(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
該第1比率(r/r+)及び第2比率(r/r−)を判定する前に、該第1二次差(r+)、第2二次差(r)、及び第3二次差(r−)を帯域通過フィルタによってフィルタリングするステップ、を具備する、請求項1又は請求項2に記載の方法。
該一つ又は複数の補助センサは、こちらも該ターゲット量を表す、該有効ターゲット信号とは別個の、補助信号を生成するように適合された補助センサを具備し、該推定ターゲット信号(s*)を判定する該ステップは、該推定ターゲット信号を該検出された補助信号に等しく設定するステップ、を具備する、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の方法。
該第1二次差(r+)、第2二次差(r)、及び第3二次差(r−)を判定する該モジュール(2'、2''、2''')は、これらの二次差を判定する前に、該有効ターゲット信号(s)及び推定ターゲット信号(s*)をフィルタリングする帯域通過フィルタ(3、3'、3'')を具備する、請求項8に記載の装置(1)。
該第1二次差(r+)、第2二次差(r)、及び第3二次差(r−)を判定する該モジュール(2'、2''、2''')は、該第1比率(r/r+)及び第2比率(r/r−)を判定する前に、該第1二次差(r+)、第2二次差(r)、及び第3二次差(r−)をフィルタリングする低域通過フィルタ(4)を具備する、請求項8又は請求項9に記載の装置(1)。
請求項8から請求項14までのいずれか一項によるそのセンサの乗法的障害を検出する一つ又は複数の装置を具備するアクティブ又はセミアクティブサスペンションが設けられたオートバイ(20)。
【発明を実施するための形態】
【0011】
添付図面を参照すれば、
図1は、複数のセンサを有するシステム内において設置されたセンサの乗法的障害を判定する装置のブロックダイアグラムを示している。装置は、全体として、1という参照符号が付与されている。装置1は、前記システム内において設置されたセンサの乗法的障害を判定する方法を提供するのに適している。
【0012】
例えば、「システム」という用語は、関連付けられたセンサによって生成された信号に基づいた何らかの形態の制御が施されている、車両、オートバイ、或いは、一般的には、システムを意味し得る。以下、セミアクティブサスペンションを装備したオートバイにおける装置の適用の一例について説明することとする。
【0013】
装置1は、システム内において設置されたセンサから到来する入力信号を受け取るのに適している。以下の説明においては、且つ、添付の請求項においては、「ターゲットセンサ」という表現は、可能な乗法的障害を装置1が判定しなければならないシステムのセンサを意味することになり、且つ、「補助センサ」という表現は、ターゲットセンサ以外の、システムのセンサを意味することになる。複数のセンサを有するシステムを考慮した場合に、装置は、一般に、システムのすべての、或いは、少なくともいくつかの、センサの正しい動作を検証するように適合されていることに留意されたい。従って、ターゲットセンサを厳格に定義することは不可能であり、装置1によって実行される試験のタイプに応じて、同一のセンサが、ターゲットセンサ又は補助センサとなってもよいであろう。
【0014】
ターゲットセンサは、ターゲットセンサ自体によって計測されるこのようなシステムのターゲット量を表す有効ターゲット信号sを生成するのに適している。
【0015】
同様に、補助センサは、補助センサ自体によって計測される補助量を個々に表す補助信号を生成するように適合されている。
【0016】
本発明による装置1は、ターゲットセンサからの有効ターゲット信号の入力と、補助センサからの補助信号の入力と、を有する。
【0017】
従って、本発明による方法は、ターゲットセンサからの有効ターゲット信号の検出のステップと、補助センサからの補助信号の検出のステップと、を有する。
【0018】
補助信号に基づいて、装置1は、
図1には示されていない対応するモジュールを介して、ターゲット量を表す推定ターゲット信号s
*を判定するための方法ステップを実装している。
【0019】
補助センサは、この代わりに、ターゲットセンサによって計測される量以外の更なる、即ち、異なる、量を計測することも可能であり、或いは、ターゲットセンサによって計測される同一の量を計測することもできることに留意されたい。
【0020】
補助センサが、ターゲットセンサとの関係において異なるシステム量を計測している場合には、推定ターゲット信号は、ターゲットセンサによって計測された量を補助センサによって計測された量と相関させるシステムを表す数学的関係によって判定される。推定ターゲット信号s
*は、例えば、数学的システムモデルに基づいて実現された カルマン フィルタにより、判定することができる。その発生可能な乗法的障害の検証を要するターゲットセンサから到来する有効ターゲット信号sと、ターゲットセンサの信号の推定値であり、且つ、ターゲットセンサ自体以外の更なるセンサの検出から取得された、即ち、補助センサの補助信号に由来する、推定ターゲット信号s
*と、が装置1の入力信号である。
【0021】
補助センサが、ターゲットセンサと同一の量を計測している場合には、推定ターゲット信号s
*は、補助センサ自体のうちの一つの補助センサの補助信号により、直接的に識別される。通常、このケースにおいては、安全性の理由から、システムに更なる冗長性を付与する必要がない限り、単一の補助センサで十分であろう。
【0022】
有効ターゲット信号s及び推定ターゲット信号s
*が、装置1の第1モジュール2'、第2モジュール2''、及び第3モジュール2'''に到達している。これらのモジュールは、それぞれ、三つの比較を実行し、具体的には、第1、第2、及び第3二次差の判定を実行する。
【0023】
具体的には、第1モジュール2'は、例えば、1.3に等しい、1を上回る正の乗法的因子c+によって乗算された有効ターゲット信号sと推定ターゲット信号s
*との間の二次差r+を算出する。第1モジュール2'は、以下の動作を実行する。
r+=(c+・s−s
*)
2
【0024】
第2モジュール2''は、有効ターゲット信号sと推定ターゲット信号s
*との間の二次差rを算出する。従って、第2モジュール2''は、以下の動作を実行する。
r=(s−s
*)
2
【0025】
最後に、第3モジュール2'''は、例えば、0.7に等しい、1を下回る正の乗法的因子c−によって乗算された有効ターゲット信号sと推定ターゲット信号s
*との間の二次差r−を算出する。従って、第3モジュール2'''は、以下の動作を実行する。
r−=(c−・s−s
*)
2
【0026】
第1モジュール2'、第2モジュール2''、及び第3モジュール2'''は、それぞれ、本発明に従って、
−乗法的因子c+によって乗算された有効ターゲット信号sと推定ターゲット信号s
*との間の前記第1二次差r+を判定するステップと、
−有効ターゲット信号sと推定ターゲット信号s
*との間の前記第2二次差rを判定するステップと、
−乗法的因子c−によって乗算された有効ターゲット信号sと推定ターゲット信号s
*との間の前記第3二次差r−を判定するステップと、
という方法ステップを実行するのに適している。
【0027】
可能な一実施形態によれば、有効ターゲット信号sと推定ターゲット信号s
*との間の二次差を判定する第1モジュール2'、第2モジュール2''、及び第3モジュール2'''は、予め定義された帯域幅においてこれらをフィルタリングする帯域通過フィルタ3を有する。
図2を参照すれば、この図は、モジュール2'、2''、及び2'''の可能なブロックダイアグラムを示している。これらのモジュールにおいては、帯域通過フィルタ3は、有効ターゲット信号sの(又は、乗法的因子c+又はc−によって乗算されたこの信号の)フィルタリングのための第1帯域通過フィルタ3'と、推定ターゲット信号s
*のフィルタリングのための第2帯域通過フィルタ3''と、を有する。帯域通過フィルタ3は、第1二次差r+、第2二次差r、及び第3二次差r−が算出される前に、帯域通過フィルタを通じて有効ターゲット信号s及び推定ターゲット信号s
*をフィルタリングする方法ステップを実装するように適合されている。二次差は、加算結節点15と、これに後続する信号の二次差を判定するモジュール16と、により、取得され得る。
【0028】
同一の周波数帯域内において実行される有効ターゲット信号s及び推定ターゲット信号s
*の信号フィルタリングは、ターゲットセンサ内において障害が存在していない状態において、選択された帯域内において、有効ターゲット信号sと推定ターゲット信号s
*とが、可能な限り類似することを保証している。
【0029】
又、好ましくは、二次差r+、r、及びr−を判定する第1モジュール2'、第2モジュール2''、及び第3モジュール2'''は、結果的に前記二次差をフィルタリングすることによって発振を低減する低域通過フィルタ4をも有する。本発明による方法は、好ましくは、実際のターゲット信号sと推定ターゲット信号s
*との間の第1二次差r+、第2二次差r、及び第3二次差r−を、低域通過フィルタを通じてフィルタリングする対応したステップを含む。
【0030】
ここで、
図1を再度参照すれば、モジュール2'、2''、及び2'''によって表されているように算出された第1二次差r+、第2二次差r、及び第3二次差r−は、それぞれ、
−第2二次差rと第1二次差r'との間の第1比率r/r+を判定するステップと、
−第2二次差rと第3二次差r−との間の第2比率r/r−を判定するステップと、
という本発明による方法ステップを実装するように適合された、装置1の第1モジュール5'及び第2モジュール5''内において比較されている。
【0031】
又、装置1は、第1比率r/r+及び第2比率r/r−を第1比較因子Kfと比較するモジュール6をも有する。モジュール6は、第1及び第2比率を前記第1比較因子Kfと比較する対応した方法ステップを実行する。第1比較因子Kfは、好ましくは、1を上回り、且つ、例えば、1.5に等しい。
【0032】
第1比率r/r+と第1比較因子Kfとの間及び第2比率r/r−と第1比較因子Kfとの間におけるモジュール6によるそれぞれの比較は、肯定的結果(即ち、比率がKfを上回っている)又は否定的結果(即ち、比率がKf以下である)を付与し得る。例えば、値1を肯定的結果に対して割り当てることが可能であり、且つ、値0を否定的結果に対して割り当てることができる。
【0033】
比較モジュール6によって実施された比較の結果は、装置1の決定モジュール7によって評価される。決定モジュール7は、
−第1比率r/r+及び第2比率r/r−の両方が第1比較因子Kf以下である場合に、ターゲットセンサの乗法的障害の不存在を特定し、従って、例えば、二つの0が比較モジュール6から取得された場合に、ターゲットセンサは、適切に機能しているものと結論付けることが可能であり、
−第1比率r/r+と第2比率r/r−とのうちの少なくとも一つが第1比較因子を上回っている場合に、ターゲットセンサの可能な乗法的障害が存在していると特定する、
ように構成されている。
【0034】
上述の選択肢は、論理演算ORを実行する決定モジュール7のモジュール8によって判定することができる。乗法的障害の不存在は、論理値0にマッチングする一方で、乗法的障害の可能性は、論理値1にマッチングしている。
【0035】
上述の基準は、ターゲットセンサの乗法的障害が存在していない、或いは、乗法的障害が可能であるという結論をもたらす。但し、この後者のケースにおいては、乗法的障害は、特定されてはおらず、可能であるということに過ぎない。従って、この乗法的障害の可能性を検証する必要がある。
【0036】
これを目的として、装置1は、ターゲットセンサの乗法的障害の確認パラメータを判定するモジュール9を有する。
図3には、モジュール9が更に詳細に図式的に示されている。
【0037】
確認パラメータを判定するモジュール9は、有効ターゲット信号sの二乗を判定するモジュール10'と、推定ターゲット信号s
*の二乗を判定するモジュール10''と、を有する。モジュール10'は、有効ターゲット信号sの二乗を判定する本発明による対応した方法ステップを実装するように適合されており、且つ、モジュール10''は、推定ターゲット信号s
*の二乗を判定する本発明による対応した方法ステップを実装するのに適している。
【0038】
又、モジュール9は、モジュール10'によって判定された有効ターゲット信号sの二乗及びモジュール10''によって判定された推定ターゲット信号s
*の二乗を第2比較因子Keと比較するモジュール11をも有する。従って、モジュール11は、前記第2比較因子Keとの間における有効ターゲット信号s及び推定ターゲット信号s
*の二乗の比較の方法ステップを実装するように適合されている。
【0039】
又、好ましくは、乗法的障害の確認パラメータを判定するモジュール9は、有効ターゲット信号sの二乗をフィルタリングする第1低域通過フィルタ12'と、推定ターゲット信号s
*の二乗をフィルタリングする第2低域通過フィルタ12''と、をも有する。第1低域通過フィルタ12'及び第2低域通過フィルタ12''は、有効ターゲット信号sの二乗及び推定ターゲット信号s
*の二乗をフィルタリングする対応した方法ステップを実装している。
【0040】
比較モジュール11によって実施される比較は、有効ターゲット信号sの二乗及び推定ターゲット信号s
*の二乗が第2比較因子Keを上回っているかどうかに応じて、肯定的又は否定的結果を有することができる。例えば、肯定的結果のケースにおいては、出力値1が取得され、且つ、否定的結果の場合には、出力値0が取得される。従って、モジュール11の出力においては、それぞれ1又は0に等しい値のペアが取得される。
【0041】
モジュール11内において実施される上述の比較のうちの少なくとも一つが肯定的結果を付与した場合には、乗法的障害9の確認パラメータを判定するモジュールは、乗法的障害の確認信号を生成する。例えば、このような動作は、論理演算子ORを実行するように構成されたモジュール13によって実行することができる。従って、乗法的障害の確認のケースにおいては、モジュール13の出力において、値1が生成されることになる。逆の場合には、値0が生成されることになる。
【0042】
有利には、決定モジュール7は、乗法的障害の可能性が上述の方式によって特定された場合に、即ち、第1比率r/r+と第2比率r/r−のうちの少なくとも一つが(論理モジュールOR8の出力における値1を有する結果として)第1比較因子を上回っている場合に、且つ、同時に、その乗法的障害の確認がモジュール9によって判定された場合に、即ち、有効ターゲット信号sの二乗と推定ターゲット信号s
*の二乗とのうちの少なくとも一つが第2比較因子Keを上回っている(従って、モジュール9の出力において値1を有する)場合に、ターゲットセンサの乗法的障害の存在を判定するように構成されている。このような動作は、論理演算子ANDを実装し得る決定モジュール7の確認モジュール14によって実行することが可能であり、この場合に、確認モジュール14には、モジュール8及び9を参照して記述された出力値が入力されている。最後の確認モジュール14は、乗法的障害が特定された際に、出力値1を生成することになり、且つ、乗法的障害が存在していない場合に、出力値0を生成することになる。
【0043】
モジュール9は、ターゲットセンサの乗法的障害の前記可能性が判定された場合に、且つ、有効ターゲット信号sの二乗と推定ターゲット信号s
*の二乗とのうちの少なくとも一つが第2比較因子Keを上回っている場合に、ターゲットセンサの乗法的障害の存在を判定する本発明による対応した方法ステップを実装するように適合されている。
【0044】
以下、本発明による装置及び方法の適用の可能な一例について説明する。
【0045】
例
図4を参照すれば、この図には、セミアクティブサスペンションを装備した(即ち、印加される力が使用の際に電子的に選択及び変更され得るサスペンションを有する)オートバイ20が示されている。このようなサスペンションの例は、電気−液圧型、磁気−流動型、或いは、電気−流動型のセミアクティブサスペンションである。これらのタイプのサスペンションにおいては、適切な制御信号を送信することにより、減衰係数に対して影響を及ぼすことができる。
【0046】
オートバイ20は、オートバイの長手方向の水平方向加速度・V(Vの上部に一つのドット(・)を付けたものの代替表現を表す。以下同じ。)を計測するのに適した加速度計センサを有する。オートバイ20は、フロントサスペンションの延伸z
sfの計測用の第1センサ(例えば、ポテンショメータ)と、リアサスペンションの延伸z
srの計測用の第2センサ(例えば、更なるポテンショメータ)と、を更に有する。
【0047】
オートバイは、上述の長手方向の水平方向加速度・Vを有し得る単一の支持された質量として概略的に示されている。
【0048】
リアサスペンションは、スプリングと、このスプリングと平行な状態における減衰係数f
drを有するダンパと、として概略的に示されている。減衰f
drは、サスペンションの制御可能なパラメータである。
【0049】
フロントサスペンションは、スプリングと、このスプリングと平行状態における減衰係数f
dfを有するダンパと、として概略的に示されている。減衰f
dfは、サスペンションの制御可能なパラメータである。
【0050】
オートバイの質量は、前記方式によって概略的に示されているフロント及びリアサスペンションにより、地面との関係において支持されている。
【0051】
目的は、リアサスペンションと関連付けられたポテンショメータの乗法的障害の存在を特定するというものである。
【0052】
オートバイの系は、以下のような一般的な系によって表すことが可能であり、
x(k+1)=Ax(k)+Bu(k)+w(k)
y(k)=Cx(k)+Du(k)+v(k)
ここで、
−kは、考慮される個別の瞬間であり、
−xは、このケースにおいては、x=z
srによって付与される系の状態であり、
−uは、このケースにおいては、次式によって付与される考慮される入力であり、
【数1】
−yは、このケースにおいては、y=z
sfによって付与される系の出力であり、
−wは、プロセスの変動であり、
−vは、計測変動である。
【0053】
カルマンフィルタは、計測された入力uから始まって、連続的な瞬間において状態xがとる値を再帰アルゴリズムによって判定することができる。出力yは、オートバイを表す数学的モデルにより、入力uと関係付けられている。従って、対象の量の推定値を生成することが可能であり、この場合には、リアサスペンションの行程の推定値を生成することができる。又、このような量の実際の信号も入手可能である。但し、これは、その推定値の判定に使用されるのではなく、推定値は、その代わりに、その他の計測量に基づいている。
【0054】
図5を参照すれば、この図は、システムの動作図を示している。オートバイは、本発明による装置1を装備しており、装置1は、リアポテンショメータから到来する有効信号z
srを推定信号z
sr*と比較することにより、リアポテンショメータの乗法的障害の評価を実行する。リアポテンショメータの推定信号z
sr*は、推定信号z
sr*を判定するべく予め記述されたカルマンフィルタを使用した推定モジュール23に入力される予め定義された変数u及びyに基づいて評価される。
【0055】
リアポテンショメータの乗法的障害の推定において、装置1は、乗法的障害の試験のために、計測されたリアサスペンションの延伸z
srを推定モジュール23によって判定されたリアサスペンションの推定延伸z
sr*と比較する。この比較の結果は、1又は0に等しい値となる。比較が出力値1を付与しているケースにおいては、リアサスペンションの延伸センサが乗法的障害を有していると表現することができる。
【0056】
本発明によるシステム及び方法は、既知の方法の信頼性が乏しい場合にも、小さなエラーマージンを伴って、システムセンサの乗法的障害の存在の判定を許容する。実際には、本発明による方法及び装置は、その他のシステムパラメータに対するその障害の影響にではなく、誤操作の存在の検証を要するセンサ内における信号の観察に基づいている。従って、推定は、相対的に単純であり、且つ、その結果、相対的に信頼性が高い。
【0057】
この説明及び添付の請求項においては、装置1のみならず、モジュールと命名されている要素は、ハードウェア装置(例えば、制御ユニット)により、ソフトウェアにより、或いは、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより、実装することができることに留意されたい。
【0058】
複数のセンサを有するシステム内において設置されたセンサ内における乗法的障害を判定する装置及び方法に関する上述の説明から、当業者は、特定の偶発的なニーズを充足するべく、添付の請求項の範囲を逸脱することなしに、その他の機能的な均等物により、要素のいくつかの追加、変更、又は置換を実施し得る。