JP5280333B2 - 車両の故障診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の故障診断装置に関し、より具体的には、車両の電子制御装置と通信して、車両の運転に係るパラメータの測定結果を取得し、その測定結果から車両の不具合原因を特定する故障診断装置に関する。

特許文献１は、車両用故障診断装置を開示する。この故障診断装置は、自己診断機能を備えた車載用電子制御装置からの診断結果（故障コード）に応じて、車両停止状態でも再現し得る故障を診断するための作業手順または車両走行状態でなければ再現し得ない故障を車両停止状態で診断するための代替作業手順のいずれかを選択可能に表示させる。

特許文献２は、作業機械のチェッカ装置を開示する。このチェッカ装置は、作業機械の故障現象毎の予想される故障現象項目と、各故障現象項目に係るセンサ群とを選択可能に表示させる。

特許第２５８９６１７号公報 特開２００４−１９９５００号公報

車両の不具合には、故障コードとして記録されない不具合があり、特許文献１に記載の発明では、車両の電子制御装置からの故障コードの取得が前提となるため、かかる不具合について対応することができない。

故障コードなしの不具合の原因を特定するために、修理者が、不具合症状に応じて、検証すべき運転に係るパラメータの選定と選定したパラメータのトリガ条件（測定開始条件）の設定をおこなう必要がある。

しかし、このパラメータの選定とトリガ条件の設定には、修理者の経験と熟練が必要とされ、経験の浅い修理者にとってその選定および設定を容易かつ適切におこなうことは難しい。特に、トリガ条件の設定には経験的判断が求められるので、その傾向が顕著である。

したがって、特許文献２に記載の発明のように、故障現象毎の予想される故障現象項目と各故障現象項目に係るセンサ群とが選択可能に表示されても、経験の浅い修理者にとって、適切な故障現象項目およびセンサを選択することは困難である。また、そもそも特許文献１および２には、測定するパラメータのトリガ条件の設定に関する選択的表示は開示されていない。

そこで、本発明は、故障コードとして記録されないような不具合（故障）であっても、修理者の経験度や熟練度に拘わらず、迅速かつ容易に不具合原因の特定を可能にすることを目的とする。

本発明は、表示手段を有し、車両の電子制御装置と通信して、車両の故障診断をおこなう故障診断装置を提供する。その故障診断装置は、車両の運転に係る運転パラメータ群を、当該運転パラメータ群の中から実際に測定する測定パラメータを選択可能に、表示手段に表示させる測定パラメータ選択手段と、選択された測定パラメータを、当該測定パラメータを測定する際のトリガ条件を設定可能に、表示手段に表示させるトリガ条件設定手段と、車両の不具合症状群を、当該不具合症状群の中から選択される不具合症状に対応する測定パラメータのセットと、当該運転パラメータのセットを測定する際のトリガ条件とを一括して設定可能に、表示手段に表示させる不具合別設定手段と、測定パラメータの測定結果を比較可能に表示手段に表示させる測定結果処理手段と、を備える。

本発明によれば、車両の不具合症状群を、当該不具合症状群の中から選択される不具合症状に対応する測定パラメータのセットと、当該測定パラメータのセットを測定する際のトリガ条件とを一括して設定可能に表示手段に表示させるので、修理者は、その経験度や熟練度に拘わらず、不具合症状に対応する測定パラメータとその測定時のトリガ条件とを一括して容易かつ適切に設定することができる。

本発明の一形態によると、不具合別設定手段は、測定パラメータのセットを不具合症状毎に予め設定されたデフォルト値として表示させ、トリガ条件を測定パラメータのセット毎に予め設定されたデフォルト値として表示させる。

この本発明の一形態によれば、測定パラメータのセットおよびそのトリガ条件がデフォルト値として表示されるので、それらの値を確認しながら一括して設定することができる。

本発明の一形態によると、表示手段において、運転パラメータ群と前記不具合症状群とは１画面に同時に表示され、当該不具合症状群の表示において選択された不具合症に対応する測定パラメータのセットの各測定パラメータは、運転パラメータ群の表示においても測定パラメータとして選択されかつ変更可能に表示される。

この本発明の一形態によれば、不具合症状群の表示において選択された不具合症に対応する測定パラメータのセットの各測定パラメータが、同時に表示される測定パラメータ群の表示においても実際に測定する測定パラメータとして選択されかつ変更可能に表示されるので、不具合症状群の表示において設定された測定パラメータを運転パラメータ群の表示において変更（削除、追加）することができる。その結果、修理者の経験や知識を活かして、不具合症状に対応するより適切な測定パラメータを選択することができる。

本発明の一形態によると、測定結果処理手段は、少なくとも２以上の測定パラメータの測定結果の各々をグラフとして１画面に同時に表示する。

この本発明の一形態によれば、２以上の測定パラメータの測定結果の各々がグラフとして１画面に同時に表示されるので、測定結果の比較評価が容易になり、不具合原因の特定（診断）を迅速におこなうことができる。

本発明の車両に接続した故障診断装置を示す図である。 本発明の故障診断装置の構成を示すブロック図である。 故障診断装置の動作フローを示す図である。 不具合症状別の設定画面の一例を示す図である。 トリガ条件の変更画面の一例を示す図である。 測定結果の一例を示す図である 測定結果の一例を示す図である

図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に従う、車両に接続した故障診断装置を示す図である。故障診断装置１００は、表示部１０と入力部１２を有し、通信ケーブル１４により車両１５０の前面のフロントパネル部１６の下部にある接続部（図示なし）に接続される。その接続部は、車両内の電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」）という）に接続する。ＥＣＵは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータである。ＥＣＵは、エンジン等のセンサ群からの信号を受けてエンジン等の各種制御をおこなう。

図１では、故障診断装置１００はノート型パソコンとして例示しているが、このタイプに限られず、さらに小型のハンディ・タイプとしてもよい。その場合、ナビゲーション装置１８の表示部と入力部を利用してもよい。また、故障診断装置１００は、通信ケーブル１４を利用せずに、無線通信により車両内のＥＣＵあるいは外部のコンピュータ（ＰＣ、サーバ等）と通信できるようにしてもよい。

図２は、故障診断装置１００の構成を示すブロック図である。故障診断装置１００は、制御部２０、表示部２２、入力部２４、メモリ２６、および通信Ｉ／Ｆ２８を備える。制御部２０は、ＣＰＵおよびメモリを備えるコンピュータである。制御部２０は、表示部２２、入力部２４、メモリ２６、および通信Ｉ／Ｆ２８に対して各種制御をおこなう。図２では、制御部２０の各機能がブロック２１０〜２４０として示してある。この各機能については後述する。

表示部２２は、ＬＣＤ等のディスプレイとさらに必要に応じてスピーカを備える。入力部２４は、キーボード、マウス等の入力装置を含む。表示部２２のディスプレイがタッチパネル機能を有する場合、そのタッチパネルによって入力してもよい。さらに、入力部２４としてマイクロフォンを介した音声入力機能を追加してもよい。

メモリ２６は、ＲＡＭ等の揮発性メモリ、ＲＯＭ等の不揮発性メモリ、フラッシュメモリやＨＤＤ等の不揮発性書換え可能メモリを含む。揮発性メモリには、入力部２４から入力されたデータや通信Ｉ／Ｆ２８を介して車両のＥＣＵから取得した測定データ等が一時保管される。不揮発性メモリと不揮発性書換え可能メモリには、制御部２０が各機能を実行するための診断用プログラム（ソフトウエア）や測定データを処理して得られる測定結果等が保管される。

通信Ｉ／Ｆ２８は、有線通信Ｉ／Ｆとさらに必要に応じて無線通信Ｉ／Ｆを含む。有線通信Ｉ／Ｆの場合、図１に例示されるケーブル１４を介して車両のＥＣＵ等と通信する。無線通信Ｉ／Ｆの場合は、アンテナ（図示なし）を介して車両のＥＣＵ等と通信する。

次に故障診断装置１００の動作について、図面を参照しながら説明する。図３は、故障診断装置１００の動作フローを示す図である。この動作フローは、制御部２０のＣＰＵがメモリ２６に格納された診断用プログラム呼び出して実行することにより実施される。なお、以下の例では、表示部２２は図１のノート型パソコンのディスプレイでの表示を想定している。したがって、個々に言及はしていないが、表示内容は、マウスによるカーソル移動やアイコンのクリック（選択）あるいはキーボードによる数値等の入力により任意に変更され表示される。

図３のステップＳ１０１において、表示部２２に車両の不具合症状別の設定画面が表示される。この設定画面では、不具合症状群の中から選択される不具合症状に対応する測定パラメータのセットと、その測定パラメータのセットを測定する際のトリガ条件とを一括して設定できるように、表示がおこなわれる。なお、本明細書においては、車両の運転に係るパラメータを運転パラメータと呼び、その運転パラメータの中から実際に測定するパラメータを測定パラメータと呼んでいる。

図４に不具合症状別の設定画面の一例を示す。図４の領域３０が不具合症状別の設定画面（ウインドウ）である。ウインドウ３０では、不具合症状３０１として８つの症状が表示されている。表示させる症状数と症状内容は任意に設定できる。図４では、不具合症状３０１の上から２番目の「エンジン不調（加速不良）」を選択した場合に、対応するパラメータのセット３０３として、「エンジン回転数」から「Ａ／Ｆセンサ」までの１０個の測定パラメータが自動的に表示される例を示している。なお、パラメータのセット３０３に表示されている「Ａ／Ｆセンサ」等のセンサ名は、各センサの出力（信号）を１つのパラメータとして測定することを意味する。

不具合症状３０１の別の症状を選択した場合は、その症状に対応する測定パラメータのセットが自動的に表示される。なお、症状毎の測定パラメータのセット３０３に含まれる測定パラメータの数と内容は、車両の不具合症状の発生状況等を考慮して随時任意に設定できる。同時に、測定パラメータのセット３０３の測定のトリガ条件３０５として、「エンジン回転数２５００ｒｐｍ以上」と「スロットルセンサ開度２５％以上」がＡＮＤ条件として自動的に表示される。さらに、このトリガ条件は、ウインドウ３０においてトリガ自動セット３０７としても同時に表示される。

このように、不具合症状３０１のいずれか１つを選択すると、対応する測定パラメータのセット３０３と測定時のトリガ条件３０５、３０７が自動的に表示される。したがって、修理者は修理経験、熟練度に拘わらず、不具合症状の原因を特定するための測定パラメータおよびトリガ条件を容易に設定することができる。なお、本明細書では、トリガ条件を測定パラメータの測定を開始する条件（測定開始条件）の意味で使用している。

ステップＳ１０３において、測定パラメータの選択画面が表示される。図４の例では、ウインドウ４０が測定パラメータの選択画面である。ウインドウ４０では、車両の運転に係る運転パラメータ４０１として複数のセンサ等が表示される。各運転パラメータには選択チェク欄４０３が設けられており、そのチェックにより実際に測定パラメータとして自動的にあるいは手動で選択できるようになっている。図４の例では、不具合症状別の設定ウンドウ３０で選択された「エンジン不調（加速不良）」に対応するパラメータのセットの１０個のパラメータに選択チェックが自動的に設定されている。

ステップＳ１０５において、選択された測定パラメータの変更の有無が判定される。変更がある場合、ステップＳ１０７において、測定パラメータの変更画面が表示される。図４の例では、ステップＳ１０３において既に表示されたウインドウ４０が該当し、手動で測定パラメータを変更するための変更画面としての機能を兼務している。もちろん、別のウインドウとして新たに表示させてもよい。修理者は、自動選択済みの測定（運転）パラメータの選択チェックの一部を外したり、他の運転パラメータに選択チェックを入れたりして、修理者の経験等に基づいた測定パラメータの選択変更をおこなうことができる。測定パラメータの変更がない場合は、ステップＳ１０７をバイパスしてステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９において、トリガ条件の変更の有無が判定される。変更がある場合、ステップＳ１１１において、トリガ条件の変更画面が表示される。図４の例では、手動トリガセットのアイコン３０９がクリック（選択）されることにより、トリガ条件の変更画面が表示される。

図５は、トリガ条件の変更画面の一例を示す図である。トリガ条件の変更画面は、ウインドウ５０として表示される。図５の例では、図４の不具合症状別の設定画面３０で自動的に表示された２つのトリガ条件、エンジン回転数５０１とスロットル開度センサ５０９が既にデフォルトとして表示されている。修理者は、例えば、エンジン回転数５０１のトリガ値５０４の２５００ＲＰＭを、値変更ボタン５０５（増加）、５０７（減少）を押すことにより増減させることができる。また、スクロールボタン５０３を押すことにより、エンジン回転数５０１自体を削除することもできる。以上の操作は、スロットル開度センサ５０９の場合も同様である。

さらに、トリガ条件を追加する場合は、最初に追加の条件５１１、すなわち“ＡＮＤ”（かつ）か“ＯＲ”（または）を選択する。次に、領域５１３に表示される運転パラメータを任意に選択する。領域５１３の運転パラメータは、スクロールボタン５１５によりスクロールさせながら選択することができる。図５の例では、領域５１３において吸気圧力センサが選択されている。そして、確認チェックボタン５１７を押すことにより、その上のエンジン回転数５０１、スロットル開度センサ５０９の表示領域と同様に、吸気圧力センサのトリガ値を変更可能に表示する領域（５０４、５０５、５０７）が画面上に追加表示される。修理者はその表示において吸気圧力センサのトリガ値を任意に設定することができる。

測定パラメータおよびトリガ条件の設定が完了すると、その内容（データ）が確認画面として表示部２２に表示され、車両のＥＣＵが判別可能な所定のフォーマットでメモリ２２に格納される。その後、ステップＳ１１３において、修理者の指示に応じてあるいは自動的に、そのデータが通信Ｉ／Ｆ２８を介して車両のＥＣＵへ向けて送信される。

車両のＥＣＵは、受信したデータに基づき測定パラメータと測定開始条件をセットし、測定準備を完了する。次に車両のエンジンを始動して車両を動作状態（運転可能状態、運転状態）にする。なお、この動作状態は、選択される症状別の測定パラメータのセットに応じて、修理場内あるいは実際の路上走行において実施される。車両のＥＣＵは、車両の運転状態が測定開始条件となったタイミングで、測定パラメータのセットに対応する各種センサから検出信号を受け取り、内蔵するメモリに所定のフォーマットで測定データとして格納するとともに故障診断装置１００に送信する。

ステップＳ１１５において、故障診断装置１００は車両のＥＣＵから測定データを受信する。受信した測定データはメモリ２２に格納された後、ステップＳ１１７において、制御部２０によりデータ処理される。処理した測定結果は、メモリ２６に格納され、表示部２２に表示される。

図６と図７に、表示部２２に表示される測定結果の例を示す。図６は、不具合症状がある車両での測定結果であり、図７は不具合症状を示していない正常な車両での測定結果である。図７の測定結果は、同種の車両において別の時点で同様な条件で測定され、メモリ２２に格納されていた測定結果である。

修理者は、図６の測定結果から各運転パラメータの相互の関係を踏まえて、不具合結果を検討し不具合箇所（原因）を判別（特定）する。その際、図６の測定結果だけでは判別できないときは、同様な条件で同種の車両を測定した結果である図７と比較しながら判別をおこなう。その比較判別を行う場合は、両図はそれぞれ１つのウインドウとして、表示部２２において１つの画面に比較しやすいように並べて表示される。あるいは、両者の測定結果をあわせて１つの測定結果（図）として表示させてもよい。

以下に、判別作業をわかりやすくするために、両図を比較しながら判別する場合について説明する。

図６と図７において、図４で選択された１０個の測定パラメータのうち、エンジン回転数６０１、７０１、スロットル開度センサ出力６０３、７０３および吸気圧力センサ出力６０５、７０５の３つの測定結果がグラフとして表示されている。横軸の時間“０”は、トリガ条件を満たして測定を開始した時を意味し、その前後の時間経過をプラスとマイナスの数値で相対的に表示している。縦軸は吸気圧力センサ出力６０５、７０５の変化量を示している。なお、表示する測定パラメータの数および内容は症状に応じて任意に選択できる。

図６では、スロットル開度センサ出力６０３の変化に対して、吸気圧力センサ出力６０５がほとんど変化していない。一方、図７では、スロットル開度センサ出力７０３の変化に応じて吸気圧力センサ出力７０５も大きく変化している。修理者は、両図を比較することにより、図６の吸気圧力センサ出力６０５が異常であることを容易に把握することができる。これにより、車両の不具合の原因が吸気圧力センサにあることが速やかに特定できる。

図６の吸気圧力センサ出力６０５の異常は、例えば吸気圧力センサの圧力検出部にゴミ等が付着して圧力が伝達しないことに起因している可能性がある。吸気圧力センサ出力６０５は、ほぼ一定な値を示しているがその値は実際の走行条件での想定範囲外の値ではないので、この場合車両のＥＣＵは故障コードを発生しない。したがって、図６の不具合は、故障コードとして記録されないような不具合（故障）であって、従来はその不具合原因の特定が困難であった。本発明によれば、上述したように、車両の不具合の原因が吸気圧力センサにあることを容易に特定できる。

上述した実施形態は一例でありこれに限定されるものではない。本発明はＥＣＵを内蔵するあらゆる車両の故障診断に適用可能である。

１００ 故障診断装置
１５０ 車両

Claims (4)

1. 表示部を有し、車両の電子制御装置と通信して、車両の故障診断をおこなう故障診断装置であって、
   車両の運転に係る運転パラメータ群を、当該運転パラメータ群の中から実際に測定する測定パラメータを選択可能に、前記表示部に表示させる測定パラメータ選択手段と、
   前記測定パラメータ選択手段で選択された測定パラメータを測定する際のトリガ条件をそれぞれの測定パラメータについて設定可能に、前記表示部に表示させるトリガ条件設定手段と、
   車両の不具合症状群の中から選択される不具合症状に対応する測定パラメータのセットを当該測定パラメータのセットを測定する際のトリガ条件とともに前記表示部に表示させる不具合症状別設定手段と、
   前記測定パラメータの測定結果を比較可能に前記表示部に表示させる測定結果処理手段と、
   を備える故障診断装置。
2. 前記不具合別設定手段は、前記測定パラメータのセットを前記不具合症状毎に予め設定されたデフォルト値として表示させ、前記トリガ条件を前記測定パラメータのセット毎に予め設定されたデフォルト値として前記表示部に表示させる、請求項１に記載の故障診断装置。
3. 前記表示手段において、前記運転パラメータ群と前記不具合症状群とは１画面に同時に表示され、当該不具合症状群の表示において選択された前記不具合症に対応する測定パラメータのセットの各測定パラメータは、当該運転パラメータ群の表示においても測定パラメータとして選択されかつ変更可能に表示される、請求項１または２に記載の故障診断装置。
4. 前記測定結果処理手段は、少なくとも２以上の前記測定パラメータの測定結果の各々をグラフとして１画面に同時に表示する、請求項１に記載の故障診断装置。

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