(57)【要約】少数生産品などの診断に適用が容易な診断装置などを提供する。測定対象の測定値データが順次、入力されると、フィルタ部（４０８）は、測定値データをフィルタリングする。新たな測定値データが、診断対象データとして採用されたときには、統計処理部（４２０）は、新たな診断対象データを用いて、診断基準データを更新する。診断部（４１６）は、診断基準データに基づいて、診断対象データを診断し、異常が生じているか否かを判断し、異常が生じているときには、ＵＩ部（４２８）を介して、その旨および診断結果をユーザに対して表示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定する正当性判定手段と、
前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象の診断に用いられる診断基準を生成する基準生成手段と、
前記生成された診断基準に基づいて、前記測定対象の診断を行う診断手段と
を有する診断装置。
【請求項２】
前記測定対象は、複数の状態の間を遷移し、
前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象がいずれの状態にあるかを判定する状態判定手段
をさらに有し、
前記基準作成手段は、前記測定対象がいずれの状態にあるかに応じた前記診断基準を生成する
請求の範囲第１項に記載の診断装置。
【請求項３】
前記測定対象は、複数の状態の間を遷移し、
前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象がいずれの状態にあるかを判定する状態判定手段
をさらに有し、
前記診断手段は、前記測定対象がいずれの状態にあるかに応じた前記測定対象の診断を行う
請求の範囲第１項に記載の診断装置。
【請求項４】
前記正当性判定手段は、
所定のタイミング以外で得られた測定値、
前記測定対象を測定するときに誤りが不可避に含まれる測定値、および、
予め設定された範囲外の値をとる測定値、または
これらうちの任意の１つ以上の組み合わせ
以外の測定値を正当であると判定する
請求の範囲第１項に記載の診断装置。
【請求項５】
前記基準生成手段は、前記種類の測定値を統計処理して、前記診断基準を作成する
請求の範囲第１項に記載の診断装置。
【請求項６】
前記診断手段は、前記測定値が、前記統計処理により得られた測定値の中心値から所定の範囲内にあるときに、前記測定対象を正常と判断する
請求の範囲第１項に記載の診断装置。
【請求項７】
前記診断手段は、前記測定値が、
前記測定値の中心値から所定の範囲外の値を、
所定の回数以上とったとき、および、
所定の頻度以上でとったとき、
またはこれらのいずれかのとき
以外に、前記測定対象を正常と判断する
請求の範囲第６項に記載の診断装置。
【請求項８】
測定対象となる構成部分を含む輸送手段と、
前記測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定する正当性判定手段と、
前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象の診断に用いられる診断基準を生成する基準生成手段と、
前記生成された診断基準に基づいて、前記測定対象の診断を行う診断手段と
を有する輸送機械。
【請求項９】
測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定し、
前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象の診断に用いられる診断基準を生成し、
前記生成された診断基準に基づいて、前記測定対象の診断を行う
診断方法。
【請求項１０】
測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定する正当性判定ステップと、
前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象の診断に用いられる診断基準を生成する基準生成ステップと、
前記生成された診断基準に基づいて、前記測定対象の診断を行う診断ステップと
をコンピュータに実行させるログラム。
【請求項１１】
前記測定対象は、複数の状態の間を遷移し、
前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象がいずれの状態にあるかを判定する状態判定ステップ
をさらにコンピュータに実行させ、
前記基準作成ステップは、前記測定対象がいずれの状態にあるかに応じた前記診断基準を生成する
請求の範囲第１０項に記載のプログラム。
【請求項１２】
前記測定対象は、複数の状態の間を遷移し、
前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象がいずれの状態にあるかを判定する状態判定ステップ
をさらにコンピュータに実行させ、
前記診断ステップは、前記測定対象がいずれの状態にあるかに応じた前記測定対象の診断を行う
請求の範囲第１０項に記載のプログラム。
【請求項１３】
前記正当性判定ステップは、
所定のタイミング以外で得られた測定値、
前記測定対象を測定するときに誤りが不可避に含まれる測定値、および、
予め設定された範囲外の値をとる測定値、または
これらうちの任意の１つ以上の組み合わせ
以外の測定値を正当であると判定する
請求の範囲第１０項に記載のプログラム。
【請求項１４】
前記基準生成ステップは、前記種類の測定値を統計処理して、前記診断基準を作成する
請求の範囲第１０項に記載のプログラム。
【請求項１５】
前記診断ステップは、前記測定値が、前記統計処理により得られた測定値の中心値から所定の範囲内にあるときに、前記測定対象を正常と判断する
請求の範囲第１０項に記載のプログラム。
【請求項１６】
前記診断ステップは、前記測定値が、
前記測定値の中心値から所定の範囲外の値を、
所定の回数以上とったとき、および、
所定の頻度以上でとったとき、
またはこれらのいずれかのとき
以外に、前記測定対象を正常と判断する
請求の範囲第１５項に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、測定対象から得られた測定値に基づいて、測定対象の動作および状態変化などを診断・監視する診断装置およびその方法に関する。
【背景技術】  例えば、特許文献１は、動作モデルにより制御系の故障を検出する方法を開示する。
しかしながら、１台あるいはごく少数だけ生産される装置、あるいは、開発中の装置には、その動作のモデルが得られないことがある。
従って、これらのような装置には、特許文献１に開示された方法は適用できない。
【特許文献１】特開昭５７−４１７０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】  本発明は、上述した背景からなされたものであり、動作モデルを用いずに、診断対象の動作／状態変化などを診断・監視することができる診断装置およびその方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、ごく少数、生産される診断対象や、開発中の診断対象など、個体差の大きい対象の診断に適用が容易な診断装置およびその方法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】  上記目的を達成するために、本発明に係る診断装置は、測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定する正当性判定手段と、前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象の診断に用いられる診断基準を生成する基準生成手段と、前記生成された診断基準に基づいて、前記測定対象の診断を行う診断手段とを有する。
好適には、前記測定対象は、複数の状態の間を遷移し、前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象がいずれの状態にあるかを判定する状態判定手段をさらに有し、前記基準作成手段は、前記測定対象がいずれの状態にあるかに応じた前記診断基準を生成する。
好適には、前記測定対象は、複数の状態の間を遷移し、前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象がいずれの状態にあるかを判定する状態判定手段をさらに有し、前記診断手段は、前記測定対象がいずれの状態にあるかに応じた前記測定対象の診断を行う。
好適には、前記正当性判定手段は、所定のタイミング以外で得られた測定値、前記測定対象を測定するときに誤りが不可避に含まれる測定値、および、予め設定された範囲外の値をとる測定値、またはこれらうちの任意の１つ以上の組み合わせ以外の測定値を正当であると判定する。
好適には、前記基準生成手段は、前記種類の測定値を統計処理して、前記診断基準を作成する。
好適には、前記診断手段は、前記測定値が、前記統計処理により得られた測定値の中心値から所定の範囲内にあるときに、前記測定対象を正常と判断する。
好適には、前記診断手段は、前記測定値が、前記測定値の中心値から所定の範囲外の値を、所定の回数以上とったとき、および、所定の頻度以上でとったとき、またはこれらのいずれかのとき以外に、前記測定対象を正常と判断する。
また、本発明にかかる輸送機械は、測定対象となる構成部分を含む輸送手段と、前記測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定する正当性判定手段と、前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象の診断に用いられる診断基準を生成する基準生成手段と、前記生成された診断基準に基づいて、前記測定対象の診断を行う診断手段とを有する。
また、本発明に係る診断方法は、測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定し、前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象の診断に用いられる診断基準を生成し、前記生成された診断基準に基づいて、前記測定対象の診断を行う。
また、本発明に係るプログラムは、測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定する正当性判定ステップと、前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象の診断に用いられる診断基準を生成する基準生成ステップと、前記生成された診断基準に基づいて、前記測定対象の診断を行う診断ステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】  本発明に係る診断装置およびその方法によれば、動作モデルを用いずに、診断対象を診断することができる。
また、本発明にかかる診断装置およびその方法は、ごく少数、生産される診断対象や、開発中の診断対象など、個体差の大きい対象の診断・監視についても容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明に係る動作診断システムを示す図である。
図２は、図１に示したデータ収集装置および動作診断装置のハードウェア構成を例示する図である。
図３は、図１，図２に示したデータ収集装置上で動作するデータ収集プログラムを示す図である。
図４は、図１，図２に示した動作診断装置上で動作する第１の動作診断プログラムを示す図である。
図５は、エンジン（図１）のステート（状態）を例示する図である。
図６は、図４に示した第１の動作診断プログラムのステート管理部の動作（Ｓ１０）を例示するフローチャートである。
図７は、診断対象とする測定値データのタイミングを例示する図である。
図８は、図４に示した統計処理部により生成される診断基準データを例示する第１の図である。
図９は、図４に示した統計処理部により生成される診断基準データを例示する第２の図である。
図１０は、エンジン（図１）に、ステート間の遷移がないときの動作診断システムの全体的な動作（Ｓ１４）を示すフローチャートである。
図１１は、エンジン（図１）に、ステート間の遷移があるときの動作診断システムの全体的な動作（Ｓ１８）を示すフローチャートである。
図１２は、図１，図２に示した動作診断装置において、図４に示した第１の動作診断プログラムの代わりに実行される第２の動作診断プログラムの構成を示す図である。
図１３は、図４に示した第２の動作診断プログラムにおけるステート管理部の動作（Ｓ２０）を例示するフローチャートである。
図１４は、第２の動作診断プログラムの動作診断部（図１２）それぞれにおいて、サブステート間の遷移がないときの動作診断システムの全体的な動作（Ｓ２４）を示すフローチャートである。
図１５は、第２の動作診断プログラムの動作診断部（図１２）それぞれに、ステート間の遷移が生じたときの動作診断システムの全体的な動作（Ｓ２８）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】  ［第１実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。
［動作診断システム１］
図１は、本発明に係る動作診断システム１を示す図である。
なお、以下の各図に示される各構成部分の内、実質的に同一の構成部分には、同一の符号が付される。
図１に示すように、動作診断システム１は、有線あるいは無線のデータ伝送路２２を介して接続されたデータ収集装置３および動作診断装置４から構成される。
なお、動作診断システム１は、自動車の他、航空機および船舶など、そのエンジンなどの構成部分にセンサを取り付けることにより、様々な輸送機械に応用されうるが、以下、説明の明確化および具体化のために、動作診断システム１が、自動車に応用される場合を具体例とする。
また、動作診断システム１は、個別生産品が正常に動作するか否かの診断、および、所望の化学化合物の生成に成功したか否かの診断、医療分野における入院患者の自動異常監視など、自動動作診断／自動状態監視を必要とする様々な用途に適用されうるが、以下、説明の具体化および明確化のために、動作診断システム１が、自動車２０のエンジン２６の診断に適用される場合を具体例とする。
動作診断システム１は、これらの構成部分により、例えば、診断対象となる自動車２０のエンジン２６の様々な部分に取り付けられ、エンジン２４の回転数、トルク、温度、燃料消費量および排気ガスの温度・成分などのを測定する１つ以上のセンサ類２４それぞれから得られる測定値データを処理し、エンジン２６の動作などを診断する。
［ハードウェア構成］
図２は、図１に示したデータ収集装置３および動作診断装置４のハードウェア構成を例示する図である。
図２に示すように、データ収集装置３および動作診断装置４は、ＣＰＵ１０２およびメモリ１０４などを含む本体１００、ＬＣＤ表示装置およびキーボードなどの入出力装置１０６、データ伝送路２２を介して相互に通信を行うための通信装置１１０、および、ＨＤＤ装置およびＣＤ装置などの記録装置１１２などから構成される。
さらに、データ収集装置３には、エンジン２６（図１）に取り付けられたセンサ類２４と本体１００との間のインターフェース機能を提供するセンサインターフェース（センサＩＦ）１１６が付加される。
つまり、データ収集装置３および動作診断装置４は、データ伝送路２２を介した相互通信機能など、必要な機能が付加されたコンピュータとしての構成を有している。
［データ収集プログラム３０］
図３は、図１，図２に示したデータ収集装置３上で動作するデータ収集プログラム３０を示す図である。
図３に示すように、データ収集プログラム３０は、センサ制御部３００および通信制御部３０２から構成される。
データ収集プログラム３０は、例えば、記憶媒体１１４を介してデータ収集装置３に供給され、メモリ１０４にロードされて実行される（以下の各プログラムも同様）。
データ収集プログラム３０において、データ収集プログラム３０は、周期的に、あるいは、動作診断装置４からのポーリングに応じて、エンジン２６に取り付けられたセンサ類２４を制御して、測定値を読み出す。
センサ制御部３００は、読み出した測定値を、測定値データとして、通信制御部３０２およびデータ伝送路２２を介して、動作診断装置４に対して送信する。
通信制御部３０２は、動作診断装置４との間の通信に必要とされる制御を行う。
［動作診断プログラム４０］
図４は、図１，図２に示した動作診断装置４上で動作する第１の動作診断プログラム４０を示す図である。
図４に示すように、動作診断プログラム４０は、通信制御部４００、測定値データ管理部４０２、測定値データベース（測定値ＤＢ）４０４、ステート管理部４０６、フィルタ部４０８、診断対象データ管理部４１２、診断対象ＤＢ４１４、診断部４１６、統計処理部４２０、診断結果ＤＢ４２４、出力フィルタ部４２６およびユーザインターフェース部（ＵＩ部）４２８から構成される。
フィルタ部４０８、動作診断装置４１８および統計処理部４２０それぞれは、図５を参照して後述するステート＃１〜＃ｎに対応するフィルタモード＃１（４１０−１）〜＃ｎ（４１０−ｎ）、診断モード＃１（４１８−１）〜＃ｎ（４１８−ｎ）および統計処理モード＃１（４２２−１）〜＃ｎ（４２２−ｎ）を含む。
なお、以下、フィルタモード４１０−１〜４１０−ｎなど、複数ある構成部分を総称してフィルタモード４１０などと略記することがある。
また、以下の各図およびその説明において、ｎは、単に１以上の整数を示す（ｎが常に同じ数であるとは限らない）。
動作診断プログラム４０は、これらの構成部分により、データ収集装置３から送られてきた測定値データを処理し、エンジン２６（図１）の動作などの診断を行う。
動作診断プログラム４０において、通信制御部４００は、データ収集装置３との間の通信制御を行う。
測定値データ管理部４０２は、データ収集装置３から測定値データを受けて測定値ＤＢ４０４に記憶し、管理する。
また、測定値データ管理部４０２は、測定値ＤＢ４０４に記憶した測定値データを、必要に応じて、ステート管理部４０６およびフィルタ部４０８に対して出力する。
図５は、エンジン２６（図１）のステート（状態）を例示する図である。
ステート管理部４０６は、エンジン２６が、図５に示すいずれのステート（状態）にあるかを判定し、エンジン２６の状態に応じて、フィルタ部４０８のフィルタモード４１０、診断部４１６の診断モード４１８および統計処理部４２０の統計処理モード４２２を切り替える。
図５に示すように、エンジン２６は、自動車２０上で動作しているときには、アイドリング中、低速走行中、高速走行中および減速中などの複数のステート（ステート１〜ｎ；ｎ≧２）を有している。
但し、ステート管理部４０６が判定するステートは、あくまでも診断のためのステートであって、エンジン２６のステートと必ずしも一致しない。
ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データにより、その時点のエンジン２６の動作が、これらのステートのいずれかにあるかを判定する。
さらに、ステート管理部４０６は、判定の結果として得られたエンジン２６の動作のステートに対して設定されている動作条件（フィルタモード４１０、診断モード４１８および統計処理モード４２２）で処理を行うように、フィルタ部４０８、診断部４１６および統計処理部４２０を制御する。
その後の新たな測定値データが、その他のステートへの遷移条件を満たしていないとき、あるいは、そのステートから他のステートに遷移しない条件（不遷移条件）を満たしているときに、ステート管理部４０６は、エンジン２６の動作が、同じステートに留まっていると判断し、フィルタ部４０８、診断部４１６および統計処理部４２０の動作条件を変更しない。
その後の新たな測定値データが、その他のステートへの遷移条件を満たしたときに、ステート管理部４０６は、エンジン２６の動作が、他のステートに遷移したと判定し、遷移後のステートに対して設定されている動作条件で処理を行うように、フィルタ部４０８、診断部４１６および統計処理部４２０の動作条件を変更する。
エンジン２６の動作が、他のステートにあるときに、その後の新たな測定値データが、元のステートへの遷移条件（復帰条件）を満たしたときに、ステート管理部４０６は、エンジン２６の動作が、元のステートに遷移したと判定し、元のステートに対して設定されている動作条件で処理を行うように、フィルタ部４０８、診断部４１６および統計処理部４２０の動作条件を変更する。
図６は、図４に示した第１の動作診断プログラム４０におけるステート管理部４０６の動作（Ｓ１０）を例示するフローチャートである。
図６に示す場合を具体例として、ステート管理部４０６の動作をさらに説明する。
図６に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、ステート管理部４０６は、処理を終了するか否かを判断する。
ステート管理部４０６は、処理を終了するとき以外はＳ１０２の処理に進む。
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、ステート１（例えば、アイドリング状態）への遷移条件（例えば、エンジン２６の回転数およびトルクが一定値以下である）を満たしているか否かを判断する。
ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データがステート１への遷移条件を満たしているときにはＳ１０４の処理に進み、これ以外のときにはＳ１１８の処理に進む。
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、ステート管理部４０６は、エンジン２６がステート１にあると判定し、フィルタ部４０８、診断部４１６および統計処理部４２０を、ステート１の動作条件（フィルタモード４１０−１、診断モード４１８−１および統計処理モード４２２−１）に設定する。
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、ステート２（例えば、低速走行中の状態）への遷移条件（例えば、エンジン２６の回転数およびトルクが所定の範囲内の値になる）を満たしているか否かを判定する。
ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、ステート２への遷移条件を満たしているときにはＳ１０８の処理に進み、これ以外のときにはＳ１１０の処理に進む。
ステップ１０８（Ｓ１０８）において、ステート管理部４０６は、エンジン２６がステート２にあると判定し、フィルタ部４０８、診断部４１６および統計処理部４２０を、ステート２の動作条件（フィルタモード４１０−２、診断モード４１８−２および統計処理モード４２２−２）に設定する。
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、ステート３（例えば、高速走行中の状態）への遷移条件（例えば、エンジン２６の回転数およびトルクが所定の範囲内の値になる）を満たしているか否かを判定する。
ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、ステート３への遷移条件を満たしているときにはＳ１１２の処理に進み、これ以外のときにはＳ１０４の処理に戻る。
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、ステート管理部４０６は、エンジン２６がステート３にあると判定し、フィルタ部４０８、診断部４１６および統計処理部４２０を、ステート３の動作条件（フィルタモード４１０−３、診断モード４１８−３および統計処理モード４２２−３）に設定する。
ステップ１１４（Ｓ１１４）において、ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、ステート４（例えば、減速中の状態）への遷移条件（例えば、エンジン２６の回転数およびトルクが減少傾向となる）を満たしているか否かを判定する。
ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、ステート４への遷移条件を満たしているときにはＳ１１８の処理に進み、これ以外のときにはＳ１１６の処理に戻る。
ステップ１１６（Ｓ１１６）において、ステート管理部４０６は、Ｓ１１４の処理が、Ｓ１０８の処理に続いて行われたか否かを判断する。
ステート管理部４０６は、Ｓ１１４の処理が、Ｓ１０８の処理に続いて行われたときにはＳ１０８の処理に戻り、これ以外のときにはＳ１１２の処理に戻る。
ステップ１１８（Ｓ１１８）において、ステート管理部４０６は、エンジン２６がステート４にあると判定し、フィルタ部４０８、診断部４１６および統計処理部４２０を、ステート４の動作条件（フィルタモード４１０−４、診断モード４１８−４および統計処理モード４２２−４）に設定する。
フィルタ部４０８（図４）は、ステート管理部４０６の制御に従って、エンジン２６の動作ステートごとに設定されるフィルタモード４１０で、測定値データ管理部４０２から入力される測定値データをフィルタリング処理する。
フィルタ部４０８は、フィルタモード４１０を満たした測定値データを、診断に用いられる診断対象データとし、診断対象データ管理部４１２に対して出力する。
なお、フィルタ部４０８においては、ステートごとに異なるフィルタモード４１０が用いられることも、複数のステートで共通のフィルタモード４１０が用いられることもある（診断モード４１８および統計処理モード４２２について同様）。
フィルタモード４１０（フィルタリング条件）の例としては、以下の（１）〜（４）を挙げることができる。
（１）診断対象とされる測定値データの種類、
（２）正常と判定され、診断に用いられるべき測定値の範囲、
（３）センサ類２４のいずれかに故障が生じているときに、このセンサ類２４による測定値データを診断のために用いる測定値データから除外する
（４）診断対象とする測定値データのタイミング。
図７は、診断対象とする測定値データのタイミングを例示する図である。
上記（４）に示した測定値データのタイミングは、図７に示すように、ステート管理部４０６が、あるタイミングでエンジン２６の動作のステートの遷移を検出したときに、統計処理部４２０および診断部４１６が、その周期の測定値データを統計処理対象および診断対象の対象とせず、その後のｍ周期（ｍ≧１）、あるいは、その後の最新のｍ周期の測定値データを、統計処理対象および診断対象とするといったことを示す。
なお、ここでいう周期は、データ収集装置３による測定の周期の他、自動車２０が周回コースを走行する周期など、データ収集装置３および動作診断装置４において識別可能な様々な周期が含まれる。
このように、フィルタ部４０８は、エンジン２６のステートごとに設定されるフィルタモード４１０に従って、例えば、そのステートにおいて、診断対象とされる種類の測定値データであって、正常と判定される範囲内にあり、故障が生じているセンサ類２４が生成した測定値データでなく、かつ、所定のタイミングで得られた測定値データを、診断対象データとする。
診断対象データ管理部４１２（図４）は、フィルタ部４０８から入力された診断対象データを受け入れ、診断対象ＤＢ４１４に記憶し、管理する。
診断対象データ管理部４１２は、診断対象ＤＢ４１４に記憶した診断対象データを、診断部４１６および統計処理部４２０に対して出力する。
統計処理部４２０は、ステート管理部４０６の制御に従って、エンジン２６の動作ステートごとに設定される統計処理モード４２２で、診断対象データ管理部４１２から入力される診断対象データを統計処理し、エンジン２６の動作ステートごとの診断基準データを生成し、診断部４１６に対して出力する。
エンジン２６の動作ステートそれぞれの統計処理モード４２２には、統計処理部４２０が、診断対象データに対してどのような統計処理（最小二乗法・分布重心）を行うか、統計処理により得られた中心値に対して、測定値データを正常と判定する範囲をどのようにとるかなどが設定される。
図８，図９は、図４に示した統計処理部４２０により生成される診断基準データを例示する第１および第２の図である。
つまり、例えば、統計処理部４２０は、エンジン２６のステートごとに設定される条件に従って、２種類以上の診断対象データ（例えば、エンジン回転数と温度）、あるいは、経時的に変化する１種類以上の診断対象データ（例えば回転数）を統計処理して、図８に実線で示す中心値を求める。
さらに、統計処理部４２０は、エンジン２６のステートごとに設定される条件に従って、図８に点線で示すように、求められた中心値に対して誤差の範囲を設定する。
統計処理部４２０は、図８に示した中心地と、誤差の範囲とを、診断基準データとして、診断部４１６に対して出力する。
なお、統計処理部４２０は、例えば、指定の周期（例えばｍ；図７）が過ぎても、診断対象データが、統計処理の対象となりうるだけの数、集まらないとき、例えば、エンジン２６が特別な状態にあり、フィルタ部４０８により、測定値データの多くが診断の対象とされなかったときには、十分な数の診断対象データが集まるのを待って、統計処理を行う。
また、診断基準データにおいて、中心値に対して設定される誤差の範囲は、全範囲で一様でなくてもよく、図９に示すように、範囲ごとに異なる方法で、誤差の範囲が設定されてもよい。
診断部４１６は、ステート管理部４０６の制御に従って、エンジン２６の動作ステートごとに設定される診断モード４１８で、統計処理部４２０から入力される診断基準データ（図８，図９）を用いて、診断対象データ管理部４１２から入力される診断対象データを診断し、診断結果を診断結果ＤＢ４２４に記憶し、管理する。
診断部４１６は、診断結果ＤＢ４２４に記憶した診断結果を、ＵＩ部４２８に対して出力する。
診断モード４１８には、診断部４１６が、診断対象データがどのような回数あるいは頻度で、診断基準データが示す正常の範囲外となったと判定したときに、エンジン２６の動作が（不正常）異常であると診断するかなどが、エンジン２６の動作ステートごとに設定される。
つまり、診断部４１６は、診断対象データと診断基準データとを比較し、診断対象データが診断基準データが示す誤差の範囲（図８，図９）外に、ステートごとに設定される回数あるいは頻度であるときに、エンジン２６の動作が異常であると判定する。
出力フィルタ部４２６は、診断部４１６から出力される診断結果を、さらにフィルタリング処理して、ＵＩ部４２８に対して出力する。
出力フィルタ部４２６におけるフィルタリング処理の例として、以下に（１）、（２）として示す処理を挙げることができる。
（１）診断部４１６から、予め決められた回数、同じ診断結果が連続して出力されたときに、この診断結果が正しいとして、ＵＩ部４２８に対して出力する。あるいは、
（２）診断部４１６から、予め決められた頻度で、同じ診断結果が出力されたときに、この診断結果が正しいとして、ＵＩ部４２８に対して出力する。
ＵＩ部４２８は、出力フィルタ部４２６から入力されるフィルタリング処理済みの判定結果を、入出力装置１０６（図２）に表示し、ユーザに示す。
また、ＵＩ部４２８は、入出力装置１０６に対するユーザの操作を受け入れ、動作診断プログラム４０の各構成部分の動作を制御し、あるいは、フィルタモード４１０、診断モード４１８および統計処理モード４２２に対する設定を行う。
［全体動作］
次に、第１の動作診断プログラム４０が適用される動作診断システム１の全体的な動作を説明する。
図１０は、エンジン２６（図１）に、ステート間の遷移がないときの動作診断システム１の全体的な動作（Ｓ１４）を示すフローチャートである。
なお、以下の図においては、最新のｍ個の診断対象データにより、診断基準が更新される場合を具体例とし、また、最初のｍ個の診断対象データを集めるまでの処理は省略されている。
ステップ１４０（Ｓ１４０）において、データ収集装置３は、エンジン２６（図１）の様々な測定値の収集を開始し、順次、測定値データとして、動作診断装置４に対して送信する。
ステップ１４２（Ｓ１４２）において、動作診断プログラム４０の測定値データ管理部４０２（図４）は、新たな測定値データが入力されたか否かを判断する。
動作診断プログラム４０は、新たな測定値データが入力されたときにはＳ１４４の処理に進み、これ以外のときにはＳ１４２の処理に留まる。
ステップ１４４（Ｓ１４４）において、フィルタ部４０８は、入力された測定値データに対するフィルタリング処理を行う。
ステップ１４６（Ｓ１４６）において、診断対象データ管理部４１２は、新測定値データが、診断対象データとして採用されたか否かを判断する。
動作診断プログラム４０は、新測定値データが、診断対象データとして採用されたときにはＳ１４８の処理に進み、これ以外のときにはＳ１５６の処理に進む。
ステップ１４８（Ｓ１４８）において、統計処理部４２０は、新たな診断対象データを用いて、診断基準データ（図８，図９）を更新する。
ステップ１５０，１５２（Ｓ１５０，Ｓ１５２）において、診断部４１６は、診断基準データに基づいて、診断対象データを診断し、異常を検出する条件（例えば、所定の回数・頻度で、診断対象データが禁断基準データの範囲外となっている）を満たしているか否かを判断する。
動作診断プログラム４０は、診断対象データを診断し、異常を検出する条件を満たしているときにはＳ１５４の処理に進み、これ以外のときにはＳ１５６の処理に進む。
ステップ１５４（Ｓ１５４）において、診断部４１６は、ＵＩ部４２８および入出力装置１０６（図２）を介して、エンジン２６に異常が発生している旨と、適宜、診断結果、測定値データおよび診断対象データなどとをユーザに対して表示する。
ステップ１５６（Ｓ１５６）において、ＵＩ部４２８は、診断を終了するか否かを判断する。
動作診断プログラム４０は、診断を終了しないときにはＳ１４２の処理に戻る。
次に、エンジン２６のステート間遷移を考慮したときの動作診断システム１の全体動作を説明する。
図１１は、エンジン２６（図１）に、ステート間の遷移があるときの動作診断システム１の全体的な動作（Ｓ１８）を示すフローチャートである。
なお、図１１に示した処理の内、図１０に示した処理と実質的に同じ処理には、同じ符号が付してある。
図１１に示すように、ステップ１８０（Ｓ１８０）において、ステート管理部４０６は、エンジン２６に、ステート間の遷移（図５，図６）が発生したか否かを判断する。
動作診断プログラム４０は、エンジン２６に、ステート間の遷移（図５，図６）が発生したときにはＳ１８２の処理に進み、これ以外のときにはＳ１８２の処理に進む。
ステップ１８２（Ｓ１８２）において、ステート管理部４０６は、フィルタ部４０８、診断部４１６および統計処理部４２０を、遷移先のステートに対して設定された条件（フィルタモード４１０、診断モード４１８および統計処理モード４２２）で処理を行うように設定する。
ステップ１８４（Ｓ１８４）において、フィルタ部４０８は、設定されたフィルタモード４１０に従って、入力された新たな測定値データをフィルタリング処理する。
ステップ１８６（Ｓ１８６）において、統計処理部４２０は、設定された統計処理モード４２２に従って、診断基準データを生成する。
ステップ１８８（Ｓ１８８）において、診断部４１６は、設定された診断モード４１８に従って、診断対象データを診断する。
［第２実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態として、図５などに示した複数のステートそれぞれについて、並行した動作診断を行うことができる診断装置を説明する。
複数のステートそれぞれについて並行した動作診断を実現するために、動作診断装置４（図１，図２）において、第１の動作診断プログラム４０（図４）の代わりに、以下に示す第２の動作診断プログラム５０が実行される。
［動作診断プログラム５０］
図１２は、図１，図２に示した動作診断装置４において、図４に示した第１の動作診断プログラム４０の代わりに実行される第２の動作診断プログラム５０の構成を示す図である。
図１２に示すように、動作診断プログラム５０は、例えば、図５に示したエンジン２６の各ステート、あるいは、動作診断のために別途、定義されるステートなど、動作診断の対象となるステートごとに設けられ、並行して動作する動作診断部５２−１〜５２−ｎ、および、ＵＩ部４２８から構成される。
動作診断部５２それぞれは、通信制御部４００、測定値データ管理部４０２、測定値測定値ＤＢ４０４、ステート管理部４０６、フィルタ部４０８、診断対象データ管理部４１２、診断対象ＤＢ４１４、診断部４１６、統計処理部４２０、診断結果ＤＢ４２４および出力フィルタ部４２６から構成される。
これらの構成部分により、動作診断プログラム５０は、データ収集装置３から送られてきた測定値データを処理して、複数のステートなどについて、同時に並行した動作診断を行う。
なお、動作診断部５２においては、第１の動作診断プログラム４０（図４）においてとは異なり、基本的に、診断部４１６および統計処理部４２０に、複数の診断モードおよび複数の統計処理モードは設定されず、診断部４１６および統計処理部４２０の動作条件の変更は発生しない。
また、動作診断部５２それぞれにおいては、各ステートの動作診断について、さらに、ｎ個のサブステートが定義され、フィルタ部４０８には、これらのサブステートに対応するフィルタモード＃１（４１０−１）〜＃ｎ（４１０−ｎ）が設定され、ステート管理部４０６は、これらのサブステート間の状態遷移を管理する。
このように、複数、並行して動作しうる動作診断部５２それぞれが、それぞれのステートについて動作診断を行い得るようにすると、複数の動作診断部５２の間で、異なるサブステート、さらに、相矛盾するサブステートを定義することができ、エンジン２６の動作診断を、きめ細かく、柔軟に行うことができる。
動作診断部５２に定義されるサブステートの例としては、以下の（１）〜（３）を挙げることができる。
（１）動作診断部５２が、エンジン２６が「走行中」のステートについて動作診断を行うときに、サブステートとして設定される「停止」、「アイドル」、「通常走行」、「高速走行」。
（２）動作診断部５２が、エンジン２６が「高速走行中」のステートについて動作診断を行うときに、サブステートとして設定される「オイルレベル高」、「オイルレベル中」、「オイルレベル低」。
（３）動作診断部５２が、エンジン２６が「アイドリング中」のステートについて動作診断を行うときに、サブステートとして設定される「外気温高」、「外気温低」。
以下、第２の動作診断プログラム５０の各構成部分の動作の内、第１の動作診断プログラム４０においてと異なる動作を説明する。
なお、以下に説明しない各構成部分の動作は、第１の動作診断プログラム４０においても、第２の動作診断プログラム５０においても、実質的に同じである。
図１３は、図４に示した第２の動作診断プログラム５０におけるステート管理部４０６の動作（Ｓ２０）を例示するフローチャートである。
第２の動作診断プログラム５０において、ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データにより、エンジン２６などが、上述したいずれのサブステートにあるかを判定し、エンジン２６などの状態に応じて、フィルタ部４０８のフィルタモード４１０を切り替える。
図１３に示す場合を具体例として、ステート管理部４０６の動作をさらに説明する。
図１３に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、ステート管理部４０６は、処理を終了するか否かを判断する。
ステート管理部４０６は、処理を終了するとき以外はＳ２０２の処理に進む。
ステップ２０２（Ｓ２０２）において、ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、サブステート１への遷移条件を満たしているか否かを判断する。
ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データがサブステート１への遷移条件を満たしているときにはＳ２０４の処理に進み、これ以外のときにはＳ２０２の処理に留まる。
ステップ２０４（Ｓ２０４）において、ステート管理部４０６は、エンジン２６などがサブステート１にあると判定し、フィルタ部４０８を、サブステート１の動作条件（フィルタモード４１０−１）に設定する。
ステップ２０６（Ｓ２０６）において、ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、サブステート２への遷移条件を満たしているか否かを判定する。
ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、サブステート２への遷移条件を満たしているときにはＳ２０８の処理に進み、これ以外のときにはＳ２０６の処理に留まる。
ステップ２０８（Ｓ２０８）において、ステート管理部４０６は、エンジン２６などがサブステート２にあると判定し、フィルタ部４０８を、サブステート２の動作条件（フィルタモード４１０−２）に設定する。
ステート管理部４０６は、以下同様に、サブステートへの遷移条件の判定、および、各サブステートへの遷移に伴う処理を行う。
ステップ２１０（Ｓ２１０）において、ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、サブステートｎへの遷移条件を満たしているか否かを判定する。
ステート管理部４０６は、データ収集装置３からの測定値データが、サブステートｎへの遷移条件を満たしているときにはＳ２１２の処理に進み、これ以外のときにはＳ２１０の処理に戻る。
ステップ２１２（Ｓ２１２）において、ステート管理部４０６は、エンジン２６がステートｎにあると判定し、フィルタ部４０８を、ステートｎの動作条件（フィルタモード４１０−ｎ）に設定する。
フィルタ部４０８（図１２）は、ステート管理部４０６の制御に従って、エンジン２６などのサブステートごとに設定されるフィルタモード４１０で、測定値データ管理部４０２から入力される測定値データをフィルタリング処理する。
フィルタ部４０８は、フィルタモード４１０を満たした測定値データを、診断に用いられる診断対象データとし、診断対象データ管理部４１２に対して出力する。
統計処理部４２０は、診断対象データ管理部４１２から入力される診断対象データを統計処理し、エンジン２６の動作ステートごとの診断基準データ（図８，図９）を生成し、診断部４１６に対して出力する。
診断部４１６は、統計処理部４２０から入力される診断基準データ（図８，図９）を用いて、診断対象データ管理部４１２から入力される診断対象データを診断し、診断結果を診断結果ＤＢ４２４に記憶し、管理する。
また、診断部４１６は、診断結果ＤＢ４２４に記憶した診断結果を、出力フィルタ部４２６に対して出力する。
［全体動作］
次に、第２の動作診断プログラム５０が適用される動作診断システム１の全体的な動作を説明する。
図１４は、第２の動作診断プログラム５０の動作診断部５２（図１２）それぞれにおいて、サブステート間の遷移がないときの動作診断システム１の全体的な動作（Ｓ２４）を示すフローチャートである。
なお、以下の図においては、図１０などにおいてと同様に、最新のｍ個の診断対象データにより、診断基準が更新される場合を具体例とし、また、最初のｍ個の診断対象データを集めるまでの処理は省略されている。
ステップ２４０（Ｓ２４０）において、データ収集装置３は、エンジン２６（図１）の様々な測定値の収集を開始し、順次、測定値データとして、動作診断装置４に対して送信する。
ステップ２４２（Ｓ２４２）において、動作診断プログラム５０の動作診断部５２それぞれの測定値データ管理部４０２（図４）は、新たな測定値データが入力されたか否かを判断する。
動作診断部５２それぞれは、新たな測定値データが入力されたときにはＳ２４４の処理に進み、これ以外のときにはＳ２４２の処理に留まる。
ステップ２４４（Ｓ２４４）において、フィルタ部４０８は、入力された測定値データに対するフィルタリング処理を行う。
ステップ２４６（Ｓ２４６）において、診断対象データ管理部４１２は、新測定値データが、診断対象データとして採用されたか否かを判断する。
動作診断部５２は、新測定値データが、診断対象データとして採用されたときにはＳ２４８の処理に進み、これ以外のときにはＳ２５６の処理に進む。
ステップ２４８（Ｓ２４８）において、統計処理部４２０は、新たな診断対象データを用いて、診断基準データ（図８，図９）を更新する。
ステップ２５０，２５２（Ｓ２５０，Ｓ２５２）において、診断部４１６は、診断基準データに基づいて、診断対象データを診断し、異常を検出する条件を満たしているか否かを判断する。
動作診断部５２は、診断対象データを診断し、異常を検出する条件を満たしているときにはＳ２５４の処理に進み、これ以外のときにはＳ２５６の処理に進む。
ステップ２５４（Ｓ２５４）において、診断部４１６は、ＵＩ部４２８および入出力装置１０６（図２）を介して、エンジン２６に異常が発生している旨と、適宜、診断結果、測定値データおよび診断対象データなどとをユーザに対して表示する。
ステップ２５６（Ｓ２５６）において、ＵＩ部４２８は、診断を終了するか否かを判断する。
動作診断部５２は、診断を終了しないときにはＳ２４２の処理に戻る。
次に、動作診断部５２（図１２）それぞれにおいて、サブステート間遷移が生じたときの動作診断システム１の全体動作を説明する。
図１５は、第２の動作診断プログラム５０の動作診断部５２（図１２）それぞれに、ステート間の遷移が生じたときの動作診断システム１の全体的な動作（Ｓ２８）を示すフローチャートである。
なお、図１５に示した処理の内、図１４に示した処理と実質的に同じ処理には、同じ符号が付してある。
図１５に示すように、ステップ２８０（Ｓ２８０）において、動作診断部５２それぞれのステート管理部４０６は、サブステート間の遷移が発生したか否かを判断する。
動作診断部５２は、サブステート間の遷移が発生したときにはＳ２８２の処理に進み、これ以外のときにはＳ２８２の処理に進む。
ステップ２８２（Ｓ２８２）において、ステート管理部４０６は、フィルタ部４０８を、遷移先のサブステートに対して設定された条件（フィルタモード４１０）で処理を行うように設定する。
ステップ２８４（Ｓ２８４）において、フィルタ部４０８は、設定されたフィルタモード４１０に従って、入力された新たな測定値データをフィルタリング処理する。
ステップ２８６（Ｓ２８６）において、統計処理部４２０は、新たな測定値を用いて診断基準データを生成する。
ステップ２８８（Ｓ２８８）において、診断部４１６は、生成された診断基準データを用いて、診断対象データを診断する。
【産業上の利用可能性】  本発明は、測定対象から得られた測定値に基づいて、測定対象の動作や状態の変化を診断および監視するために利用可能である。
【図１】
2005103630.tif 000002
【図２】
2005103630.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図６】
2005103630.tif 000008
【図８】
2005103630.tif 000009
【図９】
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【図１０】
2005103630.tif 000011
【図１１】
2005103630.tif 000012
【図１２】
2005103630.tif 000013
【図１３】
2005103630.tif 000014
【図１４】
2005103630.tif 000015
【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月8日(2006.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定する正当性判定手段と、
前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値の中心値を、前記測定対象の診断に用いられる診断基準として生成する基準生成手段と、
前記測定値が、前記測定値の中心値から、測定時間の経過に応じて定められる所定の範囲内にあるときに、前記測定対象を正常と診断する診断手段と
を有する診断装置。
【請求項２】
前記測定対象は、複数の状態の間を遷移し、
前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象がいずれの状態にあるかを判定する状態判定手段
をさらに有し、
前記基準作成手段は、前記測定対象がいずれの状態にあるかに応じた前記診断基準を生成する
請求の範囲第１項に記載の診断装置。
【請求項３】
前記測定対象は、複数の状態の間を遷移し、
前記正当であると判定された測定値を用いて、前記測定対象がいずれの状態にあるかを判定する状態判定手段
をさらに有し、
前記診断手段は、前記測定対象がいずれの状態にあるかに応じた前記測定対象の診断を行う
請求の範囲第１項に記載の診断装置。
【請求項４】
前記正当性判定手段は、
所定のタイミング以外で得られた測定値、
前記測定対象を測定するときに誤りが不可避に含まれる測定値、および、
予め設定された範囲外の値をとる測定値、または
これらうちの任意の１つ以上の組み合わせ
以外の測定値を正当であると判定する
請求の範囲第１項に記載の診断装置。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
前記診断手段は、前記測定値が、
前記測定値の中心値から所定の範囲外の値を、
所定の回数以上とったとき、および、
所定の頻度以上でとったとき、
またはこれらのいずれかのとき
以外に、前記測定対象を正常と判断する
請求の範囲第１項に記載の診断装置。
【請求項８】
測定対象となる構成部分を含む輸送手段と、
測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定する正当性判定手段と、
前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値の中心値を、前記測定対象の診断に用いられる診断基準として生成する基準生成手段と、
前記測定値が、前記統計処理により得られた測定値の中心値から、測定時間の経過に応じて定められる所定の範囲内にあるときに、前記測定対象を正常と診断する診断手段と
を有する輸送機械。
【請求項９】
測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定し、
前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値の中心値を、前記測定対象の診断に用いられる診断基準として生成し、
前記測定値が、前記統計処理により得られた測定値の中心値から、測定時間の経過に応じて定められる所定の範囲内にあるときに、前記測定対象を正常と診断する
診断方法。
【請求項１０】
測定対象を経時的に測定して得られた測定値が正当であるか否かを判定する正当性判定ステップと、
前記測定値が正当であると判定されるたびに、前記正当であると判定された測定値の中心値を、前記測定対象の診断に用いられる診断基準として生成する基準生成ステップと、
前記測定値が、前記統計処理により得られた測定値の中心値から、測定時間の経過に応じて定められる所定の範囲内にあるときに、前記測定対象を正常と診断する診断ステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
【国際調査報告】
2005103630.tif 000017
2005103630.tif 000018
2005103630.tif 000019