CN109642513A - 异常检测装置、异常检测方法及异常检测系统 - Google Patents

Abstract

异常检测装置(1)具有：取得部(141)，其取得引擎(21)为预定的状态期间的多个汽缸(25)各自的燃料喷射量的修正量；存储部(13)，其将取得部(141)所取得的多个修正量与各汽缸(25)相关联，并按时间顺序存储；以及判定部(142)，其基于多个修正量的变化模式来判定在多个汽缸(25)中的任何一个上是否发生了异常。

Description

异常检测装置、异常检测方法及异常检测系统

技术领域

本公开涉及对引擎的异常进行检测的异常检测装置、异常检测方法及异常检测系统。

背景技术

以往，已知一种技术，其为了在具有多个汽缸的车辆的引擎中减轻汽缸间的偏差的影响而对各汽缸中的燃料喷射量进行修正。在专利文献1中，公开了一种装置，该装置在各汽缸的燃料喷射量的修正量与初始修正量的偏差超过了预定的范围的情况下，判定为发生了异常。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-177587号公报

发明内容

发明要解决的课题

燃料喷射量的修正量会因各种因素而发生变动。因此，当像现有技术那样，根据被使用的修正量与初始修正量的偏差超过了预定的范围而判定为发生了异常时，发生了如下这样的问题：会存在尽管修正量的变动是一时的，且尽管并未发生异常，但是会误判为发生了异常。

因此，本公开鉴于这些点而完成，其目的在于提供一种能够提高基于燃料喷射量的修正量进行的汽缸的异常检测精度的异常检测装置、异常检测方法及异常检测系统。

用于解决课题的手段

本公开的第1技术方案的异常检测装置为一种对被搭载在车辆上的具有多个汽缸的引擎的异常进行检测的异常检测装置，其具有：取得部，其取得上述引擎为预定的状态期间的上述多个汽缸各自的燃料喷射量的修正量；存储部，其将上述取得部所取得的多个上述修正量与各上述汽缸相关联并按时间顺序存储；以及判定部，其基于上述多个修正量的变化模式来判定在上述多个汽缸中的任何一个上是否发生了异常。

上述判定部例如在上述修正量在预定的期间内预定的次数以上地为预定的上限值以上或下限值以下的情况下，判定为在与该修正量对应的上述汽缸上发生了异常。

也可以是，上述判定部通过将从上述引擎起动起到停止为止的期间内的怠速状态下的上述修正量的最大值或最小值与上述上限值或上述下限值进行比较，从而判定是否发生了异常。

也可以是，上述判定部通过将多个上述期间内的多个上述最大值或最小值与上述上限值或上述下限值进行比较，从而判定是否发生了异常。

也可以是，上述判定部基于多个上述修正量的变化状态来推定上述最大值及上述最小值，并基于推定出的上述最大值及上述最小值来判定是否发生了异常。

本公开的第2技术方案的异常检测方法为一种对被搭载在车辆上的具有多个汽缸的引擎的异常进行检测的方法，其具有：取得上述引擎为预定的状态期间的上述多个汽缸各自的燃料喷射量的修正量的步骤；使上述取得部所取得的多个上述修正量与使用了上述修正量的时刻相关联并存储在存储部中的步骤；以及通过将与多个时刻对应的上述多个修正量与基准值进行比较，从而判定在上述多个汽缸中的任何一个上是否发生了异常的步骤。

本公开的第3技术方案的异常检测系统为一种异常检测系统，其包括被搭载在车辆上的引擎、以及对上述引擎的异常进行检测的异常检测装置，上述引擎具有：控制部，其对多个汽缸各自的燃料喷射量进行修正；以及通信部，其将表示上述燃料喷射量的修正量的修正量数据经由无线通信线路而发送到上述异常检测装置，上述异常检测装置具有：取得部，其取得上述引擎为预定的状态期间的与上述多个汽缸分别对应的上述修正量数据；存储部，其将上述取得部所取得的多个上述修正量与各上述汽缸相关联并按时间顺序存储；以及判定部，其基于上述多个修正量的变化模式来判定在上述多个汽缸中的任何一个上是否发生了异常。

发明效果

根据本公开，起到能够提高基于燃料喷射量的修正量进行的汽缸的异常检测精度这样的效果。

附图的简要说明

图1是表示本实施方式的异常检测系统的构成的图。

图2是表示本实施方式的车辆的引擎系统的构成的图。

图3是表示从起动引擎起的修正量的变化的情况的示意图。

图4是表示异常检测装置的构成的图。

图5是用于说明判定部判定为发生了异常的方法的图。

图6是异常检测装置对汽缸的异常进行检测的动作的流程图。

具体实施方式

图1是表示本实施方式的异常检测系统S的构成的图。异常检测系统S为异常检测装置1与车辆T联动地对车辆T的异常进行检测的系统。异常检测装置1被设置在数据收集中心C上，该数据收集中心C收集表示各种车辆T的状态的数据。异常检测装置1经由无线通信线路而与多个车辆T连接，并以预定的时间间隔来从各车辆T接收表示车辆T的状态的数据。异常检测装置1基于从车辆T接收到的各种数据来对车辆T的异常进行检测。

异常检测装置1经由网络(例如互联网)而与计算机连接，该计算机被设置在管理车辆T的管理基站M上。管理基站M例如为拥有车辆T的公司或对车辆T进行维修的公司。当从异常检测装置1接收到在车辆T上发生了异常的通知时，管理基站M的员工能够通过将发生了异常一事通知给车辆T的驾驶员、或是对车辆T进行维修，从而将重大事故防患于未然。

异常检测系统S能够基于车辆T的各汽缸的燃料喷射量的修正值来确定发生了异常的汽缸。首先，对车辆T所具有的包含汽缸的引擎系统的构成进行说明。

[引擎系统2的构成]

图2是表示本实施方式的车辆T的引擎系统2的构成的图。本实施方式的引擎系统2具有多汽缸(在本实施方式中，为4汽缸)的柴油引擎。引擎系统2具有：引擎21；进气通道22及排气通道23，其被连接在引擎21上；共轨(common rail)24；4个汽缸25(25a～25d)；燃料喷射阀(喷射器)26；缸内压力传感器27；曲柄角传感器28；ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)29，其作为控制部来发挥功能；以及通信部30。

共轨24以高压状态来储存从燃料喷射阀26喷射到各汽缸25的燃料。

对于汽缸25，分配了用于识别各汽缸25的汽缸编号。对于汽缸25a～汽缸25d，分别分配了01～04的汽缸编号。

燃料喷射阀26及缸内压力传感器27被设置在各汽缸25上。燃料喷射阀26基于ECU29的控制来将确定量的燃料喷射到汽缸25内。缸内压力传感器27对汽缸25的内部的压力即缸内压进行检测，并将检测出的缸内压通知给ECU29。曲柄角传感器28对曲轴的转角及引擎的转速进行检测，并将检测出的转速通知给ECU29。

ECU29包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、输入端口、以及输出端口等。ECU29控制从各汽缸25的燃料喷射阀26喷射的燃料量。此外，为了降低汽缸25间的旋转波动的偏差或燃烧状态的偏差，ECU29对基于引擎运转状态而确定的燃料喷射量进行修正。

具体而言，ECU29基于被与油门开度对应地预先确定的引擎转速与燃料喷射量的关系，来确定与曲柄角传感器28所检测出的引擎转速对应的燃料喷射量。此时，ECU29对各汽缸25的旋转波动的偏差量进行检测，并基于旋转波动的偏差量来对各汽缸25的燃料喷射量进行修正。不过，ECU29能够对燃料喷射量进行修正的量存在上限值及下限值，在需要超过上限值或下限值的修正的情况下，修正量被设定为上限值或下限值。

ECU29在从起动引擎21起到使其停止期间，使引擎21为怠速状态期间的各汽缸25的修正量的最大值或最小值与汽缸编号相关联地存储在RAM中。ECU29例如从起动引擎21起，使稳定后的修正量定期地存储在RAM中。

图3是表示从起动引擎21起的修正量的变化的情况的示意图。修正量根据引擎21的内部温度而发生变化，例如如图3所示，随着从起动引擎21起的时间的经过，修正量在逐渐变大后变得稳定。在稳定了的时间点的修正量与从起动引擎21起到使其停止期间的修正量的最大值或最小值大致相等。

在为图3所示的例子的情况下，关于汽缸25a，修正量逐渐变大，修正值a成为了最大值。关于汽缸25b，修正量逐渐变大，修正值b成为了最大值。关于汽缸25c，修正量逐渐变小，修正值c成为了最小值。关于汽缸25d，修正量逐渐变小，修正值d成为了最小值。

ECU29使在像这样稳定之后确定的最大值及最小值存储在RAM中。也可以是，ECU29使从起动引擎21起经过了预定的时间后的修正量作为最大值或最小值而存储在RAM中。

通信部30为用于经由无线通信线路来收发数据的无线通信单元。通信部30将从ECU29取得的各种数据发送到异常检测装置1，并且接收异常检测装置1所发送的各种数据并将其通知给ECU29。通信部30例如将表示ECU29对各汽缸25的燃料喷射量应用的修正量的修正量数据与用于确定汽缸25的汽缸编号相关联，并将其以预定的时间间隔来发送到异常检测装置1。

[异常检测装置1的构成]

图4是表示异常检测装置1的构成的图。

异常检测装置1具有第1通信部11、第2通信部12、存储部13、以及控制部14。控制部14具有取得部141、判定部142、以及异常通知部143。

第1通信部11为用于经由无线通信线路而在与引擎系统2之间收发数据的无线通信单元。第1通信部11例如经由分组通信网的计算机来从预先注册的多个车辆T接收包含修正量数据等各种数据的电波。第1通信部11提取接收到的电波中含有的修正量数据，并将修正量数据输入到取得部141。

第2通信部12为用于经由互联网而在与管理基站M的计算机之间收发数据的通信控制器。第2通信部12在判定部142检测到了车辆T的汽缸25的异常的情况下，将通知异常的消息发送到管理车辆T的管理基站M的计算机。

存储部13为包含ROM、RAM、硬盘等的存储介质。存储部13存储控制部14所执行的程序。此外，存储部13将从车辆T发送的修正量数据与各车辆T所固有的识别信息、汽缸编号及使用了修正量的时刻相关联并按时间顺序存储。

此外，存储部13存储判定部142的汽缸25的修正量的上限值及下限值。因为针对车辆T的每一车种，修正量的上限值及下限值都是不同的，所以存储部13例如将修正量的上限值及下限值与车辆T的车种相关联地进行存储。

控制部14例如为CPU，通过执行被存储于存储部13的程序，从而作为取得部141、判定部142及异常通知部143来发挥功能。

取得部141经由第1通信部11来取得被ECU29在多个不同的时刻使用的、表示引擎21为预定的状态下的燃料喷射量的修正量的修正量数据。取得部141取得表示在从车辆T的引擎21起动起到停止的期间的怠速状态下被使用的修正量的最大值或最小值的修正量数据。

取得部141在每一个预定的期间取得表示修正量的最大值或最小值的修正数据，并使在每一个预定的期间取得的多个修正量数据按时间顺序存储在存储部13中。预定的期间例如为从引擎21起动起到停止为止的期间。

判定部142读取被存储在存储部13中的多个修正量数据，并基于多个修正量的变化模式来判定在多个汽缸25中的任何一个上是否发生了异常。具体而言，判定部142在修正量在预定的期间内预定的次数以上地成为了预定的上限值或下限值的情况下，判定为在与该修正量对应的汽缸25上发生了异常。判定部142例如通过将从引擎21起动起到停止为止的期间内的怠速状态下的修正量的最大值或最小值与上限值或下限值进行比较，从而判定是否发生了异常。

图5是用于说明判定部142判定发生了异常的方法的图。图5示出了取得部141从车辆T取得的、各汽缸25的修正量数据的例子。图5的横轴表示从开始记录修正量数据起的经过天数。纵轴表示修正量，正的数字表示增加燃料喷射量的修正量，负的数字表示减少燃料喷射量的修正量。

在图5中，汽缸25a的修正量从第14天起开始増加，在第18天以后，成为上限值即15的日子增加。因为第19天～第39天这20天中，修正量在13天中成为了15，所以判定部142判定为在汽缸25a上发生了异常。

也可以是，判定部142判定为发生了异常的变化模式的规则是任意的，且在修正量预定的次数以上地连续与上限值或下限值相等的情况下，判定为发生了异常。此外，也可以是，判定部142在预定的期间内的修正量的平均值距上限值或下限值在预定的值以内的情况下，判定为发生了异常。

异常通知部143在判定部142判定为在汽缸25上发生了异常的情况下，将发生了异常一事通知给管理基站M的计算机。具体而言，异常通知部143通过制作包含发生了异常的车辆T的识别信息、发生了异常的汽缸25的汽缸编号、管理该车辆T的管理基站M的计算机的地址、以及发生了一事的异常通知消息，并经由第2通信部12而将其发送，从而将发生了异常一事通知给管理基站M的计算机。

[异常检测动作的流程图]

图6是异常检测装置1对汽缸25的异常进行检测的动作的流程图。

首先，取得部141取得从车辆T发送的修正量数据(S11)。取得部141在每次取得修正量数据时，将修正量数据与车辆T的识别信息及汽缸编号相关联，并使其存储在存储部13中(S12)。

随着取得部141取得了新的修正量数据，判定部142确定在最近的预定期间内取得部141所取得的多个修正量数据的变化模式(S13)。并且，判定部142判定所确定了的变化模式是否进入了正常范围之内(S14)。

判定部142在如图5所示的汽缸25b、25c、25d那样，变化模式进入了正常范围之内的情况下(在S14中为“是”)，判定为未发生异常并将处理返回到步骤S11，并待机到下一个进气量数据被发送过来为止。判定部142在如图5所示的汽缸25a那样，变化模式未进入正常范围内的情况下(在S14中为“否”)，判定为在汽缸25a上发生了异常(S15)。

在此，判定部142判定异常的等级是需要紧急对应的程度的等级、还是无需紧急对应的程度的等级，并将紧急性的等级与发生了异常一事一起通知给异常通知部143(S16)。异常通知部143在收到了具有紧急性的异常(例如会使驾驶产生障碍的异常)的发生的通知的情况下，将发生了异常一事通报给管理基站M与车辆T这双方(S17)。也可以是，异常通知部143在修正量与上限值或下限值一致的频率为预定的值以上的情况下，判定为具有紧急性的异常。异常通知部143在收到了没有紧急性的异常(例如，推定出部件的劣化的异常)的发生的通知的情况下，仅会将发生了异常一事通报给管理基站M(S18)。

[变形例1]

虽然在以上的说明中，车辆T的ECU29确定从引擎21起动到停止的期间的怠速状态下的修正量的最大值及最小值，但是确定修正量的最大值及最小值的主体是任意的。例如也可以是，ECU29将所有修正量数据都发送到异常检测装置1，异常检测装置1的取得部141取得表示在引擎的怠速状态以外的状态下被使用的修正量的修正量数据。

在该情况下，取得部141如表示引擎转速和油门开度的信息那样，将表示引擎的状态的信息与修正量数据相关联并取得。取得部141从所取得的修正量数据中提取在怠速状态下被使用的修正量数据，并使所提取的修正量数据按时间顺序存储在存储部13中。通过这样去做，异常检测装置1能够基于如图5所示被描绘出的修正量数据来对异常进行检测。

另外，在车辆T从起动引擎21起短时间内使引擎21停止的情况下，有的情况下在修正量稳定前引擎21会停止，无法确定最大值及最小值。在这种情况下，也可以是，判定部142基于从引擎21起动起的多个修正量的变化状态来推定最大值及最小值，并基于推定出的最大值及最小值来判定有无异常。

[变形例2]

虽然在图5所示的例子中，横轴为从开始记录修正量数据起所经过的天数，但是横轴的单位是任意的。也可以是，异常检测装置1例如以从引擎21起动起到停止为止的期间为横轴的1个单位，并在从引擎21起动起到停止为止的1个期间内描绘1个修正量数据。

[本实施方式的异常检测装置1的效果]

如以上说明的那样，车辆T将表示引擎21为怠速状态下的各汽缸25的燃料喷射量的修正量的修正量数据发送到异常检测装置1。并且，异常检测装置1将取得部141所取得的多个修正量数据与各汽缸25相关联并将其按时间顺序存储在存储部13中，判定部142基于多个修正量的变化模式来判定在多个汽缸25中的任何一个上是否发生了异常。因为通过这样去做，判定部142能够排除汽缸25的修正量的一时的变动的影响，并在修正量持续达到上限值或下限值的情况下判定为异常，所以对汽缸25的异常进行检测的精度会提高。

此外，因为异常检测装置1是通过将从引擎21起动起到停止为止的期间内的怠速状态下的修正量的最大值或最小值与上限值或下限值进行比较，从而判定是否发生了异常的，所以能够基于燃料喷射量稳定的状态下的修正量的变化来进行判定。因此，检测异常的精度会进一步提高。

此外，异常检测装置1基于多个修正量的变化状态来推定最大值及最小值，并基于推定出的最大值及最小值来判定是否发生了异常。通过这样去做，即使在从引擎21起动起到停止为止的期间较短而修正量不稳定的状态下，也能够将修正量用于异常的判定。

＜第2实施方式＞

在第1实施方式中，虽然在被设置在数据收集中心C上的异常检测装置1中，对汽缸25的异常进行了检测，但是也可以是，车辆T具有与第1实施方式的异常检测装置1等同的异常检测装置，且在车辆T中对汽缸25的异常进行检测。在该情况下，在车辆T的异常检测装置检测到异常的情况下，车辆T的异常检测装置会将发生了异常一事显示在仪表板(instrument panel)上以通知给驾驶员，或是将异常的发生通报给管理基站M。

以上，虽然利用实施方式说明了本公开，但是本发明的技术范围不被限定于上述实施方式所述的范围。本领域技术人员应明白的是，能够对上述实施方式加以多种变更或改良。从权利要求书的记载中可以明确，加有那样的变更或改良的实施方式也能够被包含在本发明的技术范围内。

本申请基于2016年8月3日申请的日本专利申请(特愿2016-152621)，并将其内容作为参照援引于此。

工业可利用性

根据本公开的技术，在如下的点上是有用的：能够在对车辆所行驶的车道的曲率进行计算的情况下，将其精度维持得较高。

附图标记说明

1 异常检测装置

2 引擎系统

11 第1通信部

12 第2通信部

13 存储部

14 控制部

21 引擎

22 进气通道

23 排气通道

24 共轨

25 汽缸

26 燃料喷射阀

27 缸内压力传感器

28 曲柄角传感器

29 ECU

30 通信部

141 取得部

142 判定部

143 异常通知部

Claims (7)

1.一种异常检测装置，其对被搭载在车辆上的具有多个汽缸的引擎的异常进行检测；

该异常检测装置具有：

取得部，其取得上述引擎为预定的状态期间的上述多个汽缸各自的燃料喷射量的修正量，

存储部，其将上述取得部所取得的多个上述修正量与各上述汽缸相关联并按时间顺序存储，以及

判定部，其基于上述多个修正量的变化模式来判定在上述多个汽缸中的任何一个上是否发生了异常。

2.如权利要求1所述的异常检测装置，其中，

上述判定部在上述修正量在预定的期间内预定的次数以上地为预定的上限值以上或下限值以下的情况下，判定为在与该修正量对应的上述汽缸上发生了异常。

3.如权利要求2所述的异常检测装置，其中，

上述判定部通过将从上述引擎起动起到停止为止的期间内的怠速状态下的上述修正量的最大值或最小值与上述上限值或上述下限值进行比较，从而判定是否发生了异常。

4.如权利要求3所述的异常检测装置，其中，

上述判定部通过将多个上述期间内的多个上述最大值或最小值与上述上限值或上述下限值进行比较，从而判定是否发生了异常。

5.如权利要求3或4所述的异常检测装置，其中，

上述判定部基于多个上述修正量的变化状态来推定上述最大值及上述最小值，并基于推定出的上述最大值及上述最小值来判定是否发生了异常。

6.一种异常检测方法，其对被搭载在车辆上的具有多个汽缸的引擎的异常进行检测；

该方法具有：

取得上述引擎为预定的状态期间的上述多个汽缸各自的燃料喷射量的修正量的步骤，

使所取得的多个上述修正量与使用了上述修正量的时刻相关联并存储在存储部中的步骤，以及

通过将与多个时刻对应的上述多个修正量与基准值进行比较，从而判定在上述多个汽缸中的任何一个上是否发生了异常的步骤。

7.一种异常检测系统，包括：

引擎，其具有控制部、以及通信部，并被搭载在车辆上，该控制部对多个汽缸各自的燃料喷射量进行修正，该通信部经由无线通信线路而将表示上述燃料喷射量的修正量的修正量数据发送到上述异常检测装置，以及

异常检测装置，其对上述引擎的异常进行检测；

该异常检测系统具有：

取得部，其取得与上述引擎为预定的状态期间的上述多个汽缸分别对应的上述修正量数据，

存储部，其将上述取得部所取得的多个上述修正量与各上述汽缸相关联并按时间顺序存储，以及

判定部，其基于上述多个修正量的变化模式来判定在上述多个汽缸中的任何一个上是否发生了异常。