DE102020113158A1

DE102020113158A1 - Verfahren und systeme für ein aktives auslassventil

Info

Publication number: DE102020113158A1
Application number: DE102020113158.5A
Authority: DE
Inventors: Vinod Kumar Ravi; Sumanth Reddy Dadam
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2020-11-19
Also published as: US11002166B2; US20200362735A1; CN111946465A

Abstract

Diese Offenbarung stellt Verfahren und Systeme für ein aktives Auslassventil bereit. Es werden Verfahren und Systeme zum opportunistischen Verringern einer zeitweisen Verschlechterung eines aktiven Auslassventils bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren Unterscheiden zwischen einer dauerhaften Verschlechterung des aktiven Auslassventils und einer zeitweisen Verschlechterung des aktiven Auslassventils und Einstellen der Betätigung des Ventils basierend auf einem Fahrzeugbetriebszustand und einem Straßenzustand, um die zeitweise Verschlechterung zu verringern, beinhalten.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme für Erkennung und Verringerung einer Verschlechterung eines aktiven Auslassventils.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Motorsystem für ein Fahrzeug kann ein Abgassystem mit einem oder mehreren Auslasskanälen beinhalten, die dazu angepasst sind, verbrannte Abgase in die Atmosphäre (z. B. über ein oder mehrere Fahrzeugauspuffrohre) auszustoßen. Ein aktives Auslassventil kann in jedem Auslasskanal platziert sein, um das Auspuffgeräusch zu steuern. Zum Beispiel können diese Ventile schließen, um den Luftstrom durch den Auslasskanal zu beschränken, an den sie gekoppelt sind, wodurch das Auspuffgeräusch auf einen gewünschten Pegel gesteuert wird. Ein gewünschter Pegel des Auspuffgeräuschs kann durch Einstellen einer Position des aktiven Auslassventils erreicht werden. In einigen Beispielen können diese Ventile nach einem Schalldämpfer in den Auslasskanälen positioniert sein. Während des Fahrzeugbetriebs können Verunreinigungen wie Kieselsteine, Kies und andere Partikel über das Auspuffrohr in den Abgaskanal gelangen und im Ventilkörper eines aktiven Auslassventils stecken bleiben. Wenn sich eine Verunreinigung im Ventilkörper befindet, kann die Bewegung des Ventils eingeschränkt sein und die Ventilposition kann nicht in eine gewünschte Position, die einem gewünschten Motorauspuffschall entspricht, geändert werden.
Ein beispielhafter Ansatz zum Diagnostizieren einer Verschlechterung eines aktiven Ventils ist von Uhrich et al. in US 2018/0128145 gezeigt. Darin wird ein Abgasumlenkventil, das stromaufwärts eines Schalldämpfers positioniert ist und zur Regulierung des Auspuffgeräuschs sowie zur Verringerung der Emissionen und zur Beschleunigung der Erwärmung verwendet wird, auf Grundlage von Temperaturänderungen stromaufwärts des Ventils während eines Kaltstarts diagnostiziert, wenn das Ventil geschlossen ist. Die Temperatur vor dem Ventil während dieser speziellen Zustände wird mit einer Temperatur vor dem Ventil beim Motorstart verglichen, um eine Verschlechterung des Abgasumlenkventils zu diagnostizieren.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei solchen Systemen erkannt. Bei der Diagnose einer Verschlechterung eines aktiven Auslassventils kann das Motorschallsteuersystem inaktiv werden, bis der Motor gewartet wird, wenn kein Verringerungsschritt durchgeführt wird. Die Unfähigkeit, den Motorschall basierend auf den Präferenzen des Bedieners anzupassen, kann die Zufriedenheit des Bedieners verringern. Wenn das Ventil in einer geöffneten Position festsitzt, kann der Bediener möglicherweise den Motorschall (Auspuffschall) nicht reduzieren, was unerwünscht sein kann, wenn das Fahrzeug durch Bereiche wie etwa vor Schulen oder Krankenhäusern fährt, in denen keine lauteren Geräusche erwünscht sind. Ein längerer Motorbetrieb ohne verringernde Wirkung kann auch zu einer weiteren Verschlechterung des Ventils führen.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren angegangen werden, umfassend, als Reaktion auf die Erkennung eines zeitweise verschlechterten aktiven Auslassventils, Einstellen der Betätigung des Ventils basierend auf einem Fahrzeugbetriebszustand und einem Straßenzustand. Auf diese Weise kann durch opportunistisches oder periodisches Betreiben des aktiven Auslassventils in einem Heilungsmodus eine Verunreinigung, die in einem aktiven Auslassventil festsitzt, entfernt werden und der Motorschall kann basierend auf der Präferenz des Bedieners für den verbleibenden Teil des Fahrzyklus weiter eingestellt werden.
Als ein Beispiel kann ein erstes aktives Auslassventil in einem ersten Abgasrohr einer ersten Motorbank positioniert sein und ein zweites aktives Auslassventil kann in einem zweiten Abgasrohr einer zweiten Motorbank in einem Doppelbank-Abgassystem positioniert sein. Das Motorschallsteuersystem kann die Öffnung jedes von dem ersten aktiven Auslassventil und dem zweiten aktiven Auslassventil auf eine gleiche Position einstellen, um einen gewünschten Pegel von Auspuffgeräuschen zu erreichen. Wenn während der Betätigung eines aktiven Auslassventils basierend auf der Rückmeldung eines Ventilpositionssensors beobachtet wird, dass sich die Ventilposition nicht in die angewiesene Position ändert und das Ventil in einer Zwischenposition festsitzt, kann daraus geschlossen werden, dass das aktive Auslassventil verschlechtert ist, das Motorschallsteuersystem kann abgeschaltet sein und ein Algorithmus zur Wiederherstellung der Verschlechterung kann eingeleitet werden. Das Ventil kann ein erstes Mal in einem Heilungsmodus betrieben werden, um im Ventil festsitzende Verunreinigungen zu entfernen. Ein Heilungsmodus kann das zyklische Schalten des Ventils von einer 10-%igen Öffnung zu einer 80-%igen Öffnung beinhalten. Wenn die Verschlechterung des Ventils nach dem ersten Betrieb im Heilungsmodus anhält, kann ein Zeitgeber eingestellt werden und die Verschlechterung des Ventils wird periodisch überwacht und eine auf einem Anstieg basierende Analyse wird durchgeführt, um festzustellen, ob die Verschlechterung dauerhaft oder zeitweilig ist. Wenn festgestellt wird, dass die Verschlechterung zeitweilig ist, können Routen- und Straßeninformationen von einem Navigationssystem und/oder einem externen Server erhalten werden. Segmente in dem Fahrzyklus mit erhöhter Möglichkeit von Vibrationen, wie etwa raue Straßenverhältnisse, Beschleunigungs-/Entschleunigungszustände und Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Fahrzeugs, können identifiziert werden und das Ventil kann ein zweites Mal in einem Heilungsmodus betrieben werden, um das festsitzende Partikel zu entfernen. Das Ventil kann auch nach einem Schwellenzeitraum oder einer zurückgelegten Entfernung in einem Heilungsmodus betrieben werden. Wenn die Verschlechterung nach dem zweiten Betrieb in dem Heilungsmodus behoben ist, wird das Motorschallsteuersystem reaktiviert. Wenn die Verschlechterung nach dem zweiten Betrieb in dem Heilungsmodus anhält, kann die Verschlechterung als dauerhafte Verschlechterung angegeben werden und der Bediener kann benachrichtigt werden.
Auf diese Weise kann durch opportunistisches oder periodisches Betreiben des aktiven Auslassventils in einem Heilungsmodus jegliche Verunreinigung, die in dem Ventil festsitzt, während eines Fahrzyklus ohne äußere Störung entfernt werden. Durch Verringern der Verschlechterung während des Fahrzyklus ist es möglich, den Betrieb des Motorschallsteuersystems innerhalb des Fahrzyklus wieder aufzunehmen, wodurch das Fahrerlebnis verbessert wird. Der technische Effekt der Planung eines Betriebs des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus unter bestimmten Fahrbedingungen besteht darin, dass eine höhere Motorvibration und ein höherer Luftstrom durch den Abgaskanal das Herausdrücken des festsitzenden Partikels aus dem Ventil erleichtern können. Durch Unterscheiden zwischen einer dauerhaften Verschlechterung und einer zeitweiligen Verschlechterung über einen auf einem Anstieg basierenden Ansatz ist es möglich, einen Verschlechterungswiederherstellungsalgorithmus auszuführen und die zeitweilige Verschlechterung zu beheben, ohne das Motorschallsteuersystem für den gesamten Fahrzyklus zu deaktivieren.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl der Konzepte einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt schematisch einen Motor mit einem Abgassystem.
2 zeigt schematisch einen V-Motor mit einem Doppelbank-Abgassystem.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Unterscheiden zwischen einer dauerhaften Verschlechterung und einer zeitweiligen Verschlechterung eines aktiven Auslassventils.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Verringern einer zeitweiligen Verschlechterung des aktiven Auslassventils.
5 zeigt eine beispielhafte Unterscheidung zwischen einer dauerhaften Verschlechterung und einem zeitweiligen Fehler.
6 zeigt eine beispielhafte Verringerung eines zeitweiligen Fehlers.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren für Erkennung und Verringerung der Verschlechterung eines aktiven Auslassventils. Ein aktives Auslassventil kann in einem Abgasrohr (z. B. Kanal) nach einem Schalldämpfer positioniert sein, wie im Fahrzeugsystem aus 1 gezeigt. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug ein Einzelbank-Abgassystem mit einem aktiven Auslassventil in einem Abgaskanal der einen Bank beinhalten (wie zum Beispiel in 1 gezeigt). In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug ein Doppelbank-Abgassystem mit zwei getrennten Auspuffrohren beinhalten, die jeweils ein anderes aktives Auslassventil beinhalten, wie etwa das in 2 gezeigte Doppelbank-Abgassystem. Eine Motorsteuerung kann dazu konfiguriert sein, Steuerroutinen durchzuführen, wie etwa die Beispielroutinen aus 3 und 4, um eine Verschlechterung eines aktiven Auslassventils zu erkennen, zwischen einer dauerhaften Verschlechterung und einer zeitweiligen Verschlechterung zu unterscheiden und eine zeitweilige Verschlechterung zu verringern. Eine beispielhafte Unterscheidung zwischen einer dauerhaften Verschlechterung und einer zeitweiligen Verschlechterung ist in 5 gezeigt und eine beispielhafte Verringerung der zeitweiligen Verschlechterung ist in 6 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Darstellung eines Zylinders eines Mehrzylindermotors 10 gezeigt, der in einem Antriebssystem eines Fahrzeugs 5 beinhaltet sein kann. Das Fahrzeug 5 kann für einen Straßenantrieb konfiguriert sein. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert sein. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 130 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Eine Brennkammer 30 (auch Zylinder 30 genannt) des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 beinhalten. Der Kolben 36 kann an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem (nicht gezeigt) an mindestens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlasser über ein Schwungrad (nicht gezeigt) an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
Die Brennkammer 30 kann Ansaugluft von einem Ansaugkrümmer 44 über einen Ansaugkanal 42 aufnehmen und kann Verbrennungsabgase über einen Abgaskrümmer 48 ablassen. Der Abgaskrümmer 48 kann einen Temperatursensor 72 beinhalten. Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgaskrümmer 48 können über ein entsprechendes Einlassventil 52 und ein entsprechendes Auslassventil 54 wahlweise mit der Brennkammer 30 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile beinhalten.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist im Ansaugkrümmer 44 in einer Konfiguration angeordnet gezeigt, die eine sogenannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in den Einlasskanal nach der Brennkammer 30 bereitstellt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 kann Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangenen Signals FPW einspritzen. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffleitung beinhaltet. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die direkt an die Brennkammer 30 zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in diese auf eine Weise, die als Direkteinspritzung bekannt ist, gekoppelt ist.
Der Ansaugkanal 42 kann eine Drossel 62 beinhalten, die eine Drosselklappe 64 aufweist. In diesem konkreten Beispiel kann die Position der Drosselklappe 64 durch die Steuerung 12 über ein Signal variiert werden, das einem Elektromotor oder einem Aktor bereitgestellt wird, der in der Drossel 62 beinhaltet ist, eine Konfiguration, die normalerweise als eine elektronische Drosselsteuerung (electronic throttle control - ETC) bezeichnet ist. Auf diese Weise kann die Drossel 62 dazu betrieben werden, die Ansaugluft zu variieren, die neben anderen Motorzylindern der Brennkammer 30 bereitgestellt wird. Die Position der Drosselklappe 64 kann der Steuerung 12 durch das Drosselpositionssignal TP bereitgestellt werden. Der Ansaugkanal 42 kann einen Luftmassenstromsensor 120 beinhalten, der vor die Drossel 62 zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Luftladung gekoppelt ist, die durch die Drossel 62 in den Zylinder eintritt. Der Ansaugkanal 42 kann außerdem einen Krümmerluftdrucksensor 122 beinhalten, der nach der Drossel 62 zum Messen des Krümmerluftdruck MAP gekoppelt ist.
In einigen Ausführungsformen kann eine Verdichtungsvorrichtung wie etwa ein Turbolader oder ein Kompressor (nicht gezeigt), welche mindestens einen Verdichter beinhalten, entlang des Ansaugkrümmers 44 angeordnet sein. Im Falle eines Turboladers kann der Verdichter mindestens teilweise durch eine Turbine (nicht gezeigt), zum Beispiel über eine Welle, angetrieben werden, wobei die Turbine entlang des Abgaskrümmers angeordnet ist. Im Falle eines Kompressors kann der Verdichter mindestens teilweise durch den Motor und/oder eine elektrische Maschine angetrieben werden und kann keine Turbine beinhalten.
Das Zündsystem 88 kann der Brennkammer 30 über die Zündkerze 92 einen Zündfunken als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA (spark advance) von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi bereitstellen. Obwohl Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, kann/können der Brennraum 30 oder ein oder mehrere andere Brennräume des Motors 10 in einigen Ausführungsformen in einem Selbstzündungsmodus mit oder ohne einen Zündfunken betrieben sein.
Der Abgassensor 126 ist vor die Emissionssteuervorrichtung 70 an den Abgaskanal 58 gekoppelt gezeigt. Der Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zum Bereitstellen einer Angabe eines Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses sein, wie etwa eine lineare Lambdasonde oder ein UEGO- (universal exhaust gas oxygen sensor - Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), eine Schmalbandlambdasonde (ältere Systeme betrachten sie als binäre Vorrichtung) oder ein EGO- , ein HEGO- (beheizter EGO-), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Emissionssteuerungsvorrichtung 70 entlang dem Abgaskanal 58 nach dem Abgassensor 126 angeordnet gezeigt. Die Emissionssteuervorrichtung 70 kann ein Dreiwegekatalysator (three way catalyst - TWC), ein SCR-Katalysator, eine NOx-Falle, ein Benzinpartikelfilter (gasoline particulate filter - GPF), eine Kombination aus zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen oder eine von verschiedenen anderen Emissionssteuervorrichtungen sein.
Ferner kann der Motor 10 ein Abgasrückführungssystem (AGR) (nicht gezeigt) beinhalten, um dabei zu helfen, NOx und andere Emissionen zu senken. Das AGR-System kann dazu konfiguriert sein, einen Teil des Abgases vom Motorauslass zum Motoreinlass zurückzuführen. In einem Beispiel kann das AGR-System ein Niederdruck-AGR-System sein, bei dem das Abgas nach dem Benzinpartikelfilter 70 zum Motoreinlass zurückgeführt wird.
Der Abgaskanal 58 kann außerdem einen Schalldämpfer 72 und ein aktives Auslassventil (auch als Auslassabstimmventil 75 bezeichnet) beinhalten, das nach dem Schalldämpfer 72 angeordnet ist. Der Abgaskanal 58 kann in dieser Schrift auch als ein Auslasskanal oder Abgasrohr bezeichnet werden und kann an einer Außenseite des Fahrzeugs 5 als ein Auspuffrohr enden (oder an dieses gekoppelt sein). Ein Ventilpositionssensor 76 kann mit dem aktiven Auslassventil 75 gekoppelt sein, um eine Position des Ventils 75 zu bestimmen. In einem Beispiel kann das aktive Auslassventil 75 eine Absperrklappe mit einer Scheibe sein, die an einem Schaft angebracht ist und sich um diesen dreht. In dem geschlossenen Zustand kann die Scheibe eine Öffnung des Ventils vollständig blockieren und in dem vollständig geöffneten Zustand kann die Scheibe senkrecht zur Ebene der Ventilöffnung stehen, damit ein maximales Flüssigkeitsvolumen durch die Öffnung fließen kann. Das aktive Auslassventil 75 kann Teil eines Motorschallsteuersystems sein und durch Einstellen einer Position des aktiven Auslassventils 75 kann der Auspuffschall geändert werden. In einem Beispiel kann ein Bediener einen Pegel des gewünschten Motorschalls über eine Eingabe in eine Armaturenbrettkonsole (wie etwa einen Touchscreen an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle) oder ein intelligentes Gerät (wie etwa ein Smartphone, ein Tablet), das kommunikativ mit dem Motorsteuersystem verbunden ist, auswählen. In einem Beispiel kann der Bediener einen minimalen Motorschallpegel, einen maximalen Motorschallpegel oder einen zeitweiligen Motorschallpegel auswählen. Basierend auf dem ausgewählten Motorschallpegel kann die Steuerung eine Öffnung des aktiven Auslassventils 75 einstellen. Als Beispiel kann die Steuerung eine Lookup-Tabelle verwenden, um die Öffnung des aktiven Auslassventils 75 mit dem gewünschten Schallpegel als Eingang und der Position des aktiven Auslassventils 75 als Ausgang zu bestimmen. Das aktive Auslassventil 75 wird in Bezug auf 2 weiter erörtert.
Die Lambdasonde(n) des Fahrzeugs 5 können lineare Lambdasonden oder Schaltlambdasonden sein. Als ein Beispiel können die Lambdasonden eine von einer UEGO-Sonde (universal exhaust gas oxygen sensor - Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), eine binäre Lambdasonde oder eine EGO-Sonde oder eine HEGO-Sonde (beheizte EGO-Sonde) sein. Die Abgaslambdasonden 126 können eine im Abgas vorhandene Sauerstoffkonzentration bewerten und die Abgassauerstoffkonzentrationen des Auspuffrohrs um die Emissionssteuervorrichtung 70 erkennen. Der Abgassensor 126 kann eine Einsatzgas-Lambdasonde sein, die vor der Emissionssteuervorrichtung 70 positioniert und dazu konfiguriert ist, Sauerstoffkonzentrationen des Einsatzgas-Abgases zu erkennen.
Das von den Zylindern 30 freigesetzte Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases kann durch eine oder mehrere der im Abgasstrom des Motors befindlichen Lambdasonden bestimmt werden. Auf Grundlage des geschätzten Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses, kann die Kraftstoffeinspritzung in die Motorzylinder eingestellt werden, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Zylinderverbrennung zu steuern. Zum Beispiel können die Kraftstoffeinspritzmengen in die Zylinder auf Grundlage einer Abweichung des Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses eingestellt werden, die auf Grundlage der Ausgabe des Abgassensors 126 und eines gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (wie etwa eine Abweichung von der Stöchiometrie) geschätzt werden.
Das Fahrzeug 5 kann ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen ist das Fahrzeug 5 ein herkömmliches Fahrzeug mit lediglich einem Motor oder ein Elektrofahrzeug mit lediglich (einer) elektrischen Maschine(n). Im gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 einen Motor 10 und eine elektrische Maschine 53. Die elektrische Maschine 53 kann ein Elektromotor oder ein Elektromotor/Generator sein. Die Kurbelwelle 40 des Motors 10 und die elektrische Maschine 53 sind über ein Getriebe 57 mit den Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 eingekuppelt sind. Im dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 40 und der elektrischen Maschine 53 bereitgestellt und eine zweite Kupplung 56 ist zwischen der elektrischen Maschine 53 und dem Getriebe 57 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 56 senden, um die Kupplung in Eingriff zu bringen oder außer Eingriff zu bringen, um die Kurbelwelle 40 mit der elektrischen Maschine 53 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 53 mit dem Getriebe 57 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen trennen. Das Getriebe 57 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, die als ein paralleles, serielles oder seriell-paralleles Hybridfahrzeug beinhalten.
Die elektrische Maschine 53 erhält elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 53 kann auch als ein Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsvorgangs elektrische Leistung bereitzustellen, um die Batterie 58 zu laden.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicher 106 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, welche die Messung der Folgenden beinhalten: des eingeleiteten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) vom Luftmassenstromsensor 120; der Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) vom Temperatursensor 112, der an die Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) vom Hall-Sensor 118 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; einer Drosselposition (throttle position - TP) von einem Drosselpositionssensor; einer Position des aktiven Abgasventils 75 von dem Positionssensor 76; einer Abgastemperatur im Abgaskrümmer vom Sensor 72 und eines Absolutkrümmerdrucksignals, MAP (absolute manifold pressure - Absolutkrümmerdruck), vom Sensor 122. Das Motordrehzahlsignal RPM kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Vakuums, oder Drucks, im Ansaugkrümmer bereitzustellen. Es ist zu beachten, dass verschiedene Kombinationen aus den vorstehend erwähnten Sensoren verwendet werden können, wie etwa ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor und umgekehrt. Bei stöchiometrischem Betrieb kann der MAP-Sensor eine Angabe des Motordrehmoments geben. Ferner kann dieser Sensor, gemeinsam mit der erfassten Motordrehzahl, eine Schätzung der in den Zylinder eingeleiteten Ladung (die Luft beinhaltet) bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der ebenfalls als Motordrehzahlsensor verwendet wird, eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen für jede Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen. Ferner kann die Steuerung 12 ein oder mehrere Kurbelwellenbeschleunigungssignale von einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor, ein Fahrzeugraddrehzahlsignal von einem Raddrehzahlsensor, Lenkbewegungen von einem Lenkungssensor und Winkelgeschwindigkeit und Schlupfwinkel eines Giersensors empfangen. Zusätzlich kann die Steuerung 12 mit einer Clusteranzeigevorrichtung in Verbindung stehen, um zum Beispiel den Fahrer auf Fehler im Motor- oder Abgassystem aufmerksam zu machen. Der Speichermedium-Festwertspeicher 106 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die vom Prozessor 102 zum Durchführen der nachfolgend beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die vorgesehen aber nicht konkret aufgeführt sind, durchgeführt werden können.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und auf einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen einzustellen. Zum Beispiel kann das Einstellen des Motorschallpegels ein Betätigen des aktiven Auslassventils 75 umfassen, um die Menge des durch das aktive Auslassventil 75 strömenden Abgases einzustellen.
Ein Navigationssystem 54 kann mit der Steuerung 12 gekoppelt sein, um einen Echtzeitstandort des Fahrzeugs 5 zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt (z. B. während einer Fahrzeugfahrt) über ein Globales Positionsbestimmungssatelliten (Global Positioning Satellite - GPS)-System zu bestimmen. Das Navigationssystem kann über drahtlose Kommunikation mit einem externen Server und/oder einer Netzwerk-Cloud verbunden sein. Die Steuerung 12 kann zur direkten Kommunikation des Fahrzeugs 5 mit einer Netzwerk-Cloud an eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung gekoppelt sein. Unter Verwendung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung und des Navigationssystems 54 kann die Steuerung 14 Straßenzustände (wie etwa Straßenrauheit), Verkehrsbedingungen, Höhenlage und andere Fahrbedingungen abrufen. Unter Bezugnahme auf 2 ist nun eine Beispielversion des Motors 10, der mehrere Zylinder beinhaltet, die in einer V-Konfiguration (z. B. V-Motor) angeordnet sind, als V-Motor 202 gezeigt. Der Motor 202 beinhaltet eine Vielzahl von Brennkammern oder Zylindern. Die Vielzahl von Zylindern des Motors 202 sind als Gruppen von Zylindern auf unterschiedlichen Motorbänken angeordnet. Im dargestellten Beispiel beinhaltet der Motor 202 zwei Motorzylinderbänke 30A, 30B. Somit sind die Zylinder als eine erste Gruppe von Zylindern (vier Zylinder im dargestellten Beispiel), die auf der ersten Motorbank 30A angeordnet und als A1-A4 gekennzeichnet sind, und eine zweite Gruppe von Zylindern (vier Zylinder im dargestellten Beispiel) angeordnet, die auf der zweiten Motorbank 30B angeordnet und als B1-B4 gekennzeichnet sind. Es versteht sich, dass obwohl das in 1 dargestellte Beispiel einen V-Motor zeigt, bei dem die Zylinder auf verschiedenen Bänken angeordnet sind, dies keine Einschränkung darstellen soll, und in alternativen Beispielen der Motor ein Reihenmotor sein kann, bei dem sich alle Motorzylinder auf einer gemeinsamen Motorbank befinden können.
Der Motor 202 kann Ansaugluft über einen Ansaugkanal 42 aufnehmen, der mit dem verzweigten Ansaugkrümmer 44A, 44B in Verbindung steht. Insbesondere nimmt die erste Motorbank 30A Ansaugluft vom Ansaugkanal 42 über einen ersten Ansaugkrümmer 44A auf, während die zweite Motorbank 30B Ansaugluft vom Ansaugkanal 142 über den zweiten Ansaugkrümmer 44B aufnimmt. Obwohl die Motorbänke 30A, 30B mit einem gemeinsamen Ansaugkrümmer gezeigt sind, versteht es sich, dass der Motor in alternativen Beispielen zwei getrennte Ansaugkrümmer beinhalten kann. Die den Zylindern des Motors zugeführte Luftmenge kann durch das Einstellen einer Position der Drossel 62 auf der Drosselplatte 64 gesteuert werden. Zusätzlich kann eine jeder Gruppe von Zylindern an den spezifischen Bänken zugeführte Luftmenge durch das Variieren einer Einlassventilsteuerung eines oder mehrerer an die Zylinder gekoppelter Einlassventile eingestellt werden.
An den Zylindern der ersten Motorbank 30A erzeugte Verbrennungsprodukte werden zu einer oder mehreren Emissionssteuervorrichtungen im ersten Abgaskrümmer 48A geleitet, wo die Verbrennungsprodukte behandelt werden, bevor sie in die Atmosphäre abgelassen werden. Eine erste Emissionssteuervorrichtung 70A ist an den ersten Abgaskrümmer 48A gekoppelt. Die erste Emissionssteuervorrichtung 70A kann einen oder mehrere Abgaskatalysatoren beinhalten. Das an der ersten Motorbank 30A erzeugte Abgas wird an der Emissionssteuervorrichtung 70A behandelt.
An den Zylindern der zweiten Motorbank 30B erzeugte Verbrennungsprodukte werden über den zweiten Abgaskrümmer 48B an die Atmosphäre abgegeben. Eine zweite Emissionssteuervorrichtung 70B ist an den zweiten Abgaskrümmer 48B gekoppelt. Die zweite Emissionssteuervorrichtung 70B kann einen oder mehrere Abgaskatalysatoren beinhalten. Das an der zweiten Motorbank 30B erzeugte Abgas wird an der Emissionssteuervorrichtung 70B behandelt.
Obwohl 2 jede Motorbank an entsprechende Unterbauemissionssteuervorrichtungen gekoppelt zeigt, kann in alternativen Beispielen jede Motorbank an entsprechende Emissionssteuervorrichtungen 70A, 70B gekoppelt sein, jedoch mit einer gemeinsamen Unterbauemissionssteuervorrichtung, die stromabwärts in einem gemeinsamen Abgasdurchgang positioniert ist.
Verschiedene Sensoren können an den Motor 202 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann ein erster Abgassensor 126A an den ersten Abgaskrümmer 48A der ersten Motorbank 30A vor der ersten Emissionssteuervorrichtung 70A gekoppelt sein, während ein zweiter Abgassensor 126B an den zweiten Abgaskrümmer 48B der zweiten Motorbank 30B vor der zweiten Emissionssteuervorrichtung 70B gekoppelt ist. In weiteren Beispielen können zusätzliche Abgassensoren nach den Emissionssteuervorrichtungen gekoppelt sein. Noch andere Sensoren, wie etwa Temperatursensoren, können zum Beispiel an die Unterbauemissionssteuervorrichtungen gekoppelt beinhaltet sein. Wie in 2 ausgeführt, können die Abgassensoren 126A und 126B Abgas-Lambdasonden beinhalten, wie etwa EGO-, HEGO- oder UEGO-Sensoren.
Wie in 2 gezeigt, können die Abgaskanäle 58A, 58B jeder Bank an einem Resonator 204 zusammenlaufen. In alternativen Ausführungsformen ist der Resonator jedoch möglicherweise nicht im Motor 202 beinhaltet. Nach dem Resonator wird der Abgasstrom in ein erstes Abgasrohr 206A (auf der ersten Motorbankseite) und ein zweites Abgasrohr 206B (auf der zweiten Motorbankseite) aufgeteilt, die Fortsetzungen der jeweiligen Abgaskanäle sein können. Das erste Abgasrohr 206A beinhaltet einen ersten Schalldämpfer 71A und ein erstes aktives Auslassventil 75A, das nach dem ersten Schalldämpfer 71A angeordnet ist. Wenn das erste aktive Auslassventil 75A geöffnet ist, tritt der Abgasstrom über das erste aktive Auslassventil 75A aus dem ersten Schalldämpfer 71A aus und bewegt sich weiter zu einem ersten Auslass 208A des ersten Abgasrohrs 206A (der an das erste Auspuffrohr gekoppelt sein kann). Wenn jedoch das erste aktive Auslassventil 75A geschlossen ist, verlässt der Abgasstrom den ersten Schalldämpfer 71A über einen ersten Umgehungskanal 210A. In dieser geschlossenen Position kann der Abgasstrom über den ersten Umgehungskanal 210A eingeschränkt werden. Gleichermaßen beinhaltet das zweite Abgasrohr 206B einen zweiten Schalldämpfer 71B und ein zweites aktives Auslassventil 75B, das nach dem zweiten Schalldämpfer 71B angeordnet ist. Das zweite aktive Auslassventil 75B arbeitet ähnlich wie das erste aktive Auslassventil 75A, wie vorstehend beschrieben, und ein zweiter Umgehungskanal 210B ist um das zweite aktive Auslassventil 75B herum beinhaltet. Das erste aktive Auslassventil 75A und das zweite aktive Auslassventil 75B können ähnlich wie das aktive Auslassventil 75 aus 1 verwendet werden.
Die Steuerung kann die Positionen des ersten aktiven Auslassventils 75A und des zweiten aktiven Auslassventils 75B (z. B. zwischen geöffnet und geschlossen) einstellen, um das Auspuffgeräusch auf einen gewünschten Pegel zu steuern (z. B. auf Grundlage von Motorbetriebszuständen). Beispielsweise kann der Auspuffgeräuschpegel, wenn jedes von dem ersten aktiven Auslassventil 75A und dem zweiten aktiven Auslassventil 75B geöffnet ist, relativ zu dem Auspuffgeräuschpegel, wenn jedes von dem ersten aktiven Auslassventil 75A und dem zweiten aktiven Auslassventil 75B geschlossen ist, höher sein. Das Schließen eines oder mehrerer des ersten aktiven Auslassventils 75A und des zweiten aktiven Auslassventils 75B kann das hörbare Auspuffgeräusch dämpfen.
In Doppelbank-Abgassystemen sind, wie in 2 gezeigt, beide aktiven Auslassventile (z.B. Ventil 75A und Ventil 75B, die in 2 gezeigt sind) an den getrennten Bänken dazu konfiguriert, sich gleich zu verhalten, um gleichmäßige Auspuffschallpegel zu erreichen. Zum Beispiel können die zwei aktiven Auslassventile in eine gleiche Position (z. B. geöffnet oder geschlossen) angewiesen werden, um einen gewünschten und gleichmäßigen Auspuffschallpegel zu erreichen.
Ein erster Positionssensor 76A kann mit dem ersten aktiven Auslassventil 75A gekoppelt sein und ein zweiter Positionssensor 76B kann mit dem zweiten aktiven Auslassventil 75B gekoppelt sein. Die Positionen des ersten aktiven Auslassventils 75A und des zweiten aktiven Auslassventils 75B können basierend auf Eingaben von dem ersten Positionssensor 76A bzw. von dem zweiten Positionssensor 76B geschätzt werden. In einem Beispiel kann, wenn ein aktives Auslassventil angewiesen wird, sich aus einer offenen Position in eine geschlossene Position zu bewegen, die Änderung der Ventilposition über den entsprechenden Positionssensor verfolgt werden. Wenn sich während der Fahrt eine Verunreinigung (wie etwa Kies) in dem Körper eines aktiven Auslassventils befindet, kann die Ventiltür (Scheibe der Absperrklappe) nicht in der Lage sein, sich über einen gesamten Bewegungsbereich zu bewegen (wie etwa von offen nach) und kann sich nur in eine Zwischenposition bewegen, wenn sie in eine gewünschte Position angewiesen wird.
Eine Verschlechterung des aktiven Abgasventils kann basierend auf der Eingabe des entsprechenden Positionssensors abgeleitet werden. Beispielsweise kann während der Überwachung des ersten aktiven Auslassventils 75A das erste aktive Auslassventil 75A angewiesen werden, sich aus einer ersten Position in eine zweite Position zu bewegen, wobei eine Position des ersten aktiven Auslassventils 75A während der Bewegung über den ersten Ventilpositionssensor 76A überwacht werden kann und eine Verschlechterung des ersten aktiven Auslassventils 75A kann als Reaktion darauf erkannt werden, dass das erste aktive Auslassventil 75A an einer dritten Position festsitzt, wobei die dritte Position zwischen der ersten Position und der zweiten Position liegt. Bei Erkennung einer Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des Ventils kann der Betrieb des Motorschallsteuersystems abgeschaltet werden und das aktive Auslassventil kann ein erstes Mal in einem Heilungsmodus betrieben werden. Der Heilungsmodus kann ein Senden von Befehlen zum zyklischen Schalten an das mit dem Ventil gekoppelte Betätigungselement ein oder mehrere Male beinhalten, um eine Verunreinigung von einem Körper des aktiven Auslassventils zu entfernen. Beispielsweise kann während jedes Arbeitszyklus das Ventil aus einer vollständig geschlossenen Position in eine vollständig geöffnete Position betätigt werden.
Beim Erfassen der Verschlechterung des aktiven Auslassventils nach dem ersten Betrieb in dem Heilungsmodus kann ein Zeitgeber eingestellt werden, das Ventil kann periodisch über eine Schwellendauer überwacht werden, ein Zeitgebersignal der erfassten Verschlechterung kann aufgezeichnet werden und nach Beendigung der Schwellendauer kann ein Anstieg des Zeitgebersignals geschätzt werden. Wenn der Anstieg kleiner als eins ist, kann festgestellt werden, dass das aktive Auslassventil zeitweise verschlechtert ist, und wenn der Anstieg eins ist, kann festgestellt werden, dass das aktive Auslassventil dauerhaft verschlechtert ist. Ein Verfahren zum Unterscheiden zwischen einer dauerhaften Verschlechterung und einer zeitweisen Verschlechterung wird in Bezug auf 3 erörtert.
Wenn festgestellt wird, dass das aktive Auslassventil zeitweise verschlechtert ist, kann ein Routensegment mit Straßenzuständen, einschließlich einem oder mehreren von einem rauen Straßenzustand und einem/einer über einem Schwellenwert liegenden Straßengradienten/Straßenkrümmung, einschließlich einer über einem Schwellenwert liegenden Beschleunigungs-/Entschleunigungsrate des Fahrzeugs und einer über einem Schwellenwert liegenden Fahrzeuggeschwindigkeit, basierend auf Eingaben von einem oder mehreren von einem bordeigenen Navigationssystem und einem externen Server identifiziert werden. Das aktive Auslassventil kann während des identifizierten Routensegments ein zweites Mal im Heilungsmodus betrieben werden. Nach dem Erkennen der zeitweisen Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des Ventils, selbst nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils das zweite Mal in dem Heilungsmodus, kann das aktive Auslassventil ein drittes Mal in dem Heilungsmodus betrieben werden, nachdem seit dem unmittelbar vorherigen Betrieb des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus eine Schwellendauer abgelaufen ist oder eine Schwellenentfernung zurückgelegt wurde. Während der Überwachung des Ventils nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils das dritte Mal in dem Heilungsmodus kann bei Erkennung, dass das aktive Auslassventil nicht länger verschlechtert ist, des Betrieb des Motorschallsteuersystems reaktiviert werden. Wenn jedoch festgestellt wird, dass selbst nach dem dreimaligen Betreiben des zeitweise verschlechterten Ventils in dem Heilungsmodus die Verschlechterung nicht beseitigt wird, kann angegeben sein, dass das aktive Auslassventil dauerhaft verschlechtert ist, und die Betätigung des aktiven Auslassventils kann abgeschaltet werden und ein Diagnosecode kann eingestellt werden. Ein Verfahren zur Verringerung einer zeitweisen Verschlechterung wird in Bezug auf FIG: 4 erörtert.
Im Abgassystem des Motors 202 können verschiedene Temperatursensoren beinhaltet sein, welche die Abgaskrümmer-Temperatursensoren 72A und 72B (angepasst, um die Abgastemperatur im Abgaskrümmer zu messen, an den sie gekoppelt sind), Abgastemperatursensoren 77A und 77B (angepasst, die Abgastemperatur nach dem aktiven Auslassventil nahe seiner Position zu messen) beinhalten. In alternativen Ausführungsformen beinhaltet das Abgassystem möglicherweise einige oder alle dieser Temperatursensoren nicht, und Temperaturen können stattdessen auf Grundlage von anderen Motorbetriebszuständen modelliert werden, wie in dieser Schrift genauer erläutert.
Auf diese Weise können die Komponenten aus den 1 und 2 einer bordeigenen Steuerung, die auf nichttransitorischem Speicher gespeicherte computerlesbare Anweisungen beinhaltet, Folgendes ermöglichen: als Reaktion darauf, dass ein aktives Auslassventil, das mit einem Auslasskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt ist, festsitzt, ein Straßensegment mit einem oder mehreren rauen Straßenzuständen, einem Gradienten über einem Schwellenwert und einer Krümmung über einem Schwellenwert über die Eingabe von einem oder mehreren von einem bordeigenen Navigationssystem, einem externen Server, einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor, einem Raddrehzahlsensor, einem Lenkungssensor und einem Giersensor zu identifizieren, einen Fahrzeugbetriebszustand mit einer Beschleunigungs-/Entschleunigungsrate des Fahrzeugs über einem Schwellenwert und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit über einem Schwellenwert über eine Eingabe von einem oder mehreren von dem bordeigenen Navigationssystem oder dem externen Server, dem Kurbelwellenbeschleunigungssensor, dem Raddrehzahlsensor und dem Lenkungssensor zu identifizieren und das aktive Auslassventil eine Vielzahl von Malen während eines von dem identifizierten Straßensegment und dem Fahrzeugbetriebszustand aus einer geschlossenen Position in eine offene Position betätigen, um eine Verunreinigung, die in einem Körper des aktiven Auslassventils festsitzt, zu entfernen.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Erkennen einer Verschlechterung eines aktiven Auslassventils und zum Bestimmen, ob die Verschlechterung eine dauerhafte Verschlechterung oder eine zeitweilige Verschlechterung ist. Wie vorstehend erläutert, kann ein Abgassystem eines Fahrzeugs ein oder mehrere aktive Auslassventile (auch als Auslassabstimmventile bezeichnet) aufweisen, die angepasst sind, das Auspuffgeräusch auf einen gewünschten Pegel zu steuern (wie etwa das in 1 gezeigte aktive Auslassventil 75, die in 2 gezeigten aktiven Auslassventile 75A und 75B). Anweisungen zum Durchführen des Verfahrens 300 und der übrigen in dieser Schrift beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und/oder 2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Das Verfahren beginnt mit 302 und beinhaltet das Schätzen und/oder das Messen von Motorbetriebszuständen. Die Motorbetriebszustände können Motordrehzahl und/oder -last, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Abgaskrümmertemperatur, Abgastemperaturen in den Auspuffrohren, Gasdrücke, Luftmassenstrom usw. beinhalten. Eine Position (Anfangsposition) des einen oder der mehreren aktiven Auslassventile, die einem gewünschten Pegel von Motorschall entspricht, kann basierend auf der Eingabe von einem Auslassventilpositionssensor (wie etwa dem in 1 gezeigten Ventilpositionssensor 76 oder den in 2 gezeigten Ventilpositionssensoren 76A und 76B) geschätzt werden.
Bei 304 umfasst die Routine Bestimmen, ob eine Verschlechterung in einem aktiven Auslassventil erkannt wird. Wenn ein aktives Auslassventil in eine angewiesene Position betätigt wird, das Ventil jedoch die angewiesene Position nicht erreicht, wie etwa, wenn sich das Ventil aus einer Anfangsposition in eine Zwischenposition bewegt (anstatt sich in eine angewiesene Endposition zu bewegen), kann daraus geschlossen werden dass das aktive Auslassventil verschlechtert ist. Die Anfangsposition und die Zwischenposition des aktiven Auslassventils können über Eingaben von einem Ventilpositionssensor, der mit dem jeweiligen aktiven Auslassventil gekoppelt ist, geschätzt werden. Eine Verschlechterung kann festgestellt werden, wenn während der Überwachung des Ventils die Endposition (die Position, an der das Ventil die weitere Bewegung stoppt) des Ventils von der angewiesenen Position abweicht. Eine Ventilüberwachung kann durchgeführt werden, indem das Ventil angewiesen wird, sich aus einer vollständig geschlossenen Position in eine vollständig geöffnete Position zu bewegen. Die Ventilüberwachung kann über eine Treibersoftware auf hoher Ebene, die kommunikativ mit dem Betätigungselement des Ventils verbunden ist, erfolgen. Beispielsweise kann die Treibersoftware auf hoher Ebene die Gesundheit der Ventile weiterleiten, indem sie während der Ventilüberwachung die Frequenz eines Motorrückmeldesignals bereitstellt, wobei 160 Hz einem mechanisch festsitzenden Ventil und 200 Hz einem funktionierenden Ventil entsprechen kann. In einem weiteren Beispiel können, wenn die Frequenz eines Motorrückmeldesignals während der Ventilüberwachung 140 Hz beträgt, Ventilausrichtungsprobleme angegeben werden, und wenn die Frequenz eines Motorrückmeldesignals während der Ventilüberwachung 180 Hz beträgt, können Probleme mit höherer Temperatur angegeben werden. Eine Ventilüberwachung kann periodisch durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das Ventil über den gesamten Bewegungsbereich arbeitet. Eine vollständig geschlossene Position des Ventils kann eine solche beinhalten, in der eine minimale Menge an Abgas durch das Ventil strömt. In einem Beispiel ist der Mindestbetrag null. Die vollständig offene Position des Ventils kann eine solche beinhalten, in der eine maximale Menge an Abgas durch das Ventil strömt. Wenn das Ventil beschädigt ist, kann das Ventil daran gehindert werden, sich in eine der vollständig geschlossenen oder vollständig geöffneten Position zu bewegen, da ein Partikel seinen Bewegungsbereich reduziert. In einem verschlechterten Zustand kann das aktive Auslassventil noch betätigt werden, aber der Bewegungsbereich des Ventils kann reduziert sein und es kann nicht möglich sein, das Ventil in eine angewiesene Position, die einem gewünschten Schallpegel entspricht, zu betätigen.
Wenn festgestellt wird, dass das Ventil in der Lage ist, aus der Ausgangsposition in die angewiesene Position zu schalten, wird gefolgert, dass das Ventil nicht verschlechtert ist, und bei 306 kann der Betrieb des aktiven Auslassventils fortgesetzt werden, ohne das aktive Auslassventil in einen Heilungsmodus zu betätigen. Als Reaktion auf einen gewünschten Schallpegel, der durch einen Bediener ausgewählt ist (wie etwa über die Eingabe in ein Armaturenbrett), kann die Öffnung des aktiven Auslassventils so eingestellt werden, dass der gewünschte Schallpegel des Motors (Abgas) hörbar ist. Als Beispiel kann die Steuerung eine Lookup-Tabelle verwenden, um die Öffnung des aktiven Auslassventils entsprechend einem gewünschten (wie durch den Bediener angegebenen) Schallpegel mit dem gewünschten Schallpegel als Eingang und der Position des aktiven Auslassventils als Ausgang zu bestimmen. Auf diese Weise kann durch Einstellen des aktiven Auslassventils ein Motorschallsteuersystem betrieben werden.
Wenn bestimmt wird, dass bei 307 eine Verschlechterung in einem aktiven Auslassventil festgestellt wird, kann der Betätigungsmechanismus für das aktive Auslassventil abgeschaltet werden und die Ventilposition kann nicht mehr geändert werden, um den gewünschten Motorschallpegel zu ändern. Der Bediener kann über eine Nachricht in der Armaturenbrettkonsole und/oder ein intelligentes Gerät, das kommunikativ mit dem Motorsteuersystem gekoppelt ist, benachrichtigt werden, dass das Motorschallsteuersystem vorübergehend nicht verfügbar ist und der Bediener möglicherweise nicht in der Lage ist, den Pegel des hörbaren Motorschalls zu ändern.
Bei 308 kann das aktive Auslassventil ein erstes Mal in einem Heilungsmodus betrieben werden, um alle Verunreinigungen zu entfernen, die möglicherweise im aktiven Ventil stecken geblieben sind, wodurch das Ventil in seiner Bewegung eingeschränkt wird. Das Betreiben des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus kann das zyklische Schalten des Ventils für eine Vielzahl von Malen aus einer geschlossenen Position in eine offene Position beinhalten. Beispielsweise kann die Steuerung das Ventil aus einer 10 % offenen Position in eine 80 % offene Position betätigen. In einem Beispiel kann jeder Betrieb in dem Heilungsmodus ein 6-bis 18-maliges zyklische Schalten des Ventils (wie etwa 10-malig) beinhalten. Jeder Arbeitszyklus kann nacheinander ohne eine Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen durchgeführt werden. Durch wiederholtes Versuchen, die Position des Ventils (Scheibe der Absperrklappe) zu verschieben, kann ein(e) beliebige(s) Verunreinigung/Partikel, die/das in dem Ventilkörper festsitzt, sich lösen und aus ihrer/seiner Position entfernt werden.
Bei 309 beinhaltet die Routine Bestimmen, ob die Verschlechterung des aktiven Auslassventils beseitigt wurde. Ein Verschlechterungserkennungstest (Ventilüberwachung) kann durchgeführt werden, wobei das Ventil angewiesen wird, aus einer vollständig geschlossenen Position in eine vollständig geöffnete Position betätigt zu werden, und die Ventilposition wird kontinuierlich über den Ventilpositionssensor überwacht. Eine Verschlechterung kann festgestellt werden, wenn sich das Ventil nicht aus der geschlossenen in die offene Position bewegen kann und in einer Zwischenposition festsitzt. Wenn sich die Ventilposition aus der geschlossenen in die offene Position verschiebt, kann gefolgert werden, dass während des ersten Betriebs des Ventils in dem Heilungsmodus alle im Ventil vorhandenen Verunreinigungen entfernt wurden und das Ventil seinen gesamten Bewegungsbereich wiedererlangt hat.
Wenn festgestellt wird, dass die Verschlechterung beseitigt wurde und sich das aktive Auslassventil ohne Hürden aus einer geschlossenen Position in eine offene Position bewegen kann, kann bei 310 der Betätigungsmechanismus für den aktiven Auslassventilmechanismus reaktiviert werden. Der Bediener kann über eine Nachricht in der Armaturenbrettkonsole und/oder ein intelligentes Gerät, das kommunikativ mit dem Motorsteuersystem gekoppelt ist, benachrichtigt werden, dass das Motorschallsteuersystem verfügbar ist und der Bediener in der Lage ist, den Pegel des hörbaren Motorschalls über Eingaben in die Armaturenbrettkonsole oder die intelligente Vorrichtung zu ändern. Als Reaktion auf einen gewünschten Schallpegel, der durch einen Bediener ausgewählt ist, kann die Öffnung des aktiven Auslassventils so eingestellt werden, dass der gewünschte Schallpegel des Motors (Abgas) hörbar ist.
Wenn festgestellt wird, dass die Verschlechterung nicht beseitigt wurde, kann bei 311 ein Zeitgeber eingestellt werden, eine Verschlechterungserkennung kann periodisch durchgeführt werden und ein Verlauf des Verschlechterungssignals kann zur Ausführung einer auf einem Anstieg basierenden Diagnose aufgezeichnet werden. Ein Verschlechterungserkennungstest kann periodisch über eine Schwellendauer durchgeführt werden. Die Schwellendauer kann basierend auf einer Zeit kalibriert werden, die für jeden Verschlechterungserkennungstest benötigt wird, und der Anzahl von Tests, die zur Unterscheidung zwischen einer zeitweiligen Verschlechterung und einer dauerhaften Verschlechterung durchgeführt werden müssen. Jeder Verschlechterungserkennungstest kann Anweisen des Ventil, aus einer vollständig geschlossenen Position in eine vollständig geöffnete Position betätigt zu werden, und kontinuierliches Überwachen der Ventilposition über den Ventilpositionssensor beinhalten. Eine Verschlechterung kann festgestellt werden, wenn sich das Ventil nicht aus der geschlossenen in die offene Position bewegen kann und in einer Zwischenposition festsitzt. Eine Verschlechterung kann eine zeitweise Verschlechterung sein, wie etwa, wenn eine wiederkehrende Verschlechterung in dem Ventil festgestellt wird, die Verschlechterung jedoch nicht konstant ist. Mit anderen Worten kann die Verschlechterung als zeitweise Verschlechterung bezeichnet werden, wenn das Ventil gelegentlich betriebsbereit sein kann (nicht verschlechtert) und zu anderen Zeiten nicht betriebsbereit sein kann (verschlechtert). Eine Verschlechterung kann als dauerhaft bezeichnet werden, wenn die Verschlechterung in dem Ventil beständig beobachtet wird und das Ventil während des gesamten Zeitraums der Verschlechterungserkennung nicht betriebsbereit ist. Um die auf einem Anstieg basierende Diagnose durchzuführen, kann ein Diagramm des Zustands des Ventils (wie etwa verschlechtert und nicht verschlechtert) im Zeitverlauf erzeugt werden.
Bei 312 kann der Zeitgeber nach Ablauf der Schwellendauer enden. Der Anstieg des Verschlechterungszeitgebersignals kann geschätzt werden. Für ein dauerhaft verschlechtertes Ventil kann der Anstieg eins sein, während für ein zeitweise verschlechtertes Ventil der Anstieg kleiner als eins sein kann. Bei 314 umfasst die Routine Bestimmen, ob der Anstieg des Verschlechterungszeitgebersignals kleiner als eins ist. Wenn festgestellt wird, dass der Anstieg des Verschlechterungszeitgebersignals bei 320 kleiner als eins ist, kann gefolgert werden, dass die aktive Ventilverschlechterung zeitweise sein kann. Eine zeitweise Verschlechterung kann durch opportunistisches oder periodisches Betreiben des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus verringert werden. Das Verringerungsverfahren für die zeitweise Verschlechterung ist in 4 erörtert. Es ist jedoch bestimmt, dass der Anstieg des Verschlechterungszeitgebersignals nicht kleiner als eins ist, und es kann gefolgert werden, dass der Anstieg eins ist. Bei 316 kann basierend darauf, dass der Anstieg eins beträgt, gefolgert werden, dass die Verschlechterung eine dauerhafte Verschlechterung ist, und ein Diagnosecode (Flag) kann gesetzt werden, der angibt, dass das aktive Auslassventil verschlechtert ist. Der Betätigungsmechanismus für das aktive Auslassventil kann abgeschaltet gehalten werden und die Ventilposition kann erst geändert werden, um den gewünschten Motorschallpegel zu ändern, wenn das aktive Auslassventil gewartet/ausgetauscht wurde.
Auf diese Weise kann während eines ersten Zustands ein Fahrsegment mit erhöhten Motorvibrationen oder einer über einem Schwellenwert liegenden Umgebungswindgeschwindigkeit identifiziert werden, und während des vorhergesagten Fahrsegments kann eine Öffnung eines aktiven Auslassventils, das mit einem Abgaskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt ist, dazu eingestellt werden, eine Verunreinigung in einem Körper des aktiven Auslassventils zu entfernen, und während eines zweiten Zustands kann ein Diagnosecode eingestellt werden, der die Verschlechterung des aktiven Auslassventils und den abgeschalteten Betrieb des aktiven Auslassventils angibt. Der erste Zustand beinhaltet, dass das aktive Auslassventil während der Betätigung des Ventils aus einer geschlossenen Position in eine offene Position bei einer ersten höheren Frequenz zeitweise an einer Position festsitzt, und der zweite Zustand beinhaltet, dass das aktive Auslassventil während der Betätigung des Ventils aus der geschlossenen Position in die offene Position kontinuierlich an der Position festsitzt. Das Einstellen des Ventils, um die Verunreinigung zu entfernen, kann das wiederholte zyklische Schalten des aktiven Auslassventils (Betätigen des Ventils aus der geschlossenen Position in die offene Position) für eine Vielzahl von Malen beinhalten.
Weiter mit 5 ist eine beispielhafte Unterscheidung 500 zwischen einer dauerhaften Verschlechterung und einer zeitweiligen Verschlechterung gezeigt. Die x-Achse bezeichnet die Zeit und die Zeitmarkierungen t1-t9 bezeichnen Zeiten, zu denen ein Verschlechterungserkennungstest durchgeführt wird. Die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t1 und t9 ist die Schwellendauer, innerhalb derer die auf einem Anstieg basierende Diagnose durchgeführt wird, um zwischen einer dauerhaften Verschlechterung und einer zeitweisen Verschlechterung zu unterscheiden.
Der erste Verlauf, Linie 502, zeigt eine Verschlechterungserkennung für ein erstes aktives Auslassventil. Linie 502 zeigt, ob festgestellt wurde, dass das Ventil verschlechtert oder nicht verschlechtert ist. Der zweite Verlauf, Linie 504, zeigt ein dem Zustand (verschlechtert/nicht verschlechtert) entsprechendes Verschlechterungszeitgebersignal des ersten aktiven Auslassventils. Der Zeitgeber ist aktiv (Akkumulationszeit), wenn sich das Ventil in einem verschlechterten Zustand befindet, und der Zeitgeber ist pausiert (Plateau), wenn das Ventil nicht verschlechtert ist. Zu jedem durch eine gepunktete Linie markierten Zeitpunkt kann ein Verschlechterungserkennungstest durchgeführt werden (t1-t9). Zusätzliche Verschlechterungserkennungen können auch zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten durchgeführt werden. Ein Verschlechterungserkennungstest (hierin auch als Ventilüberwachung bezeichnet) kann Anweisen des Ventil, aus einer vollständig geschlossenen Position in eine vollständig geöffnete Position betätigt zu werden, und kontinuierliches Überwachen der Ventilposition über den Ventilpositionssensor beinhalten. Eine Verschlechterung kann festgestellt werden, wenn sich das Ventil nicht aus der geschlossenen in die offene Position bewegen kann und in einer Zwischenposition festsitzt. Eine Verschlechterung kann auch unter Verwendung einer Treibersoftware auf hoher Ebene, die kommunikativ mit dem Ventilbetätigungselement gekoppelt ist, basierend auf einer Frequenz des Motorrückmeldesignals erkannt werden. Das Ventil kann nicht verschlechtert sein, wenn das Rückmeldesignal 200 Hz beträgt, und das Ventil kann verschlechtert sein, wenn das Rückmeldesignal 160 Hz beträgt.
Vor dem Zeitpunkt des ersten Verschlechterungserkennungstestes (zu dem Zeitpunkt t1) kann das Ventil ohne eine beliebige Verschlechterung arbeiten (nicht verschlechterter Zustand). Zu dem Zeitpunkt t1 wird über einen Verschlechterungserkennungstest erkannt, dass das Ventil verschlechtert ist. Zwischen dem Zeitpunkt t1 und t2 wird das Ventil weiterhin als verschlechtert erkannt. Zu dem Zeitpunkt t2 wird über einen Verschlechterungserkennungstest erkannt, dass das Ventil nicht verschlechtert ist. Anschließend wird zu dem Zeitpunkt t3 erkannt, dass das Ventil verschlechtert ist, zu dem Zeitpunkt t4 wird erkannt, dass das Ventil nicht verschlechtert ist, zu dem Zeitpunkt t5 wird erkannt, dass das Ventil verschlechtert ist, zu dem Zeitpunkt t6 wird erkannt, dass das Ventil nicht verschlechtert ist, zu dem Zeitpunkt t7 wird erkannt, dass das Ventil verschlechtert ist, zu dem Zeitpunkt t8 wird erkannt, dass das Ventil nicht verschlechtert ist, und zu dem Zeitpunkt t9 wird festgestellt, dass das Ventil verschlechtert ist. Entsprechend jeder Zustandsänderung des Ventils, wie sie durch einen Verschlechterungserkennungstest erkannt wird (zwischen dem Zeitpunkt t1 und t9), wird das Verschlechterungszeitgebersignal erzeugt und durch die Linie (Verlauf) 504 verfolgt. Ein akkumulierter Anstieg der Linie 504 wird auf weniger als eins geschätzt, wodurch bestätigt wird, dass das erste aktive Auslassventil zeitweise verschlechtert ist.
Der dritte Verlauf, Linie 506, zeigt eine Verschlechterungserkennung für ein zweites aktives Auslassventil. Der vierte Verlauf, Linie 508, zeigt ein dem Zustand (verschlechtert/nicht verschlechtert) entsprechendes Verschlechterungszeitgebersignal des ersten aktiven Auslassventils. Zu jedem durch eine gepunktete Linie markierten Zeitpunkt kann ein Verschlechterungserkennungstest durchgeführt werden (t1-t9). Vor dem Zeitpunkt des ersten Verschlechterungserkennungstestes (zu dem Zeitpunkt t1) arbeitet das Ventil ohne eine beliebige Verschlechterung (nicht verschlechterter Zustand). Zu dem Zeitpunkt t1 wird über einen Verschlechterungserkennungstest erkannt, dass das Ventil verschlechtert ist, und bei jedem nachfolgenden Verschlechterungserkennungstest (zwischen dem Zeitpunkt t1 und t9) wird erkannt, dass das Ventil verschlechtert ist. Da das Ventil nach dem Zeitpunkt t1 weiter verschlechtert ist, steigt das Signal der Verschlechterungszeit mit konstanter Rate weiter an. Ein akkumulierter Anstieg der Linie 508 wird auf eins geschätzt, wodurch bestätigt wird, dass das erste aktive Auslassventil dauerhaft verschlechtert ist.
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Verringern einer zeitweisen Verschlechterung des aktiven Auslassventils, wie in Schritt 320 aus 3 erkannt. Als ein Beispiel kann das Verfahren 400 eine Fortsetzung von 300 aus 3 sein und kann in Schritt 320 durchgeführt werden.
Bei 402 können bevorstehende Routen- und Straßenzustände von einem Navigationssystem (z. B. globales Positionierungssystem) oder einer Netzwerk-Cloud, die kommunikativ mit dem Fahrzeugsteuersystem gekoppelt ist, erhalten werden. In einem Beispiel kann die Steuerung an Bord des Fahrzeugs ein Navigationssystem (z. B. ein globales Positionierungssystem) beinhalten, über das ein Standort des Fahrzeugs (z. B. GPS-Koordinaten des Fahrzeugs) über ein Netzwerk an einen externen Server übertragen werden können. Basierend auf dem Standort des Fahrzeugs können lokale Straßenrauheitszustände für diesen Standort von dem externen Server abgerufen werden. Ferner kann das Navigationssystem dazu verwendet werden, eine Fahrtroute für das Fahrzeug zu planen, und basierend auf der geplanten Route können Fahrbahnzustände für die gesamte Route abgerufen werden. In einem Beispiel kann der Bediener ein Ziel über die Armaturenbrettkonsole oder eine intelligente Vorrichtung, die an das Navigationssystem gekoppeltes ist, in das bordeigene Navigationssystem eingeben. Wenn ein Ziel nicht bekannt ist, können die Straßenzustände für das unmittelbar bevorstehende Straßensegment (z. B. die nächsten 500 m) über ein Femerfassungsverfahren wie etwa Light-Detection-and-Ranging (LIDAR) abgerufen werden. Die erhaltenen Straßenzustände können Straßenrauheitsinformationen, Höhe, Straßengradient, Straßenkrümmung und Verkehrsinformationen beinhalten. Ferner können Wetterinformationen wie etwa Regen-/Schneevorhersage von dem externen Server abgerufen werden.
Bei 404 können bevorstehende raue Straßensegmente identifiziert werden. Dies kann das Empfangen einer Schätzung von Regionen auf der bevorstehenden Route beinhalten, in denen die erwartete Straßenrauheit höher ist, z. B. ist der Straßenrauheitsindex höher als eine Schwellenrauheit. Die Schwellenrauheit kann als die Rauheit, die erhöhte Vibrationen in dem Motorabgassystem verursachen kann, vorkalibriert sein. Bei 406 können bevorstehende Straßensegmente identifiziert werden, in denen schnelle (höher als die Schwellenwertrate) Beschleunigung/Entschleunigung auftreten kann. Auf Abfahrtsstrecken kann es zu einer schnellen Beschleunigung können und aufgrund der Verkehrsbedingungen kann es zu einer schnellen Entschleunigung kommen. Es können auch Straßensegmente identifiziert werden, auf denen das Fahrzeug über der Schwellengeschwindigkeit betrieben werden kann (wie etwa während der Fahrt auf Autobahnen). Die schnelle Beschleunigung/Entschleunigung und/oder der Fahrzeugbetrieb bei höherer Geschwindigkeit kann die Vibration in dem Abgassystem erhöhen und auch eine höhere Rate von Umgebungsluftströmung durch das Auspuffrohr ermöglichen.
Bei 408 beinhaltet die Routine Bestimmen, ob Bedingungen für das Betreiben des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus für ein zweites Mal erfüllt sind. Die Bedingungen können eines oder mehrere von Fahrzeugfahrt auf Straßensegmenten mit rauen Straßenzuständen und Straßensegmenten mit KurvenBögen beinhalten.
In einem Beispiel können Straßenzustände (wie Rauheit und Krümmung) in Echtzeit basierend auf Eingaben von mehreren Fahrzeugsensoren geschätzt werden. In einem Beispiel kann ein Straßenrauheitsindex bestimmt werden. Die Angabe der Straßenrauheit und -krümmung kann auf einem oder mehreren von Kurbelwellenbeschleunigung, Fahrzeugradgeschwindigkeit, horizontaler und vertikaler Beschleunigung, Lenkbewegungen, Radschlupf, Winkelgeschwindigkeit und Schlupfwinkel basieren. Zum Beispiel können eines oder mehrere von Kurbelwellenbeschleunigung, gemessen durch den Kurbelwellenpositionssensor, Fahrzeugradgeschwindigkeit, geschätzt durch den/die Raddrehzahlsensor(en), Lenkbewegungen, bestimmt von dem Lenkradsensor, Winkelgeschwindigkeit und Schlupfwinkel des Fahrzeugs, gemessen durch den Gierratensensor, und horizontaler und vertikaler Beschleunigung, gemessen durch Beschleunigungssensoren, zum Schätzen der Straßenrauheit und -krümmung genutzt werden. Die Schätzung der Straßenrauheit und - krümmung kann auch auf Eingabe von zusätzlichen Motorsensoren basieren. Alternativ kann die Angabe der Straßenrauheit und -krümmung auf Navigationseingabe basieren. In einem Beispiel kann die Steuerung an Bord des Fahrzeugs ein Navigationssystem (z. B. ein globales Positionierungssystem, GPS) beinhalten, über das ein Standort des Fahrzeugs (z. B. GPS-Koordinaten des Fahrzeugs) über ein Netzwerk an einen externen Server übertragen werden können. Basierend auf dem Standort des Fahrzeugs können lokale Straßenzustände für diesen Standort von dem externen Server abgerufen werden.
In einem anderen Beispiel kann die bordeigene Fahrzeugsteuerung kommunikativ mit der bordeigenen Steuerung eines oder mehrerer anderer Fahrzeuge verbunden sein, wie etwa unter Verwendung von Fahrzeug-zu-Fahrzeug (V2V)-Kommunikationstechnologie. Das eine oder die mehreren anderen Fahrzeuge können andere Fahrzeuge innerhalb eines Schwellenradius des gegebenen Fahrzeugs und mit derselben Marke oder demselben Modell beinhalten. Die Straßenzustände können von einem oder mehreren Fahrzeugen innerhalb eines Schwellenradius des gegebenen Fahrzeugs abgerufen werden. Beispielsweise kann ein statistisches oder gewichtetes Mittel der Werte, die von dem einen oder den mehreren Fahrzeugen abgerufen werden, dazu verwendet werden, die Rauheitszustände und/oder die Krümmungszustände zu schätzen. In einem weiteren Beispiel können die Straßenrauheitszustände zuvor identifiziert worden sein (in Schritt 404).
Die Bedingungen beinhalten auch den schnellen Fahrzeugbetrieb mit schneller Beschleunigung/Entschleunigung, Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Fahrzeugs und andere Fahrzeugbetriebszustände, wenn die Motorvibration zunehmen kann. In einem Beispiel können die Beschleunigung/Entschleunigung und der Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Fahrzeugs in Echtzeit basierend auf einer oder mehreren von Kurbelwellenbeschleunigung, Radgeschwindigkeiten und Lenkbewegungen identifiziert werden. In einem anderen Beispiel können die Zustände von schneller Beschleunigung/Entschleunigung und Hochgeschwindigkeitsfahrzeugbetrieb zuvor identifiziert werden (in Schritt 406).
Ferner können die Bedingungen Umgebungsbedingungen beinhalten, bei denen die Windgeschwindigkeit höher als eine Schwellengeschwindigkeit ist, so dass Luftstöße durch den Abgaskanal strömen können. Anders ausgedrückt, kann der Zustand, in dem das Ventil in dem Heilungsmodus betrieben werden kann, einer erhöhten Motorvibration und/oder einem erhöhten Luftstrom durch das Motorabgassystem entsprechen. Die Zustände können zusätzlich eine Dauer über einem Schwellenwert (wie etwa mehr als 60 Minuten) oder eine Entfernung über einem Schwellenwert (wie etwa mehr als 100 Meilen) der Fahrt seit dem ersten Betrieb des Ventils in dem Heilungsmodus beinhalten (wie etwa in Schritt 308 aus 3 durchgeführt).
Wenn festgestellt wird, dass die Bedingungen für ein Betreiben des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus für ein zweites Mal nicht erfüllt sind, kann bei 410 der Betrieb in dem Heilungsmodus verschoben werden, bis mindestens einer der vorstehend dargelegten Zustände erfüllt ist. Wenn festgestellt wird, dass die Bedingungen für ein Betreiben des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus für ein zweites Mal erfüllt sind, kann bei 412 das Ventil erneut in dem Heilungsmodus betrieben werden, um jegliche Verunreinigung zu entfernen, die in einem aktiven Auslassventil des Abgassystems festsitzt. Der Betrieb des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus kann das zyklische Schalten des zeitweise verschlechterten aktiven Auslassventils für eine Vielzahl von Malen von einer 10-%igen Öffnung zu einer 80-%igen Öffnung bei einer diagnostischen Trägerfrequenz beinhalten. Die Steuerung kann das Ventil aus einer 10 % offenen Position in eine 80 % offene Position betätigen. In einem Beispiel kann der Betrieb in dem Heilungsmodus ein 12-maliges zyklisches Schalten des Ventils beinhalten. Die 12 Arbeitszyklen können schnell nacheinander ohne eine Lücke zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen durchgeführt werden. Durch wiederholtes Versuchen, die Position des Ventils (Scheibe der Absperrklappe) bei Motorvibration und/oder Luftstöße durch den Abgasstrom zu verschieben, kann eine beliebige Verunreinigung, die in dem Ventilkörper festsitzt, sich lösen und aus ihrer Position entfernt werden.
Nach Abschluss des Betriebs des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus für ein zweites Mal beinhaltet die Routine bei 414 Bestimmen, ob die Verschlechterung des aktiven Auslassventils beseitigt wurde. Ein Verschlechterungserkennungstest kann durchgeführt werden, wobei das Ventil angewiesen wird, aus einer vollständig geschlossenen Position in eine vollständig geöffnete Position betätigt zu werden, und die Ventilposition wird kontinuierlich über den Ventilpositionssensor überwacht. Eine Verschlechterung kann festgestellt werden, wenn sich das Ventil nicht aus der geschlossenen in die offene Position bewegen kann und in einer Zwischenposition festsitzt. Wenn sich die Ventilposition ohne Hürden aus der geschlossenen in die offene Position verschiebt, kann gefolgert werden, dass während des zweiten Betriebs des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus alle im Ventil vorhandenen Verunreinigungen entfernt wurden und das Ventil seinen gesamten Bewegungsbereich wiedererlangt hat.
Wenn festgestellt wird, dass die Verschlechterung beseitigt wurde und sich das aktive Auslassventil ununterbrochen aus einer geschlossenen Position in eine offene Position bewegen kann, kann bei 422 der Betätigungsmechanismus für den aktiven Auslassventilmechanismus reaktiviert werden. Der Bediener kann über eine Nachricht in der Armaturenbrettkonsole und/oder ein intelligentes Gerät, das kommunikativ mit dem Motorsteuersystem gekoppelt ist, benachrichtigt werden, dass das Motorschallsteuersystem zum Betrieb verfügbar ist und der Bediener in der Lage ist, den Pegel des hörbaren Motorschalls über Eingaben in die Armaturenbrettkonsole oder die intelligente Vorrichtung zu ändern. Als Reaktion auf einen gewünschten Schallpegel, der durch einen Bediener ausgewählt ist, kann die Öffnung des aktiven Auslassventils so eingestellt werden, dass der gewünschte Schallpegel des Motors (Abgas) hörbar ist.
Wenn bestimmt wird, dass die Verschlechterung nicht beseitigt wurde, kann bei 416 der Betrieb des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus wiederholt werden, nachdem eine Schwellendauer (wie etwa mehr als 60 Minuten) oder eine Schwellenentfernung (wie etwa mehr als 100 Meilen) seit dem unmittelbar vorherigen (zweiten) Betrieb des Ventils in dem Heilungsmodus verstrichen ist. Nach Abschluss des Betriebs des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus für ein drittes Mal beinhaltet die Routine bei 418 Bestimmen, ob die Verschlechterung des aktiven Auslassventils beseitigt wurde. Die Verschlechterungserkennung kann durch das in Schritt 414 beschriebene Verfahren durchgeführt werden. Wenn festgestellt wird, dass die Verschlechterung beseitigt wurde, kann die Routine mit Schritt 422 fortfahren und der Betätigungsmechanismus für das aktive Auslassventil kann reaktiviert werden. Wenn bestimmt wird, dass die Verschlechterung des aktiven Auslassventils nach dem dreimaligen Betreiben des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus fortbesteht, kann bei 420 für die Verschlechterung des aktiven Auslassventils abgeleitet werden, dass sie dauerhaft ist, und ein Diagnosecode (Flag) kann eingestellt werden. Der Betätigungsmechanismus für das aktive Auslassventil kann abgeschaltet gehalten werden und die Ventilposition kann erst geändert werden, um den gewünschten Motorschallpegel zu ändern, wenn das aktive Auslassventil gewartet/ausgetauscht wurde.
6 zeigt eine beispielhafte Zeitachse 600, die die Verringerung einer zeitweisen Verschlechterung, die in einem aktiven Auslassventil erkannt wird, das mit einem Motorabgaskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt ist, darstellt. Die Horizontale (x-Achse) bezeichnet die Zeit und die vertikalen Markierungen t1-t3 kennzeichnen signifikante Zeitpunkte in der Routine für die Verringerung der Ventilverschlechterung.
Der erste Verlauf, Linie 602, bezeichnet eine Position eines Gaspedals, wie sie über einen Pedalpositionssensor geschätzt wird. Der zweite Verlauf, Linie 604, bezeichnet die Fahrzeuggeschwindigkeit, wie sie über einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor geschätzt wird. Der dritte Verlauf, Linie 606, zeigt den Betrieb des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus, um beliebige Verunreinigungen, die in einem Körper des aktiven Auslassventils festsitzen, zu entfernen. Das Betreiben des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus beinhaltet das zwölfmalige zyklische Schalten des Ventils, um Verunreinigungen aus einem Körper des aktiven Auslassventils zu entfernen. In jedem Arbeitszyklus kann die Öffnung des Ventils kontinuierlich von einer Öffnung von 10 % zu einer Öffnung von 80 % geändert werden. Der vierte Verlauf, Linie 608, bezeichnet die Überwachung (Diagnose) des aktiven Auslassventils. Das Überwachen des aktiven Auslassventils beinhaltet Erkennen, dass das aktive Auslassventil als Reaktion darauf verschlechtert ist, dass eine Frequenz eines Motorrückmeldesignals einer Treibersoftware mit hohem Pegel, die kommunikativ mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, gleich einem ersten kalibrierten Wert ist, und Angeben, dass das Ventil als Reaktion darauf nicht verschlechtert ist, dass die Frequenz des Motorrückmeldesignals gleich einem zweiten kalibrierten Wert ist. Der erste kalibrierte Wert beträgt 160 Hz und der zweite kalibrierte Wert beträgt 200 Hz. Der fünfte Verlauf, Linie 610, bezeichnet ein Flag wie etwa einen Diagnosecode, das gesetzt werden kann, um eine Verschlechterung des aktiven Auslassventils anzugeben. Der sechste Verlauf, Linie 612, bezeichnet den Betrieb eines Motorschallsteuersystems. Das aktive Auslassventil ist Teil des Motorschallsteuersystems und die Position des Ventils wird basierend auf Eingaben in das Motorschallsteuersystem eingestellt, um einen Pegel des hörbaren Motorauspuffschalls einzustellen.
Vor dem Zeitpunkt t1 wurde eine zeitweise Verschlechterung des aktiven Auslassventils erkannt und das Motorschallsteuersystem wurde vorübergehend abgeschaltet, bis die Verschlechterung des Ventils behoben ist. Das Flag wird in der Aus-Position gehalten, da die Verschlechterung des aktiven Auslassventils nicht als ein dauerhafter Fehler charakterisiert wurde. Zu dem Zeitpunkt t1 wird eine schnelle Beschleunigung zusammen mit einer erhöhten Fahrzeuggeschwindigkeit identifiziert. Das Ventil wird während des Betriebs mit Beschleunigung und des Betriebs mit erhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Heilungsmodus betrieben, um beliebige im Ventilkörper festsitzende Verunreinigungen zu entfernen.
Zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 bewirken die schnelle Beschleunigung und die erhöhte Fahrzeuggeschwindigkeit eine Zunahme der Vibration in dem Motorabgassystem, wodurch die Verunreinigung aus ihrer Position im Ventilkörper entfernt wird, wenn das Ventil wiederholt betätigt wird, um sich zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position zu bewegen.
Zu dem Zeitpunkt t2 wird nach Beendigung einer Schwellendauer und zwölf Arbeitszyklen des Ventils der Heilungsmodus abgeschaltet und eine Überwachung des Ventils durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Verunreinigung entfernt wurde, und die Verschlechterung wird während des unmittelbar vorhergehenden Betriebs des Ventils in dem Heilungsmodus beseitigt. Als Reaktion darauf, dass das Motorrückmeldesignal der Treibersoftware auf hoher Ebene, das kommunikativ mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, gleich dem zweiten kalibrierten Wert ist, was die Fähigkeit des aktiven Auslassventils angibt, sich aus einer geschlossenen Position in eine offene Position zu bewegen, ohne in einer beliebigen Zwischenposition festzusitzen, wird gefolgert, dass die Verschlechterung beseitigt wurde. Als Reaktion auf das Beseitigen des Fehlers wird bei t3 das Motorschallsteuersystem reaktiviert und der Bediener kann einen gewünschten Pegel von hörbarem Motorschall auswählen. Da bestätigt wird, dass die Verschlechterung kein dauerhafter Fehler ist, wird das Flag in einer Aus-Position gehalten.
Auf diese Weise kann durch zyklisches Schalten eines zeitweise festsitzenden aktiven Auslassventils die Verunreinigung, die das Festsitzen des Ventils verursacht, wirksam entfernt werden und der Betrieb des Ventils kann innerhalb eines Fahrzyklus wiederaufgenommen werden. Durch Betreiben des Ventils in dem Heilungsmodus unter bestimmten Fahrzuständen mit einer höheren Neigung zu Motorvibrationen kann das festsitzende Partikel aus dem Ventil gedrückt werden. Insgesamt kann durch Verringern der Verschlechterung innerhalb des Fahrzyklus ohne externe Intervention der Betrieb des Motorschallsteuersystems wiederaufgenommen werden, wodurch die Zufriedenheit des Bedieners verbessert wird.
Ein beispielhaftes Verfahren für einen Motor umfasst: als Reaktion auf die Erkennung einer zeitweisen Verschlechterung eines aktiven Auslassventils, Einstellen der Betätigung des Ventils basierend auf einem Fahrzeugbetriebszustand und einem Straßenzustand. In einem beliebigen vorhergehenden Beispiel, zusätzlich oder optional, ist das aktive Auslassventil mit einem Auslasskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt und eine Öffnung des aktiven Auslassventils wird als Reaktion auf Eingaben in ein Motorschallsteuersystem zum Einstellen des hörbaren Auspuffschalls eingestellt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Einstellen der Betätigung des Ventils Senden von Befehlen zum zyklischen Schalten an ein Betätigungselement, das mit dem aktiven Auslassventil gekoppelt ist, als Reaktion auf die zeitweise Verschlechterung. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, werden die Befehle zum zyklischen Schalten an das Betätigungselement gesendet, um eine Öffnung des Ventils allmählich von einer Öffnung von 10 % auf eine Öffnung von 80 % zu ändern. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, umfasst das Verfahren ferner, bei Erkennung einer Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des aktiven Auslassventils, Abschalten des Betriebs des Motorschallsteuersystems und Betreiben des aktiven Auslassventils für ein erstes Mal in einem Heilungsmodus, wobei der Heilungsmodus Senden der Befehle zum zyklischen Schalten an das Betätigungselement für ein oder mehrere Male beinhaltet, um Verunreinigungen aus einem Körper des aktiven Auslassventils zu entfernen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Überwachen des aktiven Auslassventils Anweisen des aktiven Auslassventils, sich aus einer ersten Position in eine zweite Position zu bewegen, Überwachen einer Position des aktiven Auslassventils während der Bewegung über einen Ventilpositionssensor und Erkennen einer Verschlechterung des aktiven Auslassventils als Reaktion darauf, dass das aktive Auslassventil an einer dritten Position festsitzt, wobei die dritte Position zwischen der ersten Position und der zweiten Position liegt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Überwachen des aktiven Auslassventils ferner Erkennen, dass eine Verschlechterung des aktiven Auslassventils als Reaktion darauf, dass eine Frequenz eines Motorrückmeldesignals einer Treibersoftware auf hoher Ebene, die kommunikativ mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, gleich einem kalibrierten Wert ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, umfasst das Verfahren ferner, bei Erkennung der Verschlechterung des aktiven Auslassventils nach dem ersten Betrieb in dem Heilungsmodus, Einstellen eines Zeitgebers, periodisches Überwachen des Ventils über eine Schwellendauer, Aufzeichnen eines Zeitgebersignals der erfassten Verschlechterung und, nach Beendigung der Schwellendauer, Schätzen eines Anstiegs des Zeitgebersignals und als Reaktion darauf, dass der Anstieg kleiner als eins ist, Erfassen des aktiven Auslassventils, das zeitweise verschlechtert ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, umfasst das Verfahren ferner als Reaktion darauf, dass der Anstieg eins ist, Angeben, dass das aktive Auslassventil dauerhaft verschlechtert ist, Abschalten der Betätigung des aktiven Auslassventils und Einstellen eines Diagnosecodes. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet der Straßenzustand eines oder mehrere von einem rauen Straßenzustand und einem über einem Schwellenwert liegenden Straßengradienten, und wobei der Fahrzeugbetriebszustand eine über einem Schwellenwert liegende Rate von Beschleunigung/Entschleunigung des Fahrzeugs und eine über einem Schwellenwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet, das Verfahren ferner umfassend, bei Erkennung, dass das aktive Auslassventil zeitweise verschlechtert ist, Identifizieren eines Routensegments, wobei der Straßenzustand oder der Fahrzeugbetriebszustand auf Eingaben von einem oder mehreren von einem bordeigenen Navigationssystem, einem externen Server und einem oder mehreren bordeigenen Sensoren basiert, wobei der eine oder die mehreren bordeigenen Sensoren einen Kurbelwellenbeschleunigungssensor, einen Raddrehzahlsensor, einen Lenkungssensor und einen Giersensor beinhalten. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, umfasst das Verfahren ferner Betreiben des aktiven Auslassventils für ein zweites Mal in dem Heilungsmodus während des identifizierten Routensegments. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, umfasst das Verfahren ferner, bei Erkennung der zeitweisen Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des Ventils, nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils für das zweite Mal in dem Heilungsmodus, Betreiben des aktiven Auslassventils für ein drittes Mal in dem Heilungsmodus, nachdem seit dem unmittelbar vorherigen Betrieb des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus eine Schwellendauer abgelaufen ist oder eine Schwellenentfernung zurückgelegt wurde. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, umfasst das Verfahren ferner, bei Erkennung, dass das aktive Auslassventil nicht verschlechtert ist, während der Überwachung des Ventils nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils für das dritte Mal in dem Heilungsmodus, Reaktivieren des Betriebs des Motorschallsteuersystems. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, umfasst das Verfahren ferner, bei Erkennung der Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des Ventils, nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils für das dritte Mal in dem Heilungsmodus, Angeben, dass das aktive Auslassventils dauerhaft verschlechtert ist, Abschalten der Betätigung des aktiven Auslassventils und Einstellen des Diagnosecodes.
Ein anderes beispielhaftes Motorverfahren, umfassend: während eines ersten Zustands, Identifizieren eines Fahrsegment mit erhöhten Motorvibrationen oder einer über einem Schwellenwert liegenden Umgebungswindgeschwindigkeit, und während des identifizierten Fahrsegments, Einstellen einer Öffnung eines aktiven Auslassventils, das mit einem Abgaskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt ist, um eine Verunreinigung in einem Körper des aktiven Auslassventils zu entfernen; und während eines zweiten Zustands, Einstellen eines Diagnosecode, der die Verschlechterung des aktiven Auslassventils angibt und den Betrieb des aktiven Auslassventils abschaltet. In einem beliebigen vorhergehenden Beispiel, zusätzlich oder optional, beinhaltet der erste Zustand, dass das aktive Auslassventil während der Betätigung des Ventils aus einer geschlossenen Position in eine offene Position zeitweise an einer Position festsitzt, und wobei der zweite Zustand beinhaltet, dass das aktive Auslassventil während der Betätigung des Ventils aus der geschlossenen Position in die offene Position kontinuierlich an der Position festsitzt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, beinhaltet das Einstellen der Öffnung das zyklische Schalten des aktiven Auslassventils aus der geschlossenen Position in die offene Position.
Noch ein anderes Motorsystem umfasst: als Reaktion darauf, dass ein aktives Auslassventil, das mit einem Auslasskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt ist, festsitzt, ein Straßensegment mit einem oder mehreren rauen Straßenzuständen, einem Gradienten über einem Schwellenwert und einer Krümmung über einem Schwellenwert über die Eingabe von einem oder mehreren von einem bordeigenen Navigationssystem, einem externen Server, einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor, einem Raddrehzahlsensor, einem Lenkungssensor und einem Giersensor zu identifizieren, einen Fahrzeugbetriebszustand mit einer Beschleunigungs-/Entschleunigungsrate des Fahrzeugs über einem Schwellenwert und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit über einem Schwellenwert über eine Eingabe von einem oder mehreren von dem bordeigenen Navigationssystem oder dem externen Server, dem Kurbelwellenbeschleunigungssensor, dem Raddrehzahlsensor und dem Lenkungssensor zu identifizieren und das aktive Auslassventil eine Vielzahl von Malen während eines von dem identifizierten Straßensegment und dem Fahrzeugbetriebszustand aus einer geschlossenen Position in eine offene Position betätigen, um eine Verunreinigung, die in einem Körper des aktiven Auslassventils festsitzt, zu entfernen. In einem beliebigen vorhergehenden Beispiel, zusätzlich oder optional, beinhaltet die bordeigene Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes: nachdem seit der unmittelbar vorherigen Betätigung des aktiven Auslassventils eine Schwellendauer abgelaufen ist oder eine Schwellenentfernung zurückgelegt wurde, die Betätigung des aktiven Auslassventils aus der geschlossenen Position in die offene Position eine Vielzahl von Malen als Reaktion darauf zu wiederholen, dass das aktive Auslassventil nach der unmittelbar vorhergehenden Betätigung festsitzt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, umfasst das Verfahren ferner ein Motorschallsteuersystem zum Einstellen eines hörbaren Motorschalls, wobei das Motorschallsteuersystem das aktive Auslassventil beinhaltet, wobei eine Öffnung des aktiven Auslassventils basierend auf einer Eingabe eines Bedieners in das Motorschallsteuersystem eingestellt ist, wobei die Eingabe einen gewünschten Pegel des hörbaren Motorschalls angibt.
Es ist anzumerken, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -programme können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem durchgeführt werden, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet. Die in dieser Schrift beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichttransitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einzuprogrammieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, durchgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Wie in dieser Schrift verwendet, ist der Begriff „ungefähr“ so gemeint, dass er plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs bedeutet, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben. Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nichtnaheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer zugehörigen Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Motorverfahren bereitgestellt, aufweisend: als Reaktion auf die Erkennung einer zeitweisen Verschlechterung eines aktiven Auslassventils, Einstellen der Betätigung des Ventils basierend auf einem Fahrzeugbetriebszustand und einem Straßenzustand.
Gemäß einer Ausführungsform ist das aktive Auslassventil mit einem Auslasskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt und eine Öffnung des aktiven Auslassventils wird als Reaktion auf Eingaben in ein Motorschallsteuersystem zum Einstellen des hörbaren Auspuffschalls eingestellt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Einstellen der Betätigung des Ventils Senden von Befehlen zum zyklischen Schalten an ein Betätigungselement, das mit dem aktiven Auslassventil gekoppelt ist, als Reaktion auf die zeitweise Verschlechterung.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Befehle zum zyklischen Schalten an das Betätigungselement gesendet, um eine Öffnung des Ventils allmählich von einer Öffnung von 10 % auf eine Öffnung von 80 % zu ändern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch, bei Erkennung einer Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des aktiven Auslassventils, Abschalten des Betriebs des Motorschallsteuersystems und Betreiben des aktiven Auslassventils für ein erstes Mal in einem Heilungsmodus, wobei der Heilungsmodus Senden der Befehle zum zyklischen Schalten an das Betätigungselement für ein oder mehrere Male beinhaltet, um Verunreinigungen aus einem Körper des aktiven Auslassventils zu entfernen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Überwachen des aktiven Auslassventils Anweisen des aktiven Auslassventils, sich aus einer ersten Position in eine zweite Position zu bewegen, Überwachen einer Position des aktiven Auslassventils während der Bewegung über einen Ventilpositionssensor und Erkennen einer Verschlechterung des aktiven Auslassventils als Reaktion darauf, dass das aktive Auslassventil an einer dritten Position festsitzt, wobei die dritte Position zwischen der ersten Position und der zweiten Position liegt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Überwachen des aktiven Auslassventils ferner Erkennen, dass eine Verschlechterung des aktiven Auslassventils als Reaktion darauf, dass eine Frequenz eines Motorrückmeldesignals einer Treibersoftware auf hoher Ebene, die kommunikativ mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, gleich einem kalibrierten Wert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch, bei Erkennung der Verschlechterung des aktiven Auslassventils nach dem ersten Betrieb in dem Heilungsmodus, Einstellen eines Zeitgebers, periodisches Überwachen des Ventils über eine Schwellendauer, Aufzeichnen eines Zeitgebersignals der erfassten Verschlechterung und, nach Beendigung der Schwellendauer, Schätzen eines Anstiegs des Zeitgebersignals und als Reaktion darauf, dass der Anstieg kleiner als eins ist, Erfassen des aktiven Auslassventils, das zeitweise verschlechtert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch, als Reaktion darauf, dass der Anstieg eins ist, Angeben, dass das aktive Auslassventil dauerhaft verschlechtert ist, Abschalten der Betätigung des aktiven Auslassventils und Einstellen eines Diagnosecodes.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Straßenzustand eines oder mehrere von einem rauen Straßenzustand und einem über einem Schwellenwert liegenden Straßengradienten, und wobei der Fahrzeugbetriebszustand eine über einem Schwellenwert liegende Rate von Beschleunigung/Entschleunigung des Fahrzeugs und eine über einem Schwellenwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet, das Verfahren ferner umfassend, bei Erkennung, dass das aktive Auslassventil zeitweise verschlechtert ist, Identifizieren eines Routensegments, wobei der Straßenzustand oder der Fahrzeugbetriebszustand auf Eingaben von einem oder mehreren von einem bordeigenen Navigationssystem, einem externen Server und einem oder mehreren bordeigenen Sensoren basiert, wobei der eine oder die mehreren bordeigenen Sensoren einen Kurbelwellenbeschleunigungssensor, einen Raddrehzahlsensor, einen Lenkungssensor und einen Giersensor beinhalten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Betreiben des aktiven Auslassventils für ein zweites Mal in dem Heilungsmodus während des identifizierten Routensegments.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch, nach dem Erkennen der zeitweisen Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des Ventils, nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils für das zweite Mal in dem Heilungsmodus, Betreiben des aktiven Auslassventils für ein drittes Mal in dem Heilungsmodus, nachdem seit dem unmittelbar vorherigen Betrieb des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus eine Schwellendauer abgelaufen ist oder eine Schwellenentfernung zurückgelegt wurde.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch, bei Erkennung, dass das aktive Auslassventil nicht verschlechtert ist, während der Überwachung des Ventils nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils für das dritte Mal in dem Heilungsmodus, Reaktivieren des Betriebs des Motorschallsteuersystems.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch, bei Erkennung der Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des Ventils, nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils für das dritte Mal in dem Heilungsmodus, Angeben, dass das aktive Auslassventils dauerhaft verschlechtert ist, Abschalten der Betätigung des aktiven Auslassventils und Einstellen des Diagnosecodes.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Motorverfahren bereitgestellt, aufweisend: während eines ersten Zustands, Identifizieren eines Fahrsegment mit erhöhten Motorvibrationen oder einer über einem Schwellenwert liegenden Umgebungswindgeschwindigkeit, und während des identifizierten Fahrsegments, Einstellen einer Öffnung eines aktiven Auslassventils, das mit einem Abgaskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt ist, um eine Verunreinigung in einem Körper des aktiven Auslassventils zu entfernen; und während eines zweiten Zustands, Einstellen eines Diagnosecode, der die Verschlechterung des aktiven Auslassventils angibt und den Betrieb des aktiven Auslassventils abschaltet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der erste Zustand, dass das aktive Auslassventil während der Betätigung des Ventils aus einer geschlossenen Position in eine offene Position zeitweise an einer Position festsitzt, und wobei der zweite Zustand beinhaltet, dass das aktive Auslassventil während der Betätigung des Ventils aus der geschlossenen Position in die offene Position kontinuierlich an der Position festsitzt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Einstellen der Öffnung das wiederholte zyklische Schalten des aktiven Auslassventils aus der geschlossenen Position in die offene Position.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Motorsystem bereitgestellt, aufweisend: eine bordeigene Steuerung, die auf nichttransitorischem Speicher gespeicherte computerlesbare Anweisungen für Folgendes beinhaltet: als Reaktion darauf, dass ein aktives Auslassventil, das mit einem Auslasskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt ist, festsitzt, ein Straßensegment mit einem oder mehreren rauen Straßenzuständen, einem Gradienten über einem Schwellenwert und einer Krümmung über einem Schwellenwert über die Eingabe von einem oder mehreren von einem bordeigenen Navigationssystem, einem externen Server, einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor, einem Raddrehzahlsensor, einem Lenkungssensor und einem Giersensor zu identifizieren; einen Fahrzeugbetriebszustand mit einer Beschleunigungs-/Entschleunigungsrate des Fahrzeugs über einem Schwellenwert und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit über einem Schwellenwert über eine Eingabe von einem oder mehreren von dem bordeigenen Navigationssystem oder dem externen Server, dem Kurbelwellenbeschleunigungssensor, dem Raddrehzahlsensor und dem Lenkungssensor zu identifizieren und das aktive Auslassventil eine Vielzahl von Malen während eines von dem identifizierten Straßensegment und dem Fahrzeugbetriebszustand aus einer geschlossenen Position in eine offene Position betätigen, um eine Verunreinigung, die in einem Körper des aktiven Auslassventils festsitzt, zu entfernen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die bordeigene Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes: nachdem seit der unmittelbar vorherigen Betätigung des aktiven Auslassventils eine Schwellendauer abgelaufen ist oder eine Schwellenentfernung zurückgelegt wurde, die Betätigung des aktiven Auslassventils aus der geschlossenen Position in die offene Position eine Vielzahl von Malen als Reaktion darauf zu wiederholen, dass das aktive Auslassventil nach der unmittelbar vorhergehenden Betätigung festsitzt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Motorschallsteuersystem zum Einstellen eines hörbaren Motorschalls, wobei das Motorschallsteuersystem das aktive Auslassventil beinhaltet, wobei eine Öffnung des aktiven Auslassventils basierend auf einer Eingabe eines Bedieners in das Motorschallsteuersystem eingestellt ist, wobei die Eingabe einen gewünschten Pegel des hörbaren Motorschalls angibt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2018/0128145 [0003]

Claims

Motorverfahren, umfassend: als Reaktion auf die Erkennung einer zeitweisen Verschlechterung eines aktiven Auslassventils, Einstellen der Betätigung des Ventils basierend auf einem Fahrzeugbetriebszustand und einem Straßenzustand.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das aktive Auslassventil mit einem Auslasskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt ist und eine Öffnung des aktiven Auslassventils als Reaktion auf Eingaben in ein Motorschallsteuersystem zum Einstellen des hörbaren Auspuffschalls eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen der Betätigung des Ventils Senden von Befehlen zum zyklischen Schalten an ein Betätigungselement, das mit dem aktiven Auslassventil gekoppelt ist, als Reaktion auf die zeitweise Verschlechterung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Befehle zum zyklischen Schalten an das Betätigungselement gesendet werden, um eine Öffnung des Ventils allmählich von einer Öffnung von 10 % auf eine Öffnung von 80 % zu ändern.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend, bei Erkennung einer Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des aktiven Auslassventils, Abschalten des Betriebs des Motorschallsteuersystems und Betreiben des aktiven Auslassventils für ein erstes Mal in einem Heilungsmodus, wobei der Heilungsmodus Senden der Befehle zum zyklischen Schalten an das Betätigungselement für ein oder mehrere Male beinhaltet, um Verunreinigungen aus einem Körper des aktiven Auslassventils zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Überwachen des aktiven Auslassventils Anweisen des aktiven Auslassventils, sich aus einer ersten Position in eine zweite Position zu bewegen, Überwachen einer Position des aktiven Auslassventils während der Bewegung über einen Ventilpositionssensor und Erkennen einer Verschlechterung des aktiven Auslassventils als Reaktion darauf, dass das aktive Auslassventil an einer dritten Position festsitzt, wobei die dritte Position zwischen der ersten Position und der zweiten Position liegt, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Überwachen des aktiven Auslassventils ferner Erkennen beinhaltet, dass eine Verschlechterung des aktiven Auslassventils als Reaktion darauf, dass eine Frequenz eines Motorrückmeldesignals einer Treibersoftware auf hoher Ebene, die kommunikativ mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, gleich einem kalibrierten Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend, bei Erkennung der Verschlechterung des aktiven Auslassventils nach dem ersten Betrieb in dem Heilungsmodus, Einstellen eines Zeitgebers, periodisches Überwachen des Ventils über eine Schwellendauer, Aufzeichnen eines Zeitgebersignals der erfassten Verschlechterung und, nach Beendigung der Schwellendauer, Schätzen eines Anstiegs des Zeitgebersignals und als Reaktion darauf, dass der Anstieg kleiner als eins ist, Erfassen des aktiven Auslassventils, das zeitweise verschlechtert ist, und als Reaktion darauf, dass der Anstieg eins ist, Angeben, dass das aktive Auslassventil dauerhaft verschlechtert ist, Abschalten der Betätigung des aktiven Auslassventils und Einstellen eines Diagnosecodes.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Straßenzustand eines oder mehrere von einem rauen Straßenzustand und einem über einem Schwellenwert liegenden Straßengradienten beinhaltet, und wobei der Fahrzeugbetriebszustand eine über einem Schwellenwert liegende Rate von Beschleunigung/Entschleunigung des Fahrzeugs und eine über einem Schwellenwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet, das Verfahren ferner umfassend, bei Erkennung, dass das aktive Auslassventil zeitweise verschlechtert ist, Identifizieren eines Routensegments, wobei der Straßenzustand oder der Fahrzeugbetriebszustand auf Eingaben von einem oder mehreren von einem bordeigenen Navigationssystem, einem externen Server und einem oder mehreren bordeigenen Sensoren basiert, wobei der eine oder die mehreren bordeigenen Sensoren einen Kurbelwellenbeschleunigungssensor, einen Raddrehzahlsensor, einen Lenkungssensor und einen Giersensor beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Betreiben des aktiven Auslassventils für ein zweites Mal in dem Heilungsmodus während des identifizierten Routensegments.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend, bei Erkennung der zeitweisen Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des Ventils, nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils für das zweite Mal in dem Heilungsmodus, Betreiben des aktiven Auslassventils für ein drittes Mal in dem Heilungsmodus, nachdem seit dem unmittelbar vorherigen Betrieb des aktiven Auslassventils in dem Heilungsmodus eine Schwellendauer abgelaufen ist oder eine Schwellenentfernung zurückgelegt wurde.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend, bei Erkennung, dass das aktive Auslassventil während der Überwachung des Ventils nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils für das dritte Mal in dem Heilungsmodus nicht verschlechtert ist, Reaktivieren des Betriebs des Motorschallsteuersystems, und bei Erkennung der Verschlechterung des aktiven Auslassventils während der Überwachung des Ventils, nach dem Betreiben des aktiven Auslassventils für das dritte Mal in dem Heilungsmodus, Angeben, dass das aktive Auslassventils dauerhaft verschlechtert ist, Abschalten der Betätigung des aktiven Auslassventils und Einstellen des Diagnosecodes.
Motorsystem, umfassend: eine bordeigene Steuerung, die auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte computerlesbare Anweisungen für Folgendes beinhaltet: als Reaktion darauf, dass ein aktives Auslassventil, das mit einem Auslasskanal stromabwärts eines Schalldämpfers gekoppelt ist, festsitzt, ein Straßensegment mit einem oder mehreren rauen Straßenzuständen, einem Gradienten über einem Schwellenwert und einer Krümmung über einem Schwellenwert über die Eingabe von einem oder mehreren von einem bordeigenen Navigationssystem, einem externen Server, einem Kurbelwellenbeschleunigungssensor, einem Raddrehzahlsensor, einem Lenkungssensor und einem Giersensor zu identifizieren; einen Fahrzeugbetriebszustand mit einer Beschleunigungs-/Entschleunigungsrate des Fahrzeugs über einem Schwellenwert und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit über einem Schwellenwert über eine Eingabe von einem oder mehreren von dem bordeigenen Navigationssystem oder dem externen Server, dem Kurbelwellenbeschleunigungssensor, dem Raddrehzahlsensor und dem Lenkungssensor zu identifizieren; und das aktive Auslassventil eine Vielzahl von Malen während eines von dem identifizierten Straßensegment und dem Fahrzeugbetriebszustand aus einer geschlossenen Position in eine offene Position betätigen, um eine Verunreinigung, die in einem Körper des aktiven Auslassventils festsitzt, zu entfernen.
System nach Anspruch 13, wobei die bordeigene Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes beinhaltet: nachdem seit der unmittelbar vorherigen Betätigung des aktiven Auslassventils eine Schwellendauer abgelaufen ist oder eine Schwellenentfernung zurückgelegt wurde, die Betätigung des aktiven Auslassventils aus der geschlossenen Position in die offene Position eine Vielzahl von Malen als Reaktion darauf zu wiederholen, dass das aktive Auslassventil nach der unmittelbar vorhergehenden Betätigung festsitzt.
System nach Anspruch 13, ferner umfassend ein Motorschallsteuersystem zum Einstellen eines hörbaren Motorschalls, wobei das Motorschallsteuersystem das aktive Auslassventil beinhaltet, wobei eine Öffnung des aktiven Auslassventils basierend auf einer Eingabe eines Bedieners in das Motorschallsteuersystem eingestellt ist, wobei die Eingabe einen gewünschten Pegel des hörbaren Motorschalls angibt.