JP2007513280A - 流体ポンプを制御するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Y=m×X+b
ここで、Yは、行程(センサーの出力信号)であり、Xは、測定された物理量(センサーの入口)であり、mは、ゲイン又は乗算因数であり、bは、オフセット又は加算因数である。
流体ポンプのピストン行程を制御することと、シリンダ頂部でのピストンの衝突を招かずに、ピストンを機械的行程の端まで前進させることと、シリンダ内の死容積の値を最小値まで減少することと、
製造プロセス又は組立プロセス中に較正手順を避けると共に、行程端からの最短可能距離でピストンを操作できる、流体ポンプの正常運転中に、自動較正システムを実施することと、
システムの性能(効率と最大容量)を損なうことなく、精度のより低い又はゲイン及びオフセットの余裕度を有するセンサーの使用を実行可能にすることと、
効率と容量において流体ポンプを最適化することと、
産業上の大規模生産の簡単な解決を実施することと
を有する。
検知アセンブリ
本発明の説明によれば、ピストン変位行程を検知するように、衝撃センサー35と位置センサー36を備える検知アセンブリ11を設けるべきである。衝撃センサー35は、行程端でのピストンの衝突を検出して、衝撃信号を電子コントローラ16に発生する位置にあるべきである。
本発明のシステムを実施するためには、衝撃が検知アセンブリ11、特に、衝撃センサー35から検知されるまで、ピストンの行程をインクリメントすることによってピストンを操作すべきである。ピストンが行程端と衝突又は衝撃センサー35と接触するや否や、ピストンは、最大変位値に到達したと結論付けることができ、この値は電子コントローラ16に格納してもよい。
図9及び図10に示すように、シリンダ内のピストン運動は、位置センサー36と衝撃センサー35によって測定された変位に対応する曲線を呈示する。図9は、ピストンが衝撃の発生なしに動作する状態を図示する。図示するように、この状態で、位置センサー36からの信号出力(曲線110)は、雑音の発生のない最大ピストン変位(表示120)を呈示する。曲線100は、フィルタリング回路42を通過した後のピストン変位の信号を指す一方、曲線150は、測定された信号があるため、ピストンの衝撃が無いことを示す。
図3a、図3bと図4に示すように、検知アセンブリ11からの信号は、以下の2個の構造形式で実行される信号処理モジュール30と31によって判断される。
センサーからの信号は、ピストン位置と同時にピストン衝撃、即ち、ピストンの挙動を監視することができ、ピストン位置についての低周波信号と衝撃状態についての高周波信号を呈示するので、測定量を電子コントローラ16によって判断できるように、これらの信号の分離を行うべきである。この目的のために、本発明のシステムに、第1フィルタリング回路40と第2フィルタリング回路42を備える信号処理モジュール30を設けるべきである。
この変形例によれば、電子コントローラ16によって判断される信号を供給する衝撃センサー35とピストン位置センサーという異なる機能を有する2個のセンサーを含む流体ポンプ10を提供することを選択してもよい。
衝撃センサーとして、前述したように例えば、加速度計型センサーを使用することができる。この場合、衝撃センサー35は、流体ポンプ10のシリンダに連係するべきであると共に、好ましくは、ピストン衝撃を検知することができるように、このような加速度計を流体ポンプ10のシリンダと共に固定すべきである。
流体ポンプ10とリニア圧縮機、又は冷蔵庫や空調システムを含む冷却器さえも制御するシステムを操作するために、図8に示す以下のステップをたどるべきである。流体ポンプ10が、前述したようにトリガ信号を受けたり始動される時はいつでも、シリンダ内のピストン変位を最小行程で行わせて、変位の大きさを次々とインクリメントすることにより、流体ポンプ10を始動すべきである。次に、起こり得る衝撃を検出するために、ピストン行程を監視すべきであり、もし衝撃が発生しないならば、システムが安定化しているかどうかを結論付ける、即ち、衝撃がこの期間中に発生しないかどうかを評価するために、安定化時間を待つべきである。
上述したように、流体ポンプ10を制御する制御システムと制御方法は、リニア圧縮機10’を含む適用に特に適している。何故なら、該適用には、ピストン変位行程を有すると共に行程端を有するシリンダ内に変位自在に位置決めされるピストンが設けられるからである。
11 検知アセンブリ
15 マイクロコントローラ
16 電子コントローラ
17 トライアック
30 信号処理モジュール
31 信号処理モジュール
35 衝撃センサー
36 位置センサー
40 第1フィルタリング回路
42 第2フィルタリング回路
45 比較器
Claims (31)
- ピストン変位行程と行程端を有するシリンダ内に変位自在に位置決めされたピストンを備える流体ポンプ(10)を制御する流体ポンプ制御システムにおいて、
ピストンの挙動を測定する検知アセンブリ(11)と、検知アセンブリ(11)に連係する電子コントローラ(16)とを備え、又、電子コントローラ(16)は、衝撃信号を検出することにより、シリンダ内のピストンの変位を監視し、更に、衝撃信号は、行程端とのピストンの衝突の発生時に検知アセンブリ(11)によって電子コントローラ(16)に伝送される一方、電子コントローラ(16)は、衝突の発生までトリガ信号からピストン変位行程を引き続いてインクリメントして、行程端と同じくらいに離れたピストン変位に対応するピストン変位の最大値を格納する流体ポンプ制御システム。 - ピストン変位の最大値が、流体ポンプ(10)の最大効率の変位に対応する請求項1に記載の流体ポンプ制御システム。
- トリガ信号が、流体ポンプ(10)上で問題が発生した時に電子コントローラ(16)によって発生される請求項2に記載の流体ポンプ制御システム。
- 流体ポンプ(10)が、最小ピストン変位行程で作動させられる請求項1又は3に記載の流体ポンプ制御システム。
- 流体ポンプ(10)が、トリガ信号の発生時に作動させられる請求項3又は4に記載の流体ポンプ制御システム。
- 電子コントローラ(16)に連係する高域型の第1フィルタリング回路(40)を備え、又、検知アセンブリ(11)によって読取られた衝撃信号が、第1フィルタリング回路(40)によってフィルタリングされて、電子コントローラ(16)に供給される請求項5に記載の流体ポンプ制御システム。
- 検知アセンブリ(11)が、流体ポンプ(10)のシリンダに連係する衝撃センサー(35)を備える請求項6に記載の流体ポンプ制御システム。
- 衝撃センサー(35)が、流体ポンプ(10)のシリンダと共に固定された加速度計を備える請求項7に記載の流体ポンプ制御システム。
- 検知アセンブリ(11)が、ピストン変位行程の位置センサー(36)を備え、又、位置センサー(36)が電子コントローラ(16)に連係する請求項5に記載の流体ポンプ制御システム。
- 検知アセンブリ(11)が、電子コントローラ(16)に連係する低域型の第2フィルタリング回路(42)を備え、又、検知アセンブリ(11)によって読取られた信号が、第2フィルタリング回路(42)によってフィルタリングされて、電子コントローラ(16)に供給され、更に、第2フィルタリング回路(42)によってフィルタリングされた前記信号が、シリンダ内のピストン変位の信号に対応する請求項4に記載の流体ポンプ制御システム。
- シリンダ内のピストン変位の前記信号が、電子コントローラ(16)に伝送されて、電子コントローラ(16)は、行程端と同じくらいに離れたピストン変位を防止する請求項10に記載の流体ポンプ制御システム。
- ピストン変位行程と行程端を有するシリンダ内に変位自在に位置決めされたピストンを備える流体ポンプ(10)であって、電力を供給される電気モータで駆動される流体ポンプ(10)を制御する流体ポンプ制御システムにおいて、
ピストン位置検知アセンブリ(11)と、検知アセンブリ(11)に連係する電子コントローラ(16)とを備え、又、電子コントローラ(16)は、衝撃信号を検出することにより、シリンダ内のピストンの変位を監視し、更に、衝撃信号は、行程端とのピストンの衝突の発生時に検知アセンブリ(11)によって電子コントローラ(16)に伝送される一方、電子コントローラ(16)は、衝突の発生までトリガ信号からピストン変位行程を引き続いてインクリメントすると共に、シリンダ内のピストン変位を監視して、ピストン変位の最大値と同じくらいに離れた変位を防止する流体ポンプ制御システム。 - 電子コントローラ(16)が、モータに印加される電圧のレベルをデクリメントすることにより、行程端と同じくらいに離れたピストン変位を防止する請求項12に記載の流体ポンプ制御システム。
- 電子コントローラ(16)に連係する高域型の第1フィルタリング回路(40)を備え、又、検知アセンブリ(11)によって読取られた衝撃信号が、第1フィルタリング回路(40)によってフィルタリングされて、電子コントローラ(16)に供給される請求項13に記載の流体ポンプ制御システム。
- 検知アセンブリ(11)が、流体ポンプ(10)のシリンダに近接して固定された加速度計を備え、又、衝撃信号が加速度計によって発生される請求項14に記載の流体ポンプ制御システム。
- 検知アセンブリ(11)が、ピストン変位を検知する位置センサー(36)を備え、又、位置センサー(36)が電子コントローラ(16)に連係する請求項13に記載の流体ポンプ制御システム。
- 検知アセンブリ(11)が、電子コントローラ(16)に連係する低域型の第2フィルタリング回路(42)を備え、又、検知アセンブリ(11)によって読取られた信号が、第2フィルタリング回路(42)によってフィルタリングされて、電子コントローラ(16)に供給され、更に、第2フィルタリング回路(42)によってフィルタリングされた前記信号が、シリンダ内のピストン変位の信号に対応する請求項13に記載の流体ポンプ制御システム。
- ピストン変位行程と行程端を有するシリンダ内に変位自在に位置決めされたピストンを備える流体ポンプ(10)を制御する流体ポンプ制御方法において、
行程端とのピストンの衝突を検出するように、シリンダ内のピストン行程を監視するステップ(a)と、
安定化時間の間、ピストン行程を監視するステップ(b)と、
もし安定化時間中に衝突が生じなければ、ピストン行程をインクリメントして、ステップ(b)を繰返すステップ(i)又はもし安定化時間中に衝突が生じれば、ピストン行程をデクリメントするステップ(ii)と
を備える流体ポンプ制御方法。 - ステップ(a)の前に、ピストン行程をインクリメントするステップを行う請求項18に記載の流体ポンプ制御方法。
- ピストン行程をインクリメントする前記ステップの前に、流体ポンプ(10)が最小ピストン変位行程で始動される請求項19に記載の流体ポンプ制御方法。
- 流体ポンプ(10)を最小ピストン変位行程で始動する前記ステップが、流体ポンプ(10)の機能の初期化後に実行される請求項20に記載の流体ポンプ制御方法。
- 流体ポンプ(10)を最小ピストン変位行程で始動する前記ステップが周期的に実行される請求項21に記載の流体ポンプ制御方法。
- 流体ポンプ(10)を最小ピストン変位行程で始動する前記ステップが、故障の発生時に実行される請求項22に記載の流体ポンプ制御方法。
- 前記ステップ(ii)の後に、ピストン行程が一定に操作される請求項18乃至23のいずれかに記載の流体ポンプ制御方法。
- ピストン行程を一定に操作する前記ステップの後に、電子コントローラ(16)での最大ピストン変位の値の格納が行われる請求項24に記載の流体ポンプ制御方法。
- ピストン行程を一定に操作する前記ステップの後に、ピストン行程が監視される請求項24に記載の流体ポンプ制御方法。
- ピストン変位行程と行程端を有するシリンダ内に変位自在に位置決めされたピストンを備える流体ポンプ(10)を制御する流体ポンプ制御方法において、
流体ポンプ(10)の電源を入れて、シリンダ内でピストンを変位させるステップ(a)と、
行程端とのピストンの衝突の発生までピストン行程を引き続いてインクリメントするステップ(b)と、
行程の引き続くインクリメントの間の安定化時間の間、ピストン行程を監視するステップ(c)と、
もし安定化時間中に衝撃が発生すると、ピストン行程をデクリメントするステップ(d)と
を備える流体ポンプ制御方法。 - ステップ(a)において、流体ポンプ(10)のピストン行程が最小変位行程で開始される請求項27に記載の流体ポンプ制御方法。
- ステップ(d)の後に、ピストン変位の監視が行われる請求項28に記載の流体ポンプ制御方法。
- ピストン変位行程と行程端を有するシリンダ内に変位自在に位置決めされたピストンを備えるリニア圧縮機において、
システムが、ピストン位置検知アセンブリ(11)と、検知アセンブリ(11)に連係する電子コントローラ(16)とを備え、又、電子コントローラ(16)は、衝撃信号を検出することにより、シリンダ内のピストンの変位を監視し、更に、衝撃信号は、行程端とのピストンの衝突の発生時に検知アセンブリ(11)によって電子コントローラ(16)に伝送される一方、電子コントローラ(16)は、衝突の発生までピストン変位行程を引き続いてインクリメントして、ピストン変位の最大値を格納するリニア圧縮機。 - 請求項1乃至11に記載の流体ポンプ制御システムを備える環境冷却器。
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