JP2000181534A - 開閉バルブの故障検出方法 - Google Patents

開閉バルブの故障検出方法

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JP2000181534A
JP2000181534A JP36175698A JP36175698A JP2000181534A JP 2000181534 A JP2000181534 A JP 2000181534A JP 36175698 A JP36175698 A JP 36175698A JP 36175698 A JP36175698 A JP 36175698A JP 2000181534 A JP2000181534 A JP 2000181534A
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JP
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valve
signal
opening
time
open
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JP36175698A
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Yoshinori Tsuzuki
義則 都築
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IHI Corp
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IHI Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最小限のリミットスイッチで安定して開閉信
号をフィードバックすることができ、かつリミットスイ
ッチの故障検出も行うことができる開閉バルブの故障検
出方法を提供する。 【解決手段】 開閉バルブ11の開位置を検出するリミ
ットスイッチ13と、指令信号Aにより開閉バルブを開
閉させるバルブ制御器14とを備える。バルブ制御器に
より、(a)開閉バルブの無駄時間Δt,時定数τ,及
びクライテリアを決定する係数αを記憶し、(b)最大
作動時間T0 =(Δt+τ)×αを演算し、(c)開閉
バルブの作動時に、指令信号Aとリミットスイッチの検
出信号Bとの排他的論理和を連続的に計算し、(d)同
時に該排他的論理和が1である実作動時間Tをタイマー
で計測し、(e)実作動時間T≦最大作動時間T0 であ
る場合には、検出信号Bをそのまま開閉信号としてフィ
ードバックし、(f)実作動時間T>最大作動時間T0
である場合には、故障信号をフィードバックする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィードバックセ
ンサを備えた開閉バルブの故障検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、ラム燃焼器の燃料供給ラインの
系統図である。この図において、1は燃料タンク、2は
元弁、3は流量コントロール弁、4は電磁開閉弁、5は
燃料噴射器である。この図では、4系統の流量供給ライ
ンを有し、それぞれの系統から燃料を図示しないラム燃
焼器の燃料噴射器5に供給し、その燃焼状態を制御する
ようになっている。かかる燃料供給ラインにおいて、電
磁開閉弁4には、その開状態と閉状態を検出するリミッ
トスイッチLSがそれぞれ少なくとも1つづつ設けら
れ、その検出信号をフィードバックして燃料供給ライン
を制御していた。なお、本発明はかかる燃料供給ライン
の電磁開閉弁4に限定されず、開閉信号をフィードバッ
クする多くの開閉バルブを対象とする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したような開閉信
号をフィードバックする開閉バルブの場合に、開閉を検
出するそれぞれのLSは、温度/圧力等が高い過酷な状
態で使用される場合があり、或いは狭い空間に取り付け
るために耐久性の低いリミットスイッチを使用せざるを
得ない場合がある。このような場合に開閉検出用のLS
のいずれか一方が故障しても正常な作動ができなくな
る。また、この場合作動不良がリミットスイッチの故障
によるものかどうかの検出ができない問題点があった。
そこで、開検出用と閉検出用の両方のリミットスイッチ
をそれぞれ2つ以上設置し、いずれかのLSが故障して
も、正常な作動を維持できるようにする冗長化手段がと
られることがある。しかし、この場合でも、どのLSが
故障しているかの判別が困難であり、かつその判別によ
っては、作動の正常/不良の判断自体が間違うおそれが
あった。そのため特に複数のリミットスイッチの取り付
けが困難であり、かつリミットスイッチが故障しやすい
場合(例えば、上述した燃料供給ライン)では、最小限
のリミットスイッチで安定して開閉信号をフィードバッ
クすることができ、かつリミットスイッチの故障検出も
行うことができる手段が強く求められていた。
【0004】本発明は、かかる要望を満たすために創案
されたものである。すなわち、本発明の目的は、最小限
のリミットスイッチで安定して開閉信号をフィードバッ
クすることができ、かつリミットスイッチの故障検出も
行うことができる開閉バルブの故障検出方法を提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、開閉バ
ルブの開位置を検出するリミットスイッチと、指令信号
Aにより前記開閉バルブを開閉させるバルブ制御器とを
備え、該バルブ制御器により、(a)開閉バルブの無駄
時間Δt,時定数τ,及びクライテリアを決定する係数
αを記憶し、(b)最大作動時間T0 =(Δt+τ)×
αを演算し、(c)開閉バルブの作動時に、指令信号A
とリミットスイッチの検出信号Bとの排他的論理和を連
続的に計算し、(d)同時に該排他的論理和が1である
実作動時間Tをタイマーで計測し、(e)実作動時間T
≦最大作動時間T0 である場合には、検出信号Bをその
まま開閉信号としてフィードバックし、(f)実作動時
間T>最大作動時間T0 である場合には、故障信号をフ
ィードバックする、ことを特徴とする開閉バルブの故障
検出方法が提供される。
【0006】この方法によれば、例えば、(1)閉位置
にあるとき、リミットスイッチの検出信号Bは0(非検
出状態)、指令信号Aも0であり、指令信号Aと検出信
号Bとの排他的論理和(AexorB)は0である。
(2)次に、開指令が出て指令信号Aが0から1に変わ
ると、正常な開閉バルブはある時間後に(無駄時間:Δ
t)、その駆動系に固有の遅れ(時定数:τ)を伴って
開く。従って、Δt+τの時間の間は、リミットスイッ
チの検出信号Bは0(非検出状態)のままであり、指令
信号Aのみが1となるため、排他的論理和(Aexor
B)は1となる。(3)次いで、開閉バルブが開位置と
なると、リミットスイッチの検出信号Bが1(検出状
態)となり、指令信号Aは1のままであるため、排他的
論理和(AexorB)は0になる。
【0007】上述した構成において、クライテリアを決
定する係数αを1以上に設定すれば、上記最大作動時間
0 =(Δt+τ)×αは、開閉バルブの実作動時間T
よりも開閉バルブが正常に機能している限り常に長くな
る。従って、(e)実作動時間T≦最大作動時間T0
ある場合には、開閉バルブが正常であると判断して検出
信号B(閉位置で0,開位置で1)をそのまま開閉信号
としてフィードバックし、(f)実作動時間T>最大作
動時間T0 である場合には、バルブが正常に作動しない
ため故障信号をフィードバックすることにより、単一の
リミットスイッチを開閉バルブに設けるだけで、安定し
て開閉信号をフィードバックすることができ、かつリミ
ットスイッチの故障検出も行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通の
部材には同一の符号を付し重複した説明を省略する。図
1は、本発明の故障検出方法を適用した開閉バルブの模
式図である。この図において、開閉バルブ11は、駆動
装置12により開閉作動するようになっており、単一の
リミットスイッチ13により、開閉バルブ11の開位置
を検出するようになっている。また、指令信号Aにより
開閉バルブ11を開閉させる制御信号を発するバルブ制
御器14を備えている。
【0009】開閉バルブ11は、この例では比較的大型
のバルブを示しているが、どのような形式のバルブ、例
えば小型の電磁弁でもよい。駆動装置12はこの例で
は、電動又は油空圧のモータであるが、小型のソレノイ
ドであってもよい。また、リミットスイッチ13もどの
ような形式、例えばリードスイッチであってもよい。
【0010】図2は、本発明の原理説明図である。この
図において、(A)はバルブの作動遅れを示す図、
(B)は排他的論理和の説明図である。図2(A)に示
すように、指令信号Aが閉から開に変わっても、バルブ
の作動は完全にはこれに追従できず、無駄時間Δtの経
過後に作動が開始され、時定数τの速度で閉から開にバ
ルブ11が作動する。時定数τは、応答が最終値(この
場合開位置)までの63.2%に達するまでの時間と定
義される。図2(B)において、指令信号Aが0又は1
を示し、リミットスイッチの検出信号Bが同様に0又は
1を示す場合に、その排他的論理和(AexorB)は
この表に示すようになる。すなわち、排他的論理和は、
A,Bの両方が一致する場合に0となり、両方が一致し
ない場合(一方が0、他方が1の場合)に1となる。
【0011】本発明の開閉バルブの故障検出方法によれ
ば、バルブ制御器14により、以下の(a)〜(f)の
ステップにより、開閉信号のフィードバックと、故障信
号をフィードバックする。 (a)まず、予め開閉バルブ11の上述した無駄時間Δ
tと時定数τ、及びクライテリアを決定する係数αを決
定し記憶する。無駄時間Δtと時定数τは開閉バルブ1
1の作動試験を繰り返して行い、その平均値或いは最大
値を使用する。クライテリアを決定する係数αは、一種
の安全係数、或いは余裕係数であり、1以上の値を任意
に適用する。 (b)次に、最大作動時間T0 =(Δt+τ)×αを演
算する。図2(A)から明らかなように、この最大作動
時間T0 が、正常な開閉バルブ11の実作動時間Tより
も常に長くなるように、前記係数αを設定する。従っ
て、遅れ時間τが短い(0に近い)場合には、係数αは
2に近い値となる。
【0012】以上の条件の下で、最大作動時間T0
(Δt+τ)×αは、開閉バルブの実作動時間Tよりも
開閉バルブが正常に機能している限り常に長くなる。従
って、 (c)開閉バルブの作動時に、指令信号Aとリミットス
イッチの検出信号Bとの排他的論理和を連続的に計算
し、 (d)同時に該排他的論理和が1である実作動時間Tを
タイマーで計測し、 (e)実作動時間T≦最大作動時間T0 である場合に
は、検出信号Bをそのまま開閉信号としてフィードバッ
クし、 (f)実作動時間T>最大作動時間T0 である場合に
は、故障信号をフィードバックする、ことにより、単一
のリミットスイッチを開閉バルブに設けるだけで、安定
して開閉信号をフィードバックすることができ、かつリ
ミットスイッチの故障検出も行うことができる。
【0013】図3は、本発明の作動説明図である。この
図において、(A)は、指令信号A、(B)は開閉バル
ブ11の作動、(C)はリミットスイッチ13の検出信
号Bを示している。指令信号Aと検出信号Bの閉信号を
0、開信号を1とすると、その排他的論理和は、(D)
のようになる。従って、本発明の方法によれば、例え
ば、(1)閉位置にあるとき、リミットスイッチ13の
検出信号Bは0(非検出状態)、指令信号Aも0であ
り、指令信号Aと検出信号Bとの排他的論理和(Aex
orB)は0である。(2)次に、開指令が出て指令信
号Aが0から1に変わると、正常な開閉バルブはある時
間後に(無駄時間:Δt)、その駆動系に固有の遅れ
(時定数:τ)を伴って開く。従って、Δt+τの時間
の間は、リミットスイッチの検出信号Bは0(非検出状
態)のままであり、指令信号Aのみが1となるため、排
他的論理和(AexorB)は1となる。(3)次い
で、開閉バルブが開位置となると、リミットスイッチの
検出信号Bが1(検出状態)となり、指令信号Aは1の
ままであるため、排他的論理和(AexorB)は0に
なる。
【0014】上述した構成において、クライテリアを決
定する係数αを1以上の十分大きい値に設定すれば、上
記最大作動時間T0 =(Δt+τ)×αは、開閉バルブ
の実作動時間Tよりも開閉バルブが正常に機能している
限り常に長くなる。従って、(e)実作動時間T≦最大
作動時間T0 である場合には、開閉バルブが正常である
と判断して検出信号B(閉位置で0,開位置で1)をそ
のまま開閉信号としてフィードバックし、(f)実作動
時間T>最大作動時間T0 である場合には、バルブが正
常に作動しないため故障信号をフィードバックすること
により、単一のリミットスイッチを開閉バルブに設ける
だけで、安定して開閉信号をフィードバックすることが
でき、かつリミットスイッチの故障検出も行うことがで
きる。
【0015】なお本発明は、上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変更が可能である。
【0016】
【発明の効果】上述したように本発明の方法は、媒体
に依存しない、駆動源(電磁式、空圧、油圧等)に依
存しない、駆動系に固有の時定数により判定するの
で、アルゴリズムが単純である、故障のみならず応答
性劣化も検出可能である、等の特徴を有する。
【0017】すなわち、本発明の開閉バルブの故障検出
方法は、最小限のリミットスイッチで安定して開閉信号
をフィードバックすることができ、かつリミットスイッ
チの故障検出も行うことができる等の優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の故障検出方法を適用した開閉バルブの
模式図である。
【図2】本発明の原理を説明する図である。
【図3】本発明の作動説明図である。
【図4】従来の開閉バルブの使用例を示す図である。
【符号の説明】
1 燃料タンク 2 元弁 3 流量コントロール弁 4 電磁開閉弁 5 燃料噴射器 11 開閉バルブ 12 駆動装置 13 リミットスイッチ 14 バルブ制御器 LS リミットスイッチ Δt 開閉バルブの無駄時間 τ 時定数 α クライテリアを決定する係数 T0 最大作動時間 A 指令信号 B リミットスイッチの検出信号 T 実作動時間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開閉バルブの開位置を検出するリミット
    スイッチと、指令信号Aにより前記開閉バルブを開閉さ
    せるバルブ制御器とを備え、該バルブ制御器により、 (a)開閉バルブの無駄時間Δt,時定数τ,及びクラ
    イテリアを決定する係数αを記憶し、 (b)最大作動時間T0 =(Δt+τ)×αを演算し、 (c)開閉バルブの作動時に、指令信号Aとリミットス
    イッチの検出信号Bとの排他的論理和を連続的に計算
    し、 (d)同時に該排他的論理和が1である実作動時間Tを
    タイマーで計測し、 (e)実作動時間T≦最大作動時間T0 である場合に
    は、検出信号Bをそのまま開閉信号としてフィードバッ
    クし、 (f)実作動時間T>最大作動時間T0 である場合に
    は、故障信号をフィードバックする、ことを特徴とする
    開閉バルブの故障検出方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020034967A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 アズビル株式会社 バルブメンテナンス支援装置および支援方法
CN116014741A (zh) * 2023-03-23 2023-04-25 国网山东省电力公司聊城供电公司 基于数据处理的柔性控制器与配电网运行适配系统及方法

Cited By (3)

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JP2020034967A (ja) * 2018-08-27 2020-03-05 アズビル株式会社 バルブメンテナンス支援装置および支援方法
JP7265328B2 (ja) 2018-08-27 2023-04-26 アズビル株式会社 バルブメンテナンス支援装置および支援方法
CN116014741A (zh) * 2023-03-23 2023-04-25 国网山东省电力公司聊城供电公司 基于数据处理的柔性控制器与配电网运行适配系统及方法

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