СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ШУМА ДВИГАТЕЛЯ И МОТОРНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
INCREASING THE NUMBER OF CYLINDERS IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN A VIRTUAL FASHION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к способу формирования шума двигателя, устройству формирования шума двигателя и моторному транспортному средству, содержащему такое устройство.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Снижение скорости вращения и снижение габаритов являются современными тенденциями в разработке моторных транспортных средств, которые нацелены на производство более эффективных, то есть, более экономичных по топливу, моторных транспортных средств. В случае снижения скорости вращения, производятся усилия, чтобы сделать имеющейся в распоряжении такую же мощность привода при относительно низкой скорости вращения двигателя внутреннего сгорания. Как результат, уменьшаются потери на трение, что снижает расход топлива.
Идея, на которой основано уменьшение габаритов, состоит в том, чтобы оснащать моторные транспортные средства сравнимого размера и веса двигателями с меньшим рабочим объемом двигателя, чем был привычным раньше. Это ведет к ситуации, в которой двигатель работает с более высокой нагрузкой, рассматриваемой в относительных показателях, наряду с требованием той же самой мощности привода, что уменьшает потери на дросселирование, а потому, ведет к более низкому расходу топлива. Тем не менее, чтобы быть способным сделать имеющейся в распоряжении мощность привода, которая требуется для высоких скоростей вращения, двигатель с уменьшенным рабочим объемом обычно оснащен турбонагнетателем.
В частности, в небольших транспортных средствах, двигатели с уменьшенным количеством цилиндров, например, с тремя или всего лишь двумя цилиндрами, все больше и больше используются ввиду относительно малых рабочих объемов двигателя. Это также снижает потери на трение.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения является дальнейшее снижение расхода топлива моторных транспортных средств.
Поэтому, изобретение предлагает способ формирования шума двигателя. Изобретение здесь основано на понимании и заключает в себе понимание, что водители моторного транспортного средства с уменьшенным количеством цилиндров имеют тенденцию приводить в действие двигатель на относительно высокой скорости вращения, то есть, на высоких скоростях вращения, и переключаться на повышенную передачу только в последний момент. Это ведет к шуму двигателя внутреннего сгорания с меньшим количеством цилиндров, звучащему ниже, благодаря соответственно более низкому количеству событий зажигания на каждый оборот коленчатого вала, чем традиционные двигатели, например, четырехцилиндровые или шестицилиндровые двигатели. Поскольку так много водителей выполняют переключения передач - намеренно или ненамеренно - согласно тому, что они слышат, двигатели с уменьшенным количеством цилиндров часто работают на относительно высокой скорости вращения, что, однако, заставляет двигатель работать вне эффективных диапазонов параметров, которые намечены снижением габаритов и снижением скорости вращения, и препятствовать цели пониженного расхода топлива. Способ по изобретению, поэтому, формирует шум двигателя, который подобен шуму двигателя, который должен ожидаться для двигателя с относительно высоким количеством цилиндров, чтобы образ действий водителя по переключению передач подвергался влиянию в направлении более эффективной работы. Это означает, что способ по изобретению побуждает водителя транспортного средства, оснащенного двигателем внутреннего сгорания с уменьшенным количеством цилиндров, снабжаться ожидаемой акустической обратной связью, которая необходима для интуитивного управления двигателем внутреннего сгорания.
В предпочтительном варианте предложен способ формирования шума двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
определяют период времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания двигателя внутреннего сгорания, и
формируют наложенный шум в период времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания,
при этом период времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания определяют посредством того, что определяют предыдущий период времени между двумя предыдущими непосредственно последовательными событиями зажигания двигателя внутреннего сгорания и устанавливают период времени, равный предыдущему периоду времени.
В одном из вариантов предложен способ, в котором период времени возникает после первого события зажигания из двух непосредственно последовательных событий зажигания через период времени, который соответствует периоду времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания, деленному на целое число, большее, чем 1.
В одном из вариантов предложен способ, в котором целое число составляет 2 или 3.
В одном из вариантов предложен способ, в котором наложенный шум имеет форму сигнала шума зажигания, формируемого событием зажигания двигателя внутреннего сгорания.
В одном из вариантов предложен способ, в котором наложенный шум имеет более низкую амплитуду, чем шум зажигания, причем наложенный шум выводят в пассажирский отсек моторного транспортного средства.
В одном из вариантов предложен способ, в котором наложенный шум конструктивно накладывается на испускание шума двигателя внутреннего сгорания.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором формируют второй наложенный шум в период времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания двигателя внутреннего сгорания.
В одном из вариантов предложен способ, в котором испускание шума события зажигания двигателя внутреннего сгорания записывают и воспроизводят как наложенный шум.
В одном из дополнительных аспектов предложено устройство формирования шума двигателя, имеющее звуковой генератор и блок управления, присоединенный к звуковому генератору и выполненный с возможностью осуществления способа по любому из предыдущих пунктов.
В одном из еще дополнительных аспектов предложено моторное транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания и устройство.
В способе согласно изобретению, определяют период времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания двигателя внутреннего сгорания. Затем, наложенный шум формируют в момент времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания. Согласно способу по изобретению, события зажигания, которым не удалось произойти вследствие уменьшения количества цилиндров, или их акустическое выражение, дополняются для водителя, в результате чего, формируется шум, который ожидается для двигателя с относительно большим количеством цилиндров.
Момент времени, в который формируется наложенный шум, здесь предпочтительно возникает после первого события зажигания из двух непосредственно последовательных событий зажигания через период времени, который соответствует периоду времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания, деленному на целое число, большее, чем 1. Изобретение может использоваться для акустического умножения воспринимаемого количества цилиндров. Воспринимаемое количество цилиндров удваивается посредством формирования наложенного шума хронологически по центру между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания, в результате чего, целое число составляет 2. Однако также может быть получено множество множителей, в котором используются соответственно большие целые числа. Чтобы утроить воспринимаемое количество цилиндров (т.е. целое число составляет 3), наложенный шум предпочтительно должен формироваться дважды между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания, один раз через треть и дополнительный раз через две трети периода времени между двумя событиями зажигания. То же самое применяется к относительно большим целым числам, но, вследствие практических соображений, целые числа, большие, чем 3, менее привлекательны.
Наложенный шум предпочтительно имеет форму сигнала шума зажигания, формируемого событием зажигания двигателя внутреннего сгорания. Чем больше моделирование шума зажигания, сформированного событием зажигания двигателя внутреннего сгорания, похоже на наложенный шум, тем лучше результат способа. Однако, не обязательно имитировать шум зажигания в точности, поскольку наложенный шум и реальный шум двигателя у двигателя внутреннего сгорания будут перекрываться во многих случаях (то есть, в основном, шум зажигания и наложенный шум могут быть длительнее, чем период времени межу моментом времени, когда начинается формирование наложенного шума, и одним из двух непосредственно последовательных событий зажигания), и отдельные шумы зажигания и перекрывающиеся шумы не могут восприниматься отдельно друг от друга в акустических показателях при скоростях вращения, которые обычны в моторных транспортных средствах.
В этом контексте, наложенный шум предпочтительно имеет более низкую амплитуду, чем шум зажигания, и выводится в пассажирский отсек моторного транспортного средства. Как результат, требуемая акустическая обратная связь выдается водителю, одновременно без ощутимого усиления испускания шума моторного транспортного средства, поскольку окружающие будут воспринимать по существу неизменный шум двигателя.
Наложенный шум предпочтительно конструктивно накладывается на испускание шума двигателя внутреннего сгорания. То есть, способ по изобретению не имеет цели снижения или устранения реального шума двигателя у двигателя внутреннего сгорания. Напротив, дополнительные шумовые составляющие добавляются к шуму двигателя.
Период времени между двумя непосредственно последовательными событиями зажигания может определяться посредством определения предыдущего периода времени между двумя предыдущими непосредственно последовательными событиями зажигания двигателя внутреннего сгорания. Период времени, который должен определяться, в таком случае, устанавливается равным предыдущему периоду времени, что обеспечивает достаточную точность в показателях относительно низкой скорости изменения скорости вращения двигателя. Однако в качестве альтернативы также можно использовать периоды времени или моменты времени событий зажигания, которые определяются в устройстве управления двигателем, для способа по изобретению. Это, например, может происходить через эти периоды времени или к моментам времени, передаваемым в блок, который выполняет способ по изобретению, или посредством способа согласно изобретению, выполняемого устройством управления двигателем.
В одном из вариантов осуществления способа, испускание шума события зажигания двигателя внутреннего сгорания может записываться и воспроизводиться как наложенный шум. С этой целью, например, можно записывать шум двигателя непрерывно и воспроизводить его как наложенный шум с задержкой периода времени задержки, который является зависящим от текущей скорости вращения. Чтобы предотвратить акустическую обратную связь, полезно выводить наложенный шум с относительно низкой амплитудой непосредственно в пассажирский отсек, как уже было описано. Однако, также возможно, чтобы испускание шума события зажигания, которое было записано однажды, воспроизводилось повторно.
Второй аспект изобретения относится к устройству формирования шума двигателя. Устройство содержит звуковой генератор и блок управления, присоединенный к звуковому генератору и выполненный с возможностью осуществления способа согласно изобретению. Изобретение также относится к моторному транспортному средству, содержащему двигатель внутреннего сгорания и такое устройство.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение пояснено подробнее ниже со ссылкой на иллюстрации примерных вариантов осуществления, на которых:
фиг.1 показывает моторное транспортное средство с устройством согласно изобретению;
фиг.2 показывает временную диаграмму первого примерного варианта осуществления способа согласно изобретению; и
фиг.3 показывает временную диаграмму второго примерного варианта осуществления способа согласно изобретению.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг.1 показывает моторное транспортное средство 1 с устройством 7 согласно изобретению. Моторное транспортное средство 1, в показанном примере, имеет двигатель 2 внутреннего сгорания с тремя цилиндрами 3. Однако изобретение может использоваться соответствующим образом в двигателях внутреннего сгорания с иным количеством цилиндров, в частности, в двигателях внутреннего сгорания с двумя цилиндрами. Двигатель 2 внутреннего сгорания управляется устройством 4 управления двигателем, которое предписывает, в частности, моменты времени зажигания для событий зажигания цилиндров 3. На каждый оборот коленчатого вала двигателя, в точности одно событие зажигания происходит для каждого цилиндра 3, при каком событии зажигания воспламеняется сжатое топливо. Однако, в пределах объема изобретения, каждое событие зажигания также может содержать одновременное или смещенное формирование двух или более искр зажигания, например, как известно из двойного зажигания.
В примере на фиг.1, устройство 4 управления двигателем передает моменты времени зажигания в качестве сигналов зажигания на цилиндры 3 и в блок 5 управления устройства 7 согласно изобретению. Однако блок 5 управления также может быть выполнен в виде части устройства 4 управления двигателем. К тому же, можно определять моменты времени зажигания в блоке 5 управления, например, посредством измерений или посредством дублирующей обработки параметров управления, которые передаются в устройство 4 управления двигателем. Блок 5 управления определяет, по моментам времени зажигания, период времени между двумя реальными событиями зажигания цилиндров 3 двигателя 2 внутреннего сгорания и рассчитывает по ним моменты времени, в которые должен формироваться наложенный шум. Наложенные шумы затем формируются звуковым генератором 6 в расчетные моменты времени. В примере, показанном на фиг.1, наложенные шумы преимущественно выводятся звуковым генератором 6 в пассажирский отсек 8 моторного транспортного средства 1 и поблизости от рулевого колеса 9, а потому, от водителя моторного транспортного средства 1. Как результат, уровень громкости наложенных шумов может поддерживаться малым по сравнению с таковым у реальных событий зажигания двигателя 2 внутреннего сгорания.
1
3
5
7
2
4
6
8
Фиг.2 показывает временную диаграмму первого примерного варианта осуществления способа согласно изобретению. Фигура показывает временную последовательность событий зажигания (проиллюстрированных символами молнии) и формирования наложенных шумов (проиллюстрированных схематично громкоговорителем). В первом примерном варианте осуществления, события зажигания происходят в моменты t, t, t и t времени. В каждом случае, наложенный шум формируется между этими моментами времени, чтобы таким образом акустически имитировать относительно большое количество событий зажигания в единицу времени, а потому, относительно высокое количество цилиндров, что обладает уже описанными следствиями в образе действий переключения передач и манере вождения водителя, который переключает передачу согласно своему слуху и вызывает пониженный расход топлива. Наложенные шумы формируются в моменты t, t, t и t времени, которые должны находиться по мере возможности по центру между соответствующими смежными моментами времени зажигания. Интервалы времени между событиями зажигания здесь являются зависящими от соответствующей скорости вращения двигателя 2 внутреннего сгорания, по какой причине, периоды времени между соответствующими событиями зажигания, а также между событием зажигания и смежным формированием наложенного шума, обычно изменяются в ходе выполнения способа. Примерный вариант осуществления изобретения, проиллюстрированный на фиг.2, удваивает количество цилиндров двигателя внутреннего сгорания в показателях акустического впечатления. Как результат, например, можно формировать шум двигателя шестицилиндрового двигателя трехцилиндровым двигателем или шум двигателя четырехцилиндрового двигателя двухцилиндровым двигателем.
1
4
7
2
3
5
6
8
9
Фиг.3 показывает временную диаграмму второго примерного варианта осуществления способа согласно изобретению, в котором события зажигания происходят в моменты t, t и t времени. Однако, в противоположность первому примерному варианту осуществления на фиг.2, в каждом случае, два наложенных шума формируются между событиями зажигания, а именно, в моменты t и t, t и t, а также t и t времени. Отдельные моменты времени наложенных шумов предпочтительно здесь также должны иметь одинаковую продолжительность времени, что касается соответственно смежных наложенного шума или события зажигания. Во втором примерном варианте осуществления изобретения, достигается акустическое впечатление утроения количества цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Как результат, двухцилиндровым двигателем, например, может формироваться шум двигателя шестицилиндрового двигателя.