JP2020176586A

JP2020176586A - エンジン診断システム及び同エンジン診断システムに用いられる車両及びエンジン診断方法

Info

Publication number: JP2020176586A
Application number: JP2019080855A
Authority: JP
Inventors: 才夫前田; Toshio Maeda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2020-10-29
Also published as: US20200333215A1; CN111828192B; CN111828192A; DE102020107589A1

Abstract

【課題】運転領域の使用頻度に関する情報に基づいてエンジンの劣化度合いを適切に診断できるようにする。【解決手段】エンジン診断システム１０は、車両１１に搭載されたエンジン１２の運転領域の使用頻度に関する情報を各車両１１から取得してデータベース１５に格納する。そして、エンジン診断システム１０は、データベース１５に集積された各車両１１における運転領域毎の使用頻度に関する情報に基づき、エンジン１２の劣化度合いの評価値を演算する評価処理Ｐ１を実施する。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン診断システム及び同エンジン診断システムに用いられる車両及びエンジン診断方法に関する。

特許文献１に記載の装置では、エンジン回転速度及びエンジン負荷率により区分けされた複数の運転領域のそれぞれの使用頻度に基づいてエンジンオイルの劣化度を算出するようにしている。

特開２００２−２６６６１７号公報

ところで、上述した各運転領域の使用頻度に応じてエンジンの劣化度合いは異なる。例えば、高回転高負荷領域の使用頻度が高いエンジンの場合には、エンジンの樹脂部品やオイルなどが高温に曝されているため、そうした高温環境によるエンジンの劣化度合いは高くなる。また、低回転低負荷領域の使用頻度が高いエンジンの場合には、エンジンの気筒内に付着したデポジットの燃焼が進みにくく当該デポジットの付着量は多くなるため、デポジット付着によるエンジンの劣化度合いは高くなる。

そこで、各運転領域の使用頻度に関する情報をエンジンの劣化度合いの指標とすることが考えられる。しかしながら、各運転領域の使用頻度からエンジンの劣化度合いを評価するには、運転領域の使用頻度と劣化度合いとの相関を予め確認しておく必要があるが、エンジンの劣化は長い時間を掛けて徐々に進行するものであるため、試験等でのそれらの相関の確認は困難となっている。

上記課題を解決するエンジン診断システムは、エンジン回転速度及びエンジン負荷率により区分けされた複数の運転領域のそれぞれの使用頻度に関する情報である使用頻度情報に基づいて車両に搭載されたエンジンの劣化度合いを診断する。このエンジン診断システムは、同一型式の複数の車両から取得した各運転領域の前記使用頻度情報を前記エンジンの個体毎に格納するデータベースを備えている。そして、指定されたエンジンの劣化度合いの評価値を、前記データベースに格納された各エンジンにおける各運転領域の前記使用頻度情報に基づき演算する評価処理を行う。

こうしたエンジン診断システムのデータベースには、同一型式の車両に搭載された多数のエンジンについて運転領域毎の使用頻度に関する情報が集積される。診断対象となるエンジンの運転領域毎の使用頻度情報を他のエンジンのものと対比すれば、それらエンジンの中での相対的なエンジンの劣化度合いの評価が可能となる。そのため、上記エンジン診断システムの評価処理では、劣化度合いの評価基準を予め定めずとも、データベースに運転領域の使用頻度情報が格納された各エンジンの中での相対的な評価を示す値として、診断対象となるエンジンの劣化度合いの評価値を求めることができる。したがって、上記エンジン診断システムによれば、運転領域の使用頻度に基づくエンジンの劣化度合いの適切な診断が可能となる。

なお、上記エンジン診断システムに用いられる車両としては、前記使用頻度情報の算出及び算出した前記使用頻度情報の送信を実行する制御モジュールを備えることが好ましい。

上記課題を解決するエンジン診断方法は、エンジン回転速度及びエンジン負荷率により区分けされた複数の運転領域のそれぞれの使用頻度に関する情報である使用頻度情報に基づいて車両に搭載されたエンジンの劣化度合いを診断する。このエンジン診断方法は、同一型式の複数の車両から各運転領域の前記使用頻度情報を取得して集積する第１ステップと、診断対象となるエンジンの個体識別情報の入力に応じて、前記診断対象のエンジンの劣化度合いの評価値を、前記第１ステップで集積した各運転領域の前記使用頻度情報に基づき演算して出力する第２ステップと、を通じて前記エンジンの劣化度合いの診断を行う。

第１ステップでは、同一型式の車両に搭載された多数のエンジンについて各運転領域の使用頻度に関する情報が集積される。診断対象となるエンジンの使用頻度情報を他のエンジンのものと対比すれば、それらエンジンの中での相対的なエンジンの劣化度合いの評価が可能となる。そのため、上記エンジン診断方法では、劣化度合いの評価基準を予め定めずとも、運転領域の使用頻度情報が集積された各エンジンの中での相対的な評価を示す値として、診断対象となるエンジンの劣化度合いの評価値を演算できる。したがって、上記エンジン診断方法によれば、運転領域の使用頻度に基づくエンジンの劣化度合いの適切な診断が可能となる。

一実施形態のエンジン診断システムの構成を模式的に示す図。区分けされた運転領域を示す模式図。特定の運転領域における各車両の積算運転時間と、特定の運転領域における全車両の積算運転時間の平均値とを示すグラフ。上記実施形態のエンジン診断システムとの連携により情報提供サービスを行う情報提供システムの構成を模式的に示す図。

以下、エンジン診断システム及び同エンジン診断システムに用いられる車両及びエンジン診断方法の一実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
まず、図１を参照して本実施形態のエンジン診断システム１０の構成を説明する。

エンジン診断システム１０は、データベース１５の管理機能を有したコンピュータシステムであり、管理下にある同一型式の複数の車両１１にそれぞれ搭載されたエンジン１２の劣化度合いの診断を行うシステムとして構成されている。

エンジン診断システム１０の管理下の各車両１１には、エンジン１２の制御を含む車両１１の各種制御を行う制御ユニット１３が搭載されている。また、制御ユニット１３は、無線通信機能を備えており、移動体通信網１４を介したエンジン診断システム１０とのデータの送受信が可能となっている。

車両１１における制御ユニット１３は、エンジン１２の運転領域毎の使用頻度に関する情報である使用頻度情報を算出している。
図２に示すように、本実施形態では、エンジン回転速度及びエンジン負荷率にて規定されるエンジン運転領域が複数の運転領域に区分けされており、各運転領域毎に使用頻度情報が算出される。本実施形態では、各運転領域の使用頻度情報を示す値として、運転領域毎の積算運転時間が用いられている。この積算運転時間の算出は、例えば車両１１が新車として販売された時点から開始される。

一例として本実施形態では、エンジン回転速度ＮＥについては、「０」からエンジン１２において実現可能な最高回転速度ＮＥｍａｘまでの間の回転速度域が７等分されている。以下では、７等分された各回転速度域のことを、低い回転速度域から高い回転速度域に向かって順に、第１速度域ＮＥ１、第２速度域ＮＥ２、第３速度域ＮＥ３、第４速度域ＮＥ４、第５速度域ＮＥ５、第６速度域ＮＥ６、及び第７速度域ＮＥ７という。

同様に、エンジン負荷率ＫＬについても、「０」からエンジン１２において実現可能な最大負荷率ＫＬｍａｘまでの間の負荷域が７等分されている。以下では、７等分された各負荷域のことを、低い負荷域から高い負荷域に向かって順に、第１負荷域ＫＬ１、第２負荷域ＫＬ２、第３負荷域ＫＬ３、第４負荷域ＫＬ４、第５負荷域ＫＬ５、第６負荷域ＫＬ６、及び第７負荷域ＫＬ７という。

そして、各運転領域はＦ（ｍ、ｎ）（ただし１≦ｍ≦７、１≦ｎ≦７）にて表され、各運転領域Ｆ（ｍ、ｎ）毎に積算運転時間が算出される。例えば、運転領域が第１速度域ＮＥ１且つ第１負荷域ＫＬ１となっているときの積算運転時間が、運転領域Ｆ（１、１）の使用頻度情報として算出される。また、運転領域が第１速度域ＮＥ１且つ第７負荷域ＫＬ７となっているときの積算運転時間が、運転領域Ｆ（１、７）の使用頻度情報として算出される。

制御ユニット１３は、エンジン診断システム１０に対するデータ送信を定期的に行っている。このときのデータ送信では、現在の各運転領域における積算運転時間の値と、車体製造番号などの車両１１の個体識別情報とがエンジン診断システム１０に送信される。本実施形態では、制御ユニット１３は、こうしたエンジン診断システム１０へのデータ送信を、一定の期間が経過する毎に行うようにしている。

一方、エンジン診断システム１０には、データベース１５が設けられている。このデータベース１５は、各車両１１における運転領域毎の積算運転時間が、それぞれの車両１１の個体識別情報に紐付けられたかたちで格納される。エンジン診断システム１０は、各車両１１の制御ユニット１３が送信した上記データを受信すると、受信した個体識別情報に対応する運転領域毎の積算運転時間を、受信した積算運転時間のデータに更新する。このように本実施形態では、各車両１１における運転領域毎の積算運転時間をデータベース１５に集積している。

さらに、エンジン診断システム１０は、外部からのエンジン１２の診断要求に応じて評価処理Ｐ１を実施している。診断要求は、診断対象となる車両１１の個体識別情報を指定して行われる。評価処理Ｐ１では、診断対象となるエンジン１２を搭載する車両１１を指定する個体識別情報の入力に応じて、その車両１１に搭載されたエンジン１２の劣化度合いの評価値を演算して、その演算値を診断の要求元に返す処理が行われる。なお、以下の説明では、診断対象として指定された車両１１を診断対象車両と記載する。

上述した各運転領域の使用頻度に応じてエンジン１２の劣化度合いは異なるようになる。例えば、図２に示す高回転高負荷領域Ｈに含まれる運転領域の使用頻度が高いエンジンの場合には、エンジン１２の樹脂部品やオイルなどが高温に曝されているため、高温環境によるエンジン１２の劣化度合いは高くなる。また、図２に示す低回転低負荷領域Ｌに含まれる運転領域の使用頻度が高いエンジンの場合には、エンジン１２の気筒内に付着したデポジットの燃焼が進みにくく当該デポジットの付着量は多くなるため、デポジット付着によるエンジン１２の劣化度合いは高くなる。このように各運転領域の使用頻度に関する情報は、エンジン１２の劣化度合いの指標になる。ちなみに、本実施形態において高回転高負荷領域Ｈに含まれる上記運転領域は、第５速度域ＮＥ５以上且つ第５負荷域ＫＬ５以上の運転領域となっており、低回転低負荷領域Ｌに含まれる上記運転領域は、第２速度域ＮＥ２以下且つ第２負荷域ＫＬ２以下の運転領域となっている。ただし、上記高回転高負荷領域Ｈに含まれる運転領域の範囲や、上記低回転低負荷領域Ｌに含まれる運転領域の範囲は適宜変更してもよい。

図３には、型式が同じ２つの車両Ａ、Ｂについて、上記低回転低負荷領域Ｌにおける積算運転時間ＬＴの違い、及び上記高回転高負荷領域Ｈにおける積算運転時間ＨＴの違いがそれぞれ示されている。また、図３には、車両Ａ、Ｂと同じ型式の車両全体における上記低回転低負荷領域Ｌの積算運転時間ＬＴの平均値ＬＡＶと、車両Ａ、Ｂと同じ型式の車両全体における上記高回転高負荷領域Ｈの積算運転時間ＨＴの平均値ＨＡＶも示されている。なお、車両Ａ、Ｂにおける上記低回転低負荷領域Ｌの積算運転時間ＬＴとは、上記低回転低負荷領域Ｌに含まれる各運転領域の積算運転時間の合計値を車両Ａ、Ｂ毎に求めたものである。同様に、車両Ａ、Ｂにおける上記高回転高負荷領域Ｈの積算運転時間ＨＴとは、上記高回転高負荷領域Ｈに含まれる各運転領域の積算運転時間の合計値を車両Ａ、Ｂ毎に求めたものである。

低回転低負荷領域Ｌにおける車両Ａの積算運転時間ＬＴは、同一型式の車両全体の平均値ＬＡＶに比べて短くなっている。また、低回転低負荷領域Ｌにおける車両Ｂの積算運転時間ＬＴは、同一型式の車両全体の平均値ＬＡＶに比べて長くなっている。これにより、車両Ａに搭載されたエンジン１２のデポジット付着による劣化度合いは、同一型式の車両全体の平均よりも低い一方、車両Ｂに搭載されたエンジン１２のデポジット付着による劣化度合いは、同一型式の車両全体の平均よりも高いことが分かる。

また、高回転高負荷領域Ｈにおける車両Ａの積算運転時間ＨＴは、同一型式の車両全体の平均値ＨＡＶに比べて長くなっている。また、高回転高負荷領域Ｈにおける車両Ｂの積算運転時間ＨＴは、同一型式の車両全体の平均値ＨＡＶに比べて短くなっている。これにより、車両Ａに搭載されたエンジン１２の高温環境による劣化度合いは、同一型式の車両全体の平均よりも高い一方、車両Ｂに搭載されたエンジン１２の高温環境による劣化度合いは、同一型式の車両全体の平均よりも低いことが分かる。

このように、データベース１５に集積された使用頻度情報の比較により、同一型式の車両全体の中での相対的な評価としてのエンジン１２の劣化度合いの評価が可能となる。
本実施形態のエンジン診断システム１０では、評価処理Ｐ１において、下記の値をエンジン１２の劣化度合いの評価値として演算している。すなわち、本実施形態では、データベース１５に集積された各車両１１の運転領域毎の積算運転時間に基づき、同一型式の全車両における上記低回転低負荷領域Ｌの上記平均値ＬＡＶと、同一型式の全車両における上記高回転高負荷領域Ｈの上記平均値ＨＡＶとを演算する。そして、全車両における上記平均値ＬＡＶに対する診断対象車両の上記積算運転時間ＬＴの偏差を、同診断対象車両に搭載されたエンジン１２のデポジット付着による劣化度合いの評価値として演算する。また、全車両における上記平均値ＨＡＶに対する診断対象車両の上記積算運転時間ＨＴの偏差を、同診断対象車両に搭載されたエンジン１２の高温環境による劣化度合いの評価値として演算する。

こうして演算された各偏差の値は、診断対象車両のエンジン１２の劣化度合いを、同一型式の車両の中での相対的な評価として表す値となる。
なお、上記偏差そのものでなく、その偏差に基づき決定される劣化度合いの等級をエンジン１２の劣化度合いの評価値として演算するようにしてもよい。いずれにせよ、データベース１５に集積された各運転領域の使用頻度情報から求められた、診断対象車両のエンジン１２の劣化度合いを、同一型式の車両１１の中での相対的な評価として表す値であれば、その値をエンジン１２の劣化度合いの評価値として用いることができる。

なお、こうした本実施形態では、次の第１ステップと第２ステップとを通じてエンジン１２の劣化度合いの診断が行われている。すなわち、同一型式の複数の車両１１から各運転領域の使用頻度情報を取得して集積する第１ステップと、診断対象となるエンジン１２の個体識別情報の入力に応じて、診断対象のエンジン１２の劣化度合いの評価値を、第１ステップで集積した各運転領域の使用頻度情報に基づき演算して出力する第２ステップと、である。

こうしたエンジン診断システム１０は、例えば、出品者や入札者、査定業者などの中古車オークションの参加者を情報提供の対象として、車両の価値情報を提供する情報流通サービスに利用できる。中古車のオークション市場では、出品された車両の型式や総走行距離、車両外装の汚損、損傷箇所などの情報を入札者に提示し、その提示された情報を元に入札者が入札価格を決めている。エンジンの状態の良し悪し、つまりエンジンの劣化度合いも車両の価値を決める重要な要素であるが、現状では入札者は総走行距離から間接的にエンジンの状態を判断するしかない状態にある。そのため、現状では、総走行距離の割にエンジンの状態が良い車両の価値が適正に評価されない傾向がある。上記情報流通サービスは、エンジンの状態を含めた車両の価値情報を中古車オークションの参加者に提供するサービスとなっている。

図４に、こうした情報提供サービスを行うための情報提供システム１００の構成を示す。情報提供システム１００は、Ｗｅｂサーバ機能を有したコンピュータシステムとして構成されている。また、情報提供システム１００には、車両の情報を管理する各種の車両情報管理システムが接続されている。本実施形態のエンジン診断システム１０も、そうした車両情報管理システムの一つとなっている。エンジン診断システム１０以外の車両情報管理システムとしては、例えば各車両の整備履歴の情報を管理する整備情報管理システム１０１がある。整備情報管理システム１０１には、個体識別情報に紐付けられたかたちで、各車両の整備履歴の情報が格納されている。こうした情報提供システム１００は、インターネット回線１０２を介して、中古車オークションの各参加者が操作するコンピュータ端末１０３に接続されている。

中古車オークションの参加者は、コンピュータ端末１０３を介して、出品された車両の個体識別情報を情報提供システム１００に送信する。情報提供システム１００は、受信した個体識別情報に基づき、各車両情報管理システムから該当車両の情報を取得する。このときの情報提供システム１００は、エンジン診断システム１０からは、該当車両のエンジン１２の劣化度合いの評価値を取得する。なお、そうした劣化度合いの評価値として、例えばエンジン回転速度が許容回転速度を超えたことがあるか否か、つまりオーバレブの履歴の有無についても劣化度合いを示す評価値として取得する。そして、情報提供システム１００は、取得した情報を元に車両カルテを作成して、個体識別情報の送信元であるコンピュータ端末１０３に送信する。車両カルテには、車両の過去の運転者による運転傾向、エンジンの評価、駆動用バッテリの評価、整備状況、故障履歴、事故歴、ワンオーナーか否かなどの、入札価格の決定に利用可能な車両の各種情報が含まれており、エンジン診断システム１０から取得したエンジン１２の劣化度合いの評価値もその作成に用いられている。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）同一型式の各車両に搭載されたエンジン１２について運転領域毎の使用頻度情報を収集し、その収集した使用頻度情報に基づいてエンジン１２の劣化度合いの評価値を演算している。そのため、同一型式の車両の中での相対的な評価として、診断対象車両のエンジン１２の劣化度合いを評価することが可能となる。

（２）同一型式の車両の中での相対的な評価として、診断対象車両のエンジン１２の劣化度合いが評価されるため、エンジン１２の劣化度合いの評価基準を予め定めなくても、適切な診断を行える。

上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、車両からエンジン診断システムへの使用頻度情報等のデータ送信を、一定の期間が経過する毎に行うようにしていたが、それ以外のタイミングで行うようにしてもよい。例えば、車両が一定の距離を走行する毎にデータ送信を行うようにしてもよい。また、エンジン診断システムが、データ送信の時期を決定するようにしてもよい。この場合には、エンジン診断システムからの要求に応じて、車両からのデータ送信が行われることになる。

・上記低回転低負荷領域Ｌの積算運転時間ＬＴや、上記高回転高負荷領域Ｈの積算運転時間ＨＴに基づいてエンジン１２の劣化度合いを診断するようにしたが、他の運転領域の積算運転時間に基づいてエンジン１２の劣化度合いを診断してもよい。また、区分けされた個々の運転領域の積算運転時間に基づいてエンジン１２の劣化度合いを診断してもよい。

・各運転領域の使用頻度情報を示す値として運転領域毎の積算運転時間を用いたが、他の値を用いてもよい。例えば各運転領域の使用頻度情報を示す値として、エンジンの総運転時間に占める運転領域毎の積算運転時間の比率を用いてもよい。

・エンジン回転速度及びエンジン負荷率にて規定されるエンジン運転領域を複数の運転領域に区分けする際、エンジン回転速度ＮＥの回転速度域及びエンジン負荷率ＫＬの負荷域をそれぞれ７等分に分割したが、その分割数は適宜変更することができる。また、エンジン回転速度ＮＥの回転速度域やエンジン負荷率ＫＬの負荷域を等分ではなく、不等分割してもよい。例えばエンジンの傷み度合いに対する影響が高い運転領域については、他の運転領域と比べて分割数を増やすようにしてもよい。

・上記実施形態のエンジン診断システムは、中古車オークションの参加者への車両情報の提供サービス以外の用途、例えば車両の整備業者に対して、エンジンの整備や部品交換の時期の判断基準としてエンジン診断システム１０による劣化度合いの評価値を提供する情報提供サービスにも利用することができる。

１０…エンジン診断システム、１１…車両、１２…エンジン、１３…制御ユニット、１４…移動体通信網、１５…データベース、１００…情報提供システム、１０１…整備情報管理システム、１０２…インターネット、１０３…端末、Ｐ１…評価処理。

Claims

エンジン回転速度及びエンジン負荷率により区分けされた複数の運転領域のそれぞれの使用頻度に関する情報である使用頻度情報に基づいて車両に搭載されたエンジンの劣化度合いを診断するエンジン診断システムであって、
同一型式の複数の車両から取得した各運転領域の前記使用頻度情報を前記エンジンの個体毎に格納するデータベースを備えており、
かつ指定されたエンジンの劣化度合いの評価値を、前記データベースに格納された各エンジンにおける各運転領域の前記使用頻度情報に基づき演算する評価処理を行う
エンジン診断システム。
請求項１に記載のエンジン診断システムに用いられる車両であって、
前記使用頻度情報の算出及び算出した前記使用頻度情報の送信を実行する制御モジュールを備える車両。
エンジン回転速度及びエンジン負荷率により区分けされた複数の運転領域のそれぞれの使用頻度に関する情報である使用頻度情報に基づいて車両に搭載されたエンジンの劣化度合いを診断するエンジン診断方法であって、
同一型式の複数の車両から各運転領域の前記使用頻度情報を取得して集積する第１ステップと、
診断対象となるエンジンの個体識別情報の入力に応じて、前記診断対象のエンジンの劣化度合いの評価値を、前記第１ステップで集積した各運転領域の前記使用頻度情報に基づき演算して出力する第２ステップと、
を通じて前記エンジンの劣化度合いの診断を行う
エンジン診断方法。