KR101784121B1 - 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법 - Google Patents

차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법

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Abstract

어느 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출 가능한 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법을 제공한다. 본 발명은, 차량을 전후로 2분할한 반 차량(10)마다 상태 추정 모델을 작성하는 모델 작성 단계와, 상태 추정 모델에 상태 추정 수법을 적용함으로써, 어느 공기 스프링(3)에 대한 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출하는 이상 검출 단계를 포함한다. 상태 추정 모델은, 각 반 차량이 가지는 각 공기 스프링에 대한 급배기의 유량 지령값이 입력된 경우에, 상기 입력된 각 공기 스프링에 대한 급배기의 유량 지령값에 각각 가상 게인을 곱하여 평균하고, 상기 평균한 값에 대해 각 공기 스프링의 높이의 평균값을 출력하는 모델이며, 각 가상 게인이 상태 변수로서 포함되어 있다.

Description

차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법{ABNORMALITY DETECTION METHOD FOR CAR BODY INCLINATION CONTROL DEVICE}
본 발명은, 철도 차량의 차체를 경사시키는 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법에 관한 것이다.
궤도의 곡선 구간을 통과하고 있는 철도 차량의 승차감을 개선하는 장치로서, 차체 경사 제어 장치가 알려져 있다. 차체 경사 제어 장치는, 차량이 가지는 차체와 한 쌍의 대차의 사이에 배치된 4개의 공기 스프링에 대한 급배기를 제어함으로써 차체를 경사시킨다.
구체적으로는, 차체 경사 제어 장치는, 차량이 궤도의 곡선 구간을 통과하고 있을 때에, 외궤(外軌)측에 배치된 공기 스프링에 급기하여 상기 공기 스프링의 높이를 높게 하고, 또한, 내궤(內軌)측에 배치된 공기 스프링을 배기하여 상기 공기 스프링의 높이를 낮게 한다. 이것에 의해, 차체를 곡선 구간의 내측을 향해 경사시킨다.
예를 들어, 특허 문헌 1(일본국 특허 제5182239호 공보)에는, 각 공기 스프링에, 스풀형 유량 비례 밸브와, 급기측 차단 밸브(전자 밸브)와, 배기측 차단 밸브(전자 밸브)를 구비한 차체 경사 제어 장치가 제안되어 있다. 스풀형 유량 비례 밸브는, 스풀을 슬라이드시켜 그 정지 위치를 바꿈으로써, 각 공기 스프링에 대한 급배기 유량을 제어한다. 급기측 차단 밸브는, 스풀형 유량 비례 밸브와 공기압원(원압 저장부)을 접속하는 배관에 설치되어, 스풀형 유량 비례 밸브로의 급기를 제어한다. 배기측 차단 밸브는, 스풀형 유량 비례 밸브와 배기 포트를 접속하는 배관에 설치되어, 스풀형 유량 비례 밸브로부터의 배기를 제어한다.
여기서, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같은 차체 경사 제어 장치에 의한 공기 스프링의 급배기의 이상에 관하여, 특히 문제가 되는 것은, 배기측 차단 밸브가 닫힌 상태가 되는 것이다. 상술한 바와 같이, 차체 경사 제어 장치는, 차량이 궤도의 곡선 구간을 통과하고 있을 때에, 외궤측에 배치된 공기 스프링에 급기하여 상기 공기 스프링의 높이를 높게 함으로써 차체를 경사시키고 있다. 따라서, 배기측 차단 밸브가 닫힌 상태가 발생하면, 외궤측에 배치된 공기 스프링으로부터 배기할 수 없게 되어, 공기 스프링의 높이가 원래 상태로 돌아가지 않게 된다. 이 결과, 차량이 궤도의 곡선 구간을 통과한 후, 차체를 수평으로 되돌릴 수 없게 된다.
차체 경사 제어 장치의 이상 검출에 관해서는, 예를 들어, 특허 문헌 2(일본국 특허 제5038615호 공보)에 기재된 방법이 제안되어 있다. 특허 문헌 2에 기재된 방법은, 4개의 공기 스프링의 높이로 표시된 소정의 식의 값이 소정의 역치를 초과했을 때에 이상이 발생되어 있다고 판정한다.
특허 문헌 2에 기재된 방법에 의하면, 차체 경사 제어 장치에 이상이 발생한 것 자체는 검출할 수 있으나, 4개의 공기 스프링 중, 어느 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출할 수 없다. 그로 인해, 차체 경사 제어 장치가 통상 구비하는 차압 밸브나 LV 밸브를 이용한 급배기 제어로 전환함으로써 차체를 수평으로 되돌릴 수밖에 없다. 그러나, 이들 밸브는 일반적으로 유량이 작기 때문에, 차체를 원래 상태로 되돌리는 동작이 매우 느려진다. 이로 인해, 승객이 중력을 좌우 방향으로 느끼는 시간이 길어져, 승차감이 크게 손상된다. 또, 어느 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생했는지 검출할 수 없기 때문에, 수리를 실시할 때의 작업이 번잡해진다.
본 발명의 목적은, 어느 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출할 수 있는 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명자들은 열심히 검토했다. 그 결과, 차체 경사 운동을 모델링한 차체 경사 운동 모델을 작성하여, 검출 대상으로 하는 각 공기 스프링의 급배기의 이상을 가상 게인으로서 표현하고, 그 가상 게인을 차체 경사 운동 모델에 상태 변수로서 부가한 수리 모델로서의 상태 추정 모델을 생각하는 것에 착안했다. 그리고, 이 상태 추정 모델에 확장 카르만 필터 등 상태 추정 수법을 적용하여 가상 게인을 추정하면, 그 추정값이 소정의 역치 미만이 되는 가상 게인에 대응하는 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정 가능한 것을 찾아냈다.
또한, 공기 스프링으로의 급배기에 이상이 발생한 경우, 대차에 대한 차체의 경사보다, 대차에 대한 차체의 높이(상하 방향에서의 위치)가 영향을 받기 쉽다. 왜냐하면, 각 대차에 대한 차체의 경사의 거동은, 차체에 작용하는 비틀림 모멘트의 영향을 받아, 대차마다 독립되지 않으나, 차체의 높이의 거동은, 대차마다 독립되어 있기 때문이다. 이 관점으로부터, 본 발명자들은, 각 공기 스프링의 급배기의 이상을 검출하기 위해 이용하는 차체 경사 운동 모델로서, 차량을 전후로 2분할한 반 차량마다(대차마다), 각 대차에 배치된 각 공기 스프링에 대한 급배기의 유량 지령값의 평균값(즉, 차체로의 상하 지령)을 입력으로 하고, 각 공기 스프링의 높이의 평균값(즉, 차체의 대차로부터의 높이)을 출력으로 하는 모델을 생각하면 되는 것을 찾아냈다. 그리고, 이 차체 경사 운동 모델에 있어서의 각 공기 스프링에 대한 급배기의 유량 지령값에 대해 상기 가상 게인을 곱하며, 가상 게인을 곱한 후의 각 공기 스프링에 대한 급배기의 유량 지령값의 평균값을 차체 경사 운동 모델의 입력으로 하면, 만일 하나의 가상 게인의 추정값이 소정의 역치 미만인 경우, 상기 가상 게인이 곱해져 있는 급배기의 유량 지령값은 차체 운동 모델의 입력에 별로 기여하고 있지 않다고, 즉 상기 가상 게인에 대응하는 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정할 수 있는 것을 찾아냈다.
본 발명은, 상기 지견에 의거하여 완성한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 의한 이상 검출 방법은, 차체, 차체의 전후에 배치된 한 쌍의 대차 및 각 대차의 좌우에 배치되어 차체를 지지하는 한 쌍의 공기 스프링을 가지는 차량에 설치되고, 각 공기 스프링에 대한 급배기를 제어하여 차체를 경사시키는 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법이다. 이 이상 검출 방법은, 한 쌍의 대차의 각각에 대해, 상태 추정 모델을 작성하는 단계와, 상태 추정 모델을 이용하여, 어느 공기 스프링에 대한 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출하는 단계를 포함한다. 상태 추정 모델은, 한쪽의 공기 스프링에 대한 급배기의 유량을 지령하기 위한 제1 유량 지령값이 입력된 경우에 제1 유량 지령값에 상태 변수인 제1 가상 게인을 곱하며, 다른쪽의 공기 스프링에 대한 급배기의 유량을 지령하기 위한 제2 유량 지령값이 입력된 경우에 제2 유량 지령값에 상태 변수인 제2 가상 게인을 곱하고, 제1 가상 게인이 곱해진 제1 유량 지령값과 제2 가상 게인이 곱해진 제2 유량 지령값을 평균한 값에 대응하여 한 쌍의 공기 스프링의 높이의 평균값을 출력하는 수리 모델이다. 이상을 검출하는 단계는, 제1 유량 지령값에 의거하여 급배기가 제어되었을 때의 한쪽의 공기 스프링의 높이를 관측하여 얻어진 값과 제2 유량 지령값에 의거하여 급배기가 제어되었을 때의 다른쪽의 공기 스프링의 높이를 관측하여 얻어진 값의 평균값을 상태 추정 모델이 출력하는 값에 이용하여 제1 가상 게인의 값 및 제2 가상 게인의 값을 추정하는 단계와, 추정된 제1 가상 게인의 값이 소정의 역치 미만인 경우에 한쪽의 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정하고, 추정된 제2 가상 게인의 값이 소정의 역치 미만인 경우에 다른쪽의 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정하는 단계를 포함한다.
상기의 이상 검출 방법에 의하면, 각 공기 스프링에 대한 급배기의 유량 지령값에 곱해지는 각 가상 게인의 값을 추정하고, 그 추정값이 소정의 역치 미만의 가상 게인이 존재하는 경우, 상기 가상 게인에 대응하는 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정한다. 즉, 하나의 가상 게인의 추정값이 소정의 역치 미만인 경우, 상기 가상 게인이 곱해져 있는 급배기의 유량 지령값은 공기 스프링의 높이 제어에 대한 기여가 적어, 상기 가상 게인에 대응하는 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정 가능하다.
이와 같이, 상기의 이상 검출 방법에 의하면, 어느 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출 가능하기 때문에, 경사져 있는 차체를 수평으로 되돌리는 동작을 빨리 행할 수 있음과 더불어, 용이하게 수리를 실시하는 것도 가능하다.
판정하는 단계는, 바람직하게는, 추정된 제1 가상 게인의 값이 소정의 기간에 걸쳐 소정의 역치 미만인 경우에 한쪽의 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정하고, 추정된 제2 가상 게인의 값이 소정의 기간에 걸쳐 소정의 역치 미만인 경우에 다른쪽의 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정한다.
이 경우, 공기 스프링의 급배기의 이상을 잘못하여 검출하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 어느 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출하는 정밀도를 향상시킬 수 있다.
차체 경사 제어 장치는, 바람직하게는, 한쪽의 공기 스프링으로의 급기 및 한쪽의 공기 스프링으로부터의 배기의 유량을 제어하는 제1 유량 비례 밸브와, 한쪽의 공기 스프링으로의 급기를 온 또는 오프하는 제1 급기 차단 밸브와, 한쪽의 공기 스프링으로부터의 배기를 온 또는 오프하는 제1 배기 차단 밸브와, 다른쪽의 공기 스프링으로의 급기 및 다른쪽의 공기 스프링으로부터의 배기의 유량을 제어하는 제2 유량 비례 밸브와, 다른쪽의 공기 스프링으로의 급기를 온 또는 오프하는 제2 급기 차단 밸브와, 다른쪽의 공기 스프링으로부터의 배기를 온 또는 오프하는 제2 배기 차단 밸브를 포함한다. 제1 유량 지령값은, 한쪽의 공기 스프링으로의 급기의 유량을 지령하기 위한 제1 급기 유량 지령값과, 한쪽의 공기 스프링으로부터의 배기의 유량을 지령하기 위한 제1 배기 유량 지령값을 포함한다. 제2 유량 지령값은, 다른쪽의 공기 스프링으로의 급기의 유량을 지령하기 위한 제2 급기 유량 지령값과, 다른쪽의 공기 스프링으로부터의 배기의 유량을 지령하기 위한 제2 배기 유량 지령값을 포함한다. 제1 가상 게인은, 제1 급기 유량 지령값이 입력된 경우에 제1 급기 유량 지령값에 곱해지는 제1 급기 가상 게인과, 제1 배기 유량 지령값이 입력된 경우에 제1 배기 유량 지령값에 곱해지는 제1 배기 가상 게인을 포함한다. 제2 가상 게인은, 제2 급기 유량 지령값이 입력된 경우에 제2 급기 유량 지령값에 곱해지는 제2 급기 가상 게인과, 제2 배기 유량 지령값이 입력된 경우에 제2 배기 유량 지령값에 곱해지는 제2 배기 가상 게인을 포함한다. 상태 추정 모델은, 제1 급기 가상 게인이 곱해진 제1 급기 유량 지령값 또는 제1 배기 가상 게인이 곱해진 제1 배기 유량 지령값과, 제2 급기 가상 게인이 곱해진 제2 급기 유량 지령값 또는 제2 배기 가상 게인이 곱해진 제2 배기 유량 지령값의 평균값에 대응하여, 한 쌍의 공기 스프링의 높이의 평균값을 출력한다. 추정하는 단계는, 제1 급기 유량 지령값 또는 제1 배기 유량 지령값에 의거하여 제어되었을 때의 한쪽의 공기 스프링의 높이를 관측하여 얻어진 값과, 제2 급기 유량 지령값 또는 제2 배기 유량 지령값에 의거하여 제어되었을 때의 다른쪽의 공기 스프링의 높이를 관측하여 얻어진 값의 평균값을, 상태 추정 모델이 출력하는 값에 이용하여, 제1 급기 가상 게인의 값, 제1 배기 가상 게인의 값, 제2 급기 가상 게인의 값 및 제2 배기 가상 게인의 값을 추정한다. 판정하는 단계는, 추정된 제1 급기 가상 게인의 값이 소정의 역치 미만인 경우에 제1 급기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하며, 추정된 제1 배기 가상 게인의 값이 소정의 역치 미만인 경우에 제1 배기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하고, 추정된 제2 급기 가상 게인의 값이 소정의 역치 미만인 경우에 제2 급기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하며, 추정된 제2 배기 가상 게인의 값이 소정의 역치 미만인 경우에 제2 배기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정한다.
상기의 양태에 의하면, 어느 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출 가능할 뿐만 아니라, 급기 및 배기 중 어느 쪽에 이상이 발생되어 있는지, 구체적으로는, 급기측 차단 밸브 및 배기측 차단 밸브 중 어느 쪽에 이상이 발생되어 있는지까지 검출 가능하다. 따라서, 보다 한층, 경사져 있는 차체를 원래 상태로 되돌리는 동작을 빨리 행할 수 있음과 더불어, 용이하게 수리를 실시하는 것도 가능하다.
예를 들어, 한쪽의 반 차량의 외궤측에 배치된 공기 스프링에 대한 배기측 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정한 경우를 상정한다. 이 경우, 상기 반 차량의 내궤측에 배치된 공기 스프링에 대한 유량 비례 밸브의 스풀의 정지 위치를 조정함으로써, 외궤측에 배치된 공기 스프링의 높이와 동일해지도록 내궤측의 공기 스프링의 높이를 조정하면 된다. 유량 비례 밸브는, 차압 밸브나 LV 밸브에 비해 일반적으로 유량이 크기 때문에, 신속히 차체를 원래 상태로 되돌리는 동작을 행하는 것이 가능하다.
판정하는 단계는, 바람직하게는, 추정된 제1 급기 가상 게인의 값이 소정의 기간에 걸쳐 소정의 역치 미만인 경우에 제1 급기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하고, 추정된 제1 배기 가상 게인의 값이 소정의 기간에 걸쳐 소정의 역치 미만인 경우에 제1 배기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하며, 추정된 제2 급기 가상 게인의 값이 소정의 기간에 걸쳐 소정의 역치 미만인 경우에 제2 급기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하고, 추정된 제2 배기 가상 게인의 값이 소정의 기간에 걸쳐 소정의 역치 미만인 경우에 제2 배기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정한다.
이 경우, 공기 스프링의 이상을 잘못하여 검출하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 어느 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출하는 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이 경우, 잘못하여 이상을 검출하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 급기측 차단 밸브 및 배기측 차단 밸브 중 어느 쪽에 이상이 발생되어 있는지를 검출하는 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1A는 차량의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 1B는 대차와 차체의 관계를 도시하는 모식도이다.
도 2A는 차체 경사 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 2B는 차체 경사 제어 장치가 가지는 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 3은 차체 경사 제어 장치가 가지는 제어 밸브의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4는 상태 추정 모델을 도시하는 모식도이다.
도 5A는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 차량 경사 제어 장치의 이상 검출 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5B는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 차량 경사 제어 장치의 이상 검출 방법 중, 이상을 검출하는 단계를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6은 공기 스프링의 모델이다.
도 7A는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법에 의한 이상 검출을 시뮬레이션한 결과의 일례를 나타내는 그래프이며, 차체의 대차로부터의 높이의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7B는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법에 의한 이상 검출을 시뮬레이션한 결과의 일례를 나타내는 그래프이며, 유량 지령값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7C는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법에 의한 이상 검출을 시뮬레이션한 결과의 일례를 나타내는 그래프이며, 가상 게인의 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 적당히 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법에 대해 설명한다.
도 1A는, 차량의 개략 구성도이다. 도 1B는, 대차와 차체의 관계를 도시하는 도면이다. 도 2A는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 차체 경사 제어 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 2B는, 차체 경사 제어 장치에 의한 차체의 경사 제어에 따른 구성을 도시하는 블럭도이다. 도 3은, 차체 경사 제어 장치가 가지는 제어 밸브의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 4는, 상태 추정 모델을 도시하는 모식도이다.
도 2A에 도시하는 바와 같이, 차체 경사 제어 장치(10)는, 차량(11)에 설치된다. 도 1A에 도시하는 바와 같이, 차량(11)은, 차체(1)와, 한 쌍의 대차(2, 2)와, 한 쌍의 공기 스프링(3, 3)을 가진다. 한 쌍의 대차(2, 2)는, 차체(1)의 전후에 배치된다. 한 쌍의 공기 스프링(3, 3)은, 각 대차(2)의 좌우에 배치되어, 차체(1)를 지지한다. 차체 경사 제어 장치(10)는, 각 공기 스프링(3)에 대한 급배기를 제어함으로써 차체(1)를 경사시킨다. 또한, 각 대차(2)의 전후에는, 한 쌍의 바퀴축(4, 4)이 배치되어 있다.
도 2A에 도시하는 바와 같이, 차체 경사 제어 장치(10)는, 제어 장치(12)와, 한 쌍의 제어 밸브(14, 14)와, 공기압원(원압 저장부)(16)과, 한 쌍의 센서(18, 18)를 구비한다. 제어 장치(12)는, 한 쌍의 제어 밸브(14, 14)의 동작을 제어한다. 한 쌍의 제어 밸브(14, 14)의 한쪽(이하, 한쪽의 제어 밸브(14A))은, 한 쌍의 공기 스프링(3, 3)의 한쪽(이하, 한쪽의 공기 스프링(3A))에 대한 급배기를 제어한다. 한 쌍의 제어 밸브(14, 14)의 다른쪽(이하, 다른쪽의 제어 밸브(14B))은, 한 쌍의 공기 스프링(3, 3)의 다른쪽(이하, 다른쪽의 공기 스프링(3B))에 대한 급배기를 제어한다. 한 쌍의 센서(18, 18)의 한쪽(이하, 한쪽의 센서(18A))은, 한쪽의 공기 스프링(3A)의 높이를 측정한다. 한 쌍의 센서(18, 18)의 다른쪽(이하, 다른쪽의 센서(18B))은, 다른쪽의 공기 스프링(3B)의 높이를 측정한다. 여기서, 공기 스프링(3)의 높이는, 예를 들어, 대차(2)의 상면으로부터 차체(1)의 하면까지의 거리이다. 센서(18)는, 예를 들어, 엔코더와 링크 기구에 의해 실현된다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 제어 밸브(14)는, 유량 비례 밸브(14A)와, 급기측 차단 밸브(14B)와, 배기측 차단 밸브(14C)를 구비한다. 유량 비례 밸브(14A)는, 탄성 가압 스프링(20), 스풀(22) 및 모터(24)를 포함한다. 모터(24)의 구동력을 스풀(22)에 전달하면, 스풀(22)이 탄성 가압 스프링(20)의 탄성 가압력에 저항하여 이동한다. 유량 비례 밸브(14A)는, 스풀(22)의 정지 위치를 바꿈으로써, 공기 스프링(3)에 대한 급기의 유량 및 배기의 유량을 제어한다. 급기측 차단 밸브(14B)는, 유량 비례 밸브(14A)로의 급기를 제어한다. 배기측 차단 밸브(14C)는, 유량 비례 밸브(14A)로부터의 배기를 제어한다. 급기측 차단 밸브(14B) 및 배기측 차단 밸브(14C)는, 전자 밸브이며, 닫힘 상태와 열림 상태 중 어느 한쪽을 취한다. 공기 스프링(3)에 급기할 때에는, 모터(24)에 의해, 스풀(22)이 도 3의 지면 좌측으로 이동한다. 공기 스프링(3)으로부터 배기할 때에는, 스풀(22)이 우측으로 이동한다. 모터(24)는, 급배기 지령에 의거하여, 무단계로 동작한다. 그로 인해, 고정밀의 공기 스프링(3)으로의 급배기의 제어가 가능하다.
도 2B를 참조하여, 제어 장치(12)는, 목표 설정부(12A)와, 경사각 제어부(12B)와, 제1 높이 제어부(12C)와, 제2 높이 제어부(12D)와, 데이터베이스(12E)를 구비한다.
목표 설정부(12A)는, 차체(1)의 대차(2)에 대한 경사 각도의 목표값, 및, 차체(1)의 대차(2)로부터의 높이의 목표값을 설정한다. 이때, 목표 설정부(12A)는, 차량(11)이 지상자(26)(도 2A 참조)로부터 취득하는 지점 정보에 대응하는 곡선 정보를 참조한다. 곡선 정보는, 데이터베이스(12E)에 기억되어 있다.
경사각 제어부(12B)는, 차체(1)의 대차(2)에 대한 경사 각도가 목표로 하는 경사 각도가 되도록, 한 쌍의 공기 스프링(3, 3)의 높이를 제어한다. 여기서, 차체(1)의 대차(2)에 대한 경사 각도는, 차량(11)에 설치된 센서(도시 생략)로부터 취득할 수 있다.
제1 높이 제어부(12C)는, 한 쌍의 대차(2, 2) 중, 차량(11)의 진행 방향으로 전방에 위치하는 대차(2)(이하, 대차(2A))로부터 차체(1)까지의 높이가 목표로 하는 높이가 되도록, 한 쌍의 공기 스프링(3, 3)의 높이를 제어한다. 여기서, 대차(2A)로부터 차체(1)까지의 높이는, 한 쌍의 센서(18, 18)로부터 취득한 높이의 평균값이다.
제2 높이 제어부(12D)는, 한 쌍의 대차(2, 2) 중, 차량(11)의 진행 방향으로 후방에 위치하는 대차(2)(이하, 대차(2B))로부터 차체(1)까지의 높이가 목표로 하는 높이가 되도록, 한 쌍의 공기 스프링(3, 3)의 높이를 제어한다. 여기서, 대차(2B)로부터 차체(1)까지의 높이는, 한 쌍의 센서(18, 18)로부터 취득한 높이의 평균값이다.
차량(11)이 가지는 4개의 공기 스프링(3) 중, 어느 공기 스프링(3)의 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출 가능한 이상 검출 방법을 제공할 수 있도록, 본 발명자들은 열심히 검토했다. 그 결과, 차체 경사 운동을 모델링한 차체 경사 운동 모델을 작성하여, 검출 대상으로 하는 각 공기 스프링(3)의 급배기의 이상을 가상 게인으로서 표현하고, 그 가상 게인을 차체 경사 운동 모델에 상태 변수로서 부가한 상태 추정 모델을 생각하는 것에 착안했다. 그리고, 이 상태 추정 모델에 확장 카르만 필터 등 상태 추정 수법을 적용하여 가상 게인을 추정하면, 그 추정값이 소정의 역치 미만이 되는 가상 게인에 대응하는 공기 스프링(3)의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정 가능한 것을 찾아냈다.
공기 스프링(3)으로의 급배기에 이상이 발생한 경우, 도 1B에 도시하는 대차(2)에 대한 차체(1)의 경사보다, 대차(2)에 대한 차체(1)의 높이가 영향을 받기 쉽다. 왜냐하면, 대차(2)에 대한 차체(1)의 경사는, 차체(1)의 비틀림 모멘트의 영향을 받기 때문이다. 또, 차체(1)의 높이의 제어는, 차체(1)의 전후에 배치된 대차(2)마다 독립된 제어이며, 공기 스프링(3)에 대한 급배기의 지령도 대차(2)마다 행해진다. 이들의 관점으로부터, 본 발명자들은, 각 공기 스프링(3)의 급배기의 이상을 검출하기 위해 이용하는 차체 경사 운동 모델로서, 차량(1)을 전후로 2분할한 반 차량(10)마다(대차(2)마다), 도 4에 도시하는 바와 같이, 각 대차(2)에 배치된 각 공기 스프링(3)에 대한 급배기의 유량 지령값의 평균값(즉, 차체(1)로의 상하 지령)을 입력으로 하고, 각 공기 스프링(3)의 높이의 평균값(즉, 차체(1)의 대차(2)로부터의 높이)을 출력으로 하는 모델(반 차량 상하 모델)을 생각하면 되는 것을 찾아냈다. 이 반 차량 상하 모델은, 차체(1), 대차(2), 및 차체(1)와 대차(2)의 사이에 개재하는 공기 스프링(3)의 선형의 운동 방정식으로부터 차체(1)의 상하 운동에 대해 관련되는 부분을 추출함으로써 도출된다. 그리고, 본 발명자들은, 이 반 차량 상하 모델에 있어서의 각 공기 스프링(3)에 대한 급배기의 유량 지령값에 대해 가상 게인을 곱하며, 가상 게인을 곱한 후의 각 공기 스프링(3)에 대한 급배기의 유량 지령값의 평균값을 반 차량 상하 모델의 입력으로 하면, 만일 하나의 가상 게인의 추정값이 소정의 역치 미만인 경우, 상기 가상 게인이 곱해져 있는 급배기의 유량 지령값은 반 차량 상하 모델의 입력에 별로 기여하고 있지 않는다고, 즉 상기 가상 게인에 대응하는 공기 스프링(3)의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정할 수 있는 것을 찾아냈다.
이상의 지견에 의거하여, 본 실시 형태에 따른 이상 검출 방법은, 도 5A에 도시하는 바와 같이, 차량을 전후로 2분할한 반 차량(10)마다 상태 추정 모델을 작성하는 모델 작성 단계(단계 S1)와, 상태 추정 모델에 상태 추정 수법을 적용함으로써, 어느 공기 스프링(3)에 대한 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출하는 이상 검출 단계(단계 S2)를 포함한다. 이하, 각 단계에 대해 차례로 설명한다.
＜모델 작성 단계＞
도 4를 참조하여, 모델 작성 단계에서 작성되는 상태 추정 모델(30)은, 각 반 차량(10)이 가지는 각 공기 스프링(3)에 대한 급배기의 유량 지령값이 입력된 경우에, 상기 입력된 각 공기 스프링(3)에 대한 급배기의 유량 지령값에 각각 가상 게인을 곱하여 평균하고, 상기 평균한 값(차체(1)로의 상하 지령)을 반 차량 상하 모델에 입력함으로써, 각 공기 스프링(3)의 높이의 평균값(차체(1)의 대차(2)로부터의 높이)을 출력하는 수리 모델이며, 각 가상 게인이 상태 변수로서 포함되어 있다.
보다 구체적으로 서술하면, 상태 추정 모델(30)은, 각 반 차량(10)이 가지는 한쪽의 공기 스프링(3)에 대한 급기의 유량 지령값(제1 급기 지령)이 입력된 경우에는, 상기 급기의 유량 지령값에 제1 급기용 가상 게인(제1 급기 지령 가상 게인) g1in을 곱한다. 각 반 차량(10)이 가지는 한쪽의 공기 스프링(3)에 대한 배기의 유량 지령값(제1 배기 지령)이 입력된 경우에는, 상기 배기의 유량 지령값에 제1 배기용 가상 게인(제1 배기 지령 가상 게인) g1out을 곱한다. 각 반 차량(10)이 가지는 다른쪽의 공기 스프링(3)에 대한 급기의 유량 지령값(제2 급기 지령)이 입력된 경우에는, 상기 급기의 유량 지령값에 제2 급기용 가상 게인(제2 급기 지령 가상 게인) g2in을 곱한다. 각 반 차량(10)이 가지는 다른쪽의 공기 스프링(3)에 대한 배기의 유량 지령값(제2 배기 지령)이 입력된 경우에는, 상기 배기의 유량 지령값에 제2 배기용 가상 게인(제2 배기 지령 가상 게인) g2out을 곱한다. 제1 급기용 가상 게인 g1in이 곱해진 유량 지령값 또는 제1 배기용 가상 게인 g1out이 곱해진 유량 지령값과, 제2 급기용 가상 게인 g2in이 곱해진 유량 지령값 또는 제2 배기용 가상 게인 g2out이 곱해진 유량 지령값을 평균한다. 상기 평균한 값(차체(1)로의 상하 지령)에 대해 한쪽 및 다른쪽의 공기 스프링(3)의 높이의 평균값(차체(1)의 대차(2)로부터의 높이)을 출력한다. 제1 급기용 가상 게인 g1in, 제1 배기용 가상 게인 g1out, 제2 급기용 가상 게인 g2in 및 제2 배기용 가상 게인 g2out이 상태 변수로서 포함되어 있다.
상태 추정 모델(30)은, 이하의 상태 방정식으로 표기된다.
Figure 112016031845866-pct00001
여기서, A, B, C, X 및 U는, 이하와 같다.
Figure 112016031845866-pct00002
Figure 112016031845866-pct00003
Figure 112016031845866-pct00004
Figure 112016031845866-pct00005
Figure 112016031845866-pct00006
여기서, A에 포함되는 a21, a23, a24, a31, a32 및 a33은, 이하와 같다.
Figure 112016031845866-pct00007
Figure 112016031845866-pct00008
Figure 112016031845866-pct00009
Figure 112016031845866-pct00010
Figure 112016031845866-pct00011
여기서, k2는, 공기 스프링의 본체의 상하 방향으로의 강성이다. k3는, 공기 스프링의 수압(受壓) 면적의 변화율에 대한 강성이다. c2는, 공기 스프링의 감쇠 계수이다. A0는, 공기 스프링의 유효 수압 면적이다. ρ는, 공기압원의 공기의 밀도이다. m은, 반 차체의 중량이다. N은, 공기 스프링의 본체의 보조 공기실의 용적비이다. kV는, 급배기 유량을 전압으로 나눈 변환 계수이다.
입력 벡터 U를 구성하는 제1 급기 지령(u1in), 제1 배기 지령(u1out), 제2 급기 지령(u2in) 및 제2 배기 지령(u2out)은, 이하와 같다.
Figure 112016031845866-pct00012
Figure 112016031845866-pct00013
Figure 112016031845866-pct00014
Figure 112016031845866-pct00015
상태 변수 벡터 X에는, 4개의 가상 게인 g1in, g1out, g2in 및 g2out 외에, 높이(x1), 속도(x2), 제1 공기 스프링 변수(x3) 및 제2 공기 스프링 변수(x4)가 포함된다. 높이(x1)는, 차체의 대차로부터의 높이이다. 속도(x2)는, 차체의 상하 방향의 속도이다. 제1 공기 스프링 변수(x3)는, 공기 스프링 중, 도 6에 도시하는 부분의 변수이다. 제2 공기 스프링 변수(x4)는, 공기 스프링 중, 도 6에 도시하는 부분의 변수이다.
＜이상 검출 단계＞
이상 검출 단계는, 소정의 시간이 경과할 때마다 실행된다. 이상 검출 단계에서는, 상태 추정 모델(30)에 입력된 각 공기 스프링(3)에 대한 급배기의 유량 지령값에 따라 관측된 각 공기 스프링(3)의 높이의 평균값을 이용하여 상태 추정 수법을 적용함으로써, 상태 변수로서의 각 가상 게인의 값을 추정하고, 그 추정값이 소정의 역치 미만의 가상 게인이 존재하는 경우, 상기 가상 게인에 대응하는 공기 스프링(3)의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정한다.
보다 구체적으로 서술하면, 이상 검출 단계에서는, 상태 추정 모델(30)에 입력된 한쪽 및 다른쪽의 공기 스프링(3)에 대한 급기 또는 배기의 유량 지령값(제1 급기 지령, 제1 배기 지령, 제2 급기 지령 및 제2 배기 지령)에 따라 관측된 한쪽 및 다른쪽의 공기 스프링(3)의 높이의 평균값(차체(1)의 대차(2)로부터의 높이)을 이용하여 상태 추정 수법을 적용함으로써, 상태 변수로서의 제1 급기용 가상 게인 g1in, 제1 배기용 가상 게인 g1out, 제2 급기용 가상 게인 g2in 및 제2 배기용 가상 게인 g2out의 값을 추정하고, 그 추정값이 소정의 역치 미만의 가상 게인이 존재하는 경우, 상기 가상 게인에 대응하는 공기 스프링(3)에 대한 급기측 차단 밸브 또는 배기측 차단 밸브(도 3 참조)에 이상이 발생되어 있다고 판정한다.
상기와 같이, 상태 추정 모델(30)을 나타내는 상태 방정식의 상태 변수 벡터 X에는, 상태 변수로서, 각 가상 게인 g1in, g1out, g2in 및 g2out이 포함되어 있다(x5=g1in, x6=g1out, x7=g2in, x8=g2out). 또, 관측 벡터 Y가 높이 x1인 것을 알 수 있다. 또한, 입력 벡터 U가, 제1 급기 지령, 제1 배기 지령, 제2 급기 지령 및 제2 배기 지령으로 구성되어 있는 것을 알 수 있다. 상기와 같이, 상태 추정 모델(30)을 나타내는 상태 방정식은, 입력 벡터 U의 계수 벡터 B가 상태 변수 x5~x8를 포함하는 비선형 상태 방정식이기 때문에, 비선형 상태 방정식에 대응 가능한 확장 카르만 필터를 적용하여 각 가상 게인을 추정할 수 있다.
도 5B를 참조하면서, 이상 검출 단계에 대해, 좀 더 구체적으로 설명한다.
먼저, 제어 장치(12)는, 단계 S11에 있어서, 한쪽의 공기 스프링(3A)의 높이의 관측값, 및, 다른쪽의 공기 스프링(3B)의 높이의 관측값을 취득하고, 이들의 관측값의 평균값을 이용하여 확장 카르만 필터를 적용함으로써, 각 가상 게인의 값을 추정한다. 확장 카르만 필터의 적용할 때에는, 상기의 상태 방정식에 의한 상태 공간 표현을 이산화한 식 및 그 야코비안을 이용한다. 이들 식은, 이하와 같다.
Figure 112016031845866-pct00016
Figure 112016031845866-pct00017
Figure 112016031845866-pct00018
Figure 112016031845866-pct00019
확장 카르만 필터의 알고리즘에서는, (1) 관측 야코비안, (2) 확장 카르만 게인, (3) 상태 추정값, (4) 상태 추정 오차 공분산 행렬, (5) 1기 선(先)상태 추정값, (6) 상태 천이 야코비안, 및, (7) 예측 오차 공분산 행렬을 소정의 주기마다 구한다. 상기 (3)의 상태 추정값(상태 변수 벡터 X)을 구할 때에, 상기 관측값의 평균값을 이용한다.
다음에, 제어 장치(12)는, 단계 S12에 있어서, 각 가상 게인 중, 소정의 역치 미만의 값을 가지는 가상 게인이 존재하는지를 판정한다. 역치는, 예를 들어, 0.5이다.
소정의 역치 미만의 값을 가지는 가상 게인이 존재하지 않은 경우(단계 S12：NO)에는, 제어 장치(12)는, 이상 검출 단계를 종료한다. 한편, 소정의 역치 미만의 값을 가지는 가상 게인이 존재하는 경우(단계 S12：YES)에는, 제어 장치(12)는, 단계 S13에 있어서, 상기 가상 게인이 소정의 역치 미만의 값을 가지는 상태가 소정의 기간 계속되고 있는지를 판정한다. 여기서, 소정의 기간은, 예를 들어, 3초이다.
소정의 기간 계속되고 있지 않은 경우(단계 S13：NO), 제어 장치(12)는, 이상 검출 단계를 종료한다. 소정의 기간 계속되고 있는 경우(단계 S13：YES), 제어 장치(12)는, 단계 S14에 있어서, 소정의 기간 계속되고 역치 미만의 값을 가지는 가상 게인을 특정하여, 상기 가상 게인에 대응하는 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정한다. 그 후, 제어 장치(12)는, 이상 검출 단계를 종료한다.
이상으로 설명한 본 실시 형태에 따른 이상 검출 방법에 의하면, 각 공기 스프링(3)에 대한 급배기의 유량 지령값에 곱해지는 각 가상 게인의 값을 추정하고, 그 추정값이 소정의 역치 미만의 가상 게인이 존재하는 경우, 상기 가상 게인에 대응하는 공기 스프링(3)의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정한다. 즉, 하나의 가상 게인의 추정값이 소정의 역치 미만인 경우, 상기 가상 게인이 곱해져 있는 급배기의 유량 지령값은 공기 스프링(3)의 높이의 제어에 대한 기여가 적어, 상기 가상 게인에 대응하는 공기 스프링(3)의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정 가능하다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 이상 검출 방법에 의하면, 어느 공기 스프링(3)의 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출 가능하기 때문에, 경사져 있는 차체(1)를 원래 상태로 되돌리는 동작을 빨리 행할 수 있음과 더불어, 용이하게 수리를 실시하는 것도 가능하다.
특히, 본 실시 형태에서는, 어느 공기 스프링(3)의 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출 가능할 뿐만 아니라, 급기 및 배기 중 어느 쪽에 이상이 발생되어 있는지, 구체적으로는, 급기측 차단 밸브 및 배기측 차단 밸브 중 어느 쪽에 이상이 발생되어 있는지까지 검출 가능하다. 따라서, 보다 한층, 차체(1)의 경사를 되돌리는 동작을 빨리 행할 수 있음과 더불어, 용이하게 수리를 실시하는 것도 가능하다.
도 7A, 도 7 B 및 도 7 C는, 본 실시 형태에 따른 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법에 의한 이상 검출을 시뮬레이션한 결과의 일례를 나타낸다.
시뮬레이션의 조건은 이하와 같았다.
(1) 주행 속도：100［km/h］
(2) 곡선 반경：400［m］
(3) 완화 곡선 길이：80［m］
(4) 캔트 높이：105［mm］
(5) 목표 경사 각도：2［deg］
(6) 상정한 이상：외궤측 공기 스프링용의 배기측 차단 밸브가 닫힌 채임
상기의 조건으로 차량을 안정 주행시키기 위해 설정된 차체의 대차로부터의 높이(도 7A에 있어서 「목표」라고 표시된 파선의 그래프)를 얻기 위해, 도 7B에 도시하는 급배기 지령(제1 급기 지령, 제1 배기 지령, 제2 급기 지령 및 제2 배기 지령)을 부여하면, 도 7A에 있어서 「실적」이라고 표시된 실선의 그래프에 나타내는 차량의 높이가 관측되는 것을 알 수 있었다. 차체의 대차로부터의 높이의 관측값을 이용하고 확장 카르만 필터를 적용하여 각 가상 게인을 추정하면, 도 7C에 도시하는 결과가 얻어졌다. 예를 들어, 역치를 0.5로 하면, 외궤측 공기 스프링에 대응하는 배기용 가상 게인이 이 역치 미만이 되어, 외궤측 공기 스프링용의 배기측 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정할 수 있는 것을 알 수 있었다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해, 상술해 왔으나, 이들은 어디까지나 예시이며, 본 발명은, 상술의 실시 형태에 의해, 하등, 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 배기측의 차단 밸브가 닫힌 상태를 이상으로서 검출하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 급기측의 차단 밸브가 닫힌 상태를 이상으로서 검출하는 경우에 대해서도, 본 발명은 적용 가능하다.

Claims (4)

  1. 차체, 상기 차체의 전후에 배치된 한 쌍의 대차 및 각 대차의 좌우에 배치되어 상기 차체를 지지하는 한 쌍의 공기 스프링을 가지는 차량에 설치되고, 각 공기 스프링에 대한 급배기를 제어하여 상기 차체를 경사시키는 차체 경사 제어 장치의 이상 검출 방법으로서,
    상기 한 쌍의 대차의 각각에 대해, 상태 추정 모델을 작성하는 단계와,
    상기 상태 추정 모델을 이용하여, 어느 공기 스프링에 대한 급배기에 이상이 발생되어 있는지를 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 상태 추정 모델은,
    한쪽의 공기 스프링에 대한 급배기의 유량을 지령하기 위한 제1 유량 지령값이 입력된 경우에 상기 제1 유량 지령값에 상태 변수인 제1 가상 게인을 곱하며,
    다른쪽의 공기 스프링에 대한 급배기의 유량을 지령하기 위한 제2 유량 지령값이 입력된 경우에 상기 제2 유량 지령값에 상태 변수인 제2 가상 게인을 곱하고,
    상기 제1 가상 게인이 곱해진 제1 유량 지령값과 상기 제2 가상 게인이 곱해진 제2 유량 지령값을 평균한 값에 대응하여 상기 한 쌍의 공기 스프링의 높이의 평균값을 출력하는 수리 모델이며,
    상기 이상을 검출하는 단계는,
    상기 제1 유량 지령값에 의거하여 급배기가 제어되었을 때의 상기 한쪽의 공기 스프링의 높이를 관측하여 얻어진 값과 상기 제2 유량 지령값에 의거하여 급배기가 제어되었을 때의 상기 다른쪽의 공기 스프링의 높이를 관측하여 얻어진 값의 평균값을 상기 상태 추정 모델이 출력하는 값에 이용하여 상기 제1 가상 게인의 값 및 상기 제2 가상 게인의 값을 추정하는 단계와,
    상기 추정된 제1 가상 게인의 값이 소정의 역치 미만인 경우에 상기 한쪽의 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정하고, 상기 추정된 제2 가상 게인의 값이 소정의 역치 미만인 경우에 상기 다른쪽의 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정하는 단계를 포함하는, 이상 검출 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 판정하는 단계는,
    상기 추정된 제1 가상 게인의 값이 소정의 기간에 걸쳐 상기 소정의 역치 미만인 경우에 상기 한쪽의 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정하고, 상기 추정된 제2 가상 게인의 값이 소정의 기간에 걸쳐 상기 소정의 역치 미만인 경우에 상기 다른쪽의 공기 스프링의 급배기에 이상이 발생되어 있다고 판정하는, 이상 검출 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 차체 경사 제어 장치는,
    상기 한쪽의 공기 스프링으로의 급기 및 상기 한쪽의 공기 스프링으로부터의 배기의 유량을 제어하는 제1 유량 비례 밸브와,
    상기 한쪽의 공기 스프링으로의 급기를 온 또는 오프하는 제1 급기 차단 밸브와,
    상기 한쪽의 공기 스프링으로부터의 배기를 온 또는 오프하는 제1 배기 차단 밸브와,
    상기 다른쪽의 공기 스프링으로의 급기 및 상기 다른쪽의 공기 스프링으로부터의 배기의 유량을 제어하는 제2 유량 비례 밸브와,
    상기 다른쪽의 공기 스프링으로의 급기를 온 또는 오프하는 제2 급기 차단 밸브와,
    상기 다른쪽의 공기 스프링으로부터의 배기를 온 또는 오프하는 제2 배기 차단 밸브를 포함하고,
    상기 제1 유량 지령값은,
    상기 한쪽의 공기 스프링으로의 급기의 유량을 지령하기 위한 제1 급기 유량 지령값과,
    상기 한쪽의 공기 스프링으로부터의 배기의 유량을 지령하기 위한 제1 배기 유량 지령값을 포함하며,
    상기 제2 유량 지령값은,
    상기 다른쪽의 공기 스프링으로의 급기의 유량을 지령하기 위한 제2 급기 유량 지령값과,
    상기 다른쪽의 공기 스프링으로부터의 배기의 유량을 지령하기 위한 제2 배기 유량 지령값을 포함하고,
    상기 제1 가상 게인은,
    상기 제1 급기 유량 지령값이 입력된 경우에 상기 제1 급기 유량 지령값에 곱해지는 제1 급기 가상 게인과,
    상기 제1 배기 유량 지령값이 입력된 경우에 상기 제1 배기 유량 지령값에 곱해지는 제1 배기 가상 게인을 포함하며,
    상기 제2 가상 게인은,
    상기 제2 급기 유량 지령값이 입력된 경우에 상기 제2 급기 유량 지령값에 곱해지는 제2 급기 가상 게인과,
    상기 제2 배기 유량 지령값이 입력된 경우에 상기 제2 배기 유량 지령값에 곱해지는 제2 배기 가상 게인을 포함하고,
    상기 상태 추정 모델은,
    상기 제1 급기 가상 게인이 곱해진 제1 급기 유량 지령값 또는 상기 제1 배기 가상 게인이 곱해진 제1 배기 유량 지령값과, 상기 제2 급기 가상 게인이 곱해진 제2 급기 유량 지령값 또는 상기 제2 배기 가상 게인이 곱해진 제2 배기 유량 지령값의 평균값에 대응하여, 상기 한 쌍의 공기 스프링의 높이의 평균값을 출력하며,
    상기 추정하는 단계는,
    상기 제1 급기 유량 지령값 또는 상기 제1 배기 유량 지령값에 의거하여 제어되었을 때의 상기 한쪽의 공기 스프링의 높이를 관측하여 얻어진 값과, 상기 제2 급기 유량 지령값 또는 상기 제2 배기 유량 지령값에 의거하여 제어되었을 때의 상기 다른쪽의 공기 스프링의 높이를 관측하여 얻어진 값의 평균값을, 상기 상태 추정 모델이 출력하는 값에 이용하여, 상기 제1 급기 가상 게인의 값, 상기 제1 배기 가상 게인의 값, 상기 제2 급기 가상 게인의 값 및 상기 제2 배기 가상 게인의 값을 추정하고,
    상기 판정하는 단계는,
    상기 추정된 제1 급기 가상 게인의 값이 상기 소정의 역치 미만인 경우에 상기 제1 급기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하며, 상기 추정된 제1 배기 가상 게인의 값이 상기 소정의 역치 미만인 경우에 상기 제1 배기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하고, 상기 추정된 제2 급기 가상 게인의 값이 상기 소정의 역치 미만인 경우에 상기 제2 급기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하며, 상기 추정된 제2 배기 가상 게인의 값이 상기 소정의 역치 미만인 경우에 상기 제2 배기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하는, 이상 검출 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 판정하는 단계는,
    상기 추정된 제1 급기 가상 게인의 값이 상기 소정의 기간에 걸쳐 상기 소정의 역치 미만인 경우에 상기 제1 급기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하고,
    상기 추정된 제1 배기 가상 게인의 값이 상기 소정의 기간에 걸쳐 상기 소정의 역치 미만인 경우에 상기 제1 배기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하며,
    상기 추정된 제2 급기 가상 게인의 값이 상기 소정의 기간에 걸쳐 상기 소정의 역치 미만인 경우에 상기 제2 급기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하고,
    상기 추정된 제2 배기 가상 게인의 값이 상기 소정의 기간에 걸쳐 상기 소정의 역치 미만인 경우에 상기 제2 배기 차단 밸브에 이상이 발생되어 있다고 판정하는, 이상 검출 방법.
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