(57)【要約】【解決手段】点火回路を有する内燃機関のためのイベントに関する情報をログする方法、及び該方法を実行するように構成されたイベントロギング装置。前記方法は、前記点火回路がオンにされているときにのみ所定の割合でカウンタの現在値を増加させること(50)と、イベントが起こったことを検出すること(53)と、少なくとも２つのフィールドを有する新たなイベントレコードを作成すること(54)と、少なくともイベントタイプとカウンタの現在値とを含む、前記イベントに関する情報で前記新たなイベントレコード内の前記フィールドを占有すること(55)と、前記新たなイベントレコードを格納すること(57)とを含む。
2008533382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火回路を有する内燃機関のためのイベントに関する情報をログする方法であって、
前記点火回路がオンにされているときにのみ所定の割合でカウンタの現在値を増加させるステップと、
イベントが起こったことを検出するステップと、
少なくとも２つのフィールドを有する新たなイベントレコードを作成するステップと、
少なくともイベントタイプとカウンタの現在値とを含む、前記イベントに関する情報で前記新たなイベントレコード内の前記フィールドを占有するステップと、
前記新たなイベントレコードを格納するステップ
とを具えている方法。
【請求項２】
カウンタの現在値をカウンタメモリデバイスに格納するステップを更に具えている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各イベントレコードをイベントレコードメモリデバイスに格納するステップを更に具えている請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
各メモリデバイスへの電力供給が切断されても各メモリデバイスの格納内容が消去されない様、各メモリデバイスは非揮発性メモリデバイスで構成されている請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記イベントレコードメモリデバイスは、新たなイベントレコードを受け取る有限容量を有し、前記方法は、一旦前記イベントレコードメモリデバイスの有限容量を超えると、新たなイベントレコードで最も古いイベントレコードを上書きするステップを更に具えている請求項３又は請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記イベントレコードメモリデバイスにおいてポインタを用い、次のイベントレコードを格納するための、新たなイベントレコードの後ろの次の順次位置を指すステップを更に具えている請求項３乃至５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記内燃機関は可変静翼タービン付きターボチャージャを具え、前記タービンは、内燃機関排気マニホールドからタービン入口通路への排気ガス送出によって駆動される上記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記タービンは、選択的可動要素を用いてタービンの入口通路の形状を変化させ、前記可動要素は、電気制御信号に応じてアクチュエータにより変位可能である請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記アクチュエータは電気アクチュエータである請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
各イベントレコードは更なるフィールドを有し、前記フィールドを占有するステップは、機関状態、アクチュエータ温度及びアクチュエータ位置を含む群から選択される前記イベントに関する情報で前記更なるフィールドを占有することを更に含む上記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記内燃機関は、前記方法の実行を制御する機関管理制御システムを有する上記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記機関管理制御システムは、前記方法の実行を制御するマイクロプロセッサを具えている請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、前記機関管理システムに格納されているコンピュータプログラムを介して実行される請求項１１又は請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
イベントは、点火回路がオンになること、アクチュエータが所望の位置に達しないこと、アクチュエータによって引き込まれる過電流、タービン内のホールセンサの故障及び内燃機関の故障を含む群から選択される上記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
イベントレコードを用いて前記機関により駆動される車両の運転のパターンを決定するステップを更に具えている上記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項１６】
点火回路を有する内燃機関のためのイベントロギングシステムであって、
前記点火回路がオンにされているときにのみ所定の割合で増加するように構成されたカウンタと、
イベントが起こったことを検出するための手段と、
少なくとも２つのフィールドを有する新たなイベントレコードを作成するための手段と、
少なくともイベントタイプとカウンタの現在値とを含む、前記イベントに関する情報で前記新たなイベントレコード内の前記フィールドを占有するための手段と、
前記新たなイベントレコードを格納するためのメモリ
とを具えているイベントロギング装置。
【請求項１７】
前記装置は、カウンタの現在値をカウンタメモリデバイスに格納するように構成されている請求項１６に記載のイベントロギング装置。
【請求項１８】
前記装置は、各イベントレコードをイベントレコードメモリデバイスに格納するように構成されている請求項１６又は請求項１７に記載のイベントロギング装置。
【請求項１９】
各メモリデバイスへの電力供給が切断されても各メモリデバイスの格納内容が消去されない様、各メモリデバイスは非揮発性メモリデバイスで構成されている請求項１７又は請求項１８に記載のイベントロギング装置。
【請求項２０】
前記イベントレコードメモリデバイスは、新たなイベントレコードを受け取る有限容量を有し、一旦イベントレコードメモリデバイスの有限容量を超えると、新たなイベントレコードで最も古いイベントレコードを上書きするように構成されている請求項１８又は請求項１９に記載のイベントロギング装置。
【請求項２１】
前記装置は、前記イベントレコードメモリデバイスにポインタを設け、次のイベントレコードを格納するための、新たなイベントレコードの後ろの次の順次位置を指すように構成されている請求項１８乃至２０の何れか１項に記載のイベントロギング装置。
【請求項２２】
前記内燃機関は可変静翼タービン付きターボチャージャを具え、前記タービンは、内燃機関排気マニホールドからタービン入口通路への排気ガス送出によって駆動される請求項１６乃至２１の何れか１項に記載のイベントロギング装置。
【請求項２３】
前記タービンは、選択的可動要素を用いてタービンの入口通路の形状を変化させ、前記可動要素は、電気制御信号に応じてアクチュエータにより変位可能である請求項２２に記載のイベントロギング装置。
【請求項２４】
前記アクチュエータは電気アクチュエータである請求項２３に記載のイベントロギング装置。
【請求項２５】
各イベントレコードは更なるフィールドを有し、前記装置は、機関状態、アクチュエータ温度及びアクチュエータ位置を含む群から選択される前記イベントに関する情報で前記更なるフィールドを占有するように構成されている上記請求項の何れか１項に記載のイベントロギング装置。
【請求項２６】
前記内燃機関は機関管理制御システムを有し、前記イベントロギング装置は前記機関管理システムの一部を形成している上記請求項の何れか１項に記載のイベントロギング装置。
【請求項２７】
前記機関管理制御システムはマイクロプロセッサを具えている請求項２６に記載のイベントロギング装置。
【請求項２８】
イベントは、点火回路がオンになること、アクチュエータが所望の位置に達しないこと、アクチュエータによって引き込まれる過電流、タービン内のホールセンサの故障及び内燃機関の故障を含む群から選択される請求項１６乃至２７の何れか１項に記載のイベントロギング装置。
【請求項２９】
請求項１６乃至２８の何れか１項に記載のイベントロギング装置を具えている、内燃機関を有する動力車。
【請求項３０】
添付図面を参照して実質的に先に説明されたような、点火回路を有する内燃機関のためのイベントに関する情報をログする方法。
【請求項３１】
添付図面を参照して実質的に先に説明されたような、点火回路を有する内燃機関のためのイベントロギング装置。
【請求項３２】
添付図面を参照して実質的に先に説明されたような、内燃機関を有する動力車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のためのイベントをログするための方法及び装置に関するものである。特に、しかし限定することなく、本発明は、内燃機関のためのターボチャージャの可変静翼タービンのためのイベントロギングに関するものである。特に、本発明は、タービン入口通路の可動要素を変位させてその形状を変化させるアクチュエータアセンブリのためのイベントロギングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャは、大気より高い圧力(ブースト圧力)で内燃機関の吸気口に空気を供給するための周知の装置である。従来のターボチャージャは、タービンハウジング内に回転可能なシャフトに取り付けられた排気ガス駆動のタービンホイールを本質的に具えている。該タービンホイールの回転により、前記シャフトの他端に取り付けられた圧縮機ホイールが圧縮機ハウジング内で回転する。圧縮機ホイールは機関の吸気マニホールドに圧縮空気を送る。ターボチャージャのシャフトは従来、タービンと圧縮機ホイールハウジングとの間に接続された中央のベアリングハウジング内に設置された、適切な潤滑システムを含むジャーナル及びスラストベアリングによって支持されている。
【０００３】
周知のターボチャージャにおいて、タービン段は、タービンホイールが中に取り付けられているタービンチャンバと、該タービンチャンバの周囲に配置された環状入口通路と、該入口通路の周囲に配置された入口と、タービンチャンバから延びる出口通路とを具えている。両通路とチャンバは、入口チャンバに入れられる加圧排気ガスが、入口通路からタービンチャンバを介して出口通路まで流れ、タービンホイールを回転させるように連通している。
【０００４】
タービンは固定又は可変静翼型であってもよい。可変静翼タービンは、入口通路の大きさを変化させてタービンホイールへの排気ガス流速をある質量流量の範囲にわたって最適化することができるので、タービンのパワー出力を変化させて変化する機関要求を満たすことができるという点において固定静翼タービンと異なる。例えば、タービンに送られている排気ガスの体積が比較的小さいとき、前記ガスがタービンホイールに達する速度は、環状入口通路の大きさを縮小することによって効率的なタービン運転を保証するレベルに維持される。
【０００５】
可変静翼タービンの１つの普通形において、入口通路の１つの壁は、ノズルリングと一般に呼ばれる可動壁部材によって形成されている。入口通路の対向壁に対するノズルリングの位置は、入口通路の幅を制御するように調整可能である。例えば、タービンを流れているガスが減少するにつれて、入口通路幅も減少させ、ガス流速を維持してタービン出力を最適化してもよい。典型的なノズルリングは、放射状に延びる環状壁と、放射状に延びる内側及び外側環状フランジとを具えている。両環状フランジは、タービンハウジングに形成された環状キャビティ内に延び、該キャビティは、ノズルリングの軸方向移動を収容する。
【０００６】
ノズルリングには、入口通路の対向壁に設けられて該可動ノズルリングの移動を収容するスロットを通って入口通路内に延びる羽根が設けられていてもよい。或いは、ノズルリングに設けられたスロットを通って固定壁から羽根が延びていてもよい。ノズルリングは全体的に、タービンホイールの回転軸と平行して延びるロッドに支持され、該ロッドを軸方向に変位させるアクチュエータによって移動する。
【０００７】
気圧、水圧及び電気アクチュエータを含め、可変静翼タービンに用いる様々な形態のアクチュエータが知られており、それぞれ、通常はターボチャージャハウジングの外部に取り付けられ、適切なトランスミッション要素又はリンケージを介して可変静翼システムに接続されている。アクチュエータは、入口通路の対向壁に対する移動可能な壁(例えばノズルリング)の軸方向位置を制御するために用いられる。このようなアクチュエータの１つの例は、ターボチャージャハウジングに取り付けられ、ギアトランスミッション及び機械的リンケージを介してノズルリングに接続されている電気モータである。
【０００８】
可変静翼タービンの形状の調整を制御するための制御システムは確立されており、通常、機関管理制御システムの一部を形成している。通常は、電気制御信号が制御システムによってアクチュエータに送信され、可変静翼システムの可動壁(又は他の要素)を変位させる。制御システムは、マイクロプロセッサ及びメモリ等を含み、例えばアクチュエータの現在位置及びその温度等の状態に関する感知パラメータと共に、例えば機関速度、燃料比、吸気マニホールド圧力及び排気マニホールド圧力等の機関の様々な感知パラメータに関する信号を受信する。そしてこれらの信号は処理され、ある任意の時間での可動壁の所望の位置を決定する。これは適切な電気制御信号を生成してアクチュエータを制御し、タービンホイールへ導かれる排気ガス流速をこうして規制する。ガス流動の変化は次に、ターボチャージャによって機関の入口マニホールド内に供給される圧縮空気の量を規制する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
イベントに関する情報を検出して電気的にログする装置を提供することが知られており、これらは内燃機関内全体としての潜在的な故障状態の診断解析にとって重要である。故障の診断を促進するためイベントが起こる時間を記録することができるようにクロック信号を前記装置に提供することが知られている。クロック信号は通常、オシレータから生じるパルス化入力信号で構成されている。しかしながら、クロック信号には、イベントが起こる時間を記録するため連続した電力供給が必要である。連続的に給電されるクロック信号を内燃機関内のイベントロギング装置に提供することは、多くの場合非実用的又は過度に費用のかかることである。
【００１０】
連続的に又は周期的にデータをサンプリングしてこのデータをメモリに記録するイベントロギング装置が知られている。しかしながら、データの連続記録は結果として、非常に大きな量の情報が記録されることになる可能性がある。この情報の僅かしか、故障を診断することにおいて有用であるイベントに関係がある可能性がない。重大イベントが起こった後長く装置を作動状態に保つことによって、重大データが上書きされるという危険にさらされている。逆に、信号の周期的なサンプリングは、重大過渡イベントが見逃されるという危険を冒す。重大イベントを監視する他の周知の技術は、一定期間に亘って重大イベントの発生をカウントすることである。これにより、望ましくない状態の重大度について示唆することができるが、これらのイベントがどのような期間に亘って起こったか、そして互いにどれくらい接近していたかを示す時間的状況がない。
【００１１】
上記又は他の不利点を除去又は緩和することが本発明の目的である。特に、時間基準(クロック)信号が利用できない推定時間枠内でイベントに関する情報を集めるための方法及び装置を提供することが本発明の目的である。このデータは診断的な故障解析にとって重要となり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、点火回路を有する内燃機関のためのイベントに関する情報をログする方法が提供され、該方法は、前記点火回路がオンにされているときにのみ所定の割合でカウンタの現在値を増加させるステップと、イベントが起こったことを検出するステップと、少なくとも２つのフィールドを有する新たなイベントレコードを作成するステップと、少なくともイベントタイプとカウンタの現在値とを含む、前記イベントに関する情報で前記新たなイベントレコード内の前記フィールドを占有するステップと、前記新たなイベントレコードを格納するステップとを具えている。
【００１３】
本発明の利点は、連続的に給電されるクロック信号を必要とすることなく推定時間枠内でイベントに関する情報を格納することができるということである。イベントロギングは従って、点火回路がオンとなる時点から、即ち機関の点火を制御する電気回路が電源を入れられているときに起こるのみである。格納された情報は、内燃機関内での故障を分析して該故障の原因を発見するときに極めて重要となり得る。更に又、イベントが起こるときに情報が格納されるのみであるので、格納される情報の量は、後の機関性能及び故障診断の分析に役立つものに制限される。
【００１４】
内燃機関という用語がディーゼル機関をカバーすることを意図していることを理解すべきである。
【００１５】
好ましくは、前記方法は、カウンタの現在値をカウンタメモリデバイスに格納するステップと、各イベントレコードをイベントレコードメモリデバイスに格納するステップとを更に具えている。より好ましくは、各メモリデバイスへの電力供給が切断されても各メモリデバイスの格納内容が消去されない様、各メモリデバイスは非揮発性メモリデバイスで構成されている。
【００１６】
前記イベントレコードメモリデバイスは、新たなイベントレコードを受け取る有限容量を有することができる。前記方法は、一旦前記イベントレコードメモリデバイスの有限容量を超えると、新たなイベントレコードで最も古いイベントレコードを上書きするステップを更に具えていてもよい。
【００１７】
前記方法は、前記イベントレコードメモリデバイスにおいてポインタを用い、次のイベントレコードを格納するための、新たなイベントレコードの後ろの次の順次位置を指すステップを更に具えていてもよい。
【００１８】
前記内燃機関は可変静翼タービン付きターボチャージャを具えていてもよく、前記タービンは、内燃機関排気マニホールドからタービン入口通路への排気ガス送出によって駆動される。前記タービンは、選択的可動要素を用いてタービンの入口通路の形状を変化させることができ、前記可動要素は、電気制御信号に応じてアクチュエータにより変位可能である。前記アクチュエータは電気アクチュエータであってもよい。
【００１９】
好ましくは、各イベントレコードは更なるフィールドを有し、前記フィールドを占有するステップは、機関状態、アクチュエータ温度及びアクチュエータ位置を含む群から選択される前記イベントに関する情報で前記更なるフィールドを占有することを更に含んでもよい。
【００２０】
前記内燃機関は、前記方法の実行を制御する機関管理制御システムを有してもよい。前記機関管理制御システムは、前記方法の実行を制御するマイクロプロセッサを具えていてもよい。前記方法は、前記機関管理システムに格納されているコンピュータプログラムを介して実行されてもよい。
【００２１】
イベントは、点火回路がオンになること、アクチュエータが所望の位置に達しないこと、アクチュエータによって引き込まれる過電流、タービン内のホールセンサの故障及び内燃機関の故障を含む群から選択されてもよい。
【００２２】
本発明の第２の態様によれば、点火回路を有する内燃機関のためのイベントロギング装置が提供され、該イベントロギングシステムは、前記点火回路がオンにされているときにのみ所定の割合で増加するように構成されたカウンタと、イベントが起こったことを検出するための手段と、少なくとも２つのフィールドを有する新たなイベントレコードを作成するための手段と、少なくともイベントタイプとカウンタの現在値とを含む、前記イベントに関する情報で前記新たなイベントレコード内の前記フィールドを占有するための手段と、前記新たなイベントレコードを格納するためのメモリとを具えている。
【００２３】
好ましくは、前記装置は、カウンタの現在値をカウンタメモリデバイスに、そして各イベントレコードをイベントレコードメモリデバイスに格納するように構成されている。より好ましくは、各メモリデバイスへの電力供給が切断されても各メモリデバイスの格納内容が消去されない様、各メモリデバイスは非揮発性メモリデバイスで構成されている。
【００２４】
前記イベントレコードメモリデバイスは、新たなイベントレコードを受け取る有限容量を有し、一旦イベントレコードメモリデバイスの有限容量を超えると、新たなイベントレコードで最も古いイベントレコードを上書きするように構成されてもよい。
【００２５】
前記装置は、前記イベントレコードメモリデバイスにポインタを設け、次のイベントレコードを格納するための、新たなイベントレコードの後ろの次の順次位置を指すように構成されてもよい。
【００２６】
前記内燃機関は可変静翼タービン付きターボチャージャを具えていてもよく、前記タービンは、内燃機関排気マニホールドからタービン入口通路への排気ガス送出によって駆動される。前記タービンは、選択的可動要素を用いてタービンの入口通路の形状を変化させることができ、前記可動要素は、電気制御信号に応じてアクチュエータにより変位可能である。前記アクチュエータは電気アクチュエータであってもよい。
【００２７】
好ましくは、各イベントレコードは更なるフィールドを有し、前記装置は、機関状態、アクチュエータ温度及びアクチュエータ位置を含む群から選択される前記イベントに関する情報で前記更なるフィールドを占有するように構成されてもよい。
【００２８】
前記内燃機関は機関管理制御システムを有してもよく、前記イベントロギング装置は前記機関管理システムの一部を形成してもよい。前記機関管理制御システムはマイクロプロセッサを具えていてもよい。
【００２９】
好ましくは、イベントは、点火回路がオンになること、アクチュエータが所望の位置に達しないこと、アクチュエータによって引き込まれる過電流、タービン内のホールセンサの故障及び内燃機関の故障を含む群から選択される。
【００３０】
本発明の第３の態様によれば、上記の通りのイベントロギング装置を具えている、内燃機関を有する動力車が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、添付図面を参照して、本発明の具体的な実施形態を単に例として説明する。
【００３２】
図面の図１をここで参照すると、これは、周知の一般的な構造のターボチャージャであるが、本発明に従ってイベントをログすることができる可変静翼タービンを有するものを示している。
【００３３】
該ターボチャージャは、タービン段１と圧縮機段２とを具えている。タービン段１は、内燃機関(図示せず)から排気ガスが送られるボリュート又は入口チャンバ４を形成しているタービンハウジング３を具えている可変静翼タービンである。排気ガスは、以下ノズルリングと記載する可動環状部材８の放射壁７によって片側が、そしてハウジング３の対向放射壁９によって反対側が形成された環状入口通路６を介して入口チャンバ４から出口通路５に流れる。一連のノズル羽根10が、サポートピン12に取り付けられた羽根サポートリング11からノズルリング８におけるスロットを通って入口通路６を延びている。その構成は、羽根10が入口通路６を延びる程度がノズルリング８から独立に制御可能であるようになっているが、ここでは詳述しない。
【００３４】
入口チャンバ４から出口通路５に流れるガスはタービンホイール32を通過し、これがその結果、タービンハウジング３を圧縮機ハウジング17に接続しているベアリングハウジング16内に設置されたベアリングアセンブリ15を中心に回転するターボチャージャシャフト14を介して圧縮機ホイール13を駆動する。圧縮機ホイール13の回転により、圧縮機入口18を通して空気が吸い込まれ、出口ボリュート19を介して圧縮空気が前記機関(図示せず)の吸気口に送られる。ベアリングハウジングがオイル供給及びシール構成も収容していることが理解されるであろうが、その詳細は本発明の理解に必要ではない。
【００３５】
ノズルリング８は、放射壁７を形成している放射状に延びる環状部分と、タービンハウジング３に設けられた環状キャビティ22内にそれぞれ延びている軸方向に延びる内側及び外側環状フランジ20及び21とを具えている。図示したタービン構成について、キャビティ22の大部分は事実ベアリングハウジング16によって形成されている。これは純粋に、この例において本発明を適用している特定のターボチャージャの構成の結果であり、本発明のために、この点に関してタービンハウジングとベアリングハウジングの区別はなされない。キャビティ22は、放射状内側及び外側環状表面24及び25の間に形成された放射状に延びる環状開口部23を有する。シールリング26が、外側環状表面25に設けられた環状溝に設置されてノズルリング８の外側環状フランジ21を圧迫し、排気ガスが入口通路６より寧ろキャビティ22を介してタービンを流れることを防止している。
【００３６】
図示した実施形態において、ステッパモータの形のアクチュエータ27が、ノズルリング８の位置を制御するように動作可能である。これは出力軸28を介して行なわれ、これはギア等29のような適切なトランスミッション要素に接続されて、これらが次に、リンキングプレート31を介してノズルリング８を支持している軸方向に延びるガイドロッド30(図においてはその内の１つのみ見えている)に接続されている。
【００３７】
図２から分かるように、アクチュエータ27は、機関性能及びノズルリング８の現在位置というパラメータを表わすフィードバック信号42に応じて機関管理システム(ＥＭＳ)41の一部であるマイクロプロセッサによって生成される電気制御信号40によって制御される。測定されたパラメータは所望のパラメータと比較され、その差を用いて、可変静翼タービンの可動要素の変位を決定する制御信号を生成する。該制御信号は、ガイドロッド30の、従ってノズルリング８の軸方向位置を選択的に位置決めできるように、アクチュエータ(この場合はモータ)を動作させる。図１は、入口通路６がその最大幅である完全な開位置のノズルリング８を示している。
【００３８】
アクチュエータのノズルリングへの接続の性質は、本発明のために重要ではないことを理解すべきである。アクチュエータは、理想的には電気モータであるが、電流消費が問題であれば他のどのようなタイプの電気制御アクチュエータであってもよい(例えばソレノイド)。ステッパモータのようなある種のアクチュエータがよりよく正確な位置的制御の役に立つことが、当業者によって理解されるであろう。電気アクチュエータの他の例は、本出願人のヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ−１４２６５８０において説明されたようなリニアモータである。
【００３９】
故障状態のようなイベントが内燃機関内で起こると、イベントに関する情報を集めて後の故障の診断に役立てることが望ましい。加えて、例えば点火回路がオンにされることのような定期的なイベントに関する情報を集めることも望ましい。この情報が故障の原因を更に明らかにするかもしれないからである。相対時間枠内でこの情報を提供することによって、イベント間の時間間隔を算出することができるようになり、故障を診断する過程を大きく簡素化することができる。外部クロックからイベントロギング装置への入力を有することによってこの相対時間枠を提供することは、必ずしも好都合ではない。
【００４０】
可変静翼タービン内で動作しているアクチュエータの動作に起こっている故障状態を診断することができることは特に望ましい。これは、前文において上で述べたように、アクチュエータの正確な制御により、結果としてタービンが、従ってターボチャージャ全体及び機関がより効率的に動作できるようになるからである。
【００４１】
ここで図３を参照すると、これは、本発明の実施形態に従うイベントロギング装置の動作をフローチャートの形で概略的に表わしている。これを用いて内燃機関内で起こっているイベントに関する情報をログすることができる。特に、これを用いてアクチュエータの動作に起こっているイベントに関する情報をログすることができる。
【００４２】
制御システムは、電力が供給されている間(即ち点火回路がオンに切り換えられているとき)に動作可能であるのみである。この時間外ではどのような動作もできない。電力が供給されている間、カウンタが周期的に増加する(ステップ５０)。カウンタの現在値は不揮発性メモリに格納され(ステップ５１)、電力供給がオフに切り換えられたとき、電力供給が再開されるまでカウンタの最後の値が保存される。そしてカウンタが所定期間待機した後(ステップ５２)、再びカウンタを増加させる。前記所定期間は通常１秒であり、ログされたイベントの相対タイミングを＋／−１秒の精度まで算出することができる。前記不揮発性メモリは、例えばＥＥＰＲＯＭであってもよい。カウンタの現在値を格納するために設けられるメモリの容量は、カウンタがカウントすることができる延時間を決定することになる。各所定期間を１秒とすれば、４バイトで１３６年までのイベントを記録することができる。
【００４３】
カウンタを更新する間の所定期間は、１秒から変化させてもよい。例えば、前記期間は１秒の何分の１、例えば０.１秒又は０.０１秒であってもよく、又は前記期間は、複数秒、例えば１０秒又は１００秒であってもよい。選択される期間は、カウンタ値を格納するために設けられるメモリの大きさ、イベントの予想頻度、イベントがログされるべき予想最大期間及びイベントの相対タイミングの必要分解能によって決まることになる。カウンタは通常毎回１増加する。しかしながら、１より多くカウンタを増加させてもよい。
【００４４】
ステップ５３は、イベントが検出されることを表わしている。イベントが検出されれば、動作はステップ５４に移る。イベントが検出されなければ、動作はステップ５３に留まる。イベントは、アクチュエータ、タービン、ターボチャージャ又は内燃機関の他の任意の部分に接続されたフィードバックセンサを含むセンサから信号を受信することによって検出することができる。検出されるイベントの性質は様々であり、装置が取り付けられている機関型式のために特に関連するイベントを検出するように構成することができる。例えば、点火回路がオンに切り換えられること、アクチュエータがその所望の位置に達しないこと、機関内の通信チャネル上のタイムアウト、ある構成要素によって引き込まれている過電流、アクチュエータの位置を検出するためのホールセンサの故障及び機関の故障を含むことができる。
【００４５】
新たなイベントレコードが作成される(ステップ５４)。イベントレコードは、メモリデバイスに確保されたメモリの領域を具えている。該メモリの領域は固定長であり、多くの固定長フィールドを有する。そしてこれらのフィールドはイベントを特徴付けている情報で占有される(ステップ５５)。フィールドの１つは、カウンタの現在値である(ステップ５５への入力５６)。
【００４６】
後でイベントレコードを分析するとき、最後のイベントからの相対時間は、先のイベントレコードに格納されているカウンタ値をカウンタの現在値から減算して、既知の所定の遅延の長さで掛けることによって算出することができる。各イベントレコード内の他のフィールドは、例えば、イベントタイプフィールド、監視されている機関の特定部分、例えばアクチュエータの状態に関する状態フィールド、アクチュエータ温度及びアクチュエータ位置を含むことができる。各フィールドは通常、長さ整数倍バイトである。例えば表１を参照。
【００４７】
【表１】
2008533382.tif 000003
イベントレコードのサンプルフォーマット。全イベントレコードは長さ９バイトである。
【００４８】
一旦新たなイベントレコード内のフィールドが全て情報で占有されると、該イベントレコードはメモリデバイスに格納される(ステップ５７)。このメモリデバイスは、カウンタの現在値を格納するために用いられるものと同じメモリデバイスであってもよい。この過程はそれからステップ５３に戻り、次のイベントが検出されるのを待つ。その間も、電力が制御システムに供給されている間は、カウンタは連続的に増加する。電力は、機関の点火がオンに切り換えられている期間、供給される。これは、機関が運転中である期間に必ずしも対応するというわけではない。
【００４９】
点火が最初にオンに切り換えられるとき、イベントがログされる。これが、あらゆる後発イベントのための時間における基準点となる。従って、各イベントについて、点火がオンに切り換えられてからの時間を算出することができる。
【００５０】
新たなイベントレコードが書き込まれるメモリは、円形アレイを具えている。該メモリは、イベントレコードのための次の順次箇所を指すように構成された円形ポインタを具えている。一旦アレイの端に達すると、新たなイベントレコードは、アレイの始めに格納されて最も古いイベントレコードを上書きする。メモリは、イベントレコードが含むイベントに関する情報が現在の故障を診断するためにもはや価値がないような十分に長い時間が経過するまで(例えば１年)それらが上書きされることにはならない十分に大きな格納容量を有するように構成されている。
【００５１】
メモリの全内容は、オフライン分析のためにコンピュータ又は他の外部プロセッサにダウンロードすることができる。イベントレコードを分析することによって、イベントロギング装置が給電されていた期間を識別することが可能である。推断によって、制御システムが給電されていなかった、即ち点火がオフに切り換えられていた延時間を示すおおよその値を識別することができる。このように、車両の典型的な駆動パターン及び重大イベントが起こった相対時刻の包括的画像を時間と共に構築することができる。イベントレコード内に温度及びアクチュエータ状態及び位置情報を含めることによって、ログされたイベントが起こった時の一般的な状況の目安を確立することができる。表２は、メモリ格納庫からダウンロードされた一連のイベントレコードの代表的な表示をしている。
【００５２】
【表２】
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一連のイベントレコード及び算出されたセッション及び期間時間の代表サンプル。
【００５３】
電源がオフに切り換えられた、即ち点火がオフに切り換えられたとき、カウンタの現在値は実際上凍結される。従って、点火がオフに切り換えられたときのカウンタの最終値は、点火が次オンに切り換えられるときのカウンタの値に等しい。セッションとは、先の点火オンイベントから、即ち現在の機関使用期間の開始から、現在のイベントまでの時間である。これは、カウンタ値間の差から時間、分及び秒で算出することができる。期間とは、機関がオンに切り換えられている延時間である。これは、１つの点火オンイベントから次までのカウンタ値を減算することによって算出される。ある期間内に含まれるイベントレコードを調べることによって、点火がオンに切り換えられた時間に対する任意のイベントの正確な時間、そしていつ点火がオフに切り換えられているかを決定することができる。
【００５４】
制御システムに電源が供給されていた複数の期間の間の時間−即ち点火回路がオフに切り換えられていた期間をイベントレコードから直接に知ることは不可能である。しかしながら、イベントレコード内の他のフィールドから幾つかの仮定をすることができ、これらは機関の典型的な使用パターンのより完全な画像を提供する。機関温度は点火がオンに切り換えられている延時間と共に増加し、そして点火がオフに切り換えられた後に低下する傾向があるので、低温での点火オンイベントは、車両が最後に用いられてから長い時間が経過した後に車両が用いられていること、例えば車両が朝一番に用いられていることを示している可能性が高い。逆に、高温での点火オンイベントは、車両が最後に用いられてからの時間が比較的短いことを示している可能性が高い。冷たい初期温度の機関オン期間の後に温かい初期温度の機関オン期間が通常続けば、これは１日当たりの駆動の２つのセッションの平均駆動パターンを示している可能性が高い。一対の期間の長さを２４時間から減算することによって、点火がオフに切り換えられていたその日の延時間を決定することができる。このことから、車両の典型的な使い方の目安を構築することができる。
【００５５】
故障診断のため、イベントレコードを分析することによって次の有益情報を決定することができる。即ち、イベントが起こる前に点火がどれくらいオンであったか、後発イベントの相対タイミング、機関(又は１つの具体的な部分、例えばアクチュエータ)が破損したのに点火がオンであった延時間及び点火がオンに切り換えられていた全期間である。温度情報を分析することによって、故障が起こる時の温度、点火が短期間オフに切り換えられているかどうか、余分な熱は故障が起こる時の典型的な要因であるかどうか及び凍結による妨害物によって故障が引き起こされる可能性があるかどうかを推定することが可能である。
【００５６】
本発明のイベントロギング装置及び方法は、イベント、特に後の故障の分析のために重大イベントの発生をログすることが望ましい他の装置に適用することができるということは、適切な当業者によって容易に理解されるであろう。例えば、内燃機関によって動力を供給される車両の運転の他の側面にイベントロギングを適用することができる。更に一般的に言えば、本発明は、時間参照信号が利用できない推定時間枠内でイベントをログすることが望ましい任意の機械、システム又は装置に適用することができる。
【００５７】
添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、上記した設計及び方法に対する多数の修正及び変更をなすことができるということを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に従う可変静翼タービン付きターボチャージャを電気アクチュエータの概略図と共に示した断面図である。
【図２】内燃機関のターボチャージャの一部を形成している可変静翼タービンの制御システムを示しているブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の動作を概略的に表わしているフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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