JP5804490B2 - 車両の故障診断システムにおける電子制御装置および故障診断情報送信方法 - Google Patents

Description

本発明は車両の故障診断システムに係り、特に故障診断情報を収集して送信する電子制御装置および故障診断情報送信方法に関する。

近年、自動車の高機能化に伴って、多数の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)という）を接続した車載ネットワークが搭載されるようになり、１００個を超えるＥＣＵを搭載した自動車も市販されている。最近では、これらのＥＣＵが故障診断機能を有し、診断結果を故障履歴としてメモリに蓄積し、外部の診断ツールがこの蓄積情報を読み出すことが可能である。

たとえば、特許文献１に開示された遠隔故障診断システムでは、車両内に設けられた異常検出装置が車両の各種状態情報を取得して遠隔故障診断の必要性を判断し、必要ならば近距離無線通信回線あるいはモバイル通信回線を利用して状態情報を故障診断サーバへ送信する。

また、特許文献２に開示された故障診断装置では、データ収集装置が各ＥＣＵから状態データあるいは不具合コードを収集して記憶し、データ収集装置の出力端子に故障診断機の接続端子を接続して収集したデータを読み出し故障診断を行う。

特開２００４−３０２６７７号公報 特開２０１０−１３７６４４号公報

しかしながら、特許文献１のような無線通信回線あるいは無線ＬＡＮや携帯電話網等の公衆網を使って通信するシステムでは、無線通信用の特別な装置が必要であり、そのための部品スペースを設けなければならない。また電波を使用するための免許や申請等が必要であり、公衆網を使用すると通信費もかかり利用者にとって経済的負担も大きいという難点がある。さらに、電波を使った場合には他の機器に影響を及ぼす可能性があるために工場での使用や海外での使用が容易ではない。

また特許文献２のような端子接続あるいはケーブルを用いた有線接続は、自動車のボンネットや室内のBOX等にあるコネクタにユーザあるいは整備員がケーブルを接続する必要があり、検査の自動化やチェックが容易にできないという問題がある。

そこで、本発明の目的は、ケーブルや電波を用いずに、車両に搭載されている発光部品を利用して非接触で故障診断情報を送信可能な故障診断システム、電子制御装置および故障診断情報送信方法を提供することにある。

本発明による電子制御装置は、複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムに用いられる電子制御装置であって、前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報を前記ネットワークを通して受信し格納する故障診断情報格納手段と、前記故障診断情報に従って前記車両に搭載された照明ランプの照明光を変調することで前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信する可視光通信制御手段と、を有し、前記可視光通信制御手段は、前記ネットワークを通して、前記照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットを制御することを特徴とする。

本発明による故障診断情報送信方法は、複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムに用いられる電子制御装置における故障診断情報送信方法であって、前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報を前記ネットワークを通して受信して故障診断情報格納手段に格納し、前記故障診断情報に従って、前記車両に搭載された照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットを前記ネットワークを通して制御して前記照明ランプの照明光を変調することで前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信する、ことを特徴とする。

本発明による故障診断システムは、複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムであって、前記車両に搭載された照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットと、前記車両内に設けられ前記ネットワークに接続された電子制御装置と、前記車両外に位置し前記照明ランプの照明光を受光する受信装置と、を有し、前記電子制御装置が、前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報を前記ネットアークを通して受信し、当該故障診断情報に従って前記照明ランプ用電子制御ユニットを制御することで、前記照明ランプの照明光を変調し前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信し、前記受信装置が前記照明ランプの照明光を受光して前記故障診断情報を受信する、ことを特徴とする。

本発明によれば、ケーブルや電波を用いずに、車両に搭載されている発光部品を利用して非接触で故障診断情報を送信可能なる。

図１は、本発明の第１実施形態による故障診断システムの構成を概略的に示すブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態によるヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵの構成を概略的に示すブロック図である。 図３は、本発明の第２実施形態による故障診断システムの構成を概略的に示すブロック図である。 図４は、第１あるいは第２実施形態による故障診断システムを生産工場内の生産ラインで使用した場合のシステム構成図である。 図５は、第１あるいは第２実施形態による故障診断システムを整備工場内で使用した場合のシステム構成図である。

本発明によれば、車両に搭載されている照明用ランプ（たとえばヘッドランプ、テールランプ、あるいはその他車載ランプ）を可視光通信の光源として利用し、車両内に設けられた複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）から収集した故障診断情報に従って照明光を変調することで可視光通信により故障診断情報を受信端末へ送信する。以下、照明用ランプとしてヘッドライトを例示し、本発明の実施形態について図面参照しながら詳細に説明する。

１．第１実施形態
図１に示すように、自動車等の車両１０には車載ネットワーク１０１が設けられ、ヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０２および１０３を含む複数のＥＣＵやセンサ群は車載ネットワーク１０１を通して相互に情報通信が可能である。各ＥＣＵは車両用デバイスの制御用マイクロコンピュータユニットであり、たとえば自動車に搭載されるメータ、エアコン、エアバッグ、リモートキー、シフト、パワーウィンドウ、ナビ等のユニットを制御する。各ＥＵＣは自ら担当するユニットの診断機能を具備し、その診断結果を後述するようにヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０２および１０３へ送信する。診断結果の送信は定期的に、あるいは常時行なってもよいし、運転席からのボタン押下等の指示により行なってもよい。車載ネットワーク１０１は、ＣＡＮ(Controller Area Network)、ＬＩＮ(Local Interconnect Network)、ＭＯＳＴ(Media Oriented Systems Transport)、ＦｌｅｘＲａｙなどが用いられる。

ヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０２および１０３は、ヘッドライトの点灯／消灯制御および輝度制御を行う機能と、次に述べるようにヘッドライト１０４および１０５を利用した可視光通信制御機能とを有する。ヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０２は左側ヘッドライト１０４の制御を、ヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０３は右側ヘッドライト１０５の制御をそれぞれ実行する。

ヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０２および１０３によりヘッドライト１０４および１０５から出射した可視光通信用の送信光は可視光通信受信端末２０により受信される。可視光通信受信端末２０は、可視光受信部２０１、信号処理部２０２および表示部２０３を有する。ヘッドライト１０４および１０５からの可視光は可視光受信部２０１で受光されて電気信号に変換され、信号処理部２０２は故障診断情報を復号し診断結果として表示部２０３に表示する。

ヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０２および１０３は同一構成および機能を有するので、以下、図２を参照しながら、ヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０２について説明する。

図２に示すように、ヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０２は、車載ネットワーク１０１を通して受信した種々の指令やデータの処理およびヘッドライトの故障診断情報の生成を行うデータ処理部３０１を有する。電源制御部３０２は車両１０のバッテリからの電力を制御して当該ＥＣＵの電源を供給すると共に、ヘッドライト点灯用の電力をヘッドライト駆動制御部３０３へ供給する。ヘッドライト駆動制御部３０３はデータ処理部３０１からの輝度制御信号あるいは可視光送信制御信号に従ってヘッドライト１０４を駆動し、ヘッドライトの点灯／消灯制御あるいは可視光通信用の点滅制御を行う。

ヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０２は、さらに故障診断情報記憶部３０４および可視光送信制御部３０５を有する。データ処理部３０１の制御下で、故障診断情報記憶部３０４は他のＥＣＵが送信する故障診断情報を記憶し、可視光送信制御部３０５は、故障診断を開始するときに、故障診断情報記憶部３０４から故障診断情報を読み出して可視光送信用に変調した可視光送信制御信号をデータ処理部３０１へ出力する。データ処理部３０１は可視光送信制御信号をヘッドライト駆動制御部３０３へ出力し、これに従ってヘッドライト１０４が駆動され、変調された可視光が出射することでデータ送信が行われる。具体的には、ヘッドライト１０４に供給する電力をオン／オフしたり周波数を変えたりすることでヘッドランプの可視光を変化させデータ送信を行う。

ただし，単純に照明の点滅で信号で送ろうとすると、周囲にいる人が明るさの変化を感じてしまう。可視光通信ではこの問題を回避するために、人間の視覚には照明の光が変化していないように見せる変調方式、たとえばSC-I-PPM（サブキャリア反転パルス位相変調）などの変調方式を使用する。こうした方式を使えば、光はほんの短い時間しか暗くならないので人はほとんど気付かなくなる。

このように、本実施形態によれば、ヘッドライトから可視光通信で内部ＥＣＵの診断結果を送信しているので、被検査対象の車両に何も物理的に接続することなく内部の情報を取得することができる。またヘッドライトを可視光通信の送信光源として使用するため、無線機器等の特別な装置を必要としない。さらに可視光通信で情報を伝達するため、通信費を必要としない点も利点である。

なお、データ処理部３０１および可視光送信制御部３０５の上記機能は、プログラム制御プロセッサ上でプログラムを実行することにより実現することもできる。

２．第２実施形態
上述した第１実施形態によるヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ１０２および１０３では、可視光通信機能がヘッドライト用ＥＣＵに組み込まされているが、別個の専用のＥＣＵを車載ネットワーク１０１に接続することもできる。以下、本発明の第２実施形態による故障診断システムを図３を参照しながら説明する。

図３において、車載ネットワーク１０１には、ヘッドライト用ＥＣＵ４０１および４０２と故障診断システム用ＥＣＵ４０３とが接続され、故障診断システム用ＥＣＵ４０３がヘッドライト用ＥＣＵ４０１および４０２を制御して可視光通信を可能にする。

故障診断システム用ＥＣＵ４０３には、データ処理部４０６、故障診断情報記憶部４０４および可視光送信制御部４０５が設けられている。故障診断情報記憶部４０４は、各ＥＣＵから故障診断情報を収集して記憶する。可視光送信制御部４０５は、故障診断を開始するときに故障診断情報記憶部４０４から故障診断情報を読み出して可視光送信用送信制御信号に変換し、車載ネットワーク１０１を通してヘッドライト用ＥＣＵ４０１および４０２へ送信する。

ヘッドライト用ＥＣＵ４０１および４０２は、可視光送信用送信制御信号を受信すると、可視光送信用送信制御信号に従ってヘッドライト１０４および１０５を駆動制御し、可視光通信用の送信光を出射する。具体的には、ヘッドライト１０４および１０５に供給する電力をオン／オフしたり周波数を変えたりすることでヘッドランプの可視光を変化させデータ送信を行う。

なお、データ処理部４０６および可視光送信制御部４０５の上記機能は、プログラム制御プロセッサ上でプログラムを実行することにより実現することもできる。

また、故障診断システム用ＥＣＵ４０３の可視光送信制御部４０５は、ヘッドライト用ＥＣＵ４０１および４０２に対してそれぞれ異なる可視光送信用送信制御信号を送信することも可能である。すなわち、ヘッドライト１０４および１０５から異なる可視光通信用の光信号を送信し、それぞれ異なる可視光通信用受信端末で受信することも可能である。

３．使用例
図４に示すように、上述した第１あるいは第２実施形態による故障診断システムを自動車製品工場での検査チェックシステムに適用することができる。すなわち、図１あるいは図３に示す車両１０を被検査対象となる自動車とすれば、自動車生産ラインの最終工程で、製品となる自動車の出荷検査が行なわれる。自動車に搭載されている各ＥＣＵは自律で故障診断等を行ない、正しく製造されているか不良がないかをチェックし、その結果が車載ネットワーク１０１を経由してヘッドライト１０４および１０５の発光部品から送信される。したがって、可視光受信端末２０を出荷検査装置３０に接続するだけで機械による自動判別が可能となり、検査時間の大幅な短縮が可能となる。また、生産工場内で電波を使用することもないので他の装置に影響を与えることもない。

図５に示すように、上述した第１あるいは第２実施形態による故障診断システムを自動車ディーラや整備工場での検査チェックシステムに適用することができる。すなわち、上述した可視光受信端末２０を組み込んだ携帯用の故障診断情報受信専用端末５０を用意し、整備員が故障診断情報受信専用端末５０を自動車１０のヘッドライト１０４および１０５へ向けるだけで自動車の故障状況や整備状況を即座に知ることができる。

上述したように、本発明によれば、内部ＥＣＵの診断情報等を可視光通信で出力しているのでケーブル接続の必要がなく、検査時間や手間が大幅に省ける。また、無線方式として可視光通信を使用しているので、免許などが不要で他の機器に影響のある電波を送出しない。したがって工場内や海外でも使用可能であり、通信費がかからないため費用削減できる。さらに、ヘッドライト等の既存自動車にある部品を通信機器として使用しているので、通信用に特別な機器を必要とせず、搭載スペースの小型化、費用削減に貢献できる。

なお、上記実施形態では可視光通信の送信機器としてヘッドライトを利用したが、車載ランプであれば本発明の光源として利用可能であり、たとえばテールランプ等の他の車載光源を用いることもできる。また、ランプの種類も可視光通信用にオン／オフ制御可能であればよく、既存の高輝度ランプだけでなく発光ダイオード（ＬＥＤ）も利用できる。

また本発明は自動車だけに適用されるものではなく、照明ランプを搭載した車両、たとえばバイク、電車あるいは飛行機等の乗り物にも適用可能である。

４．付記
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。

（付記１）
複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムに用いられる電子制御装置であって、
前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報を受信し格納する故障診断情報格納手段と、
前記故障診断情報に従って前記車両に搭載された照明ランプの照明光を変調することで前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信する可視光通信制御手段と、
を有することを特徴とする電子制御装置。

（付記２）
前記可視光通信制御手段は前記照明ランプの輝度を変調することを特徴とする付記１に記載の電子制御装置。

（付記３）
前記可視光通信制御手段は前記照明ランプを制御する照明ランプ駆動制御部を直接制御することを特徴とする付記１または２に記載の電子制御装置。

（付記４）
前記可視光通信制御手段は、前記ネットワークを通して、前記照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットを制御することを特徴とする付記１または２に記載の電子制御装置。

（付記５）
複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムに用いられる電子制御装置における故障診断情報送信方法であって、
前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報を受信して故障診断情報格納手段に格納し、
前記故障診断情報に従って前記車両に搭載された照明ランプの照明光を変調することで前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信する、
ことを特徴とする故障診断情報送信方法。

（付記６）
前記照明ランプの輝度を変調することで前記故障診断情報を可視光通信により外部へ送信することを特徴とする付記５に記載の故障診断情報送信方法。

（付記７）
前記照明ランプを制御する照明ランプ駆動制御部を直接制御することで前記故障診断情報を可視光通信により外部へ送信することを特徴とする付記５または６に記載の故障診断情報送信方法。

（付記８）
前記ネットワークを通して、前記照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットを制御することで前記故障診断情報を可視光通信により外部へ送信することを特徴とする付記５または６に記載の故障診断情報送信方法。

（付記９）
複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムであって、
前記車両に搭載された照明ランプと、
前記車両内に設けられ前記ネットワークに接続された電子制御装置と、
前記車両外に位置し前記照明ランプの照明光を受光する受信装置と、
を有し、
前記電子制御装置が、前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報に従って前記照明ランプの照明光を変調し前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信し、
前記受信装置が前記照明ランプの照明光を受光して前記故障診断情報を受信する、
ことを特徴とする故障診断システム。

（付記１０）
前記電子制御装置は前記照明ランプの輝度を変調することを特徴とする付記９に記載の故障診断システム。

（付記１１）
前記電子制御装置は前記照明ランプを制御する照明ランプ駆動制御部を直接制御することを特徴とする付記９または１０に記載の故障診断システム。

（付記１２）
前記電子制御装置は、前記ネットワークを通して、前記照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットを制御することを特徴とする付記９または１０に記載の故障診断システム。

（付記１３）
付記３に記載の電子制御装置を組み込んだ前記照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニット。

（付記１４）
付記４に記載の電子制御装置を組み込み、前記ネットワークに接続された電子制御ユニット。

（付記１５）
複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムに用いられる電子制御装置のプログラム制御プロセッサを機能させるプログラムであって、
前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報を受信して故障診断情報格納手段に格納し、
前記故障診断情報に従って前記車両に搭載された照明ランプの照明光を変調することで前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信する、
ように前記」プログラム制御プロセッサを機能させることを特徴とするプログラム。

（付記１６）
前記照明ランプの輝度を変調することで前記故障診断情報を可視光通信により外部へ送信することを特徴とする付記１５に記載のプログラム。

（付記１７）
前記照明ランプを制御する照明ランプ駆動制御部を直接制御することで前記故障診断情報を可視光通信により外部へ送信することを特徴とする付記１５または１６に記載のプログラム。

（付記１８）
前記ネットワークを通して、前記照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットを制御することで前記故障診断情報を可視光通信により外部へ送信することを特徴とする付記１５または１６に記載のプログラム。

本発明はＥＣＵおよび照明ランプを搭載した車両の故障診断システムに適用可能である。

１０ 車両
２０ 可視光通信受信端末
１０１ 車載ネットワーク
１０２、１０３ ヘッドライト／可視光通信用ＥＣＵ
１０４、１０５ ヘッドライト
２０１ 可視光受信部
２０２ 信号処理部
２０３ 表示部
３０１ データ処理部
３０２ 電源制御部
３０３ ヘッドライト駆動制御部
３０４ 故障診断情報記憶部
３０５ 可視光送信制御部
４０１、４０２ ヘッドライト用ＥＣＵ
４０３ 故障診断システム用ＥＣＵ
４０４ 故障診断情報記憶部
４０５ 可視光送信制御部

Claims (8)

1. 複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムに用いられる電子制御装置であって、
   前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報を前記ネットワークを通して受信し格納する故障診断情報格納手段と、
   前記故障診断情報に従って前記車両に搭載された照明ランプの照明光を変調することで前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信する可視光通信制御手段と、
   を有し、
   前記可視光通信制御手段は、前記ネットワークを通して、前記照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットを制御することを特徴とする電子制御装置。
2. 前記可視光通信制御手段は前記照明ランプの輝度を変調することを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記可視光通信制御手段は前記照明ランプを制御する照明ランプ駆動制御部を前記ネットワークを通して制御することを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御装置。
4. 前記故障診断情報格納手段および前記可視光通信制御手段を含み、前記ネットワークに接続された一つの電子制御ユニットであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御装置。
5. 複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムに用いられる電子制御装置における故障診断情報送信方法であって、
   前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報を前記ネットワークを通して受信して故障診断情報格納手段に格納し、
   前記故障診断情報に従って、前記車両に搭載された照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットを前記ネットワークを通して制御して前記照明ランプの照明光を変調することで前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信する、
   ことを特徴とする故障診断情報送信方法。
6. 複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムであって、
   前記車両に搭載された照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットと、
   前記車両内に設けられ前記ネットワークに接続された電子制御装置と、
   前記車両外に位置し前記照明ランプの照明光を受光する受信装置と、
   を有し、
   前記電子制御装置が、前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報を前記ネットアークを通して受信し、当該故障診断情報に従って前記照明ランプ用電子制御ユニットを制御することで、前記照明ランプの照明光を変調し前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信し、
   前記受信装置が前記照明ランプの照明光を受光して前記故障診断情報を受信する、
   ことを特徴とする故障診断システム。
7. 請求項１−３のいずれか１項に記載の電子制御装置を組み込み、前記ネットワークに接続された電子制御ユニット。
8. 複数の電子制御ユニットを接続するネットワークを搭載した車両の故障診断システムに用いられる電子制御装置のプログラム制御プロセッサを機能させるプログラムであって、
   前記複数の電子制御ユニットがそれぞれ制御するユニットの故障診断情報を前記ネットワークを通して受信して故障診断情報格納手段に格納し、
   前記故障診断情報に従って、前記車両に搭載された照明ランプを制御する照明ランプ用電子制御ユニットを前記ネットワークを通して制御して前記照明ランプの照明光を変調することで前記故障診断情報を前記照明ランプを用いた可視光通信により外部へ送信する、
   ように前記」プログラム制御プロセッサを機能させることを特徴とするプログラム。

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