JP2019196920A - Diagnostic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されたセンサの異常予兆を診断する診断装置に関する。 The present invention relates to a diagnostic apparatus for diagnosing an abnormality sign of a sensor mounted on a vehicle.
近年、機器の異常予兆を診断する技術が開発されている。例えば、特許文献1には、診断対象データについて、機械設備が正常に稼動しているときのセンサデータを学習データとして作成された事例モデルからの乖離の度合(異常度)に基づいて異常予兆の有無を診断する第1診断手段と、個別のセンサデータの値が、予め定められた所定の範囲内にあるか否かに基づいて、異常予兆の有無を診断する第2診断手段とを備え、第1診断手段によって異常予兆があると診断された場合に、第2診断手段による異常予兆診断のために参照する個別のセンサデータを、異常度に対する寄与の大きさを示す寄与度に基づいて選択する異常予兆診断装置が開示されている。 In recent years, techniques for diagnosing abnormal signs of equipment have been developed. For example, Patent Document 1 discloses an abnormality predictor based on the degree of deviation (abnormality) from a case model created using sensor data when machine equipment is operating normally as learning data. First diagnostic means for diagnosing the presence or absence, and second diagnostic means for diagnosing the presence or absence of an abnormality sign based on whether or not the value of the individual sensor data is within a predetermined range, When the first diagnostic means diagnoses that there is an abnormal sign, the individual sensor data to be referred to for the abnormal sign diagnosis by the second diagnostic means is selected based on the contribution indicating the degree of contribution to the degree of abnormality An abnormality predictor diagnosis device is disclosed.
特許文献1に記載の技術は、診断対象の機器が正常に動作している時のデータを必要とする。しかし、車両に搭載された機器の正常動作時の値は、車両が走行している道路の路面形状、道路の勾配、天候などの外部環境によって変化しうる。様々な外部環境の条件下における正常動作時のデータを全て揃えることは難しく、特許文献1の技術により高精度の診断結果を得ることは必ずしも容易ではなかった。 The technique described in Patent Document 1 requires data when a diagnosis target device is operating normally. However, the value at the time of normal operation of the device mounted on the vehicle may vary depending on the external environment such as the road surface shape, road gradient, and weather. It is difficult to prepare all data during normal operation under various external environment conditions, and it is not always easy to obtain a highly accurate diagnosis result by the technique of Patent Document 1.
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、車両に搭載された機器の異常予兆の診断を精度良く行うことが可能な診断装置を提供することにある。 An object of the present invention made in view of such circumstances is to provide a diagnostic apparatus capable of accurately diagnosing an abnormality sign of a device mounted on a vehicle.
本発明の一実施形態に係る診断装置は、
第1車両に搭載された第1機器の検出値を取得する検出値取得部と、
前記第1機器の検出値を用いて、第2車両に搭載された第2機器の検出値の妥当値を推定する妥当値推定部と、
前記第2機器の検出値、及び前記第2機器の検出値の妥当値を比較することにより、前記第2機器の動作状態を診断する診断部と、を備え、
前記第1車両は、前記第2車両から所定の範囲内に存在する車両であり、前記所定の範囲を、前記第2車両の移動速度に応じて設定する。
A diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention includes:
A detection value acquisition unit for acquiring a detection value of the first device mounted on the first vehicle;
A reasonable value estimating unit for estimating a reasonable value of the detected value of the second device mounted on the second vehicle, using the detected value of the first device;
A diagnostic unit for diagnosing the operating state of the second device by comparing the detection value of the second device and the reasonable value of the detection value of the second device;
The first vehicle is a vehicle existing within a predetermined range from the second vehicle, and the predetermined range is set according to a moving speed of the second vehicle.
本発明の一実施形態に係る診断装置によれば、車両に搭載された機器の異常予兆の診断を精度良く行うことが可能となる。 According to the diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention, it is possible to accurately diagnose an abnormality sign of a device mounted on a vehicle.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る診断装置を備える車両の概略構成を示す図である。各車両1は、診断装置10と、ECU(Electronic Control Unit)20と、機器30と、車車間通信部40と、表示部50と、距離情報取得部60と、を備える。説明の便宜上、図1では構成が同一の3台の車両1−1,1−2,1−3のみを示しており、本実施形態では、車両1−1を自車両(第2車両)とし、車両1−2及び車両1−3を車両1−1と車車間通信が可能な範囲内で走行している周辺車両(第1車両)として説明する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle including a diagnostic device according to an embodiment of the present invention. Each vehicle 1 includes a
センサは経年劣化するため、センサの検出値は、正常値から徐々にずれが生じることがあり、そうすると、センサの検出値に基づくアクチュエータの制御値も正常値からずれが生じる。そこで、本発明では、センサの検出値又はアクチュエータの制御値を監視し、センサの診断を行う。 Since the sensor deteriorates with age, the detection value of the sensor may gradually deviate from the normal value, and in this case, the control value of the actuator based on the detection value of the sensor also deviates from the normal value. Therefore, in the present invention, the sensor detection value or the actuator control value is monitored to diagnose the sensor.
機器30は、センサ又はアクチュエータであり、機器30の検出値とは、センサの検出値(センサ値)又はアクチュエータの制御値を意味する。以下、本明細書の実施形態において、機器30をセンサ30として説明する。車両1には、外気温センサ、吸気温センサ、水温センサ、車速センサ、O2センサ、ステアリングセンサ、空気圧センサ、超音波センサ、ジャイロセンサ、障害物センサなど、様々なセンサ30が搭載されている。センサ30の検出値は、該検出値を用いて処理を行うECU20に出力される。
The
ECU20は、車両1に複数搭載され、車両1の様々な動作を電子制御する。例えば、エンジン用のECU20は、吸気温センサ、水温センサ、車速センサ、O2センサなどの各センサ30からの情報を元に、アクチュエータを駆動させ、エンジンの燃料噴射量や噴射時間を制御する。
A plurality of
車車間通信部40は、あらかじめ割り当てられた周波数帯域の電波を用いて、車両1同士で直接通信(車車間通信)を行い、自車両1−1から所定の範囲に存在する周辺車両1−2,1−3から、周辺車両1−2,1−3に搭載されたセンサ30(第1機器)の検出情報を受信し、復調する。また、車車間通信部40は、自車両1−1に搭載されたセンサ30(第2機器)の検出情報を変調して、周辺車両1−2,1−3に送信する。車車間通信部40は、電波の届く範囲内に存在する車両と通信可能であり、電波の届く範囲は、電波強度を調整することにより適宜調整可能である。車車間通信部40は、受信した検出情報を診断装置10に出力する。なお、車車間通信部40が検出情報を送受信する頻度は任意であるが、同一の車両と何度も通信を行うことを防止するために、同一の車両とは一度通信を行うと所定期間が経過するまで通信を行わないようにしてもよい。
The vehicle-to-
診断装置10は、車車間通信により車車間通信部40が受信した検出情報に基づいて、自車両1−1に搭載されたセンサ30について故障などの異常の予兆があるか否かを判定する。
Based on the detection information received by the
表示部50は、例えばパネルディスプレイ又はヘッドアップディスプレイ等であり、診断装置10による診断結果などを表示する。
The
距離情報取得部60は、車両間の距離を取得する。車両間の距離は任意の方法により取得し得る。例えば検出情報にGPS(Global Positioning System)による位置情報を含め、距離情報取得部60が該位置情報に基づいて車両間の距離を求めてもよい。あるいは距離情報取得部60が、車車間通信における電波強度に基づき車両間の距離を求めてもよい。
The distance
ここで、本実施形態において診断装置10が診断に用いる比較対象の車両は、自車両1−1から所定の範囲に存在する周辺車両である。本実施形態において、診断装置10は、当該所定の範囲を、自車両1−1の移動速度に応じて設定する。自車両1−1の移動速度は、診断装置10が自車両1−1の車速センサから情報を取得する。
Here, the comparison target vehicle used for diagnosis by the
図2に当該所定の範囲の一例を示す。図2(a)は自車両1−1の速度が第1所定速度未満である場合、つまり低速である場合を示す。他方で、図2(b)は自車両1−1の移動速度が第2所定速度以上(ここで第2所定速度>第1所定速度とする)である場合、つまり高速である場合を示す。図2(a)(b)のそれぞれにおいて所定の範囲は、領域R1及び領域R2にて示される領域である。領域R1及び領域R2は、それぞれ自車両1−1を中心とした半径D1及び半径D2の円形の領域である。ここでD1>D2であり、図2(a)の所定の範囲の方が、図2(b)の所定の範囲よりも広い。つまり本実施の形態では、自車両1−1の移動速度が低速である場合、移動速度が高速である場合よりも所定の範囲が広くなるように設定する。言い換えると本実施の形態では、自車両1−1の移動速度が低速から高速に速度が上がった場合、所定の範囲が狭くなるように変更する。 FIG. 2 shows an example of the predetermined range. FIG. 2A shows a case where the speed of the host vehicle 1-1 is less than the first predetermined speed, that is, a low speed. On the other hand, FIG. 2B shows a case where the moving speed of the host vehicle 1-1 is equal to or higher than a second predetermined speed (here, second predetermined speed> first predetermined speed), that is, a high speed. In each of FIGS. 2A and 2B, the predetermined range is a region indicated by a region R1 and a region R2. The region R1 and the region R2 are circular regions having a radius D1 and a radius D2 around the host vehicle 1-1, respectively. Here, D1> D2, and the predetermined range in FIG. 2 (a) is wider than the predetermined range in FIG. 2 (b). That is, in the present embodiment, when the moving speed of the host vehicle 1-1 is low, the predetermined range is set wider than when the moving speed is high. In other words, in the present embodiment, when the moving speed of the host vehicle 1-1 increases from a low speed to a high speed, the predetermined range is changed to be narrow.
さらに診断装置10は、自車両1−1の移動方向に応じて診断に用いる比較対象の周辺車両を限定してもよい。例えば自車両1−1の移動速度が第2所定速度以上である場合、自車両1−1の移動方向に応じて、自車両1−1と略同一方向に移動する車両からの検出情報のみを用いるようにしてもよい。ここで、周辺車両の移動方向は、進行方位、距離情報取得部60によって得られる情報、相対距離の変化率等に基づき適宜判定することができる。本実施の形態では、自車両1−1の移動方向に応じて診断に用いる比較対象の周辺車両を限定する場合について説明する。
Furthermore, the
図2(a)では、領域R1に周辺車両1−2〜1−6が存在する。すなわちこの場合、車両1−2〜1−6の検出情報が診断において用いられる。領域R1に存在しない車両1−7の検出情報は診断において用いられない。 In FIG. 2A, the surrounding vehicles 1-2 to 1-6 exist in the region R1. That is, in this case, the detection information of the vehicles 1-2 to 1-6 is used in diagnosis. Detection information of the vehicle 1-7 that does not exist in the region R1 is not used in the diagnosis.
他方、図2(b)では、領域R2に周辺車両1−3及び周辺車両1−5が存在する。ここで周辺車両1−3の移動方向は、自車両1−1と略同一方向であり、他方で周辺車両1−5の移動方向は、自車両1−1と逆方向である。この場合、周辺車両1−3に係る検出情報が診断において用いられ、周辺車両1−5の検出情報は診断において用いられない。すなわち周辺車両1−5、及び車両1−2、1−4、1−6、及び1−7の検出情報は、診断において用いられない。 On the other hand, in FIG.2 (b), the surrounding vehicle 1-3 and the surrounding vehicle 1-5 exist in area | region R2. Here, the moving direction of the surrounding vehicle 1-3 is substantially the same direction as the own vehicle 1-1, and the moving direction of the surrounding vehicle 1-5 is the opposite direction to the own vehicle 1-1. In this case, the detection information related to the surrounding vehicle 1-3 is used in the diagnosis, and the detection information of the surrounding vehicle 1-5 is not used in the diagnosis. That is, the detection information of the surrounding vehicle 1-5 and the vehicles 1-2, 1-4, 1-6, and 1-7 is not used in diagnosis.
診断装置10の処理内容について、図3を参照して概要を説明した後、図4及び図5を参照してより詳細に説明する。図3は、診断装置10を用いた診断方法の手順の一例を示すフローチャートである。ここでは自車両1−1の所定の範囲内に、周辺車両1−2,1−3が存在するとする。
The processing contents of the
はじめに診断装置10は、自車両1−1の移動速度に応じて、上述の所定の範囲を設定する(ステップS10)。診断装置10は、車車間通信によって得られた検出情報から、周辺車両1−2,1−3に搭載されたセンサ30の検出値を取得する(ステップS11)。次に、診断装置10は、周辺車両1−2,1−3の検出値から、検出値の妥当値(以下、単に「妥当値」という。)を推定する(ステップS12)。そして、診断装置10は、自車両1−1の検出値及び推定した妥当値を比較し(ステップS13)、両者が乖離している場合には(ステップS13−Yes)、自車両1−1に搭載されたセンサ30の異常予兆ありと判定し(ステップS14)、両者が乖離していない場合には(ステップS13−No)、自車両1−1に搭載されたセンサ30の異常予兆なしと判定する(ステップS15)。
First, the
図4は、診断装置10の構成例を示す図である。図4に示す診断装置10は、検出値取得部110と、妥当値推定部120と、診断部130と、記憶部140とを備える。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the
検出値取得部110は、ステップS11の処理を行う。すなわち、検出値取得部110は、車車間通信部40に対し、車車間通信により周辺車両1−2,1−3の検出情報を受信するように命令する。また検出値取得部110は、距離情報取得部60から、周辺車両1−2,1−3との車両間の距離をそれぞれ取得し、周辺車両1−2,1−3が所定の範囲内に存在するか否かを確認する。仮に所定の範囲外の車両から検出情報を受信した場合、検出値取得部110は、かかる検出情報を破棄する。なお、検出情報を破棄する代わりに、車車間通信部40の電波強度を調整することで、検出値取得部110が所定の範囲外の車両からの検出情報を受信しないようにしてもよい。検出値取得部110は、車車間通信部40が受信した周辺車両1−2,1−3の検出情報から、周辺車両1−2,1−3に搭載されたセンサ30の検出値を取得し、取得した検出値を記憶部140に出力する。
The detection
妥当値推定部120は、上記ステップS12の処理を行う。すなわち、妥当値推定部120は、記憶部140に記憶された検出値に基づいて妥当値を推定し、推定した妥当値を診断部130に出力する。例えば、妥当値推定部120は、周辺車両1−2から取得した検出値x1、及び周辺車両1−3から取得した検出値x2の平均値を、自車両1−1に搭載されたセンサ30の妥当値x^とする。
The reasonable
診断部130は、上記ステップS13〜ステップS15の処理を行う。すなわち、診断部130は、センサ30ごとに、自車両1−1の検出値と妥当値推定部120から入力した妥当値x^とを比較し、両者の差があらかじめ設定した閾値を超える場合(自車両1−1の検出値が妥当値x^から乖離している場合)には、該センサ30の異常予兆ありと判定し、両者の差が閾値以下である場合(自車両1−1の検出値が妥当値x^から乖離していない場合)には、該センサ30の異常予兆なしと判定する。診断部130は、診断結果を表示部50、スピーカ、又は外部のサーバなどに出力する。診断部130は、自車両1−1のセンサ30の異常予兆ありと判定した場合には、該センサ30の検出情報を周辺車両1−2,1−3に送信しないようにしてもよい。
The
図5は、診断装置10による検出値の診断の具体例を説明する図である。ここでは、外気温センサ30の検出値を診断するものとし、自車両1−1の外気温センサ30の検出値を「15℃」とし、周辺車両1−2の外気温センサ30の検出値を「22℃」とし、周辺車両1−3の外気温センサ30の検出値を「26℃」とする。
FIG. 5 is a diagram for explaining a specific example of the diagnosis of the detected value by the
自車両1−1の検出値取得部110は、周辺車両1−2との車車間通信により、周辺車両1−2の外気温センサ30の検出値「22℃」を取得し、周辺車両1−3との車車間通信により、周辺車両1−3の外気温センサ30の検出値「26℃」を取得する。
The detection
自車両1−1の妥当値推定部120は、外気温センサ30の妥当値を「22℃」と「26℃」の平均値である「24℃」と決定する。自車両1−1の診断部130は、外気温センサ30の妥当値「24℃」と、自車両1−1の外気温センサ30の検出値「15℃」とを比較し、両者の差が「9℃」であるので、例えば閾値が「5℃」である場合には、外気温センサ30の異常予兆ありと判定する。
The reasonable
このように、本実施形態に係る診断装置10は、周辺車両の検出値を取得し、取得した検出値を用いて、自車両1−1に搭載されたセンサ30の検出値の妥当値を推定する。そして、自車両の検出値及び妥当値を比較することにより、自車両1−1に搭載されたセンサ30の動作状態を診断する。また診断装置10が診断に用いる対象は、自車両1−1から所定の範囲に存在する周辺車両であり、当該所定の範囲は、自車両1−1の移動速度に応じて設定される。所定の範囲は、自車両の現在の走行環境及び運転条件と、略同一の環境及び運転条件と取り扱う範囲ともいえる。当該所定の範囲を移動速度に応じて設定することで、誤検知率を下げて、高精度の診断結果を得ることができる。さらに、自車両1−1の移動速度が第2所定速度以上である場合、自車両1−1の移動方向に応じて、自車両1−1と略同一方向に移動する周辺車両からの検出情報のみを用いるようにするようにしてもよい。この場合、環境及び運転条件がより近似すると想定される周辺車両の検出情報のみを用いて診断することができるため、より高精度の診断結果を得ることができる。
As described above, the
なお、図2においては、自車両1−1の速度が低速の場合と高速の場合の2パターンにおける所定の範囲を例示したが、所定の範囲の設定は、速度に応じてより多段階に設定することができる。例えば自車両1−1の速度が第1所定速度以上であり、かつ第2所定速度未満である場合、つまり中速である場合には、所定の範囲を、領域R1より大きく、かつ領域R2よりも小さい範囲としてもよい。また、速度に応じて連続的に所定の範囲を設定するようにしてもよい。例えば所定の範囲が、自車両1−1を中心とした所定の半径の円形の領域である場合、所定の半径を、自車両1−1の速度が大きくなるほど小さくするようにしてもよい。 In addition, in FIG. 2, although the predetermined range in the two patterns when the speed of the host vehicle 1-1 is low speed and high speed is illustrated, the setting of the predetermined range is set in multiple stages according to the speed. can do. For example, when the speed of the host vehicle 1-1 is equal to or higher than the first predetermined speed and lower than the second predetermined speed, that is, when it is a medium speed, the predetermined range is larger than the area R1 and larger than the area R2. May be a small range. Further, a predetermined range may be set continuously according to the speed. For example, when the predetermined range is a circular area having a predetermined radius centered on the own vehicle 1-1, the predetermined radius may be reduced as the speed of the own vehicle 1-1 increases.
なお、上記の本発明に係る診断装置10として機能させるためにコンピュータを用いることも可能である。そのようなコンピュータは、診断装置10の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのCPUによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。
In addition, it is also possible to use a computer in order to function as the
また、このプログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD−ROMやDVD−ROMなどの記録媒体であってもよい。 The program may be recorded on a computer readable medium. If a computer-readable medium is used, it can be installed on a computer. Here, the computer-readable medium on which the program is recorded may be a non-transitory recording medium. The non-transitory recording medium is not particularly limited, but may be a recording medium such as a CD-ROM or a DVD-ROM.
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロック又はステップを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロック又はステップを分割したりすることが可能である。 Although the above embodiment has been described as a representative example, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims. For example, a plurality of constituent blocks or steps described in the configuration diagram of the embodiment can be combined into one, or one constituent block or step can be divided.
1 車両
10 診断装置
20 ECU
30 機器
40 車車間通信部
50 表示部
60 距離情報取得部
110 検出値取得部
120 妥当値推定部
130 診断部
140 記憶部
R1、R2 領域
D1、D2 半径
1
30
Claims (1)
前記第1機器の検出値を用いて、第2車両に搭載された第2機器の検出値の妥当値を推定する妥当値推定部と、
前記第2機器の検出値、及び前記第2機器の検出値の妥当値を比較することにより、前記第2機器の動作状態を診断する診断部と、を備え、
前記第1車両は、前記第2車両から所定の範囲内に存在する車両であり、前記所定の範囲を、前記第2車両の移動速度に応じて設定する、診断装置。 A detection value acquisition unit for acquiring a detection value of the first device mounted on the first vehicle;
A reasonable value estimating unit for estimating a reasonable value of the detected value of the second device mounted on the second vehicle, using the detected value of the first device;
A diagnostic unit for diagnosing the operating state of the second device by comparing the detection value of the second device and the reasonable value of the detection value of the second device;
The diagnostic apparatus, wherein the first vehicle is a vehicle existing within a predetermined range from the second vehicle, and the predetermined range is set according to a moving speed of the second vehicle.
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Cited By (1)
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WO2022071228A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Vehicle body state detection system, electric bicycle, vehicle body state detection method, and program |
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