CN110455549A - 诊断装置、诊断系统和诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及诊断装置、诊断系统和诊断方法。一种诊断装置包括：检测值和适当值获取单元，其被配置为：获取被安装在第一车辆中的第一设备的检测值和第一设备的检测值的适当值；适当值估计单元，其被配置为：基于第一设备的检测值和第一设备的检测值的适当值，估计被安装在距第一车辆在预定范围内的至少一个第二车辆中的第二设备的检测值的适当值；以及，诊断单元，其被配置为：将第二设备的检测值与第二设备的检测值的适当值进行比较，以执行第二设备的操作状态的诊断。

Description

诊断装置、诊断系统和诊断方法
技术领域
本发明涉及诊断被安装在车辆中的传感器的诊断装置、诊断系统和诊断方法。
背景技术
已经开发了一种用于诊断装置的异常征兆的技术。例如，日本未审查专利申请公开No.2013-008111(JP 2013-008111A)公开了一种异常征兆诊断装置。异常征兆诊断装置包括：第一诊断装置，用于基于相对于利用当机器正常运行时的传感器数据作为学习数据而创建的情况模型的偏差程度(异常程度)来诊断诊断目标数据上是否存在异常征兆；以及，第二诊断装置，用于基于各个传感器数据的值是否在预先确定的预定范围内来诊断异常征兆的存在或不存在。当第一诊断装置诊断出存在异常征兆时，基于指示对异常程度的贡献幅度的贡献程度来选择参考用于第二诊断装置的异常征兆诊断的单个传感器数据。
日本未审查专利申请公开No.2011-185727(JP 2011-185727A)公开了一种车辆诊断系统，其中，车辆诊断装置通过无线通信从诊断目标车辆接收示出安装在车辆中的车载设备的操作状态的状态值，并且确定所接收的状态值是否在由车辆在车载设备的正常操作时获取的状态值的分布中的正常范围内，从而诊断作为状态值的传输源的车辆。
根据JP 2013-008111A和JP 2011-185727A中描述的技术，需要在诊断目标设备的正常操作时的数据。然而，被安装在车辆中的设备的正常操作时的值可以由于诸如车辆行驶的道路的路面形状、道路的坡度或天气的外部环境而改变。因此，日本未审查专利申请公开No.2016-128985(JP 2016-128985 A)公开了一种技术，该技术通过车辆到车辆通信向周边车辆发送和从周边车辆接收指示被安装在车辆中的传感器的操作情况的数据，并诊断传感器是否正常运行。
发明内容
根据JP 2016-128985 A中描述的技术，由于可以通过车辆到车辆通信来考虑外部环境的影响而获取指标数据，因此不需要单独地获取与外部环境相关的信息，并且可以限制用于软件设计的精力或成本的增加。然而，即使在相同的外部环境下，取决于传感器的类型，传感器的检测值也可能由于外部环境以外的因素而不同，并且在这种情况下，难以正确地执行传感器的异常征兆的诊断。
本发明提供了一种诊断装置、诊断系统和诊断方法，其能够以高精度执行被安装在车辆中的设备的诊断。
本发明的第一方面涉及一种诊断装置。诊断装置包括检测值和适当值获取单元、适当值估计单元和诊断单元。检测值和适当值获取单元被配置为：获取被安装在第一车辆中的第一设备的检测值和第一设备的检测值的适当值。适当值估计单元被配置为：基于第一设备的检测值和第一设备的检测值的适当值，估计被安装在距第一车辆在预定范围内的至少一个第二车辆中的第二设备的检测值的适当值。诊断单元被配置为：将第二设备的检测值与第二设备的检测值的适当值进行比较，以执行第二设备的操作状态的诊断。
在根据上述第一方面的诊断装置中，适当值估计单元可以被配置为：将第一设备的检测值与第一设备的检测值的适当值进行比较，以计算第一设备的置信系数。适当值估计单元可以被配置为：基于第一设备的置信系数和第一设备的检测值，来估计第二设备的检测值的适当值。
在根据上述第一方面的诊断装置中，检测值和适当值获取单元可以被配置为：在检测到第一设备的检测值时以及在计算第一设备的检测值的适当值时获取位置信息。适当值估计单元可以被配置为：基于第一设备的检测值、第一设备的检测值的适当值、以及位置信息来估计第二设备的检测值的适当值。
在根据上述第一方面的诊断装置中，诊断单元可以被配置为：当第一车辆的数量等于或小于阈值时，执行诊断。
在根据上述第一方面的诊断装置中，诊断装置可以位于第一车辆和第二车辆的外部。
本发明的第二方面涉及诊断系统。诊断系统包括车辆和服务器。车辆安装有诊断装置。服务器被配置为执行与车辆的通信。诊断装置包括检测值和适当值获取单元、适当值估计单元和诊断单元。检测值和适当值获取单元被配置为：获取被安装在第一车辆中的第一设备的检测值和第一设备的检测值的适当值。适当值估计单元被配置为：基于第一设备的检测值和第一设备的检测值的适当值，估计被安装在距第一车辆在预定范围内的至少一个第二车辆中的第二设备的检测值的适当值。诊断单元被配置为：将第二设备的检测值与第二设备的检测值的适当值进行比较，以执行第二设备的操作状态的诊断。仅当车辆与服务器通信失败时，检测值和适当值获取单元通过车辆到车辆通信来获取第一设备的检测值和第一设备的检测值的适当值。
本发明的第三方面涉及一种诊断方法。该诊断方法包括获取被安装在第一车辆中的第一设备的检测值和第一设备的检测值的适当值，基于第一设备的检测值和第一设备的检测值的适当值，估计被安装在距第一车辆在预定范围内的至少一个第二车辆中的第二设备的检测值的适当值，并将第二设备的检测值与第二设备的检测值的适当值进行比较，以执行第二设备的操作状态的诊断。
根据本发明的各方面，可以高精度地执行安装在车辆中的设备的诊断。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相同的数字表示相同的元件，并且在附图中：
图1是示出包括根据本发明的第一实施例的诊断装置的车辆的概略配置的图；
图2是示出使用了根据本发明的第一实施例的诊断装置的诊断方法的步骤的示例的流程图；
图3是示出根据本发明的第一实施例的诊断装置的配置示例的图；
图4是示出根据本发明的第一实施例的诊断装置的诊断示例的图；
图5是示出根据本发明的第二实施例的诊断装置中的适当值的估计过程的示例的流程图；
图6是示出本发明的第二实施例的诊断装置的示意配置的图；
图7是示出根据本发明的第二实施例的诊断装置的诊断示例的图；
图8是示出包括根据本发明的第三实施例的诊断装置的系统的示意配置的图；
图9是示出本发明的第四实施例的诊断系统的示意配置的图；
图10是示出使用了本发明的第四实施例的诊断系统的诊断方法的过程的第一示例的流程图；以及
图11是示出使用根据本发明第四实施例的诊断系统的诊断方法的过程的第二示例的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。
第一实施例
图1是示出包括根据第一实施例的诊断装置的车辆的示意性配置的图。每个车辆1包括诊断装置10、电子控制单元(ECU)20、设备30、车辆到车辆通信单元40、和显示单元50。为了便于描述，仅具有相同配置的三个车辆1-1、1-2、1-3图示于图1中，在第一实施例中，车辆1-1将被描述为主车辆(第二车辆的示例)，并且车辆1-2和车辆1-3将被描述为在距车辆1-1在预定范围内的周边车辆(第一车辆的示例)。这里，预定范围例如是可以进行车辆到车辆通信的范围。
由于传感器随时间恶化，传感器的检测值可能逐渐偏离正常值，然后，基于传感器的检测值的致动器的控制值偏离正常值。因此，在本发明的实施例中，监测传感器的检测值或致动器的控制值，并执行传感器的诊断。
设备30是传感器或致动器，并且设备30的检测值表示传感器的检测值(传感器值)或致动器的控制值。在下文中，在本说明书的实施例中，设备30将被描述为传感器30。在车辆1中，安装了各种传感器30，诸如外部空气温度传感器、进气温度传感器、冷却剂温度传感器、车速传感器、O2传感器、转向传感器、气压传感器、超声波传感器、陀螺仪传感器、和障碍物传感器。传感器30的检测值被输出到ECU20，ECU 20使用检测值执行处理。
多个ECU 20被安装在车辆1中并且执行车辆1的各种操作的电子控制。例如，发动机ECU 20基于诸如进气温度传感器、冷却剂温度传感器、车速传感器或O2传感器的传感器30的信息来驱动致动器，并控制发动机的燃料喷射量或喷射时间。
车辆到车辆通信单元40使用预先分配的频率带宽中的电波来执行车辆1之间的直接通信(车辆到车辆通信)，从周边车辆1-2、1-3接收被安装在周边车辆1-2、1-3中的传感器30(第一设备)的检测信息，并解调检测信息。车辆到车辆通信单元40调制被安装在主车辆1-1中的传感器30(第二设备)的检测信息，并将所调制的检测信息发送到周边车辆1-2、1-3。车辆到车辆通信单元40可以在电波到达的范围内与周边车辆进行通信，并且可以通过调节电波强度来适当地调节电波到达的范围。车辆到车辆通信单元40将接收到的检测信息输出到诊断装置10。虽然车辆到车辆通信单元40发送和接收检测信息所使用的频率是可选的，但是为了限制与同一车辆的任何数量次数的通信，当与同一车辆进行一次通信时，可以直到经过预定时段过去才进行通信。
诊断装置10基于由车辆到车辆通信单元40通过车辆到车辆通信接收的检测信息，确定被安装在主车辆1-1中的传感器30中是否发生诸如故障的异常。
显示单元50例如是面板显示器或平视显示器等，并显示诊断装置10的诊断结果等。
参考图2描述概况，然后，参照图3和图4，更详细地说明诊断装置10的处理内容。图2是示出使用诊断装置10的诊断方法的过程的示例的流程图。
诊断装置10从通过车辆到车辆通信获得的检测信息获取被安装在周边车辆1-2、1-3中的传感器30的检测值(步骤S11)。接下来，诊断装置10根据周围车辆1-2、1-3的检测值估计检测值的适当值(下文中，简称为“适当值”)(步骤S12)。下面将描述估计的具体示例。然后，诊断装置10将主车辆1-1的检测值与估计的适当值进行比较(步骤S13)，当两个值偏离时(步骤S13-是)，确定在被安装在主车辆1-1中的传感器30中发生异常(步骤S14)，并且当两个值没有偏离时(步骤S13-否)，确定在被安装在主车辆1-1中的传感器30中没有发生异常(步骤S15)。
图3是示出诊断装置10的配置示例的图。图3所示的诊断装置10包括检测值获取单元110、适当值估计单元120、诊断单元130和存储单元140。
检测值获取单元110执行上述步骤S11的处理。也就是说，检测值获取单元110指示车辆到车辆通信单元40通过车辆到车辆通信接收周边车辆1-2、1-3的检测信息。然后，检测值获取单元110从由车辆到车辆通信单元40接收的检测信息获取被安装在周边车辆1-2、1-3中的传感器30的检测值，并将所获取的检测值输出到存储单元140。
适当值估计单元120执行上述步骤S12的处理。也就是说，适当值估计单元120基于存储在存储单元140中的检测值来估计适当值，并将所估计的适当值输出到诊断单元130。例如，适当值估计单元120将从周边车辆1-2获取的检测值x1和从周边车辆1-3获取的检测值x2的平均值设置为被安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值x^。
可选地，适当值估计单元120可以根据主车辆1-1与周边车辆1-2、1-3之间的形式或环境等的差异来执行加权，并且可以通过表达式(1)中所示的加权平均值估计适当值x^。这里，w1是检测值x1的加权，并且w2是检测值x2的加权。当执行加权时，假设确定加权所需的信息(例如，车辆类型信息)包括在检测信息中，并且存储单元140预先存储根据车辆类型的加权。
尽管传感器30是传感器，诸如外部空气温度传感器，其几乎不受外部环境以外的因素的影响，但是也已知下述传感器，诸如检测轮胎的气压的传感器或检测发动机的转速的传感器，即使外部环境相同，其也对于每种车型具有不同的检测值。当传感器的检测值对于每种车型不同时，期望根据车型执行加权以校正检测值。为此，适当值估计单元120根据与检测值相关的传感器30的类型(根据传感器30是否受到除外部环境之外的因素的影响)将检测值x1、x2代入不使用加权的第一算术表达式或使用在表达式(1)中示出的加权的第二算术表达式，从而估计安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值x^。
当进行车辆到车辆通信的范围变宽时，可以包括在不同的外部环境(驾驶条件)中的车辆，诸如在平坦的道路上行驶的车辆、在上坡上行驶的车辆、和在下坡上行驶的车辆。可以认为，当车辆之间的距离较近时，车辆之间的行驶环境相似的可能性较高，并且当车辆之间的距离较远时，车辆之间的行驶环境不同的可能性较高。因此，适当值估计单元120可以根据主车辆1-1与周边车辆1-2、1-3之间的距离来执行加权，并且可以估计适当值x^。例如，可以基于要由全球定位系统(GPS)获得并且包括在检测信息中的位置信息来获得车辆之间的距离，或者可以基于车辆到车辆通信中的电波强度来获得车辆之间的距离。
认为当从基于机动车辆检查和登记系统的修理或检查(车辆检查)结束到当前的经过时间较短时检测值具有高置信系数，并且当从修理或检查结束到现在的经过时间较长时检测值具有低置信系数。因此，适当值估计单元120可以根据从周边车辆1-2、1-3的修理或检查结束到当前的经过时间来执行加权，并且可以估计适当值x^。可以基于例如要包括在检测信息中的修理或检查的历史信息来获得从修理或检查起的经过时间。
认为当车辆在雷达巡航控制等的控制下在预先设定的速度内维持适当的车辆间距离的同时跟踪另一车辆行驶时，行驶环境在跟踪行驶期间在车辆之间相似的可能性很高。因此，适当值估计单元120可以将从执行与主车辆1-1的跟踪行驶的周边车辆获取的检测值的加权设置为大于从不执行与主车辆1-1的跟踪行驶的周边车辆获取的检测值的加权，并且可以估计适当值x^。
诊断单元130执行上述步骤S13至S15的处理。也就是说，诊断单元130针对每个传感器30将主车辆1-1的检测值与从适当值估计单元120输入的适当值x^进行比较，当两个值之间的差超过预先设定的阈值时(当主车辆1-1的检测值偏离适当值x^时)，确定传感器30中发生异常，并且当两个值之间的差值等于或小于阈值时(在主车辆1-1的检测值不偏离适当值x^时)的情况下，确定传感器30中没有发生异常。诊断单元130将诊断结果输出到显示单元50、扬声器、或外部服务器等。当诊断单元130确定在主车辆1-1的传感器30中发生异常时，诊断单元130可以不将传感器30的检测信息发送到周边车辆1-2、1-3。
图4是示出诊断装置10中的检测值的诊断的具体示例的图。这里，假设要诊断外部空气温度传感器30的检测值，主车辆1-1外部空气温度传感器30的检测值为“15℃”，周边车辆1-2的外部空气温度传感器30的检测值为“22℃”，并且周边车辆1-3的外部空气温度传感器30的检测值为“26℃”。
主车辆1-1的检测值获取单元110通过与周边车辆1-2的车辆到车辆通信获取周边车辆1-2的外部空气温度传感器30的检测值“22℃”，并且通过与周边车辆1-3的车辆到车辆通信获取周边车辆1-3的外部空气温度传感器30的检测值“26℃”。
由于外部空气温度传感器30是几乎不受车辆之间的差异影响的传感器，并且主车辆1-1的适当值估计单元120将外部空气温度传感器30的适当值确定为作为“22℃”和“26℃”的平均值的“24℃”。主车辆1-1的诊断单元130将外部空气温度传感器30的适当值“24℃”与主车辆1-1的外部空气温度传感器30的检测值“15℃”进行比较。由于两个值的差值是“9℃”，例如，当阈值是“5℃”时，诊断单元130确定外部空气温度传感器30中发生异常。
这样，利用根据第一实施例的诊断装置10及其诊断方法，获取周边车辆1-2、1-3的检测值，并且使用所获取的检测值估计被安装在距周边车辆1-2、1-3在预定范围内的主车辆1-1内的传感器30的检测值的适当值。换句话说，获取在相对于主车辆1-1在预定范围内的周边车辆1-2、1-3的检测值，以及使用所获取的检测值估计被安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值的适当值。然后，将主车辆1-1的检测值和适当值相互比较，并且诊断被安装在主车辆1-1中的传感器30的操作状态。在估计被安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值的适当值时，根据传感器30的类型执行不使用加权的第一算术运算或使用加权的第二算术运算。因此，根据本发明的第一实施例，即使传感器30是几乎不受外部环境之外的因素影响的传感器，也可以正确地估计适当值，并且可以以高精度执行被安装在主车辆1-1中的传感器30的诊断。
例如，根据周边车辆1-2、1-3的车辆类型、从周边车辆1-2、1-3的维修或检查结束起直到当前经过的时间或主车辆1-1和周边车辆1-2、1-3之间的距离对周边车辆1-2、1-3的检测值进行加权，并且估计安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值，由此可以高精度进行诊断。
通过第一算术运算计算检测值的平均值，并且通过第二算术运算计算检测值的加权平均值，由此可以通过具有较小计算负荷的简单的算术运算以高精度估计适当值。
第二实施例
接下来，将描述根据第二实施例的诊断装置11。在第一实施方式的诊断装置10中，在能够通过车辆到车辆通信从多个周边车辆获取检测值的情况下，能够以高精度进行诊断。但是，当周边车辆的数量较少时，诊断的准确性可能会降低。这里，考虑使用自组织网络或通过周边车辆的车辆到车辆通信的传递函数来接收周边车辆的通信范围内的车辆和主车辆的通信范围之外的车辆的检测信息。然而，在上述方法中，由于通信量增加，因此用于通信的带宽变得紧张。
因此，第二实施例是即使周边车辆的数量较少，也在不增加通信量的情况下以高精度执行诊断。即使在第二实施例中，也与第一实施例中一样，车辆1-1将被描述为主车辆，并且车辆1-2和车辆1-3将被描述为周边车辆。
车辆到车辆通信单元40通过车辆到车辆通信发送和接收检测信息。尽管检测信息在第一实施例中是包括传感器30的检测值的信息，但是在第二实施例中，假设检测信息是包括传感器30的检测值和适当值的信息。
诊断装置11基于由车辆到车辆通信单元40通过车辆到车辆通信接收的检测信息，确定被安装在主车辆1-1中的传感器30中是否发生异常。
将参考图5描述概述，并且然后，参照图6和7更详细地描述诊断装置11的处理内容。图5是示出使用诊断装置11的诊断方法的过程的示例的流程图。
诊断装置11从通过车辆到车辆通信获得的检测信息获取被安装在周边车辆1-2、1-3中的传感器30的检测值(步骤S11)。接下来，诊断装置11确定周边车辆1-2、1-3的数量是否等于或小于阈值(步骤S121)。当周边车辆1-2、1-3的数量超过阈值时(步骤S121-否)，通过与第一实施例中相同的处理从周边车辆1-2、1-3的检测值估计适当值(步骤S125)。
当周边车辆1-2、1-3的数量等于或小于阈值时(步骤S121-是)，诊断装置11获取周边车辆1-2、1-3的适当值(步骤S122)。然后，诊断装置11根据周边车辆1-2、1-3的检测值和适当值来计算被安装在周边车辆1-2、1-3中的传感器30的置信系数s(下文中，称为“传感器置信系数s”)(步骤S123)。然后，诊断装置11根据周边车辆1-2、1-3的检测值和传感器置信系数s来估计被安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值(步骤S124)。
然后，诊断装置11将主车辆1-1的检测值与所估计的适当值进行比较(步骤S13)，当两个值偏离时(步骤S13-是)，确定安装在主车辆1-1中的传感器30中发生异常(步骤S14)，并且当两个值没有偏离时(步骤S13-否)，确定在安装在主车辆1-1中的传感器30中没有发生异常(步骤S15)。
诊断装置11可以不执行步骤S123的处理，并且可以在步骤S124根据周边车辆1-2、1-3的检测值和适当值来估计被安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值。
诊断装置11可以不执行步骤S121和S125的处理，当获取周边车辆1-2、1-3的检测值时(步骤S11)，可以不断地获取周边车辆1-2、1-3的适当值(步骤S122)，可以根据周边车辆1-2、1-3的检测值和适当值计算周边车辆1-2、1-3的传感器置信系数(步骤S123)，并且可以根据周边车辆1-2、1-3的检测值和传感器置信系数s来估计主车辆1-1的适当值(步骤S124)。
图6是示出诊断装置11的示意配置的图。图6所示的诊断装置11包括检测值和适当值获取单元150、适当值估计单元121、诊断单元130、和存储单元140。
检测值和适当值获取单元150执行上述步骤S11、S121和S122的处理。也就是说，检测值和适当值获取单元150接收由车辆到车辆通信单元40通过车辆到车辆通信接收的检测信息作为输入，从检测信息获取周边车辆1-2的检测值，并且当周边车辆1-2、1-3的数量等于或小于阈值时，还获取周边车辆1-2、1-3的适当值。然后，将获取的检测值和适当值输出到存储单元140。
适当值估计单元121执行上述步骤S123至S125的处理。在第二实施例中，由于周边车辆1-2、1-3的数量是两个，例如，当步骤S121中的阈值是五时，适当值估计单元121通过步骤S123和S124的处理估计适当值。
在步骤S123中，适当值估计单元121比较存储在存储单元140中的周边车辆1-2、1-3的检测值和适当值，从而计算周边车辆1-2、1-3的传感器置信系数s。也就是说，适当值估计单元121基于从周边车辆1-2获取的检测值x1和适当值y1的比较来计算周边车辆1-2的传感器置信系数s1，并基于从周边车辆1-3获取的检测值x2和适当值y2的比较来计算周边车辆1-3的传感器置信系数s2。当周边车辆1-2、1-3的检测值与适当值之间的差值的指标值较小时，传感器置信系数被设置得较高。这里，差的指标值(index value)是检测值和适当值之间的差的绝对值、或检测值和适当值之间的差的绝对值与检测值的比率等。然后，适当值估计单元121获得根据传感器置信系数s1的加权(与传感器置信系数s1具有正关系的加权)ws1和根据传感器置信系数s2的加权ws2，并通过表达式(2)中所示的加权平均值来估计主车辆1-1的适当值x^。
如在第一实施例中那样，适当值估计单元121可以分别执行对检测值x1和检测值x2的加权w1、w2的加权，并且可以通过表达式(3)中所示的加权平均来估计适当值x^。
检测值和适当值获取单元150可以在检测到被安装在周边车辆1-2、1-3中的传感器30的检测值时以及在计算适当值时从周边车辆1-2、1-3获取位置信息，并且适当值估计单元121可以基于安装在周边车辆1-2、1-3中的传感器30的检测值和适当值以及位置信息来估计适当值x^。例如，当周边车辆1-2、1-3在行进方向上与主车辆1-1不同时，检测值的加权减小或不用于算术运算，从而可以改善适当值x^的准确度。
当周边车辆1-2、1-3的数量超过阈值时，适当值估计单元121通过与第一实施例的诊断装置10的适当值估计单元120中的处理相同的处理来估计适当值。
诊断单元130执行上述步骤S13至S15的处理。也就是说，诊断单元130针对每个传感器30比较主车辆1-1的检测值和从适当值估计单元121输入的适当值x^，当两个值之间的差超过预先设定的阈值时(当主车辆1-1的检测值偏离适当值x^时)，确定传感器30中发生异常，并且当两个值之间的差值等于或小于阈值时(当主车辆1-1的检测值未偏离适当值x^时)，确定传感器30中没有发生异常。诊断单元130将诊断结果输出到车辆内的显示单元50或扬声器、或外部服务器等。
图7是示出诊断装置11中的检测值的诊断的具体示例的图。这里，假设要诊断外部空气温度传感器30的检测值，主车辆1-1的外部空气温度传感器30的检测值为“15℃”，周边车辆1-2的外部空气温度传感器30的检测值为“22℃”，周边车辆1-2的适当值为“20℃”，周边车辆1-3的外部空气温度传感器30的检测值是“26℃”，并且周边车辆1-3的适当值是“21℃”。假设周边车辆的数量“2”等于或小于阈值。
主车辆1-1的检测值和适当值获取单元150通过与周边车辆1-2的车辆到车辆通信获取外部空气温度传感器30的检测值“22℃”和周边车辆1-2的适当值“20℃”，并且通过与周边车辆1-3的车辆到车辆通信获取外部空气温度传感器30的检测值“26℃”和周边车辆1-3的适当值“21℃”。
基于在周边车辆1-2、1-3的检测值与适当值之间的差的指标值，适当值估计单元121在指标值较小时计算的传感器置信系数较高。例如，传感器置信系数被设置为通过将检测值除以检测值和适当值之间的差值的绝对值而获得的值。在这种情况下，周边车辆1-2的传感器置信系数s1变为22/|22-20|＝11，周边车辆1-3的传感器置信系数s2变为26/|26-21|＝5.2。
接下来，适当值估计单元121根据传感器置信系数s1、s2确定加权。例如，传感器置信系数s1、s2被归一化，根据传感器置信系数s1的加权ws1被设置为0.68，并且根据传感器置信系数s2的加权ws2被设置为0.32。当检测值和适当值之间的差值超过阈值时，检测值的置信系数较低。因此，为了在适当值估计的算术运算中抑制检测值的使用，可以将传感器置信系数的加权设置为零。
由于外部空气温度传感器30是几乎不受车辆之间的差异影响的传感器，因此主车辆1-1的适当值估计单元121确定外部空气温度传感器30的适当值为22×0.68+26×0.32＝23.28[℃]，如表达式(2)所示。主车辆1-1的诊断单元130将外部空气温度传感器30的适当值“23.28℃”与主车辆1-1的外部空气温度传感器30的检测值“15℃”进行比较。由于两个值之间的差值是“8.28℃”，例如，当阈值是“5℃”时，诊断单元130确定外部空气温度传感器30中发生异常。
这样，利用根据第二实施例的诊断装置11及其诊断方法，获取周边车辆1-2、1-3的检测值，并且基于被安装在周边车辆1-2、1-3中的传感器30的检测值和适当值来估计被安装在距周边车辆1-2、1-3在预定范围内的主车辆1-1中的传感器30的适当值。因此，根据本发明的第二实施例，即使周边车辆1-2、1-3的数量较小，也可以在不增加通信量的情况下高精度地执行被安装在主车辆1-1中的传感器30的诊断。
根据被安装在周边车辆1-2、1-3中的传感器30的检测值和适当值来计算传感器30的置信系数，由此可以在考虑到其中很可能发生任何异常的传感器30的检测值的影响的情况下执行诊断，并且抑制诊断精度的降低。
考虑到在检测被安装在周边车辆1-2、1-3中的传感器30时并且在计算适当值时的位置信息，估计被安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值，从而可以在排除与主车辆1-1的行进方向不同并且不适合用于诊断的周边车辆的检测信息的同时执行诊断。
第三实施例
接下来，将描述根据第三实施例的诊断装置。在第一实施例和第二实施例中，虽然已经描述了诊断装置10或诊断装置11(下文中，称为“诊断装置10(11)”)被安装在每个车辆1中的示例，但是根据第三实施例的诊断装置10(11)在车辆1的外部。即，在第三实施例中，主车辆1-1和周边车辆1-2、1-3在诊断装置10(11)的外部。
图8是示出包括根据第三实施例的诊断装置的系统的示意性配置的图。每个车辆1包括ECU 20、设备(在第三实施例中，传感器)30、显示单元50、和广域通信单元60。服务器2包括广域通信单元21和诊断装置10(11)。服务器2可以是云服务器或可以是数据中心。
广域通信单元60使用在预先分配的频率带宽中的电波来调制关于被安装在车辆1中的传感器30的检测信息，并且通过广域通信网络将所调制的检测信息发送到服务器2。
广域通信单元21使用预先通过广域通信网络分配的频率带宽中的电波从每个车辆1接收关于被安装在每个车辆1中的传感器30的检测信息，解调检测信息，以及将所解调的检测信息输出到诊断装置10(11)。
根据第三实施例的诊断方法与参照图2或5描述的第一实施例或第二实施例的诊断方法相同。注意，在第三实施例中，主车辆1-1表示诊断目标车辆，并且周边车辆1-2、1-3表示在距诊断目标车辆在预定范围内的车辆。
当诊断装置10执行被安装在车辆1-1中的传感器30的诊断时，检测值获取单元110根据由广域通信单元21接收的检测信息获取诊断目标车辆1-1和周边车辆1-2的检测值，适当值估计单元120基于周边车辆1-2、1-3的检测值估计适当值，并且诊断单元130比较诊断目标车辆1-1的检测值和适当值以诊断传感器30的操作状态。诊断结果可以存储在服务器2内部，或者可以输出到广域通信单元21并从广域通信单元21被发送到诊断目标车辆1-1。
当诊断装置11执行被安装在车辆1-1中的传感器30的诊断时，检测值和适当值获取单元150根据由广域通信单元21接收的检测信息获取诊断目标车辆1-1和周边车辆1-2、1-3的检测值，适当值估计单元121基于周边车辆1-2、1-3的检测值估计适当值，并且诊断单元130比较诊断目标车辆1-1的检测值和适当值以诊断传感器30的操作状态。诊断结果可以存储在服务器2内部，或者可以输出到广域通信单元21并从广域通信单元21被发送到诊断目标车辆1-1。
这样，根据第三实施例的诊断装置10(11)被布置在车辆外部的服务器2中。因此，根据本发明的第三实施例，可以减少车辆1中的通信量和计算负荷。还可以成批地管理服务器2内的车辆1的大量数据。
第四实施例
接下来，将描述根据第四实施例的诊断系统。在根据第四实施例的诊断系统中，为了允许每个车辆1和服务器2两者都执行传感器30的诊断，诊断装置10(11)布置在每个车辆1和服务器2中。
图9是示出根据第四实施例的诊断系统的示意配置的图。每个车辆1包括诊断装置10(11)、ECU 20、设备(在第四实施例中，传感器)30、车辆到车辆通信单元40、显示单元50、和广域通信单元60。服务器2包括广域通信单元21和诊断装置10(11)。
将参考图10描述被安装在车辆1中的诊断装置10的处理内容。
图10是示出使用根据第四实施例的诊断系统的诊断方法的过程的第一示例的流程图。
当广域通信单元60成功与服务器2通信时(步骤S31-是)，车辆1侧的诊断装置10从服务器2获取设置在服务器2中的诊断装置10的诊断结果(步骤S32)。
当广域通信单元60由于诸如电波干扰或服务器2的故障的原因而与服务器2通信失败时(步骤S31-否)，执行与周边车辆1-2、1-3的车辆到车辆通信，并且根据通过车辆到车辆通信获取的检测信息来获取周边车辆1-2、1-3的检测值(步骤S11)。
获取检测值之后的过程与第一实施例中的相同，并且诊断装置10估计适当值(步骤S12)，将主车辆1-1的检测值与所估计的适当值进行比较(步骤S13)，当两个值偏离时(步骤S13-是)，确定被安装在主车辆1-1中的传感器30中发生异常(步骤S14)，并且当两个值没有偏离时(步骤S13-否)，确定被安装在主车辆1-1中的传感器30中没有发生异常(步骤S15)。
车辆1侧的诊断装置10的检测值获取单元110执行上述步骤S31、S32和S11的处理。也就是说，检测值获取单元110指示广域通信单元60通过与服务器2的通信来接收诊断结果。当广域通信单元60通信成功时，检测值获取单元110获取诊断结果。当广域通信单元60通信失败时，检测值获取单元110指示车辆到车辆通信单元40通过车辆到车辆通信接收周边车辆1-2、1-3的检测信息。然后，检测值获取单元110根据由车辆到车辆通信单元40接收的检测信息获取周边车辆1-2、1-3的检测值，并将所获取的检测值输出到存储单元140。
车辆1上的诊断装置10的适当值估计单元120与第一实施例中一样执行上述步骤S12的处理。也就是说，适当值估计单元120基于存储在存储单元140中的检测值来估计适当值，并将所估计的适当值输出到诊断单元130。
车辆1上的诊断装置10的诊断单元130与第一实施例中一样执行上述步骤S13至S15的处理。也就是说，诊断单元130针对每个传感器30将主车辆1-1的检测值与从适当值估计单元120输入的适当值进行比较，当两个值之间的差超过预先设定的阈值时，确定传感器30中发生异常，并且当两个值之间的差等于或小于阈值时，确定传感器30中没有发生异常。诊断单元130可以将诊断结果输出到车辆内部的显示单元50或扬声器等，或者可以将诊断结果输出到服务器2。
接下来，将参照图11描述被安装在车辆1中的诊断装置11的处理内容。图11是示出使用根据第四实施例的诊断系统的诊断方法的过程的第二示例的流程图。步骤S121至S125以外的处理与图10所示的处理相同。
车辆1上的诊断装置11的检测值和适当值获取单元150执行步骤S31、S32和S11的处理。也就是说，检测值和适当值获取单元150指示广域通信单元60通过与服务器2的通信来接收诊断结果。当广域通信单元60通信成功时(步骤S31-是)，检测值和适当值获取单元150获取设置在服务器2中的诊断装置11的诊断结果(步骤S32)。当广域通信单元60通信失败时(步骤S31-否)，检测值和适当值获取单元150指示车辆到车辆通信单元40通过车辆到车辆通信接收周边车辆1-2、1-3的检测信息。然后，检测值和适当值获取单元150根据由车辆到车辆通信单元40接收的检测信息来获取周边车辆1-2、1-3的检测值(步骤S11)，并向存储单元140输出所获取的检测值。
车辆1上的诊断装置11的适当值估计单元121与第二实施例中一样执行步骤S121至S125的处理。即，当周边车辆1-2、1-3的数量等于或小于阈值时(步骤S121-是)，适当值估计单元121基于存储在存储单元140中的周边车辆1-2、1-3的检测值和适当值来计算周边车辆1-2、1-3的传感器置信系数(步骤S123)，根据传感器置信系数获得加权，并通过加权平均值来估计适当值(步骤S124)。当周边车辆1-2、1-3的数量超过阈值时(步骤S121-否)，根据周边车辆1-2、1-3的检测值来估计适当值(步骤S125)。
车辆1上的诊断装置11的诊断单元130与第二实施例中一样执行步骤S13至S15的处理。也就是说，诊断单元130针对每个传感器30将主车辆1-1的检测值与从适当值估计单元120输入的适当值进行比较，当两个值之间的差超过预先设定的阈值时，确定传感器30中发生异常，并且当两个值的差等于或小于阈值时，确定传感器30中没有发生异常。诊断单元130可以将诊断结果输出到车辆内部的显示单元50或扬声器等，或者可以将诊断结果输出到服务器2。
这样，在根据第四实施例的诊断系统中，车辆1上的诊断装置10(11)仅在车辆1与服务器2通信失败时通过车辆到车辆通信获取周边车辆1-2、1-3的检测值。因此，根据本发明的第四实施例，可以减少车辆1中的通信量和计算负荷，并且可以成批地管理服务器2内的车辆1的大量数据。即使当车辆1与服务器2通信失败时，也可以通过经由车辆到车辆通信获取周边车辆1-2、1-3的检测值来执行被安装在主车辆1-1中的传感器30的诊断。
计算机可以用作上述诊断装置10(11)。可以通过在计算机的存储单元中存储其中描述用于实现诊断装置10(11)的功能的处理内容的程序，并且在计算机的中央处理单元(CPU)上读取和执行程序来实现这样的计算机。
程序可以记录在计算机可读介质中。当使用计算机可读介质时，程序可以安装在计算机上。这里，其中记录有程序的计算机可读介质可以是非暂时性记录介质。非暂时性记录介质不被特别限制，并且可以是例如记录介质，诸如光盘只读存储器(CD-ROM)或数字通用光盘只读存储器(DVD-ROM)。
尽管已经将上述实施例描述为代表性示例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在本发明的精神和范围内进行各种改变和替换。因此，应当注意，本发明不限于上述实施例，并且可以在不脱离权利要求的范围的情况下以各种方式进行修改或改变。例如，可以将实施例的配置图中描述的多个配置块或步骤组合成一个，或者可以划分一个配置块或步骤。

Claims (7)

1.一种诊断装置，其特征在于包括：
检测值和适当值获取单元，其被配置为：获取被安装在第一车辆中的第一设备的检测值和所述第一设备的所述检测值的适当值；
适当值估计单元，其被配置为：基于所述第一设备的所述检测值和所述第一设备的所述检测值的所述适当值，估计被安装在距所述第一车辆在预定范围内的至少一个第二车辆中的第二设备的检测值的适当值；以及
诊断单元，其被配置为：将所述第二设备的所述检测值与所述第二设备的所述检测值的所述适当值进行比较，以执行所述第二设备的操作状态的诊断。
2.根据权利要求1所述的诊断装置，其特征在于：
所述适当值估计单元被配置为：将所述第一设备的所述检测值与所述第一设备的所述检测值的所述适当值进行比较，以计算出所述第一设备的置信系数；以及
所述适当值估计单元被配置为：基于所述第一设备的所述置信系数和所述第一设备的所述检测值，来估计所述第二设备的所述检测值的所述适当值。
3.根据权利要求1或2所述的诊断装置，其特征在于：
所述检测值和适当值获取单元被配置为：获取在检测所述第一设备的所述检测值时以及在计算所述第一设备的所述检测值的所述适当值时的位置信息；以及
所述适当值估计单元被配置为：基于所述第一设备的所述检测值、所述第一设备的所述检测值的所述适当值、以及所述位置信息，来估计所述第二设备的所述检测值的所述适当值。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的诊断装置，其特征在于，
所述诊断单元被配置为：当所述第一车辆的数量等于或小于阈值时，执行所述诊断。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的诊断装置，其特征在于，所述诊断装置位于所述第一车辆和所述第二车辆的外部。
6.一种诊断系统，其特征在于包括：
被安装有诊断装置的车辆，所述诊断装置包括：
检测值和适当值获取单元，其被配置为获取被安装在第一车辆中的第一设备的检测值和所述第一设备的所述检测值的适当值；
适当值估计单元，其被配置为：基于所述第一设备的所述检测值和所述第一设备的所述检测值的所述适当值，估计被安装在距所述第一车辆在预定范围内的至少一个第二车辆中的第二设备的检测值的适当值；以及
诊断单元，其被配置为：将所述第二设备的所述检测值与所述第二设备的所述检测值的所述适当值进行比较，以执行所述第二设备的操作状态的诊断；以及
服务器，其被配置为与所述车辆进行通信，
其中，所述检测值和适当值获取单元仅当所述车辆与所述服务器通信失败时，通过车辆到车辆通信来获取所述第一设备的所述检测值和所述第一设备的所述检测值的所述适当值。
7.一种诊断方法，其特征在于包括：
获取被安装在第一车辆中的第一设备的检测值和所述第一设备的所述检测值的适当值；
基于所述第一设备的所述检测值和所述第一设备的所述检测值的所述适当值，估计被安装在距所述第一车辆在预定范围内的至少一个第二车辆中的第二设备的检测值的适当值；以及
将所述第二设备的所述检测值与所述第二设备的所述检测值的所述适当值进行比较，以诊断所述第二设备的操作状态。
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