(57)【要約】【課題】車両に搭載された機器の異常予兆の診断を精度良く行う。【解決手段】診断装置１０は、第１車両１−２，１−３に搭載された第１機器３０の検出値を取得する検出値取得部１１０と、第１機器３０の検出値を用いて、第２車両１−１に搭載された第２機器３０の検出値の妥当値を推定する妥当値推定部１２０と、第２機器３０の検出値、及び第２機器３０の検出値の妥当値を比較することにより、第２機器３０の動作状態を診断する診断部１３０と、を備え、第１車両１−２，１−３は、第２車両１−１から所定の範囲内に存在する車両であり、所定の範囲を、第２車両１−１の移動速度に応じて設定する、診断装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１車両に搭載された第１機器の検出値を取得する検出値取得部と、
前記第１機器の検出値を用いて、第２車両に搭載された第２機器の検出値の妥当値を推定する妥当値推定部と、
前記第２機器の検出値、及び前記第２機器の検出値の妥当値を比較することにより、前記第２機器の動作状態を診断する診断部と、を備え、
前記第１車両は、前記第２車両から所定の範囲内に存在する車両であり、前記所定の範囲を、前記第２車両の移動速度に応じて設定する、診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたセンサの異常予兆を診断する診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機器の異常予兆を診断する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、診断対象データについて、機械設備が正常に稼動しているときのセンサデータを学習データとして作成された事例モデルからの乖離の度合（異常度）に基づいて異常予兆の有無を診断する第１診断手段と、個別のセンサデータの値が、予め定められた所定の範囲内にあるか否かに基づいて、異常予兆の有無を診断する第２診断手段とを備え、第１診断手段によって異常予兆があると診断された場合に、第２診断手段による異常予兆診断のために参照する個別のセンサデータを、異常度に対する寄与の大きさを示す寄与度に基づいて選択する異常予兆診断装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−００８１１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、診断対象の機器が正常に動作している時のデータを必要とする。しかし、車両に搭載された機器の正常動作時の値は、車両が走行している道路の路面形状、道路の勾配、天候などの外部環境によって変化しうる。様々な外部環境の条件下における正常動作時のデータを全て揃えることは難しく、特許文献１の技術により高精度の診断結果を得ることは必ずしも容易ではなかった。
【０００５】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、車両に搭載された機器の異常予兆の診断を精度良く行うことが可能な診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る診断装置は、
第１車両に搭載された第１機器の検出値を取得する検出値取得部と、
前記第１機器の検出値を用いて、第２車両に搭載された第２機器の検出値の妥当値を推定する妥当値推定部と、
前記第２機器の検出値、及び前記第２機器の検出値の妥当値を比較することにより、前記第２機器の動作状態を診断する診断部と、を備え、
前記第１車両は、前記第２車両から所定の範囲内に存在する車両であり、前記所定の範囲を、前記第２車両の移動速度に応じて設定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る診断装置によれば、車両に搭載された機器の異常予兆の診断を精度良く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る診断装置を備える車両の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における比較対象の車両を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る診断装置を用いた診断方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る診断装置の構成例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る診断装置による診断例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る診断装置を備える車両の概略構成を示す図である。各車両１は、診断装置１０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、機器３０と、車車間通信部４０と、表示部５０と、距離情報取得部６０と、を備える。説明の便宜上、図１では構成が同一の３台の車両１−１，１−２，１−３のみを示しており、本実施形態では、車両１−１を自車両（第２車両）とし、車両１−２及び車両１−３を車両１−１と車車間通信が可能な範囲内で走行している周辺車両（第１車両）として説明する。
【００１１】
センサは経年劣化するため、センサの検出値は、正常値から徐々にずれが生じることがあり、そうすると、センサの検出値に基づくアクチュエータの制御値も正常値からずれが生じる。そこで、本発明では、センサの検出値又はアクチュエータの制御値を監視し、センサの診断を行う。
【００１２】
機器３０は、センサ又はアクチュエータであり、機器３０の検出値とは、センサの検出値（センサ値）又はアクチュエータの制御値を意味する。以下、本明細書の実施形態において、機器３０をセンサ３０として説明する。車両１には、外気温センサ、吸気温センサ、水温センサ、車速センサ、Ｏ2センサ、ステアリングセンサ、空気圧センサ、超音波センサ、ジャイロセンサ、障害物センサなど、様々なセンサ３０が搭載されている。センサ３０の検出値は、該検出値を用いて処理を行うＥＣＵ２０に出力される。
【００１３】
ＥＣＵ２０は、車両１に複数搭載され、車両１の様々な動作を電子制御する。例えば、エンジン用のＥＣＵ２０は、吸気温センサ、水温センサ、車速センサ、Ｏ2センサなどの各センサ３０からの情報を元に、アクチュエータを駆動させ、エンジンの燃料噴射量や噴射時間を制御する。
【００１４】
車車間通信部４０は、あらかじめ割り当てられた周波数帯域の電波を用いて、車両１同士で直接通信（車車間通信）を行い、自車両１−１から所定の範囲に存在する周辺車両１−２，１−３から、周辺車両１−２，１−３に搭載されたセンサ３０（第１機器）の検出情報を受信し、復調する。また、車車間通信部４０は、自車両１−１に搭載されたセンサ３０（第２機器）の検出情報を変調して、周辺車両１−２，１−３に送信する。車車間通信部４０は、電波の届く範囲内に存在する車両と通信可能であり、電波の届く範囲は、電波強度を調整することにより適宜調整可能である。車車間通信部４０は、受信した検出情報を診断装置１０に出力する。なお、車車間通信部４０が検出情報を送受信する頻度は任意であるが、同一の車両と何度も通信を行うことを防止するために、同一の車両とは一度通信を行うと所定期間が経過するまで通信を行わないようにしてもよい。
【００１５】
診断装置１０は、車車間通信により車車間通信部４０が受信した検出情報に基づいて、自車両１−１に搭載されたセンサ３０について故障などの異常の予兆があるか否かを判定する。
【００１６】
表示部５０は、例えばパネルディスプレイ又はヘッドアップディスプレイ等であり、診断装置１０による診断結果などを表示する。
【００１７】
距離情報取得部６０は、車両間の距離を取得する。車両間の距離は任意の方法により取得し得る。例えば検出情報にＧＰＳ（Global Positioning System）による位置情報を含め、距離情報取得部６０が該位置情報に基づいて車両間の距離を求めてもよい。あるいは距離情報取得部６０が、車車間通信における電波強度に基づき車両間の距離を求めてもよい。
【００１８】
ここで、本実施形態において診断装置１０が診断に用いる比較対象の車両は、自車両１−１から所定の範囲に存在する周辺車両である。本実施形態において、診断装置１０は、当該所定の範囲を、自車両１−１の移動速度に応じて設定する。自車両１−１の移動速度は、診断装置１０が自車両１−１の車速センサから情報を取得する。
【００１９】
図２に当該所定の範囲の一例を示す。図２（ａ）は自車両１−１の速度が第１所定速度未満である場合、つまり低速である場合を示す。他方で、図２（ｂ）は自車両１−１の移動速度が第２所定速度以上（ここで第２所定速度＞第１所定速度とする）である場合、つまり高速である場合を示す。図２（ａ）（ｂ）のそれぞれにおいて所定の範囲は、領域Ｒ１及び領域Ｒ２にて示される領域である。領域Ｒ１及び領域Ｒ２は、それぞれ自車両１−１を中心とした半径Ｄ１及び半径Ｄ２の円形の領域である。ここでＤ１＞Ｄ２であり、図２（ａ）の所定の範囲の方が、図２（ｂ）の所定の範囲よりも広い。つまり本実施の形態では、自車両１−１の移動速度が低速である場合、移動速度が高速である場合よりも所定の範囲が広くなるように設定する。言い換えると本実施の形態では、自車両１−１の移動速度が低速から高速に速度が上がった場合、所定の範囲が狭くなるように変更する。
【００２０】
さらに診断装置１０は、自車両１−１の移動方向に応じて診断に用いる比較対象の周辺車両を限定してもよい。例えば自車両１−１の移動速度が第２所定速度以上である場合、自車両１−１の移動方向に応じて、自車両１−１と略同一方向に移動する車両からの検出情報のみを用いるようにしてもよい。ここで、周辺車両の移動方向は、進行方位、距離情報取得部６０によって得られる情報、相対距離の変化率等に基づき適宜判定することができる。本実施の形態では、自車両１−１の移動方向に応じて診断に用いる比較対象の周辺車両を限定する場合について説明する。
【００２１】
図２（ａ）では、領域Ｒ１に周辺車両１−２〜１−６が存在する。すなわちこの場合、車両１−２〜１−６の検出情報が診断において用いられる。領域Ｒ１に存在しない車両１−７の検出情報は診断において用いられない。
【００２２】
他方、図２（ｂ）では、領域Ｒ２に周辺車両１−３及び周辺車両１−５が存在する。ここで周辺車両１−３の移動方向は、自車両１−１と略同一方向であり、他方で周辺車両１−５の移動方向は、自車両１−１と逆方向である。この場合、周辺車両１−３に係る検出情報が診断において用いられ、周辺車両１−５の検出情報は診断において用いられない。すなわち周辺車両１−５、及び車両１−２、１−４、１−６、及び１−７の検出情報は、診断において用いられない。
【００２３】
診断装置１０の処理内容について、図３を参照して概要を説明した後、図４及び図５を参照してより詳細に説明する。図３は、診断装置１０を用いた診断方法の手順の一例を示すフローチャートである。ここでは自車両１−１の所定の範囲内に、周辺車両１−２，１−３が存在するとする。
【００２４】
はじめに診断装置１０は、自車両１−１の移動速度に応じて、上述の所定の範囲を設定する（ステップＳ１０）。診断装置１０は、車車間通信によって得られた検出情報から、周辺車両１−２，１−３に搭載されたセンサ３０の検出値を取得する（ステップＳ１１）。次に、診断装置１０は、周辺車両１−２，１−３の検出値から、検出値の妥当値（以下、単に「妥当値」という。）を推定する（ステップＳ１２）。そして、診断装置１０は、自車両１−１の検出値及び推定した妥当値を比較し（ステップＳ１３）、両者が乖離している場合には（ステップＳ１３−Ｙｅｓ）、自車両１−１に搭載されたセンサ３０の異常予兆ありと判定し（ステップＳ１４）、両者が乖離していない場合には（ステップＳ１３−Ｎｏ）、自車両１−１に搭載されたセンサ３０の異常予兆なしと判定する（ステップＳ１５）。
【００２５】
図４は、診断装置１０の構成例を示す図である。図４に示す診断装置１０は、検出値取得部１１０と、妥当値推定部１２０と、診断部１３０と、記憶部１４０とを備える。
【００２６】
検出値取得部１１０は、ステップＳ１１の処理を行う。すなわち、検出値取得部１１０は、車車間通信部４０に対し、車車間通信により周辺車両１−２，１−３の検出情報を受信するように命令する。また検出値取得部１１０は、距離情報取得部６０から、周辺車両１−２，１−３との車両間の距離をそれぞれ取得し、周辺車両１−２，１−３が所定の範囲内に存在するか否かを確認する。仮に所定の範囲外の車両から検出情報を受信した場合、検出値取得部１１０は、かかる検出情報を破棄する。なお、検出情報を破棄する代わりに、車車間通信部４０の電波強度を調整することで、検出値取得部１１０が所定の範囲外の車両からの検出情報を受信しないようにしてもよい。検出値取得部１１０は、車車間通信部４０が受信した周辺車両１−２，１−３の検出情報から、周辺車両１−２，１−３に搭載されたセンサ３０の検出値を取得し、取得した検出値を記憶部１４０に出力する。
【００２７】
妥当値推定部１２０は、上記ステップＳ１２の処理を行う。すなわち、妥当値推定部１２０は、記憶部１４０に記憶された検出値に基づいて妥当値を推定し、推定した妥当値を診断部１３０に出力する。例えば、妥当値推定部１２０は、周辺車両１−２から取得した検出値ｘ1、及び周辺車両１−３から取得した検出値ｘ2の平均値を、自車両１−１に搭載されたセンサ３０の妥当値ｘ＾とする。
【００２８】
診断部１３０は、上記ステップＳ１３〜ステップＳ１５の処理を行う。すなわち、診断部１３０は、センサ３０ごとに、自車両１−１の検出値と妥当値推定部１２０から入力した妥当値ｘ＾とを比較し、両者の差があらかじめ設定した閾値を超える場合（自車両１−１の検出値が妥当値ｘ＾から乖離している場合）には、該センサ３０の異常予兆ありと判定し、両者の差が閾値以下である場合（自車両１−１の検出値が妥当値ｘ＾から乖離していない場合）には、該センサ３０の異常予兆なしと判定する。診断部１３０は、診断結果を表示部５０、スピーカ、又は外部のサーバなどに出力する。診断部１３０は、自車両１−１のセンサ３０の異常予兆ありと判定した場合には、該センサ３０の検出情報を周辺車両１−２，１−３に送信しないようにしてもよい。
【００２９】
図５は、診断装置１０による検出値の診断の具体例を説明する図である。ここでは、外気温センサ３０の検出値を診断するものとし、自車両１−１の外気温センサ３０の検出値を「１５℃」とし、周辺車両１−２の外気温センサ３０の検出値を「２２℃」とし、周辺車両１−３の外気温センサ３０の検出値を「２６℃」とする。
【００３０】
自車両１−１の検出値取得部１１０は、周辺車両１−２との車車間通信により、周辺車両１−２の外気温センサ３０の検出値「２２℃」を取得し、周辺車両１−３との車車間通信により、周辺車両１−３の外気温センサ３０の検出値「２６℃」を取得する。
【００３１】
自車両１−１の妥当値推定部１２０は、外気温センサ３０の妥当値を「２２℃」と「２６℃」の平均値である「２４℃」と決定する。自車両１−１の診断部１３０は、外気温センサ３０の妥当値「２４℃」と、自車両１−１の外気温センサ３０の検出値「１５℃」とを比較し、両者の差が「９℃」であるので、例えば閾値が「５℃」である場合には、外気温センサ３０の異常予兆ありと判定する。
【００３２】
このように、本実施形態に係る診断装置１０は、周辺車両の検出値を取得し、取得した検出値を用いて、自車両１−１に搭載されたセンサ３０の検出値の妥当値を推定する。そして、自車両の検出値及び妥当値を比較することにより、自車両１−１に搭載されたセンサ３０の動作状態を診断する。また診断装置１０が診断に用いる対象は、自車両１−１から所定の範囲に存在する周辺車両であり、当該所定の範囲は、自車両１−１の移動速度に応じて設定される。所定の範囲は、自車両の現在の走行環境及び運転条件と、略同一の環境及び運転条件と取り扱う範囲ともいえる。当該所定の範囲を移動速度に応じて設定することで、誤検知率を下げて、高精度の診断結果を得ることができる。さらに、自車両１−１の移動速度が第２所定速度以上である場合、自車両１−１の移動方向に応じて、自車両１−１と略同一方向に移動する周辺車両からの検出情報のみを用いるようにするようにしてもよい。この場合、環境及び運転条件がより近似すると想定される周辺車両の検出情報のみを用いて診断することができるため、より高精度の診断結果を得ることができる。
【００３３】
なお、図２においては、自車両１−１の速度が低速の場合と高速の場合の２パターンにおける所定の範囲を例示したが、所定の範囲の設定は、速度に応じてより多段階に設定することができる。例えば自車両１−１の速度が第１所定速度以上であり、かつ第２所定速度未満である場合、つまり中速である場合には、所定の範囲を、領域Ｒ１より大きく、かつ領域Ｒ２よりも小さい範囲としてもよい。また、速度に応じて連続的に所定の範囲を設定するようにしてもよい。例えば所定の範囲が、自車両１−１を中心とした所定の半径の円形の領域である場合、所定の半径を、自車両１−１の速度が大きくなるほど小さくするようにしてもよい。
【００３４】
なお、上記の本発明に係る診断装置１０として機能させるためにコンピュータを用いることも可能である。そのようなコンピュータは、診断装置１０の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。
【００３５】
また、このプログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。
【００３６】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロック又はステップを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロック又はステップを分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１              車両
１０            診断装置
２０            ＥＣＵ
３０            機器
４０            車車間通信部
５０            表示部
６０            距離情報取得部
１１０          検出値取得部
１２０          妥当値推定部
１３０          診断部
１４０          記憶部
Ｒ１、Ｒ２      領域
Ｄ１、Ｄ２      半径
【図１】
2019196920.tif 000003
【図２】
2019196920.tif 000004
【図３】
2019196920.tif 000005
【図４】
2019196920.tif 000006
【図５】
2019196920.tif 000007