(57)【要約】【課題】従来の故障記録装置はＲＯＭ（Read Only Memory）を使用するので、新車設計毎に過去の故障記録に関する情報の多くが失われる。個々の車両に搭載する故障記録装置としてＲＯＭを使わずに、余裕のあるハードウエアもしくはファームウエアを設定しておくことにより、新しい車種、車両の仕様変更、特殊仕様、などに一つのハードウエア設計で対応することができるようにしたい。さらに同時に複数の故障が発生したときにこれを合理的に処理する。【解決手段】それぞれの故障モードにあらかじめ重み付けを設定しておき、前記情報処理手段は一つの故障モードの解析手順の実行前または実行中に他の故障モードが検出されるときには、その設定された重み付けの順にしたがってその処理を実行する調停手段を備える。その調停手段は前記重み付けの順を設定するテーブルを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの車両に設けられた多数の機能についてそれぞれの故障モードを検出する複数の機能ユニットと、その複数の機能ユニットからそれぞれ送出される複数の監視情報を定型化された故障ツリー解析手順により一括して処理し記憶する情報処理手段とが前記一つの車両に搭載された車載故障診断制御装置において、
前記それぞれの故障モードにあらかじめ重み付けが設定され、前記情報処理手段は一つの故障モードの解析手順の実行前または実行中に他の故障モードが検出されるときには、その設定された重み付けの順にしたがいその処理を実行する調停手段を備えたことを特徴とする車載故障診断制御装置。
【請求項２】
前記調停手段は前記重み付けの順を設定するテーブルを含む請求項１記載の車載故障診断制御装置。
【請求項３】
前記情報処理手段とその車両の外に設けられた故障診断制御手段との間を随時結合する通信手段を設けた請求項１または２記載の車載故障診断制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車その他車両に搭載する装置類の故障診断に利用する。本発明は、車種を越えて多数の車両に共通に設計された情報処理装置をＯＢＤ（On Board Diagnostic）制御装置として搭載しておき、複数の故障情報について、これをTree（木、き）モードを利用して整理することにより、その故障原因を体系的に把握することができるＦＴＡ（Fault Tree Analysis）処理を採用する方式に利用するためのものである。とくに複数の故障モードが検出されるときの調停制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
各車両に国際的に統一された基準に沿うＯＢＤ制御装置を搭載して、大気汚染その他車両に起因する公害を少なくするための活動が行われている。ＯＢＤ−Ｉといわれている基準は、最初に１９８８年にアメリカ合衆国で導入されたものであり、
（１）車両に自己管理できる電子システムを搭載する、
（２）排ガス関連の故障はダッシュボードに装着されたフオルト・ランプに表示する、
（３）故障はコントロール・ユニットのフォルト・メモリに記録されオンボード診断装置を使って読み取り可能とする、
などが定められたものである。その後（１９９１年）に、ＳＡＥ（合衆国自動車技術者協会）およびＩＳＯ（国際標準化機構）は、ＯＢＤ−ＩＩといわれる基準を制定し、１９９４年からアメリカ合衆国ではすべてのガソリン車に、１９９６年からすべてのディーゼル車に、これが適用されることになった。
【０００３】
このような統一された基準にしたがって公害を少なくする等の活動に対して、本願出願人もいくつかの提案を行うなどにより貢献してきた。一方、近年プログラム制御装置が急速に高性能化するとともに、安価になり、制御装置のハードウエアもその動作が安定化した。これにより、個々の車両にかなり能力の高いプログラム制御装置を搭載して、これを車両の運行に伴い定常的に運用することが、技術的にも経済的にも可能になりつつなる。
【０００４】
一方、車両に発生する故障の原因を探索するための要素を分析記録するために、プログラム制御装置として一つの形態を採用しても、プログラム制御装置の進歩は急速であり、短期間のうちにその技術は陳腐化してしまうことになる。そしてさらに新しい技術思想が取り入れられることになり、従来から多数の車両に統一的な装置を装備して装置故障に係る記録を標準化することにはなりにくい状況にあった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７８３７６（日産ディーゼル）
【非特許文献１】On-Board Diagnostic System Requirements for 2010 and Subsequent Model-year Heavy-duty Engines, Title 13,California Code Regulations, Section 1971.1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来から車両に搭載される故障診断装置およびそのソフトウエアは、原則としてＲＯＭ（Read Only Memory）に記録してあり、新しい車種が開発されると、それに対応して新しい故障診断ロジックを組み直して、これをそれぞれ新しいＲＯＭに設定する設計開発の形態が採られている。この形態では、その車種についての故障診断には相応に合理的に対応することができるが、新車種の開発ごとに新しいＲＯＭが設計開発されることになる。このために要する設計工数が大きくなる。またこの従来形態では、新車種の開発周期を越えて故障データを有効に利用することができない場合が多い。すなわちこの従来形態では、新しい車種ごとにＯＢＤの方式およびその記録内容が変更されることになって、技術の連続性が有効に維持できない問題がある。これを解決するには、車種および年代を越えてＯＢＤを相応に標準化することが必要である。
【０００７】
ここでＯＢＤはあくまでも車載装置であり、ＯＢＤに記録されたデータを読み出し利用するためには、そのＯＢＤに記録されている情報を操作にしたがって読み出し、これを解析利用するための情報処理装置が利用される。そしてそのためには、サービス工場その他に相応の性能の情報処理装置が設備されなければならない。
【０００８】
一つの車両にはきわめて多数の機能が搭載され、これらが関連して作動しているものであり、一つの機能に故障が発生すると他の機能に影響を与えることが多い。その影響の一つの形態は他の機能が関連して故障状態になることである。例示すれば、吸気系に不具合が発生すれば、その吸気系からの空気供給を受けている内燃機関の作動が正常でなくなる。車両に搭載されている空気圧系に故障が発生すれば、この空気圧を利用する複数の制御系に関連して故障が発生することになる。
【０００９】
本発明はＯＢＤの標準化、すなわち新車種の開発周期を越える長い時間にわたり有効になる標準化のための一つの提案として、本願発明者らが検討してきたＯＢＤをここに特許出願の形態で開示するものである。ここでＯＢＤはあくまでも観測記録装置であって、ＯＢＤの形態を保守的に設計することによって、車両に搭載する新しい機器の導入あるいは進歩を阻害することがあってはならない。
【００１０】
すなわち本発明は、個々の車両に搭載して、その車両に発生する故障の原因に係る要素を特定することができる装置（ＯＢＤ）であって、周辺技術が進歩しても基本的に設計変更されることがなく、相応の長期間にわたり、一つの標準として継続的に利用できる形態の装置を提供することを目的とする。本発明は、個々の車両にそれぞれ発生する故障の状態およびその原因をさまざまな車種および年代を通してなるべく統一的に記録し、その記録を統計処理することが可能な車載故障診断装置（ＯＢＤ）の形態を提供することを目的とする。本発明は、新しい車種の設計にあたり車載故障診断装置（ＯＢＤ）の設計に大きい工数を要する必要のない形態を提供することを目的とする。
【００１１】
とくに本発明は、上記車載故障診断装置（ＯＢＤ）について、複数の故障が同時に、すなわち一つの故障解析が完了する前に別の故障が発生するときに、その処理順序を明確にして、故障原因を的確に同定することができる装置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】
【００１２】
本発明は個々の車両に搭載するための装置であって、その故障発生時の故障原因を解析するための道具として定型化された形態のＦＴＡ（Fault Tree Analysis）を利用する。この定型化された形態のＦＴＡは、故障原因を解析するための標準的なツリー手順が実装された装置であり、演算メモリは十分に余裕のある容量を備えたハードウエア装置が利用される。これは車両設計に変更があっても、新しく開発される車両についても旧来から利用されている共通仕様の装置を利用する。新しく開発される車両が従来の車両に装備されていない新しい装備や機能を持つことになっても、原則的にひきつづき同一仕様の故障解析手順の装置を利用する。そして新しく追加される装備に対応するソフトウエアは、そのメモリの余裕部分に追加してインストールすることができるように設計する。新しい設計では利用しない装置があれば、その装置に対応するソフトウエアはたんに休止状態に設定する。ここで本発明は、複数の故障が同時に、あるいは一つの故障が発生しその故障原因を特定するが完了する前に別の故障が発生したときに、故障原因を追及する順序をあらかじめ決めておき、その順序にしたがって故障原因を追及することを最大の特徴とする。
【００１３】
すなわち本発明は、一つの車両に設けられた多数の機能についてそれぞれの故障モードを検出する複数の機能ユニットと、その複数の機能ユニットからそれぞれ送出される複数の監視情報を定型化された故障ツリー解析手順により一括して処理し記憶する情報処理手段とが前記一つの車両に搭載された車載故障診断制御装置において、前記それぞれの故障モードにあらかじめ重み付けが設定され、前記情報処理手段は一つの故障モードの解析手順の実行前または実行中に他の故障モードが検出されるときには、その設定された重み付けの順にしたがいその処理を実行する調停手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
前記調停手段は前記重み付けの順を設定するテーブルを含む構成とすることができる。前記情報処理手段とその車両の外に設けられた故障診断制御手段との間を随時結合する通信手段を設けた構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、複数の車両設計についてその開発周期を越える長い期間にわたり、車両に搭載した装置の故障に関する共通基準に基づくデータが得られるとともに、複数の故障原因が同時にあるいは相次いで発生したときにも、その故障原因を的確に追及することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明のＯＢＤ制御系のブロック構成図である。ＯＢＤ制御装置１に、車載センサ群２、機能ユニット群３がそれぞれ通信回線信号線により接続されている。車載センサ群２と機能ユニット群３からの動作データおよび特性値を得ることにより、ＯＢＤ制御装置１により、複数の故障を同時に検出した場合に使用するＦＴＡ内の故障モードに重み付けをする。これにより処理順序、さらに詳しくは、故障情報の保存順序、リカバリ−処理順序などを決定し、故障表示灯９の点灯および当該故障コードなどの故障情報を記録または外部に出力する。
【００１７】
図２はＦＴＡ群の構造概略図である。ＦＴＡ群７には、排ガス劣化要因特性データテーブル群１２および機能ユニット−故障コードテーブル群１３を含む。排ガス劣化要因特性データテーブル群１２には、故障検出の対象である第一事象特性（この実施例では排ガス名、およびしきい値その他）のデータ、第一事象特性値に対する事象原因特性のデータ群、最終的に故障部位を特定するための当該故障発生機能ユニットＩＤ（この例では、番号、アドレスなど）が含まれる。排ガス劣化要因特性データテーブル群１２を処理に使うことにより、故障発生機能ユニットが特定できる。機能ユニット−故障コードテーブル群１３には各機能ユニットごとに部品および特性に対する故障検出基準データが含まれる。これらを処理することにより、一つの故障に対する故障部位が特定できる。
【００１８】
図３は、排ガス劣化要因特性データテーブル群１２の内容を示す。表に示すように排ガス値を第一事象として、各排ガスごとに１つのデータテーブルを保有する。これは全ての第一データテーブルの集合体である。機能ユニット−故障コードテーブル群１３は、各機能ユニットごとに１つのデータテーブルを保有する。これは全ての機能ユニットデータテーブルの集合体である。
【００１９】
排ガス劣化要因特性データテーブル群１２、および機能ユニット−故障コードテーブル群１３の各項目には、優先度を判断する数値が登録されていて、この数値を計算し、比較することにより、同時故障時の処理順序、故障情報の保存順序、リカバリ−処理順序などを決定することができる。
【００２０】
図４に排ガス劣化要因特性データテーブルフォーマットの例を示す。このデータテーブルは、排ガス劣化要因特性データテーブル群１２は各第一事象特性ごとに１つのデータテーブルとして存在する。さらにこのデータテーブルは可変長データであり、作成するＯＢＤ制御ソフトウエアおよびＯＢＤ制御ソフトウエアを搭載するハードウエアにより、データの並びまたは内容を可変することができる。
【００２１】
図５に機能ユニット−故障コードテーブルフォーマットの例を示す。前に説明した機能ユニット−故障コードテーブル群１３の中に、各機能ユニットごとに１つのデータテーブルとして存在する。さらにこのデータテーブルは可変長データであり、作成するＯＢＤ制御ソフトウエアやＯＢＤ制御ソフトウエアを搭載するハードウエアにより、データの並びおよびチャートを示す。内容を可変することができる。
【００２２】
図６にＦＴＡを使用した優先順位決定の概略処理フローチャート実施例を示す。これは、複数故障が同時に発生した場合に関するものである。機能ユニット群３から動作データを取得し、車載センサからの信号を取得する（ステップＳ２０１）。故障検出処理により、複数の故障（故障ＡとＢ）を検出する（ステップＳ２０２）。さらに内部または外部のＦＴＡ群情報を取得する（ステップＳ２０３）。そしてこの故障ＡとＢの優先順位を判断する（ステップＳ２０４）。故障Ａの方が優先度が高ければ、１〜α次特性データを解析し、さらに特性の変化傾向が一致していれば、その特性のフラグをＯＮする（ステップＳ２０５）。
【００２３】
この手順により解析が実行された結果から、一致した特性に対応する機能ユニットＩＤを設定して、機能ユニット−故障コードテーブル群１３から該当する機能ユニット−故障コードテーブルを取得する（ステップＳ２０６）。機能ユニット−故障コードテーブルの部品特性について、それぞれ第１〜第ｎ故障検出基準に照合し、検出基準のフラグをＯＮにする（ステップＳ２０７）。
【００２４】
検出基準のフラグが立っている故障原因が複数ある場合には、優先度によりソートする（ステップＳ２０８）。ソートされた前記故障原因により、故障コードを設定する（ステップＳ２０９）。
【００２５】
さらに図６に示すＦＴＡを使用した優先順位決定の概略処理手順の例（複数故障が同時に発生した場合）において、故障Ａの方が優先度が低い場合は、故障Ｂについて前記故障Ａと同様に処理を行う(ステップＳ２１０）。優先度が同一の場合にはその処理はＦＩＦＯ（First In First Out）とする。
【００２６】
図６のＦＴＡを使用した優先順位決定の概略処理手順の例（複数故障が同時に発生した場合）において、故障Ａまたは故障Ｂの処理が終了後に、リカバリー処理が必要な場合はソートされた順番にリカバリー処理を行う（ステップＳ２１１）。
【００２７】
上記説明は、同時故障として二つの故障が同時に発生した場合を説明したが、三つまたはそれ以上の故障が同時に発生した場合についても、上記論理を同様に実行することができる。その場合にはそれなりに処理に時間を要することになる。また優先度が同じレベルの故障が発生したときには、ＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・アウト）すなわち発生順に処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明により、新車の開発周期を越えて車両設計に必要な共通データを蓄積することができるから、設計の担当が世代交代しても、車両設計に必要な具体的なノウハウを長い期間にわたり保存することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明実施例ＯＢＤ制御装置のブロック構成図。
【図２】本発明実施例ＦＴＡの構成図。
【図３】本発明実施例ＦＴＡのさらに詳しい構成図。
【図４】排ガス劣化要因特性データ・テーブル・フォーマットの例を示す図。
【図５】機能ユニットに対応する故障コード・テーブル・フォーマットの例を示す図。
【図６】ＦＴＡを使用した優先順位決定のための本発明実施例流れ図。
【符号の説明】
【００３０】
１  ＯＢＤ制御装置
２  車載センサ群
３  機能ユニット群
４  機能ユニット通信処理手段
５  故障原因特定手段
６  故障情報管理手段
７  ＦＴＡ群
８  外部通信処理手段
９  故障表示灯
１０  故障調停手段
１２  排ガス劣化要因特性データテーブル群
１３  機能ユニット−故障コードテーブル群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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