特許 7389808 アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-21

(45)【発行日】2023-11-30

(54)【発明の名称】アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   G05B 23/02 20060101AFI20231122BHJP

【ＦＩ】

G05B23/02 T

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021540042

(86)(22)【出願日】2020-01-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-02

(86)【国際出願番号】 IB2020050094

(87)【国際公開番号】W WO2020144580

(87)【国際公開日】2020-07-16

【審査請求日】2021-08-27

(31)【優先権主張番号】62/789,791

(32)【優先日】2019-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512319830

【氏名又は名称】タレス・カナダ・インク

【氏名又は名称原語表記】ＴＨＡＬＥＳ ＣＡＮＡＤＡ ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】１０５ Ｍｏａｔｆｉｅｌｄ Ｄｒｉｖｅ， Ｓｕｉｔｅ １００， Ｔｏｒｏｎｔｏ， Ｏｎｔａｒｉｏ， Ｍ３Ｂ ０Ａ４， Ｃａｎａｄａ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100205833

【弁理士】

【氏名又は名称】宮谷 昂佑

(72)【発明者】

【氏名】ファビアン キャスタン

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２８６９５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２９４１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０６７２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８５０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１３７６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５７５３３０１（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を動的に検出、分離、及び推定するためのシステムであって、前記アクチュエータは、前記アクチュエータの変位を示す信号を提供し、前記システムは、
メモリユニットであって、アクチュエータパラメータデータ及び前記アクチュエータの構成要素の少なくとも１つのモデルを記憶するように構成されており、各構成要素は前記アクチュエータパラメータデータ内の対応するパラメータと関連付けられている、メモリユニットと、
前記メモリユニットに動作可能に接続されるセンサ監視ユニットであって、前記アクチュエータ指令信号及び前記アクチュエータの変位を示す前記信号を受信し、前記アクチュエータの変位を示す前記信号及び前記アクチュエータ指令信号に基づいて、前記アクチュエータの前記構成要素の前記少なくとも１つのモデルを使用することにより、前記アクチュエータの前記変位を示す前記信号内の所与の振動の存在を決定するように構成される、センサ監視ユニットと、
前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続されるトリガユニットであって、前記アクチュエータ指令信号及び前記アクチュエータの変位を示す前記信号を受信し、前記アクチュエータの前記構成要素の前記少なくとも１つのモデルを使用することにより、前記アクチュエータの前記変位を示す前記信号についての許容値の包絡線を動的に計算し、前記アクチュエータの変位を示す前記信号が前記計算された許容値の包絡線の外側にあるか否かを決定し、トリガ信号を取得するように構成される、トリガユニットと、
前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続されるパラメータ及び状態推定ユニットであって、前記アクチュエータ指令信号及び前記アクチュエータの変位を示す前記信号を受信し、前記アクチュエータの前記構成要素の前記少なくとも1つのモデルを使用することにより、前記アクチュエータの各対応するパラメータ及び状態を推定し、前記アクチュエータの各対応するパラメータおよび状態についての複数の残留推定を示す信号を取得するように構成される、パラメータ及び状態推定ユニットと、
前記パラメータ及び前記状態推定ユニット、並びに前記トリガユニットに動作可能に接続される分離ユニットであって、前記分離ユニットは、前記トリガ信号を受信し、前記アクチュエータの各対応するパラメータ及び状態についての前記複数の残留推定を受信し、前記アクチュエータの前記変位が許容値の前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記アクチュエータの少なくとも１つのパラメータを決定し、前記メモリユニットにおいて、前記アクチュエータの前記構成要素の前記少なくとも1つのモデルにより使用される前記アクチュエータパラメータデータにおける、前記アクチュエータの前記変位が許容値の前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記少なくとも１つの対応するパラメータの値を更新するように構成される、前記分離ユニットと、
を備える、システム。

【請求項2】

前記センサ監視ユニットは、前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号を受信し、前記アクチュエータによって作動される表面の変位における振動を示す前記信号内の所与の振動の存在を決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記分離ユニットは、各々のパラメータについての許容値のそれぞれの範囲に基づいて、それぞれのモデルを用いて、許容値の前記包絡線を動的に計算するように構成される、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項4】

前記アクチュエータは電気油圧サーボアクチュエータ（ＥＨＳＡ）及び電気バックアップ液圧アクチュエータ（ＥＢＨＡ）からなる群から選択される、請求項１乃至３の何れか一項に記載のシステム。

【請求項5】

前記アクチュエータはセンサから構成され、前記システムは前記センサの劣化を決定するために使用される、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシステム。

【請求項6】

アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を動的に検出、分離、及び推定するためのシステムであって、前記アクチュエータは、前記アクチュエータの変位を示す信号及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号を提供し、前記システムは、
アクチュエータデータ及び前記アクチュエータの少なくとも１つの数学的モデルを記憶するためのメモリユニットと、
前記メモリユニットに動作可能に接続されるセンサ監視ユニットであって、前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号を受信し、前記アクチュエータの変位における振動を示す前記信号及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号の１つにおける所与の振動の存在を決定し、前記アクチュエータの変位を示す前記信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号のうちの少なくとも１つにおけるバイアス及びドリフトのうちの少なくとも１つを決定するように構成される、センサ監視ユニットと、
前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続されるトリガユニットであって、前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す前記信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号を受信し、前記アクチュエータの位置が許容値の所与の包絡線の外側にあるか否かを決定し、トリガ信号を取得するように構成される、トリガユニットと、
少なくとも１つの推定パラメータユニットであって、前記少なくとも１つの推定パラメータユニットの各々は、前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続されており、前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す前記信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号を受信し、前記アクチュエータの前記構成要素の前記少なくとも1つのモデルを使用することにより、前記アクチュエータの対応するパラメータ又は状態の１つを推定し、前記アクチュエータの各対応するパラメータ及び状態についての複数の残留推定を取得するように構成される、少なくとも１つの推定パラメータユニットと、
前記少なくとも１つの推定パラメータユニットの各々、及び前記トリガユニットに動作可能に接続される分離ユニットであって、前記分離ユニットは、前記アクチュエータの前記位置が前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記アクチュエータの対応するパラメータ及び対応する状態のうち少なくとも１つを決定し、前記メモリユニットにおいて、前記アクチュエータの前記構成要素の前記少なくとも1つのモデルにより使用される前記アクチュエータパラメータデータにおける、前記アクチュエータの前記位置が前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記アクチュエータの対応するパラメータの値及び対応する状態のうちの前記少なくとも１つの値を更新するように構成される、前記分離ユニットと、
を備える、システム。

【請求項7】

アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定する方法であって、前記方法は、プロセッサによって実行され、前記プロセッサは、アクチュエータパラメータデータを用いて、前記アクチュエータの構成要素の少なくとも1つのモデルにアクセスすることができ、各構成要素は、前記アクチュエータパラメータデータ内の対応するパラメータに関連付けられており、前記方法は、
前記アクチュエータの制御信号の取得と、
前記アクチュエータの変位を示す信号の取得と、
前記アクチュエータの前記変位を示す前記信号内の所与の振動の存在の決定と、
前記アクチュエータの前記変位を示す前記信号についての許容値の包絡線の動的な計算と、
前記アクチュエータの前記変位を示す前記信号が前記アクチュエータの前記構成要素の前記少なくとも1つのモデルを用いて計算された許容値の包絡線の外側にあるか否かの決定と、
前記アクチュエータの前記変位を示す前記信号が前記計算された包絡線の外側にある場合、
前記少なくとも１つのモデルを用いた、前記アクチュエータの各パラメータ及び状態の推定値の計算と、
前記アクチュエータの前記変位を示す前記信号が前記計算された包絡線の外側にある原因となる少なくとも１つの対応するパラメータの特定と、
前記変位が前記計算された包絡線の外側にある原因となる前記少なくとも１つの対応するパラメータの値による前記少なくとも1つのモデルの更新と、
を含む、方法。

【請求項8】

前記アクチュエータは位置制御され、更に、前記制御信号は位置制御信号である、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記アクチュエータは速度制御され、更に、前記制御信号は速度制御信号である、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号が更に取得される、請求項７乃至９の何れか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記アクチュエータの変位に対する許容値の前記包絡線の計算は動的に実行される、請求項７乃至１０の何れか一項に記載の方法。

【請求項12】

コンピュータ実行可能な命令を格納するための非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ実行可能な命令は、実行されると、アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を動的に検出、分離、及び推定するための方法をコンピュータに実行させ、前記コンピュータは、前記アクチュエータ指令信号及びアクチュエータパラメータデータを用いて、前記アクチュエータの構成要素の少なくとも1つのモデルにアクセスすることができ、前記方法は、
前記アクチュエータの制御信号の取得と、
前記アクチュエータの変位を示す信号の取得と、
前記アクチュエータの前記変位を示す前記信号内の所与の振動の存在の決定と、
前記アクチュエータの前記変位を示す前記信号についての許容値の包絡線の計算と、
前記アクチュエータの前記変位が前記計算された包絡線の外側にあるか否かの決定と、
前記アクチュエータの前記変位が前記計算された包絡線の外側にある場合、
前記アクチュエータの前記構成要素の前記少なくとも1つのモデルを用いた、前記アクチュエータの各パラメータ及び状態の推定値の計算と、
前記アクチュエータの変位を示す前記信号が前記計算された包絡線の外側にある原因となる少なくとも１つの対応するパラメータの特定と、
前記変位が前記計算された包絡線の外側にある原因となる前記少なくとも１つの対応するパラメータの値による前記少なくとも1つのモデルの更新と、
を含む、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０１９年１月８日に出願された米国仮出願第６２／７８９，７９１号の優先権を主張する。

【技術分野】

【0002】

本発明の１つ又は複数の実施形態は、アクチュエータを監視する分野に関する。より正確には、本発明の１つ又は複数の実施形態は、アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法及びシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

アクチュエータを監視できることは非常に興味深い。

【0004】

残念ながら、アクチュエータを監視するための従来技術の方法は多くの制限を受ける。

【0005】

例えば、従来技術の方法の限界は、アクチュエータの構成要素の劣化を検出することができないことである。

【0006】

従来技術の方法の別の制限は、それらが複雑であり、所与の特定のアクチュエータに通常制限されることである。

【0007】

上記の欠点の少なくとも１つを克服する方法及びシステムが必要とされている。

【0008】

本発明の特徴は、以下の本発明の開示、図面、及び説明を検討することによって明らかになるであろう。

【発明の概要】

【0009】

広い態様によれば、アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するためのシステムが開示され、前記アクチュエータは、前記アクチュエータの変位を示す信号を提供し、前記システムは、アクチュエータパラメータデータを記憶するためのメモリユニットと、前記メモリユニットに動作可能に接続され、前記アクチュエータ指令信号を受信するセンサ監視ユニットであって、前記信号は、前記アクチュエータの変位を示し、前記センサ監視ユニットは、前記アクチュエータの変位を示す信号内の所与の振動の存在を決定する、センサ監視ユニットと、前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続され、前記アクチュエータ指令信号を受信するトリガユニットであって、前記信号は、前記アクチュエータの変位を示し、許容値の包絡線を計算し、前記アクチュエータの変位を示す信号が前記計算された許容値の包絡線の外側にあるか否かを決定するためのトリガユニットと、前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続され、更に前記アクチュエータ指令信号を受信するパラメータ及び状態推定ユニットであって、前記信号は、前記アクチュエータの変位を示す、前記アクチュエータの各対応するパラメータ及び状態を推定するためのパラメータ及び状態推定ユニットと、前記パラメータ及び前記状態推定ユニット、並びに前記トリガユニットに動作可能に接続される分離ユニットであって、前記アクチュエータの前記変位が許容値の前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記アクチュエータの少なくとも１つのパラメータを決定、及び提供するための分離ユニットと、を備え、更に、前記メモリユニットは、前記アクチュエータの前記変位が許容値の前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記少なくとも１つの対応するパラメータの値で更新される。

【0010】

１つ又は複数の実施形態によれば、前記アクチュエータは、前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号を更に提供し、前記センサ監視ユニットは、前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号を受信し、前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号内の所与の振動の存在と、前記アクチュエータの変位を示す前記信号及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号のうち少なくとも１つにおけるバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つと、を決定する。

【0011】

１つ又は複数の実施形態によれば、許容値の前記包絡線は動的に計算される。

【0012】

１つ又は複数の実施形態によれば、前記アクチュエータは電気油圧サーボアクチュエータ（ＥＨＳＡ）及び電気バックアップ液圧アクチュエータ（ＥＢＨＡ）からなる群から選択される。

【0013】

１つ又は複数の実施形態によれば、前記アクチュエータはセンサから構成され、前記システムは前記センサの劣化を決定するために使用される。

【0014】

広い態様によれば、アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するためのシステムが開示され、前記アクチュエータは、前記アクチュエータの変位を示す信号及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号を提供し、前記システムは、アクチュエータデータを記憶するためのメモリユニットと、前記メモリユニットに動作可能に接続され、前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号を受信するセンサ監視ユニットであって、前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す前記信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号のうち少なくとも１つにおける所与の振動の存在、並びに前記アクチュエータの変位を示す前記信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号のうち少なくとも１つにおけるバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを決定するセンサ監視ユニットと、前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続され、前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号を受信するトリガユニットであって、前記トリガユニットは、前記アクチュエータの位置が許容値の所定の包絡線の外側にあるか否かを決定するためのトリガユニットと、少なくとも１つの推定パラメータユニットであって、前記少なくとも１つの推定パラメータユニットの各々は、前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続され、更に前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す前記信号、前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号を受信し、各推定パラメータユニットが前記アクチュエータの対応するパラメータ又は状態の１つを推定するための少なくとも１つの推定パラメータユニットと、前記少なくとも１つの推定パラメータユニットの各々、及び前記トリガユニットに動作可能に接続される分離ユニットであって、前記アクチュエータの位置が前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記アクチュエータの対応するパラメータ及び対応する状態のうち少なくとも１つを決定及び提供するための分離ユニットと、を備え、更に、前記メモリユニットは、前記アクチュエータの前記位置が前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記アクチュエータの対応するパラメータの値及び対応する状態で更新される。

【0015】

広い態様によれば、アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定する方法が開示され、前記方法は、前記アクチュエータの制御信号の取得と、前記アクチュエータの変位を示す信号の取得と、前記アクチュエータの前記変位に対する許容値の包絡線の計算と、前記アクチュエータの前記変位が計算された包絡線の外側にあるか否かの決定と、前記アクチュエータの前記変位が前記計算された包絡線の外側にある場合、前記アクチュエータの各パラメータ及び状態の推定値の計算と、前記アクチュエータの変位が前記計算された包絡線の外側にある原因となる少なくとも１つの対応するパラメータの特定と、前記変位が前記計算された包絡線の外側にある原因となる前記少なくとも１つの対応するパラメータの表示の提供と、を含む。

【0016】

１つ又は複数の実施形態によれば、前記アクチュエータは位置制御され、更に、前記制御信号は位置制御信号である。

【0017】

１つ又は複数の実施形態によれば、前記アクチュエータは速度制御され、更に、前記制御信号は速度制御信号である。

【0018】

１つ又は複数の実施形態によれば、前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号が更に取得される。

【0019】

１つ又は複数の実施形態によれば、前記アクチュエータの変位に対する許容値の前記包絡線の計算は動的に実行される。

【0020】

広い態様によれば、コンピュータ実行可能な命令を格納するための非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が開示され、実行されると、アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法をコンピュータに実行させ、前記方法は、前記アクチュエータの制御信号の取得と、前記アクチュエータの変位を示す信号の取得と、前記アクチュエータの前記変位に対する許容値の包絡線の計算と、前記アクチュエータの前記変位が前記計算された包絡線の外側にあるか否かの決定と、前記アクチュエータの前記変位が前記計算された包絡線の外側にある場合、前記アクチュエータの各パラメータ及び状態の推定値の計算と、前記アクチュエータの変位が前記計算された包絡線の外側にある原因となる少なくとも１つの対応するパラメータの特定と、前記変位が前記計算された包絡線の外側にある原因となる前記少なくとも１つの対応するパラメータの表示の提供と、を含む。

【0021】

本明細書に開示される方法の１つ又は複数の実施形態は、様々な理由から非常に有利である。

【0022】

より正確には、第１の理由は、アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法及びシステムの１つ又は複数の実施形態が構成要素の劣化の表示を提供することである。したがって、故障が発生する前に故障を予想することが可能であり、これは非常に有利である。

【0023】

第２の理由は、アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法及びシステムの１つ又は複数の実施形態が特定のアクチュエータアーキテクチャに依存せず、数学モデルが既知であるならば様々なタイプのアーキテクチャに対して実装され得ることである。

【0024】

第３の理由は、全ての数学モデルをそれに応じて調整するために、対応する構成要素の推定された劣化が記録され、全ての数学モデルに再注入されることである。

【0025】

本発明を容易に理解できるようにするために、本発明の１つ又は複数の実施形態を添付の図面に例として示す。

【0026】

本発明の１つ又は複数の実施形態及びその利点の更なる詳細は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するシステムの一実施形態を示す。

【図2】アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法の一実施形態を示すフローチャートである。

【図3】図３Ａは、アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するためにシステムと共に使用され得る質量－バネ減衰システムの実施形態を示す。図３Ｂは、図３Ａに示す質量－バネ減衰システムと等価な閉ループを示す。

【図4】図３Ａに示す質量－バネ減衰システムの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するシステムの一実施形態を示す。

【図5】時間に対する指令に対する質量?バネ減衰位置を示すグラフ、時間に対する劣化分離を示すグラフ、及び時間に対する再構成を示すグラフである。

【図6】バイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを計算するためのシステムの一実施形態を示すブロック図である。

【図7】アクチュエータの変位を示す信号に対する許容値の包絡線を決定するためのユニットの一実施形態を示すブロック図である。

【図8】パラメータ及び状態推定ユニットの一実施形態を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下の実施形態の説明は、添付の図面を参照することにより本発明を実施することができる例を示す。

【0029】

用語
「発明」等の用語は、特に明記しない限り、「本願に開示される１つ以上の発明」を意味する。

【0030】

「態様」、「実施形態」、「一実施形態」、「１つ又は複数の実施形態」、「いくつかの実施形態」、「特定の実施形態」、「１つの実施形態」、「別の実施形態」等の用語は、特に明記しない限り、開示された発明の「１つ又は複数の（ただし、全てではない）実施形態」を意味する。

【0031】

実施形態を説明する際の「別の実施形態」又は「別の態様」への言及は、特に明記しない限り、参照された実施形態が別の実施形態（例えば、参照された実施形態の前に説明された実施形態）と相互に排他的であることを意味しない。

【0032】

「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、及びそれらの変形は、特に明記しない限り、「含むがこれに限定されない」を意味する。

【0033】

「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という用語は、別段の明示の規定がない限り、「１以上」を意味する。

【0034】

「複数」という用語は、特に明記しない限り、「２つ以上」を意味する。

【0035】

「本明細書中」という用語は、特に明記しない限り、「本出願において、参考として援用され得るものを含む」を意味する。

【0036】

「それによって」という用語は、本明細書において、先に明示的に記載されている何かの意図された結果、目的、又は結果のみを表現する条項又は他の一連の言葉の前にのみ使用される。従って、「それによって」という用語がクレームにおいて使用される場合、「それによって」という用語は、クレームの特定の更なる限定を確立しないか、或いはその他クレームの意味若しくは範囲を制限しない。

【0037】

「ｅ．ｇ．」等の用語は、「例えば」を意味し、従って、それらが説明する用語又は句を限定しない。

【0038】

「ｉ．ｅ．」等の用語は、「すなわち」を意味し、従って、それらが説明する用語又は句を限定する。

【0039】

「発明の名称」も「要約書」も、本開示の発明の範囲としていかなる形でも限定するものと解釈されるべきではない。本出願の発明の名称及び本出願で提供されるセクションの見出しは、便宜上のものにすぎず、いかなる形でも本開示を限定するものと解釈されるべきではない。

【0040】

本出願では、多数の実施形態が説明されており、説明の目的のためだけに提示される。記載された実施形態は、いかなる意味においても限定するものではなく、限定することを意図するものではない。本開示から容易に明らかであるように、本発明の１つ又は複数の実施形態は、多数の実施形態に広く適用可能である。当業者であれば、本発明の開示された１つ又は複数の実施形態は、構造的及び論理的修正等の様々な修正及び変更を伴って実施され得ることを認識するであろう。開示された本発明の１つ又は複数の実施形態の特定の特徴は、１つ又は複数の特定の実施形態及び／又は図面を参照して説明されてもよいが、そのような特徴は特に指定されない限り、それらが説明される１つ又は複数の特定の実施形態又は図面における使用に限定されないことを理解されたい。

【0041】

この全てを念頭に置いて、本発明の１つ又は複数の実施形態は、アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法及びシステムを対象とする。

【0042】

本システムは、様々な構成で使用され得ることが理解されるであろう。

【0043】

例えば、一構成では、本システムは、アクチュエータが電気油圧サーボアクチュエータ（ＥＨＳＡ）である構成で使用される。代替的な実施形態では、本システムは、アクチュエータが電気バックアップ液圧式アクチュエータ（ＥＢＨＡ）である構成で使用される。

【0044】

実際、アクチュエータは、種々なタイプであってもよいことが理解されるであろう。例えば、アクチュエータは、アクチュエータとセンサとの組み合わせであってもよい。代替的な実施形態では、本システムは、センサの劣化を決定するために使用されることが理解されるであろう。

【0045】

本発明を更に説明するために、図４に示すアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するために、本システムの実施形態を使用して監視され得る質量－バネダンパシステム３００の実施形態を図３Ａに開示する。

【0046】

この実施形態では、質量－バネダンパシステム３００の位置は、図示しないコンピュータによって制御される。質量－バネダンパシステム３００は、質量体３０２、バネ３０４、及びダンパ３０６を備える。質量体３０２は、バネ３０４を介して固定ベース３０８に接続されることが理解されよう。ダンパ３０６は、固定ベース３０８にバネ３０４と平行に取り付けられている。

【0047】

質量体３０２は、質量ｍによって特徴付けられる。

【0048】

バネ３０４は、バネ定数ｋによって特徴付けられる。

【0049】

ダンパ３０６は、減衰Ｂによって特徴付けられる。

【0050】

従って、質量－バネダンパシステム３００は、劣化を受ける可能性のある２つの構成要素、すなわち、バネ３０４及びダンパ３０６を備えることを理解されたい。各構成要素は、対応するパラメータ、すなわち、バネ３０４に対するバネ定数ｋ、及びダンパ３０６に対する減衰Ｂによって特徴付けられる。したがって、アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための本システムの目的は、この実施形態では、バネ３０４及びダンパ３０６のうち少なくとも１つの劣化を検出、分離、及び推定することである。

【0051】

次に、図３Ｂを参照して、図３Ａでは質量－バネダンパシステム３００の閉ループの均等物が示される。

【0052】

この実施形態では、ｙはシステム３００の変位を示す信号であり、ｘは質量－バネダンパシステム３００の位置を示す信号である。

【0053】

ｒは指令信号であり、ｕは制御信号である。

【0054】

ｅは、指令信号ｒとシステム３００の変位を示す信号との間の差に等しい誤差信号である。

【0055】

以下に更に説明するように、作業するためには、アクチュエータの数学的モデル又はモデル化がアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するためのシステムによって必要とされることが理解されよう。当業者は、アクチュエータの数学的モデル化が様々な実施形態に従って提供され得ることを理解するであろう。アクチュエータの数学的モデル化は、アクチュエータが位置制御信号で制御される場合、制御信号ｕ及びアクチュエータ位置信号と同様に、アクチュエータをモニタするための対応するパラメータの少なくともそれぞれを含む処方であることが理解されよう。

【0056】

図３Ａに示される質量－バネダンパシステム３００の実施形態において、式は以下の通りである。

【0057】

【数1】

【0058】

Ｂはダンパ３０６の減衰であり、ｋはバネ３０４のバネ定数であり、Ｍは質量体３０２であり、

である。

【0059】

次に、図１を参照して、ライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）１００は、制御信号ｕをアクチュエータ１１４に供給することが理解されよう。アクチュエータ１１４に提供される制御信号ｕは、アクチュエータ１１４の制御に用いられる。一実施形態において、制御信号ｕは、アクチュエータ１１４の位置を制御するために使用される。別の代替的な実施形態において、制御信号ｕは、アクチュエータ１１４の速度を制御するために使用される。

【0060】

アクチュエータ１０２は、アクチュエータ１１４の変位を示す信号ｙ１、及びアクチュエータ１１４によって作動される表面の変位を示す信号ｙ２を提供する。

【0061】

システム１１２は、アクチュエータ１１４の対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するために使用される。

【0062】

アクチュエータ１１４の対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するためのシステム１１２は、センサ監視ユニット１０２、トリガユニット１０４、パラメータ及び状態推定ユニット１０６、分離ユニット１０８、並びにメモリユニット１１０を備えることが理解されよう。

【0063】

より正確には、センサ監視ユニット１０２は、アクチュエータ１１４の変位を示す信号ｙ１及びアクチュエータ１１４によって作動される表面の変位を示す信号ｙ２のうち少なくとも１つにおける所与の振動の存在を決定するために使用される。

【0064】

センサ監視ユニット１０２は、更に、アクチュエータ１１４の変位を示す信号ｙ１及びアクチュエータ１１４によって作動される表面の変位を示す信号ｙ２のうち少なくとも１つにおけるバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つの存在を決定するために使用される。

【0065】

次に、図４を参照して、図３Ａに示される質量－バネダンパシステム３００の実施形態では、アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するためのシステム４００は、センサ監視ユニット４０２、トリガユニット４０４、パラメータ及び状態推定ユニット４０８、分離ユニット４０６、並びにメモリユニット４１０を備えることが理解されよう。

【0066】

センサ監視ユニット４０２は、システム３００の変位を示す信号ｙ内の所与の振動の存在を決定するために使用されることが理解されよう。システム３００の変位を示す信号ｙにおける振動の検出は、様々な実施形態に従って行われてもよいことが理解されよう。

【0067】

一実施形態では、発振の検出は、３次バタワースノッチフィルタ、３次バタワースノッチフィルタの出力に動作可能に接続される閾値デバイス、及びカウンタの出力に動作可能に接続されるカウンタを使用して行われる。

【0068】

当業者は、システム３００の変位を示す信号ｙにおける振動の検出を実行するために、多くの様々な代替的な実施形態が可能であり得ることを理解するであろう。

【0069】

より正確には、３次バタワースノッチがシステム３００の変位を示す信号ｙをフィルタリングし、システム３００の変位を示す対応するフィルタリングされた信号ｙを提供する。

【0070】

システム３００の変位を示すフィルタリングされた信号ｙは、３次バタワースノッチフィルタの出力に動作可能に接続される閾値デバイスに供給される。

【0071】

閾値デバイスは、対応する入力信号が所与の閾値を超えたときに信号を出力することが理解されよう。

【0072】

カウンタの目的は、システム３００の変位を示すフィルタリングされた信号ｙが所定の閾値を超える回数をカウントすることであることが理解されよう。所与の閾値は、当業者に知られている様々な実施形態に従って定義することができることが理解されよう。

【0073】

従って、カウンタは、システム３００の変位を示すフィルタリングされた信号ｙにおける所与の閾値の超過頻度を決定するために使用される。

【0074】

前述のように、対応するセンサ監視ユニット１０２は、アクチュエータ１１４の変位を示す信号ｙ１及びアクチュエータ１１４によって作動される表面の変位を示す信号ｙ２におけるバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを決定するためにも使用されることが理解されよう。

【0075】

バイアス及びドリフトは、当業者に知られていることが理解されよう。

【0076】

実際、センサバイアス及びドリフトを評価するためには、２つのセンサが必要であることが理解されよう。事実上、第１のセンサは、アクチュエータ１１４の変位を測定し、アクチュエータ１１４の変位を示す対応する信号を提供し、一方で、第２のセンサは、アクチュエータ１１４によって作動される表面の変位を測定し、アクチュエータ１１４によって作動される表面の変位を示す対応する信号ｙ２を提供するために使用されることが理解されよう。

【0077】

より正確には、上述のアクチュエータ１１４の数学的モデル又はモデル化が使用されることが理解されよう。数学的モデルは、監視するアクチュエータの構成要素の対応するパラメータの各々、制御信号ｕ、並びに、制御信号ｕが位置制御信号である場合におけるアクチュエータの測定位置及び制御信号ｕが速度制御信号の場合におけるアクチュエータの測定速度のうち少なくとも１つを含むことが理解されよう。

【0078】

次に、図６を参照して、バイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを計算するためのシステム６００の一実施形態を示す。バイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを計算するためのシステム６００は、オブザーバ６０２、ルックアップテーブル６０４、及び論理モジュール６０６を備える。

【0079】

オブザーバ６０２は、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１の推定を提供するために使用される。

【0080】

より正確には、オブザーバ６０２は、制御信号ｕ、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１、並びにアクチュエータの変位を示す信号ｙ１のバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを示す信号を受信し、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１の推定を提供する。

【0081】

ルックアップテーブル６０４は、２つの測定値間の等価性を確立するために使用される。

【0082】

図６に示される実施形態では、ルックアップテーブル６０４は、表面の変位を示す信号ｙ２を受信し、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１の対応する推定を提供する。

【0083】

論理モジュール６０６は、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１のバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを示す信号、並びに表面の変位を示す信号ｙ２のバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを示す信号を生成するために使用される。実際、ルックアップテーブル６０６との２つの測定値の間の比較は、アクチュエータセンサ上及び表面位置センサ上に存在する全バイアスを決定することを可能にすることが理解されよう。一実施形態において、全バイアスは、負荷効果に補正される。バイアス及びドリフトは、様々な代替的な実施形態に従って決定され得ることが理解されよう。例えば、数学的モデル化を使用することにより、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１及び表面の変位を示す信号ｙ２におけるドリフトと同様にバイアスを決定してもよい。

【0084】

センサ監視ユニット１０２は、様々な実施形態に従って実施されてもよいことが理解されよう。一実施形態において、センサ監視ユニット１０２は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）半導体を使用して実装される。別の実施形態において、センサ監視ユニット１０２は、専用回路を使用して実装される。別の実施形態において、センサ監視ユニット１０２は、マイクロコントローラを使用して実装される。別の実施形態において、センサ監視ユニット１０２は、ソフトウェアで実装され、ライン交換可能ユニット１００又は他の場所に統合される。

【0085】

図３Ａに開示された実施形態の場合、センサは、システム３００の変位を示す信号ｙを提供する。

【0086】

次に、図１を参照して、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１が許容値の所与の包絡線の外側にあるか否かを判定するために、トリガユニット１０４が使用されることが理解されよう。このような状態は、アクチュエータ１１４の少なくとも１つの構成要素の劣化又は故障を示すことが理解されよう。許容値の所与の包絡線は、一実施形態では動的に生成されることが理解されよう。

【0087】

更に図１を参照して、トリガユニット１０４は、アクチュエータ１１４に提供される制御信号ｕ、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１、並びアクチュエータの変位を示す信号ｙ１のバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを示す信号を受信することが理解されよう。

【0088】

トリガユニット１０４は、更に、メモリユニット１１０から、アクチュエータ１１４の構成要素のパラメータの推定を示す信号を受信する。トリガユニット１０４は、アクチュエータ１１４の数学的モデルを更に使用することが理解されよう。

【0089】

上述のように、アクチュエータ１１４の位置が進展する許容値の包絡線は動的に設計されることが理解されよう。許容値の包絡線を設計するために、監視すべき少なくとも１つの構成要素に対応する各パラメータの許容値の範囲が評価される。以下で更に説明するように、各パラメータの許容値の範囲を有する２つの数学的モデルが構築される。

【0090】

次に、図７を参照して、トリガユニット１０４のアクチュエータの変位を示す信号ｙ１に対する許容値の包絡線を決定するためのユニット７００の一実施形態を示す。

【0091】

アクチュエータの変位を示す信号ｙ１に対する許容値の包絡線を決定するためのユニット７００は、最小オブザーバ７０８、最大オブザーバ７０２、第１カルマンゲイン７０４、第２カルマンゲイン７１０、第１信号加算ユニット７０６、及び第２信号加算ユニット７１２を含む。

【0092】

最大オブザーバ７０２は、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１を最大化する各パラメータの許容値の範囲の限界を使用し、一方で、最小オブザーバ７０８は、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１を最小化する各パラメータの許容値の範囲の限界を使用することが理解されよう。

【0093】

当業者であれば、最小オブザーバ７０８及び最大オブザーバ７０２は、様々な実施形態に従って設計され得ることが理解されよう。一実施形態において、最小オブザーバ７０８及び最大オブザーバ７０２は、アクチュエータの製造業者の仕様を考慮して、及び／又はシステム上の騒音測定若しくは外乱による誤警報を低減する目的で設計される。

【0094】

第１カルマンゲイン７０４及び第２カルマンゲイン７１０を使用して提供されるカルマンゲインは、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１に対する許容値の包絡線の振幅を制御するために使用される。

【0095】

アクチュエータの変位を示す信号ｙ１がユニット７００によって計算された許容値の包絡線の外側にある場合、トリガユニット１０４によってトリガ信号が生成、及び提供されることが理解されよう。

【0096】

トリガユニット１０４は、様々な実施形態に従って実装され得ることが理解されよう。一実施形態において、トリガユニット１０４は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）半導体を使用して実装される。別の実施形態において、トリガユニット１０４は、専用回路を使用して実装される。別の実施形態において、トリガユニット１０４は、マイクロコントローラを使用して実装される。別の実施形態において、トリガユニット１０４は、ソフトウェアで実装され、ライン置換可能ユニット１００又は他の場所に統合される。好ましい実施形態において、トリガユニット１０４は、ライン置換可能ユニット１００に一体化される。

【0097】

当業者であれば、トリガユニット１０４について様々な代替的な実施形態が可能であることを理解するであろう。

【0098】

次に、図４を参照して、トリガユニット４０４は、制御信号ｕ、システム３００の変位を示す信号ｙ、及びシステムの各システムパラメータの推定を示す信号（すなわちｋｅｔＤ）をメモリユニット４１０から受信することが理解されよう。

【0099】

トリガユニット４０４は、システム３００の数学的モデルを使用する。

【0100】

トリガユニット４０４は、システム３００の変位を示す信号ｙがシステム３００の変位を示す信号ｙに対する許容値の計算された包絡線の外側にある場合、対応するトリガ信号を提供する。

【0101】

包絡線は、特に、アクチュエータのシステム３００の少なくとも１つの構成要素の各パラメータの許容値の範囲を使用して計算される。前述のように、２つの数学的モデルは、これらの範囲で構築され、許容値の計算された包絡線の各境界を決定する。

【0102】

当業者は、許容値の包絡線を計算するために様々な実施形態が使用され得ることを理解するであろう。

【0103】

次に、図１を参照して、アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するためのシステム１１２は、パラメータ及び状態推定ユニット１０６を更に含む。

【0104】

パラメータ及び状態推定単位１０６は、アクチュエータ１１４の各パラメータ及び状態の値を推定するために使用されることが理解されよう。

【0105】

次に、図８を参照して、パラメータ及び状態推定ユニット１０６の一実施形態を示す。

【0106】

パラメータ及び状態推定ユニット１０６は、本実施形態では、第１オブザーバ８０２、信号加算ユニット８０６、及びフィルタ８０４を含む第１オブザーバユニットを備える。第１オブザーバユニットは、第１の対応するパラメータの対応する残留推定を提供する。

【0107】

パラメータ及び状態推定ユニット１０６は、第２オブザーバ８０８、信号加算ユニット８１２、及びフィルタ８１０を含む第２オブザーバユニットを更に備える。第２オブザーバユニットは、第２の対応するパラメータの対応する残留推定を提供する。

【0108】

従って、各オブザーバユニットは、アクチュエータ１１４の少なくとも１つのパラメータ及び少なくとも１つの状態のうち所与の１つに対して対応する残留推定を提供することが理解されよう。

【0109】

より正確には、パラメータ及び状態推定ユニット１０６は、制御信号ｕ、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１、アクチュエータの変位を示す信号ｙ１のバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを示す信号、並びにアクチュエータ１１４の各パラメータの推定を示す信号を受信する。パラメータ及び状態推定ユニット１０６は、更に、アクチュエータ１１４の各パラメータ及び状態に関する複数の残留推定を示す信号を提供する。

【0110】

アクチュエータ１１４の各パラメータ及び状態の値の推定は、様々な実施形態に従って行われてもよいことが理解されよう。

【0111】

一実施形態において、状態を推定するためにカルマンフィルタが使用される。

【0112】

アクチュエータ１１４の場合、状態は、サーボアクチュエータ位置、サーボ作動速度、チャンバ１内の圧力、チャンバ２内の圧力、及びチャンバ１とチャンバ２との間の内部漏れを含むことが理解されよう。図３Ａに開示されるシステムの実施形態では、状態は、システム３００の位置及び速度である。

【0113】

各オブザーバユニットの出力は、適切であれば、劣化を分離するために分離ユニット１０８に供給されることが理解されよう。

【0114】

当業者であれば、パラメータ及び状態推定ユニット１０６は、様々な実施形態に従って実装され得ることが理解されよう。一実施形態において、パラメータ及び状態推定ユニット１０６は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）半導体を用いて実装される。別の実施形態において、パラメータ及び状態推定ユニット１０６は、専用回路を使用して実装される。別の実施形態において、パラメータ及び状態推定ユニット１０６は、マイクロコントローラを使用して実装される。別の実施形態において、パラメータ及び状態推定ユニット１０６は、ソフトウェアで実装され、ライン交換可能ユニット１００又は他の場所に統合される。好ましい実施形態において、パラメータ及び状態推定ユニット１０６は、ライン交換可能ユニット１００内に統合される。

【0115】

次に、図１を参照して、分離ユニット１０８は、パラメータ及び状態推定ユニット１０６並びにトリガユニット１０４に動作可能に接続されることが理解されよう。

【0116】

分離ユニット１０８は、アクチュエータの位置が所与の包絡線の外側にある原因となるアクチュエータ１１４の対応するパラメータ及び対応する状態のうち少なくとも１つを決定し、提供するために使用されることが理解されよう。

【0117】

実際、トリガユニット１０４によって提供されるトリガ信号が真である場合、分離ユニット１０８は、一実施形態では、一般化オブザーバ方式（ＧＯＳ）を使用して、どのパラメータ劣化又はどの状態がアクチュエータの変位の許容値の包絡線からのエクシット（ｅｘｉｔ）を引き起こしたかを決定することが理解されよう。

【0118】

実際、トリガ信号が真であり、残留推定ｉ（ｉ＝１．．．ｎ）（ｎはアクチュエータのパラメータ数である）が予め定義された閾値よりも低く、他の全ての残留推定が予め定義された閾値よりも大きい場合、残留推定ｉに関連するパラメータの劣化がアクチュエータの変位の許容値の包絡線からのエクシットの原因であると考えられる。

【0119】

所定の期間の確認の後、対応するパラメータの劣化値が提供され、メモリユニット１１０に格納され、対応する構成要素の劣化を示す信号が提供される。

【0120】

分離ユニット１０８は、様々な実施形態に従って実装され得ることが当業者によって理解されるであろう。一実施形態において、分離ユニット１０８は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）半導体を使用して実装される。別の実施形態において、分離ユニット１０８は、専用回路を使用して実装される。別の実施形態において、分離ユニット１０８は、マイクロコントローラを使用して実装される。別の実施形態において、分離ユニット１０８は、ソフトウェアで実装され、ライン交換可能ユニット１００又は他の場所に統合される。好ましい実施形態において、分離ユニット１０８は、ライン交換可能ユニット１００に一体化される。

【0121】

次に、図４を参照して、分離ユニット４０６は、トリガユニット４０４からのトリガ信号、並びにパラメータ及び状態推定ユニット４０８からの複数の残留推定を示す信号を受信することが理解されよう。

【0122】

分離ユニット４０６は、システム３００の位置が許容値の所与の包絡線の外側にある原因となる、システム３００の対応するパラメータ及び対応する状態のうち少なくとも１つを決定し、提供するために使用されることが理解されよう。

【0123】

実際、トリガユニット４０４によって提供されるトリガ信号が真である場合、分離ユニット４０６は、一般化オブザーバ方式（ＧＯＳ）を使用して、どのパラメータ劣化又は状態がアクチュエータの変位の許容値の包絡線からのエクシットを生じさせたかを決定することが理解されよう。

【0124】

実際、トリガ信号が真であり、残留推定ｉ（ｉ＝１．．．ｎ）が所定の閾値よりも低く、他のすべての残留推定が所定の閾値よりも大きい場合、残留推定ｉに関連するパラメータの劣化は、システム３００位置の許容値の包絡線からのエクシットの原因であると考えられる。

【0125】

所定の期間の確認の後、対応するパラメータの劣化値が提供され、メモリユニット４１０に格納され、対応する構成要素の劣化を示す信号が提供される。

【0126】

次に、図２を参照して、アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定する方法の一実施形態を示す。

【0127】

処理ステップ２００によれば、制御信号が取得される。アクチュエータが位置制御される場合、制御信号は位置制御信号であり、一方で、アクチュエータが速度制御される場合、制御信号は速度制御信号であることが理解されよう。

【0128】

処理ステップ２０２によれば、アクチュエータの変位を示す信号が取得される。

【0129】

別の実施形態において、アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号が更に取得される。

【0130】

処理ステップ２０４によれば、アクチュエータの変位に対する許容値の包絡線が計算される。アクチュエータの変位に対する許容値の包絡線は、様々な実施形態に従って計算され得ることが理解されよう。アクチュエータの変位に対する許容値の包絡線は動的に計算されることが理解されよう。

【0131】

処理ステップ２０６によれば、アクチュエータの変位が計算された包絡線の外側にあることを見出すために、テストが実行される。

【0132】

アクチュエータの変位が計算された包絡線の外側にある場合、処理ステップ２０８によれば、アクチュエータの各パラメータ及び状態の推定値が計算される。アクチュエータの各パラメータ及び状態の推定は、上述のように様々な実施形態に従って計算されてもよいことが理解されよう。

【0133】

処理ステップ２１０によれば、アクチュエータの変位を計算された包絡線の外側にさせる原因となる少なくとも１つの対応するパラメータが特定される。

【0134】

処理ステップ２１２によれば、アクチュエータの変位を計算された包絡線の外側にさせる原因となる少なくとも１つの対応するパラメータの表示が提供される。

【0135】

コンピュータ実行可能な命令を記憶するための非一時的なコンピュータ可読記憶媒体も開示され、実行されると、コンピュータがアクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定する方法を実行し、この方法は、アクチュエータの変位を示す信号の取得と、アクチュエータの変位に対する許容値の包絡線の計算と、アクチュエータの変位が計算された包絡線の外側にあるか否かの決定と、アクチュエータの変位が計算された包絡線の外側にある場合、アクチュエータの各パラメータ及び状態の推定の計算と、アクチュエータの変位を計算された包絡線の外側にさせる原因となる少なくとも１つの対応するパラメータの特定と、変位を計算された包絡線の外側にさせる原因となる少なくとも１つの対応するパラメータの表示の提供と、を含むことが理解されよう。

【0136】

本明細書で開示されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法及びシステム１１２は、様々な理由で非常に有利であることが理解されよう。

【0137】

より正確には、第１の理由は、アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法及びシステムの１つ又は複数の実施形態が構成要素の劣化の表示を提供することである。従って、故障が発生する前に故障を予想することが可能であり、これは非常に有利である。

【0138】

第２の理由は、アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための本方法及び本システムの１つ又は複数の実施形態は、特定のアクチュエータアーキテクチャに依存せず、数学的モデルが既知であるならば様々なタイプのアーキテクチャに対して実装され得ることである。

【0139】

第３の理由は、対応する構成要素の推定された劣化が記録され、全ての数学的モデルに再注入され、その結果、全ての数学的モデルがこれに応じて調整されることである。

【0140】

第１項：アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するためのシステムであって、前記アクチュエータは、前記アクチュエータの変位を示す信号を提供し、前記システムは、
アクチュエータパラメータデータを記憶するためのメモリユニットと、
前記メモリユニットに動作可能に接続され、前記アクチュエータ指令信号を受信するセンサ監視ユニットであって、前記信号は、前記アクチュエータの変位を示し、前記センサ監視ユニットは、前記アクチュエータの変位を示す信号内の所与の振動の存在を決定する、センサ監視ユニットと、
前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続され、前記アクチュエータ指令信号を受信するトリガユニットであって、前記信号は、前記アクチュエータの変位を示し、許容値の包絡線を計算し、前記アクチュエータの変位を示す信号が前記計算された許容値の包絡線の外側にあるか否かを決定するためのトリガユニットと、
前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続され、更に前記アクチュエータ指令信号を受信するパラメータ及び状態推定ユニットであって、前記信号は、前記アクチュエータの変位を示す、前記アクチュエータの各対応するパラメータ及び状態を推定するためのパラメータ及び状態推定ユニットと、
前記パラメータ及び前記状態推定ユニット、並びに前記トリガユニットに動作可能に接続される分離ユニットであって、前記アクチュエータの前記変位が許容値の前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記アクチュエータの少なくとも１つのパラメータを決定、及び提供するための分離ユニットと、を備え、
更に、前記メモリユニットは、前記アクチュエータの前記変位が許容値の前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記少なくとも１つの対応するパラメータの値で更新される。

【0141】

第２項：前記アクチュエータは、前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号を更に提供し、前記センサ監視ユニットは、前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号を受信し、前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号内の所与の振動の存在と、前記アクチュエータの変位を示す前記信号及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号のうち少なくとも１つにおけるバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つと、を決定する、第１項に記載のシステム。

【0142】

第３項：許容値の前記包絡線は動的に計算される、第１項又は第２項に記載のシステム。

【0143】

第４項：前記アクチュエータは電気油圧サーボアクチュエータ（ＥＨＳＡ）及び電気バックアップ液圧アクチュエータ（ＥＢＨＡ）からなる群から選択される、第１項乃至第３項の何れか一項に記載のシステム。

【0144】

第５項：前記アクチュエータはセンサを更に備え、前記システムは前記センサの劣化を決定するために使用される、第１項乃至第４項の何れか一項に記載のシステム。

【0145】

第６項：アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するためのシステムであって、前記アクチュエータは、前記アクチュエータの変位を示す信号及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号を提供し、前記システムは、
アクチュエータデータを記憶するためのメモリユニットと、
前記メモリユニットに動作可能に接続され、前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号を受信するセンサ監視ユニットであって、前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す前記信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号のうち少なくとも１つにおける所与の振動の存在、並びに前記アクチュエータの変位を示す前記信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号のうち少なくとも１つにおけるバイアス及びドリフトのうち少なくとも１つを決定するセンサ監視ユニットと、
前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続され、前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す信号、及び前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号を受信するトリガユニットであって、前記トリガユニットは、前記アクチュエータの位置が許容値の所定の包絡線の外側にあるか否かを決定するためのトリガユニットと、
少なくとも１つの推定パラメータユニットであって、前記少なくとも１つの推定パラメータユニットの各々は、前記センサ監視ユニット及び前記メモリユニットに動作可能に接続され、更に前記アクチュエータ指令信号、前記アクチュエータの変位を示す前記信号、前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す前記信号を受信し、各推定パラメータユニットが前記アクチュエータの対応するパラメータ又は状態の１つを推定するための少なくとも１つの推定パラメータユニットと、
前記少なくとも１つの推定パラメータユニットの各々、及び前記トリガユニットに動作可能に接続される分離ユニットであって、前記アクチュエータの位置が前記所与の包絡線の外側にある原因となる前記アクチュエータの対応するパラメータ及び対応する状態のうち少なくとも１つを決定及び提供するための分離ユニットと、を備え、
更に、前記メモリユニットは、前記アクチュエータの前記位置が前記所与の包絡線の外側にある原因となる対応するパラメータの値及び対応する状態のうち前記少なくとも１つで更新される、システム。

【0146】

第７項：アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定する方法であって、前記方法は、
前記アクチュエータの制御信号の取得と、
前記アクチュエータの変位を示す信号の取得と、
前記アクチュエータの前記変位に対する許容値の包絡線の計算と、
前記アクチュエータの前記変位が計算された包絡線の外側にあるか否かの決定と、
前記アクチュエータの前記変位が前記計算された包絡線の外側にある場合、
前記アクチュエータの各パラメータ及び状態の推定値の計算と、
前記アクチュエータの変位が前記計算された包絡線の外側にある原因となる少なくとも１つの対応するパラメータの特定と、
前記変位が前記計算された包絡線の外側にある原因となる前記少なくとも１つの対応するパラメータの表示の提供と、を含む。

【0147】

第８項：前記アクチュエータは位置制御され、更に、前記制御信号は位置制御信号である、第７項に記載の方法。

【0148】

第９項：前記アクチュエータは速度制御され、更に、前記制御信号は速度制御信号である、第７項に記載の方法。

【0149】

第１０項：前記アクチュエータによって作動される表面の変位を示す信号が更に取得される、第７項乃至第９項の何れか一項に記載の方法。

【0150】

第１１項：前記アクチュエータの変位に対する許容値の前記包絡線の計算は動的に実行される、第７項乃至第１０項の何れか一項に記載の方法。

【0151】

第１２項：コンピュータ実行可能な命令を格納するための非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、実行されると、アクチュエータ指令信号によって制御されるアクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法をコンピュータに実行させ、前記方法は、
前記アクチュエータの制御信号の取得と、
前記アクチュエータの変位を示す信号の取得と、
前記アクチュエータの前記変位に対する許容値の包絡線の計算と、
前記アクチュエータの前記変位が前記計算された包絡線の外側にあるか否かの決定と、
前記アクチュエータの前記変位が前記計算された包絡線の外側にある場合、
前記アクチュエータの各パラメータ及び状態の推定値の計算と、
前記アクチュエータの変位が前記計算された包絡線の外側にある原因となる少なくとも１つの対応するパラメータの特定と、
前記変位が前記計算された包絡線の外側にある原因となる前記少なくとも１つの対応するパラメータの表示の提供と、を含む。

【0152】

上述した説明は、本発明者によって現在意図される１つ又は複数の実施形態に関するものであるが、本発明は、その広い態様において、本明細書に記載されている要素の機能的な均等物を含むことが理解されるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】