CN107002524B - 排气管理系统和排气管理套件 - Google Patents

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Abstract

排气管理系统和排气管理套件。用于具有消音器和产生排气的燃烧发动机的机动车辆的排气管理系统还具有被配置为安装成绕过排气系统的消音器的旁路通道。该系统还具有控制通过所述旁路通道的气流的阀，以及与该阀可操作地联接的控制器。该控制器被配置为可在至少两种模式之间切换。所述至少两种模式包括被配置为仅由供应商进行修改的供应商动态模式，以及被配置为由用户进行修改的用户动态模式。用户没有权限修改供应商动态模式。

Description

排气管理系统和排气管理套件
优先权
本专利申请要求2014年10月30日提交的临时美国专利申请号62/072,582和2015年7月13日提交的美国专利申请号14/797,791的优先权，二者标题都为“EXHAUST CONTROLSYSTEM”并且命名Erin M.Dmytrow、Ryan L.Martin和JustinG.Schroeder作为发明人，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及汽车排气系统，并且更具体地，本发明涉及控制汽车排气系统的声音。
背景技术
汽车具有排气系统以引导废气(exhaust gas)远离其发动机内发生的受控燃烧。除了排放气体，汽车排气系统还控制发动机噪音。具体地，由内燃过程产生的大量发动机噪音通过排气系统散出。实际上，这种噪音可能相当大，并因此干扰驾驶员和驾驶员附近的人。因此，排气系统通常具有消音器系统以降低发动机噪音。消音器通常被配置为将噪音减轻到由国家和地方噪音规定限定的等级。
然而，跑车和运动卡车爱好者可能更喜欢听到它们的发动机的完整声音。例如，跑车爱好者当在封闭赛道(closed track)上乘坐他们的跑车时通常更喜欢听到它们的发动机的“隆隆声(rumble)”。实际上，在这种情况下，因为赛道通常不受市政噪音规定的约束，所以消音器功能通常在赛道上不是法定必须的。然而，一些赛道受噪音规定的约束，并因此也仍必须消音到一定程度以符合噪音规定。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，用于具有消音器和产生排气的燃烧发动机(combustion engine)的机动车辆的排气管理系统具有被配置为安装成绕过排气系统的消音器的旁路通道。此外，该系统还具有配置为控制通过所述旁路通道的气流的阀，以及与该阀可操作地联接的控制器。该控制器被配置为可在至少两种模式之间切换。具体地，所述至少两种模式可以包括：静态模式，该静态模式响应于用户选择并且独立于机动车辆的任何动态参数来控制阀移动；以及动态模式，在所述动态模式中，阀可响应于机动车辆的至少一个动态参数移动。所述控制器被配置为当处于动态模式时，根据机动车辆的至少一个动态参数来控制阀关于在打开模式与关闭模式之间的多个位置的移动。另外，控制器被配置为当处于动态模式时，允许阀在某些时间处于至少部分打开的位置。
所述至少一个动态参数可以在机动车辆的操作期间变化。该系统还可以具有可在静态模式与动态模式之间交替地切换的开关(与控制器可操作地联接)。此外，存储器可以存储与动态模式有关的动态阀位置信息。在这种情况下，该系统还可以包括用于产生被配置为改变存储在存储器中的动态阀位置信息的图形用户界面(与控制器可操作地联接)的代码。
车辆优选地具有节流阀(throttle)并且被配置为以多个速度运行。在这种情况下，所述至少一个动态参数可以包括车辆的节流阀位置和机动车辆的速度中的至少一个。所述动态模式可以具有两种子模式：1)供应商动态模式，该供应商动态模式被配置为仅由供应商模态(provider modality)进行修改，和/或2)用户动态模式，该用户动态模式被配置为由用户模态(user modality)进行修改，该用户模态不能修改供应商动态模式。
像许多其它机动车辆一样，该机动车辆可以具有传动系统。在这种情况下，所述至少一个动态参数可以包括节流阀位置、车辆的速度、车辆发动机的负载、发动机的RPM、传动系统的齿轮、车辆在其环境中的位置以及本地时间中的至少一个。一些实施方式将控制器配置为当处于动态模式时访问查找表。在这种情况下，当处于动态模式时，控制器使用所述至少一个动态参数来确定阀设置，并且控制器基于该阀设置来控制该阀。
多种模态可以控制所述阀。例如，控制器可以被配置为当处于动态模式时，在接收到与所述至少一个动态参数有关的信息之后，将脉宽调制信号发送至所述阀。
根据另一实施方式，用于具有消音器和产生排气的燃烧发动机的机动车辆的排气管理套件(exhaust management kit)具有被配置为安装成绕过排气系统的消音器的旁路通道。该套件还具有当与消音器连接时控制通过旁路通道的气流的阀，以及配置为可在至少两种模式之间切换的控制器。所述至少两种模式包括1)静态模式，该静态模式响应于用户选择并且独立于机动车辆的任何动态参数来控制阀移动，以及2)动态模式，在所述动态模式中，阀可响应于机动车辆的至少一个动态参数移动。当连接时，所述控制器被配置为当处于动态模式时，根据机动车辆的至少一个动态参数来控制阀在打开模式与关闭模式之间的多个位置之间的运动。在该状态下并且当处于动态模式时，控制器被配置为允许阀在某些时间处于至少部分打开的位置。
在其它实施方式中，用于具有消音器和产生排气的燃烧发动机的机动车辆的排气管理系统还具有被配置为安装成绕过排气系统的消音器的旁路通道。该系统还具有控制通过所述旁路通道的气流的阀，以及与该阀可操作地联接的控制器。该控制器被配置为可在至少两种模式之间切换。所述至少两种模式包括：供应商动态模式，该供应商动态模式被配置为仅由供应商类的人员进行修改；以及用户动态模式，该用户动态模式被配置为由用户类的人员进行修改。用户类没有权限修改供应商动态模式。
供应商动态模式和用户动态模式被配置为响应于机动车辆的至少一个动态参数控制阀的移动。另外，所述控制器被配置为当处于供应商动态模式或用户动态模式时，根据机动车辆的至少一个动态参数来控制阀跨打开模式与关闭模式之间的多个位置的移动。具体地，控制器被配置为当处于动态模式时，允许阀在某些时间处于至少部分打开的位置。
根据本发明的其它实施方式，用于具有消音器的汽车的排气管理系统(例如，“主动”排气系统)具有被配置为安装成绕过排气系统的消音器的旁路通道，以及控制通过旁路通道的气流的阀(例如，在该通道内部或外部)。该系统还具有与所述阀可操作地联接的控制器。该控制器被配置为接收与汽车的至少一个动态参数有关的信息。另外，该控制器被配置为根据汽车的至少一个动态参数来控制所述阀的操作。
本发明的说明性实施方式被实现为具有在上面具有计算机可读程序代码的计算机可用介质的计算机程序产品。根据常规过程，计算机可读代码可以被计算机系统读取和利用，该计算机系统包括诸如移动电话、智能手机、平板电脑、智能手表等的移动装置。
附图说明
从参照下面直接概括的附图讨论的下面的“具体实施方式”中，本领域技术人员应更充分地理解本发明的各种实施方式的优点。
图1示意性地示出了根据本发明的说明性实施方式配置的汽车。
图2示意性地示出了用户可以操纵以实现本发明的说明性实施方式的开关。
图3示意性地示出了图2的开关的高级电路图。
图4以图表的方式示出了可以实现本发明的说明性实施方式的查找表。
图5示出了根据本发明的说明性实施方式实现自定义操作模式的过程。
图6示意性地示出了根据本发明的另一实施方式配置的排气系统。
图7示意性地示出了以类似于图6的方式配置的排气系统，但是其中，两个排气路径在消音器壳体外部相交。
图8示意性地示出了以类似于图7和图1的方式配置的排气系统。
具体实施方式
在说明性实施方式中，汽车或其它机动车辆具有使得用户能够容易地控制其它们的车辆的发动机声音的开关。为此，车辆具有控制器，该控制器将排气流(exhaust flow)选择性地绕过排气系统的消音器功能周围。用户可以在这种操作的至少两种模式之间进行选择：静态模式，该静态模式独立于车辆的动态参数控制排气流方向；或者动态模式，该动态模式根据车辆的动态参数控制排气流方向。除其它之外，所述动态参数可以包括加速器踏板(也称为“节流阀位置”)和/或车辆的速度。
一些实施方式甚至具有两种类型的动态模式：第一动态模式，在第一动态模式中，只有技术人员或其它设备供应商可以响应于动态参数来调节排气声音；以及第二动态模式，在第二动态模式中，可以由用户或用户授权的其它人员(以下简称“用户”)响应于动态参数(例如，使用直观的用户界面)来调节排气。因此，用户可以在第二动态模式下有效地控制由汽车产生的分贝等级和声音。然而，与第二动态模式不同，用户不能调节第一动态模式的排气响应。细节将在下面讨论。
图1示意性地示出了根据本发明的说明性实施方式配置的机动车辆。在这种情况下，车辆是汽车并通过附图标记10来标识。像许多其它现代汽车一样，图1所示的汽车10具有主体12，该主体12支撑多个重要部件(诸如，除其它之外，四个车轮14、用于提供动力的发动机16(例如，由汽油、替代燃料或柴油提供动力的内燃机)、以及用于排出由发动机16的燃烧过程产生的废气的排气系统18)。如图所示，排气系统18通常具有终止于暴露于环境的尾管22的主管20。如本领域技术人员已知的，由发动机16产生的大部分噪音通常通过排气系统18传送到外部环境。因此，主管20还具有消音器23以减轻该噪音。
汽车10还具有中央计算机26，该中央计算机26控制许多汽车系统(诸如，除其它之外，安全系统(例如，牵引力控制和安全气囊安全)、排放控制、点火系统、以及汽车10的一般操作)。实际上，这些计算机功能的提及仅仅是说明性的，只是中央计算机26执行的许多不同功能中的一些。因此，这些功能的讨论仅出于描述的目的，而不旨在限制本发明的各种实施方式。本领域技术人员理解中央计算机26的许多功能。
本发明人认为，一些驾驶员更喜欢拥有对其它们的汽车10的噪音等级和声音的更多的控制。例如，高性能跑车(诸如，(由福特汽车公司(Ford Motor Company)发布的)受欢迎的福特野马TM(Ford MustangTM))的驾驶员在他们迅速加速时可能更喜欢听到发动机16的“隆隆声”。因此，本发明人改进了排气系统18以给予驾驶员该性能。
为此，排气系统18还具有旁路通道24，该旁路通道24引导消音器23周围(即，至少在消音器23的降噪部分周围)的废气，以终止在所述尾管22处，该尾管22可以被定位在汽车10的后部、侧面或其它位置。除了其它方式之外，旁路通道24可以被实现为具有联接1)消音器23的上游和2)消音器23的下游二者的具有开口孔(open bore)的管道(例如，管)。然而，在一些实施方式中，旁路通道24终止于在汽车10上的后部、侧面或其它位置处的单独的尾管22。在任一情况下，排气系统18还具有一个或更多个控制阀28(在下文中称为“阀28”)，所述控制阀28控制绕过消音器23、通过旁路通道24的废气量。控制阀28被定位成使得其可以选择性地封堵通过旁路通道24的气流。因此，控制阀28可以被定位在主管20和旁路通道24的交叉点中的一个或更多个处，和/或旁路通道24内。
汽车10还具有用于存储控制阀位置的各种参数的存储器27，以及用于使得供应商能够管理这些阀位置参数的规定设置的相关的供应商模态29。汽车还具有用于使得用户能够控制这些阀位置参数的另一规定设置的相关的用户模态31。用户模态31和供应商模态29不必是汽车10的一部分，而可以是独立模态(例如，在远程计算机系统上执行的应用)。此外，在一些实施方式中，存储器可以包括读/写存储器和/或只读存储器(例如，存储用于供应商模态29的参数的区域)。下面讨论两种模态的细节以及它们如何与存储器27相互作用。
另选实施方式可以将控制阀28定位在主管20中以选择性地封堵通过具有消音器23的主管20的排气流。其它实施方式可以定位阀28以(利用一个或更多个阀28)选择性地封堵主管20和旁路通道24二者。然而，下面的讨论主要涉及选择性地封堵旁路通道24而不阻碍通过主管20的流的阀布置。
下面关于图6至8讨论的附加实施方式将旁路通道24定位在消音器壳体内，同时仍然有效地绕过消音器23的降噪部分。
因此，当旁路通道24内(或旁通通路24的口中的一个处)的阀28完全关闭时，该实施方式的废气通过消音器23/排气系统18，就好像旁路通道24被有效地从流体回路中省略掉一样。相比之下，当阀28完全打开时，废气可以自由地流过旁路通道24和主管20/消音器23二者。当所示的阀28完全打开时，附加阀28(未示出)可以封堵通过主管20/消音器23的气流。
阀28也可以部分地打开，从而提供可以穿过旁路通道24和消音器23的一定范围的废气压力。该范围与可由发动机16产生的声音和噪音等级的范围对应。在测试期间，本发明人发现该范围不必是线性的。因此，阀28允许流过旁路通道24的量不必与噪音和声音等级的精确的线性变化对应。
因此，阀28的位置控制排气系统18的所期望的声音。因此，说明性实施方式使用单独的阀控制器30来仔细地控制阀28，该阀控制器30接收来自中央计算机26(或其它数据源)的输入参数，并且响应地控制阀28允许通过旁路通道24的废气量废气/压力。本领域技术人员可以使用各种常规技术中的任何一种来实现阀控制器30。例如，常规发动机/电子控制模块(“ECM”，有时是较大的发动机/电子控制单元或“ECU”的一部分)可以被编程以控制阀28的位置。其它实施方式可以使用一个或更多个微处理器、数字信号处理器、和/或其它电子设备来实现该阀控制器30。
汽车10内的驾驶员或其它人优选地可以决定是否将汽车10设置成多种不同的驾驶声音中的任何一种。例如，图2示意性地示出了虚拟或机械开关(例如，LCD触摸显示屏上的这种开关32或物理可旋转拨盘开关32的图片)，该开关允许用户在汽车10内时在这些模式之间改变换。在说明性实施方式中，这些模式可以包括：
·关闭模式：阀28基本上完全关闭旁路通道24。因此，废气通过主管20和消音器23到尾管22。
·自动模式：阀28根据预先配置的参数被动态地打开、关闭或部分打开。这些参数可以由第三方供应商(诸如，售后经销商或技术人员)预先配置成比没有旁路通道24的情况更大声，但接近法定噪音规定(例如，在法定限制之上和/或之下加和/或减一些量)。控制阀28的移动和位置的数据仅可由用户的该设备的供应商访问和修改。处于用户角色的用户无法改变该数据。
·自定义模式：阀28根据预先配置的参数被动态地打开、关闭或部分打开。然而，与自动模式不同，所述参数可以由用户或可以访问允许自配置的模态的任何人进行预先配置(下面讨论)。
·赛道模式：阀28基本上完全打开，允许最大废气通过旁路通道24。在这种模式下，汽车10很可能是最大声的。该模式被称为“赛道模式”，因为当在汽车赛道上驾驶汽车10时，其可能被普遍使用。
·服务模式：阀28处于某些服务协议所需要的位置以服务系统。
图3示意性地示出了开关32的简化电路图，以及相对于所述模式可以具有的一些位置。选择电阻器以向阀控制器30汲取不同的电流。例如，自动模式的电阻器可以为250欧姆，赛道模式的电阻器可以为750欧姆，并且自定义模式的电阻器可以为10千欧姆。阀控制器30检测基于电阻器值的电流汲取，以确定适当的操作模式。
自定义模式和自动模式被认为是“动态模式”，因为当阀控制器30处于这些模式中的一个时，该阀控制器30根据至少一个动态参数(例如，加速踏板位置、速度、和/或本文所讨论的其它参数)控制阀28关于多个位置的移动。相比之下，赛道模式和关闭模式被认为是“静态模式”，因为当阀控制器30处于这些模式中的一个时，该阀控制器30独立于汽车10的任何动态参数将阀28设置到规定位置。换句话说，当用户选择静态模式时，阀28被设置为不响应于速度改变、节流阀位置改变等而改变的规定位置。虽然上面没有讨论过，但其它静态模式可以将阀28定位成处于部分打开/关闭位置。
以上称为“自定义模式”的动态模式可以被认为是“用户动态模式”，因为如上所述，用户可以修改控制阀位置的基础数据(underlying data)(下面讨论)。为此，用户可以使用诸如下面更详细讨论的先前所述的用户模态31(图1)来访问基础数据。用户模态31可能需要认证信息(例如，密码和/或登录ID)，或者不需要认证(例如，坐在车中或者具有规定应用的任何人都可以访问数据)。
如上所述，用户优选地是在多个常规汽车10或车辆交易(例如，经销商对个体、公司对另一公司、公司对个体、个体对另一个体等)中的任何一个或更多个中销售汽车10后，拥有汽车10的所有权(即，“所有者”)的人或实体(例如，公司)。用户不必是为汽车10出资的人或实体。用户也可以是所有者的代理人。例如，用户可以包括驾驶汽车10的亲属或朋友(有或没有所有者许可)，或者从经销店或租车公司租赁或租用汽车10的人。在一些情况下，在汽车维修店的技术人员也可以扮演用户的角色，如果所有者给予该人这样的权利，或者如果该技术人员也拥有汽车10。
以上称为“自动模式”的动态模式可以被认为是“供应商动态模式”，因为其由针对该设备的服务的授权供应商控制，或者由该实体的代理人(也被认为是供应商)控制。更具体地，如上所述，在这种模式下控制阀28的移动和位置的基础数据仅可由供应商访问和修改。用户不能改变该数据，除非(例如)该用户以供应商的能力行事(诸如，如果供应商拥有汽车10)。当人或其它实体被隐含或明确授权以维护阀控制器30或用户的相关设备时，他们被视为供应商。例如，除其它之外，供应商可以包括汽车经销商、设备供应商、技术人员、销售、安装或服务设备的人员和/或售后公司、或处于类似位置的另一方。其它相关示例包括“一级”、“二级”或“三级”公司及其各自的汽车行业供应链中的员工或代表。
如果需要，这些供应商中的至少一个具有拥有来自经销商或其它负责方的授权的先前所述的供应商模态29(图1)，以修改供应商动态模式的基础数据。例如，如果噪音规定改变，则供应商可以提供对基础数据的更新以符合新的规定。该更新可以以各种常规方式执行，诸如，通过WIFI或硬连线更新，或者通过技术人员通过常规用户界面(例如，桌面或其它类型的计算机装置上的图形用户界面；参见下面讨论的图4)输入数据的手动更新。
在一些实施方式中，如果某些认证或控制代码被授权，则单个模态(诸如，单个编程硬件装置)可以具有访问这两种动态模式的能力。例如，技术人员可以具有这样的装置并输入供应商登录代码来访问供应商动态模式的数据。用户可以具有同样的装置，但是仅具有用户认证数据，或者可以仅针对用户动态模式对该装置进行编程。因此，如果这样的用户没有使用供应商模态29的权利，则该用户不被认为具有供应商模态29。反之，这样的用户仅具有供应商模态29。
应当注意的是，未经授权的人员可能能够“侵入”阀控制器30(也被称为使设备“越狱”)，来改变供应商动态模式的数据。黑客多年来一直在改变设备中的数据。因此，即使未经授权的人或程序可以侵入或以其它方式访问/改变数据，但供应商动态模式仍被认为仅可由供应商模态29进行修改。例如，如果未被授权作为供应商的所有者侵入阀控制器30并且改变了供应商动态模式的数据，则这样的动作将不被认为改变供应商动态模式的性质。在该示例中，所有者/用户将仍然不被认为可以通过除供应商模态29之外的其它方式访问相关数据。
实际上，一些实施方式可以使用用于在模式之间进行切换的各种机械装置中的任何一种。图2的开关32提供了一种这样的装置的良好示例。其它实施方式可以使用类似于汽车收音机的预选按钮的用于不同模式的按钮。本领域技术人员可以选择各种其它机械开关或虚拟开关中的任何一种。除了使用上述开关32或其它手动装置或机械装置(诸如图2中的装置)之外，系统可以配置有语音识别技术，以在接收到语音命令时改变模式。用户还可以利用基于语音的系统覆盖命令来控制系统(诸如下面讨论的那些)。因此，开关32的讨论是一个实施方式的说明，而不旨在限制各种其它实施方式。
用户可以以各种方式中的任何一种来改变用户动态模式的基础阀位置数据。为此，用户优选地输入某些参数的值，以及在这些时间期间阀28应该打开多少。例如，用户可以对阀控制器30进行编程以当其检测到汽车速度为每小时35英里时打开阀28约(该阀28可以打开的总量的)40％。作为另一示例，用户可以对阀控制器30进行编程以当其检测到节流阀被压到其潜在范围的90％时将阀28打开约70％。
其它实施方式可能不是那么简单。具体地，这样的实施方式可以对阀控制器30进行编程，以响应于接收到两个或更多个输入参数而将阀28设置到指定位置。该阀打开量可以基于各种技术(诸如，简单的查找表或者对参数进行加权或不对参数进行加权的公式)中的任何一种。除其它之外，说明性实施方式可以基于以下参数的任何一个的单独或组合来控制阀位置：
·速度，
·节流阀位置，
·发动机负载(即，发动机16工作的难度，诸如，其是否强制汽车爬陡峭的山坡)，
·发动机16的每分钟转数(RPM)，
·传动系统的齿轮，
·环境温度，
·通过全球定位系统的位置(例如，当在住宅街区中时关闭阀28，而在农村地区中时打开阀28)，
·汽车10的燃油等级，
·汽车10正运行的地方的本地时间，以及
·天气(例如，是否下雨、晴天、有风等)。
由于这些参数中的一些在汽车10正移动时可能改变，所以这样的参数被称为“动态变量”。此外，应该指出的是，该列表是说明性的，并不旨在是动态变量的详尽列表。因此，本领域技术人员可以使用其它动态变量来控制输出声音。
用户可以使用用户模态31来使用各种技术中的任何一种对阀控制器30进行编程。例如，用户可以访问易于理解用于接收命令和/或数据的图形用户界面的配置模块。该配置模块可以以各种技术(诸如，具有嵌入式软件、企业软件、家用计算机软件、云软件的独立硬件装置)中的任何一种、或作为移动计算装置(诸如，智能手机)上的应用(“App”)来实现。
配置模块从用户接收输入以存储在阀控制器30的本地的存储器27(图1)中。图4示意性地示出了用于建立阀控制器30访问以设置阀位置的查找表34的图形用户界面的一个实施方式。如图所示，该查找表34针对每种模式具有一个选项卡(tab)-在该示例中，至少一个选项卡用于自定义模式，同时至少一个其它选项卡用于自动模式。自定义模式和自动模式各自可以具有用户已知的某种形式的安全/认证保护(例如，密码/ID和/或生物认证)。然而，在说明性实施方式中，二者具有不同的访问代码。具体地，用户具有访问自定义选项卡而不是自动选项卡的安全信息。
相反，供应商优选地具有用于自动选项卡的不同的安全凭证。如此，用户无法修改自动选项卡的设置，并且供应商无法修改自定义选项卡的设置。然而，在一些实施方式中，供应商也可以访问自定义选项卡。在其它实施方式中，用户选项卡没有安全性。在这些情况的任何一种情况下，尽管两个选项卡以相同的方式布置的事实，但是这两个选项卡被认为是用于访问控制阀位置的基础数据的不同模态。
说明性实施方式针对每种模式简单地具有该单个模态。在其它实施方式中，每个模式可以具有多个不同的模态。例如，用户模态31可以包括可以通过计算机或智能电话访问存储器27的应用程序，以及内置于汽车仪表板内的硬连线控制台。
每个选项卡都具有多维查找表(例如，二维查找表)。在该示例中，示出了自定义选项卡，跨选项卡顶部的行表示汽车的速度，而最左侧的列表示加速器被压下的百分比。使用该用户配置模块，用户可以通过改变该二维表34中的值来相对容易地编辑该表34(即，自定义选项卡)。其它选项卡(诸如，用于自动模式的选项卡)处的表可以被设置为只读模式(从用户的角度)，以防止用户改变。在其它实施方式中，自动选项卡不能由供应商更改-其数据是固定的。
为了确定打开阀28的量，阀控制器30在操作汽车10时找到合适的单元格(cell)。例如，使用图4中的查找表34，当每小时行驶100英里并且将加速器压下20％时，阀28应被设置为95％打开。因此，旁路通道24正接收到大量的废气/压力，导致从排气系统18输出较大声的噪音。相比之下，以每小时100英里的速度，当加速器被压下35％时，阀28只打开约5％。因此，废气/压力的大部分通过排气系统18的消音器部分，并因此更安静。
再次，如上所述，图4的界面仅是多个示例性访问模态中的一个。本领域技术人员可以选择其它模态或不同地(例如，使用等式)操作的模态来修改参数。此外，供应商模态29可以与用户模态31类似地或不同地进行操作。
图5示出了根据本发明的说明性实施方式的控制排气系统18的输出声音的简化过程。应当注意的是，该过程基本上从可以用于控制输出声音的较长过程简化。因此，实际过程可以具有本领域技术人员可能使用的附加步骤。另外，步骤中的一些可以按照与所示步骤不同的顺序执行，或者同时执行。因此，本领域技术人员可以适当地修改该过程。
该过程从步骤500开始，在步骤500中，用户将系统切换到自定义模式。例如，当在汽车10内时，用户可以将图2的拨盘开关32旋转到“自定义”设置。接下来，阀控制器30在步骤502接收动态参数数据。例如，阀控制器30可以直接从中央计算机26接收速度和节流阀位置。
在接收到动态参数数据之后，阀控制器30确定适当的阀位置(步骤504)。如上所述，阀控制器30可以使用多种不同方式中的任何一种来基于接收到的动态参数设置阀位置。使用图4的示例，阀控制器30可访问查表34以确定阀28的适当位置。例如，如果汽车10达到每小时10英里的速度并且节流阀为30％，则阀控制器30可将阀28设置为打开约95％。
在确定阀位置之后，阀控制器30将电信号发送至阀28，使阀28打开至规定位置(步骤506)。继续上述示例，阀控制器30可以将信号发送至阀28，使得阀28打开95％，从而允许大量的废气/压力穿过旁路通道24。为此，阀控制器30可以将脉宽调制信号传送至阀28，使阀28打开适当的量。其它实施方式可以使用其它方式来打开阀28(例如，真空技术或机械技术)。
该过程执行迅速，因为汽车10可以以快速率改变速度和节流阀位置。因此，该过程循环回到步骤502以接收新的参数数据。
一些实施方式具有可以覆盖自定义模式和/或其它模式(例如，自动模式或静态模式)的覆盖模式。例如，说明性实施方式可以使阀控制器30在一天的某些时间(例如，星期日的上午5点至上午9点之间)，或者当汽车10物理上在某些地理区域中(例如，在如由GPS或其它常规手段确定的某个街区中)时，阻止系统使用自定义模式值。因此，尽管系统被设置为自定义模式的事实，但如果系统还被设置为一个或更多个覆盖设置，则自定义模式可能被禁用。这些覆盖模式可以根据用户的需要被激活，或者被硬编码到系统中。作为另一示例，当汽车10接收到信号或消息(例如，电话呼叫)时，系统可以自动地恢复为安静模式。
如上所述，图1的排气系统18只是实现各种实施方式的多种方式中的一种。图6至图8示出了排气系统配置的三个附加示例。具体地，如上所述，旁路通道24的说明性实施方式几乎不或未提供输出声音的消音。尽管如此，如图6至图8的实施方式所示，旁路通道24仍然可以穿过消音器壳体，但绕过其消音功能。因此，在这种情况下，旁路通道24仍然可以被认为绕过消音器23。
为此，图6示意性地示出了双排气系统18，其中，旁路通道24直接延伸通过消音器壳体。具体地，主管20延伸到消音器壳体中。然而，在达到显著的消音功能之前，主管20在消音器壳体内与旁路通道24相接。在该示例中，旁路通道24实际上与进入消音器壳体的主管20的上游部分大致同轴。在该点处，旁路通道24和主管20分叉/分成两条路径。具体地，主管20从其原始路径分叉并进入到消音器23的消音功能中。因此，来自主管20的输出通过上尾管22A(尽管未示出为连接，但是存在到消音器23的连接)将废气排出到环境中。然而，旁路通道24通过下尾管22B将废气排出到环境中。控制通过旁路通道24的流体流的阀28优选地处于或接近旁路通道24的最靠近其尾管22B的端部。然而，一些实施方式可以将阀28定位在旁路通道24中的更上游(诸如，在两个流路径的交叉点处或附近)。
图7示意性地示出了与图6的实施方式类似的实施方式。主要区别在于，图7的系统在消音器壳体的上游(即，在消音器壳体的外部)将两个排气路径20和24分开。图8示出了类似于图1的实施方式的又一实施方式，其中，旁路通道24完全避开消音器壳体，但是通过使用双尾管22方法也类似于图6和图7的实施方式。
如上所述，车辆优选地包括汽车10(诸如，跑车(例如，RoushTM MustangTM))。然而，其它实施方式涉及其它类型的车辆(诸如，飞机、船只、摩托车、全地形车辆、卡车以及其它机动车辆)。实现各种实施方式的车辆可以直接从工厂提供优化的功能。
各种售后供应商可以另选地升级常规汽车以包括所述的马达声音控制。为此，这些供应商可以使用具有应用于汽车10的许多不同部件的套件。除其它之外，这些部件可以包括旁路通道24(例如，被配置为承受高温的管或其它装置)、阀28及其有关的运动控制硬件/软件(例如，脉宽调制功能)、开关32或类似的开关装置、实现用户模态和/或供应商模态的代码、以及实现阀控制器30的硬件(例如，逻辑和存储器)和/或代码。
本发明的各种实施方式可以至少部分地以任何常规计算机编程语言来实现。例如，一些实施方式可以以过程编程语言(例如，“C”)或面向对象的编程语言(例如，“C++”)来实现。本发明的其它实施方式可以被实现为预编程硬件元件(例如，专用集成电路、FPGA和数字信号处理器)或其它有关的部件。
在另选实施方式中，所公开的设备和方法(例如，参见上述的各种流程图)可以被实现为与计算机系统一起使用的计算机程序产品。这样的实现可以包括也固定在有形的非暂时性介质(诸如，计算机可读介质(例如，磁盘、CD-ROM、ROM或硬盘))上的一系列计算机指令。所述一系列计算机指令可以体现本文前面关于该系统所描述的全部或部分功能。
本领域技术人员应当理解，这样的计算机指令可以用多种编程语言编写，以用于许多计算机体系结构或操作系统。此外，这样的指令可以被存储在任何存储装置(诸如，半导体、磁、光学或其它存储装置)中，并且可以使用任何通信技术(诸如，光学、红外、微波或其它传输技术)来传送。
除了其它方式之外，这样的计算机程序产品可以作为附带有印刷或电子文档(例如，压缩包装的软件)的可移动介质发布、利用计算机系统(例如，在系统ROM或硬盘上)预先加载、或者通过网络(例如，互联网或万维网)从服务器或电子公告牌发布。实际上，一些实施方式可以以软件即服务模型(“SAAS”)或云计算模型来实现。当然，本发明的一些实施方式可以被实现为软件(例如，计算机程序产品)和硬件二者的组合。本发明的其它实施方式被实现为完全硬件或完全软件。
虽然上述讨论公开了本发明的各种示例性实施方式，但是应当显而易见的是，本领域技术人员可以在不脱离本发明的真实范围的情况下进行将实现本发明的一些优点的各种修改。

Claims (34)

1.一种排气管理系统，所述排气管理系统用于具有与尾管联接的消音器的机动车辆并且用于与产生排气的燃烧发动机一起使用，所述系统包括：
旁路通道，所述旁路通道被配置为安装成绕过所述消音器，所述旁路通道为被配置为允许来自所述燃烧发动机的排气的流动的未消音管；
阀，所述阀被配置为控制通过所述旁路通道的排气流；以及
控制器，所述控制器与所述阀可操作地联接，所述控制器被配置为能够在至少两种模式之间切换，所述至少两种模式包括：
静态模式，所述静态模式响应于用户选择并且独立于所述机动车辆的任何动态参数来控制阀移动；以及
动态模式，在所述动态模式中，所述阀能够响应于所述机动车辆的至少一个动态参数而移动，
所述控制器被配置为当处于所述动态模式时，根据所述机动车辆的所述至少一个动态参数来控制所述阀关于包括打开模式与关闭模式以及在所述打开模式与所述关闭模式之间的多个位置的移动，
所述控制器被配置为当处于所述动态模式时，允许所述阀在某些时间处于至少部分打开的位置，
所述旁路通道由于所述阀允许通过所述旁路通道的排气流而被配置为增加来自所述尾管的声音的响度。
2.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，所述至少一个动态参数能够在所述机动车辆的操作期间变化。
3.根据权利要求1所述的排气管理系统，所述系统还包括与所述控制器可操作地联接的开关，所述开关能够在所述静态模式与所述动态模式之间交替地切换。
4.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，存储器存储与所述动态模式有关的动态阀位置信息，所述系统还包括用于产生与所述控制器可操作地联接的图形用户界面的代码，所述图形用户界面被配置为基于与所述图形用户界面的用户交互改变存储在所述存储器中的所述动态阀位置信息。
5.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，所述机动车辆具有节流阀并且被配置为以多个速度运行，所述至少一个动态参数包括所述机动车辆的所述节流阀的节流阀位置和所述机动车辆的所述多个速度中的一个速度中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，所述动态模式包括被配置为仅由供应商模态进行修改的供应商动态模式。
7.根据权利要求6所述的排气管理系统，其中，所述动态模式包括被配置为由用户模态进行修改的用户动态模式，所述用户模态不能修改所述供应商动态模式。
8.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，所述车辆具有传动系统，并且其中，所述至少一个动态参数包括节流阀位置、所述车辆的速度、所述燃烧发动机的负载、所述燃烧发动机的RPM、所述传动系统的齿轮、所述车辆在其环境中的位置以及本地时间中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，所述控制器被配置为当处于所述动态模式时访问查找表，所述控制器当处于所述动态模式时基于所述查找表使用所述至少一个动态参数来确定阀设置，所述控制器基于所述阀设置来控制所述阀。
10.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，所述控制器被配置为当处于所述动态模式时，在接收到与所述至少一个动态参数有关的信息后，将脉宽调制信号发送至所述阀。
11.根据权利要求1所述的排气管理系统，所述系统还包括所述消音器，所述旁路通道围绕所述消音器连接。
12.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，所述控制器被配置为在所述机动车辆接收到电话呼叫或消息时切换到安静模式，所述控制器被配置为在所述安静模式下关闭所述阀。
13.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，所述控制器被配置为根据在所述静态模式下的用户选择来控制所述阀在所述打开模式与所述关闭模式之间的多个位置的移动。
14.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，所述控制器被配置为根据所述机动车辆的本地时间切换到覆盖模式，所述控制器被配置为在所述覆盖模式下关闭所述阀。
15.根据权利要求1所述的排气管理系统，其中，所述控制器被配置为根据所述机动车辆的地理位置切换到覆盖模式，所述控制器被配置为在所述覆盖模式下关闭所述阀。
16.一种排气管理套件，所述排气管理套件用于具有与尾管联接的消音器的机动车辆并且用于与产生排气的燃烧发动机一起使用，所述套件包括：
旁路通道，所述旁路通道被配置为能够安装成绕过所述消音器，所述旁路通道为被配置为允许来自所述燃烧发动机的排气的流动的未消音管；
阀，所述阀被配置为能够安装成控制通过所述旁路通道的气流；以及
控制器，所述控制器被配置为当与所述阀可操作地联接时能够在至少两种模式之间切换，所述至少两种模式包括：
静态模式，所述静态模式响应于用户选择并且独立于所述机动车辆的任何动态参数来控制阀移动；
动态模式，在所述动态模式中，所述阀能够响应于所述机动车辆的至少一个动态参数而移动，
所述控制器被配置为当处于所述动态模式时，根据所述机动车辆的所述至少一个动态参数来控制所述阀关于在打开模式与关闭模式之间的多个位置的移动，
所述控制器被配置为当处于所述动态模式时，允许所述阀在某些时间处于至少部分打开的位置，
所述旁路通道由于所述阀允许通过所述旁路通道的排气流而被配置为增加来自所述尾管的声音的响度。
17.根据权利要求16所述的排气管理套件，所述套件还包括与所述控制器可操作地联接的开关，所述开关能够在所述静态模式与所述动态模式之间交替地切换。
18.根据权利要求16所述的排气管理套件，其中，存储器存储与所述动态模式有关的阀位置信息，所述套件还包括用于产生与所述控制器可操作地联接的图形用户界面的代码，所述图形用户界面被配置为基于与所述图形用户界面的用户交互改变存储在所述存储器中的所述信息。
19.根据权利要求16所述的排气管理套件，其中，所述机动车辆具有节流阀并且被配置为以多个速度运行，所述至少一个动态参数包括所述机动车辆的所述节流阀的节流阀位置和所述机动车辆的所述多个速度中的一个速度中的至少一个。
20.根据权利要求16所述的排气管理套件，其中，所述动态模式包括被配置为仅由供应商模态进行修改的供应商动态模式。
21.根据权利要求20所述的排气管理套件，其中，所述动态模式包括被配置为由用户模态进行修改的用户动态模式，所述用户模态不能修改所述供应商动态模式。
22.根据权利要求16所述的排气管理套件，其中，所述控制器被配置为在所述机动车辆接收到电话呼叫或消息时切换到安静模式，所述控制器被配置为在所述安静模式下关闭所述阀。
23.根据权利要求16所述的排气管理套件，其中，所述控制器被配置为根据在所述静态模式下的用户选择来控制所述阀关于在所述打开模式与所述关闭模式之间的多个位置的移动。
24.根据权利要求16所述的排气管理套件，其中，所述控制器被配置为根据所述机动车辆的本地时间切换到覆盖模式，所述控制器被配置为在所述覆盖模式下关闭所述阀。
25.根据权利要求16所述的排气管理套件，其中，所述控制器被配置为根据所述机动车辆的地理位置切换到覆盖模式，所述控制器被配置为在所述覆盖模式下关闭所述阀。
26.一种排气管理系统，所述排气管理系统用于具有与尾管联接的消音器的机动车辆并且用于与产生通过所述尾管的排气的燃烧发动机一起使用，所述系统包括：
旁路通道，所述旁路通道被配置为安装成绕过所述消音器，所述旁路通道为被配置为允许来自所述燃烧发动机的排气的流动的未消音管；
阀，所述阀控制通过所述旁路通道的气流；以及
控制器，所述控制器与所述阀可操作地联接，所述控制器被配置为能够在至少两种模式之间切换，所述至少两种模式包括：
供应商动态模式，所述供应商动态模式被配置为仅由供应商模态进行修改；以及
用户动态模式，所述用户动态模式被配置为由用户模态进行修改，所述用户模态不能修改所述供应商动态模式，
所述供应商动态模式和所述用户动态模式被配置为响应于所述机动车辆的至少一个动态参数来控制所述阀的移动，
所述控制器被配置为当处于所述供应商动态模式或所述用户动态模式时，根据所述机动车辆的所述至少一个动态参数来控制所述阀关于打开模式与关闭模式之间的多个位置的移动，
所述控制器被配置为当处于所述动态模式时，允许所述阀在某些时间处于至少部分打开的位置，
所述旁路通道由于所述阀允许通过所述旁路通道的排气流而被配置为增加来自所述尾管的声音的响度。
27.根据权利要求26所述的排气管理系统，其中，所述供应商模态包括需要与供应商有关的供应商认证信息的供应商计算机程序代码。
28.根据权利要求26所述的排气管理系统，其中，所述用户模态包括需要与用户有关的用户认证信息的用户计算机程序代码。
29.根据权利要求26所述的排气管理系统，其中，所述控制器包括用于存储用于所述供应商动态模式的数据的存储器，所述存储器是只读存储器。
30.根据权利要求26所述的排气管理系统，其中，所述控制器还能够切换到静态模式，所述静态模式响应于用户选择并且独立于所述机动车辆的所述至少一个动态参数而操作。
31.根据权利要求26所述的排气管理系统，其中，存储器存储与所述动态模式有关的阀位置信息，所述系统还包括与所述控制器可操作地联接的图形用户界面，所述图形用户界面被配置为基于与所述图形用户界面的用户交互改变存储在所述存储器中的、与所述用户动态模式有关的所述位置信息。
32.根据权利要求26所述的排气管理系统，其中，所述控制器被配置为在所述机动车辆接收到电话呼叫或消息时切换到安静模式，所述控制器被配置为在所述安静模式下关闭所述阀。
33.根据权利要求26所述的排气管理系统，其中，所述控制器被配置为根据所述机动车辆的本地时间切换到覆盖模式，所述控制器被配置为在所述覆盖模式下关闭所述阀。
34.根据权利要求26所述的排气管理系统，其中，所述控制器被配置为根据所述机动车辆的地理位置切换到覆盖模式，所述控制器被配置为在所述覆盖模式下关闭所述阀。
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