JPS6264652A - 車両用故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明はいわゆる工しスパートシステムを応用した車
両用故障診断装置に関する。

［従来技術の説明］ いわゆるエキスパートシステムを応用した従来の車両用
故障診断装置の例としては、例えば第８図〜第１１図に
示すようなものが考えられている。

第８図は装置の概要図、第９図は知識データの説明図、
第１０図は故障木の説明図、第１１図は推論処理のフロ
ーチャートである。

第８図に示されるように、車両用故障診断装置１は知識
データ部３と推論部５とを有しており、この推論部５に
インタフェイス７を介してユーザ端末９を接続して構成
されている。ユーザ端末９は例えば、キーボード、ＣＲ
Ｔ、適宜の音声入出力装置等を備えており、ユーザ端末
９とインタフェイス７とは、例えばオンラインで接続さ
れた形である。

前記知識データ部３はデータベースとして構築され、そ
の内部には第９図に示したように、故障診断に要するデ
ータが多数格納されている。即ち、知識データ部３には
、症状Ｘの原因としてＹが考えられることを意味づけし
た形のデータｃａｕｓｅ（Ｘ、Ｙ）と、原因Ｙの存在下
では現象Ｐが生ずるであろうことを意味づけした形のデ
ータｃｈｅａｔ＜（Ｐ、Ｙ）とが格納されている。例え
ば、ｃａｕｓｅ（Ａ、（Ｂｓ　、８２．８３　））は第
１０図の故障木に示されるように、症状Ａに対して原因
Ｅｈ　。

Ｂ２　、Ｂ３が考えられることを意味しており、又、ｃ
ｈｅｃｋ　　（ＰＩ　、　ａｌ）は原因８丁の存在下で
は現象Ｐ１が生ずるであろうから、この現象Ｐ１を点検
することで真の原因が確認できることを意味している。

なお、第１０図に示した故障木は説明を容易とするため
に簡略化しており、実際の故障木は、１つの症状に対し
てより多数の原因が関連し、又、より多数の症状がより
複雑に関連し合って構成されるものである。

第１１図に示されるように、推論部５は上記のこときＩ
＆陣本に基いて次の如くの処理を行っている。

ステップ１１０１で「車両が故障」Ａを症状としてセッ
トしたとする。この症状の設定は、初期においてはユー
ザ端末９からの症状入力により行われ、又、推論の過程
にあっては自動設定されるものである。

ステップ１１０３で症状への原因として原因Ｂ＋　、８
２．８３を推論する。この推論は故障木を前向き推論す
る形で行われる。即ち、知識データ部（７）　　ｃａｕ
ｓｅ　　（Ａ、　　（Ｂ＋　、　Ｂ２　、　Ｂ３　）　
）を検索することにより行われる。

次にステップ１１０５で原因リスト（Ｂ＋　、　８２　
、８３　）の内１つＢｉ　　（Ｂ＋　）をとりあえずの
原因と仮定する。そして、ステップ１１０７でｃｈｅｃ
ｋ　　（Ｐｉ　、　Ｂｉ　）を検索して原因Ｂ１の存在
下で生ずるであろう現象Ｐｉを推論し、ステップ１００
９で「Ｐｉの現象がありますか？」の如く診断者に点検
を促すのである。この問診は、例えばユーザ端末の表示
装置に表示されて行われる。

そこで、診断者は、現象Ｐｉが生じているか否かを回答
する。

ステップ１１０９は診断者の回答内容を判断するもので
あり、これにより現象Ｐｉが生じていればステップ１１
１５へ、現象Ｐ１が生じていなければステップ１１１３
へ移行されることになる。

ステップ１１１３は、ステップ１１１１で現象Ｐｉが生
じていないと判断された場合の処理であり、ここでは原
因３ｉが存在するなら現象Ｐｉは必ず生ずるべきである
にも拘らず、実際には現象Ｐ１は生じていない事実に基
いて原因リスト（Ｂ１、Ｂ２．Ｂ３）からＢｉ　　（Ｓ
ｓ　）を除き、次の原因Ｂ１を検討すべくステップ１１
０５へ返される。

一方、ステップ１１１５は、ステップ１１１１で現象Ｐ
ｉが生じていたと判断された場合の処理であり、ここで
は原因３ｉが症状Ａの有力候補であるとされ、この原因
Ｂ１を新たな症状として症状Ｂ（の次の原因、例えばＣ
＋　、Ｃ２、Ｃ３が探られる。そして、第１０図には図
示しない故障木の次の探索処理に移って行く。

しかしながら、このような従来の車両用故障診断装置に
あっては、予め各種条件下で発生する故障原因について
作成された知識データに基いて、これをそのまま利用し
て車両の故障診断を行う構成となっていたために、故障
状況等に関し特定の条件下では生ずることがほとんど有
り得ない原因までも追及してしまう結果となり、これが
ため、所定条件下では故障原因となり得ない事項までも
問診することになり、診断者に非能率的診断作業を強い
ることになるという問題点があった。

［発明の目的］ この発明は上記問題点を改善し、症状発生状況に応じて
、より能率的な診断作業を行うことができる車両用故障
診断装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］ 上記目的を達成するためにこの発明は、第１図にクレー
ム対応図で示したように、車両用故障診断装置１１を、
車両故障に関する症状・原因の情報を当該原因が真の原
因と成り得る条件と共に記憶する故障情報記憶手段１３
と、車両の症状を入力する症状入力手段１５と、該手段
１５で入力された症状の発生状況を入力する症状発生状
況入力手段１７と、該手段１７で入力された状況に基づ
いて前記条件を判断し前記攻障情報記憶手段１３中に記
憶されている故障情報を真の原因となり得る原因を含む
情報のみに限定する枚障情報隅定手段１９と、該手段１
９で限定された情報に基づいて前記症状入力手段１５で
入力された症状の原因を推論する推論手段２１と、該手
段で推論された原因を報知する報知手段２３と、を備え
て構成し、探索不要の故障情報を除外して、限定された
必要放障情報のみで故障原因を推論するようにした。

［実施例の説明コ 以下、この発明の詳細な説明する。

第２図〜第６図はこの発明の第１実施例を示している。

第２図は車両用故障診断装置の概要図、第３図は初期の
故障木の説明図、第４図は診断開始に際しての故障木限
定方式を説明するフローチャート、第５図は限定後の故
障木の説明図、第６図は限定後の故障木を用いての推論
処理のフローチャートである。

第２図に示したように、この発明を実施することのでき
る車両用故障診断装置１１ａの外観は従来例で第８図に
示したものと変るところがなく、知識データ部２５と、
推論部２７と、インターフェース７と、ＣＲ丁９ａ及び
キーボード９ｂを有するユーザ端末９と、で構成されて
いる。

知識データ部２５には第３図に示した故障木を形成する
ための各種のデータが格納されるが、本例では、少なく
とも次記の３種のデータが格納されている。

■　症状・原因のデータｒｕｌｅ　（Ｘ、　Ｙ’、　Ｊ
　）このデータはＪという条件下で症状Ｘの原因として
Ｙが考えられることを意味するデータである。

例えば、第３図において、線分Ｄ１で示されるデータは
、暖機スタート時又は暖機完了後でアイドル不安定又は
目標点数まで上らないというような状況（Ｊ＋　）下で
は、アイドル不調という症状（Ａ１）の原因としてＥＧ
Ｒ制御不良（Ｂ１　）が考えられることを意味するデー
タである。このように、条件Ｊは原因Ｙが症状Ｘの真の
原因となりうるだめの拘束条件となっている。

同様に線分Ｄ２で示されるデータｒｕｌｅ（Ａ＋　。

Ｂ２　、　Ｊ２　）は、冷機スタート時又は暖機途中で
目標回転数まで上らないような状況（Ｊ２）下では、ア
イドル不調（Ａ１　）の原因としてエアレギュレータ閉
じ放しくＢ２）が考えられることを意味している。

拘束条件Ｊは故障発生の時期または状態等、症状発生状
況を条件付けすることで定められているが、これら条件
は所望に応じて付けられるものである。

■　点検指示データｃｈｅｃｋ　　（Ｙ、　Ｃｈ　、　
Ｊ　）このデータは、Ｊという条件下で原因Ｙに関して
ｃｈという点検を行ない、その結果所定の状態が確認さ
れれば、原因Ｙが真の原因となる可能性が高いことを意
味づけしたデータであり、条件Ｊば任意に付けられるも
のである。

具体的には、第３図の原因Ｂ１に（Ｃｔ＋＋）として示
したように、ＶＣＭバルブの２極コネクタを抜いて回転
数の変動を点検し、回転数が変化しないことが確認され
ればアイドル不調（Ａ丁　）という症状の原因としてＥ
ＧＲ制御不良（Ｂ１）の可能性が高いことが示される。

又、第３図には水温センサ出力電圧が所定値に入ってい
ないことが（Ｃｈ２）が確認されれば水温センサが不良
（Ｃ４）、（Ｃ６）の可能性が高いこととなる例が示さ
れている。

■　修理指示データｒｅｐａｉｒ（Ｙ、　Ｒ，Ｊ）この
データはＪという条件下で原因Ｙに関してＲという修理
をすべぎであると指示することを意味するデータである
。このデータは第３図には、ＩＳＯ制御不良という原因
（Ｂ３）の修理情報として示されており、Ｉ　Ｓ　Ｃ１
ｔｉｌＪＩＩｌ不ｆｆｌ　（８３）　テアれば、ＡＡＣ
バルブの調整スクリュでアイドル回転数を調整すべきこ
と（Ｒ＋　）が指示されることを意味している。もつと
もこの例では条件Ｊは付けられていないが、条件Ｊは任
意に付けられて良い。

以上示したように、■〜■に示したデータには適宜条件
Ｊが付けられており、ある症状Ｘの発生状況が所定の条
件付けされた状況Ｊと一致するときそのデータが有効と
なる性質を有する。もっとも、条件付けされていないデ
ータは常に有効となる性質を持つことになる。

推論部２７の作用を、第４及び第６図を用いて説明する
。

第４図は推論部２７の行う情報限定処理を示したもので
ある。この処理は第１図で示した故障情報限定手段１９
で行われることは勿論である。

ステップ４０１で症状入力が行われる。本例では、ここ
で、第３図に示したアイドル不調（Ａ丁）が入力された
とする。

すると、推論部２７は、ステップ４０３で入力症状に関
して予め準備された項目、即ち、例えば症状発生時期を
設定することになる。そしてステップ４０５で、発生時
期の選択肢として、冷機スタート時、暖機途中、＠機完
了直前、暖気完了後の４項目をＣＲＴに表示しユーザに
選択させるのである。

ステップ４０７でユーザが上記選択肢を選択することで
所定の状況を入力すると、ステップ４０９で拘束条件の
設定が行われ、その後、全ての条件が決定されたかどう
かをステップ４１１で確認し、ステップ４１３で拘束条
件に適合したルールをメモリにストアする。

つまり、例えば、上記発生時期の選択肢の表示において
、ユーザがアイドル不調に関して暖機完了後、目標回転
数まで上がらないと入力していたとすると、第３図にお
いてエアレギュレータ閉じ放しくＢ２　）という原因は
原因たり得ないとして除外し、故障情報を限定するので
ある。具体的には適合しないルールをメモリ上から消去
しても良くまたは適合するルールのみを別のバッファメ
モリに蓄わえ、このバッファメモリ内だけで探索するよ
うにしても良い。

このようにして限定を行った結果としての故障木を第５
図に示した。限定後の知識データは、例えば、所定のバ
ッファメモリ内に次のように整理されて格納されること
になる。

ｃａｕｓｅ　　（フイドル不調、ＥＧＲ制御不良）ｃａ
ｕｓｅ　　（フイドル不調、ｌ５ＣｆＩＩＩＩ不良）ｃ
ａｕｓｅ　　（アイドル不調、空燃比薄遇ぎ）ｃａｕｓ
ｅ　　（アイドル不調、空燃比濃過ぎ）ｃａｕｓｅ　　
（Ｅ　Ｇ　Ｒ！ＩＪ御不良不良ＧＲコントロールバルブ
不良） ｃａｕｓｅ　　（空燃比薄遇ぎ、燃圧低下）ｃａｕｓｅ
　　（空燃比薄遇ぎ、水温センサネ良）ｃａｕｓｅ　　
（空燃比濃過ぎ、エアフロメータ不良）ｃａｕｓｅ　　
（空燃比濃過ぎ、水温センサ不良）ｃｈｅｃｋ　　（水
温センサネ良、水温センサ出カ電圧が所定値に入ってい
ない） ｃｈｅｃｋ　　（Ｅ　Ｇ　Ｒ制御不良、ＶＣＩｖｌパル
７の２ｍコネクタを引抜いても回転数が変動し ない。） ｒｅｐａｉｒ　（Ｉ　Ｓ　ＣｔｉＩＪ御不良、ＡＡＣバ
ルブの調整スクリューによりアイドル回転数を調 整） ステップ４１５は故障原因探索ルーチンを示しており、
以上のようにして限定された故障情報を用いて、従来例
と同様に、以後、第６図に示したような故障原因探索処
理が行われる。

第６図において、ステップ６０１はアイドル不調（△１
　）を最初の症状Ａにセットする処理を示している。

次にステップ６０３でｃａｕｓｅ　　（Ａ＋　、　＊）
の形でパターンマツチを行ないアイドル不調Ａ１の原因
となる項目のリストすなわち［Ｅ　Ｇ　Ｒ制御不良、Ｉ
ＳＯ制御不良、空燃比薄遇ぎ、空燃比８２薄き］を得る
。

次にステップ６０５でこの原因リストの要素Ｂｉに対し
点検方法を示すルールをｃｈｅｃｋ　　（Ｂ　ｉ　。

＊）の形で探索し点検方法を提示する。この点検方法に
対するユーザの回答をステップ６０７で入力しこの点検
結果から３ｉが原因かどうかを判断し、原因でなければ
ステップ６０５に戻り［３ｉ以外の要素について同様の
処理を行なう。ステップ６０９．６１１でＢｉが原因で
あると判断されればＢｉの下にさらに原因があるかどう
かを判断し、もし下位の原因があればステップ６１３で
Ｂｉを新たな症状としてステップ６０３に戻りＢ１の原
囚を探索する。

［３ｉの下に原因がなければステップ６１５でＢｉを最
終原因と判断し、ｒｅｐａｉｒ（Ｂｉ　、　＊）により
３ｉの修理方法を探索しステップ６１７でこれを提示し
診断を終了する。

以上の処理を繰り返すことにより最初の症状アイドル不
調Δ１に対する最終原因と、その修理方法の探索が可能
となる。例えば、最終原因としＩＳ　Ｃ１ｌｉ（Ｉ御不
良が推論されたとしたならば、その修理方法としてＡＡ
Ｃバルブの調整スクリュでアイドル回転数を調整する（
Ｒ１）ように指示されるが如くである。

以上説明してきたように、この実施例では、条件Ｊをデ
ータの引数で設定し、症状発生状況に基づいて可能性の
ある原因のみに絞り込む構成としたために、必要最小限
度のデータを用いて効率的な推論処理を行うことができ
るようになる。

なお、従来においては、プロダクションルールにおける
ｉｆ文中に故障症状と条件という異なるレベルの項目を
包含させていた例があるが、本例では、この条件をデー
タ中の引数Ｊで設定し、原因探索処理に先立って条件判
断を行うことにより不要のデータを取り除く構成として
いるため、以後の探索処理が明瞭・迅速なものとなり、
効率の良い原因探索が可能となる。

第７図に他の実施例を示した。

本例は、故障診断前処理としてステップ７０１に示した
ように車種、シャシナンバの設定を行うようにしたもの
である。

ステップ７０１では、ユーザが卓型、エンジン型式、ミ
ッション型式、シャシナンバ等を選択、入力できるよう
にし、入力条件に応じて所定の車両故障情報が選択され
ることとしているのである。

一般に、故障情報は、各種各様に設計、設定されるもの
であるから、これにより対象車種を決定し、最も有効な
故障情報が決定されることになる。

ステップ７０３〜７１１は第４図に示したステップ４０
１から、第６図に示したステップ６１７までのものと略
同じである。即ち、まず、ステップ７０３で症状が選択
される。この選択はＣＲＴに表示された項目、例えば、 （１）　　アイドル不安定 （２）　　始動不良 （３）　　エンスト （４）加速不良 （５）　　出力不良 （６）　　ノッキング を、ユーザに選択させることで行われる。

次いで、ステップ７０５で症状発生状況（発生時期、発
生状態）が行われる。例えば発生時期の設定は、次の項
目、 （１）　　冷機スタート時 （２）　　暖機途中 （３）　　暖機完了直航（暖機スタート時）（４）　　
暖別完了後 （５）　　不明 をユーザに選択させることで行われる。又、例えば、ア
イドル不調の状態の設定は次の項目、り１）　　目標回
転数まで上がらない （２）　　目標回転数の前後でハンチング〈３）　　ア
イドル不安定 （４）　　目標回転数まで下がらない （５）　　不明 をユーザに選択させることで行われる。こりに基づいて
条件に合わない不要の故障情報がメモリ上から取り除か
れることになる。

そして、ステップ７０７で原因の探索が行われ、ステッ
プ７０って点検方法に基づく問診が行われ、ステップ７
１１で診断結果と修理方法の提示が行われる。これら処
理は、ユーザと推論部２７との間で会話的に行われる。

つまり、推論部２７は所定の推論を行いながら、ＣＲＴ
に、次のような表示を行っている。

〈チェック作業〉 Ｅ　Ｇ　Ｒコントロールバルブのダイヤフラムがリフト
しているかどうかを点検して下さい。

〈作業結果〉 ゛リフトしている″ことが確認できましたか？（１）　
　Ｙｅｓ （２）Ｎ。

〈修理方法〉 ＥＧＲコントロールバルブのバキュームホースを抜いて
もダイレフラムのリフトに変化が無ければＥＧＲコント
ロールバルブの交換を行って下さい。

なお’ｗｈｙ”と間合わせることにより、なぜこの原因
が導かれたか説明する機能をつけることも可能であり、
その回答として、 〈質問の理由〉 現在、暖機完了直前（暖機スタート時）のアイドル不安
定で、目標回転数まで上がらない原因を探索しています
。上記作業結果が確認されればＥＧＲ制御不良が原因と
考えられます。

等と表示させることも可能である。

以上示した実施例によれば、車種に応じて、又、車両の
固有情報に応じて基本的な故障情報を設定し、そして、
更に、症状の発生状況に応じて限定されたデータを用い
て効率的な推論又処理を行うことが可能である。そして
、第７図に示したようにコンサルティング処理機能を有
せしめているので、経験の浅い診断者にも十分使用でき
る教育支援システムを提供することが可能となる。

なお、各種知識データは、推論機能（プログラム）の変
更なしに、追加、削除可能であり、又、第２図に示した
知識データ部２５はサービスセンタのホスト」ンビュー
タと連絡されるデータベースとして構築し、ホストコン
ピュータ及びユーザ側のマイクロコンピュータと協働し
て効率的な原因探索処理を行わせることが可能である。

この場合ホストコンピュータ側で情報限定作業を行わせ
、ユーザ側のマイクロコンピュータで原因探索作業を行
わせるようにすること等も可能である。

［発明の効果］ この発明では、症状発生状況に基づいて故障情報を限定
できるので、症状発生条件に応じて能率的な診断作業を
行なうことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図である。 第２図〜第６図はこの発明の一実施例を示す図であり、
第２図は車両用故障診断装置の概要図、第３図は初期の
故障木の説明図、第４図は診断開始に際しての故障本限
定方式を説明するフローチャート、第５図は限定後の故
障木の説明図、第６図は限定後の故障木を用いての推論
処理のフローチャートである。第７図はこの発明の他の
実施例を示す故障診断処理の説明図である。第８図〜第
１１図は従来例を示す図であり、第８図は、車両用故障
診断装置の装置概要図、第９図は知識データの説明図、
第１０図は故障木の説明図、第１１図は従来の車両用故
障診断装置における推論部の処理フローチャートである
。 １１・・・車両用故障診断装置 １３・・・故障情報記憶手段 １５・・・症状入力手段 １７・・・症状発生状況入力手段 １９・・・故障情報限定手段 ２１・・・推論手段 ２３・・・報知手段 特許出願人　　日産自動車株式会社 第６隠 第７図 第９図　　　　　　　　　渠１０図 ４１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　車両故障に関する症状・原因の情報を当該原因が真の
   原因と成り得る条件と共に記憶する故障情報記憶手段と
   、車両の症状を入力する症状入力手段と、該手段で入力
   された症状の発生状況を入力する症状発生状況入力手段
   と、該手段で入力された状況に基づいて前記条件を判断
   し前記故障情報記憶手段に記憶されている故障情報を真
   の原因となり得る原因を含む情報のみに限定する故障情
   報限定手段と、該手段で限定された情報に基づいて前記
   症状入力手段で入力された症状の原因を推論する推論手
   段と、該手段で推論された原因を報知する報知手段と、
   を備えて構成される車両用故障診断装置。