JP2023548461A - アクチュエータの運転開始方法 - Google Patents

Abstract

アクチュエータ（１）の運転開始方法であって、アクチュエータ（１）の動作パラメータがインタラクティブメニュー構造において順次に問い合わされて入力され、メニュー構造内に、順次に問い合わされるべき動作パラメータを決定する少なくとも１つの経路が定義されており、パラメータ入力の確認応答により、定義された経路に沿った次のパラメータ入力へのジャンプが引き起こされ、特に、経路は、メニュー構造の複数の分岐を接続している、ことを特徴とする方法。

Description

本発明は、アクチュエータの運転開始方法につき説明する。

アクチュエータでは、通常、最初の運転開始時にバルブの終端位置を実際の組み込み状況において調節することができる。この場合、その都度の終端状態に到達した際に駆動モータをスイッチオフすることができる。これにより、例えば、アクチュエータの駆動モータが全トルクで終端状態まで走行して例えば駆動制御されるバルブまたは伝動装置が損傷を受けることを防止できる。

運転開始は、これまで、終端状態の対応する動作パラメータをアクチュエータ駆動制御部に入力するための操作スリーブを使用して行われてきた。ただし、このことは煩雑であり、エラーをまねきやすい。

したがって、本発明の課題は、アクチュエータの運転開始を改善することである。

上記の本発明の課題は、請求項１記載の方法により解決される。

本発明により、アクチュエータの動作パラメータがインタラクティブメニュー構造において順次に問い合わされて入力される。メニュー構造内に、順次に問い合わされるべき動作パラメータを決定する少なくとも１つの経路が定義されており、パラメータ入力の確認応答により、定義された経路に沿った次のパラメータ入力へのジャンプが引き起こされる。

インタラクティブメニュー構造により、入力されるべき動作パラメータが問い合わされる。したがって、ユーザハンドブックに則した煩雑なプログラミングまたは終端状態の入力を行う必要はない。このため、本発明を使用しない場合に必要となる、あるパラメータ入力から次のパラメータ入力への手動のナビゲーションが省略される。このように、当該ナビゲーションは自動的に行われ、メニューによりガイドされる運転開始が可能となる。

この場合、メニュー構造は、それぞれ異なる動作パラメータを問い合わせる複数の分岐を有することができる。有利な実施形態では、経路は、メニュー構造のこれらの分岐のうちの複数を接続することができ、これにより、分岐間でのジャンプも行えるようになる。よって、メニュー構造は線形ではなく、つねに経路によって定義される。ゆえに、経路は、２つ以上のステップを相互に離間させている２つのメニューポイントを相互に直接に接続することができ、または換言すれば、メニュー構造においていったんの乗入（Aufsteigen）およびこれに続く降出（Absteigen）によらなければ到達できない２つのメニューポイントを相互に接続することができる。

有利な実施形態では、経路内のジャンプは、パラメータ入力または先行のパラメータ入力に依存して行われる。これにより、例えば、上述したように、メニュー構造の第１の分岐から入力に応じて第２の分岐または第３の分岐へジャンプすることができ、しかもこの場合に完全な第２の分岐への問い合わせを行う必要はない。これにより、例えば、動作パラメータに対する代替的な入力の可能性を定義することができる。

このように、一実施例では、例えば、２つの終端状態、または下方の終端状態およびストローク量、または上方の終端状態およびストローク量のいずれを入力すべきかにつき、まずパラメータ設定の形式を問い合わせることができる。３つの入力の可能性の選択に応じて、必要な動作パラメータ入力の適切なメニューエントリを相互に接続する経路が生成される。当該経路は、この場合、メニュー構造の様々な分岐として存在してもよい。

一実施形態では、動作パラメータは、直接に入力可能な終端状態またはストローク量である。代替的に、入力された動作パラメータから終端状態を計算することもできる。例えば、下方の終端状態もしくは上方の終端状態を入力し、さらにストローク量を回転の数として入力した後、そこからそれぞれ他方の終端状態を計算することができる。このようにすれば、アクチュエータのいっそうフレキシブルな構成が可能である。したがって、２つの終端状態間の間隔が固定のストローク量により定義される適用分野が得られる。今日の従来技術では、終端状態を調整する前に、この調整のための変換を手動で行わなければならなかった。本発明によれば、より簡単かつより迅速であってより確実な入力が可能となる。なぜなら、ここでの変換では伝動装置および他の影響因子を自動的に考慮することができ、これにより、入力エラーが確実に回避されるからである。

動作パラメータは、数値として、例えばキーまたはスイッチを介して入力することができる。

有利な実施形態では、パラメータ入力は、アクチュエータが終端状態へ運動することによって行われる。この場合、アクチュエータの駆動モータが実際に調整されるべき終端状態へと運動し、ここでの位置が動作パラメータ入力として設定される。ここで、アクチュエータは、例えば手動でハンドホイールを介して、または電気的に、例えばキーまたはスイッチを介して駆動モータを駆動制御することで、運動可能である。また、例えば予め定められたスイッチオフモーメントによって識別される終端状態への自動的な運動を行うこともできる。

特に有利な実施形態では、１つの経路内で少なくとも１回の動作モードの変更が強制的に行われる。このようにすれば、例えば特定の形式のパラメータ入力を、例えば上述した手動でのアクチュエータの運動によって、強制的に行うことができる。

例えば、パラメータ設定が可能であるモードからアクチュエータの走行が可能であるモードへの動作モードの変更を行うことができる。

この場合、設定された経路の内部でのジャンプは、設定された動作状態の変更が実際に実行された場合にのみ行われるように構成可能である。このために、例えば、動作モード選択スイッチを設けることができる。

基本的に、動作モードの変更は、ユーザが手動で行うことができる。有利な実施形態では、動作モードの変更は自動的に行われ、これにより、強制変更の条件が自動的に満たされる。これにより、誤操作を低減することができる。

一実施形態では、アクチュエータは少なくとも２つの動作モードを有しており、ここで、第１の動作モードではアクチュエータの手動での運動が可能であり、第２の動作モードではパラメータ入力が可能である。このようにすることで、パラメータ入力中のアクチュエータの運動を防止することができる。他方では、これにより、上述したようなアクチュエータの運動によるパラメータ入力も可能である。

有利な実施形態では、２つの終端状態間の差が回転の数として計算されるか、または終端状態およびストローク量に対して対応する第２の終端状態が計算される。これにより、各データが妥当であるか否かの検証が容易となり、例えば遠く離れた終端状態への到達も容易となる。

この場合、回転の数は、アクチュエータの出力軸を基準としたものであってよい。

このために、駆動モータのインクリメント値発生器のインクリメント数および／または伝動装置の変速比が既知であると有利でありうる。これらの値は設定値として格納可能であるか、またはメニュー構造の内部で先行して問い合わせ可能である。後者の場合、メニューにより制御されたパラメータ入力をそれぞれのアクチュエータへの適応化なしに使用できるという利点が得られる。

特に有利な実施形態では、入力された動作パラメータの妥当性検査が実行される。このようにすれば、誤操作およびエラーを伴った運転開始を排除することができる。

妥当性検査では、例えば、各終端状態が不均等であるか否か、ならびに終端状態間の差がインクリメントの最大数もしくは回転の最大数を超過していないか否かを検査することができる。これにより特に、アクチュエータがその物理的な限界を超えて負荷されることを防止できる。

有利な実施形態では、特にパラメータ入力の終了後に、入力された動作パラメータによるテスト走行が実行される。このようにすれば、アクチュエータが所望の通りに機能するか否かを確認することができる。

特に有利な実施形態では、テスト走行中に生じたトルクが記録され、基準値として記憶される。これらの基準値を使用して、後の時点で、例えばアクチュエータに接続されたアーマチュアの経時劣化を確認することができる。

以下に、本発明を、添付の図面に関する実施例に則して詳細に説明する。

アクチュエータを示すブロック回路図である。 図１のアクチュエータの操作ユニットを示す図である。 位置「オフ」における、図２ａの動作モード選択スイッチを示す図である。 複数の分岐経路もしくは代替経路を有する、アクチュエータの運転開始のための例示的なインタラクティブメニュー構造を示す図である。 複数の分岐経路もしくは代替経路を有する、アクチュエータの運転開始のための例示的なインタラクティブメニュー構造を示す図である。 複数の分岐経路もしくは代替経路を有する、アクチュエータの運転開始のための例示的なインタラクティブメニュー構造を示す図である。

図１には、アクチュエータ１のブロック回路図が示されている。アクチュエータは、電気駆動モータ２と、この駆動モータ２を駆動制御する制御ユニット３と、を備えている。制御ユニット３は操作ユニット４に接続されており、この操作ユニット４を介して、制御ユニットがユーザによって操作可能となる。

駆動モータ２は伝動装置５に接続されている。伝動装置５には、調整素子６、例えばアーマチュアまたはバルブが結合されている。このようなアクチュエータは従来技術において十分に公知であるので、ここではこれ以上の詳細については立ち入らない。

図２ａには、例として、アクチュエータの操作ユニット４が示されている。操作ユニット４は、本発明による方法に従った情報のグラフィック表示およびインタラクティブな運転開始のための画面７を備えている。画面の下に、例として、可変の機能を有する４つのキー８が配置されている。４つのキー８に代えて、例えばダイアルスイッチまたはトグルスイッチもしくはトグルキーのような他の入力手段を設けることもできる。例えば、同軸的に結合された２つのダイアルスイッチを備えたダイアル操作部を使用して、これらのダイアルスイッチの回転を磁気的に検出することができる。

付加的に、操作ユニット４は、動作モード選択スイッチ９を有しており、この動作モード選択スイッチ９は、この実施例では３つの異なる動作モードをサポートしている。

図示されている動作モード「ローカル」では、操作ユニット４、例えばキー８を介しての、または自動化された状態での、駆動モータ２の操作が可能である。これにより、駆動モータ２は、キー押しによって開閉走行することができる。このときにはパラメータ設定は不可能である。

動作モード「オフ」（図２ｂ）では、駆動モータ２が非アクティブ状態とされる。当該動作モードでは駆動モータの運動は不可能である。当該動作モードでは例えばパラメータ入力が可能である。

動作モード「リモート」は通常動作を表しており、この通常動作では、駆動モータを例えば制御室からリモート制御することができる。このときにはパラメータ設定は不可能である。

これら３つの動作モードには別の名称が付されていてもよい。より少数のもしくはより多数の動作モードが存在していてもよい。

図３～図５には、アクチュエータの運転開始のための例示的なインタラクティブメニュー構造が示されている。

運転開始のためのインタラクティブメニュー構造は、例えば、最初のスイッチオン時に、または運転開始アシスタントの選択によって、Ｓ１で開始される。インタラクティブメニュー構造は、この実施例では、順次に問い合わされるべき動作パラメータを決定するための少なくとも１つの経路を含む。定義された経路に沿った次のパラメータ入力へのジャンプは、パラメータ入力の確認応答を経なければ行われない。

この実施例に示されているインタラクティブメニュー構造は、問い合わされて入力された動作パラメータのグラフィック表示のために、操作ユニット４の画面７を使用している。この場合、表示されている画面上で、その都度１つの動作パラメータのみが問い合わされる。このようにすれば、小さな画面においても見やすく表示して入力を行うことができる。ユーザは、運転開始によってインタラクティブにガイドされ、この場合、確認応答後つねに、入力が要求される次の動作パラメータだけを受け取る。

したがって、この実施例では、インタラクティブメニュー構造は画面ページとして編成されている。当該画面ページのそれぞれは１回ずつのパラメータ入力に相当するが、ここで、パラメータ入力を含まずテキストを表示するのみの指示ページを設けてもよい。なお、すべての画面ページは、次の画面ページに到達するために確認応答を受けなければならない。

よって、経路は、特定の画面ページを接続し、これにより、順次に表示される画面ページの順序を定義する。この場合、経路は、例えばそれぞれ異なる分岐内に存在する画面ページを相互に接続することもできる。このようにすることで、非線形のシーケンス、またはメニュー構造によって設定されていないシーケンスを、画面ページによって規定することができる。

経路は分岐を含んでいてよく、この場合、パラメータ入力に依存して経路のさらなる延在特性が変更される。

この実施例では、まず、以降のスイッチオフ形式の選択についての指示Ｓ２が行われる。当該画面の確認応答がなされた後、続いて、Ｓ３で、「終端状態 閉」でのスイッチオフ形式の選択が行われる。この実施例では、ここで位置およびトルクの選択が示されている。このとき、他のアクチュエータでは、別のスイッチオフ形式または他のスイッチオフ形式が存在していてよい。

続いて、Ｓ４で、「終端状態 開」でのスイッチオフ形式の選択が行われる。

続いて、Ｓ５で、「スイッチオフモーメント 閉」のパラメータ入力が行われ、Ｓ６で、「スイッチオフモーメント 開」のパラメータ入力が行われる。

続いて、どのような形式で２つの終端状態を入力すべきかの選択Ｓ７が行われる。両方の終端状態を入力することができる。駆動モータの「終端状態 閉」およびストローク量、または「終端状態 開」およびストローク量を入力することができる。選択に応じて、経路は、メニュー構造のそれぞれ異なる分岐へ移行する。

図４には、こうした代替的な各分岐および対応する経路が示されている。図の左方の第１の経路１０は、両方の終端状態の問い合わせである。続くステップＳ８において、まず、動作モードの変更が強制的に行われる。このために、図２ａに示されている動作モード選択スイッチ９を設けることができる。この実施例では、図２ｂに示されているように、まず、動作モード「ローカル」への変更が行われなければならない。動作モード「ローカル」では、図２ａにつき説明したように、操作ユニット４を介して、駆動モータの手動での駆動制御が可能である。動作モード選択スイッチ９の切り替えにより、当該画面の確認応答を行うことができる。

次いで、キー８を介して駆動モータを閉鎖すべきであるとの指示Ｓ９が示される。続いて、Ｓ１０で、アクチュエータがキー８を介して閉鎖される。到達した終端状態が動作パラメータとしてセットされる。

次いで、キー８を介して駆動モータを開放すべきであるとの指示Ｓ１１が示される。続いて、Ｓ１２で、アクチュエータがキー８を介して開放される。到達した終端状態が動作パラメータとしてセットされる。

図の中央の第２の経路１１は、駆動モータの「終端状態 閉」および固定のストローク量の入力を含んでいる。ステップＳ８～Ｓ１０は第１の経路１０に対応する。ここでは、対応する画面は、実際には、メニュー構造内の１箇所のみに生じうる。この場合、経路が分岐を越えて対応する画面を接続するので、必要な画面のみが表示されて問い合わされる。こうした同一の画面には以下それぞれ同じ参照符号を付してある。

位置が入力された後、Ｓ１３で、まず、動作モードが「オフ」へ切り替えられなければならず、この動作モードにおいて、動作モード選択スイッチ９が相応の位置へ動かされる（図２ｂ）。次いで、ストローク量の入力についての指示Ｓ１４が示され、さらにＳ１５で、キー８を介したストローク量値自体の入力が促される。

図の右方の第３の経路１２は、駆動モータの「終端状態 開」および固定のストローク量の入力を含んでいる。ここでは、Ｓ８で動作モードが「ローカル」へ変更された後、Ｓ１１でアクチュエータの開放が指示され、続いて、Ｓ１２でキー８を介してアクチュエータが開放される。次いで、第２の経路のステップＳ１３～Ｓ１５が行われる。

第２の経路および第３の経路では、入力された終端状態およびストローク量から、欠落した終端状態が計算される。この場合、ストローク量を、まず、回転値発生器の回転量またはインクリメントへ変換することができる。

基本的に、入力のたびに妥当性検査を実行することができるので、誤入力が起こりえない。妥当でない値が確認された場合には確認応答が拒絶され、これにより、次のパラメータ入力へのジャンプが不可能となる。この場合、画面内のエラーを有する値を強調表示することができ、または別のエラーメッセージを表示することもできる。

例えば、２つの終端状態は、アクチュエータの完全走行により達成されうるインクリメントの最大数と同じであってはならず、またそれ以上相互に離間して位置していてはならない。

本実施例では、第１の位置値を調整する際に、インクリメント値発生器のその都度の値が記録される。続いて、第２の位置値が達成されるまでインクリメント数が計数される。このとき、６５０００超の値（例えば２^１６）でありうるインクリメントの最大数が超過されると、ゼロからの計数が開始される。つまり、位置値の差は当該値より大きくなってはならない。

駆動モータを実際に終端状態へ運動させることに代えて、単に数値を入力することも可能である。このための動作モードの切り替えは必要ない。

こうしてパラメータ入力が完了する。図５には、インタラクティブメニュー構造のさらなる経過が示されている。ステップＳ１６では、入力された動作パラメータによるテスト走行を実行すべきか否かを選択することができる。

イエスの場合、Ｓ８でまず動作モードが「ローカル」へ切り替えられ、続いてＳ１７でテスト走行が行われる。このとき、位置および／またはトルクを基準値として記憶することができ、これにより、これらの位置および／またはトルクを後の比較のために取り置くことができる。テスト走行が終了した後、Ｓ１３で、動作モードが再び「オフ」へ切り替えられる。

続いて、テスト走行が望まれなかった場合には、運転開始が完了したことの指示Ｓ１８が行われる。これに続いて、Ｓ１９で、調整された動作パラメータがあらためてオーバービューとして示される。

ここで、本明細書に示した各メニュー構造は単なる例示にすぎない。用途に応じて、他の動作パラメータまたは別の動作パラメータの問い合わせおよび入力を行うことができる。

図１とは異なり、操作ユニット４は必ずしもアクチュエータ１内にまたはアクチュエータ１に接して配置されていなくてよく、または必ずしもアクチュエータ１に接続されていなくてよい。操作ユニット４は、アプリとして、例えばスマートフォン上、タブレット上またはノートＰＣ上で実行可能である。

このようにして、例えば、操作ユニット４なしで、特に画面７なしでアクチュエータ１を構成することが可能となり、これによりコストを節約することができる。ただし、こうした構成にもかかわらず、動作モード選択スイッチ９がアクチュエータ１に物理的に配置されていてもよく、これにより、アプリを介した誤操作が排除される。

１ アクチュエータ
２ 駆動モータ
３ 制御ユニット
４ 操作ユニット
５ 伝動装置
６ 調整素子／アーマチュア／バルブ
７ 画面
８ キー
９ 動作モード選択スイッチ
１０ 第１の経路
１１ 第２の経路
１２ 第３の経路
Ｓ１ 指示「アシスタントの開始」
Ｓ２ 指示「スイッチオフ形式の選択」
Ｓ３ 「終端状態 閉」のスイッチオフ形式の入力
Ｓ４ 「終端状態 開」のスイッチオフ形式の入力
Ｓ５ 「スイッチオフモーメント 閉」の入力
Ｓ６ 「スイッチオフモーメント 開」の入力
Ｓ７ 「終端状態タイプ」の入力
Ｓ８ 動作モード選択「ローカル」
Ｓ９ 指示「アーマチュアの閉鎖」
Ｓ１０ 「終端状態 閉」位置への到達による入力
Ｓ１１ 指示「アーマチュアの開放」
Ｓ１２ 「終端状態 開」位置への到達による入力
Ｓ１３ 動作モード選択「オフ」
Ｓ１４ 指示「ストローク量の入力」
Ｓ１５ ストローク量の入力
Ｓ１６ 「テスト走行の実行」の入力
Ｓ１７ テスト走行の実行
Ｓ１８ 指示「入力完了」
Ｓ１９ 指示「オーバービュー」

Claims (11)

1. アクチュエータ（１）の運転開始方法であって、
   前記アクチュエータ（１）の動作パラメータがインタラクティブメニュー構造において順次に問い合わされて入力され、
   前記メニュー構造内に、順次に問い合わされるべき動作パラメータを決定する少なくとも１つの経路が定義されており、
   パラメータ入力の確認応答により、定義された経路に沿った次のパラメータ入力へのジャンプが引き起こされ、特に、前記経路は、前記メニュー構造の複数の分岐を接続している、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記経路内のジャンプは、前記パラメータ入力または先行のパラメータ入力に依存して行われる、
   請求項１記載の方法。
3. 動作パラメータは、終端状態またはトルクである、かつ／または、終端状態が入力された動作パラメータから計算される、
   請求項１または２記載の方法。
4. パラメータ入力は、前記アクチュエータが終端状態へ運動することによって行われる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. １つの経路内で少なくとも１回の動作モードの変更（Ｓ８，Ｓ１３）が強制的に行われ、特に、設定された経路内でのジャンプは、設定された動作状態の変更（Ｓ８，Ｓ１３）が実際に行われた場合にのみ行われる、
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記動作モードの変更（Ｓ８，Ｓ１３）は、ユーザにより手動で、または自動的に行われる、
   請求項５記載の方法。
7. 前記アクチュエータ（１）は、少なくとも２つの動作モードを有し、第１の動作モードでは、前記アクチュエータの手動での運動が可能であり、第２の動作モードでは、パラメータ入力が可能である、
   請求項５または６記載の方法。
8. ２つの終端状態の差に対して対応する回転の数が計算されるか、または、終端状態および回転の数に対して対応する第２の終端状態が計算される、
   請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 入力された動作パラメータの妥当性検査が実行され、特に、終端状態が不均等であるか否か、および、各終端状態もしくは終端状態間の差がインクリメントの最大数を超過していないか否かが検査される、
   請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 入力された動作パラメータを用いてテスト走行（Ｓ１７）が実行され、特に、生じたトルクが記録されて基準値として記憶される、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 駆動モータ（２）および操作ユニット（４）を備えたアクチュエータ（１）において、
    前記操作ユニット（４）は、少なくとも１つの動作モード選択スイッチ（９）、画面（７）およびパラメータ入力用のキー（８）を有しており、
    前記アクチュエータ（１）、特に制御ユニット（３）は、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法を実行するように構成されている
    ことを特徴とするアクチュエータ（１）。

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