(57)【要約】  貯留槽内の潤滑剤のレベルを監視することは困難であり、貯留槽が常に潤滑剤を保持しているようにするため、貯留槽にしばしば必要以上の充填がされる。潤滑剤レベル検出システムは接続されて、貯留槽から潤滑剤を引出すポンプ組立体のさまざまな側面を監視する。ポンプ組立体は、各々ポンプストロークで潤滑剤の既知の量を排出する。潤滑剤レベル推定器は、ポンプ組立体から検出されたストロークカウント値とメモリに格納した基準値に基づいて、貯留槽に残っている推定潤滑剤レベルを計算する。前記推定潤滑剤レベルは、貯留槽が枯渇することを予防するためのメインテナンスが事前にスケジュールされるように、残っている潤滑剤と使用率とを提供する。【選択図】  図１
2019505797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留槽容積を有し、潤滑剤の貯留槽容積を貯えるように構成された貯留槽と、複数のポンプストロークで前記貯留槽から潤滑剤を排出するように構成されたポンプ組立体と、前記ポンプ組立体に配置され、前記ポンプ組立体内での構成部品の変位を検出し、前記構成部品の変位に基づいたカウント信号を生成するように構成された変位センサとを、含む貯留槽組立体と、
前記貯留槽に配置され、貯留槽充満レベルにある実際の潤滑剤レベルに基づいた貯留槽充満信号を生成する高レベルセンサと、
前記貯留槽の推定潤滑剤レベルを推定するために構成された潤滑剤レベル推定器と、
を備えた潤滑剤レベル検出システムであって、
前記潤滑剤レベル推定器は、プロセッサとメモリとを備え、
前記メモリは、
前記プロセッサにより実行される命令であって、
前記変位センサから受信した前記カウント信号に基づいたストロークカウント値を前記プロセッサに生成させ、
前記メモリから基準値を呼出させ、そして、
各ポンプストロークで吐出される期待潤滑剤容積に基づいた、前記ストロークカウント値と前記基準値との比較に基づいて前記推定潤滑剤レベルを推定させる、
命令によってエンコードされており、
前記ストロークカウント値は、現在の推定サイクルについてのポンプストローク数のカウントであり、前記基準値は、前記潤滑剤の貯留槽容積分を排出するために必要な予測されたポンプストローク数である潤滑剤レベル検出システム。
【請求項２】
各ポンプストロークで吐出される期待潤滑剤容積が、前記基準値が理論的な基準値を含んでいるような、理想的なポンプでのポンプストローク当たりの想定排出容積であり、前記理論的な基準値は、理想的なポンプのためのポンプストローク毎の前記想定排出容積を吐出する各ポンプストロークで潤滑剤の貯留槽容積分を排出するために、必要なポンプストロークの予測数である、ことを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤レベル検出システム。
【請求項３】
前記貯留槽に低レベルセンサが配置されており、前記低レベルセンサは所定の低レベルに到達している実際の潤滑剤レベルを検出し、前記所定の低レベルに達している前記実際の潤滑剤のレベルに応答して、低レベル信号を生成し、そして前記低レベル信号を前記潤滑剤レベル推定器に供給する、ことを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤レベル検出システム。
【請求項４】
前記潤滑剤レベル推定器は真のカウントを決定し、前記真のカウントは、前記高レベルセンサによって検出された前記貯留槽充満レベルから前記低レベルセンサによって検出される前記所定の低レベルに、実際の潤滑剤レベルを下げるために、必要な潤滑剤量を吐出するために必要なポンプストローク数であり、
前記潤滑剤レベル推定器は、前記真のカウントに基づいて、ポンプストローク当たりの実際の排出量を決定しており、そして
前記各ポンプストロークにて吐出される潤滑剤の前記期待潤滑剤容積は、基準値が調整基準値であるような、ポンプストローク当たりの前記実際の排出量であり、前記調整基準値は、ポンプストローク毎に実際の排出量を提供する各ポンプストロークで潤滑剤の貯留槽容積分を排出するために、必要とされるポンプストロークの予測数である、ことを特徴とする請求項３に記載の潤滑剤レベル検出システム。
【請求項５】
前記潤滑剤のレベルは、前記貯留槽内の潤滑剤の容積、前記貯留槽が補充を必要とするまで残っているポンプストローク数、及び、潤滑剤で満たされた貯留槽の割合、のうちの少なくとも１であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤レベル検出システム。
【請求項６】
前記ポンプ組立体は、前記貯留槽に流体的に接続され、前記貯留槽からの前記潤滑剤を排出するように構成されたポンプと、ドライブギアを介して前記ポンプに接続されたモータとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤レベル検出システム。
【請求項７】
前記構成部品は前記ドライブギアであり、前記変位センサは前記ドライブギアの回転を検出し、前記ドライブギアの回転に応じた信号を生成するように構成されている、ことを特徴とする請求項６に記載の潤滑剤レベル検出システム。
【請求項８】
前記高レベルセンサが前記貯留槽に配設されたオートフィル遮断弁を含み、前記オートフィル遮断弁は開位置と閉位置との間に移動可能であり、前記オートフィル遮断弁が前記閉位置にあることにより前記貯留槽充満信号が生成される、ことを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤レベル検出システム。
【請求項９】
前記オートフィル遮断弁は
前記貯留槽に取付けられた弁体と、
潤滑剤の入口と出口の間に前記弁体を介して延在している補充流路と、
前記弁体に少なくとも部分的に配置されている弁要素であって、前記開位置と前記閉位置との間で可動であり、前記貯留槽に延在する第１端部、前記補充流路に配設されたシール要素と、前記第１端部の反対側に配置された第２端部を含み、前記シール要素は前記弁要素が前記閉位置にあるとき前記補充流路を介して潤滑剤が流れることを防いでいる、前記弁要素と、
前記弁要素の近傍に信号スイッチであって、前記閉位置にシフトする前記弁要素に応じて前記貯留槽充満信号を生成するように構成された前記信号スイッチを含む、ことを特徴とする請求項８に記載の潤滑剤レベル検出システム。
【請求項１０】
前記潤滑剤レベル推定器と通信する報知装置を含み、前記報知装置は前記潤滑剤レベル推定器からの表示信号を受信し、前記推定潤滑剤レベルに関する報知を出力するように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤レベル検出システム。
【請求項１１】
前記報知は、視覚的な通知と聴覚的な通知の１つである、ことを特徴とする請求項１０に記載の潤滑剤レベル検出システム。
【請求項１２】
推定サイクルを通して貯留槽内の潤滑剤レベルを推定する方法であって、
貯留槽組立体のカウント信号を監視するステップと、
前記カウント信号に基づいてストロークカウント値を生成するステップと、
コンピュータのメモリから基準値を呼出すステップと、
前記ストロークカウント値と前記基準値との比較に基づいて、推定潤滑剤レベルを算出ステップと、
高レベルセンサから受信した貯留槽充満信号に基づいて、前記ストロークカウント値をゼロカウントにリセットするステップと、を備え、
前記ストロークカウント値は推定サイクルの間に検出されたポンプストローク数のカウントであり、
前記基準値は潤滑剤の貯留槽容積分を排出させるために必要なポンプストロークの予測数であり、前記基準値は各ポンプストロークで吐出される期待潤滑剤容量に基づいている、貯留槽内の潤滑剤レベルを推定する方法。
【請求項１３】
前記高レベルセンサはオートフィル遮断弁を含み、前記オートフィル遮断弁が閉位置にあるとき、前記オートフィル遮断弁は前記貯留槽充満信号を生成する、ことを特徴とする請求項１２に記載の貯留槽内の潤滑剤レベルを推定する方法。
【請求項１４】
更に、報知装置に前記推定潤滑剤レベルを提供し、前記報知装置により前記推定潤滑剤レベルを表示する、ことを特徴とする請求項１２に記載の貯留槽内の潤滑剤レベルを推定する方法。
【請求項１５】
更に、低レベル信号を生成する低レベルセンサを用いて、実際の潤滑剤レベルが所定の低レベルに到達したときを検出するステップと、
前記低レベル信号に応じて真のカウントを生成するステップと、
前記高レベルセンサによって検出された前記貯留槽充満レベルから前記低レベルセンサによって検出される前記所定の低レベルに、実際の潤滑剤レベルを下げるために、前記真のカウントにより、前記潤滑剤の容積で除することによりポンプストローク当たりの実際の排出量を算出するステップと、
前記基準値を調整基準値に調整するステップと、を備え、
前記低レベルセンサは、前記所定の低レベルにある前記実際の潤滑剤レベルに基づいて前記低レベル信号を生成し、
前記真のカウントは、前記高レベルセンサによって検出された前記貯留槽充満レベルから前記低レベルセンサによって検出される前記所定の低レベルに、実際の潤滑剤レベルを下げるために、必要な潤滑剤量を供給するために必要なポンプストローク数であり、
前記調整基準値は、ポンプストローク当たりの実際の排出量を吐出する各ポンプストロークに基づいて潤滑剤の貯留槽容積分を排出するために必要なポンプストロークの予測数である、請求項１２に記載の貯留槽内の潤滑剤レベルを推定する方法。
【請求項１６】
前記カウント信号に基づいてストロークカウント値を生成するステップは、
モータのドライブギアの監視をするステップと、
前記ドライブギアの回転の検出をするステップと、
前記ドライブギアの前記回転に応じて前記カウント信号を生成するステップとを含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の貯留槽内の潤滑剤レベルを推定する方法。
【請求項１７】
潤滑剤レベル推定器であって、
プロセッサと、
前記プロセッサにより実行される命令でエンコードされたメモリとを備え、前記命令は前記プロセッサに、前記変位センサから受信したカウント信号に基づいたストロークカウント値を生成させ、前記メモリから基準値を呼出させ、そして、前記ストロークカウント値の比較に基づいた前記推定された潤滑剤レベルとそれぞれのポンプストロークで供給される期待された潤滑剤容積に基づいた前記基準値とを推定させるものであり、前記ストロークカウント値が現在の推定サイクルについてポンプストローク数のカウントであり、
前記基準値は潤滑剤の貯留槽容積分を排出させるために必要な予測されたポンプストローク数であることを特徴とする潤滑剤レベル推定器。
【請求項１８】
前記潤滑剤レベル推定器は真のカウントを決定し、前記真のカウントは前記高レベルセンサによって検出された前記貯留槽充満レベルから前記低レベルセンサによって検出される前記所定の低レベルに、実際の潤滑剤レベルを下げるために、必要な潤滑剤量を供給するために必要なポンプストローク数であり、
前記潤滑剤レベル推定器は前記真のカウントに基づいてポンプストロークあたりの実際の排出量を決定し、
前記基準値は調整基準値であり、前記調整基準値は、ポンプストローク毎に実際の排出量を吐出する各ポンプストロークで潤滑剤の前記貯留量を排出させるために、必要とされるポンプストロークの予測数である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の潤滑剤レベル推定器。
【請求項１９】
前記基準値が理論的な基準値を含み、前記理論的な基準値はポンプストローク当たりの想定された排出量を供給する各ポンプストロークに基づいた潤滑剤の貯留量を排出するために必要なポンプストロークの予測数であり、ポンプストローク当たりの前記想定された排出量は理想的なポンプのポンプストローク当たり排出量である、ことを特徴とする請求項１８に記載の潤滑剤レベル推定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２０１６年１月１８日に出願された、名称「継続的な貯留槽グリースレベルの監視方法」である米国仮特許出願６２／２７９,８８４の優先権を主張し、その全ての内容は参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、概して、潤滑システムに関するものである。より詳細には、この開示は、潤滑剤貯留槽内の潤滑剤レベルを監視するためのシステム及び方法に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
機械装置は機能するために潤滑剤を頻繁に必要とする。シール、ピストン、ベアリング、およびその他の部品は、摩耗、腐食、潤滑剤過多、或いは潤滑剤不足を防止するために、短い頻繁な時間間隔で、少量で、所定量のグリースまたはオイルを必要する。潤滑剤は、潤滑剤注入器（インジェクタ）により潤滑剤を必要とする特定の場所に注入される。現場の潤滑剤貯留槽は、潤滑剤が使用されるまで、潤滑剤を貯えている。潤滑剤貯留槽は限られた容量であり、潤滑剤貯留槽が機械装置にとって十分な潤滑剤を確実に保持するため、貯留槽が欠乏したときにはより大きな潤滑剤源から補充する必要がある。潤滑剤、特にグリースについて、潤滑油貯留槽内の潤滑剤の残量を決定するための固有の課題が存在している。潤滑剤貯留槽が透明である場合、潤滑油貯留槽の目視検査では、グリースレベルを正確に測定することはできない。例えば、グリースは比較的に粘性があり、気泡が形成され、グリース内に滞留される可能性がある。グリースはまた、比較的に粘着性があり、グリースがなくなってくると、グリースの表面レベルが変形する。このように、グリースの表面レベルを探知する物理的なデバイスは、グリースがなくなってくると、表面が変形するため、潤滑剤レベルの正確な読取りを提供できない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの例では、潤滑剤レベル検出システムは、貯留槽組立体、高レベルセンサ、および潤滑剤レベル推定器を含んでいる。貯留槽組立体は、貯留槽の容積を有し潤滑剤の貯留槽容積を貯えるように構成されている貯留槽と、貯留槽から潤滑剤を排出するように構成された、複数のポンプストロークを有するポンプ組立体と、ポンプ組立体に配置された変位センサとを含んでいる。変位センサはポンプストロークを検出し、検出されたポンプストロークに基づいてカウント信号を生成する。高レベルセンサは貯留槽に配置され、貯留槽充満レベルにある実際の潤滑剤のレベルに基づいて貯留槽充満信号を生成する。潤滑油レベル推定器は、貯留層内の推定潤滑剤レベルを推定するように構成され、プロセッサとメモリとを含んでいる。
メモリは複数の命令でエンコードされており、これらの命令がプロセッサによって実行されると、当該命令によって、プロセッサは、変位センサから受信したカウント信号に基づいてストロークカウント値を生成し、メモリからの基準値を呼出し、ストロークカウント値と基準値の比較に基づいて、潤滑剤レベルを推定する。ストロークカウント値は、現在の推定サイクルに対するポンプストローク数のカウントである。基準値は、各ポンプストロークで吐出される潤滑剤の期待容積に基づいて予測される、貯留槽容積分の潤滑剤を排出するのに必要なポンプストローク数である。
【０００５】
他の例では、貯留槽に貯えられている潤滑剤の潤滑剤レベルを監視する方法であり、貯留槽組立体でのカウント信号を監視し、カウント信号に基づいてストロークカウント値を生成し、コンピュータのメモリから基準値を呼出し、ストロークカウント値と基準値との比較に基づいて推定潤滑剤レベルを計算し、高レベルセンサから受信した潤滑剤充満信号に基づいて、ストロークカウント値をゼロカウントにリセットする。ストロークカウント値は、推定サイクル中に検出されたポンプストローク数のカウントである。基準値は貯留槽容積分の潤滑剤を排出するために必要なポンプストロークの予測数であり、基準値は各ポンプストロークに対して吐出される潤滑剤の期待容積に基づいている。
【０００６】
さらに別の例では、潤滑剤レベル推定器がプロセッサとメモリとを含む。メモリは複数の命令でエンコードされており、これらの命令がプロセッサによって実行されると、当該命令によって、プロセッサは、変位センサから受信したカウント信号に基づいてストロークカウント値を生成し、メモリからの基準値を呼出し、ストロークカウント値と基準値との比較に基づいた推定潤滑剤レベルを推定する。ストロークカウント値は、現在の推定サイクルのポンプストローク数のカウントである。 基準値は、各ポンプストロークで吐出される潤滑剤の期待容積に基づいて潤滑剤の貯留槽容積分を排出するために必要なポンプストロークの予測数である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】潤滑剤レベル検出システムの概略図である。
【図２Ａ】貯留槽組立体の正面図である。
【図２Ｂ】一例であるオートフィル遮断弁の断面図である
【図３Ａ】潤滑剤貯留槽内の潤滑剤レベルを推定するための推定ルーチンのフロー図である。
【図３Ｂ】カウントリセットルーチンのフロー図である。
【図３Ｃ】調整ルーチンのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、潤滑システム１０の概略的なブロック図である。潤滑システム１０は、貯留槽組立体１２、高レベルセンサ１４、制御システム１６、供給ライン１８、インジェクタ２０、報知装置２２、および通信リンク２４ａ−２４ｄを含んでいる。貯留槽組立体１２は、潤滑剤貯留槽２６及びポンプ組立体２８を含む。潤滑剤貯留槽２６は、低レベルセンサ３０を含み、ポンプ組立体２８はモータ３２およびポンプ３４を含んでいる。ポンプ３４は変位センサ３６ａを含み、モータ３２は変位センサ３６ｂを含んでいる。制御システム１６は、ユーザインタフェース３８および潤滑剤レベル推定器４０を含んでいる。潤滑剤レベル推定器４０は、プロセッサ４２およびメモリ４４を含んでいる。
【０００９】
潤滑システム１０は、ポンプ、ピストン、シール、ベアリング、および／またはシャフトのようなコンポーネント（構成部品）を含んでいる、潤滑される機械装置に使用するための専用の潤滑システムである。潤滑剤貯留槽２６は、ポンプ組立体２８に組付けされている。潤滑剤貯留槽２６は、潤滑剤が機械装置に適用される前に潤滑剤を貯えている。低レベルセンサ３０は、潤滑剤貯留槽２６内に延在し、潤滑剤貯留槽２６内の潤滑剤レベルが所定のレベルに達したときに検出するように構成されている。供給ライン１８は、ポンプ組立体２８とインジェクタ２０との間を延びて接続する。インジェクタ２０は、機械の所望の箇所で潤滑剤を供給する。モータ３２およびポンプ３４は、ポンプ組立体２８内に配設されている。モータ３２は、駆動歯車を介してポンプ３４に接続され駆動し、ポンプ３４が潤滑剤貯留槽２６から潤滑剤を引出し、供給ライン１８を介して下流側のインジェクタ２０に潤滑剤を送る。変位センサ３６ａはポンプ３４に対して配設され、ポンプ３４の内部成分の変位を検出するように構成されており、これにより個々のポンプストロークを検出する。変位センサ３６ｂはモータ３２に対して配設され、モータ３２のギア回転数を検出するように構成されている。高レベルセンサ１４は、潤滑剤貯留槽２６上に取付けられ、また、潤滑剤貯留槽２６内に延在することができる。
【００１０】
制御システム１６は、通信リンク２４ａ−２４ｄを介して、高レベルセンサ１４、報知装置２２、ポンプ組立体２８、および低レベルセンサ３０と通信する。制御システム１６は、ポンプ組立体２８が潤滑剤貯留槽２６から潤滑剤を排出する間のオン状態とオフ状態との間について、ポンプ組立体２８を制御する。ユーザインタフェース３８は、ユーザが制御システム１６と対話できるようにする。ユーザインタフェース３８は、キーボード、タッチスクリーン、またはその他の適切なインターフェ−スデバイスを含む。
【００１１】
潤滑剤レベル推定器４０は、プロセッサ４２およびメモリ４４を含んでいる。潤滑剤レベル推定器４０は、制御システム１６に組み込まれたものとして示されている。メモリ４４はソフトウェアを格納しており、これがプロセッサ４２によって実行されたとき、潤滑剤貯留槽２６内の潤滑剤レベルを推定し、これにより推定潤滑剤レベルが提供される。ただし、潤滑剤レベル推定器４０は制御システム１６から独立していてもよく、このような場合には、ワイヤレスネットワークや有線ネットワークまたはその両方で、１つまたは複数のネットワークを介して制御システム１６と通信することができることが理解されている。潤滑剤レベル推定器４０は、潤滑剤貯留槽２６内の推定潤滑剤レベルを、生涯使用量の推定や潤滑油消費量の変動のような診断や実績の情報とともに、通信リンク２４ｃを介し報知装置２２へ提供する。
【００１２】
プロセッサ４２は、１つの例で、機能および/またはプロセス命令を実行するように構成されている。例えば、プロセッサ４２は、メモリ４４に格納されている命令を処理することができる。プロセッサ４２の例としては、あらゆる１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、ディジタルシグナルプロセッサ(ＤＳＰ)、アプリケーションスペシフィック集積回路(ＡＳＩＣ)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(ＦＰＧＡ)、またはその他同等の個別の或いは統合された論理回路を含めることができる。
【００１３】
メモリ４４は、いくつかの例では、操作の間情報を格納するように構成することができる。メモリ４４は、いくつかの例では、コンピュータ読取り可能な記憶媒体とすることができる。いくつかの例では、コンピュータ読取り可能な記憶媒体に非一過性の媒体を含めることができる。「非一過性」という用語は、その記憶媒体が搬送波や伝搬信号において具現化されていないことを示すことができる。特定の例において、非一過性の記憶媒体は、時間の経過とともに、変更することができる(例えば、ＲＡＭやキャッシュ)にデータを格納することができる。いくつかの例では、メモリ４４は一時的なメモリであり、これはメモリ４４の主な目的が長期保存ではないことを意味する。メモリ４４は、いくつかの例では、揮発性メモリとして記述され、これはメモリ４４が、潤滑剤レベル推定器への電力がオフになったとき、格納された内容を維持しないことを意味する。揮発性メモリの例としては、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(ＤＲＡＭ)、スタティックランダムアクセスメモリ(ＳＲＡＭ)、その他の揮発性メモリなどがある。いくつかの例では、メモリ４４は、プロセッサ４２によって実行するためのプログラム命令を格納するために使用される。メモリ４４は、プログラムの実行中に情報を一時的に格納するため、潤滑剤レベル推定器４０で実行しているソフトウェアまたはアプリケーションにより使用される。
【００１４】
メモリ４４は、いくつかの例では、１つまたは複数のコンピュータ読取り可能な記憶媒体を含むことができる。メモリ４４は、揮発性メモリよりも多くの情報を格納するように構成することができる。メモリ４４は、さらに情報の長期保存のために構成することもできる。いくつかの例では、メモリ４４は不揮発性の記憶要素が含まれる。このような不揮発性記憶要素の例としては、磁気ハードディスク、光ディスク、フロッピーディスク、フラッシュメモリ、また電気的プログラマブルメモリ(ＥＰＲＯＭ)や電気的消去可能プログラマブルメモリ(ＥＥＰＲＯＭ)の形態がある。
【００１５】
報知装置２２は、潤滑剤レベル推定器４０から受信した情報の出力をユーザに提供するように構成されている。報知装置２２の例としては、サウンドカード、ビデオグラフィックカード、スピーカ、表示装置（液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)、発光ダイオード(ＬＥＤ)ディスプレイ、有機発光ダイオード(ＯＬＥＤ)ディスプレイ等）または、ユーザまたは装置に理解し易い形式で情報を出力するようにしたその他の種類の装置を含むことができる。報知装置２２は、推定サイクル全体にわたって推定潤滑剤レベルを連続的に提供することができ、また、潤滑剤貯留槽２６が補充されるべきであることをユーザに示す低レベル警報などの各種の警報を提供することもできる。
【００１６】
ポンプ組立体２８は、ポンプ３４の各ポンプストロークによって、潤滑剤のセット容積を排出するように構成されている。ポンプ組立体２８が吐出するように構成されたセット容積は、想定排出容積と称される。しかし、実際の排出量、すなわち、各ポンプストロークに対して実際にポンプ３４によって排出される潤滑剤の容積は、前記が想定排出容積と異なり得る。これは、ポンプ３４と理想的なポンプとの違い、システム内で摩耗、潤滑剤の性質、システム構成、潤滑剤への空気を巻込みなどに起因している。このように、前記想定排出容積は、各ポンプストロークに対して、理想的な１００％の効率が良いポンプが排出する潤滑剤の容積である。
【００１７】
変位センサ３６ａおよび３６ｂは、構成部品の変位に基づいてポンプストロークを検出するためポンプ組立体２８内でその構成部品の変位を検出し、通信リンク２４ａを介して潤滑剤レベル推定器４０にカウント信号を供給するように構成されている。変位センサ３６ａは、ポンプ３４内で構成部品の位置を検出するように構成されており、ポンプ３４内の構成部品の変位を検出することにより各ポンプストロークを直接的に検出し、これによりカウント信号を生成する。変位センサ３６ｂは、モータ３２のギア回転を検出するように構成されており、モータ３２のギアの回転変位によって各ポンプストロークを間接的に検出し、これによりカウント信号を生成する。モータ３２とポンプ３４との間のギア比は知られているので、ギア回転はポンプストロークに直接的に関連する。変位センサ３６ａおよび３６ｂは、直接的または間接的に、ポンプストロークを検出するとして記述され、ポンプストロークのカウント信号を生成するとされているが、変位センサ３６ａおよび３６ｂは個々のポンプストローク、ポンプサイクル、或いはその他の適当なポンプ３４の変位に関する測定項目に応じてカウント信号を、検出し、生成するように構成できると、理解することができる。
【００１８】
高レベルセンサ１４は、潤滑剤貯留槽２６が充満されて、潤滑剤レベルが最大貯留容量に達したときを検出し、潤滑剤レベルが最大貯留容量に達したときに応じて貯留槽充満信号を生成する。高レベルセンサ１４は、有線または無線の接続にすることができる通信リンク２４ｂを介して、制御システム１６と通信する。高レベルセンサ１４は好ましくは、ＰＣＴ/ＵＳ１６/２６８２３の出願で記載されているようなオートフィル遮断弁であり、その開示内容はここでの参照により本明細書に援用される。高レベルセンサ１４がオートフィル遮断弁である場合、オートフィル遮断弁が閉位置にシフトすることに応じて、高レベルセンサ１４は貯留槽充満信号を生成する。オートフィル遮断弁である高レベルセンサ１４は、補充工程中において潤滑剤貯留槽２６が補充不足や補充過多にならないことを同様に保証する。
【００１９】
低レベルセンサ３０は、潤滑剤槽２６内の潤滑剤レベルが所定のレベルに達したときに検出し、所定のレベルに達した潤滑剤レベルに応じて低レベル信号を生成するように構成されている。低レベルセンサ３０は、通信リンク２４ｄを介して潤滑剤レベル推定器４０へ低レベル信号を提供する。所定のレベルは潤滑剤貯留槽内で任意の潤滑剤レベルとすることができるが、低レベルセンサ３０は実際の潤滑剤レベルが完全な０％レベルに達したときに検出するように配置されることが好ましい。ただし、低レベル信号を生成し、潤滑剤レベル推定器４０に提供するため、低レベルセンサ３０は、潤滑剤貯留槽２６の任意位置に配置されることができる、ということが理解される。
【００２０】
潤滑剤レベル推定器４０は、現在の推定サイクルについて完了したポンプストローク数のカウントであるストロークカウント値と、推定潤滑剤レベルを算出するため、ポンプがポンプストローク当たりの潤滑剤のセット容積を排出すると推定している、潤滑剤の充満貯留槽容積を排出するために必要なポンプストロークの予測数である基準値とを、利用する。ストロークカウント値が変位センサ３６ａおよび３６ｂからのカウント信号に応答して、潤滑剤レベル推定器４０による推定サイクルを介してストロークカウント値が連続的に更新されるということで、ストロークカウント値は動的である。基準値が充満貯留槽容積を排出するために必要なポンプストロークの予測数を表すということで、基準値は固定的である。
【００２１】
ストロークカウント値は、推定サイクルを介して潤滑剤レベル推定器４０によって、探知、記録および更新される。推定サイクル間での任意の時点で、ストロークカウント値は、推定サイクル中のその時点についてポンプストロークの数のカウントであり、ストロークカウント値は全体の推定サイクルについての累積である。基準値は、ストロークカウント値の上限を表している。ストロークカウント値の上限を表している基準値により、推定潤滑剤レベルは、基準値とストロークカウント値との間の差異に基づいて、算出することができる計算できる。
【００２２】
メモリ４４はストロークカウント値と基準値を格納しており、またプロセッサ４２によって実行されると、プロセッサ４２が潤滑剤貯留槽２６内の潤滑剤レベルを推定するソフトウェアのプログラムを実行するようにされた命令によりエンコードされている。潤滑剤レベル推定器４０は所望の形式の推定潤滑剤レベルを提供することができ、例えば、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の割合、潤滑剤貯留槽２６から消失した潤滑剤の割合、潤滑剤貯留槽２６が空となるまで残存しているポンプストロークの数、潤滑剤貯留槽２６が空となるまで残存している潤滑剤サイクルの数、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の量、潤滑剤貯留槽２６から排出された潤滑剤の量、などの形式で提供することができる。
【００２３】
動作の間、潤滑剤レベル推定器４０は、推定潤滑剤レベルを継続的に推定する。潤滑剤レベル推定器４０は、少なくとも１つの推定サイクルに亘って、潤滑剤貯留槽２６内の潤滑剤レベルを探知し、推定する。推定サイクルは、潤滑剤貯留層２６の実際の潤滑剤レベルが貯留槽充満レベルにあるときに始まり、推定潤滑剤レベルが空の貯留槽である場合に推定サイクルは終了する。推定サイクルの開始時に、ポンプ組立体２８は潤滑剤貯留槽２６からの潤滑剤をまだ排出していないため、よってストロークカウント値はゼロである。推定サイクルの開始時にストロークカウント値がゼロであるので、潤滑剤レベル推定器４０によって生成される潤滑剤レベルは、各推定サイクルの開始時に貯留槽充満レベルにもなる。このように、推定潤滑剤レベルは、各推定サイクルの開始時に、実際の潤滑剤のレベルと一致する。各推定サイクルには、少なくとも１つの潤滑剤サイクルを含む。潤滑剤サイクルは、ポンプ組立体２８が作動されたときに始まり、ポンプ組立体２８が停止されたときに終了する。潤滑剤貯留槽２６内の潤滑剤レベルは、ポンプ組立体２８の各潤滑剤サイクルによって低下する。
【００２４】
潤滑剤サイクルは、ポンプ組立体２８を作動させる制御システム１６によって始まる。
モータ３２がポンプ３４に動力を供給し、これにより潤滑剤貯留槽２６から潤滑剤を引き出し、供給ライン１８を介して潤滑剤を下流に流す。ポンプ３４は、インジェクタ２０が機械装置に設定量の潤滑剤を供給するような圧力になるまで、供給ライン１８における圧力を形成するために供給ライン１８に潤滑剤を流す。インジェクタ２０が潤滑剤を供給した後、供給ライン１８内の圧力は緩和される。ポンプ組立体２８は、制御システム１６によって停止されるか、所定の時間経過後または所定の圧力が供給ライン１８で到達したときに停止されるように構成されている。ポンプ組立体２８が停止状態で、潤滑剤サイクルは終了し、潤滑システム１０は次の潤滑剤サイクルの準備状態となる。
【００２５】
各ポンプストロークは、変位センサ３６ａまたは３６ｂによって検出される。検出されたポンプストロークに応じて、変位センサ３６ａおよび３６ｂはカウント信号を生成し、通信リンク２４ａを介して、潤滑剤レベル推定器４０にカウント信号を提供する。ストロークカウント値は、現在の推定サイクルに関して完了したポンプストローク数のカウントである。カウント信号は、変位センサ３６ａを用いてポンプストロークの数を直接的に検出することにより、また変位センサ３６ｂを用いてギア回転数のようなモータ性能特性を検出することにより、生成することができる。モータ性能特性は電流または電圧のいずれかによると理解することができる。
【００２６】
潤滑システム１０は、複数の潤滑剤サイクルを介して１つの推定サイクルを完了するために進行する。潤滑剤レベル推定器４０は、推定サイクルを介して推定される潤滑レベルを提供し、ここで、推定される潤滑剤レベルに基づいて、潤滑剤貯留層２６が補充されるときを決定するためのユーザを許容する。潤滑剤貯留槽２６が補充されるとき、貯留槽充満レベルに到達している実際の潤滑剤レベルに応じて、高レベルセンサ１４は貯留槽充満信号を生成し、高レベルセンサ１４は貯留槽充満信号を潤滑剤レベル推定器４０に知らせる。貯留槽充信号は、貯留槽が充満し、新たな推定サイクルが始まっているということを、潤滑剤レベル推定器４０に通知する。このように、推定潤滑剤レベルと実際の潤滑剤レベルの両方が推定サイクルの開始時に貯留槽充満レベルであるようにして、潤滑剤レベル推定器４０は貯留槽充満レベルに対する推定潤滑剤レベルをリセットする。
【００２７】
潤滑剤レベル推定器４０は、ストロークカウント値に加えて、カウント信号に基づいた種々値を生成し、そして保存することができる。例えば、第１潤滑サイクルカウントは第１潤滑サイクルのために生成されそして格納され、そして第２潤滑サイクルカウントは第２潤滑サイクルのために生成されそして格納され、ここで各潤滑サイクルカウントは潤滑サイクルだけを完了するために必要なポンプストロークのカウントである。その後、プロセッサ４２はメモリ４４に格納されていいたソフトウェアを実行する、第１潤滑サイクルカウントと第２潤滑サイクルカウントとの比較によって潤滑システム１０に関する診断情報を提供するために。例えば、第２潤滑サイクルカウントが第１潤滑サイクルカウントと異なる場合、そのような違いは、ポンプ組立体２８の構成部品の故障を示すことができ、そして潤滑剤レベル推定器４０は、警報信号を生成し報知装置２２に提供することができる。報知装置２２は、警報信号に基づいてユーザに警告を提供し、それによりユーザにその不一致を報知する。
【００２８】
例として、初期推定サイクルとそのサイクルに続く次の推定サイクルについて、以下で説明する。
初期推定サイクルは、貯留槽充満信レベルにおいて、潤滑剤貯留層２６の実際の潤滑剤レベルにより始まる。初期推定サイクルについて、メモリ４４に格納されまた潤滑剤レベル推定器４０により利用された基準値は、理論的な基準値であり、それは潤滑剤の充満貯留槽容積を排出するために必要なポンプストロークの予測数であり、ポンプ３４がポンプストロークあたりの潤滑剤の推定容積を提供するような、１００％効率を有する理想的なポンプ３４であると仮定しているものである。
理論的な基準値は、任意の推定サイクルが実行される前に、メモリ４４にあらかじめ格納されている。理論的な基準値は、潤滑剤貯留槽２６の容積とポンプ３４の理想的な排出量に依存しており、そのような理論的な基準値は、潤滑システム１０で使用される特定の潤滑剤貯留槽とポンプによって異なる。
【００２９】
ストロークカウント値は、当初、ポンプ組立体２８が潤滑剤貯留槽２６から潤滑剤を排出していないので、ベースライン値であって、好ましくはゼロカウントである。第１潤滑サイクルは、制御システム１６がポンプ組立体２８を作動することによって開始される。ポンプ組立体２８が作動されると、変位センサ３６ａおよび３６ｂは、モータ３２の回転および／またはポンプ３４内の変位成分の位置を検出する。変位センサ３６ａおよび/または３６ｂはカウント信号を生成し、カウント信号を潤滑剤レベル推定器４０に通知する。潤滑剤レベル推定器４０は、カウント信号に基づいてストロークカウント値を生成する。上記で説明したように、ストロークカウント値は、現在の推定サイクルに対して、完了したポンプストローク数のカウントである。そのため、カウント信号が受信されると、初期推定サイクルを通してストロークカウント値が増加する。第１潤滑サイクルの最後にで、ストロークカウント値は、第１潤滑サイクルカウントとしてメモリ４４に格納されることができる。
【００３０】
第１潤滑サイクルが完了した後、機械装置が追加の潤滑剤を必要とするまで、ポンプ組立体２８はオフ状態にある。各潤滑サイクルは制御システム１６がポンプ組立体２８を作動したときに開始し、潤滑サイクルは通常、各潤滑サイクル間の時間間隔に基づいている。
【００３１】
機械装置が追加の潤滑を必要とするとき、第２潤滑サイクルが開始する。潤滑剤レベル推定器４０は、変位センサ３６ａおよび３６ｂからカウント信号を受信し、カウント信号に応じてストロークカウント値を探知し、更新する。潤滑剤レベル推定器４０が、貯留槽空レベルで推定潤滑レベルを提供するか、または、高レベルセンサ１４から貯留槽充満信号を受信するまで、潤滑レベル推定器を発生させるまで、初期推定サイクルが継続され、それにより、潤滑剤レベル推定器４０は、推定潤滑剤レベルを貯留槽充満レベルにリセットする。
【００３２】
推定潤滑剤レベルは、ストロークカウント値と理論的な基準値に基づいて、初期推定サイクルにわたって計算される。理論的な基準値は、ストロークカウント値の予測された上限を表しているため、推定潤滑剤レベルは、ストロークカウント値と理論的な基準値に基づいて算出される。例えば、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の割合は、理論的な基準値からストロークカウント値を差し引いて算出することができ、その差を理論的な基準値で割ることにより、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の割合を生成することができる。別の例では、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の容積は、理論的な基準値からストロークカウント値を引き、理想的なポンプについてポンプストロークあたりの想定排出容積を乗じてその差を算出することができ、ここでは想定排出容積は理論的な基準値を生成するために使用される。別の例では、潤滑剤貯留槽から吐出された潤滑剤の容積は、理論的な基準値を生成するために使用される、理想的なポンプについてポンプストロークあたりの想定排出容積によってストロークカウント値を乗算することにより算出することができる。
しかし、潤滑剤レベル推定器４０が所望の形態で推定潤滑レベルを推定することができ、とりわけ、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の割合、潤滑剤貯留層２６から供給された潤滑剤の割合、潤滑剤貯留槽２６が空になるまで残存しているポンプストロークの数、潤滑剤貯留槽２６が空になるまで残存している潤滑サイクルの数、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の容積、そして、潤滑剤貯留槽２６から供給された潤滑剤の容積などであると、理解することができる。
【００３３】
潤滑剤レベル推定器４０は、ストロークカウント値、そして変位センサ３６ａおよび／または３６ｂからカウント信号を受信する際にストロークカウント値と理論的な基準値の比較を連続的に更新する。このように、推定潤滑剤レベルは、初期推定サイクルを通じて継続的に更新される。
【００３４】
潤滑剤レベル推定器４０は、通信リンク２４ｃを介して報知装置２２に推定潤滑剤レベルを通知する。報知装置２２は、聴覚的或いは視覚的な場合を含んでいる、所望の形式でユーザに推定潤滑剤レベルを供給することができる。潤滑剤レベル推定器４０は、推定潤滑剤レベルおよび事前の推定に基づいて、色々な診断情報や他の優れた長所を通知することができる。推定潤滑剤レベルは、とりわけ、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の割合、潤滑剤貯留層２６から供給された潤滑剤の割合、潤滑剤貯留槽２６が空になるまで残存しているポンプストロークの数、潤滑剤貯留槽２６が空になるまで残存している潤滑サイクルの数、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の容積、そして、潤滑剤貯留槽２６から分散された潤滑剤の容量など、所望の形式とすることができる。
【００３５】
貯留槽空レベルに近づいている推定潤滑剤レベルは、ユーザに潤滑剤貯留槽２６が補充されることを必要としていることを知らせる。潤滑剤貯留槽２６に補充するため、潤滑剤補充の源が補充ライン４６を介して潤滑剤貯留槽２６に接続される。潤滑剤は、潤滑剤レベルが高レベルセンサ１４を始動させるまで、補充ライン４６を介して潤滑剤貯留槽２６へ流れ込む。高レベルセンサ１４は貯留槽充満信号を生成する、潤滑剤レベルが最大貯留容量に到達したということを高レベルセンサ１４が検出したときに。貯留槽充満信号は通知リンク２４ｂにより潤滑剤レベル推定器４０へ供給される。貯留槽充満信号は、潤滑剤レベルが貯留槽充満レベルであることを潤滑剤レベル推定器４０に示す。貯留槽充満信号に応答して、潤滑剤レベル推定器４０はストロークカウント値をゼロにリセットし、これにより推定潤滑剤レベルを貯留槽充満レベルにリセットする。これにより、潤滑剤レベル推定器４０は他の推定サイクルを介して潤滑剤レベルを推定するための準備をする。
【００３６】
高レベルセンサ１４は、好ましくはオートフィル遮断弁であるが、潤滑剤レベルが最大貯留容量に達したときにこれを検出するのに任意適用可能な装置とすることができる。高レベルセンサ１４がオートフィル遮断弁である場合、貯留槽充満信号はオートフィル遮断弁が閉位置にシフトした時に生成される。
【００３７】
次の推定サイクルが始まる前、潤滑剤レベル推定器４０は、次の潤滑剤サイクルに亘って、推定潤滑剤レベルの正確性を改善するため、初期推定サイクルに基づいて基準値を調整する。メモリ４４は、プロセッサ４２により実行されたときに、潤滑システム１０の実際の構成部品をより密接に一致する調整された基準値（調整基準値）に、理論的な基準値を調整するような、ソフトウェアを格納するように構成されている、
【００３８】
各推定サイクルの間、潤滑剤レベルが所定の低レベルに達したとき低レベルセンサ３０が検出し、潤滑剤レベルが所定のレベル到達していることに応じて低レベル信号を生成し、通信リンク２４ｄを介して潤滑剤レベル推定器４０に低レベル信号を供給する。潤滑剤レベル推定器４０は、低レベルセンサ３０から「真のカウント」として低レベル信号を受けたときにおいて、ストロークカウント値を格納する。真のカウントは、高レベルセンサ１４により検出された貯留槽充満レベルから低レベルセンサ３０により検出された所定のレベルまで、実際の潤滑剤レベルを低下させるため、実際に供給する必要な潤滑剤の容積に必要なポンプストロークの数である、先の推定サイクルから決定されたように。ポンプストローク当たりの実際の排出量は、潤滑剤貯留槽２６における実際の潤滑剤レベルを貯留槽充満レベルから真のカウントによる所定のレベルへ低下させるために、必要な潤滑剤の総容積を割ることにより真のカウントから算出される。ポンプストローク当たりの実際の排出量は、このようにポンプ３４と理想的なポンプとの間のあらゆる効率損失を含んでいる。効率損失は色々な理由によって発生し得る。例えば、気泡は潤滑剤に混入されて、混入した気泡は圧縮性があり、従って潤滑剤に気泡が存在しなかった場合よりも少ない潤滑剤を提供するポンプストロークを発生させる可能性がある。ポンプの効率は、潤滑剤の温度や潤滑剤貯留部２６が設置されているエリアや同様に潤滑剤の粘度によっても影響を受ける。このように、ポンプ効率は、潤滑剤貯留部２６やポンプ組立体３０が設置されている環境、潤滑剤内に配置された気泡等の不純物、潤滑剤自体の性質、その他の外部又は内部の要因により影響を受ける。
【００３９】
理論的な基準値は、調整基準値を生成するために真のカウントで調整される。上記で説明したように、理論的な基準値は、ポンプストローク当たりの推定排出量を排出する理想のポンプである、ポンプ３４に基づく単一の推定サイクルについて、ストロークカウント値の予測上限を表している。調整基準値は、ポンプストローク当たりの実際の排出量で、ポンプストロークの推定排出量を置換えることにより算出される、真のカウントから算出されるように、そして、最大貯留量を実際の排出量で割って。ポンプストローク当たりの実際の排出量によって最大貯留量を割ると、先の推定サイクルにわたって、潤滑剤貯留槽２６を空にするために必要だったポンプストロークの数が与えられる。このように、調整基準値は推定サイクルの先の繰り返しに基づく。
【００４０】
所定の低レベルは、低レベル信号は潤滑剤貯留槽２６が空のときに生成されるような、好ましくは貯留槽空レベルである。真のカウントは、空の潤滑剤貯留槽２６を満たすために、必要なポンプストロークの数のカウントである。そのような例で、理論的な基準値は調整基準値として真のカウントを用いることにより、調整基準値に調整されることができる。
【００４１】
調整基準値はメモリ４４に格納され、次の推定サイクルについて推定潤滑剤レベルを算出するために使用される。調整基準値が先の推定サイクルからポンプストローク当たりの実際の排出量に基づいているので、調整基準値を利用する算出された推定潤滑剤レベルは、理論的な基準値を利用して算出された推定潤滑剤レベルよりも、より密接に実際の潤滑剤レベルを探知する。潤滑剤レベル推定器４０は、調整基準値を算出して利用することに、より正確な推定潤滑剤レベルを提供する。
【００４２】
潤滑システム１０はここで次の推定サイクルへ進む。潤滑剤レベル推定器４０は、ストロークカウン値と調整基準値に基づいて、次の推定サイクルにわたって推定潤滑剤レベルを算出する。調整基準値は、前回の推定サイクルの排出率に基づいて、ストロークカウン値の所定の上限を表す。よって、推定潤滑剤レベルはストロークカウント値と基準値に基づいて計算される。例えば、潤滑剤貯留槽２６内に残っている潤滑剤の割合は調整基準値からストロークカウント値を引くことにより算出することができ、そして潤滑剤貯留槽２６内に残っている潤滑剤の割合を生成するため、差は調整基準値により割られる。他の例において、潤滑剤貯留槽２６内に残っている潤滑剤の容積は、調整基準値からストロークカウント値を引いて、真のカウントから算出されたポンプストローク当たりの実際の排出量を差に掛けることにより、算出することができる。他の例において、潤滑剤貯留槽から供給された潤滑剤の容積は、ストロークカウント値に真のカウントから算出したポンプストローク当たりを掛けることにより計算することができる。
【００４３】
潤滑剤レベル推定器４０は、カウント信号を変位センサ３６ａ及び/又は３６ｂから受けたときに、ストロークカウント値やストロークカウント値と調整基準値との間の比較を継続的に更新する。このように、推定潤滑剤レベルは、初期推定サイクルを通して継続的に更新される。調整基準値は、先の推定サイクルから決定されたポンプストローク当たりの実際の排出量に基づいているので、次の推定サイクルの推定潤滑剤レベルは、潤滑剤貯留槽２６内の実際の潤滑レベルをより正確に探知する。
【００４４】
潤滑剤レベル推定器４０は、任意に先の推定サイクルに基づいて、各推定サイクルの後に、基準値を調整することができる。例えば、調整は直前の推定サイクル、複数の推定サイクルに亘る真のカウントの平均、または真のカウントの有効期間平均に基づいて行うことができる。
【００４５】
推定潤滑剤レベルを算出し、探知し、供給することに加えて、潤滑剤レベル推定器４０は潤滑システム１０に関して他のメトリックスデータを算出、探知、供給することができる。例えば、潤滑剤レベル推定器４０は、それぞれの推定サイクルの終わりで、最後のカウントを記録することができる。推定サイクル中に消費された潤滑剤の推定値は、最後のカウントに基づいて計算することができる。各推定サイクルで消費された潤滑剤の推定値は、メモリ４４に格納され、報知装置２２を介して、個々に或いは集約的にユーザへ供給することができる。潤滑剤レベル推定器４０は、このように時間をかけて潤滑剤の使用量を測定し、記録することができ、潤滑剤の消費に関する様々なパラメータを報告することができる。
【００４６】
潤滑剤レベル推定器４０は、潤滑システム１０が低レベルセンサ３０を含めば、ポンプストローク当たりの実際の排出量についても提供できる。上述のように、ポンプストローク当たりの実際の変化量は、潤滑剤貯留槽２６の実際の潤滑剤レベルを、高レベルセンサ１４により検出される貯留槽充満レベルから低レベルセンサ３０により検出される所定の低レベルに低下させるに、必要な潤滑剤の総容積を、真のカウントで割ることにより得られる。ポンプストローク当たりの実際の排出量は、ポンプ組立体２８に関して、ポンプ３４の排出効率のような重要な診断情報を提供することができ、また異なる推定サイクルにわたるポンプストローク当たりでの実際の排出量の変化はメインテナンスが必要であることを示すことができる。色々な高度に利用できるメトリックスデータを求めることにより、潤滑剤レベル推定器４０はユーザに診断情報を提供できる。
【００４７】
潤滑剤レベル推定器４０は、大きな利点を提供する。潤滑剤レベル推定器４０は継続的に潤滑剤貯留槽２６内の推定潤滑剤レベルをユーザに提供する。推定潤滑剤レベルは、ユーザがダウンタイムを最小化するために補充を適切にスケジュールすることや潤滑剤の使用量を探知することを可能にする。潤滑剤レベル推定器４０は、最小の可動部品で、推定潤滑剤レベルを探知して、ユーザに供給する。例えば、潤滑剤レベル推定器４０は、潤滑剤レベルを探知するために従動板や他の機械装置を必要とすることなく、推定潤滑剤レベルを算出および探知する。更に、推定潤滑剤レベルをユーザに供給することにより、潤滑剤貯留槽２６が必要でないときに頻繁に補充されるようなことを防止できる。補充の回数を制限すると、ダウンタイムを減少させ、補充中に潤滑システム１０に入る汚染物質の可能性を減少させる。潤滑剤レベル推定器４０は低レベル信号に応じて自己調整することができ、これにより推定サイクルの繰り返し毎に推定精度を向上させることができる。更に、潤滑剤レベル推定器４０は、時間の経過と共に潤滑剤の使用量などの様々な高度のメトリックスデータを測定し、記録することができ、潤滑剤の消費に関する様々なパラメータを報告できる。推定潤滑剤レベルは、貯留槽が枯れることを防ぐための事前のスケジュールでメインテナンスがされるように、使用率と共に貯留槽に残っている潤滑剤を知らせる。このように、潤滑剤レベル推定器４０は、潤滑レベルを継続的に推定し、ユーザに対して推定潤滑剤レベルを提供し、これによりユーザは潤滑システムに関連するメインテナンスを効果的に計画できる。
【００４８】
図２Ａは、貯留槽組立体１２と高レベルセンサ１４の正面図である。図２Ｂは、高レベルセンサ１４の断面図である。図２Ａおよび２Ｂは一緒に説明される。貯留槽組立体１２は潤滑剤貯留槽２６とポンプ組立体２８を含んでいる。高レベルセンサ１４はオートフィル遮断弁４８と信号スイッチ５０を含んでいる。潤滑剤貯留槽２６は、ハウジング５２、アクチュエータ５４、充填チューブ５６、アライメント板５８そして接続ボルト６０を含んでいる。ハウジング５２は上面６２と側壁６４を含んでいる。アクチュエータ５４は上面６６、下面６８そしてオーバートラベル機構７０を含んでいる。オートフィル遮断弁４８は、バルブ本体７２、バルブステム７４、潤滑剤流れ通路７６、潤滑剤入口７８、第１潤滑剤出口８０、第２潤滑剤出口８２、リターンスプリング８４そして信号電球８６を含んでいる。バルブステム７４は、第１端部８８、第２端部９０そしてシール部９２を含んでいる。充填チューブ５６は、第１端部９４、肩部９６そしてプレート保持クリップ９８を含んでいる。アライメント板５８は開口１００を含んでいる。接続ボルト６０は頭部１０２とシャンク１０４を含み、そしてシャンク１０４が潤滑剤ポート１０６を含んでいる。
【００４９】
潤滑剤貯留槽２６はポンプ組立体２８に接続され、機械装置に潤滑剤が供給される前に潤滑剤を貯えるように潤滑剤貯留槽２６は構成されている。ポンプ組立体２８が潤滑剤貯留槽２６の上側あるいは下側に取付けされる場合、ポンプ組立体２８が潤滑剤貯留槽２６内に配設される場合、ポンプ組立体２８が潤滑剤貯留槽２６と一体的に形成される場合、更にその他の所望の構成により、潤滑剤貯留槽２６とポンプ組立体２８は、所望の形式で接続できると理解することができる。供給ホース１８はポンプ組立体２８に接続され、ポンプ組立体２８から潤滑剤を受ける。通信リンク２４ｂは高レベルセンサ１４と潤滑剤レベル推定器４０との間に延在している。通信リンク２４ｂは、高レベルセンサ１４と潤滑剤レベル推定器４０とが通信することを可能とし、通信リンク２４ｂは有線であっても、ワイヤレスであってもよい。
【００５０】
アクチュエータ５４はハウジング５２内に配置され、ハウジング５２を上方部１０８と下方部１１０に分割している。オーバートラベル機構７０はアクチュエータ５４上に配置され、バルブステム７４の第１端部８８に対するように構成されている。オートフィル遮断弁４８は、ハウジング５２の上面６２に配置されている。潤滑剤流れ通路７６はバルブ本体７２を介して延在している。潤滑剤入口７８はバルブ本体７２に向いて延び、また補充ライン４６を受けるように構成されて、潤滑剤を補充ライン４６から潤滑剤流れ通路７６へ供給する。充填チューブ５６はアクチュエータ５４を貫通して延び、充填チューブ５６の第１端部９４はアライメント板５８を貫通して延び、接続ボルト６０のシャンク１０４と係合している。プレート保持クリップ９８は充填チューブ５６上に配置されて、アクチュエータ５４の下流方向への動きを規制している。接続ボルト６０はオートフィル遮断弁４８を介して延在し、頭部１０２はバルブ本体７２の外側に配設されている、一方でシャンク１０４はバルブ本体７２を介して延在して充填チューブ５６と係合し、そしてオートフィル遮断弁４８をハウジング５２に固定する。肩部９６はアライメント板５８の底部に接し、アライメント板５８を所定位置に保持している。潤滑剤ポート１０６は潤滑剤流れ通路７６に配置され、潤滑剤流れ通路７６から潤滑剤を受けるように構成されている。第１潤滑剤出口８０は、シャンク１０４と接続ボルト６０との接続部の近傍までバルブ本体７２内に延び、第１潤滑剤出口８０はハウジング５２の頂部を貫通して潤滑剤を潤滑剤貯留槽２６に直接的に潤滑剤を供給する。第２潤滑剤出口８２はバルブ本体７２で延在し、オートフィル遮断弁４８および外部の配管を介して潤滑剤を潤滑剤貯留槽に流すことができるように、外部の配管を受けることができる。
【００５１】
バルブステム７４はバルブ本体７２内に配置され、オートフィル遮断弁４８を貫通して延在する。第１端部８８はアライメント板５８の開口１００を介して延在し、ハウジング５２の上方部１０８に入る。シール部９２はバルブステム７４から延び、潤滑剤入口７８近傍の潤滑剤流れ通路７６内に配置されている。第２端部９０はシール部９２から延び、信号スイッチ５０の近傍である。リターンスプリング８４は第２端部９０について配置され、図２Ｂで示す開位置にバルブステム７４を変位させる。
【００５２】
潤滑剤貯留槽２６は、潤滑サイクルの間に下流の機械装置へ供給できるような所定量の潤滑剤を貯える。ポンプ組立体２８は潤滑剤貯留槽２６から潤滑剤を引き出し、そして、その潤滑剤を下流に送り出す。潤滑剤貯留槽２６が補充される準備が整ったとき、補充潤滑剤は補充ライン４６を介して潤滑剤貯留槽２６に供給される。補充潤滑剤はオートフィル遮断弁４８へ流れ、潤滑剤入口７８に入り、潤滑剤流れ通路７６を介して流れ、そして充填チューブ５６を介してハウジング５２の下方部１１０へ供給される。上昇している潤滑剤レベルがアクチュエータ５４の底面６８に接触するまで、潤滑剤は潤滑剤貯留槽２６に流れ続ける。上昇している潤滑剤が底面６８に接触し、そしてアクチュエータ５４を上方へ押す。アクチュエータ５４は、オーバートラベル機構７０がバルブステム７４の第１端部８８に当たるまで、上昇することを継続する。オーバートラベル機構７０はバルブステム７４が閉位置にシフトした後にアクチュエータ５４が上昇し続ける場合に、アクチュエータ５４がバルブステム７４を損傷するのを防ぐ。
【００５３】
アクチュエータ５４が第１端部８８に当ったとき、アクチュエータ５４は上昇を継続する、そしてバルブステム７４は開位置から閉位置へシフトする。ここで、シール部９２は潤滑剤流れ通路７６を介した潤滑剤の流れをブロックする。閉位置において、シール部９２は、オートフィル遮断弁４８を介し、潤滑剤貯留槽２６へ流れる追加の補充潤滑剤を規制する。シール部９２によりシールされた潤滑剤入口７８と潤滑剤流れ通路７６との間の接続部で、補充ラインでの圧力の上昇が始まる、そして、この上昇する圧力はオートフィル遮断弁４８が閉じられ、補充工程が完了したということを示す。
【００５４】
貯留槽充満信号は、バルブステム７４が開位置から閉位置へシフトしたことに応じて、生成される。閉位置にあるバルブステム７４により、バルブステム７４の第２端部９０はは信号電球８６へ延び、信号スイッチ５０に当たる、これは近接センサ、圧力センサ、変位センサ、リミットスイッチ、またはバルブステム７４が開位置から閉位置へシフトされたときを検出するための任意適用可能な装置とすることができる。第２端部９０が信号スイッチ５０に当たっていると、信号スイッチ５０が貯留槽充満信号を生成させ、通信リンク２４ｂに沿って貯留槽充満信号を潤滑剤レベル推定器４０へ通信する。例えば、信号スイッチ５０がリミットスイッチである場合、信号スイッチ５０は閉位置へシフトするバルブステム７４により駆動され、信号スイッチ５０は閉位置へシフトするバルブステム７４に応じて貯留槽充満信号を生成する。他の例では、信号スイッチ５０は近接センサであり、第２端部９０はバルブステム７４が閉位置にあるときに近接センサの引き金を引き、バルブステム7４が開位置にある場合は引かないように、寸法設定されている。
【００５５】
オートフィル遮断弁４８は、潤滑剤レベルが最大貯留量であるときにだけ、貯留槽充満信号を生成し、これにより潤滑剤レベルが確実に充満レベルのときだけ貯留槽充満信号が生成されるということを確かなものとしている。このように、推定潤滑剤レベルは、推定されたそして実際の、双方の潤滑剤レベルは最大貯留容量であるので、次の推定サイクルの開始時において実際の潤滑剤レベルの適合を確実にしている。このようにして、オートフィル遮断弁４８は、貯留槽充満信号が生成される毎に、潤滑剤レベル推定器４０を再調整する。潤滑剤レベルが最大貯留量である時に、オートフィル遮断弁４８だけが貯留槽充満信号を生成するので、次の推定サイクルの開始時において推定潤滑剤レベルと実際の潤滑剤レベルとの間のエラーが無いということを、オートフィル遮断弁４８が確実なものとしている。
【００５６】
貯留槽充満信号を生成しているオートフィル遮断弁４８は、重要な利点を提供する。オートフィル遮断弁４８は、潤滑剤貯留槽２６の潤滑剤不足や潤滑剤過多からユーザを保護する。更に、オートフィル遮断弁４８は、潤滑剤レベルが最大貯留量のときだけ閉じる、これにより、推定潤滑剤レベルが、次の推定サイクルの開始時に実際の潤滑剤レベルに適合するということを確実にできる。よってオートフィル遮断弁４８は、推定潤滑剤レベルと実際の潤滑剤レベルとの間の全てのエラーを除くことにより、次の推定サイクルのため、潤滑剤レベル推定器を再調整する。
【００５７】
図３Ａは潤滑剤貯留槽内における潤滑剤レベルを推定するための推定ルーチンを図示しているフロー図である。図３Ｂはカウントリセットルーチンを図示しているフロー図である。図３Ｃは調整ルーチンを図示しているフロー図である。図３Ａ−３Ｃは、一緒に説明される。推定ルーチン、カウントリセットルーチンそして調整ルーチンのそれぞれは、ステップ１１２で始まる。ステップ１１２で、潤滑剤レベル推定器４０（図１を参照）は貯留槽組立体の信号を監視する。図３Ａの推定ルーチンで、潤滑剤レベル推定器４０はカウント信号について貯留槽組立体を監視する。図３Ｂのカウントリセットルーチンで、潤滑剤レベル推定器４０は貯留槽充満信号について貯留槽組立体を監視する。図３Ｃの調整ルーチンで、潤滑剤レベル推定器４０は低レベル信号について貯留槽組立体を監視する。
【００５８】
図３Ａのステップ１１２で、潤滑剤レベル推定器４０は信号を監視している。仮に、受信した信号がカウント信号であると、そのとき潤滑剤レベル推定器４０は推定ルーチンによる工程に入る。カウント信号は、ポンプストロークに応じて、変位センサ（図１の変位センサ３６ａと３６ｂを参照）により生成される。変位センサはポンプストロークの数のひとつと、ポンプストロークの数に直接的に関連するギア回転の数を検出する。ステップ１１４で、潤滑剤レベル推定器４０はカウント信号が受信されたか否かを確認する。仮に、ステップ１１４での答えがＮＯなら、そのとき潤滑剤レベル推定器４０は貯留槽組立体の信号を監視すること継続する。仮に、ステップ１１４での答えがＹＥＳなら、潤滑剤レベル推定器４０はステップ１１６へ進む。
【００５９】
ステップ１１６で、ストロークカウント値が生成される。このストロークカウント値は現推定サイクルにおける、その時点までのポンプストロークの合計である。カウント信号はポンプストロークの数のひとつ及びギア回転の数を、潤滑剤レベル推定器へ供給する。ここで、カウント信号がギア回転の数の場合、潤滑剤レベル推定器は、モータとポンプとの間の既知のギア比に基づいて、ポンプストロークの数を決定することができる。
【００６０】
ステップ１１８で、基準値がメモリ４４（図１参照）のような記憶デバイスから呼出される。基準値は、潤滑剤貯留槽２６（図１および図２Ａ参照）のような潤滑剤貯留槽の容量に基づいている。基準値は、潤滑剤貯留槽２６の全容積を排出するために必要なポンプストロークの予測数である。初期推定サイクルについて、基準値は理論的な基準値であり、これは、各ポンプストロークで想定した排出容積を排出するポンプであるような１００％効率である理想的なポンプになるポンプという想定に基づいた、潤滑剤貯留槽２６の全容積を排出させるために、必要なポンプストロークの予測数である。基準値はストロークカウント値の予測上限を表すことができる。例えば、潤滑剤貯留槽が５Ｌの容積を持っている場合、理想的なポンプストロークは１ｍｌ／ストロークで変位させ、そしてギア５回転／ストロークとなる。基準値は5,000ポンプストロークまたはギア25,000回転とすることができる。基準値は、最大貯留容量とポンプストローク当たりの排出量とに基づく。
【００６１】
ステップ１１８で、推定潤滑剤レベルはストロークカウント値と基準値を使用して算出される。ステップ１１８について上述したように、基準値はストロークカウント値の予測上限である。潤滑剤レベル推定器４０は、ストロークカウント値と基準値とに基づいて、推定潤滑剤レベルを算出する。潤滑剤レベル推定器４０は所望の形式、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の割合、潤滑剤貯留槽２６から消失された潤滑剤の割合、潤滑剤貯留槽２６が空となるまで残存しているポンプストロークの数、潤滑剤貯留槽２６が空となるまで残存している潤滑剤サイクルの数、潤滑剤貯留槽２６に残存している潤滑剤の量、潤滑剤貯留槽２６から分散された潤滑剤の量、などとして、推定潤滑剤レベルを供給することができる。
【００６２】
ステップ１２０で、潤滑剤レベル推定器４０は、報知装置２２に推定潤滑剤レベルを通知している表示信号を用いて、図１で示す報知装置２２のような報知装置に表示信号を供給する。報知装置２２は、推定潤滑剤レベルのユーザに対して表示或いは警告をする。潤滑剤レベル推定器４０は推定潤滑剤レベルを継続的に供給するように構成されている。
【００６３】
図３Ｂのステップ１１２で、潤滑剤レベル推定器４０は貯留槽組立体の信号を監視する。仮に、受信した信号が貯留槽充満信号であると、そのとき潤滑剤レベル推定器４０はカウントリセットルーチンによる工程に入る。ステップ１２２で、潤滑剤レベル推定器４０が貯留槽充満信号を受けたか、否かを確認する。仮に答えがＮＯなら、そのとき潤滑剤レベル推定器４０はステップ１１２に戻り、貯留槽組立体の信号を継続的に監視する。潤滑剤レベル推定器４０により貯留槽充満信号が受信されなかったので、潤滑剤貯留槽２６は補充されておらず、潤滑剤レベル推定器４０は現在の推定サイクルについて、潤滑剤レベルを推定することを継続する。
【００６４】
仮にステップ１２２の答えがＹＥＳなら、そのとき潤滑剤レベル推定器４０は、潤滑剤貯留槽２６が潤滑剤で補充されたという貯留槽充満信号を受ける。貯留槽充満信号は、潤滑剤貯留槽２６内の実際の潤滑剤レベルが最大貯留量になっていることを示している。貯留槽充満信号は、高レベルセンサ１４（図１〜図２Ｂ参照）により生成されている。高レベルセンサ１４は、潤滑剤貯留槽２６が補充されている場合、潤滑剤貯留槽２６の実際の潤滑剤レベルが貯留槽充満レベルに到達したときを検出する。高レベルセンサ１４は、貯留槽充満信号を生成して潤滑剤レベル推定器４０に貯留槽充満信号を供給する、実際の潤滑剤レベルが貯留槽充満レベルであることを潤滑剤レベル推定器４０に知らせるために。
【００６５】
ステップ１２４で、潤滑剤レベル推定器４０は、貯留槽充満信号に応じて、ストロークカウント値をゼロにリセットする。ストロークカウント値をゼロにリセットすると共に、推定潤滑剤レベルを最大貯留容量にリセットする。このように、ポンプストロークが未だ発生していないことを示している、現在のカウントがゼロであるので、特定の推定サイクルの開始時に、推定潤滑剤レベルが実際の潤滑剤レベルに一致し、よって貯留槽から潤滑剤は排出されてない。潤滑剤レベル推定器４０は、新たな推定サイクルで潤滑剤レベルを推定するためにリセットされる。ここで、潤滑剤レベル推定器４０はステップ１１２に戻り、次の推定サイクルを通して推定潤滑剤レベルを提供するため、貯留槽組立体の信号の監視を継続する。
【００６６】
図３Ｃのステップ１１２で、潤滑剤レベル推定器は貯留槽組立体の信号を監視する。仮に、受信した信号が低レベル信号であるなら、潤滑剤レベル推定器４０は調整ルーチンでの工程に進む。ステップ１２６−１３０は調整工程であり、これにより、潤滑剤レベル推定器４０は、潤滑システムで使用されるポンプに関しポンプストローク当たりの実際の排出量に基づいて、より正確な推定潤滑剤レベルを供給するために調整される。ステップ１２６で、潤滑剤レベル推定器は低レベル信号を受信したか否かを確認する。仮にステップ１２６の答えがＮＯであるなら、潤滑剤レベル推定器４０はステップ１１２に戻り、貯留槽組立体の信号を監視することを継続する。潤滑剤レベル推定器により低レベル信号が受信されなかったので、潤滑剤レベル推定器は、調整基準値により、推定潤滑剤レベルを推定することを継続することができる。
【００６７】
仮に、ステップ１２６の答えがＹＥＳなら、潤滑剤貯留槽２６内の実際の潤滑剤レベルが貯留槽充満レベルから所定の低レベルに低下したということを知らせる低レベル信号を潤滑剤レベル推定器４０が受ける。低レベル信号は好ましくは、図１に示した低レベルセンサ３０のような低レベルセンサによって生成され、低レベル信号は潤滑剤レベル推定器４０に供給される。低レベルセンサは、貯留槽内で実際の潤滑剤レベルが所定の低レベルに到達したとき、これを検出するように構成されている。実際の潤滑剤レベルが所定の低レベルに達したとき、低レベルセンサ３０は低レベル信号を生成し、この低レベル信号は潤滑剤レベル推定器４０へ通信される。
【００６８】
ステップ１２８で、真のカウントが生成される。潤滑剤レベル推定器４０は、低レベル信号が真のカウントとして受信されたときに、ストロークカウント値を保存する。真のカウントは、潤滑剤貯留槽２６内の実際の潤滑剤レベルを貯留槽充満レベルから所定の低レベルへ低下させるのに、必要なポンプストロークの数を表している。潤滑剤貯留槽容積と所定のレベルの双方は知られているので、実際の潤滑剤レベルが所定のレベルに到達するために排出しなければならない潤滑剤の容積が分かる。ポンプストローク当たりの実際の排出量は、潤滑剤貯留槽２６内の実際の潤滑剤レベルを貯留槽充満レベルから所定のレベルに低下させるために必要な潤滑剤の総容積を真のカウントで割ることにより、真のカウントにより算出される。このように、各ポンプストロークについて実際の排出量は、所定のレベルに到達するために消費された潤滑剤の容積と真のカウントに基づいて算出することができる。
【００６９】
ステップ１３０で、基準値は、調整基準値を生成するため、真のカウントに基づいて調整される。調整基準値は、ポンプストローク当たりの推定排出量を、真のカウントから算出された、ポンプストローク当たりの実際の排出量で置換え、そして、最大貯留容量を実際の排出量で割る、ことにより算出される。最大貯留容量をポンプストローク当たりの実際の排出量で割ることは、潤滑剤貯留槽２６を空にするために必要なポンプストロークの予測数を与え、ここで各ポンプストロークは、真のカウントから算出されたように、ポンプストローク当たりの実際の排出量を排出する。調整基準値はメモリ４４に格納されており、調整基準値は次の推定サイクルで利用することができる。例えば、調整基準値は図３Ａのステップ１１８でメモリから呼出され、調整基準値は推定ルーチンで利用される。このように、調整基準値はストロークカウント値の修正された上限を表し。ここで修正された上限は、真のカウントから算出された実際の排出量を置換えている各ポンプストロークに基づいている。
【００７０】
ここで潤滑剤レベル推定器４０はステップ１１２に戻り、潤滑剤レベル推定器は他の推定サイクルに亘って、推定潤滑剤レベルを推定するための準備をする。調整基準値は、先の推定サイクルについての真のカウントから算出された、実際の排出量に基づいているので、調整基準値を利用している算出された推定潤滑剤レベルはより密接に実際の潤滑剤レベルを探知する。よって、調整基準値が潤滑システム１０の先の推定サイクルに基づいているので、潤滑剤レベル推定器４０はより正確な推定潤滑剤レベルを供給する。
【００７１】
本発明は、好ましい実施形態を参照して説明されたが、発明範囲から逸脱しない形式や詳細について変更可能であるということを、当業者は理解することができる。
【図１】
2019505797.tif 000003
【図２Ａ】
2019505797.tif 000004
【図２Ｂ】
2019505797.tif 000005
【図３Ａ】
2019505797.tif 000006
【図３Ｂ】
2019505797.tif 000007
【図３Ｃ】
2019505797.tif 000008
【国際調査報告】
2019505797.tif 000009
2019505797.tif 000010
2019505797.tif 000011