JP2007322377A - 車載故障診断装置およびその試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プログラム制御された車載の故障診断装置では、診断結果を得たときに、「正常」または「異常」など結果のみが表示されるので、装置がそれぞれ適正に診断を実行した結果であるのか不安を抱くことがある。とくに、運転者または車両の管理者が、その車両の他の事象から、何らかの問題があるのではないかという疑問を抱いている状態で「正常」との結果が表示されたときに、その結果に確信がもてないことがある。その不安を解消するための試験方法および装置を提供する。
【解決手段】一つまたは複数の機能について試験を行う場合に、それぞれ所定の試験を行うほかに、試験の基準を一時的に厳しい方向にずらして設定した試験を行うことができるように構成する。この試験により「正常でない」という結果を得ることにより、上記「正常」とされた所定の試験については正しい試験が行われたことを納得することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車その他車両に搭載し、その車両の一以上の箇所に設けられたセンサ出力その他から情報を取込み、故障診断を実行する装置に関する。とくに、その故障診断装置が正しく故障診断を実行しているか否かを試験するための付加機能、またはその試験方法に関する。本発明は、車両に搭載された情報処理装置またはプログラム制御装置、およびその情報処理装置に接続する（車外の）情報処理装置を利用して、その車両の故障診断を行う装置および方法について、その装置および方法が適正に動作しているか否かを試験するための装置および方法に関する。

車両に配置された一つまたは複数の車載センサ、あるいは車両の走行その他に必要な各種機能ユニットから送出される信号を受信して、この信号が含む情報を所定の論理により処理することにより、車両の故障部位および故障原因を探索する車載故障診断装置が広く利用されるようになった。たとえばツリー構造に設定された論理的な解析手段を設定しておき、この解析手段を利用して、その利用者が車両の構造や各部装置の相互関連を熟知していなくとも、簡単に故障診断結果を得ることができるきわめて有用な装置が利用されるようになった。しかし、このような装置で自動的に故障診断が行われ、その結果が出力表示されると、その診断結果が正確であるのかどうか疑問をいだくことがある。これは主に試験を行う者にとって、その結果を導くための装置や論理が理解できない状態のまま結果のみが表示されるために、装置が正確な診断をしているのかどうか確信を持てないことによる。

これに関連する従来例技術として、下記［特許文献１］には、車載用の電子制御回路に自己診断機能を付加して、表示情報の信頼性を高める装置が開示されている。また下記［特許文献２］には、一つの車両に搭載された複数の診断装置からの応答が相互に干渉して、その故障情報が正確でなくなることを防止するための装置が開示されている。

特開平７−２１０２３７（ダイハツ） 特開２０００−２７５１４５（スズキ）

本発明は、車載の故障診断表示装置が自動的に所定の試験を実行してその結果を表示したときに、その表示が正しく診断を実行した結果に基づくものであるか否かを、運転者または利用者が相応に合理的に確認することができる、故障診断の方法あるいは故障診断表示装置を提供することを目的とする。本発明は、車載の故障診断表示装置そのものが正常に作動していない場合に、その診断表示を信用することにより、さらなる不都合を招くことのない、故障診断装置あるいは故障表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、故障診断表示装置の診断が正しく行われたかに疑問があるときに、診断を行った論理に代えて人為的な誤りを含む論理を「仮にかつ一時的に」その故障診断表示装置に採用することにより疑似的に診断の誤りを発生させ、その誤りのある論理にしたがう診断表示が送出されるかを確認することを特徴とする。とくに故障診断の論理が木構造解析（Failure Tree-structure Analysis, FTA）の形態であるときに、この木構造の一部を人為的かつ疑似的に正しくない状態に入れ換えてみて、この正しくない論理にしたがって、故障診断に係る論理演算を実行するかを試みる機能を搭載することを特徴とする。

現実に複数の事象に基づく診断論理の多くは木構造解析の形態をなしている。すなわち複数の事象が発生しているとき、これを整理するために木構造の解析論理を採用して、その複数の事象をそれぞれ木構造の分岐点にあてはめてゆくことにより、各分岐点でそれぞれ一つの方向が選択され、これをたどることにより最終的な故障原因を診断することができる形態になっている。本発明は、その木構造の解析論理について、これを試みに人為的に異なる論理（すなわち論理としては不正な論理であるが形式的には成立する論理）に変更してみることにより、その診断方法または装置が正当な診断をしていることを確認することができる方法または装置である。さらに具体的にはその一部が論理的に正しくない解析論理のパターンを一つ（または複数）用意しておいて、人為的かつ一時的にその正しくない解析論理のパターンに置き換えてみることにより、その診断結果がその正しくない論理にしたがい予定した結論に達することを確認することにより、はじめの故障原因診断が正当であったことを認識するものである。

このような試行により、予定した結論に達することがわかれば、その解析論理が予定通りに作動していることが確認できる。かりにそれが予定した結論に達しない場合には、その解析論理を用いた故障原因診断には疑問があることになる。その場合にはさらに別の手法により、その故障原因診断がどのように正しくないのかを分析しなければならない。

すなわち本発明の第一は装置の発明であり、車両に搭載され、木構造の故障解析論理手段および外部通信手段を備えた車載故障診断装置において、前記外部通信手段を介して前記木構造の故障解析論理手段の論理の一部を変更することにより判定基準を厳しく設定して本来故障でないにもかかわらずそれを故障であると検出させるテストモードを設けたことを特徴とする。

前記テストモードでは、故障であると判定するための閾値を本来の判定基準より厳しい方向に設定変更する手段を含む構成とすることができる。

本発明の第二は方法の発明であり、故障解析論理手段および外部通信手段を備えた車載故障診断装置に、その外部通信手段を介して外部処理装置（例、パソコン）を接続し、その外部処理装置から前記故障解析論理の一部を一時的に特定の不正な論理に変更することにより疑似的に失陥させ、その故障診断装置がこの疑似的に失陥させた論理にしたがう解析を実行するか否かを確認することを特徴とする。

本発明により、故障診断の結果に疑問がある場合に、少なくともその故障診断の論理解析処理が正当であったか否かを知ることができる。

（実施例）
図１は本発明実施例装置のブロック構成図である。車載故障診断装置１は一つの車両に搭載された装置であり、この車載故障診断装置１は一台のパソコン（パーソナル・コンピュータ）と同一機能の電子装置と考えると理解しやすい。すなわち一つの車両に一台のパソコンの要部回路装置が搭載された形態である。この車載故障診断装置１には複数の車載センサ２が接続されている。車載センサ２は、それぞれ車速センサ、エンジン回転センサ、エンジン温度センサ、変速装置位置センサ、クラッチ開閉センサ、外気温度センサ、その他である。またこの車載故障診断装置１には複数の機能ユニット３が接続されている。機能ユニット３はそれぞれ、エンジン、クラッチ、変速装置、燃料ポンプ、ブレーキ用空気圧タンク、エア・サスペンション、ステアリング機構、その他であり、それぞれ、エンジン回転速度、クラッチ作動位置、燃料ポンプの作動状態、空気圧、サスペンションの作動状態、ステアリングの油圧、その他動作状態を表示するデータが電気信号として到来する。これらは車載故障診断装置１の内部に設定された機能ユニット通信処理手段４により、所定の形態のデータ信号に編集される。

車載故障診断装置１では、前記車載センサ２または機能ユニット３から電気信号またはデータ信号が到来し、これらは直接に、あるいは機能ユニット通信処理手段４を介して、モニタリング処理手段５に取込まれる。通常の故障診断モードでは、モニタリング処理手段５は、到来する信号をプログラム処理により判定し、設定された標準値を越える信号については故障情報としてこれを故障情報管理手段に送出する。故障情報管理手段８は記憶されている多数の故障情報群９を参照して故障情報を分析し、所定のフォーマットに編集して外部通信処理手段１１からのアクセスに応じて、外部通信路１４を介してこれらを随時接続される外部処理装置１３に送出する。外部通信路１４は電気信号または光信号のケーブルであり、外部処理装置１３は対応するプログラムが設定されたパソコンである。

ここでモニタリング処理手段５は故障原因特定手段７を含む。これはソフトウエアにより構成された情報処理手段である。故障原因特定手段７は各車載センサ２および機能ユニット通信処理手段４を介して到来する多数の情報について、FTA（Failure Tree Analysis）群１０を参照して、その故障原因を特定する。ＦＴＡは複数の到来データについて、標準値を越える異常があるときに、これをツリー（木、き）状論理にあてはめてその原因を絞り込むことにより、その故障原因を合理的に特定することができる。このＦＴＡ群については多数のツリー論理が蓄積保持されているほか、外部通信処理手段１１を介して外部処理装置１３から、そのツリー論理を追加または削除することができる。このようなツリー論理を備えた故障原因特定手段はさまざまに知られている。

ここで本発明の車載故障診断装置１の特徴は、外部処理装置１３からの操作入力により、装置をテストモードに転換設定することができるところにある。そしてこのテストモードではＦＴＡ群１０にテスト用ＦＴＡが追加される。その追加されたテストモードのＦＴＡには、到来するデータに異常がないにもかかわらず、強制的にその一部を意図的に「異常」と判定するツリー（木）論理が組み込まれている。例示すると、排気ガスの一酸化炭素成分について、テストモードのＦＴＡでは判定基準を意図的に厳しい方向にずらせて設定してある。

すなわちこの診断装置の利用者が、当該被試験車両に異常があるのではないかと考えてこの装置を利用して判定を実行すると、「異常なし」の判定が出力されるとなっとくがゆかないことがある。「この装置は正しく判定を実行しているのか」という疑問である。これは、この診断装置はその中身がソフトウエアで構成されていて、しかも複数の試験がすべて自動的に実行されて、その結果のみが表示されることになるから、何をどのように試験しているのか理解できないことに起因するものと考えられる。そこで、この装置を上記のテストモードに転換してみると、一部（または全部）の測定についてその判定基準を変更して、具体的には判定基準を厳しい方向に変更して判定するから、その一部（または全部）のデータについて「測定された値が正常範囲外にある」、つまり異常状態である、との判定結果が表示されることになる。このように装置の判定基準を厳しい方向に変えると「異常」と判定するから、本来の基準で判定した結果は「異常なし」であったことに納得がゆくことになる。

このような措置は一部の判定基準を意図的に変更して、判定を実行してみることと同等であるが、変更したことを明らかにするために、またその変更を元に戻すことを忘れることがないようにするために、ＦＴＡの中にテストモードのものを蓄えておき、臨時にこれを利用する形態とした。テストモードになっていることは外部処理装置１３に表示される。またテストモードになっていることを別途装置に、画面によりもしくは音響により、表示するように構成することもできる。

上記説明は「一つの項目」として、例示では一酸化炭素としたが、これは「全ての項目」とすることによりさらに有効である。すなわち、テストモードではすべての項目についてその判定基準を厳しい方向にずらして設定しておくことにより、すべての判定基準について正しく判定しているか否かの試験ができることになる。このように構成することにより、テストモードになっていることを忘れて測定をつづけるようなことも回避することもできる。

つぎに本発明装置についてフローチャートを用いて、一実施例についてさらに詳しくその動作を説明する。図２ないし図４は本発明実施例装置の大筋の動作をフローチャートに表示した図面である。図２はスキャンツールに関する前処理であり、図３は異常検出処理すなわち故障診断処理の流れであり、図４はスキャンツールに関する後処理である。図２ないし図４は一連の処理であり、図２の末尾は図３の初頭に、図３の末尾は図４の初頭に連続する。以下それぞれを簡単に説明する。括弧つきの数字（１）（２）（３）・・・はフローチャートの括弧つきの数字と対応する。

［前処理］
（１）図２を参照して、異常が検出されるようあらかじめ検査基準を意図的に変更したテスト用ＦＴＡを故障診断装置に格納する。図５にこの異常が検出されるように意図的に変更したデータの例を例示する。
（２）スキャンツールからテストモード・フラグを立ててテストモードに設定する。

上記図５を簡単に説明すると、識別フラグは通常のＦＴＡでは「０」、テスト用ＦＴＡでは「１」とする。図５では［検出基準群］の内容を下段に拡大表示する。その検出基準のデータを故意に変更しておく。例示すると、
・計算式を実測値に係数を掛けるなど異常を検出するように故意に変更しておく、
・引数として異常を含む疑似データ格納テーブルのアドレスを指定する、
・しきい値として異常を検出する値を設定しておく、
・キーワード（例、ＮＧ）などを設定しておく、
などである。

［異常検出処理］
（３）図３を参照して、テストモードであるか否かを識別して、テストモードであれば全てのモニタ作動フラグをオンに設定し、テストモードでないときにはモニタリング条件が一致したモニタ作動フラグをオンに設定する。そしてモニタを起動する。これはテストモードの場合は、原則的に車両が停車しているから、モニタリング条件が一致しなくともモニタを作動させるための処理である。
（４）FTAにより故障箇所を特定する。
（５）特定された故障箇所について故障コードを記録し、ＭＩＬ（Malfunction
Indicator Lamp）を点灯させる。
（６）外部処理装置その他スキャンツールに結果を出力する。

［後処理］
（７）図４を参照して、画面で結果を確認し、
（８）テスト用ＦＴＡを消去し、
（９）テスト用故障コードを消去し、ＭＩＬを消灯させる。
（１０）テストモード・フラグをリセットして、終了する。

プログラム制御された自動的な故障判定は、旧来の作業者が数値を測定しながら一つひとつ故障があるか否かを判断する従来の方法とくらべると、本当にきちんと判定されたのかどうかが疑問になるが、本発明の方法または装置を利用することにより、装置が正しく作動していることを作業者が認識することができるから、顧客への説明についても説得力が生じることになる。

本発明実施例装置のブロック構成図。 本発明実施例装置のフローチャート（前処理部分）。 本発明実施例装置のフローチャート（異常検出処理の部分）。 本発明実施例装置のフローチャート（後処理部分）。 異常が検出されるように意図的に変更したデータの例を示す図。

符号の説明

１ 車載故障診断装置
２ 車載センサ
３ 機能ユニット
４ 機能ユニット通信処理手段
５ モニタリング処理手段
６ テストモード処理手段
７ 故障原因特定手段
８ 故障情報管理手段
９ 故障情報群
１０ ＦＴＡ群
１１ 通信処理手段
１２ 故障表示灯
１３ 外部処理装置（パソコン）
１４ 外部通信路

Claims (3)

1. 車両に搭載され、木構造の故障解析論理手段および外部通信手段を備えた車載故障診断装置において、
   前記外部通信手段を介して前記木構造の故障解析論理手段の論理の一部を本来故障でないにもかかわらずそれを故障であると検出させるテストモードに一時的に転換設定する手段を設けたことを特徴とする車載故障診断装置。
2. 前記テストモードでは、故障であると判定するための閾値を本来の判定基準より厳しい方向に設定変更する手段を含む請求項１記載の車載故障診断装置。
3. 故障解析論理手段および外部通信手段を備えた車載故障診断装置に、その外部通信手段を介して外部処理装置を接続し、その外部処理装置から前記故障解析論理の一部を一時的に特定の不正な論理に変更することによりその車載故障診断装置を疑似的に失陥させ、その故障診断装置がこの疑似的に失陥させた論理にしたがう解析を実行するか否かを確認することを特徴とする車載故障診断装置の試験方法。

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