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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024061061
(43)【公開日】2024-05-07
(54)【発明の名称】異常判定装置及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01M 13/003 20190101AFI20240425BHJP
F16K 37/00 20060101ALI20240425BHJP
【ＦＩ】
G01M13/003
F16K37/00 F
F16K37/00 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022168750
(22)【出願日】2022-10-21
(71)【出願人】
【識別番号】000005197
【氏名又は名称】株式会社不二越
(74)【代理人】
【識別番号】100176072
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 功
(74)【代理人】
【識別番号】100169225
【弁理士】
【氏名又は名称】山野 明
(72)【発明者】
【氏名】池田 淳
【テーマコード（参考）】
2G024
3H065
【Ｆターム（参考）】
2G024AA17
2G024BA12
2G024BA27
2G024CA16
2G024DA15
2G024FA02
2G024FA06
2G024FA14
3H065AA08
3H065BA07
3H065BB11
3H065CA01
3H065CA03
(57)【要約】
【課題】比例弁の作動耐久試験中に異常の有無を判定し、比例弁の異常を早期に発見する。
【解決手段】異常判定装置１は、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、比例弁２に供給される流体Ｃ１の圧力である第一供給圧を含む比較データを取得する第一取得部１７と、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間経過後に、比例弁２に供給される流体Ｃ１の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部１８と、比較データと検査データとに基づき、比例弁２の異常の有無を判定する判定部１４Ａ（１４Ｂ）と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】異常判定装置１は、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、比例弁２に供給される流体Ｃ１の圧力である第一供給圧を含む比較データを取得する第一取得部１７と、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間経過後に、比例弁２に供給される流体Ｃ１の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部１８と、比較データと検査データとに基づき、比例弁２の異常の有無を判定する判定部１４Ａ（１４Ｂ）と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
比例弁の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、当該比例弁に供給される流体の圧力である第一供給圧を含む比較データを取得する第一取得部と、
前記比例弁の前記作動耐久試験を開始してより前記所定期間経過後に、前記比例弁に供給される前記流体の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部と、
前記比較データと前記検査データとに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する判定部と、
を備える異常判定装置。
前記比例弁の前記作動耐久試験を開始してより前記所定期間経過後に、前記比例弁に供給される前記流体の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部と、
前記比較データと前記検査データとに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する判定部と、
を備える異常判定装置。
【請求項2】
前記比較データは、前記所定期間の内における、前記第一供給圧以外の前記比例弁の弁動作に関する第一パラメータを更に含み、
前記検査データは、前記所定期間経過後における、前記第二供給圧以外の前記比例弁の弁動作に関する第二パラメータを更に含む、
請求項１に記載の異常判定装置。
前記検査データは、前記所定期間経過後における、前記第二供給圧以外の前記比例弁の弁動作に関する第二パラメータを更に含む、
請求項１に記載の異常判定装置。
【請求項3】
前記比較データは、前記第一供給圧の時系列データと前記第一パラメータの時系列データとが対応付けられたデータであり、
前記検査データは、前記第二供給圧の時系列データと前記第二パラメータの時系列データとが対応付けられたデータである、
請求項２に記載の異常判定装置。
前記検査データは、前記第二供給圧の時系列データと前記第二パラメータの時系列データとが対応付けられたデータである、
請求項２に記載の異常判定装置。
【請求項4】
前記比較データの特徴を抽出しながら前記比較データの次元圧縮を行い再び次元を復号することで比較パターンを生成し、当該比較パターンの特徴に基づきながら前記検査データの次元圧縮を行い再び次元を複号することで復号データを生成するオートエンコーダと、
前記検査データと前記復号データとの差分であるオートエンコーダ差分を算出する算出部と、を更に備え、
前記判定部は、前記オートエンコーダ差分と閾値とに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の異常判定装置。
前記検査データと前記復号データとの差分であるオートエンコーダ差分を算出する算出部と、を更に備え、
前記判定部は、前記オートエンコーダ差分と閾値とに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の異常判定装置。
【請求項5】
前記比較データと前記検査データとのパターンマッチングを行うことで、前記比較データと前記検査データとの差分を算出する比較部を更に備え、
前記判定部は、前記比較データと前記検査データとの前記差分と閾値とに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の異常判定装置。
前記判定部は、前記比較データと前記検査データとの前記差分と閾値とに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の異常判定装置。
【請求項6】
ユーザによる前記閾値の設定又は／及び変更を受け付ける閾値設定部を更に備える、
請求項４に記載の異常判定装置。
請求項４に記載の異常判定装置。
【請求項7】
コンピュータを、
比例弁の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、当該比例弁に供給される流体の圧力である第一供給圧を含む比較データを取得する第一取得部、
前記比例弁の前記作動耐久試験を開始してより前記所定期間経過後に、前記比例弁に供給される前記流体の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部、
前記比較データと前記検査データとに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する判定部、
として機能させるためのプログラム。
比例弁の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、当該比例弁に供給される流体の圧力である第一供給圧を含む比較データを取得する第一取得部、
前記比例弁の前記作動耐久試験を開始してより前記所定期間経過後に、前記比例弁に供給される前記流体の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部、
前記比較データと前記検査データとに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する判定部、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、異常判定装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１には、比例弁（比例制御弁とも呼称される）に備わるソレノイドコイルに流れる「励磁電流」と、当該比例弁を通過した流体の圧力である「制御圧」とが比例関係にあることが開示されている。
【0003】
比例弁の異常の有無を判定する手法として、従来は、比例弁に対して作動耐久試験を行い、試験前に測定した励磁電流と制御圧の特性（以下、これを「Ｉ－Ｐ特性」と呼称）と、試験後に測定したＩ－Ｐ特性とを比較し、試験前後のＩ－Ｐ特性の差異が規格内であれば比例弁は正常状態であると判定し、規格外であれば比例弁は異常状態であると判定していた。
【0004】
また、この従来の手法においては、応答性（励磁電流の変化に対する制御圧の変化のタイムラグ）、及び、ヒステリシス（励磁電流上昇時と励磁電流下降時の制御圧の差）についても測定し、仮にＩ－Ｐ特性の差異が規格内であったとしても、応答性及びヒステリシスのいずれかが規格外であれば、比例弁は異常状態であると判定していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平０５－３２４０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記作動耐久試験として、例えば、５秒間に励磁電流を１Ａと０Ａとの間で２往復するように変化させるサイクルを繰り返し行う試験などがある。このような試験中（比例弁の作動耐久試験中）には、励磁電流の急激な変化に制御圧が追従できないことから、試験中にＩ－Ｐ特性、応答性、及び、ヒステリシスを正確に測定することはできない。
【0007】
また、上記作動耐久試験は、主に比例弁の開発時において行われるものであるが、比例弁を購入したユーザが、実機において比例弁を使用している状況下で比例弁の異常の有無を判定するといった場合においても、比例弁の作動中は励磁電流の急激な変化に制御圧が追従できないことが起こり得る。
【0008】
したがって、従来の手法では、比例弁の作動耐久試験開始前にＩ－Ｐ特性を測定し、比例弁の作動耐久試験終了後に、改めてＩ－Ｐ特性、応答性、及び、ヒステリシスを測定する必要がある。これによって、従来の手法では、比例弁の異常を早期に発見することが困難であった。
【0009】
そこで本発明は、比例弁の作動耐久試験中に異常の有無を判定することができ、比例弁の異常を早期に発見することができる異常判定装置及びプログラム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】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明の第一態様に係る異常判定装置は、比例弁の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、当該比例弁に供給される流体の圧力である第一供給圧を含む比較データを取得する第一取得部と、前記比例弁の作動耐久試験を開始してより前記所定期間経過後に、前記比例弁に供給される前記流体の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部と、前記比較データと前記検査データとに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する判定部と、を備える。
【0011】
また、本発明の第二態様では、前記比較データは、前記所定期間の内における、前記第一供給圧以外の前記比例弁の弁動作に関する第一パラメータを更に含み、前記検査データは、前記所定期間経過後における、前記第二供給圧以外の前記比例弁の弁動作に関する第二パラメータを更に含む。
【0012】
また、本発明の第三態様では、前記比較データは、前記第一供給圧の時系列データと前記第一パラメータの時系列データとが対応付けられたデータであり、前記検査データは、前記第二供給圧の時系列データと前記第二パラメータの時系列データとが対応付けられたデータである。
【0013】
また、本発明の第四態様では、前記比較データの特徴を抽出しながら前記比較データの次元圧縮を行い再び次元を復号することで比較パターンを生成し、当該比較パターンの特徴に基づきながら前記検査データの次元圧縮を行い再び次元を複号することで復号データを生成するオートエンコーダと、前記検査データと前記復号データとの差分であるオートエンコーダ差分を算出する算出部と、を更に備え、前記判定部は、前記オートエンコーダ差分と閾値とに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する。
【0014】
また、本発明の第五態様では、前記比較データと前記検査データとのパターンマッチングを行うことで、前記比較データと前記検査データとの差分を算出する比較部を更に備え、前記判定部は、前記比較データと前記検査データとの前記差分と閾値とに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する。
【0015】
また、本発明の第六態様では、ユーザによる前記閾値の設定又は／及び変更を受け付ける閾値設定部を更に備える。
【0016】
また、本発明の第七態様に係るプログラムは、コンピュータを、比例弁の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、当該比例弁に供給される流体の圧力である第一供給圧を含む比較データを取得する第一取得部、前記比例弁の前記作動耐久試験を開始してより前記所定期間経過後に、前記比例弁に供給される前記流体の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部、前記比較データと前記検査データとに基づき、前記比例弁の異常の有無を判定する判定部、として機能させる。
【発明の効果】
【0017】
本発明に係る異常判定装置及びプログラムによれば、比例弁の作動耐久試験中に異常の有無を判定することができ、比例弁の作動耐久試験期間の早期に異常を発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施形態に係るシステムの全体構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係る異常判定装置のハードウェア構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図3】本発明の実施形態に係る異常判定装置の機能的構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図4】本発明の実施形態に係る比較部の機能的構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図5A】本発明の実施形態に係る比較パターンを生成する処理について説明するフローチャートである。
【図5B】本発明の実施形態に係る比例弁の異常の有無を判定する処理について説明するフローチャートである。
【図6A】本発明の実施形態に係るオートエンコーダ及び算出部が、比較データ及び正常状態の検査データを用いて求めた、検査データと復号データとの差分の一例を示すグラフである。
【図6B】本発明の実施形態に係るオートエンコーダ及び算出部が、比較データ及び異常状態の検査データを用いて求めた、検査データと復号データとの差分の一例を示すグラフである。
【図7A】本発明の実施形態に係る比較データに含まれる第一供給圧と第一指示電圧との対応関係の一例を示す図である。
【図7B】本発明の実施形態に係る異常状態の検査データに含まれる第二供給圧と第二指示電圧との対応関係の一例を示す図である。
【図8A】本発明の実施形態に係る比較データに含まれる第一指示電圧と第一励磁電流との対応関係の一例を示す図である。
【図8B】本発明の実施形態に係る異常状態の検査データに含まれる第二指示電圧と第二励磁電流との対応関係の一例を示す図である。
【図9A】本発明の実施形態に係る比較データに含まれる第一指示電圧と第一制御圧との対応関係の一例を示す図である。
【図9B】本発明の実施形態に係る異常状態の検査データに含まれる第二指示電圧と第二制御圧との対応関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては極力同一の符号を付して、重複する説明は適宜省略する。
【0020】
《全体構成》
図１は、本実施形態に係るシステムの全体構成の一例を概略的に示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係るシステムは、異常判定装置１、比例弁２、ロガー３、及び、出力装置４を備えている。
図１は、本実施形態に係るシステムの全体構成の一例を概略的に示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係るシステムは、異常判定装置１、比例弁２、ロガー３、及び、出力装置４を備えている。
【0021】
本実施形態に係る異常判定装置１は、比例弁２の異常の有無を判定する装置である。
【0022】
比例弁２は、図示しないソレノイドコイルを備え、当該ソレノイドコイルを流れる励磁電流の値に応じて開度が変化する弁である。これにより、比例弁２を通過した（すなわち比例弁２から出力される）流体Ｃ２の圧力である制御圧等を制御することができる。なお、以下では、励磁電流の値を制御する電圧を「指示電圧」と呼称し、比例弁２に供給される（すなわち比例弁２に入力される）流体Ｃ１の圧力を「供給圧」と呼称する。
【0023】
ロガー（データロガーとも呼称される）３は、比例弁２に設置され、比例弁２の弁動作に関する各パラメータを時系列データとして出力する装置である。この各パラメータとは、指示電圧、励磁電流、供給圧、及び、制御圧である。
【0024】
出力装置４は、異常判定装置１が判定した結果を外部に出力する装置である。この出力装置４としては、表示装置や音出力装置（スピーカ）等が挙げられる。
【0025】
《ハードウェア構成》
図２は、異常判定装置１のハードウェア構成の一例を概略的に示すブロック図である。図２に示すように、異常判定装置１は、記憶装置５、制御装置６、及び、通信装置７を主に備えて主要部が構成されている。
図２は、異常判定装置１のハードウェア構成の一例を概略的に示すブロック図である。図２に示すように、異常判定装置１は、記憶装置５、制御装置６、及び、通信装置７を主に備えて主要部が構成されている。
【0026】
記憶装置５は、異常判定装置１の内部に配置されたハードディスク等によって構成される補助記憶装置である。この記憶装置５は、制御装置６における処理の実行に必要な各種プログラム、各種の情報、及び、処理結果の情報を記憶する。
【0027】
制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８、及び、メモリ（主記憶装置）９を主に備えて主要部が構成される。ＣＰＵ８は、異常判定装置１の各種構成を制御する。メモリ９は、例えば異常判定装置１における処理の実行に必要な各種プログラム等を記憶する。
【0028】
また、制御装置６は、ＣＰＵ８が記憶装置５あるいはメモリ９等に格納された所定のプログラムを実行することにより、各種の機能構成として機能する。この機能構成の詳細については後述する。当該プログラムは、記憶装置５に記憶されてもよく、外部の記憶装置等に記憶されてもよい。また、当該プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよく、インターネット等のネットワーク経由でインストールする形式で提供してもよい。
【0029】
通信装置７は、外部の装置と通信するための通信インターフェース等で構成される。通信装置７は、例えば、異常判定装置１とロガー３との間、及び、異常判定装置１と出力装置４との間で、各種の情報を送受信する。
【0030】
なお、異常判定装置１は、専用又は汎用のコンピュータ等を用いて実現することができる。また、図２は異常判定装置１が有する主要なハードウェア構成の一部を示しているに過ぎず、異常判定装置１は、コンピュータが一般的に備える他の構成を備えることができる。
【0031】
《機能的構成》
図３は、本実施形態に係る異常判定装置１の機能的構成の一例を概略的に示すブロック図である。図３に示すように、異常判定装置１は、取得部１１、記憶部１２Ａ、比較部１３Ａ、判定部１４Ａ、閾値設定部１５Ａ、及び、出力部１６を主に備えて主要部が構成されており、取得部１１は、第一取得部１７、及び、第二取得部１８を備えている。
図３は、本実施形態に係る異常判定装置１の機能的構成の一例を概略的に示すブロック図である。図３に示すように、異常判定装置１は、取得部１１、記憶部１２Ａ、比較部１３Ａ、判定部１４Ａ、閾値設定部１５Ａ、及び、出力部１６を主に備えて主要部が構成されており、取得部１１は、第一取得部１７、及び、第二取得部１８を備えている。
【0032】
取得部１１は、比例弁２の弁動作に関する各パラメータである、指示電圧、励磁電流、供給圧、制御圧の各時系列データを、互いに対応付けてロガー３から取得する。
【0033】
ところで、本実施形態においては、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間の内における指示電圧、励磁電流、供給圧、制御圧を、それぞれ第一指示電圧、第一励磁電流、第一供給圧、第一供給圧と呼称する。また、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間経過後における指示電圧、励磁電流、供給圧、制御圧を、それぞれ第二指示電圧、第二励磁電流、第二供給圧、第二供給圧と呼称する。
なお、「所定期間」とは、作動耐久試験開始直後の（比例弁２に異常が発生しない）時間を指す。すなわち、第一指示電圧、第一励磁電流、第一供給圧、第一供給圧は比例弁２が正常な状態における正常な値である。
なお、「所定期間」とは、作動耐久試験開始直後の（比例弁２に異常が発生しない）時間を指す。すなわち、第一指示電圧、第一励磁電流、第一供給圧、第一供給圧は比例弁２が正常な状態における正常な値である。
【0034】
また、第一指示電圧、第一励磁電流、第一供給圧、第一制御圧の各時系列データを互いに対応付けたデータを「比較データ」と呼称し、第二指示電圧、第二励磁電流、第二供給圧、第二制御圧の各時系列データを互いに対応付けたデータを「検査データ」と呼称する。
【0035】
そして、取得部１１のうち、第一取得部１７は、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間の内にロガー３から比較データを取得し、第二取得部１８は、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間経過後にロガー３から検査データを取得する。
【0036】
記憶部１２Ａは、取得部１１が取得した比較データ及び検査データをＣＳＶファイル（ＣＳＶファイルに代えて、Ｅｘｃｅｌファイル、あるいは、データを表形式の配列として表す任意の形式としてもよい）として記憶する。さらに記憶部１２Ａは、後述する比較パターン、及び、後述する閾値についても記憶する。
【0037】
比較部１３Ａは、比較データと検査データに基づき、「オートエンコーダ差分」を求める。
【0038】
【0039】
オートエンコーダ２１は、深層学習（ディープラーニング）により、比較データの特徴を抽出しながら比較データの次元圧縮を行い、再び次元を復号することで「比較パターン」を生成し、比較パターンの特徴に基づきながら検査データの次元圧縮を行い、再び次元を複号することで「復号データ」を生成する。
【0040】
算出部２２は、検査データと復号データとの差分を算出する。なお、この検査データと復号データとの差分が「オートエンコーダ差分」となる。
【0041】
判定部１４Ａは、比較部１３Ａで求めたオートエンコーダ差分と閾値とに基づき、比例弁２の異常の有無を判定する。具体的には、比較部１３Ａで求めたオートエンコーダ差分が、閾値よりも大きければ比例弁２が異常状態であると判定し、閾値以下であれば比例弁２が正常状態であると判定する。
【0042】
閾値設定部１５Ａは、ユーザによる上記閾値の設定又は／及び変更を受け付けるユーザインターフェースである。
【0043】
また、判定部１４Ａによる判定精度を向上させるため、所定期間の内における比例弁２が正常状態である場合の、オートエンコーダ差分の標準偏差をσとすると、上記閾値は３σ以上５σ以下とするのが好ましい。また、より好ましくは、上記閾値は３σである。したがって、これらのいずれかの値を上記閾値の初期設定としてもよい。
【0044】
あるいは、上記閾値を３σと５σの二つとし、オートエンコーダ差分が３σ以下であれば、比例弁２は正常状態であると判定し、オートエンコーダ差分が５σ以上であれば、比例弁２は異常状態であると判定し、オートエンコーダ差分が３σより大きく５σ未満であれば、警告状態とみなすようにしてもよい。
【0045】
出力部１６は、判定部１４Ａが判定した結果を出力装置４に出力させる指示を行う。
【0046】
《比較パターンを生成する処理について》
図５Ａは、異常判定装置１が比較パターンを生成する処理について説明するフローチャートである。なお、以下のステップはあくまでも一例である。
図５Ａは、異常判定装置１が比較パターンを生成する処理について説明するフローチャートである。なお、以下のステップはあくまでも一例である。
【0047】
（ステップＳ１）
ユーザが、比較パターンの生成開始を指示するボタン（図示略）を押すなどして、異常判定装置１及びロガー３が比較パターンを生成するための処理を開始する。その後、処理はステップＳ２へ移行する。
ユーザが、比較パターンの生成開始を指示するボタン（図示略）を押すなどして、異常判定装置１及びロガー３が比較パターンを生成するための処理を開始する。その後、処理はステップＳ２へ移行する。
【0048】
（ステップＳ２）
第一取得部１７が、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、ロガー３から、第一指示電圧、第一励磁電流、第一供給圧、第一制御圧の各時系列データを互いに対応付けた比較データを取得する。その後、処理はステップＳ３へ移行する。
第一取得部１７が、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、ロガー３から、第一指示電圧、第一励磁電流、第一供給圧、第一制御圧の各時系列データを互いに対応付けた比較データを取得する。その後、処理はステップＳ３へ移行する。
【0049】
（ステップＳ３）
オートエンコーダ２１が、第一取得部１７において取得した比較データの特徴を抽出しながら当該比較データの次元圧縮を行う。その後、処理はステップＳ４へ移行する。
オートエンコーダ２１が、第一取得部１７において取得した比較データの特徴を抽出しながら当該比較データの次元圧縮を行う。その後、処理はステップＳ４へ移行する。
【0050】
（ステップＳ４）
オートエンコーダ２１が、次元圧縮した比較データの次元を復号することで比較パターンを生成する。この比較パターンは記憶部１２Ａに記憶される。その後、処理は終了する。
オートエンコーダ２１が、次元圧縮した比較データの次元を復号することで比較パターンを生成する。この比較パターンは記憶部１２Ａに記憶される。その後、処理は終了する。
【0051】
《比例弁２の異常の有無を判定する処理について》
図５Ｂは、異常判定装置１が比例弁２の異常の有無を判定する処理について説明するフローチャートである。なお、以下のステップはあくまでも一例であり、その順番及び内容は、適宜変更することができる。
図５Ｂは、異常判定装置１が比例弁２の異常の有無を判定する処理について説明するフローチャートである。なお、以下のステップはあくまでも一例であり、その順番及び内容は、適宜変更することができる。
【0052】
（ステップＳ１１）
比較部１３Ａが、図５ＡのステップＳ４において生成及び記憶された比較パターンを読み込む。その後、処理はステップＳ１２へ移行する。
比較部１３Ａが、図５ＡのステップＳ４において生成及び記憶された比較パターンを読み込む。その後、処理はステップＳ１２へ移行する。
【0053】
（ステップＳ１２）
閾値設定部１５Ａが、ユーザによる閾値の設定又は／及び変更を受け付け、受け付けた情報は記憶部１２Ａに記憶される。さらに、判定部１４Ａが、記憶部１２Ａに記憶された閾値を読み込む。ただし、閾値が初期設定されている等の場合には、当該ステップは適宜省略することができる。その後、処理はステップＳ１３へ移行する。
閾値設定部１５Ａが、ユーザによる閾値の設定又は／及び変更を受け付け、受け付けた情報は記憶部１２Ａに記憶される。さらに、判定部１４Ａが、記憶部１２Ａに記憶された閾値を読み込む。ただし、閾値が初期設定されている等の場合には、当該ステップは適宜省略することができる。その後、処理はステップＳ１３へ移行する。
【0054】
（ステップＳ１３）
ユーザが、比例弁２の異常の判定開始を指示するボタン（図示略）を押すなどして、異常判定装置１及びロガー３が当該判定を行う処理を開始する。その後、処理はステップＳ１４へ移行する。
ユーザが、比例弁２の異常の判定開始を指示するボタン（図示略）を押すなどして、異常判定装置１及びロガー３が当該判定を行う処理を開始する。その後、処理はステップＳ１４へ移行する。
【0055】
（ステップＳ１４）
第二取得部１８が、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間経過後において、ロガー３から、第二指示電圧、第二励磁電流、第二供給圧、第二制御圧の各時系列データを互いに対応付けた検査データを取得する。その後、処理はステップＳ１５へ移行する。
第二取得部１８が、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間経過後において、ロガー３から、第二指示電圧、第二励磁電流、第二供給圧、第二制御圧の各時系列データを互いに対応付けた検査データを取得する。その後、処理はステップＳ１５へ移行する。
【0056】
（ステップＳ１５）
オートエンコーダ２１が、ステップＳ１１にて比較部１３Ａが読み込んだ比較パターンの特徴に基づきながら検査データの次元圧縮を行う。その後、処理はステップＳ１６へ移行する。
オートエンコーダ２１が、ステップＳ１１にて比較部１３Ａが読み込んだ比較パターンの特徴に基づきながら検査データの次元圧縮を行う。その後、処理はステップＳ１６へ移行する。
【0057】
（ステップＳ１６）
オートエンコーダ２１が、次元圧縮した検査データの次元を複号することで復号データを生成する。その後、処理はステップＳ１７へ移行する。
オートエンコーダ２１が、次元圧縮した検査データの次元を複号することで復号データを生成する。その後、処理はステップＳ１７へ移行する。
【0058】
（ステップＳ１７）
算出部２２が、検査データと復号データとの差分、すなわちオートエンコーダ差分を算出する。その後、処理はステップＳ１８へ移行する。
算出部２２が、検査データと復号データとの差分、すなわちオートエンコーダ差分を算出する。その後、処理はステップＳ１８へ移行する。
【0059】
（ステップＳ１８）
判定部１４Ａが、算出部２２で求めたオートエンコーダ差分と閾値を比較する。その後、処理はステップＳ１９へ移行する。
判定部１４Ａが、算出部２２で求めたオートエンコーダ差分と閾値を比較する。その後、処理はステップＳ１９へ移行する。
【0060】
（ステップＳ１９）
オートエンコーダ差分が閾値よりも大きければステップＳ２０へ移行し、オートエンコーダ差分が閾値以下であればステップＳ２１へ移行する。
オートエンコーダ差分が閾値よりも大きければステップＳ２０へ移行し、オートエンコーダ差分が閾値以下であればステップＳ２１へ移行する。
【0061】
（ステップＳ２０）
判定部１４Ａが、比例弁２は異常であると判定する。その後、処理はステップＳ２２へ移行する。
判定部１４Ａが、比例弁２は異常であると判定する。その後、処理はステップＳ２２へ移行する。
【0062】
（ステップＳ２１）
判定部１４Ａが、比例弁２は正常であると判定する。その後、処理はステップＳ２２へ移行する。
判定部１４Ａが、比例弁２は正常であると判定する。その後、処理はステップＳ２２へ移行する。
【0063】
図６Ａは、オートエンコーダ２１及び算出部２２が、比較データ及び正常状態の検査データを用いて求めた、オートエンコーダ差分の一例を示すグラフである。
【0064】
また、図６Ｂは、オートエンコーダ２１及び算出部２２が、比較データ及び異常状態の検査データを用いて求めた、オートエンコーダ差分の一例を示すグラフである。
【0065】
図６Ａと図６Ｂは共に、横軸が比例弁２の作動耐久試験開始からの経過時間、縦軸がオートエンコーダ差分である。また、図中の２本の破線は、所定期間の内の比例弁２が正常状態である場合の、オートエンコーダ差分の標準偏差をσとするときの、３σと５σを表している。
【0066】
図６Ａでは、オートエンコーダ差分が、経過時間に依らず、ほぼ３σ以下に収まっている。図６Ｂでは、当該オートエンコーダ差分が、作動耐久試験開始から５０万秒経過付近まではほぼ３σ以下に収まっているものの、それ以降はほぼ５σ以上となっている。したがって、たとえば閾値が３σ～５σのいずれかの値に設定されている場合、判定部１４Ａは、図６Ａの比例弁２を正常状態、図６Ｂの比例弁２を異常状態と判定することになる。
【0067】
（ステップＳ２２）
出力部１６が、判定部１４Ａによる判定の結果を出力装置４に出力させる指示を行う。出力装置４は、当該結果を外部に出力する。その後、処理は終了する。
出力部１６が、判定部１４Ａによる判定の結果を出力装置４に出力させる指示を行う。出力装置４は、当該結果を外部に出力する。その後、処理は終了する。
【0068】
本実施形態においては、ロガー３及び取得部１１が取得する、比例弁２の弁動作に関するパラメータとして、指示電圧、励磁電流、供給圧、及び、制御圧を挙げた。
【0069】
比較データは、第一供給圧の時系列データと、第一供給圧以外の（所定期間の内における）パラメータの時系列データとが、対応付けられたデータであるものとし、検査データは、第二供給圧の時系列データと、第二供給圧以外の（所定期間経過後における）パラメータの時系列データとが、対応付けられたデータであるものとすることで、より高精度な判定が可能となることが判明している。
しかしながら、本実施形態においては、パラメータのうち供給圧については省略することができない。仮に供給圧について省略すると、異常状態の比例弁２であっても、図６Ａのように正常状態と変わらないグラフとなってしまうためである。
しかしながら、本実施形態においては、パラメータのうち供給圧については省略することができない。仮に供給圧について省略すると、異常状態の比例弁２であっても、図６Ａのように正常状態と変わらないグラフとなってしまうためである。
【0070】
なお、本実施形態中において、比例弁２の作動耐久試験と説明している箇所があるが、これについては、耐久試験に限らず、例えば実機において作動する場合を含む作動全般に置き換えることもできる。
【0071】
《作用効果》
本実施形態では、異常判定装置１が、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、比例弁２に供給される流体の圧力である第一供給圧を含む比較データを取得する第一取得部１７と、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間経過後に、比例弁２に供給される流体の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部１８と、比較データと検査データとに基づき、比例弁２の異常の有無を判定する判定部１４Ａ（１４Ｂ）と、を備える。
これにより、本実施形態では、検査データと比較データの両方が、比例弁２の作動耐久試験中に取得したものであるにも関わらず、比例弁２の異常の判定が、従来の手法のように比例弁２の作動耐久試験中に（励磁電流の変化の速さなどの要因によって）不可となることはない。また、比例弁２の作動耐久試験中に比較データ及び検査データを取得する場合に、これらのデータに供給圧を含むことではじめて判定が可能となる。本実施形態では、供給圧を含めた比較データ及び検査データを用いるため、比例弁２の作動耐久試験中に異常の有無を判定することができ、耐久試験期間の早期に異常を発見することができる。
本実施形態では、異常判定装置１が、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、比例弁２に供給される流体の圧力である第一供給圧を含む比較データを取得する第一取得部１７と、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間経過後に、比例弁２に供給される流体の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部１８と、比較データと検査データとに基づき、比例弁２の異常の有無を判定する判定部１４Ａ（１４Ｂ）と、を備える。
これにより、本実施形態では、検査データと比較データの両方が、比例弁２の作動耐久試験中に取得したものであるにも関わらず、比例弁２の異常の判定が、従来の手法のように比例弁２の作動耐久試験中に（励磁電流の変化の速さなどの要因によって）不可となることはない。また、比例弁２の作動耐久試験中に比較データ及び検査データを取得する場合に、これらのデータに供給圧を含むことではじめて判定が可能となる。本実施形態では、供給圧を含めた比較データ及び検査データを用いるため、比例弁２の作動耐久試験中に異常の有無を判定することができ、耐久試験期間の早期に異常を発見することができる。
【0072】
また本実施形態では、比較データは、所定期間の内における、第一供給圧以外の比例弁２の弁動作に関する第一パラメータを更に含み、検査データは、所定期間経過後における第二供給圧以外の比例弁２の弁動作に関する第二パラメータを更に含む。
このように、供給圧以外の弁動作に関するパラメータ（指示電圧、励磁電流、制御圧）を含めた比較データと検査データを用いることで、判定の精度が向上する。
このように、供給圧以外の弁動作に関するパラメータ（指示電圧、励磁電流、制御圧）を含めた比較データと検査データを用いることで、判定の精度が向上する。
【0073】
また本実施形態では、比較データは、第一供給圧の時系列データと第一パラメータの時系列データとが対応付けられたデータであり、検査データは、第二供給圧の時系列データと第二パラメータの時系列データとが対応付けられたデータである。
このように、供給圧と供給圧以外のパラメータ（指示電圧、励磁電流、制御圧）とが対応付けられた比較データと検査データを用いることで、判定の精度がさらに向上する。
このように、供給圧と供給圧以外のパラメータ（指示電圧、励磁電流、制御圧）とが対応付けられた比較データと検査データを用いることで、判定の精度がさらに向上する。
【0074】
また本実施形態では、比較部１３Ａは、比較データの特徴を抽出しながら比較データの次元圧縮を行い再び次元を復号することで比較パターンを生成し、比較パターンの特徴に基づきながら検査データの次元圧縮を行い再び次元を複号することで復号データを生成するオートエンコーダ２１と、検査データと復号データとの差分であるオートエンコーダ差分を算出する算出部２２と、を更に備え、判定部１４Ａは、オートエンコーダ差分と閾値とに基づき、比例弁２の異常の有無を判定する。
このように、データの比較にオートエンコーダ２１による次元圧縮を用いることで、ノイズを除去することができ、かつ、計算量を抑えることができる。
このように、データの比較にオートエンコーダ２１による次元圧縮を用いることで、ノイズを除去することができ、かつ、計算量を抑えることができる。
【0075】
また本実施形態では、ユーザによる閾値の設定又は／及び変更を受け付ける閾値設定部１５Ａを更に備える。
これにより、比例弁２の使用状況に応じて閾値を最適化することができる。
これにより、比例弁２の使用状況に応じて閾値を最適化することができる。
【0076】
また本実施形態では、コンピュータを、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間の内に、比例弁２に供給される流体の圧力である第一供給圧を含む比較データを取得する第一取得部１７、比例弁２の作動耐久試験を開始してより所定期間経過後に、比例弁２に供給される流体の圧力である第二供給圧を含む検査データを取得する第二取得部１８、比較データと検査データとに基づき、比例弁２の異常の有無を判定する判定部１４Ａ（１４Ｂ）、として機能させる。
これにより、比例弁２の作動耐久試験中に異常の有無を判定することができ、耐久試験期間の早期に異常を発見することができる。
これにより、比例弁２の作動耐久試験中に異常の有無を判定することができ、耐久試験期間の早期に異常を発見することができる。
【0077】
《変形例》
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。すなわち、上述した具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、上記実施形態及び下記変形例が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。すなわち、上述した具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、上記実施形態及び下記変形例が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【0078】
例えば、上記実施形態における、オートエンコーダ２１及び算出部２２を備えた比較部１３Ａの代わりに、比較データと検査データとのパターンマッチングを行う比較部１３Ｂを備えるものとしてもよい。
【0079】
図７Ａは、比較データのうち第一供給圧と第一指示電圧との対応関係の一例を示す図である。図７Ａは、横軸が第一供給圧、縦軸が第一指示電圧であり、第一供給圧と第一指示電圧が対応付けられた点が図中にプロットされている。
【0080】
図７Ｂは、異常状態の検査データのうち第二供給圧と第二指示電圧との対応関係の一例を示す図である。図７Ｂは、横軸が第二供給圧、縦軸が第二指示電圧であり、第二供給圧と第二指示電圧が対応付けられた点が図中にプロットされている。
【0081】
図７Ａと図７Ｂとを比較すると、指示電圧が０Ｖと５Ｖの場合を除き、第一供給圧と第二供給圧の値に大きな差分がある。例えば、指示電圧が３Ｖ付近においては、図示するように、第一供給圧の値は４０ｋＰａ程度の幅があるが、第二供給圧の値は１４８ｋＰａ程度の幅がある。
【0082】
さらに、図示していないが、比例弁２の弁動作に関する各パラメータのうち、供給圧と励磁電流との対応関係、供給圧と制御圧との対応関係についても同様に、比較データと異常状態の検査データとの間で大きな差分がある。
【0083】
【0084】
また、上記実施形態においては、比較データ、検査データ、比較パターン、及び、オートエンコーダ差分に関する閾値を記憶する記憶部１２Ａを備えているが、比較部１３Ｂを備える場合には、記憶部１２Ａに代えて、比較データ、検査データ、パターンマッチングによる差分、及び、パターンマッチングによる差分に関する閾値を記憶する記憶部１２Ｂを備えるものとする。
【0085】
さらに、上記実施形態においては、オートエンコーダ差分に関する閾値を設定又は／及び変更する閾値設定部１５Ａを備えているが、比較部１３Ｂを備える場合には、閾値設定部１５Ａに代えて、パターンマッチングによる差分に関する閾値を設定又は／及び変更する閾値設定部１５Ｂを備えるものとする。
【0086】
さらに、上記実施形態においては、比較部１３Ａで求めたオートエンコーダ差分と閾値とに基づき、比例弁２の異常の有無を判定する判定部１４Ａを備えているが、比較部１３Ｂを備える場合には、判定部１４Ａに代えて、比較部１３Ｂで求めたパターンマッチングによる差分と閾値とに基づき、比例弁２の異常の有無を判定する判定部１４Ｂを備えるものとする。
【0087】
具体的には、判定部１４Ｂは、比較部１３Ｂで求めたパターンマッチングによる差分が、閾値よりも大きければ比例弁２が異常状態であると判定し、閾値以下であれば比例弁２が正常状態であると判定する。より具体的には、判定部１４Ｂは、パターンマッチングによる比較データと検査データの差分が、閾値よりも大きければ比例弁２が異常状態であると判定し、閾値以下であれば比例弁２が正常状態であると判定する。ただし、パターンマッチングの差分に関する閾値は、一致度（％）で表される。
【0088】
比較データは、第一供給圧の時系列データと、第一供給圧以外の（所定期間の内における）パラメータの時系列データとが、対応付けられたデータであるものとし、検査データは、第二供給圧の時系列データと、第二供給圧以外の（所定期間経過後における）パラメータの時系列データとが、対応付けられたデータであるものとすることで、より高精度な判定が可能となることが判明している。
【0089】
【0090】
図８Ａは、比較データのうち第一指示電圧と第一励磁電流との対応関係の一例を示す図である。図８Ａは、横軸が第一指示電圧、縦軸が第一励磁電流であり、第一指示電圧と第一励磁電流が対応付けられた点が図中にプロットされている。
【0091】
図８Ｂは、異常状態の検査データのうち第二指示電圧と第二励磁電流との対応関係の一例を示す図である。図８Ｂは、横軸が第二指示電圧、縦軸が第二励磁電流であり、第二指示電圧と第二励磁電流が対応付けられた点が図中にプロットされている。
【0092】
【0093】
図９Ａは、比較データのうち第一指示電圧と第一制御圧との対応関係の一例を示す図である。図９Ａは、横軸が第一指示電圧、縦軸が第一制御圧であり、第一指示電圧と第一制御圧が対応付けられた点が図中にプロットされている。
【0094】
図９Ｂは、異常状態の検査データのうち第二指示電圧と第二制御圧との対応関係の一例を示す図である。図９Ｂは、横軸が第二指示電圧、縦軸が第二制御圧であり、第二指示電圧と第二制御圧が対応付けられた点が図中にプロットされている。
【0095】
【0096】
【0097】
上述のとおり、比較部１３Ｂは、比較データと検査データとのパターンマッチングを行うことで、比較データと検査データとの差分を算出する。また、判定部１４Ｂは、この差分と閾値とに基づき、比例弁２の異常の有無を判定する。これにより、数値データ同士を比較するパターンマッチングを行うので、例えば画像データ同士を比較するようなパターンマッチングに比べて、計算量を抑えることができる。
【符号の説明】
【0098】
１…異常判定装置、２…比例弁、１３Ａ，１３Ｂ…比較部、１４Ａ，１４Ｂ…判定部、１５Ａ，１５Ｂ…閾値設定部、１７…第一取得部、１８…第二取得部、２１…オートエンコーダ、２２…算出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】