CN108884793A - 异常检测装置、异常检测方法以及异常检测*** - Google Patents

Abstract

一种异常检测装置(1)具有：进气量获取部(141)，获取在多个不同的时刻测量的、表示EGR阀(52)在预定的状态下的进气量的进气量数据；存储部(13)，将进气量获取部(141)所获取的多个进气量数据与测量进气量的时刻建立关联地存储；以及异常检测部(142)，基于在预定的期间测量的多个进气量的变化趋势，检测EGR阀(52)的异常。

Description

异常检测装置、异常检测方法以及异常检测***

技术领域

本公开涉及检测进气排气***的异常的异常检测装置、异常检测方法以及异常检测***。

背景技术

以往公知如下的排气回流(以下，也称作EGR(Exhaust Gas Recirculation：排气再循环))装置：通过使来自车辆的引擎的排气的一部分回流到燃烧室，来减少排气中的氮氧化物(NOx)。在EGR装置中，通过控制调节进气量的排气回流阀(以下，称为EGR阀)的开度，来调节排气的回流量(例如，参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1:日本特开2015-14275号公报

发明内容

发明将要解决的课题

在以往的技术中，通过判断伴随EGR阀的开闭变化的进气压的变化是否与进气压的变化的预想值一致，来判断EGR阀的异常。但是，因为进气压可能根据各种各样的原因而变化，所以在基于1次的进气压的变化来判断有无异常时，存在往往判断结果产生错误这样的问题。

因此，本公开提供能使进气排气***的异常的检测精度提高的异常检测装置、异常检测方法以及异常检测***。

用于解决课题的手段

本公开的第一方式的异常检测装置，对被搭载在车辆上的排气回流阀的异常进行检测，该异常检测装置具有：进气量获取部，获取在多个不同的时刻测量的、表示上述排气回流阀在预定的状态下的进气量的进气量数据；存储部，将上述进气量获取部所获取的多个上述进气量数据与测量上述进气量的时刻建立关联地存储；以及异常检测部，基于在预定的期间测量的上述多个进气量的变化趋势，检测上述排气回流阀的异常。

也可以是，在上述的异常检测装置中，上述存储部存储上述变化趋势被判断为正常的正常范围，上述异常检测部在上述进气量获取部获取了新的上述进气量数据的情况下，通过对最近的上述预定的期间内的上述变化趋势与上述正常范围进行比较，从而检测上述异常。

也可以是，在上述的异常检测装置中，上述进气量获取部与上述排气回流阀的控制内容建立关联地获取上述进气量，上述异常检测部针对每个上述控制内容，基于上述多个进气量的变化趋势，检测上述排气回流阀的异常。

也可以是，在上述的异常检测装置中，上述异常检测部基于表示在上述车辆的引擎为怠速状态的期间测量的进气量的上述进气量数据，检测上述排气回流阀的异常。

也可以是，在上述的异常检测装置中，上述进气量获取部与表示上述车辆周边环境的状态的信息建立关联地获取上述进气量，上述异常检测部基于根据上述周边环境的状态对上述进气量获取部获取的上述进气量进行修正后的修正进气量，检测上述排气回流阀的异常。

本公开的第二方式的异常检测方法，对被搭载在车辆上的排气回流阀的异常进行检测，该异常检测方法具有以下步骤：获取在多个不同的时刻测量的、表示上述排气回流阀在预定的状态下的进气量的进气量数据的步骤；将获取的多个上述进气量数据与测量上述进气量的时刻建立关联地存储的步骤；以及基于在预定的期间测量的上述多个进气量的变化趋势，检测上述排气回流阀的异常的步骤。

本公开的第三方式的异常检测***，包括被搭载在车辆上的排气回流装置、以及基于在上述排气回流装置中测量的排气回流阀的进气量来检测上述排气回流阀的异常的异常检测装置，上述排气回流装置具有：测量部，在多个不同的时刻测量上述排气回流阀在预定的状态下的进气量；以及，通信部，将表示上述进气量的进气量数据经由无线通信线路发送到上述异常检测装置，上述异常检测装置具有：进气量获取部，获取上述排气回流装置所发送的上述进气量数据；存储部，将上述进气量获取部所获取的多个上述进气量数据与测量上述进气量的时刻建立关联地存储；以及异常检测部，基于在预定的期间测量的上述多个进气量的变化趋势，检测上述排气回流阀的异常。

发明效果

根据本公开，起到能够提高进气排气***的异常的检测精度这样的效果。

附图说明

图1是示出异常检测***的结构的图。

图2是示出车辆的进气排气***的结构的图。

图3是示出异常检测装置的结构的图。

图4(a)与图4(b)是示出异常检测部在分析中使用的进气量数据的一个例子的图。

图5是异常检测装置检测排气回流阀的异常的动作的流程图。

具体实施方式

<第一实施方式>

图1是示出本实施方式涉及的异常检测***S的结构的图。异常检测***S是异常检测装置1与车辆T联动地检测车辆T的异常的***。异常检测装置1被设置在收集表示各种车辆T的状态的数据的数据收集中心C。异常检测装置1经由无线通信线路与多个车辆T连接，从各个车辆T以预定的时间间隔接收表示车辆T的状态的数据。异常检测装置1基于从车辆T接收的各种的数据来检测车辆T的异常。

异常检测装置1经由网络(例如互联网)，与设置在管理车辆T的管理基站M中的计算机连接。管理基站M例如是拥有车辆T的公司或维护车辆T的公司。管理基站M的公司职员在从异常检测装置1收到车辆T产生了异常的情况的通知时，能向车辆T的驾驶者通知发生了异常的情况，或进行车辆T的维护，由此能够将重大的事故防患于未然。

在本实施方式的车辆T中装载有进气排气***。进气排气***具有EGR(ExhaustGas Recirculation：排气再循环)装置。EGR装置是通过使柴油引擎(以下，仅称为引擎)排气的一部分回流来减少排气中的氮氧化物(NOx)的装置。进气排气***测量进气量，并以预定的时间间隔将表示测量到的进气量的进气量数据发送到异常检测装置1。

[进气排气***2的结构]

图2是示出车辆T的进气排气***2的结构的图。在引擎20的进气歧管20a上连接有进气通道21，在排气歧管20b上连接有排气通道22。在进气通道21上，从上游侧起顺序地设置有可变喷嘴涡轮增压器30的压缩机30a、节气门阀23、以及中冷器24，在排气通道22上设置有可变喷嘴涡轮增压器30的涡轮30b。

在压缩机30a的进气上游侧设置有进气流量传感器40。另外，在进气歧管20a上设置有进气压力传感器41。进气流量传感器40的检测值(以下是进气量)、以及进气压力传感器41的检测值(以下是进气压)被输入到电连接的ECU(Engine Control Unit：引擎控制单元)60。

可变喷嘴涡轮增压器30包括被设置在进气通道21上的压缩机30a、被设置在排气通道22上的涡轮30b、以及被设置在涡轮30b上的可变喷嘴30c。压缩机30a和涡轮30b经由旋转轴而联结。

EGR装置50包括：EGR通道51，其对比涡轮30b靠近排气上游侧的排气通道22和比中冷器24靠近进气上游侧的进气通道21进行连通；EGR阀(排气回流阀)52，其调整EGR气体的流量；以及EGR冷却器53，其冷却EGR气体。通过根据从ECU60输出的开度控制信号控制EGR阀52的开度，从而调整EGR装置50中的EGR气体的流量。此时，因为通过EGR阀52的开度变化，从而经由EGR通道51以及EGR冷却器53从排气通道22流入的排气量会变化，所以经由压缩机30a流入的进气量会变化。因此，能够基于进气流量传感器40所检测的进气量来确定EGR阀52的开度。

ECU60能够进行引擎20的燃料喷射、EGR装置50所具有的EGR阀52的开度的控制等各种控制。ECU60包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机访问存储器)、输入端口、以及输出端口等。

另外，ECU60将表示进气流量传感器40所检测到的进气量的进气量数据与测量进气量的时刻、以及在测量进气量的时刻的开度控制信号的值建立关联地存储到RAM。ECU60例如将在指示将EGR阀52的开度设为0％的定时测量的进气量数据、和在指示将EGR阀52开度设为100％的定时测量的进气量数据进行区别地存储在RAM中。

通信部70是用于经由无线通信线路收发数据的无线通信单元。通信部70将从ECU60获取的各种数据发送到接收异常检测装置1，并且接收异常检测装置1所发送的各种数据并通知ECU60。通信部70例如将ECU60暂时存储的、进气流量传感器40在预定的期间内检测到的表示进气量的进气量数据以预定的时间间隔发送给异常检测装置1。此时，通信部70将进气量数据与在测量进气量的时刻的开度控制信息所表示的控制内容(例如开度的值)建立关联地发送。

在EGR阀52正常的情况下，因为如果开度控制信息是固定，则EGR阀52开度成为固定的值，所以进气量也是固定的。然而，在因EGR阀52的劣化或故障导致EGR阀52发生异常时，即使开度控制信息是固定的，EGR阀52的开度也会逐渐变化。因此，在本实施方式的进气排气***2中，能够通过通信部70以预定的时间间隔向异常检测装置1发送进气量数据，从而异常检测装置1基于预定的期间内的进气量的变化的趋势，检测到EGR阀52发生了异常的情况。

[异常检测装置1的结构]

图3是示出异常检测装置1的结构的图。

异常检测装置1具有第一通信部11、第二通信部12、存储部13、和控制部14。控制部14具有进气量获取部141、异常检测部142、和异常通知部143。

第一通信部11是用于经由无线通信线路在与进气排气***2之间收发数据的无线通信单元。第一通信部11例如经由分组通信网的计算机从预先登记了的多个车辆T接收包含进气量数据等各种数据的电波。第一通信部11提取所接收到的电波中包含的进气量数据，并将进气量数据输入到进气量获取部141。

第二通信部12是用于经由互联网在与管理基站M的计算机之间收发数据的通信控制器。第二通信部12在异常检测部142检测到车辆T的EGR阀52异常时，对管理车辆T的管理基站M的计算机发送通知异常的消息。

存储部13是包含ROM、RAM、硬盘等的存储介质。存储部13存储有控制部14所执行的程序。另外，存储部13将由各车辆T发送的进气量数据与各车辆T固有的识别信息、以及测量进气量测的时刻建立关联地存储。

另外，存储部13存储有异常检测部142为了检测EGR阀52的异常而使用的将进气量数据的变化趋势判断为正常的表示正常范围的信息(以下，正常范围信息)。因为正常范围按照每个车辆T的车型而不同，所以存储部13例如与车辆T的车型建立关联地存储正常范围信息。存储部13也可以将基于在车辆T的出货时测定的EGR阀52的特性而决定的正常范围信息与车辆T的识别信息建立关联地存储。另外，存储部13也可以基于从多个同样的车型的车辆T获取的进气量数据，定期地更新正常范围信息。

控制部14例如是CPU，通过执行存储部13所存储的程序，从而作为进气量获取部141、异常检测部142以及异常通知部143发挥作用。进气量获取部141经由第一通信部11获取在多个不相同的时刻测量的、表示EGR阀52在预定的状态下的进气量的进气量数据。因为车辆T将进气量数据与在测量进气量的时刻的开度控制信息的值建立关联地发送，所以进气量获取部141将获取的进气量数据与测量进气量的时刻以及测量进气量的时刻的开度控制信息的值建立关联地存储到存储部13。

异常检测部142基于在预定的期间测量到的多个进气量的变化趋势，检测EGR阀52的异常。例如，在从车辆T发送来进气量数据的情况下，异常检测部142从存储部13读出在比由于车辆T的外部环境的变化等引起的进气量的变动而可能产生的进气量的变动周期更长的期间内测量到的多个进气量数据，并分析所读出的进气量数据。

异常检测部142针对每个在测量进气量的时刻的开度控制信息的值，确定多个进气量的变化趋势来判断有无异常。异常检测部142例如在开度控制信息示出了将EGR阀52的开度设定为0％的情况下的进气量的变化趋势示出了异常状态(例如，虽然本来进气量应为1000mg，但存在预定的期间内进气量低至800mg的趋势的状态)的情况下，判断为可能发生了在EGR阀***的一部分的气体泄漏或EGR阀52未闭塞这样的故障。

异常检测部142在开度控制信息示出了将EGR阀52的开度设定为100％的情况下的进气量的变化趋势示出了异常状态(例如，虽然本来进气量应为800mg，但进气量比800mg增加，在预定的期间内达到1000mg的状态)的情况下，判断为可能产生了EGR阀52没有正常打开这样的故障。

图4(a)与图4(b)是示出异常检测部142在分析中使用的进气量数据的一个例子的图。图4(a)与图4(b)的横轴表示测量日期和时间，纵轴表示进气量。图4(a)示出在EGR阀52未发生异常的状态下的进气量数据。异常检测部142在从进气量获取部141获取了最新的进气量数据时，确定在最近的判断期间内测量的进气量数据的变化趋势。异常检测部142将进气量相对于测量日期和时间的变化量、即图4(a)示出的直线L1的斜率确定为变化趋势。异常检测部142例如能够通过求出判断期间内的进气量数据的回归直线，从而决定直线L1。

异常检测部142通过对最近的判断期间内的变化趋势与正常范围进行比较，来检测异常。具体地说，异常检测部142判断所确定的变化趋势是否被包含在存储部13所存储的正常范围信息所表示的正常范围中。异常检测部142例如在作为变化趋势而确定的直线L1的斜率处于预定的范围内的情况下判断为EGR阀52为正常，在直线L1的斜率处于正常范围之外的情况下，判断为EGR阀52为异常。

图4(b)示出EGR阀52发生了异常的状态的进气量数据。在图4(b)中，异常检测部142基于判断期间内的进气量数据确定的直线L2的斜率比图4(a)示出的直线L1的斜率大。在正常范围中未包含直线L2的斜率的情况下，异常检测部142判断为EGR阀52发生了异常。异常检测部142在判断为发生了异常的情况下，将与判断为发生了异常的进气量数据建立关联的车辆T的识别信息、和发生了异常的意思通知给异常通知部143。

此外，优选的是，异常检测部142基于在车辆T的引擎处于怠速状态的期间测量的表示进气量的进气量数据来检测EGR阀52的异常。在引擎处于怠速状态的期间，因为引擎上的负荷是固定的并且进气量的变动较小，所以异常检测部142能够提高异常检测的精度。

异常通知部143在异常检测部142判断为EGR阀52发生了异常的情况下，向管理基站M的计算机通知发生了异常的情况。具体地说，异常通知部143制作包含发生了异常的车辆T的识别信息、管理该车辆T的管理基站M的计算机的地址、以及发生了异常的意思的异常通知消息，并经由第二通信部12发送，由此向管理基站M的计算机通知发生了异常的情况。

[异常检测动作的流程图]

图5是异常检测装置1检测EGR阀52的异常的动作的流程图。首先，进气量获取部141获取从车辆T发送的进气量数据(S11)。进气量获取部141每次获取进气量数据时，将进气量数据和车辆T的识别信息建立关联，并存储到存储部13(S12)。

根据进气量获取部141获取了新的进气量数据，异常检测部142确定在最近的预定期间内进气量获取部141获取的多个进气量数据的变化趋势(S13)。并且，异常检测部142判断所确定的变化趋势是否进入到存储部13所存储的正常范围信息表示的正常范围(S14)。

异常检测部142在变化趋势进入正常范围(S14中的是)的情况下，判断为未发生异常而将处理返回到步骤S11，并在下一次进气量数据被发送来之前待机。异常检测部142在变化趋势未进入正常范围的情况下(S14中的否)，判断为EGR阀52发生了异常(S15)。

在这里，异常检测部142判断异常的等级是需要紧急对应的那样的等级还是不需要紧急对应的程度的等级，并将紧急性的等级与发生了异常的意思一起通知给异常通知部143(S16)。异常通知部143在接收到发生了紧急性异常(例如对驾驶产生妨碍的异常)的通知的情况下，向管理基站M和车辆T的双方通报发生了异常的情形(S17)。异常通知部143在接收到非紧急性的异常(例如，推定零部件的劣化的异常)的发生的通知的情况下，仅对管理基站M通报发生了异常的情况(S18)。

[变形例1]

在以上的说明中，异常检测部142基于进气量获取部141获取的进气量数据的值判断有无异常。然而，根据车辆T的周边环境的状态，存在进气量变化的情况。例如，在车辆T在海拔高的地域行驶的情况下，与车辆T在海拔低的地域行驶的情况相比，存在进气量增多的趋势。因此，进气量获取部141与进气量数据建立关联地获取在测量进气量时车辆T行驶场所的海拔或气压等这样的表示周边环境的状态的信息，异常检测部142也可以基于根据表示周边环境的状态的信息而修正后的进气量的变化趋势判断有无异常。

[变形例2]

在以上的说明中，异常检测部142使用预定的期间内的进气量的变化量作为进气量的变化趋势以判断有无异常，但也可以使用其他的信息作为表示变化趋势的信息。例如，异常检测部142也可以使用在预定的期间内被测量的多个进气量的方差的大小等的统计值确定进气量数据的变化趋势。

[变形例子3]

在以上的说明中，对异常检测部142基于在引擎为怠速状态期间测量的进气量判断EGR阀52有无异常的例子进行了说明，但也可以是异常检测部142基于在怠速状态以外的多个状态中测量的进气量判断有无异常。异常检测部142通过使用在多个状态中测量的多个进气量的平均值，从而能够抑制偏差的影响，因此能够提高发生异常的检测精度。

[本实施方式的异常检测装置1的效果]

如以上说明，异常检测装置1从车辆T接收在多个不同时刻测量的进气量数据，并将持续地接收的多个进气量数据与测量进气量的时刻建立关联地存储。并且，异常检测装置1基于在预定的期间测量的多个进气量的变化趋势，检测排气回流阀的异常。通过这样做，因为能够降低由于暂时的进气量的变化而导致误检测到异常，所以能够提高异常的检测精度。

另外，异常检测装置1与在车辆T中的EGR阀52的控制内容建立关联地获取进气量，针对每个控制内容，基于多个进气量的变化趋势，检测EGR阀52的异常。通过这样做，异常检测装置1因为能够基于在EGR阀52被以同样的条件控制的状态下测量的进气量的变化趋势来检测异常，所以能够提高异常的检测精度。另外，异常检测装置1基于在车辆T的引擎为怠速状态的期间测量的进气量来检测EGR阀52异常。通过这样做，异常检测装置1因为能够基于在进气量稳定的状态下测量的数据来检测异常，所以能够提高异常的检测精度。

另外，异常检测装置1与表示车辆T周边环境的状态的信息建立关联地获取进气量，并基于根据周边环境的状态对进气量进行修正后的修正进气量来检测EGR阀52的异常。通过这样做，因为能够不会受到像车辆T在海拔高的区域行驶的期间等那样由于周边环境的影响而使进气量变动这种影响地检测异常，所以能够提高异常的检测精度。

<第二实施方式>

在第一实施方式中，在设置在数据收集中心C的异常检测装置1中，检测了EGR阀52的异常，但也可以是车辆T具有与第一实施方式的异常检测装置1同等的异常检测装置，在车辆T中检测EGR阀52的异常。这种情况下，在车辆T的异常检测装置检测到异常时，车辆T的异常检测装置在仪表板上显示发生了异常的情况而向驾驶员通知，或向管理基站通报异常的发生。

以上，使用实施方式对本公开进行了说明，但本公开的保护范围不限于上述实施方式记载的范围。在上述实施方式中能够加以多种多样的变更或改良对于本领域技术人员来说是显而易见的。加以那样的变更或改良的方式也包含于本公开的保护范围中，根据权利要求书的记载是显而易见的。

本申请是基于2016年4月4日提出的日本国专利申请(特愿2016-075412)而完成的，并将其内容作为参照而援引加入到这里。

工业上的利用可能性

根据本公开的异常检测装置、异常检测方法以及异常检测***，能够提高进气排气***的异常的检测精度。

符号说明

1 异常检测装置

2 进气排气***

11 第一通信部

12 第二通信部

13 存储部

14 控制部

20 引擎

20a 进气歧管

20b 排气歧管

21 进气通道

22 排气通道

23 节气门阀

24 中冷器

30 可变喷嘴涡轮增压器

30a 压缩机

30b 涡轮

30c 可变喷嘴

40 进气流量传感器

41 进气压力传感器

50 EGR装置

51 EGR通道

52 EGR阀

53 EGR冷却器

60 ECU

70 通信部

141 进气量获取部

142 异常检测部

143 异常通知部

Claims (7)

1.一种异常检测装置，对被搭载在车辆上的排气回流阀的异常进行检测，该异常检测装置具有：

进气量获取部，获取在多个不同的时刻测量的、表示上述排气回流阀在预定的状态下的进气量的进气量数据；

存储部，将上述进气量获取部所获取的多个上述进气量数据与测量上述进气量的时刻建立关联地存储；以及

异常检测部，基于在预定的期间测量的上述多个进气量的变化趋势，检测上述排气回流阀的异常。

2.如权利要求1所述的异常检测装置，

上述存储部存储上述变化趋势被判断为正常的正常范围，

上述异常检测部在上述进气量获取部获取了新的上述进气量数据的情况下，通过对最近的上述预定的期间内的上述变化趋势与上述正常范围进行比较，从而检测上述异常。

3.如权利要求1或2所述的异常检测装置，

上述进气量获取部与上述排气回流阀的控制内容建立关联地获取上述进气量，

上述异常检测部针对每个上述控制内容，基于上述多个进气量的变化趋势，检测上述排气回流阀的异常。

4.如权利要求1至3的任意一项所述的异常检测装置，

上述异常检测部基于表示在上述车辆的引擎为怠速状态的期间测量的进气量的上述进气量数据，检测上述排气回流阀的异常。

5.如权利要求1至4的任意一项所述的异常检测装置，

上述进气量获取部与表示上述车辆周边环境的状态的信息建立关联地获取上述进气量，

上述异常检测部基于根据上述周边环境的状态对上述进气量获取部所获取的上述进气量进行修正后的修正进气量，检测上述排气回流阀的异常。

6.一种异常检测方法，对被搭载在车辆上的排气回流阀的异常进行检测，该异常检测方法具有以下步骤：

获取在多个不同的时刻测量的、表示上述排气回流阀在预定的状态下的进气量的进气量数据的步骤；

将获取的多个上述进气量数据与测量上述进气量的时刻建立关联地存储的步骤；以及

基于在预定的期间测量的上述多个进气量的变化趋势，检测上述排气回流阀的异常的步骤。

7.一种异常检测***，包括被搭载在车辆上的排气回流装置、以及基于在上述排气回流装置中测量的排气回流阀的进气量来检测上述排气回流阀的异常的异常检测装置，

上述排气回流装置具有：

测量部，在多个不同的时刻测量上述排气回流阀在预定的状态下的进气量；以及，

通信部，将表示上述进气量的进气量数据经由无线通信线路发送到上述异常检测装置，

上述异常检测装置具有：

进气量获取部，获取上述排气回流装置所发送的上述进气量数据；

存储部，将上述进气量获取部所获取的多个上述进气量数据与测量上述进气量的时刻建立关联地存储；以及

异常检测部，基于在预定的期间测量的上述多个进气量的变化趋势，检测上述排气回流阀的异常。