JP4707717B2 - 少なくとも1つの空気弁アクチュエータ装置のための診断装置 - Google Patents
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Description
この目的は、請求項1の特徴を有する診断装置により達成される。
有利な態様において、第3の診断モジュールは、移動するアクチュエータ部材における荷重及び摩擦の変化を検知するようにされていて、第3の診断モジュールにより欠陥が検知された場合に不活性化される、弁切換欠陥を検知するための第4の診断モジュールが設けられている。この装置は2つのタイプの欠陥を明らかに区別する。
切換欠陥を検知するために設けられた第4の診断モジュールは、いかなる他の診断モジュールによって診断警報が生成されていないときに作動する。そのときだけ、事実、弁のセンサの欠陥があることを確かに結論付けることが可能となる。この目的のために、有利な態様では、制御信号)が出力されてから、アクチュエータチャンバ(19)の圧力が、最大圧力値に対して予め定めるパーセンテージまで上昇する時間及び/又は制御信号が出力されてから、アクチュエータチャンバ(19)の圧力が最大圧力値に対して予め定めるパーセンテージまで下降する時間が監視される。この目的のために、第4の診断モジュールは、給気されているがアクチュエータ部材が静止している間の最大圧力値に応答するための手段を有している。
図1に示す弁アクチュエータ装置は、概略的に示された空気圧シリンダ10を含み、この場合、ピストンロッド11を備えるピストン12は、空気圧で駆動される。空気圧シリンダ10は、アクチュエータの一つの可能な設計であり、直線駆動、サーボ駆動、回転駆動のような異なる種類を含む他のアクチュエータの設計が可能である。
図2に示す診断モジュールは、基本的に、操作圧力pが基準圧力から予め定める許容範囲を超えないときに活性化される。最初のステップでは、診断モジュールM1とM2とがリークと動力ラインにおけるチョーク効果に関してサブシステムを試験するために作動開始される。これらの2つのモジュールは明示のメッセージあるいはデータをつねに供給するので、上述した限定があっても常に作動している。いかなるリークもチョーク効果もない場合には、モジュールM3は荷重又は摩擦の変化を監視するために活性化される。このモジュールが予め定める基準値からずれを検出しない場合には、モジュールM4が弁欠陥の検知のために活性化される。この連鎖で欠陥が生じた場合は、次のモジュールが通常不活性化される。これがスイッチ27及び28により概略示されている。この一連の操作は診断モジュールが常に正しい欠陥情報を提供することを確実にする。
もし、3つの差分値が正で、予め定める許容範囲を超えたとき、引き込む荷重、つまり、それぞれの力の方向に対して対抗する方向の荷重が存在する。
もし、ΔFmaxが許容範囲を超えているが、残りの値が許容範囲内である場合には、静止摩擦力が増大している。
更にこれらの結合が追加の診断を生む可能性がある。これらの結合はアクチュエータに特別の態様で定義することが可能である。これらの結果は記録され、ディスプレイ25で表示されるか、プリンタ26により印刷されることができる。
診断モジュール5は、絶え間なく作動する。診断モジュール5は、位置センサ23及び24のターミナル切換信号と、圧力センサ18と更に流量センサ17との信号とを必要とする。このモジュールでは、周期及び移動時間が格納され、圧力及び空気消費量が、ずれのために登録され監視される。この診断モジュールは、ここに、監視システムにおける欠陥の種類、トラブルの状態が独立に検知され、これらは、移動時間、位置決め時間、圧力、消費量において感知される。従って、他のモジュールによって検知される欠陥に関して明らかにできないトラブル状態としての欠陥を検出することができる。測定された値又はデータ、つまり、位置決め時間、移動時間、空気消費量、最大圧力値、平均圧力値は適当な基準値と比較される。ここで、差分値が形成され、許容範囲を下回るか上回るかについて試験される。この欠陥のおおまかな検出は、個別のケースでは、診断モジュールM1ないしM4を用いる特定の欠陥検出に続く。
Claims (20)
- 少なくとも1つの空気弁アクチュエータ装置(10)のための診断装置であって、圧力センサ(18)と、流量センサ(17)と、前記空気弁アクチュエータ装置(10)のための制御信号を生成するための制御手段(21)と、少なくとも1つの移動するアクチュエータ部材(12)の位置を検知するための位置センサ(23及び24)と、リークを検出するための第1の診断モジュール(M1)と、給気及び排気ラインにおけるチョーク効果を検知するための第2の診断モジュール(M2)と、前記移動するアクチュエータ部材(12)における荷重及び摩擦の変化を検知するための第3の診断モジュール(M3)と、前記第1の診断モジュール(M1)及び/又は第2の診断モジュール(M2)により欠陥が検知された場合、前記第3の診断モジュールを不活性化させるために設けられたスイッチ手段(29及び27)とを備える診断装置。
- 前記第3の診断モジュール(M3)は、前記移動するアクチュエータ部材(12)における荷重及び摩擦の変化を検知するようにされていて、前記第3の診断モジュール(M3)により欠陥が検知された場合に不活性化される、弁切換欠陥を検知するための第4の診断モジュール(M4)が設けられている、請求項1に記載の診断装置。
- 前記第1の診断モジュール(M1)は、前記アクチュエータ部材(12)の位置が所定の端部に位置している状態として定義される停止相の間、前記空気弁アクチュエータ装置(10)が有するチャンバであってシール及び給気されるアクチュエータチャンバ(19)に対応した圧力センサ(18)によりアクチュエータチャンバ(19)における圧力(p1)を監視するように構成されている、請求項1又は2に記載の診断装置。
- 前記第1の診断モジュール(M1)は、前記停止相と同じ長さである測定期間における前記アクチュエータチャンバ(19)内の圧力変化を示す圧力勾配(Δp/Δt)及び/又は前記アクチュエータチャンバ(19)におけるリーク流量(Q1 )を得るための流れガイド値(C)を算出する手段と、流れガイド値(C)と基準値とを比較するための比較手段とを有し、比較結果が予め定める許容値を超えているときリーク警報を生成する、請求項3に記載の診断装置。
- 前記第1の診断モジュール(M1)は、内的リークと外的リークとを区別するための評価手段を含む、請求項3に記載の診断装置。
- 前記第2の診断モジュール(M2)は、前記アクチュエータ部材(12)が移動している移動相の間、前記流れガイド値(C)を監視するようにされている、請求項4に記載の診断装置。
- 前記第2の診断モジュール(M2)は、前記アクチュエータ部材(12)の移動の間、前記流れガイド値(C)の平均値を計算するための手段を有し、その平均値を少なくとも1つの基準値と比較する比較手段が設けられ、比較結果が許容範囲を超えているチョーク作用に関して警報を生成する、請求項6に記載の診断装置。
- 所定の検出箇所における温度が許容範囲を超えたとき、前記第2の診断モジュール(M2)が不活性化するように構成されている、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の診断装置。
- 前記第3の診断モジュール(M3)は、予め定める基準値からのずれに関して、制御信号が出力されてから、前記アクチュエータ部材(12)が終端位置から離れるまでの期間である相1の間における最大圧力、アクチュエータチャンバ(19)に給気する間である相2の間の平均圧力、アクチュエータチャンバ(19)から排気する間である相3の間の平均圧力、のうちの少なくとも1つの圧力値を算出するようにされている、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の診断装置。
- 等価力値(Fmax、Fmed1、Fmed2)の計算のため及び、その等価力値(F max 、F med1 、F med2 )に対応する基準値とその等価力値(F max 、F med1 、F med2 )との差分値(ΔFmax、ΔFmed1 、ΔFmed2)を生成して評価するための手段が設けられ、差分値(ΔF max 、ΔF med1 、ΔF med2 )が許容範囲を超えたとき、それぞれの診断警報が生成される、請求項9に記載の診断装置。
- 前記第4の診断モジュール(M4)が、制御信号(V)が出力されてから、アクチュエータチャンバ(19)の圧力が、最大圧力値に対して予め定めるパーセンテージまで上昇する時間及び/又は制御信号(V)が出力されてから、アクチュエータチャンバ(19)の圧力が最大圧力値に対して予め定めるパーセンテージまで下降する時間を測定するようにされている、請求項2に記載の診断装置。
- 前記第4の診断モジュール(M4)は、給気されているがアクチュエータ部材(12)が静止しているアクチュエータチャンバ(19)の最大圧力値を検知するための手段を有している、請求項11に記載の診断装置。
- 前記第4の診断モジュール(M4)が、圧力上昇及び/又は圧力下降の時間について、その時間と基準時間とから差分値を算出するための手段を有し、差分値が許容範囲を超えている場合、対応する診断警報を生成する請求項11又は12に記載の診断装置。
- 前記アクチュエータ部材(12)における空気消費量及び/又は圧力レベルを監視する第5の診断モジュール(M5)が備えられ、スイッチ手段(27及び29)は、前記第5の診断モジュール(M5)によって欠陥が検知された場合、前記第3の診断モジュール(M3)を不活性化する、請求項1ないし13のいずれか1項に記載の診断装置。
- 前記第5の診断モジュール(M5)は、対応の基準値と比較し、基準値からのずれを検知し、ずれが予め定める許容範囲を超えているか否かを判定するための比較手段を有し、その比較手段が対応の診断警報を生成する、請求項14に記載の診断装置。
- 前記アクチュエータ部材(12)の移動時間における空気の消費を検知するための手段が設けられ、空気の消費量が所定期間における流量信号の積分値である、請求項14又は15に記載の診断装置。
- 前記アクチュエータ部材(12)の移動相における最大圧力値及び/又は平均圧力値を検知する手段が設けられている、請求項1ないし16のいずれか1項に記載の診断装置。
- 前記温度は、アクチュエータチャンバ(19)内の温度であることを特徴とする請求項8に記載の診断装置。
- 前記アクチュエータ部材(12)は往復運動可能に構成され、前記第5の診断モジュール(M5)は、前記アクチュエータ部材(12)の往復運動の周期、及び前記アクチュエータ部材(12)が駆動されてから所定の位置に位置決めされるまでの位置決め時間も監視するように構成されていることを特徴とする請求項14に記載の診断装置。
- 前記所定期間は、前記ピストンの駆動が制御信号(V)によって開始されてからそのピストンが所定の位置に位置決めされるまでの期間であることを特徴とする請求項16に記載の診断装置。
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