CN108060958A - 用于排气转向阀的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了用于对发动机系统中的排气转向阀进行诊断并且调整转向阀位置以调节车辆排气噪声使得同一排气转向阀能够被用来在冷起动期间减少排放并加快发动机加热以及调节排气噪声的方法和系统。在一个示例中，一种用于转向阀诊断的方法包括在发动机冷起动期间，当转向阀被关闭时，基于转向阀上游的温度自发动机起动时的温度的改变确定转向阀退化。在另一示例中，一种用于排气噪声调整的方法包括调整转向阀位置以提供产生车辆排气噪声的期望改变的目标排气背压。

Description

用于排气转向阀的方法和系统
技术领域
本发明大体涉及用于控制和诊断车辆的发动机系统中的排气转向阀的方法和系统。
背景技术
车辆的发动机系统可以被配置具有可以用于各种功能的排气转向阀。作为一个示例，排气转向阀可以被用来选择性地将发动机排气送至被配置具有辅助排气后处理装置的旁路通道。例如，排气转向阀可以在冷起动期间将排气送过旁路通道中的汽油微粒过滤器或HC捕集器，以减少发动机和催化剂升温期间的排气排放。作为另一示例，排气转向阀可以将排气送过旁路通道中的热交换器，以回收用于发动机加热的排气热，也用于在排气再循环到进气歧管之前对排气进行冷却。通过使用排气转向阀来加快发动机加热和排气催化剂激活，燃料经济性也被增加。
发明人在此已经认识到排气转向阀也可以被用来调节排气噪声。例如，通过调整转向阀的位置来改变排气背压，排气噪声特性可以被定制为操作者的偏好。通过依赖于转向阀来提供期望的排气噪声控制，可以减少往往重且昂贵的专门的噪声控制装置(诸如消声器、共鸣器、隔音材料、噪声消除软件等)的使用。
因此，为了使排气转向阀可靠地用于各种功能，转向阀的功能性可以被周期性地测试。例如，如果转向阀退化并且排气正在泄露经过转向阀，排气尾管排放则会受影响。提供了用于对排气转向阀进行诊断的各种方法。例如，如由Melzig在US9,116,075中示出的，排气转向阀退化可以基于经由位于排气转向阀上游的压力传感器估计的排气压力廓线来推测。在其中，随着阀前压力从预期的压力降低，推测的转向阀泄露量可以被增加。在另一示例中，如由Takakura等人在US6,477,830中示出的，转向阀可以基于排气湿度廓线的改变来诊断。在进一步的示例中，排气转向阀可以基于在转向阀下游测量的排气温度的廓线来诊断。
然而，发明人在此已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，上面讨论的方法会由于不足的信噪分离而不可靠。例如，如果排气旁路通道中的辅助装置具有低背压(诸如可以在旁路通道包括热交换器时发生)，通过转向阀上游的压力传感器测量的压力的信噪比则会低。由于标称信噪比与诊断阈值的低统计学分离，基于压力的诊断方法可能不可靠。作为另一示例，由于热排气从排气尾管中流出，噪声会被无意地引入到依赖于在排气转向阀下游估计的排气温度的诊断方法内。如果存在转向阀起作用的假阳性指示(即，当泄露实际发生时，转向阀被不正确地认为在起作用)，排气尾管排放则会升高至阈值水平之上。此外，可以使燃料经济性退化。
发明内容
在一个示例中，上述问题可以通过一种用于发动机的方法来至少部分地解决，所述方法包含，响应于发动机冷起动状况，在转向阀被关闭的情况下运转以在排气催化剂的下游将排气从主排气通道转向到容纳辅助装置的旁路内；以及基于在自发动机起动以后的持续时间内在所述转向阀上游确定的排气温度的改变指示所述转向阀的退化。在对转向阀进行诊断之后，阀的开度可以被调整以满足操作者指示的排气噪声请求。以此方式，稳健的排气转向阀诊断方法可以被提供有更高的信噪比。此外，同一转向阀可以被用于加快发动机加热和催化剂激活以及用于排气噪声调节。
作为一个示例，在发动机冷起动期间，排气转向阀可以被致动为关闭以在排气催化剂的下游将排气从主排气通道经由容纳辅助装置(诸如热交换器)的旁路通道转向到排气尾管内。在转向阀上游测量的排气温度可以在关闭转向阀的时候和在此后的持续时间内进行监测。例如，温度可以在持续时间内被连续地或以固定的间隔间歇地监测。如果在转向阀上游测量的排气温度改变(例如，升高)小于阈值量，可以推测转向阀未退化并且排气未正在泄露经过阀。如果在转向阀上游测量的排气温度改变多于阈值量，可以推测转向阀退化，并且经过阀的排气泄露的程度可以基于排气温度在持续时间内的升高的程度来确定。以此方式，当阀在发动机起动期间进行运转时，转向阀可以基于阀前排气温度廓线被适时地诊断。
在确认转向阀起作用后，并且催化剂起燃被实现之后，转向阀可以被用于各种其他功能，诸如用于响应于操作者排气噪声请求而调整车辆排气噪声。在其中，基于对于噪声扩大或噪声减小的请求，转向阀的位置可以被改变以在转向阀的上游提供目标排气背压。例如，当请求的调整包括排气噪声扩大时，排气转向阀可以被打开至较大的程度以提供较低的目标背压，并且当请求的调整包括排气噪声减小时，排气转向阀可以被关闭至较大的程度以提供较高的目标背压。
以此方式，排气转向阀能够在发动机冷起动运转期间被可靠地且适时地诊断，并且此后被用来调节排气噪声。基于在关闭的转向阀上游测量的排气温度廓线对转向阀进行诊断的技术效果是可以增加信噪比与诊断阈值的分离。具体地，通过在关闭阀并且转向排气通过排气旁路通道中的辅助装置之后测量上游温度，即使当辅助装置两侧的压力差较低时，也可以实现较高的信噪比。通过增加诊断的准确性，降低了假阳性阀诊断的可能性，改善发动机冷起动排放。通过使用同一转向阀用于实现排气热回收、发动机加热和排气噪声控制，实现了部件减少益处。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1A示出了在第一模式下运转的包括排气热交换系统的发动机系统的示例实施例。
图1B示出了在第二模式下运转的包括排气热交换系统的发动机系统的示例实施例。
图1C示出了在第三模式下运转的包括排气热交换系统的发动机系统的示例实施例。
图2示出了总结图1A-1C的排气热交换系统的不同运转模式的表。
图3示出了图示可以被实施用于调整通过图1A-1C的排气热交换系统的排气流的示例方法的流程图。
图4示出了图示可以被实施用于对图1A-1C的排气热交换系统的排气转向阀进行诊断的示例方法的流程图。
图5是展示排气转向阀泄露与在转向阀上游测量的排气温度之间的关系的曲线图。
图6示出了图示可以被实施用于调整排气系统转向阀以调节排气噪声的示例方法的流程图。
图7示出了在发动机冷起动期间对排气转向阀进行诊断并且调整转向阀以在此后提供期望的发动机排气噪声廓线的示例。
具体实施方式
以下描述涉及用于对排气转向阀进行诊断并且控制排气转向阀来调整排气噪声的系统和方法。作为一非限制性示例，示出了被配置在排气热交换系统中的排气转向阀，其中在图1A-1C中示出了排气热交换系统的不同运转模式。排气热交换系统可以包括用于排气热回收和排气再循环(EGR)冷却的单个热交换器(被耦接至旁路通道)。示例发动机系统的不同运转模式在图2中被制成表。发动机控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图3、图4和图6的示例程序)来控制排气热交换系统(包括排气转向阀)的运转。排气转向阀泄露可以基于在发动机冷起动期间在转向阀上游测量到的排气温度廓线来确定，如在图4的示例方法中描述的。在图5中图示了用于没有泄露、具有小泄露和大泄露的排气转向阀的示例温度廓线。在对转向阀进行诊断之后并且在完成催化剂起燃之后，排气噪声可以例如使用图6的方法通过改变转向阀的位置以提供目标背压来调整。在图7中示出了排气转向阀诊断和排气噪声控制的示例。
图1A示意地示出了包括发动机10的示例发动机系统100的方面。在一个示例中，发动机系统100被耦接在推进系统中，诸如被配置用于在道路上行进的车辆。在所描绘的实施例中，发动机10是升压的发动机，其被耦接至涡轮增压器13，涡轮增压器13包括由涡轮116驱动的压缩机114。具体地，新鲜空气沿进气通道42经由空气净化器112被吸入发动机10，并流向压缩机114。压缩机可以是任何适合的进气压缩机，诸如马达驱动的或传动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，压缩机为涡轮增压器压缩机，其经由轴19机械地耦接至涡轮116，涡轮116由膨胀的发动机排气驱动。
如在图1中示出的，压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)21耦接至节流阀20。节流阀20被耦接至发动机进气歧管22。被压缩的空气充气从压缩机流过增压空气冷却器21和节流阀到达进气歧管。在图1中示出的实施例中，进气歧管内空气充气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器124感测。
一个或更多个传感器可以被耦接至压缩机114的入口。例如，温度传感器55可以被耦接至入口，用于估计压缩机入口温度，并且压力传感器56可以被耦接至入口，用于估计压缩机入口压力。作为另一示例，湿度传感器57可以被耦接至入口，用于估计进入压缩机的空气充气的湿度。其他传感器可以包括例如空燃比传感器等。在其他示例中，可以基于发动机工况推测压缩机入口状况(诸如湿度，温度，压力等)中的一个或更多个。此外，当EGR被启用时，传感器可以估计空气充气混合气的温度、压力、湿度和空燃比，所述空气充气混合气包括在压缩机入口处接收的新鲜空气、再循环的压缩空气和排气残余物。
废气门致动器92可以被致动为打开，以便经由废气门91将至少一些排气压力从涡轮上游卸至涡轮下游的位置。涡轮转速能够通过降低涡轮上游的排气压力来降低，这反过来有助于减少压缩机喘振。
进气歧管22通过一系列进气门(未示出)耦接至一系列燃烧室30。燃烧室还经由一系列排气门(未示出)耦接至排气歧管36。在所描绘的实施例中，示出了单个排气歧管36。然而，在其他实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管段。具有多个排气歧管段的构造可以使来自不同燃烧室的排出物能被引导至发动机系统中的不同位置。
在一个实施例中，排气门和进气门中的每一个均可以是电致动或电控制的。在其他实施例中，排气门和进气门中的每一个均可以是凸轮致动或控制的。不论是电致动还是凸轮致动，排气门和进气门的打开与关闭正时都可以基于期望的燃烧与排放控制性能来调整。
可以通过喷射器66向燃烧室30供应一种或更多种燃料，诸如汽油、醇燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。可以通过直接喷射、进气道喷射、节流阀体喷射或其任意组合向燃烧室供应燃料。在燃烧室中，可以通过火花点火和/或压缩点火来开始燃烧。
如在图1A中示出的，来自一个或更多个排气歧管段的排气可以被引导至涡轮116，以驱动涡轮。来自涡轮和废气门的混合流然后流过排放控制装置170和173。在一个示例中，第一排放控制装置170可以是起燃催化剂，而第二排放控制装置173可以是车底催化剂。一般来说，排气后处理装置170和173被配置为催化地处理排气流，并且由此减少排气流中的一种或更多种物质的量。例如，一种排气后处理装置170和173可以被配置为，当排气流稀时从排气流捕集NOx，而当排气流富时还原被捕集的NOx。在其他示例中，排气后处理装置170和173可以被配置为在还原剂的帮助下使NOx比例失调或选择性地还原NOx。在其他示例中，排气后处理装置170和173可以被配置为氧化排气流中的残余的碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这类功能的不同排气后处理催化剂可以被分开地或一起布置在排气后处理级中的涂层或其他地方中。在一个示例实施例中，排气后处理装置173是排气车底催化剂，具有可再生汽油微粒过滤器(GPF)涂层，所述可再生汽油微粒过滤器(GPF)涂层捕集并氧化排气流中的碳烟颗粒。车底催化剂的GPF涂层的再生可以基于温度传感器177的输出来调节。例如，当推测的GPF涂层的微粒物质负荷高于阈值时，发动机燃料供给和/或火花正时可以被调整，以使排气温度升高至高到足以烧掉积聚的碳烟。作为一示例，空燃比富集和/或火花延迟可以被提供，以使估计的排气温度升高至阈值温度之上，所述阈值温度基于推测的碳烟负荷来选择。
在第二排放控制装置173的下游，排气可以经由主排气通道102和旁路通道174中的一个或更多个流至消声器172。例如，来自排气后处理装置170和173的被处理的排气的全部或一部分可以经由主排气通道102在经过消声器172之后被释放到大气内。替代地，来自排气后处理装置170和173的经处理的排气的全部或一部分可以经由被耦接至主排气通道的排气热交换系统150被释放到大气内。热交换系统150能够被运转用于排气热回收以用于发动机加热以及用于EGR冷却。热交换系统的部件还可以通过使用单个热交换器使得排气热回收和EGR冷却能够被同时执行，如在下面详述的。
排气热交换系统150的旁路通道174可以在接合点106处被耦接至第二排放控制装置173下游的主排气通道102。旁路通道174可以从第二排放控制装置173的下游延伸至消声器172的上游。旁路通道174可以被布置为平行于主排气通道102。辅助装置可以被耦接在旁路通道中。在本示例中，热交换器176被示为耦接至旁路通道174，以对经过旁路通道174的排气进行冷却。在一个示例中，热交换器176是水-气体交换器。发动机冷却剂系统155可以被流体地耦接至用于排气热回收和EGR冷却的排气热交换器176。冷却剂系统的冷却剂可以经由冷却剂入口管路160流过热交换器，并且在循环通过热交换器之后，冷却剂可以经由冷却剂出口管路162返回到发动机或可以被送回到加热器芯体。应认识到，在替代示例中，一个或更多个其他辅助装置可以被耦接至旁路通道174。例如，辅助装置可以包括汽油微粒过滤器或碳氢化合物捕集器。
返回到热交换系统150，EGR输送通道180可以在热交换器176下游的接合点108处被耦接至排气旁路通道174，以在压缩机114的上游为发动机进气歧管提供低压EGR。以此方式，经由热交换器176冷却的排气能够被再循环到发动机进气装置。在进一步的实施例中，发动机系统可以包括高压EGR流动路径，其中排气从涡轮的116上游被吸取并被再循环到在压缩机114的下游的发动机进气歧管。一个或更多个传感器可以被耦接至EGR通道180，用于提供关于EGR的成分和状况的细节。例如，温度传感器可以被提供用于确定EGR的温度，压力传感器可以被提供用于确定EGR的压力，湿度传感器可以被提供用于确定EGR的湿度或含水量，并且空燃比传感器可以被提供用于估计EGR的空燃比。替代地，EGR状况可以通过被耦接至压缩机入口的一个或更多个温度传感器、压力传感器和湿度传感器55-57来进行推测。
在热交换器176的下游，被耦接至主排气通道102和旁路通道174的出口的接合点处的转向阀175可以被用来调节排气通过旁路通道174的流动。转向阀的位置可以响应于从发动机控制器接收的信号而被调整，以使排气热交换系统在选定的运转模式下运转。在一个示例中，转向阀可以被致动到第一完全关闭位置，以允许排气从第二排放控制装置173经由排气旁路通道174流至排气尾管35，由此使得热交换系统能够在提供排气热回收的第一模式下进行运转。作为另一示例，转向阀可以被致动到第二完全打开位置，以在禁用从第二排放控制装置173经由排气旁路通道174到排气尾管35的排气流时，经由主排气通道将所有排气都引导至排气尾管，如在本文中参照图1C详述的。温度传感器177和压力传感器178可以在转向阀175的上游且在接合点106的下游被耦接至主排气通道102。通过温度传感器177测量的排气温度可以被用于诊断转向阀泄露，如参照图4描述的。在转向阀175上游感测的排气压力可以被用来调整转向阀的位置以调节排气噪声，如参照图6描述的。
EGR阀52可以在EGR通道180与进气通道42的接合点处被耦接至EGR通道180。EGR阀52可以被配置为连续可变阀或被配置为开/闭阀。取决于诸如发动机温度的工况，排气的一部分可以被转向通过排气旁路通道174，并且随即经由EGR通道180和EGR阀52到达压缩机114的入口。通过在转向阀175完全打开的情况下同时调整EGR阀52的位置，热交换器系统可以在第二模式下进行运转，其中EGR被提供给发动机进气通道42，如在本文中参照图1B详述的。
发动机系统100可以进一步包括控制系统14。控制系统14被示为从多个传感器16(在本文中描述的传感器的各种示例)接收信息，并向多个致动器18(在本文中描述的致动器的各种示例)发送控制信号。作为一个示例，传感器16可以包括在排气转向阀175的上游且在排气催化剂173的下游被耦接至主排气通道102的温度传感器177和压力传感器178、位于涡轮116上游的排气传感器126、MAP传感器124、排气温度传感器128、压缩机入口温度传感器55、压缩机入口压力传感器56、以及压缩机入口湿度传感器57。其他传感器(诸如额外的压力传感器、温度传感器、空燃比传感器、和成分传感器)可以被耦接至发动机系统100中的各种位置。致动器18可以包括例如节气门20、EGR阀52、转向阀175、废气门致动器92、和燃料喷射器66。控制系统14可以包括控制器12。控制器12可以从各种传感器接收输入数据，处理输入数据，并基于被编程在其中的对应于一个或更多个程序的指令或代码，响应于经处理的输入数据而触发各种致动器。例如，基于发动机工况和EGR要求，控制器12可以向被耦接至转向阀175的致动器和被耦接至EGR阀52的致动器命令信号，以经由热交换器176将排气引导至进气歧管和/或排气尾管。此外，控制器可以基于如通过温度传感器177测量的上游温度廓线针对发动机冷起动期间的泄露适时地对转向阀175进行诊断。另外，控制器可以基于估计的转向阀上游的压力调整转向阀175的位置，以在转向阀的上游提供目标背压，所述目标背压响应于操作者请求的车辆噪声调整而被选择。排气热交换系统150控制和诊断的示例控制程序关于图3、图4和图6进行描述。
图1A示出了排气热交换系统150在第一运转模式下的运转。因此，第一运转模式表示实现排气流控制的转向阀175和EGR阀52的第一设定。在第一运转模式下，转向阀175可以在完全关闭位置中，并且EGR阀52可以在完全关闭位置中。当在第一运转模式下时，由于转向阀175的第一位置，离开第二排放控制装置173的整个体积的排气可以在接合点106处被转向到旁路通道内。排气然后可以流过热交换器176，并且经由转向阀175返回到主排气通道。由于EGR阀52的关闭位置，流过旁路通道的排气不会流入EGR通道180，并且整个体积的排气可以重新进入主排气通道102。在重新进入主排气通道102之后，排气可以流过消声器172，并且然后经由排气尾管35流入大气。在旁路通道包括GPF而非热交换器的实施例中，在第一运转模式期间，流过旁路通道的所有排气在排气经由排气尾管被释放到大气之前都被引导通过GPF，其中所有冷起动微粒排放都被捕集。
在当发动机需要加热时的状况期间(诸如在发动机冷起动状况期间)，排气热交换系统可以在(如在上面描述的)第一运转模式下进行运转。当排气经过热交换器176时，来自排气的热可以被转移到循环通过热交换器176的冷却剂。在热从排气转移到冷却剂后，热冷却剂可以经由冷却剂出口管路162被循环回到并且围绕发动机。通过在冷起动期间加快发动机升温，冷起动排气排放可以被减少，并且发动机性能可以被增加。此外，当发动机被耦接至车辆中时，热冷却剂可以围绕加热器芯体被循环以为车辆的乘客舱提供热。
在当通过发动机的空气质量较低时的状况期间(诸如在减速事件期间或在发动机怠速期间)，排气热交换系统也可以在第一运转模式下进行运转。
图1B示出了在第二运转模式下的排气热交换系统150的示意图。之前在图1A中介绍的部件被类似地编号，并不被重新介绍。因此，第二运转模式表示实现排气流控制的转向阀175和EGR阀52的第二设定。当EGR在发动机升温已经结束之后被请求时并且当排气热不再被期望用于发动机加热目的时，排气热交换系统可以在第二运转模式下进行运转。在第二运转模式下，转向阀175可以在第二完全打开位置中，并且EGR阀52可以在打开位置中。由于转向阀175的完全打开位置，从旁路通道174到主排气通道102的排气流可以被禁用。EGR阀52的开度可以被调整，以允许期望量的排气进入旁路通道174和EGR输送通道180。
当在第二运转模式下时，由于EGR阀52和转向阀175的打开位置，排气的第一部分可以在充当EGR冷却器的热交换器的下游从旁路通道被吸取，并且经由EGR输送通道180和EGR阀52被输送到发动机进气歧管。排气的第二(其余)部分可以经由消声器172直接流至排气尾管。(向进气歧管22输送的)排气的第一部分与(在不进行冷却的情况下被直接送至排气尾管35的)排气的第二部分的比可以基于期望的EGR水平来确定。EGR可以被请求以实现期望的发动机稀释，由此改善燃料效率和排放质量。所请求的EGR量可以基于发动机工况，包括发动机负荷，发动机转速，发动机温度等。例如，控制器可以参考查找表，所述查找表具有作为输入的发动机转速与负荷并且具有作为输出的对应于应用于EGR阀的打开程度的信号，所述打开程度提供对应于输入的发动机转速-负荷的稀释量。在其他示例中，控制器可以依赖于将发动机负荷的改变与发动机的稀释要求的改变相关联并且进一步将发动机的稀释要求的改变与EGR要求的改变相关联的模型。例如，随着发动机负荷从低负荷增加至中等负荷，EGR要求可以增加，并且随着发动机负荷从中等负荷增加至高负荷，EGR要求可以降低。
图1C示出了在第三运转模式下的排气热交换系统150的示意图。之前在图1A中介绍的部件被类似地编号，并不被重新介绍。响应于高于阈值发动机负荷状况并且在发动机升温结束之后，排气热交换系统150可以在第三运转模式下进行运转。在这样的高于阈值发动机负荷状况期间，EGR可以被请求。此外，因为发动机变暖，排气热回收可以不被期望。因此，第三运转模式表示实现排气流控制的转向阀175和EGR阀52的第三设定。在第三运转模式下，转向阀175可以在第二完全打开位置中，并且EGR阀52可以在关闭位置中。由于转向阀175的完全打开位置，从旁路通道174到主排气通道102的排气流可以被禁用。当在第三运转模式下时，由于转向阀175的第二位置和EGR阀52的关闭位置，离开第二排放控制装置173的整个体积的排气都不会进入旁路通道，并且可以经由消声器172直接流至排气尾管35。在第三运转模式下，不存在通过热交换器176的排气流，因此排气热不被回收。
图1A-1C的发动机排气热交换系统150的三种示例运转模式在图2中被制成表。表200的线202示出了对应于使发动机排气系统在第一模式下运转的设定，如参照图1A描述的。线204示出了对应于使发动机排气系统在第二模式下运转的设定，如参照图1B描述的。线206示出了对应于使发动机排气系统在第三模式下运转的设定，如参照图1C描述的。
以此方式，图1A-1C的部件提供了一种发动机系统，其包含：进气歧管；排气通道，所述排气通道包括具有微粒过滤涂层的排气催化剂和排气尾管；旁路，所述旁路从所述排气催化剂的下游到所述排气尾管的上游被耦接至所述排气通道，所述旁路包括热交换器；冷却剂系统，所述冷却剂系统用于使冷却剂循环通过所述发动机和所述热交换器；转向阀，所述转向阀将所述旁路的出口耦接至所述排气通道；温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器在所述排气催化剂的下游且在所述转向阀的上游被耦接至所述排气通道；EGR通道，所述EGR通道包括在所述热交换器的下游将所述旁路耦接至所述进气歧管的EGR阀；以及控制器。所述控制器可以被配置具有用于以下的计算机可读指令：在发动机冷起动期间使所述发动机在第一模式下运转，其中所述转向阀被关闭并且所述EGR阀被关闭；在催化剂起燃后使所述发动机在第二模式下运转，其中所述转向阀打开并且所述EGR阀打开；在催化剂起燃后使所述发动机在第三模式下运转，其中所述转向阀打开并且所述EGR阀被关闭；当在所述第一模式下运转时对所述转向阀进行诊断；以及响应于转向阀退化的无指示，基于操作者排气噪声请求调整所述转向阀在所述第二模式和所述第三模式中的每一种下的打开程度。在一个示例中，对所述转向阀进行诊断可以包括：在关闭所述转向阀以在所述第一模式下运转后经由所述温度传感器测量第一排气温度；在所述第一模式下运转的持续时间之后经由所述温度传感器测量第二排气温度；响应于所述第一温度与所述第二温度之间的差高于阈值而指示所述转向阀的退化；以及响应于所述差低于所述阈值而指示所述转向阀的无退化。所述操作者排气噪声请求可以包括排气噪声减小和排气噪声扩大中的一个。相应地，所述调整可以包括：基于所述操作者排气噪声请求估计所述转向阀上游的目标排气背压；减小所述转向阀的打开程度以将经由所述压力传感器测量的所述排气背压增加至所述目标背压；以及增加所述转向阀的打开程度以将经由所述压力传感器测量的所述排气背压降低至所述目标背压。额外地或可选地，当在所述第二模式下运转时，所述EGR阀可以被调整到第一位置以提供EGR流速；以及基于所述转向阀的所述打开程度从所述第一位置被进一步调整到第二位置以维持所述EGR流速。
图3图示了可以被实施用于调整通过图1A-1C的发动机排气系统的排气流的示例方法300。用于执行方法300和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且配合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图1A-1C描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以根据在下面描述的方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机运转。
方法300在302处开始，并且包括估计和/或测量发动机工况。被评估的状况可以包括例如发动机温度、发动机负荷、发动机转速、驾驶员扭矩需求、包括环境温度、压力和湿度的环境状况、歧管空气流量和空气压力、节气门位置、排气压力、排气空燃比等。工况可以通过被可通信地耦接至控制器的一个或更多个传感器来测量，或可以基于可用的数据来推测。
在304处，该方法包括确定发动机是否在冷起动状况下。当发动机在长时间的发动机停用之后响应于发动机起动请求而被起动时、当发动机温度低于阈值(诸如在排气催化剂起燃温度之下)时、并且当环境温度在阈值之下时，发动机冷起动状况可以被确认。在冷起动状况下，加快的发动机加热会被期望以减少冷起动排放。此外，乘客舱加热会被车辆操作者所期望。此外，在发动机冷起动期间，EGR不会被期望。
如果发动机冷起动状况被确认，该方法进行到306，并且包括使发动机排气系统在第一运转模式下运转。如参照图1A描述的那样在第一模式下运转包括，在308处，将被耦接至旁路通道(诸如图1A的旁路通道174)与主排气通道的接合点的转向阀(诸如图1A的转向阀175)移位到将排气流转向到旁路通道内并且通过旁路通道中的辅助装置的完全关闭位置。在第一模式下运转还包括，在310处，将EGR阀(诸如图1A的EGR阀52)致动到关闭位置。在一个示例中，当发动机关闭并且处于静止时，转向阀可以在打开位置(例如，缺省位置)中。响应于发动机起动请求，当发动机燃料供给被恢复并且发动机被起动转动时，转向阀可以被命令关闭。
由于转向阀和EGR阀两者的关闭位置，在312处，方法300包括经由旁路通道使离开催化剂的整个体积的排气流至排气尾管。由于EGR阀的关闭位置，经由EGR通道从排气通道到发动机进气歧管的排气流被禁用。因此，在经过旁路通道之后，排气可以经由转向阀在消声器(诸如图1A的消声器172)的上游返回到主排气通道。
在图1A的示例实施例中，热交换器被容纳在旁路通道中。当排气流过旁路通道并且因此流过热交换器时，热从排气被转移到发动机冷却剂系统。通过在排气催化剂下游的位置将来自排气的热转移到冷却剂，大量排气热能够被用来使排气催化剂变暖(并且由此激活)，而其余的排气热能够被有利地用来加快发动机加热。例如，变暖的冷却剂可以被循环到汽缸体和汽缸盖以使发动机温度升高，由此改善冷状况下的发动机性能。在另一示例中，如果车厢加热由于车辆车厢温度低于期望的温度而被车辆操作者请求，变暖的冷却剂可以被循环通过加热器芯体以提供车厢加热。
在另一实施例中，旁路通道可以容纳汽油微粒过滤器(GPF)。当排气流过旁路通道并且因此流过GPF时，排气冷起动微粒物质(PM)物质被留在GPF系统中并且在GPF被再生时的以后时候被烧掉。通过将冷起动PM留在GPF处，冷起动排气排放被减少。
在312后，该方法进行到314，并且包括在发动机起动(Tstart)的开始后和在此后的持续时间内记录排气转向阀上游的温度。例如，当发动机被起动转动并且到发动机的燃料输送被开始时，排气温度可以被初始测量(Tstart)。替代地，当转向阀响应于重起动请求而被致动时，温度可以被初始测量。此后，发动机温度可以在自发动机起动以后的持续时间内进行测量。这包括在持续时间内连续地测量温度或在持续时间内诸如以预定间隔(例如，在限定数量的秒/分钟之后，在限定数量的燃烧事件之后，在限定的车辆行进距离之后等)间歇地测量温度。在一个示例中，温度读数可以被绘制在曲线图上以产生温度廓线。排气温度可以通过被设置在转向阀上游且在排气旁路通道与主排气通道的接合点(例如，图1A的接合点106)下游的温度传感器(例如，图1A的温度传感器177)来测量。
在316处，方法300包括基于在发动机起动之后在转向阀上游估计的温度廓线对转向阀进行诊断，如参照图4详述的。因此，当排气被转向到旁路通道内并且被送过旁路通道中的辅助装置时，预期转向阀上游的温度不会显著升高。例如，温度可以改变一小量，诸如4℃。然而，由于包括磨损和破裂的硬件问题，转向阀会随着时间而出现泄漏。当这发生时，热排气的一部分可以通过主排气通道而不流过旁路通道开始泄露到排气尾管内，引起转向阀上游的温度的升高。因此，转向阀可以响应于在阀上游测量到的高于阈值的排气温度升高而被诊断，如在图4处详述的。另外，泄露的程度可以基于相对于预期升高的实际升高来推测，如参照图5解释的。
在318处，确认转向阀是否已经被诊断为未退化，并且进一步确定排气催化剂的温度(Tcat)是否大于阈值。阈值可以表示催化剂的起燃温度，在所述起燃温度之上催化剂被激活，并且可以有效地减少发动机排气排放。因此，如果确定转向阀起作用以及如果Tcat大于阈值，可以推测车辆不再在冷起动状况下，并且该方法进行到322。如果Tcat不大于阈值，或如果确定转向阀退化，该方法进行到320，并且包括将排气热交换系统运转维持在第一运转模式下。替代地，如果Tcat不大于阈值同时确定转向阀未退化，排气热交换系统可以在第一模式下进行运转。相比之下，如果确定转向阀退化，不管Tcat如何，排气热交换系统都可以在排气旁路流量被禁用的第三模式下进行运转。在320后，方法300结束。
可选地，在确认转向阀功能性之后，该方法可以从318和320中的每一个移动到342，以调整转向阀位置来提供操作者请求的排气噪声调整。如参照图6描述的，当在给定模式下运转时，起作用的转向阀的位置可以基于请求的噪声廓线来调整以在阀的上游提供目标背压，所述目标背压对应于请求的噪声效果(其可以包括排气噪声减小或扩大)来进行选择。
返回到304，如果确定发动机不在冷起动状况下，诸如当发动机温度高于阈值时或当排气催化剂已经处于起燃时，方法300进行到322并且包括确定EGR是否被期望。在(一个或多个)排气催化剂已经到达其相应的(一个或多个)起燃温度并且最佳地起作用之后，EGR可以被期望。此外，EGR可以被请求以到达期望的发动机稀释，由此改善燃料效率和排放质量。所请求的EGR量可以基于包括发动机负荷、发动机转速、发动机温度等的发动机工况。例如，控制器可以参考查找表，所述查找表具有作为输入的发动机转速与负荷并且具有作为输出的对应于应用于EGR阀的打开程度的信号，所述打开程度提供对应于输入的发动机转速-负荷的稀释量。在其他示例中，控制器可以依赖于将发动机负荷的改变与发动机的稀释要求的改变相关联并且进一步将发动机的稀释要求的改变与EGR要求的改变相关联的模型。例如，随着发动机负荷从低负荷增加至中等负荷，EGR要求可以增加，并且较大的EGR阀开度可以被请求。然后，随着发动机负荷从中等负荷增加至高负荷，EGR要求可以降低，并且较小的EGR阀开度可以被请求。
返回到322，如果确定EGR被请求用于发动机运转(诸如对于低至中等负荷区域)，方法300进入到324，并且包括使排气旁路系统在第二运转模式下运转，如参照图1B描述的。在第二模式下运转包括，在326处将转向阀致动到打开位置，在328处针对请求的EGR量确定初始EGR阀位置，以及在330处将EGR阀致动到初始打开位置。EGR阀的初始打开位置基于所请求的EGR量来确定，其中EGR阀打开的程度随着所请求的EGR量增加而被增加。
在332处，由于转向阀的打开位置，该方法包括使排气的第一部分作为EGR流至进气歧管，并且使排气的第二部分经由主排气通道流至排气尾管。排气的第一部分可以从主排气通道进入旁路通道。在图1B的示例实施例中，旁路通道容纳热交换器。排气的第一部分可以流过热交换器(充当EGR冷却器)，排气的第一部分在该热交换器中进行冷却。在离开热交换器后，由于EGR阀的打开，排气的第一部分可以进入EGR输送通道以经由EGR阀和发动机进气通道被输送到发动机进气歧管。由于转向阀的位置，排气的第一部分不会返回到主排气通道。排气的第二(其余)部分不会进入旁路通道，但是可以经由主排气通道直接流至排气尾管。在332后，该方法进行到342以便进行排气噪声控制。
如果在322处EGR不被期望用于发动机运转，该方法进行到334，并且包括使排气旁路系统在第三模式下运转，如参照图1C描述的。例如，EGR可以在高于阈值的发动机负荷状况下不被期望。在第三模式下运转包括，在336处将转向阀致动到打开位置，并且在338处将EGR阀致动到关闭位置。
在340处，由于转向阀的打开位置和EGR阀的关闭位置，该方法包括经由主排气通道使排气流至排气尾管。离开催化剂(诸如图1C的第二排放控制装置173)的整个体积的排气不可以进入旁路通道，并且可以经由消声器172直接流至排气尾管35。在该运转模式下，不存在通过旁路通道的排气流。在340后，方法300进入到342以便进行排气噪声控制。
在342处，在确认转向阀未退化后并且当使排气热交换系统在第一运转模式、第二运转模式和第三运转模式中的一种下运转时，确定排气噪声调整是否被车辆操作者请求。例如，排气噪声减小可以被请求以符合行驶时噪声(Drive-by-Noise)规定或由于操作者厌恶排气噪声水平而被请求。作为另一示例，排气噪声扩大可以被请求使车辆声音“更像跑车(sportier)”。如果排气噪声调整被请求，该方法进行到344，并且包括基于请求的噪声调整更新排气转向阀位置，同时维持排气排放达标(exhaust emissions compliance)，如参照图6描述的。在344后，方法300结束。
如果在342处车辆噪声调整未被请求，该方法进行到346，并且包括维持排气旁路系统运转。例如，转向阀的位置可以被维持，并且排气热交换系统可以继续在第一运转模式、第二运转模式、或第三运转模式下进行运转。由此，车辆排气噪声也不被调整。在346后，方法300结束。
以此方式，排气转向阀可以在当排气热交换系统在转向阀被关闭的情况下进行运转时的发动机冷起动期间被适时地诊断。通过在经由对转向阀的位置的调整改变排气热交换系统的运转模式之前对转向阀进行诊断，减少了由于经过转向阀的排气泄露导致的升高的排气尾管排放。此外，排气噪声控制可以被更可靠地提供。
现在转向图4，示出了使用来自上游排气温度传感器的测量对排气转向阀退化进行诊断的示例方法400。图4的方法可以被包括作为图3的方法的一部分，诸如在316处。即使当排气热交换系统的旁路通道包括具有低背压的辅助装置(诸如图1A-1C的热交换器)时，该方法也使得跨过转向阀的泄露能够被可靠地诊断。
方法400在402处开始，并且包括确定排气转向阀诊断条件是否满足。当车辆在冷起动状况下并且排气转向阀被致动到排气未正在流过转向阀的关闭位置时，排气转向阀诊断条件可以被认为满足。这包括使排气热交换系统在排气正在被转向到旁路通道内的(如参照图1A描述的)第一运转模式下运转。因此，诊断程序可以在发动机冷起动期间被适时地执行。如果排气转向阀诊断条件不满足，方法400进行到404，并且包括维持排气转向阀打开。在一个示例中，转向阀的打开位置可以是当发动机被关闭并且处于静止时阀的缺省位置。当发动机正在第二发动机运转模式(图1B)或第三发动机运转模式(图1C)下运转时，排气转向阀也可以被保持打开。在404后，方法400结束。
如果在402处排气转向阀诊断条件满足，该方法进入到406以基于在转向阀上游测量到的排气温度对转向阀进行诊断。具体地，在406处，该方法包括经由直接在排气转向阀上游且在主排气通道中的排气催化剂下游被耦接至排气通道的温度传感器(诸如图1的温度传感器177)测量排气转向阀上游的排气温度。第一排气温度(Tstart)可以在发动机从静止起动的时候(诸如当转向阀被命令关闭时，当发动机燃料供给被恢复并且发动机被起动转动时)进行测量。进一步的排气温度(Tpresent)可以在自第一排气温度的估计以后的一持续时间之后(诸如自发动机燃料供给被恢复以后的一持续时间之后)进行测量。持续时间可以是确保在自发动机起动以后的第一燃烧事件后已经经过阈值数量的燃烧事件的持续时间。替代地，持续时间可以基于排气气流，所述持续时间被增加直至限定体积的排气已经流过旁路通道。此外，温度可以在持续时间内被连续地监测或在持续时间内以固定的时间间隔或燃烧事件数(从自发动机起动以后的第一燃烧事件计算)被间歇地监测。如果被连续地或间歇地监测，温度廓线可以通过随着时间的变化绘制温度数据来确定。应认识到，当排气热交换系统正在第一模式下运转时，温度被测量，其中转向阀被关闭，并且其中排气流过旁路通道并不流过转向阀。
在408处，该方法包括将排气转向阀上游的温度的改变(ΔT)确定为Tpresent-Tstart。这包括确定估计的温度值之间的差和/或估计温度廓线的斜率。将在持续时间已经逝去之后的目前(例如，实时)温度与Tstart进行比较使诊断方法标准化，使它成为对所有行驶周期的稳健诊断。
暂时转向图5，图示了示例转向阀温度廓线的曲线图500。X-轴表示在发动机起动之后的时间，并且Y-轴表示在关闭的排气转向阀上游且在排气旁路通道的入口与主通道的接合点下游的温度。注意，发动机在冷起动状况下，具有由虚线502表示的低(0℃)初始温度(Tstart)。在发动机起动之后，在排气转向阀在关闭位置中的情况下，由于不导通(deadheading)效果，阀上游的排气流最小。因为排气流在阀的上游最小，所以当阀被适当地密封时，阀上游的温度(Tpresent)增加一小量(例如，小于阈值量，诸如4℃或更小)，如通过曲线504示出的。然而，排气转向阀可能例如由于磨损和破裂或由于阻止阀完全密封的碳烟的积聚而随着时间退化并且出现泄露。如果当在关闭位置中时排气转向阀泄露，热排气可以流过转向阀，由此增加阀上游的温度。在506处示出了具有小泄露的排气转向阀，并且在508处示出了具有大泄露的排气转向阀。随着泄露的量值增加，被送至旁路通道的排气量减少，并且流过泄露的阀并经由主排气通道流至排气尾管的排气量增加。这导致转向阀上游的温度的对应增加，如在曲线506和508处指示的。例如，当泄露较小(例如，曲线506)时，温度可以升高～20℃，而当泄露较大(例如，曲线508)时，温度可以升高～30℃。因此，泄露的量值能够根据自Tstart的温度的改变(ΔT)的量值来估计。具体地，当实际温度差超过预期的温度差时，推测的转向阀泄露的大小可以被增加。
现在返回到图4，在410处，方法400包括确定(如在408处计算的)ΔT是否大于阈值。所述阈值可以基于当不存在退化时跨过转向阀的温度的预期升高。如果ΔT不大于阈值，方法400进行到412，并不指示转向阀泄露。响应于没有转向阀退化的指示，排气热交换系统继续基于发动机转速-负荷状况在第一运转模式、第二运转模式与第三运转模式之间被转变。此外，实现了将转向阀用于排气噪声控制。在412后，方法400结束。
返回到410，如果ΔT大于阈值，方法400进行到414，并且包括设定指示转向阀退化的诊断代码，以及基于温度的改变(ΔT)的量值推测泄露的程度。例如，指示排气阀正在泄露的标志可以被设定，并且控制器可以参考使用ΔT作为输入并且提供转向阀的泄露的程度作为输出的查找表。估计的泄露程度可以随着ΔT的量值增加而被增加。此外，一个或更多个发动机运转参数可以基于转向阀泄露的指示来调整，以减少微粒物质(PM)产生。例如，如果发动机系统被配置具有进气道燃料喷射和直接燃料喷射，控制器可以调整发动机燃料供给的分流比，以增加经由进气道燃料喷射(PFI)输送的燃料量而减少经由直接喷射(DI)输送的燃料量，从而减少PM产生。PFI与DI燃料的分流比的改变的程度可以基于泄露的量值来确定。随着泄露的量值增加，PFI与DI燃料的比可以被增加。在414后，方法400结束。
现在转向图6，示出了用于通过改变排气转向阀(例如，图1A-1C的排气转向阀175)的位置来调整车辆排气噪声的示例方法600。图6的方法可以被包括作为图3的方法的一部分，诸如在344处。该方法使得转向阀上游的排气背压能够被调整，以将排气噪声特性调节到期望的排气噪声廓线。以此方式，现有的转向阀可以被用于排气噪声控制，减少对专门的装置的依赖。
方法600在602处开始，并且包括从车辆操作者接收排气噪声调整请求。例如，车辆操作者可能希望噪声减小以使车辆更安静地行进。作为另一示例，车辆操作者可能请求噪声扩大以使车辆声音“更像跑车”。
在604处，该方法包括基于转向阀的诊断确定是否指示排气转向阀退化，如参照图4描述的。如果转向阀退化被指示，该方法进入到606，并且车辆噪声不使用排气转向阀来调整。由于排气转向阀退化，经由转向阀的排气噪声控制可以被暂时禁用。在606后，方法600结束。
如果在604处不指示退化，方法600进行到608。在608处，该方法包括计算将会产生排气噪声的期望改变的排气背压。排气背压指的是例如如通过在转向阀上游且在排气催化剂下游被耦接至排气通道的压力传感器(例如，图1A-1C的压力传感器178)测量的排气转向阀上游的压力。排气背压可以通过关闭排气转向阀来增加。随着阀关闭的程度增加，排气背压增加。另外，随着排气背压增加，排气转向阀下游的排气压力降低，进而在阀的两侧产生压力损失。这反过来通过衰减流过排气尾管的排气脉冲而降低排气噪声。控制器可以参照具有将期望的排气噪声作为输入和具有将产生期望的排气噪声所需的排气背压作为输出的查找表。在另一示例中，控制器可以依赖于将排气噪声的改变与排气背压的改变相关联的模型。
在610处，该方法包括确定将会产生(如在608处估计的)期望的背压的排气转向阀位置。如在上面描述的，随着排气转向阀从完全打开位置被致动到完全关闭位置，排气背压增加。因此，排气转向阀可以在部分关闭位置中产生期望的背压。初始排气转向阀位置可以以前馈的方式被确定。例如，控制器可以参照具有将期望的排气背压作为输入和具有将产生期望的排气背压所需的排气转向阀位置作为输出的查找表。在另一示例中，控制器可以依赖于将排气背压与排气转向阀位置相关联的模型。在610后，方法600进行到612。
在612处，确定从旁路通道进入EGR通道并且随即到达进气歧管的EGR流是否将通过调整排气转向阀位置来影响。例如，车辆可以在EGR模式下进行运转，以基于发动机转速-负荷状况提供请求的EGR稀释，如参照图1B描述的。在其中，转向阀和EGR阀被保持打开，其中EGR阀的打开程度被调整以使得对应于请求的发动机稀释的排气量将经由旁路通道被吸入EGR通道。如果转向阀位置被改变，并且由此转向阀的打开程度被改变，流过旁路通道并流入EGR输送通道(诸如图1B的EGR输送通道180)的排气量也可以改变。因此，这可以影响发动机稀释，并且由此影响排气排放。作为一示例，如果转向阀位置被改变以增加排气背压，经由排气旁路通道流至排气尾管的排气部分则会由于跨过排气转向阀的压力损失而增加，而经由EGR输送通道从排气旁路通道流至发动机进气歧管的排气部分则可以减少。作为另一示例，如果转向阀位置被改变以降低排气背压，经由排气旁路通道流至排气尾管的排气部分则可以减少，而经由EGR输送通道从排气旁路通道流至发动机进气歧管的排气部分则可以增加。
如果确定EGR将会受转向阀调整影响，在614处，该方法包括基于转向阀调整确定更新的EGR阀位置以便维持EGR流。例如，如果预期到流过EGR输送通道的排气部分响应于转向阀位置的改变而减少，为了补偿无意的减少，相对于初始EGR阀位置具有较大的打开程度的更新的EGR阀位置可以被确定以维持请求的EGR流和发动机稀释。作为另一示例，如果预期到流过EGR输送通道的排气部分响应于转向阀位置的改变而增加，为了补偿无意的增加，相对于初始EGR阀位置具有减小的打开程度的更新的EGR阀位置可以被确定以维持请求的EGR流和发动机稀释。在614后，方法600进行到616。
在616处，确定更新的EGR阀位置和经确定的转向阀位置是否在系统约束内。系统约束可以包括例如排放和车辆噪声要求。例如，可以确定经确定的转向阀位置或更新的EGR阀位置是否将会引起排气排放超过阈值。系统约束可以进一步包括硬件的物理极限。例如，可以确定EGR阀或转向阀当前是否在硬件极限(例如，完全打开或完全关闭)，离开所述硬件极限的更新的EGR阀位置或转向阀位置调整在物理上是不可能的。作为一示例，如果转向阀已经完全关闭，通过进一步关闭转向阀以使排气背压进一步增加是不可能的。作为另一示例，如果转向阀已经完全打开，通过进一步打开转向阀以使排气背压进一步降低是不可能的。同样地，如果EGR阀已经完全打开(或完全关闭)，使EGR阀更打开(或更关闭)的更新的EGR阀位置是不可能的。如果更新的EGR阀位置和更新的排气转向阀位置不在系统约束内，在618处，该方法包括维持转向阀位置并且维持初始EGR阀位置。此时，因为转向阀位置不被调整，所以车辆排气噪声也不被调整。因此，操作者请求的车辆排气噪声调整会由于系统约束(例如，排放约束或物理限制)而不满足。在618后，方法600结束。
返回到616，如果更新的EGR阀位置和更新的排气转向阀位置在系统约束内，并且因此可行，该方法进行到620，并且包括将转向阀和EGR阀调整到经确定的(更新的)位置以产生期望的排气噪声。即，转向阀被致动到在610处确定的位置，并且EGR阀被致动到在614处确定的位置。因此，操作者请求的车辆排气噪声调整经由对转向阀的调整和对EGR阀的对应调整来满足。在620后，该方法进行到632。
在632处，方法600包括例如经由转向阀上游的压力传感器测量实际排气背压。在634处，该方法包括相对于目标排气背压(如在608处确定的)基于估计的排气背压(如在632处估计的)反馈调整转向阀位置。例如，如果估计的压力大于目标背压，转向阀可以被调整到更打开位置，其中位置的改变基于将会实现目标排气背压的背压改变来确定。作为另一示例，如果估计的压力小于目标背压，转向阀可以被调整到更不打开位置。在634后，方法600结束。
在图1A-1C的示例发动机系统100中，EGR在第一运转模式(图1A)和第三运转模式(图1C)下被禁用，并且因此，EGR将不会受排气转向阀位置的改变影响。返回到612，如果EGR将不会通过调整排气转向阀位置来影响，在626处，该方法包括确定更新的转向阀位置是否在系统约束内，如参照616描述的。如果更新的转向阀位置不在系统约束内，该方法进入到628，并且包括维持转向阀位置。因为转向阀不被调整，所以车辆噪声也不被调整。在628后，方法600结束。
如果在626处更新的转向阀位置在系统约束内，该方法进行到630，并且包括调整转向阀位置以产生期望的排气噪声。即，转向阀被致动到在610处确定的位置。当操作者排气噪声需要包括噪声扩大时，转向阀可以被打开一较大量以提供较小的背压，并且当操作者排气噪声需要包括噪声减小时，转向阀可以被打开一较小量以提供较大的背压。在630后，方法600进入到632以在调整转向阀之后测量实际排气背压，并且然后进入到634以基于测量背压与目标背压之间的差反馈调整转向阀的位置，如更早描述的。
以此方式，使用闭环控制器，排气背压可以被用来连续精调排气转向阀位置以对车辆排气噪声产生操作者请求的影响。
图7的曲线图700显示了图示在发动机冷起动期间对车辆的发动机系统(诸如图1A-1C的发动机系统100)中的排气转向阀的诊断的示例正时图。曲线图700还图示了转向阀的位置可以如何被调整以调节排气噪声。在曲线702处示出了发动机转速；在曲线704处示出了请求的EGR量；在曲线706处示出了EGR阀位置；在曲线708处示出了排气转向阀位置；在曲线710处示出了催化剂温度；在曲线712处示出了排气噪声；在曲线714处示出了排气背压；在曲线716处示出了在自发动机起动以后的持续时间(ΔT)内的如在转向阀上游估计的排气温度的改变；以及在曲线718处示出了指示转向阀退化的标志。此外，在虚线720处表示用于催化剂起燃的温度阈值，并且在虚线722处表示用于对转向阀泄露进行诊断的ΔT阈值。对于所有以上曲线，X-轴表示时间，其中时间沿着X-轴从左向右增加。每个单独曲线的Y-轴对应于标记的参数，其中值从底部向顶部增加，除了曲线706和708以及曲线718，在曲线706和曲线708中Y-轴表示阀位置(其中“关闭”指的是完全关闭而“打开”指的是完全打开)，在曲线718中Y-轴反映转向阀诊断标志是否被设定(“开启”或“关闭”)。
在t1之前，发动机被关闭并且处于静止(曲线702)。由于处于静止的发动机不产生排气，在排气转向阀上游且在排气催化剂下游的压力(曲线714)处于大气压力，并且不存在排气噪声(曲线712)。此外，催化剂处于环境温度(曲线710)。在本示例中，环境温度低。当发动机处于静止时，排气转向阀可以被保持打开，如在曲线708处指示的。
在t1处，响应于接通事件，发动机起动命令被推测，并且转向阀在起动转动发动机之前被关闭(曲线708)。通过关闭转向阀，排气系统在第一运转模式下进行运转，如参照图1A描述的。燃料然后被输送到发动机汽缸以起动发动机。响应于驾驶员需求，由于燃料正在随着发动机自旋而被燃烧，发动机转速(曲线702)可以开始增加。由于在发动机起动的时候环境温度低于阈值，催化剂在其激活温度之下，并且推测t1处的发动机起动是发动机冷起动。
在t1与t2之间，随着发动机燃烧进行，催化剂的温度(曲线710)开始升高，但是保持在用于催化剂起燃的温度阈值之下(虚线720)。因此，当车辆在冷起动状况下时，车辆排气系统在第一运转模式下进行运转，如参照图1A描述的。当排气转向阀在完全关闭位置中时(曲线708)，离开催化剂的整个体积的排气可以被转向到容纳辅助排放装置的旁路通道内。在图1A的示例中，辅助排放装置是热交换器(例如，热交换器176)。EGR在冷起动期间不被请求(曲线704)，并且EGR阀保持完全关闭(曲线706)。此外，在车辆在冷起动状况下并且转向阀完全关闭的情况下，控制器可以开始排气转向阀的诊断。
由于排气转向阀完全关闭，转向阀上游的排气背压增加，如通过曲线714示出的。由于完全关闭排气转向阀的不导通(deadheading)效果，转向阀上游的ΔT(曲线716)增加了不显著量并且保持在阈值722之下。如本文中描述的，ΔT指的是自发动机起动以后转向阀上游的排气温度的改变，并且被计算为Tpresent-Tstart，其中Tstart对应于发动机起动时的排气温度，并且Tpresent对应于在持续时间之后的温度。在图7的示例中，Tpresent通过在转向阀上游且在排气旁路入口下游的温度传感器(例如，图1A的温度传感器177)来连续测量，并且ΔT随着时间的变化被绘制。因为ΔT低于阈值722，转向阀诊断标志保持关闭(曲线718)，指示排气转向阀未退化。如通过虚线节段715a示出的，如果转向阀退化并且正在泄露，相比于由起作用的(未泄露)的转向阀产生的背压(曲线714)，由于排气正在流过转向阀，排气背压将会较低。由于热排气正在流过退化的转向阀，如通过虚线节段717指示的转向阀上游的ΔT的量值将会大于起作用的转向阀的量值(曲线716)。在这样的情况下，响应于虚线节段717在t1与t2之间越过阈值722，转向阀诊断标志将会被指示(如在虚线节段719处指示的)。
在t2处，Tcat(曲线710)到达催化剂起燃温度(虚线720)，并且发动机退出冷起动状况。响应于催化剂起燃，排气转向阀被命令打开(曲线708)。在t2与t3之间，响应于驾驶员需求的改变(例如，由于操作者踩加速器踏板)，发动机转速(曲线702)增加至中等转速-负荷范围，并且EGR被请求(曲线704)。响应于EGR需求，排气系统被转变为第二运转模式，其中EGR阀被致动到第一部分打开位置(曲线706)，其中打开的程度基于请求的EGR稀释来确定。
由于转向阀打开，转向阀上游的排气背压降低(曲线714)。这引起排气噪声的增加(曲线712)。此外，由于一部分排气流过转向阀并且经由主排气通道(并且通过转向阀)到达排气尾管，转向阀上游的温度的改变增加。尽管ΔT在t2与t3之间超过阈值722，但是用于对转向阀进行诊断的入口条件不满足(例如，转向阀打开)，转向阀诊断标志保持关闭(曲线718)。
在t3处，响应于来自驾驶员的车辆噪声减小请求，转向阀被致动到部分关闭位置。阀关闭的程度基于产生车辆噪声的期望减小所需的排气背压来确定。由于排气转向阀部分关闭，排气背压(曲线714)增加，转向阀上游的ΔT(曲线716)降低。由于跨过部分关闭转向阀的压力差，排气噪声减小(曲线712)。为了补偿排气转向阀位置的改变(并且因此，补偿通过旁路通道流至EGR输送通道的排气量的改变)，EGR阀被致动到具有比初始EGR阀打开位置更大的打开程度的打开位置，如在曲线706处示出的。
在t4处，响应于驾驶员需求的进一步增加，发动机转速(曲线702)转变到不需要发动机稀释的高转速-负荷范围。因此，EGR通过将发动机排气系统转变为第三运转模式被禁用(曲线704)。如参照图1C描述的，在第三运转模式下，EGR通过将EGR阀致动到完全关闭位置被禁用，如通过曲线706示出的。当在第三运转模式下运转时，排气转向阀被致动到完全打开位置(曲线708)。由于转向阀完全打开，转向阀上游的排气背压降低(曲线714)。整个体积的排气可以经由主排气通道流至排气尾管，引起在转向阀上游(且在排气旁路接合点下游)的ΔT增加。
在t5处，响应于驾驶员需求的下降，发动机转速(曲线702)被降至低-中等转速-负荷。因此，发动机排气系统被转变为(如参照图1B描述的)第二运转模式，并且EGR被请求(曲线704)。在t5处请求的EGR量可以高于在t2与t4之间请求的量，并且因此，EGR阀可以在t5处被打开至较大的程度。在所描绘的示例中，在t5与t6之间，EGR阀被致动到完全打开位置。响应于在第二运转模式下运转，排气转向阀保持在完全打开位置中(曲线708)。
在t6处，排气噪声减小请求从驾驶员接收，如通过虚线节段713指示的。为了提供请求的噪声减小，转向阀将会被调整到更关闭位置，并且EGR阀将会被调整到更打开位置以补偿由于转向阀调整的EGR流的改变。然而，由于EGR阀已经完全打开(曲线706)，EGR阀不能被进一步打开以维持EGR流遵循请求的转向阀调整(曲线704)。因此此时，不是将转向阀致动到部分关闭位置(虚线节段709)以提供请求的噪声减小，排气转向阀被维持完全打开(曲线708)。由于排气转向阀完全打开，排气背压保持低(曲线714)，因为提供背压的期望增加(虚线节段715b)并且保持在系统约束内是不可能的。期望的噪声减小请求(虚线节段713)在这种情况下不满足，并且排气噪声保持升高(曲线712)。
以此方式，当排气转向阀被完全关闭时，代替使排气系统在专门的诊断运转模式下运转，被用来将排气送至容纳辅助排气后处理装置的旁路通道的排气转向阀可以在发动机冷起动期间对退化适时地进行诊断。通过依赖于被设置在排气转向阀上游且在旁路通道的入口下游的排气温度传感器输出以及通过标准化在发动机起动时测量到的排气温度，转向阀的稳健性诊断可以被实现具有高信噪比。另外，如果转向阀退化，泄露的量值可以基于转向阀上游的温度廓线来估计，并且发动机工况可以基于泄露的量值来调整。通过在车辆行驶周期期间可靠地且早期地解决排气转向阀退化，冷起动和无意的排气排放可以被减少。此外，同一排气转向阀可以被用来调节车辆排气噪声而非专门的噪声调节装置。因此，这提供了部件成本和复杂性降低益处。
在一个示例中，提供了一种用于发动机的方法，其包含：响应于发动机冷起动状况，在转向阀被关闭的情况下运转以在排气催化剂的下游将排气从主排气通道转向到容纳辅助装置的旁路内；以及基于在自发动机起动以后的持续时间内在所述转向阀上游确定的排气温度的改变指示所述转向阀的退化。在前述示例中，额外地或可选地，所述排气温度经由在所述转向阀上游且在所述排气催化剂下游被耦接至所述主排气通道的温度传感器来确定。在前述示例中的任一个或全部中，所述方法可以额外地或可选地包含，在所述排气催化剂的起燃之后，响应于操作者排气噪声请求而调整所述转向阀的运转。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述调整包括，在确定没有所述转向阀的指示退化之后，当所述操作者排气噪声请求包括噪声扩大时，增加所述转向阀的开度，并且当所述操作者排气噪声请求包括噪声减小时，减小所述转向阀的开度。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述调整进一步包括调整所述转向阀的打开程度以在所述转向阀的上游提供目标排气背压，所述目标排气背压基于所述操作者排气噪声请求。在前述示例中的任一个或全部中，所述辅助装置另外地或可选地包括热交换器和微粒物质过滤器中的一个。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述指示包括响应于在所述发动机起动的开始后确定的所述排气温度与在自所述发动机起动以后的所述持续时间之后确定的所述排气温度之间的高于阈值差而指示退化，所述阈值差基于在所述发动机冷起动状况期间从所述主排气通道被转向到所述旁路内的排气的质量。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，指示退化包括指示转向阀泄露，所述方法进一步包含，基于所述高于阈值差估计跨转向阀的泄露的大小，所述泄露的大小随着所述差的量值增加而增加。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述辅助装置是被流体地耦接至发动机冷却剂管路的热交换器，所述方法进一步包含，响应于退化的所述指示，禁用经由所述冷却剂管路到所述热交换器的冷却剂流。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述方法进一步包含，在所述排气催化剂的起燃之后，打开所述转向阀，并且在所述热交换器的下游将排气从所述旁路经由容纳EGR阀的EGR通道再循环到发动机进气歧管。
另一示例方法包含：当发动机处于静止时，保持打开转向阀，所述转向阀将主排气通道耦接至容纳热交换器的旁路；响应于发动机起动，在起动转动所述发动机之前关闭所述转向阀；基于在所述转向阀关闭时和在所述转向阀被关闭的情况下运转的持续时间之后在所述转向阀上游测量的排气温度对所述转向阀进行诊断；以及响应于没有转向阀退化的指示，基于操作者排气噪声需求调整所述转向阀。在前述示例中，额外地或可选地，所述方法进一步包含，经由所述转向阀的关闭将排气从所述主排气通道转向到所述旁路并且通过所述热交换器，使冷却剂循环通过所述热交换器，并且在所述热交换器处将热从所述转向的排气转移到所述循环的冷却剂；以及响应于转向阀退化的指示，禁用通过所述热交换器的冷却剂流并且将所述转向阀致动为打开。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述转向阀被耦接在所述旁路的出口与所述主排气通道的接合点的上游，其中所述排气温度经由被耦接在所述旁路的入口与所述主排气通道的接合点的下游的温度传感器来测量，并且其中排气从具有微粒物质过滤涂层的排气催化剂的下游被转向到所述旁路内。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，调整所述转向阀包括，在所述排气催化剂已经到达起燃温度之后，将所述转向阀打开某一量以在所述转向阀的上游提供排气背压，所述排气背压基于所述操作者排气噪声需求，当所述操作者排气噪声需求包括噪声扩大时，所述转向阀被打开较大量以提供较小的背压，当所述操作者排气噪声需求包括噪声减小时，所述转向阀被打开较小量以提供较大的背压。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述方法进一步包含，在所述转向阀打开的情况下，打开EGR阀以在所述热交换器的下游将排气从所述旁路经由EGR通道再循环到进气歧管，所述EGR阀的打开程度基于所述转向阀的开度来调整以满足发动机稀释需求。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述诊断包括：当在所述转向阀被关闭的情况下运转的所述持续时间之后在所述转向阀上游测量的所述排气温度超过在关闭时测量的所述排气温度小于第一阈值量时，指示所述转向阀的不退化；当在所述持续时间之后在所述转向阀上游测量的所述排气温度超过在关闭时测量的所述排气温度多于所述第一阈值量并且小于第二阈值量时，指示具有较小泄露的所述转向阀的退化，所述第二阈值量大于所述第一阈值量；以及当在所述持续时间之后在所述转向阀上游测量的所述排气温度超过在关闭时测量的所述排气温度多于所述第二阈值量时，指示具有较大泄露的所述转向阀的退化。
用于车辆的另一示例系统包含：发动机，所述发动机包括进气歧管；排气通道，所述排气通道包括具有微粒过滤涂层的排气催化剂和排气尾管；旁路，所述旁路从所述排气催化剂的下游到所述排气尾管的上游被耦接至所述排气通道，所述旁路包括热交换器；冷却剂系统，所述冷却剂系统用于使冷却剂循环通过所述发动机和所述热交换器；转向阀，所述转向阀将所述旁路的出口耦接至所述排气通道；温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器在所述排气催化剂的下游且在所述转向阀的上游被耦接至所述排气通道；EGR通道，所述EGR通道包括在所述热交换器的下游将所述旁路耦接至所述进气歧管的EGR阀；以及控制器，所述控制器具有用于以下的计算机可读指令：在发动机冷起动期间使所述发动机在第一模式下运转，其中所述转向阀被关闭并且所述EGR阀被关闭；在催化剂起燃后使所述发动机在第二模式下运转，其中所述转向阀打开并且所述EGR阀打开；在催化剂起燃后使所述发动机在第三模式下运转，其中所述转向阀打开并且所述EGR阀被关闭；当在所述第一模式下运转时对所述转向阀进行诊断；以及响应于没有转向阀退化的指示，基于操作者排气噪声请求在所述第二模式和所述第三模式中的每一种下调整所述转向阀的打开程度。在前述示例中，额外地或可选地，对所述转向阀进行诊断包括：在关闭所述转向阀以在所述第一模式下运转后经由所述温度传感器测量第一排气温度；在所述第一模式下运转的持续时间之后经由所述温度传感器测量第二排气温度；响应于所述第一温度与所述第二温度之间的差高于阈值而指示所述转向阀的退化；以及响应于所述差低于所述阈值而指示所述转向阀的无退化。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述操作者排气噪声请求包括排气噪声减小和排气噪声扩大中的一个，并且其中所述调整包括：基于所述操作者排气噪声请求估计所述转向阀上游的目标排气背压；减小所述转向阀的打开程度以将经由所述压力传感器测量的所述排气背压增加至所述目标背压；以及增加所述转向阀的打开程度以将经由所述压力传感器测量的所述排气背压降低至所述目标背压。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述控制器进一步包括用于以下的指令：当在所述第二模式下运转时，将所述EGR阀调整到第一位置以提供EGR流速；以及基于所述转向阀的所述打开程度进一步将所述EGR阀从所述第一位置调整到第二位置以维持所述EGR流速。
注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制器的控制系统执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作或功能可以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，其包含：
响应于发动机冷起动状况，在转向阀被关闭的情况下运转以在排气催化剂的下游将排气从主排气通道转向到容纳辅助装置的旁路内；以及
基于在自发动机起动以后的持续时间内在所述转向阀上游确定的排气温度的改变指示所述转向阀的退化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述排气温度经由在所述转向阀上游且在所述排气催化剂下游被耦接至所述主排气通道的温度传感器确定。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含，在所述排气催化剂的起燃之后，响应于操作者排气噪声请求而调整所述转向阀的运转。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述调整包括，在确定没有所述转向阀的指示的退化之后，当所述操作者排气噪声请求包括噪声扩大时，增加所述转向阀的开度，并且当所述操作者排气噪声请求包括噪声减小时，减小所述转向阀的开度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述调整进一步包括调整所述转向阀的打开程度以在所述转向阀的上游提供目标排气背压，所述目标排气背压基于所述操作者排气噪声请求。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述辅助装置包括热交换器和微粒物质过滤器中的一个。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述指示包括响应于在所述发动机起动的开始确定的所述排气温度与在自所述发动机起动以后的所述持续时间之后确定的所述排气温度之间的高于阈值的差而指示退化，所述阈值差基于在所述发动机冷起动状况下从所述主排气通道被转向到所述旁路内的排气的质量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中指示退化包括指示转向阀泄露，所述方法进一步包含，基于所述高于阈值差估计跨所述转向阀的泄露的大小，所述泄露的所述大小随着所述差的量值增加而增加。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述辅助装置是被流体地耦接至发动机冷却剂管路的热交换器，所述方法进一步包含，响应于退化的所述指示，禁止经由所述冷却剂管路到所述热交换器的冷却剂流。
10.根据权利要求3所述的方法，其进一步包含，在所述排气催化剂的起燃之后，打开所述转向阀，并且在所述热交换器的下游将排气从所述旁路经由容纳EGR阀的EGR通道再循环到发动机进气歧管。
11.一种方法，其包含：
当发动机处于静止时，保持打开转向阀，所述转向阀将主排气通道耦接至容纳热交换器的旁路；
响应于发动机起动，在起动转动所述发动机之前关闭所述转向阀；
基于在所述转向阀的所述关闭时和在所述转向阀被关闭的情况下运转的持续时间之后在所述转向阀上游测量的排气温度对所述转向阀进行诊断；以及
响应于没有转向阀退化的指示，基于操作者排气噪声需求调整所述转向阀。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含，经由所述转向阀的所述关闭将排气从所述主排气通道转向到所述旁路并且通过所述热交换器，使冷却剂循环通过所述热交换器，并且在所述热交换器处将热从所述转向的排气转移到所述循环的冷却剂；以及响应于转向阀退化的指示，禁止通过所述热交换器的冷却剂流并且将所述转向阀致动为打开。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述转向阀被耦接在所述旁路的出口与所述主排气通道的接合点的上游，其中所述排气温度经由被耦接在所述旁路的入口与所述主排气通道的接合点的下游的温度传感测量，并且其中排气从具有微粒物质过滤涂层的排气催化剂的下游被转向到所述旁路内。
14.根据权利要求13所述的方法，其中调整所述转向阀包括，在所述排气催化剂已经到达起燃温度之后，将所述转向阀打开某一量以在所述转向阀的上游提供排气背压，所述排气背压基于所述操作者排气噪声需求，当所述操作者排气噪声需求包括噪声扩大时，所述转向阀被打开较大量以提供较小的背压，当所述操作者排气噪声需求包括噪声减小时，所述转向阀被打开较小量以提供较大的背压。
15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含，在所述转向阀打开的情况下，打开EGR阀以在所述热交换器的下游将排气从所述旁路经由EGR通道再循环到进气歧管，所述EGR阀的打开程度基于所述转向阀的所述开度调整以满足发动机稀释需求。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述诊断包括：
当在所述转向阀被关闭的情况下运转的所述持续时间之后在所述转向阀上游测量的所述排气温度超过在所述关闭时测量的所述排气温度小于第一阈值量时，指示所述转向阀无退化；
当在所述持续时间之后在所述转向阀上游测量的所述排气温度超过在所述关闭时测量的所述排气温度多于所述第一阈值量并且小于第二阈值量时，指示具有较小泄露的所述转向阀的退化，所述第二阈值量大于所述第一阈值量；以及
当在所述持续时间之后在所述转向阀上游测量的所述排气温度超过在所述关闭时测量的所述排气温度多于所述第二阈值量时，指示具有较大泄露的所述转向阀的退化。
17.一种发动机系统，其包含：
发动机，所述发动机包括进气歧管；
排气通道，所述排气通道包括具有微粒过滤涂层的排气催化剂和排气尾管；
旁路，所述旁路从所述排气催化剂的下游到所述排气尾管的上游被耦接至所述排气通道，所述旁路包括热交换器；
冷却剂系统，所述冷却剂系统用于使冷却剂循环通过所述发动机和所述热交换器；
转向阀，所述转向阀将所述旁路的出口耦接至所述排气通道；
温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器在所述排气催化剂的下游且在所述转向阀的上游被耦接至所述排气通道；
EGR通道，所述EGR通道包括EGR阀，在所述热交换器的下游将所述旁路耦接至所述进气歧管；以及
控制器，所述控制器具有用于以下的计算机可读指令：
在发动机冷起动期间使所述发动机在第一模式下运转，其中所述转向阀被关闭并且所述EGR阀被关闭；
在催化剂起燃后使所述发动机在第二模式下运转，其中所述转向阀打开并且所述EGR阀打开；
在所述催化剂起燃后使所述发动机在第三模式下运转，其中所述转向阀打开并且所述EGR阀被关闭；
当在所述第一模式下运转时对所述转向阀进行诊断；以及
响应于没有转向阀退化的指示，基于操作者排气噪声请求在所述第二模式和所述第三模式中的每一种下调整所述转向阀的打开程度。
18.根据权利要求17所述的系统，其中对所述转向阀进行诊断包括：
在关闭所述转向阀以在所述第一模式下运转后经由所述温度传感器测量第一排气温度；
在所述第一模式下运转一段持续时间之后经由所述温度传感器测量第二排气温度；
响应于所述第一温度与所述第二温度之间的差高于阈值而指示所述转向阀的退化；以及
响应于所述差低于所述阈值而指示所述转向阀的无退化。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述操作者排气噪声请求包括排气噪声减小和排气噪声扩大中的一个，并且其中所述调整包括：
基于所述操作者排气噪声请求估计所述转向阀上游的目标排气背压；
减小所述转向阀的打开程度以将经由所述压力传感器测量的所述排气背压增加至所述目标背压；以及
增加所述转向阀的所述打开程度以将经由所述压力传感器测量的所述排气背压降低至所述目标背压。
20.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制器进一步包括用于以下的指令：
当在所述第二模式下运转时，
将所述EGR阀调整到第一位置以提供EGR流速；以及
基于所述转向阀的所述打开程度进一步将所述EGR阀从所述第一位置调整到第二位置以维持所述EGR流速。
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