JP2006184051A - 車載式故障診断システムの検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 故障部品との交換を必要とせず、また、何度でも故障状態を再現して、ＯＢＤシステムの診断機能を確認できる診断機能確認装置を提供する。
【解決手段】 車両各部５０を作動させるアクチュエータ１２と、車両各部５０の状態を検出するセンサ１４と、アクチュエータ１２を用いて車両各部５０を制御すると共にセンサ１４の検出結果に基づいて故障の有無を判断するＥＣＵ１８と、を含むＯＢＤシステム１０を検査する検査装置２０であって、ＥＣＵ１８に入出力される信号を加工し、加工した信号によりＥＣＵ１８が異常と判断したかを確認し、ＥＣＵ１８が異常と判断しなかった場合、加工条件を変更するＣＰＵ３２を有するＯＢＤシステム１０の検査装置２０。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車載式故障診断システムの検査装置および検査方法に関する。

近年、自動車には、車載式故障診断（ＯＢＤシステム：Ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）システムが取り付けられている（たとえば、特許文献１参照）。

ＯＢＤシステムとは、車両各部の異常を検出し、異常発生時に警告灯などを点灯して運転者に知らせ、故障内容を記憶保持する装置である。ＯＢＤシステムは、各部をセンサにより監視し、センサからの情報に基づいて制御装置（ＥＣＵ）により故障を判断する。

ＯＢＤシステムは車両の不具合を検出し、それを運転者に知らせる装置であることから、確実に動作することが求められる。したがって、量産車両を用いて実際に故障状態を再現し、ＯＢＤシステムが正常に機能していることを確認することが求められる。

このため、従来では、検査対象となる部品を故意に故障したものと交換して、故障状態を再現している。
特開２００３−２２３３０号公報

しかし、上記のように正常部品を故障部品に取り替えて故障状態を再現する場合、次のような問題がある。

車種ごとに診断基準が異なる。したがって、車種ごとに異なる特性の部品が必要になる。それにも関わらず、機能確認を行う車種はランダムに指定される。したがって、指定車種に合わせて、故障部品を手配しなくてはならず、部品単価が非常に高くなってしまう。

また、異常部品への交換には、多大な工数が必要となってしまう。部品を交換するために作業環境が整った設備が必要となってしまう。

さらに、手配した故障部品に交換しても、車両ばらつきにより故障状態を再現できない場合がある。そのため、特性が微妙に異なる故障部品を数多く用意しなくてはならない。コストの増大を伴ってしまう。

加えて、ＯＢＤシステムの診断テストには、一度異常を検出した後、その状態がエンジン再始動時にも再検出される場合に、初めて、警告灯を点灯するものがある。エンジンを一度停止すると、車両条件が変化するので、２度目の検出が困難になることがある。たとえば、低温時のエンジンに対する診断テストでは、一度目の検査の際に暖まってしまったエンジンが冷えるまで待たなくてはならない。これでは、作業効率が悪い。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、故障部品との交換を必要とせず、また、何度でも故障状態を再現して、ＯＢＤシステムの診断機能を確認できる診断機能確認装置および診断機能確認方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の車載式故障診断システムの検査装置は、車両各部を作動させる作動部と、車両各部の状態を検出する検出部と、前記作動部を用いて車両各部を制御すると共に前記検出部の検出結果に基づいて故障の有無を判断する車両制御部と、を含む車載式故障診断システムを検査する検査装置であって、前記車両制御部に入出力される信号を加工する加工手段と、前記加工手段による信号の加工により前記車両制御部が異常と判断したかを確認する確認手段と、前記車両制御部が異常と判断しなかった場合、前記加工手段による加工条件を変更する加工条件変更手段と、を有する。

（２）本発明の車載式故障診断システムの検査方法は、車両各部を作動させる作動部と、車両各部の状態を検出する検出部と、前記作動部を用いて車両各部を制御すると共に前記検出部の検出結果に基づいて故障の有無を判断する車両制御部と、を含む車載式故障診断システムを検査する検査方法であって、前記車両制御部に入出力される信号を加工する加工工程と、信号の加工により前記車両制御部が異常と判断したかを確認する確認工程と、前記車両制御部が異常と判断しなかった場合、前記加工工程における加工条件を変更する加工条件変更工程と、を有する。

（１）本発明の車載式故障診断システムの検査装置によれば、加工手段により信号を加工するので、車両各部を実際に故障部品と交換しなくても、故障時の信号を車両制御部に送信でき、故障状態を再現できる。これにより、車載式故障診断システムが正常に機能しているかどうかを容易に検査できる。

また、車両制御部が異常と判断するまで、加工手段による加工条件を変更していくので、車両や部品のばらつきによる診断基準の誤差の影響を受けることなく、車両制御部が故障と判断する故障状態を再現できる。さらに、周辺温度などの外的要因による診断基準の誤差にも影響されずに、故障状態を再現できる。

加えて、車両制御部が異常と判断するまで、加工手段による加工条件を変更していくので、実際ではすぐに再度の故障状態を再現できないような診断でも、即座に故障状態を再現できる。

（２）本発明の車載式故障診断システムの検査方法によれば、車両制御部に入出力される信号を加工するので、車両各部を実際に故障部品と交換しなくても、故障時の信号を車両制御部に送信でき、故障状態を再現できる。これにより、車載式故障診断システムが正常に機能しているかどうかを容易に検査できる。

また、車両制御部が異常と判断するまで、加工条件を変更していくので、車両や部品のばらつきによる診断基準の誤差の影響を受けることなく、車両制御部が故障と判断する故障状態を再現できる。さらに、周辺温度などの外的要因による診断基準の誤差にも影響されずに、故障状態を再現できる
加えて、車両制御部が異常と判断するまで、加工条件を変更していくので、実際ではすぐに再度の故障状態を再現できないような診断でも、即座に故障状態を再現できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

本実施形態に係る車載式故障診断システムの検査装置は、車両に搭載された車載式故障診断システム（以下、ＯＢＤシステムと称する）が正常に機能しているかどうかを検査するために用いる装置である。

図１はＯＢＤシステムおよび検査装置の該略図である。

まず、検査対象となるＯＢＤシステム１０について説明し、その後に、検査装置２０について説明する。

（ＯＢＤシステム）
ＯＢＤシステム１０は、車両に搭載され、車両の各部を制御しつつ、該各部の状態を検出する。このとき、ＯＢＤシステム１０は、複数の診断テストを実行して、各部が制御通りに機能しているかを調べる。そして、検出結果に基づいて故障の有無を判断する。故障が発生すると、ＯＢＤシステム１０は、運転者に見えるように警告灯を点灯する。

診断テストには、様々なものがある。たとえば、１回でも異常値が検出されたら、直ちに、故障と判断して警告灯を点灯するものがある。以下では、このような診断テストを、１トリップ診断テストという。また、異常値が検出されてから、エンジンの再始動後に、継続して異常値が検出されて、初めて警告灯を点灯するものがある。以下では、このような診断テストを、２トリップ診断テストという。

ＯＢＤシステム１０は、車両の駆動のために各部５０を制御する各種アクチュエータ（作動部）１２と、各部５０の状態を検出するセンサ（検出部）１４と、アクチュエータ１２およびセンサ１４から延びる配線１６と、ＯＢＤシステム１０全体を制御する車両制御部（以下、ＥＣＵという）１８とを含む。

アクチュエータ１２は、車両の各部に設けられており、ＥＣＵ１８からの指令値に基づいて各部の動作を制御する。たとえば、エンジン５０に取り付けられているアクチュエータ１２は、エンジンにおける燃料の噴出量などを制御する。

センサ１４は、車両各部に取り付けられており、各部の状態を監視する。たとえば、図１に示すように、センサ１４ａ、１４ｂが車両に取り付けられている。センサ１４ａは、エンジンにおける燃料の噴出量をパルス値として検出し、ＥＣＵ１８にフィードバックする。また、センサ１４ｂは、エンジン５０から排出される酸素量を検出し、ＥＣＵ１８にフィードバックする。

配線１６は、アクチュエータ１２およびセンサ１４から延びており、検査装置２０に接続されている。配線１６は、通常は、直接ＥＣＵ１８に直接接続されている。しかし、検査装置２０を用いた検査時には、ＥＣＵ１８から引き抜かれて、検査装置２０の端子に接続される。

ＥＣＵ１８は、通常、配線１６に直接接続されている。ＥＣＵ１８は、検査装置２０を介して、車両各部５０の制御のためにアクチュエータ１２に指令値を出力したり、各部５０を直接制御したりする。また、ＥＣＵ１８は、車両各部５０に取り付けられているセンサ１４の検出結果に基づいて、各部が正常に機能しているか否かを判断する。異常があると判断した場合、ＥＣＵ１８は、図示しない警告灯を点灯させて、異常の発生を運転者に知らせる。このように、ＥＣＵ１８では、各部を制御するための出力系データや、センサ１４からフィードバックされた入力系データが入出力されている。

ただし、ＯＢＤシステム１０を検査する際には、ＥＣＵ１８は、検査装置２０から延びるコネクタ２２に接続されている。これにより、ＥＣＵ１８が送受信する信号が検査装置２０を必ず通過する。

（検査装置）
図２は、検査装置の概略構成を示すブロック図である。

検査装置２０は、図１に示すように、アクチュエータ１２およびセンサ１４から延びる配線１６が接続され、コネクタ２２によりＥＣＵ１８に接続されている。

検査装置２０は、図２に示すように、デジタル入力回路２４、デジタル出力回路２６、アナログ入力回路２８、アナログ出力回路３０、ＣＰＵ３２およびメモリ３４を有する。

デジタル入力回路２４は、ＥＣＵ１８がアクチュエータ１２に対して出力したデジタル信号（指令値）を受信する回路である。デジタル入力回路２４は、受信した信号をＣＰＵ３２に渡す。

デジタル出力回路２６は、ＣＰＵ３２を介してデジタル入力回路２４から受信した信号をアクチュエータ１２に出力する。アクチュエータ１２は、信号に従って、車両各部５０を制御する。信号に従って駆動した各部の様子は、センサ１４によって検出される。

アナログ入力回路２８は、センサ１４が検出したアナログ信号を受信し、ＣＰＵ３２に送信する。

アナログ出力回路３０は、ＣＰＵ３２を介してアナログ入力回路２８から受信した信号をＥＣＵ１８に送信する。ＥＣＵ１８は、アナログ出力回路３０からの信号に基づいて、異常か否かを判断する。

ＣＰＵ３２は、加工手段として、デジタル信号やアナログ信号を加工して、アクチュエータ１２やＥＣＵ１８に出力する。また、ＣＰＵ３２は、確認手段として、加工した信号の影響によりＥＣＵ１８が異常と判断したかを確認する。このため、ＣＰＵ３２は、常時、ＥＣＵ１８による診断結果を受信している。さらに、ＣＰＵ３２は、加工条件変更手段として、ＥＣＵ１８の診断結果が異常検知でない場合、デジタル信号およびアナログ信号の加工条件を変更する。加工条件の変更としては、加工度合いを向上して、ＥＣＵ１８に入出力される信号をより大きく加工する。

メモリ（記憶部）３４は、ＥＣＵ１８による診断結果が異常検知である場合、ＣＰＵ３２により信号を加工した加工条件を記憶する。メモリ３４に記憶された加工条件は、ＣＰＵ３２によって自在に取り出せる。

（作用）
次に、検査装置２０を用いて、ＯＢＤシステムを検査する際の手順について説明する。

図３はＯＢＤシステムの検査手順を示すフローチャート、図４は燃料噴射量診断テスト時の信号の加工例を示す図、図５は燃料噴射量の加工例を示す図である。

まず、ＯＢＤシステム１０によって実行される診断テストのうち、どの診断テストにおいてＥＣＵ１８を故障状態と認識させるかが選択される（ステップＳ１）。たとえば、診断テストには、予め適当な順番が付けられており、該順番に選択される。

ＣＰＵ３２は、ＥＣＵ１８に入出力される信号を加工する加工演算係数を向上する（ステップＳ２）。加工演算係数とは、信号を加工する割合を示す係数である。たとえば、ステップＳ１において燃料噴射量診断テストが選択され、ＥＣＵ１８からイグニッション（アクチュエータ）に１００％の燃料噴射を指示する信号が出力されたとする。ここで、１００％の燃料噴射量に対して乗算する係数が加工演算係数である。たとえば、図４に示すように、１００％の燃料噴射量に０．９９を乗算して、燃料噴射量を９９％とする。

燃料噴射量を加工する具体的な手法としては、図５に示すように、イグニッションに送信する燃料噴射パルスを変更する。すると、図中左に示す正常な燃料噴射パルスが、図中右に示すように変更される。すると、点火パルスが小さくなり、センサ１４により検出される波形も小さくなる。

このように燃料噴射量を加工すると、センサ１４による検出結果も変わる。この検出結果を見てＥＣＵ１８が異常と判断したか否かが、ＣＰＵ３２によって監視される（ステップＳ３）。

ＥＣＵ１８が異常と判断しない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ２の処理に戻り、さらに加工演算係数を向上する。たとえば、燃料噴射量が９８％にされる。

ＥＣＵ１８が異常と判断した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、そのときの加工演算値がメモリ３４に記憶される（ステップＳ４）。ここで、ＥＣＵ１８が異常と判断するときは、たとえば、図４に示すように、ステップＳ２の繰り返しにより燃料噴射量が次第に低下されて、所定値以下になったときである。所定値以下になったときに、ＥＣＵ１８は異常を判断するための診断カウンタをカウントアップするので、ＣＰＵ３２は、診断カウンタを監視して、ＥＣＵ１８が異常と判断したか否かを判断する。

続けて、ＣＰＵ３２は、ステップＳ１で決定した診断内容が２トリップ診断テストか否かを判断する（ステップＳ５）。

２トリップ診断テストでない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ９の処理に進む。たとえば、燃料噴射量テストは、１トリップ診断テストなので、ＥＣＵ１８により１度診断カウンタがカウントアップされると、警告灯が点灯される（ステップＳ９）。

一方、２トリップ診断テストである場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、エンジン再始動後にも異常状態が持続されていて、初めて警告灯を表示するので、一旦エンジンが停止された後、再始動される（ステップＳ６）。エンジン再始動の動作は、作業者により実行される。

そして、ステップＳ４において記憶された加工演算値がメモリ３４から読み出される（ステップＳ７）。読み出された加工演算値に基づいてＥＣＵ１８に入出力される信号が加工され、故障状態が再現される（ステップＳ８）。

故障状態の再現により、ＥＣＵ１８により診断テストの結果が異常と判断され、正常にＯＢＤシステム１０が機能していれば、警告灯が点灯される（ステップＳ９）。作業者により、警告灯の点灯などが確認される。ここで、ＥＣＵ１８が異常と判断しているにも関わらず、警告灯の点灯などがない場合には、ＯＢＤシステム１０が正常に機能していないことが作業者にわかる。

（効果）
以上のように、検査装置２０によれば、ＥＣＵ１８に入出力される信号を加工するので、車両各部を実際に故障部品と交換しなくても、故障時の信号をＥＣＵ１８に送信でき、故障状態を再現できる。これにより、ＯＢＤシステム１０が正常に機能しているかどうかを容易に検査できる。

また、ＥＣＵ１８が異常と判断するまで、ＣＰＵ３２により加工条件を変更していくので、検査装置２０が予め車種ごとの診断基準を記憶しなくても、必ず故障状態を再現できる。同じ車種であって部品のばらつきにより診断基準が変わる場合にも、診断基準の誤差に影響を受けることなく、故障状態を再現できる。さらに、周辺温度などの外的要因による診断基準の誤差にも影響されずに、故障状態を再現できる。

加えて、ＥＣＵ１８が異常と判断するまで、加工手段による加工条件を変更していくので、該加工条件を再度使用することによって、実際ではすぐに再度の故障状態を再現できないような診断でも、即座に故障状態を再現できる。

検査装置２０は、アクチュエータ１２やセンサ１４と、ＥＣＵ１８との間に接続されるので、ＥＣＵ１８に入出力される信号を確実に加工できる。

検査装置２０には、メモリ３４が含まれるので、２トリップ診断テストを実行する場合、最初の診断テスト時の加工条件を記憶できる。記憶した加工条件を２度目の診断テスト時に読み出すことによって、容易に故障状態を再現できる。たとえば、水温範囲が定められている診断の場合、従来では、最初の診断テストの後、再度水温が検出範囲に戻るまで車両を放置しなくてはならない。しかし、メモリ３４から加工条件を読み出してＥＣＵ１８に入出力する信号を加工することによって、即座に故障状態を再現できる。これにより、何度でも故障状態を容易に再現できる。

（診断テスト例）
なお、上記実施形態では、ＥＣＵ１８が故障状態と判断するまで、燃料噴射量を次第に低下させて、故障状態を再現する例を示している。しかし、診断テストには他にも様々な種類がある。

図６はサーモスタット診断テスト時の信号の加工例を示す図である。

診断テストには、たとえば、２トリップ診断テストであるサーモスタット診断テストがある。

ＯＢＤシステム１０がサーモスタット診断テストを実行する場合、サーモスタットからＥＣＵ１８に入力される水温値を示す信号を図６に示すように、徐々に向上させていく。加工した水温値がサーモスタット異常検出範囲に入って、ＥＣＵ１８が異常と判断するまで加工度合いの向上を続ける。ＥＣＵ１８が異常と判断して診断カウンタをカウントアップした時点の加工条件を記憶する。

これによって、２度目の診断テスト時には、実際の水温が異常なしサーモスタットの検出範囲外であっても、水温が戻るまで待つ必要がない。故障状態を即座に再現できる。

このように、他のいかなる診断テストにも、検査装置２０は適応できる。

ＯＢＤシステムおよび検査装置の該略図である。 検査装置の概略構成を示すブロック図である。 ＯＢＤシステムの検査手順を示すフローチャートである。 燃料噴射量診断テスト時の信号の加工例を示す図である。 燃料噴射量の加工例を示す図である。 サーモスタット診断テスト時の信号の加工例を示す図である。

符号の説明

１０…システム、
１２…アクチュエータ、
１４、１４ａ、１４ｂ…センサ、
１６…配線、
２０…検査装置、
２２…コネクタ、
２４…デジタル入力回路、
２６…デジタル出力回路、
２８…アナログ入力回路、
３０…アナログ出力回路、
３４…メモリ、
５０…車両各部。

Claims (9)

1. 車両各部を作動させる作動部と、車両各部の状態を検出する検出部と、前記作動部を用いて車両各部を制御すると共に前記検出部の検出結果に基づいて故障の有無を判断する車両制御部と、を含む車載式故障診断システムを検査する検査装置であって、
   前記車両制御部に入出力される信号を加工する加工手段と、
   前記加工手段による信号の加工により前記車両制御部が異常と判断したかを確認する確認手段と、
   前記車両制御部が異常と判断しなかった場合、前記加工手段による加工条件を変更する加工条件変更手段と、
   を有する車載式故障診断システムの検査装置。
2. 前記加工条件変更手段は、前記車両制御部が異常と判断しなかった場合、前記加工手段による加工度合いを向上する請求項１に記載の車載式故障診断システムの検査装置。
3. 前記作動部および前記検出部と前記車両制御部との間に接続される請求項１または２に記載の車載式故障診断システムの検査装置。
4. 前記車両制御部が異常と判断したときの前記加工手段の加工条件を記憶する記憶装置をさらに有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載式故障診断システムの検査装置。
5. 前記車載式故障診断システムによる診断が複数回の異常を検出する診断である場合、２度目以降の診断の際に、前記記憶装置により記憶した加工条件に従って、前記信号が加工される請求項４に記載の車載式故障診断システムの検査装置。
6. 車両各部を作動させる作動部と、車両各部の状態を検出する検出部と、前記作動部を用いて車両各部を制御すると共に前記検出部の検出結果に基づいて故障の有無を判断する車両制御部と、を含む車載式故障診断システムを検査する検査方法であって、
   前記車両制御部に入出力される信号を加工する加工工程と、
   信号の加工により前記車両制御部が異常と判断したかを確認する確認工程と、
   前記車両制御部が異常と判断しなかった場合、前記加工工程における加工条件を変更する加工条件変更工程と、
   を有する車載式故障診断システムの検査方法。
7. 前記加工条件変更工程では、前記加工工程における信号の加工の度合いを向上する請求項６に記載の車載式故障診断システムの検査方法。
8. 前記車両制御部が異常と判断したときの前記加工手段の加工条件を、記憶装置に記憶する記憶工程をさらに有する請求項６または７に記載の車載式故障診断システムの検査方法。
9. 前記車載式故障診断システムによる診断が複数回の異常を検出する診断である場合、２度目以降の診断の際に、前記記憶装置により記憶した加工条件に従って、前記信号を加工する請求項８に記載の車載式故障診断システムの検査装置。

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