(57)【要約】      （修正有）【課題】電気ユニット上への実装が容易であり、かつ温度変動に対する感度をほとんど有しない、電気ユニットを診断するための方法およびデバイスを提供する。【解決手段】電気スイッチング・ユニットの摩耗状態を診断するための方法であって、電気ユニットを監視するためのフェーズを備え、監視フェーズは、事前にロードされ、かつ電気ユニットの種類を表す学習データと、監視されるべき上記ユニットに対応し、かつ初期化フェーズの間にメモリに格納される、初期化データ（ＣＲＰ）とを使用する。監視フェーズは、上記電気ユニットの開放時の測定曲線（ＣＭ）の測定および獲得４０と、測定曲線の値、初期化データ、および学習データ（ＣＲＵ）の関数としての、上記測定曲線からの温度に対する感度がほとんどないローカル記述子の値の決定４１、上記位置付け値の関数としてのグローバル・ステータス・クラスの決定４３〜４５を備える。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気スイッチング・ユニットの摩耗状態を診断するための方法であって、前記電気ユニットを監視するためのフェーズ（１５）を備え、
−  前記監視フェーズが、
−  事前にロードされており、かつ前記電気ユニットを表す製品の種類に対応する学習データ（ＣＤ１、ＣＤ２）と、
−  監視されるべき前記ユニットに対応し、かつ初期化フェーズ（１４）の間にメモリに格納される初期化データ（ＣＲＰ）と
を使用すること、
ならびに、
−  前記監視フェーズ（１５）が、
−  前記電気ユニットの開放時の測定曲線（ＣＭ）の測定（４０）および獲得と、
−  前記測定曲線（ＣＭ）の値、格納された初期化データ（ＣＲＰ）、および第１のロードされた学習データの関数としての前記測定曲線（ＣＭ）からのローカル記述子（ＤＬ１、ＤＬ２）の値の決定（４１）であって、前記ローカル記述子（ＤＬ１、ＤＬ２）のうちの少なくとも一方が、温度の差に対する感度がほとんどない記述子であり、かつ前記測定曲線（ＣＭ）の注目地点（２０、２１）に依存的である、決定（４１）と、
−  第２の学習データ（ＣＤ１、ＣＤ２）に対する、前記測定曲線（ＣＭ）の温度に対する感度がほとんどないローカル記述子（ＤＬ１、ＤＬ２）の前記値の位置付けの決定（４２）と、
−  前記第２の学習データ（ＣＤ１、ＣＤ２）に対する、ローカル記述子（ＤＬ１、ＤＬ２）の前記値および前記測定曲線（ＣＭ）の前記位置付け値の関数としてのグローバル・ステータス・クラスの決定（４３〜４５）と
を備えること、
を特徴とする、方法。
【請求項２】
第１の記述子（Ｄ１、ＤＬ１）が、曲面に対応するか、または前記曲線の第１の地点において開始するインテグラル（２２）もしくは積分に対応し、前記測定（ＣＭ）が、前記曲線の第１の注目地点（２０）に依存し、前記測定（ＣＭ）が、前記信号の変動の方向、または前記測定信号の微分係数の符号の変化の方向における第１の変化に対応し、前記第１の注目地点（２０）が、前記電気ユニットの可動部の動きの開始を表すことを特徴とする、請求項１に記載の診断方法。
【請求項３】
前記信号の前記インテグラル（２２）が、前記第１の注目地点（２０）の発生前の０〜１０ｍｓの範囲にある時間ｔ１で開始することを特徴とする、請求項２に記載の診断方法。
【請求項４】
前記信号の前記インテグラル（２２）が、コイル電圧曲線（ＣＭ）の信号がゼロボルトであるか、またはゼロボルトに近いときに終了する、請求項２および３のいずれかに記載の診断方法。
【請求項５】
前記信号の前記インテグラル（２２）が３０ｍｓ〜４０ｍｓ続くことを特徴とする、請求項２および３のいずれかに記載の診断方法。
【請求項６】
第２の記述子（Ｄ２、ＤＬ２）が、ある温度範囲にわたって規定される新規ユニットの第２の注目地点（２１）のための初期基準曲線または初期基準直線（２５）に対する前記第２の注目地点（２１）の位置付けまたは差（２４）に対応し、前記第２の注目地点（２１）が、前記測定曲線（ＣＭ）上の信号の変動の符号の変化などの値の変動に対応し、前記信号が、前記第２の注目地点（２１）周辺の相対値において減少し次いで増加することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の診断方法。
【請求項７】
前記温度に対する感度がほとんどない少なくとも１つの記述子（Ｄ１、ＤＬ１、Ｄ２、ＤＬ２）が、−２０℃から８０℃の間で５％未満の値の差を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の診断方法。
【請求項８】
ロードされた学習データが、前記電気ユニットの寿命の間の前記電気信号の予め規定された特性を表す記述子（Ｄ１、Ｄ２）の挙動の曲線（ＣＤ１、ＣＤ２）を表すことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の診断方法。
【請求項９】
前記記述子挙動曲線（ＣＤ１、ＣＤ２）が、前記学習データによって必要とされるメモリ・スペースを低減するために、直線セグメント定義形式でロードされることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の診断方法。
【請求項１０】
前記ロードされた記述子挙動曲線（ＣＤ１、ＣＤ２）の値が、監視されるべきユニットの状態または摩耗クラスと関連付けられることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の診断方法。
【請求項１１】
−  いくつかの既定の操作の間に、前記電気ユニットの寿命にわたる前記電気信号の予め規定された特性を表す記述子の挙動の少なくとも２つの曲線（ＣＤ１、ＣＤ２）を表す学習データを収集するための事前学習フェーズ（１１）と、
−  前記学習データ（ＣＤ１、ＣＤ２）をメモリ（１２）に格納することと、
−  前記学習データ（ＣＤ１、ＣＤ２）のローディング（１３）と、
−  前記電気ユニットを監視するための前記フェーズ（１５）における前記学習データの使用（４２、４３）と
を備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の診断方法。
【請求項１２】
電気スイッチング・ユニットの接点（２）を作動させるための電磁コイル（４）に接続される前記電気スイッチング・ユニット（１）の摩耗状態を診断するためのデバイス（１０）であって、前記診断デバイスが、請求項１から１１に記載の診断方法を実施するための処理回路（１０）を備える、デバイス（１０）。
【請求項１３】
前記処理回路（１０）が、前記ユニットから離れた外部処理モジュール（９）に接続される前記ユニットの近くにローカル診断処理モジュール（７）を備える、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
制御電磁コイル（４）によって作動される高出力電気接点（２）を備える電気ユニット（１）であって、前記接点（２）を作動させるための前記電磁コイル（４）に接続される前記電気スイッチング・ユニットの摩耗状態を診断するため、および請求項１から１１のいずれか一項に記載の診断方法を実施するためのデバイス（１０）を備えることを特徴とする、電気ユニット（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気スイッチング・ユニットの摩耗状態を診断するための方法であって、電気ユニットを監視するためのフェーズを備える、方法に関する。
【０００２】
本発明は、本方法を実施する診断デバイスおよびユニットにも関する。
【背景技術】
【０００３】
電気ユニットの状態を診断するための方法およびデバイスは、一般的に、１つまたは複数の電気的特性を、それらをある範囲の値と比較することによって監視する。これらの特性には、一般的に、電気信号の注目地点の電圧、電流、または時間基準がある。この種の診断方法は、特許出願ＥＰ２５８４５７５に開示されている。
【０００４】
他の方法は、２つのイベント間の時間またはイベントの継続時間を評価することによって、接触子などの電気ユニットの接点の摩耗を決定する。例えば、接点の開放または閉鎖のためのコマンドと上記開放または閉鎖の有効な瞬間との間の時間である。特許出願ＷＯ０３０５４８９５は、制御コマンド後の一次電流の出現の瞬間の関数としての電気ユニットの接点の摩耗を検出する特定のやり方について説明する。
【０００５】
知られている診断方法およびデバイスは、満足のいく結果を提供するが、既存のユニットまたは既に設置されたユニットに配備することは容易ではない。一般的に言えば、電気ユニットへの介入が必要とされる。さらには、接触子などの特定の電気ユニットを監視するためには、より高い精度および確実性のレベルを有する必要がある。
【０００６】
知られているデバイスの別の欠点は、温度の変動に対するそれらデバイスの感度である。そのようなデバイスは、電気接点の摩耗の評価を補うために、温度測定も必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許出願ＥＰ２５８４５７５
【特許文献２】特許出願ＷＯ０３０５４８９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、改善された確実性を有する結果を提供し、電気ユニット上への実装が容易であり、かつ温度の変動に対する感度をほとんど有しない、電気ユニットを診断するための方法およびデバイスである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による電気スイッチング・ユニットの摩耗状態を診断するための方法であって、上記電気ユニットを監視するためのフェーズを備える、方法において、
−  上記監視フェーズは、
−  事前にロードされており、かつ上記電気ユニットを表す製品の種類に対応する、学習データと、
−  監視されるべきユニットに対応し、かつ初期化フェーズの間に格納される、初期化データと
を使用し、
ならびに、
−  上記監視フェーズは、
−  上記電気ユニットの開放時の測定曲線の測定および獲得と、
−  上記測定曲線の値、記録された初期化データ、および第１のロードされた学習データの関数としての上記測定曲線からのローカル記述子の値の決定であって、上記ローカル記述子のうちの少なくとも一方が、温度の差に対する感度がほとんどない記述子であり、かつ上記測定曲線の注目地点に依存的である、決定と、
−  第２の学習データに対する、上記測定曲線の温度に対する感度がほとんどないローカル記述子の値の位置付けの決定と、
−  上記第２の学習データに対する、ローカル記述子の値および測定曲線の上記位置付けの値の関数としてのグローバル・ステータス・クラスの決定と
を備える。
【００１０】
本発明の１つの好ましい実施形態によると、第１の記述子は、曲面に対応するか、または曲線の第１の地点において開始するインテグラルもしくは積分に対応し、測定が、上記曲線の第１の注目地点に依存し、測定が、信号の変動の方向、または上記測定信号の微分係数の符号の変化の方向における第１の変化に対応し、上記第１の注目地点が、電気ユニットの可動部の動きの開始を表す。
【００１１】
好ましくは、信号のインテグラルは、上記第１の注目地点の発生前の０〜１０ｍｓの範囲にある時間ｔ１で開始する。
【００１２】
有利には、信号のインテグラルは、コイル電圧曲線の信号がゼロボルトであるか、またはゼロボルトに近いときに終了する。例えば、絶対値で２ボルト未満である。好ましくは、信号のインテグラルは、３０ｍｓ〜４０ｍｓ続く。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によると、第２の記述子は、ある温度範囲にわたって規定される新規ユニットの第２の注目地点のための初期基準曲線または初期基準直線に対する上記第２の注目地点の位置付けまたは差に対応し、上記第２の注目地点が、測定曲線上の信号の変動の符号の変化などの値の変動に対応し、上記信号が、第２の注目地点周辺の相対値において減少し次いで増加する。
【００１４】
有利には、温度に対する感度がほとんどない少なくとも１つの記述子は、−２０℃から８０℃の間で５％未満の値の差を有する。
【００１５】
好ましくは、ロードされた学習データは、上記電気ユニットの寿命の間の上記電気信号の予め規定された特性を表す記述子挙動曲線を表す。
【００１６】
好ましくは、上記記述子挙動曲線は、上記学習データによって必要とされるメモリ・スペースを低減するために、直線セグメント定義形式でロードされる。
【００１７】
有利には、上記事前にロードされた記述子挙動曲線の値は、監視されるべきユニットの状態または摩耗クラスと関連付けられる。
【００１８】
好ましい実施形態によると、本方法は、
−  いくつかの既定の操作の間に、上記電気ユニットの寿命の間の上記電気信号の予め規定された特性を表す少なくとも２つの記述子挙動曲線を表す学習データを決定するための事前学習フェーズと、
−  上記学習データをメモリに格納することと、
−  上記学習データのローディングと、
−  上記電気ユニットを監視するための上記フェーズにおける学習データの使用と
を備える。
【００１９】
電気スイッチング・ユニットの接点を作動させるための電磁コイルに接続される上記電気スイッチング・ユニットの摩耗状態を診断するための、本発明によるデバイスは、本明細書において上記に規定されるものなどの診断方法を実施するための処理回路を備える。
【００２０】
好ましくは、処理回路は、上記ユニットから離れた外部処理モジュールに接続される上記ユニットの近くにローカル・モジュールを備える。
【００２１】
制御電磁コイルによって作動される高出力電気接点を備える、本発明による電気ユニットは、上記接点を作動させるための上記電磁コイルに接続される電気スイッチング・ユニットの摩耗状態を診断するため、および本明細書において上記に規定されるものなどの診断方法を実施するためのデバイスを備える。
【００２２】
他の利点および特徴は、非限定的な例を用いて提供され、また添付の図面において示される本発明の特定の実施形態の、以下に続く説明からより明確に明らかになるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の１つの実施形態による監視デバイスを備える電気ユニットの全体図である。
【図２】本発明の１つの実施形態による方法の学習フェーズを示す図である。
【図３】本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法の学習フェーズを示す図である。
【図４】本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法の初期化および処理フェーズを示す図である。
【図５】動作の様々な温度について、監視されるべき電気ユニットの開放の間の信号の測定曲線を示す図である。
【図６】本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法のための第１の記述子を示す図である。
【図７】本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法のための第１の記述子の温度の関数としての変動の曲線、ならびに注目地点の曲線を示す図である。
【図８】学習フェーズの間に生成され、かつ本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法において使用される第１の記述子の挙動の曲線を示す図である。
【図９】本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法のための第２の記述子のモデリングを示す図である。
【図１０】本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法のための第２の記述子のモデリングを示す図である。
【図１１】本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法のための第２の記述子の温度の関数としての変動の曲線、ならびに注目地点の曲線を示す図である。
【図１２】学習フェーズの間に生成され、かつ本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法において使用される第２の記述子の挙動の曲線を示す図である。
【図１３】良好なまたは新規の状態にあるユニットについての信号測定曲線および摩擦したユニットについての信号測定曲線を示す図である。
【図１４】本発明の１つの実施形態による方法の初期化フェーズのステップを示す図である。
【図１５】本発明の１つの実施形態による方法の監視フェーズを示す図である。
【図１６】本発明の１つの実施形態による方法の監視フェーズのステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１では、接触子タイプの電気ユニット１は、電力を供給するため、または負荷３への電気供給を干渉するための１つまたは複数の高出力電気接点２を備える。電気接点は、電磁コイル４によって制御される。制御回路５は、接点２を閉鎖または開放するために電磁コイル４を制御する。回路５はまた、接点の閉鎖時におけるサージフェーズの間、ならびに低減されたエネルギーおよび制御電流で閉鎖された接点を維持するためのフェーズの間にコイル内を流れる電流を制御する。
【００２５】
ユニット１の摩耗を診断するためのデバイス１０は、電気ユニットの一部分と関連付けられるか、または電気ユニットの一部分を形成する。このデバイス１０は、接点を制御するためのコイル４上の電圧または電流などの電気量を表す信号を受信する。有利には、デバイス１０は、接点が開放されるときにコイルによって生成される電圧信号を受信するために、コイルと並列で接続される。コイル内を流れる電流からの信号もまた使用されてもよい。しかしながら、好ましい実施形態において、電圧信号が、有利には、より安定しており、使い易い。したがって、デバイス１０は、コイル４に接続されるアナログ・デジタル変換器６、信号を受信するため、および電気ユニットの診断を処理するための、変換器に接続される診断モジュール７、ならびに電気ユニットの状態、特に接点の摩耗のレベルをシグナリングするためのデバイス８を備える。診断モジュール７はまた、別の外部または別個の処理モジュール９と接続され、それを用いてデータを処理し得る。この場合、診断デバイスは、２つ以上の部分にある。外部部分がいくつかのデバイスに共通であるか、または集中化されることも可能である。処理モジュール９は、ユニットの状態のリモート・シグナリングを提供し得る。モジュールとデバイスとの間の通信が、有線またはワイヤレス通信の形態をとり得ることは言うまでもない。
【００２６】
したがって、接触子などの電気ユニットの摩耗の監視および診断は、好ましくは、上記接触子の開放時のコイル上の電圧の分析によって実行される。この電圧は、接触子の可動部の動きの速度を表す。この場合、接点の摩耗は、電気ユニットの可動部の動きの速度の減少を引き起こす。
【００２７】
電気ユニットの摩耗状態の診断は、上記ユニットの寿命サイクルの間に大量の製品に対して実行される事前学習フェーズを備える。有利には、学習はまた、経時的な記述子の挙動、特にＤ１、Ｄ２と、接点の摩耗などのユニットの状態の量的特性との間の関係を決定するために、数値シミュレーションによって実行されることができる。この学習フェーズは、学習データが獲得されることを可能にし、この学習データは、まずメモリに格納され、モデル化され、次いで監視されるべき各ユニット内に、それぞれの摩耗を監視するためにロードされる。図２は、学習フェーズ１１および学習データのストレージ１２を例証する。
【００２８】
学習フェーズの間、測定曲線が、摩耗サイクルにあるユニットの開放の間に獲得される。測定曲線は、数十ミリ秒、例えば、平均サイズの電気ユニットでは３０ｍｓ〜５０ｍｓ続く電気信号を表す。これらの継続時間は、ユニットのサイズおよび種類によって大いに異なり得る。信号は、一般的には、数百のサンプル、例えば８０〜５００のサンプルを用いてサンプリングされるが、異なる数もまた使用されてもよく、それは、診断デバイスに使用されるプロセッサの計算能力に依存する。
【００２９】
学習フェーズの間、電気ユニットは、ユニットの寿命が守られることを可能にする操作の量を経る。接触子の場合、操作の数は、例えば８０００００に達するが、他の値もまた使用されてもよい。データの量が膨大であり得るため、電気ユニットの特性の経時的な挙動は、温度の変動に対する感度がほとんどない記述子Ｄ１、Ｄ２によって規定され、これら記述子Ｄ１、Ｄ２は、電気的特性と、および電気ユニットの寿命の間の上記記述子の挙動ＣＤ１、ＣＤ２の曲線と関連付けられる。診断されるべきユニットのデバイス内にその後ロードされる学習データのサイズをさらに低減するために、記述子の挙動ＣＤ１、ＣＤ２の曲線は、ａ＋ｂｘタイプの直線のセグメントを表すデータの形態で記録される。経時的な挙動の曲線は、ユニットの寿命を規定する直線のいくつかの連続したセグメントを有し得る。記述子ＣＤ１、ＣＤ２の経時的な挙動の曲線のセットは、製品の寿命にわたって、いくつかの次元の空間を形成する。記述子の曲線または値の部分、一部は、電気ユニットの状態または摩耗クラスと関連付けられる。ユニットの操作の数の観点において、測定曲線は、必ずしも各開放時に獲得されるわけではない。測定曲線の獲得は、操作の数の間隔によって、またはユニットの経時的な変動によるより関連性のある様式で、規則的に間が空けられることができる。例えば、操作の数は、寿命の最後に向けてより頻繁になり得、寿命の始まりにおいては大きく間が空けられてもよい。
【００３０】
学習フェーズはまた、摩耗基準曲線ＣＲＵを供給し得る。この摩耗基準曲線は、学習のために使用されるユニットの寿命の最後における測定曲線から取られる。摩耗基準曲線ＣＲＵは、いくつかの測定曲線にわたっておよび／またはいくつかの摩耗したユニットにわたって平均された曲線であり得る。
【００３１】
したがって、学習フェーズの最後に、記述子の挙動ＣＤ１、ＣＤ２の曲線などの学習データ、およびおそらくは摩耗基準曲線ＣＲＵは、まずメモリに格納され、モデル化され、次いで各ユニット内にそれぞれの摩耗の監視のためにロードされる。この学習データは、同じ種類のユニットと関連付けられたすべての監視デバイスに共通である。図３は、診断されるべきユニットに事前に格納された学習データをロードするためのフェーズ１３を例証する。
【００３２】
第１の好ましい実施形態において、本発明による診断方法は、
−  いくつかの既定の操作の間に、上記電気ユニットの寿命にわたる上記電気信号の予め規定された特性を表す少なくとも２つの記述子挙動曲線を表す学習データを収集するための事前学習フェーズ１１と、
−  上記学習データＣＤ１、ＣＤ２をメモリに格納すること１２と、
−  上記学習データＣＤ１、ＣＤ２のローディング１３と、
−  上記電気ユニットを監視するための上記フェーズ１５における学習データの使用と
を備える。
【００３３】
好ましい実施形態において、本発明による診断方法はまた、制御されるべき製品についての特定の基準曲線ＣＲＰを備える初期化データを決定するための初期化フェーズ１４と、上記電気ユニットの監視フェーズ１５における上記初期化データの使用とを備える。
【００３４】
監視フェーズの間、監視されるべき各ユニットに特有の、温度の変動に対する感度がほとんどないローカル記述子ＤＬ１、ＤＬ２が、測定曲線ＣＭの獲得の間に決定される。これらの記述子は、温度の変動に対する感度がほとんどない記述子の挙動のグローバル曲線ＣＤ１、ＣＤ２を生成するために使用されたものと同じタイプのものである。温度の変動に対する感度がほとんどない少なくとも２つの記述子Ｄ１、Ｄ２を備える好ましい実施形態において、これらの記述子はそれぞれ、事前に生成され、記録され、かつロードされた挙動のグローバル曲線ＣＤ１、ＣＤ２を、またそれぞれ、電気ユニットの開放の間の測定曲線に由来する各ユニットに特有の２つのローカル記述子ＤＬ１、ＤＬ２をもたらす。
【００３５】
図５は、測定曲線ＣＭ、すなわち、ＣＭ−２５、ＣＭ０、ＣＭ２５、ＣＭ５０、ＣＭ７５、ＣＭ１００を示し、これらは、それぞれ摂氏−２５度、０度、２５度、５０度、７５度、および１００度について、様々な動作温度での電気ユニットの開放時の制御コイルに対する電気電圧信号を表す。そのような曲線は、電気ユニットの監視フェーズの間の測定曲線ＣＭはもちろんのこと、記述子の挙動の曲線を生成するための学習フェーズの間の測定曲線でもあり得る。これらの曲線上で、第１の注目地点２０は、値における相対的な増加および次いで減少を伴う曲線ＣＭの電圧の変動の方向における第１の変化に対応する。地点２０はまた、信号の微分係数の第１の逆数として識別される。続いて、第２の注目地点２１は、値における相対的な減少および次いで増加を伴う曲線ＣＭの電圧の変動の方向における第２の変化に対応する。第２の注目地点２１においては、測定曲線ＣＭの信号の微分係数の第２の逆数が存在する。
【００３６】
図６は、本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法のための第１の記述子Ｄ１を示す。この第１の記述子Ｄ１は、曲線ＣＭの表面２２、または測定曲線ＣＭの第１の地点２３で開始するインテグラルもしくは積分に対応する。上記第１の地点２３は、信号の変動の方向、または上記測定信号の微分係数の符号の変化の方向における第１の変化に対応する測定曲線ＣＭの第１の注目地点２０に依存する。第１の注目地点２０は、電気ユニットの可動部の動きの開始を表す。第１の記述子Ｄ１はまた、解放、言い換えると、接点の圧力からのばねの力が、ユニットの可動部の開放の開始にも対応する磁力よりも大きくなる時点での磁束を表す。したがって、開始が第１の注目地点２０に依存するインテグラルによって決定されるこの記述子Ｄ１は、接点パッドの摩耗に対しては非常に敏感であり、温度の変動に対しては非常に低感度である。記述子Ｄ１は、本質的に、接点の摩耗に依存する磁束の挙動に基づく。好ましくは、信号のインテグラル２２は、電気ユニットの動的挙動に依存する時間ｔ２における第１の注目地点２０の発生前の１０ｍｓ〜０ｍｓの範囲にある時間ｔ１において開始する。図６において、信号のインテグラルは、曲線ＣＭの信号の捕捉の最後ｔｆで終了する。動作の好ましい形態において、インテグラル２２は、コイル電圧信号が、実質的にゼロボルトであるか、またはゼロボルトに近い、例えば、絶対値で２ボルト未満であるときに終了する。しかしながら、固定の持続時間に制限される場合があり、例えば、信号の積分は、３０ｍｓ〜４０ｍｓ続き得る。
【００３７】
図７は、本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法のための第１の記述子Ｄ１の温度の関数としての変動の曲線、ならびに第２の注目地点２１のみの曲線を示す。この比較は、インテグラル２２によって決定される記述子Ｄ１が、−２０℃〜１００℃の温度範囲にわたって±２％未満の精度を有する一方、地点２１のみは±６％に達し得ることを示す。全体として、０〜１００℃では、記述子Ｄ１は、地点２１のみに基づいた記述子よりも、温度の変動に対する感度が１０倍低い。
【００３８】
図８は、学習フェーズの間に生成され、かつ本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法において使用される第１の記述子Ｄ１の挙動ＣＤ１の曲線を示す。
【００３９】
図９および図１０は、本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法のための第２の記述子Ｄ２のモデリングを示す。第２の記述子Ｄ２は、温度範囲、例えば−２５〜８５℃にわたって規定される新規ユニットの第２の注目地点２１、Ｐ−２５、Ｐ２５、Ｐ８５に対して規定される初期の基準曲線または線２５に対する曲線ＣＭ上で測定される信号の第２の注目地点２１の位置付けまたは差２４に対応する。上記第２の注目地点２１は、測定曲線ＣＭ上の信号の変動の符号の変化などの値の変動に対応し、上記信号が、第２の注目地点周辺の相対値において減少し次いで増加する。図９および図１０において、新規ユニットの第２の注目地点Ｐ−２５、Ｐ２５、Ｐ８５は、それぞれ−２５℃、２５℃、および８５℃という温度の３つの値によって規定される。温度範囲にわたって新規ユニットに依存的な基準線２５を使用することによって、および監視されるべきユニットの注目地点２１の位置付けをこの基準線上で検証することによって、この差２４を表す記述子Ｄ２は、温度の変動の効果が自動的に補償されるために、温度に対して比較的に低感度になる。
【００４０】
測定の獲得の全体像である図９および詳細図である図１０において、曲線ＣＭ−２５、ＣＭ２５、およびＣＭ８５は、それぞれ−２５℃、２５℃、および８５℃の様々な温度についての学習の間の曲線に対応する。それぞれ−２５℃、２５℃、および８５℃の様々な温度についての学習フェーズにおける新規ユニットＰ−２５、Ｐ２５、Ｐ８５の注目地点２１が、基準線２５が規定されることを可能にする。この線は、好ましくは、線形であるが、様々な、より複雑な形態をとる場合もある。差２４は、摩耗される可能性のある監視されるべきユニットの第２の注目地点２１の値を基準線２５と比較することによって第２の記述子Ｄ２をもたらす。図１０では、時間ｔ３において、摩耗したユニットの第２の注目地点２１が検出され、この地点は次いで、同じ時間ｔ３の近隣にある基準曲線２５の値２６と比較される。時間ｔ３において、差２４の値は、記述子Ｄ２の値が決定されることを可能にする。
【００４１】
図１１は、本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法のための第２の記述子Ｄ２の温度の関数としての変動の曲線、ならびに第２の注目地点２１のみの曲線を示す。この比較は、様々な温度で事前に記録された新規ユニットの地点２１の基準線に対する監視されるべきユニットの地点２１の差によって決定される記述子Ｄ１が、−２０℃〜１００℃の温度範囲にわたって±１％未満の精度を有する一方、地点２１のみは±８％に達し得ることを示す。記述子Ｄ２の決定のこの形態は、温度の自己補償を提供する。
【００４２】
温度に対して、温度の差に対して、または温度の変動に対する感度がほとんどない記述子Ｄ１およびＤ２は、−２０℃から８０℃の間で５％未満の値の差を有するように選択される、または選ばれる。したがって、本発明の１つの実施形態によると、温度に対する感度がほとんどない少なくとも１つの記述子Ｄ１、ＤＬ１、Ｄ２、ＤＬ２は、−２０℃から８０℃の間で５％未満の値の差を有する。
【００４３】
図１２は、学習フェーズの間に生成され、かつ本発明の１つの実施形態によるデバイスおよび方法において使用される第２の記述子Ｄ２の挙動の曲線を示す。
【００４４】
曲線ＣＤ１およびＣＤ２は、非常に多くの測定により学習フェーズの間に確立される学習曲線に由来する記述子Ｄ１およびＤ２の経時的な変動を表す。続いて、これらの多数の値は、監視されるべきユニット内にロードされる記述子ＣＤ１およびＣＤ２の挙動の曲線をもたらすために、直線セグメントとしてモデル化されている。図８および図１２に示されるこれらの曲線は、例えば数セグメントを備える。セグメントの数は、制限されず、有利には、１〜２０の範囲内にある。しかしながら、例えば、段階式または多項式手法を使用した、他のモデリング形態が可能である。したがって、ロードされた学習データは、電気ユニットの寿命にわたって上記電気信号の予め規定された特性を表す記述子の挙動ＣＤ１、ＣＤ２の曲線を表す。
【００４５】
記述子の挙動の曲線ＣＤ１、ＣＤ２の開始においては、記述子は、新規であるか、または慣らし運転中であるユニットのグローバル・クラスＣＬ１と関連付けられる一方、曲線の終わりにおいては、記述子は、摩耗したユニットのクラスＣＬ３と関連付けられる。クラスＣＬ１とＣＬ３との間においては、記述子は、正常動作中のユニットのクラスＣＬ２と関連付けられる。
【００４６】
少なくとも２つ以上の記述子Ｄ１、Ｄ２の使用が、監視されるべき電気ユニットの摩耗状態のより高い精度または確実性での検出を可能にする。本明細書において上述に説明される記述子は、電気量に依存する。しかしながら、電気量と、温度またはユニットの水平もしくは垂直位置などの環境量とを組み合わせることによって、他の記述子もまた使用されてもよい。そのような量は、環境に従って記述子を選択するために使用されてもよい。記述子の曲線はまた、電気ユニットの使用の種類に従って選択されてもよい。製品または電気ユニットの種類および上記ユニットの用途が規定されることを可能にするパラメータ設定もまた、ローディングフェーズの間に対応する学習データと共にロードされる。
【００４７】
学習データが、接触子などの電気ユニットの摩耗の診断的監視を実行する準備の整ったデバイス内にロードされるとき、初期化フェーズは、監視されるべきユニットに特有の初期データのメモリ内への格納を可能にする。これらの初期特性の中には、有利には、特定の基準曲線ＣＲＰの獲得が存在する。この基準曲線は、好ましくは、既定回数の第１の開放に対応するユニットの「慣らし運転」後に、および／または測定曲線ＣＭの変動が安定したときに、メモリに格納される。
【００４８】
図１３は、曲線の２つの例：特定の基準曲線ＣＲＰでもあり得る新規ユニットの第１の測定曲線ＣＭ、および事前ロードされることができる摩耗したユニットＣＲＵのための基準曲線でもあり得る摩耗したユニットの測定曲線ＣＭを示す。ユニットの寿命にわたる他の測定曲線ＣＭは、これらの２つの基準曲線ＣＲＰおよびＣＲＵの間に入ることになる。
【００４９】
図１４は、監視デバイス上に設置されるか、または監視デバイスと関連付けられる監視されるべき製品の上記特定の基準曲線ＣＲＰを備える上記初期化データを決定するための初期化フェーズ１４を表すフロー図を示す。ステップ３０は、初期化フェーズの開始を示す。特定の基準曲線ＣＲＰを決定するためのプロセス３１は、連続する測定曲線が獲得される処理ステップ３２、および曲線の安定性を監視するためのステップ３３を備える。曲線ＣＭは、既定回数の測定Ｎｓｔａｂｌｅの後、および／または測定曲線ＣＭが２つの連続する測定ＣＭｎとＣＭｎ−１との間でほとんど変化しないとき、安定とみなされる。
【００５０】
ステップ３４において、測定曲線ＣＭは、各開放後の曲線間の差が小さくなる最低数の操作の後、特定の基準曲線ＣＲＰとして記録される。この曲線は、「慣らし運転」後の製品の寿命の開始時の電圧または電流の電気的特性を表す。それは、製品の寿命の終わりまで有効のままである。別の実施形態においては、記録されるべき曲線の安定性をさらに改善するために、特定の基準曲線ＣＲＰは、いくつかの安定した曲線ＣＭの平均でもあり得る。ステップ３５は、製品の監視フェーズを表す。
【００５１】
図１５は、上記電気ユニットを表す製品の種類に対応する学習データが事前にロードされるローディングフェーズ１３、および監視されるべき上記ユニットに対応する初期化データがメモリに格納される初期化フェーズ１４の後、監視フェーズ１５が、電気ユニットが開放されるときに監視を実行することを示す。
【００５２】
この特定の実施形態において、ステップ３６は、電気ユニットの開放を検出する。開放が検出されると、ステップ３７が、ユニットの監視を実施する。この検出は、デバイスの外部の信号によって、または測定信号もしくはその変動の分析によって実行されることができる。監視フェーズは、好ましくは、電気ユニットの各開放時に実行される。しかしながら、それはまた、より間の空いた様式で、例えば既定回数の開放の後に、実行されてもよい。監視はまた、ユニットの寿命に依存し得、例えば、監視は、慣らし運転フェーズの後の寿命の開始時にはあまり頻繁ではなく、より高い精度のために寿命の終わりにはより頻繁であり得る。
【００５３】
図１６は、本発明の１つの実施形態による監視ステップ３７の詳細と共に監視フェーズ１５のフロー図を示す。
【００５４】
上記監視フェーズは、
−  ステップ４０において、上記電気ユニットの開放時の測定曲線ＣＭの測定および獲得と、
−  ステップ４１において、上記測定曲線ＣＭの値、記録された初期化データＣＲＰ、および第１のロードされた学習データの関数としての上記測定曲線ＣＭのローカル記述子ＤＬ１、ＤＬ２の値の決定であって、上記ローカル記述子ＤＬ１、ＤＬ２のうちの少なくとも一方が、温度の差に対する感度がほとんどない記述子であり、かつ上記測定曲線ＣＭの注目地点２０および／または２１に依存する、決定と、
−  ステップ４２において、第２の学習データＣＤ１、ＣＤ２に対する、測定曲線ＣＭの温度の差に対する感度がほとんどないローカル記述子ＤＬ１、ＤＬ２の値の位置付けの決定４２と、
−  ステップ４３〜４５において、第２の学習データＣＤ１、ＣＤ２に対する、測定曲線ＣＭの記述子ＤＬ１、ＤＬ２の値の上記位置付け値の関数としてのグローバル・ステータス・クラスの決定と、を備える。
【００５５】
好ましくは、グローバル・ステータス・クラスの決定は、
−  ステップ４３において、測定曲線ＣＭのローカル記述子ＤＬ１、ＤＬ２の値と対応する記述子挙動曲線ＣＤ１、ＣＤ２との間の、地点または最も近い差の決定と、
−  ステップ４４において、上記記述子挙動曲線に対する記述子の最も近い位置付けの関数としての中間ステータス・クラスＣＬＩの決定と、
−  ステップ４５において、上記中間クラスの結果の関数としての上記グローバル・クラスの選択と、
−  ステップ４６において、ユニットのグローバル摩耗クラスのシグナリングまたは通信と、を備える。
【００５６】
ステップ４３において、最も近い差の決定は、好ましくは、グローバル様式で、例えば、すべての記述子の値によって規定される地点を用いて、実行されることができる。しかしながら、それはまた、各記述子に対して個別に、または、記述子の一部分がグループ化されかつ別の部分が個別である混合様式もしくはセミグローバル様式で実行されてもよい。
【００５７】
ステップ４６において、電気ユニットの状態をシグナリングするためのデバイス８は、クラス値のための視覚的標示または別個のチャネルを用いてグローバル摩耗クラスを表示し得る。しかしながら、クラス値は、グループ化されてもよく、特に、慣らし運転中であるユニットのクラスおよび清浄動作のクラスは、グループ化様式で、または単一の信号上でまとめてシグナリングされてもよい。
【００５８】
本発明の１つの実施形態によると、電気スイッチング・ユニットの摩耗状態を診断するためのデバイスは、電気スイッチング・ユニットの接点を作動させるための電磁コイルに接続される。それは、本明細書において上述に説明される診断方法を実施するための処理回路を備える。
【００５９】
本発明による制御電磁コイルによって作動される高出力電気接点を備える電気ユニットは、本明細書において上述に説明される診断方法を実施するための、上記接点を作動させるための上記電磁コイルに接続される電気スイッチング・ユニットの摩耗状態を診断するためのデバイスを備える。
【００６０】
本デバイスおよび本方法は、監視されるべきユニットに恒久的または一時的に実装されることができる。それらはまた、既に設置された電気ユニット上に実装されることができる。加えて、本方法の特定のステップは、ユニットに近いローカル形態で実行されることができ、他のステップは、遠隔で、または集中様式で実行されてもよい。例えば、曲線ＣＭの獲得は、ローカルであってよく、残りの処理は、より手の込んだ計算のために遠隔で実行されてもよい。この場合、処理タスクは、図１に示されるように、ローカル・モジュール７とリモート・モジュール９との間で共有される。
【００６１】
いくつかの種類の負荷または使用カテゴリが、学習および監視フェーズの間に識別される。負荷の種類の処理は、好ましくは、異なる状況を考慮するような様式で学習フェーズの間にグローバルに実行される。例えば、いくつかのユニットは、異なる種類の負荷のために寿命にわたって使用される。記述子の挙動の曲線は、異なる負荷または使用の条件を有していたユニットでの曲線を表す。
【００６２】
電気接触子などの電気ユニットの使用のカテゴリは、特に、以下のこと：
−  負荷の種類：無誘導、誘導、スリップ・リング・モータ、かご形モータ；
−  制御コマンドの種類：入電源、切電源、起動、制動、寸動；
−  用途の種類：分配、加熱、圧縮機、換気、昇降機、ポンプ、様々な機械；および／または
−  いくつかの基準の組み合わせ
に依存する。
【００６３】
負荷の種類または特定の使用を識別すること、およびそれに応じて方法を特徴付けることも可能である。例えば、容量性負荷などがある。
【００６４】
各使用カテゴリのための摩耗のクラスは、記述子によって規定される。それらは、製品の状態が特徴付けられることを可能にし、製品の寿命の標示を提供する。
【００６５】
主なクラスの非限定的なリストは、以下：
−  クラス１：新規または慣らし運転中である製品、
−  クラス２：使用中の製品、
−  クラス３：摩耗した製品、
−  クラス４：寿命の終わりにある製品
であり得る。
【００６６】
本明細書において上述に説明される好ましい実施形態において、接点の摩耗の評価は、有利には、接触子のコイル上の電圧の測定に基づいて実行される。しかしながら、他の信号、特に、コイル内を流れる電流を表す信号が、使用されてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１  電気ユニット
２  （高出力電気）接点
３  負荷
４  電磁コイル
５  （制御）回路
６  アナログ・デジタル変換器
７  診断モジュール、ローカル・モジュール
８  （接点の摩耗のレベルをシグナリングするための）デバイス
９  処理モジュール、リモート・モジュール
１０  （ユニット１の摩耗を診断するための）デバイス
１３  ローディングフェーズ
１４  初期化フェーズ
１５  監視フェーズ
２０  第１の注目地点
２１  第２の注目地点
２２  インテグラル
２３  第１の地点
２４  差
２５  基準曲線
２６  値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【外国語明細書】
2020012813000001.pdf