DE102019104215B4

DE102019104215B4 - Audiosystem eines Fahrzeugs zur Motorgeräuschdämpfung

Info

Publication number: DE102019104215B4
Application number: DE102019104215.1A
Authority: DE
Inventors: Frank C. Valeri; Glenn Pietila; Richard I. Chang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2039-02-20
Also published as: CN110171430B; US10611323B2; CN110171430A; DE102019104215A1; US20190256016A1

Abstract

Audiosystem eines Fahrzeugs, umfassend:ein Auswahlmodul (252), das konfiguriert ist, um, basierend darauf, ob ein Schaltvorgang eines Getriebes (195) des Fahrzeugs stattfindet, ein ausgewähltes Drehmoment auf eines der folgenden einzustellen:eine Drehmomentabgabe eines Motors (102) des Fahrzeugs; undeine vorhergesagte Drehmomentabgabe des Motors (102);ein Klangsteuermodul (264) das für Folgendes konfiguriert ist:Bestimmen von Frequenzen zur Ausgabe eines vorbestimmten Motorgeräusches; undbasierend auf dem ausgewählten Drehmoment, Bestimmen von Größen zur Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräusches bei den Frequenzen;ein Audiotreibermodul (276), das konfiguriert ist, um Lautsprecher (204) mit Energie zu versorgen, um Geräusche innerhalb einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs bei den Größen bzw. Frequenzen auszugeben; undein vorhergesagtes Drehmomentmodul (206), das konfiguriert ist, um das vorhergesagte Drehmoment auf die Drehmomentabgabe des Motors (102) während eines Hochschaltens des Getriebes einzustellen, bis die Drehmomentabgabe des Motors (102) abnimmt, und um das vorhergesagte Drehmoment durch eine Änderungsrate der Drehmomentabgabe des Motors (102) einzustellen, bevor die Drehmomentabgabe des Motors (102) beginnt sich zu verringern, wenn eine Abnahme der Drehmomentabgabe des Motors (102) größer als eine vorbestimmte Abnahme ist;wobei das Auswahlmodul (252) ferner konfiguriert ist, um das ausgewählte Drehmoment auf das vorhergesagte Drehmoment des Motors (102) während des Hochschaltens einzustellen;wobei das vorhergesagte Drehmomentmodul (206) ferner konfiguriert ist, um das vorhergesagte Drehmoment durch die Änderungsrate der Drehmomentabgabe des Motors (102) einzustellen, bis eine Änderungsrate einer Drehzahl des Motors (102) abnimmt;dadurch gekennzeichnet , dassdas vorhergesagte Drehmomentmodul (206) ferner konfiguriert ist, um:(i) das vorhergesagte Drehmoment für mindestens eine vorbestimmte Zeitspanne auf Null zu setzen, nachdem die Änderungsrate der Motordrehzahl abnimmt; oder(ii) das vorhergesagte Drehmoment auf Null einzustellen, bis:zumindest eine vorbestimmte Zeitspanne verstreicht, nachdem die Änderungsrate der Motordrehzahl abnimmt; undeine Größe der Änderungsrate der Motordrehzahl größer ist als eine vorgegebene Änderungsrate.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugaudiosysteme und - verfahren, insbesondere auf ein Audiosystem eines Fahrzeugs zur Verbesserung von Motorgeräuschen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es der Art nach im Wesentlichen aus der DE 10 2014 203 401 A1 bekannt ist.
Weitergehender Stand der Technik ergibt sich ferner aus den Druckschriften US 2011 / 0 087 403 A1 , US 9 065 403 B2 , DE 10 2013 221 518 A1 und DE 10 2016 120 978 A1 .
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 Fahrzeugtypen 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.
Einige Kraftfahrzeuge beinhalten Hybrid-Elektroantriebe mit einem Verbrennungsmotor und/oder einem/einer oder mehreren Elektromotor(en) oder Motor/Generator-Einheiten haben. Der Klang von Hybrid-Elektroantrieben kann vom Klang eines konventionellen Antriebs abweichen.
KURZDARSTELLUNG
Erfindungsgemäß wird ein Audiosystem eines Fahrzeugs vorgestellt, das sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet.
In weiteren Merkmalen ist das vorhergesagte Drehmomentmodul konfiguriert, um das vorhergesagte Drehmoment in Richtung einer angeforderten Drehmomentabgabe des Motors mit einer vorbestimmten Rate als Reaktion auf ein Bestimmen einzustellen, dass sowohl: mindestens die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, nachdem die Änderungsrate der Motordrehzahl verringert wurde; und die Größe der Änderungsrate der Motordrehzahl größer ist als die vorbestimmte Änderungsrate.
In weiteren Merkmalen ist das vorhergesagte Drehmomentmodul konfiguriert, um das vorhergesagte Drehmoment in Richtung der gewünschten Drehmomentabgabe des Motors anzupassen, bis das Hochschalten des Getriebes abgeschlossen ist.
In weiteren Merkmalen ist das vorhergesagte Drehmomentmodul konfiguriert, um das vorhergesagte Drehmoment in Richtung der gewünschten Drehmomentabgabe des Motors anzupassen, bis eine Differenz zwischen der Drehmomentabgabe des Motors und der gewünschten Drehmomentabgabe des Motors kleiner als eine vorbestimmte Differenz ist.
In weiteren Merkmalen ist ein vorhergesagtes Drehzahlmodul konfiguriert, um eine vorhergesagte Motordrehzahl zu bestimmen. Das Auswahlmodul ist ferner konfiguriert, um, basierend darauf, ob der Schaltvorgang des Getriebes des Fahrzeugs stattfindet, eine ausgewählte Motordrehzahl auf einen der folgenden Werte einzustellen: eine gemessene Motordrehzahl; und die vorausberechnete Motordrehzahl. Das Klangsteuermodul ist konfiguriert, um die Frequenzen zum Ausgeben des vorgegebenen Motorklangs basierend auf der ausgewählten Motordrehzahl zu bestimmen.
In weiteren Merkmalen ist ein Tachosteuermodul konfiguriert, um eine Drehzahl zu steuern, die von einem Tacho in der Fahrgastkabine des Fahrzeugs basierend auf der vorhergesagten Motordrehzahl angezeigt wird.
In weiteren Merkmalen ist das Klangsteuermodul konfiguriert, um: wenn ein Gangwechsel des Getriebes stattfindet: das ausgewählte Drehmoment auf das vorhergesagte Drehmoment des Motors einzustellen; und die ausgewählte Motordrehzahl auf die vorhergesagte Drehzahl des Motors einzustellen; und wenn kein Gangwechsel des Getriebes stattfinden: das ausgewählte Drehmoment auf das Drehmoment des Motors einzustellen; und die ausgewählte Motordrehzahl auf die gemessene Drehzahl des Motors einzustellen.
In weiteren Merkmalen ist das vorhergesagte Drehmomentmodul konfiguriert, um das vorhergesagte Drehmoment auf ein gewünschtes Drehmoment des Motors während eines Herunterschaltens des Getriebes einzustellen. Das Auswahlmodul ist konfiguriert, um das ausgewählte Drehmoment auf das vorhergesagte Drehmoment des Motors während des Herunterschaltens einzustellen.
In weiteren Merkmalen ist ein vorhergesagtes Drehzahlmodul konfiguriert, um eine vorhergesagte Motordrehzahl zu bestimmen. Ein vorhergesagtes Drehmomentmodul ist konfiguriert, um das vorhergesagte Drehmoment auf die Drehmomentabgabe des Motors während eines Herunterschaltens des Getriebes einzustellen, bis eine Differenz zwischen der vorhergesagten Motordrehzahl und einer gemessenen Motordrehzahl größer als eine vorbestimmte Differenz ist.
In weiteren Merkmalen ist das vorhergesagte Drehmomentmodul konfiguriert, um das vorhergesagte Drehmoment in Richtung einer gewünschten Drehmomentabgabe des Motors mit einer vorbestimmten Rate als Reaktion auf ein Bestimmen, dass die Differenz größer als die vorbestimmte Differenz ist, einzustellen.
In weiteren Merkmalen ist das vorhergesagte Drehmomentmodul konfiguriert, um das vorhergesagte Drehmoment in Richtung der gewünschten Drehmomentabgabe des Motors anzupassen, bis das Herunterschalten des Getriebes abgeschlossen ist.
In weiteren Merkmalen ist das vorhergesagte Drehmomentmodul konfiguriert, um das vorhergesagte Drehmoment in Richtung der gewünschten Drehmomentabgabe des Motors anzupassen, bis eine zweite Differenz zwischen der Drehmomentabgabe des Motors und der gewünschten Drehmomentabgabe des Motors kleiner als eine zweite vorbestimmte Differenz ist.
In weiteren Merkmalen ist ein vorhergesagtes Drehmomentmodul konfiguriert, um: das vorhergesagte Drehmoment selektiv auf die Drehmomentabgabe des Motors während eines Hochschaltens des Getriebes einzustellen; und das vorhergesagte Drehmoment selektiv auf ein gewünschtes Drehmoment des Motors während eines Hochschaltens des Getriebes einzustellen. Das Auswahlmodul ist konfiguriert, um: das ausgewählte Drehmoment auf das vorhergesagte Drehmoment des Motors während des Hochschaltens einzustellen; und das ausgewählte Drehmoment auf das vorhergesagte Drehmoment des Motors während des Hochschaltens einzustellen.
Ferner wird ein Fahrzeug-Audiosystem mit mindestens einem Speicher mit computerausführbaren Anweisungen und mindestens einem Prozessor beschrieben, der konfiguriert ist, um die computerausführbaren Anweisungen zu lesen und auszuführen, wobei die computerausführbaren Anweisungen den mindestens einen Prozessor zu folgendem veranlassen: basierend darauf, ob ein Schaltvorgang eines Getriebes des Fahrzeugs erfolgt, Einstellen eines ausgewählten Drehmoments auf eines von: einer Drehmomentabgabe eines Motors des Fahrzeugs; und eine vorhergesagte Drehmomentabgabe des Motors; Bestimmen von Frequenzen zum Ausgeben eines vorbestimmten Motorgeräusches; basierend auf dem ausgewählten Drehmoment, Bestimmen von Größen zum Ausgeben des vorbestimmten Motorgeräusches bei den Frequenzen; und Anlegen von Leistung an Lautsprecher, um den Klang innerhalb einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs bei den Größen und Frequenzen auszugeben.
Ferner wird ein nichtflüchtiges, computerlesbares Medium mit computerausführbare Anweisungen beschrieben, wobei die computerausführbaren Anweisungen konfiguriert sind, um einen Prozessor zum Durchführen eines Verfahrens zu veranlassen, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: basierend darauf, ob ein Schaltvorgang eines Getriebes des Fahrzeugs erfolgt, Einstellen eines ausgewählten Drehmoments auf eines der Folgenden: eine Drehmomentabgabe eines Motors des Fahrzeugs; und eine vorhergesagte Drehmomentabgabe des Motors; Bestimmen von Frequenzen zum Ausgeben eines vorbestimmten Motorgeräusches; basierend auf dem ausgewählten Drehmoment, Bestimmen von Größen zum Ausgeben des vorbestimmten Motorgeräusches bei den Frequenzen; und Anlegen von Leistung an Lautsprecher, um Geräusche innerhalb einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs bei den Größen bzw. Frequenzen auszugeben.
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.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, wobei gilt:

1 ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Motorsystems ist;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Audiosystems mit einem audiovisuellen Steuermodul und Lautsprechern;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zur Klangausgabe zum Verbessern der Motorgeräuschentwicklung für ein Hochschalten eines Getriebes darstellt; und
4 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Ausgeben von Klang darstellt, um die Geräuschentwicklung des Motors für ein Herunterschalten eines Getriebes zu verbessern.

In den Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen für ähnliche und/oder identische Elemente verwendet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs verbrennt Luft und Kraftstoff innerhalb von Zylindern und erzeugt ein Antriebsdrehmoment. Der Motor überträgt ein Drehmoment auf das Getriebe. Das Getriebe überträgt das Drehmoment mittels eines Antriebssystems auf Räder des Fahrzeugs. Ein Motorsteuergerät (ECM) steuert den Motorbetrieb basierend auf einer Drehmomentanforderung. Ein Getriebesteuermodul (TCM) steuert den Schaltvorgang des Getriebes.
Ein audiovisuelles (A/V) Steuermodul des Fahrzeugs gibt Geräusche innerhalb einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs über einen oder mehrere Lautsprecher aus, um die Motorgeräusche zu verbessern. Das A/V-Steuermodul kann beispielsweise Frequenzen einstellen, um einen vorgegebenen Klang basierend auf vorgegebenen Ordnungen einer Motordrehzahl auszugeben. Das A/V-Steuermodul kann auch Größen einstellen, um den vorgegebenen Klang bei den Frequenzen basierend auf einem Drehmoment des Motors auszugeben. Die Klangausgabe des A/V-Steuermoduls kann jedoch beim Schalten des Getriebes von den Erwartungen abweichen. Zusätzlich oder alternativ kann die Tonausgabe des A/V-Steuermoduls von dem abweichen, was bei einer Motordrehzahl, die von einem Tachometer angezeigt wird, zu erwarten ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung stellt das A/V-Steuermodul die Frequenzen für die Ausgabe des vorgegebenen Klangs während der Gangschaltungen basierend auf einer vorhergesagten Motordrehzahl ein. Das A/V-Steuermodul stellt auch die Größen zum Ausgeben des vorbestimmten Klangs bei den Frequenzen basierend auf einer vorhergesagten Drehmomentabgabe des Motors ein. Durch die Verwendung der vorhergesagten Motordrehzahl und des vorhergesagten Drehmoments kann das A/V-Steuermodul eine hörbare Rückmeldung während der Gangwechsel bereitstellen, die aufgrund der vom Drehzahlmesser angezeigten Motordrehzahl besser auf die Erwartungen des Benutzers abgestimmt ist.
Nun mit Verweis auf 1 wird ein Funktionsblockdiagramm eines Beispiels für ein Antriebssystem 100 präsentiert. Das Antriebsstrangsystem 100 eines Fahrzeug beinhaltet einen Motor 102, der zum Erzeugen von Drehmoment ein Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrennt. Das Fahrzeug kann ein nicht-autonomes oder ein autonomes Modell sein.
Luft wird durch ein Einlasssystem 108 in den Motor 102 gezogen. Das Ansaugsystem 108 kann einen Ansaugkrümmer 110 und eine Drosselklappe 112 beinhalten. Ausschließlich als Beispiel kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einem drehbaren Flügel beinhalten. Ein Motorsteuergerät (ECM) 114 steuert ein Drosselklappenstellgliedmodul 116 und das Drosselklappenstellgliedmodul 116 reguliert das Öffnen der Drosselklappe 112, um den Luftstrom in den Ansaugkrümmer 110 zu steuern.
Die Luft vom Ansaugkrümmer 110 wird in die Zylinder des Motors 102 gesaugt. Obwohl der Motor 102 mehrere Zylinder beinhaltet, ist zu Veranschaulichungszwecken 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 anweisen, einige der Zylinder unter manchen Umständen selektiv zu deaktivieren, wie nachfolgend abgehandelt, was die Kraftstoffeffizienz verbessern kann.
Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertaktzyklus oder eines anderen geeigneten Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte eines Viertaktzyklus, der nachfolgend beschrieben wird, werden als der Einlasstakt, der Verdichtungstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. 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. Bei Viertaktmotoren kann ein Motorzyklus zwei Kurbelwellenumdrehungen entsprechen.
Wenn der Zylinder 118 aktiviert ist, dann wird Luft vom Ansaugkrümmer 110 während des Einlasstakts durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 gezogen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoffstellgliedmodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung reguliert, um ein erwünschtes Kraftstoff-/Luft-Gemisch zu erzielen. Kraftstoff kann in den Ansaugkrümmer 110 an einer zentralen Stelle oder mehreren Stellen, wie beispielsweise nahe am Einlassventil 122 jedes Zylinders, eingespritzt werden. Bei unterschiedlichen Implementierungen (nicht dargestellt) kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in mit den Zylindern verbundenen Mischkammern/-anschlüssen 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. Der Motor 102 kann ein Kompressionszündungsmotor sein, wobei in diesem Fall die Kompression die Zündung des Luft-/Kraftstoffgemischs verursacht. Alternativ kann der Motor 102 ein Fremdzündungsmotor sein, wobei in diesem Fall das Zündfunkenstellgliedmodul 126 eine Zündkerze 128 im Zylinder 118 basierend auf einem Signal vom ECM 114 mit Strom beaufschlagt, wodurch das Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet wird. Einige Arten von Motoren, wie z. B. homogene Dieselverbrennungsmotoren (HCCI), können sowohl Kompressionsals auch Fremdzündung ausführen. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann im Verhältnis zur Zeit spezifiziert werden, wenn sich der Kolben in seiner obersten Position befindet, was als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
Das Zündfunkenstellgliedmodul 126 kann durch ein Zeitsignal gesteuert werden, das festlegt, wie lange vor oder nach dem OT der Funke ausgelöst werden soll. Da die Kolbenposition direkt mit der Kurbelwellenumdrehung in Zusammenhang steht, kann der Betrieb des Zündstellgliedmoduls 126 mit der Position der Kurbelwelle synchronisiert werden. Das Zündfunkenstellgliedmodul 126 kann die Bereitstellung von Zündfunken für deaktivierte Zylinder deaktivieren oder Zündfunken für deaktivierte Zylinder bereitstellen.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs den Kolben nach unten und treibt dadurch die Kurbelwelle an. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit definiert werden, die zwischen dem Erreichen des TDC des Kolbens und der Rückkehr des Kolbens zu einer untersten Position, die als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet wird.
Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich vom unteren Totpunkt (BDC) nach oben zu bewegen und stößt dabei die Nebenprodukte der Verbrennung 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. Obwohl die nockenwellenbasierte Ventilbetätigung dargestellt und abgehandelt wurde, können nockenlose Ventilstellglieder implementiert werden. Obwohl separate Einlass- und Auslassnockenwellen dargestellt sind, kann eine Nockenwelle verwendet werden, die Nocken für die Einlass- und Auslassventile aufweist.
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. In verschiedenen Anwendungen kann Nockenwellenverstellung entfallen. Variabler Ventilhub (nicht dargestellt) kann ebenfalls durch das Verstellstellgliedmodul 158 gesteuert werden. Bei unterschiedlichen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch Stellglieder außer einer Nockenwelle, wie z. B. durch elektromechanische Stellglieder, elektrohydraulische Stellglieder, elektromagnetische Stellglieder usw., gesteuert werden.
Der Motor 102 kann keine, eine oder mehrere Ladevorrichtung(en) enthalten, die dem Ansaugkrümmer 110 unter Druck stehende Luft zuführt/zuführen. 1 stellt beispielsweise einen Turbolader mit einer Turbine 160-1 dar, die durch Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Ein Kompressor ist eine andere Art einer Ladevorrichtung.
Der Turbolader enthält auch einen Turbolader-Verdichter 160-2, der durch die Turbolader-Turbine 160-1 angetrieben wird und die Luft komprimiert, die in die Drosselklappe 112 geleitet wird. Ein Ladedruckregelventil 162 steuert Abgasströmung durch die Turbolader-Turbine 160-1 und deren Bypass. Ladedruckregelventile können auch als (Turbolader-)Turbinen-Bypassventile bezeichnet werden. Das Ladedruckregelventil 162 kann die Abgase an der Turbine 160-1 vorbei leiten und dadurch den vom Turbolader erzeugten Ladedruck (die Stärke der Einlassluftkompression) reduzieren. Das ECM 114 kann den Turbolader über ein Ladedruckregelventil-Stellgliedmodul 164 steuern. Das Stellgliedmodul 164 des Ladedruckregelventils kann die Verstärkung des Turboladers durch Steuern der Öffnung des Ladedruckregelventils 162 verändern.
Ein Kühler (z. B. ein Ladeluftkühler oder Intercooler) kann einen Teil der in der Druckluftladung enthaltenen Hitze ableiten, die erzeugt werden kann, wenn die Luft komprimiert wird. Obwohl zum Zwecke der Veranschaulichung getrennt dargestellt, können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 mechanisch miteinander verbunden sein, wobei Ansaugluft sehr nahe bei heißen Abgasen positioniert wird. Die Druckluftladung kann Wärme von Komponenten des Abgassystems 134 absorbieren.
Der Motor 102 kann ein Abgasrückführventil (AGR) 170 enthalten, das die Abgase selektiv zum Ansaugkrümmer 110 zurückführt. Das AGR-Ventil 170 kann Abgas stromaufwärts von der Turbine des Turboladers 160-1 im Abgassystem 134 erhalten. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Stellgliedmodul 172 gesteuert werden.
Die Kurbelwellenstellung kann unter Verwendung eines Kurbelwellenstellungssensors 180 gemessen werden. Eine Motordrehzahl kann basierend auf der Kurbelwellenstellung ermittelt werden, die unter Verwendung des Kurbelwellenstellungssensors 180 gemessen wird. Eine Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT) 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 Ansaugkrümmer-Absolutdruck-(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.
Die Position der Drosselklappe 112 kann unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselklappenpositionssensoren (TPS) 190 gemessen werden. Eine Temperatur von Luft, die in den Motor 102 gezogen wird, kann unter Verwendung eines Ansauglufttemperatursensors (IAT) 192 gemessen werden. Ein oder mehrere Sensor(en) 193 können ebenfalls implementiert werden. Zu den anderen Sensoren 193 gehören ein Gaspedalpositions-Sensor (APP), ein Bremspedalpositions-Sensor (BPP) sowie möglicherweise ein Kupplungspedalpositions-Sensor (CPP) (z. B. bei einem Schaltgetriebe) und ein oder mehrere andere Arten von Sensoren. Ein APP-Sensor misst eine Position eines Fahrpedals innerhalb eines Passagierraums des Fahrzeugs. Ein BPP-Sensor misst eine Position eines Bremspedals innerhalb eines Passagierraums des Fahrzeugs. Ein CPP-Sensor misst eine Position eines Kupplungspedals innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs. Zu den anderen Sensoren 193 können auch ein oder mehrere Beschleunigungssensor(en) gehören, mit dem/denen die Längsbeschleunigung (d. h. entlang der Linie vom Heck zur Front) des Fahrzeugs gemessen werden kann. Ein Beschleunigungsmesser ist ein Beispiel für eine Art von Beschleunigungssensor, obwohl auch andere Arten von Beschleunigungssensoren verwendet werden können. Das ECM 114 kann Signale der Sensoren verwenden, um Entscheidungen für die Steuerung des Motors 102 zu treffen.
Das ECM 114 kann z. B. mit einem Getriebesteuermodul 194 kommunizieren, um den Betrieb des Motors mit dem Schalten von Gängen in einem Getriebe 195 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 Verstellstellgliedmodul 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. In autonomen oder teilautonomen Fahrzeugen kann die Fahrereingabe basierend auf Signalen von einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs (z. B. LIDAR-Sensoren (Lichterkennungs- und Entfernungsmesssensoren, Kameras, Radarsensoren usw.) und/oder einer oder mehreren externen Quellen erzeugt werden.
Unter bestimmten Umständen steuert das Hybridsteuermodul 196 die MGU 198 an, um Ausgangsdrehmoment zu liefern, beispielsweise zur Ergänzung des Ausgangsdrehmoments des Motors. Das Hybridsteuermodul 196 leitet elektrische Energie von einer Batterie 199 an die MGU 198, damit die MGU 198 positives Drehmoment abgibt. Während das Beispiel die Batterie 199 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 195, einer Ausgangswelle des Getriebes 195 oder einer anderen Vorrichtung zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang des Fahrzeugs liefern. Die Batterie 199 kann speziell für die MGU 198 vorgesehen sein und eine oder mehrere andere Batterie(n) 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 199 aufzuladen. Dies kann als Regeneration bezeichnet werden.
Das Fahrzeug beinhaltet auch ein audio-visuelles (A/V)-Steuermodul 200, das die Klangausgabe über die Lautsprecher 204 innerhalb des Fahrgastraums des Fahrzeugs steuert. Das A/V-Steuermodul 200 kann die Lautsprecher 204 ansteuern, um Klänge basierend auf den empfangenen Signalen mit Amplitudenmodulation (AM), den empfangenen Signalen der Frequenzmodulation (FM), den empfangenen Satellitensignalen und andere Arten von Audiosignalen auszugeben. Das A/V-Steuermodul 200 kann beispielsweise im Rahmen eines Infotainment-Systems umgesetzt werden.
Unter einigen Umständen steuert das A/V-Steuermodul 200 zusätzlich oder alternativ die Klangausgabe über die Lautsprecher 204, um die Tonausgabe des Motors 102 zu verbessern. Das A/V-Steuermodul 200 kann Parameter vom ECM 114, dem Hybridsteuermodul 196, dem Getriebesteuermodul 194, und/oder einem oder mehreren anderen Steuermodulen des Fahrzeugs empfangen. Das A/V-Steuermodul 200 kann Parameter von anderen Modulen beispielsweise über einen CAN-Bus (Car Area Network) erhalten. Wie nachfolgend erörtert, kann das A/V-Steuermodul 200 den Zeitpunkt und den Umfang der Klangausgabe für den Betrieb des Motors 102 aufgrund von einem oder mehreren der empfangenen Parameter bestimmen.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Beispiels für ein Audiosystem mit einem A/V-Steuermodul 200 und Lautsprechern 204. Die Lautsprecher 204 geben Klang im Passagierraum des Fahrzeugs aus.
Ein vorhergesagtes Drehmomentmodul 206 bestimmt ein vorhergesagtes Drehmoment 208 des Motors 102. Das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 kann im Allgemeinen das vorhergesagte Drehmoment 208 gleich einem aktuellen Motordrehmoment 212 der Leistung des Motors 102 einstellen. Das Motordrehmoment 212 kann unter Verwendung eines Drehmoment-Sensors gemessen werden oder basierend auf einem oder mehreren Parametern unter Verwendung einer oder mehrerer Gleichungen und/oder Nachschlagetabellen ermittelt werden (z. B. durch ein Drehmoment-Schätzmodul des ECM 114), die den oder die Parameter mit dem Motordrehmoment in Beziehung setzen. Als ein Beispiel kann das Drehmoment-Schätzmodul das Motordrehmoment 212 unter Verwendung einer Drehmoment-Beziehung, wie beispielsweise $T = f (APC, S, I, E, AF, OT, #) bestimmen,$
wobei das Drehmoment (T) eine Funktion der Luft pro Zylinder (APC), des Zündzeitpunktes (S), der Einlassnockenverstellerposition (I), der Auslassnockenverstellerposition (E), des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (AF), der Öltemperatur (OT) und Anzahl der aktivierten Zylinder (#) ist. Zusätzliche Variablen können auch berücksichtigt werden, wie z.°B. der Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (AGR). Diese Beziehung kann durch eine Gleichung modelliert werden und/oder kann als eine Nachschlagetabelle gespeichert werden. Das Drehmoment-Schätzmodul kann die APC basierend auf dem gemessenen MAF und der Motordrehzahl, zum Beispiel unter Verwendung einer oder mehrerer Gleichungen und/oder Nachschlagetabellen ermitteln, die den MAF und die Motordrehzahl mit der APC in Verbindung setzen.
Wie im Folgenden näher erläutert, kann das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 das vorhergesagte Drehmoment 208 unter bestimmten Umständen, beispielsweise beim Schalten, anpassen. So kann beispielsweise das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 das vorhergesagte Drehmoment 208 während des Herunterschaltens auf Null und das vorhergesagte Drehmoment 208 auf eine Drehmomentanforderung 216 für den Motor 102 während des Hochschaltens übertragen. Das ECM 114 kann die Motorstellglieder steuern, um die Drehmomentanforderung 216 zu erreichen. Die Drehmomentanforderung 216 kann basierend auf der Fahrereingabe eingestellt werden (z. B. durch das ECM 114).
Das Getriebesteuermodul 194 kann ein Schaltsignal 220 erzeugen, das anzeigt, wenn das Getriebesteuermodul 194 eine Übersetzung des Getriebes 195 schaltet. Das Getriebesteuermodul 194 erzeugt auch das Schaltsignal 220, um anzuzeigen, ob es sich um einen Hochschaltvorgang oder einen Herunterschaltvorgang handelt. Hochschaltungen beinhalten Schaltvorgänge von einem niedrigeren Gang in einen höheren Gang, wie beispielsweise von einem zweiten Gang in einen dritten Gang. Herunterschaltungen beinhalten Schaltvorgänge von einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang, wie beispielsweise vom dritten Gang in den zweiten Gang.
Eine Änderungsrate des Moduls 224 bestimmt eine Änderungsrate (ROC) 228 in einer Motordrehzahl 232 (U/min ROC) basierend auf einer Differenz zwischen einem aktuellen Wert der Motordrehzahl 232 und einem vorherigen (z. B. letzten) Wert der Motordrehzahl 232. Das ECM 114 kann die Motordrehzahl 232 basierend auf der Kurbelwellenposition bestimmt werden, die mit dem Kurbelwellenpositionssensor 180 gemessen wird. So kann beispielsweise das ECM 114 die Motordrehzahl 232 basierend auf einer Änderung der Kurbelwellenposition im Laufe der Zeit einstellen.
Ein vorhergesagtes Drehzahlmodul 236 bestimmt eine vorhergesagte Motordrehzahl (vorhergesagte U/min) 240. Das vorhergesagte Drehzahlmodul 236 kann die vorhergesagte Motordrehzahl 240 bestimmen, beispielsweise basierend auf der Motordrehzahl 232 und einem APP 238, die mit dem APP-Sensor gemessen wurden. Das Vorhersagedrehzahlmodul 236 kann die vorhergesagte Motordrehzahl 240 bestimmen, beispielsweise unter Verwendung einer oder mehrerer Gleichungen und/oder Nachschlagetabellen, die APPs und Motordrehzahlen mit vorhergesagten Motordrehzahlen 240 in Beziehung setzen. Weitere Details zum Erzeugen der vorhergesagten Motordrehzahl können beispielsweise in dem gemeinsam übertragenen US-Pat. Anmeld. US 2018 / 0 045 129 A1 mit dem Titel „Prädiktive Tachoprofilerzeugung während der Leerlaufdrehzahlereignisse“ und der U.S. Pat. Anmeld. US 2018 / 0 032 650 A1 mit dem Titel „Prädiktive Tachoprofilerzeugung während der Getriebeschaltereignis.“
Ein Tachosteuermodul 244 steuert einen Tachometer 248, um die vorhergesagte Motordrehzahl 240 innerhalb des Fahrgastraums einem Fahrer des Fahrzeugs anzuzeigen. Der Tachometer 248 kann ein analoger Tachometer oder ein digitaler Tachometer sein. In verschiedenen Implementierungen kann der Tachometer 248 eine Anzeige beinhalten und der Tachometer 248 kann die vorhergesagte Motordrehzahl 240 auf der Anzeige anzeigen.
Ein Auswahlmodul 252, basierend darauf, ob eine Schaltung des Getriebes 195 erfolgt, stellt ein ausgewähltes Drehmoment 256 auf eines der Motordrehmomente 212 und das vorhergesagte Drehmoment 208 ein. Basierend darauf, ob eine Schaltung des Getriebes 195 erfolgt, stellt das Auswahlmodul 252 auch ein ausgewähltes Motordrehmoment 260 auf eines des Motordrehmoments 212 und das vorhergesagte Drehmoment 208 ein. Wie im Folgenden näher erläutert, stellt das Auswahlmodul 252 das ausgewählte Drehmoment 256 und die ausgewählte Motordrehzahl 260 auf das vorhergesagte Drehmoment 208 bzw. die vorhergesagte Motordrehzahl 240 ein, wenn eine Schaltung des Getriebes 195 erfolgt. Das Auswahlmodul 252 stellt das gewählte Drehmoment 256 und die ausgewählte Motordrehzahl 260 auf das Motordrehmoment 212 und die Motordrehzahl 232 ein, wenn kein Schalten des Getriebes 195 erfolgt.
Ein Klangsteuermodul 264 setzt die Eigenschaften 268 zum Ausgeben eines vorgegebenen Motorgeräuschs 272 basierend auf dem ausgewählten Drehmoment 256 und der ausgewählten Motordrehzahl 260. Die Eigenschaften 268 beinhalten zu einem gegebenen Zeitpunkt Größen (z. B. in dB) für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches 272 bei vorgegebenen Ordnungen bzw. einer Frequenz entsprechend der gewählten Motordrehzahl 260. Nur als Beispiel können die vorgegebenen Ordnungen 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5, 5, 5,5, 6, 6,5, 7, 7,5 und 8^te Ordnungen der Frequenz entsprechend der gewählten Motordrehzahl 260 beinhalten. Die vorgegebenen Ordnungen können jedoch eine oder mehrere andere Ordnungen beinhalten. Die Eigenschaften 268 beinhalten auch die Frequenzen, bei denen das vorgegebene Motorgeräusch 272 entsprechend den vorgegebenen Ordnungen bzw. der Frequenz entsprechend der gewählten Motordrehzahl 260 ausgegeben wird. Obwohl das Beispiel eines der vorgegebenen Motorgeräusche behandelt wird, können die Eigenschaften 268 die gleichen Informationen (Größen für die jeweiligen Frequenzen) für mehrere verschiedene vorbestimmte Motorgeräusche beinhalten. Eine Klangdatei für das vorgegebene Motorgeräusch 272 (oder Töne) wird im Speicher abgelegt.
Das Klangsteuermodul 264 bestimmt die Frequenzen basierend auf den vorgegebenen Ordnungen der Frequenz, die der ausgewählten Motordrehzahl 260 entspricht. Das Klangsteuermodul 264 bestimmt die Größen für die Frequenzen jeweils basierend auf dem ausgewählten Drehmoment 256. So kann beispielsweise das Klangsteuermodul 264 die Größen für die Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräuschs 272 anhand einer Nachschlagetabelle der Größen für die Ausgabe der vorgegebenen Motorgeräusche 272 bei den vorgegebenen, durch das Motordrehmoment indizierten Ordnungen bestimmen. Eine exemplarische Darstellung einer derartigen Nachschlagetabelle wird nachfolgend lediglich als eine veranschaulichende Hilfe bereitgestellt.

O→ T I V 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 ...

T1 M1.0,5 M1,1 M1.1,5 M1,2 M1.2,5 M1,3 M1.3,5 ...

T2 M2.0,5 M2,1 M2.1,5 M2,2 M2.2,5 M2,3 M2.3,5
Die obere Reihe listet die vorbestimmten Ordnungen (O) der Frequenz, die der ausgewählten Motordrehzahl 260 entsprechen auf. So entspricht beispielsweise 0,5 der 0,5-ten Ordnung der Frequenz entsprechend der gewählten Motordrehzahl 260, 1,0 entspricht der ersten Ordnung der Frequenz entsprechend der gewählten Motordrehzahl 260, und so weiter. Jede Reihe der Nachschlagetabelle ist einem möglichen Motordrehmoment T zugeordnet und beinhaltet Größen (M) zur Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräusches 272 bei den jeweils vorgegebenen Ordnungen. So wird beispielsweise für das Motordrehmoment T1 das vorgegebene Motorgeräusch 272 in der 0,5-ten Ordnung der Frequenz entsprechend der ausgewählten Motordrehzahl 260 mit der Größe M1,0,5 ausgegeben, das vorgegebene Motorgeräusch 272 in der ersten (1,0) Ordnung der Frequenz entsprechend der ausgewählten Motordrehzahl 260 mit der Größe M1,1 ausgegeben, das vorgegebene Motorgeräusch 272 in der 1,5-ten Ordnung der Frequenz entsprechend der ausgewählten Motordrehzahl 260 mit der Größe M1,1,5 ausgegeben und so weiter.
Ein Audiotreibermodul 276 legt Spannung (z. B. von einer oder mehreren anderen Batterien) an die Lautsprecher 204 zur Klangausgabe (z. B. des Beschleunigungsklangs, des Regenerationsklangs) gemäß der Eigenschaft 268 an. Insbesondere legt das Klangtreibermodul 276 Spannung an, um die vorbestimmten Motorgeräusche 272 an den Frequenzen (entsprechend der gewählten Motordrehzahl 260) und Größen auszugeben.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zur Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräuschs 272 für ein Hochschalten des Getriebes 195 darstellt. Die Steuerung beginnt mit 304, wobei das Auswahlmodul 252 bestimmt, ob ein Hochschalten des Getriebes 195 stattfindet. Das Auswahlmodul 252 kann basierend auf dem Schaltsignal 220 bestimmen, ob ein Hochschalten stattfindet. Wenn 304 falsch ist, stellt das Auswahlmodul 252 das ausgewählte Drehmoment 256 auf das Motordrehmoment 212 ein und stellt die ausgewählte Motordrehzahl 260 auf die Motordrehzahl 232 ein, und die Steuerung wird mit 308 fortgesetzt. Bei 308 erzeugt das Klangsteuermodul 264 die Eigenschaften 268 basierend auf dem gewählten Drehmoment 256 und der gewählten Motordrehzahl 260 und das Audiotreibermodul 276 legt eine Spannung an die Lautsprecher 204 gemäß den Eigenschaften 268 an. Das vorgegebene Motorgeräusch 272 wird daher bei Frequenzen und Größen ausgegeben, die basierend auf der Motordrehzahl 232 und dem Motordrehmoment 212 bei 308 eingestellt werden. Wenn 304 wahr ist, stellt das Auswahlmodul 252 das ausgewählte Drehmoment 256 auf das vorhergesagte Drehmoment 208 ein und stellt die ausgewählte Motordrehzahl 260 auf die vorhergesagte Motordrehzahl 240 ein, und die Steuerung wird mit 312 fortgesetzt.
Bei 312 bestimmt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206, ob das Motordrehmoment 212 abnimmt (z. B. ob eine Größe einer Änderungsrate des Motordrehmoments 212 größer als ein vorgegebener Wert ist). Wenn 312 falsch ist, stellt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 das vorhergesagte Drehmoment 208 auf das Motordrehmoment 212 bei 316 ein, und die Steuerung wird mit 328 fortgesetzt, was im Folgenden näher erläutert wird. Wenn 312 wahr ist, wird die Steuerung mit 320 fortgesetzt.
Bei 320 bestimmt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206, ob die Größe der Motordrehzahl ROC 228 größer als ein vorgegebener ROC ist. Der vorgegebene ROC ist größer als Null und ist kalibrierbar. In verschiedenen Implementierungen kann die Motordrehzahl ROC 228 mit dem vorgegebenen ROC verglichen werden und der vorgegebene ROC kann ein negativer Wert sein. Wenn 320 wahr ist, fährt die Steuerung mit 332 fort, was nachfolgend näher erläutert wird. Wenn 320 falsch ist, passt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 das vorhergesagte Drehmoment 208 um eine Änderungsrate des Motordrehmoments 212 unmittelbar vor dem Abfallen des Motordrehmoments 212 (als 312 wahr wurde) bei 324 an, und die Steuerung wird mit 328 fortgesetzt. Das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 hält daher das vorhergesagte Drehmoment 208 auf der Trajektorie des Motordrehmoments 212 aufrecht, unmittelbar bevor das Motordrehmoment 212 zu fallen beginnt, bis die Motordrehzahl ROC 228 sinkt.
Bei 328 erzeugt das Klangsteuermodul 264 die Eigenschaften 268 basierend auf dem gewählten Drehmoment 256 und der gewählten Motordrehzahl 260 und das Audiotreibermodul 276 legt eine Spannung an die Lautsprecher 204 gemäß den Eigenschaften 268 an. Das vorgegebene Motorgeräusch 272 wird daher bei Frequenzen und Größen ausgegeben, die basierend auf der vorhergesagten Motordrehzahl 240 und dem Motordrehmoment 208 bei 328 eingestellt werden. Die Steuerung kehrt zu 312 zurück.
Bei 332 initialisiert das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 einen Zeitwert auf einen vorbestimmten Initialisierungswert. So kann beispielsweise der vorgegebene Initialisierungswert Null sein, und ein Zeitmodul kann den Zeitwert im Laufe der Zeit erhöhen. Das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 stellt bei 336 das vorhergesagte Drehmoment 208 auf Null ein. Das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 überführt somit schnell das vorhergesagte Drehmoment 208 auf Null, wenn die Motordrehzahl 232 abnimmt.
Bei 340 erzeugt das Klangsteuermodul 264 die Eigenschaften 268 basierend auf dem gewählten Drehmoment 256 und der gewählten Motordrehzahl 260 und das Audiotreibermodul 276 legt eine Spannung an die Lautsprecher 204 gemäß den Eigenschaften 268 an. Das vorgegebene Motorgeräusch 272 wird daher bei Frequenzen und Größen ausgegeben, die basierend auf der vorhergesagten Motordrehzahl 240 und dem Motordrehmoment 208 (dann Null) bei 340 eingestellt werden. Die Steuerung fährt mit 344 fort.
Bei 344 bestimmt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206, ob der Zeitwert größer als ein vorgegebener Minimalwert ist. Der vorgegebene Minimalwert ist kalibrierbar und kann beispielsweise basierend auf einer Periode eingestellt werden, in der das vorhergesagte Drehmoment 336 für das Hochschalten auf Null gehalten wird. Wenn 344 falsch ist, kehrt die Steuerung zu 336 zurück, um das vorhergesagte Drehmoment 336 auf Null zu halten. Wenn 344 wahr ist, wird die Steuerung mit 348 fortgesetzt.
Bei 348 bestimmt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206, ob die Größe der Motordrehzahl ROC 228 kleiner als der vorgegebener ROC ist. Wenn 348 wahr ist, wird die Steuerung mit 352 fortgesetzt. Wenn 348 falsch ist, kehrt die Steuerung zu 336 zurück, um das vorhergesagte Drehmoment 208 auf Null zu halten. Das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 hält daher das vorhergesagte Drehmoment 208 auf Null, bis mindestens der vorgegebene Mindestwert der Zeit verstrichen ist und die Motordrehzahl 232 nicht mehr um mehr als den vorgegebenen ROC sinkt.
Bei 352 passt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 das vorhergesagte Drehmoment 208 in Richtung der Drehmomentanforderung 216 um bis zu einem vorbestimmten Betrag einer vorbestimmten Geschwindigkeitsgrenze an (erhöht). Der vorgegebene Betrag des vorgegebenen Mengengrenzwertes ist kalibrierbar und ist größer als Null. Wenn die Differenz zwischen dem vorhergesagten Drehmoment 208 und der Drehmomentanforderung 216 kleiner als der vorbestimmte Betrag ist, passt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 das vorhergesagte Drehmoment 208 an die Drehmomentanforderung 216 an.
Das Klangsteuermodul 264 erzeugt die Eigenschaften 268 basierend auf dem gewählten Drehmoment 256 und der gewählten Motordrehzahl 260 und das Audiotreibermodul 276 legt eine Spannung an die Lautsprecher 204 gemäß den Eigenschaften 268 bei 356 an. Das vorgegebene Motorgeräusch 272 wird daher bei Frequenzen und Größen ausgegeben, die basierend auf der vorhergesagten Motordrehzahl 240 und dem Motordrehmoment 208 bei 356 eingestellt werden. Die Steuerung fährt mit 360 fort.
Bei 360 bestimmt das Auswahlmodul 252, ob der Hochschaltvorgang abgeschlossen ist. Wenn 360 wahr ist, stellt das Auswahlmodul 252 das ausgewählte Drehmoment 256 auf das Motordrehmoment 212 ein und stellt die ausgewählte Motordrehzahl 260 auf die Motordrehzahl 232 ein, und die Steuerung wird mit 308 fortgesetzt, wie vorstehend erläutert. Wenn 360 falsch ist, kann die Steuerung mit 364 fortfahren.
Bei 364 bestimmt das Auswahlmodul 252, ob eine Differenz zwischen der Drehmomentanforderung 216 und dem Motordrehmoment 212 kleiner als eine vorbestimmte Differenz ist. Wenn 364 wahr ist, stellt das Auswahlmodul 252 das ausgewählte Drehmoment 256 auf das Motordrehmoment 212 ein und stellt die ausgewählte Motordrehzahl 260 auf die Motordrehzahl 232 ein, und die Steuerung wird mit 308 fortgesetzt, wie vorstehend erläutert. Wenn 364 falsch ist, kehrt die Steuerung zu 352 zurück wie vorstehend erörtert.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zur Ausgabe des vorgegebenen Motorgeräuschs 272 für ein Herunterschalten des Getriebes 195 darstellt. Die Steuerung beginnt mit 404, wobei das Auswahlmodul 252 bestimmt, ob ein Herunterschalten des Getriebes 195 stattfindet. Das Auswahlmodul 252 kann basierend auf dem Schaltsignal 220 bestimmen, ob ein Herunterschalten stattfindet. Wenn 404 falsch ist, stellt das Auswahlmodul 252 das ausgewählte Drehmoment 256 auf das Motordrehmoment 212 ein und stellt die ausgewählte Motordrehzahl 260 auf die Motordrehzahl 232 ein, und die Steuerung wird mit 408 fortgesetzt. Bei 408 erzeugt das Klangsteuermodul 264 die Eigenschaften 268 basierend auf dem gewählten Drehmoment 256 und der gewählten Motordrehzahl 260 und das Audiotreibermodul 276 legt eine Spannung an die Lautsprecher 204 gemäß den Eigenschaften 268 an. Das vorgegebene Motorgeräusch 272 wird daher bei Frequenzen und Größen ausgegeben, die basierend auf der Motordrehzahl 232 und dem Motordrehmoment 212 bei 408 eingestellt werden. Wenn 404 wahr ist, stellt das Auswahlmodul 252 das ausgewählte Drehmoment 256 auf das vorhergesagte Drehmoment 208 ein und stellt die ausgewählte Motordrehzahl 260 auf die vorhergesagte Motordrehzahl 240 ein, und die Steuerung wird mit 412 fortgesetzt.
Bei 412 bestimmt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206, ob eine Differenz zwischen der vorhergesagten Motordrehzahl 240 und der Motordrehzahl 232 größer als ein vorbestimmter Wert ist. Mit anderen Worten, bestimmt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206, ob die vorhergesagte Motordrehzahl 240 um mindestens den vorbestimmten Wert größer ist als die Motordrehzahl 232.
Wenn 412 falsch ist, stellt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 das vorhergesagte Drehmoment 208 auf das Motordrehmoment 212 bei 414 ein, und die Steuerung wird mit 420 fortgesetzt. Wenn 412 wahr ist, passt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 das vorhergesagte Drehmoment 336 in Richtung der Drehmomentanforderung 216 um bis zu einem zweiten vorbestimmten Betrag einen zweiten vorbestimmten Mengengrenzwert an (erhöht). Der zweite vorgegebene Betrag des zweiten vorgegebenen Mengengrenzwertes ist kalibrierbar und ist größer als Null. Wenn die Differenz zwischen dem vorhergesagten Drehmoment 208 und der Drehmomentanforderung 216 kleiner als der vorbestimmte Betrag ist, passt das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 das vorhergesagte Drehmoment 208 an die Drehmomentanforderung 216 an.
Das Klangsteuermodul 264 erzeugt die Eigenschaften 268 basierend auf dem gewählten Drehmoment 256 und der gewählten Motordrehzahl 260 und das Audiotreibermodul 276 legt eine Spannung an die Lautsprecher 204 gemäß den Eigenschaften 268 bei 420 an. Das vorgegebene Motorgeräusch 272 wird daher bei Frequenzen und Größen ausgegeben, die basierend auf der vorhergesagten Motordrehzahl 240 und dem Motordrehmoment 208 bei 420 eingestellt werden. Die Steuerung wird dann mit 424 fortgesetzt.
Bei 424 bestimmt das Auswahlmodul 252, ob das Herunterschalten abgeschlossen ist. Wenn 424 wahr ist, stellt das Auswahlmodul 252 das ausgewählte Drehmoment 256 auf das Motordrehmoment 212 ein und stellt die ausgewählte Motordrehzahl 260 auf die Motordrehzahl 232 ein, und die Steuerung wird mit 408 fortgesetzt, wie vorstehend erläutert. Wenn 424 falsch ist, kann die Steuerung mit 428 fortfahren.
Bei 428 bestimmt das Auswahlmodul 252, ob die Differenz zwischen der Drehmomentanforderung 216 und dem Motordrehmoment 212 kleiner als eine zweite vorbestimmte Differenz ist. Wenn 428 wahr ist, stellt das Auswahlmodul 252 das ausgewählte Drehmoment 256 auf das Motordrehmoment 212 ein und stellt die ausgewählte Motordrehzahl 260 auf die Motordrehzahl 232 ein, und die Steuerung wird mit 408 fortgesetzt, wie vorstehend erläutert. Wenn 428 falsch ist, kehrt die Steuerung zu 416 zurück wie vorstehend erörtert.
In verschiedenen Implementierungen kann das vorhergesagte Drehmomentmodul 206 das vorhergesagte Drehmoment 208 bei der Drehmomentanforderung 216 während des Herunterschaltens beibehalten, wenn 404 wahr ist, bis 424 oder 428 wahr ist.
In dieser Anwendung, einschließlich der folgenden Definitionen, kann 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: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (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); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der einen von einem Prozessor 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 Schnittstellen-Schaltkreise kabelgebundene oder - lose Schnittstellen beinhalten, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen hieraus verbunden sind. Die Funktionalität der in dieser Erfindung genannten Module kann auf mehrere Module verteilt werden, die mit Schnittstellen-Schaltkreisen 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) bestimmte 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 Begriff „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. 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 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) beschreibenden Text, der gegliedert wird, wie z. B. HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extensible Markup Language) oder JSON (JavaScript Object Notation), (ii) Assembler Code, (iii) Objektcode, der von einem Quellcode durch einen Compiler erzeugt wurde, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und zur Ausführung durch einen Just-in-Time-Compiler usw. Nur exemplarisch kann der Quellcode mittels der Syntax der Sprachen, einschließlich C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5. Version), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python®, geschrieben werden.

Claims

Audiosystem eines Fahrzeugs, umfassend: ein Auswahlmodul (252), das konfiguriert ist, um, basierend darauf, ob ein Schaltvorgang eines Getriebes (195) des Fahrzeugs stattfindet, ein ausgewähltes Drehmoment auf eines der folgenden einzustellen: eine Drehmomentabgabe eines Motors (102) des Fahrzeugs; und eine vorhergesagte Drehmomentabgabe des Motors (102); ein Klangsteuermodul (264) das für Folgendes konfiguriert ist: Bestimmen von Frequenzen zur Ausgabe eines vorbestimmten Motorgeräusches; und basierend auf dem ausgewählten Drehmoment, Bestimmen von Größen zur Ausgabe des vorbestimmten Motorgeräusches bei den Frequenzen; ein Audiotreibermodul (276), das konfiguriert ist, um Lautsprecher (204) mit Energie zu versorgen, um Geräusche innerhalb einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs bei den Größen bzw. Frequenzen auszugeben; und ein vorhergesagtes Drehmomentmodul (206), das konfiguriert ist, um das vorhergesagte Drehmoment auf die Drehmomentabgabe des Motors (102) während eines Hochschaltens des Getriebes einzustellen, bis die Drehmomentabgabe des Motors (102) abnimmt, und um das vorhergesagte Drehmoment durch eine Änderungsrate der Drehmomentabgabe des Motors (102) einzustellen, bevor die Drehmomentabgabe des Motors (102) beginnt sich zu verringern, wenn eine Abnahme der Drehmomentabgabe des Motors (102) größer als eine vorbestimmte Abnahme ist; wobei das Auswahlmodul (252) ferner konfiguriert ist, um das ausgewählte Drehmoment auf das vorhergesagte Drehmoment des Motors (102) während des Hochschaltens einzustellen; wobei das vorhergesagte Drehmomentmodul (206) ferner konfiguriert ist, um das vorhergesagte Drehmoment durch die Änderungsrate der Drehmomentabgabe des Motors (102) einzustellen, bis eine Änderungsrate einer Drehzahl des Motors (102) abnimmt; dadurch gekennzeichnet , dass das vorhergesagte Drehmomentmodul (206) ferner konfiguriert ist, um: (i) das vorhergesagte Drehmoment für mindestens eine vorbestimmte Zeitspanne auf Null zu setzen, nachdem die Änderungsrate der Motordrehzahl abnimmt; oder (ii) das vorhergesagte Drehmoment auf Null einzustellen, bis: zumindest eine vorbestimmte Zeitspanne verstreicht, nachdem die Änderungsrate der Motordrehzahl abnimmt; und eine Größe der Änderungsrate der Motordrehzahl größer ist als eine vorgegebene Änderungsrate.
Audiosystem nach Anspruch 1, wobei das vorhergesagte Drehmomentmodul (206) konfiguriert ist, um das vorhergesagte Drehmoment in Richtung einer gewünschten Drehmomentabgabe des Motors (102) mit einer vorbestimmten Rate als Reaktion auf ein Bestimmen einzustellen, dass: zumindest eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, nachdem die Änderungsrate der Motordrehzahl abnimmt; und die Größe der Änderungsrate der Motordrehzahl größer ist als die vorgegebene Änderungsrate.
Audiosystem nach Anspruch 2, wobei das vorhergesagte Drehmomentmodul (206) konfiguriert ist, um das vorhergesagte Drehmoment in Richtung der gewünschten Drehmomentabgabe des Motors (102) anzupassen, bis das Hochschalten des Getriebes abgeschlossen ist.
Audiosystem nach Anspruch 2, wobei das vorhergesagte Drehmomentmodul (206) konfiguriert ist, um das vorhergesagte Drehmoment in Richtung der gewünschten Drehmomentabgabe des Motors (102) anzupassen, bis eine Differenz zwischen der Drehmomentabgabe des Motors (102) und der gewünschten Drehmomentabgabe des Motors (102) kleiner als eine vorbestimmte Differenz ist.
Audiosystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein vorhergesagtes Drehzahlmodul (236), das konfiguriert ist, um eine vorhergesagte Motordrehzahl zu bestimmen; wobei das Auswahlmodul (252) ferner konfiguriert ist, um, basierend darauf, ob der Schaltvorgang des Getriebes des Fahrzeugs stattfindet, eine ausgewählte Motordrehzahl auf einen der folgenden Werte einzustellen: eine gemessene Motordrehzahl; und die vorhergesagte Motordrehzahl, und wobei das Klangsteuermodul (264) konfiguriert ist, um die Frequenzen zum Ausgeben des vorgegebenen Motorklangs basierend auf der ausgewählten Motordrehzahl zu bestimmen.