JPH0526783A - 車両の自動診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 作業者との問診を行うことにより車両システ
ムの故障を推論して故障箇所を導き出すエキスパートシ
ステムを用いた車両の自動診断装置において、実際に車
両を走行状態にすることなく、車両システムの故障診断
を自動的に行うことができるようにすることを目的とす
る。 【構成】 エキスパートシステムＥＳが故障箇所を絞り
込めないときに運転状態シミュレータＤＳを作動して運
転擬似信号を各種センサからの出力信号として車両のコ
ントローラ１４に与えてこのコントローラから車両運転
データを受けてエキスパートシステムＥＳに与えること
により、エキスパートシステムＥＳはこの車両運転デー
タに基づいて故障箇所を更に推論するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の自動診断装置に関
し、特に作業者との問診を行うことにより車両システム
の故障を推論して故障箇所を導き出すエキスパートシス
テムを用いた車両の自動診断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】作業者との問診により故障を推論して故
障箇所を見出す従来の車両の自動診断装置としては、特
開平2-310138号公報に示されたものが既に提案されてお
り、この装置は、作業者との問診において各種アクチュ
エータとこれらのアクチュエータに対応して設けられた
各種センサとこれらのセンサの出力信号によりアクチュ
エータを適宜制御する電子制御装置としてのコントロー
ルユニット（以下、コントローラと言う）とで構成され
た車両システムの物理的データを自動的に取り込んで故
障診断を可能にするようにしたものであり、このため特
に故障診断用テスターを設置し、コントローラに接続さ
れた各種センサの入力データ及びアクチュエータの出力
データ等の物理的データを故障診断用テスターから取り
込み、この取り込んだ物理的データを演算処理装置に送
り、この演算処理装置において作業者の問診形式で入力
した車両システムの故障状況をこの物理的データを基に
して故障診断を行っている。このようなシステムはエキ
スパートシステムと呼ばれているものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、特開平2-
310138号公報においては、車両システムの物理的データ
と作業者から得られる問診内容を演算処理装置で同時に
判定するように構成したエキスパートシステムであるの
で、診断精度が向上し且つ問診を円滑に進めることが可
能になっているが、この場合の故障診断テスターからの
物理的データとしては車両システムの構成部品の端子電
圧、抵抗値、入出力波形等の情報が必要であり、しかも
このような情報の中には実際に車両が走行していなけれ
ば測定できない項目も少なくない。

【０００４】このような走行中の測定は特殊な計測器を
車両に搭載して行う必要があり、一般の作業者の手には
負えないものであると共にかかる走行中のデータを逐次
入力する等は不可能に近い。

【０００５】一方、時として、“測定データ一覧表”を
用意して、一連の測定だけを行ってしまうという方法も
用いられることがあるが、実際の車両診断には不必要な
データを時間と労力を費やして収集することになり、無
駄が多いだけでなく実用的でないという問題点があっ
た。

【０００６】従って、本発明の目的は、作業者との問診
を行うことにより車両システムの故障を推論して故障箇
所を導き出すエキスパートシステムを用いた車両の自動
診断装置において、実際に車両を走行状態にすることな
く、車両システムの故障診断を自動的に行うことができ
るようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る車両の自動診断装置では、診断対象車
両の車両運転データを問診により入力して該車両の故障
箇所を自動的に推論するエキスパートシステムと、該推
論により故障箇所が絞り込めないとき該エキスパートシ
ステムによって作動されて運転擬似信号を該車両に設け
た対応する各種センサからの出力信号として該車両のコ
ントローラに与えることにより該コントローラから車両
運転データを受けて該エキスパートシステムに与える運
転状態シミュレータとを備え、該エキスパートシステム
が該車両運転データを受けて該車両の故障箇所を更に推
論するようにしている。

【０００８】また本発明では、上記の車両の自動診断装
置において、エキスパートシステムが運転状態に対応し
て要求した運転実信号を該運転擬似信号と共に該コント
ローラが受けるようにすることができる。

【０００９】更に本発明では、上記の車両の自動診断装
置において、該車両運転データが、該コントローラによ
りアクチュエータが駆動されることにより該アクチュエ
ータに対応して設けられたセンサからの出力信号により
該コントローラから該運転状態シミュレータに与えられ
るようにすることもできる。

【００１０】

【作用】本発明においては、従来から用いられているエ
キスパートシステムとして診断対象車両の車両運転を整
備者との問診により入力して車両の故障箇所を自動的に
推論する。

【００１１】従来のエキスパートシステムではこの様な
推論により故障箇所を絞るが、故障箇所が絞り込めない
ときには本発明ではさらに運転状態シミュレータを用い
て自動的な故障診断を行うこととなる。

【００１２】即ち、エキスパートシステムが故障箇所を
絞り込めないとき、これを受けて運転状態シミュレータ
は実際の運転信号に擬似した運転擬似信号を車両に設け
た対応する各種センサからの出力信号として車両のコン
トローラに与える。コントローラではこのような運転擬
似信号を受けることにより通常コントローラで規定され
ている制御アルゴリズムに沿って例えばアクチュエータ
を駆動することによりこのアクチュエータに対応して設
けられたセンサからの出力信号を車両運転データとして
エキスパートシステムに与える。

【００１３】そこで、エキスパートシステムではこの車
両運転データを受けて車両の故障箇所をさらに推論し故
障箇所の絞り込みを行うことにより車両の故障診断を行
うことが出来る。

【００１４】上記の様な場合において、コントローラは
上記の運転擬似信号と共に、エキスパートシステムが運
転状態に対応して整備者に対して要求した運転実信号を
も受けることが出来、これらの信号を受けたコントロー
ラから出力される車両運転データをエキスパートシステ
ムに与えることによりエキスパートシステムは実際に即
した故障診断を行うことが出来る。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明に係る車両の自動診断装置の
実施例を示したもので、概略的にはエキスパートシステ
ムＥＳと、運転状態シミュレータＤＳと、車両システム
ＶＳとで構成されたものであり、この内特に、車両シス
テムＶＳは良く知られた制動力保持システム（以下、Ｈ
ＳＡシステムという）を適用したものである。

【００１６】即ち、車両システムＶＳは、アクセルペダ
ル１と、このアクセルペダル１により作動するアクセル
スイッチ２と、クラッチペダル３と、このクラッチペダ
ル３によって作動するクラッチストロークセンサ４と、
パーキングブレーキレバー５と、パーキングブレーキレ
バー５により作動するパーキングブレーキスイッチ６
と、ブレーキペダル７と、このブレーキペダル７によっ
て作動されるフットブレーキスイッチ８と、変速機９
と、この変速機９のニュートラル位置を検出するニュー
トラルスイッチ１０と、変速機９が回転することにより
車速信号を出力する車速センサ１１と、変速機９の出力
軸１２と、変速機９の入力軸センサ１３と、上記のスイ
ッチ２，６，８，１０及びセンサ４，１１，１３の各出
力を入力してＨＳＡ電磁弁１５を介してホイールブレー
キ１６を制動制御するコントローラ１４とを含んでい
る。尚、各センサのアナログ出力信号についてはコント
ローラ１４内でＡ／Ｄ変換してディジタル信号処理を行
っている。

【００１７】図２は図１に示した運転状態シミュレータ
より実行される制御アルゴリズムを所謂ペトリネット図
で示したもので、以下、図２に示したペトリネット図に
より運転状態シミュレータＤＳの動作を説明するが、そ
の前に、まずこのような運転状態シミュレータの制御動
作に移行する前のエキスパートシステムＥＳと整備者と
の問診による公知の推論について簡単に述べる。

【００１８】先ず、図１の実施例に関して、問診ＨＳ
Ａ不良が発生したときに運転者がどの様な操作をした
か、問診そのときの車両の挙動、例えばＨＳＡランプ
が点灯しなかったとか、又はＨＳＡ解除スイッチが押し
てあったか否か等、を整備者に対してディスプレイ（図
示せず）を通して尋ねる。

【００１９】これにより整備者は各問診に対する回答を
エキスパートシステムのキーボード（図示せず）を介し
て入力するが、このような問診結果を受けた後、エキス
パートシステムＥＳは車両インタフェースＩＦを介して
コントローラ１４に通常備わっている診断メモリの履歴
内容を診断データとして読み出し、この診断データに応
じて故障箇所の絞り込みを行う。

【００２０】この結果、例えばアクセルペダル系統が不
良であるという様な絞り込んだ結果が得られればここで
故障診断は終了し、図２の制御アルゴリズムには入らな
い。ここまでは上述した従来のエキスパートシステムと
同様の動作である。

【００２１】しかしながら上記の様な問診及び診断デー
タを基にした推論によって故障箇所が絞り込めないとき
即ち、故障箇所が発見出来なかったときには、図２の制
御アルゴリズムに進む。

【００２２】図２において、エキスパートシステムＥＳ
は運転状態シミュレータＤＳに対して作動要求を与え
る。尚、図中、◎で示したところはエキスパートシステ
ムＥＳと運転状態シミュレータＤＳとの入出力を示して
いる。又、このシミュレータ作動要求（Ｓ１）は車両が
停車している状態を前提としている。

【００２３】この様にシミュレータＤＳの作動要求が与
えられるとシミュレータＤＳは待機状態にある限り，即
ち電源が投入されて稼働出来る状態である限り、２つの
条件が成立して作動を開始し、擬似信号要求を待つか
（Ｓ２）、実信号要求を待つか（Ｓ３）する。

【００２４】このような信号要求待ち状態が二つあるの
は、例えばアクセル系統やブレーキ系統やレバー系統は
実際に操作することが必要となるからであり、その他の
信号は何らかの形で擬似信号として発生させることが出
来る。もっとも、アクセル系統やブレーキ系統やレバー
系統であってもエキスパートシステムＥＳがこれらの機
械系統の故障の可能性が低いと判断したときには、擬似
信号を発生させることも可能である。

【００２５】この擬似信号の発生に関しては図３のハー
ドウエア構成図に示されており、この図において、運転
状態シミュレータＤＳは演算処理部２１とインタフェー
ス回路２２と４つのパルス発生回路２３〜２６とレベル
コンバータ２７とで構成されており、図２に示したよう
にエキスパートシステムＥＳから擬似信号要求が運転状
態シミュレータＤＳに与えられると（Ｓ４）、図３にお
いてはこれを受けた演算処理部２１が擬似データを各パ
ルス発生回路２３〜２６に与えることによりパルス発生
回路２３ではスイッチ２，６，８，１０系の出力信号に
擬似した信号を発生し、パルス発生回路２４ではエンジ
ン回転数センサ（図示せず）からのエンジン回転数信号
を擬似して発生し、パルス発生回路２５ではセンサ１３
からの出力信号に擬似した入力軸回転数信号を擬似発生
し、そしてパルス発生回路２６ではレベル変換する前の
センサ１１からの車速信号に擬似した信号を発生してコ
ントローラ１４に与えることが出来る。また、インタフ
ェース回路２２からはアクセルセンサ（図示せず）やク
ラッチストロークセンサ４等の出力信号を擬似してコン
トローラ１４に与えている。またパルス発生回路２６か
らの出力信号はレベルコンバータ２７によりレベル変換
されて車速信号に擬似した信号がコントローラ１４に与
えられるようになっている。

【００２６】尚、これらの擬似信号と実信号との関係が
図４に示されており、エンジン回転数センサの実信号は
１エンジン回転当たり１２パルスで各パルスは３．５Ｖ
±１Ｖp-p であるので、擬似信号は最大3520rpm で704H
z の周波数（１ラジアン／秒＝3.82Hz) を有する信号と
して生成される。同様にして入力軸回転数センサ４及び
車速センサ１１の擬似信号がそれぞれパルス発生回路２
５，２６で生成される。更には、インタフェース回路２
２において、クラッチストロークセンサ４の実信号が図
示のような踏込量との関係で出力されることに対応して
擬似ストローク（正規化縦軸）に対応した電圧信号（横
軸）を生成し、同様にしてロードセンサ（図示せず）の
場合もラック位置と電圧との実信号関係を擬似してラッ
ク位置（角度位置）に対応する電圧信号を生成してい
る。

【００２７】尚、インタフェース回路２２にクラッチス
トロークセンサ４、ロードセンサ、変速レバー位置セン
サ（図示せず）からのそれぞれの実信号が与えられてお
り、また、ギヤ段検出スイッチ（図示せず）からコント
ローラ１４への実信号を雑音除去用のフォトカプラを介
して受けているが、これはこれらの信号を演算処理部２
１に送ることにより、コントローラ１４からも車両イン
タフェースＩＦを介して演算処理部２１に送られる対応
する検出信号とをエキスパートシステムＥＳが照合する
ことによりコントローラ１４の処理機能が正しいか否か
をチェックするためである。このチェック動作は以下に
述べる車両の発車、走行、停止のいずれのモードにおい
てもデータを収集した段階で行うことができる。

【００２８】又、エキスパートシステムＥＳは、図２の
様な擬似運転状態を作り出す前に電気系に故障がある
が、診断機能の異常の為発見出来ないという推論が得ら
れたときには、かかる推論結果を運転状態シミュレータ
ＤＳに与えることにより、シミュレータＤＳはいずれか
のセンサの出力に欠陥があることを想定してコントロー
ラ１４に対して欠陥のある擬似信号を与え、この結果コ
ントローラから得られる診断データをチェックしてコン
トローラ１４に異常があればいずれかのセンサ出力に欠
陥があることを発見することが出来る。又、コントロー
ラ１４に正常な擬似信号を与え、このときにアクチュエ
ータ系の電気回路に異常が有るか無いか（短絡／断線）
を推論することも出来る。

【００２９】このように電気系に故障が無いと判定され
たときには図２に示すような走行擬似運転状態が作り出
され、いずれかの状態における機械的な故障箇所が発見
出来ることとなる。

【００３０】図２に戻り、このようにして、エキスパー
トシステムＥＳからシミュレータＤＳに対して実信号要
求を与えることによりエキスパートシステムＥＳのディ
スプレイ（図示せず）に表示を行い、これを見た整備者
が例えばアクセルペダル１を踏み込んだり、ブレーキペ
ダル７を踏み込んだりすることによりコントローラ１４
に実信号がアクセルスイッチ２又はブレーキスイッチ７
の出力信号としてシミュレータＤＳに与えられることと
なる。このようにして擬似信号及び／又は実信号が読み
込まれると運転状態シミュレータＤＳはそれぞれ作動準
備中となり（Ｓ６，Ｓ７）、作動準備完了した時点でエ
キスパートシステムＥＳに対して作動準備完了を通知す
る（Ｓ８）。

【００３１】そして運転状態シミュレータＤＳは発車待
ち状態となり（Ｓ９）、エキスパートシステムＥＳから
発車要求（Ｓ１０）が成されることとなり、シミュレー
タＤＳは発車を開始する。

【００３２】この発車に関しては、例えば次のようにし
て行われる。 まずアクセルセンサの出力が序々に上がり、エンジン
回転数が上昇する。 エンジン回転数の上昇によりクラッチアクチュエータ
が作動すると共にこのときクラッチストロークセンサ４
の出力が変化する。 クラッチアクチュエータが作動して半クラッチ点付近
で変速機１０の出力軸１２の回転が０から入力軸の回転
に近づいていき、これに伴って車速センサ１１の出力が
出始め、車速が上昇することとなる。

【００３３】このようにして発車が開始され、運転状態
シミュレータＤＳは発車状態を擬似的に発生させること
が出来る（Ｓ１１）。

【００３４】そしてクラッチが完全に接続して変速機１
０の入力軸と出力軸の回転数が一致し、エンジン回転数
とギア段に応じた車速がセンサ１１から得られる状態
（発車完了状態）になると、運転状態シミュレータＤＳ
は上記の発車状態におけるデータをエキスパートシステ
ムＥＳに与える（Ｓ１２）。

【００３５】このような発車時のデータを受けるとエキ
スパートシステムＥＳは今度は走行要求を発生する（Ｓ
１４）。この間、運転状態シミュレータＤＳは走行待ち
状態（Ｓ１３）にある。エキスパートシステムＥＳから
の走行要求を受けた運転状態シミュレータＤＳは走行を
開始するための擬似信号を発生してシミュレータＤＳは
走行中になり（Ｓ１６）、例えばエンジン回転数と車速
との関係が比例した状態になったときには走行状態が完
了したものとしてシミュレータＤＳはエキスパートシス
テムＥＳに対して走行時のデータを出力する。

【００３６】この走行時のデータを受けたエキスパート
システムＥＳでは最後に停車要求を行い（Ｓ１９）、こ
れに対応してシミュレータＤＳは停車動作を擬似信号を
発生して停車中の擬似動作を行い（Ｓ２０）、停車が完
了した時点で停車時のデータをエキスパートシステムＥ
Ｓに与えると共に待機状態となる（Ｓ２２）。

【００３７】尚、この運転状態シミュレータＤＳにおけ
るシミュレーションでは必ずスタートキーを投入する発
車動作が必要であるが、発車完了した後、走行状態に移
るまでもなく停車させるときにはエキスパートシステム
ＥＳはシミュレータＤＳに対して停車要求を行い（Ｓ１
５）、シミュレータ停車中の動作（Ｓ２０）に飛ぶこと
が出来る。

【００３８】即ち、エキスパートシステムＥＳがＨＳＡ
システムの電気系がおかしいと判断したときには、停車
要求にはブレーキペダル７の踏込は含めず、コントロー
ラ１４からの診断データ（車両運転データ）から電磁弁
１５への出力信号、この出力信号を発生するコントロー
ラ１４中のトランジスタ（図示せず）の出力信号、そし
てこのトランジスタへの入力信号等を順次チェックする
ことにより故障診断の推論を進めることができる。

【００３９】このようにエキスパートシステムＥＳはま
ず運転状態シミュレータＤＳの実行に移る前の問診で一
定の絞り込みを行うが、この絞り込みがどの様な物かに
図２の制御アルゴリズムは全てを経由するのではなく、
上述の様に途中で停車要求（Ｓ１５）を発生要求するこ
とがあり、エキスパートシステムＥＳはその推論に従っ
て的に必要なデータを取捨選択することとなる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明に係る車両の自動診
装置によれば、エキスパートシステムが故障箇所を絞り
込めないときに運転状態シミュレータを作動して運転擬
似信号を各種センサからの出力信号として車両のコント
ローラに与えてこのコントローラから車両運転データを
受けてエキスパートシステムに与えることにより、エキ
スパートシステムはこの車両運転データに基づいて故障
箇所を更に推論するように構成したので、故障車両の診
断を短時間で且つ正確に自動診断することが出来、整備
者に対する負担が軽減される。又、従来から用いられて
るエキスパートシステムと車両システムとの間に運転状
態シミュレータを接続させているので運転状態シミュレ
ータのみの開発で済むこととなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両の自動診断装置の実施例を示
すブロック図である。

【図２】本発明に係る車両の自動診断装置に用いられる
運転状態シミュレータのシミュレーションアルゴリズム
を示したペトリネット図である。

【図３】本発明に係る車両の自動診断装置に用いられる
運転状態シミュレータのハードウエアの構成図である。

【図４】本発明に係る車両の自動診断装置に用いられる
運転状態シミュレータから作り出される各種の擬似信号
を説明する為の図である。

【符号の説明】

ＥＳ エキスパートシステム ＤＳ 運転状態シミュレータ ＶＳ 車両システム ＩＦ 車両インタフェース １４ コントローラ 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

フロントページの続き (72)発明者 手塚 直人 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 小口 俊雄 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 山口 令 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 佐野 喜則 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 大亀 邦生 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 関口 隆 神奈川県横浜市保土ケ谷区常盤台156 横 浜国立大学工学部電子情報工学科内 (72)発明者 蔡 以鋼 神奈川県横浜市保土ケ谷区常盤台156 横 浜国立大学工学部電子情報工学科内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 診断対象車両の車両運転データを問診に
   より入力して該車両の故障箇所を自動的に推論するエキ
   スパートシステムと、該推論により故障箇所が絞り込め
   ないとき該エキスパートシステムによって作動されて運
   転擬似信号を該車両に設けた対応する各種センサからの
   出力信号として該車両のコントローラに与えることによ
   り該コントローラから車両運転データを受けて該エキス
   パートシステムに与える運転状態シミュレータとを備
   え、該エキスパートシステムが該車両運転データを受け
   て該車両の故障箇所を更に推論することを特徴とした車
   両の自動診断装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車両の自動診断装置に
   おいて、該エキスパートシステムが運転状態に対応して
   要求した運転実信号を該運転擬似信号と共に該コントロ
   ーラが受けることを特徴とした車両の自動診断装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の車両の自動診断
   装置において、該車両運転データが、該コントローラに
   よりアクチュエータが駆動されることにより該アクチュ
   エータに対応して設けられたセンサからの出力信号によ
   り該コントローラから該運転状態シミュレータに与えら
   れるものであることを特徴とした車両の自動診断装置。