(57)【要約】  車両排気系の粒子フィルタの診断オンボードは、粒子フィルタ周囲の流れ及び圧力に関する反復データを記録する。このデータは、数値スケール内にある連続しきい値又はフィルタを有する仮想データビンに記録される。典型的には、それぞれのデータ点をいくつかのビンに記録して、診断で使用するための平均化データの迅速な計算を可能にする。それほど頻繁ではなく記録されたデータの機微性が保持されると共に、診断結果の迅速の配信が得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
期間診断チェックによって部品の状態を決定する方法であって、該診断チェックは、１以上の予め決定された値を参照することによって「正常」及び「故障」に相当する挙動を示し、該方法は、
部品の１以上の可変パラメータのそれぞれについて可能値の数値的スケールを与え、該値は、該スケールの一方の限度から他方の限度まで漸進的に増大する品質を有し；
該それぞれのスケールにおいて、複数の連続したしきい値を定義し、そして各しきい値について仮想データビンを与え；
所定の時間間隔で該１以上の可変パラメータを継続的に測定して該パラメータの連続値を取得し；
それぞれの連続値について、該値の低品質側に関するしきい値を有する対応する全てのデータビンに該値を配置し；
各データビンの値を継続的に合計し；
全てのデータのビンについて、値の最大合計に相当するトリガー限度を定義し；
任意のビンにおいて該トリガー限度に達したときに、該ビンの平均値を算出し；
該予め決定された値を参照することによる該診断チェックにおいて該平均値を使用し、そして
該トリガー限度が連続値の再蓄積に到達したビンをクリアすること
を含む方法。
【請求項２】
内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタの入口と出口との間の差圧である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタの入口と出口の間の動落差である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタを通る体積流量である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
体積流量の平均値が差圧の値のデータビンについてのトリガー限度を決定する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
任意のビンにおいてトリガー限度に到達したときに、前記平均値を全ての変数パラメータの対応する全てのビンで算出する、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
それぞれの可変パラメータに関連付けられた仮想データビンの数が３よりも多くかつ２０未満である、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記仮想データビンの数がそれぞれの可変パラメータについて同じである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
スケールの上限でのデータビンが下限のしきい値のみによって定義される、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
スケールの下限でのデータビンが上限のしきい値のみによって定義される、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
期間診断チェックにより部品の状態を決定する方法であって、該診断チェックは、１以上の予め決定された値を参照することによって「正常」及び「故障」に相当する挙動を示し、該方法は、
部品の１以上の可変パラメータについて可能値の数値的スケールを与え、該値は、該スケールの一方の端から他方の端まで次第に増大する品質を有し；
該スケールにおいて、複数の連続しきい値を定義し、そして該しきい値についてデジタルフィルタを与え；
該１以上の可変パラメータを所定の時間間隔で継続的に測定して該パラメータの連続値を得；
該連続値について、該値を、該値の低品質側に関するしきい値を有するデジタルフィルタに通し；そして
該予め決定された値を参照することによる該診断チェックにおいて該デジタルフィルタの出力を使用すること
を含む方法。
【請求項１２】
内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタの入口と出口との間の差圧である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタの入口と出口の間の動落差である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタを通る体積流量である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
それぞれの可変パラメータに関連付けられたデジタルフィルタの数が３よりも多くかつ２０未満である、請求項１１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記デジタルフィルタの数がそれぞれの可変パラメータについて同じである、請求項１１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の方法を実施するための、部品用オンボード診断又はプロセッサ。
【請求項１８】
前記部品が車両用排気粒子フィルタである、請求項１７に記載のオンボード診断又はプロセッサ。
【請求項１９】
前記制御システムが請求項１８に記載の診断又はプロセッサを備える、車両の制御システム。
【請求項２０】
部品と、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法を実施するためのオンボード診断とを備える車両システムであって、該診断は、該部品用の制御システム内に組み込まれ、かつ、電子プロセッサ及び１個以上のメモリデバイスを備える車両システム。
【請求項２１】
前記部品が排気粒子フィルタである、請求項２０に記載の車両システム。
【請求項２２】
前記粒子フィルタの上流にある圧力センサ、該粒子フィルタの下流にある圧力センサ及び前記排気システム内にある体積流量センサのうちの一つ以上をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記粒子フィルタがディーゼル粒子フィルタ及びガソリン粒子フィルタのうちの一つである、請求項２１又は請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
請求項１９〜２３のいずれかに記載のシステムを搭載した車両。
【請求項２５】
添付した図面を参照して本明細書に実質的に記載した部品の条件を決定する方法。
【請求項２６】
添付した図面を参照して本明細書に実質的に記載した部品の条件を決定するシステム。
【請求項２７】
添付した図面を参照して本明細書に実質的に記載した部品の条件を決定するシステムを搭載した車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、診断方法、特に、装置の挙動や状態が正常又は不良動作を示しているかどうかを決定する方法に関する。本発明は、結果を短時間で迅速に提供するのに必要な診断、特にオンボード診断（ＯＢＤ）に適用可能である。また、本発明は、典型的には電子プロセッサで実施される車両のオンボード診断、該診断を取り入れたシステム、及び該システムを取り入れた車両に関する。本発明の態様は、方法、システム及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
法律には一定の基準が規定されている。特に、法律には、診断が、典型的にはＹＥＳ／ＮＯ又は正常／障害表示とすることができる結果を作成するのに要する期間が規定できる。
【０００３】
例えば、ディーゼルエンジン搭載車の粒子排出量を削減するために、排気ガス排気管内にディーゼル粒子フィルタ（ＤＰＦ）を設けることが一般的である。また、ガソリンエンジン車の排気管内にガソリン粒子フィルタ（ＧＰＦ）を設けることもすぐに一般的になると考えられる。
【０００４】
法律には、排気物質制御が正常に機能していることを確認するためにＯＢＤを設けるべきことが規定されている。このようなＯＢＤ要件は、ＤＰＦの全般的な障害に関するものであり、ＤＰＦが完全に又は部分的に排気システムから欠落しているかどうかを示すことを目的とする。典型的には、このＯＢＤは障害を検出し、調査及び／又は修理が必要であることを車両の運転者に警告するように車両のダッシュボードに故障照明ランプ（ＭＩＬ）を点灯する。
【０００５】
ＯＢＤが有効でない場合には、未処理の排出ガスは排気管出口に通る場合がある。
【０００６】
迅速な結果がＯＢＤから必要とされる別の領域は、安全機能の正しい動作に関連する。例えば、回転部品の故障の一態様は、一般に、振動の増加を検出することにより予測できる。故障が発生する直前に、振動の振幅が非常に急速に増加する場合があり、対応するＯＢＤは、差し迫った故障を検出し特定するために、非常に迅速な結果を提供するために必要とされる場合がある。
【０００７】
さらに別の例は、データ認識の精度が、例えば、測定パラメータのセンサからの距離に依存する場合には特に、可変品質のデータに基づく迅速な意思決定に関する。
【０００８】
次は、車両排気系用のＯＢＤに関連してなされる迅速な意思決定の重要性の例である。
【０００９】
ＤＰＦが故障したかどうかを決定するための既知のＯＢＤの特徴は、入力としてＤＰＦにわたって測定された差圧を使用することである。差圧は、ＤＰＦを通るガス流の大きさに比例して変化し、差圧値の大きさ、データの精度及びＤＰＦの故障を特定する機会は、全て、高いガス流ではそれらの最大でのものである。
【００１０】
この差圧は連続的にサンプリングされ、そして電気信号に変換される。典型的には、電気信号はノイズが多く、このノイズは、ＤＰＦの瞬間的状態が実質的に不変の場合があるにもかかわらず、かなりの振幅を示すことがある。電気的ノイズは、例えば車両振動などの多くの要因に起因する。
【００１１】
同様に、様々なシグナル間における様々な応答時間のため、差圧と他の適切なエンジン又は排気シグナルとの組み合わせ（例えば、圧力差及び体積流量を含むメトリックの組み合わせ）により算出される任意の値について大きなノイズが存在する場合がある。
【００１２】
電気又は計算信号においてこのようなノイズを低減するための標準的な技術は、電気信号ライン上で電気装置を直接適用することによって又はエンジン管理システム内において適切なデジタル信号処理を適用することによって、実質的な低域通過フィルタを使用し、外れ値を除去する重度に減衰した信号を生成することである。重度に減衰した差圧信号又は他の計算信号をしきい値に対して試験して合格又は失敗を示すことができる。
【００１３】
しかし、このような技術は、フィルタの適用の点で識別力を欠き、低レベルの排気ガス流で記録された低精度データと高ガス流で記録された高精度データと同じ優先順位を与える。このように、与えられたデータの全体的な精度及びそれについてなされた判断は、必然的に損なわれることになる。
【００１４】
別のＯＢＤは、フィルタの代わりに、所定の期間からのデータを使用し、多くの測定値から平均値を算出することができる。次いで、これらの平均値を組み合わせて、信号を生成することができ、その後これをしきい値に対して試験して合格又は失敗を示す。しかし、この方法には、高排気ガス流で記録された高品質データの精度が低ガス流で記録された低品質のデータとの組み合わせにより損なわれることになるという点で、低域通過フィルタ技術によって示される同じ問題がある。
【００１５】
これらの既知のＯＢＤが高レベルの排気ガス流で与えられた場合にしか動作することができないような厳しい入口条件の適用は、この問題を効果的に回避することができ、ＯＢＤが高流量／高精度のデータでのみ動作することを確保することができる。しかし、多くの車両タイプ及び顧客使用プロファイルについて、これらの高排気ガス流期間は、まれにしか生じず、高車両加速の期間中などの非常に短い期間に生じる。そのため、このような入力条件の使用は、多くの車両及び顧客のために、これらの既知のＯＢＤが法的な動作要件を達成するのに十分な頻度では動作しないようにすることができる。
【００１６】
他のデバイスや装置に関する可変精度のデータに関連して同様の問題が特定できる。例えば、回転軸の振動に関連して、センサ信号の品質は、他の振動源（例えば、モータやエンジン）からのノイズに影響を受ける場合があり、その結果、信頼性判断は、かなりの量のデータを既知の技術に従ってフィルタリング又は平均化した後でしか低速データに対して行うことができない。一方、高速データは、周囲の影響がなく、それに応じて小さなデータセットが信頼性の高い診断を与えることができる場合に、高品質であると見なすことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
必要なことは、様々なレベルの精度のデータを区別しかつ使用することができ、可変精度のデータについて迅速な判断を与えることができ、しかも、最高品質のデータの精度が損なわれないようにすることで、その後、十分に高い精度のデータが所定の動作サイクルの間に利用可能になった時又は場合に、さらに良好な追加の品質判断を与えることができる診断である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
発明の概要
本発明の一態様によれば、期間診断チェックによって部品の状態を決定する方法が提供され、該診断チェックは、１以上の予め決定された値を参照することによって「正常」及び「故障」に相当する挙動を示し、該方法は、
部品の１以上の可変パラメータのそれぞれについて可能値の数値的スケールを与え、該値は、該スケールの一方の限度から他方の限度まで漸進的に増大する品質を有し；
該それぞれのスケールにおいて、複数の連続するしきい値又はフィルタを定義し、そして各しきい値又はフィルタについて仮想データビンを与え；
所定の時間間隔で１以上の可変パラメータを継続的に測定してパラメータの連続値を取得し；
それぞれの連続値について、該値の低品質側でのしきい値又はフィルタを有する対応する全てのデータビンに該値を配置し；
各データビンの値を継続的に合計し；
全てのデータのビンについて、値の最大合計に相当するトリガー限度を定義し；
任意のビンにおいてトリガー限度に達したときに、該ビンの平均値を算出し；
該予め決定された値を参照することによる該診断チェックにおいて該平均値を使用し、そして
該トリガー限度が連続値の再蓄積に到達したビンをクリアすること
を含む。
【００１９】
本明細書において、用語「データビン」は、予め定義された目標を満たすデータの好適なアキュムレータを表す；トリガー値に達したときに、データビンのデータを平均化して結果を示す。それぞれのデータビンは、しきい値に達したとき又はフィルタ（例えば、デジタルフィルタ）を通過したときに蓄積でき、それによって、定義された重複しきい値内に入るデータのみが有益であるとみなされる。
【００２０】
このデータは、所定のしきい値に従って、１以上のデータビンに割り当てるのを可能にする離散値を有することができる。一実施形態では、この方法は、迅速なＯＢＤ結果が要求され、かつ、データが可変の品質のものである車両部品に適用される。
【００２１】
一実施形態では、数値スケールは、最大の精度を持つデータ、すなわち部品の故障を識別する機会がスケールのより高い大きさの限度に向かうようなものである。すなわち、それぞれの連続値は、その値よりも下のしきい値を有する全てのデータビンに配置される。
【００２２】
本発明の効果は、部品の初期の指標、例えばＤＰＦ又はＧＰＦの故障（それによって、未処理の排出ガスは、法的制限に反して車両エンジンから排出される場合がある）を与えることができる良好な診断を提供することである。
【００２３】
実施形態では、本発明は、診断に使用するための精密データ、例えば、車両の機器の状態を示すことを目的とする車両ＯＢＤ、特にＤＰＦ又はＧＰＦを提供する。
【００２４】
本発明は、使用時に、可変パラメータが粒子フィルタを横切る差圧、フィルタを通って流れるガスの体積流量及びフィルタを通って流れるガスの動落差の一つである、車両の排気系において粒子フィルタの状態を決定する方法に直接適用することができる。
【００２５】
可変パラメータが差圧の場合には、より高い圧力差は、増大した品質のデータを示し、このようなデータは、圧力差が大きくなると徐々に増大する品質であるとみなすことができる。増大した「品質」とは、データが、問題の部品、例えば排気系の粒子フィルタの状態を決定する目的のために、信頼性の向上及び／又は値の増加に向かう傾向があることを意味する。
【００２６】
数値スケールは、データを区別するのに十分な数のしきい値を含むが、不合理な処理能力が必要とされるほど多くはない。したがって、最低及び／又は最高のしきい値は、しきい値以下又は以上の全てのデータを定義することができ、対応する絶対限界は適用されない場合がある。最低しきい値と最高しきい値との間では、複数の追加のしきい値が上限値及び下限値で囲まれた帯域を画定する。実際には、これらのしきい値は、車両部品の状態を評価すべき頻度を考慮して、それぞれのトリガー限度が速すぎることも遅すぎることもなく到達することを確実にするように配置される。しきい値又はデータビンの数は、３超かつ２０未満とすることができる。
【００２７】
トリガー限度は、それぞれのビンについて若しくは複数のビンについて同じであり、又は個別に選択できる。
【００２８】
本発明の実施形態では、最小の大きさを有するデータは最大の精度のものであるため、部品の故障を識別する最大の機会を提供する。この場合には、機能は、それぞれの連続値がその値を上回るしきい値を有する対応する全てのビン内に配置されるように変更され、数値のスケール、しきい値及びトリガー限度は、上記態様で特定される。
【００２９】
一実施形態では、任意のビンにおいてトリガー限度に到達したら、平均値を上記全ての可変パラメータの対応する全てのビンで算出する。
【００３０】
各可変パラメータの値を合計するための複数のデータビンの使用及びその同時充填は、診断を開始した後の期間において比較的迅速に、比較的低い品質及び精度のデータについてスケールの一方の端付近のビンによりトリガー限度に到達させ、合格又は失敗の判断を行うことを可能にする。しかし、同時に、まれにしか見られないが、ただし高品質のデータを使用して、数値スケールの他方の端に向けてビンを埋め、そして十分なデータが利用可能になったときに、さらに良好な品質の合格又は失敗の判断を同じ期間、例えば車両駆動サイクル中に行い、故障部品を検出する機会を最大化することができる。
【００３１】
車両では、「イグニッションオン」事象は、典型的には車両の運転者が所定期間にわたって車両を離れたときの完全なエンジン停止及び再始動を含む。運転者が車両に残っている間におけるエンジンの一時的な停止は、診断がデータを蓄積する期間には再起動しない場合があることが想定される。
【００３２】
車両に適用される本発明の実施形態では、全てのビンに蓄積された全てのデータは、それぞれの「イグニッションオフ」事象、すなわち、車両エンジンの永久的停止でクリアされる。「イグニッションオフ」事象は、車両の運転者が車両を離れ、それをロックすることで示される。この構成は、個々の車両使用期間にメモリにデータを保持する必要がなくなり、これにより実質的にデータ処理が簡素化される。データを保持することは、本発明においてはさほど重要なことではない。というのは、車両部品の状態の比較的迅速な決定を行うことができるからである。
【００３３】
一例では、本発明を、内燃機関の排気系において粒子フィルタ（ＤＰＦ又はＧＰＦ）の状態を決定するためにＯＢＤに適用して、特にこのようなフィルタの入口と出口との間の差圧の値を蓄積する。差圧は、ＤＰＦが部分的に満たされる時間にわたって非常にゆっくりと変化する傾向にあるが、再生直後の期間に非常に急速に変化する傾向がある。したがって、それぞれのトリガー限度は、蓄積されることが期待されるデータの量及び品質に応じて適切な応答速度を与えるように選択できる。
【００３４】
本発明の一態様によれば、期間診断チェックにより部品の状態を決定する方法が提供され、該診断チェックは、１以上の予め決定された値を参照することによって「正常」及び「故障」に相当する挙動を示し、該方法は、部品の１以上の可変パラメータについて可能値の数値的スケールを与え、該値は、該スケールの一方の端から他方の端まで次第に増大する品質を有し；該スケールにおいて、複数の連続しきい値を定義し、そして該しきい値についてデジタルフィルタを与え；該１以上の可変パラメータを所定の時間間隔で継続的に測定して該パラメータの連続値を得；該連続値について、該値を、該値の低品質側に関する閾値を有するデジタルフィルタに通し；そして、該予め決定された値を参照することによる該診断チェックにおいて該デジタルフィルタの出力を使用することを含む。
【００３５】
この態様では、複数のデータビンの代わりに複数のデジタルフィルタを使用するが、生データは、その品質に応じてデータを分離するためにしきい値の適用によって分離され続ける。一実施形態では、分離されたデータを、それぞれの値の低品質側に関連するしきい値を有する全てのフィルタに通す。
【００３６】
したがって、両方の実施形態では、可変品質のものとすることができる全てのデータを、高い平均化又はフィルタリング適用で使用する。より高品質のデータを分離するため、データの品質は、従来技術の平均化技術によっては損なわれない。本発明は、最高品質の故障値を最適な時間内に戻すことを可能にする。
【００３７】
本発明は、任意の好都合な又は好適な方法で、管理システム、例えば、車両管理システム又は車両のエンジンシステムにおいて具体化できる。例えば、本発明は、メモリを有する好適にプログラムされた電子プロセッサで実施でき、かつ、ＯＢＤルーチンを含むことができる。車両では、ＯＢＤは固定されてもよいし、地理的位置、車両の使用状況、車両年数、車両の年間走行距離等を考慮して設定可能な変数を含むことができる。このような設定可能な変数は、車両及び／又はエンジンの種類に応じて工場で設定でき、また、１以上の設定可能な変数は、適切に認可されかつ訓練を受けた技術者によって設定できる。
【００３８】
本発明は、任意の好適な車両システムで実施でき、また、本発明は、本発明を実施するための制御システムを有する車両のエンジン及び本発明を実施するように構成された車両を包含する。
【００３９】
本発明の一実施形態は、エンジンを有する車両と、排気システムと、該排気系内における粒子フィルタと、該粒子フィルタを横切る差圧の連続的な測定値を参照することにより粒子フィルタの状態を決定するためのＯＢＤとを含む。
【００４０】
本願の範囲内で、前段落、請求の範囲及び／又は以下の説明及び図面に示される様々な態様、実施形態、実施例及び選択肢、特にその個々の特徴は、独立して又は任意の組み合わせで得られることが明示的に意図される。一実施形態に関連して説明した特徴は、このような特徴が矛盾しない限り、全ての実施形態に適用可能である。
【００４１】
ここで、本発明の１以上の実施形態を、添付の図面において単に例示として示される実施形態を参照しながら、単なる例示として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、排気系及び排気粒子フィルタを有する車両を概略的に示す。
【図２】図２は、正常及び故障した状態の排気粒子フィルタについての圧力差／流量データの幅をグラフで示す。
【図３】図３は、本発明の態様で使用するための複数のデータビンを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
詳細な説明
典型的な燃焼エンジン搭載車両１０は、そのいくつかの部品の一つとして排気粒子フィルタ１２を備える排気系１１を有する。排気粒子フィルタ１２の位置は、図１に例示されており、実際には通常の過給機の排気マニホールド又は出口付近にあることができる。
【００４４】
粒子フィルタ１２の機能は、排気ガス流から煤粒子を好適なフィルタモノリスにそれらを捕捉することによって除去することである。粒子フィルタは、排気ガス流にかなりの制限をもたらす程度に十分に閉塞したときに交換できるが、より一般的には、蓄積された粒子を燃焼させる戦略が考案されている。燃焼（通常は再生と呼ばれる）後、フィルタは清浄であり、さらなる使用期間が可能である。例えば排気ガス流の温度を上昇させて自発的な燃焼を開始させることによるいくつかの再生方法が知られている。
【００４５】
排気粒子フィルタを有する車両では、車両電子制御システムは、車両部品の正しい動作を定期的に決定するために、多数のオンボード診断（ＯＢＤ）ルーチンを含む。このようなＯＢＤは、排気粒子フィルタがフィルタ材料の損失によって故障したか否か、すなわちフィルタを横切る圧力差の減少を示すか否かを決定するためのものである。
【００４６】
幸いなことに、圧力差を計算することは比較的容易であり、また好適な圧力センサは、アナログ電気信号を車両又はエンジン制御システムに送信するために粒子フィルタの入口及び出口に設けられる。
【００４７】
差圧は、粒子フィルタが「正常」又は「故障」であるかどうかの指標を与えるために、ガス流に対してグラフにプロットできる。ガス流は、エンジン管理データ、例えば、エンジン回転数、燃料流量、空気流量及び車両エンジンの経験的試験から決定されるときの他の関連要因に関連するルックアップテーブルから決定できる。このようなデータは、エンジン管理システム、典型的には電子制御システムで使用され、かつ、好適なセンサから供給され、及び／又は好適な電子プロセッサで算出される。このようなデータは、参照のためにメモリに保存できる。
【００４８】
図２は、正常の粒子フィルタ１３及び故障の粒子フィルタ１４に関連する、データの２つの重複セットを示す典型的なグラフ図を示す。データのセットは、複数の個々の点測定を含む。
【００４９】
容易に分かるように、粒子フィルタ内における捕捉された煤の存在のため、これらのデータセットは多少重複するので、いくらかの流量では、正常と故障とを区別することができない。というのは、部分的に閉塞した正常フィルタは、欠落したフィルタマトリックスに閉塞フィルタと同じ圧力差を与える可能性があるからである。さらに、典型的には車両振動などの影響のため、それぞれのデータセット内においてデータのばらつきがかなりある。このようなばらつきは、従来「ノイズ」と呼ばれている。
【００５０】
異常値を排除し、そして線形関係を生成するためのデータの単純な電子フィルタリングは、粒子フィルタのモニタリングには望ましくない。というのは、差圧信号は、比較的短時間の高エンジン負荷で最も有用だからである。したがって、このような高負荷データは、電子フィルタリングによる排除の当然のリスクを伴う一時的なものとして見ることができる。粒子フィルタのモニタリングでは、高負荷データは貴重なため、異常値の排除技術は許容できない。
【００５１】
ＯＢＤでは、十分なデータを蓄積させて、ＯＢＤの結果が信頼できるものであることを確保しなければならない。したがって、一般的には複数のデータポイントを平均化する。粒子フィルタに伴う特定の問題は、十分なデータを再生事象後可能な限り迅速に蓄積しなければならないことである。というのは、粒子フィルタの状態は、煤粒子が捕捉されると急激に変化するからである。貴重な高負荷データが再生事象後に利用可能であることは保証できないが、もし利用可能ならば、このようなデータを迅速に活用すべきである。平均化技術は、非常に大量の低負荷データ内に貴重な高負荷データを包含する傾向があるため、高負荷データの効果が希釈される。
【００５２】
実用的な再生戦略は、排気ガス温度が適宜の再生事象を開始するために十分に高い時折の高速道路運転に依存する。これに対し、車両が市街地運転でしか使用されない場合には、排気ガス温度は、再生を開始するのに必要な最小値に到達しないことがある。
【００５３】
本発明を、図３を参照して説明する。この図は、車両電子制御システム、例えば排気粒子フィルタについてのＯＢＤに関連するプロセッサ内に含まれる複数の仮想データビンを模式的に示している。
【００５４】
排気システムを通るガス流を好適な割合、例えば１０Ｈｚで継続的に算出し、そして粒子フィルタにわたる差圧の対応測定値を記録する。
【００５５】
ガス流量及び差圧を表す各データ点について、図３の仮想データビンを満たす。
【００５６】
それぞれのデータビンは、それぞれのビンについて増大する低いしきい値よりも大きい体積流量の範囲を表す；すなわち、図示するように、最も低い流量ビンは、３００ｍ3／時を超える流れに関するデータについてのものであり、最も高いのは、１２００ｍ3／時を超える流れに関するデータについてのものである。
【００５７】
データビンの数並びにそれぞれの範囲及び下限のしきい値は、必要に応じて選択できる。本発明を実現するのに十分な数のビンが存在すべきであるが、データの取扱いがリソース不足になるほど多くのビンが存在する必要はない。
【００５８】
データビンは、電子プロセッサのメモリ又は記憶領域内に設けられ、これは、同様に車両のエンジン又は車両の制御システムの一部とすることができる。データは、プロセッサに予めプログラムされた又は埋め込まれたルーチンに従って又は好適なアルゴリズムに従ってビンに割り当てられる。
【００５９】
最も低い流量データビンは、頻繁に満たされる傾向にあることが容易に分かるであろう。というのは、高い流量は、それほど頻繁ではない傾向にある高いエンジン回転数に関連するからである。
【００６０】
この実施形態では、圧力差のデータは、流量に従って１以上のビンに配置される。したがって、例えば４５０ｍ3／時の記録された流れは、下限２つのビンを満たすのに対し、８８０ｍ3／時の流れは、下限６つのビンを満たすことになる。
【００６１】
このように、データは、それぞれのデータビンに関連付けられたトリガー限度に従って、複数のビンに同時に蓄積し、信頼性の理由でいくつかのデータポイントの平均値に依存するＯＢＤ結果の迅速な提供を可能にする。このように、データは平均化されているが、それぞれの平均のために使用されるデータの帯域は制限される。
【００６２】
それぞれのビンのトリガー限度は、容量限度に関連し、そのため、一例では、＞４００ｍ3／時のビンは、１０，０００ｍ3／時の数値限界を有することができ、またこの限界は、多数のデータポイントが記録されたときに到達できる。このビン内のデータは、４００〜５００ｍ3／時の範囲の任意の流量に相当することができ、多くの記録された値は５００ｍ3／時とすることができるであろう。というのは、実際の流量は、５００ｍ3／時よりも高いと考えられるからである。
【００６３】
一例では、２３のデータ点は、１００００ｍ3／時のトリガー限度を超過する場合がある。このトリガー限度を超えたら、平均体積流量を算出し、これは一例では１００４０／２３＝４３７ｍ3／時である。
【００６４】
また、データポイントは差圧を表し、これを同様の方法で平均化して、平均流量に相当する平均差圧を得る。また、ＯＢＤは、動落差（粒子フィルタを通した流れによる圧力差）を考慮することもでき、これは、エンジン又は車両の電子制御装置において適切なルックアップテーブルに記録された又は適切なアルゴリズムによって定義されたエンジン管理情報及び試験台データから計算できる。動落差はデータ点として表され、測定に基づく各帯域についての平均値を生成するために差圧と同様の態様でデータビンに記録できる。
【００６５】
このように収集されたデータは、低い流量ビンを迅速に、すなわち提供された平均化データを迅速に満たす傾向がある。このようなデータは機微が低いものあるが、本発明は、ＯＢＤアルゴリズムにより結果の迅速な提供を与えることを可能にする。高い流量ビンにおける機微データの精度は損なわれないため、機微データは、高いエンジン回転数に相当するが、その値又は品質は希釈されないため、より緩やかに蓄積する。
【００６６】
実際には、データビンのいくつかのセットが提供され、一つは、それぞれの測定パラメータのためのものである。粒子フィルタＯＢＤでは、最も好適なパラメータは、粒子フィルタを横切る差圧、粒子フィルタを通した流量及び動落差である。
【００６７】
１つのパラメータの１つのトリガー限度（これは、体積流量データを記録する１つのビンのトリガー限度であることができる）に達したらすぐに、他のパラメータの対応するビンの平均値を算出する。
【００６８】
粒子フィルタの例では、このようにして３つの平均値が与えられ、それぞれ、圧力差、流量及び動落差である。これらの平均値の一つは、対応するデータビンのトリガー限度でのものである。
【００６９】
３つの平均値をＯＢＤで使用して粒子フィルタの状態を診断する。ＯＢＤは、それ自体は本発明の一部ではないが、いくつかのデータビン内におけるデータの同時記録に適用されるときに、ここで開示される平均化技術を取り入れることができる。
【００７０】
したがって、本発明は、粒子フィルタＯＢＤで使用するための測定値を提供することができ、その測定値は、粒子フィルタ内の実際の状態をより良好に表す。結果として、ＯＢＤに従ってなされる決定は信頼性が高く、故障の誤表示を低減することができるが、ただし、障害のある粒子フィルタを通常のようにＯＢＤによって診断しないことを条件とする。
【００７１】
回転軸に適用される場合には、診断は、容易に測定されるパラメータであるシャフト回転速度に従ってデータを区別することができる。車両適用時のようにシャフト速度が変化しやすい場合には、低速データはより迅速に蓄積することができるが、同様の周波数及び／又は振幅を有する他の振動源に影響を受ける場合には品質が低い場合がある。一方、高速データは品質が高い場合があるが、それほど迅速には蓄積しない。本発明の診断は、シャフト速度の範囲にわたって全てのデータを収集するが、ただし特定の速度範囲に関連するデータに異なる基準を適用することにより、迅速な決定を可能にする。このデータは、複数のシャフト速度のための連続累算器にフィルタリングされるものとみなすことができるため、例えば、バランスを失った要素がより重要となる場合のある高速データは、高い信頼性を有しているとみなすことができる；すなわち、より少ないデータ点が信頼できる結果を得るために必要である。
【００７２】
第２の実施形態では、生データをしきい値に従って分離し、そして診断で使用するための出力を生成するためにそれぞれのしきい値に関連したデジタルフィルタを通過させる。そのため、複数のデジタルフィルタが設けられており、それぞれは、一連のしきい値によって分離されたデータに従って出力を与える。まれな高品質のデータから頻繁な低品質のデータを分離することの利点が実現され、それによってＯＢＤについての結果の迅速な提供を可能にする。
【００７３】
本発明の態様は、以下の番号を付した項から明らかになるであろう：
【００７４】
１．期間診断チェックによって部品の状態を決定する方法であって、該診断チェックは、１以上の予め決定された値を参照することによって「正常」及び「故障」に相当する挙動を示し、該方法は、
部品の１以上の可変パラメータのそれぞれについて可能値の数値的スケールを与え、該値は、該スケールの一方の限度から他方の限度まで漸進的に増大する品質を有し；
該それぞれのスケールにおいて、複数の連続したしきい値又はフィルタを定義し、そして各しきい値又はフィルタについて仮想データビンを与え；
該１以上の可変パラメータを所定の時間間隔で継続的に測定して該パラメータの連続値を取得し；
それぞれの連続値について、該値の低品質側に関するしきい値又はフィルタを有する対応する全てのデータビンに該値を配置し；
各データビンの値を継続的に合計し；
全てのデータのビンについて、値の最大合計に相当するトリガー限度を定義し；
任意のビンにおいてトリガー限度に達したときに、該ビンの平均値を算出し；
該予め決定された値を参照することによる該診断チェックにおいて該平均値を使用し、そして
トリガー限度が連続値の再蓄積に到達したビンをクリアすること
を含む方法。
【００７５】
２．内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタの入口と出口との間の差圧である、態様１の方法。
【００７６】
３．内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタの入口と出口の間の動落差である、態様１の方法。
【００７７】
４．内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタを通る体積流量である、態様１の方法。
【００７８】
５．体積流量の平均値が差圧の値のデータビンについてのトリガー限度を決定する、態様４の方法。
【００７９】
６．任意のビンにおいてトリガー限度に到達したときに、前記平均値を全ての可変パラメータの対応する全てのビンで算出する、態様１の方法。
【００８０】
７．それぞれの可変パラメータに関連付けられた仮想データビンの数が３よりも多くかつ２０未満である、態様１の方法。
【００８１】
８．前記仮想データビンの数がそれぞれの可変パラメータについて同じである、態様７の方法。
【００８２】
９．スケールの上限でのデータビンが下限のしきい値又はフィルタのみによって定義される、態様１の方法。
【００８３】
１０．スケールの下限でのデータビンが上限のしきい値又はフィルタのみによって定義される、態様１の方法。
【００８４】
１１．期間診断チェックにより部品の状態を決定する方法であって、該診断チェックは、１以上の予め決定された値を参照することによって「正常」及び「故障」に相当する挙動を示し、該方法は、
部品の１以上の可変パラメータについて可能値の数値的スケールを与え、該値は、該スケールの一方の端から他方の端まで次第に増大する品質を有し；
該スケールにおいて、複数の連続しきい値を定義し、そして該しきい値についてデジタルフィルタを与え；
該１以上の可変パラメータを所定の時間間隔で継続的に測定して該パラメータの連続値を得；
該連続値について、該値を、該値の低品質側に関するしきい値を有するデジタルフィルタに通し；そして
該予め決定された値を参照することによる該診断チェックにおいて該デジタルフィルタの出力を使用すること
を含む方法。
【００８５】
１２．内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタの入口と出口との間の差圧である、態様１１の方法。
【００８６】
１３．内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタの入口と出口の間の動落差である、態様１１の方法。
【００８７】
１４．内燃機関の排気において排気粒子フィルタの状態を決定するために使用され、可変パラメータが該粒子フィルタを通る体積流量である、態様１１の方法。
【００８８】
１５．それぞれの可変パラメータに関連付けられたデジタルフィルタの数が３よりも多くかつ２０未満である、態様１１の方法。
【００８９】
１６．前記デジタルフィルタの数がそれぞれの可変パラメータについて同じである、態様１１の方法。
【００９０】
１７．態様１又は態様１１の方法を実施するための、部品用オンボード診断又はプロセッサ。
【００９１】
１８．前記部品が車両用排気粒子フィルタである、態様１７のオンボード診断又はプロセッサ。
【００９２】
１９．前記制御システムが態様１３の診断又はプロセッサを備える、車両の制御システム。
【００９３】
２０．部品と、態様１又は態様１１の方法を実施するためのオンボード診断とを備える車両システムであって、該診断は、該部品用の制御システム内に組み込まれ、かつ、電子プロセッサ及び１個以上のメモリデバイスを備える車両システム。
【００９４】
２１．前記部品が排気粒子フィルタである、態様２０の車両システム。
【００９５】
２２．前記粒子フィルタの上流にある１個以上の圧力センサ、該粒子フィルタの下流にある圧力センサ及び前記排気システム内にある体積流量センサをさらに備える、態様２１のシステム。
【００９６】
２３．前記粒子フィルタがディーゼル粒子フィルタ及びガソリン粒子フィルタのうちの一つである、態様２１又は態様２２のシステム。
【００９７】
２４．態様１９に記載の制御システムを搭載した車両。
【００９８】
２５．態様２０に記載の車両システムを搭載した車両。
【符号の説明】
【００９９】
１０  燃焼エンジン搭載車両
１１  排気系
１２  排気粒子フィルタ
１３  正常の粒子フィルタ
１４  故障の粒子フィルタ
【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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