CN111946465A - 用于主动排气阀门的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于主动排气阀门的方法和系统”。提供了用于适时地缓解主动排气阀门的间歇性劣化的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：区分所述主动排气阀门的永久性劣化与所述主动排气阀门的间歇性劣化；以及基于车辆工况和路况来调整所述阀门的致动以缓解所述间歇性劣化。

Description

用于主动排气阀门的方法和系统
技术领域
本发明总体上涉及用于检测和缓解主动排气阀门的劣化的方法和系统。
背景技术
用于车辆的发动机系统可以包括具有一个或多个排气管道的排气系统，所述一个或多个排气管道适于(例如，经由一个或多个车辆排气尾管)将燃烧后的排气排放到大气中。在每个排气管道内可以放置主动排气阀门以便控制排气噪声。例如，这些阀门可以关闭以便限制通过它们所联接到的排气管道的气流，由此将排气噪声控制为期望水平。通过调整主动排气阀门的位置可以达到期望的排气噪声水平。在一些示例中，这些阀门可以在排气管道中位于消声器之后。在车辆操作期间，诸如鹅卵石、砾石和其他颗粒之类的污染物可能经由排气尾管进入排气通道，并卡在主动排气阀门的阀体中。如果污染物沉积在阀体中，则阀门的移动可能受到限制，并且阀门位置无法改变为与期望的发动机排气声音相对应的期望位置。
Uhrich等人在U.S.2018/0128145中示出了一种用于诊断主动阀门的劣化的示例性方法。其中，在关闭位于消声器上游的用于调节排气噪声以及减少排放和加速加热的排气分流阀的冷起动期间，基于阀门上游的温度变化来诊断所述阀门。将在该特定状况期间阀门上游的温度与发动机起动时阀门上游的温度进行比较以诊断排气分流阀的劣化。
然而，本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。在诊断出主动排气阀门的劣化时，如果未采取缓解措施，则发动机声音控制系统可能会处于不活动状态，直到对发动机进行维修为止。无法基于操作员偏好调整发动机声音可能会降低操作员满意度。另外，如果阀门卡在打开位置，则操作员可能无法减少发动机(排气)声音，这在车辆行驶通过诸如不希望有较大噪声的学校、医院之类的区域时可能是不希望的。另外，长时间的发动机操作且没有缓解动作可能会导致阀门进一步劣化。
发明内容
在一个示例中，可以通过一种方法来解决上述问题，所述方法包括：响应于检测到主动排气阀门间歇性地劣化，基于车辆工况和路况来调整所述阀门的致动。通过这种方式，通过适时地或定期地以修复模式操作所述主动排气阀门，可以除去卡在主动排气阀门中的污染物，并且可以基于操作员对驾驶循环的其余部分的偏好来继续调整所述发动机声音。
作为一个示例，在双排排气系统中，第一主动排气阀门可以定位在第一发动机组的第一排气管中，而第二主动排气阀门可以定位在第二发动机组的第二排气管中。发动机声音控制系统可以将所述第一主动排气阀门和所述第二主动排气阀门中的每一者的开度调整到相同位置以实现期望水平的排气噪声。如果在主动排气阀门的致动期间，基于阀门位置传感器的反馈，观察到所述阀门位置未改变为命令位置并且所述阀门卡在中间位置，则可以推断出所述主动排气阀门劣化，可以停用所述发动机声音控制系统，并且可以启动劣化恢复算法。阀门可以在修复模式下第一次操作以除去卡在阀门中的任何污染物。修复模式可以包括多次使阀门从10％开度到80％开度循环占空。如果在以修复模式进行的第一次操作之后阀门的劣化继续存在，则可以设置计时器并定期地监视阀门的劣化，并且执行基于斜率的分析以确定所述劣化本质上是永久性的还是间歇性的。如果确定劣化是间歇性的，则可以从导航系统和/或外部服务器获得路线和道路信息。可以识别驾驶循环中具有诸如粗糙路况、加速/减速状况和车辆高速操作的振动可能性增大的路段，并且可以在修复模式下第二次操作阀门以除去卡住的颗粒。在阈值时间段或阈值行驶距离之后，也可以在修复模式下操作阀门。如果在以修复模式进行第二次操作后消除了劣化，则重新激活发动机声音控制系统。如果在以修复模式进行第二次操作之后劣化继续存在，则所述劣化可以被指示为永久性劣化并且可以通知操作员。
通过这种方式，通过适时地或定期地以修复模式操作主动排气阀门，可以在驾驶循环期间在不受到外部干扰的情况下除去卡在阀门中的任何污染物。通过缓解驾驶循环期间的劣化，可以在驾驶循环中恢复发动机声音控制系统的操作，由此改善操作员体验。在特定驾驶状况期间安排主动排气阀门以修复模式操作的技术效果是，较高的发动机振动和通过排气通道的气流可有助于迫使卡住的颗粒移出阀门。通过经由基于倾斜的方法区分永久性劣化与间歇性劣化，可以运行劣化恢复算法并解决间歇性劣化，而无需在整个驾驶循环中禁用发动机声音控制系统。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由在具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示意性地示出了具有排气系统的发动机。
图2示意性地示出了具有双排排气系统的V型发动机。
图3示出了用于区分主动排气阀门的永久性劣化与间歇性劣化的示例性方法的流程图。
图4示出了用于缓解主动排气阀门的间歇性劣化的示例性方法的流程图。
图5示出了永久性劣化与间歇性故障之间的示例性区分。
图6示出了间歇性故障的示例性缓解。
具体实施方式
以下描述总体上涉及用于检测和缓解主动排气阀门的劣化的方法和系统。主动排气阀门可以位于消声器下游的排气管(例如，排气通道)中，如图1的车辆系统中所示。在一些实施例中，车辆可以包括单排排气系统，其中一个主动排气阀门在所述单排排气系统的排气通道中(例如，如图1中所示)。在其他实施例中，车辆可以包括具有两个分离的排气管的双排排气系统(诸如图2中所示的双排排气系统)，每个排气管包括不同的主动排气阀门。发动机控制器可以被配置为执行控制程序，诸如图3和图4的示例性程序，以检测主动排气阀门的劣化，区分永久性劣化与间歇性劣化，并缓解间歇性劣化。图5示出了永久性劣化与间歇性劣化之间的示例性区分，并且图6示出了间歇性劣化的示例性缓解。
转到图1，示出了可以包括在车辆5的推进系统中的多缸发动机10的一个气缸的示意图。车辆5可以被配置用于在道路上推进。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统和通过由车辆操作员132经由输入装置130进行的输入来控制。在该示例中，输入装置130包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室30(也被称为气缸30)可以包括燃烧室壁32，其中活塞36定位在所述燃烧室壁中。活塞36可以联接到曲轴40，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统(未示出)联接到车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达可以经由飞轮(未示出)联接到曲轴40以实现发动机10的起动操作。
燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气，并且可以经由排气歧管48排出燃烧气体。排气歧管48可以包括温度传感器72。进气歧管44和排气歧管48可以经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
燃料喷射器66被示为以如下配置布置在进气歧管44中：提供所谓的燃料到燃烧室30上游的进气道中的进气道喷射。燃料喷射器66可以与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号脉冲宽度FPW成比例地喷射燃料。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可以替代地或另外包括燃料喷射器，所述燃料喷射器直接联接到燃烧室30，以被称为直接喷射的方式直接在其中喷射燃料。
进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，节流板64的位置可以通过控制器12经由提供到与节气门62包括在一起的电动马达或致动器(即通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置)的信号来改变。通过这种方式，可以操作节气门62以改变提供到燃烧室30以及其他发动机气缸的进气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号TP提供到控制器12。进气通道42可以包括质量空气流量传感器120，所述质量空气流量传感器联接在节气门62的上游以测量通过节气门62进入气缸的空气充气的流率。进气通道42还可以包括歧管空气压力传感器122，所述歧管空气压力传感器联接在节气门62的下游以测量歧管空气压力MAP。
在一些实施例中，至少包括压缩机(未示出)的压缩装置(诸如涡轮增压器或机械增压器)可以沿着进气歧管44布置。对于涡轮增压器，压缩机可以至少部分地由涡轮(未示出)例如经由轴来驱动，所述涡轮沿着排气歧管48布置。对于机械增压器，压缩机可以至少部分地由发动机和/或电机驱动，并且可以不包括涡轮。
在选择操作模式下，点火系统88可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。尽管示出了火花点火部件，但是在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以在具有或不具有点火火花的情况下以压缩点火模式来操作。
排气传感器126被示为在排放控制装置70的上游联接到排气通道58。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、窄带(较旧系统视为双态装置)氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置70被示为沿着排气通道58布置在排气传感器126的下游。排放控制装置70可以是三元催化剂(TWC)、SCR催化剂、NOx捕集器、汽油微粒过滤器(GPF)、这些装置中的两种或更多种的组合或各种其他排放控制装置中的一种。
此外，发动机10可以包括排气再循环(EGR)系统(未示出)以帮助降低NOx和其他排放物。EGR系统可以被配置为使一部分排气从发动机排气口再循环到发动机进气口。在一个示例中，EGR系统可以是低压EGR系统，其中排气从汽油微粒过滤器70的下游再循环到发动机进气口。
排气通道58还可以包括消声器72和布置在消声器72下游的主动排气阀门(也称为排气调节阀)75。排气通道58在本文中也可以称为排气管道或排气管，并且可以作为排气尾管(或联接到排气尾管)终止于车辆5的外部。阀门位置传感器76可以联接到主动排气阀门75以确定阀门75的位置。在一个示例中，主动排气阀门75可以是蝶阀，所述蝶阀具有安装在阀杆上并围绕阀杆旋转的圆盘。在关闭状态下，圆盘可以完全阻塞阀门的开口，而在完全打开状态下，圆盘可以垂直于阀门开口的平面，以允许最大量的流体流过开口。主动排气阀门75可以是发动机声音控制系统的一部分，并且通过调整主动排气阀门75的位置，可以改变排气声音。在一个示例中，操作员可以经由对仪表板控制台(诸如人机界面上的触摸屏)或通信地连接到发动机控制系统的智能装置(诸如智能电话、平板计算机)的输入来选择期望的发动机声音水平。在一个示例中，操作员可以选择最小发动机声音水平、最大发动机声音水平或中等发动机声音水平。基于选择的发动机声音水平，控制器可以调整主动排气阀门75的开度。作为一个示例，控制器可以使用查找表来确定主动排气阀门75的开度，其中期望声音水平作为输入并且主动排气阀门75的位置作为输出。结合图2进一步讨论主动排气阀门75。
车辆5的一个或多个氧传感器可以是线性氧传感器或开关型氧传感器。作为一个示例，氧传感器可以是UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO传感器、或HEGO(加热型EGO)传感器中的一者。排气氧传感器126可以评估排气中存在的氧浓度，并感测排放控制装置70周围的排气尾管排气氧浓度。排气传感器126可以是位于排放控制装置70上游的进给气氧传感器，所述进给气氧传感器被配置为感测进给气排气氧浓度。
从气缸30释放的排气的空燃比可以通过位于发动机的排气流中的氧传感器中的一者或多者来确定。基于所估计的排气空燃比，可以调整向发动机气缸的燃料喷射以控制气缸燃烧的空燃比。例如，向气缸的燃料喷射量可以基于排气空燃比的偏差来调整，基于排气传感器126的输出和期望的空燃比(诸如与化学计量比的偏差)来估计。
车辆5可以是具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示示例中，车辆5包括发动机10和电机53。电机53可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴40和电机53经由变速器57连接到车轮55。在所描绘的示例中，第一离合器56设置在曲轴40与电机53之间，并且第二离合器56设置在电机53与变速器57之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送使离合器接合或脱离接合的信号，以便使曲轴40与电机53和与其连接的部件连接或断开连接，和/或使电机53与变速器57和与其连接的部件连接或断开连接。变速器57可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。可以通过各种方式配置动力传动系统，包括配置为并联、串联或串联-并联混合动力车辆。
电机53从动力电池58接收电力以向车轮55提供扭矩。电机53也可以充当发电机，以例如在制动操作期间提供电力以便给电池58充电。
控制器12在图1中被示为微计算机，所述微计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在此特定示例中，被示为只读存储器106)、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。除了先前讨论的那些信号之外，控制器12还可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；来自位置传感器76的主动排气阀门75的位置；来自传感器72的排气歧管中的排气温度；以及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP来生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。应当注意，可以使用上述传感器的各种组合，诸如使用MAF传感器而不使用MAP传感器，反之亦然。在化学计量操作期间，MAP传感器可以给出发动机扭矩的指示。另外，该传感器连同检测到的发动机转速一起可以提供对引入气缸中的充气(包括空气)的估计。在一个示例中，传感器118(其也用作发动机转速传感器)可以在曲轴的每转中产生预定数量的等距脉冲。此外，控制器12可以接收来自曲轴加速度传感器的曲轴加速度信号、来自车轮转速传感器的车轮转速信号、来自转向传感器的转向移动以及横摆传感器的角速度和质心侧偏角(slip-angle)中的一者或多者。另外，控制器12可以与仪表组显示装置通信，例如以向驾驶员警告发动机或排气系统中的故障。存储介质只读存储器106可以用表示可由处理器102执行的指令的计算机可读数据来编程，这些指令用于执行下面描述的方法以及预期但未具体列出的其他变型。
控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器以基于所接收信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如，调整发动机声音水平可以包括致动主动排气阀门75以调整流过主动排气阀门75的排气量。
导航系统54可以联接到控制器12以经由全球定位卫星(GPS)系统来确定车辆5在任何给定时间(诸如在车辆行驶期间)的实时位置。导航系统可经由无线通信连接到外部服务器和/或网络云。控制器12可以联接到无线通信装置以用于使车辆5与网络云直接通信。使用无线通信装置和导航系统54，控制器14可以检索路况(诸如道路粗糙度)、交通状况、高度和其他行驶状况。
转到图2，包括以V形配置布置的多个气缸的发动机10的示例性型式(例如，V型发动机)被示为V型发动机202。发动机202包括多个燃烧室或气缸。发动机202的多个气缸作为气缸组布置在不同的发动机气缸组上。在所描绘的示例中，发动机202包括两个发动机气缸组30A、30B。因此，气缸被布置为布置在第一发动机气缸组30A上并标记为A1至A4的第一组气缸(在所描绘的示例中为四个气缸)和布置在第二发动机气缸组30B上并标记为B1至B4的第二组气缸(在所描绘的示例中为四个气缸)。应当明白，尽管图1中所描绘的示例示出了气缸布置在不同的气缸组上的V型发动机，但是这并不意味着是限制性的，并且在替代实施例中，发动机可以是所有发动机气缸都在公共的发动机气缸组上的直列式发动机。
发动机202可以经由与分支的进气歧管44A、44B连通的进气通道42接收进气。具体地，第一发动机气缸组30A经由第一进气歧管44A从进气通道42接收进气，而第二发动机气缸组30B经由第二进气歧管44B从进气通道142接收进气。尽管示出了具有共同的进气歧管的发动机气缸组30A、30B，但是应当明白，在替代示例中，发动机可以包括两个分开的进气歧管。可以通过调整节气门62在节流板64上的位置来控制被供应给发动机的气缸的空气量。另外，可以通过改变联接到气缸的一个或多个进气门的进气门正时来调整被供应到特定气缸组上的每一组气缸的空气量。
在第一发动机气缸组30A的气缸处产生的燃烧产物被引导到第一排气歧管48A中的一个或多个排放控制装置，在此燃烧产物被处理，然后被排放到大气。第一排放控制装置70A联接到第一排气歧管48A。第一排放控制装置70A可以包括一个或多个排气催化器。在排放控制装置70A处处理在第一发动机气缸组30A处产生的排气。
在第二发动机气缸组30B的气缸处产生的燃烧产物经由第二排气歧管48B排放到大气中。第二排放控制装置70B联接到第二排气歧管48B。第二排放控制装置70B可以包括一个或多个排气催化器。在排放控制装置70B中处理在第二发动机气缸组30B处产生的排气。
尽管图2示出了每个发动机气缸组联接到相应的车身底部排放控制装置，但是在替代示例中，每个发动机气缸组可以联接到相应的排放控制装置70A、70B，但是联接到位于公共排气通路下游的公共车身底部排放控制装置。
各种传感器可以联接到发动机202。例如，第一排气传感器126A可以在第一排放控制装置70A的上游联接到第一发动机气缸组30A的第一排气歧管48A，而第二排气传感器126B在第二排放控制装置70B的上游联接到第二发动机气缸组30B的第二排气歧管48B。在其他示例中，附加的排气传感器可以联接在排放控制装置的下游。例如，还可以包括联接到一个或多个车身底部排放控制装置的其他传感器，诸如温度传感器。如图2中详细说明，排气传感器126A和126B可以包括排气氧传感器，诸如EGO、HEGO或UEGO传感器。
如图2中所示，每个发动机气缸组的排气通道58A、58B可以在谐振器204处会聚。然而，在替代实施例中，谐振器可以不包括在发动机202中。在谐振器之后，排气流被分流到第一排气管206A(在第一发动机气缸组侧)和第二排气管206B(在第二发动机气缸组侧)，它们可以是相应排气通道的延续。第一排气管206A包括第一消声器71A和位于第一消声器71A的下游的第一主动排气阀门75A。当第一主动排气阀门75A打开时，排气流经由第一主动排气阀门75A离开第一消声器71A，并且继续到达第一排气管206A的第一出口208A(其可以联接到第一排气尾管)。然而，当第一主动排气阀门75A关闭时，排气流经由第一旁通道210A离开第一消声器71A。在该关闭位置中，可以经由第一旁通道210A限制排气流。类似地，第二排气管206B包括第二消声器71B和位于第二消声器71B的下游的第二主动排气阀门75B。如上所述，第二主动排气阀门75B的功能类似于第一主动排气阀门75A，并且第二旁通道210B包括在第二主动排气阀门75B的周围。第一主动排气阀门75A和第二主动排气阀门75B可以类似于图1的主动排气阀门75使用。
控制器可以(例如，基于发动机工况)调整第一主动排气阀门75A和第二主动排气阀门75B的位置(例如，在打开位置与关闭位置之间)以便将排气噪声控制到期望水平。作为一个示例，相对于当第一主动排气阀门75A和第二主动排气阀门75B中的每一者关闭时的排气噪声水平，当第一主动排气阀门75A和第二主动排气阀门75B中的每一者打开时的排气噪声水平可能更高。第一主动排气阀门75A和第二主动排气阀门75B中的一者或多者的关闭可以减弱可听排气噪声。
在如图2中所示的双排排气系统中，在分离的排上的两个主动排气阀门(例如，图2中所示的阀75A和75B)被配置为表现一致以获得一致的排气声音水平。例如，两个主动排气阀门可以被命令到相同位置(例如，打开位置或关闭位置)以便实现期望的和一致的排气声音水平。
第一位置传感器76A可以联接到第一主动排气阀门75A，并且第二位置传感器76B可以联接到第二主动排气阀门75B。可以分别基于来自第一位置传感器76A和第二位置传感器76B的输入来估计第一主动排气阀门75A和第二主动排气阀门75B的位置。在一个示例中，当命令主动排气阀门从打开位置移动到关闭位置时，可以经由对应的位置传感器跟踪阀门位置的变化。如果在行驶期间，污染物(诸如砾石)沉积在主动排气阀门的主体内，则阀门(蝶阀的圆盘)可能无法在整个运动范围内横越(诸如从打开位置横越到关闭位置)，并且只能在被命令到期望位置时才能移动到中间位置。
可以基于对应的位置传感器的输入来推断主动排气阀门的劣化。作为一个示例，在监视第一主动排气阀门75A期间，可以命令第一主动排气阀门75A从第一位置移动到第二位置，可以在移动期间经由第一阀门位置传感器76A监视第一主动排气阀门75A的位置，并且可以响应于第一主动排气阀门75A卡在第三位置而检测到第一主动排气阀门75A的劣化，所述第三位置在第一位置与第二位置之间。当在监视主动排气阀门期间检测到阀门的劣化时，发动机声音控制系统的操作可以被停用，并且主动排气阀门可以在修复模式下进行第一次操作。修复模式可以包括一次或多次将循环占空命令发送到与阀门联接的致动器，以从主动排气阀门的主体中除去污染物。作为一个示例，在每个占空比期间，阀门可以从全闭位置致动到全开位置。
在以修复模式进行第一次操作之后检测到主动排气阀门的劣化时，可以设置计时器，可以在阈值持续时间内定期地监视阀门，可以绘制检测到的劣化的计时器信号，并且在阈值持续时间结束时，可以估计所述计时器信号的斜率。如果斜率小于1，则可以检测到主动排气阀门间歇性地劣化，而如果斜率是1，则可以检测到主动排气阀门永久性地劣化。关于图3讨论了一种用于区分永久性劣化与间歇性劣化的方法。
在检测到主动排气阀门间歇性劣化时，可以基于来自车载导航系统和外部服务器中的一者或多者的输入来识别具有包括粗糙路况和高于阈值道路坡度/曲率中的一者或多者的路况或包括高于车辆加速率/减速率阈值和高于阈值车辆速度的车辆工况的路线路段。主动排气阀门可以在所识别的路线路段期间以修复模式进行第二次操作。在即使以修复模式第二次操作主动排气阀门之后在阀门的监视期间检测到主动排气阀门的间歇性劣化时，也可以在自从主动排气阀门以修复模式进行的紧接着上一次操作以来已经过阈值持续时间或者已行驶阈值距离之后以修复模式第三次操作主动排气阀门。在以修复模式第三次操作主动排气阀门之后的阀门监视期间，当检测到主动排气阀门不再劣化时，可以重新激活发动机声音控制系统的操作。然而，如果检测到即使在间歇性劣化的阀门以修复模式操作三次之后，仍未消除劣化，则可能指示主动排气阀门永久劣化，并且主动排气阀门的致动可以被停用，并且可以设置诊断代码。关于图4讨论了一种用于缓解间歇性劣化的方法。
各种温度传感器可以包括在发动机202的排气系统中，所述各种温度传感器包括排气歧管温度传感器72A和72B(适于测量它们所联接的排气歧管内的排气温度)以及排气温度传感器77A和77B(适于测量主动排气阀门下游靠近所述排气温度传感器所处位置的排气温度)。在替代实施例中，排气系统可以不包括这些温度传感器中的一些或全部，而是替代地可以基于其他发动机工况对温度进行建模，如本文进一步解释的。
通过这种方式，图1和图2的部件实现了一种包括计算机可读指令的车载控制器，所述计算机可读指令存储在非暂时性存储器上以：响应于与消声器下游的排气通道联接的主动排气阀门被卡住，经由来自车载导航系统、外部服务器、曲轴加速度传感器、车轮转速传感器、转向传感器和横摆传感器中的一者或多者的输入来识别具有粗糙路况、高于阈值坡度和高于阈值曲率中的一者或多者的道路路段；经由来自所述车载导航系统或所述外部服务器、所述曲轴加速度传感器、所述车轮转速传感器和所述转向传感器中的一者或多者的输入来识别具有高于阈值车辆加速率/减速率和/或高于阈值车辆速度的车辆工况；以及在所述识别的道路路段和所述车辆工况中的一者期间多次将所述主动排气阀门从关闭位置致动到打开位置以移除卡在所述主动排气阀门的主体中的污染物。
图3示出了用于检测主动排气阀门的劣化并确定劣化是永久性劣化还是间歇性故障的方法300的流程图。如上文所解释的，车辆的排气系统可以具有适于将排气噪声控制到期望水平的一个或多个主动排气阀门(也称为排气调节阀)(诸如图1中所示的主动排气阀门75或图2中所示的主动排气阀门75A和75B)。用于实施方法300和本文中所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结合从发动机系统的传感器(诸如以上参考图1和/或图2描述的传感器)接收的信号来执行。根据以下描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
所述方法开始于302，并且包括估计和/或测量发动机工况。发动机工况可以包括发动机转速和/或负荷、发动机温度、环境温度、排气歧管温度、排气管中的排气温度、气压、空气质量流量等。一个或多个主动排气阀门的位置(初始位置)(与期望的发动机声音水平相对应)可以基于来自排气阀门位置传感器(诸如图1中所示的阀门位置传感器76或图2中所示的阀门位置传感器76A和76B)的输入来估计。
在304处，所述程序包括确定在主动排气阀门中是否检测到劣化。当主动排气阀门被致动到命令位置但是阀门未到达命令位置时(诸如当阀门从初始位置移动到中间位置(而不是移动到命令的最终位置)时)，可以推断出主动排气阀门劣化。主动排气阀门的初始位置和中间位置可以经由来自与相应的主动排气阀门联接的阀门位置传感器的输入来估计。如果在阀门监视期间阀门的最终位置(阀门停止进一步移动的位置)与命令位置不同，则可能会检测到劣化。可以通过将阀门从全闭位置移动到全开位置来执行阀门监视。阀门监视可以经由与阀门的致动器通信地联接的高级驱动器软件来执行。作为一个示例，高级驱动器软件可以通过在阀门监视期间提供马达反馈信号的频率来传达阀门的健康状况，其中160Hz可以对应于机械卡住的阀门，而200Hz可以对应于正运作的阀门。在其他示例中，如果在阀门监视期间马达反馈信号的频率是140Hz，则可能指示阀门对准问题，而如果在阀门监视期间马达反馈信号的频率是180Hz，则可能指示较高的温度问题。可以定期地执行阀门监视以确保阀门在整个运动范围内都在操作。阀门的全闭位置可以包括最小量的排气流过阀门的位置。在一个示例中，最小量为零。阀门的全开位置可以包括最大量的排气流过阀门的位置。如果阀门劣化，则由于颗粒减小其运动范围，因此阀门可能被阻止移动到全闭位置或全开位置中的一者。在劣化状态下，主动排气阀门仍可以被致动，但是阀门的运动范围可能减小，并且可能无法将阀门致动到与期望声音水平相对应的命令位置。
如果确定阀门能够从初始位置转换到命令位置，则推断出阀门没有劣化，并且在306处，可以在不以修复模式操作主动排气阀门的情况下继续主动排气阀门的操作。响应于操作员(诸如经由对仪表盘的输入)选择的期望声音水平，可以调整主动排气阀门的开度使得可听到期望的发动机(排气)声音水平。作为一个示例，控制器可以使用查找表来确定与期望的(由操作员指示)声音水平相对应的主动排气阀门的开度，其中期望声音水平作为输入并且主动排气阀门的位置作为输出。通过这种方式，通过调整主动排气阀门，可以操作发动机声音控制系统。
如果确定在主动排气阀门中检测到劣化，则在307处，可以停用主动排气阀门的致动机构，并且阀门位置可以不再改变以免更改期望的发动机声音水平。可以经由与发动机控制系统通信地联接的仪表板控制台和/或智能装置中的消息通知操作员，发动机声音控制系统暂时不可用，并且操作员可能无法改变可听发动机声音水平。
在308处，主动排气阀门可以在修复模式下进行第一次操作以移除可能已经被卡在主动阀门中的任何污染物，由此导致阀门的运动受到限制。以修复模式操作主动排气阀门可以包括多次使阀门从关闭位置到打开位置循环占空。作为一个示例，控制器可以将阀门从10％打开位置致动到80％打开位置。在一个示例中，以修复模式进行的每个操作可以包括使阀门循环占空6至18次(诸如10次)。每个占空比可以连续地执行，其中两个连续占空比之间没有间隙。通过重复尝试移动阀门(蝶阀的圆盘)的位置，卡在阀体内的任何污染物\颗粒都可能会被除去并从其位置中移除。
在309处，所述程序包括确定主动排气阀门的劣化是否已经被消除。可以执行劣化检测测试(阀门监视)，其中命令阀门从全闭位置致动到全开位置，并且经由阀门位置传感器持续监视阀门位置。如果阀门不能从关闭位置移动到打开位置并卡在中间位置，则可能会检测到劣化。如果阀门位置从关闭位置转换到打开位置，则可以推断出，在阀门以修复模式进行第一操作期间，存在于阀门中的任何污染物都已被除去，并且阀门已经恢复了其整个运动范围。
如果确定劣化已经消除并且主动排气阀门能够在无任何障碍的情况下从关闭位置移动到打开位置，则在310处，可以重新激活主动排气阀门机构的致动机构。可以经由与发动机控制系统通信地联接的仪表板控制台和/或智能装置中的消息通知操作员，发动机声音控制系统是可用的，并且操作员可以经由对仪表板控制台或智能装置的输入来改变可听发动机声音水平。响应于操作员选择的期望声音水平，可以调整主动排气阀门的开度使得可听到期望的发动机(排气)声音水平。
如果确定尚未消除劣化，则在311处，可以设置计时器，可以定期地执行劣化检测，并且可以绘制劣化信号的曲线图以执行基于斜率的诊断。可以在阈值持续时间内定期执行劣化检测测试。阈值持续时间可以基于每个劣化检测测试所需的时间以及为了区分间歇性劣化与永久性劣化而进行的测试次数来进行校准。每个劣化检测测试可以包括命令阀门从全闭位置致动到全开位置以及经由阀门位置传感器持续监视阀门位置。如果阀门不能从关闭位置移动到打开位置并卡在中间位置，则可能会检测到劣化。诸如当在阀门中检测到重复劣化但劣化不恒定时，劣化可以是间歇性劣化。换句话说，当阀门可能偶尔正常操作(未劣化)而在其他时间无法操作(劣化)时，劣化可以被称为间歇性劣化。如果在阀门中始终观察到劣化并且阀门在整个劣化检测时间段中都无法操作，则劣化可以被称为永久性劣化。为了执行基于斜率的诊断，可以生成阀门状况(诸如劣化和未劣化)与时间的曲线图。
在312处，一旦已经过阈值持续时间，计时器就可以结束。可以估计劣化计时器信号的斜率。对于永久劣化的阀门，斜率可以为1，而对于间歇性劣化的阀门，斜率可以小于1。在314处，所述程序包括确定劣化计时器信号的斜率是否小于1。如果确定劣化计时器信号的斜率小于1，则在320处可以推断出主动阀门劣化可能是间歇性的。通过适时地或定期地以修复模式操作主动排气阀门可以缓解间歇性劣化。在图4中讨论了用于间歇性劣化的缓解方法。然而，确定劣化计时器信号的斜率不小于1，可以推断出斜率是1。在316处，基于斜率为1，可以推断出劣化是永久性劣化，并且可以设置指示主动排气阀门劣化的诊断代码(标志)。可以维持停用主动排气阀门的致动机构并且阀门位置可以不再改变以免更改期望的发动机声音水平直到维修/更换主动排气阀门为止。
通过这种方式，在第一状况期间，可以识别具有增加的发动机振动或高于阈值环境风速的行驶路段，并且在预测的行驶路段期间，可以调整与消声器下游的排气通道联接的主动排气阀门的开度以除去主动排气阀门的主体中的污染物，并且在第二状况期间，可以设置诊断代码，所述诊断代码指示主动排气阀门的劣化和主动排气阀门的操作被禁用。第一状况包括在主动排气阀门以第一较高频率从关闭位置致动到打开位置期间所述阀门间歇性地卡在某个位置，而第二状况包括在主动排气阀门从关闭位置致动到打开位置期间所述阀门继续卡在所述位置。调整阀门以除去污染物可以包括多次使主动排气阀门重复地循环占空(将阀门从关闭位置致动到打开位置)。
转向图5，示出了永久性劣化与间歇性劣化之间的示例性区分500。x轴表示时间，并且时间标记t1至t9表示执行劣化检测测试的时间。在时间t1与t9之间的时间段是阈值持续时间，在所述阈值持续时间内执行基于斜率的诊断以区分永久性劣化与间歇性劣化。
第一曲线图(曲线502)示出了第一主动排气阀门的劣化检测。线502示出了阀门被检测到劣化还是未劣化。第二曲线图(线504)示出了与第一主动排气阀门的状态(故障的/未劣化)相对应的劣化计时器信号。当阀门处于劣化状态时，计时器处于活动状态(累加时间)，而当阀门未劣化时，计时器暂停(平稳)。可以在由虚线标记的每个时间点(t1至t9)执行劣化检测测试。还可以在两个连续时间点之间执行附加的劣化检测。劣化检测测试(在本文也被称为阀门监视)可以包括命令阀门从全闭位置致动到全开位置以及经由阀门位置传感器持续监视阀门位置。如果阀门不能从关闭位置移动到打开位置并卡在中间位置，则可能会检测到劣化。还可以基于马达反馈信号的频率，使用与阀致动器通信地联接的高级驱动器软件来检测劣化。当反馈信号为200Hz时，阀门可能未劣化，而当反馈信号为160Hz时，阀门可能劣化。
在第一次劣化检测测试(在时间t1)之前，阀门可以在无任何劣化(未劣化状态)的情况下操作。在时间t1，经由劣化检测测试检测到阀门劣化。在时间t1与t2之间，继续检测到阀门劣化。在时间t2，经由劣化检测测试检测到阀门未劣化。随后，在时间t3，检测到阀门劣化，在时间t4，检测到阀门未劣化，在时间t5，检测到阀门劣化，在时间t6，检测到阀门未劣化，在时间t7，检测到阀门劣化，在时间t8，检测到阀门未劣化，并且在时间t9，检测到阀门劣化。对应于由劣化检测测试检测到的阀门的每个状态变化(在时间t1与t9之间)，生成劣化计时器信号并在线(曲线图)504中跟踪所述劣化计时器信号。线504的累加斜率被估计为小于1，由此确认第一主动排气阀门间歇性地劣化。
第三曲线图(线506)示出了第二主动排气阀门的劣化检测。第四曲线图(线508)示出了与第一主动排气阀门的状态(故障的/未劣化)相对应的劣化计时器信号。可以在由虚线标记的每个时间点(t1至t9)执行劣化检测测试。在第一次劣化检测测试(在时间t1)之前，阀门在无任何劣化(未劣化状态)的情况下操作。在时间t1，经由劣化检测测试检测到阀门劣化，并且在随后的每个劣化检测测试中(在时间t1与t9之间)检测到阀门劣化。因为阀门在时间t1之后继续劣化，所以劣化时间信号以恒定速率持续增加。线508的累加斜率被估计为1，由此确认第一主动排气阀门永久性地劣化。
图4示出了用于缓解在图3的步骤320处检测到的主动排气阀门的间歇性劣化的示例性方法400。作为一个示例，方法400可以是图3的300的延续并且可以在步骤320处执行。
在402处，可以从与车辆控制系统通信地联接的导航系统(例如，全球定位系统)或网络云获得即将到来的路线和路况。在一个示例中，车辆上的控制器可以包括导航系统(例如，全球定位系统)，经由所述导航系统，车辆的位置(例如，车辆的GPS坐标)可以通过网络传输到外部服务器。基于车辆的位置，可以从外部服务器检索所述位置的局部粗糙路况。更进一步地，导航系统可以用于规划车辆的行驶路线，并且基于规划的路线，可以检索整个路线的路况。在一个示例中，操作员可以经由仪表板控制台和与导航系统联接的智能装置在车载导航系统中输入目的地。如果目的地未知，则可以经由诸如光探测和测距(LIDAR)之类的遥感方法来检索即将到来的道路路段(诸如接下来的500m)的路况。所获得的路况可以包括道路粗糙度信息、高度、道路坡度、道路曲率和交通信息。此外，可以从外部服务器获得诸如雨/雪天气预报之类的天气信息。
在404处，可以识别即将到来的粗糙道路路段。这可以包括接收对即将到来的路线中预期道路粗糙度较高(例如，道路粗糙度指数高于阈值粗糙度)的区域的估计值。阈值粗糙度可以被预先校准为可能会导致发动机排气系统中的振动增加的粗糙度。在406处，可以识别可能发生快速(高于阈值速率)加速/减速的即将到来的道路路段。在下坡期间可能会发生快速加速，而由于交通状况可能会发生快速减速。同样，可以识别车辆可以高于阈值速度操作(诸如在高速公路上行驶期间)的道路路段。快速加速/减速和/或较高速度车辆操作可能会增大排气系统中的振动，并且还允许环境空气以更高速率通过排气尾管。
在408处，所述程序包括确定是否满足用于以修复模式第二次操作主动排气阀门的状况。所述状况可以包括车辆在具有粗糙路况的道路路段和具有曲折/弯曲的道路路段上行驶中的一者或多者。
在一个示例中，可以基于来自多个车辆传感器的输入来实时估计路况(诸如粗糙度和曲率)。在一个示例中，可以确定道路粗糙度指数。道路粗糙度和曲率的指示可以基于曲轴加速度、车轮转速、水平和竖直加速度、转向移动、车轮滑移、角速度和质心侧偏角中的一者或多者。例如，由曲轴位置传感器测量的曲轴加速度、由一个或多个车轮转速传感器估计的车轮转速、由方向盘传感器确定的转向移动、由横摆率传感器测量的车辆的角速度和质心侧偏角以及由加速度传感器测量的水平和竖直加速度中的一者或多者可以用于估计道路的粗糙度和曲率。道路粗糙度和曲率估计也可以基于来自附加发动机传感器的输入。替代地，道路粗糙度和曲率的指示可以基于导航输入。在一个示例中，车辆上的控制器可以包括导航系统(例如，全球定位系统GPS)，经由所述导航系统，车辆的位置(例如，车辆的GPS坐标)可以通过网络传输到外部服务器。基于车辆的位置，可以从外部服务器检索所述位置的局部路况。
在另一个示例中，车载车辆控制器可以诸如使用车辆对车辆(V2V)通信技术通信地联接到一个或多个其他车辆的车载控制器。一个或多个其他车辆可以包括在给定车辆的阈值半径内并且具有相同品牌或型号的其他车辆。可以从给定车辆的阈值半径内的一个或多个车辆检索路况。例如，从一个或多个车辆检索的值的统计或加权平均值可以用于估计道路粗糙度和/或曲率状况。在又一示例中，可以预先识别道路粗糙度状况(在步骤404中)。
所述状况还包括具有快速加速/减速、车辆的高速操作以及当发动机振动可能增大时的其他车辆工况的车辆操作。在一个示例中，可以基于曲轴加速度、车轮转速、转向移动中的一者或多者来实时地识别加速/减速和车辆的高速操作。在另一个示例中，可以预先识别快速加速/减速和高速车辆工况(在步骤406中)。
此外，所述状况可以包括当风速高于阈值速度使得空气阵风可以流过排气通道时的环境状况。换句话说，阀门可以在修复模式下操作的状况可以对应于增大的发动机振动和/或通过发动机排气系统的气流增加。所述状况可以另外包括自从阀门在修复模式下进行第一次操作以来高于阈值持续时间(诸如高于60分钟)或长于阈值距离(诸如高于100英里)(诸如在图3的步骤308处执行)。
如果确定不满足用于主动排气阀门以修复模式进行第二次操作的状况，则在410处，可以推迟在修复模式下的操作，直到满足上述状况中的至少一者为止。如果确定满足用于主动排气阀门以修复模式进行第二次操作的状况，则在412处，阀门可以再次以修复模式进行操作以移除卡在排气系统的主动排气阀门中的任何污染物。主动排气阀门以修复模式操作可以包括以诊断载波频率多次使间歇性地劣化的主动排气阀门从10％开度至80％开度循环占空。作为一个示例，控制器可以将阀门从10％打开位置致动到80％打开位置。在一个示例中，以修复模式进行操作可以包括使阀门循环占空12次。12个占空比可以紧接地连续执行，其中连续占空比之间没有间隙。通过在发动机振动和/或空气阵风通过排气流期间重复尝试移动阀门(蝶阀的圆盘)的位置，卡在阀体中的任何污染物都可能会被除去并从其位置中移除。
在主动排气阀门完成以修复模式进行的第二次操作时，在414处，所述程序包括确定主动排气阀门的劣化是否已经消除。可以执行劣化检测测试，其中命令阀门从全闭位置致动到全开位置，并且经由阀门位置传感器持续监视阀门位置。如果阀门不能从关闭位置移动到打开位置并卡在中间位置，则可能会检测到劣化。如果阀门位置在无任何障碍的情况下从关闭位置转换到打开位置，则可以推断出，在主动排气阀门以修复模式进行第二操作期间，存在于阀门中的任何污染物都已被除去，并且阀门已经恢复了其整个运动范围。
如果确定劣化已经消除并且主动排气阀门能够无障碍地从关闭位置移动到打开位置，则在422处，可以重新激活主动排气阀门机构的致动机构。可以经由与发动机控制系统通信地联接的仪表板控制台和/或智能装置中的消息通知操作员，发动机声音控制系统可供操作使用，并且操作员可以经由对仪表板控制台或智能装置的输入来改变可听发动机声音水平。响应于操作员选择的期望声音水平，可以调整主动排气阀门的开度使得可听到期望的发动机(排气)声音水平。
如果确定尚未消除劣化，则在416处，可以在自从主动排气阀门以修复模式进行的紧接着前一次(第二次)操作以来已经过阈值持续时间(诸如大于60分钟)或阈值距离(诸如大于100英里)之后重复阀门在修复模式下的操作。在主动排气阀门完成以修复模式进行的第三次操作时，在418处，所述程序包括确定主动排气阀门的劣化是否已经消除。可以通过在步骤414中描述的方法来执行劣化检测。如果确定劣化已经消除，则所述程序可以进行到步骤422，并且可以重新激活主动排气阀门的致动机构。如果确定在主动排气阀门以修复模式操作三次之后，主动排气阀门的劣化继续存在，则在420处，主动排气阀门的劣化可以被推断为永久性的并且主可以设置诊断代码(标志)。可以维持停用主动排气阀门的致动机构并且阀门位置可以不再改变以免更改期望的发动机声音水平直到维修/更换主动排气阀门为止。
图6示出了示例性时间线600，所述时间线示出了在与消声器下游的发动机排气通道联接的主动排气阀门中检测到的间歇性劣化的缓解。水平线(x轴)表示时间，而竖直标记t1至t3识别用于阀门劣化缓解的程序中的重要时间。
第一曲线图(线602)示出了经由踏板位置传感器估计的加速踏板的位置。第二曲线图(线604)表示经由车辆速度传感器估计的车辆速度。第三曲线图(线606)示出了主动排气阀门以修复模式进行操作以除去卡在主动排气阀门的主体中的任何污染物。以修复模式操作主动排气阀门包括使阀门循环占空十二次以从主动排气阀门的主体中除去污染物。在每个占空比中，阀门的开度可以从10％开度连续地改变至80％开度。第四曲线图(线608)表示监视(诊断)主动排气阀门。监视主动排气阀门包括响应于与致动器通信地联接的高级驱动器软件的马达反馈信号的频率等于第一校准值而检测到主动排气阀门劣化，以及响应于马达反馈信号的频率等于第二校准值而指示所述阀门未劣化。第一校准值为160Hz，而第二校准值为200Hz。第五曲线图(线610)表示诸如诊断代码之类的标记，所述诊断代码可以被设置为指示主动排气阀门的劣化。第六曲线图(612)表示发动机声音控制系统的操作。主动排气阀门是发动机声音控制系统的一部分，并且基于对发动机声音控制系统的输入来调整阀门的位置以调整可听的发动机排气声音水平。
在时间t1之前，已经检测到主动排气阀门的间歇性劣化，并且发动机声音控制系统已暂时停用，直到阀门的劣化被消除为止。因为主动排气阀门的劣化尚未被表征为永久性故障，所以将标记维持在关闭位置。在时间t1，识别出快速加速以及提高的车辆速度。在加速和提高车辆速度期间，阀门以修复模式进行操作以除去卡在阀体中的任何污染物。
在时间t1与t2之间，快速加速和提高的车辆速度导致发动机排气系统中的振动增加，从而导致当阀门被重复致动以在打开位置与关闭位置之间移动时，污染物从其在阀门主体中的位置中移除。
在时间t2，在完成阀门的阈值持续时间和十二个占空比时，停用修复模式，并且执行阀门监视以确定污染物是否已被移除，并且在阀门以修复模式进行的紧接前一次操作期间消除劣化。响应于与致动器通信地联接的高级驱动器软件的马达反馈信号等于第二校准值，所述第二校准值指示主动排气阀门能够在不卡在任何中间位置的情况下从关闭位置移动到打开位置，推断出劣化已经消除。响应于故障的消除，在t3，发动机声音控制系统被重新激活，并且操作员可以选择期望的可听发动机声音水平。另外，因为确认劣化不是永久性故障，所以将标志维持在关闭位置。
通过这种方式，通过使间歇地卡住的主动排气阀门循环占空，可以有效地移除导致阀门卡住的污染物，并且可以在驾驶循环内恢复阀门的操作。通过在具有较高发动机振动倾向的特定驾驶状况期间以修复模式操作阀门，可以迫使卡住的颗粒移出阀门。总体而言，通过在没有外部干预的情况下缓解驾驶循环内的劣化，可以恢复发动机声音控制系统的操作，由此提高操作员满意度。
一种用于发动机的示例性方法包括：响应于对主动排气阀门的间歇性劣化的检测，基于车辆工况和路况来调整所述阀门的致动。在任何前述示例中，另外或任选地，所述主动排气阀门联接到消声器下游的排气通道，并且响应于对用于调整可听排气声音的发动机声音控制系统的输入而调整所述主动排气阀门的开度。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，调整所述阀门的致动包括响应于所述间歇性劣化而将循环占空命令发送到与所述主动排气阀门联接的致动器。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述循环占空命令被发送到所述致动器以将所述阀门的开度从10％开度逐渐改变为80％开度。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述方法还包括在监视所述主动排气阀门期间检测到所述主动排气阀门的劣化时，停用所述发动机声音控制系统的操作并以修复模式第一次操作所述主动排气阀门，其中所述修复模式包括将所述循环占空命令发送到所述致动器一次或多次以从所述主动排气阀门的主体中除去污染物。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，监视所述主动排气阀门包括命令所述主动排气阀门从第一位置移动到第二位置，经由阀门位置传感器监视在所述移动期间所述主动排气阀门的位置，以及响应于所述主动排气阀门卡在第三位置而检测到所述主动排气阀门的所述劣化，所述第三位置在所述第一位置与所述第二位置之间。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，监视所述主动排气阀门还包括响应于与所述致动器通信地联接的高级驱动器软件的马达反馈信号的频率等于校准值而检测所述主动排气阀门的劣化。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述方法还包括在以所述修复模式进行所述第一次操作之后检测到所述主动排气阀门的所述劣化时，设置计时器，在阈值持续时间内定期地监视所述阀门，绘制所述检测到的劣化的计时器信号，并且在所述阈值持续时间结束时，估计所述计时器信号的斜率，并且响应于所述斜率小于1而检测到所述主动排气阀门间歇性地劣化。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述方法还包括响应于所述斜率为1而指示所述主动排气阀门永久性地劣化，停用所述主动排气阀门的致动，并设置诊断代码。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述路况包括粗糙路况和高于阈值道路坡度中的一者或多者，并且其中所述车辆工况包括高于车辆加速率/减速率阈值以及高于阈值车辆速度，所述方法还包括在检测到所述主动排气阀门间歇性地劣化时，基于来自车载导航系统、外部服务器和一个或多个车载传感器中的一者或多者的输入来识别具有所述路况或所述车辆工况的路线路段，所述一个或多个车载传感器包括曲轴加速度传感器、车轮转速传感器、转向传感器和横摆传感器。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述方法还包括在所述识别的路线路段期间以所述修复模式第二次操作所述主动排气阀门。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述方法还包括在以所述修复模式第二次操作所述主动排气阀门之后在监视所述阀门期间检测到所述主动排气阀门的间歇性劣化时，在自从所述主动排气阀门以所述修复模式进行的紧接着上一次操作以来已经过阈值持续时间或者已行驶阈值距离之后以所述修复模式第三次操作所述主动排气阀门。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述方法还包括在以所述修复模式第三次操作所述主动排气阀门之后在监视所述阀门期间检测到所述主动排气阀门未劣化时，重新激活所述发动机声音控制系统的操作。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述方法还包括在以所述修复模式第三次操作所述主动排气阀门之后在监视所述阀门期间检测到所述主动排气阀门的所述劣化时，指示所述主动排气阀门永久性地劣化，停用所述主动排气阀门的致动，并设置所述诊断代码。
另一种示例性发动机方法包括：在第一状况期间，识别具有增加的发动机振动或高于阈值环境风速的行驶路段，并且在所述识别的行驶路段期间，调整与消声器下游的排气通道联接的主动排气阀门的开度以除去所述主动排气阀门的主体中的污染物；以及在第二状况期间，设置诊断代码，所述诊断代码指示所述主动排气阀门的劣化并禁用所述主动排气阀门的操作。在任何前述示例中，另外或任选地，所述第一状况包括在所述主动排气阀门从关闭位置致动到打开位置期间所述阀门间歇性地卡在某个位置，并且其中所述第二状况包括在所述主动排气阀门从所述关闭位置致动到所述打开位置期间所述阀门继续卡在所述位置。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，调整所述开度包括使所述主动排气阀门从所述关闭位置到所述打开位置重复地循环占空。
又一示例性发动机系统包括：响应于与消声器下游的排气通道联接的主动排气阀门被卡住，经由来自车载导航系统、外部服务器、曲轴加速度传感器、车轮转速传感器、转向传感器和横摆传感器中的一者或多者的输入来识别具有粗糙路况、高于阈值坡度和高于阈值曲率中的一者或多者的道路路段；经由来自所述车载导航系统或所述外部服务器、所述曲轴加速度传感器、所述车轮转速传感器和所述转向传感器中的一者或多者的输入来识别具有高于阈值车辆加速率/减速率和/或高于阈值车辆速度的车辆工况；以及在所述识别的道路路段和所述车辆工况中的一者期间多次将所述主动排气阀门从关闭位置致动到打开位置以移除卡在所述主动排气阀门的主体中的污染物。在任何前述示例中，另外或任选地，所述车载控制器还包括其他指令以：在自从所述主动排气阀门的紧接着前一次致动以来已经过阈值持续时间或已行驶阈值距离之后，响应于在所述紧接着前一次致动之后所述主动排气阀门被卡住而多次重复将所述主动排气阀门从所述关闭位置到所述打开位置的所述致动。在任何或所有前述示例中，另外或任选地，所述方法还包括用于调整可听发动机声音的发动机声音控制系统，所述发动机声音控制系统包括所述主动排气阀门，其中基于操作员对所述发动机声音控制系统的输入来调整所述主动排气阀门的开度，所述输入指示期望的可听发动机声音水平。
应当注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来实行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等)中的一种或多种。因此，所说明的各种动作、操作和/或功能可以按照所说明的顺序执行、并行地执行或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。一个或多个所示的动作、操作和/或功能可取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施所述的动作。
将了解，本文所公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，以上技术可以应用于V型6缸、直列4缸、直列6缸、V型12缸、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
如本文所使用，除非另有指定，否则术语“约”被解释为意味着所述范围的±5％。
所附权利要求特别地指出被视为新颖且非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可能提及“一个”要素或“第一”要素或其等效物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个这样的要素的并入，既不要求也不排除两个或更多个这样的要素。所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可以通过修正本发明权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明，提供了一种发动机方法，所述发动机方法具有：响应于对主动排气阀门的间歇性劣化的检测，基于车辆工况和路况来调整所述阀门的致动。
根据一个实施例，所述主动排气阀门联接到消声器下游的排气通道，并且响应于对用于调整可听排气声音的发动机声音控制系统的输入而调整所述主动排气阀门的开度。
根据一个实施例，调整所述阀门的致动包括响应于所述间歇性劣化而将循环占空命令发送到与所述主动排气阀门联接的致动器。
根据一个实施例，所述循环占空命令被发送到所述致动器以将所述阀门的开度从10％开度逐渐改变为80％开度。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在监视所述主动排气阀门期间检测到所述主动排气阀门的劣化时，停用所述发动机声音控制系统的操作并以修复模式第一次操作所述主动排气阀门，其中所述修复模式包括将所述循环占空命令发送到所述致动器一次或多次以从所述主动排气阀门的主体中除去污染物。
根据一个实施例，监视所述主动排气阀门包括命令所述主动排气阀门从第一位置移动到第二位置，经由阀门位置传感器监视在所述移动期间所述主动排气阀门的位置，以及响应于所述主动排气阀门卡在第三位置而检测到所述主动排气阀门的所述劣化，所述第三位置在所述第一位置与所述第二位置之间。
根据一个实施例，监视所述主动排气阀门还包括响应于与所述致动器通信地联接的高级驱动器软件的马达反馈信号的频率等于校准值而检测所述主动排气阀门的劣化。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在以所述修复模式进行所述第一次操作之后检测到所述主动排气阀门的所述劣化时，设置计时器，在阈值持续时间内定期地监视所述阀门，绘制所述检测到的劣化的计时器信号，并且在所述阈值持续时间结束时，估计所述计时器信号的斜率，并且响应于所述斜率小于1而检测到所述主动排气阀门间歇性地劣化。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，响应于所述斜率为1而指示所述主动排气阀门永久性地劣化，停用所述主动排气阀门的致动，并设置诊断代码。
根据一个实施例，所述路况包括粗糙路况和高于阈值道路坡度中的一者或多者，并且其中所述车辆工况包括高于车辆加速率/减速率阈值以及高于阈值车辆速度，所述方法还包括在检测到所述主动排气阀门间歇性地劣化时，基于来自车载导航系统、外部服务器和一个或多个车载传感器中的一者或多者的输入来识别具有所述路况或所述车辆工况的路线路段，所述一个或多个车载传感器包括曲轴加速度传感器、车轮转速传感器、转向传感器和横摆传感器。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在所述识别的路线路段期间以所述修复模式第二次操作所述主动排气阀门。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在以所述修复模式第二次操作所述主动排气阀门之后在监视所述阀门期间检测到所述主动排气阀门的间歇性劣化时，在自从所述主动排气阀门以所述修复模式进行的紧接着上一次操作以来已经过阈值持续时间或者已行驶阈值距离之后以所述修复模式第三次操作所述主动排气阀门。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在以所述修复模式第三次操作所述主动排气阀门之后在监视所述阀门期间检测到所述主动排气阀门未劣化时，重新激活所述发动机声音控制系统的操作。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在以所述修复模式第三次操作所述主动排气阀门之后在监视所述阀门期间检测到所述主动排气阀门的所述劣化时，指示所述主动排气阀门永久性地劣化，停用所述主动排气阀门的致动，并设置所述诊断代码。
根据本发明，提供了一种发动机方法，所述发动机方法具有：在第一状况期间，识别具有增加的发动机振动或高于阈值环境风速的行驶路段，并且在所述识别的行驶路段期间，调整与消声器下游的排气通道联接的主动排气阀门的开度以除去所述主动排气阀门的主体中的污染物；以及在第二状况期间，设置诊断代码，所述诊断代码指示所述主动排气阀门的劣化并禁用所述主动排气阀门的操作。
根据一个实施例，所述第一状况包括在所述主动排气阀门从关闭位置致动到打开位置期间所述阀门间歇性地卡在某个位置，并且其中所述第二状况包括在所述主动排气阀门从所述关闭位置致动到所述打开位置期间所述阀门继续卡在所述位置。
根据一个实施例，调整所述开度包括使所述主动排气阀门从所述关闭位置到所述打开位置重复地循环占空。
根据本发明，提供了一种发动机系统，所述发动机系统具有：包括计算机可读指令的车载控制器，所述计算机可读指令存储在非暂时性存储器上以：响应于与消声器下游的排气通道联接的主动排气阀门被卡住，经由来自车载导航系统、外部服务器、曲轴加速度传感器、车轮转速传感器、转向传感器和横摆传感器中的一者或多者的输入来识别具有粗糙路况、高于阈值坡度和高于阈值曲率中的一者或多者的道路路段；经由来自所述车载导航系统或所述外部服务器、所述曲轴加速度传感器、所述车轮转速传感器和所述转向传感器中的一者或多者的输入来识别具有高于阈值车辆加速率/减速率和/或高于阈值车辆速度的车辆工况；以及在所述识别的道路路段和所述车辆工况中的一者期间多次将所述主动排气阀门从关闭位置致动到打开位置以移除卡在所述主动排气阀门的主体中的污染物。
根据一个实施例，所述车载控制器还包括其他指令以：在自从所述主动排气阀门的紧接着前一次致动以来已经过阈值持续时间或已行驶阈值距离之后，响应于在所述紧接着前一次致动之后所述主动排气阀门被卡住而多次重复将所述主动排气阀门从所述关闭位置到所述打开位置的所述致动。
根据一个实施例，本发明的特征还在于用于调整可听发动机声音的发动机声音控制系统，所述发动机声音控制系统包括所述主动排气阀门，其中基于操作员对所述发动机声音控制系统的输入来调整所述主动排气阀门的开度，所述输入指示期望的可听发动机声音水平。

Claims (15)

1.一种发动机方法，其包括：
响应于对主动排气阀门的间歇性劣化的检测，基于车辆工况和路况来调整所述阀门的致动。
2.如权利要求1所述的发动机方法，其中所述主动排气阀门联接到消声器下游的排气通道，并且响应于对用于调整可听排气声音的发动机声音控制系统的输入而调整所述主动排气阀门的开度。
3.如权利要求1所述的发动机方法，其中调整所述阀门的致动包括响应于所述间歇性劣化而将循环占空命令发送到与所述主动排气阀门联接的致动器。
4.如权利要求3所述的发动机方法，其中所述循环占空命令被发送到所述致动器以将所述阀门的开度从10％开度逐渐改变为80％开度。
5.如权利要求3所述的发动机方法，其还包括在监视所述主动排气阀门期间检测到所述主动排气阀门的劣化时，停用所述发动机声音控制系统的操作并以修复模式第一次操作所述主动排气阀门，其中所述修复模式包括将所述循环占空命令发送到所述致动器一次或多次以从所述主动排气阀门的主体中除去污染物。
6.如权利要求5所述的发动机方法，其中监视所述主动排气阀门包括命令所述主动排气阀门从第一位置移动到第二位置，经由阀门位置传感器监视在所述移动期间所述主动排气阀门的位置，以及响应于所述主动排气阀门卡在第三位置而检测到所述主动排气阀门的所述劣化，所述第三位置在所述第一位置与所述第二位置之间。
7.如权利要求5所述的发动机方法，其中监视所述主动排气阀门还包括响应于与所述致动器通信地联接的高级驱动器软件的马达反馈信号的频率等于校准值而检测所述主动排气阀门的劣化。
8.如权利要求5所述的发动机方法，其还包括在以所述修复模式进行所述第一次操作之后检测到所述主动排气阀门的所述劣化时，设置计时器，在阈值持续时间内定期地监视所述阀门，绘制所述检测到的劣化的计时器信号，并且在所述阈值持续时间结束时，估计所述计时器信号的斜率，并且响应于所述斜率小于1而检测到所述主动排气阀门间歇性地劣化，并且响应于所述斜率为1而指示所述主动排气阀门永久性地劣化，停用所述主动排气阀门的致动，并设置诊断代码。
9.如权利要求8所述的发动机方法，其中所述路况包括粗糙路况和高于阈值道路坡度中的一者或多者，并且其中所述车辆工况包括高于车辆加速率/减速率阈值以及高于阈值车辆速度，所述方法还包括在检测到所述主动排气阀门间歇性地劣化时，基于来自车载导航系统、外部服务器和一个或多个车载传感器中的一者或多者的输入来识别具有所述路况或所述车辆工况的路线路段，所述一个或多个车载传感器包括曲轴加速度传感器、车轮转速传感器、转向传感器和横摆传感器。
10.如权利要求9所述的发动机方法，其还包括在所述识别的路线路段期间以所述修复模式第二次操作所述主动排气阀门。
11.如权利要求10所述的发动机方法，其还包括在以所述修复模式第二次操作所述主动排气阀门之后在监视所述阀门期间检测到所述主动排气阀门的间歇性劣化时，在自从所述主动排气阀门以所述修复模式进行的紧接着上一次操作以来已经过阈值持续时间或者已行驶阈值距离之后以所述修复模式第三次操作所述主动排气阀门。
12.如权利要求11所述的发动机方法，其还包括在以所述修复模式第三次操作所述主动排气阀门之后在监视所述阀门期间检测到所述主动排气阀门未劣化时，重新激活所述发动机声音控制系统的操作，并且在以所述修复模式第三次操作所述主动排气阀门之后在监视所述阀门期间检测到所述主动排气阀门的所述劣化时，指示所述主动排气阀门永久性地劣化，停用所述主动排气阀门的致动，并设置所述诊断代码。
13.一种发动机系统，其包括：
包括计算机可读指令的车载控制器，所述计算机可读指令存储在非暂时性存储器上以：
响应于与消声器下游的排气通道联接的主动排气阀门被卡住，
经由来自车载导航系统、外部服务器、曲轴加速度传感器、车轮转速传感器、转向传感器和横摆传感器中的一者或多者的输入来识别具有粗糙路况、高于阈值坡度和高于阈值曲率中的一者或多者的道路路段；
经由来自所述车载导航系统或所述外部服务器、所述曲轴加速度传感器、所述车轮转速传感器和所述转向传感器中的一者或多者的输入来识别具有高于阈值车辆加速率/减速率和/或高于阈值车辆速度的车辆工况；以及
在所述识别的道路路段和所述车辆工况中的一者期间多次将所述主动排气阀门从关闭位置致动到打开位置以移除卡在所述主动排气阀门的主体中的污染物。
14.如权利要求13所述的发动机系统，其中所述车载控制器还包括其他指令以：在自从所述主动排气阀门的紧接着前一次致动以来已经过阈值持续时间或已行驶阈值距离之后，响应于在所述紧接着前一次致动之后所述主动排气阀门被卡住而多次重复将所述主动排气阀门从所述关闭位置到所述打开位置的所述致动。
15.如权利要求13所述的发动机系统，其还包括用于调整可听发动机声音的发动机声音控制系统，所述发动机声音控制系统包括所述主动排气阀门，其中基于操作员对所述发动机声音控制系统的输入来调整所述主动排气阀门的开度，所述输入指示期望的可听发动机声音水平。
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