JP4950050B2 - エンジン・システム製造において使用するためのエンジン制御モジュールおよびエンジン制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン・システムを製造することに関し、より詳細には、エンジン・システムを製造する際の情報の通信に関する。

エンジン・システムにおける構成要素の数が多数であり、製造工程における各ステップが比較的複雑であるために、製造工程全体にわたってエンジン・システムの製造に関連する情報を体系的に管理し、通信する必要性が存在する。製造における多数のステップの間で、その情報を管理し、通信することは、複雑である。複雑さは、同一の製造ステーション（ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ）を使用して異なる構成のエンジン・システムを製造する製造工程において、度合いを増す。というのは、各エンジン・システムに関する情報が、ステーション間で通信されなければならず、エンジン・システム構成に合わせられなければならないからである。複雑さは、特定の一般的な構成のエンジン・システムが、同一の一般的な構成の他のエンジン・システムからは独特であるようにカスタマイズされる場合、さらに度合いを増す。例えば、製造設備が、一般的な構成が異なる、異なる３つのモデルのエンジン・システムを製造することが可能であり、その異なる３つのモデルの各モデル内で、特定のエンジン・システムが、特定の顧客仕様にカスタマイズされることが可能である。特定のエンジン・システムが、そのシステムの指定された構成に従って構築され、顧客によって要求されるとおりにさらにカスタマイズされることを確実にすることは、詳細なドキュメンテーションと、情報が、製造工程全体にわたって適切な作業者に伝えられるシステムとを要求する。

さらに、エンジン・システムを構築状態（ａｓ−ｂｕｉｌｔ）で記述するドキュメンテーションを有する要望が、存在する。そのような構築状態情報は、情報の量を増加させ、情報が、製造工程全体にわたって通信されるシステムを維持する困難を大きくする。

したがって、エンジン・システムの製造に関連する情報、および製造工程全体にわたるその情報の通信を管理する必要性が、存在する。

発明の要約

本発明は、製造工程全体にわたってエンジン・システムの製造に関連する情報を通信するシステムおよび方法を対象とする。

１つの例示的な実施形態では、エンジン制御モジュールが、特定のエンジン・システムに関連付けられる。エンジン・システムを製造するための製造指示と、その特定のエンジン・システムについての構築状態情報の少なくともいずれかに関する情報が、エンジン制御モジュールのメモリの中に格納される。エンジン・システム動作指示が、エンジン制御モジュールのメモリの中に格納される。エンジン・システム動作指示は、エンジン制御モジュールが、エンジン・システム動作の１つまたは複数の態様を制御できるようにするように動作可能である。

別の例示的な実施形態では、エンジン制御モジュールが、特定のエンジン・システムに関連付けら、その特定のエンジン・システムを製造することに関連する構築指示が、エンジン制御モジュールのメモリの中に格納され、それらの構築指示の少なくとも一部分が、エンジン制御モジュールから取り出される。次いで、その特定のエンジン・システムが、取り出された構築指示に従って製造される。

別の例示的な実施形態では、エンジン制御モジュールが、特定のエンジン・システムに関連付けられ、そのエンジン・システムが、製造され、そのエンジン・システムを製造することと同時並行に、そのエンジン・システムの製造に関連する構築状態情報が、エンジン制御モジュールのメモリの中に格納される。

さらに別の例示的な実施形態では、エンジン制御モジュールが、メモリとプロセッサとを含む。プロセッサは、エンジン制御モジュールを特定のエンジン・システムに関連付けること、そのエンジン・システムを製造するための製造指示と、そのエンジン・システムについての構築状態情報の少なくともいずれかに関する情報を、エンジン制御モジュールのメモリの中に格納すること、およびエンジン・システム動作指示を、エンジン制御モジュールのメモリの中に格納することを含む諸動作を実行するように構成される。エンジン・システム動作指示は、エンジン制御モジュールが、エンジン・システム動作の１つまたは複数の態様を制御できるようにするように動作可能である。

本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細を、添付の図面、および以下の説明に提示する。本発明の他の特徴、目的、および利点は、その説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明白となろう。

様々な図面における同様の符号は、同様の要素を示す。

最初に図１を参照すると、本発明によるエンジン制御モジュール（ＥＣＭ）１０が、コンピュータ可読媒体またはメモリ１４に動作上、結合されたプロセッサ１２を含む。コンピュータ可読媒体１４は、ＥＣＭ１０から完全に、または部分的に取り外し可能であってもよい。コンピュータ可読媒体１４は、本明細書で説明するとおり動作するようにプロセッサ１２によって使用される指示を含む。ＥＣＭ１０は、プロセッサ１２とメモリ１４の少なくともいずれかに結合された入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１６を介して、１つまたは複数の入力信号（ｉｎｐｕｔ_１．．．ｉｎｐｕｔ_ｎ）を受け取ることができ、１つまたは複数の出力信号（ｏｕｔｐｕｔ_１．．．ｏｕｔｐｕｔ_ｎ）を出力することができる。

図２を参照すると、本発明によるエンジン・システム２０が、エンジン２２と、吸気システム２４と、燃料システム２６と、排気システム２８と、電気システム３０とを含む。エンジン２２は、内燃機関を構成する複数の構成要素を含む。いくつかの例示的なエンジン２２構成要素には、ブロック、クランク、ピストン棒、ピストン、ヘッド（ｈｅａｄ）、カム、カム・ロッカ（ｃａｍ ｒｏｃｋｅｒ）、バルブ、ロッカ・ボックス、冷却システム・ポンプおよび熱交換器、ならびに様々なベアリング、保持器（ｒｅｔａｉｎｅｒ）、およびクリップが含まれる。エンジン２２は、ピストン・エンジンに関連して本明細書で説明されるが、ロータリ・エンジンまたはタービンなどの、様々な構成のエンジンも含まれることが可能である。

吸気システム２４は、空気および燃焼混合気（すなわち、空気と燃料）をエンジン２０に供給することに関連する１つまたは複数の構成要素を含む。いくつかの例示的な吸気システム２４構成要素には、空気、または空気と燃料の燃焼混合気をエンジン２０に誘導する吸気ダクト、吸気ダクトを通る空気を調節しながら供給するスロット・バルブ、吸気ダクトを通る流れの圧力を増加させるように動作するターボチャージャ、および吸気ダクト内の圧力を選択的に抜くように動作する圧力バルブが含まれる。

燃料システム２６は、エンジン２０に燃料を供給することに関連する１つまたは複数の構成要素を含む。いくつかの例示的な燃料システム２６構成要素には、燃料ライン、燃焼混合気を形成するように吸気ダクト内の空気に入る燃料の流れを調整しながら供給する空気−ガス・ミキサ、エンジン２０の中に調整された量の燃料を噴射する燃料インゼクタ、空気−ガス・ミキサおよび／または燃料インゼクタに供給される燃料圧力を調整する燃料圧力バルブ、および燃料ソースから燃料を汲み上げる燃料ポンプが含まれる。

排気システム３８は、エンジン２０からの排気を送ることに関連する１つまたは複数の構成要素を含む。いくつかの例示的な排気システム２８構成要素には、排気ダクト、複数の排気口から排気を集めて、その排気を排気ダクトに送る排気マニホルド、排気がターボチャージャのまわりを通るようにさせるターボチャージャ・ウェイストゲート・バルブ、エンジンの排気から望ましくない要素を除去する際に作用する触媒、およびエンジンの排気の音響出力を小さくするマフラが含まれる。

電気システム３０は、エンジンを動作させるように、様々なエンジン・サブシステムを協調して動作させるための１つまたは複数の構成要素、および、一部の実例では、エンジンの燃焼混合気に点火するように動作する点火システムを含む。ＥＣＭ１０（図１）は、電気システム３０の構成要素である。いくつかのさらなる例示的な電気システム３０構成要素には、エンジン・システム２０を動作させる際に使用されるＥＣＭ１０以外のコントローラ、エンジン・システム２０の状態を制御し、報告する際に使用されるエンジン状態およびエンジン・サブシステム状態を感知する様々なセンサ、エンジン・サブシステムの構成要素を動作させる様々なアクチュエータ、エンジンの動作のためのエネルギーを生じさせるエンジン発電機、ならびにアクチュエータ、センサ、およびエンジン・サブシステムに信号および電力を供給する配線、および関連するコネクタが含まれる。

補助的システム３２には、エンジン２２の動作に直接に関与していないが、別の形でエンジン２２に関連している他のシステム、例えば、トランスミッション、クラッチ機構、発電機またはポンプなどの、エンジンによって駆動される負荷、スキッドまたは車両などの、エンジンを支持する構造、ならびにマウンティング・ブラケットや他の支持体などの、様々なサブシステムを支持する構造が含まれる。

図１および図２を参照すると、ＥＣＭ１０のメモリ１４が、エンジン・システム２０を動作させるように様々なエンジン・サブシステムを協調して動作させるプロセッサ１２に対する指示を格納するように適合されている。１つの実例では、指示には、ＥＣＭ１０が、エンジン負荷に関連してエンジン２２に供給される燃焼混合気の空気対燃料比を制御することを可能にするように適合された指示が含まれることが可能である。プロセッサ１２は、それらの指示に従って動作して、エンジンに供給される燃焼混合気の空気対燃料比を制御するよう、Ｉ／Ｏインタフェース１６を介して、燃料インゼクタ、燃料圧力レギュレータ、および／または調整可能な空気−ガス・ミキサなどの、燃料システムの１つまたは複数の構成要素にシグナルする。指示には、さらに、または代替的に、例えば、プロセッサ１２が、Ｉ／Ｏインタフェース１６を介して、スロット・バルブなどの、吸気システムの１つまたは複数の構成要素にシグナルするように動作して、ＥＣＭ１０が、エンジン２２に供給される燃焼混合気の量を制御することを可能にするように適合された指示が含まれてもよい。指示には、さらに、または代替的に、例えば、プロセッサ１２が、スパーク・プラグ点火型エンジンにおけるコイルなどの、電気システムの１つまたは複数の構成要素、またはマイクロパイロット点火型エンジン（ｍｉｃｒｏ−ｐｉｌｏｔ ｉｇｎｉｔｅｄ ｅｎｇｉｎｅ）におけるパイロット燃料インゼクタなどの、燃料システムの１つまたは複数の構成要素にシグナルするように動作して、ＥＣＭ１０が、燃焼混合気の点火を制御することを可能にするように適合された指示が含まれてもよい。メモリ１４上で他のタイプの指示を提供することも、本発明の範囲に含まれる。

以下により詳細に説明するとおり、ＥＣＭ１０は、エンジン・システム２０を動作させる際の使用とは別に、エンジン・システム２０の製造に関連する情報を通信するのにも使用される。この目的で、ＥＣＭ１０は、エンジン・システム２０の一部、またはすべてに関する構築指示（すなわち、エンジン・システム２０を構築するための指示）を格納するのに使用されることが可能であり、構築指示は、エンジン・システム２０を製造するのと同時並行に、ＥＣＭ１０から取り出されることが可能である。さらに、エンジン・システム２０の製造と同時並行に、またはエンジン・システム２０が完成した後に、ＥＣＭ１０は、エンジン・システム２０について構築状態情報を格納するのに使用されることが可能である。構築指示および構築状態情報は、ＥＣＭ１０のメモリ１４の中に格納されることが可能である。

ＥＣＭ１０は、従来のＥＣＭ１０であっても、エンジン・システム２０の製造に関連する情報を通信する際に使用されるように特別に適合されてもよい。例えば、ＥＣＭ１０は、エンジン・システム２０を動作させる際に使用されるＥＣＭ１０に必要なより、またはそれ以外で、そのようなＥＣＭ１０に提供されるより、大きいメモリ１４容量を含むように特別に適合されることが可能である。メモリ１４は、構築指示および構築状態情報を格納すること、ならびに構築指示および構築状態情報にアクセスすることを円滑にする、プロセッサ１２に対する指示を含むことが可能である。例えば、指示は、プロセッサ１２が、構築指示および構築状態情報のデータベースをセットアップし、維持すること、それらの指示および情報をフォーマットすること、ならびにそれらの指示および情報を入力する際、および取り出す際に使用されるＥＣＭ１０と外部デバイスの間の通信リンクを動作させることを可能にすることができる。ＥＣＭ１０は、メモリ１４にアクセスする際に、プロセッサ１２を使用するのではなく、Ｉ／Ｏインタフェース１６を介するメモリ１４への直接アクセスを可能にするように構成される、またはそれ以外で、ＥＣＭ１０の外部からメモリ１４にアクセスすることを円滑にするように構成されるという点で、特別に適合されてもよい。ＥＣＭ１０は、エンジン・システム・サブシステムと通信する際に通常、使用されるのと比べて、さらなるタイプのＩ／Ｏ１６インタフェースを備えるように特別に適合されてもよい。例えば、ＥＣＭ１０が、専用のＥＣＭマルチワイヤＩ／Ｏインタフェース（ＥＣＭ ｍｕｌｔｉ−ｗｉｒｅ Ｉ／Ｏ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介してエンジン・システム・サブシステムと通信する場合、ＥＣＭ１０は、ＲＳ−２３２標準もしくはユニバーサル・シリアル・バス標準のポート、光ファイバ・ポートなどの、別のタイプのマルチワイヤＩ／Ｏインタフェース、または赤外線ポートもしくは無線周波数トランスポンダなどの、無線通信のためのＩ／Ｏインタフェースをさらに提供することが可能である。さらに、ＥＣＭ１０が、専用のＥＣＭマルチワイヤＩ／Ｏインタフェースを介して通信を行うプロトコルは、通信相手の構成要素に固有である可能性があり、通信ワイヤ上の構成要素に応じてワイヤごとに異なる可能性があるので、ＥＣＭ１０は、標準化されたプロトコル、例えば、ＲＳ−２３２標準、ＩｒＤＡ標準、またはＴＩＡ標準において、さらなるタイプのＩ／Ｏインタフェース・ポートを介して通信するように構成されることが可能である。ＥＣＭ１０が、エンジン・サブシステムの構成要素と通信する際に使用されるポートを超えて、さらなるポートを備えていない場合、ＥＣＭ１０は、専用のＥＣＭマルチワイヤＩ／Ｏインタフェース・ポート経由で標準プロトコルまたは非標準プロトコルを介して、構築指示および構築状態情報を通信するように構成されることが可能である。

また、専用のＥＣＭマルチワイヤＩ／Ｏインタフェース・ポート、またはさらなるポートの１つなどを経由して、ＥＣＭ１０のＩ／Ｏインタフェース１６と通信して、ＥＣＭ１０が通信するように構成されていない形で、ＥＣＭ１０が通信を行うことを可能にするように適合されたアダプタ・モジュール３４（図４Ｂ）を含むことも、本発明の範囲に含まれる。例えば、アダプタ・モジュール３４の使用は、ＥＣＭが、赤外線または無線周波数などを介して無線通信することを、ＥＣＭ自体の内部でそのようなトランスポンダを提供することなしに、可能にする。ＥＣＭは、通常、無線通信のための備えを設けていないので、アダプタ・モジュール３４の使用は、本明細書で説明されるシステムで使用されるための専用のＥＣＭを提供することなしに、ＥＣＭとの無線通信を可能にする。

エンジン・システム２０を製造することの構成要素が多数であること、および複雑さのため、構築指示が、エンジン・システム２０の製造に関与する作業者および／またはマシンに与えられる。エンジン・サブシステムの構成要素、ならびにエンジン２２、およびエンジン２２の構成要素は、エンジン・システム２０ごとに異なる可能性がある。したがって、異なるエンジン・システム２０が、同一の製造空間内で製造される実例では、製造されているそれぞれの特定のエンジン・システム２０、または類似のエンジン・システム構成のグループに関する構築指示が、エンジン・システム２０を製造することに関与する作業者および／またはマシンに与えられる。構築指示は、エンジン・システム２０を製造する際に使用される様々な情報を含み、エンジン・システム全体に関する、またはエンジン・システム・サブシステムの１つまたは複数に関する指示を含むことが可能である。いくつかの例示的なタイプの構築指示には、部品表、製造図面、一般的な製造指示、製造されている特定のエンジン・システムに固有の製造指示、および作業者固有、またはステーション固有の指示が含まれる。また、構築指示が、どのような構築状態情報（以下に説明する）が収集されるべきかに関する指示を含むことも、本発明の範囲に含まれる。

部品表は、エンジン・システムまたはエンジン・サブシステムを製造する際に使用される部品および材料を識別するリストを含む。そのリストは、エンジン・システムの製造における個々のステップに対応するように細分されることが可能であり、各部品または各材料の記述、およびそのステップを完了させるのに必要とされる各部品または各材料の数量を含む。例えば、エンジン２２を製造することに関連する部品表は、エンジンを組み立てる際に要求される締め具、ナット、およびワッシャの数、サイズ、タイプ、および等級などの詳細、ならびに機械加工され、エンジン・システム内に含められる特定のブロック・キャスティング（ｂｌｏｃｋ ｃａｓｔｉｎｇ）を明らかにするような、より大きい詳細を指定することが可能である。部品表にさらなる情報、または異なる情報を含めることは、本発明の範囲に含まれる。

製造図面は、エンジン・システム２０に製造されるべき、または組み立てられるべき部品を図示する。図面は、部品（例えば、通し番号による、または型およびモデルによる）または材料の識別、ならびに製造寸法および製造公差、締め具に関するトルク指定、および溶接情報を含むことが可能である。製造図面上にさらなる情報、または異なる情報を含めることは、本発明の範囲に含まれる。

一般的な製造指示には、エンジン・システム群、または類似の構成を有するエンジン・システム群を製造することに一般に適用可能である指示が含まれる。例えば、一般的な製造指示は、機械加工上の公差および手順、構成要素の組立て順序、構成要素の相対的配置および隙間の寸法（ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）、および締め具に関するトルク指定を示すことが可能である。また、一般的な製造指示には、例えば、製造中にエンジン・システムに対して実行されるべき特定の品質管理ステップ（寸法検査、材料特性検証、エンジン・システムが、構築指示に従って製造されていることを検証する検査など）の指示も含まれることが可能である。製造されている特定のエンジン・システムに固有の製造指示は、その特定のエンジン・システム２０が、類似の構成を有するエンジン・システムに関する一般的な製造指示から外れる場合に、重要である。例えば、製造されている特定のエンジン・システム２０は、オプションの、もしくは追加の構成要素を含む、または他の類似のエンジン・システムとは異なる扱いを必要とする可能性がある。一般的なエンジン・システムもしくは特定のエンジン・システムに固有の製造指示に、さらなる情報、または異なる情報を含めることは、本発明の範囲に含まれる。

また、一般的なエンジン・システムおよび特定のエンジン・システムに固有の製造指示が、エンジン・システムを製造する際にマシンによって使用されるための指示を含むことも、本発明の範囲に含まれる。指示は、製造する際のステップを実行するようにマシンが使用することができるフォーマットで、マシンに直接に入力されるように適合されること、または情報をマシンに入力するよう作業者にさせる指示であることが可能である。例えば、エンジン・システムの製造に、コンピュータ化された数値制御（ＣＮＣ）ミルがかかわる場合、製造指示は、機械加工ステップを実行するようにミルにアップロードされるプログラム、またはＣＮＣミルに入力されるべき情報を明示する、作業者によって使用されるための指示を含むことが可能である。

作業者固有、またはステーション固有の指示は、エンジン・システム２０の製造における特定の作業者、または特定のステーションに関連する指示を含む。例えば、エンジン・システム２０の製造における、あるステップを実行するための複数のステーション、または複数の作業者を有する製造現場において、作業者固有、またはステーション固有の指示は、いずれの作業者またはステーションが、そのステップを実行するか、ＥＣＭ、および製造されているエンジン・システムが、次にどこに送られるべきかを指定することができる。別の実施例では、同一のステップが、異なるステーションにおける異なるマシンによって実行されることが可能である。その実例では、作業者固有、またはステーション固有の指示は、特定のマシンを使用してステップを実行することに関する特別な指示を含むことが可能である。作業者固有、またはステーション固有の指示にさらなる情報、または異なる情報を含めることは、本発明の範囲に含まれる。

エンジン・システム２０が、製造されるにつれ、またはシステム２０が、完成した後、エンジン・システム２０についての構築状態情報が、収集されることが可能である。構築状態情報は、完成した特定のエンジン・システム２０に固有の情報を含む。構築状態情報は、その完成した特定のエンジン・システム２０についての寸法情報を含むことが可能である。例えば、エンジン・システム２０の多くの構成要素は、寸法公差範囲内の寸法に製造される。このため、完成した構成要素の実際の寸法は、様々であることが可能であるので、実際の寸法が、構築状態情報として収集されることが可能である。構築状態情報は、エンジン・システム２０がどのように製造されたかについての情報を含むことが可能である。例えば、ある特定のステップを実行することができる複数のステーション、または複数の作業者を有する製造空間内で、構築状態情報は、いずれのステーション、またはいずれの作業者が、エンジン・システム２０を製造する際のステップのいずれを実行したかについての情報を含むことが可能である。別の実施例では、構築状態情報は、いずれの作業者がどのステップを実行したかなどの、情報を後に確認することを可能にするように、特定のステップに関する時刻−日付情報を含むことが可能である。時刻−日付情報は、さらに、または代替的に、各ステップの期間についての情報を提供してもよい。構築状態情報は、例えば、通し番号により、またはロット情報（ｌｏｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）およびラン情報（ｒｕｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）により、エンジン・システム２０に組み立てられた構成要素を明確に識別する情報を含むことが可能である。構築状態情報は、品質管理検査に合格したか、失敗したか、および是正措置は取られたかなどの、エンジン・システム２０に対して実行された品質管理検査についての情報を含むことが可能である。構築状態は、製造工程におけるいずれのステップが、完了し、いずれのステップが残っているかを示す情報を含むことが可能である。そのような情報は、例えば、製造中に監視される場合、エンジン・システムのステータスの容易な判定を可能にすることができ、完成までの時間を推定するのに使用されることが可能である。構築状態情報に異なる情報、またはさらなる情報を含めることは、本発明の範囲に含まれる。構築状態情報は、エンジン・システム２０に対して実行された試験からの試験データを含むことが可能である。例えば、動作させられるべきエンジン・システム、またはエンジン・システムの諸部分に関して、エンジンが十分に製造されると、試験セル上で動作が試験されることが可能である。性能データ、警報データ、およびノック・シグネチャ（ｋｎｏｃｋ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）などの、試験セル上の試験中に収集された情報が、構築状態情報として格納されることが可能である。

図３を参照すると、作業者が、ＥＣＭ１０とインタフェースをとることを可能にするユーザ・インタフェース・モジュール４０が、提供されることが可能である。本発明によるユーザ・インタフェース・モジュール４０は、コンピュータ可読媒体またはメモリ４４に動作上、結合されたプロセッサ４２を含む。コンピュータ可読媒体４４は、ユーザ・インタフェース・モジュール４０から完全に、または部分的に取り外し可能であってもよい。コンピュータ可読媒体４４は、本明細書で説明するとおり動作するようにプロセッサ４２によって使用される指示を含む。ユーザ・インタフェース・モジュール４０は、プロセッサ４２とメモリ４４の少なくともいずれかに結合されたＩ／Ｏインタフェース４６を介して、１つまたは複数の入力信号（ｉｎｐｕｔ_１．．．ｉｎｐｕｔ_ｎ）を受け取ることができ、１つまたは複数の出力信号（ｏｕｔｐｕｔ_１．．．ｏｕｔｐｕｔ_ｎ）を出力することができる。Ｉ／Ｏインタフェース４６は、キーパッド、ディスプレイ・スクリーン、タッチスクリーン、およびスピーカおよび／またはマイクなどの、ユーザ（すなわち、作業者）とコミュニケーションをとるためのインタフェース群、ならびに、有線通信ポートまたは無線トランスポンダなどの、ＥＣＭ１０と通信するためのインタフェース群を含むことが可能である。

メモリ４４は、ユーザ・インタフェース・モジュール４０が、Ｉ／Ｏインタフェース４６を介してＥＣＭ１０とインタフェースをとり、データを通信することを可能にする、プロセッサ４２に対する指示を含むことが可能である。また、指示は、テキスト、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）、またはオーディオなどにより、Ｉ／Ｏインタフェース４６を介してユーザ（すなわち、作業者）と通信することを可能にすることもできる。

ＥＣＭ１０と通信するために、Ｉ／Ｏインタフェース４６は、ＥＣＭ１０上に設けられたポートに対応するポートを含むことが可能である。例えば、ＥＣＭ１０が、専用のＥＣＭマルチワイヤＩ／Ｏインタフェース・ポートを備えている場合、Ｉ／Ｏインタフェース４６は、ケーブルを介して、ＥＣＭ１０のその専用のＥＣＭマルチワイヤＩ／Ｏインタフェース・ポートと通信するように適合されたポートを含むことが可能である。別の実施例では、ＥＣＭ１０が、ＲＳ−２３２標準もしくはユニバーサル・シリアル・バス標準のポート、光ファイバ・ポートなどの有線Ｉ／Ｏインタフェース、または無線通信のためのＩ／Ｏインタフェースを含む場合、Ｉ／Ｏインタフェース４６は、有線インタフェースまたは無線インタフェースと通信するように適合されたインタフェースを含むことが可能である。

ユーザ・インタフェース・モジュールは、ハンドヘルド・デバイスであっても、より大きく、特定の製造ステーションに常備または固定されていてもよい。ユーザ・インタフェース・モジュールは、デバイスを使用する作業者を識別する備えを有することが可能である。例えば、ユーザ・インタフェース・モジュールは、ログインを要求して、特定の作業者を識別することが可能である。ユーザ・インタフェース・モジュールは、そのモジュールが使用されているステーションを識別する備えを有することが可能である。例えば、ユーザ・インタフェース・モジュールは、ステーション識別子を入力するよう作業者に促すことができる。

図４Ａおよび図４Ｂは、ＥＣＭ１０とユーザ・インタフェース・モジュール４０の間の有線または無線の通信を示す。図４Ａは、ＥＣＭ１０とユーザ・インタフェース・モジュール４０の間の直接通信を示し、図４Ｂは、ＥＣＭ１０に結合されたアダプタ・モジュール３４（前述した）を使用する、ＥＣＭとユーザ・インタフェース・モジュール４０の間の通信を示す。

本発明による例示的な方法が、図５の流れ図に示されている。例示的な方法によれば、ＥＣＭは、エンジン・システムを構築する際に使用するための構築指示を通信する際に使用される。ブロック５１０で、例えば、特定のＥＣＭの通し番号を、データベースの中で特定のエンジンの仕様、またはエンジン・システム通し番号に関連付けることにより、特定のＥＣＭが、構築されるべきエンジン・システムに関連付けられる。ブロック５２０で、構築指示が、ＥＣＭのメモリの中に格納される。前述したとおり、構築指示は、エンジン・システムを製造するのに役立つ様々な情報、例えば、部品表、製造図面、一般的な製造指示、製造されている特定のエンジン・システムに固有の製造指示、作業者固有、またはステーション固有の指示、およびその他の情報を含むことが可能である。構築指示は、エンジン・システムの製造全体に関連することも、エンジン・システムを製造することに関連するステップのサブセットだけに関連することも可能である。１つの実例では、一般的な製造指示などの製造指示を、従来の形で配布して、ＥＣＭには、製造されている特定のエンジン・システムに固有の製造指示だけを提供することが望ましい可能性がある。

エンジン・システムが、単一のステーションにおいて製造される場合、ＥＣＭは、そのステーションに提供される。エンジン・システムが、複数のステーションにおいて製造される場合、ＥＣＭは、第１のステーションに提供される。ブロック５３０で、ステーションに関連する作業者または作業者らが、ＥＣＭから構築指示を取り出し、５４０で、その構築指示に従ってエンジン・システムを製造する。エンジン・システムが、複数のステーションにおいて製造される実例では、ステーションに関連する作業者または作業者らは、作業者らの割り当てられたステーションに関係のある構築指示だけを取り出すことができる。ＥＣＭは、エンジン・システムと一緒に後続のステーションに送られる。ブロック５３０、構築指示を取り出すこと、および５４０、指示に従ってエンジン・システムを製造することが、エンジン・システムが完成するまで、各ステーションにおいて繰り返される。ＥＣＭが、エンジン・システムの製造における、ある特定のステップに関する指示を含まない場合、そのステップに関連するステーションは、ＥＣＭを受け取り、オプションとして、ＥＣＭにクエリを行って、その特定のステップに関する構築指示が、ＥＣＭ上に格納されているかどうかを判定し、構築指示を取り出さない（すなわち、ブロック５３０におけるタスクを省略する）ことが可能である。

ＥＣＭにクエリを行うことや、構築指示を受け取ることなどの通信は、前述したとおり、ユーザ・インタフェース・モジュールを使用して実行されることが可能である。作業者に対する指示は、ユーザ・インタフェース・モジュールのディスプレイ上に表示されること、聞き取れるように発声されること（ｃａｌｌｅｄ ｏｕｔ ａｕｄｉｂｌｙ）、および／またはユーザ・インタフェース・モジュールに関連するプリンタ上で印刷されることが可能である。また、前述したとおり、構築指示は、製造において使用されるマシンに通信されることも可能である。マシンに対する指示は、取り出されること、マシンに直接に通信されることが可能であり、あるいは指示は、前述したとおり、作業者に伝えられることが可能であり、次に、作業者が、それらの指示をマシンに中継することが可能である。ＥＣＭとの通信が、有線接続を介して行われる実例では、作業者は、ケーブルを介してユーザ・インタフェース・モジュール、または製造に使用されるマシンをＥＣＭに結合して、構築指示を取り出すことができる（ブロック５３０）。ＥＣＭとの通信が、無線で行われる実例では、作業者が、ユーザ・インタフェース・モジュールをＥＣＭの付近に保つことができ、あるいは製造に使用されるマシンが、構築指示を含む無線通信を受信するように配置されることが可能である。ＥＣＭとの通信が、ＥＣＭが通信するように構成されていない形で行われる実例、例えば、無線トランスポンダを含まないＥＣＭとの無線通信、またはある特定の標準化されたポートを含まないＥＣＭとの、その標準化された通信ポート上での通信では、ＥＣＭは、アダプタ・モジュールに結合されることが可能である。アダプタ・モジュールは、例えば、第１のステーションに先立って、または第１のステーションにおいて、ＥＣＭに結合され、ＥＣＭと一緒にステーションからステーションへ移動することが可能であり、あるいは各ステーションにおいてアダプタ・モジュールが提供されて、構築指示に関してＥＣＭにクエリが行われるたびに、ＥＣＭに結合されることが可能である。

エンジン・システムの製造中、ＥＣＭは、エンジン・システム内に設置される。エンジン・システムが完成した際、またはＥＣＭが構築指示を含む、エンジン・システムの製造の部分が完成した際などの、エンジン・システムの製造中の何らかの時点で、エンジン動作指示が、ＥＣＭのメモリの中に格納されることが可能である（ブロック５５０）。所望される場合、またはエンジン動作指示のためにメモリを空けることが要求される場合、構築指示は、ＥＣＭのメモリから削除されることが可能である。例えば、エンジン・システムの取付け済みのアプリケーションにおいてエンジン・システムが動作させられた後にエンジン・システムを整備する作業者による、後の参照のために、構築指示は、ＥＣＭの中に残されることも可能であるものと予期される。また、そのような作業者に後に役立つ可能性がある、さらなる情報、例えば、修理指示を、ＥＣＭのメモリの中に含めることも、本発明の範囲に含まれる。

本発明による別の例示的な方法では、ＥＣＭは、エンジン・システムの製造に関連する構築状態情報を通信する際に使用される（図６）。ブロック６１０で、ある特定のＥＣＭが、例えば、その特定のＥＣＭの通し番号を、データベース内で特定のエンジンの仕様、またはエンジン・システム通し番号に関連付けることにより、構築されるべきエンジン・システムに関連付けられる。

エンジン・システムが、単一のステーションにおいて製造される場合、ＥＣＭは、そのステーションに提供される。エンジン・システムが、複数のステーションにおいて製造される場合、ＥＣＭは、製造工程における第１のステーションに提供される。ブロック６２０で、そのステーションに関連する作業者またはマシンが、エンジン・システムを製造し、ブロック６３０で、作業者が、製造されているエンジン・システムに関連する構築状態情報を格納する。前述したとおり、構築状態情報は、エンジン・システムが製造される際、およびエンジン・システムが完成した際のエンジン・システムの製造についての情報を含む。構築状態情報は、例えば、エンジン・システムについての寸法情報、エンジン・システムがどのように製造されたかについての情報、いずれのステーションもしくは作業者が、エンジン・システムを製造する際のステップのいずれを実行したかについての情報、エンジン・システムを製造する際の特定のステップに関する時刻−日付情報、エンジン・システムに組み立てられた構成要素を明確に識別する情報、エンジン・システムに対して実行された品質管理検査に関する情報、およびその他の情報を含むことが可能である。

エンジン・システムが、複数のステーションにおいて製造される実例では、ステーションに関連する作業者または作業者らは、作業者らの割り当てられたステーションに関係があり、そのステーションにおいて実行されたステップのすべてのステップ、またはそれより少ないステップに関係のある構築状態情報を格納することができる。各ステーションが、製造におけるそのステーションの役割を完了すると、ＥＣＭは、製造済みのエンジン・システムの諸部分と一緒に後続のステーションに送られる。ブロック６２０、エンジン・システムを製造すること、およびブロック６３０、構築状態情報をＥＣＭのメモリの中に格納することは、エンジン・システムが完成するまで、各ステーションにおいて繰り返される。構築状態情報が、特定のステーションにおいて、または作業者に要求されない場合、作業者は、ＥＣＭのメモリの中に構築状態情報を格納するというブロック６３０におけるタスクを省略することができる。

構築状態情報を格納することなどの、ＥＣＭとの通信は、構築指示を取り出すことに関連して前述したのと同様の形で、ユーザ・インタフェース・モジュールを使用して実行されることが可能である。ユーザ・インタフェース・モジュールは、例えば、ユーザ・インタフェース・モジュールのディスプレイ上で、聞き取れるように発声され、かつ／またはユーザ・インタフェース・モジュールに関連するプリンタ上で印刷される、特定の情報を作業者に求めることが可能である。すると、ユーザは、例えば、ユーザ・インタフェース・モジュールのキーパッドを使用して、ユーザ・インタフェース・モジュールのタッチセンシティブ・ディスプレイを使用して、または可聴で、構築状態情報をユーザ・インタフェース・モジュールに入力することができる。

前述した場合と同様に、ＥＣＭとの通信が、有線接続を介して行われる実例では、作業者は、ケーブルを介してユーザ・インタフェース・モジュールをＥＣＭに結合して、構築状態情報を格納するというブロック６３０におけるタスクを実行することができる。ＥＣＭとの通信が、無線で行われる実例では、作業者は、構築状態情報を含む無線通信を受信するように、ＥＣＭの付近にユーザ・インタフェース・モジュールを保つことができる。ＥＣＭとの通信が、ＥＣＭが通信するように構成されていない形で行われる実例では、ＥＣＭは、アダプタ・モジュールに結合されることが可能である。アダプタ・モジュールは、例えば、第１のステーションに先立って、または第１のステーションにおいて、ＥＣＭに結合され、ＥＣＭと一緒にステーションからステーションへ移動することが可能であり、あるいは各ステーションにおいてアダプタ・モジュールが提供されて、構築状態情報が、ＥＣＭの中に格納されることになるたびに、ＥＣＭに結合されることが可能である。

ブロック６４０で、構築状態情報は、ＥＣＭから取り出されることが可能である。構築状態情報は、エンジン・システムの製造中、各ステップの終わりに、エンジンの製造中の他の間隔で、またはエンジン・システムの製造の終わりに取り出されることが可能である。エンジン・システムの製造中に構築状態情報を取り出すことにより、例えば、いずれの製造ステップが完了したか、どのような問題が生じたか、エンジン・システムの製造にだれが関与していたか、およびその他の情報を判定するように、エンジン・システムの製造のステータスが監視されることが可能になる。構築状態情報は、前述したとおり、ユーザ・インタフェース・モジュールを使用して、または別のデバイスを使用して取り出されることが可能である。

取り出された構築状態情報は、その特定のエンジン・システムに関連するデータベースの中、他のエンジン・システムからの構築状態情報を有するデータベースの中、または別の形でなど、後の使用のためにＥＣＭの外部に格納されるべきことものと予期される。格納された構築状態情報は、エンジン・システムの製造を分析するのに役立つ。例えば、時刻−日付情報は、製造工程の効率を高めるのに使用するために、様々なステップに要する時間を分析する、または同一の製造ステップを実行する複数のステーション間の相対的時間を比較するのに使用されることが可能である。別の実施例では、エンジン・システムの製造中に収集された作業者情報もしくはステーション情報、寸法情報、品質管理情報、およびその他の情報が、エンジン・システムの動作上の障害を分析するのに後に役立つ可能性があり、そのような情報は、他の類似するエンジン・システムのさらなる障害を防止するのにも役立つ可能性がある。

エンジン・システムが完成した際、または所望されるすべての構築状態情報が収集された時点などの、エンジン・システムの製造中に、エンジン動作指示が、ＥＣＭのメモリの中に格納されることが可能である（ブロック６５０）。所望される場合、またはエンジン動作指示のためにメモリを空けることが要求される場合、構築状態情報は、ＥＣＭのメモリから削除されることが可能である。例えば、エンジン・システムの取付け済みのアプリケーションにおいて動作させられたエンジン・システムを整備する作業者による、またはエンジン・システムが、改造のために返された際の製造業者による、後の参照のために、構築状態情報は、ＥＣＭの中に残されることも可能であるものと予期される。

図７の流れ図に示される、本発明による例示的な方法では、ＥＣＭは、エンジン・システムを構築する際に使用するための構築指示を通信する際と、エンジン・システムの製造に関する構築状態情報を通信する際の両方で使用される。ブロック７１０で、特定のＥＣＭが、前述したとおり、構築されるべきエンジン・システムに関連付けられる。ブロック７２０で、製造工程全体に関する構築指示、または製造工程におけるステップのサブセットが、ＥＣＭのメモリの中に格納される。

エンジン・システムが、単一のステーションにおいて製造される場合、ＥＣＭは、そのステーションに提供される。エンジン・システムが、複数のステーションにおいて製造される場合、ＥＣＭは、第１のステーションに提供される。ブロック７３０で、そのステーション、または第１のステーションに関連する作業者または作業者らが、構築指示、または構築指示の一部分（そのステーションに関係のある指示などの）を、ＥＣＭから取り出し、ブロック７４０で、エンジン・システムが、それらの構築指示に従って製造される。７５０で、ステーションに関連する作業者またはマシンが、製造されているエンジン・システムに関連する構築状態情報を、ＥＣＭのメモリの中に格納する。エンジン・システムが、複数のステーションにおいて製造される実例では、ＥＣＭは、製造されたエンジン・システムの諸部分と一緒に後続のステーションに送られる。ブロック７３０〜７５０は、エンジン・システムが完成するまで、各ステーションにおいて繰り返される。ブロック７３０またはブロック７５０のいずれも、ステーションに構築指示が全く与えられない（そのため、ブロック７３０を省略する）場合、またはステーションにおいて構築状態情報が、全く収集されない（そのため、ブロック７５０を省略する）場合、省略されることが可能である。

ブロック７６０で、構築状態情報が、ＥＣＭから取り出されることが可能であり、コピーが、ＥＣＭのメモリの中に残されること、またはその情報が、ＥＣＭのメモリから削除されることが可能である。同様に、構築指示も、ＥＣＭのメモリの中に残されること、またはＥＣＭのメモリから削除されることが可能である。さらなる情報、例えば、修理指示が、ＥＣＭのメモリの中に格納されることが可能である。

エンジン・システムが完成した際、またはエンジン・システムの製造中の何らかの時点で、エンジン動作指示が、ＥＣＭのメモリの中に格納されることが可能である（ブロック７７０）。留意すべきこととして、ＥＣＭは、製造中にエンジン・システムに組み込まれることも、あるいは別のＥＣＭが、エンジン・システムに組み込まれて、製造において使用されたＥＣＭは、再使用されることも可能である。製造において使用されたＥＣＭが、エンジン・システムに組み込まれない実例では、エンジン動作指示は、エンジン・システムに組み込まれるＥＣＭのメモリの中に格納されることが可能である。

本発明の利点は、エンジン・システムを製造することに関連する指示および情報が、単一の機器、エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）の中で便利に伝えられることが可能であることである。ＥＣＭは、エンジン・システム自体の一部であるので、なおさらそうである。

本発明の別の利点は、エンジン・システムの製造から収集される構築状態情報が、電子フォーマットで収集されることである。電子フォーマットの情報は、メディア・タイプ間の変換を必要とすることなく、変換から生じる可能性がある誤りなしに、ＥＣＭから他のデバイスに容易に転送可能である。例えば、紙の業務日誌に記録された構築状態データは、コンピュータ・データベースの中に格納するために電子フォーマットへの変換を要し、転記の誤りを被る可能性がある。また、構築状態情報は、最初に、電子フォーマットで収集されるため、データは、入力されるにつれ、調整される（例えば、コンピュータ・データベースにおける使用のために正規化される）ことが可能であり、ＥＣＭから他のデバイスへの転送は、ほとんど即時である。

本明細書で説明される諸概念を、他の多数のデバイスおよびシステムを製造するのに適用すること、および／またはＥＣＭ以外のメモリ・ストアを使用することは、本発明の範囲に含まれる。例えば、本明細書で説明される諸概念は、家庭用電子デバイスまたは産業用電子デバイスの製造に、その製造情報の格納のために電子デバイスのメモリを使用して、適用されてもよい。別の実施例では、ＥＣＭは、エンジン・システムに最終的に組み込まれない（すなわち、エンジン・システムの一部ではない）デバイスまたはシステムに関する製造情報の格納のために使用されることが可能である。ＥＣＭの代わりに、汎用のコンピュータおよびメモリ（ＰＣベースのマイクロコンピュータ、パーソナル・デジタル・アシスタント、またはパーソナル記憶デバイス）、または製造情報を格納する際に使用されるように特別に設計された、または適合されたコンピュータを使用することが、本発明の範囲に含まれる。このため、エンジン・システム、またはエンジン・システムの下位構成要素、またはエンジン・システムとは別個のデバイスもしくはシステム、およびそのようなデバイスもしくはシステムの下位構成要素の製造情報を格納するために、ＥＣＭ、汎用コンピュータ、または特別に適合されたコンピュータを使用する多数の変形形態が、予期されている。

本発明のいくつかの実施形態を説明した。しかし、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、様々な変更が行われてもよいことが理解されよう。したがって、他の諸実施形態が、添付の特許請求の範囲に含まれる。

本発明によるエンジン制御モジュール（ＥＣＭ）を示す概略図である。 本発明によるエンジン・システムを示す概略図である。 本発明によるユーザ・インタフェース・モジュールを示す概略図である。 図１のＥＣＭと図３のユーザ・インタフェース・モジュールの間における直接の通信を示す概略図である。 図１のＥＣＭと図３のユーザ・インタフェース・モジュールの間におけるアダプタ・モジュールを介する通信を示す概略図である。 本発明による、ＥＣＭを使用して構築指示を通信する方法を示す流れ図である。 本発明による、ＥＣＭを使用して構築状態情報を通信する方法を示す流れ図である。 本発明による、ＥＣＭを使用して構築指示および構築状態情報を通信する方法を示す流れ図である。

Claims (11)

1. エンジン・システムを製造する方法であって、
   エンジン制御モジュールを特定のエンジン・システムに関連付けること、
   前記エンジン・システムを製造するための製造指示と、前記特定のエンジン・システムについての構築状態情報の少なくともいずれかに関する情報を、前記エンジン制御モジュールのメモリの中に格納すること、および
   前記エンジン制御モジュールが、前記エンジン・システム動作の１つまたは複数の態様を制御できるようにするように動作可能なエンジン・システム動作指示を、前記エンジン制御モジュールのメモリの中に格納することを含む方法。
2. 前記エンジン・システムを製造するための指示を格納することは、前記エンジン・システムに関する部品のリスト、類似する特性を有するエンジン・システム群に関する一般的な製造指示、製造されている前記特定のエンジン・システムに関する製造指示、作業者固有の指示、および製造ステーション固有の指示の少なくとも１つを格納することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記製造指示の少なくとも一部分を取り出すこと、および
   前記指示に従って前記エンジン・システムを製造することをさらに含む請求項１に記載の方法。
4. 前記製造指示の少なくとも一部分を取り出すことは、前記エンジン制御モジュールに対する無線接続を介して、ユーザ・インタフェース・デバイスを使用して前記製造指示の少なくとも一部分を取り出すことを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記エンジン制御モジュールは、無線トランスポンダなしに提供される、請求項４に記載の方法であって、
   前記エンジン制御モジュールが、前記無線接続を介して前記ユーザ・インタフェース・デバイスと通信できるようにするように適合された無線アダプタを、前記エンジン制御モジュールに結合することをさらに含む方法。
6. 前記製造指示の少なくとも一部分を取り出すことは、前記エンジン制御モジュールから、製造ステップの少なくとも一部を実行するマシンに、指示を通信することを含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記製造指示の少なくとも一部分を取り出すことは、前記エンジン・システムを製造することに先立つ形と、前記エンジン・システムを製造するのと同時並行の形の少なくともいずれかで実行される、請求項３に記載の方法。
8. エンジン制御モジュールにおいて、
   メモリと、
   前記エンジン制御モジュールを特定のエンジン・システムに関連付けること、前記エンジン・システムを製造するための製造指示と、前記エンジン・システムについての構築状態情報の少なくともいずれかに関する情報を、前記エンジン制御モジュールの前記メモリの中に格納すること、および前記エンジン制御モジュールが、前記エンジン・システム動作の１つまたは複数の態様を制御できるようにするように動作可能なエンジン・システム動作指示を、前記エンジン制御モジュールのメモリの中に格納することを含む動作を実行するように構成されたプロセッサとを含むエンジン制御モジュール。
9. 無線接続を介して、ユーザ・インタフェース・デバイスを使用して前記製造指示の少なくとも一部分を通信するように構成された入出力インタフェースをさらに含む請求項８に記載のエンジン制御モジュール。
10. 前記入出力インタフェースは、前記製造指示の少なくとも一部分を、製造ステップの少なくとも一部を実行するマシンに通信するように適合された、請求項８に記載のエンジン制御モジュール。
11. 前記プロセッサは、製造指示と構築状態情報の少なくともいずれかに関する情報を、前記エンジン・システムの一部ではないデバイスに関連する前記エンジン制御モジュールの前記メモリの中に格納することを含む動作を実行するようにさらに構成された、請求項８に記載のエンジン制御モジュール。

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