JP2023085761A - 車両監視装置、および車両監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再発監視期間が設定された状態で出荷しないようにする。【解決手段】車両監視装置は、排ガス後処理装置において発生したエラーが解消することによって、所定の再発監視期間が経過するまで、前記エラーの再発を監視する再発監視部と、前記再発監視期間に前記エラーが再発することによって、内燃機関の出力を制限する出力制限部と、所定の製造工程において、前記再発監視部の監視を終了させる監視制御部と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、車両監視装置、および車両監視方法に関する。

特許文献１に開示されているように、排ガス後処理装置の使用が推奨される排ガス規制地域にあるか否かに応じて、尿素水溶液の濃度に関するエラーや、尿素水溶液の残量に関するエラーなど、排ガス後処理装置に係るエラーを警告することが知られている。また、近年では、排ガス後処理装置に係るエラーが生じた後、当該エラーの解消から一定期間（再発監視期間）内に再度同じエラーが発生すると、エンジンの出力を制限することにより、違法な使用を制限することが行われている。

特開２００９－１２７５２１号公報

車体の製造時に、組付け不良や配線の接続不良等によって排ガス後処理装置に係るエラーが生じることがある。このようなエラーが生じることに基づいて再発の監視が行われると、出荷直後の新車の状態であるにもかかわらず、エンジンの出力が制限されてしまうおそれがある。
本開示は、出荷直後にエンジンの出力が制限されることを防止することができる車両監視装置、および車両監視方法を提供することを目的とする。

本開示の第１の態様によれば、車両監視装置は、排ガス後処理装置において発生したエラーが解消することによって、所定の再発監視期間が経過するまで、前記エラーの再発を監視する再発監視部と、前記再発監視期間に前記エラーが再発することによって、内燃機関の出力を制限する出力制限部と、所定の製造工程において、前記再発監視部の監視を終了可能に制御する監視制御部と、を備える。

上記態様によれば、再発の監視が行われた状態で出荷しないようにすることができる。

実施形態に係る作業機械の構成を示す概略図である。 インデュースメント制御の一例を示す説明図である。 実施形態に係る作業機械１０の機能的構成を示す概略ブロック図である。 エンジンコントローラ１００が行う再発監視期間の設定方法を示すフローチャートである。 エンジンコントローラ１００が行う再発監視期間中の制御方法を示すフローチャートである。

〈実施形態〉
《作業機械》
図１は、実施形態に係る作業機械の構成を示す概略図である。
作業機械１０は、製造工場１における製造過程にあるものとする。作業機械１０は、作業現場（例えば、鉱山、採石場）で各種作業を行う機械である。例えば、作業機械１０は、油圧ショベルである。なお、作業機械１０は、油圧ショベル以外の例えばホイールローダ、ブルドーザ等の作業機械であってもよい。作業機械１０は、油圧により作動する作業機１１０と、作業機１１０を支持する旋回体１２０と、旋回体１２０を支持する走行体１３０とを備える。

旋回体１２０には、運転室１２１が備えられる。運転室１２１には、モニタ１２２が設けられる。モニタ１２２は、各種情報を表示する。具体的には、モニタ１２２は、エンジンコントローラ１００の制御により、エンジン１０１の状態に係る各種情報や、排ガス後処理装置１０２の状態に係る各種情報を表示する。また、モニタ１２２は、ユーザから各種情報を受け付けるタッチパネル式の表示部である。

作業機械１０は、エンジンコントローラ１００と、エンジン１０１と、排ガス後処理装置１０２と、コネクタ１０５とを備える。
エンジンコントローラ１００（ＥＣＵ：engine control unit）は、エンジン１０１および排ガス後処理装置１０２を制御する。
エンジン１０１は、内燃機関の一例である。エンジン１０１は、例えばディーゼルエンジンである。

排ガス後処理装置１０２は、尿素水溶液タンクと、尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）とを含む。尿素水溶液タンクは、還元剤（アンモニア）の前駆体である尿素水溶液を収容するタンクである。尿素ＳＣＲは、エンジン１０１の排ガス中に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を除去する。具体的には、尿素ＳＣＲは、尿素水溶液タンク内の尿素水溶液を用いて、エンジンの運転状態に応じて排ガスに噴射供給する。尿素水溶液を噴射供給することにより、尿素ＳＣＲは、還元触媒上で排ガス中のＮＯｘと還元剤とを還元反応させて、ＮＯｘを無害成分（窒素ガスと水蒸気）に浄化処理する。

コネクタ１０５は、外部の操作装置（例えば、操作端末装置２００）と接続するインタフェースである。操作端末装置２００との接続は、有線または無線のいずれでもよい。また、操作端末装置２００との接続は、インターネットなどのネットワークを介して接続されてもよい。

製造工場１には、操作端末装置２００が配置されている。操作端末装置２００は、作業機械１０の製造スタッフが操作するコンピュータ装置である。操作端末装置２００は、例えば、ノートパソコンである。なお、操作端末装置２００は、ノートパソコンに限らず、デスクトップ型パソコン、タブレット端末、スマートフォンなどとすることも可能である。操作端末装置２００は、コネクタ１０５を介して、エンジンコントローラ１００に接続される。

《インデュースメント制御》
排ガス後処理装置１０２は、各種エラーを検出する。各種エラーは、例えば、尿素水溶液タンク内の尿素水溶液の品質に関するエラーや、尿素水溶液タンク内の尿素水溶液がなくなるエラーや、尿素ＳＣＲの故障によるエラーなどである。エンジンコントローラ１００は、排ガス後処理装置１０２によってエラーが検出されると、当該エラーの警告を行う。そして、当該エラーが解消すると、エンジンコントローラ１００は、当該エラーの解消から一定期間を再発監視期間として、当該エラーの監視を行う。

再発監視期間に、再度同じエラーが発生すると、エンジンコントローラ１００は、エンジンの出力を段階的に制限するインデュースメント制御を行う。再発監視期間に、再度同じエラーが発生しなければ、インデュースメント制御を終了する。再発監視期間は、各国の法規に応じた時間とすることができる。本実施形態において、再発監視期間は、例えば４０時間である。

図２は、インデュースメント制御の一例を示す説明図である。図２において、横軸はエンジン１０１のエラーが解消してからの運転時間（ｈｒ）を示し、縦軸はエンジンの出力を制限するディレートを示す。時間ｔ０は、エラーが解消したタイミングを示す。時間ｔ０において、ディレートは行われない。時間ｔ１において、先に解消したエラーと同様のエラーが再発したとする。この場合、エンジン１０１の出力を２５パーセント低減したディレートが行われる。

さらに、そのままエンジン１０１が使用され続けて、時間ｔ２になると、エンジン１０１の出力を５０パーセント低減したディレートが行われる。さらに、そのままエンジン１０１が使用され続けて、時間ｔ３になると、エンジン１０１出力がアイドル状態まで低減したディレートが行われる。なお、再発監視期間に同様のエラーが再発しなければ、再発監視期間は解除される。時間ｔ１、ｔ２、ｔ３や、ディレートの低減割合は、各国の法規に応じた値とすることができる。

《作業機械の機能的構成》
図３は、実施形態に係る作業機械１０の機能的構成を示す概略ブロック図である。
作業機械１０のエンジンコントローラ１００は、プロセッサ１１００、メインメモリ１０１０、ストレージ１０２０を備えるコンピュータである。ストレージ１０２０は、プログラムＰを記憶する。プロセッサ１０００は、プログラムＰをストレージ１０２０から読み出してメインメモリ１０１０に展開し、プログラムＰに従った処理を実行する。エンジンコントローラ１００は、コネクタ１０５（受信部）を介してネットワークに接続される。

ストレージ１０２０は、記憶領域を有する。ストレージ１０２０の例としては、ＨＤＤ、ＳＳＤ、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ１０２０は、エンジンコントローラ１００の共通通信線に直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェースを介してエンジンコントローラ１００に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ１０２０は、一時的でない有形の記憶媒体である。

プロセッサ１０００は、車両監視装置の一例である。プロセッサ１０００は、プログラムＰの実行により、再発監視部１００１、出力制限部１００２、監視制御部１００３、受信部１００４を備える。

再発監視部１００１は、排ガス後処理装置１０２において発生したエラーが解消することによって、所定の再発監視期間が経過するまで、先に解消したエラーと同様のエラーの再発を監視する。再発監視部１００１は、監視タイマ１００１ａを備える。再発監視部１００１は、監視タイマ１００１ａの計測を開始させることにより再発監視期間を設定する。なお、再発監視期間は、監視タイマ１００１ａの計測によって得られることに限らず、例えば、エラーが解消した時刻と現在時刻との差分から得られるようにしてもよい。

監視タイマ１００１ａは、エラー種別ごとに設けられる。すなわち、再発監視期間は、エラー種別ごとに設定される。再発監視部１００１は、エラー種別ごとに設けられる監視タイマ１００１ａの計測を開始させることにより、エラー種別ごとに再発監視期間を設定する。

出力制限部１００２は、再発監視期間内に、先に解消したエラーと同様のエラーが再発することによって、エンジン１０１の出力を制限する。エンジン１０１の出力の制限は、各国の法規に準じた制限であればよい。本実施形態において、エンジン１０１の出力の制限は、図２に示したようなインデュースメント制御におけるディレート制御である。

ここで、エンジン回りの製造工程において、組付け不良や配線の接続不良等によって排ガス後処理装置１０２に係るエラーが生じることがある。エンジン回りの製造工程とは、エンジン１０１そのものが製造された後に行われる工程であり、例えば、エンジン１０１に対して各種センサを取り付けたり、エンジン１０１に対して各種調整を行ったりする工程である。また、エンジン回りの製造工程とは、車体にエンジン１０１を搭載する工程や、車体に排ガス後処理装置を搭載する工程を含む。エンジン回りの製造工程は、所定の製造工程の一例である。

エンジン回りの製造工程では、エラーが生じたとしても、作業スタッフが当該エラーの対応を直ぐに行うことができるため、当該エラーを解消することができる。ところが、エラーが解消されることによって、再発監視期間が設定されることから、再発監視期間が設定された状態で出荷されてしまう可能性がある。このため、出荷後の新車の状態であるにもかかわらず、エンジン１０１の出力が制限されてしまうおそれがある。

そこで、監視制御部１００３は、エンジン周りの製造工程において、再発監視部１００１の監視を終了可能に制御する。再発監視部１００１の監視を終了可能に制御するとは、具体的には、再発監視部１００１に設定されている再発監視期間を取り消し可能に制御することである。監視制御部１００３は、作業機械１０の現在の製造工程がエンジン回りの製造工程にあるか否かを判断する。当該判断は、例えば、エンジン１０１の製造後に作業機械１０が動作した累計運転時間が所定時間内（例えば１０時間以内）であるか否かの判断である。

監視制御部１００３は、エンジン１０１の製造後にエンジン１０１（作業機械１０）が動作した累計運転時間が所定時間内であるときに、再発監視部１００１の監視を終了可能に制御する。所定時間である１０時間（Ｔ）は、エンジン回りの製造工程が完了するまでに見込める累計運転時間（Ｔ１）と、それ以降に行われる他の製造工程が完了するまでに見込める累計運転時間（Ｔ２）を考慮した時間である。具体的には、Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２となる時間である。

これについて具体的に補足する。エンジン回りの製造工程の完了までに見込める累計運転時間Ｔ１は、１０時間以内の時間に収まる。エンジン回りの製造工程が完了すると、車体回りの製造工程など次の製造工程に移る。次の製造工程以降から出荷までには性能検査等が行われることにより、累計運転時間Ｔ２は１０時間を超える。ここで、上述したように、エンジン回りの製造工程では、排ガス後処理装置１０２に係るエラーが生じてしまうことがある。一方で、次の製造工程以降において、排ガス後処理装置１０２に係るエラーは生じにくい。このため、所定時間Ｔは、エンジン回りの製造工程が完了するまでに見込める累計運転時間Ｔ１よりも長い時間とし、且つ、出荷段階までの他の製造工程が完了するまでに見込める累計運転時間Ｔ２よりも短い時間としている。これにより、製造工場１から出荷される前の、特に、エンジン回りの製造工程において再発監視部１００１の監視を終了可能に制御することができる。なお、所定時間は、１０時間に限らず、他の時間とすることも可能である。

なお、エンジン回りの製造工程にあるか否かの判断は、累計運転時間の計測によって行われることに限らず、例えば、位置情報に基づいて行われてもよい。具体的には、例えば、監視制御部１００３は、GNSS（global navigation satellite system）を利用して、現在地の情報を取得し、現在地がエンジン回りの製造工程が行われる位置にあるか否かを判断すればよい。

操作端末装置２００は、操作者（製造スタッフ）から再発監視期間を取消す旨を受け付けると、取消し指示（終了指示）としてのリセット信号をコネクタ１０５へ送信する。リセット信号は、ＵＤＳ（Unified Diagnostic Services）の通信プロトコルで送信される。また、リセット信号には、暗号化されている。

コネクタ１０５は、通信ケーブルの接続を受け入れるインタフェースである。エンジンコントローラ１００は、通信線を介して操作端末装置２００から暗号化されたリセット信号を受信する。なお、リセット信号は、暗号化されていなくてもよい。コネクタ１０５は、操作端末装置２００から受信したリセット信号を受信部１００４に出力する。受信部１００４は、コネクタ１０５から入力したリセット信号を監視制御部１００３へ出力する。

監視制御部１００３は、予め用意されるパスワードや、AES（Advanced Encryption Standard）方式などのアルゴリズムを用いてリセット信号を復号する。なお、リセット信号は、操作端末装置２００から受信することによって取得されることに限らず、図示しない入力装置から受け付けることによって取得されてもよい。当該入力装置は、操作ボタン、キーボード、タッチパネルなどの各種装置を含む。監視制御部１００３は、リセット信号に基づいて、再発監視部１００１に設定されている監視期間を取り消す。具体的には、監視制御部１００３は、監視タイマ１００１ａの計測を終了させる。なお、監視制御部１００３は、再発監視期間内に、再度同じエラーが発生しない場合も、再発監視期間を終了させる。

監視制御部１００３は、エンジン回りの製造工程を終えると、リセット信号に基づく当該監視の終了を不可能に制御する。すなわち、監視制御部１００３は、累計運転時間が所定時間（１０時間）を経過すると、再発監視部１００１に設定されている再発監視期間を取消し不可能にする。これにより、工場からの出荷後は、再発監視期間が取り消し不可能になる。また、累計運転時間は、リセットすることが不可能な時間である。

enableスイッチ１２３は、インデュースメント制御のリセット機能を切り替えるスイッチである。作業機械１０が使用される国は、法規によって、インデュースメント制御のリセットを許容する国と、許容しない国とを含む。このため、本実施形態では、各国の法規に対応できるように、インデュースメント制御のリセット機能を切り替え可能にしている。enableスイッチ１２３は、エンジンコントローラ１００内に記憶されるリセット機能の有効／無効を示す設定情報である。

つまり、enableスイッチ１２３は、法規によってリセット機能を使うことが許可されない場合、リセット機能を無効化することを可能にするスイッチである。なお、enableスイッチ１２３は、製造時にのみ設定可能であって、後発的に切り替えることができないようにしてもよい。これにより、インデュースメント制御のリセットが許容されない国において、ユーザがenableスイッチをリセットすることによる不正利用を防止することができる。

《方法》
ここで、実施形態に係るエンジンコントローラ１００が行う再発監視期間の設定方法について説明する。
図４は、エンジンコントローラ１００が行う再発監視期間の設定方法を示すフローチャートである。図４に示す処理は、所定の計算周期で繰り返し実行される。
エンジンコントローラ１００は、排ガス後処理装置１０２において発生したエラーが解消したか否かを判断する（ステップＳ１）。エラーが解消していない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、エンジンコントローラ１００は、エラー種別に応じたエラーの警告を行い（ステップＳ２）、図４に示す処理を終了する。

発生したエラーが解消した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、エンジンコントローラ１００は、エラーの警告を終了する（ステップＳ３）。そして、再発監視部１００１は、エンジンコントローラ１００は、エラー種別ごとに設けられる監視タイマ１００１ａの計測を開始させて再発監視期間を設定し（ステップＳ４）、図５に示す処理を終了する。

図５は、エンジンコントローラ１００が行う再発監視期間中の制御方法を示すフローチャートである。図５に示す処理は、所定の計算周期で繰り返し実行される。
監視制御部１００３は、再発監視期間中であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。再発監視期間中ではない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、エンジンコントローラ１００は、図５に示す処理を終了する。再発監視期間中である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、受信部１００４は、操作端末装置２００から、再発監視期間を終了させるリセット信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ１２）。

リセット信号を受信しない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、出力制限部１００２は、排ガス後処理装置１０２においてエラーが再発したか否かを判断する（ステップＳ１３）。エラーが再発した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、出力制限部１００２は、インデュースメント制御に応じたディレートを行う（ステップＳ１４）。一方、エラーが再発しない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、監視制御部１００３は、累計運転時間が４０時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ１５）。

累計運転時間が４０時間を経過しない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、エンジンコントローラ１００は、図５に示す処理を終了する。一方、累計運転時間が４０時間を経過した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、監視制御部１００３は、ステップＳ１８に進み、再発監視期間を終了させる。

ステップＳ１２において、リセット信号を受信した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、監視制御部１００３は、enableスイッチ１２３がオンにされていることにより、インデュースメントリセット機能が有効であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。なお、監視制御部１００３は、リセット信号を受信すると、リセット信号を復号する。インデュースメントリセット機能が無効である場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、エンジンコントローラ１００は、図５に示す処理を終了する。

一方、インデュースメントリセット機能が有効である場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、監視制御部１００３は、累計運転時間が１０時間以下であるか否かを判断する（ステップＳ１７）。累計運転時間が１０時間を超えている場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、すなわち、エンジン回りの製造工程を既に終了している場合、エンジンコントローラ１００は、再発監視期間を終了させずに、図５に示す処理を終了する。

一方、累計運転時間が１０時間以下である場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、すなわち、エンジン回りの製造工程にある場合、監視制御部１００３は、監視タイマ１００１ａの計測をリセットすることにより再発監視期間を終了させ（ステップＳ１８）、図５に示す処理を終了する。

《作用・効果》
このように、実施形態によれば、エンジンコントローラ１００は、エンジン１０１の製造後における所定の製造工程において、再発監視部１００１の監視を終了可能に制御する。これにより、所定の製造工程において、組付け不良や配線の接続不良等によって排ガス後処理装置１０２に係るエラーが生じ、当該エラーに基づいて再発監視期間が設定されたとしても、再発の監視が行われた状態で出荷しないようにすることができる。したがって、出荷後の新車の状態において、エンジン１０１の出力が制限されることを防止することができる。また、実施形態によれば、新たな部品を要さずに短時間で、再発監視部１００１に設定されている再発監視期間を取り消すことができる。

また、実施形態によれば、エンジンコントローラ１００は、エンジン１０１の製造後に動作した累計運転時間が所定時間（１０時間）内であるときに、再発監視期間を取り消し可能にする。これにより、所定の製造工程（エンジン回りの製造工程）にあるか否かを簡単に判断することができる。

また、実施形態によれば、操作端末装置２００から受信したリセット信号（取消し指示）に基づいて、再発監視部１００１の監視を終了させる。これにより、操作端末装置２００を用いて簡単に、当該監視を終了させることができる。また、リセット信号は暗号化されているため、セキュリティを確保し、市場での悪用を防止することができる。

また、実施形態によれば、監視制御部１００３は、所定の製造工程を終えると、リセット信号に基づく当該監視の終了を不可能に制御する。これにより、出荷後に、リセット信号に基づく当該監視の終了を行わせないようにすることができる。したがって、出荷後にインデュースメント制御を適切に行えるようにすることができる。

〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。

上述した実施形態に係るエンジンコントローラ１００においては、プログラムＰがストレージ１０２０に格納される場合について説明したが、これに限られない。例えば、プログラムＰがそれぞれ通信回線によってエンジンコントローラ１００に配信されるものであってもよい。この場合、配信を受けたエンジンコントローラ１００がプログラムＰをメインメモリ１０１０に展開し、上記処理を実行する。

また、プログラムＰは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムＰは、上述した機能をストレージ１０２０に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせで実現するものであってもよい。

また、エンジンコントローラ１００は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサ１０００によって実現される機能の一部がそれぞれ当該ＰＬＤによって実現されてよい。

また、エンジンコントローラ１００は、複数のプロセッサ１１００を備えていてもよいし、複数のコンピュータから構成されていてもよい。

１…製造工場 １０…作業機械 １００…エンジンコントローラ １０１…エンジン １０２…排ガス後処理装置 １０５…コネクタ １２２…モニタ １２３…enableスイッチ １０００…プロセッサ １００１…再発監視部 １００１ａ…監視タイマ １００２…出力制限部 １００３…監視制御部 １００４…受信部

Claims (5)

1. 排ガス後処理装置において発生したエラーが解消することによって、所定の再発監視期間が経過するまで、前記エラーの再発を監視する再発監視部と
   前記再発監視期間に前記エラーが再発することによって、内燃機関の出力を制限する出力制限部と
   所定の製造工程において、前記再発監視部の監視を終了可能に制御する監視制御部と
   を備える車両監視装置。
2. 前記監視制御部は、前記内燃機関の製造後に動作した累計運転時間が所定時間内であるときに、前記所定の製造工程にあると判断する
   請求項１に記載の車両監視装置。
3. 外部の操作装置から前記監視を終了させる終了指示を受信する受信部を備え、
   前記監視制御部は、前記終了指示に基づいて前記監視を終了させる
   請求項１または２に記載の車両監視装置。
4. 前記監視制御部は、前記所定の製造工程を終えると、前記終了指示に基づく前記監視の終了を不可能に制御する
   請求項３に記載の車両監視装置。
5. 車両監視装置が、
   排ガス後処理装置において発生したエラーが解消することによって、所定の再発監視期間が経過するまで、前記エラーの再発を監視する再発監視ステップと
   前記再発監視期間に前記エラーが再発することによって、内燃機関の出力を制限する出力制限ステップと
   所定の製造工程において、前記再発監視ステップにおける監視を終了可能に制御する監視制御ステップと
   を含む処理を実行する車両監視方法。

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