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公開番号2025138353
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2024037390
出願日2024-03-11
発明の名称故障診断システム、故障診断方法、及び故障診断プログラム並びに移動体
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G05B 23/02 20060101AFI20250917BHJP(制御;調整)
要約【課題】複数の舵の故障を自律的に診断すること。
【解決手段】故障診断システム40は、水中航走体の機体の姿勢に関する制御量を、制御量の数よりも多い複数の舵によって制御する水中航走体に適用される故障診断システム40であって、舵毎に、その舵の指令値と移動体の状態量とに基づいて、他の舵の操作量をそれぞれ推定する推定部41と、推定された複数の操作量を用いて、複数の舵の故障判定を行う判定部42とを備える。判定部42は、各舵に対応する複数の操作量を用いて、いずれかの舵に故障が発生しているか否かを判定する第1故障判定と、いずれかの舵に故障が発生していると判定した場合に、故障と判定した故障舵の指令値に基づいて推定された操作量を除外した複数の操作量を対象操作量として用いて、故障舵以外のいずれかの舵に故障が発生しているか否かを判定する第2故障判定を行う。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
機体の姿勢に関する制御量を、前記制御量の数よりも多い複数の操作手段によって制御する移動体に適用される故障診断システムであって、
前記操作手段毎に、該操作手段の指令値と前記移動体の状態量とに基づいて、他の前記操作手段の操作量をそれぞれ推定する推定部と、
推定された複数の前記操作量を用いて、複数の前記操作手段の故障判定を行う判定部と、
を備え、
前記判定部は、
各前記操作手段に対応する複数の前記操作量を用いて、いずれかの前記操作手段に故障が発生しているか否かを判定する第１故障判定と、
いずれかの前記操作手段に故障が発生していると判定した場合に、故障と判定した故障操作手段の指令値に基づいて推定された操作量を除外した複数の前記操作量を対象操作量として用いて、前記故障操作手段以外の前記操作手段に故障が発生しているか否かを判定する第２故障判定を行う故障診断システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記判定部は、前記故障操作手段以外の前記操作手段毎に、各前記対象操作量と指令値とに基づいてそれぞれ算出された複数の比較パラメータを用いて、前記第２故障判定を行う請求項１に記載の故障診断システム。
【請求項３】
前記判定部は、前記第２故障判定において、
前記故障操作手段を除く前記操作手段毎に、他の前記比較パラメータよりも所定の閾値以上大きな値を有する比較パラメータがある場合に、該比較パラメータに基づいて故障候補操作手段を特定し、
前記操作手段毎に特定された複数の前記故障候補操作手段に基づいて、前記故障操作手段以外のいずれかの前記操作手段に故障が発生しているか否かを判定する請求項２に記載の故障診断システム。
【請求項４】
前記判定部は、前記故障操作手段を除く前記操作手段毎に特定された複数の前記故障候補操作手段が、全て同じ前記操作手段であった場合に、該操作手段を故障操作手段として特定する請求項３に記載の故障診断システム。
【請求項５】
前記判定部は、診断する故障モードに応じて前記閾値を調整する請求項３に記載の故障診断システム。
【請求項６】
前記判定部は、前記操作手段毎に、各前記対象操作量と指令値とに基づいてそれぞれ算出された複数の比較パラメータを用いて、前記第１故障判定を行う請求項１に記載の故障診断システム。
【請求項７】
前記判定部は、前記第１故障判定において、
前記操作手段毎に、他の前記比較パラメータよりも所定の閾値以上大きな値を有する比較パラメータがある場合に、該比較パラメータに基づいて故障候補操作手段を特定し、
前記操作手段毎に特定された複数の前記故障候補操作手段に基づいて、いずれかの前記操作手段に故障が発生しているか否かを判定する請求項６に記載の故障診断システム。
【請求項８】
前記判定部は、前記操作手段毎に特定された複数の前記故障候補操作手段が、全て同じ前記操作手段であった場合に、該操作手段を故障操作手段として特定する請求項７に記載の故障診断システム。
【請求項９】
前記判定部は、診断する故障モードに応じて前記閾値を調整する請求項７に記載の故障診断システム。
【請求項１０】
機体の姿勢を制御する複数の操作手段と、
請求項１から９のいずれか１項に記載の故障診断システムと、
を備える移動体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、故障診断システム、故障診断方法、及び故障診断プログラム並びに移動体に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
水中航走体や飛昇体等の移動体では、操作手段によって機体の姿勢を制御している。例えば水中航走体では、機体に設けた舵を制御することによって、機体の姿勢を制御している。
【０００３】
航行中などにおいて、例えば岩礁に衝突した場合等は、舵の一部に機械的な損傷（例えば固着や変形）が生ずることがある。複数の舵のうちの一部が故障すると、機体の姿勢の制御に支障が生じる場合がある。このような場合には、目標軌道に沿った航行を行うことができなくなり、無人機の場合には、機体を損失する可能性もある。このため、例えば、特許文献１には、自律的に操作手段に対する故障を検知する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－７７０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される故障診断では、複数の舵に故障が発生した場合に、故障を検知できないおそれがあった。
【０００６】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数の舵の故障を自律的に診断することのできる故障診断システム、故障診断方法、及び故障診断プログラム並びに移動体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】
【０００７】
本開示の一態様は、機体の姿勢に関する制御量を、前記制御量の数よりも多い複数の操作手段によって制御する移動体に適用される故障診断システムであって、前記操作手段毎に、該操作手段の指令値と前記移動体の状態量とに基づいて、他の前記操作手段の操作量をそれぞれ推定する推定部と、推定された複数の前記操作量を用いて、複数の前記操作手段の故障判定を行う判定部と、を備え、前記判定部は、各前記操作手段に対応する複数の前記操作量を用いて、いずれかの前記操作手段に故障が発生しているか否かを判定する第１故障判定と、いずれかの前記操作手段に故障が発生していると判定した場合に、故障と判定した故障操作手段の指令値に基づいて推定された操作量を除外した複数の前記操作量を対象操作量として用いて、前記故障操作手段以外の前記操作手段に故障が発生しているか否かを判定する第２故障判定を行う故障診断システムである。
【０００８】
本開示の一態様は、機体の姿勢を制御する複数の操作手段と、上記故障診断システムと、を備える移動体である。
【０００９】
本開示の一態様は、機体の姿勢に関する制御量を、前記制御量の数よりも多い複数の操作手段によって制御する移動体に適用される故障診断方法であって、コンピュータが、前記操作手段毎に、該操作手段の指令値と前記移動体の状態量とに基づいて、他の前記操作手段の操作量をそれぞれ推定する推定処理と、推定された複数の前記操作量を用いて、複数の前記操作手段の故障判定を行う判定処理とを実行し、前記判定処理は、各前記操作手段に対応する複数の前記操作量を用いて、いずれかの前記操作手段に故障が発生しているか否かを判定する第１故障判定処理と、いずれかの前記操作手段に故障が発生していると判定した場合に、故障と判定した故障操作手段の指令値に基づいて推定された操作量を除外した複数の前記操作量を対象操作量として用いて、前記故障操作手段以外のいずれかの前記操作手段に故障が発生しているか否かを判定する第２故障判定処理とを含む故障診断方法である。
【００１０】
本開示の一態様は、コンピュータを上記故障診断システムとして機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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