微粒過(guò)濾器的狀態(tài)診斷的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及診斷方法，特別地涉及用于對(duì)裝置的性能或狀態(tài)是指示正常操作還是指示故障操作進(jìn)行判定的方法。本發(fā)明可適用于需要在短時(shí)間段內(nèi)快速呈交結(jié)果的診斷，特別地適用于機(jī)載診斷(OBD)。本發(fā)明還涉及通常在電子處理器中實(shí)施的車輛的車載診斷，涉及結(jié)合有該診斷的系統(tǒng)，以及涉及結(jié)合有該系統(tǒng)的車輛。本發(fā)明的各方面涉及方法、系統(tǒng)和車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]立法規(guī)定了一定的標(biāo)準(zhǔn)。特別地，立法可以規(guī)定這樣的時(shí)間段:在該時(shí)間段內(nèi)需要進(jìn)行診斷以產(chǎn)生結(jié)果，所述結(jié)果通?？梢允荵ES/N0 (是/否)或NORMAL/FAULT (正常/故障)指示。
[0003]為了例如減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛的微粒排放，通常在排氣尾管中設(shè)置柴油微粒過(guò)濾器(DPF)。在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛的尾管中設(shè)置汽油微粒過(guò)濾器(GPF)可能很快也變得普遍。
[0004]立法規(guī)定:提供OBD以確認(rèn)廢氣排放控制正在正確地起作用。一種這樣的OBD需求涉及DPF的嚴(yán)重故障，并且用于指示DPF是整體地還是部分地從排氣系統(tǒng)中缺失。通常，這種OBD將檢測(cè)故障，并且使車輛儀表板上的故障照明燈(MIL)亮起，從而警示車輛駕駛員需要進(jìn)行調(diào)查和/或維修。
[0005]如果OBD無(wú)效，則未經(jīng)處理的廢氣排放物可能傳至排氣尾管出口。
[0006]需要從OBD得到快速結(jié)果的另一領(lǐng)域涉及安全功能的正確作用。例如，由檢測(cè)振動(dòng)的增大通?？梢灶A(yù)測(cè)旋轉(zhuǎn)部件的一個(gè)故障模式。就在故障之前，振動(dòng)的振幅可能非常迅速地增大，可能需要對(duì)應(yīng)的OBD以提供非常快速的結(jié)果，以便檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)即將發(fā)生的故障。
[0007]另一情況涉及基于具有可變質(zhì)量的數(shù)據(jù)而作出的快速?zèng)Q定，特別是在下述情況下:數(shù)據(jù)識(shí)別的準(zhǔn)確性取決于例如所測(cè)量的參數(shù)距所測(cè)量參數(shù)的傳感器的距離。
[0008]下文是關(guān)于車輛排氣系統(tǒng)的OBD作出的快速?zèng)Q定的重要性的示例。
[0009]用于判定DPF是否已經(jīng)失效的已知的OBD的特征在于，所述OBD使用所測(cè)量到的穿過(guò)DPF的壓差作為輸入。該壓差隨著穿過(guò)DPF的氣體流量的大小成比例地變化，并且，在高氣體流量的狀態(tài)下，壓差值的大小、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和識(shí)別DPF故障的機(jī)會(huì)均處于其最高的水平。
[0010]這種壓差被連續(xù)地采樣并且被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。極其普遍的是，該電信號(hào)是帶有噪聲的，并且這種噪聲可能顯示出相當(dāng)大的振幅，盡管DPF的瞬時(shí)狀態(tài)可能基本上不變。電氣噪聲是由于許多因素引起的，比如車輛振動(dòng)。
[0011]類似地，由于各種信號(hào)之間不同的響應(yīng)時(shí)間，在通過(guò)將該壓差與其他適當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)或排放信號(hào)相結(jié)合(例如，包括壓差和體積流量的組合式度量標(biāo)準(zhǔn))而計(jì)算出的任意值上可能存在大量的噪聲。
[0012]用于使電信號(hào)或所計(jì)算出的信號(hào)中的這種噪聲減小的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是通過(guò)在電信號(hào)線上直接應(yīng)用電氣裝置、或者通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用適當(dāng)?shù)臄?shù)字信號(hào)處理來(lái)使用實(shí)質(zhì)的低通濾波器；產(chǎn)生將消除異常值的高阻尼信號(hào)。隨后可以對(duì)照閾值對(duì)高阻尼壓差信號(hào)或其他計(jì)算出的信號(hào)進(jìn)行測(cè)試以指示合格或故障。
[0013]然而，這種技術(shù)在濾波器的應(yīng)用方面是無(wú)辨別力的，對(duì)在低水平的排出氣體流量狀態(tài)下記錄的低準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)和在高氣體流量狀態(tài)下記錄的高準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)給予了同等的優(yōu)先級(jí)。由此，所呈交的數(shù)據(jù)以及基于此數(shù)據(jù)所作出的判斷的總體準(zhǔn)確度不可避免地受損。
[0014]代替濾波器，另一種OBD可以使用取自預(yù)定時(shí)間段的數(shù)據(jù)，并且由許多測(cè)量到的值計(jì)算平均值。這些平均值隨后被組合以產(chǎn)生信號(hào)，隨后對(duì)照閾值對(duì)該信號(hào)進(jìn)行測(cè)試以指示合格或故障。然而，這種方法受制于由低通濾波器技術(shù)所顯示出的同樣的問(wèn)題:在高排出氣體流量狀態(tài)下記錄的高質(zhì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度將由于與在低氣體流量狀態(tài)下記錄的低質(zhì)量數(shù)據(jù)相結(jié)合而受損。
[0015]應(yīng)用嚴(yán)苛的進(jìn)入條件以使得這些已知的OBD僅能夠在提供有高水平的排出氣體流量時(shí)才進(jìn)行操作，由此能夠有效地消除這個(gè)問(wèn)題，確保OBD將僅對(duì)高流量/高準(zhǔn)確度數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。然而，對(duì)于許多車輛類型和客戶使用偏好而言，這些高水平排出氣體流量的時(shí)間段很少出現(xiàn)并且出現(xiàn)非常短的時(shí)間比如出現(xiàn)在高的車輛加速期間。如此，對(duì)于許多車輛和客戶而言，這種進(jìn)入條件的使用可能防止這些已知的OBD以足夠的頻率操作以實(shí)現(xiàn)法定的操作要求。
[0016]關(guān)于與其他裝置或設(shè)備相關(guān)的具有可變的準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)，能夠發(fā)現(xiàn)類似的問(wèn)題。例如，關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)，傳感器信號(hào)的質(zhì)量可能受到來(lái)自其他振動(dòng)源(例如馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī))的噪聲的影響，使得僅在已經(jīng)根據(jù)已知的技術(shù)對(duì)顯著量的數(shù)據(jù)進(jìn)行了濾波或計(jì)算平均值之后才能夠?qū)Φ退俣葦?shù)據(jù)作出可靠的判斷。另一方面，如果不受周圍環(huán)境的影響，高速度數(shù)據(jù)可以被認(rèn)為是高質(zhì)量的，并且因此，小數(shù)據(jù)組可以給出可靠的診斷。
[0017]所需要的是如下所述的診斷:所述診斷能夠區(qū)分和使用具有不同水平的準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)；能夠提供對(duì)具有可變準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)的快速判斷；以及還能夠通過(guò)確保最佳質(zhì)量的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度不受損，而隨后在給定的操作循環(huán)期間等到足夠高準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)變?yōu)榭色@得時(shí)提供另外的較好質(zhì)量的判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了通過(guò)周期診斷檢查來(lái)判定部件的狀態(tài)的方法，所述診斷檢查通過(guò)參照一個(gè)或更多個(gè)預(yù)定值來(lái)指示對(duì)應(yīng)于“正?！焙汀肮收稀钡男阅?，所述方法包括:
[0019]為部件的一個(gè)或更多個(gè)可變參數(shù)中的每一者設(shè)置可能的值的數(shù)值標(biāo)度，所述值的質(zhì)量從所述標(biāo)度的一端朝向另一端遞增；
[0020]在每個(gè)所述標(biāo)度中限定多個(gè)連續(xù)的閾值或?yàn)V波器，并且為每個(gè)閾值或?yàn)V波器設(shè)置虛擬的數(shù)據(jù)條；
[0021]以預(yù)定的時(shí)間間隔連續(xù)地測(cè)量所述一個(gè)或更多個(gè)可變參數(shù)以獲得所述參數(shù)的連續(xù)的值；
[0022]對(duì)于每個(gè)連續(xù)的值而言，將所述值放入具有位于所述值的低質(zhì)量側(cè)的閾值或?yàn)V波器的每個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)條中；
[0023]對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)條中的所述值連續(xù)地進(jìn)行累加；
[0024]為每個(gè)數(shù)據(jù)條限定與值的最大總和相對(duì)應(yīng)的觸發(fā)極限；
[0025]當(dāng)達(dá)到任意條中的所述觸發(fā)極限時(shí)，在所述條中計(jì)算平均值；
[0026]在所述診斷檢查中通過(guò)參照所述預(yù)定值來(lái)使用所述平均值；以及
[0027]將已經(jīng)達(dá)到所述觸發(fā)極限的所述條清空以用于重新積累連續(xù)的值。
[0028]在本文件中，術(shù)語(yǔ)“數(shù)據(jù)條”表示滿足預(yù)定目標(biāo)的數(shù)據(jù)的適當(dāng)?shù)睦奂悠?；?dāng)達(dá)到觸發(fā)值時(shí)，計(jì)算數(shù)據(jù)條中的數(shù)據(jù)的平均值以顯示結(jié)果。每個(gè)數(shù)據(jù)條在達(dá)到閾值或在通過(guò)濾波器(例如，數(shù)字濾波器)時(shí)可以進(jìn)行累加，由此僅落入限定的以及交疊的閾值內(nèi)的數(shù)據(jù)被認(rèn)為是可以使用的。
[0029]根據(jù)規(guī)定的閾值，數(shù)據(jù)可以具有允許其被分配至一個(gè)或更多個(gè)數(shù)據(jù)條的離散的值。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法應(yīng)用于需要快速的OBD結(jié)果的車輛部件，并且其中，數(shù)據(jù)具有可變質(zhì)量。
[0030]在一種實(shí)施方式中，所述數(shù)值標(biāo)度使得具有最大準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)接近該標(biāo)度的較高量度端，并且因此辨別部件故障的機(jī)會(huì)接近該標(biāo)度的更高量度端；因此，每個(gè)連續(xù)的值被放入具有低于該值的閾值的每個(gè)數(shù)據(jù)條中。
[0031]本發(fā)明的效果是提供較好的診斷，該診斷能夠提供部件的早期指示，例如指示可能使未經(jīng)處理的廢氣排放物從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排出而違反法規(guī)限制的DPF或GPF的故障。
[0032]在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供用于在診斷中使用的完善的數(shù)據(jù)，例如用于指示車輛的設(shè)備——特別是DPF或GPF——的狀態(tài)的車輛OBD。
[0033]本發(fā)明可直接應(yīng)用于判定車輛的排氣系統(tǒng)中的微粒過(guò)濾器的狀態(tài)的方法，其中，可變參數(shù)是在使用過(guò)程中穿過(guò)微粒過(guò)濾器的壓差、流動(dòng)通過(guò)過(guò)濾器的氣體的體積流量、以及流動(dòng)通過(guò)過(guò)濾器的氣體的動(dòng)壓頭中的一者。
[0034]在可變參數(shù)是壓差的情況下，較高的壓差表示具有增大質(zhì)量的數(shù)據(jù)，并且這種數(shù)據(jù)可以被認(rèn)為隨著壓差增大而在質(zhì)量方面遞增。通過(guò)增大的“質(zhì)量”，意味著數(shù)據(jù)趨于接近實(shí)現(xiàn)增大的可靠性和/或用于判定所提及的部件一一例如排氣系統(tǒng)的微粒過(guò)濾器一一的狀態(tài)的增大的值。
[0035]數(shù)值標(biāo)度包括充足數(shù)量的閾值以允許數(shù)據(jù)得以區(qū)分，但不用太多，否則需要不合理的處理容量。因此，最低的閾值和/或最高的閾值可以限定所有的低于閾值或高于閾值的數(shù)據(jù)，并且對(duì)應(yīng)的絕對(duì)極限不會(huì)應(yīng)用。在最低閾值與最高閾值之間，多個(gè)另外的閾值限定了由上值和下值定邊界的帶。實(shí)際上，考慮到車輛部件的條件將被評(píng)估的頻率，閾值設(shè)置成用以確保相應(yīng)的觸發(fā)極限既不被太快地達(dá)到也不被太慢地達(dá)到。閾值或數(shù)據(jù)條的數(shù)量可以大于3并且小于