JP4784125B2

JP4784125B2 - 電子制御装置、故障診断テスタ、車両診断装置およびその方法

Info

Publication number: JP4784125B2
Application number: JP2005095170A
Authority: JP
Inventors: 真生齊藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: JP2006273112A

Description

本発明は、故障原因の究明を容易にする機能を備えた電子制御装置、故障診断テスタ、車両診断装置およびその方法に関する。

近年、車両はその機能の高度化に伴って、相互にネットワークで接続された電子制御機器（以下、ＥＣＵという）を数多く搭載するようになった。これらのＥＣＵは診断機能を有しており、診断は定期的にまたは必要に応じて行われる。診断の結果は、下記特許文献１、２に示すように、記憶装置に故障履歴として蓄積され、外部装置によって読み出すことができるようになっている。
特開平５−１７２７０３号公報特開２００３−２８５７００号公報

ところが、従来の車両診断装置にあっては、生産現場でＥＣＵに故障が発生した場合、記憶装置に蓄積されている故障履歴を読み出すことはできるものの、その故障履歴からは故障原因が容易に特定できない場合がある。たとえば、その故障が散発的に発生するものであり、故障発生時の故障履歴は残っているものの、現在ではＥＣＵが正常に機能してしまっているような場合や、あるＥＣＵの故障が他のＥＣＵに波及した結果、故障履歴からは複数のＥＣＵが故障したかのように見える場合などである。

故障原因が容易に特定できない場合には、専門的な知識を備えている作業者が、車両からＥＣＵを取り外したり、故障の発生に関係しそうなセンサーやアクチュエータを取り外したりするなどして故障原因を探っていかなければならず、故障原因の究明に多くの時間を要する。

本発明は、このような従来の技術の問題点を解消するために成されたものであり、故障原因の究明を容易にする機能を備えた電子制御装置、故障診断テスタ、車両診断装置およびその方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る電子制御装置は、通常モードと故障モードとを選択的に切り換えるモード切換手段と、前記通常モード時に車両の故障状態を検出する故障状態検出手段と、検出した故障状態を故障コードに置き換えて外部に出力する出力手段と、前記故障モード時に外部から故障コードを入力する入力手段と、入力した故障コードから前記車両の故障状態を再現する故障状態再現手段と、を有し、前記故障状態再現手段は、入力した故障コードを前記故障状態の再現に必要な情報に逆変換する逆変換手段と、逆変換した情報に基づいて前記故障状態を実現する故障状態実現手段と、を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明に係る故障診断テスタは、前記電子制御装置のモードを通常モードまたは故障モードに切り換えさせるモード切換指令手段と、前記電子制御装置から故障コードを受信する故障コード受信手段と、取得した故障コードの中から任意の故障コードを選択する故障コード選択手段と、選択した故障コードを前記電子制御装置に送信する故障コード送信手段と、を有することを特徴とする。

さらに上記目的を達成するための本発明に係る車両診断装置は、通常モードと故障モードとを選択的に切り換えるモード切換手段と、前記通常モード時に車両の故障状態を検出する故障状態検出手段と、検出した故障状態を故障コードに置き換えて外部に出力する出力手段と、前記故障モード時に外部から故障コードを入力する入力手段と、入力した故障コードから前記車両の故障状態を再現する故障状態再現手段と、を備えた電子制御装置および前記電子制御装置のモードを通常モードまたは故障モードに切り換えさせるモード切換指令手段と、前記電子制御装置から故障コードを受信する故障コード受信手段と、取得した故障コードの中から任意の故障コードを選択する故障コード選択手段と、選択した故障コードを前記電子制御装置に送信する故障コード送信手段と、を備えた故障診断テスタからなり、前記故障状態再現手段は、入力した故障コードを前記故障状態の再現に必要な情報に逆変換する逆変換手段と、逆変換した情報に基づいて前記故障状態を実現する故障状態実現手段と、を有することを特徴とする。

そして、上記目的を達成するための本発明に係る車両診断方法は、電子制御装置と故障診断テスタとからなる車両診断装置による車両診断方法であって、前記電子制御装置が車両の故障状態を検出する故障状態検出段階と、検出した故障状態を前記電子制御装置が故障コードに置き換えて蓄積する故障コード蓄積段階と、前記故障診断テスタが蓄積された故障コードを取得する故障コード蓄積段階と、取得した故障コードの中から任意の故障コードを選択する故障コード選択段階と、選択した故障コードを前記電子制御装置に送信する故障コード送信段階と、送信された故障コードにより前記電子制御装置が前記車両の故障状態を再現する故障状態再現段階と、を含み、前記故障状態再現段階は、入力した故障コードを前記故障状態の再現に必要な情報に逆変換する逆変換段階と、逆変換した情報に基づいて前記故障状態を実現する故障状態実現段階と、を含むことを特徴とする。

以上のように構成された本発明によれば、車両の故障状態を電子制御装置によって容易に再現させることができるので、故障原因の特定が容易になる。したがって、散発的に発生する故障、複数の電子制御装置が連鎖して発生する故障などもその故障原因の特定が容易になり、また、故障原因の究明も、専門的な知識を備えている作業者でなくともできるようになる。

さらに、故障原因の究明は、車両から電子制御装置を取り外したり、故障の発生に関係しそうなセンサーやアクチュエータを取り外したりしなくともできるようになることから、故障原因の究明が短時間で終了できるようになる。

次に、本発明に係る電子制御装置、故障診断テスタ、車両診断装置およびその方法を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る車両診断装置の概略構成ブロック図である。車両診断装置１００はＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃおよび故障診断テスタ３００から構成される。ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃと故障診断テスタ３００とはコネクタ４００によって相互に接続される。各ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃには故障コードを記憶する記憶部２１０Ａ〜２１０Ｃが設けられている。各ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃは車内に設けられたＬＡＮ回線２１５に接続されている。各ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃには各種のスイッチ類２１２Ａ〜２１２Ｃ、各種のセンサー類２１４Ａ〜２１４Ｃ、各種のアクチュエータ類２１６Ａ〜２１６Ｃが接続されている。

各ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃは、スイッチ類２１２Ａ〜２１２Ｃ、センサー類２１４Ａ〜２１４Ｃ、アクチュエータ類２１６Ａ〜２１６Ｃの動作を監視し、これらが正常に動作していないときに車両が故障状態に陥ったと判断し、その故障状態を故障コードに置き換えて記憶部２１０Ａ〜２１０Ｃに記憶する。記憶部２１０Ａ〜２１０Ｃに記憶されている故障コードはＬＡＮ回線２１５およびコネクタ４００を介して故障診断テスタ３００が取り込めるようになっている。

図２は、図１のＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。ＥＣＵ２００は、モード切換部２２０、故障状態検出部２２５、変換部２３０、記憶部２１０、送信部２３５、入力部２４０、逆変換部２４５、故障状態実現部２５０から構成される。

モード切換部２２０は、モード切換手段として機能するものであって、通常モードと故障モードとを選択的に切り換える。通常モードに切り換えられているとき、ＥＣＵ２００は故障の発生を監視し、故障が発生した場合にその故障状態を対応する故障コードに変換して記憶する。一方、故障モードに切り換えられているとき、故障診断テスタ３００はＥＣＵ２００に記憶されている故障コードを取得し、特定の故障コードをＥＣＵ２００に出力して、ＥＣＵ２００をその故障コードに対応する故障状態に強制的に設定する。モード切換部２２０は、外部から故障モード設定信号を入力した場合に故障モードに切り換え、外部から故障モード解除信号を入力した場合に故障モードから通常モードに切り換える。

故障状態検出部２２５は、故障状態検出手段として機能するものであって、通常モード時に、ＥＣＵ２００に接続されているスイッチ類、センサー類、アクチュエータ類の動作を監視し、スイッチ類やセンサー類の動作に基づいてアクチュエータがプログラムに基づく所望の動作をしていないような場合に車両が故障したものと判断する。つまり車両の故障状態を検出する。

変換部２３０は、変換手段として機能するものであって、検出された故障状態を故障コードに変換する。考えうる故障状態は変換部２３０内に登録されており、それぞれの故障状態に対応して故障コードが割り当てられている。

記憶部２１０は、記憶手段として機能するものであって、故障発生の度に変換部２３０から出力される故障コードを記憶する。

送信部２３５は、送信手段として機能するものであって、記憶部２１０に記憶されている故障コードを故障診断テスタ３００に向けて送信する。なお、上記の変換部２３０、記憶部２１０および送信部２３５によって出力手段が構成される。

入力部２４０は、入力手段として機能するものであって、故障モード時に故障診断テスタ３００から送信された故障コードを入力する。

逆変換部２４５は、逆変換手段として機能するものであって、入力部２４０が入力した故障コードからその故障コードに対応する故障状態の再現に必要な情報に逆変換する。

故障状態実現部２５０は、逆変換部２４５は逆変換した情報に基づいて車両を強制的にその故障状態に設定させ故障状態を再現する。なお、上記の逆変換部２４５および故障状態実現部２５０によって故障状態再現手段が構成される。

図３は、図１の故障診断テスタの内部構成を示すブロック図である。故障診断テスタ３００は、モード切換指令部３１０、故障コード受信部３２０、故障コード選択部３３０、故障コード送信部３４０、故障過程監視部３５０から構成される。

モード切換指令部３１０は、モード切換指令手段として機能するものであって、図２に示したＥＣＵ２００のモードを通常モードまたは故障モードに切り換えさせる。モード切換指令部３１０は、ＥＣＵ２００を故障モードに切り換えさせる場合には故障モード設定信号を出力し、ＥＣＵ２００を故障モードから通常モードに切り換えさせる場合には故障モード解除信号を出力する。

故障コード受信部３２０は、故障コード受信手段として機能するものであって、ＥＣＵ２００から故障コードを受信する。

故障コード選択部３３０は、故障コード選択手段として機能するものであって、ＥＣＵ２００から取得した故障コードの中から任意の故障コードを選択する。故障コードはＥＣＵ２００の記憶部２１０に記憶されている。故障コード受信部３２０は、記憶部２１０に記憶されているすべての故障コードを、各ＥＣＵについて取得することができる。故障コードの選択は作業者によって行われる。作業者は故障診断テスタのディスプレイにＥＣＵ毎に表示されている故障コードの中から再現したい故障状態に対応する故障コードを選択する。

故障コード送信部３４０は、故障コード送信手段として機能するものであって、故障コード選択部３３０で選択した故障コードをＥＣＵ２００に送信する。

故障過程監視部３５０は、ＥＣＵ２００の動作状態を監視し、擬似的な故障に陥って行く過程を記録することができる。

次に、本発明に係る車両診断装置の動作を図４のフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、このフローチャートは車両診断方法の手順を示すものでもあり特に故障モードの動作を示すものである。また、左側に示したフローチャートは故障診断テスタによって処理されるものであり、右側に示したフローチャートはＥＣＵによって処理されるものである。

このフローチャートが実行される前に、各ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃは通常モードに設定されていて、故障状態を監視しており、故障状態検出部２２５が故障状態を検出した場合には（故障状態検出段階）、その故障状態を故障コードに置き換えて記憶部２１０に蓄積させる処理が行われているものとする（故障コード蓄積段階）。

まず、車両の診断を行う場合には、コネクタ４００、ＬＡＮ回線２１５（図１参照）を介して故障診断テスタ３００をＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃに接続する（Ｓ１）。作業者は故障診断テスタ３００を操作して故障モードに切り換える。故障モードの切り換えによって、故障診断テスタ３００のモード切換指令部３１０から各ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃに向けて故障モード設定信号が送信される（Ｓ２）。送信された故障モード設定信号はＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃのモード切換部２２０によって受信され（Ｓ１１）、ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃが故障モードに設定される（Ｓ１２）。

ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃが故障モードに設定されると、故障診断テスタ３００の故障コード受信部３２０は、ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃの記憶部２１０に記憶されているすべての故障履歴（蓄積されている故障コード）を、送信部２３５を介して取得する（Ｓ３）。取得した故障履歴は故障診断テスタ３００のディスプレイ上にＥＣＵ毎に表示される。作業者はこの故障履歴を見て、どのＥＣＵにどの故障を再現させるのかを検討し、故障コード選択部３３０を用いて、再現させたい故障に対応する故障コードを選択する（故障コード選択段階）（Ｓ４）。故障コード送信部３４０は選択された故障コードをＥＣＵ（たとえばＥＣＵ２００Ａ）に向けて送信する（故障コード送信段階）（Ｓ５）。ＥＣＵ２００Ａの入力部２４０は故障コード送信部３４０からの故障コードを受信する（Ｓ１３）。逆変換部２４５は、送信されてきた故障コードに基づいて、その故障コードに対応した故障状態を再現させるための情報を生成する。つまり、故障コードを故障状態の再現に必要な情報に逆変換する。そして、故障状態実現部２５０は、その逆変換された情報に基づいて車両をその故障状態に擬似設定する（故障状態再現段階）（Ｓ１４）。一方、故障診断テスタ３００の故障過程監視部３５０はＥＣＵ２００Ａがどのようにして故障状態に陥っていくのかを、故障コードを出力した時点から監視する。つまり、ＥＣＵ２００Ａが故障状態になる過程を監視するのである（Ｓ６）。作業者は、監視結果を見て故障の要因を解析し、その故障は何が原因で生じたのかを検討する（Ｓ７）。故障の解析が終了したら、作業者は故障診断テスタ３００を操作して通常モードに切り換える。通常モードへの切り換えによって、故障診断テスタ３００のモード切換指令部３１０から各ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃに向けて故障モード解除信号が送信される（Ｓ８）。送信された故障モード解除信号はＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃのモード切換部２２０によって受信され（Ｓ１５）、ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃが故障モードから通常モードに設定される（Ｓ１６）。

図５は、複数の故障状態がほぼ同時に発生した場合の車両診断方法の手順を示すものである。なお、図の左側に記載されているフローチャートは図４の右側に記載されているフローチャートと同一であるので、既に説明した手順と同一の手順は簡略化して説明する。

まず、車両の診断を行う場合には、故障診断テスタ３００をＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃに接続する。作業者は故障診断テスタ３００を操作して故障モードに切り換える。故障モードの切り換えによって、モード切換指令部３１０から送信された故障モード設定信号はＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃのモード切換部２２０によって受信され（Ｓ１１）、ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃが故障モードに設定される（Ｓ１２）。故障コード受信部３２０は、記憶部２１０に記憶されているすべての故障履歴を取得する。取得した故障履歴は故障診断テスタ３００のディスプレイ上にＥＣＵ毎に表示される。作業者はこの故障履歴を見て、どのＥＣＵにどの故障を再現させるのかを検討し、再現させたい故障に対応する故障コードを選択する。故障コード送信部３４０は選択された故障コードをＥＣＵ（たとえばＥＣＵ２００Ａ）に向けて送信する。ＥＣＵ２００Ａの入力部２４０は故障コード送信部３４０からの故障コードを受信する（Ｓ１３）。逆変換部２４５は、送信されてきた故障コードを故障状態の再現に必要な情報に逆変換し、その故障コードに対応した故障状態をＥＣＵ２００Ａに再現させるための情報を生成する。故障状態実現部２５０は、その逆変換された情報に基づいて車両をその故障状態に擬似設定する（Ｓ１４）。この擬似設定の際に、たとえばＥＣＵ２００ＢがＥＣＵ２００Ａから出力された信号を受信する（Ｓ２１）。ＥＣＵ２００Ｂは、ＥＣＵ２００Ａからの信号に基づいて動作し（Ｓ２２）、故障状態になったとする（Ｓ２３）。

一方、故障過程監視部３５０はＥＣＵ２００Ａからの信号がＥＣＵ２００Ｂを故障状態にする過程を、故障コードを出力した時点から監視する。つまり、１つのＥＣＵの動作が他のＥＣＵに対してどのように影響するのかを監視するのである。

作業者は、監視結果を見て故障の要因を解析し、その故障は何が原因で生じたのかを検討する。故障の解析が終了したら、作業者は故障診断テスタ３００を操作して通常モードに切り換える。通常モードへの切り換えによって、モード切換指令部３１０から各ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃに向けて故障モード解除信号が送信される。送信された故障モード解除信号はＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃのモード切換部２２０によって受信され（Ｓ１５）、ＥＣＵ２００Ａ〜２００Ｃが故障モードから通常モードに設定される（Ｓ１６）。図５のフローチャートの場合には、ＥＣＵ２００Ａの故障状態は復帰する（通常状態に戻る）ものの、ＥＣＵ２００Ｂの故障状態は復帰しないので、ＥＣＵ２００Ａをある故障状態に設定するとＥＣＵ２００Ｂが故障状態のまま復帰しなくなるということがわかる。

以上のように、本発明によれば、生産現場でＥＣＵに故障が生じた場合、その故障をＥＣＵに強制的に再現させ、その再現時のＥＣＵの動きを監視することによって真の故障原因が容易に把握できるようになる。また、各ＥＣＵは車内のＬＡＮ回線で相互に接続されているため、１つのＥＣＵの故障が他のＥＣＵに影響を与えることもあるが、その場合は複数のＥＣＵが同時に故障したかのように見えてしまう。この場合、ＥＣＵにタイムスタンプ機能を持たせれば、どのＥＣＵが最初に故障状態になったのかがわかるが、ＬＡＮ回線には非常に多くの情報が行きかっているために、すべてのＥＣＵの同期を取るタイムスタンプ用の時間情報を流通させる余裕がない。本発明を用いれば、ＥＣＵが故障に陥っていく順序も容易に把握することができ、従来は複雑と思われた故障であってもその原因を容易に把握することができるようになる。

本発明によれば、車両の故障原因の究明が容易になるので、車両の生産現場で利用可能である。

本発明に係る車両診断装置の概略構成ロック図である。図１のＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。図１の故障診断テスタの内部構成を示すブロック図である。本発明に係る車両診断装置の動作フローチャートである。本発明に係る車両診断装置の動作フローチャートである。

符号の説明

１００車両診断装置、
２００、２００Ａ〜２００ＣＥＣＵ、
２１０、２１０Ａ〜２１０Ｃ記憶部、
２１２Ａ〜２１２Ｃスイッチ類、
２１４Ａ〜２１４Ｃセンサー類、
２１５ＬＡＮ回線、
２１６Ａ〜２１６Ｃアクチュエータ類、
２２０モード切換部、
２２５故障状態検出部、
２３０変換部、
２３５送信部、
２４０入力部、
２４５逆変換部、
２５０故障状態実現部、
３００故障診断テスタ、
３１０モード切換指令部、
３２０故障コード受信部、
３３０故障コード選択部、
３４０故障コード送信部、
３５０故障過程監視部、
４００コネクタ。

Claims

通常モードと故障モードとを選択的に切り換えるモード切換手段と、
前記通常モード時に車両の故障状態を検出する故障状態検出手段と、
検出した故障状態を故障コードに置き換えて外部に出力する出力手段と、
前記故障モード時に外部から故障コードを入力する入力手段と、
入力した故障コードから前記車両の故障状態を再現する故障状態再現手段と、を有し、
前記故障状態再現手段は、
入力した故障コードを前記故障状態の再現に必要な情報に逆変換する逆変換手段と、
逆変換した情報に基づいて前記故障状態を実現する故障状態実現手段と、
を有することを特徴とする電子制御装置。
前記モード切換手段は、
外部から故障モード設定信号を入力した場合に故障モードに切り換え、外部から故障モード解除信号を入力した場合に故障モードから通常モードに切り換えることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
前記出力手段は、
前記故障状態を故障コードに変換する変換手段と、
変換した故障コードを記憶する記憶手段と、
記憶されている故障コードを送信する送信手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置のモードを通常モードまたは故障モードに切り換えさせるモード切換指令手段と、
前記電子制御装置から故障コードを受信する故障コード受信手段と、
取得した故障コードの中から任意の故障コードを選択する故障コード選択手段と、
選択した故障コードを前記電子制御装置に送信する故障コード送信手段と、
を有することを特徴とする故障診断テスタ。
前記モード切換指令手段は、
前記電子制御装置を前記故障モードに切り換えさせる場合には故障モード設定信号を出力し、前記故障モードから通常モードに切り換えさせる場合には故障モード解除信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の故障診断テスタ。
通常モードと故障モードとを選択的に切り換えるモード切換手段と、前記通常モード時に車両の故障状態を検出する故障状態検出手段と、検出した故障状態を故障コードに置き換えて外部に出力する出力手段と、前記故障モード時に外部から故障コードを入力する入力手段と、入力した故障コードから前記車両の故障状態を再現する故障状態再現手段と、を備えた電子制御装置および前記電子制御装置のモードを通常モードまたは故障モードに切り換えさせるモード切換指令手段と、前記電子制御装置から故障コードを受信する故障コード受信手段と、取得した故障コードの中から任意の故障コードを選択する故障コード選択手段と、選択した故障コードを前記電子制御装置に送信する故障コード送信手段と、を備えた故障診断テスタからなり、
前記故障状態再現手段は、入力した故障コードを前記故障状態の再現に必要な情報に逆変換する逆変換手段と、逆変換した情報に基づいて前記故障状態を実現する故障状態実現手段と、を有することを特徴とする車両診断装置。
前記モード切換手段は、
外部から故障モード設定信号を入力した場合に故障モードに切り換え、外部から故障モード解除信号を入力した場合に故障モードから通常モードに切り換えることを特徴とする請求項６に記載の車両診断装置。
前記出力手段は、
前記故障状態を故障コードに変換する変換手段と、
変換した故障コードを記憶する記憶手段と、
記憶されている故障コードを送信する送信手段と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の車両診断装置。
前記モード切換指令手段は、
前記電子制御装置を前記故障モードに切り換えさせる場合には故障モード設定信号を出力し、前記故障モードから通常モードに切り換えさせる場合には故障モード解除信号を出力することを特徴とする請求項７に記載の車両診断装置。
電子制御装置と故障診断テスタとからなる車両診断装置による車両診断方法であって、
前記電子制御装置が車両の故障状態を検出する故障状態検出段階と、
検出した故障状態を前記電子制御装置が故障コードに置き換えて蓄積する故障コード蓄積段階と、
前記故障診断テスタが蓄積された故障コードを取得する故障コード蓄積段階と、
取得した故障コードの中から任意の故障コードを選択する故障コード選択段階と、
選択した故障コードを前記電子制御装置に送信する故障コード送信段階と、
送信された故障コードにより前記電子制御装置が前記車両の故障状態を再現する故障状態再現段階と、
を含み、
前記故障状態再現段階は、入力した故障コードを前記故障状態の再現に必要な情報に逆変換する逆変換段階と、逆変換した情報に基づいて前記故障状態を実現する故障状態実現段階と、を含むことを特徴とする車両診断方法。
さらに、
前記故障状態検出段階の前に、前記電子制御装置を前記故障モードに切り換えさせる段階を含み、
前記故障状態再現段階の後に、前記電子制御装置を前記故障モードから通常モードに切り換えさせる段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両診断方法。