CN113357035B - 燃料性质诊断设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料性质诊断设备。被构造成诊断车辆的燃料的性质的燃料性质诊断设备包括计算机，该计算机被构造成对于每个区域基于有阻塞的车辆的数量诊断燃料的性质。有阻塞的车辆的数量是如下的车辆的数量：在这样的车辆中安装有内燃机，该内燃机在排气通路中设有排气控制设备，该排气控制设备包括用于捕获被包含在排气中的颗粒物质的过滤器，并且该过滤器被阻塞。

Description

燃料性质诊断设备
技术领域
本发明涉及一种燃料性质诊断设备。
背景技术
作为这种类型的燃料性质诊断设备，已经提出了用于诊断车辆燃料性质的燃料性质诊断设备(例如，参见日本未审查专利申请公报第2015-203408号(JP 2015-203408 A))。在上述设备中，基于指示内燃机运转状态的发动机运转参数的变化正时和加燃料正时之间的比较结果来诊断燃料性质。
发明内容
但是，尽管上述燃料性质诊断设备能够以逐个车辆为基础诊断燃料的性质，但是难以在区域的基础上诊断燃料的性质。在同一区域内，车辆可以加燃料的加燃料设施有限。因此，当燃料的性质未达到规定标准时，在同一区域行驶的其它车辆也用具有非标准性质的燃料加燃料。因此，由于使用性质未达到规定标准的燃料，很有可能出现成组的车辆故障。因此，期望准确地诊断分布在每个区域中的燃料的性质。
本发明提供一种燃料性质诊断设备，该燃料性质诊断设备准确地诊断分布在每个区域中的燃料的性质。
根据本发明的一个方面的燃料性质诊断设备是被构造成诊断用于车辆的燃料的性质的燃料性质诊断设备。燃料性质诊断设备包括计算机，所述计算机被构造成对于每个区域基于有阻塞的车辆的数量来诊断所述燃料的性质。有阻塞的车辆数量是如下的车辆的数量：在这样的车辆中安装有内燃机，所述内燃机在排气通路中设有排气控制设备，所述排气控制设备包括用于捕获被包含在排气中的颗粒物质的过滤器，并且所述过滤器被阻塞。
在根据本发明的该方面的燃料性质诊断设备中，基于有阻塞的车辆的数量来诊断燃料的性质，即，基于其中安装有在排气通路中设有排气控制设备的内燃机的车辆的数量来诊断燃料的性质，所述排气控制设备包括用于捕获被包含在排气中的颗粒物质的过滤器，并且所述过滤器被阻塞。当用于使安装在车辆上的内燃机运转的燃料的性质未达到规定标准时，捕获排气中的颗粒物质的过滤器可能被阻塞。因此，对于每个区域，基于有阻塞的车辆数量来诊断燃料的性质使得能够准确地诊断分布在每个区域中的燃料的性质。
在根据本发明的该方面的燃料性质诊断设备中，计算机可以被构造成：当在经受诊断的目标区域中已经行驶的车辆的总数超过预定数量并且有阻塞的车辆的数量对车辆的总数的比率超过预定比率时，将该目标区域中的燃料的性质诊断为未达到规定标准。根据本发明的该方面的燃料性质诊断设备使得能够准确地诊断每个区域的燃料是否未达到规定标准。
在根据本发明的该方面的燃料性质诊断设备中，计算机可以被构造成：针对每个车辆，基于排气通路中的排气控制设备的上游侧与下游侧之间的压差来确定过滤器是否被阻塞。根据本发明的该方面的燃料性质诊断设备使得能够针对每个区域适当地确定过滤器是否被阻塞。
附图说明
下面将参照附图描述本发明示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出包括根据本发明的实施例的燃料性质诊断设备的燃料诊断系统10的配置的概要的配置图；
图2是示出混合动力车辆20的配置的概要的配置图；
图3是示出由混合动力车辆20的HV ECU 70执行的处理的示例的流程图；并且
图4是示出由管理中心80的计算机82执行的处理例程的示例的流程图。
具体实施方式
接下来，将使用实施例来描述用于执行本发明的模式。
图1是示出包括根据本发明的实施例的燃料性质诊断设备的燃料诊断系统10的配置的概要的配置图。如图1中所示，燃料诊断系统10包括多个混合动力车辆20、管理中心80和经销商90。
图2是示出混合动力车辆20中每一个混合动力车辆的配置概要的配置图。如图2中所示，混合动力车辆20包括发动机22、行星齿轮30、马达MG1、MG2、逆变器41、42、电池50、导航设备60和用于混合动力车辆的电子控制单元(以下称为“HV ECU”)70。在该实施例中，混合动力车辆20可以被视为“车辆”。
发动机22被构造为使用例如汽油或轻油作为燃料来输出动力的内燃机，并且经由阻尼器28连接到行星齿轮30的行星架。上游侧排气控制设备118和下游侧排气控制设备119设置在发动机22的排气通路110中。上游侧排气控制设备118包括氮氧化物(NOx)存储型排气还原催化剂(三元催化剂)118a，其减少来自发动机22的每个气缸的排气中的有害成分，例如一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和NOx。下游侧排气控制设备119设置在上游侧排气控制设备118的下游侧，并且包括捕获排气中的颗粒物质(细颗粒)的颗粒过滤器(GPF)119f。颗粒过滤器119f是支撑由陶瓷和不锈钢等制成的NOx储存型排气还原催化剂(三元催化剂)的多孔过滤器。发动机22的运转由发动机的电子控制单元(以下称为“发动机ECU”)24控制。在该实施例中，发动机22可被视为“内燃机”，并且GPF 119f可被视为“过滤器”。
虽然未示出，但是发动机ECU 24被配置为以中央处理单元(CPU)为中心的微处理器，并且除了该CPU之外，发动机ECU 24还包括用于存储处理程序的只读存储器(ROM)、用于临时存储数据的随机存取存储器(RAM)、输入输出端口和通信端口。来自控制发动机22的运转所需的各种传感器的信号经由输入端口输入到发动机ECU 24。输入到发动机ECU 24的信号包括例如曲柄角度θcr和冷却剂温度Tw，其中该曲柄角度θcr来自检测发动机22的曲轴26的旋转位置的曲柄位置传感器23a，该冷却剂温度Tw来自检测发动机22的冷却剂温度的冷却剂温度传感器23b。此外，输入到发动机ECU 24的信号还包括空燃比AF和氧信号O2，其中该空燃比AF来自装设在排气管117中的上游侧排气控制设备118的上游侧的空燃比传感器25b，该氧信号O2来自装设在排气管117中的上游侧排气控制设备118与下游侧排气控制设备119之间的氧传感器25c。此外，输入到发动机ECU 24的信号还包括来自压差传感器25g的压差ΔP，该压差传感器25g检测下游侧排气控制设备119之前和之后的压差(上游侧与下游侧之间的压差)。用于控制发动机22的运转的各种控制信号从发动机ECU 24经由输出端口输出。
行星齿轮30被构造为单小齿轮型行星齿轮机构。行星齿轮30的太阳齿轮连接到马达MG1的转子。行星齿轮30的齿圈连接到驱动轴36，该驱动轴36通过差动齿轮38连接到驱动轮39a、39b。发动机22的曲轴26经由阻尼器28连接到行星齿轮30的行星架。
马达MG1被构造为例如同步发电电动机，并且如上所描述，转子连接到行星齿轮30的太阳齿轮。马达MG2被构造为例如同步发电电动机，并且转子连接到驱动轴36。逆变器41、42用于驱动电机MG1、MG2，并且经由电力线54连接到电池50。平滑电容器57附连到电力线54。马达MG1、MG2通过马达的电子控制单元(以下称为“马达ECU”)40对逆变器41、42的多个开关元件(未示出)的开关控制而被旋转驱动。
虽然未示出，但是马达ECU 40被配置为以CPU为中心的微处理器，并且除了该CPU之外，还包括用于存储处理程序的ROM、用于临时存储数据的RAM、输入输出端口和通信端口。马达ECU 40经由输入端口从各种传感器接收控制马达MG1、MG2的驱动所需的信号的输入，例如，旋转位置θm1、θm2，该旋转位置θm1、θm2来自检测马达MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、44。例如，开关控制信号从马达ECU 40经由输出端口输出到逆变器41、42的开关元件。马达ECU 40经由通信端口连接到HV ECU 70。
电池50例如被构造为锂离子二次电池或镍氢二次电池，并且连接到电力线54。电池50由用于电池的电子控制单元(以下称为“电池ECU”)52管理。
虽然未示出，但是电池ECU 52被配置为以CPU为中心的微处理器，并且除了该CPU之外，还包括用于存储处理程序的ROM、用于临时存储数据的RAM、输入输出端口和通信端口。来自管理电池50所需的各种传感器的信号经由输入端口输入到电池ECU 52。输入到电池ECU 52的信号包括例如电池50的电压Vb和电池50的电流Ib，其中该电压Vb来自装设在电池50的端子之间的电压传感器51a，该电流Ib来自装设到电池50的输出端子的电流传感器51b。电池ECU 52经由通信端口连接到HV ECU 70。
虽然未示出，但是导航设备60包括：主体，在该主体中构建有存储地图信息的存储介质(例如硬盘)和设有输入输出端口和通信端口的控制单元；全球定位系统(GPS)天线，该全球定位系统天线接收与主车辆的当前位置相关的信息；以及触摸面板显示器，该触摸面板显示器显示各种类型的信息(例如到目的地的计划行驶路线)并且用户可以通过触摸面板显示器来输入各种指令。这里，服务信息(例如，游客信息和停车场)和每个行驶路段(例如，交通灯之间和十字路口之间的行驶路段)的道路信息作为数据库存储在地图信息中。道路信息包括例如距离信息、宽度信息、车道数信息、区域信息(市区和郊区)、道路类型信息(普通道路和高速公路)、道路坡度信息、法定速度限制和交通灯数量。与主车辆的当前位置相关的信息包括当前位置Gp，该当前位置Gp包括当前位置的纬度和经度。导航设备60经由通信端口连接到HV ECU 70。
尽管未示出，但是HV ECU 70被配置为以CPU为中心的微处理器，并且除了该CPU之外，还包括存储处理程序和用于识别车辆的号码(以下称为“车辆编号”)Vid的ROM、临时存储数据的RAM、输入输出端口和通信端口。诸如来自里程表62的当前里程D1和来自导航设备60的当前位置Gp的信号经由输入端口被输入到HV ECU 70，其中该里程表62检测从车辆制造时到当前位置的里程。如上文所描述，HV ECU 70经由通信端口连接到发动机ECU 24、马达ECU 40和电池ECU 52。
通信设备76与HV ECU 70进行外部通信。
管理中心80包括作为管理服务器的计算机82、存储设备84和通信设备86。除了CPU之外，计算机82还包括例如用于存储处理程序的ROM、用于临时存储数据的RAM、输入输出端口和通信端口。存储设备84被配置为例如硬盘和固态驱动器(SSD)。存储设备84存储与混合动力车辆20的导航设备60中所存储的地图信息相同的地图信息。通信设备86执行与计算机82的外部通信。计算机82、存储设备84和通信设备86经由信号线彼此连接。在该实施例中，管理中心80的计算机82可以被视为“燃料性质诊断设备”。
经销商90设有计算机92和存储设备94。除了CPU之外，计算机92包括例如用于存储处理程序的ROM、用于临时存储数据的RAM、输入输出端口和通信端口。存储设备94被配置为例如硬盘和SSD。计算机92和存储设备94经由信号线相互连接。计算机92经由网络19连接到管理中心80的计算机82，并与计算机82交换各种数据。
接下来，将描述如此配置的燃料诊断系统10的运行。图3是示出由混合动力车辆20的HV ECU 70执行的处理的示例的流程图。图4是示出由管理中心80的计算机82执行的处理例程的示例的流程图。图3中的处理例程以预先确定的时间间隔(例如，每几毫秒)执行。当管理中心80从混合动力车辆20接收到车辆编号Vid、燃料异常标志Fp和当前位置Gp时，执行图4中的处理例程。因此，将首先描述图3中的处理例程，然后将描述图4的处理例程。
当执行图3中的处理例程时，HV ECU 70的CPU执行输入基准里程D0、基准压差ΔP0、当前里程D1、压差ΔP和当前位置Gp的处理(步骤S100)。在稍后将描述的步骤S160中设定基准里程D0。当首次执行该例程时，将基准里程D0的初始值设定为值0。在稍后将描述的步骤S160中设定基准压差ΔP0。当首次执行该例程时，将基准压差ΔP0的初始值设定为值0。由里程表62检测到的值被输入作为当前里程D1。由压差传感器25g检测到的压差ΔP经由发动机ECU 24输入。当前位置Gp从导航设备60输入。
当如上文所描述地输入数据时，接下来，HV ECU 70确定当前里程D1是否超过了阈值D2(步骤S110)，其中该阈值D2通过将确定间隔Dref(例如，800km、1000km或1200km)加到基准里程D0(＝D0+Dref)而获得。在当前里程D1等于或小于阈值D2时，例程终止。
当在步骤S110中当前里程D1超过阈值D2时，接下来，从压差ΔP中减去基准压差ΔP0，以确定在下游侧排气控制设备119之前和之后的压差ΔP的增加量ΔPr(＝ΔP-ΔP0)是否超过了阈值ΔPc(例如，10千帕、20千帕或30千帕)(步骤S120)。阈值ΔPc是用于确定GPF119f是否被阻塞的阈值。当燃料的性质未达到规定标准且品质较差时，认为GPF 119f被阻塞。因此，步骤S120中的处理是确定燃料的性质是否未达到规定标准并且品质较差的处理。
当在步骤S120中增加量ΔPr等于或小于阈值ΔPc时，HV ECU 70确定燃料的性质达到标准，并且将值0设定到燃料异常标志Fp(步骤S130)。当在步骤S120中增加量ΔPr超过阈值ΔPc时，HV ECU 70确定燃料的性质未达到规定标准并且品质较差，并且将值1设定到燃料异常标志Fp(步骤S140)。
当如上文所描述地设定燃料异常标志Fp时，存储在ROM中的车辆编号Vid、燃料异常标志Fp和当前位置Gp经由通信设备76被发送到管理中心80(步骤S150)。当前里程D1被设定为基准里程D0，压差ΔP被设定为基准压差ΔP0，并且燃料异常标志Fp被重置到值0(步骤S160)。然后，处理例程终止。
接下来，将描述由管理中心80的计算机82执行的图4中的处理例程。当计算机82经由通信设备86输入从混合动力车辆20的通信设备76发送的车辆编号Vid、燃料异常标志Fp和当前位置Gp时，执行图4中的处理例程。
当执行图4中的处理例程时，管理中心80的计算机82基于当前位置Gp将其中已经发送了车辆编号Vid、燃料异常标志Fp和当前位置Gp的混合动力车辆20当前所处的区域设定为诊断目标区域Am(步骤S200)。诊断目标区域Am是基于存储在存储设备84中的地图信息以每个城市或村庄为单位区域所预先确定的多个区域中的一个区域。
接下来，设定已经在诊断目标区域Am内发送燃料异常标志Fp的混合动力车辆20的车辆的总数Afa(步骤S210)。通过将值1加到执行该例程前已设定的车辆的总数Afa(先前Afa)来设定车辆的总数Afa。将车辆的总数Afa设定到值0作为初始值。
随后，计算机82确定输入的燃料异常标志Fp是否具有值1(步骤S220)，并且设定到当前时间点为止在诊断目标区域Am中已经发送了具有值1的燃料异常标志Fp的混合动力车辆20的总数Af(有阻塞的车辆的数量)(步骤S230和S240)。当在步骤S220中燃料异常标志Fp不是值1时，在诊断目标区域Am中执行该例程之前已经发送了具有值1的燃料异常标志Fp的混合动力车辆20的总数(先前的Af)被设定为有阻塞的车辆的数量Af(步骤S230)。当燃料异常标志Fp具有值1时，将其中值1被添加到先前的Af的值设定为有阻塞的车辆的数量Af(步骤S240)。
当如上文所描述地设定车辆的总数Afa和有阻塞的车辆的数量Af时，计算机82确定车辆的总数Afa是否超过了预定数量Afref，以及有阻塞的车辆的数量Af对车辆的总数Afa的比率Rf(＝Af/Afa)是否超过了预定比率Rfref(步骤S250)。预定数量Afref是用于确定车辆的总数Afa是否已经达到允许适当确定分布在诊断目标区域Am中的燃料的性质的车辆的数量的阈值。考虑到统计误差，预定数量Afref被设定到例如100个单位、200个单位或300个单位。预定比率Rfref是用于确定分布在诊断目标区域Am中的燃料的性质是否未达到标准并且品质较差的阈值。预定比率Rfref被设定到例如0.5、0.6或0.7。
当在步骤S250中车辆的总数Afa等于或小于预定数量Afref时，或者当即使车辆的总数Afa超过了预定数量Afref，但比率Rf等于或小于预定比率Rfref时，计算机82确定车辆的总数Afa没有达到允许适当确定分布在诊断目标区域Am中的燃料的性质或者分布在诊断目标区域Am中的燃料的性质达到标准的车辆的数量，并且终止例程。
当在步骤S250中车辆的总数Afa超过了预定数量Afref并且比率Rf超过了预定比率Rfref时，计算机82确定分布在诊断目标区域Am中的燃料的性质未达到规定标准并且品质较差(步骤S260)。然后，计算机82将输入的车辆编号Vid和指示分布在诊断目标区域Am中的燃料的性质未达到规定标准的警告信息传送给经销商90(步骤S270)，并终止例程。通过上述处理，可以通过诊断分布在每个诊断目标区域Am中的燃料的性质来准确地确定分布在每个区域中的燃料的性质。
已经接收到车辆编号Vid和警告信息的经销商90的计算机92将接收到的车辆编号Vid和警告信息存储在存储设备94中。每次管理中心80的计算机82经由通信设备86输入从混合动力车辆20的通信设备76发送的车辆编号Vid、燃料异常标志Fp和当前位置Gp时，执行图4中的处理例程。因此，经销商90的存储设备94存储异常发生区域Aab和已经处于异常发生区域Aab中的混合动力车辆20车辆编号Vid，其中在该异常发生区域Aab中，分布在该区域中的燃料的性质未达到规定标准。
如上所述，经销商90的存储设备94累积关于异常发生区域Aab和已经处于异常发生区域Aab中的混合动力车辆20的车辆编号Vid的信息。当混合动力车辆20在经销商90处接受定期检查等服务并且车辆编号Vid被输入到经销商90的计算机92时，该计算机92将输入的车辆编号Vid与存储在存储设备94中的车辆编号Vid进行核对。当混合动力车辆20的输入车辆编号Vid与存储在存储设备94中的车辆编号Vid匹配时，维护请求显示在显示器(未示出)上，使得进行维护，例如清洁发动机22的燃烧室和排气通路110或者检查发动机22的燃烧室和排气通路110。在接收到维护请求的经销商90处，进行发动机22的燃烧室和排气通路110的维护或检查，这抑制了由于燃料的性质未达到规定标准而导致的混合动力车辆20故障的发生。
在包括根据上述实施例的燃料性质诊断设备的燃料诊断系统10中，发动机22安装在混合动力车辆20中，在发动机22中，设有GPF 119f的下游侧排气控制设备119装设到排气通路110，并且基于有阻塞的车辆的数量Af来诊断燃料的性质，其中该有阻塞的车辆的数量Af指示GPF 119f被阻塞的混合动力车辆20的数量。利用这种配置，可以准确地诊断分布在每个区域中的燃料的性质。
此外，在诊断目标区域Am中，当车辆的总数Afa超过了预定数量Afref并且有阻塞的车辆的数量Af对车辆的总数Afa的比率Rf超过了预定比率Rfref时，分布在诊断目标区域Am中的燃料被确定为未达到规定标准。因此，可以准确地诊断燃料是否未达到规定标准。
此外，HV ECU 70基于混合动力车辆20中每一个混合动力车辆的压差ΔP确定GPF119f是否被阻塞。因此，可以适当地确定GPF 119f是否被阻塞。
在包括根据实施例的燃料性质诊断设备的燃料诊断系统10中，在图4中所示的处理例程的步骤S250中，计算机82确定车辆的总数Afa是否超过预定数量Afref，以及有阻塞的车辆的数量Af对车辆的总数Afa的比率Rf是否超过预定比率Rfref。但是，步骤S250中的确定可以仅基于有阻塞的车辆的数量Af来进行。因此，例如，可以确定有阻塞的车辆的数量Af是否超过预定数量Afref(例如，100个单位、200个单位或300个单位)。在这种情况下，只需要当有阻塞的车辆的数量Af超过了预定数量Afref时做出分布在诊断目标区域Am中的燃料的性质未达到规定标准的判定即可。
在包括根据实施例的燃料性质诊断设备的燃料诊断系统10中，图4中的处理例程由管理中心80的计算机82执行。但是，图4中的部分或全部处理例程可以由经销商90的计算机92执行，或者可以在混合动力车辆20中执行。
在包括根据实施例的燃料性质诊断设备的燃料诊断系统10中，混合动力车辆20设有包括GPF 119f的发动机22。但是，发动机22可以是包括柴油颗粒过滤器(DPF)的柴油发动机。
在该实施例中，示出了本发明应用于包括混合动力车辆20的燃料诊断系统10的情况。但是，本发明可以应用于任何模式的车辆，只要该车辆包括发动机22即可，其中在该发动机22中具有GPF 119的排气控制设备装设在排气通路110中。例如，代替混合动力车辆20，本发明可以应用于具有如下的配置的混合动力车辆模式：其中在该配置中不设置马达MG1、MG2和行星齿轮30，而是设置发动机22和马达，其中该发动机22包括在排气通路110中具有GPF 119f的排气控制设备，该马达包括经由离合器连接到发动机22的曲轴26并且还连接到驱动轴36的旋转轴。本发明可应用于具有如下的配置的车辆模式：其中不设置马达MG1、MG2和行星齿轮30而是设置发动机22和传动装置，其中该发动机22包括在排气通路110中具有GPF 119f的排气控制设备，该传动装置连接到发动机22的曲轴26和驱动轴36。
在该实施例中，示出了本发明应用于包括多个混合动力车辆20、管理中心80和经销商90的燃料诊断系统10的情况。但是，本发明可以应用于不包括管理中心80并且包括混合动力车辆20和经销商90的燃料诊断系统，以及不包括经销商90并且包括混合动力车辆20和管理中心80的燃料诊断系统。
实施例的主要元件和发明内容中描述的本发明的主要元件之间的对应关系是用于具体描述实施发明内容中描述的本发明的模式的示例。因此，该实施例不限制发明内容中描述的本发明的元件。也就是说，对于在发明内容中描述的发明的解释应该基于在发明内容中的描述来进行，并且该实施例仅仅是在发明内容中描述的发明的具体示例。
尽管上面已经参照实施例描述了实施本发明的模式，但是本发明不限于该实施例，并且在不脱离本发明的主旨的情况下，本发明可以以各种模式实施。
本发明可以用于例如燃料性质诊断设备的制造工业。

Claims (2)

1.一种燃料性质诊断设备，所述燃料性质诊断设备被构造成诊断用于车辆的燃料的性质，所述燃料性质诊断设备的特征在于包括：
计算机，所述计算机被构造成对于每个区域基于有阻塞的车辆的数量来诊断所述燃料的性质，其中，所述有阻塞的车辆的数量是如下的车辆的数量：在这样的车辆中安装有内燃机，所述内燃机在排气通路中设有排气控制设备，所述排气控制设备包括用于捕获被包含在排气中的颗粒物质的过滤器，并且所述过滤器被阻塞，
所述计算机被构造成：当在经受诊断的目标区域中已经行驶的车辆的总数超过预定数量并且所述有阻塞的车辆的数量对所述车辆的总数的比率超过预定比率时，将所述目标区域中的所述燃料的性质诊断为未达到规定标准。
2.根据权利要求1所述的燃料性质诊断设备，其特征在于，所述计算机被构造成：针对每个车辆，基于所述排气通路中的所述排气控制设备的上游侧与下游侧之间的压差，来确定所述过滤器是否被阻塞。
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