JP2010181212A - 故障診断システム、故障診断方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数のＥＣＵから異常信号が出力された場合であっても、真の故障原因となる事象を素早く正確に特定することができる故障診断システム等を提供する。
【解決手段】故障診断システム１は、故障木構築装置３、故障診断装置５、故障伝搬データベース７、故障木データベース９等から構成される。故障木構築装置３は、故障伝搬データベース７のデータ、ＥＣＵごとに構築された故障木のデータ等から、故障診断に用いられる故障木グループを構築し、故障木データベース９に登録する。故障診断装置５は、ＥＣＵから異常信号が出力されると、故障木データベース９を基に故障診断を行い、診断結果を出力する。故障診断は、ＥＣＵから信号が出力された故障事象の情報と、ＥＣＵから信号が出力されなかった故障事象の情報とを用いて行う。
【選択図】図１

Description

複数のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を搭載する車載システムの故障を診断する故障診断システム、故障診断方法に関する。
近年、複数のＥＣＵを搭載する車載システムにおいて、システムの複雑化、大規模化に伴い、故障箇所を特定することが難しくなってきている。通常、各ＥＣＵは、自らが正常に動作できないときには、正常に動作できないことを示す異常信号を出力する。複雑で大規模な車載システムでは、故障原因の事象が一つ発生すると、故障が伝搬し、複数のＥＣＵが正常に動作できなくなる。このとき、それぞれのＥＣＵが異常信号を出力するため、故障原因の事象を特定することが困難となる。
特許文献１に記載された仕組みでは、故障症状を入力することにより、整備者が逐次的に故障原因となる部位を推論する。故障要因には確率情報を付加し、機能連鎖を表現したルールベースを用いて逐次的な推論を行っている。
特許第２９０７８７３号公報
しかしながら、特許文献１に記載された仕組みでは、整備者が推論システムを扱うための教育訓練を受ける必要があり、推論結果が整備者に依存する。また、逐次的な推論のために診断に時間がかかる。また、診断結果が曖昧になり易い。そこで、素早く正確に故障診断を行う故障診断システムが望まれる。
前述の通り、各ＥＣＵは異常信号を出力する機能を備える。従って、各ＥＣＵが出力した異常信号を基に、故障原因となる事象を特定することを考えれば良い。故障原因となる事象を特定するための技術としては、例えば、故障木解析（ＦＴＡ：Ｆａｕｌｔ Ｔｒｅｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ）が考えられる。一方、車載システムが複雑かつ大規模なものになったことから、各ＥＣＵは独立して開発、設計されている。従って、故障木は、ＥＣＵごとにしか構築することができない。ＥＣＵごとに構築した故障木では、故障の伝搬などを把握することができず、複数のＥＣＵから異常信号が出力された場合に真の故障原因となる事象（＝故障伝搬元の事象）を正確に特定することができない。
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数のＥＣＵから異常信号が出力された場合であっても、真の故障原因となる事象を素早く正確に特定することができる故障診断システム等を提供することである。
前述した目的を達成するために第１の発明は、複数のＥＣＵを搭載する車載システムの故障を診断する故障診断システムであって、前記ＥＣＵが検知する故障事象をトップ事象とする故障木を入力し、前記ＥＣＵ間で故障が伝搬する経路をモデル化した故障伝搬モデルに基づいて、前記故障木間の故障伝搬経路を算出する故障伝搬経路算出手段と、前記故障木同士の基本事象の重複を探索し、基本事象の重複がある前記故障木同士を故障木グループとしてグループ化する故障木グループ化手段と、を具備する故障木構築装置と、前記故障木グループと前記故障伝搬経路を保持する故障木データベースと、前記ＥＣＵから前記故障事象の発生を示す信号が出力されると、前記故障木データベースを探索し、故障診断を行う故障診断手段と、前記故障診断手段の診断結果を出力する診断結果出力手段と、を具備する故障診断装置と、から構成されることを特徴とする故障診断システムである。第１の発明によって、複数のＥＣＵから異常信号が出力された場合であっても、真の故障原因となる事象を正確に特定することができる。
第１の発明における故障診断手段は、前記ＥＣＵから前記信号が出力された故障事象の情報と、前記ＥＣＵから前記信号が出力されなかった故障事象の情報とを用いて、前記故障木データベースを検索し、故障診断を行うことが望ましい。これによって、素早く故障診断の処理を行うことができる。
また、例えば、第１の発明における故障診断手段は、故障原因の基本事象が最少という制約下で、発生した故障事象を満足する基本事象の組み合わせを故障原因として特定する。
また、例えば、第１の発明における故障木データベースは、各基本事象が発生する確率を更に保持し、故障診断手段は、全体確率が最大という制約下で、発生した故障事象を満足する基本事象の組み合わせを故障原因として特定する。
第２の発明は、複数のＥＣＵを搭載する車載システムの故障を診断する故障診断システムであって、前記ＥＣＵが検知する故障事象をトップ事象とする故障木を入力し、前記ＥＣＵ間で故障が伝搬する経路をモデル化した故障伝搬モデルに基づいて、前記故障木間の故障伝搬経路を算出する故障伝搬経路算出手段、を具備する故障木構築装置と、前記故障木と前記故障伝搬経路を保持する故障木データベースと、前記ＥＣＵから前記故障事象の発生を示す信号が出力されると、前記故障木同士の基本事象の重複を考慮して前記故障木データベースを探索し、故障診断を行う故障診断手段と、前記故障診断手段の診断結果を出力する診断結果出力手段と、を具備する故障診断装置と、から構成されることを特徴とする故障診断システムである。第２の発明によって、複数のＥＣＵから異常信号が出力された場合であっても、真の故障原因となる事象を正確に特定することができる。
第３の発明は、複数のＥＣＵを搭載する車載システムの故障を診断する故障診断方法であって、前記ＥＣＵが検知する故障事象をトップ事象とする故障木を入力し、前記ＥＣＵ間で故障が伝搬する経路をモデル化した故障伝搬モデルに基づいて、前記故障木間の故障伝搬経路を算出し、前記故障伝搬経路を故障木データベースに登録するステップと、前記故障木同士の基本事象の重複を探索し、基本事象の重複がある前記故障木同士を故障木グループとしてグループ化し、前記故障木グループを前記故障木データベースに登録するステップと、前記ＥＣＵから前記故障事象の発生を示す信号が出力されると、前記故障木データベースを探索し、故障診断を行うステップと、故障診断の診断結果を出力するステップと、を含むことを特徴とする故障診断方法である。
第４の発明は、複数のＥＣＵを搭載する車載システムの故障を診断する故障診断方法であって、前記ＥＣＵが検知する故障事象をトップ事象とする故障木を入力し、前記ＥＣＵ間で故障が伝搬する経路をモデル化した故障伝搬モデルに基づいて、前記故障木間の故障伝搬経路を算出し、前記故障木と前記故障伝搬経路を故障木データベースに登録するステップと、前記ＥＣＵから前記故障事象の発生を示す信号が出力されると、前記故障木同士の基本事象の重複を考慮して前記故障木データベースを探索し、故障診断を行うステップと、故障診断の診断結果を出力するステップと、を含むことを特徴とする故障診断方法である。
本発明により、複数のＥＣＵから異常信号が出力された場合であっても、真の故障原因となる事象を素早く正確に特定することができる故障診断システム等を提供することができる。
故障診断システム１の概略構成を示す図 故障木構築装置３を実現するコンピュータのハードウェア構成図 故障診断装置５のハードウェア構成図 故障木構築装置３の動作の詳細を示すフローチャート 故障診断装置５の動作の詳細を示すフローチャート 車速演算ＥＣＵの故障木の一例を示す図 ＥＰＳ ＥＣＵの故障木の一例を示す図 構造モデルの一例を示す図 故障伝搬モデルの一例を示す図 故障伝搬経路の一例を示す図 故障木と故障伝搬経路の模式図 基本事象の重複がある故障木同士の模式図 基本事象の重複がない故障木同士の模式図 第１の故障診断結果を示す図 第２の故障診断結果を示す図 第３の故障診断結果を示す図 第４の故障診断結果を示す図 第５の故障診断結果を示す図
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の実施形態では、診断対象の車載システムにおいて、ＥＣＵごとに故障木が構築されていることが前提となる。また、診断対象の車載システムの構造をモデル化した構造モデル（図８参照）、またはＥＣＵ間で故障が伝搬する経路をモデル化した故障伝搬モデル（図９参照）が構築されていることが前提となる。
図１は、故障診断システム１の概略構成を示す図である。故障診断システム１は、複数のＥＣＵを搭載する車載システムの故障を診断するシステムである。図１に示すように、故障診断システム１は、故障木構築装置３、故障診断装置５、故障伝搬データベース７、故障木データベース９等から構成される。
故障木構築装置３は、例えば、コンピュータであって、診断対象の車載システムに搭載される必要はない。故障木構築装置３は、故障伝搬データベース７のデータ、ＥＣＵごとに構築された故障木のデータ（図示しない）等から、故障診断に用いられる故障木グループを構築し、故障木データベース９に登録する。
故障診断装置５は、例えば、故障診断の機能を果たすＥＣＵとして、診断対象の車載システムに搭載される。故障診断装置５は、ＥＣＵから異常信号が出力されると、故障木データベース９を基に故障診断を行い、診断結果を出力する。尚、故障診断装置５は、修理・整備前の故障診断を行う目的であれば、診断対象の車載システムに搭載せずに、コンピュータとして構成しても良い。以下では、故障診断装置５は、診断対象の車載システムに搭載されるＥＣＵとして説明する。
図２は、故障木構築装置３を実現するコンピュータのハードウェア構成図である。尚、図２のハードウェア構成は一例であり、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。
故障木構築装置３は、制御部３１、記憶部３２、メディア入出力部３３、通信制御部３４、入力部３５、表示部３６、周辺機器Ｉ／Ｆ部３７等が、バス３８を介して接続される。
制御部３１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
ＣＰＵは、記憶部３２、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス３８を介して接続された各装置を駆動制御し、故障木構築装置３が行う後述する処理を実現する。
ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部３２、ＲＯＭ、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部３１が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
記憶部３２は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）であり、制御部３１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳ（オペレーティングシステム）に相当する制御プログラムや、後述する処理をコンピュータに実行させるためのアプリケーションプログラムが格納されている。
これらの各プログラムコードは、制御部３１により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。
メディア入出力部３３（ドライブ装置）は、データの入出力を行い、例えば、ＣＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＤＶＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＭＯドライブ等のメディア入出力装置を有する。
通信制御部３４は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク３９間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワーク３９を介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。
入力部３５は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
入力部３５を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
表示部３６は、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等（ビデオアダプタ等）を有する。
周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部３７は、コンピュータに周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器Ｉ／Ｆ部３７を介してコンピュータは周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器Ｉ／Ｆ部３７は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４やＲＳ−２３２Ｃ等で構成されており、通常複数の周辺機器Ｉ／Ｆを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。
バス３８は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
図３は、故障診断装置５のハードウェア構成図である。尚、図３のハードウェア構成は一例であり、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。
図３に示すように、故障診断装置５は、制御部５１、記憶部５２、通信インタフェース５３等で構成される。
制御部５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
ＣＰＵは、記憶部５２、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、故障診断装置５全体を駆動制御する。
ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、処理に必要なプログラム、データ等を恒久的に保持している。
ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部５２、ＲＯＭ等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部５１が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
記憶部５２は、制御部５１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。
これらの各プログラムコードは、制御部５１により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。
通信インタフェース５３は、故障診断装置５とＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの車載ＬＡＮ５４間の通信を媒介する。
次に、図４、図６〜図１３を参照しながら、故障木構築装置３の動作の詳細について説明する。
図４は、故障木構築装置３の動作の詳細を示すフローチャートである。図４に示すように、故障木構築装置３の制御部３１は、故障木を入力する（Ｓ１０１）。入力される故障木は、ＥＣＵごとに定義した故障事象をトップ事象として構築されたものである。トップ事象は、故障木の根（Ｒｏｏt）である。ＥＣＵは、故障事象が発生すると、対応するダイアグ信号（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｓｉｇｎａｌ：診断信号）を出力する機能を有する。故障事象は、ＥＣＵごとに複数定義しても良い。以下では、説明を簡単にするため、一つのＥＣＵに対して一つの故障事象を定義するものとする。
図６は、車速演算ＥＣＵの故障木の一例を示す図である。車速演算ＥＣＵ６１は、例えば、故障事象として内部回路故障６２が定義されているものとする。図６に示す故障木は、内部回路故障６２をトップ事象として構築されている。図６に示す記号は、６２がトップ事象、６３がＯＲゲート、６４〜６６が基本事象を意味する。基本事象は、これ以上展開されない基本的な事象、または発生確率が単独で得られる最も低いレベルでの基本的な事象であって、故障木の葉（Ｌｅａｆ）である。図６では、マイコン故障６４、記憶回路故障６５、通信回路故障６６のいずれかが発生すると、トップ事象の内部回路故障６２が発生し、車速演算ＥＣＵ６１がダイアグ信号を出力することを示している。
図７は、ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ） ＥＣＵの故障木の一例を示す図である。ＥＰＳ ＥＣＵ７１は、例えば、故障事象としてＥＰＳ制御停止７２が定義されているものとする。図７に示す記号は、７２がトップ事象、７３がＯＲゲート、７７がＡＮＤゲート、７５が中間事象、７４、７６、７８、７９が基本事象である。中間事象は、基本事象などの組み合わせにより起こる事象であって、トップ事象でもなく、基本事象でもない事象である。図７では、舵角センサ７４、トルク値出力停止７５、車速データ停止７６のいずれかが発生すると、トップ事象のＥＰＳ制御停止７２が発生し、ＥＰＳ ＥＣＵ７１がダイアグ信号を出力することを示している。また、トルクセンサ１故障７８、トルクセンサ２故障７９の両方が発生すると、中間事象のトルク値出力停止７５が発生することを示している。
図４の説明に戻る。次に、制御部３１は、故障伝搬モデルを構築する（Ｓ１０２）。制御部３１は、故障伝搬データベース７から診断対象のシステムの構造を示す構造モデル（図８参照）を参照し、故障伝搬モデル（図９参照）を構築することができる。また、故障伝搬モデルを事前に故障伝搬データベース７に入力しておいても良い。
図８は、構造モデルの一例を示す図である。図８に示す例は、車速ＥＣＵ６１とＥＰＳ ＥＣＵ７１とが車載ＬＡＮ５４を介して接続された車載システムの構造を示している。車速ＥＣＵ６１は、プロセッサ、メモリ、通信ＩＣを備える。車速ＥＣＵ６１のプロセッサは、車輪速センサからの信号を入力として車速を算出し、通信ＩＣを介して、ＥＰＳ ＥＣＵ７１に車速を出力する。ＥＰＳ ＥＣＵ７１は、プロセッサ、メモリ、通信ＩＣを備える。ＥＰＳ ＥＣＵ７１は、トルクセンサ１、トルクセンサ２、舵角センサ、通信ＩＣを介した車速ＥＣＵ６１からの信号を入力として制御値を算出し、モータに出力する。
図９は、故障伝搬モデルの一例を示す図である。故障伝搬モデルは、故障伝搬の様子を状態遷移図で示している。車速ＥＣＵ６１の通信ＩＣが「通信停止」状態になると、ＥＰＳ ＥＣＵ７１の通信ＩＣが「通信停止」状態になる。また、車速ＥＣＵ６１の通信ＩＣが「通信エラー」状態になると、ＥＰＳ ＥＣＵ７１の通信ＩＣが「通信エラー」状態になる。また、車載ＬＡＮ５４が「断線」状態になると、ＥＰＳ ＥＣＵ７１の通信ＩＣが「通信停止」状態になる。また、車載ＬＡＮ５４が「ノイズ」状態になると、ＥＰＳ ＥＣＵ７１の通信ＩＣが「通信エラー」状態になる。
更に、ＥＰＳ ＥＣＵ７１の通信ＩＣが「通信停止」状態になると、車速データは「データ停止」状態になる。また、ＥＰＳ ＥＣＵ７１の通信ＩＣが「通信エラー」状態になると、車速データは「データ異常」状態になる。
図４の説明に戻る。次に、制御部３１は、Ｓ１０２において構築した故障伝搬モデルから、故障木間の故障伝搬経路を算出する（Ｓ１０３）。故障伝搬経路とは、他の構成要素を介して、故障木間で故障が伝搬していく経路である。
図１０は、故障伝搬経路の一例を示す図である。図１０に示す例では、車速演算ＥＣＵ６１において、通信回路故障６６が発生すると、ＥＰＳ ＥＣＵ７１において、車速データ停止７６が発生する。この場合、故障伝搬経路は、通信回路故障６６から車速データ停止７６への経路である。
図１１は、故障木と故障伝搬経路の模式図である。故障木Ａでは、トップ事象が故障事象１、基本事象が事象ａ、ｂ、ｃ、ｄである。故障木Ｂでは、トップ事象が故障事象２、基本事象が事象ｅ、ｆ、ｇ、ｈである。事象ｉ、ｋは、Ｓ１０３にて算出する故障伝搬経路に含まれる事象である。図１１に示す故障伝搬経路は、事象ｃを伝搬元とし、事象ｉ、事象ｋを介して、事象ｈを伝搬先とする経路である。
図４の説明に戻る。次に、制御部３１は、故障木同士の基本事象の重複を探索し、基本事象の重複がある故障木同士を故障木グループとしてグループ化する（Ｓ１０４）。
図１２は、基本事象の重複がある故障木同士の模式図である。故障木Ｃでは、トップ事象が故障事象３、基本事象が事象ａ、ｂ、ｃ、ｄである。故障木Ｄでは、トップ事象が故障事象４、基本事象が事象ｄ、ｅ、ｆである。重複している基本事象は、事象ｄである。この場合、制御部３１は、故障木Ｃ、故障木Ｄを故障木グループとしてグループ化する。
図１３は、基本事象の重複がない故障木同士の模式図である。故障木Ｅでは、トップ事象が故障事象５、基本事象が事象ｈ、ｉ、ｊ、ｋである。故障木Ｆでは、トップ事象が故障事象６、基本事象が事象ｍ、ｎ、ｏである。重複している基本事象はない。この場合、制御部３１は、故障木Ｅ、故障木Ｆを異なる故障木グループとして扱う。
図４の説明に戻る。次に、制御部３１は、故障木グループと故障伝搬経路を故障木データベース９に登録する（Ｓ１０５）。故障木データベース９は、口述する故障診断装置５の記憶部５２に保持される。
次に、図５、図１４〜図１８を参照しながら、故障診断装置５の動作の詳細について説明する。前提として、故障木グループと故障伝搬経路が登録されている故障木データベース９が、故障診断装置５の記憶部５２に保持されているものとする。
図５は、故障診断装置５の動作の詳細を示すフローチャートである。図５に示すように、故障診断装置５の制御部５１は、ＥＣＵからのダイアグ信号を受信し、発生した故障事象を入力すると（Ｓ２０１）、故障木データベース９を探索し（Ｓ２０２）、発生した故障事象を満足する基本事象の組み合わせを故障原因として特定し（Ｓ２０３）、特定した故障原因を診断結果として出力する（Ｓ２０４）。
Ｓ２０２およびＳ２０３では、故障診断装置５の制御部５１は、ＥＣＵからダイアグ信号が出力された故障事象の情報と、ＥＣＵからダイアグ信号が出力されなかった故障事象の情報とを用いて、故障木データベース９を検索し、故障診断を行う。
発生した故障事象を満足する基本事象の組み合わせの探索は、最大充足可能性問題として捉えることができる。ここで、最大充足割当問題とは、重み付きの節（ｃｌａｕｓｅ）の集合が与えられたときに、充足する節の重みの和を最大にする割り当てを求める問題である。節とは、ｎ個の変数ｙ１,・・・,ｙｎとその否定¬ｙ１,・・・, ¬ｙｎの中から、いくつかを論理和でつなげた論理式である。
例えば、故障診断装置５の制御部５１は、故障原因の基本事象が最少という制約（以下、「第１の制約」という。）下で、最大充足可能性問題のソルバーを用いることで、発生した故障事象を満足する基本事象の組み合わせを特定する。第１の制約は、同時に多くの故障は発生しないという思想に基づく。ここで、例えば、事象ａの発生が伝搬して事象ｂが発生した場合、故障原因の基本事象は事象ａのみであって、事象ｂは故障原因の基本事象ではないと考える。すなわち、故障原因の基本事象とは、故障伝搬がある場合には故障伝搬元の事象のみを意味する。
また、例えば、故障木データベース９に各基本事象が発生する確率を保持させ、故障診断装置５の制御部５１は、全体確率が最大という制約（以下、「第２の制約」という。）下で、最大充足可能性問題のソルバーを用いることで、発生した故障事象を満足する基本事象の組み合わせを特定する。いずれの制約下であっても、最大充足可能性問題のソルバーを用いることで、高速に故障診断を行うことができる。
以下では、具体的な例を用いて、故障診断装置５の制御部５１が行う処理を説明する。図１４から図１８に示す記号「１」は、事象発生を意味する。記号「０」は、事象不発生を意味する。記号「△」は、他の故障木からの事象発生の伝搬を意味する。記号「×」は、不明を意味する。
図１４は、第１の故障診断結果を示す図である。図１４に示す例では、故障木Ｇのトップ事象である故障事象７、および故障木Ｈのトップ事象である故障事象８に対応するダイアグ信号が出力されているものとする。また、故障診断装置５の制御部５１は、第１の制約を用いることとする。
この例では、ダイアグ信号が出力された故障事象は、故障事象７および故障事象８である。また、故障木Ｇと故障木Ｈの間には、事象ｃから事象ｅへの故障伝搬経路が存在する。故障原因の基本事象の組み合わせは、例えば、（ｃ）、（ａ、ｄ）、（ａ、ｅ）、（ａ、ｆ）、（ｂ、ｄ）、（ｂ、ｅ）、（ｂ、ｆ）等が考えられる。第１の制約から、故障診断装置５の制御部５１は、事象ｃを「１」（事象発生）とし、事象ｅを「△」（他の事象発生の伝搬）として、故障原因の基本事象の組み合わせは（ｃ）（１個）と特定する。
尚、同一の故障木間に複数の故障伝搬経路が存在する場合、例えば、故障木間の距離の短い経路を採用する。故障木間の距離は、例えば、ホップ数で計算する。５つの構成要素（部品）を経由する場合、ホップ数（故障木間の論理的距離）は４となる。また、構成要素（部品）の故障確率等に応じた重みを付けるようにしても良い。
図１５は、第２の故障診断結果を示す図である。図１５に示す例では、故障木Ｇのトップ事象である故障事象７、および故障木Ｈのトップ事象である故障事象８に対応するダイアグ信号が出力されているものとする。また、故障診断装置５の制御部５１は、第２の制約を用いることとする。
この例では、ダイアグ信号が出力されなかった故障事象は、故障事象９である。故障事象９は「０」であるから、基本事象の事象ｍも「０」である。事象ｍは、事象ｃから事象ｋへの故障伝搬経路に含まれていることから、事象ｃも「０」であることが決まる。ダイアグ信号が出力されなかった故障事象の情報を用いることで、探索範囲が限定され、探索処理を高速に終えることができる。故障原因の基本事象の組み合わせは、例えば、（ａ、ｄ）、（ａ、ｅ）、（ａ、ｆ）、（ｂ、ｄ）、（ｂ、ｅ）、（ｂ、ｆ）等が考えられる。ここで、事象ａが発生する確率は、事象ｂが発生する確率よりも高く、事象ｄが発生する確率は、事象ｅ、ｆが発生する確率よりも高いとする。第２の制約から、故障診断装置５の制御部５１は、事象ａ、ｄを「１」（事象発生）とし、事象ｂ、ｅ、ｆを「０」（事象不発生）として、故障原因の基本事象の組み合わせは（ａ、ｄ）と特定する。第２の制約では全体確率が判定基準であることから、第１の制約を用いる場合と異なり、全ての基本事象が「０」または「１」のいずれかとなることを特定する。
図１６は、第３の故障診断結果を示す図である。図１６に示す例では、故障木Ｊのトップ事象である故障事象１０、および故障木Ｋのトップ事象である故障事象１１に対応するダイアグ信号が出力されているものとする。また、故障診断装置５の制御部５１は、第１の制約を用いることとする。
この例では、故障木Ｊと故障木Ｋは、基本事象の重複があることから（事象ｄが重複）、故障木グループとしてグループ化されている。故障原因の基本事象の組み合わせは、例えば、（ｃ、ｄ）、（ａ、ｂ、ｄ）、（ａ、ｂ、ｅ、ｆ）等が考えられる。第１の制約から、故障診断装置５の制御部５１は、事象ｃ、ｄを「１」（事象発生）として、故障原因の基本事象の組み合わせは（ｃ、ｄ）（２個）と特定する。
図１７は、第４の故障診断結果を示す図である。図１７に示す例では、故障木Ｊのトップ事象である故障事象１０に対応するダイアグ信号が出力されているものとする。また、故障診断装置５の制御部５１は、第１の制約を用いることとする。
この例では、故障木Ｊと故障木Ｋは、基本事象の重複があることから（事象ｄが重複）、故障木グループとしてグループ化されている。故障事象１１は、ダイアグ信号が出力されなかった故障事象であるから、事象ｄは「０」、事象ｅとｆのいずれか一方は「０」と決まる。故障原因の基本事象の組み合わせは、例えば、（ａ、ｂ）、（ａ、ｂ、ｃ）等が考えられる。第１の制約から、故障診断装置５の制御部５１は、事象ａ、ｂを「１」（事象発生）として、故障原因の基本事象の組み合わせは（ａ、ｂ）（２個）と特定する。
図１８は、第５の故障診断結果を示す図である。図１８に示す例では、故障木Ｌのトップ事象である故障事象１２、および故障木Ｍのトップ事象である故障事象１３に対応するダイアグ信号が出力されているものとする。また、故障診断装置５の制御部５１は、第２の制約を用いることとする。
この例では、ダイアグ信号が出力された故障事象は、故障事象１２および故障事象１３である。故障木Ｇと故障木Ｈの間には、故障伝搬経路が存在しないことから、故障事象１２と故障事象１３は独立に発生したと考える。故障原因の基本事象の組み合わせは、例えば、（ｈ、ｉ、ｍ）、（ｈ、ｉ、ｎ、ｏ）、（ｊ、ｋ、ｍ）、（ｊ、ｋ、ｎ、ｏ）等が考えられる。ここで、事象ｈとｉが同時に発生する確率は、事象ｊと事象ｋが同時に発生する確率よりも高く、事象ｍが発生する確率は、事象ｎとｆが同時に発生する確率よりも高いとする。第２の制約から、故障診断装置５の制御部５１は、事象ｈ、ｉ、ｍを「１」（事象発生）とし、事象ｊ、ｋ、ｎ、ｏを「０」（事象不発生）として、故障原因の基本事象の組み合わせは（ｈ、ｉ、ｍ）と特定する。
以上の説明では、故障原因の基本事象の組み合わせを一つに特定したが、制約の条件をソート条件と考えて、複数の組み合わせを診断結果として出力しても良い。例えば、第１の制約の場合、故障原因の基本事象の個数の昇順にソートして、故障原因の基本事象の組み合わせを出力しても良い。また、例えば、第２の制約の場合、全体確率の降順にソートして、故障原因の基本事象の組み合わせを出力しても良い。
また、以上の説明では、故障木構築装置３が故障木同士の基本事象の重複を探索し、基本事象の重複がある故障木同士を故障木グループとしてグループ化し、故障木グループおよび故障伝搬経路を故障木データベース９に登録することとした。故障診断システムの他の構成として、故障木データベース９には故障木と故障伝搬経路を登録し、故障木構築装置５が故障木同士の基本事象の重複を考慮して故障木データベースを探索し、故障診断を行うようにしても良い。この構成の場合、故障診断の処理時間が増えるというデメリットがあるが、故障木データベース９の構築が一部のＥＣＵの開発の遅れに影響され難いというメリットもある。
本発明の実施の形態に係る故障診断システム１によって、複数のＥＣＵから異常信号が出力された場合であっても、真の故障原因となる事象を素早く正確に特定することができる。
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る故障診断システム等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１………故障診断システム
３………故障木構築装置
５………故障診断装置
７………故障伝搬データベース
９………故障木データベース
３１………制御部
３２………記憶部
３３………メディア入出力部
３４………通信制御部
３５………入力部
３６………表示部
３７………周辺機器Ｉ／Ｆ部
３８………バス
３９………ネットワーク
５１………制御部
５２………記憶部
５３………通信インタフェース
５４………車載ＬＡＮ

Claims (7)

  1. 複数のＥＣＵを搭載する車載システムの故障を診断する故障診断システムであって、
    前記ＥＣＵが検知する故障事象をトップ事象とする故障木を入力し、前記ＥＣＵ間で故障が伝搬する経路をモデル化した故障伝搬モデルに基づいて、前記故障木間の故障伝搬経路を算出する故障伝搬経路算出手段と、
    前記故障木同士の基本事象の重複を探索し、基本事象の重複がある前記故障木同士を故障木グループとしてグループ化する故障木グループ化手段と、
    を具備する故障木構築装置と、
    前記故障木グループと前記故障伝搬経路を保持する故障木データベースと、
    前記ＥＣＵから前記故障事象の発生を示す信号が出力されると、前記故障木データベースを探索し、故障診断を行う故障診断手段と、
    前記故障診断手段の診断結果を出力する診断結果出力手段と、
    を具備する故障診断装置と、
    から構成されることを特徴とする故障診断システム。
  2. 前記故障診断手段は、前記ＥＣＵから前記信号が出力された故障事象の情報と、前記ＥＣＵから前記信号が出力されなかった故障事象の情報とを用いて、前記故障木データベースを検索し、故障診断を行うことを特徴とする請求項１に記載の故障診断システム。
  3. 前記故障診断手段は、故障原因の基本事象が最少という制約下で、発生した故障事象を満足する基本事象の組み合わせを故障原因として特定することを特徴とする請求項１に記載の故障診断システム。
  4. 前記故障木データベースは、各基本事象が発生する確率を更に保持し、
    前記故障診断手段は、全体確率が最大という制約下で、発生した故障事象を満足する基本事象の組み合わせを故障原因として特定することを特徴とする請求項１に記載の故障診断システム。
  5. 複数のＥＣＵを搭載する車載システムの故障を診断する故障診断システムであって、
    前記ＥＣＵが検知する故障事象をトップ事象とする故障木を入力し、前記ＥＣＵ間で故障が伝搬する経路をモデル化した故障伝搬モデルに基づいて、前記故障木間の故障伝搬経路を算出する故障伝搬経路算出手段、
    を具備する故障木構築装置と、
    前記故障木と前記故障伝搬経路を保持する故障木データベースと、
    前記ＥＣＵから前記故障事象の発生を示す信号が出力されると、前記故障木同士の基本事象の重複を考慮して前記故障木データベースを探索し、故障診断を行う故障診断手段と、
    前記故障診断手段の診断結果を出力する診断結果出力手段と、
    を具備する故障診断装置と、
    から構成されることを特徴とする故障診断システム。
  6. 複数のＥＣＵを搭載する車載システムの故障を診断する故障診断方法であって、
    前記ＥＣＵが検知する故障事象をトップ事象とする故障木を入力し、前記ＥＣＵ間で故障が伝搬する経路をモデル化した故障伝搬モデルに基づいて、前記故障木間の故障伝搬経路を算出し、前記故障伝搬経路を故障木データベースに登録するステップと、
    前記故障木同士の基本事象の重複を探索し、基本事象の重複がある前記故障木同士を故障木グループとしてグループ化し、前記故障木グループを前記故障木データベースに登録するステップと、
    前記ＥＣＵから前記故障事象の発生を示す信号が出力されると、前記故障木データベースを探索し、故障診断を行うステップと、
    故障診断の診断結果を出力するステップと、
    を含むことを特徴とする故障診断方法。
  7. 複数のＥＣＵを搭載する車載システムの故障を診断する故障診断方法であって、
    前記ＥＣＵが検知する故障事象をトップ事象とする故障木を入力し、前記ＥＣＵ間で故障が伝搬する経路をモデル化した故障伝搬モデルに基づいて、前記故障木間の故障伝搬経路を算出し、前記故障木と前記故障伝搬経路を故障木データベースに登録するステップと、
    前記ＥＣＵから前記故障事象の発生を示す信号が出力されると、前記故障木同士の基本事象の重複を考慮して前記故障木データベースを探索し、故障診断を行うステップと、
    故障診断の診断結果を出力するステップと、
    を含むことを特徴とする故障診断方法。
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