DE19723728A1

DE19723728A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Haft-Gleit-Bewegungen

Info

Publication number: DE19723728A1
Application number: DE19723728A
Authority: DE
Inventors: Akira Ohtsuka; Chosei Kaseda
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-31
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2017-06-01
Also published as: JP3254624B2; DE19723728C2; JPH1047313A; US5750879A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung einer Haft-Gleit-Bewegung (stick-slip) und eine Vorrichtung zum Ermitteln von Haft-Gleiten, auch als Ruck gleiten oder ruckendes Gleiten zu bezeichnen, beim Betrieb einer Vorrichtung, die eine gleitfähige Oberfläche mit einem Reibberührungsabschnitt hat, wie beispielsweise ein Steuer ventil oder ein Gasregler, und zwar, um dabei eine Fehler diagnose auszuführen.

Fehlerdiagnosen bei Steuerventilen oder Gasreglern können durchgeführt werden, indem man ein Haft-Gleiten des gleitfä higen Abschnitts einer solchen Vorrichtung feststellt bzw. ermittelt. Wie beispielsweise in Fig. 10 gezeigt, wird ein Haft-Gleiten in Abhängigkeit von dem Zustand eines gleitfähi gen Berührungsabschnitts 43 zwischen einem Kolben 41 und einem Zylinder 42 hervorgerufen. Beispielsweise wird dieses Haft-Gleiten verursacht, wenn an dem gleitfähigen Berührungs abschnitt 43 eine Fremdsubstanz haftet. Haft-Gleiten kann deshalb festgestellt werden, indem man die Verlagerung des Kolbens 41 mit einem Verlagerungsmeßabschnitt 44 mißt und den Zustand der Verlagerung mit einem Haftüberwachungsabschnitt 45 überwacht.

Zunächst wird der Verlagerungszustand des Kolbens 41 durch den Verlagerungsmeßabschnitt 44 ermittelt, während der Kolben 41 antriebsbeaufschlagt wird. Wenn sich die Verlagerung über einen vorbestimmten Zeitabschnitt nicht verändert, während der Kolben 41 angetrieben wird, bestimmt der Haftüberwa chungsabschnitt 45, daß ein Haft-Gleiten eingetreten ist. Fig. 11 zeigt die Verlagerung des gleitfähigen Abschnitts eines Steuerventils als Funktion der Zeit, und zwar bei Mes sung durch den Verlagerungsmeßabschnitt 44. Bei Bezugnahme auf Fig. 11 zeigt die ausgezogene Kurve einen Normalzustand, während die gestrichelte Kurve einen Zustand zeigt, bei dem ein Haft- oder Ruckgleiten eingetreten ist. Wie in Fig. 11 gezeigt, ändert sich im Falle von Haft-Gleiten die Verlage rung des gleitfähigen Abschnitts nicht kontinuierlich über der Zeit.

Der Betriebszustand eines Systems wird auf diese Weise über wacht, während es angetrieben wird. Wenn der Haftüberwa chungsabschnitt 45 feststellt, daß das System nicht für einen vorbestimmten Zeitabschnitt arbeitet, wie dies von der ge strichelten Kurve in Fig. 11 angedeutet ist, kann das Eintre ten von Haft-Gleiten festgestellt bzw. ermittelt werden.

Die oben beschriebene konventionelle Technik der Haft-Gleit-Er mittlung basiert jedoch nicht auf einer Analyse von Ursache und Phänomen des Haft-Gleitens. Aus diesem Grund kann man mit der herkömmlichen Technik das Auftreten von Haft-Gleiten (Reibungsvibration), das von den Betriebsbedingungen für Ge genstände abhängig ist, die aufeinander gleiten, nicht ermit teln. Es gibt hier keine eindeutige Erläuterung für den Unterschied zwischen einem Fall, bei dem Haft-Gleiten nicht ermittelt werden kann, und einem Fall, bei dem das Haft-Glei ten ermittelt werden kann.

Bei einem vorgegebenen System entspricht das Haft-Gleiten einem Zustand, bei dem das System in kurzen Intervallen an hält, d. h. die Bewegung unterbricht. In der Praxis ändert sich im Falle des Haft-Gleitens die Haftzeit als Funktion von Parametern eines Mechanismus′, der das Haft-Gleiten und die Betriebseingabe (Antrieb) verursacht, und daher variiert die Zeit der Nichtbewegung. Aus diesem Grund ist es schwierig, eine einheitliche Haftzeit festzulegen. Selbst wenn ein Über wachen mit einer festgelegten Zeit der Unbeweglichkeit durch geführt wird, kann das Haft-Gleiten nicht zuverlässig ermit telt werden, wie dies oben beschrieben wurde.

Wie durch die gestrichelte Kurve in Fig. 11 angedeutet, gibt es im allgemeinen bei Normalbetrieb keine Möglichkeit, durch eine Maschinenreaktion eindeutig anzuzeigen, daß ein Haft-Glei ten erzeugt wird. Wenn jedoch ein Haft-Gleiten nicht in dem in Fig. 11 gezeigten Maß eintritt, ist es schwierig, ein solches Haft-Gleiten überhaupt festzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Haft-Gleit-Er mittlungsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, die den Unterschied zwischen einem Zustand, in dem ein Haft-Gleiten verursacht wird, und einem Normalzustand quantitativ oder größenmäßig ausdrücken können.

Um das vorgenannte Ziel zu erreichen, ist gemäß der vorlie genden Erfindung ein Haft-Gleit-Bewegung-Ermittlungsverfahren vorgesehen, das folgende Schritte umfaßt:

Ermittlung der Verlagerung eines bewegbaren Teiles mit einem gleitfähigen Berührungsabschnitt; Berechnen einer ersten Zu standsgröße auf der Basis der ermittelten Verlagerung des be wegbaren Teils; Berechnen einer zweiten Zustandsgröße - die ggf. aus der ersten Zustandsgröße abschätzbar bzw. ableitbar ist - auf der Basis der ermittelten Verlagerung des bewegba ren Teils; Berechnen einer geschätzten zweiten Zustandsgröße - ggf. durch Abschätzen bzw. Ableiten - aus der berechneten ersten Zustandsgröße unter Verwendung der Beziehung zwischen ersten und zweiten vorbestimmten Zustandsgrößen, die man aus einer Verlagerung des bewegbaren Teils im normalen Gleitzu stand erhält; und Vergleichen der berechneten zweiten Zu standsgröße mit der geschätzten zweiten Zustandsgröße und Be stimmen eines abnormalen Gleitbetriebs des bewegbaren Teils auf der Basis des Vergleichsergebnisses.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen, die diverse Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung wiedergeben, zeigt

Fig. 1A ein Diagramm, das einen Zustand wieder gibt, in dem kein Haft-Gleiten aufgetreten ist;

Fig. 1B ein Diagramm, das einen Zustand wieder gibt, in dem Haft-Gleiten aufgetreten ist,

Fig. 2 ein Blockschaubild, das die Anordnung einer Vorrichtung zur Ermittlung von Haft-Gleiten gemäß ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3 ein Blockschaubild, das die Anordnung einer Vorrichtung zur Ermittlung von Haft-Gleiten gemäß einer dritten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung wie dergibt;

Fig. 4 ein Schaubild, das das Ergebnis zeigt, das man durch Messen des Zustands des Eintretens eines Haft-Gleitens unter Ver wendung einer Vorrichtung zur Ermittlung des Haft-Gleitens gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhält;

Fig. 5 ein Blockschaubild, das die Anordnung einer Vorrichtung zur Ermittlung des Haft-Gleitens gemäß einer fünften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung wie dergibt;

Fig. 6 ein Blockschaubild, das die Anordnung einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Haft-Gleitens gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 7 ein Blockschaubild, das die Anordnung einer Vorrichtung zur Ermittlung des Haft-Gleitens gemäß einer siebten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt;

Fig. 8A und 8B Histogramme, die jeweils die Verteilung der Frequenzen des Auftretens von Diffe renzgrößen erster Ordnung eines Verlage rungssignals, das von einem bewegbaren Teil erhalten wird, wiedergeben, das mit und ohne Haft-Gleiten in der Vorrichtung zur Ermittlung des Haft-Gleitens nach Fig. 7 hin und her gleitet;

Fig. 9 ein Diagramm, das das durch Messen des Zustands des Auftretens von Haft-Gleiten unter Verwendung der Haft-Gleit-Ermitt lungsvorrichtung nach Fig. 7 erhaltene Ergebnis zeigt;

Fig. 10 eine Ansicht einer Anordnung einer her kömmlichen Haft-Gleit-Ermittlungsvorrich tung zur Ermittlung des Haft-Gleitens eines Kolbens, der einen gleitfähigen Berührungsabschnitt aufweist;

Fig. 11 ein Diagramm, das einen Zustand wieder gibt, bei dem Haft-Gleiten eingetreten ist; und

Fig. 12 ein Blockschaubild, das die schematische Anordnung einer Haft-Gleit-Ermittlungs vorrichtung zeigt, die ausgelegt ist, um die ermittelte Verlagerung eines bewegba ren Teils unter Verwendung eines Compu ters zu verarbeiten.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglichkeiten der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschrei bung der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Aus führungsformen hervor.

Erste Ausführungsform

Zuerst wird die erste Ausführungsform kurz beschrieben. Wenn die Verlagerung eines bewegbaren Teils, das einen gleitfähi gen Berührungsabschnitt hat, der sich über die Zeit ändert, gemessen wird, kann man charakteristische Kurven wie die in Fig. 1A und 1B gezeigten erhalten. Fig. 1A zeigt einen Nor malzustand, und Fig. 1B einen Zustand, in dem Haft-Gleiten aufgetreten ist.

Wie in Fig. 1B gezeigt, treten im Falle von Haft-Gleiten Kom ponenten hoher Frequenz in einem Signal zur Anzeige der Ver lagerung des bewegbaren Teils auf. Wenn daher das Auftreten der Komponenten hoher Frequenz durch Analysieren des Signals für die Anzeige der Verlagerung des bewegbaren Teils durch Fourier-Transformation ermittelt werden kann, so kann das Auftreten von Haft-Gleiten bestimmt werden.

In diesem Fall können die Differentiale erster Ordnung der Verlagerung zu einer gegebenen Zeit t durch die Gleichung (1) dargestellt werden. Gleichermaßen werden die Differentiale zweiter Ordnung der Verlagerung bei einer Zeit t durch Glei chung (2) wiedergegeben. Es sei darauf hingewiesen, daß die Gleichungen (1) und (2) in komplexer Form ausgedrückt sind, worin a die Amplitude, ω die Winkelfrequenz und j die imagi näre Einheit darstellen.

Gemäß den obigen Gleichungen können bekannte Parseval-Glei chungen (3) und (4) aufgestellt werden

Die Beziehung zwischen den Differentialgrößen bzw. -werten erster und zweiter Ordnung der Verlagerung kann daher durch folgende Gleichung (5) ausgedrückt werden:

worin |a_ω|² = α_ω das Leistungsspektrum (Spektrum des Betrags quadrates) des Differentialsignals erster Ordnung der Verla gerung und ω² = W ist.

Gemäß Gleichung (5) entspricht der durch Dividieren einer Diffenrentialgröße zweiter Ordnung der Verlagerung durch eine Differentialgröße erster Ordnung erhaltene Wert einem Gleich gewichtspunkt des Leistungsspektrums eines Differential signals erster Ordnung der Verlagerung im Hinblick auf eine Achse W. Mit anderen Worten erhält man, wenn eine Änderung in der Beziehung zwischen den Differentialwerten zweiter und erster Ordnung der Verlagerung eintritt, eine Änderung hin sichtlich des obigen Gleichgewichtspunktes.

Wenn Haft-Gleiten eintritt, erscheinen in dem ermittelten Verlagerungssignal Komponenten hoher Frequenz, wobei sich infolgedessen der Gleichgewichtspunkt ändert. Wenn man daher eine Änderung in der Beziehung zwischen den Differentialwer ten zweiter und erster Ordnung der Verlagerung erhält, kann das Auftreten eines Haft-Gleitens festgestellt werden.

Im folgenden wird die Ermittlung der Haft-Gleit-Bewegung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 2 zeigt die Anordnung einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Haft-Gleitens gemäß der ersten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 bezeichnet Bezugszeichen 142 einen Zylinder; 141 einen Kolben als beweg bares Teil mit einem gleitfähigen Berührungsabschnitt 143, der sich in Gleitberührung mit der inneren Wandung des Zylin ders 142 befindet; 1 einen Verlagerungsermittlungsabschnitt zum Messen der Verlagerung des Kolbens 141; 2 einen Differen tial-Berechnung-Abschnitt erster Ordnung zur Berechnung der Differentiale erster Ordnung der festgestellten Verlagerung; und 3 einen Differential-Berechnung-Abschnitt zweiter Ordnung zur Berechnung der Differentiale zweiter Ordnung der festge stellten Verlagerung.

Es bezeichnet Bezugszeichen 4 einen Kenngrößen-Speicherab schnitt, in dem die Beziehung (Kenngrößen-Ausdruck) zwischen den Differentialwerten erster und zweiter Ordnung im normalen Gleitzustand, die man im voraus erhalten hat, gespeichert werden; Bezugszeichen 5 einen Abschätzabschnitt für einen Differentialwert zweiter Ordnung zum Berechnen eines ge schätzten Differentialwerts zweiter Ordnung aus einem Diffe rentialwert erster Ordnung, der durch den Berechnungsab schnitt 2 für das Differential erster Ordnung unter Verwen dung des in dem Kenngrößen-Speicherabschnitt 4 gespeicherten Kenngrößen-Ausdruck errechnet wird; und Bezugszeichen 6 einen Diagnose-Berechnungsabschnitt zum Vergleichen des von dem Schätzabschnitt 5 für den Differentialwert zweiter Ordnung berechneten geschätzten Differentialwerts zweiter Ordnung mit dem von dem Berechnungsabschnitt 3 für das Differential zwei ter Ordnung berechneten aktuellen Differentialwert zweiter Ordnung sowie zum Erhalten des Differenzgrades.

Zunächst einmal erzielt Berechnungsabschnitt 2 für Differen tiale erster Ordnung die Differentialwerte erster Ordnung eines Verlagerungssignals, das durch Messen einer Verlagerung x des Kolbens 141 als Quadratsumme in einer Zeit T erhalten wird, wie dies durch Gleichung (6) dargestellt ist:

wobei der Differentialwert erster Ordnung bei einer Zeit t ist.

Der Berechnungsabschnitt 3 für Differentiale zweiter Ordnung erzielt die Differentialwerte zweiter Ordnung des Verlage rungssignals als Quadratsumme in der Zeit T, und zwar darge stellt durch Gleichung:

wobei der Differentialwert zweiter Ordnung (Ableitung) zur Zeit t ist.

Der Kenngrößen-Speicherabschnitt 4 speichert einen durch eine lineare Approximation mit zwei Konstanten A und B erhaltenen Kenngrößen-Ausdruck, wie Gleichung (8) als einfachsten Aus druck, als die Beziehung (Kenngrößen-Ausdruck) zwischen den Diffenrentialen erster und zweiter Ordnung eines Verlage rungssignals bei normalem Gleitzustand.

Der Schätzabschnitt 5 für den Differentialwert zweiter Ord nung schätzt einen Differentialwert zweiter Ordnung aus dem Differentialwert erster Ordnung, erhalten aus dem Meßwert, unter Benutzung der Gleichung (8) als Kenngrößen-Ausdruck. Der Diagnose-Berechnungsabschnitt 6 erzielt die Differenz zwischen dem geschätzten Differentialwert zweiter Ordnung und dem aktuellen Differentialwert zweiter Ordnung unter Verwen dung von Gleichung (9):

Wie oben beschrieben, wird gemäß der ersten Ausführungsform ein geschätzter Differentialwert zweiter Ordnung auf der Basis eines Differentialwerts erster Ordnung eines Verlage rungssignals erhalten, und der geschätzte Differentialwert zweiter Ordnung wird mit dem aktuellen Differentialwert zwei ter Ordnung, den man durch die Verlagerung des Kolbens 141 erhalten hat, verglichen. Wenn die Differenz E_τ zwischen den zwei Werten größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird fest gestellt, daß ein Haft-Gleiten aufgetreten ist. Mit anderen Worten wird, um die Aufmerksamkeit auf die Differenz E_τ zwi schen dem geschätzten Differentialwert zweiter Ordnung und dem aktuellen Differentialwert zweiter Ordnung, erhalten aus der Verlagerung des Gegenstandes, zu richten, die Aufmerksam keit auf eine Änderung in der Beziehung zwischen dem Diffe rentialwert zweiter Ordnung der Verlagerung und dem Differen tialwert erster Ordnung, wie obenstehend beschrieben, ge lenkt.

Bei der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Differentialwert zweiter Ordnung geschätzt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Differentialwert erster Ordnung aus einem Differen tialwert zweiter Ordnung geschätzt werden, und der geschätzte Differentialwert erster Ordnung kann mit dem aktuellen Diffe rentialwert erster Ordnung, erhalten aus der Verlagerung des Gegenstandes, verglichen werden.

Zweite Ausführungsform

Bei der ersten Ausführungsform erhält man die Differential werte erster und zweiter Ordnung eines Verlagerungssignals unter Verwendung der Gleichungen (6) und (7). Diese Werte kann man jedoch auch unter Verwendung von Gleichungen (10) und (11) erhalten:

Dritte Ausführungsform

Bei den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsfor men ist das erhaltene Verlagerungssignal ein Analogsignal. Im folgenden wird ein Fall beschrieben, bei dem das Verlage rungssignal ein Digitalsignal ist. Bei der folgenden Ausfüh rungsform wird die Verlagerung des Kolbens 141 in Fig. 2 durch einen Verlagerungsermittlungsabschnitt festgestellt.

Fig. 3 zeigt die Anordnung einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Haft-Gleit-Bewegung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der ersten, oben beschriebe nen Ausführungsform, wie sie durch die Gleichungen (6) und (7) angedeutet ist, erhält man Differentialwerte erster und zweiter Ordnung aus dem Verlagerungssignal, das man durch Differenzieren eines erhaltenen Analog-Verlagerungssignals erhält.

Wenn das Verlagerungssignal, das man durch einen Ermittlungs abschnitt 101 für die Verlagerung erhält, ein Digitalsignal ist, berechnen jedoch, wie in Fig. 3 gezeigt, Berechnungsab schnitte 102 und 103 für Differenzen erster und zweiter Ord nung Differenzwerte erster und zweiter Ordnung entsprechend den Differentialwerten erster und zweiter Ordnung, und zwar unter Verwendung von Gleichungen (12) und (13):

wobei δx die Differenz zwischen den Werten x in Δt ist, was man durch Gleichung (14) erhält:

Bei der dritten Ausführungsform gilt der Kenngrößen-Ausdruck, gespeichert in einem Kenngrößen-Speicherabschnitt 104, und zwar entsprechend Gleichung (8), wie in der ersten Ausfüh rungsform verwendet, die Gleichung (15):

Ein Schätzabschnitt 105 für Differenzwerte zweiter Ordnung berechnet einen geschätzten Differenzwert zweiter Ordnung aus einem Differenzwert erster Ordnung, erhalten nach Gleichung (12), gemäß Gleichung (15). Der Differenz-Berechnungsab schnitt 103 zweiter Ordnung berechnet einen Differenzwert zweiter Ordnung aus dem tatsächlichen Meßwert unter Verwen dung der Gleichung (13). Ein Diagnose-Berechnungsabschnitt 106 erzielt dann die Differenz E_τ zwischen dem berechneten Differenzwert zweiter Ordnung und dem geschätzten Differenz wert zweiter Ordnung. Wenn beispielsweise die Differenz E_τ größer als ein vorbestimmter Wert ist, so bestimmt der Diagnose-Berechnungsabschnitt 106, daß ein Haft-Gleiten eingetreten ist.

Bei der dritten Ausführungsform kann ebenfalls ein geschätz ter Differenzwert erster Ordnung invers aus dem Differenzwert zweiter Ordnung, erhalten durch Gleichung (13), unter Verwen dung von Gleichung (15) errechnet werden, und der invers be rechnete geschätzte Differenzwert erster Ordnung kann mit einem durch Gleichung (12) erhaltenen aktuellen Differenzwert erster Ordnung verglichen werden.

Vierte Ausführungsform

Bei der dritten Ausführungsform werden jeweils Quadratsummen gemäß Gleichungen (12) und (13) erhalten. Die vorliegende Er findung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Summe der Differenzwerte erster Ordnung und die Summe der Differenzwerte zweiter Ordnung unter Verwendung von Gleichungen (16) bzw. (17) berechnet werden, und zwar wie folgt:

In diesem Fall wird ein geschätzter Differenzwert zweiter Ordnung aus dem durch Gleichung (16) erhaltenen Wert unter Verwendung von Gleichung (15) berechnet. Der Differenzwert zweiter Ordnung wird aus dem aktuellen Meßwert unter Verwen dung von Gleichung (17) berechnet. Man erhält einen Diffe renzwert E_τ zwischen dem Differenzwert zweiter Ordnung und dem geschätzten Differenzwert zweiter Ordnung. Falls die Differenz E_τ größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird be stimmt, daß eine Haft-Gleit-Bewegung eingetreten ist.

Fig. 4 zeigt Charakteristiken bzw. Kenngrößen, die das Resul tat aufzeigen, das man durch Messen des Zustandes des Ein tretens einer Haft-Gleit-Bewegung unter Verwendung von Glei chungen (16), (17) und (15) erhält. In Fig. 4 zeigt die aus gezogene Linie einen Kenngrößen-Ausdruck als durch eine lineare Approximation der Gleichung (15) erhaltenes Muster oder Modell, und die zwei gestrichelten Linien zeigen den Fehlerbereich ±σ in diesem Modell. Die ausgezogene Linie zeigt den Zustand der geschätzten Differenzwerte zweiter Ord nung, berechnet aus den Differenzwerten erster Ordnung unter Verwendung von Gleichung (15). Nimmt man einmal an, daß an den Koordinaten, die von den Differenzwerten erster und zwei ter Ordnung, berechnet aus den Meßwerten, angedeutet sind, ein Punkt aufgetragen wird, so deutet der Abstand von dem aufgetragenen Punkt zur aus gezogenen Linie die oben beschrie bene Differenz E_τ an.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 zeigt "○" die Beziehung zwischen den durch Messung in einem Normalzustand erhaltenen Diffe renzwerten erster und zweiter Ordnung, wohingegen "*" die Be ziehung zwischen den durch Messen in einem bei aufgetretener Haft-Gleit-Bewegung gegebenen Zustand erhaltenen Differenz werten erster und zweiter Ordnung andeuten. Mit anderen Wor ten kann man, wenn der die Beziehung zwischen den durch Mes sen erhaltenen Differenzwerten erster und zweiter Ordnung andeutende Punkt stark von dem durch die zwei gestrichelten Linien bestimmten Bereich abweicht, feststellen, daß in der Tat Haft-Gleiten stattgefunden hat.

Fünfte Ausführungsform

Bei den oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsfor men wird aus der ersten Zustandsgröße, die von einem ermit telten Verlagerungssignal unter Verwendung einer vorbereite ten Beziehung in einem normalen Zustand berechnet ist, eine zweite Zustandsgröße geschätzt, wodurch man eine geschätzte Zustandsgröße berechnen kann. Man erhält den Unterschied zwi schen der berechneten geschätzten Zustandsgröße und der zwei ten Zustandsgröße, die man aus dem Verlagerungssignal erhält. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf be schränkt. Beispielsweise kann man einen Zustand, bei dem eine Haftgleit-Bewegung eingetreten ist, durch Vergleich der vor bereiteten Beziehung in einem normalen Zustand mit der Bezie hung zwischen ersten und zweiten Zustandsgrößen, die man von dem ermittelten Verlagerungssignal erhalten hat, ermitteln.

Fig. 5 zeigt die Anordnung einer Vorrichtung zur Haft-Gleit-Er mittlung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 5 ebenso wie in der ersten Ausfüh rungsform gezeigt, rechnet ein Rechenabschnitt 202 für ein Differential erster Ordnung einen Differentialwert erster Ordnung einer Verlagerung als ersten Zustandswert aus dem Verlagerungssignal, das man durch einen Verlagerungsermitt lungsabschnitt 201 erhält. Ein Differential-Berechnungsab schnitt 203 zweiter Ordnung berechnet einen Differentialwert zweiter Ordnung der Verlagerung als eine zweite Zustandsge nauigkeit aus der Verlagerung, die von dem die Verlagerung ermittelnden Abschnitt 201 wie in der ersten Ausführungsform festgestellt wurde. Die Beziehung zwischen den ersten und zweiten Zustandsgrößen im normalen Zustand wird in einem Speicherabschnitt 204 für Kenngrößen gespeichert. Ein Diagno se-Berechnungsabschnitt 206 erzielt die Beziehung zwischen der von dem Differential-Berechnungsabschnitt 202 erster Ordnung berechneten ersten Zustandsgröße und der durch den Differential-Berechnungsabschnitt 203 berechneten zweiten Zustandsgröße, vergleicht das erhaltene Resultat mit der in dem Kenngrößen-Speicherabschnitt 204 gespeicherten Beziehung und stellt damit das Auftreten von Haft-Gleiten fest.

Bei der fünften Ausführungsform werden ein Differentialwert erster Ordnung eines ermittelten Verlagerungssignals als erste Zustandsgröße und der Differentialwert zweiter Ordnung des ermittelten Verlagerungssignals als zweite Zustandsgröße verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können ein Differenzwert erster Ordnung eines ermittelten Verlagerungssignals als erste Zu standsgröße und der Differenzwert zweiter Ordnung des ermit telten Verlagerungssignals als zweite Zustandsgröße verwendet werden.

Sechste Ausführungsform

In den oben beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsfor men erhält man den Gleichgewichts- oder Mittelpunkt des Lei stungs- bzw. Betragsspektrums des Differentialsignals erster Ordnung der Verlagerung des gleitfähigen Kontaktabschnitts 43, und das Auftreten von Haft-Gleiten wird auf der Basis einer Änderung des Gleichgewichtspunktes festgestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Auftreten von Haft-Gleiten auch auf der Basis der Beziehung zwischen dem Durchschnitt der absolu ten Werte der Differenzwerte erster Ordnung des Verlagerungs signals, erhalten von dem hin und her gleitenden Kolben 141, und dem Durchschnitt der Quadrate der Differenzwerte erster Ordnung ermittelt werden.

Die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Bei die sem Beispiel der Fig. 6 mißt ein Verlagerungs-Ermittlungsab schnitt 301 eine Verlagerung x eines Kolbens 141, der, wie in Fig. 2 gezeigt, einen gleitfähigen Berührungsabschnitt 143 aufweist, während eine Vorrichtung, für die das Auftreten von Reibungsvibrationen überwacht wird, arbeitet, und gibt ein Verlagerungssignal ab. Bei Empfang dieses Verlagerungssignals erhält ein Differential-Berechnungsabschnitt 311 die Diffe renzwerte erster Ordnung des Verlagerungssignals in einer Zeit t. Es sei darauf hingewiesen, daß ein Differenzwert δx erster Ordnung die Differenz zwischen den Werten x in Δt1 bildet und durch Gleichung (18) erhalten wird:

δx_t = x_t+ _Δ _t1 - x_t (18)

Danach addiert ein erster Berechnungsabschnitt 312 für die Gesamtsumme die zu einer Zeit τ durch den Differential-Be rechnungsabschnitt 311 erhaltenen Differenzwerte erster Ord nung zu einer Summe S₁′ in einem Zeitintervall (m-1)Δt2, die in einem ersten Speicherabschnitt 314 für die Gesamtsumme gespeichert wird, wodurch man eine Summe S₁ der Differenzwer te erster Ordnung zu einer Zeit τ erhält.

S₁ = S₁′ + |δx_τ| (19),

wobei δx_τ der Differenzwert erster Ordnung zur Zeit τ ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß Δt2 das Intervall darstellt, während dessen die Berechnung der Gesamtsumme ausgeführt wird. Dieses Ausführungsintervall Δt2 für die Gesamtsummen berechnung kann ein gleichbleibendes Intervall sein. Bei der sechsten Ausführungsform ist das Ausführungsintervall Δt2 für die Gesamtsummenberechnung ein gleichbleibendes Intervall. Außerdem stellt m die Anzahl dar, wie oft die Gesamtsummenberechnung durchgeführt wird, und die Summe S₁′, die in dem ersten Speicherabschnitt 314 für die Gesamtsumme gespeichert ist, wird durch Gleichung (20) bestimmt:

Die Summe der Differenzwerte erster Ordnung, die man von dem ersten Berechnungsabschnitt 312 für die Gesamtsumme erhält, wird in dem ersten Speicherabschnitt 314 für die Gesamtsumme gespeichert. Zur gleichen Zeit addiert ein zweiter Berech nungsabschnitt 313 für die Gesamtsumme die Quadrate der Differenzwerte erster Ordnung, die man zur Zeit τ von dem Differential-Berechnungsabschnitt 311 erhalten hat, zu einer Quadratsumme S₂′ in (m-1)Δt2, gespeichert in einem zweiten Gesamtsumme-Speicherabschnitt 315, wodurch man die Quadrat summe S₂ der Differenzwerte erster Ordnung zur Zeit τ erhält, wie dies von Gleichung (21) gezeigt wird:

S₂ = S₂′ + (δx_τ)² (21)

Es ist darauf hinzuweisen, daß die in dem zweiten Gesamtsum me-Speicherabschnitt 315 gespeicherte Quadratsumme S₂′ durch die Gleichung (22) gegeben ist:

Die Quadratsumme der durch den zweiten Gesamtsumme-Berech nungsabschnitt 313 erhaltenen Differenzwerte erster Ordnung wird in dem zweiten Gesamtsumme-Speicherabschnitt 315 gespei chert.

Wenn die Anzahl (m) der Gesamtsummenberechnungen in dem ersten Gesamtsummen-Berechnungsabschnitt 312 ausgeführt ist und der zweite Gesamtsummen-Berechnungsabschnitt 313 eine vorbestimmte Anzahl N oder mehr aufweist, oder wenn die Ge samtsummen-Berechnungsdurchführungszeit T = mΔt2 eine vorbe stimmte Zeit T0 oder mehr annimmt, ist die Durchführung der Gesamtsummenberechnung vollständig. In der folgenden Be schreibung wird das Ende der Durchführung der Gesamtsummen berechnung auf der Basis einer vorbestimmten Anzahl N Male bestimmt.

Wenn das Durchführen der Gesamtsummenberechnung vollständig ist, nimmt ein erster Durchschnittsberechnungsabschnitt 316 eine erste Zustandsgröße oder -quantität an, die der Durch schnitt der Differenzwerte erster Ordnung der Verlagerung ist, und zwar aus der Summe der Differenzwerte erster Ord nung, gespeichert in dem ersten Gesamtsumme-Speicherabschnitt 314. Die Zahl N der Berechnungen der Gesamtsumme wird durchge führt, und zwar gemäß Gleichungen (23) oder (24):

Ein zweiter Durchschnitt-Berechnungsabschnitt 317 weist eine zweite Zustandsgröße oder -quantität auf bzw. nimmt diese ein, die der Durchschnitt der Quadrate der Differenzwerte erster Ordnung der Verlagerung ist, und zwar von der Quadrat summe der Differenzwerte erster Ordnung, gespeichert in dem zweiten Gesamtsumme-Speicherabschnitt 315, und die Anzahl N der Gesamtsumme-Berechnungen wird gemäß Gleichungen (25) oder (26) durchgeführt:

Wenn die erste Zustandsgröße durch Gleichung (23) erhalten werden soll, wird die zweite Zustandsgröße durch Gleichung (25) ermittelt. Wenn die erste Zustandsgröße aber durch Glei chung (24) erhalten werden soll, erhält man die zweite Zu standsgröße durch Gleichung (26).

Wie vorstehend beschrieben, erhält man die erste Zustandsgrö ße durch den ersten Durchschnitt-Berechnungsabschnitt 316, während man die zweite Zustandsgröße durch den zweiten Durch schnitt-Berechnungsabschnitt 317 erhält. Ein Schätz- oder Ab leitabschnitt 318 für Zustandsgröße schätzt bzw. leitet eine zweite Zustandsgröße aus der ersten Zustandsgröße (Durch schnitt), erhalten durch Messung unter Verwendung der Bezie hung zwischen den ersten und zweiten Zustandsgrößen bei nor malem Gleitzustand, ab, die in einem Kenngrößen-Lagerab schnitt 319 gespeichert ist.

Schätzen bzw. Ableiten der zweiten Zustandsgröße in dem Schätzabschnitt 318 für Zustandsgrößen werden im folgenden beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung werden die durch Gleichungen (23) und (25) erhaltenen Werte bzw. Größen als erste bzw. zweite Zustandsgröße verwendet. Wie erkennbar, können Gleichungen (24) und (26) anstelle der Gleichungen (23) und (25) verwendet werden.

Die Beziehung zwischen der ersten Zustandsgröße (Durch schnitt) und der zweiten Zustandsgröße (Durchschnitt der Quadrate) bei normalem Gleitzustand, die man durch eine lineare Approximation unter Verwendung einer vorbestimmten Konstanten A, wie durch Gleichung (27) angedeutet, erhält, wird in dem Kenngrößen-Speicherabschnitt 319 gespeichert. Diese Beziehung wird im vorhinein vorbereitet:

wobei die erste Zustandsgröße (Durchschnitt) und die zweite Zustandsgröße (Quadrat-Durchschnitt) ist.

Der Schätz- bzw. Ableitungsabschnitt 318 für die Zustands größe schätzt bzw. leitet ab eine zweite Zustandsgröße durch Substituieren der durch den ersten Durchschnitt-Berechnungs abschnitt 316 erhaltenen ersten Zustandsgröße in Gleichung (27), die den normalen Gleitzustand wiedergibt und in dem Kenngrößen-Speicherabschnitt 319 gespeichert ist, während eine Apparatur, für die das Auftreten eines Reibungssignals aktuell überwacht wird, arbeitet. Ein Diagnose-Berechnungsab schnitt 320 vergleicht dann diese geschätzte zweite Zustands größe mit der tatsächlich gemessenen zweiten Zustandsgröße, die man von dem zweiten Durchschnitt-Berechnungsabschnitt 317 erhält. Bei dieser Vergleichsoperation berechnet der Diagno se-Berechnungsabschnitt 320 die Differenz zwischen der ge schätzten zweiten Zustandsgröße und der aktuell gemessenen zweiten Zustandsgröße gemäß folgender Gleichung:

Differenz E_τ = tatsächlicher Meßwert-geschätzter Wert

Wenn nach der Berechnung gemäß Gleichung (28) festgestellt wird, daß der Unterschied zwischen der geschätzten zweiten Zustandsgröße und der tatsächlich gemessenen zweiten Zu standsgröße größer als ein vorbestimmter Wert ist, stellt der Diagnose-Berechnungsabschnitt 320 fest bzw. bestimmt er, daß Haft-Gleiten aufgetreten ist. Das Bestimmungsergebnis wird von einem Signal-Abgabeabschnitt 321 nach außen ausgegeben. Bei der sechsten Ausführungsform wird eine zweite Zustands größe geschätzt. Es ist jedoch einzusehen, daß auch eine erste Zustandsgröße geschätzt werden kann.

Siebte Ausführungsform

Bei der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform wird eine zweite Zustandsgröße geschätzt. Jedoch kann auch die Bezie hung zwischen den ersten und zweiten Zustandsgrößen, die man durch Messung erhält, mit der Beziehung zwischen den ersten und zweiten Zustandsgrößen bei normalem Gleitzustand ver glichen werden.

Bei der siebten, in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform mißt ein Verlagerung-Ermittlungsabschnitt 401 eine Verlagerung x eines Kolbens 141, der einen in Fig. 2 erkennbaren gleitfähigen Kontaktabschnitt 143 aufweist, während eine Maschine oder Apparatur, für die das Auftreten von Reibungsvibrationen überwacht wird, arbeitet, und gibt ein Verlagerungssignal ab. Bei Empfang des Verlagerungssignals erzielt ein Differenzbe rechnungsabschnitt 411 Differenzwerte erster Ordnung des Ver lagerungssignals in einer Zeit t.

Darauf addiert, wie bei der sechsten Ausführungsform, ein erster Gesamtsumme-Berechnungsabschnitt 412 die Differenzwer te erster Ordnung, die von dem Differenz-Berechnungsabschnitt 411 zur Zeit τ erhalten werden, zu einer Summe S₁′ in einem Zeitintervall (m-1)Δt2, die in einem ersten Gesamtsumme-Spei cherabschnitt 414 gespeichert ist, wodurch man eine Summe S₁ der Differenzwerte erster Ordnung zur Zeit τ, wie durch Gleichung (19) gezeigt, erhält. Die Summe der Differenzwerte erster Ordnung, erhalten durch den ersten Gesamtsumme-Berech nungsabschnitt 412, wird in dem ersten Gesamtsumme-Speicher abschnitt 414 gespeichert.

Zur gleichen Zeit addiert ein zweiter Gesamtsumme-Berech nungsabschnitt die Quadrate der Differenzwerte erster Ord nung, erhalten zur Zeit τ durch den Differenz-Berechnungsab schnitt 411, zu einer Quadratsumme S₂′ in dem Zeitintervall (m-1)Δt2, die in einem zweiten Gesamtsumme-Speicherab schnitt 415 gespeichert wird, wodurch man eine Quadratsumme S₂ der Differenzwerte erster Ordnung zur Zeit τ erhält.

Bei Vervollständigung der Ausführung der Gesamtsummen-Berech nung erhält ein erster Durchschnitt-Berechnungsabschnitt 416 eine erste Zustandsgröße, die der Durchschnitt der Diffe renzwerte bzw. -größen erster Ordnung der Verlagerung ist, aus der Summe der Differenzwerte erster Ordnung, gespeichert in dem ersten Gesamtsumme-Speicherabschnitt 414, und die An zahl (N) der Gesamtsummenberechnungen wird durchgeführt. Ein zweiter Durchschnitt-Berechnungsabschnitt 417 erhält eine zweite Zustandsgröße, die der Durchschnitt der Quadrate der Differenzwerte erster Ordnung der Verlagerung ist, aus der Quadratsumme der Differenzwerte erster Ordnung, gespeichert in dem zweiten Gesamtsumme-Speicherabschnitt 415, und die An zahl N der Gesamtsummenberechnungen wird durchgeführt.

Wie oben beschrieben, erhält man die erste Zustandsgröße durch den ersten Durchschnitt-Berechnungsabschnitt 416, und die zweite Zustandsgröße erhält man durch den zweiten Durch schnitt-Berechnungsabschnitt 417. Ein Diagnose-Berechnungsab schnitt 420 erhält die Beziehung zwischen den ersten und zweiten, durch Messung erhaltenen Zustandsgrößen und ver gleicht diese mit der Beziehung zwischen den ersten und zwei ten Zustandsgrößen, die man im normalen Gleitzustand erhalten hat und die in einem Kenngrößen-Speicherabschnitt 419 gespei chert ist. Die Beziehung zwischen der ersten Zustandsgröße (Durchschnitt) und der zweiten Zustandsgröße (Durchschnitt der Quadrate) im Normal-Gleitzustand wird in dem Kenngrößen-Spei cherabschnitt 419 unter Verwendung einer vorbestimmten Konstanten A, wie durch Gleichung (29) angedeutet, gespeichert:

zweite Zustandsgröße (Durchschnitt der Quadrate)
erste Zustandsgröße (Durchschnitt)

wobei A eine Konstante ist.

Der Diagnose-Berechnungsabschnitt 420 erhält das Verhältnis (die Beziehung) zwischen der ersten Zustandsgröße, erhalten durch den ersten Durchschnitt-Berechnungsabschnitt 416, und der zweiten Zustandsgröße, erhalten durch den zweiten Durch schnitt-Berechnungsabschnitt 417, gemäß Gleichung (30), wäh rend die Maschine, für die das Auftreten von Reibungsvibra tionen überwacht wird, arbeitet:

Danach vergleicht der Diagnose-Berechnungsabschnitt 420 das durch Gleichung (30) erhaltene Verhältnis mit einem im nor malen Gleitzustand erhaltenen und in dem Kenngrößen-Speicher abschnitt 419 gespeicherten Verhältnis A in folgender Weise. Diese vergleichende Operation wird durch Berechnen der Differenz zwischen dem durch Gleichung (30) erhaltenen Ver hältnis und dem Verhältnis A bei normalem Gleitzustand gemäß Gleichung (31) durchgeführt:

Differenz E_τ = A_τ-A

Wenn die nach Gleichung (31) erhaltene Differenz einen vorbe stimmten Wert oder mehr annimmt, bestimmt der Diagnose-Be rechnungsabschnitt 420, daß Haft-Gleiten aufgetreten ist. Das Bestimmungsergebnis wird von einem Signal-Abgabeabschnitt 421 nach außen abgegeben.

Gemäß der siebten Ausführungsform kann das Auftreten von Haft-Gleiten auf der Basis der Beziehung zwischen dem Durch schnitt der absoluten Werte der Differenzwerte erster Ord nung, erhalten nach Gleichung (23), und der Quadratsumme der Differenzwerte erster Ordnung, erhalten nach Gleichung (25), ermittelt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Bezie hung zwischen der Summe der Differenzwerte erster Ordnung und der Quadratsumme der Differenzwerte erster Ordnung verwendet werden kann. In diesem Fall müssen jedoch, um das Auftreten von Haft-Gleiten festzustellen, die entsprechenden Werte be rechnete Werte im gleichen Zeitintervall sein.

Fig. 8A zeigt die Verteilung der Auftrittshäufigkeit der Dif ferenzwerte erster Ordnung eines von dem Kolben 141 (Fig. 2) erhaltenen Verlagerungssignals, wobei dieser Kolben sich im normalen Gleitzustand hin und her bewegt. Fig. 8B zeigt die Auftrittshäufigkeitsverteilung der Differenzwerte erster Ord nung eines Verlagerungssignals in einem Zustand, in dem Haft-Gleiten eingetreten ist.

Wenn kein Haft-Gleiten aufgetreten ist, so ist die Differenz zwischen dem Durchschnitt 601 der absoluten Werte der Diffe renzwerte erster Ordnung, erhalten nach Gleichung (23), und dem Durchschnitt 602 der Quadrate der Differenzwerte erster Ordnung, erhalten nach Gleichung (25) nicht so groß, wie dies in Fig. 8A gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn Haft-Glei ten aufgetreten ist, die Differenz zwischen dem Durch schnitt 603 der absoluten Werte der Differenzwerte erster Ordnung und dem Durchschnitt 604 der Quadrate der Differenz werte erster Ordnung groß, wie dies in Fig. 8B gezeigt ist. Durch Überwachen der Änderungen dieser Differenz kann ein Auftreten von Haft-Gleiten ermittelt werden.

Das durch Ermitteln der Verlagerung des hin und her gleiten den Kolbens 141 (Fig. 2) erhaltene Ergebnis wird auf die An ordnung der siebten Ausführungsform angewendet. Fig. 9 zeigt das Ergebnis dieser Anwendung. Unter Bezugnahme auf Fig. 9 stellt die Abszisse den Durchschnitt der absoluten Werte der Differenzwerte erster Ordnung des Verlagerungssignals dar, erhalten durch Ermitteln der Verlagerung, d. h. die erste Zu standsgröße, und die Ordinate gibt den Durchschnitt der Qua drate der Differenzwerte erster Ordnung des durch Ermitteln der Verlagerung erhaltenen Verlagerungssignals, d. h. die zweite Zustandsgröße, wieder. Zusätzlich stellen in Fig. 9 "*" den Wert bei Haft-Gleiten und "○" den Wert im Normalzu stand dar.

Wie aus Fig. 9 erkennbar, kann mit den Werten bzw. Größen im Normalzustand eine Annäherung wie Gleichung (29) durchgeführt werden. Im Gegensatz dazu weichen die Werte im Falle von Haft-Gleiten einheitlich von der den Normalzustand andeuten den Approximation ab. Dies beruht darauf, daß die Verteilung der Auftrittshäufigkeiten relativer Geschwindigkeiten im Fal le von Haft-Gleiten im Vergleich zur Verteilung im Normal zu stand verzerrt ist, und der Durchschnitt der Quadrate wird im Vergleich zum Durchschnitt der absoluten Werte der Differenz größen erster Ordnung groß.

Bei der ersten bis siebten Ausführungsform berechnet jeder Diagnose-Berechnungsabschnitt die Differenz. Der Abschnitt kann jedoch anstelle der Differenz auch ein Verhältnis ermit teln und eine Diagnose durch Bestimmung des Umstandes, ob das Verhältnis größer als ein vorbestimmter Wert ist, durchfüh ren. Jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist so aufgebaut, daß sie ein Haft-Gleiten in der Vorrichtung durchführen kann, die den Kolben 141 mit dem gleitfähigen Be rührungsabschnitt 143 aufweist. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf irgendeine Vorrichtung angewandt werden, die irgendein bewegbares Teil mit irgendeinem gleitfähigen Berührungsabschnitt aufweist. Weiterhin ist jede vorstehend beschriebene Ausführungsform so ausgebildet, daß sie Haft-Glei ten auf der Basis der Verlagerung des Kolbens 141 als bewegbares Teil im Hinblick auf den Zylinder 142 als statio näres Teil ermitteln kann. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf einen Fall angewendet werden, bei dem Haft-Glei ten auf der Basis der relativen Bewegung zweier bewegba rer Teile zueinander ermittelt wird.

Die obige Haft-Gleit-Detektion kann ebenfalls durch Verarbei tung einer festgestellten Verlagerung unter Verwendung eines Computers durchgeführt werden. Im einzelnen kann, wie in Fig. 12 gezeigt, eine CPU (Zentrale Prozessoreinheit) 502 eines Computers 506 ein Verlagerungssignal als Detektionsergebnis verarbeiten, das man durch den Verlagerung-Ermittlungsab schnitt 501 erzielt hat, um das Diagnose-Ergebnis auszugeben. Die CPU 502 arbeitet entsprechend Programmen, die in einem Speicher 504 gespeichert sind, der über einen Bus 503 mit der CPU 502 verbunden ist. Die in dem Speicher 504 gespeicherten Programme veranlassen den die CPU 502 umfassenden Computer 506 dazu, die Bearbeitung einer Haft-Gleit-Ermittlung in der ersten bis fünften Ausführungsform durchzuführen.

Beispielsweise veranlassen die in dem Speicher 504 gespei cherten Programme die CPU 502 dazu, Operationen auszuführen, die den Funktionen des Differential-Berechnungsabschnitts 2 erster Ordnung, des Differential-Berechnungsabschnitts 3 zweiter Ordnung, des Differentialwert-Schätzabschnitts 5 zweiter Ordnung und des Diagnose-Berechnungsabschnitts 6 in Fig. 2 entsprechen, und sie enthalten auch eine Beschreibung des Kenngröße-Ausdrucks, der im Kenngröße-Speicherabschnitt 4 gespeichert ist. In diesem Falle lädt die CPU 502 Informatio nen von einer externen Speichereinheit 505, die mit der CPU 502 über den Bus 503 verbunden ist, und verarbeitet die im Speicher 504 gespeicherten Programme. Als externe Speicher einheit 505 ist beispielsweise eine Magnetdisk-Speicherein heit verfügbar und verwendbar.

Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Verlagerung eines bewegbaren Teils von durch Haft-Gleiten verursachten hochfrequenten Komponenten begleitet, und die Differenz zwischen der Zustandsgröße, die aus der in Überein stimmung mit den die Verlagerung des bewegbaren Teils beglei tenden hochfrequenten Komponenten ermittelten Verlagerung be rechnet wird, und der geschätzten Zustandsgröße ändert sich. Da die Differenz zwischen den zwei Zustandsgrößen in Anbe tracht dieser Phänomena überwacht wird, kann das Auftreten von Haft-Gleiten ermittelt werden. Außerdem kann, da der Grad der Differenz zwischen einem Zustand, in dem ein Haft-Gleiten aufgetreten ist, und einem normalen Gleitzustand quantitativ ausgedrückt wird, das Eintreten von Haft-Gleiten zuverlässig ermittelt werden.

Außerdem nimmt, wenn Haft-Gleiten aufgetreten ist, die Fre quenz der Differenzwerte erster Ordnung als mittlerer Wert der Verlagerung des bewegbaren Teils ab. Die Beziehung zwi schen den zwei Zustandsgrößen, berechnet auf der Basis der Verlagerung des bewegbaren Teils, ändert sich in Übereinstim mung mit dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Haft-Glei ten. Da die Beziehung zwischen den zwei Zustandsgrößen in Anbetracht dieser Phänomena überwacht wird, kann ein Auftre ten von Haft-Gleiten ermittelt bzw. erfaßt werden. Weiterhin kann, da der Grad der Differenz zwischen einem Zustand, in dem Haft-Gleiten aufgetreten ist, und einem normalen Gleit zustand quantitätsmäßig ausgedrückt wird, das Auftreten von Haft-Gleiten zuverlässig festgestellt werden.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung von Haft-Gleit-Bewegungen, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Ermitteln der Verlagerung eines bewegbaren Teiles (141) mit einem gleitfähigen Berührungsabschnitt (143);
- Berechnen einer ersten Zustandsgröße auf der Basis der ermittelten Verlagerung des bewegbaren Teils;
- Berechnen einer zweiten Zustandsgröße auf der Basis der ermittelten Verlagerung des bewegbaren Teils;
- Berechnen einer geschätzten bzw. abgeleiteten zweiten Zustandsgröße aus der berechneten ersten Zustandsgröße unter Verwendung der Beziehung zwischen erster und zweiter vorbestimmter Zustandsgrößen, erhalten aus einer Verlagerung des bewegbaren Teils im Normal-Gleitzustand; und
- Vergleichen der berechneten zweiten Zustandsgröße mit der geschätzten zweiten Zustandsgröße sowie Bestimmen eines abnormalen Gleitbetriebs des bewegbaren Teils auf der Basis des Vergleichsergebnisses.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Berechnens der ersten Zustandsgröße den Schritt des Ermittelns eines geringen Änderungsbetrages in der Verlagerung des bewegbaren Teils umfaßt und

- der Schritt der Berechnung der zweiten Zustandsgröße den Schritt des Ermittelns einer kleinen Änderungsgröße in dem geringen Verlagerungsänderungsbetrag des bewegbaren Teils umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Berechnens der ersten Zustandsgröße den Schritt des Berechnens eines Durchschnitts von Differenzwerten erster Ordnung der Verlagerung des bewegbaren Teils umfaßt und

- der Schritt des Berechnens der zweiten Zustandsgröße den Schritt des Berechnens eines Durchschnitts der Quadrate der Differenzwerte erster Ordnung der Verlagerung des bewegbaren Teils umfaßt.

4. Verfahren zur Ermittlung von Haft-Gleit-Bewegungen, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Ermitteln der Verlagerung eines bewegbaren Teiles (141) mit einem gleitfähigen Berührungsabschnitt (143);
- Berechnen einer ersten Zustandsgröße auf der Basis der ermittelten Verlagerung des bewegbaren Teils;
- Berechnen einer zweiten Zustandsgröße mit einer vorbestimmten Beziehung zu der ersten Zustandsgröße auf der Basis der ermittelten Verlagerung des bewegbaren Teils; und
- Vergleichen der Beziehung zwischen den berechneten ersten und zweiten Zustandsgrößen mit der Beziehung zwischen erster und zweiter vorbestimmter Zustandsgröße, die man aus einer Verlagerung des bewegbaren Teils im normalen Gleitzustand erhält sowie Bestimmen eines abnormalen Gleitbetriebs des bewegbaren Teils auf der Basis des Vergleichsergebnisses.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schritt des Berechnens der ersten Zustandsgröße den Schritt der Ermittlung eines geringen Änderungsbetrages der Verlagerung des bewegbaren Teils umfaßt und

- der Schritt der Berechnung der zweiten Zustandsgröße den Schritt des Ermittelns eines geringen Änderungsbetrages in dem geringen Änderungsbetrag bei der Verlagerung des bewegbaren Teils umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schritt des Berechnens der ersten Zustandsgröße den Schritt des Berechnens des Durchschnitts der Differenzwerte erster Ordnung der Verlagerung des bewegbaren Teils umfaßt und der Schritt der Berechnung der zweiten Zustandsgröße den Schritt der Berechnung des Durchschnitts der Quadrate der Differenzwerte erster Ordnung der Verlagerung des bewegbaren Teils umfaßt.

7. Vorrichtung zur Ermittlung von Haft-Gleit-Bewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- Verlagerung-Detektionsmittel (1, 101) zur Ermittlung der Verlagerung eines bewegbaren Teils (141) mit einem gleitfähigen Berührungsabschnitt (143);
- erste Berechnungsmittel (2, 102) zur Berechnung einer ersten Zustandsgröße auf der Basis der Verlagerung des bewegbaren Teils, erhalten durch die Verlagerung-De tektionsmittel;
- zweite Berechnungsmittel (3, 103) zur Berechnung einer zweiten Zustandsgröße auf der Basis der Verlagerung des bewegbaren Teils, erhalten durch die Verlagerung-De tektionsmittel;
- Kenngrößen-Speichermittel (4, 104), in denen eine Beziehung zwischen erster und zweiter Zustandsgröße, erhalten aus der Verlagerung des bewegbaren Teils, im normalen Gleitzustand gespeichert wird;
- Zustandsgrößen-Schätzmittel (5, 105) zur Berechnung einer geschätzten bzw. abgeleiteten Zustandsgröße aus der durch die ersten Berechnungsmittel erhaltenen ersten Zustandsgröße unter Verwendung der Beziehung im normalen Gleitzustand, die in den Kenngrößen-Speichermitteln gespeichert ist; und
- Diagnose-Berechnungsmittel (6, 106) zum Vergleichen der durch die zweiten Berechnungsmittel erhaltenen zweiten Zustandsgröße mit der durch die Zustandsgrößen-Schätz mittel erhaltenen Zustandsgröße sowie zum Bestimmen eines abnormalen Gleitbetriebs des bewegbaren Teils auf der Basis des Vergleichsergebnisses.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die durch die ersten Berechnungsmittel berechnete erste Zustandsgröße ein geringer Änderungsbetrag in der Verlagerung des bewegbaren Teils ist und

- die von den zweiten Berechnungsmitteln berechnete zweite Zustandsgröße eine kleine Änderungsgröße des geringen Änderungsbetrages in der Verlagerung des bewegbaren Teils ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die von den ersten Berechnungsmitteln berechnete erste Zustandsgröße ein Durchschnitt bzw. Mittel von Differenzwerten erster Ordnung der Verlagerung des bewegbaren Teils ist und

- die von den zweiten Berechnungsmitteln berechnete Zustandsgröße ein Durchschnitt/Mittel der Quadrate der Differenzwerte erster Ordnung der Verlagerung des bewegbaren Teils ist.

10. Vorrichtung zur Ermittlung von Haft-Gleit-Bewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- Verlagerung-Detektionsmittel (201) zur Ermittlung der Verlagerung eines bewegbaren Teils (141) mit einem gleitfähigen Berührungsabschnitt (143):
- erste Berechnungsmittel (202) zur Berechnung einer ersten Zustandsgröße auf der Basis der Verlagerung des bewegbaren Teils, erhalten durch die Verlagerung-De tektionsmittel;
- zweite Berechnungsmittel (203) zur Berechnung einer zweiten Zustandsgröße, die eine vorbestimmte Beziehung zu der ersten Zustandsgröße auf der Basis der Verlagerung des bewegbaren Teils, erhalten durch die Verlagerung-De tektionsmittel, aufweist;
- Kenngrößen-Speichermittel (204), in denen eine Beziehung zwischen erster und zweiter Zustandsgröße, erhalten von der Verlagerung des bewegbaren Teils, im Normal-Gleit zustand gespeichert ist; und
- Diagnose-Berechnungsmittel (205) zum Vergleichen der Beziehung zwischen der durch die ersten Berechnungsmittel erhaltenen ersten Zustandsgröße und der durch die zweiten Berechnungsmittel erhaltenen zweiten Zustandsgröße mit der Beziehung im Normal-Gleitzustand, die in den Kenngrößen-Speichermitteln gespeichert ist, und zum Bestimmen eines abnormalen Gleitbetriebs des bewegbaren Teils auf der Basis des Vergleichsergebnisses.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die durch die ersten Berechnungsmittel berechnete erste Zustandgröße ein geringer Änderungsbetrag bei der Verlagerung des bewegbaren Teils ist und

- die durch die zweiten Berechnungsmittel berechnete zweite Zustandsgröße eine kleine Änderungsgröße in dem geringen Änderungsbetrag bei der Verlagerung des bewegbaren Teils ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die durch die ersten Berechnungsmittel berechnete erste Zustandsgröße ein Durchschnittswert der Differenzwerte erster Ordnung der Verlagerung des bewegbaren Teiles ist und

- die durch die zweiten Berechnungsmittel berechnete zweite Zustandsgröße ein Durchschnitt der Quadrate der Differenzwerte erster Ordnung der Verlagerung des bewegbaren Teils ist.

13. Vorrichtung zur Ermittlung von Haft-Gleit-Bewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- Verlagerungsdetektionsmittel (301) zur Ermittlung der Verlagerung eines bewegbaren Teils (141) mit einem gleitfähigen Berührungsabschnitt (143); Differenz-Be rechnungsmittel (311) zur Berechnung von Differenzgrößen erster Ordnung der Verlagerung des bewegbaren Teils erhalten durch die Verlagerungs-De tektionsmittel;
- erste Gesamtsummen-Berechnungsmittel (312) zur Berechnung der Summe der Differenzgrößen erster Ordnung, erhalten durch die Differenz-Berechnungsmittel;
- erste Durchschnitts- oder Mittelwert-Berechnungsmittel (316) zur Berechnung einer ersten Zustandsgröße aus dem Durchschnitt mindestens eines Teils der Summe der Differenzgrößen erster Ordnung, erhalten durch die ersten Gesamtsummen-Berechnungsmittel;
- zweite Gesamtsummen-Berechnungsmittel (313) zur Berechnung der Quadrat-Summe der Differenzgrößen erster Ordnung, erhalten durch die Differenz-Berechnungsmittel;
- zweite Durchschnitt- oder Mittelwert-Berechnungsmittel (317) zur Berechnung einer zweiten Zustandsgröße aus dem Durchschnitt von mindestens einem Teil der Quadrat-Summe der Differenzwerte erster Ordnung, erhalten durch die zweiten Gesamtsummen-Berechnungsmittel;
- Kenngrößen-Speichermittel (319), in denen eine Beziehung zwischen erster und zweiter Zustandsgröße erhalten aus der Verlagerung des bewegbaren Teils, im Normal-Gleit zustand gespeichert wird;
- Zustandsgrößen-Schätzmittel (318) zur Berechnung einer geschätzten zweiten Zustandsgröße aus der durch die ersten Berechnungsmittel erhaltenen ersten Zustandsgröße unter Verwendung der Beziehung im Normal-Gleitzustand, die in den Kenngrößen-Speichermitteln gespeichert ist; und
- Diagnoseberechnungsmittel (320) zum Vergleichen der durch die zweiten Durchschnitt-Berechnungsmittel erhaltenen zweiten Zustandsgröße mit der durch die Zustandsgrößen-Schätz mittel erhaltenen zweiten Zustandsgröße sowie zum Bestimmen eines abnormalen Geleitbetriebs des bewegbaren Teils auf der Basis des Vergleichsergebnisses.

14. Vorrichtung zur Ermittlung von Haft-Gleit-Bewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- Verlagerung-Detektionsmittel (1, 101) zur Ermittlung der Verlagerung eines bewegbaren Teils (141) mit einem gleitfähigen Berührungsabschnitt (143);
- Differenz-Berechnungsmittel (411) zur Berechnung von Differenzgrößen erster Ordnung der Verlagerung des bewegbaren Teiles, erhalten durch die Verlagerung-De tektionsmittel;
- erste Gesamtsummen-Berechnungsmittel (412) zur Berechnung der Summe der Differenzgrößen erster Ordnung, erhalten durch die Differenz-Berechnungsmittel;
- erste Durchschnitts- oder Mittelwert-Berechnungsmittel (416) zur Berechnung einer ersten Zustandsgröße aus dem Durchschnitt mindestens eines Teils der Summe der Differenzgrößen erster Ordnung, erhalten durch die ersten Gesamtsummen-Berechnungsmittel;
- zweite Gesamtsummen-Berechnungsmittel (413) zur Berechnung der Quadrat-Summe der Differenzgrößen erster Ordnung, erhalten durch die Differenz-Berechnungsmittel;
- zweite Durchschnitts- oder Mittelwert-Berechnungsmittel (417) zur Berechnung einer zweiten Zustandsgröße aus dem Durchschnitt von mindestens einem Teil der Quadrat-Summe der Differenzwerte erster Ordnung erhalten durch die zweiten Gesamtsummen-Berechnungsmittel;
- Kenngrößen-Speichermittel (419), in denen eine Beziehung zwischen erster und zweiter Zustandsgröße, erhalten aus der Verlagerung des bewegbaren Teils, im Normal-Gleit zustand gespeichert wird; und
- Diagnose-Berechnungsmittel (420) zum Vergleichen der Beziehung zwischen der durch die ersten Durchschnitts-Be rechnungsmittel erhaltenen ersten Zustandsgröße und der durch die zweiten Durchschnitts-Berechnungsmittel erhaltenen zweiten Zustandsgröße mit der Bewegung im Normal-Gleitzustand, die in den Kenngrößen-Spei chermitteln gespeichert ist.