JP2842922B2 - 車両用故障診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両の動作状態をあらわす複数の検出要素
についての検出出力に基づいて、車両の故障についての
診断を行う車両用故障診断装置に関する。

（従来の技術） 車両におけるエンジン回転数，冷却水温度，スロット
ルバルブ開度，走行速度等の走行状態をあらわす各種の
検出要素を夫々に対応するセンサによって検出し、各セ
ンサからの検出出力に基づいて各種の検出要素の状態を
監視して、車両における故障及びその原因を検知するよ
うにされた車両用故障診断装置が提案されている。従来
の斯かる車両用故障診断装置にあっては、各センサから
の検出出力が正常でないと判断されたとき、その正常で
ないと判断された検出出力が異常検出データとしてメモ
リに格納されるものとされ、このような異常検出データ
のメモリへの格納が、車両の動作状態にかかわらず、各
センサからの検出出力が正常でないと判断される毎に行
われるようにされる。また、異常検出データのメモリへ
の格納がなされる際には、所定の警告表示が行われる。

そして、メモリに格納された異常検出データに基づく
故障診断が行われるが、斯かる際には、メモリから異常
検出データが読み出され、読み出された異常検出データ
の解析が行われて、その異常検出データの元となった正
常でない検出出力が得られることになる車両の動作状態
が再現される。そして、再現された車両の動作状態のも
とにおいて、正常でない検出出力を生じるセンサ及びそ
のセンサにより状態検出が行われる検出要素が点検さ
れ、センサが正常でない検出出力を発することになった
要因が追求されて、故障原因が特定されることになる。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如くの従来提案されている車両用故障診断装置
にあっては、メモリに対する異常検出データの格納が、
車両が予め設定された特定の動作状態におかれるもとに
限定されることなく行われるので、メモリに格納された
異常検出データに基づく故障診断が行われる際におい
て、異常検出データの元となった正常でない検出出力が
得られることになる車両の動作状態、特に、間歇的に正
常でなくなる検出出力が得られることになる車両の動作
状態の再現性が良好でなく、その再現のために多大な工
数が必要とされることになる虞がある。また、異常検出
データの元となった正常でない検出出力が得られること
になる車両の動作状態が再現されたもとでの故障原因の
特定にあたっては、判別されるべき各出力が予め設定さ
れた所定の基準値との比較に基づいて行われることが多
く、それにより、基準値以上か未満かに応じて極めて一
義的な判別がなされることになって、微小な故障原因が
適正に特定されないこととなる虞があるとともに、故障
原因が特定される場合にも、故障原因の特定がなされる
までに、比較的長い時間がかかることになってしまう虞
がある。

斯かる点に鑑み、本発明は、車両の動作状態をあらわ
す複数の検出要素についての検出出力に基づいて、車両
の故障についての診断を行うことにあたり、総合的な観
点からの故障原因の特定が、比較的小なる工数をもっ
て、迅速に行われ、しかも、微妙な故障原因が適正に特
定されることになる車両用故障診断装置を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段及び作用） 上述の目的を達成すべく、本発明に係る車両用故障診
断装置は、車両の動作状態をあらわす複数の検出要素を
夫々検出する複数の動作センサと、車両が予め設定され
た動作状態にあるとき、複数の動作センサの夫々から得
られる検出出力が検出データとされて格納されるものと
されたメモリ手段と、メモリ手段に格納された検出デー
タが読み出されて得られる複数の読出検出データの夫々
について、車両の予め設定された動作状態のもとで複数
の読出検出データの夫々に対応する予め設定されたメン
バーシップ関数データとの照合を行い、複数の読出検出
データの夫々が属するメンバーシップ関数をあらわす所
属メンバーシップ関数データ、及び、複数の読出検出デ
ータの夫々のメンバーシップ関数における適合度をあら
わす適合度データを求めるメンバーシップ関数判定手段
と、メンバーシップ関数判定手段から得られる所属メン
バーシップ関数データ及び適合度データについて、メン
バーシップ関数と車両についての複数の故障原因の夫々
とを関係づける規則との照合を行い、複数の読出検出デ
ータの夫々についての対応する故障原因とその故障原因
に関する適合度とを求める故障原因選択手段と、故障原
因選択手段から得られる複数の読出検出データの夫々に
ついての故障原因及び故障原因に関する適合度に基づい
て、故障原因毎に適合度の総和を求め、求められた各故
障原因についての適合度の総和に基づいて、特定の故障
原因を実際の故障原因として推定する故障原因推定手段
とを備えて構成されるものとなされ、実際の故障原因に
ついての推定は、例えば、故障原因推定手段において得
られる故障原因についての適合度の総和のうち最も大と
され、かつ、所定の基準値を越えるものが選定され、斯
かる最大の適合度の総和をもつものとなる故障原因が実
際の故障原因とされることにより行われる。

このようにして複数の動作センサの夫々から得られる
検出出力に基づく故障診断が行われるにあたっては、メ
モリ手段から、車両が如何なる動作状態にあるもとでの
ものが明確にされた検出データが得られ、斯かる検出デ
ータに基づいて、故障原因の推定による特定が、例え
ば、異常検出データの元となる検出出力が得られること
になる車両の動作状態の再現等を要することなく、比較
的小なる工数のもとに、迅速に行われ、しかも、微妙な
故障原因が適正に特定されることになる。

（実施例） 第１図は、本発明に係る車両用故障診断装置の一例を
示す。

第１図に示される例においては、車両の動作状態をあ
らわすエンジン回転数，スロットルバルブ開度、冷却水
温度，走行速度及び排気温度を夫々検出する回転数セン
サ11,スロットル開度センサ12,水温センサ13,車速セン
サ14及び排気温センサ15が設けられており、回転数セン
サ11は検出されたエンジン回転数をあらわす検出出力信
号Snを、スロットル開度センサ12は検出されたスロット
ルバルブ開度をあらわす検出出力信号Stを，水温センサ
13は検出された冷却水温度をあらわす検出出力信号Sw
を，車速センサ14は検出された走行速度をあらわす検出
出力信号Svを、及び、排気温センサ15は検出された排気
温度をあらわす検出出力信号Seを送出する。検出出力信
号Sn,St,Sw,Sv及びSeは、アナログ−ディジタル変換部
（A/D変換部）16においてディジタル化され、夫々、検
出データDn,Dt,Dw,Dv及びDeとされてメモリ部17に供給
される。また、検出出力信号Sn,St,Sw及びSvは、動作状
態検出部18に供給される。動作状態検出部18は、検出出
力信号Sn,St,Sw及びSvに基づいて、車両における走行停
止アイドリング動作中における特定の状態である第１の
特定状態，定常走行動作中における特定の状態である第
２の特定状態、及び、高エンジン負荷走行動作中におけ
る特定の状態である第３の特定状態を検出し、第１の特
定状態が検出されたとき動作検出出力信号W1を，第２の
特定状態が検出されたとき動作検出出力信号W2を、さら
に、第３の特定状態が検出されたとき動作検出出力信号
W3を送出する。斯かる際、第１の特定状態は、例えば、
エンジン回転数が800rpm,スロットルバルブ開度が全閉
状態、冷却水温が90℃以上，走行速度が零の状態とさ
れ、また、第２の特定状態は、例えば、エンジン回転数
が2,000rpm,スロットルバルブ開度が20％，冷却水温が9
0℃以上，走行速度が40km/hの状態とされ、さらに、第
３の特定状態は、例えば、エンジン回転数が3,500rpm,
スロットルバルブ開度が全開状態，冷却水温が100℃以
下，走行速度が40km/hの状態とされる。

動作状態検出部18から選択的に得られる動作検出出力
信号W1,W2及びW3は、加算回路部19を経てメモリ部17に
供給される。メモリ部17においては、動作状態検出部18
から動作検出出力信号W1が供給されるとき、その時にお
ける検出データDn,Dt,Dw,Dv及びDeが第１の記憶領域に
データ更新形式をもって格納され，動作状態検出部18か
ら動作検出出力信号W2が供給されるとき、その時におけ
る検出データDn,Dt,Dw,Dv及びDeが第２の記憶領域にデ
ータ更新形式をもって格納され、さらに、動作状態検出
部18から動作検出出力信号W3が供給されるとき、その時
における検出データDn,Dt,Dw,Dv及びDeが第３の記憶領
域にデータ更新形式をもって格納される。

また、動作状態選定部20が設けられており、動作状態
選定部20からは、スイッチ20Aが操作されることによ
り、車両における走行停止アイドリング動作を指定する
動作状態指定信号R1が得られ，スイッチ20Bが操作され
ることにより、車両における定常走行動作を指定する動
作状態指定信号R2が得られ、さらに、スイッチ20Cが操
作されることにより、車両における高エンジン負荷走行
動作を指定する動作状態指定信号R3が得られる。動作状
態選定部20から選択的に得られる動作状態指定信号R1,R
2及びR3は、加算回路部21を経てメモリ部17に供給され
る。メモリ部17においては、動作状態選定部20から動作
状態指定信号R1が供給されるとき、第１の記憶領域に格
納された検出データDn,Dn,Dw,Dv及びDeの読出しが行わ
れ、動作状態選定部20から動作状態指定信号R2が供給さ
れるとき、第２の記憶領域に格納された検出データDn,D
t,Dw,Dv及びDeの読出しが行われ、さらに、動作状態選
定部20から動作状態指定信号R3が供給されるとき、第３
の記憶領域に格納された検出データDn,Dt,Dw,Dv及びDe
の読出しが行われて、夫々、メンバーシップ関数判定部
22に供給される。

動作状態選定部20から選択的に得られる動作状態指定
信号R1,R2及びR3は、また、メンバーシップ関数格納部2
3に供給される。メンバーシップ関数格納部23は、車両
における走行停止アイドリング動作，定常走行動作、及
び、高エンジン負荷走行動作の夫々のもとで検出データ
Dn,Dt,Dw,Dv及びDeの各々に対応する予め設定されたメ
ンバーシップ関数が、データマップの形で格納されたも
のとされており、動作状態選定部20からの動作状態指定
信号R1が供給されるとき、車両における走行停止アイド
リング動作のもとで検出データDn,Dt,Dw,Dv及びDeの各
々に対応するものとされたメンバーシップ関数データM
n,Mt,Mw,Mv及びMeを送出し、また、動作状態選定部20か
らの動作状態指定信号R2が供給されるとき、車両におけ
る定常走行動作のもとで検出データDn,Dt,Dw,Dv及びDe
の各々に対応するものとされたメンバーシップ関数デー
タMn,Mt,Mw,Mv及びMeを送出し、さらに、動作状態選定
部20からの動作状態指定信号R3が供給されるとき、車両
における高エンジン負荷走行動作のもとで検出データD
n,Dt,Dw,Dv及びDeの各々に対応するものとされたメンバ
ーシップ関数データMn,Mt,Mw,Mv及びMeを送出する。

メンバーシップ関数データMeは、例えば、第２図に示
される如くに、横軸に排気温度ETがとられ、縦軸に適合
度CFがとられて成るグラフにおいて、関数NB（相当小さ
い）,NM（小さい）,NS（比較的小さい）,ZO（普通）,PS
（比較的大きい）,PM（大きい）及びPB（相当大きい）
としてあらわされる如くのメンバーシップ関数がデータ
化されたものとなされる。また、他のメンバーシップ関
数データMn,Mt,Mw及びMvも、夫々グラフの横軸にエンジ
ン回転数，スロットルバルブ開度，冷却水温及び走行速
度がとられることになるが、メンバーシップ関数データ
Meと同様なものとされる。

メンバーシップ関数格納部23から動作状態指定信号R
1,R2もしくはR3に応じて送出されるメンバーシップ関数
データMn,Mt,Mw,Mv及びMeは、メンバーシップ関数判定
部22に供給される。そして、メンバーシップ関数判定部
22においては、メモリ部17における第1,第２もしくは第
３の記憶領域から読み出された検出データDn,Dt,Dw,Dv
及びDeの夫々について、メンバーシップ関数格納部23か
ら動作状態指定信号R1,R2もしくはR3に応じて送出され
るメンバーシップ関数データMn,Mt,Mw,Mv及びMeとの照
合が行われ、検出データDn,Dt,Dw,Dv及びDeの夫々につ
いての、それが属するメンバーシップ関数をあらわす所
属メンバーシップ関数データとそのメンバーシップ関数
における適合度をあらわす適合度データとを含む複合デ
ータΧn,Χt,Χw,Χｖ及びΧｅが形成されて、それらが
故障原因選択部24に供給される。

動作状態選定部20から選択的に得られる動作状態指定
信号R1,R2及びR3は、さらに、規則格納部25にも供給さ
れる。規則格納部25は、メンバーシップ関数と故障原因
Ta,Tb,Tc及びTdとを関係ずける規則がデータマップの形
で格納されたものとされており、動作状態選定部20から
の動作状態指定信号R1が供給されるとき、車両における
走行停止アイドリング動作のもとにおけるメンバーシッ
プ関数と故障原因Ta,Tb,Tc及びTdとを関係ずける規則を
あらわす規則データAa,Ab,Ac及びAdを送出し、また、動
作状態選定部20からの動作状態指定信号R2が供給される
とき、車両における定常走行動作のもとにおけるメンバ
ーシップ関数と故障原因Ta,Tb,Tc及びTdとを関係ずける
規則をあらわす規則データAa,Ab,Ac及びAdを送出し、さ
らに、動作状態選定部20からの動作状態指定信号R3が供
給されるとき、車両における高エンジン負荷走行動作の
もとにおけるメンバーシップ関数と故障原因Ta,Tb,Tc及
びTdとを関係ずける規則をあらわす規則データAa,Ab,Ac
及びAdを送出する。

なお、故障原因Ta,Tb,Tc及びTdとしては、例えば、燃
料噴射弁等の部品の異常，配線の断線あるいは短絡，各
種センサの異常等種々のものが考えられる。

規則格納部25から動作状態指定信号R1,R2もしくはR3
に応じて送出される規則データAa,Ab,Ac及びAdは、故障
原因選択部24に供給される。そして、故障原因選択部24
においては、メンバーシップ関数判定部22から得られる
複合データΧn,Χt,Χw,Χｖ及びΧｅの夫々に含まれる
所属メンバーシップ関数データ及び適合度データについ
て、規則データAa,Ab,Ac及びAdとの照合を行い、メモリ
部17から読み出された検出データDn,Dt,Dw,Dv及びDeの
夫々についての、対応する故障原因Ta,Tb,TcもしくはTd
とその故障原因Ta,Tb,TcもしくはTdに関する適合度とを
あらわす故障原因データが形成される。例えば、検出デ
ータDnについては、故障原因Taとその故障原因Taに関す
る適合度とをあらわす故障原因データYna、及び、故障
原因Tbとその故障原因Tbに関する適合度とをあらわす故
障原因データYnbが得られ、検出データDtについては、
故障原因Taとその故障原因Taに関する適合度とをあらわ
す故障原因データYta,故障原因Tbとその故障原因Tbに関
する適合度とをあらわす故障原因データYtb,故障原因Tc
とその故障原因Tcに関する適合度とをあらわす故障原因
データYtc、及び、故障原因Tdとその故障原因Tdに関す
る適合度とをあらわす故障原因データYtdが得られ、検
出データDwについては、故障原因Tbとその故障原因Tbに
関する適合度とをあらわす故障原因データYwb,故障原因
Tcとその故障原因Tcに関する適合度とをあらわす故障原
因データYwc、及び、故障原因Tdとその故障原因Tdに関
する適合度とをあらわす故障原因データYwdが得られ、
検出データDvについては、故障原因Taとその故障原因Ta
に関する適合度とをあらわす故障原因データYva、及
び、故障原因Tbとその故障原因Tbに関する適合度とをあ
らわす故障原因データYvbが得られ、さらに、検出デー
タDeについては、故障原因Taとその故障原因Taに関する
適合度とをあらわす故障原因データYea,故障原因Tcとそ
の故障原因Tcに関する適合度とをあらわす故障原因デー
タYec、及び、故障原因Tdとその故障原因Tdに関する適
合度とをあらわす故障原因データYedが得られる。

そして、故障原因選択部24から得られる故障原因Taと
その故障原因Taに関する適合度とをあらわす故障原因デ
ータYna,Yta,Yva及びYeaが加算回路部26に供給されて、
故障原因データYna,Yta,Yva及びYeaの夫々によりあらわ
される故障原因Taに関する適合度の総和がとられ、その
結果、加算回路部26から故障原因Taと故障原因Taに関す
る適合度の総和とをあらわす合成故障原因データZaが得
られ、故障原因選択部24から得られる故障原因Tbとその
故障原因Tbに関する適合度とをあらわす故障原因データ
Ynb,Ytb,Ywb及びYvbが加算回路部27に供給されて、故障
原因データYnb,Ytb,Ywb及びYvbの夫々によりあらわされ
る故障原因Tbに関する適合度の総和がとられ、その結
果、加算回路部27から故障原因Tbと故障原因Tbに関する
適合度の総和とをあらわす合成故障原因データZbが得ら
れ，故障原因選択部24から得られる故障原因Tcとその故
障原因Tcに関する適合度とをあらわす故障原因データYt
c,Ywc及びYecが加算回路部28に供給され、故障原因デー
タYtc,Ywc及びYecの夫々によりあらわされる故障原因Tc
に関する適合度の総和がとられ、その結果、加算回路部
28から故障原因Tcと故障原因Tcに関する適合度の総和と
をあらわす合成故障原因データZcが得られ、さらに、故
障原因選択部24から得られる故障原因Tdとその故障原因
Tdに関する適合度とをあらわす故障原因データYtd,Ywd
及びYedが加算回路部29に供給され、故障原因データYt
d,Ywd及びYedの夫々によりあらわされる故障原因Tdに関
する適合度の総和がとられ、その結果、加算回路部29か
ら故障原因Tdと故障原因Tdに関する適合度の総和とをあ
らわす合成故障原因データZdが得られる。

加算回路部26,27,28,及び29から夫々得られる合成故
障原因データZa,Zb,Zc及びZdは故障原因推定部30に供給
される。そして、故障原因推定部30においては、合成故
障原因データZa,Zb,Zc及びZdが夫々あらわす故障原因T
a,Tb,Tc及びTdに関する適合度の総和が比較されて、合
成故障原因データZa,Zb,Zc及びZdのうちの適合度の総和
が最大で、かつ、所定の基準値を越えるものがあらわす
故障原因Ta,Tb,TcもしくはTdが、実際の故障原因として
推定され、故障原因推定部30から、推定された故障原因
Ta,Tb,TcもしくはTdをあらわす故障原因表示データDpが
得られる。なお、合成故障原因データZa,Zb,Zc及びZdの
うちの適合度の総和が最大であるものが比較される基準
値は、適合度の総和が最大であるものが合成故障原因デ
ータZa,Zb,Zc及びZdのいずれであるかに応じて異なるも
のとされる。

このようにして、故障原因推定部30から得られた故障
原因表示データDpは、ディジタル−アナログ変換部（D/
A変換部）31においてアナログ化され、故障原因表示信
号Spとされて表示部32に供給される。その結果、実際の
故障原因として推定された故障原因Ta,Tb,TcもしくはTd
が表示部32において表示されて、故障原因が特定され
る。

なお、上述の例においては、車両の動作状態をあらわ
すエンジン回転数，スロットルバルブ開度，冷却水温
度，走行速度及び排気温度が検出要素とされて、回転数
センサ11,スロットル開度センサ12,水温センサ13,車速
センサ14及び排気温センサ15が設けられているが、車両
の動作状態をあらわす検出要素及びセンサの種類は、斯
かる例に限られる必要はない。また、上述の例にあって
は、動作状態選定部20からの動作状態指定信号R1,R2も
しくはR3に応じてメモリ部17における第1,第２もしくは
第３の記憶領域からの検出データDn,Dt,Dw,Dv及びDeの
読出しが行われるようにされているが、必ずしもこのよ
うにされる必要はなく、メモリ部17における第1,第２も
しくは第３の記憶領域からの検出データDn,Dt,Dw,Dv及
びDeの読出しが一斉に行われてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る車両用故
障診断装置によれば、車両の動作状態をあらわす複数の
検出要素についての検出出力に基づいて、車両の故障に
ついての診断を行うにあたり、車両が予め設定された動
作状態にあるとき、複数の動作センサの夫々から得られ
る検出出力が検出データとされて格納されるものとされ
たメモリ手段からの複数の読出検出データの夫々につい
て、それが属するメンバーシップ関数をあらわす所属メ
ンバーシップ関数データ、及び、そのメンバーシップ関
数における適合度をあらわす適合度データが求められ、
斯かる所属メンバーシップ関数データ及び適合度データ
について、メンバーシップ関数と車両についての複数の
故障原因の夫々とを関係づける規則との照合が行われ
て、複数の読出し検出データの夫々についての対応する
故障原因とその故障原因に関する適合度とが求められる
とともに故障原因毎に適合度の総和が求められ、求めら
れた各故障原因についての適合度の総和に基づいて、特
定の故障原因が実際の故障原因として推定されて故障原
因が特定されるので、メモリ手段から車両が如何なる動
作状態にあるもとでのものかが明確にされた検出データ
が得られることになり、斯かる検出データに基づいて、
故障原因の推定による特定が、例えば、異常検出データ
の元となる検出出力が得られることになる車両の動作状
態の再現等を要することなく、比較的小なる工数のもと
に、迅速に行われ、しかも、微妙な故障原因が適正に特
定されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用故障診断装置の一例を示す
ブロック構成図、第２図は第１図に示される例に用いら
れるメンバーシップ関数の一例を示すグラフである。 図中、11は回転数センサ、12はスロットル開度センサ、
13は水温センサ、14は車速センサ、15は排気温センサ、
17はメモリ部、18は動作状態検出部、20は動作状態選定
部、22はメンバーシップ関数判定部、23はメンバーシッ
プ関数格納部、24は故障原因選択部、25は規則格納部、
26,27,28及び29は加算回路部、30は故障原因推定部、32
は表示部である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の動作状態をあらわす複数の検出要素
   を夫々検出する複数の動作センサと、 上記車両が予め設定された動作状態にあるとき、上記複
   数の動作センサの夫々から得られる検出出力が検出デー
   タとされて格納されるものとされたメモリ手段と、 該メモリ手段に格納された検出データが読み出されて得
   られる複数の読出検出データの夫々について、上記予め
   設定された動作状態のもとで上記複数の読出検出データ
   の夫々に対応する予め設定されたメンバーシップ関数デ
   ータとの照合を行い、上記複数の読出検出データの夫々
   が属するメンバーシップ関数をあらわす所属メンバーシ
   ップ関数データ、及び、上記複数の読出検出データの夫
   々の上記メンバーシップ関数における適合度をあらわす
   適合度データを求めるメンバーシップ関数判定手段と、 該メンバーシップ関数判定手段から得られる上記所属メ
   ンバーシップ関数データ及び適合度データについて、メ
   ンバーシップ関数と上記車両についての複数の故障原因
   の夫々とを関係づける規則との照合を行い、上記複数の
   読出検出データの夫々についての対応する故障原因と該
   故障原因に関する適合度とを求める故障原因選択手段
   と、 該故障原因選択手段から得られる上記複数の読出検出デ
   ータの夫々についての上記故障原因及び故障原因に関す
   る適合度に基づいて、上記故障原因毎に適合度の総和を
   求め、求められた各故障原因についての適合度の総和に
   基づいて、特定の故障原因を実際の故障原因として推定
   する故障原因推定手段と、 を備えることを特徴とする車両用故障診断装置。