微粒过滤器的状态诊断的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及诊断方法，特别地涉及用于对装置的性能或状态是指示正常操作还是指示故障操作进行判定的方法。本发明可适用于需要在短时间段内快速呈交结果的诊断，特别地适用于机载诊断(OBD)。本发明还涉及通常在电子处理器中实施的车辆的车载诊断，涉及结合有该诊断的系统，以及涉及结合有该系统的车辆。本发明的各方面涉及方法、系统和车辆。
【背景技术】
[0002]立法规定了一定的标准。特别地，立法可以规定这样的时间段:在该时间段内需要进行诊断以产生结果，所述结果通常可以是YES/N0 (是/否)或NORMAL/FAULT (正常/故障)指示。
[0003]为了例如减少柴油发动机车辆的微粒排放，通常在排气尾管中设置柴油微粒过滤器(DPF)。在汽油发动机车辆的尾管中设置汽油微粒过滤器(GPF)可能很快也变得普遍。
[0004]立法规定:提供OBD以确认废气排放控制正在正确地起作用。一种这样的OBD需求涉及DPF的严重故障，并且用于指示DPF是整体地还是部分地从排气系统中缺失。通常，这种OBD将检测故障，并且使车辆仪表板上的故障照明灯(MIL)亮起，从而警示车辆驾驶员需要进行调查和/或维修。
[0005]如果OBD无效，则未经处理的废气排放物可能传至排气尾管出口。
[0006]需要从OBD得到快速结果的另一领域涉及安全功能的正确作用。例如，由检测振动的增大通常可以预测旋转部件的一个故障模式。就在故障之前，振动的振幅可能非常迅速地增大，可能需要对应的OBD以提供非常快速的结果，以便检测和发现即将发生的故障。
[0007]另一情况涉及基于具有可变质量的数据而作出的快速决定，特别是在下述情况下:数据识别的准确性取决于例如所测量的参数距所测量参数的传感器的距离。
[0008]下文是关于车辆排气系统的OBD作出的快速决定的重要性的示例。
[0009]用于判定DPF是否已经失效的已知的OBD的特征在于，所述OBD使用所测量到的穿过DPF的压差作为输入。该压差随着穿过DPF的气体流量的大小成比例地变化，并且，在高气体流量的状态下，压差值的大小、数据的准确度和识别DPF故障的机会均处于其最高的水平。
[0010]这种压差被连续地采样并且被转换成电信号。极其普遍的是，该电信号是带有噪声的，并且这种噪声可能显示出相当大的振幅，尽管DPF的瞬时状态可能基本上不变。电气噪声是由于许多因素引起的，比如车辆振动。
[0011]类似地，由于各种信号之间不同的响应时间，在通过将该压差与其他适当的发动机信号或排放信号相结合(例如，包括压差和体积流量的组合式度量标准)而计算出的任意值上可能存在大量的噪声。
[0012]用于使电信号或所计算出的信号中的这种噪声减小的标准技术是通过在电信号线上直接应用电气装置、或者通过在发动机管理系统内应用适当的数字信号处理来使用实质的低通滤波器；产生将消除异常值的高阻尼信号。随后可以对照阈值对高阻尼压差信号或其他计算出的信号进行测试以指示合格或故障。
[0013]然而，这种技术在滤波器的应用方面是无辨别力的，对在低水平的排出气体流量状态下记录的低准确度的数据和在高气体流量状态下记录的高准确度的数据给予了同等的优先级。由此，所呈交的数据以及基于此数据所作出的判断的总体准确度不可避免地受损。
[0014]代替滤波器，另一种OBD可以使用取自预定时间段的数据，并且由许多测量到的值计算平均值。这些平均值随后被组合以产生信号，随后对照阈值对该信号进行测试以指示合格或故障。然而，这种方法受制于由低通滤波器技术所显示出的同样的问题:在高排出气体流量状态下记录的高质量数据的准确度将由于与在低气体流量状态下记录的低质量数据相结合而受损。
[0015]应用严苛的进入条件以使得这些已知的OBD仅能够在提供有高水平的排出气体流量时才进行操作，由此能够有效地消除这个问题，确保OBD将仅对高流量/高准确度数据进行操作。然而，对于许多车辆类型和客户使用偏好而言，这些高水平排出气体流量的时间段很少出现并且出现非常短的时间比如出现在高的车辆加速期间。如此，对于许多车辆和客户而言，这种进入条件的使用可能防止这些已知的OBD以足够的频率操作以实现法定的操作要求。
[0016]关于与其他装置或设备相关的具有可变的准确度的数据，能够发现类似的问题。例如，关于旋转轴的振动，传感器信号的质量可能受到来自其他振动源(例如马达或发动机)的噪声的影响，使得仅在已经根据已知的技术对显著量的数据进行了滤波或计算平均值之后才能够对低速度数据作出可靠的判断。另一方面，如果不受周围环境的影响，高速度数据可以被认为是高质量的，并且因此，小数据组可以给出可靠的诊断。
[0017]所需要的是如下所述的诊断:所述诊断能够区分和使用具有不同水平的准确度的数据；能够提供对具有可变准确度的数据的快速判断；以及还能够通过确保最佳质量的数据的准确度不受损，而随后在给定的操作循环期间等到足够高准确度的数据变为可获得时提供另外的较好质量的判断。
【发明内容】
[0018]根据本发明的一方面，提供了通过周期诊断检查来判定部件的状态的方法，所述诊断检查通过参照一个或更多个预定值来指示对应于“正常”和“故障”的性能，所述方法包括:
[0019]为部件的一个或更多个可变参数中的每一者设置可能的值的数值标度，所述值的质量从所述标度的一端朝向另一端递增；
[0020]在每个所述标度中限定多个连续的阈值或滤波器，并且为每个阈值或滤波器设置虚拟的数据条；
[0021]以预定的时间间隔连续地测量所述一个或更多个可变参数以获得所述参数的连续的值；
[0022]对于每个连续的值而言，将所述值放入具有位于所述值的低质量侧的阈值或滤波器的每个对应的数据条中；
[0023]对相应的数据条中的所述值连续地进行累加；
[0024]为每个数据条限定与值的最大总和相对应的触发极限；
[0025]当达到任意条中的所述触发极限时，在所述条中计算平均值；
[0026]在所述诊断检查中通过参照所述预定值来使用所述平均值；以及
[0027]将已经达到所述触发极限的所述条清空以用于重新积累连续的值。
[0028]在本文件中，术语“数据条”表示满足预定目标的数据的适当的累加器；当达到触发值时，计算数据条中的数据的平均值以显示结果。每个数据条在达到阈值或在通过滤波器(例如，数字滤波器)时可以进行累加，由此仅落入限定的以及交叠的阈值内的数据被认为是可以使用的。
[0029]根据规定的阈值，数据可以具有允许其被分配至一个或更多个数据条的离散的值。在一个实施方式中，该方法应用于需要快速的OBD结果的车辆部件，并且其中，数据具有可变质量。
[0030]在一种实施方式中，所述数值标度使得具有最大准确度的数据接近该标度的较高量度端，并且因此辨别部件故障的机会接近该标度的更高量度端；因此，每个连续的值被放入具有低于该值的阈值的每个数据条中。
[0031]本发明的效果是提供较好的诊断，该诊断能够提供部件的早期指示，例如指示可能使未经处理的废气排放物从车辆发动机排出而违反法规限制的DPF或GPF的故障。
[0032]在一种实施方式中，本发明提供用于在诊断中使用的完善的数据，例如用于指示车辆的设备——特别是DPF或GPF——的状态的车辆OBD。
[0033]本发明可直接应用于判定车辆的排气系统中的微粒过滤器的状态的方法，其中，可变参数是在使用过程中穿过微粒过滤器的压差、流动通过过滤器的气体的体积流量、以及流动通过过滤器的气体的动压头中的一者。
[0034]在可变参数是压差的情况下，较高的压差表示具有增大质量的数据，并且这种数据可以被认为随着压差增大而在质量方面递增。通过增大的“质量”，意味着数据趋于接近实现增大的可靠性和/或用于判定所提及的部件一一例如排气系统的微粒过滤器一一的状态的增大的值。
[0035]数值标度包括充足数量的阈值以允许数据得以区分，但不用太多，否则需要不合理的处理容量。因此，最低的阈值和/或最高的阈值可以限定所有的低于阈值或高于阈值的数据，并且对应的绝对极限不会应用。在最低阈值与最高阈值之间，多个另外的阈值限定了由上值和下值定边界的带。实际上，考虑到车辆部件的条件将被评估的频率，阈值设置成用以确保相应的触发极限既不被太快地达到也不被太慢地达到。阈值或数据条的数量可以大于3并且小于