(57)【要約】【課題】  故障部品との交換を必要とせず、また、ＯＢＤシステムに直接、別の装置を組み込むことなく、故障モードを再現して、ＯＢＤシステムの診断機能を確認できる診断機能確認装置を提供する。【解決手段】  車両各部の状態を検出するセンサ１４と、車両各部を制御すると共に該検出部の検出結果に基づいて故障の有無を判断するＥＣＵ２０と、を含むＯＢＤシステム１０を検査するための検査装置３０であって、ＥＣＵ２０に接続され、ＥＣＵとの信号の送受信を可能とするコネクタ３２と、コネクタ３２を介して、ＥＣＵ２０に入出力されるデータを書き換えるための加工プログラム４０を、ＥＣＵ２０に送信し、コネクタ３２を介してＥＣＵ２０内の加工プログラム４０に指示を出し、ＯＢＤシステムに入出力されるデータを書き換えさせる検査制御部３６と、を有するＯＢＤシステムの検査装置。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両各部の状態を検出する検出部と、車両各部を制御すると共に該検出部の検出結果に基づいて故障の有無を判断する車両制御部と、を含む車載式故障診断システムを検査するための検査装置であって、
前記車両制御部に接続され、前記車両制御部との信号の送受信を可能とする接続手段と、
前記接続手段を介して、前記車両制御部に入出力されるデータを書き換えるための加工プログラムを、前記車両制御部に送信する送信手段と、
前記接続手段を介して前記車両制御部内の前記加工プログラムに指示を出し、前記診断システムに入出力されるデータを書き換えさせる検査制御手段と、
を有する車載式故障診断システムの検査装置。
【請求項２】
前記検査制御手段は、前記加工プログラムに、前記車両制御部内において書き換え対象となるデータのアドレスおよびデータを書き換えるための加工式を指示し、
前記加工プログラムは、指示された前記アドレスにあるデータを前記加工式に従って書き換える請求項１に記載の車載式故障診断システムの検査装置。
【請求項３】
車両制御部の仕様を示す車両制御部情報と、車両制御部内のデータ構造とを対応付けて記憶する記憶手段をさらに有し、
前記検査制御手段は、前記車両制御部から前記車両制御部情報を取得して、前記記憶手段から対応するデータ構造を検索し、検索したデータ構造に基づいて書き換え対象となるアドレスを前記加工プログラムに指示する請求項２に記載の車載式故障診断システムの検査装置。
【請求項４】
車両各部の状態を検出する検出部と、車両各部を制御すると共に該検出部の検出結果に基づいて故障の有無を判断する車両制御部と、を含む車載式故障診断システムを検査するための検査方法であって、
前記接続手段を介して、前記車両制御部に入出力されるデータを書き換えるための加工プログラムを、前記車両制御部に送信する送信工程と、
前記車両制御部内の前記加工プログラムに指示を出し、前記診断システムに入出力されるデータを書き換えさせる書き換え工程と、
を有する車載式故障診断システムの検査方法。
【請求項５】
前記送信工程では、前記加工プログラムに、前記車両制御部内において書き換え対象となるデータのアドレス、およびデータを書き換えるための加工式を指示し、
前記書き換え工程では、前記加工プログラムは、指示された前記アドレスにあるデータを前記加工式に従って書き換える請求項４に記載の車載式故障診断システムの検査方法。
【請求項６】
前記書き換え工程では、前記車両制御部から前記車両制御部の仕様を示す車両制御部情報を取得して、該車両制御部に合った書き換え対象となるデータのアドレスおよび前記加工式を検索し、前記加工プログラムに書き換えを指示する請求項５に記載の車載式故障診断システムの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載式故障診断システムの検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車には、車載式故障診断（ＯＢＤシステム：Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）システムが取り付けられている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＯＢＤシステムとは、車両各部の異常を検出し、異常発生時に警告灯などを点灯して運転者に知らせ、故障内容を記憶保持する装置である。ＯＢＤシステムは、各部をセンサにより監視し、センサからの情報に基づいて制御装置（ＥＣＵ）により故障を判断する。
【０００４】
ＯＢＤシステムは車両の不具合を検出し、それを運転者に知らせる装置であることから、確実に動作することが求められる。したがって、量産車両を用いて実際に故障モードを再現し、ＯＢＤシステムが正常に機能していることを確認することが求められる。
【０００５】
このため、（１）検査対象となる部品を故意に故障したものと交換し、または、（２）専用の信号加工装置を、センサとＥＣＵとの間に接続して、正常な信号を途中で加工して、故障モードを再現している。
【特許文献１】特開２００３−２２３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のように故障モードを再現する場合、次のような問題がある。
【０００７】
（１）正常部品を故障部品に取り替える場合
故障部品は車種ごとに特性が異なる。それにも関わらず、機能確認を行う車種はランダムに指定される。したがって、指定車種に合わせて、故障部品を手配しなくてはならず、部品単価が非常に高くなってしまう。
【０００８】
また、手配した故障部品に交換しても、車両ばらつきにより故障モードを再現できない場合がある。そのため、特性が微妙に異なる故障部品を数多く用意しなくてはならない。コストの増大を伴ってしまう。
【０００９】
部品を交換するために作業環境が整った設備でしか確認ができない。
【００１０】
（２）センサとＥＣＵとの間に信号加工装置を取り付ける場合
信号加工装置を取り付けるために、センサコネクタを外したり、信号加工装置に取り付けたりと、作業工数が多大である。
【００１１】
信号処理装置を取り付けると、ＥＣＵまでの電気抵抗が増大するため、車両の挙動に影響を与え、正常な診断確認ができない場合がある。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、故障部品との交換を必要とせず、また、ＯＢＤシステムに直接、別の装置を組み込むことなく、故障モードを再現して、ＯＢＤシステムの診断機能を確認できる診断機能確認装置および診断機能確認方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の車載式故障診断システムの検査装置は、車両各部の状態を検出する検出部と、車両各部を制御すると共に該検出部の検出結果に基づいて故障の有無を判断する車両制御部と、を含む車載式故障診断システムを検査するための検査装置であって、前記車両制御部に接続され、前記車両制御部との信号の送受信を可能とする接続手段と、前記接続手段を介して、前記車両制御部に入出力されるデータを書き換えるための加工プログラムを、前記車両制御部に送信する送信手段と、前記接続手段を介して前記車両制御部内の前記加工プログラムに指示を出し、前記診断システムに入出力されるデータを書き換えさせる検査制御手段と、を有する。
【００１４】
本発明の車載式故障診断システムの検査方法は、車両各部の状態を検出する検出部と、車両各部を制御すると共に該検出部の検出結果に基づいて故障の有無を判断する車両制御部と、を含む車載式故障診断システムを検査するための検査方法であって、前記接続手段を介して、前記車両制御部に入出力されるデータを書き換えるための加工プログラムを、前記車両制御部に送信する送信工程と、前記車両制御部内の前記加工プログラムに指示を出し、前記診断システムに入出力されるデータを書き換えさせる書き換え工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車載式故障診断システムの検査装置によれば、接続手段により車両制御部に直接接続され、車両制御部に加工プログラムを送信し、該加工プログラムにより車両制御部に入出力されるデータを書き換えさせる。したがって、実際の車両部品を故障部品と交換する必要がない。車載式故障診断システムの一部として検査装置を組み込んで検査装置内にデータを流す必要がなく、外部から作用してシステム内のデータの書き換えを指示するだけで良いので、車両の電気特性に影響を与えず、故障状態を再現できる。
【００１６】
本発明の車載式故障診断システムの検査方法によれば、車両制御部に加工プログラムを送信し、該加工プログラムにより車両制御部に入出力されるデータを書き換えさせる。したがって、実際の車両部品を故障部品と交換する必要がない。車載式故障診断システムの一部として検査装置を組み込んで検査装置内にデータを流す必要がなく、外部から作用してシステム内のデータの書き換えを指示するだけで良いので、車両の電気特性に影響を与えず、故障状態を再現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
本実施形態に係る車載式故障診断システムの検査装置は、車両に搭載された車載式故障診断システム（以下、ＯＢＤシステムと称する）が正常に機能しているかどうかを検査する。
【００１９】
図１はＯＢＤシステムおよび検査装置の該略図、図２は車両制御部内の構造を示す図である。
【００２０】
まず、検査対象となるＯＢＤシステム１０について説明する。
【００２１】
（ＯＢＤシステム）
ＯＢＤシステム１０は、車両に搭載され、車両の各部を制御しつつ、該各部の状態を検出して、検出結果に基づいて故障の有無を判断する。故障が発生すると、ＯＢＤシステム１０は、運転者に見えるように警告灯を点灯する。
【００２２】
ＯＢＤシステム１０は、車両の駆動のために各部を制御する各種アクチュエータ１２と、各部の状態を検出するセンサ１４と、ＯＢＤシステム１０全体を制御する車両制御部（以下、ＥＣＵという）２０と、ＥＣＵ２０と検査装置３０とを接続可能とする診断コネクタ１６とを含む。
【００２３】
アクチュエータ１２は、車両の各部に設けられており、ＥＣＵ２０からの指令値に基づいて各部の動作を制御する。たとえば、エンジンに取り付けられているアクチュエータ１２は、エンジンにおける燃料の噴出量などを制御する。
【００２４】
センサ１４は、車両各部に取り付けられており、各部の状態を監視する。たとえば、センサ１４は、エンジンにおける燃料の噴出量をパルス値として検出し、ＥＣＵ２０にフィードバックする。
【００２５】
診断コネクタ１６は、ＥＣＵ２０と外部の検査装置３０とを接続するためのコネクタである。
【００２６】
ＥＣＵ２０は、車両各部の制御のためにアクチュエータ１２に指令値を出力したり、各部を直接制御したりする。また、ＥＣＵ２０は、車両各部に取り付けられているセンサ１４の検出結果に基づいて、各部が正常に機能しているか否かを判断する。異常があると判断した場合、ＥＣＵ２０は、図示しない警告灯を点灯させて、異常の発生を運転者に知らせる。このように、ＥＣＵ２０では、各部を制御するための出力系データや、センサ１４からフィードバックされた入力系データが入出力されている。
【００２７】
ＥＣＵ２０は、図２に示すように、入出力レジスタ２２、適合定数領域２４、およびプログラム領域２６を含む。
【００２８】
入出力レジスタ２２は、上記のようにＥＣＵ２０が入出力するデータが格納される領域である。入出力レジスタ２２は、格納するデータごとにアドレスを割り振る。搭載される車両ごとにＥＣＵ２０の仕様が異なるので、アクチュエータ１２への指令値や、センサ１４からの検出結果を格納するアドレスもＥＣＵ２０ごとに異なる。
【００２９】
適合定数領域２４は、車両の仕様を記憶する領域である。適合定数領域２４には、例えば、車種の情報や、エンジンの型式、ＥＣＵ２０の制御プログラム２８のバージョンなどのＥＣＵ情報が含まれる。
【００３０】
プログラム領域２６は、ＥＣＵ２０の動作を制御するための制御プログラム２８を記憶する領域である。制御プログラム２８は、入出力レジスタ２２にアクセスすることによって、ＥＣＵ２０外部とデータの送受信を行う。外部のアクチュエータ１２を作動させる場合、入出力レジスタ２２内から適当なアクチュエータ１２への指令値を選択して送信する。センサ１４の検出結果に基づいて異常の有無を判断する場合、制御プログラム２８は、所望の検出結果が格納されている入出力レジスタ２２のアドレスを参照する。
【００３１】
プログラム領域２６には、制御プログラム２８を格納する領域以外にも多少の空領域が設けられている。
【００３２】
（検査装置）
検査装置３０は、上記診断コネクタ１６と接続可能なコネクタ（接続手段）３２と、本体３４とを有する。検査装置３０としては、一般的なコンピュータを用いることができる。たとえば、ノート型コンピュータを用いることによって、場所を選ばず、ＯＢＤシステムの検査を実行できる。
【００３３】
図３は、検査装置の概略構成図である。
【００３４】
コネクタ３２は、本体３４とＥＣＵ２０との信号の送受信を可能とする。
【００３５】
本体３４は、図３に示すように検査制御部３６と記憶部（記憶手段）３８とを含む。
【００３６】
検査制御部３６は、送信手段として、コネクタ３２を介して、ＥＣＵ２０に入出力されるデータを書き換えるための加工プログラム４０をＥＣＵ２０に送信する。なお、送信された加工プログラム４０は、図２に示すように、ＥＣＵ２０のプログラム領域２６の空領域に格納される。なお、検査が終了した後は、加工プログラム４０は、検査装置３０からの指示により、ＥＣＵ２０内から削除できる。
【００３７】
検査制御部３６は、検査制御手段として、コネクタ３２を介して加工プログラム４０に指示を出し、ＥＣＵ２０の入出力レジスタ２２に入出力されるデータを書き換えさせる。どのアドレスのデータを書き換えさせるかは、検査制御部３６は、記憶部３８を参照して決定する。
【００３８】
記憶部３８は、車種などのＥＣＵ情報と、該ＥＣＵ２０の入出力アドレス内におけるアドレスマップとを対応付けて記憶している。ここで、入出力アドレス内におけるアドレスマップとは、どのアドレスにどのようなデータが記憶されているかを示すデータ構造である。記憶部３８は、ＥＣＵ２０に故障と判断させるために送信する加工式（図６参照）も、アドレスマップに対応付けて記憶している。加工式とは、指定されたアドレスのデータを加工するための演算式であり、正常なデータを加工して故障時のデータを再現する。
【００３９】
なお、上記加工プログラム４０は、指定されたアドレスのデータを、指定された加工式に従って加工するだけの単純な機能を有すれば足りるので、プログラム容量は小さくて済む。
【００４０】
（作用）
次に、検査装置３０を用いて、ＯＢＤシステムを検査する際の手順について説明する。
【００４１】
図４はＯＢＤシステムの検査手順を示すフローチャートである。
【００４２】
まず、ＥＣＵ２０から延びる診断コネクタ１６に、検査装置３０のコネクタ３２が接続される（ステップＳ１）。
【００４３】
検査制御部３６からＥＣＵ２０に加工プログラム４０が送信され、ＥＣＵ２０内に加工プログラム４０が書き込まれる（ステップＳ２）。
【００４４】
検査装置３０は、ＥＣＵ２０の適合定数領域２４を参照して、ＥＣＵ情報を読み出し（ステップＳ３）、記憶部３８から該ＥＣＵ情報のアドレスマップを特定する（ステップＳ４）
続けて、検査装置３０は、加工プログラム４０をＥＣＵ２０内で有効とするためのフラグをＯＮにする（ステップＳ５）。ここで、フラグは、ＥＣＵ２０内に予め設定されているものである。検査装置３０は、コネクタ３２を介してＥＣＵ２０内のフラグのＯＮを指定する。
【００４５】
次に、作業者によって、車両のエンジンが停止され、これによりＥＣＵ２０が一旦、リセットされる（ステップＳ６）。ＥＣＵ２０がリセットにより初期化された後、エンジンが始動される（ステップＳ７）。このように、ＥＣＵ２０を初期化することによって、ＥＣＵ２０内に書き込まれた加工プログラム４０が認識され、実質的に有効に機能できるようになる。
【００４６】
検査装置３０は、ＥＣＵ情報により特定したＥＣＵ２０を検査するために書き換えが必要なデータのアドレス、および書き換えのための加工式を、記憶部３８から検索して、加工プログラム４０に送信する（ステップＳ８）。
【００４７】
これにより、加工プログラム４０が入出力レジスタ２２のデータを加工して、不適切なものとする（ステップＳ９）ので、ＥＣＵ２０にとっては、故障モードが再現される。このとき、作業者が警告灯の点灯などを確認することによって、ＥＣＵ２０が故障と正常に判断するかどうかが確認される。
【００４８】
その後、検査装置３０は、加工プログラム４０の有効フラグをＯＦＦにして、検査を終了する（ステップＳ１０）。
【００４９】
以上のように検査装置３０により検査が実行されたときのＯＢＤシステムの様子について説明する。
【００５０】
図５は加工プログラム４０が有効時のＥＣＵを示す図、図６は加工式の例を示す図である。
【００５１】
ＯＢＤシステムでは、制御プログラム２８によって、車両各部にデータが出力され、車両各部のセンサ１４からデータが入力される。データは、入出力レジスタ２２に格納されるので、適宜制御プログラム２８が入出力レジスタ２２の内容を確認する。
【００５２】
加工プログラム４０が有効ではない場合は、図２に示すように、制御プログラム２８は、加工プログラム４０を通すことなく入出力レジスタ２２のデータを参照し、または、入出力レジスタ２２にデータを出力する。
【００５３】
一方、図４のステップＳ７以降において、加工プログラム４０が実質的に有効になった後は、図５に示すように、制御プログラム２８は、必ず加工プログラム４０を介して、入出力レジスタ２２とデータを送受信する。
【００５４】
ここで、加工プログラム４０を通る際に、データが加工される。例えば、センサ１４の断線診断テスト用に入力された信号Ａは、図６に示す加工式「Ａ’＝Ａ×０ｘ００００」に従って、０ｘ００００が乗算されて、数値がＡ’＝０に加工される。したがって、制御プログラム２８は、入力値を０と認識し、あたかも、センサ１４が断線していると認識する。
【００５５】
ここで、作業者は、警告灯が点灯されるかどうかを確認する。警告灯が点灯すれば、制御プログラム２８は、正常に、断線と判断していることがわかる。一方、警告灯が点灯しなければ、断線状態であるにも関わらず、制御プログラム２８が異常を検知していないことになるので、ＯＢＤシステムが正常に機能していないことがわかる。
【００５６】
このように信号を加工することによって、ＯＢＤシステムに故障時と同じ状態を再現し、そのときのＯＢＤシステムの作用を見て、ＯＢＤシステムが正常に機能しているか否かが判断される。
【００５７】
ＯＢＤシステムは、他にも様々な部品の異常を検出し、異常を知らせる。したがって、ＯＢＤシステムが異常検出のために行うテストごとに、正常に機能するかを調べる必要がある。
【００５８】
他の入力系データに関するテストとしては、センサ１４の電圧診断テストがある（図６参照）。この場合センサ１４の電圧値Ｂが入出力レジスタ２２に入力されるので、制御プログラム２８が読み取る際に加工式「Ｂ’＝Ｂ±オフセット値」に従って、電圧値を加工する。これにより、制御プログラム２８は、異常に高い電圧値または低い電圧値を検知することになる。このように電圧値を異常状態にすることによって、ＯＢＤシステムを検査できる。
【００５９】
また、出力系データに関するテストしては、たとえば、失火診断テストがある（図６参照）。失火診断テストでは、制御プログラム２８が点火プラグに対して駆動信号を出力し、それに伴う点火プラグの反応をセンサ１４により検出する。このテストが正常に機能しているかを判断する場合、制御プログラム２８から点火プラグに対して出力したパルス値Ｃを、途中の加工プログラム４０により加工式「Ｃ’＝Ｃ×０ｘ００００」に従って加工し、点火プラグに出力する。点火プラグは０の駆動信号が入力されるので点火しない。その結果がセンサ１４によって検出され、入出力レジスタ２２に入力される。
【００６０】
結局、制御プログラム２８は、点火指令を出力したにもかかわらず、点火されなかった結果を入出力レジスタ２２において参照することになる。ＯＢＤシステムにとっては、あたかも点火プラグが故障したような故障状態が再現される。この場合、制御プログラム２８が異常と判断しなければ、ＯＢＤシステムは正常に機能していないことがわかる。
【００６１】
燃料系診断テストがある（図６参照）。制御プログラム２８は、エンジンの燃料噴出量の指令値を出力し、指令どおりに燃料が噴出されているかをセンサ１４により検出する。このテストが正常に機能しているかを判断する場合、制御プログラム２８がエンジンに対して出力した燃料の噴出量Ｄを、途中の加工プログラム４０により加工式「Ｄ’＝Ｄ×比率（〜５０％、２００％〜）」に従って加工し、エンジンに出力する。たとえば、制御プログラム２８の出力値の５０％にして、エンジンに出力する。エンジンで噴出される燃料の量は５０％になってしまうので、エンジンが正常に機能しない。その結果がセンサ１４によって検出され、入出力レジスタ２２に入力される。
【００６２】
結局、制御プログラム２８は、適量の噴出量を出力したにもかかわらず、期待した結果を入出力レジスタ２２において参照できないことになる。ＯＢＤシステムにとっては、あたかもエンジンが故障したような故障状態が再現される。この場合、制御プログラム２８が異常と判断しなければ、ＯＢＤシステムは正常に機能していないことがわかる。
【００６３】
上記のように、検査装置３０は、ＯＢＤシステムが実行しているテストの途中において、加工プログラム４０によってデータを書き換えるので、ＯＢＤシステムに擬似的に異常状態を再現できる。
【００６４】
したがって、実際に車両の一部を故障部品と交換しなくても、異常状態を再現して、ＯＢＤシステムを検査できる。
【００６５】
また、検査装置３０は、コネクタ３２によりＥＣＵ２０に接続するだけで取り付けられ、ＯＢＤシステムの一部として組み込まれない。すなわち、ＯＢＤシステム内の信号が検査装置３０を流れることがないので、車両の電気特性に影響を与えず、故障状態を再現できる。
【００６６】
また、ＥＣＵ２０に書き込まれる加工プログラム４０は、指示されたアドレスのデータを指示された加工式に従って書き換えるだけの単純なものなので、プログラム容量が小さく、車両制御部内の他のプログラムを圧迫しない。また、外部からアドレスおよび加工式を指示するので、あらゆる仕様（車種）のＯＢＤシステムにも適用できる。
【００６７】
特に、検査装置３０は、車種などのＥＣＵ情報と、該ＥＣＵ２０の入出力アドレス内におけるアドレスマップとを対応付けて記憶する記憶部３８を有する。ＥＣＵ２０からＥＣＵ情報を得て、記憶部３８を参照することによって、直ちに該ＥＣＵ２０のアドレスマップを特定できる。したがって、いかなる車種のＯＢＤシステム１０の診断確認にも対応できる。
【００６８】
なお、上記加工プログラム４０に対する指示は、ＯＢＤシステム１０に用いられる車両診断プロトコルとは異なる独自の通信プロトコルを用いることができる。これにより、通常の車両運転中にＥＣＵ２０と他のＥＣＵとの間で行われている診断通信に影響を与えず加工プログラム４０を動作させられる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】ＯＢＤシステムおよび検査装置の該略図である。
【図２】車両制御部内の構造を示す図である。
【図３】検査装置の概略構成図である。
【図４】ＯＢＤシステムの検査手順を示すフローチャートである。
【図５】加工プログラムが有効時のＥＣＵを示す図である。
【図６】加工式の例を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…診断システム、
１２…アクチュエータ、
１４…センサ、
１６…診断コネクタ、
２０…ＥＣＵ、
２２…入出力レジスタ、
２４…適合定数領域、
２６…プログラム領域、
２８…制御プログラム、
３０…検査装置、
３２…コネクタ、
３４…本体、
３６…検査制御部、
３８…記憶部、
４０…加工プログラム。
【図１】
2006177287.tif 000003
【図２】
2006177287.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006177287.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006177287.tif 000008