CN111886408A - 故障判断装置以及故障判断数据获取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种故障判断装置，其具备：第一判断部，参照表示内燃机相关部位的动作的修正量的修正量数据，判断是否有可能发生了内燃机的故障；数据获取部，在判断为有可能发生了内燃机的故障时，获取表示影响修正量的因素的影响因素数据；以及第二判断部，同时参照修正量数据和所获取的影响因素数据，判断内燃机是否有故障。

Description

故障判断装置以及故障判断数据获取装置

技术领域

本发明涉及故障判断装置以及故障判断数据获取装置。

背景技术

以往，已知会在车辆的内燃机中，对内燃机相关部位的动作进行修正。例如，专利文献1公开了在具有多个气缸的内燃机中，为抑制各气缸之间的偏差，对各气缸中的燃料喷射量进行修正的技术。

通常已知在这样的技术中，为防止过度修正，针对上述部位的动作的修正量设定了限制值。当上述修正量达到限制值的次数变多时，可认为内燃机发生了故障，因而更换零件等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-25761号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述修正量有时会因内燃机故障以外的因素增大，仅凭修正量增大就判断为内燃机发生故障，会导致发生将正常的零件更换掉或将没有故障的车辆送去修理等情况。因此，希望能进一步提高内燃机故障的判断精度。

本发明的目的在于提供能够提高内燃机故障的判断精度的故障判断装置以及故障判断数据获取装置。

解决问题的方案

本发明的故障判断装置具备：

第一判断部，参照表示内燃机相关部位的动作的修正量的修正量数据，判断是否有可能发生了所述内燃机的故障；

数据获取部，在判断为有可能发生了所述内燃机的故障时，获取表示影响所述修正量的因素的影响因素数据；以及

第二判断部，同时参照所述修正量数据和所获取的所述影响因素数据，判断所述内燃机是否有故障。

本发明所的故障判断数据获取装置具备：

第一判断部，参照表示内燃机相关部位的动作的修正量的修正量数据，判断是否有可能发生了所述内燃机的故障；

数据获取部，在判断为有可能发生了所述内燃机的故障时，获取表示影响所述修正量的因素的影响因素数据；以及

数据处理部，为了判断所述内燃机是否有故障，将所述修正量数据和所获取的所述影响因素数据相互对应地存储于内部和/或传输到外部。

发明效果

根据本发明，可以提高内燃机故障的判断精度。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的故障判断系统的示意图。

图2是表示车辆的内燃机的一部分结构的示意图。

图3是表示车辆的行驶距离与气缸的修正量的关系的示意图。

图4是表示故障判断装置的方框图。

图5是表示时间与气缸的修正量的关系的示意图。

图6是表示故障判断装置中的故障判断控制的动作例的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图来详细说明本实施方式。图1是表示本发明的实施方式的故障判断系统1的示意图。

如图1所示，故障判断系统1是车辆10与数据收集中心20的故障判断装置100联动地对车辆10的内燃机11(参照图2)的故障进行判断的系统。故障判断装置100是对车辆10的内燃机11的故障进行判断的装置，设置于数据收集中心20中，该数据收集中心20收集表示车辆10的内燃机11的状态的数据。

故障判断装置100通过无线通信线路与车辆10相连，按规定的时间间隔从车辆10接收表示车辆10的内燃机11的状态的数据。此外，故障判断装置100通过电气通信线路等网络与对车辆10进行管理的管理基站30相连。

管理基站30一旦从故障判断装置100接收到车辆10的内燃机11发生故障的通知，就将表示内燃机11发生了故障、提醒应更换车辆10的零件等的内容通知给驾驶员。

下面，对车辆10的内燃机11的一部分结构进行说明。图2是表示内燃机11的一部分结构的示意图。

如图2所示，车辆10具有内燃机11、喷油器12、角速度检测部13、ECU(ElectronicControl Unit，电子控制单元)14和通信部15。

内燃机11例如为柴油发动机，具有曲轴11B和四个气缸11A。四个气缸11A分别设置在可旋转的曲轴11B上。

与四个气缸11A中的每一个分别对应地设置有喷油器12，该喷油器12向各气缸11A喷射燃料。

角速度检测部13检测各气缸11A的角速度，并输出给ECU14。

ECU14是电子控制单元，具备未图示的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)和输入输出电路。ECU14基于预先设定的程序，修正各气缸11A的动作偏差。

具体而言，ECU14基于角速度检测部13的检测结果计算各气缸11A的角速度的平均值，并以使各气缸11A的角速度成为平均值的方式，修正各喷油器12的燃料喷射量。

例如，当一个气缸11A的角速度小于平均值时，ECU14就以使该气缸11A的角速度达到平均值的方式增大喷油器12的燃料喷射量。此外，当一个气缸11A的角速度大于平均值时，ECU14就以使该气缸11A的角速度达到平均值的方式减少喷油器12的燃料喷射量。

每当上述气缸11A产生动作偏差时，ECU14就进行上述动作修正。即，上述动作修正随着该动作偏差的发生而反复进行。ECU14向通信部15输出按时间序列表示气缸11A的多次动作修正的修正量的修正量数据。此外，当故障判断装置100发出请求时，ECU14向通信部15输出按时间序列表示内燃机11的状态的时间序列数据。

表示内燃机11的状态的时间序列数据中包含修正量数据、以及如下的影响因素数据，即，与气缸11A内的温度有关的数据、与燃料温度有关的数据、与在排气管的柴油机微粒过滤器中的再生处理的执行有关的数据等。影响因素数据稍后再述，它是成为影响修正量的因素的数据，是与所进行的动作修正相对应的数据。

针对车辆10每行驶规定距离的时段，通信部15按每个时段，向数据收集中心20(故障判断装置100)发送修正量数据中的、该时段内的修正量的最大值。图3是表示车辆10的行驶距离与气缸11A的修正量的关系的示意图。

通信部15例如向数据收集中心20发送如图3所示的车辆10每行驶Dkm的时段内的修正量的最大值M1、M2和M3。D是可任意设定的值。

最大值M1是车辆10的行驶距离为0km至Dkm的第一时段的修正量的最大值。最大值M2是车辆10的行驶距离为Dkm至2×Dkm的第二时段的修正量的最大值。最大值M3是车辆10的行驶距离为2×Dkm至3×Dkm的第三时段的修正量的最大值。

此外，为了防止修正量过大，针对气缸11A的的修正量设置了限制值。因此，当修正量将超过限制值时，将该限制值决定为修正量的最大值。在图3所示的例子中，将限制值作为第二时段的修正量的最大值M2和第三时段的修正量的最大值M3。

下面，对故障判断装置100进行详细说明。图4是表示故障判断装置100的方框图。

如图4所示，故障判断装置100具有第一通信部110、第二通信部120、控制部130和存储部140。

第一通信部110从车辆10接收与内燃机11有关的信息，并将该信息输出给控制部130或存储部140。与内燃机11有关的信息包含车辆10每行驶规定距离的时段内的修正量的最大值和上述时间序列数据。车辆10每行驶规定距离的时段内的修正量的最大值被输出至并保存于存储部140。

此外，只有当控制部130发出请求时，时间序列数据才被第一通信部110接收并输出给控制部130。另外，该时间序列数据也可以存储在存储部140中。

当控制部130判断为车辆10的内燃机11有故障时，第二通信部120将表示该情况的信息通知给外部。具体而言，第二通信部120将该情况发送给管理基站30。第二通信部120对应于本发明的“通知部”。

控制部130具备未图示的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(ReadOnly Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)和输入输出电路。控制部130被设置为，基于预先设定的程序，对车辆10的内燃机11的故障进行判断。

控制部130具有第一判断部131和第二判断部132。

第一判断部131从存储部140参照修正量的最大值，基于各时段的最大值，判断是否有可能发生了内燃机11的故障。当在各时段中的、连续2个以上的时段内，修正量的最大值为限制值时，第一判断部131判断为有可能发生了内燃机11的故障。

例如，在图3所示的例子中，在如第二时段和第三时段那样连续2个的时段中，修正量的最大值达到了限制值。此时，第一判断部131判断为有可能发生了内燃机11的故障。

此外，若修正量的最大值为限制值的时段并非连续地存在，则第一判断部131判断为并不存在内燃机11已发生故障的可能性。

第一判断部131在判断为有可能发生了内燃机11的故障时，控制第一通信部110，请求将这之后的时间序列数据发送给车辆10。第一通信部110对应于本发明的“数据获取部”。

时间序列数据是由第一通信部110获取的修正量数据和影响因素数据，该修正量数据是将已判断出有可能发生了内燃机11的故障之后的动作修正的修正量，按时间序列表示的数据，该影响因素数据是将与动作修正相对应的、对修正量产生影响的因素按时间序列表示的数据。

第二判断部132基于由第一通信部110接收到的时间序列数据，判断内燃机11是否有故障。具体而言，第二判断部132同时参照修正量数据和影响因素数据，判断内燃机11是否有故障。

影响因素数据如上所述，是与气缸11A内的温度有关的数据、与燃料温度有关的数据、以及与作为过滤器的一个例子设置于排气管(未图示)的柴油机微粒过滤器(未图示)中的再生处理的执行有关的数据，是有可能成为对各气缸11A的修正量产生影响的因素的数据。

作为例子，对因柴油机微粒过滤器的再生处理的执行，各气缸11A的修正量增大这一点进行说明。再生处理是使柴油机微粒过滤器捕集的粉尘燃烧的处理，例如会进行增大喷油器12的燃料喷射量等的控制。结果，由于该燃料喷射量容易从适于对气缸11A的偏差进行修正的量脱离，所以修正量有时会增大。

此外，关于因气缸11A内的温度而引起各气缸11A的修正量增大这一点，在该温度较低的情况下，由于喷射的燃料难以着火，所以修正量有时会增大。此外，关于因燃料温度而引起各气缸11A的修正量增大这一点，在该温度较低的情况下，由于燃料的粘性提高，分配到各气缸11A的燃料容易产生偏差，因而修正量有时会增大。

因此，第二判断部132基于在排除了影响因素数据所涉及的修正量后剩余的修正量，判断内燃机11是否有故障。即，对于修正量的最大值达到限制值的时刻，在该时刻再生处理正在进行的情况下，第二判断部132不将该时刻视为内燃机11故障的判断对象。

作为例子，对如图5所示，在已判断出有可能发生了内燃机11的故障之后，修正量的最大值在时刻t1、t2达到限制值的情况进行说明。此时，当再生处理在包含时刻t1在内的时刻t10至t11的范围内进行的情况下，时刻t1的部分不被视为判断对象，当在包含该时刻t1的再生处理时段中，不存在其他达到限制值的时刻的情况下，该时段被视为修正量的最大值没有达到限制值的时段。

此外，若在时刻t2并未进行再生处理，则将该时刻t2视为判断对象，包含时刻t2的时段被视为修正量的最大值达到限制值的时段。在这样的时段连续地接连出现的情况下，第二判断部132判断为内燃机11有故障。

这样，通过分两个阶段进行内燃机11的故障判断，能够提高内燃机11故障判断的精度。此外，只有在第一判断部131判断为有可能发生了内燃机11的故障时，才获取时间序列数据，所以并非随时交换大量数据。考虑到数据收集中心20进行许多车辆10的数据的交换这一点，由此能够大幅度提高故障判断的效率。

对以上述方式构成的故障判断装置100的故障判断控制的动作例进行说明。图6是表示故障判断装置100中的故障判断控制的动作例的流程图。每隔规定的时间都会适当地执行图6中的处理。

如图6所示，控制部130获取存储在存储部140中的修正量的最大值(步骤S101)。接着，控制部130判断最大值为限制值的时段是否连续地出现(步骤S102)。

判断的结果，最大值为限制值的时段并非连续地出现时(步骤S102为“否”)，本控制结束。另一方面，最大值为限制值的时段连续地出现时(步骤S102为“是”)，控制部130通过第一通信部110向车辆10发出对时间序列数据的请求，获取该时间序列数据(步骤S103)。

接着，控制部130基于时间序列数据，从修正量中排除影响因素数据(步骤S104)。接着，控制部130对在实施排除后，修正量的最大值(排除后最大值)为限制值的时段是否连续地出现进行判断(步骤S105)。

当判断的结果为，排除后最大值为限制值的时段并非连续地出现时(步骤S105为“否”)，本控制结束。另一方面，当排除后最大值为限制值的时段连续地出现时(步骤S105为“是”)，控制部130判断为内燃机11有故障(步骤S106)，并向外部通知该情况(步骤S107)。然后，本控制结束。

根据以上述方式构成的本实施方式，由第一判断部131和第二判断部132，分两个阶段对内燃机11进行故障判断。具体而言，由第一判断部131初步检测内燃机11已发生故障的可能性，在有可能发生了内燃机11的故障时，第二判断部132利用时间序列数据详细地对内燃机11的故障进行判断。结果，与仅通过修正量的变动来进行内燃机11的故障判断的结构相比，能够提高内燃机11的故障判断的精度。

尤其是，通过第二判断部132，将与影响因素数据相关的修正量排除，来判断内燃机11是否有故障。结果，由于能够正确地进行内燃机11的故障判断，所以能够防止不必要地更换零件，或不必要地将车辆10送去修理的情况发生。

此外，只有在第一判断部131判断为有可能发生了内燃机11的故障时，才获取时间序列数据，所以并非随时交换大量数据。如果随时交换大量数据，由于通信数据相应变多，故障判断的效率会大幅度降低。此外，由于数据收集中心20进行许多车辆10的数据的交换，若随时与所有车辆10交换大量数据，会进一步降低判断效率。然而，本实施方式中，由于并不随时交换大量数据，所以能够大幅度提高故障判断的效率。

另外，上述实施方式中，虽将多个气缸11A作为内燃机11相关部位的例子进行了说明，但本发明不仅限于此，只要是能对内燃机11的状态进行反馈的部位，其他部位亦无不可。例如，该部位也可以是共轨式燃料喷射装置中的共轨。

例如，将共轨的压力值修正为规定的目标值时，修正量可能因发生排气管堵塞、燃料情况不佳、缺油而增大。此时，通过将影响上述修正量的影响因素数据排除，能够提高内燃机11的故障判断的精度。

此外，上述实施方式中，设置于数据收集中心20的装置虽然是故障判断装置100，但本发明并不仅限于此，也可以是没有第二判断部132的故障判断数据获取装置。该情况下，也可以是，所获取的时间序列数据例如存储于存储部140(数据处理部)中，由参考了所存储的时间序列数据的人员，对内燃机11是否发生了故障进行判断。此外，也可以是，时间序列数据传送至其他判断设备，例如第二通信部120(数据处理部)，由该判断装置来判断内燃机11是否有故障。

此外，上述实施方式中，虽然是当在连续2个以上的时段内，修正量的最大值为限制值时，第一判断部131判断为有可能发生了内燃机11的故障，但本发明并不仅限于此。例如，也可以是，第一判断部131在修正量的最大值为限制值的时段连续出现3次以上时，判断为有可能发生了内燃机11的故障。此外，也可以是，第一判断部131在最大值为修正量的限制值的时段数量达到规定的个数以上时，判断为有可能发生了内燃机11的故障。

此外，上述实施方式中，虽然获取的是已判断出有可能发生了内燃机11的故障之后的时间序列数据，但本发明并不仅限于此。例如，在将过去的时间序列数据存储于车辆10等中的情况下，也可以是获取过去的时间序列数据。

另外，上述实施方式都仅是示出了实施本发明的具体化的一例，本发明的技术范围不应受这些实施方式的限制。即，在不脱离本发明的主旨或其主要特征的范围内，可以通过各种方式来实施本发明。

本申请基于2018年3月22日提交的日本专利申请(特愿2018-054328)，其全部内容在此作为参照而引用。

工业实用性

本发明的故障判断装置作为能够提高内燃机的故障判断的精度的故障判断装置以及故障判断数据获取装置，是有用的。

附图标记说明

1 故障判断系统

10 车辆

11 内燃机

11A 气缸

11B 曲轴

12 喷油器

13 角速度检测部

14 ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)

15 通信部

20 数据收集中心

30 管理基站

100 故障判断装置

110 第一通信部

120 第二通信部

130 控制部

131 第一判断部

132 第二判断部

140 存储部

Claims (9)

1.一种故障判断装置，其特征在于，具备：

第一判断部，参照表示内燃机相关部位的动作的修正量的修正量数据，判断是否有可能发生了所述内燃机的故障；

数据获取部，在判断为有可能发生了所述内燃机的故障时，获取表示影响所述修正量的因素的影响因素数据；以及

第二判断部，同时参照所述修正量数据和所获取的所述影响因素数据，判断所述内燃机是否有故障。

2.如权利要求1所述的故障判断装置，其中，

所述修正量是在对所述内燃机相关部位进行了多次动作修正的情况下的、在车辆每行驶规定距离的各时段内的所述动作修正的修正量，

所述第一判断部基于各时段中，时段内的所述修正量的最大值为所述修正量的限制值的时段的数量，判断是否有可能发生了所述内燃机的故障。

3.如权利要求2所述的故障判断装置，其中，

所述数据获取部获取以下数据：将已判断出有可能发生了所述内燃机的故障之后的所述动作修正的修正量，按时间序列表示的修正量数据；以及将对所述动作修正的所述修正量产生影响的因素，按时间序列表示的影响因素数据。

4.如权利要求3所述的故障判断装置，其中，

所述第二判断部基于在排除了所述影响因素数据所涉及的所述修正量后剩余的所述修正量，判断所述内燃机是否有故障。

5.如权利要求2所述的故障判断装置，其中，

当在各时段中的连续2个以上的时段内，所述修正量的最大值为所述修正量的限制值时，所述第一判断部判断为有可能发生了所述内燃机的故障。

6.如权利要求1所述的故障判断装置，其中，

所述影响因素数据包含与排气管中的过滤器的再生处理的执行有关的数据。

7.如权利要求1所述的故障判断装置，其具备：

通知部，将所述第二判断部的判断结果通知给外部。

8.如权利要求1所述的故障判断装置，其中，

所述内燃机相关部位是设置在所述内燃机中的多个气缸。

9.一种故障判断数据获取装置，其特征在于，具备：

第一判断部，参照表示内燃机相关部位的动作的修正量的修正量数据，判断是否有可能发生了所述内燃机的故障；

数据获取部，在判断为有可能发生了所述内燃机的故障时，获取表示影响所述修正量的因素的影响因素数据；以及

数据处理部，为了判断所述内燃机是否有故障，将所述修正量数据和所获取的所述影响因素数据相互对应地存储于内部和/或传输到外部。

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