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CN110456759A - 诊断设备、诊断系统和诊断方法 - Google Patents

诊断设备、诊断系统和诊断方法 Download PDF

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CN110456759A
CN110456759A CN201910354345.XA CN201910354345A CN110456759A CN 110456759 A CN110456759 A CN 110456759A CN 201910354345 A CN201910354345 A CN 201910354345A CN 110456759 A CN110456759 A CN 110456759A
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内田岳大
中村茂干
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Toyota Motor Corp
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Abstract

本发明涉及诊断设备、诊断系统和诊断方法。所述诊断设备包括：检测值获取单元，被配置成获取安装在位于距第二车辆的预定范围内的第一车辆中的第一设备的检测值；适当值估计单元，被配置成通过使用第一设备的检测值来估计安装在第二车辆中的第二设备的检测值的适当值；适当值估计单元，取决于第一设备的类型通过执行不使用加权的第一操作或者使用加权的第二操作估计适当值；以及诊断单元，被配置成通过将第二设备的检测值与适当值进行比较来诊断第二设备的操作状态。

Description

诊断设备、诊断系统和诊断方法
技术领域
本发明涉及诊断设备、诊断系统和诊断方法。
背景技术
最近，已经开发用于检测设备异常迹象的技术。例如，日本未审专利申请公开No.2013-008111(JP 2013-008111 A)公开一种异常迹象检测设备，其包括第一诊断装置，基于来自于当机械设施作为学习数据正常地操作时使用传感器数据已经准备的实例模型的诊断目标数据的发散程度(异常程度)检测是否存在异常迹象和；第二诊断装置，其基于各条传感器数据的值是否在预定范围内检测是否存在异常迹象并且当第一诊断装置已经检测到异常迹象时基于指示对异常程度的贡献的大小的贡献的程度选择要被第二诊断装置引用以检测异常迹象的各条传感器数据。
日本未审专利申请公开No.2011-185727(JP 2011-185727 A)公开一种车辆诊断系统，其通过使车辆诊断设备从在其上要执行诊断的车辆中接收指示被安装在车辆中的车载设备的操作状态的状态值并且确定接收到的状态值是否在当车载设备正常地操作时通过车辆获取的状态值的分布中的正常范围内对用作状态值的传输源的车辆执行诊断。
JP 2013-008111 A和JP 2011-185727 A中描述的技术在要在其上执行诊断的设备正常操作时需要数据。然而，当设备正常操作时安装在车辆中的设备的值可能取决于诸如车辆行驶的道路的路面形状、道路的坡度和天气的外部环境而改变。因此，日本未审专利申请公开No.2016-128985(JP 2016-128985 A)公开一种通过车辆对车辆通信向和从邻近车辆发送和接收指示安装在车辆中的传感器的操作状态的数据并且确定传感器是否正常运行的技术。
发明内容
在JP 2016-128985 A中描述的技术中，因为能够通过车辆对车辆通信获取反映外部环境的影响的索引数据，所以不必单独地获取关于外部环境的信息，并且能够最小化对于软件设计的人工和成本。然而，取决于传感器的类型，即使在相同的外部环境中，传感器的检测值可能由于除了外部环境之外的原因而不同。在这种情况下，难以正确地检测传感器的异常迹象。
本发明提供一种诊断设备、诊断系统和诊断方法，其能够准确地检测安装在车辆中的设备的异常迹象。
根据本发明的第一方面的诊断设备包括：检测值获取单元，被配置成获取安装在位于距第二车辆的预定范围内的第一车辆中的第一设备的检测值；适当值估计单元，被配置成通过使用第一设备的检测值来估计安装在第二车辆中的第二设备的检测值的适当值；适当值估计单元，取决于第一设备的类型通过执行不使用加权的第一操作或者使用加权的第二操作估计适当值；以及诊断单元，被配置成通过将第二设备的检测值与适当值进行比较来诊断第二设备的操作状态。
在上述方面中，适当值估计单元可以被配置成当执行第二操作时基于第一车辆的车型对第一设备的检测值进行加权。
在上述方面中，适当值估计单元可以被配置成当执行第二操作时基于已经完成第一车辆的修理或检查之后的流逝的时间来加权第一设备的检测值。
在以上方面中，适当值估计单元可以被配置成当执行第二操作时基于第一车辆和第二车辆之间的距离来加权第一设备的检测值。
在上述方面中，检测值获取单元可以被配置成获取多个第一车辆中的每一个的第一设备的检测值，第一操作可以是第一设备的检测值的平均值的计算，并且第二操作可以是第一设备的检测值的加权平均值的计算。
在上述方面中，检测值获取单元可以被配置成获取第一信息，该第一信息是有助于确定权重因子的信息，并且适当值估计单元可以被配置成使用与第一信息相对应的权重因子以执行第二操作。
在上述方面中，第一信息可以包括第一车辆的车型、第一车辆的修理或检查已经完成后的流逝的时间、以及第一车辆与第二车辆之间的距离中的至少一个。
在上述方面中，检测值获取单元可以被配置成获取第一设备的检测值的适当值，并且适当值估计单元可以被配置成使用第一设备的检测值的适当值估计第二设备的检测值的适当值。
在以上方面中，诊断单元可以被配置成将第二设备的操作状态输出到外部设备。
根据本发明的第二方面的诊断系统包括：根据上述方面的诊断设备；和服务器，被配置成与安装有诊断设备的车辆通信，其中，检测值获取单元被配置成仅当车辆无法与服务器通信时通过车辆对车辆通信获取第一设备的检测值。
根据本发明第三方面的诊断方法包括：使诊断设备获取安装在位于距第二车辆的预定范围内的第一车辆中的第一设备的检测值；通过使用第一设备的检测值，使诊断设备估计安装在第二车辆中的第二设备的检测值的适当值，取决于第一设备的类型通过执行不使用加权的第一操作或者使用加权的第二操作来估计适当值；并且通过将第二设备的检测值与适当值进行比较使诊断设备诊断第二设备的操作状态。
根据本发明的上述方面，能够准确地检测安装在车辆中的设备的异常迹象。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，其中相同的数字表示相同的元件，并且其中：
图1是示意性地图示包括根据本发明的第一实施例的诊断设备的车辆的配置的图；
图2是图示使用根据本发明的第一实施例的诊断设备的诊断方法的流程的示例的流程图；
图3是图示根据本发明的第一实施例的诊断设备的配置的示例的图；
图4是图示使用根据本发明的第一实施例的诊断设备的诊断示例的图；
图5是示意地图示根据本发明的第二实施例的诊断设备的配置的图；
图6是图示估计根据本发明的第二实施例的诊断设备中的适当值的工艺流程的示例的流程图；
图7是图示使用根据本发明的第二实施例的诊断设备的诊断示例的图；
图8是示意地图示包括根据本发明的第三实施例的诊断设备的系统的配置的图；
图9是示意地图示根据本发明的第四实施例的诊断系统的配置的图；
图10是图示使用根据本发明的第四实施例的诊断系统的诊断方法的流程的第一示例的流程图；以及
图11是图示使用根据本发明第四实施例的诊断系统的诊断方法的流程的第二示例的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。
(第一实施例)
图1是示意性地图示包括根据第一实施例的诊断设备的车辆的配置的图。每个车辆1包括诊断设备10、电子控制单元(ECU)20、设备30、车辆对车辆通信单元40和显示单元50。为了便于描述，具有相同配置的唯一三辆车辆1-1、1-2和1-3在图1中被图示，并且假设在本实施例中车辆1-1被定义为主车辆(第二车辆)，并且车辆1-2和车辆1-3被定义为位于距车辆1-1的预定范围内的邻近车辆(第一车辆)。这里，预定范围指的是例如其中能够进行车辆对车辆通信的范围。
因为传感器随着时间流逝劣化，所以传感器的检测值可能慢慢偏离正常值。然后，基于传感器的检测值的致动器的控制值可以偏离正常值。因此，在本发明中，监测传感器的检测值或致动器的控制值，并且执行传感器的诊断。
设备30是传感器或致动器，并且设备30的检测值是指传感器的检测值(传感器值)或致动器的控制值。在本说明书的下述实施例中，假设设备30是传感器30。各种传感器30，诸如外部空气温度传感器、进气温度传感器、冷却剂温度传感器、车速传感器、O2传感器、转向传感器、气压传感器、超声波传感器、陀螺仪传感器和障碍物传感器被安装在车辆1中。传感器30的检测值被输出到ECU 20，该ECU 20使用检测值执行处理。
多个ECU 20安装在车辆1中并且电子地控制车辆1的各种操作。例如，发动机ECU20基于来自诸如进气温度传感器、冷却剂温度传感器、车速传感器和O2传感器的传感器30的信息驱动致动器，并且控制喷射的燃料量或发动机的喷射时间。
车辆对车辆通信单元40使用预先指配的频带的无线电波执行车辆1之间的直接通信(车辆对车辆通信)，从邻近车辆1-2和1-3接收被安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30(第一设备)的检测信息，并且解调所接收的检测信息。车辆对车辆通信单元40调制安装在主车辆1-1中的传感器30(第二设备)的检测信息，并将调制的检测信息发送到邻近车辆1-2和1-3。车辆对车辆通信单元40能够与位于其中无线电波能够到达的范围和其中能够通过调节无线电波强度来适当地调节无线电波到达的范围内的邻近车辆通信。车辆对车辆通信单元40将所接收的检测信息输出到诊断设备10。车辆对车辆通信单元40发送和接收检测信息的频率是任意的，并且当一旦已经执行与车辆的通信时，不可以执行通信直到预定时间段流逝，以便于防止与同一车辆的多次通信。
诊断设备10基于通过车辆对车辆通信单元40的车辆对车辆通信接收到的检测信息确定安装在主车辆1-1中的传感器30中是否存在诸如故障的异常迹象。
显示单元50例如是面板显示器或平视显示器，并且基于诊断设备10等显示诊断结果。
首先将参考图2描述由诊断设备10执行的过程细节的概述并且然后将参考图3和图4描述其细节。图2是图示使用诊断设备10的诊断方法的流程的示例的流程图。
诊断设备10从通过车辆对车辆通信获取的检测信息获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值(步骤S11)。然后，诊断设备10根据安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值估计被安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值的适当值(下文中也称为“适当值”)(步骤S12)。这里，安装在主车辆1-1(邻近车辆1-2和1-3)中的传感器30的检测值的适当值是指示当在主车辆1-1(邻近车辆1-2和1-3)的传感器30中没有异常时检测值的参考的值。稍后将描述估计的具体示例。然后，诊断设备10将安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值与估计的适当值进行比较(步骤S13)，确定当两个值彼此偏离时(步骤S13中的是)时存在安装在主车辆1-1中的传感器30的异常迹象(步骤S14)，并确定当两个值彼此不偏离时(步骤S13中的否)不存在安装在主车辆1-1中的传感器30的异常迹象(步骤S15)。
图3是图示诊断设备10的配置的示例的图。图3中图示的诊断设备10包括检测值获取单元110、适当值估计单元120、诊断单元130和存储单元140。
检测值获取单元110执行步骤S11的处理。也就是说，检测值获取单元110命令车辆对车辆通信单元40通过车辆对车辆通信接收邻近车辆1-2和1-3的检测信息。然后，检测值获取单元110从由车辆对车辆通信单元40接收到的检测信息获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值，并将获取的检测值输出到存储单元140。
适当值估计单元120执行步骤S12的处理。也就是说，适当值估计单元120基于存储在存储单元140中的检测值来估计适当值，并将估计的适当值输出到诊断单元130。例如，适当值估计单元120可以将从邻近车辆1-2获取的检测值x1和从邻近车辆1-3获取的检测值x2的平均值设置为安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值x^。
可替选地，适当值估计单元120可以取决于主车辆1-1与邻近车辆1-2和1-3之间的形式、环境等的不同来执行加权，并且使用由等式(1)表达的加权平均值估计适当值x^。这里，w1表示检测值x1的权重因子，并且w2表示检测值x2的权重因子。当执行加权时，假设确定加权所需的信息(例如，车型信息)包括在检测信息中，并且取决于车型的权重被预先存储在存储单元140中。
传感器30包括诸如外部空气温度传感器的不易受外部环境以外的因素影响的传感器，和诸如检测轮胎的气压的传感器或用于检测发动机的转速的即使在相同的外部环境下取决于车型其检测值也不同的传感器。当传感器的检测值根据车型而变化时，优选地，通过取决于车型执行加权来校正检测值。因此，取决于与检测信息相关联的传感器30的类型(取决于传感器30是否是受外部环境以外的因素影响的传感器)，适当值估计单元120通过将检测值x1和x2代入不使用加权的第一算术运算等式或使用如等式(1)所表达的加权的第二算术运算等式来估计被安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值x^。
当扩宽执行车辆对车辆通信的范围时，邻近车辆可以包括具有诸如车辆是否在平坦的道路上行驶、在上坡路上行驶、或在下坡路上行驶的不同外部环境(驾驶条件)的车辆。很有可能，随着车辆之间的距离减小，车辆的行驶环境将会彼此更接近，并且随着车辆之间的距离增加，车辆的行驶环境将变得彼此更加不同。因此，适当值估计单元120可以通过取决于主车辆1-1与邻近车辆1-2和1-3之间的距离执行加权来估计适当值x^。例如，可以通过将位置信息包括在检测信息中基于来自全球定位系统(GPS)的位置信息来计算车辆之间的距离，或者可以基于车辆对车辆通信中的无线电波强度来计算车辆之间的距离。
能够假设，随着基于机动车辆检查系统(日本)的修理或检查(车辆检查)之后的流逝的时间变得更少，检测值的可靠性将变得更高，并且随着在已经完成修理和检测之后的流逝的时间变得更大，检测值的可靠性变得更低。因此，适当值估计单元120可以通过取决于在已经完成邻近车辆1-2和1-3的修理或检查之后流逝的时间执行加权来估计适当值x^。可以基于修理或检查的历史信息，例如，通过将历史信息包括在检测信息中，来获取修理或检查之后的流逝的时间。
当车辆行驶以跟随另一车辆同时通过诸如雷达巡航控制的控制将适当的车辆间距离保持在预设速度内时，认为执行跟随行驶的车辆的行驶环境很可能彼此类似。因此，适当值估计单元120可以将从执行与主车辆1-1的跟随行驶的邻近车辆获取的检测值的权重因子设置为大于从不执行与主车辆1-1的跟随行驶的邻近车辆获取的检测值的权重因子并且可以估计适当值x^。
诊断单元130执行步骤S13至S15的处理。也就是说，诊断单元130针对每个传感器30将检测值与从适当值估计单元120输入的适当值x^进行比较，当它们之间的差大于预设阈值时(当传感器30的检测值偏离适当值x^时)确定传感器30中存在异常迹象，并且当它们之间的差等于或小于阈值时(当传感器30的检测值不偏离正确值x^时)，确定传感器30中不存在异常迹象。诊断单元130将诊断结果输出到显示单元50、扬声器、外部服务器等。当确定主车辆1-1的传感器30中存在异常迹象时，诊断单元130可以不将传感器30的检测信息发送到邻近车辆1-2和1-3。
图4是图示诊断设备10诊断检测值的示例的图。这里，假设诊断外部空气温度传感器30的检测值，主车辆1-1的外部空气温度传感器30的检测值是“15℃”，邻近车辆1-2的外部空气温度传感器30的检测值为“22℃”，并且邻近车辆1-3的外部空气温度传感器30的检测值是“26℃”。
主车辆1-1的检测值获取单元110通过与邻近车辆1-2的车辆对车辆通信获取邻近车辆1-2的外部空气温度传感器30的检测值“22℃”，并且通过与邻近车辆1-3的车辆对车辆通信获得邻近车辆1-3的外部空气温度传感器30的检测值“26℃”。
因为外部空气温度传感器30是不易受车辆之间的差异影响的传感器，所以主车辆1-1的适当值估计单元120确定外部空气温度传感器30的适当值是“24℃”，其是“22℃”和“26℃”的平均值。主车辆1-1的诊断单元130比较主车辆1-1的外部空气温度传感器30的检测值“15℃”与外部空气温度传感器30的适当值“24℃”并且确定外部空气温度传感器30中存在异常迹象，例如，当阈值为“5℃”时，因为它们之间的差是“9℃”。
这样，在根据第一实施例的诊断设备10及其诊断方法中，获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值，并且使用所获取的检测值来估计安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值的适当值，该主车辆1-1位于距邻近车辆1-2和1-3的预定范围内。换句话说，获取安装在位于距主车辆1-1的预定范围内的邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值，并且使用所获取的检测值估计安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值的适当值。然后，通过比较安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值和适当值来诊断安装在主车辆1-1中的传感器30的操作状态。当估计安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值的适当值时，取决于传感器30的类型执行不使用加权的第一操作或使用加权的第二操作。因此，根据本发明的第一实施例，即使当传感器30是易受外部环境以外的因素影响的传感器时，也能够正确地估计适当值并准确地检测安装在主车辆1-1中的传感器30中的异常迹象。
例如，通过取决于邻近车辆1-2和1-3的车型、邻近车辆1-2和1-3的修理或检查已经被完成的流逝的时间、或者主车辆1-1与邻近车辆1-2和1-3之间的距离对安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值进行加权并估计安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值，能够准确地检测异常迹象。
通过使用第一操作计算检测值的平均值并使用第二操作计算检测值的加权平均值，能够通过具有小计算负荷的简单算术运算来精确地估计适当值。
(第二实施例)
下面将描述根据第二实施例的诊断设备11。在根据第一实施例的诊断设备10中，当能够通过车辆对车辆通信从许多邻近车辆获取检测值时，能够准确地检测到异常迹象，但是存在当邻近车辆的数量小时检测异常迹象的准确性将会被降低的可能性。这里，可以想到的是，使用点对点网络或车辆对车辆通信的传输功能经由邻近车辆接收邻近车辆的通信范围内和主车辆的通信范围外的车辆的检测信息。然而，因为此方法中的通信业务量大，所以用于通信的频带被拉紧。
因此，发明第二实施例以即使当邻近车辆的数量较小同时不增加通信业务量时能够准确地检测异常迹象。在本实施例中，类似于第一实施例，车辆1-1被定义为主车辆，并且车辆1-2和车辆1-3被定义为邻近车辆。
车辆对车辆通信单元40通过车辆对车辆通信发送和接收检测信息。第一实施例中的检测信息是包括传感器30的检测值的信息，并且第二实施例中的检测信息是包括传感器30的检测值和适当值的信息。
诊断设备11基于通过车辆对车辆通信单元40的车辆对车辆通信接收的检测信息确定是否在安装在主车辆1-1中的传感器30中存在异常迹象。
首先将参考图5描述由诊断设备11执行的过程细节的概述并且然后将参考图6和图7描述其细节。图5是图示使用诊断设备11的诊断方法的流程的示例的流程图。
诊断设备11从通过车辆对车辆通信获取的检测信息获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值(步骤S11)。然后，诊断设备11确定邻近车辆1-2和1-3的数量是否等于或小于阈值(步骤S121)。当邻近车辆1-2和1-3的数量大于阈值时(步骤S121中的否)，诊断设备11通过与第一实施例中相同的过程基于安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值估计安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值的适当值(步骤S125)。
当邻近车辆1-2和1-3的数量等于或小于阈值时(步骤S121中的是)，诊断设备11获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的适当值(步骤S122)。然后，诊断设备11基于安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值和适当值来计算安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的可靠性(下文中称为“传感器可靠性”)(步骤S123)。然后，诊断设备11根据邻近车辆1-2和1-3的检测值和传感器可靠性估计安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值(步骤S124)。
然后，诊断设备11将安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值与估计的适当值进行比较(步骤S13)，确定当两个值彼此偏离时(步骤S13中的是)安装在主车辆1-1中的传感器30中存在异常迹象(步骤S14)，并确定当两个值彼此不偏离时(步骤S13中的否)安装在主车辆1-1中的传感器30中没有异常迹象(步骤S15)。
诊断设备11不执行步骤S123的过程，但是可以在步骤S124中基于在安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值和适当值估计被安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值。
诊断设备11不执行步骤S121和S125的过程，但是每当获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值时(步骤S11)，可以获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值(步骤S122)，基于邻近车辆1-2和1-3的检测值和适当值计算邻近车辆1-2和1-3的传感器可靠性(步骤S123)，并且根据安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值及其传感器可靠性估计被安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值(步骤S124)。
图6是示意性地图示诊断设备11的配置的图。图6中图示的诊断设备11包括检测值和适当值获取单元150、适当值估计单元121、诊断单元130和存储单元140。
检测值和适当值获取单元150执行步骤S11、S121和S122的过程。也就是说，检测值和适当值获取单元150接收通过车辆对车辆通信单元40的车辆对车辆通信接收的检测信息，根据检测信息获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值，并且当邻近车辆1-2和1-3的数量小于阈值时还获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的适当值。然后，检测值和适当值获取单元150将获取的检测值和获取的适当值输出到存储单元140。
适当值估计单元121执行步骤S123至S125的过程。在本实施例中，因为邻近车辆1-2和1-3的数量是两个，所以适当值估计单元121通过步骤S123和S124估计适当值，例如，当步骤S121中的阈值是5时。
在步骤S123中，适当值估计单元121通过比较被存储在存储单元140中的、安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的适当值与检测值来计算邻近车辆1-2和1-3的传感器可靠性。即，适当值估计单元121基于从邻近车辆1-2获取的检测值x1和适当值y1之间的比较结果来计算邻近车辆1-2的传感器可靠性s1并且基于从邻近车辆1-3获取的检测值x2与适当值y2之间的比较结果计算邻近车辆1-3的传感器可靠性s2。传感器可靠性被设置为随着安装在每个邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值和适当值之间的差的指标值减小而增加。这里，差的指标值指的是检测值和适当值之间的差的绝对值、检测值和适当值之间的差的绝对值与检测值的比率等。然后，适当值估计单元121基于传感器可靠性s1计算权重因子(具有与传感器可靠性s1的正关系的权重因子)ws1并且基于传感器可靠性s2计算权重因子ws2，并且使用由等式(2)所表达的加权平均值估计被安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值x^。
类似于第一实施例，适当值估计单元121可以使用权重因子w1和w2对检测值x1和检测值x2进行加权，并且使用由等式(3)表达的加权平均值来估计适当值x^。
检测值和适当值获取单元150可以在检测安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值时以及在从邻近车辆1-2和1-3计算适当值时获取位置信息，并且适当值估计单元121可以基于安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值和适当值以及位置信息来估计适当值x^。例如，当邻近车辆1-2和1-3的行进方向与主车辆1-1的行进方向不同时，能够通过减小应用于检测值或不使用算术运算的检测值的权重因子来改进适当值x^的精确度。
当邻近车辆1-2和1-3的数量大于阈值时，适当值估计单元121通过与根据第一实施例的诊断设备10的适当值估计单元120中相同的过程来估计适当值。
诊断单元130执行步骤S13至S15的过程。也就是说，诊断单元130针对每个传感器30将检测值与从适当值估计单元121输入的适当值x^进行比较，确定当其间的差大于预设阈值时(当传感器30的检测值偏离适当值x^时)传感器30中存在异常迹象，并且当其间的差值等于或小于阈值时(当传感器30的检测值不偏离适当值x^时)确定传感器30中不存在异常迹象。诊断单元130将诊断结果输出到车载显示单元50、扬声器、外部服务器等。
图7是图示诊断设备11诊断检测值的具体示例的图。这里，假设诊断外部空气温度传感器30的检测值，主车辆1-1的外部空气温度传感器30的检测值是“15℃”，邻近车辆1-2的外部空气温度传感器30的检测值是“22℃”，其适当值是“20℃”，邻近车辆1-3的外部空气温度传感器30的检测值是“26℃”，并且其适当值是“21℃”。还假设邻近车辆“2”的数量相等或者小于或小于阈值。
主车辆1-1的检测值和适当值获取单元150通过与邻近车辆1-2的车辆对车辆通信获取邻近车辆1-2的外部空气温度传感器30的检测值“22℃”和适当值“20℃”，并且通过与邻近车辆1-3的车辆对车辆通信获取邻近车辆1-3的外部空气温度传感器30的检测值“26℃”和适当值“21℃”。
适当值估计单元121基于安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值与适当值之间的差的指标值计算随着指标值减小而增加的传感器可靠性。例如，传感器可靠性被设置为通过将检测值除以检测值和适当值之间的差的绝对值而获得的值。在这种情况下，邻近车辆1-2的传感器可靠性s1是22/|22-20|＝11并且邻近车辆1-3的传感器可靠性s2是26/|26-21|＝5.2。
然后，适当值估计单元121基于传感器可靠性s1和s2确定权重因子。例如，通过归一化传感器可靠性s1和s2，基于传感器可靠性s1的权重因子ws1被设置为0.68，并且基于传感器可靠性s2的权重因子ws2被设置为0.32。当检测值与适当值之间的差值大于阈值时，检测值的可靠性低，并且因此传感器可靠性的权重因子可以设置为零，使得不将检测值用于评估适当值的操作。
因为外部空气温度传感器30是不易受车辆之间的差异影响的传感器，所以主车辆1-1的适当值估计单元121例如使用等式(2)确定外部空气温度传感器30的适当值是22×0.68+26×0.32＝23.28[℃]。主车辆1-1的诊断单元130将外部空气温度传感器30的适当值“23.28℃”与主车辆1-1的外部空气温度传感器30的检测值“15℃”进行比较并且确定外部空气温度传感器30中存在异常迹象，例如，当阈值为“5℃”时，因为其间的差值是“8.28℃”。
这样，在根据第二实施例的诊断设备11及其诊断方法中，获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值，并且基于安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值和适当值来估计安装在位于距邻近车辆1-2和1-3的预定范围内的主车辆1-1中的传感器30的适当值。因此，根据本发明的第二实施例，即使当邻近车辆1-2和1-3的数量小同时没有增加通信业务量时，能够准确地检测安装在主车辆1-1中的传感器30中的异常迹象。
通过基于传感器30的检测值和适当值计算安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的可靠性，能够考虑到具有存在某些异常的高可能性的传感器30的检测值的影响来执行诊断并且抑制检测精度的降低。
通过考虑在计算安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值和适当值时的位置信息估计安装在主车辆1-1中的传感器30的适当值，能够在其中其行驶方向与主车辆1-1的行驶方向不同且不适合诊断的邻近车辆的检测信息被排除的状态下执行诊断。
(第三实施例)
下面将描述根据第三实施例的诊断设备。在第一和第二实施例中，诊断设备10或诊断设备11(下文中称为“诊断设备10(11)”)被安装在车辆1中，但是根据第三实施例的诊断设备10(11)被设置在车辆1的外部。
图8是示意性地图示包括根据第三实施例的诊断设备的系统的配置的图。每个车辆1包括ECU 20、设备(本实施例中的传感器)30、显示单元50和广域通信单元60。服务器2包括广域通信单元21和诊断设备10(11)。服务器2可以是云服务器或数据中心。
广域通信单元60使用预先指定的频带的无线电波来调制安装在车辆1中的传感器30的检测信息，并且经由广域网将调制的检测信息发送到服务器2。
广域通信单元21使用预先指配的频带的无线电波经由广域网从车辆1接收安装在车辆1中的传感器30的检测信息，解调接收到的检测信息，并且将解调后的检测信息输出到诊断设备10(11)。
根据第三实施例的诊断方法与根据上面参考图2或者图5描述的第一实施例或第二实施例的诊断方法相同。在第三实施例中，主车辆1-1指的是诊断目标车辆，并且邻近车辆1-2和1-3指的是位于距诊断目标车辆的预定范围内的车辆。
当诊断设备10诊断安装在主车辆1-1中的传感器30时，检测值获取单元110根据通过广域通信单元21接收到的检测信息获取安装在诊断目标车辆1-1和其邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值，适当值估计单元120基于安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值估计适当值，并且诊断单元130将安装在诊断目标车辆1-1中的传感器30的检测值与估计的适当值进行比较，并诊断传感器30的操作状态。诊断结果可以被存储在服务器2中，或者可以被输出到广域通信单元21，使得诊断结果从广域通信单元21被发送到诊断目标车辆1-1。
当诊断设备11诊断安装在主车辆1-1中的传感器30时，检测值和适当值获取单元150根据由广域通信单元21接收到的检测信息获取安装在诊断目标车辆1-1和其邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值，适当值估计单元121基于安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值来估计适当值，并且诊断单元130将安装在诊断目标车辆1-1中的传感器30的检测值与估计的适当值进行比较，并诊断传感器30的操作状态。诊断结果可以被存储在服务器2中，或者可以被输出到广域通信单元21，使得诊断结果从广域通信单元21被发送到诊断目标车辆1-1。
这样，根据第三实施例的诊断设备10(11)被布置在车辆外部的服务器2中。因此，根据本发明的第三实施例，能够减少车辆1中的通信业务量和计算负荷。可以综合地管理在服务器2中的车辆1的大量数据。
(第四实施例)
下面将描述根据第四实施例的诊断系统。在根据第四实施例的诊断系统中，诊断设备10(11)被布置在每个车辆1和服务器2中以使车辆1和服务器2都能够诊断传感器30。
图9是示意性地图示根据第四实施例的诊断系统的配置的图。每个车辆1包括诊断设备10(11)、ECU 20、设备(在本实施例中的传感器)30、车辆对车辆通信单元40、显示单元50和广域通信单元60。服务器2包括广域通信单元21和诊断设备10(11)。
下面将参考图10描述安装在车辆1中的诊断设备10的处理细节。图10是图示使用根据第四实施例的诊断系统的诊断方法的流程的第一示例的流程图。
当广域通信单元60成功与服务器2通信时(步骤S31中的是)，车辆1的诊断设备10从服务器2获取被布置在服务器2中的诊断设备10的诊断结果(步骤S32)。
另一方面，当广域通信单元60由于电磁干扰、服务器2的故障等而无法与服务器2通信时(步骤S31中的否)，诊断设备10执行与邻近车辆1-2和1-3的车辆对车辆通信，并且从通过车辆对车辆通信获取的检测信息获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值(步骤S11)。
已经获取检测值之后的流程与第一实施例中的相同。即，诊断设备10估计适当值(步骤S12)，将安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值与估计的适当值进行比较(步骤S13)，确定当两个值彼此偏离时(步骤S13中的是)在安装在主车辆1-1中的传感器30中存在异常迹象(步骤S14)，并且确定当两个值彼此不偏离时(步骤S13中的否)在安装在主车辆1-1中的传感器30中不存在异常迹象(步骤S15)。
车辆1的诊断设备10的检测值获取单元110执行步骤S31、S32和S11的过程。也就是说，检测值获取单元110命令广域通信单元60通过与服务器2的通信来接收诊断结果。当广域通信单元60成功与其通信时，检测值获取单元110获取诊断结果。当广域通信单元60无法与其通信时，检测值获取单元110命令车辆对车辆通信单元40通过车辆对车辆通信接收邻近车辆1-2和1-3的检测信息。然后，检测值获取单元110从由车辆对车辆通信单元40接收到的检测信息获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值，并将获取的检测值输出到存储单元140。
与第一实施例类似，车辆1的诊断设备10的适当值估计单元120执行步骤S12的过程。也就是说，适当值估计单元120基于存储在存储单元140中的检测值来估计适当值，并将估计的适当值输出到诊断单元130。
与第一实施例类似，车辆1的诊断设备10的诊断单元130执行步骤S13至S15的过程。也就是说，诊断单元130针对每个传感器30将检测值与从适当值估计单元120输入的适当值进行比较，当其间的差值大于预设阈值时确定传感器30中存在异常迹象，并且当其间的差值等于或小于阈值时确定传感器30中不存在异常迹象。诊断单元130将诊断结果输出到车载显示单元50、扬声器等，或者可以将诊断结果输出到服务器2。
下面将参考图11描述安装在车辆1中的诊断设备11的处理细节。图11是图示使用根据第四实施例的诊断系统的诊断方法的流程的第二示例的流程图。除了步骤S121至S125之外的过程与图10中所图示的过程相同。
车辆1的诊断设备11的检测值和适当值获取单元150执行步骤S31、S32和S11的过程。也就是说，检测值和适当值获取单元150命令广域通信单元60通过与服务器2的通信来接收诊断结果。当广域通信单元60成功与其通信时(步骤S31中的是)，检测值和适当值获取单元150获取布置在服务器2中的诊断设备11的诊断结果(步骤S32)。当广域通信单元60无法与其通信时(步骤S31中的否)，检测值和适当值获取单元150命令车辆对车辆通信单元40通过车辆对车辆通信接收邻近车辆1-2和1-3的检测信息。然后，检测值和适当值获取单元150从由车辆对车辆通信单元40接收到的检测信息获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值(步骤S11)，并且将获取的检测值输出到存储单元140。
与第二实施例类似，车辆1的诊断设备11的适当值估计单元121执行步骤S121至S125的过程。也就是说，当邻近车辆1-2和1-3的数量等于或小于阈值时(步骤S121中的是)，适当值估计单元121基于被存储在存储单元140中的、安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值和适当值计算邻近车辆1-2和1-3的传感器可靠性(步骤S123)，计算与传感器可靠性相对应的权重因子，并且通过其加权平均值来估计适当值(步骤S124)。当邻近车辆1-2和1-3的数量大于阈值时(步骤S121中的否)，适当值估计单元121基于安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值估计安装在主车辆1-1中的传感器30的检测值的适当值(步骤S125)。
与第二实施例类似，车辆1的诊断设备11的诊断单元130执行步骤S13至S15的过程。也就是说，诊断单元130对于每个传感器30将检测值与从适当值估计单元121输入的适当值进行比较，当其间的差值大于预设阈值时确定传感器30中存在异常迹象，并且当其间的差值等于或小于阈值时确定传感器30中不存在异常迹象。诊断单元130可以将诊断结果输出到车载显示单元50、扬声器等，或者可以将诊断结果输出到服务器2。
这样，在根据第四实施例的诊断系统中，仅当车辆1无法与服务器2通信时车辆1的诊断设备10(11)通过车辆对车辆通信获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值。因此，根据本发明的第四实施例，能够通过车辆对车辆通信减少车辆1中的通信业务量和计算负荷并且全面地管理在服务器2中的车辆1的大量数据。即使当车辆1无法与服务器2通信时，也能够获取安装在邻近车辆1-2和1-3中的传感器30的检测值并且诊断安装在主车辆1-1中的传感器30。
计算机可以用作根据本发明的实施例的诊断设备10(11)。关于这样的计算机，用于实现诊断设备10(11)的功能的处理细节能够通过其中在计算机的存储单元中描述处理细节的存储程序并且使计算机的CPU读取和执行程序来实现。
此程序可以被存储在计算机可读介质中。当使用计算机可读介质时，程序能够被安装在计算机中。这里，其中存储有程序的计算机可读介质可以是非暂时性记录介质。非暂时性记录介质没有被特别地限制，并且可以是诸如CD-ROM或DVD-ROM的记录介质。
尽管在上面提及的实施例已经描述为代表性示例，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够在本发明的主旨和范围内以各种形式修改和替换实施例。因此，本发明不应被理解为受实施例的限制，并且能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下以各种形式进行修改或改变。例如，可以将实施例中描述的多个组成块或步骤组合成一个块或步骤，或者可以划分一个组成块或步骤。

Claims (11)

1.一种诊断设备，其特征在于包括：
检测值获取单元，所述检测值获取单元被配置成获取被安装在第一车辆中的第一设备的检测值，所述第一车辆位于距第二车辆的预定范围内；
适当值估计单元，所述适当值估计单元被配置成，通过使用所述第一设备的检测值来估计被安装在所述第二车辆中的第二设备的检测值的适当值，所述适当值估计单元取决于所述第一设备的类型来通过执行不使用加权的第一操作或者使用所述加权的第二操作估计所述适当值；以及
诊断单元，所述诊断单元被配置成，通过将所述第二设备的检测值与所述适当值进行比较来诊断所述第二设备的操作状态。
2.根据权利要求1所述的诊断设备，其特征在于，
所述适当值估计单元被配置成，当执行所述第二操作时基于所述第一车辆的车型对所述第一设备的检测值进行加权。
3.根据权利要求1或者2所述的诊断设备，其特征在于，
所述适当值估计单元被配置成，当执行所述第二操作时基于已经完成所述第一车辆的修理或检查之后的流逝的时间来对所述第一设备的检测值进行加权。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的诊断设备，其特征在于，
所述适当值估计单元被配置成，当执行所述第二操作时基于所述第一车辆和所述第二车辆之间的距离来对所述第一设备的检测值进行加权。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的诊断设备，其特征在于，
所述检测值获取单元被配置成获取多个第一车辆中的每一个车辆的所述第一设备的检测值，
其中，所述第一操作是计算多个所述第一设备的检测值的平均值，并且
其中，所述第二操作是计算多个所述第一设备的检测值的加权平均值。
6.根据权利要求1所述的诊断设备，其特征在于，
所述检测值获取单元被配置成获取第一信息，所述第一信息是有助于确定权重因子的信息，并且
其中，所述适当值估计单元被配置成使用与所述第一信息相对应的所述权重因子来执行所述第二操作。
7.根据权利要求6所述的诊断设备，其特征在于，所述第一信息包括以下各项中的至少之一：
所述第一车辆的车型，
已经完成所述第一车辆的修理或检查之后的流逝的时间，以及
所述第一车辆与所述第二车辆之间的距离。
8.根据权利要求1所述的诊断设备，其特征在于，
所述检测值获取单元被配置成获取所述第一设备的检测值的适当值，并且
其中，所述适当值估计单元被配置成使用所述第一设备的检测值的适当值估计所述第二设备的检测值的适当值。
9.根据权利要求1所述的诊断设备，其特征在于，
所述诊断单元被配置成将所述第二设备的操作状态输出到外部设备。
10.一种诊断系统，其特征在于包括：
根据权利要求1至9中的任意一项所述的诊断设备；以及
服务器，所述服务器被配置成与被安装有所述诊断设备的车辆进行通信，
其中，所述检测值获取单元被配置成，仅当所述车辆无法与所述服务器通信时，通过车辆对车辆通信获取所述第一设备的检测值。
11.一种诊断方法，其特征在于包括：
使诊断设备获取被安装在第一车辆中的第一设备的检测值，所述第一车辆位于距第二车辆的预定范围内；
通过使用所述第一设备的检测值，使所述诊断设备估计被安装在所述第二车辆中的第二设备的检测值的适当值，所述适当值是取决于所述第一设备的类型通过执行不使用加权的第一操作或者使用所述加权的第二操作来被估计的；以及
通过将所述第二设备的检测值与所述适当值进行比较，使所述诊断设备诊断所述第二设备的操作状态。
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