专利名称：支持故障再现的诊断装置及故障再现数据的输出方法
技术领域：
本发明涉及针对发生故障的车辆支持其故障再现的故障诊断技术。
背景技术：
过去，已经知道作为对在车辆中发生的故障进行诊断的工具的诊断装置，为了修理故障，使故障再现以确定故障原因的做法是有用的。在不能再现被运送到修理厂的车辆的故障时，将很难诊断故障。因此，进行改变车速、发动机水温等运转条件来再现故障的试错，这很费工夫。专利文献1记载了一种装置，其利用存储于车辆的电子控制装置中的故障发生时的运转数据，使车辆以故障再现模式进行运转，将此时得到的运转数据与故障发生时的运转数据进行比较，并告知实验者运转状态一致。但是，运转数据涉及到许多参数，使所有参数接近故障发生时的值是很困难的，仅仅根据极其有限的参数来诊断故障，其有效性值得怀疑。并且，该车辆固有的数值作为瞬时值的数组被存储在电子控制装置中，因此不能确定适合于故障诊断的值的范围。因此，不能设定适合于故障再现的数值范围。并且，无法通过装置来确定多个运转参数中哪个参数对于故障再现比较重要，因而不得不依赖于进行故障诊断的技术人员的技能。另一方面，虽然存在利用修理手册等来提供与故障代码相对应的诊断执行条件的情况，但由于是根据通常的设计基准来设定条件的，因而数值范围的宽度过大，难以缩小， 故障再现并不容易。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利第观05958号
发明内容
发明所要解决的课题因此，需要能够支持车辆的故障再现的诊断装置和故障再现数据的输出方法。用于解决课题的手段本发明的故障诊断装置支持根据由车辆的电子控制装置提供的表示该故障的故障代码来再现故障，该故障诊断装置具有提取单元，其从分别由多个故障车辆的电子控制装置提供的与多个运转参数相关的运转数据中，针对至少一个故障代码，对多个运转参数分别提取所述运转数据的故障代码固有的特征。该装置还具有从与多个所述故障代码相关的所述运转数据中，对所述每个运转参数抽取与多个故障代码相关的全局特征的单元； 以及设定单元，其针对所述至少一个故障代码，将所述故障代码固有的特征中与所述全局特征的相似度较低的部分，设定为用于再现与该故障代码对应的故障的运转数据。在本发明的一个实施方式中，故障代码固有的特征是从每个运转参数的运转数据的直方图中提取的，全局特征是从根据与多个故障代码相关的运转数据生成的针对每个运转参数的直方图中提取的。在本发明的另一个实施方式中，利用阶跃函数来表示故障代码固有的特征和全局特征。并且，在本发明的其它实施方式中，运转数据是指故障发生时的预定期间中的数据，诊断装置具有提供单元，该提供单元针对预定的参数，根据从该运转数据的最后起追溯预先确定的时间的区间中的数据，检测该运转数据的变化，将该变化作为故障再现用的信息进行提供。并且，在本发明的一个实施方式中，运转参数包括根据用户的操作而变化的运转环境参数；根据车辆的自动控制而变化的设备环境参数；以及根据车辆所在的环境而变化的车辆环境参数。在本发明的一个实施方式中，故障诊断装置还具有提示单元，该提示单元响应于故障代码的输入，提示所述设定单元设定的运转数据，作为用于再现与该故障代码对应的故障的运转数据。本发明在一个方面中提供用于提示并输出故障再现数据的方法。该方法由计算机执行，用于在车辆的故障诊断中输出故障诊断数据，该故障诊断数据用于支持根据由车辆的电子控制装置提供的表示该故障的故障代码来再现故障。该方法包括计算步骤，在该计算步骤中，根据特征数据和全局数据，针对至少一个故障代码计算故障代码固有的特征与全局特征的相似度，所述特征数据是从分别由多个故障车辆的电子控制装置提供的与多个运转参数相关的运转数据中，针对所述至少一个故障代码，关于多个运转参数分别提取所述运转数据的所述故障代码固有的特征而得到的，所述全局数据是从与多个所述故障代码相关的所述运转数据中，针对每个所述运转参数提取与多个故障代码相关的全局特征而得到的。另外，本发明的方法包括输出步骤，针对所述至少一个故障代码，输出所述故障代码固有的特征中所述相似度较低的部分，作为用于再现与该故障代码对应的故障的运转数据。根据本发明，车辆服务店的技术人员通过向计算机输入车辆的故障代码，能够获得适合于再现与该故障代码对应的故障的运转数据。
图1是示出本发明的诊断设备与车辆之间的关系的整体结构图。图2是示出本发明的一个实施例的处理的流程图，也是基准数据产生装置的功能框图。图3是示出直方图与阶跃函数之间的关系的图。图4是示出直方图的变形过程的图。图5是例示出两个阶跃函数的关系的图。
具体实施例方式下面，参照
本发明的实施方式。图1示出作为本发明的前提的、汽车的电子控制装置所包含的数据采集装置14。车载网络11是用于进行车辆中搭载的多个电子控制单元(ECU)之间的通信的网络。在本实施例中，网络被划分为F系统和B系统这两个系统，但也可以是一个系统的网络。F系统的网络是用于在所谓控制系统的多个ECU之间进行通信的网络，所述ECU是指进行发动机的燃料喷射控制、点火正时控制等的ECU，进行变速器的控制的ECU，进行制动器的控制的ECU等。B系统的网络是用于在所谓车体电装系统的多个ECU之间进行通信的网络，所述ECU是指控制电动车窗和门锁的ECU，控制车灯的ECU， 控制空调器等电装品的E⑶等。E⑶基本上是电脑，由微处理器和通信模块构成。F系统的网络向数据采集装置(EOT) 14发送车速数据11A、发动机水温数据11B、发动机转速数据IlC等控制系统的数据、以及表示ECU检测到的问题的问题代码11E。B系统的网络向数据采集装置14发送表示空调器等附件(ACC)的状态的数据IlF等来自车体电装系统的ECU的数据、以及表示ECU检测到的问题的问题代码11G。数据采集装置14自身是电子控制装置(EOT)，由以微处理器为主要部件的控制器 14H控制。接收部14A从车载网络11依次接收表示车辆的状态的最新数据，控制器14H将该数据依次暂时存储在车辆状态数据存储器14B中。车辆状态数据存储器14B是随机存取存储器(RAM)，存储例如20秒期间那样的预定时间长度的最新数据，并以先入先出(FIFO) 的移位寄存器方式，每隔例如0. 2秒改写新的数据。非易失性存储器14D由备份存储器或者EEPROM等可改写的ROM等构成，所述备份存储器在电源断开时由电池供给维持电流，从而维持存储。控制器14H在接收到问题代码(DTC =Diagnosis Trouble Code)时，从车辆状态数据存储器14B读出在产生问题代码之前的15秒期间的数据，并保存在非易失性存储器14D中。该数据被称为车载快照(0BS Onboard Snap Shot) 0每当产生问题代码时就执行该处理，非易失性存储器14D与多个问题代码对应地保存多个0BS。在为了检修、修理而将该车辆运送到服务店中时，服务员将故障诊断设备16的连接端子连接到ECU14的输出端子，使诊断设备读取在非易失性存储器14D中保存的数据，并利用诊断设备进行故障诊断。另一方面，将所读取的保存在非易失性存储器14D中的数据存储在数据存储装置 20中，作为在本发明的故障再现用的基准数据设定中所使用的采集数据。并且设置有与数据存储装置20相关联的基准数据生成装置30。另外，也可将保存在非易失性存储器14D中的数据从车载通信装置发送给数据存储装置而用作为采集数据，而不需等待车辆由于故障诊断等而被运送到服务店。表1示出响应于一个问题代码的产生而保存在非易失性存储器14D中的OBS数据的一例。在该示例中，作为运转参数，示出了温度传感器的输出电压(V)、空燃比(AF)传感器的输出电流(mA)、燃料喷射时间(喷射器的喷嘴打开的时间，毫秒)。除此之外，车速、发动机转速等与很多(因车型而异，例如是50 60个)参数有关的数据也包含于OBS中。利用...表示这些参数。在本说明书中，将在表1的各个数据字段中输入的数据称为项目，将其值称为数据值。例如，在具有相同数据值A的数据字段的数量为N个时，表述为数据值A 的项目数量是N个。关于时间，是将问题代码产生时作为基准的0秒，利用负号表示以0. 2秒为单位进行追溯的时间。
[表 1]
时间温度传感器 AF传感器I燃料喷射参照图1和图2来说明设定故障再现用的数据的处理。在车辆被运送到服务店中时，服务员将诊断设备16的终端装置与车辆的数据采集装置14连接，并读取在非易失性存储器14D中存储的数据。所读取的数据通过网络被发送给支持中心，按照每种车型，将问题代码(DTC)和与该DTC对应的OBS数据成组地存储在数据存储装置20中。在数据存储装置20中存储有数千至数万级的成组的DTC/0BS数据。基准数据生成装置30是通用的计算机，针对在数据存储装置20中存储的数据，执行图2所示的处理，从而生成基准数据。图2示出处理的步骤的一例，但同时也是示出基准数据生成装置30的结构的功能框图。图2的处理是针对每种车型而执行的，并且针对每种车型生成基准数据。数据读取部31针对给定的车型，读取在数据存储装置20中存储的有关所有DTC 的所有OBS数据。针对所有DTC提取每个参数的特征的特征提取部33按照每个运转参数来汇集OBS数据的最后一行、即表1中的时间为0时的数据，并从项目数对数据值的直方图中提取特征数据值的范围。图3是针对给定的一个运转参数汇集了与所有DTC相关的OBS数据的直方图。在本实施例中，将超过项目数K的数据值的范围设为该运转参数的特征范围。在图3(A)的示例中，提取数据值0 h的范围作为特征范围。数据值a b的范围的项目数未达到阈值 K，将特征范围准确地分开，但是为了提高运算的效率，在本实施例中将被分开的范围连接起来提取一个整体的特征范围。阶跃函数化部35将这样提取的特征范围变换为如图3 (B)所示的阶跃函数。在该示例中，阶跃函数在数据值0 h的范围内取1，在除此之外的数据值时取0。根据与所有 DTC相关的OBS数据，对每个运转参数定义了阶跃函数。在假设运转参数为m个(m是整数) 时，生成阶跃函数打、€2、€3、...细。利用f(x)表示有关任意运转参数的基于所有DTC的阶跃函数。阶跃函数f(x)是数值1和0的数组。进行每个DTC、每个参数的特征提取的特征提取部37针对给定的车型，对在数据存储装置20中存储的OBS数据，按照每个DCT以及每个运转参数来汇集表1的最后一行即时间为0时的数据，使用与参照图3(A)进行说明的方法相同的方法，从项目数对数据值的直方图中提取特征数据值的范围。阶跃函数部39将这样提取的特征值的范围变换为阶跃函数。利用g(x)表示每个DCT和每个运转参数的阶跃函数。阶跃函数g(x)是数值1和0 的数组。相似度计算部41针对相同的参数，利用下式计算每个DTC的阶跃函数g(x)与基于所有DTC的特征函数f(x)的相似度。[式1]
权利要求
1.一种支持故障再现的故障诊断装置，其在车辆的故障诊断中支持根据由车辆的电子控制装置提供的表示该故障的故障代码来再现故障，该故障诊断装置具有以下单元从分别由多个故障车辆的电子控制装置提供的与多个运转参数相关的运转数据中，针对至少一个故障代码，对多个运转参数分别提取所述运转数据的故障代码固有的特征的单元；从与多个所述故障代码相关的所述运转数据中，针对每个所述运转参数提取与多个故障代码相关的全局特征的单元；以及设定单元，其针对所述至少一个故障代码，将所述故障代码固有的特征中与所述全局特征的相似度较低的部分，设定为用于再现与该故障代码对应的故障的运转数据。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述故障代码固有的特征是从每个所述运转参数的运转数据的直方图中提取的，所述全局特征是从根据与所述多个故障代码相关的运转数据生成的每个所述运转参数的直方图中提取的。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，利用阶跃函数来表示所述故障代码固有的特征和所述全局特征。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述运转数据是故障发生时的预定期间中的数据，所述故障诊断装置具有提供单元，该提供单元针对预定的参数，根据从该运转数据的最后起追溯预先设定的时间的区间中的数据，检测该运转数据的变化，提供该变化作为故障再现用的信息。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述运转参数包括根据用户的操作而变化的运转环境参数；根据车辆的自动控制而变化的设备环境参数；以及根据车辆所在的环境而变化的车辆环境参数。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述故障诊断装置还具有提示单元，该提示单元响应于故障代码的输入，提示所述设定单元设定的运转数据作为用于再现与该故障代码对应的故障的运转数据。
7.一种故障诊断数据的输出方法，该方法由计算机执行，用于在车辆的故障诊断中输出故障诊断数据，该故障诊断数据用于支持根据由车辆的电子控制装置提供的表示该故障的故障代码来再现故障，该方法包括计算步骤，根据特征数据和全局数据，针对至少一个故障代码计算故障代码固有的特征与全局特征的相似度，所述特征数据是从分别由多个故障车辆的电子控制装置提供的与多个运转参数相关的运转数据中，针对所述至少一个故障代码，关于多个运转参数分别提取所述运转数据的所述故障代码固有的特征而得到的，所述全局数据是从与多个所述故障代码相关的所述运转数据中，针对每个所述运转参数提取与多个故障代码相关的全局特征而得到的；以及输出步骤，针对所述至少一个故障代码，输出所述故障代码固有的特征中所述相似度较低的部分，作为用于再现与该故障代码对应的故障的运转数据。
8.根据权利要求7所述的输出方法，其中，所述故障代码固有的特征是从每个所述运转参数的运转数据的直方图中提取的，所述全局特征是从根据与所述多个故障代码相关的运转数据生成的针对每个所述运转参数的直方图中提取的。
9.根据权利要求8所述的输出方法，其中，利用阶跃函数来表示所述故障代码固有的特征和所述全局特征。
10.根据权利要求7所述的输出方法，其中，所述运转数据是故障发生时的预定期间中的数据，所述输出方法针对预定的参数，根据从该运转数据的最后起追溯预先设定的时间的区间中的数据，检测该运转数据的变化，将该变化作为故障再现用的信息。
11.根据权利要求7所述的输出方法，其中，所述运转参数包括根据用户的操作而变化的运转环境参数；根据车辆的自动控制而变化的设备环境参数；以及根据车辆所在的环境而变化的车辆环境参数。
12.根据权利要求7所述的输出方法，其中，响应于故障代码的输入，输出用于再现与该故障代码对应的故障的运转数据。
全文摘要
本发明的故障诊断装置支持根据由车辆的电子控制装置提供的表示该故障的故障代码来再现故障，该故障诊断装置具有这样的单元从分别由多个故障车辆的电子控制装置提供的与多个运转参数相关的运转数据中，针对至少一个故障代码，对多个运转参数分别提取所述运转数据的故障代码固有的特征。该装置还具有从多个与所述故障代码相关的所述运转数据中，对所述每个运转参数提取与多个故障代码相关的全局特征；以及设定单元，其针对所述至少一个故障代码，将所述故障代码固有的特征中与所述全局特征的相似度较低的部分，设定为用于再现与该故障代码对应的故障的运转数据。
文档编号B60R16/02GK102369121SQ20108001447
公开日2012年3月7日 申请日期2010年3月9日 优先权日2009年4月6日
发明者佐藤靖, 土切英之, 相原次郎 申请人:本田技研工业株式会社