befinden. Das Klangsteuermodul 200 kann die Lautsprecher 201 steuern, um Klänge basierend auf den empfangenen Signalen mit Amplitudenmodulation (AM), Frequenzmodulation (FM), von Satelliten und andere Arten von Audiosignalen auszugeben. Das Klangsteuermodul 200 kann beispielsweise im Rahmen eines Infotainment-Systems umgesetzt werden.
Das Audiosteuermodul 200 kann Parameter vom ECM 114, dem Hybridsteuermodul 196, dem Getriebesteuermodul 194, und/oder einem oder mehreren anderen Steuermodulen des Fahrzeugs erhalten. Das Klangsteuermodul 200 kann Parameter von anderen Modulen beispielsweise über einen Controller Area Network (CAN)-Bus oder eine andere geeignete Art von Netzwerkbus erhalten. Wie nachfolgend erörtert, kann das Klangsteuermodul 200 den Zeitpunkt und den Umfang der Klangausgabe aufgrund von einem oder mehreren der empfangenen Parameter ermitteln. So kann beispielsweise das Klangsteuermodul 200 Frequenzen und/oder Größen für die Ausgabe von einem oder mehreren vordefinierten Motorgeräuschen einstellen, um die Motorgeräusche basierend auf einer vorhergesagten Motordrehzahl und/oder einem vorhergesagten Drehmoment des Motors 102 zu verbessern. Das Klangsteuermodul 200 kann die vorhergesagte Motordrehzahl und das vorhergesagte Drehmoment vom ECM 114 empfangen.
Mit Verweis auf 2 wird ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Motorsteuersystems dargestellt. Ein Fahrerdrehmomentmodul 202 bestimmt eine Fahrerdrehmomentanforderung 204 basierend auf einer Fahrereingabe 206 vom FahrerEingabemodul 104. Die Fahrereingabe 206 kann beispielsweise basierend auf einer Gaspedal- oder Bremspedalstellung erfolgen. Die Fahrereingabe 206 kann auch basierend auf einer Geschwindigkeitsregelung basieren, die ein adaptives Geschwindigkeitsregelungssystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um einen vorbestimmten Folgeabstand zu halten. Das Fahrerdrehmomentmodul 202 kann eine oder mehrere Zuordnungen von Fahrereingaben (z. B. Gaspedalstellungen) zu Solldrehmomenten speichern und die Fahrerdrehmomentanforderung 204 basierend auf einer ausgewählten Zuordnung ermitteln. Das Fahrerdrehmomentmodul 202 kann auch ein oder mehrere Filter anwenden, um Grenzänderungen in der Fahrerdrehmomentanforderung 204 einzuschätzen.
Ein Achsdrehmoment-Arbitriermodul 208 arbitriert zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung 204 und anderen Achsdrehmomentanforderungen 210. Das Achsmoment (Drehmoment an den Rädern) kann aus verschiedenen Quellen erzeugt werden, darunter der Motor 102 und/oder die MGU 198. Die Achsdrehmomentanforderung 210 kann beispielsweise eine von einem Traktionssteuerungssystem angeforderte Drehmomentreduzierung beinhalten, wenn positiver Radschlupf erfasst wird. Positiver Radschlupf tritt auf, wenn das Achsdrehmoment die Reibung zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche überwindet und die Räder auf der Straßenoberfläche zu rutschen beginnen. Die Achsdrehmomentanforderungen 210 können auch eine Drehmomenterhöhungsanforderung beinhalten, um negativem Radschlupf entgegenzuwirken, der auftritt, wenn ein Reifen des Fahrzeugs im Verhältnis zur Straßenoberfläche in Gegenrichtung rutscht, weil das Achsdrehmoment negativ ist.
Die Achsdrehmomentanforderung 210 kann auch Bremsmanagmentanforderungen und Fahrzeugübergeschwindigkeits-Drehmomentanforderungen beinhalten. Bremsmanagmentanforderungen können das Achsdrehmoment verringern, um zu gewährleisten, dass das Achsdrehmoment nicht die Fähigkeit der Bremsen zum Anhalten des Fahrzeugs überschreitet, wenn das Fahrzeug stoppt. Fahrzeugübergeschwindigkeits-Drehmomentanforderungen können das Achsdrehmoment verringern, um zu verhindern, dass das Fahrzeug eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet. Die Achsdrehmomentanforderungen 210 können auch von Fahrzeug-Stabilitätskontrollsystemen erzeugt werden.
Das Achsdrehmoment-Arbitriermodul 208 gibt eine Achsdrehmomentanforderung 212 basierend auf den Ergebnissen der Arbitrierung zwischen den empfangenen Achsdrehmomentanforderungen 204 und 210 aus. Wie nachfolgend beschrieben, kann die Achsdrehmomentanforderung 212 vom Achsdrehmoment-Arbitriermodul 208 selektiv von anderen Modulen des ECM 114 angepasst werden, bevor sie zur Steuerung der Motorstellglieder zur Anwendung kommen.
Das Achsdrehmoment-Arbitriermodul 208 kann die Achsdrehmomentanforderung 212 an ein Vortriebsdrehmoment-Arbitriermodul 214 ausgeben. In verschiedenen Implementierungen kann das Achsdrehmoment-Arbitriermodul 208 die Achsdrehmomentanforderung 212 an ein Hybridoptimierungsmodul (nicht dargestellt) ausgeben. Das Hybridoptimierungsmodul kann ermitteln, wie viel Drehmoment vom Motor 102 und wie viel Drehmoment von der MGU 198 produziert werden soll. Das Hybridoptimierungsmodul gibt dann eine geänderte Achsdrehmomentanforderung an das Vortriebsdrehmoment-Arbitriermodul 214 aus.
Das Vortriebsdrehmoment-Arbitriermodul 214 wandelt die Achsdrehmomentanfragen 212 aus einem Achsdrehmomentbereich (Drehmoment an den Rädern) in einen Vortriebsdrehmomentbereich (Drehmoment an der Kurbelwelle) um. Das Vortriebsdrehmoment-Arbitriermodul 214 arbitriert zwischen der (umgewandelten) Achsdrehmomentanforderung 212 und anderen Vortriebsdrehmomentanforderungen 216. Das Vortriebsdrehmoment-Arbitriermodul 214 erzeugt eine Vortriebsdrehmomentanforderung 218 als Ergebnis der Arbitrierung.
So können beispielsweise die Vortriebsdrehmomentanforderungen 216 Drehmomentsenkungen zum Schutz vor Motorüberdrehzahlen, Drehmomentsteigerungen zur Blockierverhinderung und vom Getriebesteuermodul 194 zur Anpassung der Gangwechsel angeforderte Drehmomentsenkungen beinhalten. Die Vortriebsdrehmomentanforderungen 216 können auch ein Ergebnis einer Kupplungs-Kraftstoffabschaltung sein, die das Motorausgangsdrehmoment reduziert, um einen Anstieg der Motordrehzahl zu verhindern, wenn der Fahrer in einem Fahrzeug mit Handschaltung das Kupplungspedal betätigt.
Die Vortriebsdrehmomentanforderungen 216 können auch eine Motorabschaltanforderung beinhalten, die bei Erfassung eines kritischen Fehlers initiiert wird. Nur als Beispiel können kritische Fehler die Feststellung eines Fahrzeugdiebstahls, festsitzenden Anlassermotors, elektronischer Drosselsteuerprobleme und unerwartete Drehmomentsteigerungen beinhalten. In verschiedenen Implementierungen wird die Motorabschaltanforderung als vorrangige Anforderung gewählt, wenn eine Motorabschaltanforderung vorhanden ist. Wenn die Motorabschaltanforderung vorhanden ist, kann das Vortriebsdrehmoment-Arbitriermodul 214 null als die Vortriebsdrehmomentanforderung 218 ausgeben.
In verschiedenen Implementierungen kann eine Motorabschaltanforderung einfach den Motor 102 getrennt vom Arbitierprozess abschalten. Das Vortriebsdrehmoment-Arbitriermodul 214 kann immer noch die Motorabschaltanforderung erhalten, sodass beispielsweise geeignete Daten als Feedback an andere Drehmomentanforderer gesendet werden können. So können beispielsweise alle anderen Drehmomentanforderer informiert werden, dass sie in der Arbitrierung als nachrangig eingestuft wurden.
Ein Sollerzeugungsmodul 220 (siehe auch 3) erzeugt Sollwerte für die Motorstellglieder basierend auf der Vortriebsdrehmomentanforderung 218 und anderen Parametern, wie weiter unten erörtert. Das Sollerzeugungsmodul 220 erzeugt die Sollwerte unter Verwendung von Model Predictive Control (modellprädikativer Steuerung, MPC). Die Vortriebsdrehmomentanforderung 218 kann ein Bremsmoment sein. Das Bremsmoment kann als das Drehmoment an der Kurbelwelle unter den aktuellen Betriebsbedingungen bezeichnet werden.
Die Sollwerte beinhalten einen Ladedruckregelventil-Sollöffnungsbereich 230, einen Drosselklappen-Sollöffnungsbereich 232, einen AGR-Sollöffnungsbereich 234, einen Einlassnocken-Phasenversteller-Sollwinkel 236 und einen Auslassnocken-Phasenversteller-Sollwinkel 238. Die Sollwerte können auch einen Sollzündzeitpunkt 240, eine Sollanzahl von zu aktivierenden 242 Zylindern und einen Kraftstoffzufuhr-Sollparameter 244 beinhalten. Das Ladedruckstellgliedmodul 164 steuert das Ladedruckregelventil 162, um den Ladedruckregelventil-Sollöffnungsbereich 230 zu erreichen. So kann beispielsweise ein erstes Umwandlungsmodul 248 den Ladedruckregelventil-Sollöffnungsbereich 230 in einen Sollarbeitszyklus 250 umwandeln, der für das Ladedruckregelventil 162 angewendet wird, und das Ladedruckstellgliedmodul 164 kann ein Signal an das Ladedruckregelventil 162 basierend auf dem Sollarbeitszyklus 250 ausgeben. In verschiedenen Implementierungen kann das erste Umwandlungsmodul 248 den Ladedruckregelventil-Sollöffnungsbereich 230 in eine Ladedruckregelventil-Sollstellung (nicht dargestellt) und die Ladedruckregelventil-Sollstellung in den Sollarbeitszyklus 250 umwandeln.
Das Drosselstellgliedmodul 116 steuert das Drosselventil 112 so, dass der Drosselöffnungs-Sollbereich 232 erreicht wird. So kann beispielsweise ein zweites Umwandlungsmodul 252 den Drossel-Sollöffnungsbereich 232 in einen Sollarbeitszyklus 254 umwandeln, der für das Drosselventil 112 angewendet wird, und das Drossel-Stellgliedmodul 116 kann ein Signal an das Drosselventil 112 ausgeben, das auf dem Sollarbeitszyklus 254 basiert. In verschiedenen Implementierungen kann das zweite Umwandlungsmodul 252 den Drossel-Sollöffnungsbereich 232 in eine Drossel-Sollstellung (nicht dargestellt) und die Drosselventil-Sollstellung in den Sollarbeitszyklus 254 umwandeln.
Das AGR-Stellgliedmodul 172 steuert das AGR-Ventil 170 so, dass der AGR-Sollöffnungsbereich 234 erreicht wird. So kann beispielsweise ein drittes Umwandlungsmodul 256 den AGR-Sollöffnungsbereich 234 in einen Sollarbeitszyklus 258 umwandeln, der am AGR-Ventil 170 zur Anwendung kommt, und das AGR-Stellgliedmodul 172 kann ein Signal an das AGR-Ventil 170 basierend auf dem Sollarbeitszyklus 258 ausgeben. In verschiedenen Implementierungen kann das dritte Umwandlungsmodul 256 den AGR-Sollöffnungsbereich 234 in eine AGR-Sollstellung (nicht dargestellt) und die AGR-Sollstellung in den Sollarbeitszyklus 258 umwandeln.
Das Phasenversteller-Stellgliedmodul 158 steuert den Einlassnocken-Phasenversteller 148 zum Einstellen des Einlassnocken-Phasenversteller-Sollwinkels 236. Das Phasenversteller-Stellgliedmodul 158 steuert auch den Auslassnocken-Phasenversteller 150 zum Erreichen des Auslassnocken-Soll-Phasenverstellerwinkels 238. In verschiedenen Implementierungen kann ein viertes Umwandlungsmodul (nicht dargestellt) beinhaltet sein und den Soll-Einlass- und Auslassnocken-Phasenverstellerwinkel 236 und 238 in Soll-Einlass- und Auslassarbeitszyklen umwandeln. Das Phasenversteller-Stellgliedmodul 158 kann die Einlass- und Auslass-Sollarbeitszyklen an die Einlass- und Auslassnocken-Phasenversteller 148 bzw. 150 ausgeben. In verschiedenen Implementierungen kann das Sollerzeugungsmodul 220 (anstelle der Solleinlass-Auslass-Phasenverstellerwinkel) einen Sollüberschneidungsfaktor und eine effektive Verschiebung ermitteln, und das Phasenversteller-Stellgliedmodul 158 kann die Einlass- und Auslassnocken-Phasenversteller 148 und 150 so steuern, dass der Sollüberschneidungsfaktor und die effektive Verschiebung erreicht werden.
Das Zündfunkenstellgliedmodul 126 stellt einen Zündfunken bereit, basierend auf dem Sollzündzeitpunkt 240. In verschiedenen Implementierungen kann das Sollerzeugungsmodul 220 einen Sollwert für die Verbrennungsphase erzeugen, wie beispielsweise einen Soll-Kurbelwellenwinkel, bei dem 50 Prozent der bereitgestellten Kraftstoffmasse verbrannt werden (CA50). Der Sollzündzeitpunkt kann basierend auf dem Sollwert der Verbrennungsphase und einer geschätzten Brenndauer bestimmt werden. Die geschätzte Brenndauer kann zum Beispiel basierend auf APC, Feuchtigkeit, Verdünnung und Temperatur der Luft in einem Zylinder bestimmt werden. Alternativ kann das Sollerzeugungsmodul 220 einen Soll-Drehmomentabfall ermitteln, und der Sollzündzeitpunkt 240 kann basierend darauf bestimmt werden, wie weit der Zündzeitpunkt in Bezug auf einen optimalen Zündzeitpunkt verzögert werden muss, um den Soll-Drehmomentabfall zu erreichen.
Das Zylinderstellgliedmodul 120 aktiviert und deaktiviert die Ventile des Zylinders, selektiv basierend auf der Sollanzahl an Zylindern 242. Die Kraftstoffzufuhr und der Zündfunken können auch mit Zylindern deaktiviert werden, die deaktiviert sind. Die Kraftstoffzufuhr-Sollparameter 244 können beispielsweise die Kraftstoffsollmasse, den Einspritzstart-Sollzeitpunkt und die Sollanzahl von Kraftstoffeinspritzungen beinhalten. Das Kraftstoffstellgliedmodul 124 steuert die Kraftstoffzufuhr basierend auf den Kraftstoffzufuhr-Sollparametern 244.
3 ist ein Funktionsblockdiagramm einer exemplarischen Implementierung des Sollerzeugungsmoduls 220. Unter Bezugnahme auf 2 und 3, wie vorstehend erörtert, kann die Vortriebsdrehmomentanforderung 218 ein Bremsmoment sein. Ein Drehmomentumwandlungsmodul 304 wandelt die Vortriebsdrehmomentanforderung 218 von Bremsmoment in Basismoment um. Die aus der Umwandlung in Basismoment resultierende Drehmomentanforderung wird hierin als Basisanforderung 308 bezeichnet.
Basismomente können sich als das an der Kurbelwelle während des Motorbetriebs 102 mit einem Drehmomentmesser erhobene Drehmoment bezeichnet werden, während der Motor 102 warm ist und der Motor 102 nicht unter Drehmomentlasten durch Zubehör, wie eine Lichtmaschine oder einen A/C-Kompressor, steht. Das Drehmomentumwandlungsmodul 304 kann die Vortriebsdrehmomentanforderung 218 in die Basisdrehmomentanforderung 308 umwandeln, beispielsweise unter Verwendung von Zuordnungen oder einer Funktion, die Bremsmomente den Basismomenten zuordnet. Nachschlagetabellen sind Beispiele für Zuordnungen, und Gleichungen sind Beispiele für Funktionen. In verschiedenen Implementierungen kann das Drehmomentumwandlungsmodul 304 die Vortriebsdrehmomentanforderung 218 in einen anderen passenden Drehmomenttyp, wie beispielsweise ein indiziertes Drehmoment, umwandeln. Ein indiziertes Drehmoment kann als ein Drehmoment an der Kurbelwelle bezeichnet werden, das auf der bei der Verbrennung in den Zylindern geleisteten Arbeit beruht.
Ein MPC-Modul (modellprädikative Steuerung) 312 erzeugt die Sollwerte 230-244 unter Verwendung des MPC. Das MPC-Modul 312 kann ein Einzelmodul sein oder mehrere Module umfassen. So kann beispielsweise das MPC-Modul 312 ein Sequenzbestimmungsmodul 316 beinhalten. Das Sequenzbestimmungsmodul 316 bestimmt mögliche Sequenzen der Sollwerte 230-244, die zusammen während der künftigen N Steuerschleifen genutzt werden könnten.
Jede der vom Sequenzbestimmungsmodul 316 bestimmten möglichen Sequenzen beinhaltet eine Sequenz von N Werten für jeden der Sollwerte 230-244. Mit anderen Worten beinhaltet jede mögliche Sequenz eine Sequenz von N Werten für den Ladedruckregelventil-Sollöffnungsbereich 230, eine Sequenz von N Werten für den Drosselklappen-Sollöffnungsbereich 232, eine Sequenz von N Werten für den AGR-Sollöffnungsbereich 234, eine Sequenz von N Werten für den Soll-Einlassventilhubzustand 236 und eine Sequenz von N Werten für den Soll-Auslassventilhubzustand 238. Jede mögliche Sequenz kann auch eine Sequenz von N Werten für den Sollzündzeitpunkt 240, die Sollanzahl der Zylinder 242 und die Kraftstoffzufuhr-Sollparameter 244 beinhalten. Jeder der N Werte steht für einen entsprechenden Wert der künftigen N Regelkreise. N ist eine ganze Zahl größer oder gleich eins. Der Zeitraum, der durch die künftigen N Regelkreise definiert wird, kann als Regelhorizont bezeichnet werden.
Ein Voraussagemodul 323 bestimmt vorausgesagte Reaktionen des Motors 102 auf die möglichen Sequenzen der Sollwerte 230-244, jeweils basierend auf einem mathematischen Modell 324 des Motors 102. Das Vorhersagemodul 323 erzeugt die vorhergesagten Reaktionen für jede der möglichen Sequenzen der Sollwerte 230-244. Basierend auf einer möglichen Sequenz der Sollwerte 230-244 unter Verwendung des Modells 324 erzeugt das Vorhersagemodul 323 beispielsweise eine Sequenz von M vorhergesagten Drehmomenten des Motors 102 für M der N künftigen Regelkreise, eine Sequenz von M vorhergesagten Motordrehzahlen für die M künftigen Regelkreise und eine Sequenz von M vorhergesagten MAPs für die M künftigen Regelkreise. Obwohl ein Beispiel des Erzeugens des vorausgesagten Drehmoments, vorausgesagter Motordrehzahl und vorausgesagter MAP beschrieben wird, können die vorausgesagten Parametern einen oder mehrere vorausgesagte Motorbetriebsparameter beinhalten. Der Zeitraum, der durch die künftigen M Regelkreise definiert wird, kann als Vorhersagehorizont bezeichnet werden. M ist eine ganze Zahl, die größer oder gleich N ist. Als solches ist der Vorhersagehorizont größer oder gleich dem Regelhorizont. Das Modell 324 kann beispielsweise eine oder mehrere Funktionen oder eine Zuordnung beinhalten, kalibriert basierend auf Eigenschaften des Motors 102.
Das Vorhersagemodul 323 kann die vorhergesagten Parameter für eine gegebene Sequenz von möglichen Sollwerten basierend auf folgende Beziehung erzeugen: $x (k + 1) = A x (k) + B u (k);$

und $y (k) = C x (k),$

wobei x(k+1) ein Vektor mit Einträgen ist, welche die Zustände des Motors 102 für einen nächsten Regelkreis k+1 anzeigen, A eine Matrix ist, die konstante Werte beinhaltet, die basierend auf den Eigenschaften des Motors 102 kalibriert sind, x(k) ein Vektor mit Einträgen ist, welche die Zustände des Motors 102 für den k-ten Regelkreis anzeigen, B eine Matrix mit konstanten Werten ist, die basierend auf den Eigenschaften des Motors 102 kalibriert sind, u(k) ein Vektor ist, der Einträge für die möglichen Sollwerte für den k-ten Regelkreis beinhaltet, y(k) ein Vektor ist, der die vorhergesagten Parameter für den k-ten Regelkreis beinhaltet, und C eine Matrix ist, die konstante Werte beinhaltet, die basierend auf den Eigenschaften des Motors 102 kalibriert wurden. Der während des k-ten Regelkreises bestimmte Vektor x(k+1) wird als Vektor x(k) für den nächsten Regelkreis k+1 verwendet. Das Vorhersagemodul 323 erzeugt die vorhergesagten Parameter für jeden der M der N künftigen Regelkreise, wobei M eine ganze Zahl ist, die größer als Null und größer oder gleich N ist (d. h. k=0, 1, ... M). Die Beziehungen können auch wie folgt geschrieben werden: $x (k) = A x (k - 1) + B u (k - 1);$

und $y (k) = C x (k),$

wobei k ein Regelkreis ist, x(k-1) ein Vektor mit Einträgen, welche die Zustände des Motors 102 für einen letzten Regelkreis anzeigen, A eine Matrix ist, die konstante Werte beinhaltet, die basierend auf den Eigenschaften des Motors 102 kalibriert sind, x(k) ein Vektor mit Einträgen ist, welche die Zustände des Motors 102 für den k-ten Regelkreis anzeigen, B eine Matrix mit konstanten Werten ist, die basierend auf den Eigenschaften des Motors 102 kalibriert sind, u(k-1) ein Vektor ist, der Einträge für die möglichen Sollwerte für den letzten Regelkreis k-1 ist.
Wie die Komponenten der vorstehenden Beziehungen für das Beispiel der vorhergesagten Parameter einschließlich des vorhergesagten Drehmoments, der vorhergesagten Motordrehzahl und des vorhergesagten MAP umgeschrieben werden können, wird nun beschrieben. Der Vektor x(k+1) kann umgeschrieben werden als: $x (k + 1) = [\begin{matrix} x 1 (k + 1) \\ x 2 (k + 1) \\ x 3 (k + 1) \end{matrix}],$

wobei xl(k+1) ein erster Zustandsparameter des Motors 102 für den nächsten Regelkreis ist, x2(k+1) ein zweiter Zustandsparameter des Motors 102 für den nächsten Regelkreis ist, und x3(k+1) ein dritter Zustandsparameter des Motors 102 für den nächsten Regelkreis ist.
Die Matrix A kann umgeschrieben werden als: $A = [\begin{matrix} a 11 & a 12 & a 13 \\ a 21 & a 22 & a 23 \\ a 31 & a 32 & a 33 \end{matrix}]$

wobei all-a33 konstante Werte sind, die basierend auf den Eigenschaften des Motors 102 kalibriert sind.
Der Vektor x(k) kann umgeschrieben werden als: $x (k) = [\begin{matrix} x 1 (k) \\ x 2 (k) \\ x 3 (k) \end{matrix}],$

wobei x1(k) der erste Zustandsparameter des Motors 102 für den k-ten Regelkreis, x2(k) der zweite Zustandsparameter des Motors 102 für den k-ten Regelkreis und x3(k) der dritte Zustandsparameter des Motors 102 für den k-ten Regelkreis ist. Die Einträge des Vektors x(k) sind die Einträge des für den letzten Regelkreis berechneten Vektor x(k+1). Die für den k-ten Regelkreis berechneten Einträge des Vektors x(k+1) werden für den nächsten Regelkreis als Einträge des Vektors x(k) verwendet.
Die Matrix B kann umgeschrieben werden als: $B = [\begin{array}{l} b 11 & b 12 & b 13 & b 14 & b 15 & b 16 & b 17 & b 18 \\ b 21 & b 22 & b 23 & b 24 & b 25 & b 26 & b 27 & b 28 \\ b 31 & b 32 & b 33 & b 34 & b 35 & b 36 & b 37 & b 38 \end{array}]$

wobei b11-b38 konstante Werte sind, die basierend auf den Eigenschaften des Motors 102 kalibriert sind.
Der Vektor u(k) kann umgeschrieben werden als: $u (k) = [\begin{matrix} P T T (k) \\ P T W G (k) \\ P T E G R (k) \\ P T I C P (k) \\ P T E C P (k) \\ P T S (k) \\ P T N (k) \\ P T F (k) \end{matrix}],$

wobei PTT(k) eine mögliche Soll-Drosselklappenöffnung einer möglichen Sequenz für den k-ten der M künftigen Regelkreise ist, PTWG(k) eine mögliche Soll-Drosselklappenöffnung der möglichen Sequenz für den k-ten der M zukünftigen Regelkreise ist, PTEGR(k) eine mögliche Soll-AGR-Öffnung der möglichen Sequenz für den k-ten der M zukünftigen Regelkreise ist, PTICP(k) ein möglicher Soll-Einlassnocken-Phasenverstellwert der möglichen Sequenz für den k-ten der zukünftigen M-Regelkreise ist, und PTECP(k) ein möglicher Soll-Auslassnocken-Phasenverstellwert der möglichen Sequenz für den k-ten der zukünftigen M-Regelkreise ist. PTS(k) ist ein möglicher Sollzündzeitpunkt für den k-ten der M zukünftigen Regelkreise, PTN(k) ist eine mögliche Anzahl an Zylindern für den k-ten der M zukünftigen Regelkreise, und PTF(k) beinhaltet mögliche Betankungsparameter für den k-ten der M zukünftigen Regelkreise.
Der Vektor y(k) kann umgeschrieben werden als: $y (k) = [\begin{matrix} P T (k) \\ P R P M (k) \\ P M A P (k) \end{matrix}],$

wobei PT(k) ein vorhergesagtes Drehmoment des Motors 102 für den k-ten der M zukünftigen Regelkreise ist, PRPM(k) eine vorhergesagte Motordrehzahl für den k-ten der M zukünftigen Regelkreise ist und PMAP(k) ein vorhergesagtes MAP für den k-ten der M zukünftigen Regelkreise ist.
Die Matrix C kann umgeschrieben werden als: $C = [\begin{matrix} c 11 & c 12 & c 13 \\ c 21 & c 22 & c 23 \\ c 31 & c 32 & c 33 \end{matrix}]$

wobei c11-c33 konstante Werte sind, die basierend auf den Eigenschaften des Motors 102 kalibriert sind.
Das Modell 324 kann mehrere verschiedene Sätze der A-, B- und C-Matrizen für unterschiedliche Betriebsbedingungen beinhalten. Das Vorhersagemodul 323 kann den zu verwendenden Satz der A-, B- und C-Matrizen basierend auf zum Beispiel der aktuellen Motordrehzahl, der aktuellen Motorlast (z. B. Drehmoment) und/oder einem oder mehreren anderen Parametern auswählen.
Ein Kostenmodul 332 bestimmt einen Kostenwert für jede der möglichen Sequenzen der Sollwerte 230-244 ausgehend von den vorhergesagten, für eine mögliche Sequenz bestimmten Parametern. Eine Beispiel-Kostenbestimmung wird weiter unten erörtert. Jeder der Kostenwerte reflektiert „Kosten“, die der Verwendung dieser möglichen Reihenfolge der Sollwerte 230-244 zugeordnet sind, und kann mit den anderen Kostenwerten verglichen werden, um festzustellen, welche der möglichen Sequenzen der Sollwerte 230-244 verwendet werden soll.
Ein Auswahlmodul 344 wählt eine der möglichen Sequenzen der Sollwerte 230-244 basierend auf den jeweiligen Kosten der möglichen Sequenzen aus. So kann beispielsweise das Auswahlmodul 344 diejenige mögliche Sequenz mit den geringsten Kosten auswählen, die gleichzeitig die Stellgliedeinschränkungen 348 und die Ausgabeeinschränkungen erfüllt 352.
Bei der Kostenbestimmung kann das Erfüllen der Ausgabeeinschränkungen 352 berücksichtigt werden. Mit anderen Worten kann das Kostenmodul 332 die Kostenwerte basierend auf den Ausgabeeinschränkungen 352 ermitteln. Wie weiter unten erörtert, wird das Auswahlmodul 344 je nachdem, wie die Kostenwerte bestimmt werden, diejenige der möglichen Sequenzen auswählen, die bei gleichzeitiger Minimierung des Kraftstoffverbrauchs am besten die Basis-Luftdrehmomentanforderung 308 erfüllt, vorbehaltlich der Stellgliedeinschränkungen 348 und Ausgabeeinschränkungen 352.
Das Auswahlmodul 344 kann die Sollwerte 230-244 auf die jeweils ersten N Werte der ausgewählten möglichen Sequenz setzen. Mit anderen Worten kann das Auswahlmodul 344 den Ladedruckregelventil-Sollöffnungsbereich 230 auf den ersten der N Werte in der Sequenz von N Werten für den Ladedruckregelventil-Sollöffnungsbereich 230 setzen, den Drossel-Sollöffnungsbereich 232 auf den ersten der N Werte in der Sequenz von N Werten für den Drossel-Sollöffnungsbereich 232 setzen, den AGR-Sollöffnungsbereich 234 auf einen der N Werte in der Sequenz von N Werten für den AGR-Sollöffnungsbereich 234 setzen, den Einlassnocken-Phasenverstellwinkel 236 auf den ersten der N Werte in der Sequenz von N Werten für den Einlassnocken-Phasenverstellwinkel 236 setzen und den Auslassnocken-Phasenverstellwinkel 238 auf den ersten der N Werte in der Sequenz von N Werten für den Auslassnocken-Phasenverstellwinkel 238 setzen. Das Auswahlmodul 344 setzt auch den Sollzündzeitpunkt 240 auf den ersten der N Werte in der Sequenz von N Werten für den Sollzündzeitpunkt 240, die Sollanzahl der Zylinder 242 auf den ersten der N Werte in der Sequenz von N Werten für die Sollanzahl an Zylindern 242 und die Kraftstoffzufuhr-Sollparameter 244 auf den ersten der N Werte in der Sequenz von N Werten für die Kraftstoffzufuhr-Sollparameter 244.
In einem nächsten Regelkreis identifiziert das MPC-Modul 312 mögliche Sequenzen, erzeugt die vorausgesagten Parameter für die möglichen Sequenzen, bestimmt die Kosten für jede der möglichen Sequenzen, wählt eine der möglichen Sequenzen aus und setzt die Sollwerte 230-244 auf den ersten Satz von Sollwerten 230-244 in der ausgewählten möglichen Sequenz. Dieser Prozess wird für jeden Regelkreis fortgesetzt.
Ein Stellgliedeinschränkungsmodul 360 (siehe 2) setzt die Stellgliedeinschränkungen 348 für jeden Sollwert 230-244. Mit anderen Worten setzt das Stellgliedeinschränkungsmodul 360 Stellgliedeinschränkungen für das Drosselventil 112, Stellgliedeinschränkungen für das EGR-Ventil 170, Stellgliedeinschränkungen für das Ladedruckregelventil 162, Stellgliedeinschränkungen für den Einlassnocken-Phasenversteller 148 und Stellgliedeinschränkungen für den Auslassnocken-Phasenversteller 150. Das Stellgliedeinschränkungsmodul 360 kann auch Stellgliedeinschränkungen für das Zündfunkenstellgliedmodul 126, Stellgliedeinschränkungen für das Zylinderstellgliedmodul 120 und Stellgliedeinschränkungen für das Kraftstoffstellgliedmodul 124 setzen.
Die Stellgliedeinschränkungen 348 für jeden der Sollwerte 230-244 können einen Maximalwert für einen verbundenen Sollwert und einen Mindestwert für diesen Sollwert beinhalten. Das Stellgliedeinschränkungsmodul 360 kann die Stellgliedeinschränkungen 348 im Allgemeinen für die verbundenen Motorstellglieder auf eine vorbestimmte Betriebsbereiche setzen. Insbesondere kann das Stellgliedeinschränkungsmodul 360 die Stellgliedeinschränkungen 348 im Allgemeinen auf vorbestimmte Betriebsbereiche jeweils für das Drosselventil 112, das AGR-Ventil 170, das Ladedruckregelventil 162, den Einlassnocken-Phasenversteller 148 und den Auslassnocken-Phasenversteller 150, das Zündstellgliedmodul 126, das Zylinderstellgliedmodul 120 und das Kraftstoffstellgliedmodul 124 setzen.
Ein Ausgabeeinschränkungsmodul 364 (siehe 2) stellt die Ausgabeeinschränkungen 352 für das vorausgesagte Ausgangsdrehmoment des Motors 102 und der vorausgesagten MAP ein. Die Ausgabeeinschränkungen 352 für jeden vorausgesagten Parameter können einen Maximalwert für einen zugeordneten vorhergesagten Parameter für jeden der M zukünftigen Regelkreise und einen Minimalwert für diesen vorhergesagten Parameter für jeden der M zukünftigen Regelkreise beinhalten. Die Ausgabebeschränkungen 352 beinhalten beispielsweise M maximale Drehmomente des Motors 102 für die nächsten M zukünftigen Regelkreise, M minimale Drehmomente des Motors 102 für die M zukünftigen Regelkreise, M maximale MAPs für die nächsten M zukünftigen Regelkreise und M minimale MAPs für die nächsten M zukünftigen Regelkreise.
Ein Soll-Motordrehzahlmodul kann eine Soll-Motordrehzahl-Trajektorie erzeugen. Die Soll-Motordrehzahl-Trajektorie kann jeweils M Soll-Motordrehzahlen für die nächsten M zukünftigen Regelkreise beinhalten. Das Soll-Motordrehzahlmodul variiert die Soll-Motordrehzahl-Trajektorie unter einem oder mehreren Umständen. So kann zum Beispiel das Soll-Motordrehzahlmodul die Soll-Motordrehzahl-Trajektorie für einen Gangwechsel des Getriebes variieren. Das Soll-Motordrehzahlmodul kann zum Beispiel die Soll-Motordrehzahl-Trajektorie erzeugen, um die Motordrehzahl für ein Herunterschalten (z. B. vom dritten in den zweiten Gang) des Getriebes zu erhöhen und die Motordrehzahl für ein Heraufschalten (z. B. vom zweiten in den dritten Gang) des Getriebes zu verringern. Das Getriebesteuermodul 194 kann auf anstehende Schaltvorgänge zum ECM 114 hinweisen.
Anstelle von oder zusätzlich zu der Erzeugung von Sequenzen möglicher Sollwerte und der Bestimmung der Kosten jeder dieser Sequenzen kann das MPC-Modul 312 eine Sequenz möglicher Sollwerte mit den geringsten Kosten unter Verwendung konvexer Optimierungstechniken identifizieren. So kann beispielsweise das MPC-Modul 312 die Sollwerte 230-244 unter Verwendung eines Lösers für quadratische Programme (QP), wie des Dantzig QP-Lösers, ermitteln. In einem weiteren Beispiel kann das MPC-Modul 312 eine Kurvengrafik der Kostenwerte für die möglichen Sequenzen der Sollwerte 230-244 erzeugen und basierend auf der Kurvensteilheit eine Sequenz möglicher Sollwerte mit den geringsten Kosten identifizieren. Das MPC-Modul 312 kann dann die Sequenz möglicher Sollwerte prüfen, um zu ermitteln, ob die Sequenz möglicher Sollwerte die Stellgliedeinschränkungen 348 erfüllt. Ist das der Fall, kann das MPC-Modul 312 die Sollwerte 230-244 jeweils auf den ersten der N Werte dieser ausgewählten möglichen Sequenz setzen, wie vorstehend beschrieben.
Wenn die Stellgliedeinschränkungen 348 nicht erfüllt sind, wählt das MPC-Modul 312 eine andere Sequenz möglicher Sollwerte mit den zweitniedrigsten Kosten und prüft diese Sequenz möglicher Sollwerte auf Erfüllung der Stellgliedeinschränkungen 348. Das Verfahren der Auswahl einer Sequenz und das Prüfen der Sequenz auf Erfüllung der Stellgliedeinschränkungen 348 kann als eine Iteration bezeichnet werden. In jedem Regelkreis können mehrfache Iterationen ausgeführt werden.
Das MPC-Modul 312 führt Iterationen aus, bis eine Sequenz mit den geringsten Kosten, die die Stellgliedeinschränkungen 348 erfüllt, identifiziert ist. Auf diese Weise wählt das MPC-Modul 312 die Sequenz möglicher Sollwerte mit den geringsten Kostenwerten aus, die die Stellgliedeinschränkungen 348 und die Ausgabeeinschränkungen 352 erfüllen.
Das Kostenmodul 332 kann die Kosten für die möglichen Sequenzen der Sollwerte 230-244 basierend auf Beziehungen ermitteln zwischen: dem vorhergesagten Drehmoment und dem Basisdrehmoment 308; und den vorhergesagten Motordrehzahlen und den Solldrehzahlen der Soll-Motordrehzahl-Trajektorie. Die Beziehungen können gewichtet werden, beispielsweise um die Auswirkungen der einzelnen Beziehungen auf die Kosten zu kontrollieren.
Nur als Beispiel kann das Kostenmodul 332 die Kosten für eine mögliche Sequenz von Sollwerten 230-244 basierend auf der folgenden Gleichung ermitteln: $C o s t = {\sum_{i = 1}^{N} ρ \in^{2} + ‖ w T * (T P_{i} - B T R_{i}) ‖}^{2} + {‖ w R P M * (R P M P_{i} - T R P M_{i}) ‖}^{2},$

in Abhängigkeit von den Stellgliedeinschränkungen 348 und den Ausgabeeinschränkungen 352. Kosten sind hier die Kosten für die mögliche Sequenz von Sollwerten 230-244, TPi ist das vorhergesagte Drehmoment des Motors 102 für einen i-ten der N Regelkreise, BTRi ist die Basis-Drehmomentanforderung 308 für den i-ten der nächsten N Regelkreise, und wT ist ein Gewichtungswert, verbunden mit dem Verhältnis zwischen dem vorausgesagten Drehmoment und den Basisdrehmomentanforderungen. RPMPi ist der vorhergesagte RPM für den i-ten der N Regelkreise, TRPMi ist derjenige der Soll-Motordrehzahlen für den i-ten der N Regelkreise und wRPM ist ein Gewichtungswert, der mit dem Verhältnis zwischen den vorhergesagten Motordrehzahlen und den Soll-Motordrehzahlen der Soll-Motordrehzahl-Trajektorie verbunden ist.
ρ ist ein Gewichtungswert, der mit der Erfüllung der Ausgabeeinschränkungen 352 verbunden wird. ∈ ist eine Variable, die das Kostenmodul 332 setzen kann basierend darauf, ob die Ausgabeeinschränkungen 352 erfüllt werden. Das Kostenmodul 332 kann ∈ erhöhen, wenn ein vorhergesagter Parameter größer oder kleiner als der entsprechende Minimal- bzw. Maximalwert ist (z. B. mindestens um einen im Voraus bestimmten Wert).
So kann beispielsweise das Kostenmodul 332 ∈ erhöhen, wenn ein oder mehrere Werte des vorhergesagten Drehmoments größer als das maximale Drehmoment oder kleiner als das minimale Drehmoment für ihre jeweiligen Regelkreise sind und/oder wenn ein oder mehrere Werte des vorhergesagten MAP größer als das maximale MAP oder kleiner als das maximale MAP für ihre jeweiligen Regelkreise sind. Auf diese Weise erhöhen sich die Kosten für eine mögliche Sequenz, wenn eine oder mehrere der Ausgabeeinschränkungen 352 nicht erfüllt werden. Das Kostenmodul 332 kann ∈ auf null setzen, wenn alle Ausgabeeinschränkungen 352 erfüllt sind. ρ kann größer als der Gewichtungswert wT und der Gewichtungswert wRPM sein, sodass die für eine mögliche Sequenz bestimmten Kosten hoch sind, falls eine oder mehrere Ausgabeeinschränkungen 352 nicht erfüllt sind. Das kann dabei helfen, die Auswahl einer möglichen Sequenz zu verhindern, wobei eine oder mehrere Ausgabeeinschränkungen 352 nicht erfüllt sind.
Das Kostenmodul 332 kann auch den Gewichtungswert wRPM unter bestimmten Umständen variieren. So kann beispielsweise das Kostenmodul 332 den Gewichtungswert wRPM auf einen vorgegebenen Wert setzen, der größer als 0 ist, wenn die Soll-Motordrehzahl-Trajektorie verwendet werden soll, z. B. für die Gangwechsel des Getriebes. Das Kostenmodul 332 kann den Gewichtungswert wRPM auf zum Beispiel 0 oder ungefähr 0 setzen, wenn die Soll-Motordrehzahl-Trajektorie nicht verwendet werden soll. Wenn der Gewichtungswert wRPM auf 0 oder ungefähr null gesetzt ist, beeinflusst das Verhältnis zwischen den vorhergesagten Motordrehzahlen und der Soll-Motordrehzahl-Trajektorie die Kosten nicht oder nur minimal.
Der Gewichtungswert wT kann größer als der vorbestimmte Wert des Gewichtungswerts wRPM sein. Auf diese Weise weist das Verhältnis zwischen dem vorhergesagten Motordrehmoment und der Basis-Drehmomentanforderung 308 einen größeren Effekt auf die Kosten auf (als das Verhältnis zwischen den vorhergesagten Motordrehzahlen und der Soll-Motordrehzahl) und damit auf die Auswahl einer der möglichen Sequenzen. Die Kosten steigen, wenn die Differenz zwischen dem vorhergesagten Motordrehmoment und der Basis-Drehmomentanforderung 308 steigt und umgekehrt.
Obwohl das Beispiel zum Ermitteln der vorhergesagten Motordrehzahl, zum Ermitteln des vorhergesagten Motordrehmoments und zum Steuern der Motorstellglieder unter Verwendung des MPC-Moduls 312 bereitgestellt wird, können die vorhergesagte Motordrehzahl und das vorhergesagte Motordrehmoment unterschiedlich bestimmt werden. So kann beispielsweise ein Vorhersagemodul (nicht dargestellt) die vorhergesagte Motordrehzahl und das vorhergesagte Motordrehmoment anhand der Gaspedalposition ermitteln. Die vorhergesagte Motordrehzahl kann durch eine oder mehrere Funktionen oder Zuordnungen bestimmt werden, welche die Gaspedalpositionen mit den vorhergesagten Motordrehzahlen in Beziehung setzen, und das vorhergesagte Motordrehmoment kann durch eine oder mehrere Funktionen oder Zuordnungen bestimmt werden, welche die Gaspedalpositionen mit dem vorhergesagten Motordrehmoment in Beziehung setzen. Allgemein gesagt, kann das Vorhersagemodul die vorhergesagte Motordrehzahl und das vorhergesagte Motordrehmoment erhöhen, wenn die Gaspedalposition steigt und umgekehrt.
4 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Beispiels für ein Audiosystem mit einem Klangsteuermodul 200 und Lautsprechern 201. Der Lautsprecher 201 gibt den Klang zum Beispiel im Fahrgastraum des Fahrzeugs und/oder im Abgassystem 134 des Fahrzeugs aus.
Ein Klangsteuermodul 404 bestimmt die Klangausgabe über den Lautsprecher 201 basierend auf der vorhergesagten Motordrehzahl 408 und/oder dem vorhergesagten Motordrehmoment 412. Die vorhergesagte Motordrehzahl 408 kann ein vorhergesagter Wert einer tatsächlichen Motordrehzahl des Motors 102 bei einem, zwei, drei, vier oder mehr zukünftigen Regelkreisen sein. Das vorhergesagte Motordrehmoment 412 kann ein vorhergesagter Wert eines tatsächlichen Motordrehmoments (Ausgabe) des Motors 102 bei einem, zwei, drei, vier oder mehr zukünftigen Regelkreisen sein. Das MPC-Modul 312 kann die vorhergesagte Motordrehzahl 408 und das vorhergesagte Motordrehmoment 412, wie vorstehend beschrieben, ermitteln (z. B. i=l, 2, 3, 4, ...). Alternativ dazu kann das Vorhersagemodul die vorhergesagte Motordrehzahl und das vorhergesagte Motordrehmoment basierend auf der Position des Gaspedals ermitteln, z. B. mithilfe einer oder mehrerer Funktionen oder Zuordnungen, welche die Gaspedalpositionen mit der vorhergesagten Motordrehzahl und dem vorhergesagten Motordrehmoment in Beziehung setzen. Das Vorhersagemodul kann innerhalb des ECM 114 oder innerhalb eines anderen Moduls implementiert werden, das vom Klangsteuermodul 200 getrennt ist und über den CAN-Bus mit dem Klangsteuermodul 200 in Verbindung steht.
Die Gaspedalposition kann mittels eines Gaspedal-Positionssensors gemessen werden und liegt zwischen 0 und 100 Prozent. Eine Gaspedalposition von 0 Prozent kann einer stationären Position entsprechen, in der das Gaspedal in Ruhestellung anliegt und der Fahrer keinen Druck auf das Gaspedal ausübt. Eine Gaspedalposition von 100 Prozent kann einer Position entsprechen, in der der Fahrer das Gaspedal maximal durchtritt. Die Gaspedalposition kann sich in Richtung oder auf 100 Prozent erhöhen, wenn der Fahrer Druck auf das Gaspedal ausübt, und kann sich in Richtung oder auf 0 Prozent verringern, wenn der Fahrer das Gaspedal freigibt.
5 beinhaltet ein Diagramm der Größenordnung 504 verschiedener Parameter im Vergleich zur Zeit 508. 5 veranschaulicht zum Beispiel eine Erhöhung der Gaspedalposition 512, wenn der Fahrer Druck auf das Gaspedal ausübt. Allgemein gesagt, steigen die vorhergesagte Motordrehzahl 408 und das vorhergesagte Motordrehmoment 412 mit zunehmender Gaspedalposition und umgekehrt, jedoch können die Änderungsraten nichtlinear sein.
Die Spur 516 verfolgt die vorhergesagte Motordrehzahl in 5 und die Spur 520 verfolgt die aktuelle (gemessene oder tatsächliche) Motordrehzahl. Wie veranschaulicht, erhöht sich die vorhergesagte Motordrehzahl 516 in Reaktion auf die Erhöhung der Gaspedalposition 512. Die aktuelle Motordrehzahl 520 erhöht sich ebenfalls in Reaktion auf die Erhöhung der Gaspedalposition 512, wenn auch nach der vorhergesagten Motordrehzahl 516. Das ECM 114 bestimmt die aktuelle Motordrehzahl 520 basierend auf der Kurbelwellenposition, die mit dem Kurbelwellenpositionssensor 180 gemessen wurde, wie zum Beispiel eine Zeitspanne zwischen zwei Kurbelwellenpositionen, die mit dem Kurbelwellenpositionssensor 180 gemessen wurde.
Eine Verzögerung zwischen einer Erhöhung der Gaspedalposition 512 und einer daraus resultierenden Erhöhung der aktuellen Motordrehzahl 520 kann z. B. auf Verzögerungen des ECM 114, Verzögerungen der Motorstellglieder selbst und Verzögerungen im Motor 102 zurückzuführen sein, die zusätzliche Luft aufnehmen, um das Drehmoment zu erhöhen und die aktuelle Motordrehzahl 520 zu erhöhen. Wie vorstehend ausgeführt und veranschaulicht, steigt die vorhergesagte Motordrehzahl 516 jedoch schneller als die aktuelle Motordrehzahl 520, in Reaktion auf eine Erhöhung der Gaspedalposition 512.
Die Spuren 524 und 528 verfolgen die vorhergesagte Motordrehzahl 408 bzw. die aktuelle Motordrehzahl, wenn sie vom Klangsteuermodul 404 zum Ausgeben von Motorgeräuschen verwendet werden. Wie vorstehend beschrieben, werden die vorhergesagte Motordrehzahl 408 und die aktuelle Motordrehzahl vom ECM 114 bestimmt und über CAN an das Klangsteuermodul 200 übertragen. Damit wird die vorhergesagte Motordrehzahl 524 (verwendet vom Klangsteuermodul 404) gegenüber der vorhergesagten Motordrehzahl 516 (bestimmt durch das ECM 114) verzögert. Ebenso wird die aktuelle Motordrehzahl 528 (wenn es vom Klangsteuermodul 404 verwendet werden konnte) gegenüber der aktuellen Motordrehzahl 520 (wenn sie vom ECM 114 bestimmt wird) verzögert. Das gleiche gilt für das vorhergesagte Motordrehmoment 412, da das vorhergesagte Motordrehmoment 412 durch das ECM 114 bestimmt wird. Diese Verzögerungen sind auf die Übertragung der Parameter vom ECM 114 zum Klangsteuermodul 200 zurückzuführen.
Das Klangsteuermodul 404 kann die Klangerzeugung basierend auf der aktuellen Motordrehzahl steuern. Die Kombination der Verzögerungen kann zu Unzufriedenheit beim Kunden führen, da das Motorgeräusch, das durch das Klangsteuermodul 200 erzeugt wird, in Bezug auf die Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer verzögert werden kann. Ein Fahrer kann erwarten, dass das Motorgeräusch nach dem Betätigen des Gaspedals früher erzeugt wird, als wenn das Motorgeräusch basierend auf der aktuellen Motordrehzahl erzeugt wird.
Das Klangsteuermodul 404 setzt daher die Kenngrößen 416 eines oder mehrerer vordefinierter Motorgeräusche 420 basierend auf mindestens einer der vorhergesagten Motordrehzahlen 408 und dem vorhergesagten Motordrehmoment 412. Die Kenngrößen 416 können zum Beispiel eine oder mehrere Oberwellen oder Ordnungen einer Grundfrequenz beinhalten, an welchen jedes der einen oder mehreren vorgegebenen Motorgeräusche 420 ausgegeben wird. Die Kenngrößen 416 können auch entsprechende Größen für die Ausgabe jedes der einen oder mehreren vorgegebenen Motorgeräusche 420 an den jeweiligen Oberwellen oder Ordnungen beinhalten. Mit anderen Worten, kann das Klangsteuermodul 404 für jedes der einen oder mehreren vorgegebenen Motorgeräusche 420 eine oder mehrere Frequenzen (z. B. Oberwellen oder Ordnungen der Grundfrequenz) einstellen, bei denen die Ausgabe des einen der vorgegebenen Motorgeräusche 420 und einer oder mehrerer Größen (für die eine oder mehreren Frequenzen) zur Ausgabe des einen der vorgegebenen Motorgeräusche 420 erfolgt. Die Basisfrequenz kann eine vorgegebene feste Frequenz, wie beispielsweise 110 Hz, oder eine Variable, wie eine Frequenz, die der aktuellen Motordrehzahl oder der vorhergesagten Motordrehzahl 408 entspricht, sein. Die Klangdateien der vorbestimmten Motorgeräusche 420 (oder Töne) werden im Speicher abgelegt, z. B. im Klangspeicher 424.
Wie eingangs erwähnt, setzt das Klangsteuermodul 404 die Kenngrößen 416 basierend auf mindestens einer der vorhergesagten Motordrehzahlen 408 und dem vorhergesagten Motordrehmoment 412. Das Klangsteuermodul 404 kann die Kenngrößen 416 mithilfe einer oder mehrerer Zuordnungen (z. B. Nachschlagetabellen) einstellen, die die vorhergesagte Motordrehzahl und/oder das vorhergesagte Motordrehmoment mit den Frequenzen und Größen für jedes der vorgegebenen Motorgeräusche 420 in Beziehung setzen.
So kann zum Beispiel das Klangsteuermodul 404 die Anzahl der Frequenzen (z. B. Oberwellen oder Ordnungen der Basisfrequenz) eines oder mehrerer der vorgegebenen Motorgeräusche 420 erhöhen, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl 408 steigt und umgekehrt. Nur als Beispiel kann das Klangsteuermodul 404 die Kenngrößen 416 so einstellen, dass eines der vorbestimmten Motorgeräusche 420 bei drei verschiedenen Oberwellen der Basisfrequenz ausgegeben wird, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl 408 eine erste Drehzahl ist, und die Kenngrößen 416 so einstellen, dass das eine der vorbestimmten Motorgeräusche 420 bei vier oder mehr verschiedenen Oberwellen der Basisfrequenz ausgegeben wird, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl 408 eine zweite Drehzahl ist, die größer als die erste Drehzahl ist.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Klangsteuermodul 404 eine oder mehrere Frequenzen (z. B. Oberwellen oder Ordnungen der Basisfrequenz) eines oder mehrerer der vorgegebenen Motorgeräusche 420 erhöhen, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl 408 steigt und umgekehrt. Als Beispiel kann das Klangsteuermodul 404 die Kenngrößen 416 so einstellen, dass es eines der vorgegebenen Motorgeräusche 420 bei der ersten, dritten und fünften Oberwelle ausgibt, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl 408 eine erste Drehzahl ist. Das Klangsteuermodul 404 kann die Kenngrößen 416 so einstellen, dass es das eine der vorgegebenen Motorgeräusche 420 ausgibt, z. B. bei der ersten, dritten und sechsten Oberwelle der Basisfrequenz, bei der zweiten, dritten und sechsten Oberwelle der Basisfrequenz oder bei einer oder mehreren anderen Oberwellen, die größer sind als die für die erste Drehzahl verwendeten, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl 408 eine zweite Drehzahl ist, die größer als die erste Drehzahl ist.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Klangsteuermodul 404 die Anzahl an Frequenzen (z. B. Oberwellen oder Ordnungen der Basisfrequenz) eines oder mehrerer der vorgegebenen Motorgeräusche 420 erhöhen, wenn das vorhergesagte Motordrehmoment 412 steigt und umgekehrt. Nur als Beispiel kann das Klangsteuermodul 404 die Kenngrößen 416 so einstellen, dass eines der vorbestimmten Motorgeräusche 420 bei drei verschiedenen Oberwellen der Basisfrequenz ausgegeben wird, wenn das vorhergesagte Motordrehmoment 412 ein erstes Drehmoment ist, und die Kenngrößen 416 so einstellen, dass das eine der vorbestimmten Motorgeräusche 420 bei vier oder mehr verschiedenen Oberwellen der Basisfrequenz ausgegeben wird, wenn das vorhergesagte Motordrehmoment 412 ein zweites Drehmoment ist, die größer als das erste Drehmoment ist.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Klangsteuermodul 404 eine oder mehrere Frequenzen (z. B. Oberwellen oder Ordnungen der Basisfrequenz) eines oder mehrerer der vorgegebenen Motorgeräusche 420 erhöhen, wenn das vorhergesagte Motordrehmoment 412 steigt und umgekehrt. Als Beispiel kann das Klangsteuermodul 404 die Kenngrößen 416 so einstellen, dass es eines der vorgegebenen Motorgeräusche 420 bei der ersten, dritten und fünften Oberwelle ausgibt, wenn das vorhergesagte Motordrehmoment 412 ein erstes Drehmoment ist. Das Klangsteuermodul 404 kann die Kenngrößen 416 so einstellen, dass es das eine der vorgegebenen Motorgeräusche 420 ausgibt, z. B. bei der ersten, dritten und sechsten Oberwelle der Basisfrequenz, bei der zweiten, dritten und sechsten Oberwelle der Basisfrequenz oder bei einer oder mehreren anderen Oberwellen, die größer sind als die für das erste Drehmoment verwendeten, wenn das vorhergesagte Motordrehmoment 412 ein zweites Drehmoment ist, die größer als das erste Drehmoment ist.
Zusätzlich oder alternativ kann das Klangsteuermodul 404 die Größe für die Ausgabe eines oder mehrerer der vorgegebenen Motorgeräusche 420 bei einer oder mehreren Frequenzen (z. B. Oberwellen oder Ordnungen der Basisfrequenz) erhöhen, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl 408 steigt und umgekehrt. Als Beispiel kann das Klangsteuermodul 404 die Kenngrößen 416 so einstellen, dass es eines der vorgegebenen Motorgeräusche 420 in einer ersten Größenordnung bei einer ersten Oberwelle der Basisfrequenz ausgegeben wird, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl 408 eine erste Drehzahl ist. Das Klangsteuermodul 404 kann die Kenngrößen 416 so einstellen, dass das eine der vorgegebenen Motorgeräusche 420 in einer zweiten Größenordnung (größer als die erste Größenordnung) bei der ersten Oberwelle der Basisfrequenz ausgegeben wird, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl 408 eine zweite Drehzahl ist, die größer als die erste Drehzahl ist. Obwohl das Beispiel des Erhöhens einer Frequenz um eine Größenordnung einer Frequenz für eines der vorgegebenen Motorgeräusche 420 vorgesehen ist, kann das Klangsteuermodul 404 die Größenordnung für eine oder mehrere der Frequenzen für eine oder mehrere der vorgegebenen Motorgeräusche 420 erhöhen.
Zusätzlich oder alternativ kann das Klangsteuermodul 404 die Größe für die Ausgabe eines oder mehrerer der vorgegebenen Motorgeräusche 420 bei einer oder mehreren Frequenzen (z. B. Oberwellen oder Ordnungen der Basisfrequenz) erhöhen, wenn die vorhergesagte Motordrehmoment 412 steigt und umgekehrt. Als Beispiel kann das Klangsteuermodul 404 die Kenngrößen 416 so einstellen, dass es eines der vorgegebenen Motorgeräusche 420 in einer ersten Größenordnung bei einer ersten Oberwelle der Basisfrequenz ausgegeben wird, wenn das vorhergesagte Motordrehmoment 412 ein erstes Drehmoment ist. Das Klangsteuermodul 404 kann die Kenngrößen 416 so einstellen, dass das eine der vorgegebenen Motorgeräusche 420 in einer zweiten Größenordnung (größer als die erste Größenordnung) bei der ersten Oberwelle der Basisfrequenz ausgegeben wird, wenn das vorhergesagte Motordrehmoment 412 ein zweites Drehmoment ist, das größer als das erste Drehmoment ist. Obwohl das Beispiel des Erhöhens einer Frequenz um eine Größenordnung einer Frequenz für eines der vorgegebenen Motorgeräusche 420 vorgesehen ist, kann das Klangsteuermodul 404 die Größenordnung für eine oder mehrere der Frequenzen für eine oder mehrere der vorgegebenen Motorgeräusche 420 erhöhen.
Allgemein gesagt, kann sich die Lautstärke eines Ausgangssignals mit zunehmender Anzahl der verwendeten Frequenzen und/oder mit zunehmender Größe einer oder mehrerer Frequenzen erhöhen. Die Lautstärke kann mit abnehmender Anzahl der verwendeten Frequenzen und/oder abnehmender Größe einer oder mehrerer Frequenzen abnehmen.
Ein Klangtreibermodul 428 empfängt die Kenngrößen 416 und die vorgegebenen Motorgeräusche 420. Das Klangtreibermodul 428 versorgt den Lautsprecher 201 mit Strom (z. B. von einer oder mehreren anderen Batterien), um den (die) vorgegebenen Motorgeräusch(e) 420 mit den entsprechenden Frequenzen und Größen, die durch das Klangsteuermodul 404 vorgegeben sind, auszugeben.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Erzeugen von Motorengeräuschen darstellt. Die Steuerung beginnt mit 604, wobei das ECM 114 (z. B. das Vorhersagemodul oder das MPC-Modul 312) die vorhergesagte Motordrehzahl 408 und das vorhergesagte Motordrehmoment 412 anhand der Gaspedalposition bestimmt. Das ECM 114 steuert einen oder mehrere der Motorstellglieder basierend auf der vorhergesagten Motordrehzahl 408 und/oder dem vorhergesagten Motordrehmoment 412.
Bei 608 überträgt das ECM 114 die vorhergesagte Motordrehzahl 408 und das vorhergesagte Motordrehmoment 412 zum CAN-Bus, und das Klangsteuermodul 200 empfängt die vorhergesagte Motordrehzahl 408 und/oder das vorhergesagte Motordrehmoment 412 über den CAN-Bus. Bei 612 setzt das Klangsteuermodul 404 die Kenngrößen 416 für die Ausgabe des (der) vorbestimmten Motorgeräusch(e) 420 basierend auf mindestens einer der vorhergesagten Motordrehzahlen 408 und dem vorhergesagten Motordrehmoment 412. Genauer gesagt, bestimmt das Klangsteuermodul 404 basierend auf mindestens einer der vorhergesagten Motordrehzahlen 408 und dem vorhergesagten Motordrehmoment 412, welche der vorbestimmten Motorgeräusche 420 ausgegeben werden, Frequenzen (z. B. Oberwellen oder Ordnungen der Basisfrequenz) zur Ausgabe jedes der einen oder mehreren der vorbestimmten Motorgeräusche 420 und Größen für jede der Frequenzen zur Ausgabe der einen oder mehreren der vorbestimmten Motorgeräusche 420. Bei 616 versorgt das Klangtreibermodul 428 den Lautsprecher 201 mit Strom, um den (die) vorbestimmten Motorgeräusch(e) 420 mit den entsprechenden Frequenzen und Größen, die vom Klangsteuermodul 404 vorgegeben sind, auszugeben. Obwohl das Beispiel von 6 als endend dargestellt ist, kann 6 veranschaulichend für einen Regelkreis sein und die Steuerung kann für einen nächsten Regelkreis zu 604 zurückkehren. Regelkreise können mit einer vorgegebenen Rate ausgeführt werden, wobei das ECM 114 Regelkreise mit einer anderen (z.B. häufigeren) Rate ausführen kann als das Klangsteuermodul 200. Mit anderen Worten, können 604 und 608 mit einer anderen (z. B. häufigeren) Rate ausgeführt werden als 612 und 616.
Obwohl die vorliegende Anmeldung in Verbindung mit dem Lautsprecher 201 behandelt wird, ist die vorliegende Anmeldung auch anwendbar, um eine Vibrationsvorrichtung mit Strom zu versorgen (z. B. durch Vibration eines Sitzes, eines Bodens usw. des Fahrzeugs), wodurch die Vibrationsvorrichtung gemäß den Kenngrößen 416 in Schwingung versetzt wird. Zusätzlich zur Verwendung der vorhergesagten Motordrehzahl und/oder des vorhergesagten Motordrehmoments kann auch ein vorhergesagter Gang des Getriebes verwendet werden. So kann beispielsweise eine Vielzahl von Nachschlagetabellen (von Kenngrößen, die durch die vorhergesagte Motordrehzahl und/oder das vorhergesagte Motordrehmoment indiziert sind) für eine Vielzahl von verschiedenen Gängen des Getriebes gespeichert werden. Das Klangsteuermodul 404 kann eine der Nachschlagetabellen für den vorhergesagten Gang des Getriebes auswählen und die Kenngrößen 416 basierend auf der vorhergesagten Motordrehzahl 408 und/oder dem vorhergesagten Motordrehmoment 412 unter Verwendung der ausgewählten Nachschlagetabelle einstellen.
Die vorhergehende Beschreibung ist rein illustrativ und soll die vorliegende Offenbarung sowie ihre Ausführungen oder Verwendungen keineswegs einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in zahlreichen Formen umgesetzt werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung also bestimmte Beispiele beinhaltet, ist der eigentliche Umfang der Offenbarung hierdurch in keiner Weise eingeschränkt und weitere Modifikationen gehen aus dem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und den folgenden Patentansprüchen hervor. Es sei darauf hingewiesen, dass einer oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in anderer Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Ferner, obwohl jede der Ausführungsformen oben dahingehend beschrieben ist, dass sie bestimmte Merkmale aufweist, kann/können eines oder mehrere dieser Funktionen, die in Bezug auf jede Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in jeder der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und Permutationen von einer oder mehreren Ausführungsformen gegeneinander bleiben innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung.
Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltkreiselementen, Halbleiterschichten usw.) werden unter Verwendung von verschiedenen Begriffen beschrieben, einschließlich „verbunden“, „eingerastet“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben auf“, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Sofern nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben, kann eine Beziehung eine direkte Beziehung sein, wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und zweiten Element in der oben genannten Offenbarung beschrieben wird, wenn keine anderen intervenierenden Elemente zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden sind, kann jedoch auch eine indirekte Beziehung sein, wenn ein oder mehrere intervenierende(s) Element(e) (entweder räumlich oder funktional) zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden ist/sind. Wie hierin verwendet, sollte der Satz „zumindest eines von A, B und C“ so zu verstehen sein, dass damit eine Logik gemeint ist (A ODER B ODER C), unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen ODER, und sollte nicht dahingehend zu verstehen sein, dass gemeint ist „zumindest eines von A, zumindest eines von B und zumindest eines von C.“
In den Figuren bezeichnen die Pfeilrichtungen, wie angezeigt, durch die Pfeilspitze im Allgemeinen den Fluss von Informationen (wie Daten oder Befehlen), die im Kontext der Darstellung relevant sind. Wenn beispielsweise Element A und Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, aber die Informationen, die von Element A nach Element B übertragen werden, für die Darstellung relevant sind, kann der Pfeil von Element A nach Element B zeigen. Diese unidirektionalen Pfeile implizieren nicht, dass keine anderen Informationen von Element B nach Element A übertragen werden. Zudem kann Element B im Zusammenhang mit Informationen, die von Element A nach Element B gesendet werden, Anforderungen oder Bestätigungen dieser Informationen zu Element A senden.
In dieser Anwendung kann einschließlich der folgenden Definitionen der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuerung“ ggf. durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann auf Folgendes verweisen bzw. Teil von Folgendem sein oder Folgendes beinhalten: einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); eine Prozessorschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die Code ausführt; eine Memory-Schaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die einen von der Prozessorschaltung ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der oben genannten, wie zum Beispiel in einem System-on-Chip.
Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen beinhalten. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen kabelgebundene oder -lose Schnittstellen beinhalten, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen hier aus verbunden sind. Die Funktionalität der in vorliegender Offenbarung genannten Module kann auf mehrere Module verteilt werden, die über Schnittstellenschaltungen verbunden sind. So können zum Beispiel mehrere Module einen Lastenausgleich zulassen. In einem anderen Beispiel können von einem Servermodul (z. B. Remote-Server oder Cloud) ermittelte Funktionen eines Client-Moduls übernommen werden.
Der Begriff Code, wie oben verwendet, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode beinhalten und auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte verweisen. Der Begriff „gemeinsame Prozessorschaltung“ bezieht sich auf eine einzelne Prozessorschaltung, die ermittelten oder vollständigen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff „gruppierte Prozessorschaltung“ bezieht sich auf eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltungen ermittelten oder vollständigen Code von ggf. mehreren Modulen ausführt. Verweise auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf diskreten Matrizen, mehrere Prozessorschaltungen auf einer einzelnen Scheibe, mehrere Kerne auf einer einzelnen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzelnen Prozessorschaltung oder eine Kombination der oben genannten. Der Begriff „gemeinsame Memory-Schaltung“ bezieht sich auf eine einzelne Memory-Schaltung, die ermittelten oder vollständigen Code von mehreren Modulen speichert. Der Ausdruck „gruppierte Memory-Schaltung“ bezieht sich auf eine Memory-Schaltung, die in Kombination mit zusätzlichem Speicher ermittelte oder vollständige Codes von ggf. mehreren Modulen speichert.
Der Begriff Memory-Schaltung ist dem Begriff computerlesbares Medium untergeordnet. Der Begriff „computerlesbares Medium“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich nicht auf flüchtige elektrische oder elektromagnetische Signale, die sich in einem Medium ausbreiten (z. B. im Falle einer Trägerwelle); der Ausdruck „computerlesbares Medium“ ist daher als konkret und nichtflüchtig zu verstehen. Nicht einschränkende Beispiele eines nichtflüchtigen konkreten computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Memory-Schaltungen (z. B. Flash-Memory-Schaltungen, löschbare programmierbare ROM-Schaltungen oder Masken-ROM-Schaltungen), flüchtige Memory-Schaltungen (z. B. statische oder dynamische RAM-Schaltungen), magnetische Speichermedien (z. B. analoge oder digitale Magnetbänder oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (z. B. CD, DVD oder Blu-ray).
Die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig mit einem speziellen Computer, der für die Ausführung ermittelter Computerprogrammfunktionen dazu konfiguriert ist, implementiert werden. Die Funktionsblöcke, Flussdiagramm-Komponenten und weiter oben beschriebenen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die von entsprechend geschulten Technikern oder Programmierern in Computerprogramme umgesetzt werden können.
Die Computerprogramme beinhalten prozessorausführbare Anweisungen, die auf zumindest einem nicht-flüchtigen, konkreten, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können ebenfalls gespeicherte Daten enthalten oder auf gespeicherten Daten basieren. Die Computerprogramme können ein Basic-Input-Output-System (BIOS) umfassen, das mit der Hardware des speziellen Computers zusammenwirkt, Vorrichtungstreiber, die mit ermittelten Vorrichtungen des speziellen Computers, einem oder mehreren Betriebssystemen, Benutzeranwendungen, Hintergrunddiensten, im Hintergrund laufenden Anwendungen usw. zusammenwirken.
Die Computerprogramme können Folgendes beinhalten: (i) Beschreibungstext, der geparst wird, wie etwa HTML (hypertext markup language), XML (extensible markup language) oder JSON (JavaScript Object Notation) (ii) Assemblercode, (iii) Objektcode, der aus Quellcode von einem Compiler erstellt wurde, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und Ausführung durch einen Just-in-time-Compiler usw. Ausschließlich als Beispiel kann Quellcode mit einer Syntax von Sprachen, wie etwa C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5. Revision), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext-Präprozessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python®, geschrieben werden.
Keines der in den Ansprüchen genannten Elemente ist als Mittel für eine Funktion (sog. „means plus function“) nach 35 U.S.C. §112(f) zu verstehen, es sei denn, ein Element wird ausdrücklich unter Verwendung des Begriffes „means for“ (Mittel für) beschrieben oder falls in einem Verfahrensanspruch die Begriffe „Vorgang für“ oder „Schritt für“ verwendet werden.

Claims

Motorgeräuschverbesserungssystem eines Fahrzeugs, umfassend: ein Motorsteuergerät (ECM) konfiguriert, um: basierend auf einer Gaspedalposition, die mit einem Gaspedalpositionssensor gemessen wird, mindestens eine von einer vorhergesagten Motordrehzahl und einer vorhergesagten Drehmomentausgabe eines Motors zu ermitteln; selektiv mindestens ein Motorstellglied des Fahrzeugs basierend auf der mindestens einen der vorhergesagten Motordrehzahl und der vorhergesagten Drehmomentausgabe zu betätigen; und die mindestens eine der vorhergesagten Motordrehzahlen und den vorhergesagten Motor auf einen Netzwerkbus zu übertragen; und ein Klangsteuermodul, das vom ECM getrennt ist und konfiguriert ist, um: die mindestens eine der vorhergesagten Motordrehzahlen und das vorhergesagte Drehmoment vom Netzwerkbus zu erhalten; basierend auf der mindestens einen der vorhergesagten Motordrehzahl und der vorhergesagten Drehmomentausgabe mindestens eines der folgenden einstellt: (i) eine Frequenz, bei der ein vorgegebenes Motorengeräusch ausgegeben wird; und (ii) eine Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der Frequenz; und Anlegen der Leistung an mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs, um das vorgegebene Motorgeräusch bei der Frequenz und der Größe auszugeben.
Motorgeräuschverbesserungssystem nach Anspruch 1, worin der mindestens eine Lautsprecher in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs einen Ton abgibt.
Motorgeräuschverbesserungssystem nach Anspruch 1, worin das Klangsteuermodul konfiguriert ist zum: Einstellen von Folgendem, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zu einer ersten Größe; und Einstellen von Folgendem, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer ist als die erste Motordrehzahl: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorgeräusch auf eine zweite Frequenz ausgegeben wird, die größer als die zweite Frequenz ist; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der Frequenz bis zur ersten Größe.
Motorgeräuschverbesserungssystem nach Anspruch 1, worin das Klangsteuermodul konfiguriert ist zum: Einstellen von Folgendem, wenn das vorhergesagte Drehmoment ein erstes Drehmoment ist: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zu einer ersten Größe; und Einstellen von Folgendem, wenn das vorhergesagte Drehmoment ein zweites Drehmoment ist, das größer ist als das erste Drehmoment: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorgeräusch auf eine zweite Frequenz ausgegeben wird, die größer als die zweite Frequenz ist; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der Frequenz bis zur ersten Größe.
Motorgeräuschverbesserungssystem nach Anspruch 1, worin das Klangsteuermodul konfiguriert ist zum: Einstellen von Folgendem, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zu einer ersten Größe; und Einstellen von Folgendem, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer ist als die erste Motordrehzahl: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zu einer zweiten Größe, die größer ist als eine erste Größe.
Motorgeräuschverbesserungssystem nach Anspruch 1, worin das Klangsteuermodul konfiguriert ist zum: Einstellen von Folgendem, wenn das vorhergesagte Drehmoment ein erstes Drehmoment ist: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zu einer ersten Größe; und Einstellen von Folgendem, wenn das vorhergesagte Drehmoment ein zweites Drehmoment ist, das größer ist als das erste Drehmoment: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zu einer zweiten Größe, die größer ist als eine erste Größe.
Motorgeräuschverbesserungssystem nach Anspruch 1, worin das Klangsteuermodul konfiguriert ist zum: Einstellen von Folgendem, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zu einer ersten Größe; und wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer ist als die erste Motordrehzahl: (i) Einstellen der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; (ii) Einstellen der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zur ersten Größe; (i) Einstellen einer zweiten Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorgeräusch größer als die erste Frequenz ist; (ii) Einstellen einer zweiten Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der zweiten Frequenz; und Anlegen der Leistung an mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs, um das vorgegebene Motorgeräusch weiterhin bei der zweiten Frequenz und der zweiten Größe auszugeben.
Motorgeräuschverbesserungssystem nach Anspruch 1, worin das Klangsteuermodul konfiguriert ist zum: Einstellen von Folgendem, wenn das vorhergesagte Drehmoment ein erstes Drehmoment ist: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zu einer ersten Größe; und Einstellen von Folgendem, wenn das vorhergesagte Drehmoment ein zweites Drehmoment ist: (i) Einstellen der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf die erste Frequenz ausgegeben wird; (ii) Einstellen der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zur ersten Größe; (i) Einstellen einer zweiten Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorgeräusch größer als die erste Frequenz ist; (ii) Einstellen einer zweiten Größe für die Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräuschs bei der zweiten Frequenz; und Anlegen der Leistung an mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs, um das vorgegebene Motorgeräusch weiterhin bei der zweiten Frequenz und der zweiten Größe auszugeben.
Motorgeräuschverbesserungssystem nach Anspruch 1, worin das Klangsteuermodul konfiguriert ist zum: Einstellen von Folgendem, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine erste Motordrehzahl ist: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorengeräusch auf eine erste Frequenz ausgegeben wird; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zu einer ersten Größe; und Einstellen von Folgendem, wenn die vorhergesagte Motordrehzahl eine zweite Motordrehzahl ist, die größer ist als die erste Motordrehzahl: (i) der Frequenz, bei welcher das vorgegebene Motorgeräusch auf eine zweite Frequenz ausgegeben wird, die größer als die zweite Frequenz ist; und (ii) der Größe für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches bei der Frequenz bis zu einer zweiten Größe, die größer ist als eine erste Größe.
Motorgeräuschverbesserungssystem nach Anspruch 1, worin das ECM konfiguriert ist zum: Ermitteln einer gemessenen Motordrehzahl basierend auf einer Kurbelwellenposition, die mit einem Kurbelwellenpositionssensor gemessen wurde; Betätigen des mindestens einen Motorstellglieds, um die gemessene Motordrehzahl in Reaktion auf eine Änderung der Gaspedalstellung zu ändern; und vor dem Ändern der gemessenen Motordrehzahl in Reaktion auf das Ändern der Gaspedalstellung, die mindestens eine der vorhergesagten Motordrehzahl und des vorhergesagten Drehmoments zu ändern.