JPH10502472A - 同一負荷状態の２部品の比較によるマシン健康状態推定方法とその装置 - Google Patents

同一負荷状態の２部品の比較によるマシン健康状態推定方法とその装置

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JPH10502472A JP8503357A JP50335796A JPH10502472A JP H10502472 A JPH10502472 A JP H10502472A JP 8503357 A JP8503357 A JP 8503357A JP 50335796 A JP50335796 A JP 50335796A JP H10502472 A JPH10502472 A JP H10502472A
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Abstract

(57)【要約】 並列に負荷が与えられる同一マシン部品を監視して、部品の劣化または故障を予期するのに用いられる診断傾向情報を作り出す方法と装置を開示する。２分割された排気マニホルド（１８、２０）には、それぞれセンサー（２６）が設けられており、排気マニホルドの温度を表す信号を作り出す。傾向づけモジュール（３２）を含む診断モニター（３０）は、温度を受取って、周期的に温度の差を求め、所定の傾向期間にわたって差の値を平均して傾向値を作りだす。傾向値に基づいて傾向のプロットが作られ、一つの部品が劣化する可能性のあることを表す変化を監視する。データの監視と傾向づけは、静止型マシンと自動車の双方に用いることができ、マシン（３６、３７）内で、または離れて実行できる。

Description

【発明の詳細な説明】 同一負荷状態の２部品の比較による マシン健康状態推定方法とその装置 技術分野 本発明は、一般的にマシン診断システムに関する。より詳細には、本発明は、 作動パラメータデータを選択的に処理し、部品劣化または故障を診断および予測 するのに有効なデータを提供するシステムに関する。 本明細書において、“部品”とは、並列に作動する２つか３つ以上の部品が並 列の出力を有するように、別の部品またはシステムと計測可能な作動出力を共有 する、マシン部品またはシステムのことをいう。背景技術 整備および診断のために、エンジン回転数、オイル圧、水温、ブースト圧、オ イルの汚染物、電気モータ電流、油圧、システム電圧、排気マニホルドの温度等 のような作動パラメータを計測するためのセンサーがマシンに取り付けられてい ることが多い。ある場合には、マシンの性能を後に評価するためにデータベース をコンパイルし、診断の助けとなるように蓄積装置が設けられている。整備要員 は故障の原因を判定したり診断に役立つように、得られたデータを検討する。同 様に、整備要員は、蓄積されたデータを評価し、将来的な故障を予期し、実際の 故障が起きる前にいかなる問題をも修正できる。このような診断および故障の予 測は、特に超大型ハイウェイトラックと、オフハイウェイ鉱山用トラック、油圧 掘削機、トラック式タラクター、ホイールローダ等のような大型の作業機械とに 適する。大型の静止エンジンのような静止型のマシンも正確な部品診断および故 障の予測から利点を得ることができる。これらのマシンは、多額の資本を必要と し、作動が適当になされると相当に生産性を高めることができる。従って、小さ な問題が悲劇的な故障に導く前に修理され、生産性に及ぼす影響が最小となるよ うな期間の間に整備のスケジュールがたてられるように、劣化した部品を修理し たり取り換えたりすること、および故障を予測することが重要である。 過去に用いられたシステムでは、マシンの作動状態が異なる間、マシンセンサ ーからデータを得て蓄積することが多い。例えば、エンジンがアイドルの状態で は所定のデータが必要とされる一方で、エンジンが全負荷状態で作動する間には 別の作動データが得られる。このことは、異なる環境において得られたデータを 比較し、検出されたパラメータ内に意味のある傾向があるかどうかを観察する問 題を整備要員に提起することになる。 マシンが特定の作動状態のときだけパラメータを集積することが、時には有効 である。この種の情報は、性能評価の間に周期的に用いられるが、故障診断およ び前兆にも用いてもよい。 さらに診断を助けるために、分析ができる限り簡潔であるような方法で情報を 一括することが有益である。 マシンが、作動中に並列的に負荷が与えられた、類似しているか、または同一 の部品またはシステムを含む場合には、これらの２つか３つ以上の同一に負荷が 与えられた部品間で比較がなされることがあり、問題を診断したり、故障を予期 する。公知の方法は、マシンオペレータまたはメンテナンス要員が、作動中の２ つの部品間の差を物理的に見たり、聴いたりする、すなわち感じ取るという“ハ ンドオン”アプローチである。例えば、マシンのオペレータは、燃費の悪さの原 因を捜し出すのにシリンダバンクすなわちポート間の温度差を感じ取ってきた。 同一に負荷が与えられる部品を比較する別の公知の技術は、“ドロップアウト 試験”であり、この試験では個々の部品を選択的にオフの状態にして、どの部品 を取り除けばエンジンまたはシステムの出力に最も影響を及ぼさないかを判定す る。 様々な部品の比較性能を評定する別の公知の手段は、車両ホイールすなわち駆 動シャフト性能間の差を計測するシャシー動力計、排気ガス高温計、および排気 マニホルドすなわちシリンダの温度の差を表すシリンダーポートゲージおよび他 の伝統的ではない方法および装置を用いることを含む。公知の部品比較方法と装 置の欠点は多くの試験の根本的な性質を含むことである。すなわち、多くの試験 を実際の作動状態で実施できないという事実、車両の作動期間中に集積された過 去の部品間の比較データが欠如していること、および１つか２つ以上の部品の劣 化または故障を容易に判定できるように複数の部品からのデータを有効に比較す ることの困難性である。発明の開示 本発明は、並列に作動する２つか３つ以上の同一のマシンの部品に関する過去 の作動データを表すことに関する。複数の並列な部品の作動パラメータレベルの 差が傾向づけられる。この情報は、部品間の性能における傾向づけられた差に基 づいて劣化を診断したり故障を予測するのに有効である。 一般的に、本発明は、並列に作動される同一部品の作動パラメータを検出し、 信号すなわち共通の作動パラメータのレベルを表すデータを作り出すシステムで 達成される。検出された部品の作動パラメータ間の差を求め、傾向期間にわたる 作動パラメータ間の差を平均する手段が設けられている。この差の平均に基づく 傾向値がその傾向期間に関して作り出される。傾向値は、部品の相対的な性能を 表す傾向を作りだすのに用いられる。 本発明の別の態様において、トラップウィンドーすなわち１つか２つ以上のマ シンの作動パラメータ（例えば、エンジン速度、ラック、冷却液温度）が所望の レベルのときに満足される傾向の定義内で傾向値が作られる。部品が比較され、 異なるマシンの作動状態で傾向が評価されることができるように複数のトラップ ウィンドーが定められる。 トラップウィンドーを狭くして、特定のトッラプラグ期間が発生した後に部品 の読み取り値をトラップする、すなわち集積することによって傾向づけの正確さ を高めるようにしてもよい。トラップラグ期間は、１つか２つ以上のマシンの従 属パラメータのレベルが常に適合する期間からなる。 本発明の方法と装置は、部品が計測されるマシン上で実行され配置されてもよ い。故障診断および予測における融通性を高めるために、システムはマシン上に またはマシンから離れて作動することを含んでいるのが好ましい。例えば、傾向 値はマンシ上で発生され、離れたステーションに送られて、診断観察および見直 しにより傾向が作られる。 一般的に、本発明によって求められるような部品作動パラメータ間の差におけ る変化は、部品の１つに関する問題を示す。部品間の傾向づけられた差は所定の 限界値に対してチェックされて、警告信号をオペレータまはた診断要員に送る。 本発明の１態様において、２つの同一の部品間の差が傾向づけられる。本発明 の別の実施例において、単一の部品と複数の部品の平均の差が傾向づけられる。 複数の部品は第１部品を含んでいてもよい。 本発明のこれらの特徴および別の特徴は明細書をさらに読むことによって明白 になるであろう。図面の簡単な説明 図１は、２分割された排気マニホルドを備えたエンジンの概略線図と、分割さ れた排ガス温度間の差を傾向づけ、部品の劣化または故障を診断し予測するため の、本発明に関するシステムである。 図２は、図１のシステムによって発生した傾向データのグラフである。 図３と３Ａは、図１の実施例に用いられ、図２の傾向データを作り出す方法の 概略的なフローチャートである。 図４は、個々のシリンダ排気ポート温度計測を備えたエンジンの概略線図と、 個々のシリンダとシリンダバンク平均との差を傾向づけるための、本発明に関す るシステムである。 図５は、図４のシステムによって発生した傾向データのグラフである。 図６は、図４の実施例に用いられ、図５の傾向データを発生させる方法の概略 フローチャートである。本発明を実施するのに最良の形態 図１を参照すると、本発明の１用途を実施するための例示的なシステムが、エ ンジンブロック（１２）、対応する排気ポート（１６）を備えた複数のシリンダ （１４）、および（２２）でターボチャージャタービン入口に導く２分割された 排気マニホルド（１８、２０）を備えたマシンのエンジンに用いるように図示さ れている。マシンのエンジンには、エンジン回転数、ラックおよび冷却液温度の ような作動パラメータを監視する公知の種類の電子エンジン制御（２４）が設け られている。図示のために、エンジン（１２）は、キャタピラー社により入手可 能な超大型ハイウェイトラックの６気筒ディーゼルエンジンを表す。 分割されたマニホルド（１８、２０）からの各ターボチャージャタービン入口 における排気マニホルドの温度の計測値は、シリンダの各バンクからの大体の平 均ガス温度を示す。各分割されたマニホルドにはタービン入口において、例えば 熱電対排気プローブのような公知の種類の排気温度プローブ（２６）が設けられ ている。電気信号がプローブ（２６）からＲＳ−４８５コンバータモジュールに 送信されて、熱電対プローブ（２６）からの入力がディジタル温度読み取り値に 変換される。 システムは、図１においてさらにエンジン制御（２４）とコンバモジュール（ ２８）へのシリアルポータ接続を備えたマシンに搭載された診断モニター（３０ ）を含む。図１の図示した実施例において、診断モニター（３０）は、主マイク ロプロセッサおよびバッテリで作動する作動およびデータメモリー（２Ｍバイト ＲＡＭ）、フラッシュプログラムメモリー（２５６Ｋ−バイト）、リアルタイ ムのクロックチップと遠隔測定の接続およびプログラミング／ユーザインターフ ェイスのためのＲＳ−２３２ポートとからなる。また診断モニター（３０）は、 データ入力プロセッサと、ＳＡＥ−Ｊ−１７０８／Ｊ−１５８７“ＡＴＡ”デー タリンクを介して電子エンジン制御（２４）にＲＳ−４８５データリンクを介し てコンバータモジュール（２８）に接続されているシリアルポートを含む。 ソフトウェア傾向モジュール（３２）が診断モニター（３０）のメモリー内に 記憶される。 診断モニター（３０）は、電子エンジン制御（２４）からエンジン回転数、ラ ックおよび冷却液温度のような機械作動情報を受けとる。診断モニター（３０） は、コンバータモジュール（２８）から２つに分割されたマニホルド（１８、２ ０）の排気温度情報を受け取る。傾向モジュール（３２）はこの情報を読み取り 処理して検出された部品パラメータの傾向情報を発生させる。 診断モジュール（３０）において傾向づけモジュール（３２）により求められ た傾向情報はＲＳ−２３２ポート接続によって遠隔測定装置（３６）に、次いで 同様に設けられているベースワークステーションコンピュータ（３７）に送られ る。遠隔測定装置（３６）は、例えば、２路式ラジオトランシーバまたは衛星ト ランシーバのようなトランシーバ装置への公知の送信機を備える。 そうでない場合には、あるいは他に、診断モニター（３０）における傾向づけ モジュールによって求められた傾向情報は記憶されて、適当なオペレータディス プレー/インターフェイス（３４）を用いてマシン内にグラフ的に表示される。 図示した実施例において、トランシーバ装置（３６）からベースコンピュータ によって受け取られた傾向情報がベースコンピュータによって記憶され、例えば 時間、日、また週を基準にして部品傾向をグラフで表すように変換される。過去 の傾向は、マシンから離れてメンテナンス要員が監視できるので、有効で周期的 に診断のスケジュールをたてることができる。２分割された排気マニホルドの温 度の上限値または下限値を越える場合には、外部のボードコンピュータによって 警告が発せられる。任意的には、診断モニター（３０）内の傾向づけモジュール ソフトウェアによってマシン内に発することができ、ディスプレー（３４）でア ラームをトリガし、遠隔装置（３６）を介して診断コードをベースステーション に中継する。 図１に図示した２分割された排気マニホルドの用途において、２分割された排 気マニホルドの温度間の平均差における変化は、例えば燃料噴射器の劣化を示す 。一つの燃料噴射器が燃料を供給しない場合には、これに対応するエンンジンバ ンクの２分割されたマニホルドは別のバンクで計測された温度よりも冷たい。２ 分割マニホルドの温度を比較し、傾向差に関する上限値および下限値の双方を設 定することによって、燃料給送に関連した問題の診断を行なうことができる。 図２を参照すると、検出された部品マシンパラメータ（排気温度）から傾向づ けられたデータポイント（３８）をグラフで示している。過去の傾向情報の表示 は、傾向づけモジュール（３２）によって作り出された傾向データから、対応す るプリンターまたはビデオディスプレー装置上のワークステーションコンピュー タ（３７）または診断モニター（３０）によって形成できる。検出されたパラメ ータの傾向を見ることによって、例えば一定の長さの時間に検出された２分割さ れたマニホルドの温度における顕著な増大または減少を観察することによって、 部品の劣化とこれによる故障を早期に認識できる。図２は、２、３８０時間の作 動にわたって、図１の超大型ハイウェイトラックのエンジンの傾向分析の結果を 示す。約１４３時間で、平均排気ガス温度差における顕著な結果が観察でき、エ ンジンバンクの一つに対して燃料噴射器の劣化の開始と同時に起きる。図２のグ ラフは、約２５０時間で故障した燃料噴射器が取り替えられる時間まで、劣化が 徐々に進むことを示している。次いで、傾向グラフは、残りの計測時間の間、通 常の状態に戻る。図示した実施例において、排気マニホルド間の傾向差に関する 所定の限界を越える、ほぼ１８０エンジン時間で外部の警告がトリガされた。故 障した燃料噴射器が診断され監視され、修理／取替えが２５０時間を目安にして 行なうのが有効か、あるいは必要であるか決定される。 図３と図３Ａを参照すると、診断モニター（３０）における傾向モジュール（ ３２）によって用いられ、傾向情報と適当な警告信号を発生させる方法がフロー チャートの形態で示されている。 図２のグラフ上のプロットされた各データ点は、１時間の所定の傾向期間内で 図１のシステムによって得られるような２分割された排気マニホルド間の平均温 度差を表す１時間ごとの傾向ポイントである。各データが求められる傾向時間長 さは、１時間の図示した時間のような時間内に、または、マシンあるいはシステ ムまたは例えばトランスミッションシフトのような部品の作動状態における変化 の計測された回数内のいずれかにおいて計測されてもよい。説明をわかりやすく するために図示した実施例では、１時間の傾向時間長さを用いる。 傾向データが作り出されるべき一組のマシン作動パラメータもあらかじめ決定 され、傾向づけのための定義、すなわち傾向データが作り出される前に満足され なければならない“トラップウィンドー”を構成する。検出された異なるパラメ ータの傾向づけ定義すなわちトラップウィンドーは変化し、“従属”パラメータ といわれる１つか２つ以上のマシン作動パラメータの関数となればよい。トラッ プウィンドー内の特定の従属定義が特定の傾向時間の長さに適合すると、傾向づ けられたデータが収集されてメモリー内に記録される。例えば、図１から図３の 図示した実施例において、２つの傾向づけ定義すなわちトラップウィンドーが、 エンジン回転数、ラックおよび冷却液温度レベルあるいはマシンがアイドル状態 および負荷された状態で作動することに対応する範囲のうち異なるものを２つ組 み合わせることによって定義される。もちろん、アイドル状態および負荷された 状態のトラップウィンドーがみたされることを必要条件として、マシンのエンジ ンが作動しなければならない。 図３を参照すると、例えばオペレータがマシンをオン状態にすると、システム は自動的に段階１０４においてパワーアップされる。段階１０４において、傾向 モジュールは、プローブ（２６）によって計測された並列状態の部品（２分割さ れた排気マニホルド１８、２０）の温度を表すセンサーデータＴ1、Ｔ2を集める 。段階１０６において、２分割されたマニホルドの排気温度間の差ＴsplitがＴ2 からＴ1を引くことによって計算される。段階１０８において、システムは、ト ラップウィンドーの状態が、図３Ａに図示され、以下に詳細に述べるアルゴリズ ムを用いて現在適合しているかどうかを判定する。トラップウィンドーの状態が 満足のいくものでない場合には、システムは直接段階１１２に進み、図示した実 施例において１時間の傾向期間が終了したかどうかを判定する。そうでない場合 には、システムは段階１０４に戻り、ループが繰り返される。 トラップウィンドーの状態が段階１０８に適合すると、現在の温度差の値Ｔsp lit が先の温度差の合計値Ｔsplitsumに加えられて、Ｔsplitsumを“蓄積”すな わち段階的に増やす。現在の傾向期間に蓄積された温度差の読み取り回数も段階 １１０で段階的に増える。次いで、システムは段階１１２に進み、上述したよう に、１時間の現在の傾向時間の長さが終了したかどうかを判定する。そうでない 場合には、ループが再び繰り返され、収集された部品センサーデータを用いて段 階１０４を開始する。 段階１０４、１０６、１０８、１１０および１１２のループは傾向時間長さが 終了するまで続き、その地点でシステムが段階１１４に進み、その時間の長さに 対して十分な温度差の読み取り値が求められたかどうかを判定し、傾向時間長さ の傾向づけられたデータポイントの適切な基準を与えることになる。最後の傾向 時間長さに関する温度差読み取り値Ｔsplitcounterの全数が、最小の所定の傾向 回数未満である場合には、システムは段階１１６に進み、その傾向時間長さに関 する傾向ポイントが無効であるとタグが付けられシステムにイグノアされること になる。しかしながら、最小の傾向回数段階１１４で適合すると、システムは段 階１１８に進み、傾向づけられたデータポイントＴsplitavg（最後の傾向時間長 さに対する２分割されたマニホルドの平均温度）が、温度読み取り値の合計を、 傾向時間長さに関して記録された全回数で割ることによって求められる。 段階１２０において、システムは、最後の傾向時間長さの傾向づけられたデー タポイントを表す信号を作り出し送信する。この信号は記憶され、対応するコン ピュータ装置（３７）または（３０）によって変換され、図２に示すようにグラ フディスプレー上にプロットされた傾向ポイントになる。段階１２２において、 システムは、所定の２分割された排気マニホルドの上限温度と下限温度に対する 傾向づけられたデータポイントＴsplitavgをチェックして、計測されている部品 が劣化する可能性があることを示すのに警告信号が必要かどうかを判定する。図 ３の図示した実施例において、最後の傾向時間長さの２分割されたマニホルドの 傾向づけ温度が最低限界以下かまたは最大限界以上である場合には、警告が発せ られて、段階１２４で送信される。段階１２２における２分割されたマニホルド の平均温度が上限値と下限値との間にまで降下する場合には、いかなる警告信号 も発せられない。段階１２２または１２４のいずれかの後に、システムは段階１ ０２に進み、蓄積された合計の２分割マニホルドの温度スプリットと温度の読み 取り回数がゼロにリセットされる。次いでシステムは、次の傾向時間長さに関す る処理をくり返す。 図１の図示した実施例において、段階１２２と１２４はマシンから離れたベー スステーションコンピュータ（３７）で実行される。そうでない場合には、ある いは別に、傾向づけられたデータポイントを所定の限界値と比較するのに適当な ソフトウェアとハードウェアで診断モニター（３０）を補足すること、例えば、 図２に示されているようなグラフの形態における傾向づけられたデータポイント を表示すること、および光の点灯、ブザーまたはディスプレーのような、例えば 診断コードまたは聴覚的な信号のような警告信号を発生させることによって、マ シン内で段階１２２、１２４を実行できる。 図３Ａを参照すると、トラップウィンドーの状態が図３における段階１０８に 適合したかどうかを判定するサブルーチンが図示されている。 エンジンの２分割された排気マニホルド間の温度差の傾向づけに関する図１か ら図３の図示した実施例において、２つのトラップウィンドーが定義される。す なわちエンジンが負荷状態のときにデータを収集するための第１のトラップウィ ンドーと、エンジンがアイドル状態のときにデータを収集する第２のトラップウ ィンドーである。 図３Ａにおける段階１０８ａで図示したトラップウィンドーの判定は、負荷さ れた状態とアイドルの状態に対する特定のトラップウィンドーに属する。負荷さ れた状態とアイドルの状態に関する、図示した実施例における特定のトラップウ ィンドーはそれぞれ以下の通りである。 エンジン速度＞最小−負荷チェック−エンジン−速度、 エンジン速度＜最高−負荷チェック−エンジン−速度 燃料要求（ラック）＞最小−負荷チェック−ラック 冷却液温度＞最小−負荷チェック−冷却液−温度 のとき エンジン速度＞最小−アイドルチェック−エンジン−速度、 エンジン速度＜最高−アイドルチェック−エンジン−速度 燃料要求（ラック）＞最小−アイドルチェック−ラック 冷却液温度＞最小−アイドルチェック−冷却液−温度 のとき 上述の状態が適合すると、負荷が与えられた作動状態とアイドルの作動状態が 満足して、データが傾向づけられる。図２の傾向づけられたデータポイントのグ ラフは、２３８０時間の作動時間にわたる負荷が与えられた状態とアイドルの状 態のトラップウィンドー内に収集されたデータから得られる。 適当なトラップウィンドーが適合しない場合には、システムは段階１０８ｂに 進み、マシンの作動パラメータがトラップウィンドー内にあった時間のカウント はゼロを示す。段階１０８ｃにおいて、マシンはトラップウィンドー内で作動し ていないために、２分割マニホルドの温度スプリットの読み取り値に故障として タグをつける。次いで、システムは図３の段階１０８に、次いで段階１１２に戻 る。 トラップウィンドーの状態が段階１０８ａで満足される場合には、システムは 段階１０８ｄに進みトラップ時間の回数が段階的に増える。故障の可能性のある 部品データの読み取り値を取り除くことによって傾向をさらに純化するように段 階１０８ｅにおいて、“トラップラグ”の判定がなされる。 トラップラグは、段階１０８ａにおける現在のトラップウィンドーの状態が適 合した間の時間長さとして決定される。トラップウィンドーの状態が連続してト ラップラグ時間長さに常時適合するまで、マシン部品センサーからのデータは傾 向の目的のためにイグノアされる。トラップラグ時間は、経験、またはマシンの 作動状態が変化するとマシンの部品ヒステレシスの原因となる別の要因に基づい て設定できる。例えば、マシンが第１にオンされると、アイドル状態のトラップ ウィンドーは満足するが、排気マニホルドの温度は、マシンが最低の時間の長さ の間、適当にアイドリングされるまで、安定した温度に達しない。トラップラグ の時間長さが終了する前に傾向づけられたデータは不正確な可能性がある。同様 に、アイドル状態から負荷された作動状態まで切り換えられると、排気マニホル ド温度Ｔ1、Ｔ2が、負荷された作動状態に関して安定した状態に達する前に、い くらか時間が必要とされる。負荷された状態とアイドルな状態に関して図示され た実施例におけるトラップラグはそれぞれ以下のとおりである。 エンジンパラメータは、最小−負荷チェック−ラグ−時間秒よりも長い間、負 荷チェックに連続して適合した。 エンジンパラメータは、最小−アイドルチェック−ラグ−時間秒よりも長い間 アイドルチェックに連続して適合した。 従って、トラップラグはトラップウィンドーを狭くして、マシンが作動状態す なわち状況を変更すると部品のヒステレシスの影響を取り除き、検出された部品 をデータが傾向づけされる前に“暖機”することができる。トラップラグは、マ シンが作動されると状態の変化を受けるいかなる組のマシン部品をも実質的に用 いることができることがわかる。 トラップ時間が段階１０８ｅにおいてトラップラグ未満である場合には、傾向 づけられたデータは段階１０８ｃにおいて故障として指定され、システムは、図 ３の段階１０８と１１２に戻る。トラップ時間がトラップラグ以上の場合には、 部品が現在のトラップウィンドー内において安定した状態に達したことを示し、 システムは段階１０８ｆに進み、傾向データは真実として決定される。次いで、 システムは図３における段階１１０に進み、２分割された排気マニホルドの温度 の値の合計を段階的に増大させる、すなわち蓄積させて、現在の傾向時間長さの 傾向づけられたデータポイントを作りだすことになる。 並列の排気マニホルドの作動温度を傾向づけるための上述の装置と方法は、共 通の計測可能な出力を並列に作動する多くの種類のマシン部品に与えることがで きることが、本分野の当業者であれば容易にわかるであろう。ここに図示した部 品（排気マニホルド）と作動パラメータ（温度）は特定の一例にすぎない。 図１から図３に図示した実施例において、共通の作動パラメータ（温度）間の 平均差を傾向づけることにより並列な作動部品に関して部品劣化と故障の診断／ 予診が判定される。図４から図６の別の好ましい実施例において、傾向情報の有 効性が、個々の部品対複数の部品の平均を傾向づけることによって高められる。 この方法は個々の部品の診断の感度を改善する。 図４を参照すると、本発明の別の例示的な用途が、シリンダポート温度計測値 を有する静止型ジェネレータと組になったエンジンに用いるために図示されてい る。この用途において、各シリンダポートと複数のシリンダポートの平均温度と の差が傾向づけられて、検知的に個々の部品診断を行なうための好ましい方法を 表す。個々の排気ポート（２１６）を有する８個のシリンダ（２１４）を有する ２つのエンジンバンク（２１２）からなるジェネレータエンジンが図示されてい る。エンジンバンク（２１２）の排気ポート（２１６）は並列なターボチャージ ャタービン入口（２２２）内に送りこまれる。 図４において、監視されるべき並列の部品（シリンダ）が、各排気ポート（２ １６）において配置されている熱電対プローブ（２２４）を介して個々に排気ポ ートを計測するのに設けられている。図４のプローブ（２２４）は、公知の種類 のＫタイプの熱電対排気ポートプローブである。 各排気ポートプローブ（２１６）からの温度出力信号が、連通ラインすなわち リング（２１７）を介してプログラム可能なロジックコントローラ（ＰＬＣ）（ ２２６）に送信され、該コントローラは、エンジンとこれに対応するジェネレー タ装置の機能を公知の手段で監視して制御する。本発明のＰＬＣ（２２６）は、 電子エンジン制御および図１の実施例におけるコンバータモジュール構造に類似 しており、従属パラメータとエンジンおよびセンサー（２２４）からの部品デー タを集め、ディジタルの形態に変換する有効な装置を提供する。個々のポート計 測情報が、ＰＬＣ（２２６）からＲＳ−２３２シリアルリンクを介してパーソナ ルコンピュータ（２２８）に送られて、傾向モジュールソフトウェアが、個々の ポート計測値から１時間ごとの傾向情報を求める。次いで、１時間毎の傾向情報 は、ホンモデム（２２９）を介してベース場所におけるマスターコマンドおよび 制御ワークステーションコンピュータ（２３０）に送られて、傾向を作り出し、 マシンの作動を監視する。あるいは、傾向づけモジュールと１時間ごとの傾向情 報の発生をマスターワークステーションコンピュータから離れて配置し実行でき る。 個々のポート計測（２２６、２２８、２３０）から得られた情報を受取り、構 成して送るための図４に示した装置は、自動車マシンの用途のための図１の実施 例の診断モニターおよびトランシーバ装置と置き換えることができる。図４は、 マシン部品のためのパラメータデータを計測して集めるのに用いる装置をマシン の特性に従って別の形態にできることを示す。図１の実施例におけるように、デ ータの通信を適当な遠隔測定装置で行なって、マシン部品の計測を収集し傾向づ ける装置をマシン上にあるいはマシンから離して様々な組合せで配置することが できる。 図５を参照すると、図４のシステムによって計測された２つの異なる傾向に関 するプロットされた傾向をグラフで示している。上方の傾向プロット（２４０） は、Ｙ軸スケール（２４２）に対応する°Ｃの単位で単一のシリンダ（例えば、 第１４番目）の個々のポート温度の１時間ごとの計測値を表している。下方の傾 向プロット（２４４）は第１４番目のシリンダの個別のポート温度と、これに対 応するシリンダバンクの平均温度の差を１時間ごとの計測値で表している。ポー トポイントからプロット（２４４）のバンク平均傾向ポイントを引いたものが内 側のＹ軸スケール（２４６）に対応する。個々のポート温度の外側Ｙ軸スケール （２４２）とポート温度からバンク平均温度を引いたものの内側Ｙ軸スケール（ ２４６）は、°Ｃの単位で同じ絶対値を表している、すなわちスケールの上部と 底部との間の差は２５０°Ｃである。 図５における傾向プロットは、ポート温度対バンク平均温度を傾向づけること によって単一のポート温度傾向（２４０）に存在する偏差をほぼ全てなくすこと になる。図５に図示された時間のウィンドーにおいて、第１４番目のポートには 問題はなく、その結果得られた傾向プロット（２４４）は、傾向ポイントからな る、比較的なめらかで均一な線である。しかしながら、第１４番目のポートの燃 料噴射器がつまり始めた場合、例えば、単一のポート温度傾向（２４０）よりも ポート温度からポートバンク平均温度を引いたものの傾向（２４４）からの方が 問題をより簡単に検出できる場合、第１４番目のシリンダポートの温度における 診断に関して重要な問題となる偏差が、通常の作動の基準標準値で、なめらかで 均一なポートナスバンク平均傾向からより簡単に識別される。 図６を参照すると、ポートからバンク平均をひいた計測値を傾向づける方法が 図示されている。図３の方法と同様に、図６に示した方法は、別のマシン部品を 傾向づける用途に導いており、シリンダポートまたは排気ガス温度計測値に限定 されない。 図示のためにエンジンは始動／停止の場合を除いて一定の回転数で作動すると 想定される。従って、傾向づけの定義、すなわちトラップウィンドーは、エンジ ン速度が最低の所定のエンジン速度よりも大きいとき、すなわちエンジン速度＞ 最低―チェック―エンジン速度、のときに適合される。 図４のシステムの初期のパワーアップ時に、センサーデータは、各１６個のシ リンダボート毎に段階２５４で集められる。図示したポートの温度に関する実施 例において、収集されたデータは各シリンダポートの温度である。段階２５４に おいて、収集されたポート温度には、ＰＣ−２２８においてＰＣベースの傾向収 集ソフトウェアにより、対応するシステムの値（Ｔ1Ｔ2・・・Ｔ3）が与えられ る。 段階２５６において、各シリンダバンクの平均シリンダポート温度が求められ る。図示した実施例において、奇数の番号が付されたシリンダのバンクの平均温 度は（Ｔ1Ｔ3・・・Ｔ15）の合計を８で割ったものであり、偶数の番号のシリン ダのバンクの平均は（Ｔ2Ｔ4・・・Ｔ16）の合計を８で割ったものである。 段階２５８において、各シリンダ（ｊ）のポート温度からバンク平均温度をひ いた値Ｔportsplit(j)は個々のポート温度Ｔjから対応するバンク平均Ｔavgをひ くことによって求められる。 段階２６０において、システムはマシン作動パラメータ（エンジン回転数）の トラップウィンドーが満足したかどうかを決定する。これは、段階１０８ａにお いて、簡潔化されたトラップ、エンジン速度＞最小―チェック―エンジン―速度 を用いて図３Ａに示した方法で求めることができる。トラップウィンドーの状態 が段階２６０に適合する場合には、システムは段階２６２に進み、現在のシステ ムループに対するポートマイナスバンク平均値Ｔportsplit(j)が各シリンダ（ｊ ）に関するポートマイナスバンク平均読み取り値の先の合計値Ｔportsplitsum(j ) に加えられる。各シリンダ（ｊ）に関する傾向回数は段階２６２において段階 的に増える。 段階２６２において、すなわちトラップウィンドーの状態が段階２６０に適合 しない場合には、システムは段階２６４に進み、例えば１時間の現在の傾向時間 長さが終了したかどうかを判定する。終了していなかった場合には、システムは 段階２６４に戻り、ループが繰り返されてシステムにおけるシリンダの次の組の データポイントが作り出される。傾向時間長さが段階２６４で終了したと決定さ れると、システムは最初に段階２６６に進み、シリンダの値（Ｊ）が１にリセッ トされ、段階２６８に進みシリンダ（ｊ）に関する回数が、正確な平均ポートマ イナスバンク平均値Ｔportsplit avg (j)を求めるには最低必要であるように、 ユーザによって予め決められている傾向回数に比較される。最低の傾向回数が段 階２６８において適合しない場合には、システムは段階２７０に進み、Ｔportsp lit avg (j) が無効であるとタグが付されてシステムにイグノアされる。最低の 傾向回数が段階２６８で満足するものであれば、システムは段階２７２に進み、 ポートマイナスバンク平均差に関する平均値が個々のポートマイナスバンク平均 データポイントの合計を対応する数で割ることによって求められる。 次いでシステムは、段階２７４に進みシリンダ（ｊ）に関するポートマイナス バンク平均の平均値を表す信号が作り出される。この信号は、対応するコンピュ ータ装置（２３０）また（２２８）（図４参照）に記憶されて、図５に示すよう なグラフディスプレー上のプロットされた傾向ポイントに変換される。段階２７ ６において、システムは、所定の最高限界値と最低限界値に対する傾向値をチェ クする。傾向ポイントが上限値を超えているか、あるいは下限値以下である場合 には、警告信号が作り出されて段階２７８に送られる。そうでない場合には、シ ステムは段階２８０に進み、監視されているシリンダが次のシリンダまで段階的 に増える。段階２８２において、段階的に増えたシリンダの値が、本実施例では １６個のシリンダの全シリンダ数よりも大きい場合には、システムは段階２５２ に戻り、傾向アキュムレータがゼロにリセットされて、次の傾向期間を開始する 。段階２８２において、現在のシリンダ数が全シリンダ数よりも大きくない場合 には、システムは段階２６８に戻り、システムにおいて次のシリンダを傾向づけ る。産業上の利用分野 上述の記載から、並列部品を傾向づける方法はマシンシステムにおいて並列に 負荷が与えられる多くの異なる種類の部品に適用できることがわかる。並列に負 荷が与えられた部品に関する過去の作動パラメータデータを傾向づけることによ って、起こりうる可能性のある劣化故障を表す部品の性能における変化は、個々 の部品の傾向のみを見るだけよりもより正確に診断できる。これによって、早期 に問題の診断を行なう可能性が増え、部品が故障したり、マシンに重要な悪影響 をおよぼす前に修理を行うことができる。また、マシンの作動の間に都合よく部 品の交換または修理の計画がたてやすくなる。 計測されるパラメータ、トラップウィンドーの状態および定義、傾向期間の長 さ、計測され、平均され比較される部品の数、センサーの種類、および部品デー タを受取りこの情報を傾向づける対応する装置の選択を変えることができる。従 って、本発明を実施する方法と装置の前述の実施例は、請求の範囲を超えて本発 明を限定するように構成されるものではない。
【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年１月１１日 【補正内容】 請求の範囲 １．並列に作動する同一のマシン部品(18,20,216)の劣化を診断し故障を予測す る方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118 ,120,122,124,252,254,256,258,260,262,264,266,270,272,274,276,278,280,282 )において、 複数の同一の部品(18,20,216)に、該部品(18,20,216)に共通の作動パラメー タのレベルを表す信号を発信するセンサー手段(26,224)を設け、 第１の部品(18,216)の作動パラメータのレベルと第２の部品(20,216)の作動 パラメータのレベルとの差を前記信号から周期的に求めて、差の値を作り出し、 所定の傾向づけ時間長さにわたって１つか２つ以上の差の値を平均して、こ れに対応する傾向値をその期間長さに関して作り出し、 複数の傾向値に基づいて傾向を作り出し、部品の健康状態を診断するのに有 効な部品性能を表す、 段階からなる方法。 ２．１つか２つ以上のマシンの従属パラメータレベルからなるトラップウィンド ーを定め、該トラップウィンドー内に発生した１つか２つ以上の差の値に基づい て傾向値を作り出す段階(108,108a,108b,108c,108d,108e,108f)を含むことを特 徴とする請求項１に記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,10 8f,110,112,114,116,118,120,122,124)。 ３．異なるマシンの作動状態に対応する複数のトラップウィンドーを定め、該ト ラップウィンドー内に発生した１つか２つ以上の差の値に基づいて傾向値を作り 出す段階(108,108a,108b,108c,108d,108e,108f)を含むことを特徴とする請求項 ２に記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114 ,116,118,120,122,124)。 ４．前記トラップウィンドー内のトラップラグ期間を定め、該トラッブラグ期間 が発生した後に前記トラップウィンドー内に発生した１つか２つ以上の差の値に 基づいて傾向値を作り出す段階(108e)を含むことを特徴とする請求項２に記載の 方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,1 20,122,124)。 ５．前記トラップラグ期間は、１つか２つ以上のマシンの従属パラメータのレベ ルが常時適合する時間長さからなることを特徴とする請求項４に記載の方法(102 ,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,1 24)。 ６．マシン(12)は自動車であり、傾向を作り出す前記段階(102,104,106,108,108 a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)は、前記マシ ン内に配置された手段(30)によって実行されることを特徴とする請求項１に記載 の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118 ,120,122,124)。 ７．前記マシン(12)は自動車であり、傾向値を作り出す前記段階(102,104,106,1 08,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)は前記 マシン(12)上に配置された手段(30)によって実行され、前記傾向値は、前記マシ ン(12)から離れて送られ、傾向を作り出す前記段階(102,104,106,108,108a,108b ,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)は前記マシンから離 れて配置された手段(37)によって実行されることを特徴とする請求項１に記載の 方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,1 20,122,124)。 ８．所定の限界値に対する前記傾向値を比較する段階(122)を含むことを特徴と する請求項１に記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,1 10,112,114,116,118,120,122,124)。 ９．傾向値が前記所定の限界値を超えると警告信号を発する段階(120)を含むこ とを特徴とする請求項８に記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,1 08e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)。 10．前記第１部品(18)の前記作動パラメータのレベルと第２の部品(20)の作動パ ラメータのレベルの差を周期的に求める前記段階(106)は、２つの同一の部品(18 ,20)の前記作動パラメータのレベル間の差を求める段階(106)からなることを特 徴とする請求項１に記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,10 8f,110,112,114,116,118,120,122,124)。 11．第１の部品(18)の作動パラメータのレベルと第２の部品(20)の作動パラメー タのレベルとの差を周期的に求める前記段階(106)は、第２の単一の部品(18)の 作動パラメータレベルと複数の部品の平均作動パラメータレベルの差を求める段 階(106)からなることを特徴とする請求項１に記載の方法(102,104,106,108,108a ,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)。 12．前記複数の部品は前記第１の部品(18)を含むことを特徴とする請求項１１に 記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116 ,118,120,122,124)。 13．並列に作動する同一のマシンの部品(18,20,216)の劣化を診断し故障を予測 する装置(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,18,20,22,24,26,28,30,32, 34,36,37,212,214,216,217,222,224,226,228,229)において、 複数の並列に配置された部品(18,20,216)に共通の作動パラメータのレベル を表す信号を作り出す複数のセンサー手段(26,224)と、 該信号を受信し、第１部品(18)の作動パラメータのレベルと第２の部品(20, 216)の作動パラメータのレベルとの差を求めて差の値を作り出す手段(30,228,37 )と、 所定の傾向期間内の１つか２つ以上の差の値を平均して、これに対応する傾 向値をその期間に関して作り出す手段(30,228,37)と、 １つか２つ以上の傾向値に基づいて傾向を作り出し、部品の健康状態を診断 するのに有効な部品(18,20,216)の性能を表す手段(30,228,37)と、 を備える装置。 14．１つか２つ以上のマシン従属パラメータレベルからなるトラップウィンドー 手段(108,108a,108b,108c,108e,108f)と該トラップウィンドーマシン従属パラメ ータレベルを表す信号を発信させるための手段(28)とを含んでおり、前記傾向値 は、前記トラップウィンドー手段(108,108a,108b,108c,108d,108e,108f)内に発 生した１つか２つ以上の差の値に基づいていることを特徴とする請求項１３に記 載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 15．異なるマシンの作動状態に対応する複数のトラップウィンドー(108,108a,10 8b,108c,108d,108e,108f)を定め、該トラップウィンドー(108,108a,108b,108c,1 08d,108e,108f)内に発生した差の値に基づいて傾向値を作り出す手段(32)を含む ことを特徴とする請求項１４に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32, 34,36,37)。 16．トラップウィンドー(108,108a,108b,108c,108d,108e,108f)内でトラップラ グ期間を決定し、該トラップウィンドー(108,108,108a,108b,108c,108d,108e,10 8f)内に発生した１つか２つ以上の差の値に基づいて傾向値を作り出す手段(32) を含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28, 30,32,34,36,37)。 17．前記トラップラグ期間は、１つか２つ以上のマシン従属パラメータのレベル が常時適合する期間からなることを特徴とする請求項１６に記載の装置(12,14,1 6,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 18．マシン(12)は自動車であり、傾向を作り出すための前記手段(32)は前記マシ ン(12)内に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置(12,14,16, 18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 19．前記マシン(12)は自動車であり、傾向値を作り出すための前記手段(30)は、 前記マシン(12)内に配置されており、傾向を作り出すための前記手段(37)は前記 マシン(12)から離れて配置されており、前記傾向を作り出すための手段(30,37) に前記傾向値を送る手段(36)を含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置(1 2,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 20．所定の限界値に対して傾向値をチェックする手段(32)を含むことを特徴とす る請求項１３に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 21．傾向値が前記所定の限界値を越えると警告信号を発信する手段(30,37)を含 むことを特徴とする請求項２０に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,3 2,34,36,37)。 22．前記第１部品(18)と前記第２部品(20)は同一の部品であることを特徴とする 請求項１３に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 23．前記第１部品(216)は単一の部品であり、前記第２の部品は複数の部品(216) からなり、各差の値は、前記第１部品(216)の前記作動パラメータのレベルと前 記複数の部品(216)の前記平均作動パラメータのレベルとの差からなることを特 徴とする請求項１３に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37 )。 24．前記複数の部品(216)は、前記第１の部品(216)を含むことを特徴とする請求 項２３に記載の装置(1,2,3,4,5 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,212,214,216,21 7,222,224,226,228,229)。 25．並列に作動するマシン部品(18,20,216)の作動パラメータに関する過去の傾 向データを形成するための方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,10 8f,110,112,114,116,118,120,122,124,252,254,256,258,260,262,264,266,270,2 72,274,276,278,280,282)において、 複数の並列に配置された部品(18,20,216)に、該部品(18,20,216)に共通の作 動パラメータのレベルを表す信号を発信するセンサー手段(26,224)を設け、 第１部品(18,216)の作動パラメータレベルと第２部品(20,216)の作動パラメ ータのレベルとの差を前記信号から求め、 傾向期間にわたる前記差を平均し、これに対応する傾向値をこの期間に関し て作り出し、 前記部品(18,20,216)の相対的な性能を時間とともに表す１つか２つ以上の 傾向値に基づいて傾向を作り出す、 段階からなる方法。 26．前記第１部品(18)と前記第２部品(20)の作動パラメータのレベルの差を求め る前記段階(106)は、２つの同一の部品(18,20)の前記作動パラメータのレベルの 間の差を求める段階(106)からなることを特徴とする請求項２５に記載の方法(10 2,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122, 124)。 27．前記第１部品(216)と前記第２部品(216)の作動パラメータのレベルの差を求 める前記段階(258)は、第１の単一の部品(21)の前記作動パラメータのレベルと 複数の部品(216)の前記平均作動パラメータのレベルとの差を求める前記段階(25 8)からなることを特徴とする請求項２５に記載の方法(108,108a,108b,108c,108d ,108e,108f)。 28．並列に作動するマシン部品(18,20,216)の作動パラメータに関する過去の傾 向データを形成する装置(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,20, 22,24,26,28,30,32,34,36,37,212,214,216,217,222,224,226,228,229)において 、 並列に配置された部品(18,20,216)に共通な作動パラメータのレベルを表す 信号を発信するための複数の部品センサー手段と、 前記信号を受信し、第１部品(18,216)の作動パラメータのレベルと第２の部 品(20,216)の作動パラメータのレベルとの差を求める手段(30,37,228)と、 傾向期間にわたって前記差を平均し、これに対応する傾向値をその期間に関 して作り出す手段(30,37,228)と、 前記部品の前記相対的性能を時間とともに表す１つか２つ以上の傾向値に基 づいて傾向を作り出す手段(30,27,228)と、 からなる装置。 29．前記第１部品(18)と前記第２部品(20)は同一の部品であることを特徴とする 請求項２８に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 30．前記第１の部品(216)は、単一の部品であり、前記第２の部品は複数の部品( 216)からなり、前記差は、前記第１部品(216)の前記作動パラメータレベルと前 記複数の部品(216)の平均作動パラメータレベルとの差からなることを特徴とす る請求項２８に記載の装置(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,212,214, 216,217,222,224,226,228,229)。 31．並列に作動するマシン部品の作動パラメータに関する過去の傾向データを形 成する方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116 ,118,120,122,124,252,254,256,258,260,262,264,266,270,272,274,276,278,280 ,282)において、 並列に配置された複数の部品(18,20,216)に、該部品(18,20,216)に共通な作 動パラメータのレベルを表す信号を発信するセンサー手段(224,26)を設け、 第１部品(18,216)と第２の部品(20,216)の前記作動パラメータのレベルの差 を傾向づけて時間とともに前記部品(18,20,216)の前記相対的性能を表す傾向 を示す、 段階からなる方法。 32．並列に作動するマシンの部品(18,20,216)の作動パラメータに関する過去の 傾向データを形成する装置(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,18,20,22 ,24,26,28,30,32,34,36,37,212,214,216,217,222,224,226,228,229)において、 並列な部品(18,20,216)に共通な作動パラメータのレベルを表す信号を発信 するための複数の部品センサー手段(26,224)と、 第１部品(18,216)の前記作動パラメータのレベルと第２の部品(20,216)の前 記作動パラメータレベルとの差を傾向づけて、前記部品(18,20,216)の前記相対 的性能を時間とともに表す傾向を示す手段(30,37,228)と、 からなることを特徴とする装置。 33．マシンの作動パラメータに関する過去のデータを形成するための方法(102,1 04,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124 ,252,254,256,258,260,262,264,266,270,272,274,276,278,280,282)において、 第１の作動パラメータと１つか２つ以上の従属パラメータとを含むマシン作 動パラメータのレベルを表す信号を発信し、 前記従属パラメータの各々ごとに所定の範囲を含む従属定義が満足されるこ とに応答して、前記第１作動パラメータを表すデータを選択し、 前記従属定義が満足される期間からなるトラップラグ期間が満足されること に応答して、前記第１作動パラメータを表すデータを選択し、 傾向づけることによって前記選択されたデータを処理してマシンの性能を表 す、 段階からなる方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シェティー サティシュ エム アメリカ合衆国 イリノイ州 61611 イ ースト ピオーリア ジャスティス ドラ イヴ 108 (72)発明者 ヤング ディヴィッド ジー アメリカ合衆国 イリノイ州 61604 ピ オーリア ノース ウィンスロップ 2133

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．並列に作動する同一のマシン部品(18,20,216)の劣化を診断し故障を予測す る方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118 ,120,122,124,252,254,256,258,260,262,264,266,270,272,274,276,278,280,282 )において、 複数の同一の部品(18,20,216)に、該部品(18,20,216)に共通の作動パラメー タのレベルを表す信号を発信するセンサー手段(26,224)を設け、 第１の部品(18,216)の作動パラメータのレベルと少なくとも第２の部品(20, 216)の作動パラメータのレベルとの差を前記信号から周期的に求めて、差の値を 作り出し、 所定の傾向づけ時間長さにわたって１つか２つ以上の差の値を平均して、こ れに対応する傾向値をその期間長さに関して作り出し、 該傾向値の傾向を作り出し、部品の健康状態を診断するのに有効な部品性能 を表すようにする、 段階からなる方法。 ２．１つか２つ以上のマシンの従属パラメータレベルからなるトラップウィンド ーを定め、該トラップウィンドー内に発生した差の値に関する傾向値を作り出す 段階(108,108a,108b,108c,108d,108e,108f)を含むことを特徴とする請求項１に 記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116 ,118,120,122,124)。 ３．異なるマシンの作動状態に対応する複数のトラップウィンドーを定め、該ト ラップウィンドー内に発生した差の値に関する傾向値を作り出す段階(108,108a, 108b,108c,108d,108e,108f)を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法(102, 104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,12 4)。 ４．前記トラップウィンドー内のトラップラグ期間を定めて、該トラップラグ期 間が発生した後に、前記トラップウィンドー内に発生した差の値に関する傾向値 を作り出す段階(108e)を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法(102,104,1 06,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)。 ５．前記トラップラグ期間は、１つか２つ以上のマシンの従属パラメータのレベ ルが常時適合する時間長さからなることを特徴とする請求項４に記載の方法(102 ,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,1 24)。 ６．マシン(12)は自動車であり、傾向を作り出す前記段階(102,104,106,108,108 a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)は、前記マシ ン内に配置された手段(30)によって実行されることを特徴とする請求項１に記載 の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118 ,120,122,124)。 ７．前記マシン(12)は自動車であり、傾向値を作り出す前記段階(102,104,106,1 08,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)は前記 マシン(12)上に配置された手段(30)によって実行され、前記傾向値は、前記マシ ン(12)から離れて送られ、傾向を作り出す前記段階(102,104,106,108,108a,108b ,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)は前記マシンから離 れて配置された手段(37)によって実行されることを特徴とする請求項１に記載の 方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,1 20,122,124)。 ８．所定の限界値に対する前記傾向値を比較する段階(122)を含むことを特徴と する請求項１に記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,1 10,112,114,116,118,120,122,124)。 ９．傾向値が前記所定の限界値を超えると警告信号を発する段階(120)を含むこ とを特徴とする請求項８に記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,1 08e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)。 10．前記第１部品(18)の前記作動パラメータのレベルと少なくとも第２の部品(2 0)の作動パラメータのレベルの差を周期的に求める前記段階(106)は、２つの同 一の部品(18,20)の前記作動パラメータのレベル間の差を求める段階(106)からな ることを特徴とする請求項１に記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,10 8d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)。 11．第１の部品(18)の作動パラメータレベルと少なくとも第２の部品(20)の作動 パラメータレベルとの差を周期的に求める前記段階(106)は、第２の単一の部品( 18)の作動パラメータレベルと複数の部品の平均作動パラメータレベルとの差を 求める段階(106)からなることを特徴とする請求項１に記載の方法(102,104,106, 108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124)。 12．前記複数の部品は前記第１の部品(18)を含むことを特徴とする請求項１１に 記載の方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116 ,118,120,122,124)。 13．並列に作動する同一のマシンの部品(18,20,216)の劣化を診断し故障を予測 する装置(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,18,20,22,24,26,28,30,32, 34,36,37,212,214,216,217,222,224,226,228,229)において、 複数の並列に配置された部品(18,20,216)に共通の作動パラメータのレベル を表す信号を作り出す複数のセンサー手段(26,224)と、 該信号を受信し、第１部品(18)の作動パラメータのレベルと少なくとも第２ の部品(20,216)の作動パラメータのレベルとの差を求めて差の値を作り出す手 段(30,228,37)と、 所定の傾向期間内の１つか２つ以上の差の値を平均して、その期間に関する 対応する傾向値を作り出す手段(30,228,37)と、 傾向値の傾向を作り出し、部品の健康状態を診断するのに有効な部品(18,20 ,216)の性能を表すようにする手段(30,228,37)と、 を備える装置。 14．１つか２つ以上のマシン従属パラメータレベルからなるトラップウィンドー 手段(108,108a,108b,108c,108e,108f)と該トラップウィンドーマシン従属パラメ ータの前記レベルを表す信号を発信させるための手段(28)とを含んでおり、前記 手段(32)は前記トラップウィンドー手段(108,108a,108b,108c,108d,108e,108f) 内に発生した差の値に関して傾向値を作り出すための手段(32)を含むことを特徴 とする請求項１３に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37) 。 15．異なるマシンの作動状態に対応する複数のトラップウィンドー(108,108a,10 8b,108c,108d,108e,108f)を定め、該トラップウィンドー(108,108a,108b,108c,1 08d,108e,108f)内に発生した差の値に関する傾向値を作り出す手段(32)を含むこ とを特徴とする請求項１４に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34 ,36,37)。 16．トラップウィンドー(108,108a,108b,108c,108d,108e,108f)内でトラップラ グ期間を決定し、該トラップウィンドー(108,108,108a,108b,108c,108d,108e,10 8f)内に発生した差の値に関する傾向値を作り出す手段(32)を含むことを特徴と する請求項１４に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 17．前記トラップラグ期間は１つか２つ以上のマシン従属パラメータのレベルが 常時適合する期間からなることを特徴とする請求項１６に記載の装置(12,14,1 6,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 18．マシン(12)は自動車であり、傾向を作り出すための前記手段(32)は前記マシ ン(12)内に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置(12,14,16, 18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 19．前記マシン(12)は自動車であり、傾向値を作り出すための前記手段(30)は、 前記マシン(12)内に配置されており、傾向を作り出すための前記手段(37)は前記 マシン(12)から離れて配置されており、前記傾向値を前記傾向発生手段(30,37) に送る手段(36)を含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置(12,14,16,18,2 0,22,24,26,28,30,32,34,36,37)。 20．所定の限界値に対して前記傾向値をチェックする手段(32)を含むことを特徴 とする請求項１３に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37) 。 21．傾向値が前記所定の限界値を越えると警告信号を発信する手段(30,37)を含 むことを特徴とする請求項２０に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,3 2,34,36,37)。 22．前記第１部品(18)と少なくとも前記第２部品(20)は同一の部品であることを 特徴とする請求項１３に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36, 37)。 23．前記第１部品(216)は単一の部品であり、前記第２の部品は複数の部品(216) からなり、前記差の値は、前記第１部品(216)の前記作動パラメータレベルと前 記複数の部品(216)の前記平均作動パラメータレベルとの差からなることを特徴 とする請求項１３に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37) 。 24．前記複数の部品(216)は、前記第１の部品(216)を含むことを特徴とする請求 項２３に記載の装置(1,2,3,4,5 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,212,214,216,21 7,222,224,226,228,229)。 25．並列に作動するマシン部品(18,20,216)の作動パラメータに関する過去の傾 向データを形成するための方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,10 8f,110,112,114,116,118,120,122,124,252,254,256,258,260,262,264,266,270,2 72,274,276,278,280,282)において、 複数の並列に配置された部品(18,20,216)に、該部品(18,20,216)に共通の作 動パラメータのレベルを表す信号を発信するセンサー手段(26,224)を設け、 第１部品(18,216)の作動パラメータレベルと少なくとも第２部品(20,216)の 作動パラメータレベルとの差を前記信号から求め、 傾向期間にわたる前記差を平均し、これに対応する傾向値をこの期間に関し て作り出し、 前記部品(18,20,216)の相対的な性能を時間とともに表す傾向値から傾向を 作り出す、 段階からなる方法。 26．前記第１部品(18)と少なくとも第２部品(20)の作動パラメータレベルの差を 求める前記段階(106)は、２つの同一の部品(18,20)の前記作動パラメータレベル の間の差を求める段階(106)からなることを特徴とする請求項２５に記載の方法( 102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,12 2,124)。 27．第１部品(216)と少なくとも第２部品(216)の作動パラメータレベルの差を求 める前記段階(258)は、第１の単一の部品(216)の前記作動パラメータレベルと複 数の部品(216)の前記平均作動パラメータレベルとの差を求める前記段階(258)か らなることを特徴とする請求項２５に記載の方法(108,108a,108b, 108c,108d,108e,108f)。 28．並列に作動するマシン部品(18,20,216)の作動パラメータに関する過去の傾 向データを形成する装置(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,20,2 2,24,26,28,30,32,34,36,37,212,214,216,217,222,224,226,228,229)において、 並列に配置された部品(18,20,216)に共通な作動パラメータのレベルを表す 信号を発信するための複数の部品センサー手段と、 前記信号を受信し、第１部品(18,216)の作動パラメータレベルと少なくとも 第２の部品(20,216)の作動パラメータレベルとの差を求める手段(30,37,228)と 、 傾向期間にわたって前記差を平均し、これに対応する傾向値をその期間に関 して作り出す手段(30,37,228)と、 前記部品の前記相対的性能を時間とともに表す傾向値から傾向を作り出す手 段(30,27,228)と、 からなる装置。 29．前記第１部品(18)と少なくとも第２部品(20)とは同一の部品であることを特 徴とする請求項２８に記載の装置(12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,37 )。 30．前記第１の部品(216)は、単一の部品であり、前記第２の部品は複数の部品( 216)からなり、前記差は、前記第１部品(216)の前記作動パラメータレベルと前 記複数の部品(216)の前記平均作動パラメータレベルとの差からなることを特徴 とする請求項２８に記載の装置(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,212, 214,216,217,222,224,226,228,229)。 31．並列に作動するマシン部品の作動パラメータに関する過去の傾向データを形 成する方法(102,104,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,1 16,118,120,122,124,252,254,256,258,260,262,264,266,270,272,274,276,278,2 80,282)において、 並列に配置された複数の部品(18,20,216)に、該部品(18,20,216)に共通な作 動パラメータのレベルを表す信号を発信するセンサー手段(224,26)を設け、 第１部品(18,216)と少なくとも第２の部品(20,216)の前記作動パラメータの レベルの差を傾向づけて時間とともに前記部品(18,20,216)の前記相対的性能を 表す傾向を示す、 段階からなる方法。 32．並列に作動するマシンの部品(18,20,216)の作動パラメータに関する過去の 傾向データを形成する装置(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,18,20,22 ,24,26,28,30,32,34,36,37,212,214,216,217,222,224,226,228,229)において、 並列な部品(18,20,216)に共通な作動パラメータの前記レベルを表す信号を 発信するための複数の部品センサー手段(26,224)と、 第１部品(18,216)の前記作動パラメータレベルと少なくとも第２の部品(20, 216)の前記作動パラメータレベルとの差を傾向づけて、前記部品(18,20,216)の 前記相対的性能を時間とともに表す傾向を示す手段(30,37,228)と、 からなることを特徴とする装置。 33．マシンの作動パラメータに関する過去のデータを形成するための方法(102,1 04,106,108,108a,108b,108c,108d,108e,108f,110,112,114,116,118,120,122,124 ,252,254,256,258,260,262,264,266,270,272,274,276,278,280,282)において、 第１の作動パラメータと１つか２つ以上の従属パラメータとを含むマシン作動パ ラメータのレベルを表す信号を発信し、 前記従属パラメータの各々ごとに所定の範囲を含む従属定義が満足されるこ とに応答して、前記第１作動パラメータを表すデータを選択し、 前記従属定義が満足される期間からなるトラップラグ期間が満足されること に応答して、前記第１作動パラメータを表すデータを選択し、 該選択されたデータを処理して、マシンの性能を表すようにする、 段階からなる方法。
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