JP5965406B2

JP5965406B2 - 不規則なセンサ信号ノイズを検出するためのシステム、方法、及び装置

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Publication number: JP5965406B2
Application number: JP2013533810A
Authority: JP
Inventors: モアシーヴ，アレクサンダー・アレクザンドロヴィッチ; ミッチェル，ポール・ジェフリー; ヴェルシニン，ミカイル・ペトロヴィッチ; ザイリャノヴァ，エレナ・エドアルドヴナ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2030-10-11
Also published as: JP2013540325A; WO2012050471A1; US20130197849A1; CN103140813A; CN103140813B; EP2628056A1

Description

本発明は、概してセンサ信号におけるノイズの検出に関し、詳細には、不規則なセンサ信号ノイズの検出に関する。

発電所は、しばしば経時的に磨滅し、交換を必要とする構成要素を有する複雑な機械及びシステムを使用する。壊滅的な又は費用のかかる故障を低減するための１つの方法は、磨滅することが知られる重大な構成要素のために定期的な保守及び修理スケジュールを確立することである。センサ及び器具類は、しばしば保守過程で見落とされ、それらはしばしば故障するまで使用される。

閉ループ制御システムは、制御されるシステムの態様を適切に調整するのに器具類からの正確なフィードバックに依存する。不正確な又は機能しない器具類は、システムにおいて好ましくない作用をもたらすことがあり、ハードウェアの損傷及び部品寿命の減少につながり得る。さらに、正常に機能する機器での不要なダウンタイムは、保護シャットダウンをトリガする不良の器具類の信号に起因することがある。

器具類の故障に対する頑強性を増すための標準的アプローチは、センサ冗長性を介しており、それにより冗長センサの数は、測定されるパラメータが監視、制御、又は安全のために必要とされるかどうかに応じて増やされる。そのような冗長システムは、一般に、センサが障害を起こしたときに機能し続けることができるが、それらはしばしば、センサ及び／又は故障データを調査して故障モードを判断するために、人間の介入を必要とする。場合によっては、器具類の故障は、その機械の正確なフィードバック及び最適な動作を復元するために、修正される必要がある。

米国特許出願公開第２００６／２２４３５７号明細書

前述のニーズの一部又はすべては、本発明のある種の実施形態によって対処することができる。本発明のある種の実施形態は、不規則なセンサ信号ノイズを検出するためのシステム、方法、及び装置を含み得る。

本発明の例示的一実施形態によれば、センサの信頼性を判定するための方法が提供される。本方法は、センサに関連する信号サンプルを受信するステップと、そのセンサに関連する期待標準偏差値を受信するステップと、その受信されたセンササンプルと予測センサ信号値の差に少なくとも基づいてその信号サンプルのノイズ標準偏差を推定するステップと、その推定ノイズ標準偏差とその期待標準偏差値の間の第１の比率に少なくとも部分的に基づいてノイズ信頼度値を出力するステップとを含み得る。

もう１つの例示的実施形態によれば、センサの信頼性を判定するためのシステムが提供される。本システムは、少なくとも１つのセンサと、データ及びコンピュータ実行可能命令を記憶するための少なくとも１つのメモリと、その少なくとも１つのメモリにアクセスするように構成され、その少なくとも１つのセンサに関連する信号サンプルを受信すること、その少なくとも１つのセンサに関連する期待標準偏差値を受信すること、その受信されたセンササンプルと予測センサ信号値の差に少なくとも基づいてその信号サンプルのノイズ標準偏差を推定すること、及び、その推定ノイズ標準偏差とその期待標準偏差値の間の第１の比率に少なくとも部分的に基づいてノイズ信頼度値を出力することのためにそのコンピュータ実行可能命令を実行するようにさらに構成された、少なくとも１つのプロセッサとを含み得る。

もう１つの例示的実施形態によれば、センサの信頼性を判定するための装置が提供される。本装置は、データ及びコンピュータ実行可能命令を記憶するための少なくとも１つのメモリと、その少なくとも１つのメモリにアクセスするように構成され、その少なくとも１つのセンサに関連する信号サンプルを受信すること、その少なくとも１つのセンサに関連する期待標準偏差値を受信すること、その受信されたセンササンプルと予測センサ信号値の差に少なくとも基づいてその信号サンプルのノイズ標準偏差を推定することと、及びその推定ノイズ標準偏差とその期待標準偏差値の間の第１の比率に少なくとも部分的に基づいてノイズ信頼度値を出力することのためにそのコンピュータ実行可能命令を実行するようにさらに構成された少なくとも１つのプロセッサとを含み得る。

本発明の他の実施形態及び態様が、本明細書で詳細に説明され、特許請求される本発明の一部として考えられる。他の実施形態及び態様は、以下の詳細な説明、添付の図面、及び特許請求の範囲を参照して理解することができる。

ここで、以下のような、必ずしも原寸に比例しない添付の図面及び流れ図が参照される。

本発明の例示的一実施形態による例示的故障検出、分離、及び修正システムのブロック図である。本発明の例示的一実施形態による例示的処理システムのブロック図である。本発明の例示的一実施形態による例示的スパイク検出器のブロック図である。本発明の例示的一実施形態による例示的シフト検出器のブロック図である。本発明の例示的一実施形態による例示的ノイズ／スタック検出器のブロック図である。本発明の例示的一実施形態による例示的ドリフト検出器のブロック図である。本発明の例示的一実施形態による例示的一致検出器のブロック図である。本発明の例示的一実施形態による例示的結合信頼度計算のブロック図である。本発明の例示的一実施形態による例示的修正システムのブロック図である。本発明の例示的一実施形態による例示的スナップスムーザのブロック図である。本発明の例示的一実施形態による例示的標準偏差計算器のブロック図である。本発明の例示的一実施形態によるもう１つの例示的一致検出器のブロック図である。本発明の例示的一実施形態による方法の流れ図である。本発明の例示的一実施形態による方法の流れ図である。本発明の例示的一実施形態による方法の流れ図である。本発明の例示的一実施形態による方法の流れ図である。本発明の例示的一実施形態による方法の流れ図である。本発明の例示的一実施形態による方法の流れ図である。本発明の例示的一実施形態による方法の流れ図である。本発明の例示的一実施形態による方法の流れ図である。

本発明の実施形態が、その中に本発明の実施形態が示される添付の図面を参照して、本明細書でさらに十分に説明される。しかし、本発明は、多数の異なる形で実施することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。そうではなくて、これらの実施形態は、本開示が徹底した完全なものとなるように、そして当業者に本発明の範囲を十分に伝えるように、提供される。同様の番号は、同様の要素を終始参照する。

本発明のある種の実施形態は、監視、制御などのための冗長センサの使用を可能にし得る。ある種の例示的実施形態によれば、１つ又は複数のセンサからの信号は、監視及び評価されて、その信号に関連するある種の故障又は異常を検出することができる。ある種の例示的実施形態では、センサ信号は、各信号に関連する信頼度を判定するために、評価され得る。例示的実施形態によれば、異常信号は、冗長信号の信頼度及び／又は可用性に応じて、訂正（修正）、又は、分離及び無視され得る。ある種の例示的実施形態では、冗長センサからの信号及び／又はセンサモデルからの情報は、評価及び修正で使用され得る。

本発明の例示的実施形態によれば、信号に基づく統計的測定診断は、アナログのシンプレックス、デュプレックス及びトリプレックスセンサについて提供され得る。例えば、その測定診断は、範囲内故障検出、故障チャネル分離、及び／又は測定パラメータ修正のための入力信号処理を含み得る。本発明のある種の例示的実施形態は、範囲外（通信の損失を含む）、スパイク（又はインパルス障害）、シフト、チャネル無感受性（スタック）、異常に高いノイズ、冗長測定不一致、及び遅いドリフトを含む、故障タイプを区別することができる。ある種の例示的実施形態では、故障検出は、故障を分類するために使用することができ、全体のチャネル信頼度を判定するために結合され得る、特定の故障モード信頼度計算に基づき得る。例示的実施形態によれば、瞬間的チャネル信頼度は、履歴情報と結合されて、各センサの最終信頼度値を導出することができる。

例示的実施形態によれば、センサ選択は、各々のセンサ読取り値をどのように組み合わせるかを決定して測定パラメータの最終出力値を形成するために、システム情報を考慮することができる。例示的一実施形態では、各センサ入力の長期平均信頼度計算はまた、予防保守目的で使用可能な診断指示を提供することもできる。

本発明の例示的一実施形態によれば、修正値及び／又は状況は、信頼度値が１つ又は複数のセンサのうちの少なくとも１つの所定の閾値より低いときに、又は、その１つ又は複数のセンサのうちの２つ以上からの監視データが所定の量よりも異なるときに、変更することができる。ある種の実施形態によれば、１つ又は複数の保護論理が、その評価に基づく出力として提供され得る。ある種の例示的実施形態では、修正値は、少なくとも部分的に信頼度値に基づく１つ又は複数のセンサ或いはセンサモデルからの直接の又は結合されたデータを含み得る。

本発明の例示的実施形態によれば、センサ信号故障検出、分離及び修正を達成するための様々なシステムモジュール、プロセッサ、及び入力／出力チャネルが、添付の図面を参照して、ここで説明される。

図１は、本発明の例示的実施形態による例示的な故障検出、分離、及び修正システムのブロック図１００を示す。例示的一実施形態では、１つ又は複数の冗長センサ１０２は、１つ又は複数のシステム又は装置に関するパラメータを測定するために使用され得る。例えば、センサ１０２は、機械又はプロセスに関するパラメータ（温度、位置、速度、圧力、集中など）を監視するために使用され得る。例示的一実施形態では、１つ又は複数のセンサ１０２からの信号は、検出及び信頼度判定ブロック１０４と結合信頼度判定ブロック１０６によって評価され得る。例示的一実施形態では、検出及び信頼度判定ブロック１０４と結合信頼度判定ブロック１０６は、各々の故障モード及びセンサのチャネル健全性の履歴及び現在の信頼度を考慮することができる総合的信頼度推定方式として機能することができる。例えば、評価することができる故障モード又はパラメータは、可用性状況（ＡＳＴ）１２４、スパイク１２６、シフト１２８、スタック１３０、ノイズ１３２、不一致１３４、及びドリフト１３６を含む。これらのモードの各々を評価するためのプロセスが、以下にさらに説明される。

本発明のある種の実施形態によれば、また続けて図１を参照すると、センサ１０２からの信号、センサモデル１２２からのデータ、及び結合信頼度計算１０６の出力は、修正ブロック１０８に入力され得る。例示的一実施形態では、修正ブロック１０８への入力は、センサＡ１１６、センサＢ１１８、及びセンサＣ１２０からの信号を含むことができ、各故障タイプ（１２４〜１３６）に対応する各センサの対応する信頼度値を含み得る。例えば、信頼度Ａ１４４、信頼度Ｂ１４６、及び信頼度Ｃ１４８は、各センサ１１６、１１８、１２０のＡＳＴ１２４、スパイク１２６、シフト１２８、スタック１３０、ノイズ１３２、不一致１３４、及びドリフト１３６などのパラメータに対応する信頼度値のベクトル又は配列をそれぞれ含み得る。例示的実施形態は、１つ又は複数のパラメータ１２４〜１３６に少なくとも部分的に基づいてセンサ故障１１０を識別することを含み得る。

ある種の例示的実施形態によれば、修正ブロック１０８は、単一の「最良の、最適な、又は修正された」センサ信号と同等でもよい修正値１１２を形成することができる。例えば、その修正値１１２は、２つ以上のセンサがほぼ一致し他の故障が検出されないとき、センサ信号の組合せ（中間又は平均）でもよい。他の実施形態では、修正値１１２は、センサモデル１２２から及び／又はそのセンサ信号のうちの１つ又は複数のノイズ除去されたバージョンから部分的に導出され得る。例えば、修正値１１２の出力は、結合信頼度値１４４、１４６、１４８に少なくとも部分的に基づく１つ又は複数のセンサ１１６、１１８、１２０又はセンサモデル１２２からの直接の又は結合されたデータを含み得る。

例示的実施形態は、修正値１１２及び状況の出力を含む。例示的一実施形態では、その状況は、１つ又は複数の保護論理１１４を含み得る。例示的一実施形態では、その保護論理は、ある種の状態、例えば、結合信頼度値１４４、１４６、１４８がいつ１つ又は複数のセンサ１１６〜１２０のうちの少なくとも１つについて所定の閾値を下回ったか、或いは、その１つ又は複数のセンサ１１６〜１２０のうちの２つ以上からの監視データがいつ所定の量よりも異なったか、を指示することができる。例示的実施形態によれば、修正値１１２及び状況を出力するステップは、結合信頼度値１４４、１４６、１４８に少なくとも部分的に基づいて１つ又は複数のセンサ１１６、１１８、１２０又はセンサモデル１２２から直接の又は結合されたデータを出力することを含み得る。

本発明のある種の例示的実施形態によれば、追加の情報は、センサ１０２の信号の評価に基づいて形成及び出力され得る。例えば、ある種の例示的実施形態では、保護論理１１４は、保護アクション及び警報のための出力でもよい。例えば、保護アクションは、ユニットトリップ、自動シャットダウン、ロード拒否、ロードステップ、サブシステム無効水噴射、スルートゥセーフ（ｓｌｅｗｔｏｓａｆｅ）モードなどを含み得る。ある種の例示的実施形態では、保護論理１１４は、以下の状態の指示を含み得る：（１）２つのセンサが残っている、（２）１つのセンサが残っている、（３）センサが残っていない、（４）残っている２つのセンサでの差動故障、及び／又は（５）残っている３つのセンサでの差動故障。例示的一実施形態では、前述の保護論理１１４（１）〜（３）は、センサチャネルのいずれかのパラメータの信頼度が所定の閾値を下回るときに形成され得る。例示的一実施形態では、前述の保護論理１１４（４）及び（５）は、故障が検出されたが、分離できない又は特定のセンサ若しくはチャネルに帰することができないとき、及び、冗長チャネルが所定の量よりも異なるときに、形成され得る。

図２は、本発明の例示的一実施形態による処理システム２００のブロック図である。例示的一実施形態では、本システム２００は、コントローラ２０２を含み得る。コントローラ２０２は、少なくとも１つのメモリ２０４及びメモリ２０４と通信する少なくとも１つのプロセッサ２０６を含み得る。コントローラ２０２はまた、１つ若しくは複数のプロセッサ２０６と通信する１つ若しくは複数の入力／出力インターフェース２０８及び／又は１つ若しくは複数のネットワークインターフェース２１０を含み得る。本発明のある種の例示的実施形態では、メモリ２０４は、オペレーティングシステム２１２及びデータ２１４を含み得る。メモリ２０４はまた、プロセッサ２０６のためのコンピュータ実行可能命令を提供するモジュールを含み得る。例えば、メモリ２０４は、実際のセンサからの応答と比較するためのモデル情報を提供することができるセンサモデルモジュール２２０を含み得る。メモリ２０４はまた、故障検出器２２２、信頼度モジュール２２４、及び修正モジュール２２６を含み得る。本発明の例示的一実施形態によれば、センサ２１６は、１つ又は複数の入力／出力インターフェース２０８を介してプロセッサ２０６と通信することができる。ある種の例示的実施形態では、１つ又は複数のヒューマンインターフェースデバイス２１８は、ネットワークインターフェース２１０又は入力／出力インターフェース２０８を介してコントローラ２０２と通信することができる。

図３は、本発明の例示的一実施形態による例示的スパイク検出器のブロック図である。本発明の例示的実施形態によれば、「スパイク」は、信号内のインパルス障害として定義され得る。例えば、信号内のスパイクは、電磁結合、静的、断続的接続などによってもたらされ得る。通常の例示的実施形態では、スパイクが信号内で生じるとき、その信号に関する電圧及び／又は電流の水準は突然上がり又は下がり、次いで、スパイクが生じる前の値位に戻ることになる。例示的一実施形態では、スパイクの持続期間は、極端に短く、約数ナノ秒であり、時として、サンプリング周波数及びその信号をサンプリングする方法によっては、短すぎて測定又は検出さえできないことがある。他の例示的実施形態では、１つ又は複数のスパイクは、約数マイクロ秒であることもあり、例えば、アナログ信号又はデジタルサンプルストリームから検出及び除去され得る。

例示的一実施形態によれば、入力信号３０２の現在の値３０３（又はサンプル若しくはスキャン）は、１つ又は複数のスパイクに先立って信号の値３０５（又はサンプル若しくはスキャン）と比較され得る。その値の差３０７が所定の閾値３１２を超え、スパイク標識３１７が真になった場合、スイッチ３１３は、その出力３１５を単一のサンプルのスパイクに先立って前のスキャン３０５に固定することができるが、スイッチ３１３は、インパルス障害が検出されないときには現在のサンプル３０３を出力するように設定され得る。一例では、スパイク検出器３００は、（ａ）スパイクが全スパイク持続期間３２０について持続し、その場合にシフトが宣言され、又は（ｂ）その入力がそのスパイクに先立つ入力の値に近いときまで、このようにして継続することができる。

再び図３を参照すると、例示的一実施形態によれば、スパイク検出器３００は、現在のサンプル３０３と前のサンプル３０５の差が所定の閾値３１２を超える場合に、起動することができる。例示的一実施形態では、個々のスパイク検出器３００は、冗長センサシステム内の各通信チャネルに使用され得る。例示的一実施形態では、スパイク検出器３００は、監視されたチャネル値がその事象に先立つ他の利用可能なチャネルと懸け離れている場合に、抑止され得る。例示的一実施形態によれば、スパイク検出器３００はまた、スイッチ３１３及び単一のサンプル遅延３１１を起動してスパイクを取り除き、スパイクが出力３１５に渡されるのを防ぐことができる。ある種の例示的実施形態では、現在の標準偏差推定値（図１１を参照して以下に説明するような）は、スパイクと高ノイズ故障を区別するために、使用され得る。

例示的一実施形態では、スパイク検出器３００は、以下を含む演算のためのいくつかの入力を受信することができる：センサからの入力サンプル３０２と、スパイク検出及び／又は除去の起動を設定するための閾値３１２と、入力サンプルがスパイク信頼度３２８の復元又はシフト故障検出の前にスパイクがない必要がある最短時間を設定するためのピックアップ時間遅延値３２０と、いつスパイクを無視するかを制御するための初期化入力３２４と、シフト信頼度３２６（図４に関して以下にさらに論じる。）
例示的一実施形態では、入力センササンプル３０２は、現在のサンプル３０３を含み得る。現在のサンプル３０３は、差ブロック３０６（例えば、コンパレータ又は同様の評価ブロックでもよい）内の前のサンプル３０５と比較され得る。現在のサンプル３０３と前のサンプル３０５の差３０７の絶対値３０９が閾値３１２よりも大きい場合、スパイク標識信号３１７は、スイッチ３１３をトリガして、次の現在のサンプル３０３との再度の比較３０６のために前のサンプル３０５を選択し、再循環させることができる。例示的一実施形態では、単一のサンプル遅延ブロック３１１は（前述の様々な比較３０６、３１０及びスイッチ３１３との組合せで）、スパイクのない出力信号３１５を提供することができる。

図３にやはり示すのは、ある種の入力３２０、３２４、３２６とスパイク標識信号３１７に基づく保護論理３３２及びスパイク信頼度指示３２８を提供することができるスパイク検出器３００の一部である。例示的一実施形態では、スパイク信頼度指示３２８は、少なくとも部分的に信号サンプル３０２に基づいて生成及び出力され得る。例示的一実施形態では、スパイク信頼度指示３２８の生成及び出力は、インパルス障害が消去された後の所定の時間３２０についてスパイク信頼度指示３２８の復元を遅らせることを含み得る。例示的一実施形態では、スパイクが検出されるとき、スパイク標識信号３１７は、真の状態になることができ、偽から真の遅延ブロック３１８に入る前に反転され得る。例えば、次のいくつかの入力サンプルはスパイクがない場合、スパイク標識信号３１７は、偽の状態になることができ、そして、偽から真の遅延ブロック３１８で再び反転され得る。しかし、偽から真の遅延ブロック３１８の出力は、スパイクが検出されることなしにある一定の時間量（又はサンプルの数）が経過するまでは、真の値になることを許されないことが可能である。この時間量は、ピックアップ時間と呼ぶことができ、そして、それはピックアップ時間遅延入力３２０によって設定され得る。前述のように、ピックアップ時間遅延値３２０は、入力サンプルがスパイク信頼度３２８の復元前にスパイクなしでなければならない最短時間を設定するために使用され得る。例示的一実施形態によれば、スパイク信頼度３２８及び保護論理３３２出力はまた、多入力ＯＲブロック３２２を介して初期化入力３２４又はシフト信頼度入力３２６によって制御され得る。例示的一実施形態では、検出されたスパイクが時間遅延３２０よりも長い間持続する場合、次にスパイクではなくて信号内のシフトが報告され得る。ある種の実施形態では、スパイク信頼度３２８内の真の値は、以下のいずれかを指示することができる：（ａ）スパイクは、遅延時間３２０によって設定された期間より長い間検出されなかった、（ｂ）スパイク検出器３００は、それが初期化３２４されていないので、スパイクを無視している、又は、（ｃ）センサ信号シフト３２６が検出された。

ある種の例示的実施形態では、１つ又は複数の保護論理３３２出力は、インパルス障害（スパイク）が検出されるとともに生成され得る。

図４は、本発明の例示的一実施形態によるシフト検出器４００を示す。例示的一実施形態では、シフト検出器４００は、前述のスパイク検出器３００と並行して作動することができる。例示的実施形態によれば、シフト検出器は、２つ以上の（冗長）センサが特定の現象を監視するために使用されている状況についてのみ使用され得る。例示的一実施形態によれば、シフトは、非現実的変化率が冗長センサ信号間の大きな差をもたらすときに、検出され得る。

例示的一実施形態では、シフト検出器４００は、チャネル接近信号４０４及びスパイク信頼度信号４０２を監視することができる。（スパイク信頼度信号４０２は、例えば、図３の３２８と等しくてもよい。）例示的一実施形態によれば、接近信号４０４は、チャネル一致信頼度信号（例えば、図７に示す７４０及び以下に記載するような）と等しくてもよい。チャネル接近信号４０４は、ピックアップ時間遅延４２６を含むことができ、そして、次に真から偽の遅延ブロック４０６が経過した後に、次いでドロップアウト時間遅延４１８も含むことができ、チャネル接近属性信号４１１として指定され得る。例示的ドロップアウト遅延４１８及びピックアップ遅延４２６を有する例示的チャネル接近属性信号４１１が、図４の挿入されたボックスに示される。例えば、チャネル接近属性信号４１１は、最初は、チャネル一致信頼度を指示する、論理真でもよいが、ある時点４２０に、冗長センサはもはや一致しないことがある。例示的一実施形態では、ドロップアウト時間遅延４１８は、スパイク持続期間と等しく設定することができ、チャネル接近属性信号４１１は、不一致４２０が少なくともスパイクの持続期間について検出された後に真のままであることが可能で、次いで、偽の状態４２２に変わり得る。例示的一実施形態では、チャネル接近属性信号４１１は、チャネルが再び一致する４２２まで偽の状態４２２のままであることが可能で、その時点で、チャネル接近属性信号４１１は、ピックアップ時間遅延４２６の後まで再び真になる４２８を待つことができる。例示的一実施形態では、ピックアップ時間遅延４２６は、スパイク持続期間と同等でもよく、又はスパイク持続期間より長くてもよい。例示的一実施形態では、スパイク持続期間は、スパイク検出器３００（前述）から判定され得る。

例示的一実施形態では、チャネル接近属性４１１が真の状態にあり、スパイク信頼度４０２が偽の状態にあるとき、（リセットに支配された）ラッチ４１０へのセット（Ｓ）入力は高い状態にあることになる。ラッチ４１０へのリセット入力（黒い長方形で示す）は、チャネル接近信号４０４に続く。例示的一実施形態では、ラッチ４１０を設定するために、スパイク信頼度４０２は偽であり、チャネル接近４０４は真から偽に推移する。例示的一実施形態では、ラッチ４１０のリセット条件は、チャネル接近信号４０４がスパイク持続期間より長いスパイクについて真であることである。これが生じる場合、リセット支配されたラッチ４１０は、インバータ４１２を介してそのチャネルでシフト故障を指示することができる偽シフト信頼度４１４を指示し、起動され得る。例示的一実施形態では、ラッチ４１０は、故障を有するチャネルが別の故障していないチャネルに近くなる場合にリセットされ得る。例示的一実施形態では、シフト検出器４００は、複数の優良チャネルを必要とするリセット条件によりシンプレックス冗長性について抑止され得る。

例示的実施形態によれば、シフト信頼度４１４は、以下のときにセンサ信号内の有効なシフトを判定することによって、少なくとも部分的に、判定され得る：その受信されたスパイク信頼度信号４０２が検出されたインパルス障害がないことを指示する、その受信されたセンサチャネル接近信号４０４が最初に２つ以上の冗長センサのチャネル差が所定の範囲内にあることを指示する、そして、その受信されたセンサチャネル接近信号４０４が、その２つ以上の冗長センサのチャネル差はスパイク持続期間信号によって定義された期間の後も所定の範囲内にないかどうかを指示する。例示的一実施形態によれば、その所定の範囲は、フルスケールの約０．１％から約１０％の範囲を含み得る。

例示的一実施形態によれば、スパイク信頼度信号４０２の受信は、２つ以上の冗長センサのうちの少なくとも１つに関連する現在のサンプル３０３と前のサンプル３０５の間の差振幅３０７の検出に少なくとも部分的に基づくことができ、その差振幅３０７は所定の閾値３１２よりも大きい。

例示的一実施形態では、シフト信頼度４１４を出力することは、反転されるスパイク信頼度信号４０２及びチャネル接近属性４１１の論理積４０８（又は論理ＡＮＤ演算）を含む。例えば、チャネル接近属性４１１は、スパイク持続期間信号によって定義される所定の時間遅れた４０６チャネル接近信号４０４を含むことができ、そして、論理積４０８の出力はラッチ４１０を設定することができる。ラッチ４１０は、例えば、チャネル接近信号４０４が真であるときにリセット可能であり、ラッチ４１０の出力は、反転され、シフト信頼度４１４として解釈され得る。例示的一実施形態によれば、シフト信頼度４１４は、非冗長チャネルについて抑止され得る。

図５は、本発明の例示的一実施形態によるノイズ／スタック検出器５００のブロック図である。例示的一実施形態では、高ノイズ又は低ノイズ／スタック故障は、信号の推定オンラインノイズ標準偏差を標準偏差の期待される（予測される又は正規の）水準に比較することによって、検出することができる。例示的一実施形態では、補間テーブルは、故障を宣言する前にその測定ノイズが期待されたものとどのくらい離れているかを判定するために、使用され得る。

例示的一実施形態では、図５に示すように、センサ５０１はセンサ信号サンプル５０２（スパイクのない、例えば図３の出力３１５を介する）を提供することができ、この信号５０２は、標準偏差推定器５０４に入力され得る。標準偏差推定器５０４は、入力信号に関するノイズの正規の量を学習し、リアルタイムでノイズ標準偏差を推定することができる。（ブロック５０４内の標準偏差推定方法のさらなる詳細は、図１１を参照して以下にさらに説明される。）例示的一実施形態では、ノイズ／スタック検出器５００は、例えば、サイト又はセンサ固有の位置から、教育することによって判定され得る期待標準偏差値５０８を受信することができ、安定状態サンプルがその期待標準偏差値５０８を教育及び形成するために使用され得る。

例示的一実施形態によれば、除算ブロック５０６は、標準偏差推定器５０４の出力を取得し、それを期待標準偏差値５０８で割ることができる。例示的一実施形態では、推定標準偏差５０４の期待される標準偏差５０８に対する比率が約２０：１よりも大きい場合、そのとき、信号、センサ、測定、又はアップストリーム処理に何か誤りがある可能性がある。

例示的一実施形態では、除算ブロック５０６によって計算された第１の比率は、ノイズ補間器５１０に出力可能であり、そして、除算ブロック５０６によって計算された第２の比率は、スタック補間器５１２に出力可能である。例示的一実施形態では、第１の及び第２の比率は同じでもよい。もう１つの例示的実施形態では、第１の及び第２の比率は、異なって基準化することができる。本発明の例示的一実施形態によれば、ノイズ補間器５１０は、補間テーブルを使用してその出力を１と０の間のアナログ値に基準化してノイズ信頼度出力５１４を表すことができる。例示的一実施形態によれば、そのノイズ補間器５１０の出力は、１次遅れを有する遅延フィルタ５１３を介して渡されてノイズ信頼度出力５１４を形成することができる。ある種の例示的実施形態では、保護論理５１６は、センサ値５０２に関連するノイズに基づいて生成され得る。例示的一実施形態では、約２と約１０の間の第１の比率は、正規の範囲内で動作しているセンサ信号５０２を示し得る。他の実施形態では、約１０又は約２０よりも大きい第１の比率は、過度にノイズのあるセンサ信号５０２を示すことができ、ノイズ信頼度５１４は、ノイズの量を反映することができる。

前述のように、そして、例示的一実施形態によれば、除算ブロック５０６は、第２の比率をスタック補間器５１２に提供することができる。スタック補間器５１２は、補間テーブルを使用してその出力を１と０の間のアナログ値に基準化することができる。結果として生じるスタック信頼度値５１８は、例えば、センサ値５０２が変化している（正規に期待されるように）かどうか、又はセンサ値５０２が異常に安定しているかを指示することができる。例示的実施形態では、約０．１又は０．０５よりも小さい第２の比率は、スタックであるセンサ信号５０２を示すことができ、スタック信頼度値５１８はそのような状態を反映し得る。例示的一実施形態では、保護論理５２０は、スタック信頼度値５１８の値に基づいて生成され得る。例示的一実施形態によれば、センサの信頼度は、ノイズ／スタック検出器５００を使用し、評価及び判定することができる。

図６は、本発明の例示的一実施形態によるドリフト検出器６００のブロック図を示す。例示的一実施形態では、ドリフト検出器６００は、センサ入力６０２を監視して、安定状態にある間に低速変化を検出することができる。例示的一実施形態では、センサ入力６０２は、第１の２つの遅れフィルタ６０４、６０６の以下の例示的方程式にしたがって、平滑化された導関数を計算することができる異なる時間パラメータＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を各々有する、遅れフィルタ６０４、６０６、６０８、６１０の形で周波数分離器に送信され得る：

これは、ローパスフィルタ周波数分離器６０４、６０６、６０８、６１０、及び減算ブロック６１２、６１４、６１６を表すことができる。例示的一実施形態では、第１の周波数分離器遅れフィルタ６０４は、約３の時定数Ｔ₁を有することが可能であり、第２の周波数分離器遅れフィルタ６０６は、約１０の時定数Ｔ₂を有することが可能で、第３の周波数分離器遅れフィルタ６０８は、約１００の時定数Ｔ₃を有することが可能で、第４の周波数分離器遅れフィルタ６１０は約１０００の時定数Ｔ₄を有することが可能である。ある種の例示的実施形態によれば、減算ブロック６１２〜６１６からのモジュールｘ、ｙ及びｚ出力は、感度について正規化及び調整され得る。例えば、ドリフトゲートブロック６１８、６２０、６２２は、最高０又は１−（ａｂｓＸ）／ドリフト値と同等の値を計算及び出力することが可能で、Ｘはその入力であり、ドリフト値は感度について調整され得るパラメータである。

例示的実施形態によれば、ドリフトゲートブロック６１８、６２０、６２２の出力は、最小評価ブロック６２４に送り込むことができる。例示的一実施形態では、値ｘ、ｙ、又はｚのうちのいずれかがドリフト値よりも大きくなる場合、ドリフト信頼度出力６２６は０になることになる。例示的実施形態によれば、保護論理６２８は、そのドリフト信頼度出力６２６に基づく出力でもよい。

図７は、本発明の例示的一実施形態による一致検出器７００のブロック図である。例示的一実施形態では、本一致検出器は２つ以上のセンサのために使用され、ただ１つのセンサが存在する場合には、それはバイパスされる。例示的実施形態によれば、本一致検出器は、センサＡからの信号をセンサＢ及び／又はセンサＣからの信号と比較することができる。同様の論理は、センサＢからの信号をセンサＡ及び／又はＣと比較するために、そしてさらにセンサＣからの信号とセンサＡ及び／又はＢについて、繰り返すことができる。

他の例示的実施形態によれば、一致検出器７００は、一致閾値７０４を使用することによって、デュプレックス又はトリプレックスセンサのすべての有効なチャネルペアＡ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ｂ−Ｃを比較することができる。例えば、チャネルは、２つの状況で一致故障を生み出し得る：第１には、３つのセンサが有効である場合、そして、３つのチャネルのうちの１つが一致閾値７０４よりも大きく他の２つと異なる場合、並びに、第２には、すべての使用可能なセンサが互いに遠く離れているとき。第２の状況は、「すべてのチャネル不一致」７２０が２つの又は３つの有効なチャネルと生じ得るとして知られる。例示的一実施形態では、センサモデルが提供されたとき、そのモデルに最も近くないすべてのセンサが一致故障を有し得る。

センサ信号を処理する及びセンサ信号間で１つのチャネルの一致を判定するための例示的論理が、ここで、図７を参照して説明される。例示的一実施形態では、一致プロセス７０８は、ペアでの使用可能チャネルから入力を受信することができる。例えば、一致プロセス７０８は、センサ信号ＡとＢの間の絶対値（Ａｂｓ（Ａ−Ｂ））７０２、一致閾値７０４、及び反霧雨ヒステリシス（ａｎｔｉ−ｄｒｉｚｚｌｉｎｇｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）７０６を受信することができる。例示的一実施形態では、前述のように、Ａｂｓ（Ａ−Ｂ）７０２は、２つのセンサチャネルに関わることが可能で、Ａ及びＢはチャネルＡ、Ｂ、及びＣのペアでの組合せを表し得る。

例示的一実施形態では、一致プロセス７０８は、入力７０２、７０４、７０６に基づくペアでの一致７０９を生み出すことができる。例えば、使用可能なセンサチャネルのペアでの一致７０９を判定するステップは、２つの使用可能なセンサチャネルの間の差の絶対値７０２を所定の値７０４と比較するステップを含み得る。例示的一実施形態によれば、ペアでの一致にある少なくとも１つのセンサチャネルは、２つの使用可能なセンサチャネルのうちの少なくとも１つを含むことが可能であり、その２つの使用可能なセンサチャネルの間の差の絶対値７０２は所定の値７０４よりも小さい。例示的一実施形態では、使用可能なセンサチャネルのペアでの一致７０９を判定することは、２つの使用可能なセンサチャネルの間の差の絶対値７０２を所定のヒステリシス限界７０６と比較するステップをさらに含み得る。

例示的一実施形態では、ペアでの一致７０９は、センサの可用性を表す入力とともに、例えば、使用可能なＡ７１２と使用可能なＢ７１４は、第１のＡＮＤゲート７１０に入力され得る。例示的一実施形態では、第１のＡＮＤゲート７１０の出力は、以下の入力とともに第２のＡＮＤゲート７１６に送り込まれ得る：「ＡはＣと不一致である」７１８、及び、反転された「すべてのチャネルの不一致」７２０。本発明の例示的実施形態によれば、論理入力「ＡはＣと不一致である」７１８は、ＡＮＤゲート７１０の出力が判定される方法と同様の方式で判定され得るが、入力「ＡはＣと不一致である」７１８は、ＡとＢの代わりにチャネルＡとＣの比較に関わり得る。例えば、ヒステリシスブロック７０８に対応する同様のブロック及びＡＮＤゲート７１０は、「ＡはＣと不一致である」７１８を生成するために使用することができるが、図７には示されていない。

例示的一実施形態では、第２のＡＮＤゲート７１６の出力は、ラッチ７２２を設定するために使用され得る。そのラッチは、ＡはＢ又はＣに近い７２４が真であるときに、リセットされ得る。例示的一実施形態では、ラッチ７２２の出力は、反転され、第１のスイッチ７３６、及び第３のＡＮＤゲート７２６、及び第４のＡＮＤゲート７２８に入力を提供することができる。第３のＡＮＤゲート７２６は、加えて、入力「すべてのチャネルの不一致」７２０及び無効なモデル７３２を受信して、第２のスイッチ７３８を切り替えるための信号出力を生み出すことができる。例示的一実施形態では、第４のＡＮＤゲート７２８は、加えて、入力「すべてのチャネルの不一致」７２０及び有効なモデル７３４を受信することができる。例示的一実施形態では、第４のＡＮＤゲート７２８の出力は、第１のスイッチ７３６を切り替えるための信号を提供することができる。例示的一実施形態では、第１のスイッチ７３６及び第２のスイッチ７３８は、単一のチャネルの一致信頼度７４０を指示する信号を出力するための経路（例えば：Ａ、Ｂ、又はＣ）を提供することができる。例示的一実施形態では、保護論理７４４はまた、単一のチャネルの一致信頼度７４０の状態に基づいて生成され得る。本発明の例示的実施形態によれば、図７の図表は調査される各チャネルについて繰り返され得る。

例示的一実施形態では、第３のＡＮＤゲート７２６へのすべての入力が真であるとき、第２のスイッチ７３８は、単一のチャネルの一致信頼度７４０への出力に真の状態７４２を選択することができる。そうでない場合、第３のＡＮＤゲート７２６への入力のいずれかが偽である場合には、第２のスイッチ７３８は、第１のスイッチ７３６から出力を選択することができる。例示的一実施形態では、第４のＡＮＤゲート７２８への入力のすべてが真であるとき、第１のスイッチ７３６は、第４のスイッチ７６６から出力を選択することができる。そうでない場合、第４のＡＮＤゲート７２８に偽の入力がある場合には、第１のスイッチ７３６は、ラッチ７２２から反転された出力を選択することができる。

例示的一実施形態では、第４のスイッチ７６６は、１つ又は複数の他のセンサの可用性に基づいて入力を選択することができる。例えば、偽の状態にあるＢ使用不可能７４８は、第３のスイッチ７６０から出力を選択することができる。しかし、Ｂ使用不可能７４８が真の状態にある場合には、第４のスイッチ７６６は、第１のＯＲゲート７５２から出力を選択することができる。例示的一実施形態では、第１のＯＲゲート７５２は、以下の入力条件のいずれか又はすべてが満たされる場合に、論理的真を生み出すことができる：Ｍがモデルである｜Ａ−Ｍ｜＜｜Ｃ−Ｍ｜７５４（チャネルＡがＣよりもモデルに近いことを意味する）、Ｃ使用不可能７５６、又は、ＡとＣは近い７５８。

例示的一実施形態では、センサモデルに最も近い使用可能なセンサチャネル７６４を判定するステップは、特定のＡチャネルの論理がすべての使用可能なセンサチャネルの間でセンサモデル１２２に最も近いと判定するステップを含む。例示的一実施形態では、第３のスイッチ７６０は、チャネルＣの可用性に基づいて入力を選択することができる。例えば、偽の状態にあるＣ使用不可能７５６は、第３のスイッチ７６０に出力のために｜Ａ−Ｍ｜、｜Ｂ−Ｍ｜、｜Ｃ−Ｍ｜７６４の間でＡの最小論理を選択させることができ、但し、Ｍはそのモデルである。しかし、例示的一実施形態では、Ｃ使用不可能７５６が真の状態にあるとき、第３のスイッチ７６０は、出力のために第２のＯＲゲート７４４の出力を選択することができる。例示的一実施形態では、第２のＯＲゲート７４４は、以下の入力条件のいずれか又はすべてが満たされる場合に、論理的真を生み出すことができる：｜Ａ−Ｍ｜＜｜Ｂ−Ｍ｜７４６、但し、Ｍはそのモデルである（チャネルＡがＢよりもモデルに近いことを意味する）、Ｂ使用不可能７４８、或いは、ＡとＢが近い７５０。例示的実施形態によれば、前述の論理の結果として生じる個々のチャネル一致信頼度７４０出力は、単一のチャネルの一致の指示を提供することができる。例示的一実施形態では、個々のチャネル一致信頼度７４０出力は、その使用可能なセンサチャネルが有効なセンサモデルに最もよく合致するときに、一致信頼度を指示することができる。逆に言えば、例示的一実施形態では、一致信頼度がない７４０の指示は、センサが１つ使用可能又は１つも使用可能でない場合に出力され得る。例示的実施形態によれば、図７に示すような同様のプロセス及び論理図は、チャネルＢとＣの間の一致を判定するために使用され得る。

図８は、本発明の例示的一実施形態による結合信頼度計算器８００のブロック図である。（結合信頼度計算器８００は、例えば、図１のブロック１０６に対応し得る。）例示的一実施形態では、すべての特定の故障信頼度は、第１の最小選択８０２によって結合され得る。例えば、ノイズ信頼度８０４、ドリフト信頼度８０６、スパイク信頼度８１０、シフト信頼度８１２、一致信頼度８１４及び範囲内信頼度８１６は、第１の最小選択８０２への入力を提供することができる。ある種の例示的実施形態では、故障信頼度８１０〜８１６は、第１の最小選択８０２に入力されるのに先立ってコンバータ８１８〜８２４を介してアナログ信号に変換され得る。例示的一実施形態では、第１の最小選択８０２の出力は、直ちに選択解除可能な任意選択の履歴ブロック８２６への入力を提供することができるが、オンラインに戻されるために回復遅延を必要とし得る。例示的一実施形態では、履歴ブロック８２６は、特定のセンサの履歴を考慮することができ、それが所定の期間正しく動作するまで、その信頼度を追加することをセンサに許さないことが可能である。例示的一実施形態では、結合信頼度計算８００は、センサごとに実行することができる。

例示的一実施形態によれば、履歴ブロック８２６は、入力信頼度値を信頼度の定義水準又は範囲に分けることができる非線形変成器８２８を含み得る。例示的一実施形態では、非線形変成器８２８の出力は、平滑化を提供することができる積分器８３０に渡すことが可能であり、断続的故障に対する保護を提供することができる。履歴ブロック８２６の出力は、チャネル健全性の指示でもよく、第２の最小選択８３２に渡され得る。例示的一実施形態では、第２の最小選択８３２は、第１の最小選択８０２の出力を有する履歴ブロック８２６の出力を基準化することができる。もう１つの例示的実施形態では、第２の最小選択ブロック８３２は、第１の最小選択８０２の出力又は履歴ブロック８２６の出力の最小を選択することができる。例示的一実施形態では、結合信頼度計算器８００は、各冗長センサの結合信頼度８３４を生み出すことができる。例えば、結合信頼度８３４は、図１の結合信頼度１４４〜１４８に対応し得る。

図９は、本発明の例示的一実施形態による修正システム９００のブロック図である。（修正システム９００は、図１の修正ブロック１０８に対応し得る。）例示的一実施形態では、修正システム９００は、最終修正値９６０（図１の修正値１１２に対応する）及び保護論理９２８（図１の保護論理１１４に対応する）を形成することができる。例示的一実施形態では、３つのチャネルが使用可能である場合（例えば、チャネル信頼度が所定の値を上回らない場合）、中央値選択９０８が行われ得る。２つのチャネルが使用可能である場合、チャネル信頼度の加重平均９１０が使用され得る。１つのチャネルが使用可能である場合には、それが使用される。すべてのチャネルが機能しない場合、次いで、デフォルト値９５２が選択される。例示的一実施形態では、少なくとも１つのチャネルが使用可能になるまで、デフォルト値９５２が使用され得る。例示的一実施形態では、修正値９６０を出力するステップは、モデルが有効９５８又はデフォルト値９５２である場合、或いは、１つ又は複数のセンサ９０２、９０４、９０６のいずれの信頼度値９１２、９１４、９１６もそれぞれの所定の閾値９１８、９２０、９２２を満たさない又は超えないとき、モデル化された値９４８を出力するステップをさらに含み得る。例示的一実施形態では、保護論理は、１つ又は複数のセンサ９０２、９０４、９０６のすべての信頼度値９１２、９１４、９１６が所定の閾値９１８、９２０、９２２を下回るときに、出力され得る９２８。

例示的一実施形態によれば、使用可能な信号間の高い差動を指示する一致検出器（図７の７００で示すような）からの保護論理は、残りのセンサの最小、最大、又は加重平均を修正値９６０として選択させることができる。例示的一実施形態では、修正値９６０を出力するステップは、１つ又は複数のセンサ９０２、９０４、９０６のうちの２つのセンサの信頼度値９１２、９１４、９１６が所定の閾値９１８、９２０、９２２を超え、所定の差動値より大きく異なり、他の故障が検出されないとき、１つ又は複数のセンサ９０２、９０４、９０６のうちの２つからの受信センサ信号の最大、最小、又は平均を事前選択及び出力するステップを含み得る。例示的一実施形態では、受信されるセンサ信号の最大、最小、又は平均を事前選択及び出力するステップのこの選択は、センサが機能しなくなる安全な方向に少なくとも基づいて予め行われ得る。例えば、加重平均は、両方向が同等に悪い場合に、選択され得る。例示的一実施形態では、高い差動は、残りの「良い」冗長センサ（２又は３）が指定された閾値よりも大きく異なり、スパイク、シフトなどの他の故障が検出されないときに、指示され得る。

例示的一実施形態では、信号９０２〜９０６及び信頼度値９１２〜９１６は、冗長センサについて監視され得る。例示的一実施形態によれば、信頼度値９１２、９１４、９１６を受信するステップは、１つ又は複数のパラメータ１２４〜１３６の最小信頼度選択を少なくとも受信するステップを含むことができ、その１つ又は複数のパラメータ１２４〜１３６は、可用性状況１２４、スパイク１２６、シフト１２８、スタック１３０、ノイズ１３２、不一致１３４、又はドリフト１３６のうちの１つ又は複数を含み得る。例示的一実施形態では、信頼度値９１２〜９１６は、監視され、信頼度が所定の値よりも大きいとき、ブロック９１８〜９２２によって真の値又は２値１に変換され得る。その信頼度が所定の値よりも小さい（低い信頼度を示す）場合、ブロック９１８〜９２２は、２値偽又は０を出力することができる。例示的一実施形態では、合計ブロック９２４は、ブロック９１８〜９２２からの変換された信頼度値を追加することができる。合計ブロック９２４の出力が１よりも小さい場合、＜１ブロック９２６の出力は真になり、すべてのセンサの低い信頼度を示す。例示的一実施形態では、＜１ブロック９２６は、ある種の保護論理９２８をトリガすることができる。例示的一実施形態では、＜１ブロック９２６の出力は、第１のＡＮＤゲート９５４及び第２のＡＮＤゲート９５６への入力を提供することができる。例示的一実施形態では、有効なモデル９５８の指示はまた、第１のＡＮＤゲート９５４への入力を提供することができる。例示的一実施形態では、有効なモデル９５８の指示が存在する場合、及び、すべてのセンサの低い信頼度が存在する場合、第１のＡＮＤゲート９５４の出力は、スイッチ９４６を介して、修正値９６０への出力のためのモデル値９４８を選択することができる。しかし、モデルが有効ではなく（有効なモデル９５８で偽値によって指示されるような）、すべてのセンサに低い信頼度が存在する例示的一実施形態では、第２のＡＮＤゲート９５６は、有効なモデル９５８からの入力を反転させることができ、そして、第２のＡＮＤゲート９５６の出力は、スイッチ９５０を介して、修正値９６０への出力にデフォルト値９５２を選択することができる。

もう１つの例示的実施形態によれば、３つの冗長センサのすべてが有効である、又は高い信頼度を有すると判定されるとき、＝３ブロック９３０の出力は真でもよく、スイッチ９４４は、修正値９６０への出力にセンサ信号９０２〜９０６の中央値９０９を選択することができる。

もう１つの例示的実施形態では、センサ９０２〜９０６のうちの２つが使用可能であるとき、及びセンサ信頼度値９１２〜９１６のうちの２つが低い信頼度閾値を上回るとき、その場合、センサ信号の加重平均９１０は、修正値９６０への出力でもよい。ある特定の例では、個々のセンサ９０２〜９０６からの信号は、使用可能であり得る、又は修正値９６０への出力のために事前選択され得る９３４〜９４２。

例示的一実施形態によれば、スナップスムーザ９６２が、修正値９６０の出力の前に提供されて、修正値変更の比率を制限すること及びチャネル状況が変更されるときに高速ジャンプを回避することができる。例示的一実施形態では、最初の値と目標とされる値の間の遷移は、平滑化時間中に実行され得る。例示的一実施形態では、スムーザは、選択状況が前のスキャンと一致しないときに、起動され得る。例えば、信頼度条件は、１つのサンプルでの中央値９０９、次いで次のサンプルでの加重平均９１０の選択を引き起こすことができ、スナップスムーザ９６２によって平滑化され得る修正値９６０における不連続性を作り出し得る。例示的一実施形態では、平滑化時間間隔の満了の後、修正値は新しい値（この例では加重平均）と等しくてもよい。例示的一実施形態では、その平滑化時間は、初期又は目標状態のいずれかとして、デフォルト値モードが遷移に加わるときには、増やすことができる。

図１０は、例示的スナップスムーザ１０００のブロック図である。（スナップスムーザ１０００は、図９のスナップスムーザ９６２に対応し得る。）例示的一実施形態では、スナップスムーザ１０００は、チャネル状況及び計算規則が変更された場合に、修正値１０４２を平滑化するために適用され得る。例えば、状態変更の検出は、指定された期間中に出力修正値１０４２を平滑化する遅れフィルタ１０４０を起動することができる。平滑化時間間隔の満了の後、遅れフィルタ１０４０はバイパスされ得る。

ある種の例示的実施形態では、スナップスムーザ１０００は、遅れフィルタ、比率リミタ、又はランプ関数を介して実装され得る。例示的一実施形態では、図１０に示すように、冗長センサのグローバル信頼度値１００２〜１００６は、＜低信頼度ブロック１００８〜１０１２によって評価されて、その信頼度値が所定の信頼度値よりも小さいかが判定され得る。例示的一実施形態では、＜低信頼度ブロック１００８〜１０１２の２値出力は、排他的ＯＲゲート１０２０〜１０２４のもう一方の入力への入力になる前に、排他的ＯＲゲート１０２０〜１０２４への１つの経路入力及び遅延１０１４〜１０１８へのもう１つの経路入力で分けられ得る。例示的一実施形態では、排他的ＯＲゲート１０２０〜１０２４の出力は、ＯＲゲート１０２８に入力され得る。例示的一実施形態では、ＯＲゲート１０２８からの出力は、プログラマブル遅延１０３０のための入力を提供することができる。プログラマブル遅延１０３０は、例えば、ろ過期間１０３２入力を受信することができる。例示的一実施形態では、信頼度入力１００２〜１００６の変更は、プログラマブル遅延１０３０を起動して、正規の出力１０４４（例えば、図９のスイッチ９５０から）をバイパスし、その代わりに、フィルタ１０４０から平滑化された修正出力１０４２を提供することができる。例示的一実施形態では、フィルタ１０４０は、ろ過係数１０３６及び／又はプログラマブル遅延１０３０が正規の出力１０４４をバイパスする１０３８ろ過期間１０３２に少なくとも基づいて平滑化された修正出力１０４２を提供することができる。

図１１は、センサ信号サンプル１１０２において信号ノイズを判定するためのオンラインの標準偏差推定器１１００のブロック図である。例示的一実施形態では、標準偏差の推定値１１２４は、線形回帰１１１４から予測され得る信号の期待値から平均偏差に基づいて導出することができる。従来のノイズ推定方法に勝るこの計算方法の１つの利点は、過渡特性に対するその低い依存である。

例示的一実施形態では、時間スタンプｔ１、…、ｔｎ１１０４を有する入力信号測定シーケンスｘ１、…、ｘｎ１１０２は、確率関数ｘ（ｔ）として解釈され得る。この関数は、形式ｘ＝ａｔ＋ｂの線形回帰曲線によって概算することができ、パラメータａ及びｂは以下の方程式による最小二乗法を使用して判定することができる：

但し、ｘはセンサ信号サンプル１１０２を表し、ｔは時間を表し、ｉは入力サンプル１１０２に関連するインデックス１１０４を表し、ａ及びｂは回帰係数１１１０を表し、ｎは最小二乗近似１１０８を判定する際に使用されるセンサ信号サンプル１１０２の数を表す。例示的一実施形態では、最小条件の未知のパラメータａ、ｂ及び最適化での微分方程式１は、以下の線形システムをもたらす：

但し、ｘはセンサ信号サンプル１１０２を表し、ｔは時間を表し、ｉは入力サンプル１１０２に関連するインデックス１１０４を表し、ａ及びｂは回帰係数１１１０を表し、ｎは線形回路１１１４を判定する際に使用されるセンサ信号サンプル１１０２の数を表す。

例示的一実施形態では、Ｋｒａｍｅｒの方法は、方程式１のシステムを解決するために使用され得る。計算された解ａ、ｂを使用し、次のデータ点の期待値は、ｘｅ＝ａ（ｍ＋ｔ）＋ｂとして計算することができ、但し、ｔ＝サンプル時間である。期待値（ｘ−ｘｅの絶対値）からの現在の測定偏差の係数は、生標準偏差推定値として解釈することができる。例示的一実施形態では、生標準偏差推定値は、次いで、遅れフィルタによって平滑化され得る。

ある種の例示的実施形態によれば、旧知の標準偏差推定方法と比較してこの手法の利点は、著しく低下した時間遅延である。低下した時間遅延は、入力信号過渡電流の標準偏差推定値のひずみを大幅に減らす。例えば、動的測定値は、しばしば、プロセス過渡電流並びに測定ノイズによる変動を含む。センサの健全性診断を目的として、測定ノイズのみが、標準偏差推定値では望まれる。例示的一実施形態によれば、測定ノイズは、追加のプロセス関連構成要素を含む信号全体から分離可能である。信号の標準偏差（したがってノイズ内容）を推定する従来の又は旧知の方法は、しばしば、プロセス変数それ自体が速く動いているとき、推定に重大なバイアスを持ち込む。本発明の例示的実施形態は、標準偏差推定の従来の方法に関連するそのような欠陥に対処するように設計される。

例示的一実施形態では、本標準偏差推定方法は、過渡電流及び高周波数プロセス変動に弱く依存するノイズ推定を提供することができる。例えば、標準偏差推定の１つの使用は、故障検出を目的として信号内で異常に大量のノイズを検出することである。センサに関して、これは、例えば、接触不良などの範囲内故障の早期の指示でもよい。範囲内故障の検出は、顧客の予防保守を助け、器具類の故障による不要な訪問を防ぎ、そして、極端な場合には、ハードウェア損傷などの壊滅的な事象が生じるのを防ぐことができる。標準偏差推定器１１００アルゴリズムの実施形態は、頑強性を維持しながら、故障への高い感度を可能にすることができる。

本発明の例示的一実施形態によれば、図１１を続けて参照すると、標準偏差推定器１１００は、センサ信号サンプル１１０２及び時間兆候１１０４を受信することができる回帰外挿器１１０６を含み得る。例示的一実施形態によれば、センサ信号サンプル１１０２及び時間兆候１１０４は、前述の方程式１を使用して回帰係数ａ及びｂ１１１０を計算することができる最小二乗近似ブロック１１０８に入力され得る。例示的一実施形態では、回帰係数１１１０の判定は、少なくとも部分的に最小二乗近似１１０８に基づく。時間兆候１１０４はまた、時間前進ブロック１１１２に入力され得る。例示的一実施形態では、時間前進ブロック１１１２と回帰係数ａ及びｂ１１１０の出力は、前述の方程式２にしたがって予測されるセンサ信号値１１１６を生み出すことができる線形回帰ブロック１１１４に入力され得る。例示的一実施形態では、入力サンプル１１０２の予測値１１１６の判定は、少なくとも部分的に線形回帰１１１４に基づく。

例示的一実施形態では、センサ信号値１１０２は、予測されるセンサ値１１１６から差接合１１１８で引くことができ、結果として生じる差は、絶対値ブロック１１２０によって処理され得る。例示的一実施形態では、絶対値ブロック１１２０の出力は、ローパスフィルタ１１２２によってフィルタをかけられて標準偏差の推定値１１２４を生み出すことができる。言い換えれば、例示的一実施形態では、標準偏差１１２２のフィルタをかけられた推定値は、入力サンプル１１０２と予測値１１１６の差にフィルタをかけること１１２２によって、判定され得る。

例示的一実施形態によれば、標準偏差推定器１１００は、入力サンプル（１１０２）の予測値（１１１６）が高度インデックス（１１１２）に少なくとも部分的に基づくことを判定することができる。

図１２は、もう１つの一致検出器１２００の実施形態のブロック図である。簡単にするために、図１２は、３つの冗長チャネル一致の組合せ（Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ又はＡ−Ｃ）のうちの１つを評価するための一実施形態を示す。例示的一実施形態によれば、一致検出器１２００は、冗長センサチャネル間の一致を判定するための条件を表すいくつかの入力を受信することができる。例示的一実施形態では、例えば、第１の条件１２１２は、状況に関わらず、任意の他の冗長センサチャネルとのペアでの一致の指示でもよい。第２の条件１２０２は、１つ以下のセンサチャネルが使用可能であるかどうかの指示でもよい。第３の条件１２０８は、すべての使用可能なセンサチャネルに亘る総散布度が一致閾値（図７の７０４にあるような）よりも大きく異なるかどうかの指示でもよい。第４の条件（図示せず）は、使用可能な外れ値センサチャネル又はチャネルのセットが有効なセンサモデルと関連して存在するかどうかの指示でもよい。第５の条件１２１０は、第４の条件が真であり、調べられているチャネルが１つ又は複数の外れ値チャネルの間にあるかどうかの指示でもよい。

例示的一実施形態によれば、一致信頼度（又は非信頼度）１２２６の指示の出力は、センサモデルが有効である１２０６、センサチャネルが初期化１２０４の状態にない１２１６、第２の条件１２０２が満たされない１２１４、第３の条件１２０８が満たされ、及び、第５の条件１２１０が満たされるときに、０一致信頼度の指示を出力することを含み得る。例示的一実施形態では、単一のチャネル一致信頼度１２２６の指示は、第１の条件１２１２が満たされるとき又は第２の条件１２０２が満たされるときにチャネルの正の一致信頼度を出力することを含み得る。例えば、ＯＲゲート１２２０へのどちらかの入力が真である場合、ラッチ１２２２はリセットされ、ラッチ１２２２の偽値出力は反転されて１２２４、真の出力１２２６を生み出し、正の単一のチャネル一致信頼度を指示し得る。

例示的一実施形態によれば、センサチャネルのペアでの一致１２１２（図７の７０９にあるような）は、一致閾値（図７の７０４にあるような）よりも小さい２つのセンサチャネル間の差の絶対値（図７の７０２にあるような）を含み得る。例示的一実施形態では、使用可能な外れ値センサチャネルは、センサモデル（図１の１２２にあるような）と比較される最大差を有する使用可能なセンサチャネルを含み得る。例示的一実施形態では、使用可能なセンサチャネルは、パラメータ故障を有さないセンサチャネルを含むことができ、そのパラメータは可用性（図１の１２４にあるような）、スパイク（図１の１２６にあるような）、シフト（図１の１２８にあるような）、スタック（図１の１３０にあるような）、ノイズ（図１の１３２にあるような）、不一致（図１の１３４にあるような）、及びドリフト（図１の１３６にあるような）を含む。例示的一実施形態によれば、非外れ値センサチャネル間のペアでの不一致は、外れ値ではない使用可能なセンサチャネル間の一致閾値（図７の７０４にあるような）よりも大きい差を含み得る。

センサ信号故障を検出及び修正するための例示的方法１３００が、ここで図１３の流れ図を参照して説明される。本方法１３００はブロック１３０２で開始し、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１３００は、１つ又は複数のセンサから受信されるデータを監視するステップを含む。ブロック１３０４で、本方法１３００は、監視データに少なくとも部分的に基づいて１つ又は複数のセンサに関連する１つ又は複数のパラメータの信頼度値を判定するステップを含む。ブロック１３０６で、本方法１３００は、１つ又は複数のセンサの各々の結合信頼度を判定するステップを含む。ブロック１３０８で、本方法１３００は、監視データ及び結合信頼度に少なくとも部分的に基づいて修正値及び状況を出力するステップを含む。本方法１３００は、ブロック１３０８の後に終了する。

センサ信号に関連するインパルス障害を検出及び除去するための例示的方法１４００が、ここで図１４の流れ図を参照して説明される。本方法１４００はブロック１４０２で開始し、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１４００は、センサから信号サンプルを受信するステップを含む。ブロック１４０４で、本方法１４００は、現在のサンプルと前のインパルスのないサンプルの間の差振幅が所定の閾値よりも大きいときに、インパルス障害を検出するステップを含む。ブロック１４０６で、本方法１４００は、インパルス障害が検出されるときに、前のインパルスのないサンプルを出力するステップを含む。本方法１４００は、ブロック１４０６の後に終了する。

冗長センサ信号でシフトを検出及び指示するための例示的方法１５００が、ここで図１５の流れ図を参照して説明される。本方法１５００はブロック１５０２で開始し、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１５００は、２つ以上の冗長センサのセンサチャネル接近信号を受信するステップを含む。ブロック１５０４で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１５００は、その２つ以上の冗長センサのうちの少なくとも１つのスパイク信頼度信号を受信するステップを含む。ブロック１５０６で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１５００は、その２つ以上の冗長センサのうちの少なくとも１つのスパイク持続期間信号を受信するステップを含む。ブロック１５０８で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１５００は、その受信されたセンサチャネル接近信号、その受信されたスパイク信頼度信号、及びその受信されたスパイク持続期間信号に少なくとも部分的に基づいてシフト信頼度を判定するステップを含む。ブロック１５１０で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１５００は、そのシフト信頼度を出力するステップを含む。本方法１５００は、ブロック１５１０の後に、終了する。

センサの信頼度を判定するための例示的方法１６００が、ここで図１６の流れ図を参照して説明される。本方法１６００はブロック１６０２で開始し、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１６００は、センサに関連する信号サンプルを受信するステップを含む。ブロック１６０４で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１６００は、センサに関連する期待標準偏差値（５０８）を受信するステップを含む。ブロック１６０６で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１６００は、その受信されたセンササンプルと予測されるセンサ信号値の差に少なくとも部分的に基づいて信号サンプルのノイズ標準偏差を推定するステップを含む。ブロック１６０８で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１６００は、推定ノイズ標準偏差と期待標準偏差値の間の第１の比率に少なくとも部分的に基づいてノイズ信頼度値を出力するステップを含む。本方法１６００は、ブロック１６０８の後に終了する。

冗長センサチャネル及びセンサモデルの一致信頼度を検出及び指示するための例示的方法１７００が、ここで図１７の流れ図を参照して説明される。本方法１７００はブロック１７０２で開始し、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１７００は、使用可能なセンサチャネルのペアでの一致を判定するステップを含む。ブロック１７０４で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１７００は、センサモデルへの使用可能なセンサチャネルの最も近い整合論理を判定するステップを含む。ブロック１７０６で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１７００は、センサモデルへのセンサチャネルの最も近い整合がペアでの一致にある少なくとも１つの使用可能なセンサチャネルに対応するときに、一致信頼度の指示を出力するステップを含む。本方法１７００は、ブロック１７０６の後に終了する。

冗長センサから情報を修正するための例示的方法１８００が、ここで図１８を参照して説明される。本方法１８００はブロック１８０２で開始し、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１８００は、１つ又は複数のセンサからセンサ信号を受信するステップを含む。ブロック１８０４で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１８００は、１つ又は複数のセンサに関連する信頼度値を受信するステップを含む。ブロック１８０６で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１８００は、修正値を出力するステップを含む。修正値は、１つ又は複数のセンサのうちの３つについての信頼値が所定の閾値を満たす又は超えるときのその１つ又は複数のセンサからの受信センサ信号の中央値、１つ又は複数のセンサのうちの２つの信頼度値が所定の閾値を満たす又は超えるときのその１つ又は複数のセンサのうちの２つからの受信センサ信号の加重平均、或いは、１つ又は複数のセンサのうちの１つのみが使用可能又は事前選択されるときのその１つ又は複数のセンサのうちの１つからの受信センサ信号を含み得る。本方法１８００は、ブロック１８０６の後に終了する。

時変信号においてノイズ標準偏差を推定するための例示的方法１９００が、ここで図１９の流れ図を参照して説明される。本方法１９００はブロック１９０２で開始し、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１９００は、時変信号の振幅を代表する入力サンプルを受信するステップを含む。ブロック１９０４で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１９００は、その入力サンプルに関する相対的サンプル時間を代表するインデックスを受信するステップを含む。ブロック１９０６で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１９００は、その受信された入力サンプル及び受信されたインデックスに少なくとも部分的に基づいて回帰係数を判定するステップを含む。ブロック１９０８で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１９００は、その判定された回帰係数に少なくとも部分的に基づいてその入力サンプルの予測値を判定するステップを含む。ブロック１９１０で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法１９００は、その入力サンプルとその予測値の差に少なくとも基づいてノイズ標準偏差の推定値を判定するステップを含む。方法１９００は、ブロック１９１０の後に終了する。

冗長センサチャネル及びセンサモデルの一致信頼度１２２６を検出及び指示するための例示的方法２０００が、ここで図２０の流れ図を参照して説明される。本方法２０００は、ブロック２００２で開始し、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法２０００はセンサチャネルが任意の他の冗長センサチャネルとペアでの一致７０９にあるかどうか（状況に関わらず）を指示する第１の条件１２１２を判定するステップを含む。ブロック２００４で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法２０００は、１つ以下のセンサチャネルが使用可能であるかどうかを指示する第２の条件１２０２を判定するステップを含む。ブロック２００６で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法２０００は、すべての使用可能なセンサチャネルに亘る総散布度が一致閾値７０４よりも大きく異なるかどうかを指示する第３の条件１２０８を判定するステップを含む。ブロック２００８で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法２０００は、１つ又は複数の使用可能な外れ値センサチャネルが有効なセンサモデルに関連して存在するかどうかを指示する第４の条件を判定するステップを含む。ブロック２０１０で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法２０００は、第４の条件が真であるかどうか、及び、その調べられているチャネルが外れ値チャネルの間にあるかどうかを指示する第５の条件１２１０を判定するステップを含む。ブロック２０１２で、本発明の例示的一実施形態によれば、本方法２０００は、第１の条件、第２の条件、第３の条件、第４の条件、又は第５の条件のうちの１つ又は複数に少なくとも部分的に基づいて一致信頼度１２２６の指示を出力するステップを含む。本方法２０００は、ブロック２０１２の後に終了する。

したがって、本発明の例示的実施形態は、オンラインノイズ標準偏差推定を通常のレベルと比較することによって、いつセンサ信号がスタック又は異常であるかを検出することができる、ある種のシステム、方法、及び装置を作成する技術的効果を提供することができる。本発明の例示的実施形態は、故障が宣言される前に測定されたノイズの量を判定するためのシステム、方法、及び装置を提供するさらなる技術的効果を提供することができる。本発明の例示的実施形態は、高いセンサ信号ノイズ、又は異常に低いセンサ信号ノイズの状態を判定するためのシステム、方法、及び装置を提供するさらなる技術的効果を提供することができる。

本発明の例示的実施形態で、故障検出、分離及び修正システム１００、処理システム２００、スパイク検出器３００、シフト検出器４００、ノイズ／スタック検出器５００、ドリフト検出器６００、一致検出器７００、結合信頼度システム８００、修正システム９００、スナップスムーザ１０００、及び一致検出器１２００は、任意の動作を円滑に進めるために実行される任意の数のハードウェア及び／又はソフトウェアアプリケーションを含み得る。

例示的実施形態では、１つ又は複数のＩ／Ｏインターフェースは、故障検出、分離及び修正システム１００と、処理システム２００と、スパイク検出器３００と、シフト検出器４００と、ノイズ／スタック検出器５００と、ドリフト検出器６００と、一致検出器７００と、結合信頼度システム８００と、修正システム９００と、スナップスムーザ１０００と、一致検出器１２００と、１つ又は複数の入力／出力デバイスの間の通信を円滑に進めることができる。例えば、ユニバーサルシリアルバスポート、シリアルポート、ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、及び／又は、ディスプレイ、キーボード、キーパッド、マウス、制御パネル、タッチスクリーンディスプレイ、マイクロフォンなどの１つ又は複数のユーザインターフェースデバイスは、故障検出、分離、及び修正システム１００と、処理システム２００と、スパイク検出器３００と、シフト検出器４００と、ノイズ／スタック検出器５００と、ドリフト検出器６００と、一致検出器７００と、結合信頼度システム８００と、修正システム９００と、スナップスムーザ１０００と、一致検出器１２００とのユーザ対話を円滑に進めることができる。その１つ又は複数のＩ／Ｏインターフェースは、様々な入力デバイスからデータ及び／又はユーザ命令を受信及び収集するために使用することができる。受信データは、本発明の様々な実施形態で求められるように１つ又は複数のコンピュータプロセッサによって処理する及び／又は１つ又は複数のメモリデバイスに記憶することができる。

１つ又は複数のネットワークインターフェースは、１つ又は複数の適切なネットワーク及び／又は接続への故障検出、分離及び修正システム１００と、処理システム２００と、スパイク検出器３００と、シフト検出器４００と、ノイズ／スタック検出器５００と、ドリフト検出器６００と、一致検出器７００と、結合信頼度システム８００と、修正システム９００と、スナップスムーザ１０００と一致検出器１２００入力及び出力の接続を円滑に進めることができる。例えば、その接続は、本システムに関連する任意の数のセンサとの通信を円滑に進めることができる。その１つ又は複数のネットワークインターフェースはさらに、外部デバイス及び／又はシステムとの通信のための、１つ又は複数の適切なネットワーク、例えば、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネット、セルラネットワーク、無線周波数ネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）（ＴｅｌｅｆｏｎａｋｔｉｅｂｏｌａｇｅｔＬＭＥｒｉｃｓｓｏｎによって所有される）対応ネットワーク、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）（Ｗｉ−ＦｉＡｌｌｉａｎｃｅによって所有される）対応ネットワーク、衛星に基づくネットワーク任意のワイヤードネットワーク、任意のワイヤレスネットワークなどへの接続を円滑に進めることができる。

要望どおり、本発明の実施形態は、図１から１２に示す構成要素のいくらかと、故障検出、分離及び修正システム１００と、処理システム２００と、スパイク検出器３００と、シフト検出器４００と、ノイズ／スタック検出器５００と、ドリフト検出器６００と、一致検出器７００と、結合信頼度システム８００と、修正システム９００と、スナップスムーザ１０００と、一致検出器１２００を含み得る。

本発明は、本発明の例示的実施形態によるシステム、方法、装置、及び／又はコンピュータプログラム製品のブロック図及び流れ図を参照して説明される。これらのブロック図及び流れ図の１つ又は複数のブロックと、これらのブロック図及び流れ図のブロックの組合せは、それぞれ、コンピュータ実行可能プログラム命令によって実装可能であることが理解されよう。同様に、これらのブロック図及び流れ図のいくつかのブロックは、本発明のいくつかの実施形態によれば、提示された順序で必ずしも実行される必要はないことがあり、必ずしも実行される必要は全くないことがある。

これらのコンピュータ実行可能プログラム命令は、コンピュータ、プロセッサ、又は他のプログラマブルデータ処理装置上で実行する命令が流れ図の１つ又は複数のブロックで指定された１つ又は複数の機能を実装するための手段を作成するように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、プロセッサ、又は他のプログラマブルデータ処理装置にロードされて特定の機械を生み出すことができる。これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読メモリに記憶された命令が流れ図の１つ又は複数のブロックで指定された１つ又は複数の機能を実装する命令手段を含む製造品を生み出すように、特定の方式でコンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置を機能するように導くことができるコンピュータ可読メモリに記憶され得る。一例として、本発明の実施形態は、そこに実施されたコンピュータ可読プログラムコード又はプログラム命令を有するコンピュータ使用可能媒体を備えるコンピュータプログラム製品を提供することができ、前記コンピュータ可読プログラムコードは、実行されて、流れ図の１つ又は複数のブロックで指定された１つ又は複数の機能を実装するようになされる。本コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラマブル装置で実行する命令が流れ図の１つ又は複数のブロックで指定された機能を実装するための要素又はステップを提供するように、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置にロードされて、一連の演算要素又はステップをコンピュータ又は他のプログラマブル装置で実行させてコンピュータ実装プロセスを生み出すことができる。

したがって、ブロック図及び流れ図のブロックは、指定された機能を実行するための手段の組合せ、指定された機能を実行するための要素又はステップの組合せ、及び、指定された機能を実行するためのプログラム命令手段をサポートする。ブロック図及び流れ図の各ブロックとブロック図及び流れ図内のブロックの組合せとは、指定された機能、要素又はステップ、或いは、専用ハードウェア及びコンピュータ命令の組合せを実行する専用の、ハードウェアに基づくコンピュータシステムによって実装され得ることもまた理解されよう。

本発明は、最も実践的な様々な実施形態であると現在考えられるものに関して説明されているが、本発明は、開示される実施形態に限定されず、むしろ、添付の特許請求の範囲に含まれる様々な修正形態及び同等の配列を包含するものであることが理解されよう。特定の用語が本明細書で使用されるが、それらは包括的、説明的意味でのみ使用され、限定を目的としない。

本明細書は、最良の形態を含めて、本発明を開示するために、そしてまた、任意のデバイス又はシステムの作成及び使用と任意の組み込まれた方法の実行を含めて、本発明を当業者が実行できるようにするために、例を使用する。本発明の特許性のある範囲は、本特許請求の範囲に定義され、当業者に思い当たる他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが本特許請求の範囲の文字通りの言語と異ならない構造的要素を有する場合、又はそれらが本特許請求の範囲の文字通りの言語とごくわずかな差を有する同等の構造的要素を含む場合、本特許請求の範囲内にあるものとする。

１００故障検出、分離、及び修正システムのブロック図
１０２センサ
１０４検出及び信頼度判定ブロック
１０６結合信頼度計算器ブロック
１０８修正ブロック
１１０特定の故障状態
１１２修正値
１１４保護論理
１１６センサＡ
１１８センサＢ
１２０センサＣ
１２２センサモデル（Ｍ）
１２４可用性状況（ＡＳＴ）
１２６スパイク検出器
１２８シフト検出器
１３０スタック検出器
１３２ノイズ検出器
１３４一致検出器
１３６ドリフト検出器
１３８信頼度Ａ（ＡＳＴ、スパイク・・・）
１４０信頼度Ｂ（ＡＳＴ、スパイク・・・）
１４２信頼度Ｃ（ＡＳＴ、スパイク・・・）
１４４結合されたＡ信頼度
１４６結合されたＢ信頼度
１４８結合されたＣ信頼度
２００処理システムブロック図
２０２コントローラ
２０４メモリ
２０６１つ又は複数のプロセッサ
２０８入力／出力インターフェース
２１０ネットワークインターフェース
２１２オペレーティングシステム
２１４データ
２１６センサ
２１８入力／出力ヒューマンインターフェースデバイス
２２０センサモデル
２２２故障検出器
２２４信頼度モジュール
２２６修正器／アコモデータ
３００スパイク検出器ブロック図
３０２センササンプル（値）
３０３現在のサンプル
３０５前のサンプル
３０６差ブロック
３０７差
３０８絶対値
３０９差振幅
３１０より大きなその評価ブロック
３１１単一のサンプル遅延
３１２スパイク閾値
３１３スイッチ
３１５出力（インパルスなし）
３１７スパイクが検出された（標識）
３１８偽から真の遅延
３２０ピックアップ時間遅延
３２２ＯＲゲート
３２４初期化入力
３２６シフト信頼度（４１４も参照）
３２８スパイク信頼度
３３２保護論理
４００シフト検出器ブロック図
４０２スパイク信頼度
４０４チャネル接近信号
４０６真から偽の遅延（ドロップアウト遅延）
４０８ＡＮＤブロック
４１０ラッチ
４１１チャネル接近属性信号
４１２インバータ
４１４シフト信頼度
４１６保護論理
４１８ドロップアウト遅延
４２０センサはもはや近くない（又は範囲外）
４２２チャネル接近属性偽
４２４チャネル再接近
４２６ピックアップ遅延（スパイク期間よりも大きい又は同等）
４２８チャネル接近属性真
５００ノイズ／スタック検出器ブロック図
５０１センサ
５０２センサ信号サンプル（スパイクなし）
５０４標準偏差推定器
５０６除算ブロック
５０８期待標準偏差値（教育される）
５１０ノイズ補間器
５１２スタック補間器
５１３１次遅れフィルタの遅延
５１４ノイズ信頼度
５１６保護論理
５１８ノイズ信頼度
５２０保護論理
６００ドリフト検出器ブロック図
６０２センサ入力
６０４周波数分離器１
６０６周波数分離器２
６０８周波数分離器３
６１０周波数分離器４
６１２減算ブロック１
６１４減算ブロック２
６１６減算ブロック３
６１８ドリフトゲート判定１
６２０ドリフトゲート判定２
６２２ドリフトゲート判定３
６２４最小
６２６ドリフト信頼度
６２８保護論理
７００一致検出器ブロック図
７０２ａｂｓ（Ａ−Ｂ）、Ａ及びＢは（Ａ、Ｂ、Ｃ）内の異なるチャネルを表す
７０４一致閾値（ゲート、感度）
７０６デバウンス遅延（ヒステリシス）
７０８一致プロセス
７０９ペアでの一致
７１０第１のＡＮＤゲート
７１２Ａ使用可
７１４Ｂ使用可
７１６第２のＡＮＤゲート
７１８ＡはＣと不一致
７２０すべてのセンサの不一致
７２２ラッチ
７２４ＡはＢ又はＣに近い
７２６第３のＡＮＤゲート
７２８第４のＡＮＤゲート
７３２無効なモデル
７３４有効なモデル
７３６第１のスイッチ
７３８第２のスイッチ
７４０すべてのチャネル一致信頼度
７４２真
７４４第２のＯＲゲート
７４６｜Ａ−Ｍ｜＜｜Ｂ−Ｍ｜（Ｍ＝モデル）（Ａはモデルに最も近い）
７４８Ｂ使用不可能
７５０ＡとＢは近い
７５２第１のＯＲゲート
７５４｜Ａ−Ｍ｜＜｜Ｃ−Ｍ｜（Ｍ＝モデル）（Ａはモデルに最も近い）
７５６Ｃ使用不可能
７５８ＡとＣは近い
７６０第３のスイッチ
７６２Ａ使用不可能
７６４｜Ａ−Ｍ｜、｜Ｂ−Ｍ｜、｜Ｃ−Ｍ｜（モデルへのチャネル最近一致）の最小値
７６６第４のスイッチ
８００結合信頼度計算ブロック図
８０２最小選択
８０４ノイズ信頼度
８０６ドリフト信頼度
８１０スパイク信頼度
８１２シフト信頼度
８１４一致信頼度
８１６範囲内信頼度
８１８アナログ変換１
８２０アナログ変換２
８２２アナログ変換３
８２４アナログ変換４
８２６履歴ブロック
８２８非線形変成器
８３０積分器
８３２第２の最小選択ブロック
８３４結合信頼度
９００修正システムブロック図
９０２センサＡ
９０４センサＢ
９０６センサＣ
９０８中央値ブロック
９０９中央値データ
９１０加重平均ブロック
９１１加重平均
９１２信頼度Ａ
９１４信頼度Ｂ
９１６信頼度Ｃ
９１８＞低信頼度Ａ
９２０＞低信頼度Ｂ
９２２＞低信頼度Ｃ
９２４合計ブロック
９２６＜１
９２８保護論理
９３０＝３
９３２スイッチ
９３４Ｃのみ使用可
９３６スイッチ
９３８Ｂのみ使用可
９４０スイッチ
９４２Ａのみ使用可
９４４スイッチ
９４６スイッチ
９４８モデル値
９５０スイッチ
９５２デフォルト値
９５４第１のＡＮＤゲート
９５６第２のＡＮＤゲート
９５８モデル有効
９６０修正値
９６２スナップスムーザ
１０００スナップスムーザのブロック図
１００２信頼度Ａ
１００４信頼度Ｂ
１００６信頼度Ｃ
１００８＜低信頼度Ａ
１０１０＜低信頼度Ｂ
１０１２＜低信頼度Ｃ
１０１４１つのサンプル遅延
１０１６１つのサンプル遅延
１０１８１つのサンプル遅延
１０２０ｘｏｒ
１０２２ｘｏｒ
１０２４ｘｏｒ
１０２８ＯＲ
１０３０プログラマブル遅延
１０３２ろ過期間
１０３４除算
１０３６ろ過係数
１０４０バイパス入力
１０４２平滑化された値
１０４４正規の出力
１１００標準偏差推定器ブロック図
１１０２センサ信号サンプル
１１０４時間インデックス
１１０６回帰外挿器
１１０８最小二乗近似ブロック
１１１０回帰係数
１１１２時間前進
１１１４線形回帰ブロック
１１１６予測されるセンサ信号値
１１１８差接合
１１２０絶対値ブロック
１１２２ローパスフィルタ
１１２４標準偏差の推定値
１２００一致検出器のブロック図
１２０２１つ以下のチャネルが使用可（条件２）
１２０４初期化
１２０６モデルが有効
１２０８ペア間の高い差（条件３）
１２１０非外れ値センサチャネル間のペアでの不一致（条件５）
１２１２ペアでの一致（条件１）
１２１４ない
１２１６ない
１２１８及び
１２２０又は
１２２２ラッチ
１２２４ない
１２２６チャネル一致信頼度

Claims

センサの信頼性を判定するための方法であって、
センサに関連する信号サンプルを受信するステップと、
そのセンサに関連する予測されるノイズ量の標準偏差値を受信するステップと、
前記信号サンプルと前記信号サンプルの予測値の差に少なくとも基づいて前記信号サンプルのノイズ量の標準偏差を推定するステップと、
推定されたノイズ量の標準偏差と、前記予測されるノイズ量の標準偏差値の間の第１の比率に少なくとも基づいて、前記予測されるノイズ量と前記推定されたノイズ量との乖離を示すノイズ信頼度値を出力するステップと、
前記推定されたノイズ量の標準偏差と前記予測されるノイズ量の標準偏差値の間の第２の比率に少なくとも基づいて、前記センサの無感受性を示すスタック信頼度値を出力するステップと、
を含む、方法。
前記第２の比率が、０．０５未満である、請求項１に記載の方法。
前記第１の比率が、１０よりも大きい、請求項１に記載の方法。
前記ノイズ信頼度値を出力するステップが、前記ノイズ信頼度値に遅延フィルタをかけるステップを備える、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
前記信号サンプルの前記予測されるノイズ量の標準偏差値が少なくとも学習によって決定され、その学習を定常状態動作中の信号サンプルにより行うステップを備える、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
前記ノイズ信頼度値が、０から１の範囲のアナログ信号を備える、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
前記スタック信頼度値が、０から１の範囲のアナログ信号を備える、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
センサの信頼性を判定するためのシステムであって、
少なくとも１つのセンサと、
データ及びコンピュータ実行可能命令を記憶するための少なくとも１つのメモリと、
前記少なくとも１つのメモリにアクセスするように構成され、
少なくとも１つのセンサに関連する信号サンプルを受信するステップと、
前記少なくとも１つのセンサに関連する予測されるノイズ量の標準偏差値を受信するステップと、
前記信号サンプルと前記信号サンプルの予測値の差に少なくとも基づいて前記信号サンプルのノイズ量の標準偏差を推定するステップと、
推定されたノイズ量の標準偏差と、前記予測されるノイズ量の標準偏差値の間の第１の比率に少なくとも基づいて、前記予測されるノイズ量と前記推定されたノイズ量との乖離を示すノイズ信頼度値を出力するステップと、
前記推定されたノイズ量の標準偏差と前記予測されるノイズ量の標準偏差値の間の第２の比率に少なくとも基づいて、前記センサの無感受性を示すスタック信頼度値を出力するステップ
のために前記コンピュータ実行可能命令を実行するようにさらに構成された、少なくとも１つのプロセッサと、
を備える、システム。
前記第２の比率が、０．０５未満である、請求項８に記載のシステム。
前記第１の比率が、１０よりも大きい、請求項８または９に記載のシステム。
前記信号サンプルの前記予測されるノイズ量の標準偏差値が少なくとも学習によって決定され、その学習を定常状態動作中の信号サンプルにより行うステップを備える、請求項８から１０のいずれかに記載のシステム。
前記ノイズ信頼度値が、０から１の範囲のアナログ信号を備え、
前記スタック信頼度値が、、０から１の範囲のアナログ信号を備える、
請求項８から１１のいずれかに記載のシステム。
センサの信頼性を判定するための装置であって、
データ及びコンピュータ実行可能命令を記憶するための少なくとも１つのメモリと、
前記少なくとも１つのメモリにアクセスするように構成され、
センサに関連する信号サンプルを受信するステップと、
そのセンサに関連する予測されるノイズ量の標準偏差値を受信するステップと、
前記信号サンプルと前記信号サンプルの予測値の差に少なくとも基づいて前記信号サンプルのノイズ量の標準偏差を推定するステップと、
推定されたノイズ量の標準偏差と、前記予測されるノイズ量の標準偏差値の間の第１の比率に少なくとも基づいて、前記予測されるノイズ量と前記推定されたノイズ量との乖離を示すノイズ信頼度値を出力するステップと、
前記推定されたノイズ量の標準偏差と前記予測されるノイズ量の標準偏差値の間の第２の比率に少なくとも基づいて、前記センサの無感受性を示すスタック信頼度値を出力するステップ
のために前記コンピュータ実行可能命令を実行するようにさらに構成された、少なくとも１つのプロセッサと、
を備える、装置。
前記第２の比率が、０．０５未満である、請求項１３に記載の装置。
前記第１の比率が、１０よりも大きい、請求項１３または１４に記載の装置。
前記信号サンプルの前記予測されるノイズ量の標準偏差値が少なくとも学習によって決定され、その学習を定常状態動作中の信号サンプルにより行うステップを備える、請求項１３から１５のいずれかに記載の装置。
前記ノイズ信頼度値が、０から１の範囲のアナログ信号を備え、
前記スタック信頼度値が、０から１の範囲のアナログ信号を備える、
請求項１３から１６のいずれかに記載の装置。