传感器状态判断系统技术方案

本发明专利技术提供一种传感器状态判断系统，其能够准确地判断铁路车辆所使用的检测用传感器是否处于异常状态，传感器状态判断系统(50)具备能够检测作用于铁路车辆(1)的物理值的检测用传感器(51)和电子控制装置(60)。在与安装有检测用传感器(51)的部位等效的部位，安装有与检测用传感器等效的监视用传感器(52)。在电子控制装置设置有判断机构(相干性运算部(62)、状态判断部(63))，该判断机构基于由检测用传感器检测到的第一信号(X)和由监视用传感器检测到的第二信号(Y)运算表示两信号之间的相关关系的相干值(CXY)，并且在该相干值小于预先设定的异常判断值的情况下判断为检测用传感器处于异常状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器状态判断系统
本专利技术涉及对铁路车辆所使用的加速度传感器等在铁路车辆的行驶中是否处于异常状态进行判断的传感器状态判断系统。
技术介绍
在铁路车辆中，在主动控制阻尼装置的阻尼控制系统、监视部件的状态或者乘坐感的状态监视系统等中使用加速度传感器等。例如，在阻尼控制系统中，加速度传感器检测作用于车体的振动加速度，并且控制机构基于检测到的振动加速度适当地决定阻尼装置所产生的阻尼力，从而执行主动阻尼控制。上述阻尼控制系统例如在下述专利文献1中有所记载。在下述专利文献1所记载的阻尼控制系统中，控制机构构成为：在平常时如上述那样执行主动阻尼控制，而在检测到的振动加速度超过阈值的情况下，判断为控制系统处于异常状态而禁止主动阻尼控制。由此，防止在车体产生过度的振动时由于主动阻尼控制的执行反而使乘坐感变差的情况。专利文献1：日本特开2001－271872号公报然而，在上述专利文献1所记载的阻尼控制系统中，在加速度传感器处于正常状态这一前提下，基于检测到的振动加速度执行主动阻尼控制，而未考虑加速度传感器本身发生故障的情况。即，在加速度传感器本身发生故障的情况下，基于处于异常状态的加速度传感器的信号执行主动阻尼控制，所以没有适当地执行阻尼控制。因此，优选首先准确地判断加速度传感器是否处于异常状态。
技术实现思路
本专利技术用于解决上述课题，其目的在于提供一种能够准确地对铁路车辆所使用的加速度传感器等检测用传感器在铁路车辆的行驶中是否处于异常状态进行判断的传感器状态判断系统。本专利技术的一个方式的传感器状态判断系统对能够检测作用于铁路车辆的物理值的检测用传感器在上述铁路车辆的行驶中是否处于异常状态进行判断，上述传感器状态判断系统的特征在于：在与安装有上述检测用传感器的部位等效的部位安装有与上述检测用传感器等效的监视用传感器，并且设置有判断机构，该判断机构基于由上述检测用传感器检测到的第一信号和由上述监视用传感器检测到的第二信号来运算表示两信号之间的相关关系的相干值，并在该相干值小于预先设定的异常判断值的情况下，判断为上述检测用传感器处于异常状态。优选：上述传感器状态判断系统的判断机构在上述相干值小于上述异常判断值的情况连续出现多次时，判断为上述检测用传感器处于异常状态。另外，优选：上述传感器状态判断系统的判断机构在上述铁路车辆开始行驶后的短时间内，在上述相干值总是小于预先设定的正常判断值的情况下，判断为上述检测用传感器处于异常状态。由此，根据本专利技术，在与安装有检测用传感器的部位等效的部位安装有与检测用传感器等效的监视用传感器，并在表示第一信号与第二信号之间的相关关系的相干值小于异常判断值的情况下，判断为检测用传感器处于异常状态。即，基于相干值比较第一信号与第二信号的形状，判断检测用传感器是否处于异常状态。因此，能够实现第一信号与第二信号的精确比较，能够准确地判断检测用传感器是否处于异常状态。附图说明图1是示意性地表示应用了传感器状态判断系统的铁路车辆的主视图。图2是表示图1所示的电子控制装置、阻尼装置以及报告机构的关系的图。图3是表示铁路车辆开始行驶后的经过时间与由检测用传感器检测到的第一信号之间的关系的图表。图4是表示铁路车辆开始行驶后的经过时间与由监视用传感器检测到的第二信号之间的关系的图表。图5是表示铁路车辆开始行驶后的经过时间与相干值之间的关系的图表。图6是表示铁路车辆开始行驶后的经过时间与铁路车辆的行驶速度之间的关系的图表。图7是表示铁路车辆开始行驶后的经过时间与状态判断部输出的正常信号或者异常信号之间的关系的图表。具体实施方式接下来，参照附图对本专利技术的一个方式的传感器状态判断系统进行说明。图1是示意性地表示应用了传感器状态判断系统50的铁路车辆1的主视图。在该铁路车辆1中，在沿前后方向设置的两台台车10上经由空气弹簧20搭载有车体30，并且设置有使作用于车体30的左右振动衰减的阻尼装置40。阻尼装置40构成为：能够根据从电子控制装置60输入的阻尼控制指令值F，来调节未图示的电磁阀的打开量，从而调整产生的阻尼力。传感器状态判断系统50是判断加速度传感器的状态的系统。如图1所示，该传感器状态判断系统50具有：作为能够检测作用于车体30的振动加速度的加速度传感器的检测用传感器51；作为能够输出与该检测用传感器51相同值那样的等效的加速度传感器的监视用传感器52；以及上述电子控制装置60。检测用传感器51是为了执行主动阻尼控制而设置的、将作用于车体30的振动加速度作为第一信号X向电子控制装置60输出的传感器。监视用传感器52是为了监视检测用传感器51而设置的、将作用于车体30的振动加速度作为第二信号Y向电子控制装置60输出的传感器。如图2所示，在电子控制装置60设置有用于运算阻尼控制指令值F的控制指令值运算部61。当在车体30产生左右振动时，控制指令值运算部61基于从检测用传感器51输入的第一信号X运算出最佳的阻尼控制指令值F，并向阻尼装置40输出该阻尼控制指令值F。由此，使阻尼装置40主动产生阻尼力，从而执行主动阻尼控制。当检测用传感器51正常时，基于正常的第一信号X执行主动阻尼控制，所以能够适当地执行阻尼控制，实现乘坐感的提高。但是，假设当检测用传感器51异常(发生故障)时，基于异常的第一信号X执行主动阻尼控制，所以存在未适当地执行阻尼控制反而使乘坐感变差的可能性。因此，优选在检测用传感器51处于异常状态时，不执行主动阻尼控制。此外，检测用传感器51处于异常状态的情况是指例如检测用传感器51的连接器脱落了的情况、检测用传感器51的配线被切断了的情况等。因此，在本实施方式中，为了判断检测用传感器51是否处于异常状态，而如上述那样在与检测用传感器51等效的部位安装有监视用传感器52，并在电子控制装置60设置有相干性运算部62以及状态判断部63来作为判断机构。相干性运算部62是基于第一信号X与第二信号Y来运算表示两信号之间的相关关系的相干值CXY的机构。这里，对通常定义的相干值C(f)进行说明。相干值C(f)是表示在两个信号亦即x(t)与y(t)之间存在何种相关关系的值，用(式1)式定义。[式1]Sxy(f)是x(t)与y(t)的交叉谱，是对x(t)与y(t)的互相关函数进行傅立叶变换后得到的。Sx(f)是x(t)的功率谱，是对x(t)的自相关函数进行傅立叶变换后得到的。Sy(f)是y(t)的功率谱，是对y(t)的自相关函数进行傅立叶变换后得到的。T是时间，f是频率。相干性运算部62使用将(式1)式展开而得到的(式2)式来运算第一信号X与第二信号Y的相干值CXY。[式2]对(式2)式中所示的X输入每4毫秒由检测用传感器51检测到的第一信号X，对(式2)式中所示的Y输入每4毫秒由监视用传感器52检测到的第二信号Y。另外，(式2)式中所示的Xa是每0.1秒的第一信号X的平均值，(式2)式中所示的Ya是每0.1秒的第二信号Y的平均值。此外，输入第一信号X本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器状态判断系统，其对能够检测作用于铁路车辆的物理值的检测用传感器在所述铁路车辆的行驶中是否处于异常状态进行判断，其特征在于，在与安装有所述检测用传感器的部位等效的部位，安装有与所述检测用传感器等效的监视用传感器，设置有判断机构，该判断机构基于由所述检测用传感器检测到的第一信号和由所述监视用传感器检测到的第二信号运算表示两信号之间的相关关系的相干值，并在该相干值小于预先设定的异常判断值的情况下判断为所述检测用传感器处于异常状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种传感器状态判断系统，其对能够检测作用于铁路车辆的物理值的检测用传感器在所述铁路车辆的行驶中是否处于异常状态进行判断，其特征在于，在与安装有所述检测用传感器的部位等效的部位，安装有与所述检测用传感器等效的监视用传感器，设置有判断机构，该判断机构基于由所述检测用传感器检测到的第一信号和由所述监视用传感器检测到的第二信号运算表示两信号之间的相关关系的相干值，并在该相干值小于预先设定的异常判断值的情况下判断为所述检测用传感器处于异常状态，所述相干值是基于所述第一信号和所述第二信号并...

【专利技术属性】
技术研发人员：难波广一郎，冈田信之，屉内崇宏，三田达也，大塚智广，后藤友伯，中仓康喜，德田直树，
申请(专利权)人：日本车辆制造株式会社，东海旅客铁道株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP