CN111336021A - 一种排气电控主动阀及车用排气声浪控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车排气声浪技术领域，具体公开了一种排气电控主动阀，其中，包括：电子执行器和阀体结构组件，所述阀体结构组件与所述电子执行器连接，所述电子执行器能够与发动机电控单元通信连接；所述电子执行器能够根据所述发动机电控单元的工况信息以及声浪开关信号得到开度值，并能够根据所述开度值驱动所述阀体结构组件旋转至相应位置。本发明还公开了一种车用排气声浪控制系统。本发明提供的排气电控主动根据ECU反馈的油门开度、车速变化等信息，设计满足法规通过噪声要求的车外运动声浪，同时设计不同驾乘体验感。结合不同状态的排气声浪需求，调整排气在不同状态下动力型，从而保证整车在各工况下均有较好的动力输出。

Description

一种排气电控主动阀及车用排气声浪控制系统
技术领域
本发明涉及汽车排气声浪技术领域，尤其涉及一种排气电控主动阀及包括该排气电控主动阀的车用排气声浪控制系统。
背景技术
中国车市多元化时代已经到来，各车企纷纷拿出个性化车型：运动型轿车。运动型家轿不仅具备高颜值，设计方面比较年轻时尚，同时性能调教方面也不错，具备较好的驾驶乐趣，因此它的出现饱受年轻的消费群体的喜爱。
运动型家轿的直观体验中重要指标“听得到”的部分可以通过排气声浪获取，但目前市场主流轿跑车型的发动机主要以四缸机和中小排量为主，如何匹配常规的发动机，在运动型家轿上实现出色的运动排气声浪，又能保证家用时的舒适体验，是此类车型声音体验感的开发重点和难点。
根据GB1495-2002汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法要求，在2005年1月份以后生产的M1类家用汽车的车外通过噪声在74-75dB（A）。目前国内有关运动型排气声浪的设计通常直接简化消声器结构，被动性的放大声音量级，一方面可能无法满足通过噪声的要求，另一方面也不能兼顾实现不同驾驶模式下的舒适性要求。通过主动阀智能控制排气声浪的研究还处于起步阶段，目前市场上搭载主动阀产品的量产的运动款车型很少，产品应用面不广。
现有技术的两个缺陷：第一个缺陷是不能根据不同驾驶模式及驾乘人员需求智能控制排气声浪的音量，同时无法保证运动声浪的音量符合国家通过噪声法规要求；第二个缺陷是无法做到根据不同状态的排气声浪需求，基于ECU反馈的油门开度、车速等信息，调整排气在不同状态下动力型，不能保证整车有较好的动力表现要求。
发明内容
本发明提供了一种排气电控主动阀及包括该排气电控主动阀的车用排气声浪控制系统，解决相关技术中存在的排气声浪影响整车动力的问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种排气电控主动阀，其中，包括：电子执行器和阀体结构组件，所述阀体结构组件与所述电子执行器连接，所述电子执行器能够与发动机电控单元通信连接；
所述电子执行器能够根据所述发动机电控单元的工况信息以及声浪开关信号得到开度值，并能够根据所述开度值驱动所述阀体结构组件旋转至相应位置。
进一步地，所述电子执行器包括控制模块和驱动模块，所述驱动模块与所述控制模块通信连接，所述驱动模块与所述阀体结构组件连接，
所述控制模块用于根据所述发动机电控单元发送的工况信息以及声浪开关信号得到开度值；
所述驱动模块用于根据所述开度值生成开度驱动信号以驱动所述阀体结构组件旋转到相应位置。
进一步地，所述阀体结构组件包括阀体本体和连接件，所述阀体本体设置在所述连接件上，所述连接件与所述驱动模块连接。
进一步地，所述排气电控主动阀还包括隔热罩，所述隔热罩设置在所述电子执行器与所述阀体结构组件之间。
进一步地，所述控制模块包括单片机。
进一步地，所述驱动模块包括驱动模块包括驱动电机和输出轴，所述输出轴与所述阀体结构组件连接。
进一步地，所述开度值的范围在0°~90°。
作为本发明的另一个方面，提供一种车用排气声浪控制系统，其中，包括：发动机电控单元和前文所述的排气电控主动阀，所述排气电控主动阀与所述发动机电控单元通信连接，所述发动机电控单元能够检测发动机的工况信息以及检测声浪开关信息，并将检测到的所述发动机的工况信息和声浪开关信号发送至所述排气电控主动阀，所述排气电控主动阀能够根据所述发动机的工况信息和声浪开关信号控制阀门的开度。
进一步地，所述车用排气声浪控制系统还包括CAN总线，所述排气电控主动阀与所述发动机电控单元通过所述CAN总线通信连接。
进一步地，所述车用排气声浪控制系统还包括声浪控制开关，所述声浪控制开关与所述发动机电控单元通信连接。
本发明实施例提供的排气电控主动阀，通过电子执行器获取来自发动机电控单元（ECU）的工况信号后，并结合声浪开关信号，查表求得排气阀开度值，驱动阀体结构组件旋转至相应的位置，另外电子执行器还能够将当前位置信息、故障信息以CAN通信报文的形式反馈发送给发动机ECU。具体阀的开启角度可以根据驾驶者对排气声浪的需求进行适当的调整，并通过阀的角度智能控制实现精准控制排气的压力，保证发动机的动力性。因此，本发明提供的排气电控主动阀根据ECU反馈的油门开度、车速变化等信息，设计满足法规通过噪声要求的车外运动声浪，同时设计不同驾乘体验感。结合不同状态的排气声浪需求，调整排气在不同状态下动力型，从而保证整车在各工况下均有较好的动力输出。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提供的排气电控主动阀的结构示意图。
图2为本发明提供的车用排气声浪控制系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种排气电控主动阀，图1是根据本发明实施例提供的排气电控主动阀10的结构示意图，如图1所示，包括：电子执行器100和阀体结构组件200，所述阀体结构组件200与所述电子执行器100连接，所述电子执行器100能够与发动机电控单元通信连接；
所述电子执行器100能够根据所述发动机电控单元的工况信息以及声浪开关信号得到开度值，并能够根据所述开度值驱动所述阀体结构组件200旋转至相应位置。
本发明实施例提供的排气电控主动阀，通过电子执行器获取来自发动机电控单元（ECU）的工况信号后，并结合声浪开关信号，查表求得排气阀开度值，驱动阀体结构组件旋转至相应的位置，另外电子执行器还能够将当前位置信息、故障信息以CAN通信报文的形式反馈发送给发动机ECU。具体阀的开启角度可以根据驾驶者对排气声浪的需求进行适当的调整，并通过阀的角度智能控制实现精准控制排气的压力，保证发动机的动力性。因此，本发明提供的排气电控主动阀根据ECU反馈的油门开度、车速变化等信息，设计满足法规通过噪声要求的车外运动声浪，同时设计不同驾乘体验感。结合不同状态的排气声浪需求，调整排气在不同状态下动力型，从而保证整车在各工况下均有较好的动力输出。
具体地，所述电子执行器100包括控制模块和驱动模块，所述驱动模块与所述控制模块通信连接，所述驱动模块与所述阀体结构组件连接，
所述控制模块用于根据所述发动机电控单元发送的工况信息以及声浪开关信号得到开度值；
所述驱动模块用于根据所述开度值生成开度驱动信号以驱动所述阀体结构组件旋转到相应位置。
优选地，所述控制模块包括单片机。
优选地，所述驱动模块包括驱动模块包括驱动电机和输出轴，所述输出轴与所述阀体结构组件连接。
应当理解的是，电子执行器100中的控制模块接收到来自发动机ECU的工况信号后，输出驱动信号，驱动模块驱动阀门结构组件200转至相应的位置，并将当前位置信息、故障信息以CAN通信报文的形式反馈发送给发动机ECU。
具体地，所述阀体结构组件200包括阀体本体210和连接件220，所述阀体本体210设置在所述连接件220上，所述连接件220与所述驱动模块连接。
具体地，所述排气电控主动阀10还包括隔热罩300，所述隔热罩300设置在所述电子执行器100与所述阀体结构组件200之间。
应当理解的是，为了保证工作温度，排气电控主动阀在电子执行器与阀体结构组件之间设置隔热罩300。
优选地，所述开度值的范围在0°~90°。
应当理解的是，本发明实施例提供的排气电控主动阀，通过接收到发动机ECU的工况信息，结合声浪开关信号，查表求得主动阀开度值，驱动自身传动系统转至相应的位置。其实现结构如图2所述，电子执行器的输出轴为不锈钢材质，可与被连接件灵活连接，并带动连接件在0~90度范围旋转。电子执行器自带驱动和控制模块，无须占用发动机ECU额外资源，电子执行器带自诊断功能，发动机ECU可实时取得电子执行器状态。
作为本发明的另一实施例，提供一种车用排气声浪控制系统，其中，如图2所示，包括：发动机电控单元20和前文所述的排气电控主动阀10，所述排气电控主动阀10与所述发动机电控单元20通信连接，所述发动机电控单元20能够检测发动机的工况信息以及检测声浪开关信息，并将检测到的所述发动机的工况信息和声浪开关信号发送至所述排气电控主动阀，所述排气电控主动阀能够根据所述发动机的工况信息和声浪开关信号控制阀门的开度。
本发明实施例提供的车用排气声浪控制系统，采用了前文的排气电控主动阀，通过电子执行器获取来自发动机电控单元（ECU）的工况信号后，并结合声浪开关信号，查表求得排气阀开度值，驱动阀体结构组件旋转至相应的位置，另外电子执行器还能够将当前位置信息、故障信息以CAN通信报文的形式反馈发送给发动机ECU。具体阀的开启角度可以根据驾驶者对排气声浪的需求进行适当的调整，并通过阀的角度智能控制实现精准控制排气的压力，保证发动机的动力性。因此，本发明提供的排气电控主动阀根据ECU反馈的油门开度、车速变化等信息，设计满足法规通过噪声要求的车外运动声浪，同时设计不同驾乘体验感。结合不同状态的排气声浪需求，调整排气在不同状态下动力型，从而保证整车在各工况下均有较好的动力输出。
具体地，如图2所示，所述车用排气声浪控制系统还包括CAN总线30，所述排气电控主动阀10与所述发动机电控单元20通过所述CAN总线30通信连接。
具体地，如图2所示，所述车用排气声浪控制系统还包括声浪控制开关40，所述声浪控制开关40与所述发动机电控单元20通信连接。
优选地，所述声浪控制开关40具体可以为物理旋钮或虚拟控制界面。
下面结合图1和图2对本发明实施例提供的车用排气声浪控制系统的具体工作过程进行详细描述。
车用排气声浪控制系统具体可以包括发动机控制单元20、安装在排气管系统的消音器前后端的排气电控主动阀10、运动声浪模式物理控制旋钮或虚拟控制界面。其中，发动机控制单元20提供与排气电控主动阀10的电子执行器相匹配的CAN通信报文规范，将当前发动机转速和油门踏板开度信号转化成标准CAN通信报文发给处于CAN总线网络节点上的排气电控主动阀10；排气电控主动阀10结合排气主要用于调整汽车的声音特征，排气电控主动阀10收到来自发动机ECU的工况信号后，驱动自身传动系统转至相应的位置，并将当前位置信息、故障信息以CAN通信报文的形式反馈发送给发动机ECU；运动声浪模式物理控制旋钮或虚拟控制界面与整车（CAN）网络通信输入不同的运动声浪模式信息。
运动声浪模式通过物理旋钮或虚拟控制界面与发动机ECU之间通过整车（CAN）网络传递舒适模式和运动声浪多个模式信息，每种模式下的主动阀开度结合当前发动机转速和节气门开度值去查相应的主动阀开度MAP图（经插值计算后）得到。主动阀开度MAP图为三维图，X和Y轴分别为发动机转速和节气门开度值，Z轴为主动阀阀开度值。发动机ECU按照与排气阀执行器相匹配的CAN通信报文规范，将当前发动机转速和油门踏板开度信号转化成标准CAN通信报文发给处于CAN总线网络节点上的电子排气阀。排气电控主动阀10收到来自发动机ECU的工况信号后，结合声浪开关信号，查表求得主动阀开度值，驱动自身传动系统转至相应的位置，并将当前位置信息、故障信息以CAN通信报文的形式反馈发送给发动机ECU。
整个系统运行时，通过噪声满足GB1495-2002汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法要求，各排气声效模式下的发动机动力性可以通过阀的角度智能精准智能控制，保证良好的整车的动力输出。
因此，本发明实施例提供的车用排气声浪控制系统，通过排气电控主动阀的角度变化控制排气声浪的音量和发动机动力输出。根据ECU反馈的油门开度、车速变化等信息，提供满足法规通过噪声要求的车外运动声浪，同时提供不同驾乘体验感。结合不同状态的排气声浪需求，调整排气在不同状态下动力型，从而保证整车在各工况下均有较好的动力输出。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种排气电控主动阀，其特征在于，包括：电子执行器和阀体结构组件，所述阀体结构组件与所述电子执行器连接，所述电子执行器能够与发动机电控单元通信连接；
所述电子执行器能够根据所述发动机电控单元的工况信息以及声浪开关信号得到开度值，并能够根据所述开度值驱动所述阀体结构组件旋转至相应位置。
2.根据权利要求1所述的排气电控主动阀，其特征在于，所述电子执行器包括控制模块和驱动模块，所述驱动模块与所述控制模块通信连接，所述驱动模块与所述阀体结构组件连接，
所述控制模块用于根据所述发动机电控单元发送的工况信息以及声浪开关信号得到开度值；
所述驱动模块用于根据所述开度值生成开度驱动信号以驱动所述阀体结构组件旋转到相应位置。
3.根据权利要求2所述的排气电控主动阀，其特征在于，所述阀体结构组件包括阀体本体和连接件，所述阀体本体设置在所述连接件上，所述连接件与所述驱动模块连接。
4.根据权利要求2所述的排气电控主动阀，其特征在于，所述排气电控主动阀还包括隔热罩，所述隔热罩设置在所述电子执行器与所述阀体结构组件之间。
5.根据权利要求2所述的排气电控主动阀，其特征在于，所述控制模块包括单片机。
6.根据权利要求2所述的排气电控主动阀，其特征在于，所述驱动模块包括驱动模块包括驱动电机和输出轴，所述输出轴与所述阀体结构组件连接。
7.根据权利要求1所述的排气电控主动阀，其特征在于，所述开度值的范围在0°~90°。
8.一种车用排气声浪控制系统，其特征在于，包括：发动机电控单元和权利要求1至7中任意一项所述的排气电控主动阀，所述排气电控主动阀与所述发动机电控单元通信连接，所述发动机电控单元能够检测发动机的工况信息以及检测声浪开关信息，并将检测到的所述发动机的工况信息和声浪开关信号发送至所述排气电控主动阀，所述排气电控主动阀能够根据所述发动机的工况信息和声浪开关信号控制阀门的开度。
9.根据权利要求8所述的车用排气声浪控制系统，其特征在于，所述车用排气声浪控制系统还包括CAN总线，所述排气电控主动阀与所述发动机电控单元通过所述CAN总线通信连接。
10.根据权利要求8所述的车用排气声浪控制系统，其特征在于，所述车用排气声浪控制系统还包括声浪控制开关，所述声浪控制开关与所述发动机电控单元通信连接。
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