(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダに対して伸縮可能なロッドと、
前記ロッドに接続されており、前記シリンダ内をロッド室とヘッド室とに分けるピストンと、
前記シリンダに作動油を送る油圧ポンプと、
前記シリンダから流出した作動油を貯留するタンクと、
前記油圧ポンプと前記ヘッド室とを接続するとともに前記ロッド室と前記タンクとを接続する正状態と、前記油圧ポンプと前記ロッド室とを接続するとともに前記ヘッド室と前記タンクとを接続する負状態と、の間を切り替え可能なバルブと、
前記バルブが前記正状態であるときに、前記ロッド室から前記タンクに向かう作動油の少なくとも一部を前記油圧ポンプから前記ヘッド室に向かう作動油に合流させる合流流路と、
前記バルブの開度を決定する開度指令値を算出するとともに当該開度指令値を前記バルブに送信する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入していることを示す流入条件が成立しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部が前記流入条件が成立していると判定したときに、予め求められた関係式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに当該開度指令値を前記バルブに送信し、かつ、前記判定部が前記流入条件が成立していると判定していないときに、前記関係式とは異なる関係式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに当該開度指令値を前記バルブに送信する開度指令値算出部と、を有する、油圧式駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧式駆動装置において、
前記判定部は、前記ヘッド室にかかる前記作動油の圧力であるヘッド圧と前記ロッド室にかかる前記作動油の圧力であるロッド圧とに基づいて算出されるシリンダ圧であって目標とする目標シリンダ圧が得られるときの前記バルブの開度指令値である基準開度指令値が、前記バルブを前記正状態とする正の値であるときに、前記流入条件が成立したと判定し、
前記開度指令値算出部は、前記判定部が前記流入条件が成立していると判定したときに、前記基準開度指令値よりも小さな値を前記開度指令値として前記バルブに送信し、かつ、前記判定部が前記流入条件が成立していないと判定したときに、前記基準開度指令値をバルブに送信する、油圧式駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の油圧式駆動装置において、
前記開度指令値算出部は、前記判定部が前記流入条件が成立していると判定したときに、前記基準開度指令値に対し、前記基準開度指令値が負の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ピストンの変位速度の増分の割合で表される負側傾きの、前記基準開度指令値が正の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ピストンの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな正側傾きに対する傾き割合を乗じた値を、前記開度指令値として前記バルブに送信する、油圧式駆動装置。
【請求項４】
請求項２に記載の油圧式駆動装置において、
前記開度指令値算出部は、
前記判定部が前記流入条件が成立しており、かつ、前記ヘッド圧が、前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入しているときのヘッド圧よりも高い閾値以上であると判定したときに、前記基準開度指令値に対し、前記開度指令値が負の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される負側傾きの、前記開度指令値が正の値でかつ前記ヘッド圧が前記閾値以上であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな第１正側傾きに対する第１傾き割合を乗じた値を、前記開度指令値として前記バルブに送信し、
前記判定部が前記流入条件が成立しており、かつ、前記ヘッド圧が前記閾値未満であると判定したときに、前記基準開度指令値に対し、前記負側傾きの、前記開度指令値が正の値でかつ前記ヘッド圧が前記閾値未満であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな第２正側傾きに対する第２傾き割合を乗じた値を、前記開度指令値として前記バルブに送信する、油圧式駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載の油圧式駆動装置において、
前記判定部は、前記ヘッド室にかかる前記作動油の圧力であるヘッド圧が、前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入しているときのヘッド圧よりも高い閾値未満であるときに、前記流入条件が成立したと判定し、
前記開度指令値算出部は、
前記判定部が前記流入条件が成立していると判定したときに、前記関係式として、前記ロッド室にかかる前記作動油の圧力であるロッド圧と前記開度指令値との関係を示す第１モデル式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに、当該開度指令値を前記バルブに送信し、
前記判定部が前記流入条件が成立していないと判定したときに、前記関係式とは異なる関係式として、前記ヘッド圧と前記ロッド圧とに基づいて算出されるシリンダ圧と前記開度指令値との関係を示す第２モデル式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに、当該開度指令値を前記バルブに送信する、油圧式駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の油圧式駆動装置において、
前記開度指令値算出部は、
前記判定部が前記流入条件が成立していると判定したときに、前記第１モデル式として、前記ロッド圧及び前記ピストンの変位速度であるピストン速度と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに、当該開度指令値を前記バルブに送信し、
前記判定部が前記流入条件が成立していないと判定したときに、前記第２モデル式として、前記シリンダ圧及び前記ピストン速度と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに、当該開度指令値を前記バルブに送信する、油圧式駆動装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の油圧式駆動装置において、
前記開度指令値算出部は、前記判定部が前記流入条件が成立していないと判定したときに、前記第２モデル式として、前記シリンダ圧であって目標とする目標シリンダ圧から前記シリンダ圧を引いた値と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値を算出し、当該開度指令値を前記バルブに送信する、油圧式駆動装置。
【請求項８】
油圧式駆動装置の制御方法であって、
前記油圧式駆動装置は、
シリンダと、
前記シリンダに対して伸縮可能なロッドと、
前記ロッドに接続されており、前記シリンダ内をロッド室とヘッド室とに分けるピストンと、
前記シリンダに作動油を送る油圧ポンプと、
前記シリンダから流出した作動油を貯留するタンクと、
前記油圧ポンプと前記ヘッド室とを接続するとともに前記ロッド室と前記タンクとを接続する正状態と、前記油圧ポンプと前記ロッド室とを接続するとともに前記ヘッド室と前記タンクとを接続する負状態と、の間を切り替え可能なバルブと、
前記バルブが前記正状態であるときに、前記ロッド室から前記タンクに向かう作動油の少なくとも一部を前記油圧ポンプから前記ヘッド室に向かう作動油に合流させる合流流路と、を備え、
前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入していることを示す流入条件が成立しているか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されたときに、予め求められた関係式に基づいて前記バルブの開度を決定する開度指令値を算出するとともに当該開度指令値を前記バルブに送信し、かつ、前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されていないときに、前記関係式とは異なる関係式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに当該開度指令値を前記バルブに送信する開度指令値算出ステップと、を含む、油圧式駆動装置の制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の油圧式駆動装置の制御方法において、
前記判定ステップでは、前記ヘッド室にかかる前記作動油の圧力であるヘッド圧と前記ロッド室にかかる前記作動油の圧力であるロッド圧とに基づいて算出されるシリンダ圧であって目標とする目標シリンダ圧が得られるときの前記バルブの開度指令値である基準開度指令値が、前記バルブを前記正状態とする正の値であるときに、前記流入条件が成立したと判定され、
前記開度指令値算出ステップでは、前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されたときに、前記基準開度指令値よりも小さな値が前記開度指令値として前記バルブに送信され、かつ、前記判定ステップで前記流入条件が成立していないと判定されたときに、前記基準開度指令値がバルブに送信される、油圧式駆動装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の油圧式駆動装置の制御方法において、
前記開度指令値算出ステップでは、前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されたときに、前記基準開度指令値に対し、前記基準開度指令値が負の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ピストンの変位速度の増分の割合で表される負側傾きの、前記基準開度指令値が正の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ピストンの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな正側傾きに対する傾き割合を乗じた値が、前記開度指令値として前記バルブに送信される、油圧式駆動装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の油圧式駆動装置の制御方法において、
前記開度指令値算出ステップでは、
前記判定ステップにおいて、前記流入条件が成立しており、かつ、前記ヘッド圧が、前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入しているときのヘッド圧よりも高い閾値以上であると判定されたときに、前記基準開度指令値に対し、前記開度指令値が負の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される負側傾きの、前記開度指令値が正の値でかつ前記ヘッド圧が前記閾値以上であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな第１正側傾きに対する第１傾き割合を乗じた値が、前記開度指令値として前記バルブに送信され、
前記判定ステップにおいて、前記流入条件が成立しており、かつ、前記ヘッド圧が前記閾値未満であると判定されたときに、前記基準開度指令値に対し、前記負側傾きの、前記開度指令値が正の値でかつ前記ヘッド圧が前記閾値未満であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな第２正側傾きに対する第２傾き割合を乗じた値が、前記開度指令値として前記バルブに送信される、油圧式駆動装置の制御方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の油圧式駆動装置の制御方法において、
前記判定ステップでは、前記ヘッド室にかかる前記作動油の圧力であるヘッド圧が、前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入しているときのヘッド圧よりも高い閾値未満であるときに、前記流入条件が成立したと判定され、
前記開度指令値算出ステップでは、
前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されたときに、前記関係式として、前記ロッド室にかかる前記作動油の圧力であるロッド圧と前記開度指令値との関係を示す第１モデル式に基づいて前記開度指令値が算出されるとともに、当該開度指令値が前記バルブに送信され、
前記判定ステップで前記流入条件が成立していないと判定されたときに、前記関係式とは異なる関係式として、前記ヘッド圧と前記ロッド圧とに基づいて算出されるシリンダ圧と前記開度指令値との関係を示す第２モデル式に基づいて前記開度指令値が算出されるとともに、当該開度指令値が前記バルブに送信される、油圧式駆動装置の制御方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の油圧式駆動装置の制御方法において、
前記開度指令値算出ステップでは、
前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されたときに、前記第１モデル式として、前記ロッド圧及び前記ピストンの変位速度であるピストン速度と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値が算出されるとともに、当該開度指令値が前記バルブに送信され、
前記判定ステップで前記流入条件が成立していないと判定されたときに、前記第２モデル式として、前記シリンダ圧及び前記ピストン速度と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値が算出されるとともに、当該開度指令値が前記バルブに送信される、油圧式駆動装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の油圧式駆動装置の制御方法において、
前記開度指令値算出ステップでは、前記判定ステップで前記流入条件が成立していないと判定されたときに、前記第２モデル式として、前記シリンダ圧であって目標とする目標シリンダ圧から前記シリンダ圧を引いた値と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値が算出され、当該開度指令値が前記バルブに送信される、油圧式駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式駆動装置およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業機械などにおいて汎用的に用いられている駆動装置として、油圧式駆動装置が知られている。油圧式駆動装置は、シリンダと、ピストンと、ロッドと、油圧ポンプと、バルブと、タンクと、を備えている。この装置では、油圧ポンプから吐出された作動油は、バルブの切り替えによってシリンダのヘッド室又はロッド室に供給される。このときの作動油の圧力によってピストン及びロッドが往復運動を行う。
【０００３】
このような油圧式駆動装置は、例えば、タイヤ用のゴムを混練する混練機に用いられる。具体的に、ロッドの先端にゴムを混練する駆動部（ラム）が接続され、ピストン及びロッドの往復運動に伴ってラムがゴムを混練する。
【０００４】
ところで、タイヤゴムの混練機における混練品質とは、対象となるゴムに対して、常に所望の圧力や速度でラムを突き当てる（ゴムに与える撹拌作用の均一化）ことに等しく、これを達成するために、油圧シリンダシステムにおいては、極めて高い圧力制御性能が要求される。
【０００５】
ところで、このような油圧式駆動装置では、ラムの動作状況によっては、シリンダのヘッド室の容積拡大に油圧ポンプからヘッド室に供給される作動油の流量が追い付かず、これによりヘッド室が負圧となる場合がある。この場合、ヘッド室内にキャビテーションが生じ、油圧機器や油圧回路に種々の弊害が発生するおそれがある。
【０００６】
このような課題（ヘッド室が負圧となること）を防止する技術として、特許文献１に記載の油圧式駆動装置が知られている。特許文献１に記載の油圧式駆動装置は、シリンダのヘッド室及びロッド室のそれぞれに対し、互いに独立して作動油を供給可能な２つの油圧ポンプを備えている。これらの油圧ポンプをそれぞれ独立して制御することにより、ロッドに接続された負荷の動作状況にかかわらず、ヘッド圧が負圧となることが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２１４９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載される油圧式駆動装置では、２つの油圧ポンプをそれぞれ独立的に制御する必要があるため、装置全体として制御が複雑化する。
【０００９】
本発明の目的は、簡単な構造でヘッド室が負圧になることを抑制可能な油圧式駆動装置、および、その構造によって生じる制御特性の変化に追従した制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、シリンダと、前記シリンダに対して伸縮可能なロッドと、前記ロッドに接続されており、前記シリンダ内をロッド室とヘッド室とに分けるピストンと、前記シリンダに作動油を送る油圧ポンプと、前記シリンダから流出した作動油を貯留するタンクと、前記油圧ポンプと前記ヘッド室とを接続するとともに前記ロッド室と前記タンクとを接続する正状態と、前記油圧ポンプと前記ロッド室とを接続するとともに前記ヘッド室と前記タンクとを接続する負状態と、の間を切り替え可能なバルブと、前記バルブが前記正状態であるときに、前記ロッド室から前記タンクに向かう作動油の少なくとも一部を前記油圧ポンプから前記ヘッド室に向かう作動油に合流させる合流流路と、を備える、油圧式駆動装置を提供する。
【００１１】
本油圧式駆動装置では、バルブが正状態にあるときにヘッド圧（ヘッド室に作用する作動油の圧力）が低くなった場合、ロッド室からタンクに向かう作動油の少なくとも一部が合流流路を通じてヘッド室に流入するので、ヘッド圧が負圧になることが抑制される。よって、合流流路を設けるという単純な構造でヘッド室でのキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００１２】
ところで、バルブの開度を決定する開度指令値と、当該バルブを通過する作動油の流量（ヘッド室に流入する作動油の流量）と、の間には一定の関係があるため、合流流路を通じて作動油がヘッド室に流入している場合、前記開度指令値に対応する流量以上の流量の作動油が前記ヘッド室に流入することになる。この場合、前記一定の関係に乱れが生じる。すなわち、合流流路を通じて作動油がヘッド室に流入しているか否かにかかわらず同一の開度指令値がバルブに送信される場合、ピストン及びロッドの往復運動が不安定になる場合がある。
【００１３】
このため、本発明に係る油圧式駆動装置は、前記バルブの開度を決定する開度指令値を算出するとともに当該開度指令値を前記バルブに送信する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入していることを示す流入条件が成立しているか否かを判定する判定部と、前記判定部が前記流入条件が成立していると判定したときに、予め求められた関係式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに当該開度指令値を前記バルブに送信し、かつ、前記判定部が前記流入条件が成立していると判定していないときに、前記関係式とは異なる関係式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに当該開度指令値を前記バルブに送信する開度指令値算出部と、を有する。
【００１４】
このようにすれば、ピストン及びロッドの往復運動の不安定化が抑制される。具体的に、前記流入条件が成立していると判定されたときと成立していると判定されていないときとで互いに異なる開度指令値がバルブに送信されるので、前記流入条件の成立の有無にかかわらず同一の開度指令値がバルブに送信される場合に比べて、ロッドの往復運動が安定化する。
【００１５】
例えば、前記判定部は、前記ヘッド室にかかる前記作動油の圧力であるヘッド圧と前記ロッド室にかかる前記作動油の圧力であるロッド圧とに基づいて算出されるシリンダ圧であって目標とする目標シリンダ圧が得られるときの前記バルブの開度指令値である基準開度指令値が、前記バルブを前記正状態とする正の値であるときに、前記流入条件が成立したと判定し、前記開度指令値算出部は、前記判定部が前記流入条件が成立していると判定したときに、前記基準開度指令値よりも小さな値を前記開度指令値として前記バルブに送信し、かつ、前記判定部が前記流入条件が成立していないと判定したときに、前記基準開度指令値をバルブに送信してもよい。
【００１６】
具体的に、基準開度指令値が正の値の場合、バルブが正状態となる（ヘッド室の容積が増大する局面にある）ので、ヘッド室が負圧になりやすい状態、すなわち、合流流路を通じたヘッド室への作動油の流入が生じやすい状態といえる。よって、基準開度指令値が正の値であるときに、前記流入条件が成立したと判定することが可能となる。そして、基準開度指令値が正の値であるとき、すなわち、合流流路を通じたヘッド室への作動油の流入が懸念されるときに、目標シリンダ圧が得られる基準開度指令値よりも小さな値が開度指令値としてバルブに送信されるので（バルブの開度が目標シリンダ圧が得られる開度よりも小さな開度に設定されるので）、前記一定の関係の乱れが抑制され、これによりロッドの往復運動の不安定化が抑制される。
【００１７】
この場合において、前記開度指令値算出部は、前記判定部が前記流入条件が成立していると判定したときに、前記基準開度指令値に対し、前記基準開度指令値が負の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ピストンの変位速度の増分の割合で表される負側傾きの、前記基準開度指令値が正の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ピストンの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな正側傾きに対する傾き割合を乗じた値を、前記開度指令値として前記バルブに送信してもよい。
【００１８】
このようにすれば、基準開度指令値が正の値であるときの開度指令値とヘッド室への作動油の流入量との関係が、基準開度指令値が負の値であるときのそれとほぼ同じになるので、ロッドの往復運動の不安定化が一層抑制される。通常、正側傾き（基準開度指令値が正の値であるときの開度指令値の増分に対するピストンの変位速度の増分の割合）は、負側傾き（基準開度指令値が負の値であるときの開度指令値の増分に対するピストンの変位速度の増分の割合）よりも大きくなる。このため、基準開度指令値が正の値であるときに、その基準開度指令値に前記傾き割合を乗じることにより、ロッドの伸長時のピストンの変位速度とロッドの収縮時のピストンの変位速度とがほぼ等しくなるので、ピストン及びロッドの往復運動が安定化する。
【００１９】
あるいは、前記開度指令値算出部は、前記判定部が前記流入条件が成立しており、かつ、前記ヘッド圧が、前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入しているときのヘッド圧よりも高い閾値以上であると判定したときに、前記基準開度指令値に対し、前記開度指令値が負の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される負側傾きの、前記開度指令値が正の値でかつ前記ヘッド圧が前記閾値以上であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな第１正側傾きに対する第１傾き割合を乗じた値を、前記開度指令値として前記バルブに送信し、前記判定部が前記流入条件が成立しており、かつ、前記ヘッド圧が前記閾値未満であると判定したときに、前記基準開度指令値に対し、前記負側傾きの、前記開度指令値が正の値でかつ前記ヘッド圧が前記閾値未満であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな第２正側傾きに対する第２傾き割合を乗じた値を、前記開度指令値として前記バルブに送信してもよい。
【００２０】
このようにすれば、ロッドの往復運動の不安定化がより確実に抑制される。具体的に、第２正側傾きの方が第１正側傾きよりも大きくなるので、ヘッド圧が閾値以上である場合と閾値未満である場合のそれぞれにおいて、基準開度指令値に対して各傾き割合を乗じることにより、ロッドの往復運動の不安定化が一層抑制される。
【００２１】
また、例えば、前記判定部は、前記ヘッド室にかかる前記作動油の圧力であるヘッド圧が、前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入しているときのヘッド圧よりも高い閾値未満であるときに、前記流入条件が成立したと判定し、前記開度指令値算出部は、前記判定部が前記流入条件が成立していると判定したときに、前記関係式として、前記ロッド室にかかる前記作動油の圧力であるロッド圧と前記開度指令値との関係を示す第１モデル式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに、当該開度指令値を前記バルブに送信し、前記判定部が前記流入条件が成立していないと判定したときに、前記関係式とは異なる関係式として、前記ヘッド圧と前記ロッド圧とに基づいて算出されるシリンダ圧と前記開度指令値との関係を示す第２モデル式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに、当該開度指令値を前記バルブに送信してもよい。
【００２２】
具体的に、ヘッド圧が所定値以下となった場合に合流流路を通じて作動油がヘッド室に流入するので、合流流路を通じてヘッド室に作動油が流入しているときのヘッド圧は、ほぼ一定の値で推移する。このため、ヘッド圧がその値よりも高い閾値以上であれば、合流流路を通じた作動油のヘッド室への流入やヘッド室内でのキャビテーションの発生は、ほとんど生じていないと考えられる。一方で、ヘッド圧が閾値未満であるときには、前記流入条件が成立したと判定することが可能となる。そして、ヘッド圧が閾値未満であるとき、つまり、ヘッド室でのキャビテーションの発生が懸念される場合には、信頼性の高くないヘッド圧ではなく信頼性の高いロッド圧を含む第１モデル式に基づいて開度指令値を算出する一方、ヘッド圧が閾値以上であるときには、ヘッド圧及びロッド圧ともに信頼性が高いため、これらヘッド圧及びロッド圧の双方を含む第２モデル式に基づいて開度指令値を算出する。このようにすれば、高精度で開度指令値を算出することができる。よって、ロッドの往復運動の不安定化が有効に抑制される。
【００２３】
この場合において、前記開度指令値算出部は、前記判定部が前記流入条件が成立していると判定したときに、前記第１モデル式として、前記ロッド圧及び前記ピストンの変位速度であるピストン速度と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに、当該開度指令値を前記バルブに送信し、前記判定部が前記流入条件が成立していないと判定したときに、前記第２モデル式として、前記シリンダ圧及び前記ピストン速度と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに、当該開度指令値を前記バルブに送信することが好ましい。
【００２４】
このようにすれば、より高い精度で開度指令値を算出することができる。
【００２５】
また、本発明において、前記開度指令値算出部は、前記判定部が前記流入条件が成立していないと判定したときに、前記第２モデル式として、前記シリンダ圧であって目標とする目標シリンダ圧から前記シリンダ圧を引いた値と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値を算出し、当該開度指令値を前記バルブに送信することが好ましい。
【００２６】
このようにすれば、さらに高い精度で開度指令値を算出することができる。
【００２７】
また、本発明は、油圧式駆動装置の制御方法であって、前記油圧式駆動装置は、シリンダと、前記シリンダに対して伸縮可能なロッドと、前記ロッドに接続されており、前記シリンダ内をロッド室とヘッド室とに分けるピストンと、前記シリンダに作動油を送る油圧ポンプと、前記シリンダから流出した作動油を貯留するタンクと、前記油圧ポンプと前記ヘッド室とを接続するとともに前記ロッド室と前記タンクとを接続する正状態と、前記油圧ポンプと前記ロッド室とを接続するとともに前記ヘッド室と前記タンクとを接続する負状態と、の間を切り替え可能なバルブと、前記バルブが前記正状態であるときに、前記ロッド室から前記タンクに向かう作動油の少なくとも一部を前記油圧ポンプから前記ヘッド室に向かう作動油に合流させる合流流路と、を備え、前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入していることを示す流入条件が成立しているか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されたときに、予め求められた関係式に基づいて前記バルブの開度を決定する開度指令値を算出するとともに当該開度指令値を前記バルブに送信し、かつ、前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されていないときに、前記関係式とは異なる関係式に基づいて前記開度指令値を算出するとともに当該開度指令値を前記バルブに送信する開度指令値算出ステップと、を含む、油圧式駆動装置の制御方法を提供する。
【００２８】
例えば、前記判定ステップでは、前記ヘッド室にかかる前記作動油の圧力であるヘッド圧と前記ロッド室にかかる前記作動油の圧力であるロッド圧とに基づいて算出されるシリンダ圧であって目標とする目標シリンダ圧が得られるときの前記バルブの開度指令値である基準開度指令値が、前記バルブを前記正状態とする正の値であるときに、前記流入条件が成立したと判定され、前記開度指令値算出ステップでは、前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されたときに、前記基準開度指令値よりも小さな値が前記開度指令値として前記バルブに送信され、かつ、前記判定ステップで前記流入条件が成立していないと判定されたときに、前記基準開度指令値がバルブに送信してもよい。
【００２９】
また、本発明において、前記開度指令値算出ステップでは、前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されたときに、前記基準開度指令値に対し、前記基準開度指令値が負の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ピストンの変位速度の増分の割合で表される負側傾きの、前記基準開度指令値が正の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ピストンの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな正側傾きに対する傾き割合を乗じた値が、前記開度指令値として前記バルブに送信されてもよい。
【００３０】
あるいは、前記開度指令値算出ステップでは、前記判定ステップにおいて、前記流入条件が成立しており、かつ、前記ヘッド圧が、前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入しているときのヘッド圧よりも高い閾値以上であると判定されたときに、前記基準開度指令値に対し、前記開度指令値が負の値であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される負側傾きの、前記開度指令値が正の値でかつ前記ヘッド圧が前記閾値以上であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな第１正側傾きに対する第１傾き割合を乗じた値が、前記開度指令値として前記バルブに送信され、前記判定ステップにおいて、前記流入条件が成立しており、かつ、前記ヘッド圧が前記閾値未満であると判定されたときに、前記基準開度指令値に対し、前記負側傾きの、前記開度指令値が正の値でかつ前記ヘッド圧が前記閾値未満であるときの前記開度指令値の増分に対する前記ロッドの変位速度の増分の割合で表される傾きであって前記負側傾きよりも大きな第２正側傾きに対する第２傾き割合を乗じた値が、前記開度指令値として前記バルブに送信されてもよい。
【００３１】
また、例えば、前記判定ステップでは、前記ヘッド室にかかる前記作動油の圧力であるヘッド圧が、前記合流流路を通じて前記ヘッド室に前記作動油が流入しているときのヘッド圧よりも高い閾値未満であるときに、前記流入条件が成立したと判定され、前記開度指令値算出ステップでは、前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されたときに、前記関係式として、前記ロッド室にかかる前記作動油の圧力であるロッド圧と前記開度指令値との関係を示す第１モデル式に基づいて前記開度指令値が算出されるとともに、当該開度指令値が前記バルブに送信され、前記判定ステップで前記流入条件が成立していないと判定されたときに、前記関係式とは異なる関係式として、前記ヘッド圧と前記ロッド圧とに基づいて算出されるシリンダ圧と前記開度指令値との関係を示す第２モデル式に基づいて前記開度指令値が算出されるとともに、当該開度指令値が前記バルブに送信されてもよい。
【００３２】
具体的に、前記開度指令値算出ステップでは、前記判定ステップで前記流入条件が成立していると判定されたときに、前記第１モデル式として、前記ロッド圧及び前記ピストンの変位速度であるピストン速度と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値が算出されるとともに、当該開度指令値が前記バルブに送信され、前記判定ステップで前記流入条件が成立していないと判定されたときに、前記第２モデル式として、前記シリンダ圧及び前記ピストン速度と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値が算出されるとともに、当該開度指令値が前記バルブに送信されることが好ましい。
【００３３】
また、本発明において、前記開度指令値算出ステップでは、前記判定ステップで前記流入条件が成立していないと判定されたときに、前記第２モデル式として、前記シリンダ圧であって目標とする目標シリンダ圧から前記シリンダ圧を引いた値と、前記開度指令値と、の関係を示すモデル式に基づいて前記開度指令値が算出され、当該開度指令値が前記バルブに送信されることが好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明によれば、簡単な構造でヘッド室が負圧になることを抑制可能な油圧式駆動装置、および、その構造によって生じる制御特性の変化に起因するピストン及びロッドの往復運動の不安定化を抑制可能な制御方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態の油圧式駆動装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態の油圧式駆動装置の概略を示す図である。
【図３】図１に示す油圧式駆動装置の制御部のブロック図である。
【図４】開度指令値と作動油の流量との関係を示すグラフである。
【図５】開度指令値とピストン速度との関係を示すグラフである。
【図６】図３に示す制御部のフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態の油圧式駆動装置の制御部のブロック図である。
【図８】開度指令値が正の値でかつヘッド圧が閾値以上である場合の、開度指令値とピストン速度との関係を示すグラフである。
【図９】開度指令値が正の値でかつヘッド圧が閾値未満である場合の、開度指令値とピストン速度との関係を示すグラフである。
【図１０】開度指令値が負の値である場合の、開度指令値とピストン速度との関係を示すグラフである。
【図１１】図７に示す制御部のフローチャートである。
【図１２】目標シリンダ圧が５ＭＰａである場合の、開度指令値とピストン速度との関係を示すグラフである。
【図１３】目標シリンダ圧が３ＭＰａである場合の、開度指令値とピストン速度との関係を示すグラフである。
【図１４】目標シリンダ圧が８ＭＰａである場合の、開度指令値とピストン速度との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３実施形態の油圧式駆動装置の制御部のブロック図である。
【図１６】図１５に示す制御部のフローチャートである。
【図１７】本発明の第４実施形態の油圧式駆動装置の制御部のブロック図である。
【図１８】図１７に示す制御部のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の好ましい実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の油圧式駆動装置について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００３８】
図１及び図２に示されるように、本油圧式駆動装置は、油圧ユニット１００と、制御部２００と、を備えている。油圧ユニット１００は、シリンダ１０１と、ロッド１０３と、ピストン１０２と、油圧ポンプ１０７と、タンク１１３と、バルブ１０６と、合流流路１１４と、を備えている。
【００３９】
シリンダ１０１は、円筒状の圧力容器である。シリンダ１０１は、当該シリンダ１０１の中心軸が垂直となる姿勢で配置されている。このシリンダ１０１内は、ピストン１０２によりロッド室１０１ｒとヘッド室１０１ｈとに分けられている。
【００４０】
ロッド１０３は、シリンダ１０１に対して当該シリンダ１０１の軸方向に沿って（上下方向に）伸縮可能となるようにシリンダ１０１に保持されている。ロッド１０３の基端は、シリンダ１０１内に位置し、ロッド１０３の先端は、シリンダ１０１外に位置している。ロッド１０３の先端には、負荷１０５が接続される。本実施形態では、ロッド１０３の先端に、負荷１０５としてゴムを混練するためのラムが接続されている。
【００４１】
ピストン１０２は、ロッド１０３の基端に接続されている。ピストン１０２は、円盤状に形成されている。ピストン１０２は、シリンダ１０１内を、ロッド１０３が位置するロッド室１０１ｒと、ヘッド室１０１ｈと、に分ける。
【００４２】
油圧ポンプ１０７は、シリンダ１０１内（ロッド室１０１ｒ及びヘッド室１０１ｈ）に作動油を送る。
【００４３】
タンク１１３は、シリンダ１０１から流出した作動油を貯留する。
【００４４】
バルブ１０６は、油圧ポンプ１０７とヘッド室１０１ｈとを接続するとともにロッド室１０１ｒとタンク１１３とを接続する正状態（図１の状態）と、油圧ポンプ１０７とロッド室１０１ｒとを接続するとともにヘッド室１０１ｈとタンク１１３とを接続する負状態（図２の状態）と、の間を切り替える。具体的に、バルブ１０６は、正状態のときに、ポンプ接続流路１０８とヘッド室接続流路１１０と接続するとともにロッド室接続流路１１１とタンク接続流路１１２とを接続する。一方、バルブ１０６は、負状態のときに、ポンプ接続流路１０８とロッド室接続流路１１１と接続するとともにヘッド室接続流路１１０とタンク接続流路１１２とを接続する。
【００４５】
バルブ１０６が正状態のときに油圧ポンプ１０７から吐出された作動油は、ポンプ接続流路１０８及びヘッド室接続流路１１０を経由してヘッド室１０１ｈに流入するので、この作動油の圧力によってピストン１０２及びロッド１０３が上昇する。このとき、ロッド室１０１ｒ内の作動油は、ロッド室接続流路１１１及びタンク接続流路１１２を経由してタンク１１３に流入する。逆に、バルブ１０６が負状態のときに油圧ポンプ１０７から吐出された作動油は、ポンプ接続流路１０８及びロッド室接続流路１１１を経由してロッド室１０１ｒに流入するので、この作動油の圧力によってピストン１０２及びロッド１０３が下降する。このとき、ヘッド室１０１ｈ内の作動油は、ヘッド室接続流路１１０及びタンク接続流路１１２を経由してタンク１１３に流入する。以上のピストン１０２及びロッド１０３の上下方向の往復運動により、本実施形態では、ラムでゴムが混練される。なお、ポンプ接続流路１０８には、整流用の調整弁１０９が設けられている。
【００４６】
合流流路１１４は、ロッド室１０１ｒからタンク１１３に向かう作動油の少なくとも一部を油圧ポンプ１０７からヘッド室１０１ｈに向かう作動油に合流させる。具体的に、合流流路１１４の上流側の端部は、タンク接続流路１１２に接続されており、合流流路１１４の下流側の端部は、ヘッド室接続流路１１０に接続されている。合流流路１１４には、逆止弁１１５が設けられている。
【００４７】
制御部２００は、バルブ１０６の開度を制御する。具体的に、制御部２００は、バルブ１０６の開度を決定する開度指令値を算出するとともに、当該開度指令値をバルブ１０６に送信する。制御部２００は、油圧ユニット１００に付属して配備されるパソコンやプログラマブル・ロジック・コントローラ等のコンピュータから構成され、このコンピュータの内部では、図６に示すようなフローチャート（プログラム）に従って信号を処理する。図３に示されるように、制御部２００は、判定部２１０と、開度指令値算出部２１５と、を有している。
【００４８】
判定部２１０は、合流流路１１４を通じてヘッド室１０１ｈに作動油が流入していることを示す流入条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、判定部２１０は、目標シリンダ圧ＰＳＶが得られるときのバルブ１０６の開度指令値である基準開度指令値ＡＳＶが、正の値（バルブ１０６を前記正状態とする値）であるときに、流入条件が成立したと判定する。目標シリンダ圧ＰＳＶは、ヘッド圧ＰｈＰＶ（ヘッド室１０１ｈに作用する作動油の圧力）とロッド圧ＰｒＰＶ（ロッド室１０１ｒに作用する作動油の圧力）とに基づいて算出されるシリンダ圧ＰＰＶであって目標とする圧力である。なお、シリンダ圧は、ロッド圧ＰｒＰＶからヘッド圧ＰｈＰＶを引いた値に、ピストン１０２のロッド室１０１ｒ側の受圧面積とヘッド室１０１ｈの受圧面積との比を乗じた値である。また、ヘッド圧ＰｈＰＶは、ヘッド室１０１ｈの圧力を検出可能な圧力センサ１１６により検出され、ロッド圧ＰｒＰＶは、ロッド室１０１ｒの圧力を検出可能な圧力センサ１１７により検出される。
【００４９】
ここで、流入条件の成立の有無を判定するための指標として基準開度指令値ＡＳＶが採用される理由は、次のとおりである。すなわち、基準開度指令値ＡＳＶが正の値の場合、バルブが正状態となる（ヘッド室１０１ｈの容積が増大する局面にある）ので、ヘッド室１０１ｈが負圧になりやすい状態、すなわち、合流流路１１４を通じたヘッド室１０１ｈへの作動油の流入が生じやすい状態にあるといえる。よって、基準開度指令値ＡＳＶが正の値であるときに、前記流入条件が成立したと判定することが可能となる。
【００５０】
開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が流入条件が成立していると判定したときに、予め求められた関係式に基づいて開度指令値を算出するとともに当該開度指令値をバルブ１０６に送信し、かつ、判定部２１０が流入条件が成立していないと判定したときに、前記関係式とは異なる関係式に基づいて開度指令値を算出するとともに当該開度指令値をバルブ１０６に送信する。本実施形態では、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が流入条件が成立していると判定したときに、基準開度指令値ＡＳＶよりも小さな値を開度指令値としてバルブ１０６に送信し、かつ、判定部２１０が流入条件が成立していないと判定したときに、基準開度指令値ＡＳＶをバルブ１０６に送信する。この理由は、後述する。開度指令値算出部２１５は、基準開度指令値算出部２２０と、開度指令値補正部２３０と、を有する。
【００５１】
基準開度指令値算出部２２０は、基準開度指令値ＡＳＶ（目標シリンダ圧ＰＳＶが得られるときのバルブ１０６の開度指令値）を算出する。具体的に、基準開度指令値算出部２２０は、目標シリンダ圧ＰＳＶを得るために必要な作動油の流量である流量指令値ＶＳＶを、目標シリンダ圧ＰＳＶ及びシリンダ圧ＰＰＶ（計測値）に基づいてＰＩＤ制御等のフィードバック制御則を用いて算出するとともに、流量指令値ＶＳＶと基準開度指令値ＡＳＶとの関係（図４を参照）に基づいて基準開度指令値ＡＳＶを算出する。なお、図４に示される関係は、無負荷時でかつ合流流路１１４を通じて作動油がヘッド室１０１ｈに流入していない条件下で予め求められたものである。
【００５２】
開度指令値補正部２３０は、基準開度指令値ＡＳＶを当該基準開度指令値ＡＳＶよりも小さな値となるように補正するとともに、当該値を開度指令値としてバルブ１０６に送信する。具体的に、開度指令値補正部２３０は、下記（１）式に示されるように、基準開度指令値ＡＳＶに対し、負側傾きａｏｆｆの正側傾きａｏｎに対する傾き割合ａｏｆｆ／ａｏｎを乗じた値を、開度指令値Ａ＊ＳＶとしてバルブ１０６に送信する。
【００５３】
【数１】
0006529836.tif 000002
【００５４】
ここで、負側傾きａｏｆｆは、開度指令値が負の値であるときの当該開度指令値の増分に対するピストン速度（ピストン１０２の変位速度）の増分の割合で表される傾きを意味する。また、正側傾きａｏｎは、開度指令値が正の値であるときの当該開度指令値の増分に対するピストン速度の増分の割合で表される傾きを意味する。
【００５５】
図５は、開度指令値とピストン速度との関係についての運転データの散布図を示している。図５において、横軸は、開度指令値の測定値を示し、縦軸は、ピストン速度を示している。図５において、横軸のうち原点から右側の領域は、バルブ１０６が正状態であって、判定部２１０によって流入条件が成立していると判定される領域である。一方、図５において、横軸のうち原点から左側の領域は、バルブ１０６が負状態であって、判定部２１０によって流入条件が成立していないと判定される領域である。図５に示される直線５２は、バルブ１０６が負状態であるときの各測定値データのプロット５０に基づいて、原点を通るように近似された線形近似直線である。同様に、図５に示される直線５３は、バルブ１０６が正状態であるときの各測定値データのプロット５１に基づいて、原点を通るように近似された線形近似直線である。つまり、直線５２の傾きが負側傾きａｏｆｆに相当し、直線５３の傾きが正側傾きａｏｎに相当する。なお、各線形近似直線５２，５３は、最小二乗法等の公知の線形近似法により算出されてもよい。
【００５６】
図５より、正側傾きａｏｎの方が負側傾きａｏｆｆよりも大きいことが分かる。このため、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が流入条件が成立していると判定したときに、上記式（１）に示されるように、基準開度指令値ＡＳＶよりも小さな値、すなわち、基準開度指令値ＡＳＶに対して傾き割合ａｏｆｆ／ａｏｎを乗じた値を、開度指令値Ａ＊ＳＶとしてバルブ１０６に送信する。具体的に、図３に示されるように、基準開度指令値算出部２２０からの出力信号３である基準開度指令値ＡＳＶが判定部２１０に入力され、判定部２１０から出力される判定結果信号４が、基準開度指令値ＡＳＶが正の値であることを示す信号である場合、基準開度指令値算出部２２０から出力された基準開度指令値ＡＳＶが開度指令値補正部２３０に入力される回路に切り替えられる。一方、判定部２１０から出力される判定結果信号４が、基準開度指令値ＡＳＶが負の値であることを示す信号である場合、基準開度指令値算出部２２０から出力された基準開度指令値ＡＳＶがそのまま油圧ユニット１００のバルブ１０６に出力される回路に切り替えられる。
【００５７】
以上の制御部２００の制御内容を、図６に示されるフローチャートを参照しながら説明する。
【００５８】
本油圧式駆動装置が駆動されると（油圧ポンプ１０７から作動油の供給が開始されると）、まず、過去に計算されたパラメータが初期化される（ステップＳ１０００）。このとき、油圧ユニット１００の計測値１（シリンダ圧ＰＰＶを含む）は、制御部２００の基準開度指令値算出部２２０に入力される。そして、基準開度指令値算出部２２０は、目標シリンダ圧ＰＳＶを含む信号２と前記計測値１とに基づいて基準開度指令値ＡＳＶを算出する（ステップＳ１１００）。この基準開度指令値ＡＳＶは、判定部２１０に入力される。
【００５９】
続いて、判定部２１０は、基準開度指令値ＡＳＶが正の値であるか否かを判定する（ステップＳ１２００）。この結果、基準開度指令値ＡＳＶが正の値である場合（ステップＳ１２００でＹＥＳ）、開度指令値算出部２１５の開度指令値補正部２３０は、上記式（１）に基づいて開度指令値Ａ＊ＳＶを算出するとともに（ステップＳ１３００）、当該値（信号５）をバルブ１０６に送信する。一方、基準開度指令値ＡＳＶが負の値である場合（ステップＳ１２００でＮＯ）、開度指令値算出部２１５は、基準開度指令値ＡＳＶ（信号３）をバルブ１０６に送信する。そして、その値に基づいてバルブ１０６が制御される（ステップＳ１４００）。
【００６０】
次に、制御部２００は、所定の終了条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ１５００）。この結果、終了条件を満たす場合（ステップＳ１５００でＹＥＳ）、制御は終了され、終了条件を満たさない場合（ステップＳ１５００でＮＯ）、ステップＳ１１００に戻る。
【００６１】
以上に説明した油圧式駆動装置が駆動されると、バルブ１０６が正状態と負状態とを切り替えることにより、ピストン１０２及びロッド１０３が上下方向に往復運動を繰り返す。これにより、負荷１０５（ラム）でゴムが混練される。
【００６２】
ここで、負荷１０５側から受ける反発力や慣性力等の作用により、バルブ１０６が正状態にあるときにヘッド圧ＰｈＰＶが低くなることがあるものの、本実施形態では、この場合、ロッド室１０１ｒからタンク１１３に向かう作動油の少なくとも一部が合流流路１１４を通じてヘッド室１０１ｈに流入する。このため、装置の運転中においてヘッド圧ＰｈＰＶが負圧になることが抑制される。つまり、本実施形態では、合流流路１１４を設けるという単純な構造でヘッド室１０１ｈでのキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００６３】
また、上記実施形態では、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が前記流入条件が成立していると判定したときに、予め求められた関係式に基づいて開度指令値を算出するとともに当該開度指令値をバルブ１０６に送信し、かつ、判定部２１０が前記流入条件が成立していると判定していないときに、前記関係式とは異なる関係式に基づいて開度指令値を算出するとともに当該開度指令値をバルブ１０６に送信する。
【００６４】
このため、ピストン１０２及びロッド１０３の往復運動（本実施形態では上下運動）の不安定化が抑制される。具体的に、前記流入条件が成立していると判定されたときと成立していると判定されていないときとで互いに異なる開度指令値がバルブ１０６に送信されるので、前記流入条件の成立の有無にかかわらず同一の開度指令値がバルブ１０６に送信される場合に比べて、ピストン１０２及びロッド１０３の往復運動が安定化する。
【００６５】
また、上記実施形態では、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が前記流入条件が成立していると判定したときに、基準開度指令値ＡＳＶよりも小さな値を開度指令値としてバルブ１０６に送信し、かつ、判定部２１０が前記流入条件が成立していないと判定したときに、基準開度指令値ＡＳＶをバルブ１０６に送信する。
【００６６】
この態様では、基準開度指令値ＡＳＶが正の値であるとき、すなわち、合流流路１１４を通じたヘッド室１０１ｈへの作動油の流入が懸念されるときに、目標シリンダ圧ＰＳＶが得られる基準開度指令値ＡＳＶよりも小さな値が開度指令値としてバルブ１０６に送信される（バルブ１０６の開度が目標シリンダ圧ＰＳＶが得られる開度よりも小さな開度に設定される）。よって、開度指令値とバルブ１０６を通過する油量（ヘッド室１０１ｈに流入する油量）との関係の乱れが抑制され、これによりロッド１０３の往復運動の不安定化が抑制される。
【００６７】
具体的に、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が前記流入条件が成立していると判定したときに、基準開度指令値ＡＳＶに対し、傾き割合ａｏｆｆ／ａｏｎを乗じた値を、開度指令値Ａ＊ＳＶとしてバルブ１０６に送信する。
【００６８】
このようにすれば、基準開度指令値ＡＳＶが正の値であるときの開度指令値とヘッド室１０１ｈへの作動油の流入量との関係が、基準開度指令値ＡＳＶが負の値であるときのそれとほぼ同じになるので、ロッド１０３の往復運動の不安定化が一層抑制される。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の油圧式駆動装置について、図７〜図１１を参照しながら説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第１実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
【００７０】
本実施形態では、判定部２１０による判定のロジックと、開度指令値算出部２１５による基準開度指令値ＡＳＶの補正の仕方と、が主に異なる。具体的に、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が前記流入条件が成立しておりかつヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上であると判定したときに、基準開度指令値ＡＳＶに対して第１傾き割合ａｂａｓｅ／ａ１を乗じた値を、開度指令値としてバルブ１０６に送信する。一方、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が前記流入条件が成立しておりかつヘッド圧ＰｈＰＶが前記閾値未満であると判定したときに、前記基準開度指令値に対して第２傾き割合ａｂａｓｅ／ａ２を乗じた値を、開度指令値としてバルブ１０６に送信する。そして、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が流入条件が成立していないと判定したときに、基準開度指令値ＡＳＶをバルブ１０６に送信する。
【００７１】
ここで、前記閾値は、合流流路１１４を通じてヘッド室１０１ｈに作動油が流入しているときのヘッド圧よりも高い値に設定される。
【００７２】
第１傾き割合ａｂａｓｅ／ａ１は、負側傾きａｂａｓｅの、第１正側傾きａ１に対する割合を意味する。負側傾きａｂａｓｅは、開度指令値が負の値であるときの開度指令値の増分に対するロッド１０３の変位速度の増分の割合で表される傾きである。第１正側傾きａ１は、開度指令値が正の値でかつヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上であるときの開度指令値の増分に対するロッド１０３の変位速度の増分の割合で表される傾きであって、負側傾きａｂａｓｅよりも大きな傾きである。
【００７３】
第２傾き割合ａｂａｓｅ／ａ２は、負側傾きａｂａｓｅの、第２正側傾きａ２に対する割合を意味する。第２正側傾きａ２は、開度指令値が正の値でかつヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満であるときの開度指令値の増分に対するロッド１０３の変位速度の増分の割合で表される傾きであって、負側傾きａｂａｓｅよりも大きな傾きである。
【００７４】
本実施形態では、図７に示されるように、判定部２１０に対し、油圧ユニット１００の計測値１に含まれるヘッド圧ＰｈＰＶと、基準開度指令値算出部２２０からの出力信号である基準開度指令値ＡＳＶと、が入力される。判定部２１０は、基準開度指令値ＡＳＶが正の値であるか否か、及び、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上であるか否か、を判定する。具体的に、判定部２１０は、基準開度指令値ＡＳＶが正の値であり、かつ、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上である場合、第１信号を出力し、基準開度指令値ＡＳＶが正の値であり、かつ、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満である場合、第２信号を出力し、基準開度指令値ＡＳＶが負の値である場合、第３信号を出力する。
【００７５】
開度指令値補正部２３０は、第１開度指令値補正部２３１と、第２開度指令値補正部２３２と、を有している。
【００７６】
第１開度指令値補正部２３１は、基準開度指令値ＡＳＶを当該基準開度指令値ＡＳＶよりも小さな値となるように補正するとともに、当該値（信号５）を開度指令値としてバルブ１０６に送信する。具体的に、第１開度指令値補正部２３１は、下記（２）式に示されるように、基準開度指令値ＡＳＶに対し、負側傾きａｂａｓｅの第１正側傾きａ１に対する第１傾き割合ａｂａｓｅ／ａ１を乗じた値を、開度指令値Ａ＊ＳＶとしてバルブ１０６に送信する。
【００７７】
【数２】
0006529836.tif 000003
【００７８】
第２開度指令値補正部２３２は、基準開度指令値ＡＳＶを当該基準開度指令値ＡＳＶよりも小さな値となるように補正するとともに、当該値（信号６）を開度指令値としてバルブ１０６に送信する。具体的に、第２開度指令値補正部２３２は、下記（３）式に示されるように、基準開度指令値ＡＳＶに対し、負側傾きａｂａｓｅの第２正側傾きａ２に対する第２傾き割合ａｂａｓｅ／ａ２を乗じた値を、開度指令値Ａ＊ＳＶとしてバルブ１０６に送信する。
【００７９】
【数３】
0006529836.tif 000004
【００８０】
図８は、バルブ１０６が正状態であり（開度指令値が正の値であり）、かつ、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上である場合の運転データの散布図を示している。図８に示される直線６１は、各測定値データのプロット６０に基づいて、原点を通るように近似された線形近似直線である。つまり、この直線６１の傾きが第１正側傾きａ１に相当する。
【００８１】
図９は、バルブ１０６が正状態であり（開度指令値が正の値であり）、かつ、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満である場合の運転データの散布図を示している。図９に示される直線６３は、各測定値データのプロット６２に基づいて、原点を通るように近似された線形近似直線である。つまり、この直線６３の傾きが第２正側傾きａ２に相当する。
【００８２】
図１０は、バルブ１０６が負状態であるとき（開度指令値が負の値であるとき）の運転データの散布図を示している。図１０に示される直線６５は、各測定値データのプロット６４に基づいて、原点を通るように近似された線形近似直線である。つまり、この直線６５の傾きが負側傾きａｂａｓｅに相当する。なお、負側傾きａｂａｓｅは、第１実施形態の負側傾きａｏｆｆと同じである。
【００８３】
図８〜図１０より、第１正側傾きａ１及び第２正側傾きａ２の方が負側傾きａｏｆｆよりも大きいこと、及び、第２正側傾きａ２の方が第１正側傾きａ１よりも大きいことが分かる。このため、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が前記流入条件が成立しておりかつヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上であると判定したときに、上記式（２）に示されるように、基準開度指令値ＡＳＶに対して第１傾き割合ａｂａｓｅ／ａ１を乗じた値を、開度指令値Ａ＊ＳＶとしてバルブ１０６に送信する。すなわち、判定部２１０が出力する第１信号は、基準開度指令値算出部２２０からの出力信号３である基準開度指令値ＡＳＶが第１開度指令値補正部２３１に入力される回路に切り替える信号として用いられる。また、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が前記流入条件が成立しておりかつヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満であると判定したときに、上記式（３）に示されるように、基準開度指令値ＡＳＶに対して第２傾き割合ａｂａｓｅ／ａ２を乗じた値を、開度指令値Ａ＊ＳＶとしてバルブ１０６に送信する。すなわち、判定部２１０が出力する第２信号は、基準開度指令値算出部２２０からの出力信号である基準開度指令値ＡＳＶが第２開度指令値補正部２３２に入力される回路に切り替える信号として用いられる。そして、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が前記流入条件が成立していないと判定したときに、基準開度指令値ＡＳＶをバルブ１０６に送信する。すなわち、判定部２１０が出力する第３信号は、基準開度指令値算出部２２０からの出力信号である基準開度指令値ＡＳＶがそのまま油圧ユニット１００のバルブ１０６に入力される回路に切り替える信号として用いられる。
【００８４】
以上の制御部２００の制御内容を、図１１に示されるフローチャートを参照しながら説明する。
【００８５】
ステップＳ２０００、ステップＳ２１００及びステップＳ２２００は、それぞれ第１実施形態のステップＳ１０００、ステップＳ１１００及びステップＳ１２００と同じである。
【００８６】
本実施形態では、基準開度指令値ＡＳＶが正の値である場合（ステップＳ２２００でＹＥＳ）、判定部２１０は、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上か否かを判定する（ステップＳ２３００）。この結果、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上である場合（ステップＳ２３００でＹＥＳ）、開度指令値算出部２１５の第１開度指令値補正部２３１は、上記式（２）に基づいて開度指令値Ａ＊ＳＶを算出するとともに（ステップＳ２４００）、当該値をバルブ１０６に送信する。一方、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満である場合（ステップＳ２３００でＮＯ）、開度指令値算出部２１５の第２開度指令値補正部２３２は、上記式（３）に基づいて開度指令値Ａ＊ＳＶを算出するとともに（ステップＳ２５００）、当該値をバルブ１０６に送信する。
【００８７】
また、基準開度指令値ＡＳＶが負の値である場合（ステップＳ２２００でＮＯ）、開度指令値算出部２１５は、基準開度指令値ＡＳＶをバルブ１０６に送信する。
【００８８】
以上のようにして算出された指令値Ａ＊ＳＶ，ＡＳＶに基づいてバルブ１０６が制御される（ステップＳ２５００）。
【００８９】
この後のステップＳ２７００は、第１実施形態のステップＳ１５００と同じである。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態では、開度指令値算出部２１５は、判定部２１０が前記流入条件が成立しておりかつヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上であると判定したときに、基準開度指令値ＡＳＶに対して第１傾き割合ａｂａｓｅ／ａ１を乗じた値を開度指令値としてバルブ１０６に送信し、判定部２１０が前記流入条件が成立しておりかつヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満であると判定したときに、基準開度指令値ＡＳＶに対して第２傾き割合ａｂａｓｅ／ａ２を乗じた値を開度指令値としてバルブ１０６に送信する。
【００９１】
このため、ロッド１０３の往復運動の不安定化がより確実に抑制される。具体的に、第２正側傾きａ２の方が第１正側傾きａ１よりも大きくなるので、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上である場合と閾値未満である場合のそれぞれにおいて、基準開度指令値ＡＳＶに対して各傾き割合を乗じることにより、ロッド１０３の往復運動の不安定化が一層に抑制される。
【００９２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の油圧式駆動装置について、図１２〜図１６を参照しながら説明する。なお、第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第１実施形態及び第２実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
【００９３】
第１実施形態及び第２実施形態では、基準開度指令値ＡＳＶが正の値となる場合の正側傾きａｏｎ，ａ１，ａ２が、基準開度指令値ＡＳＶが負の値となる場合の負側傾きａｏｆｆ，ａｂａｓｅと等しくなるように、基準開度指令値ＡＳＶに対して傾き割合を乗じることによって開度指令値が算出されている。
【００９４】
しかしながら、開度指令値とバルブ１０６を通過する油量との関係は、基準開度指令値ＡＳＶに限らず、他の因子によっても変化する。例えば、図１２〜図１４に示されるように、前記関係は、目標シリンダ圧ＰＳＶの値に応じて異なる。このため、第１実施形態及び第２実施形態のように特定の目標シリンダ圧ＰＳＶを前提とした制御の場合、目標シリンダ圧ＰＳＶの変化への追従が不十分となる。
【００９５】
このため、第３実施形態では、前記関係に影響のある因子を考慮したモデル式を構築し、そのモデル式に基づいて開度指令値を算出する。より詳細には、モデル式として、ロッド圧ＰｒＰＶと開度指令値との関係を示す第１モデル式と、シリンダ圧ＰＰＶと開度指令値との関係を示す第２モデル式と、を構築し、これらのモデル式に基づいて開度指令値を算出する。
【００９６】
ここで、ロッド圧ＰｒＰＶを踏まえた第１モデル式とシリンダ圧ＰＰＶを踏まえた第２モデル式とを構築する理由は、次のとおりである。すなわち、ヘッド圧ＰｈＰＶが所定値以下となった場合に合流流路１１４を通じて作動油がヘッド室１０１ｈに流入するので、合流流路１１４を通じてヘッド室１０１ｈに作動油が流入しているときのヘッド圧は、ほぼ一定の値で推移する。このため、ヘッド圧ＰｈＰＶがその値よりも高い閾値以上であれば、合流流路１１４を通じた作動油のヘッド室１０１ｈへの流入やヘッド室１０１ｈ内でのキャビテーションの発生は、ほとんど生じていないと考えられる。よって、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上であるときには、ヘッド圧ＰｈＰＶ及びロッド圧ＰｒＰＶともに信頼性が高いため、これらヘッド圧ＰｈＰＶ及びロッド圧ＰｒＰＶの双方に基づいて算出されるシリンダ圧ＰＰＶを基準とする第２モデル式に基づいて開度指令値が算出されることが望ましい。一方、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満であるとき、つまり、ヘッド室１０１ｈでのキャビテーションの発生が懸念される場合には、ヘッド圧ＰｈＰＶの信頼性はそれほど高くはないため、信頼性の高いロッド圧ＰｒＰＶを基準とする第１モデル式に基づいて開度指令値が算出されることが望ましい。
【００９７】
このようにすれば、前記関係に影響する因子の変化に柔軟に追従し、かつ、より汎用性の高い制御を実現することが可能となる。以下、本実施形態について詳細に説明する。
【００９８】
図１５に示されるように、制御部２０１は、判定部２１１と、開度指令値算出部２１６と、を有している。
【００９９】
判定部２１１は、流入条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、判定部２１１には、油圧ユニット１００の計測値１１に含まれる情報のうちヘッド圧ＰｈＰＶが入力される。判定部２１１は、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満であるときに流入条件が成立したと判定する一方、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上であるときに流入条件が成立していないと判定する。判定部２１１は、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満である場合（流入条件が成立したと判定した場合）、第１信号を出力し、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上である場合（流入条件が成立していないと判定した場合）、第２信号を出力する。
【０１００】
ここで、流入条件の成立の有無を判定するための指標としてヘッド圧ＰｈＰＶが採用される理由は、次のとおりである。すなわち、ヘッド圧ＰｈＰＶがその値よりも高い閾値以上であれば、合流流路１１４を通じた作動油のヘッド室１０１ｈへの流入やヘッド室１０１ｈ内でのキャビテーションの発生は、ほとんど生じていないと考えられる。一方で、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満であるときには、前記流入条件が成立したと判定することが可能となる。
【０１０１】
開度指令値算出部２１６は、判定部２１１が前記流入条件が成立していると判定したときに、第１モデル式に基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する一方、判定部２１１が前記流入条件が成立していないと判定したときに、第２モデル式に基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する。具体的に、開度指令値算出部２１６は、圧力微分指令値算出部２２１と、第１モデル式に基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する第１開度指令値算出部２４１と、第２モデル式に基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する第２開度指令値算出部２４２と、を有する。
【０１０２】
圧力微分指令値算出部２２１は、目標シリンダ圧ＰＳＶからシリンダ圧ＰＰＶ（計測値）を引いた値で表される圧力微分指令値Ｐ′ＳＶを算出する。具体的に、図１５に示されるように、圧力微分指令値算出部２２１には、目標シリンダ圧ＰＳＶを含む信号１２と前記計測値１１（シリンダ圧ＰＰＶを含む）とが入力され、圧力微分指令値算出部２２１は、下記式（４）に基づいて圧力微分指令値Ｐ′ＳＶを算出する。
【０１０３】
【数４】
0006529836.tif 000005
【０１０４】
第２開度指令値算出部２４２は、判定部２１１が前記流入条件が成立していないと判定したときに、シリンダ圧ＰＰＶと開度指令値との関係を示す第２モデル式に基づいて開度指令値ＡＳＶを算出するとともに、当該開度指令値ＡＳＶ（信号１６）をバルブ１０６に送信する。すなわち、判定部２１１が出力する第２信号は、圧力微分指令値算出部２２１からの出力信号１３である圧力微分指令値Ｐ′ＳＶが第２開度指令値算出部２４２に入力される回路に切り替える信号として用いられる。第２モデル式において、開度指令値ＡＳＶを算出するための因子としてシリンダ圧ＰＰＶが採用されている理由は、次のとおりである。すなわち、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上であるときには、ヘッド圧ＰｈＰＶ及びロッド圧ＰｒＰＶともに信頼性が高いため、第２開度指令値算出部２４２は、これらヘッド圧ＰｈＰＶ及びロッド圧ＰｒＰＶの双方に基づいて算出されるシリンダ圧ＰＰＶを含む第２モデル式に基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する。
【０１０５】
図１５に示されるように、第２開度指令値算出部２４２には、圧力微分指令値算出部２２１の出力信号１３である圧力微分指令値Ｐ′ＳＶに加え、前記計測値１１に含まれる情報のうちバルブ１０６の開度の測定値（以下、「開度測定値」という。）が入力される。第２開度指令値算出部２４２は、開度測定値が正の値である場合、下記式（５）〜（７）からなるモデル式Ａに基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する一方、開度測定値が負の値である場合、下記式（８）〜（１０）からなるモデル式Ｂに基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する。
【０１０６】
【数５】
0006529836.tif 000006
【０１０７】
【数６】
0006529836.tif 000007
【０１０８】
【数７】
0006529836.tif 000008
【０１０９】
【数８】
0006529836.tif 000009
【０１１０】
【数９】
0006529836.tif 000010
【０１１１】
【数１０】
0006529836.tif 000011
【０１１２】
ここで、Ｓｒはピストン１０２のロッド室１０１ｒ側の受圧面積、Ｓｈはピストン１０２のヘッド室１０１ｈ側の受圧面積、νＰＶはピストン速度（ロッド速度）の計測値、ＰｒＰＶはロッド圧の計測値、ＰｈＰＶはヘッド圧の計測値、Ｐｒｍｉｎはロッド圧の最小閾値、Ｐｈｍｉｎはヘッド圧の最小閾値、ＰＰはポンプ圧（油圧ポンプ１０７の圧力）を、それぞれ意味する。また、θ１０，θ２０，θ１１，θ１２，θ２２，θ１３，θ２３，θ３０，θ４０，θ３１，θ３２，θ４２，θ３３，θ４３は、モデル特性を決定する係数であり、これらは、最小二乗法等の近似学習法を用いて求められる。なお、ピストン速度の計測値νＰＶは、例えば、ロッド１０３に設けられた位置センサ１１８の微分により算出される。また、ポンプ圧は、油圧ポンプ１０７に設けられた圧力センサ１１９により検出される。
【０１１３】
第１開度指令値算出部２４１は、判定部２１１が前記流入条件が成立していると判定したときに、ロッド圧ＰｒＰＶと開度指令値との関係を示す第１モデル式に基づいて開度指令値ＡＳＶを算出するとともに、当該開度指令値ＡＳＶ（信号１５）をバルブ１０６に送信する。すなわち、判定部２１１が出力する第１信号は、圧力微分指令値算出部２２１からの出力信号１３である圧力微分指令値Ｐ′ＳＶが第１開度指令値算出部２４１に入力される回路に切り替える信号として用いられる。第１モデル式において、開度指令値ＡＳＶを算出するための因子として、シリンダ圧ＰＰＶではなくロッド圧ＰｒＰＶが採用されている理由は、次のとおりである。すなわち、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満であるとき、つまり、ヘッド室１０１ｈでのキャビテーションの発生が懸念される場合には、ヘッド圧ＰｈＰＶの信頼性はそれほど高くはないため、第１開度指令値算出部２４１は、信頼性の高いロッド圧ＰｒＰＶを含む第１モデル式に基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する。
【０１１４】
図１５に示されるように、第１開度指令値算出部２４１にも、圧力微分指令値算出部２２１の出力信号１３である圧力微分指令値Ｐ′ＳＶに加え、前記計測値１１に含まれる情報のうち開度測定値が入力される。第１開度指令値算出部２４１は、開度測定値が正の値である場合、下記式（１１）に示されるモデル式Ｃに基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する一方、開度測定値が負の値である場合、下記式（１２）に示されるモデル式Ｄに基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する。
【０１１５】
【数１１】
0006529836.tif 000012
【０１１６】
【数１２】
0006529836.tif 000013
【０１１７】
ここで、Ｐ′ｒＳＶは、目標とするロッド圧の時間微分値である。
【０１１８】
以上の制御部２０１の制御内容を、図１６に示されるフローチャートを参照しながら説明する。
【０１１９】
本油圧式駆動装置が駆動されると（油圧ポンプ１０７から作動油の供給が開始されると）、まず、過去に計算されたパラメータが初期化される（ステップＳ３０００）。このとき、油圧ユニット１００の計測値１１に含まれる情報のうちシリンダ圧ＰＰＶは、圧力微分指令値算出部２２１に入力され、前記計測値１１に含まれる情報のうちヘッド圧ＰｈＰＶは、判定部２１１に入力され、前記計測値１１に含まれる情報のうち開度測定値、ピストン速度νＰＶ、ポンプ圧ＰＰ等は、第１開度指令値算出部２４１及び第２開度指令値算出部２４２に入力される。
【０１２０】
次に、圧力微分指令値算出部２２１は、目標シリンダ圧ＰＳＶを含む信号１２と前記計測値１１とに基づいて圧力微分指令値Ｐ′ＳＶを算出する（ステップＳ３０１０）。この圧力微分指令値Ｐ′ＳＶ（信号１３）は、第１開度指令値算出部２４１及び第２開度指令値算出部２４２に入力される。
【０１２１】
続いて、判定部２１１は、流入条件が成立しているか否か（ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満であるか否か）を判定する（ステップＳ３０２０）。この結果、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上である場合（ステップＳ３０２０でＹＥＳ）、第２開度指令値算出部２４２は、開度測定値が正の値であるか否かを判定する（ステップＳ３０３０）。そして、開度測定値が正の値である場合（ステップＳ３０３０でＹＥＳ）、第２開度指令値算出部２４２は、モデル式Ａに基づいて開度指令値ＡＳＶを算出するとともに（ステップＳ３０４０）、当該値（信号１６）をバルブ１０６に送信する。一方、開度測定値が負の値である場合（ステップＳ３０３０でＮＯ）、第２開度指令値算出部２４２は、モデル式Ｂに基づいて開度指令値ＡＳＶを算出するとともに（ステップＳ３０５０）、当該値（信号１６）をバルブ１０６に送信する。
【０１２２】
また、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満である場合（ステップＳ３０２０でＮＯ）、第１開度指令値算出部２４１は、開度測定値が正の値であるか否かを判定する（ステップＳ３０６０）。そして、開度測定値が正の値である場合（ステップＳ３０６０でＹＥＳ）、第１開度指令値算出部２４１は、モデル式Ｃに基づいて開度指令値ＡＳＶを算出するとともに（ステップＳ３０７０）、当該値（信号１５）をバルブ１０６に送信する。一方、開度測定値が負の値である場合（ステップＳ３０６０でＮＯ）、第１開度指令値算出部２４１は、モデル式Ｄに基づいて開度指令値ＡＳＶを算出するとともに（ステップＳ３０８０）、当該値（信号１５）をバルブ１０６に送信する。
【０１２３】
以上のようにして算出された開度指令値ＡＳＶに基づいてバルブ１０６が制御される（ステップＳ３０９０）。
【０１２４】
次に、制御部２０１は、所定の終了条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ３１００）。この結果、終了条件を満たす場合（ステップＳ３１００でＹＥＳ）、制御は終了され、終了条件を満たさない場合（ステップＳ３１００でＮＯ）、ステップＳ３０１０に戻る。
【０１２５】
以上のように、本実施形態では、制御部２０１は、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値未満であるとき、つまり、ヘッド室１０１ｈでのキャビテーションの発生が懸念される場合には、信頼性の高くないヘッド圧ＰｈＰＶではなく信頼性の高いロッド圧ＰｒＰＶを含む第１モデル式（モデル式Ｃ及びＤ）に基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する。一方、制御部２０１は、ヘッド圧ＰｈＰＶが閾値以上であるときには、ヘッド圧ＰｈＰＶ及びロッド圧ＰｒＰＶともに信頼性が高いため、これらヘッド圧ＰｈＰＶ及びロッド圧ＰｒＰＶの双方に基づいて算出されるシリンダ圧ＰＰＶを含む第２モデル式（モデル式Ａ及びＢ）に基づいて開度指令値ＡＳＶを算出する。このため、第１実施形態及び第２実施形態に比べて、開度指令値とバルブ１０６を通過する油量との関係に影響する種々の因子の変化に柔軟に追従可能な開度指令値ＡＳＶを算出することができる。よって、ピストン１０２及びロッド１０３の往復運動の不安定化がより有効に抑制され、かつ、より汎用性が高くなる。
【０１２６】
また、本実施形態では、制御部２０１は、ヘッド圧ＰｈＰＶ及びロッド圧ＰｒＰＶに加え、圧力微分指令値Ｐ′ＳＶ、目標ロッド圧の時間微分値Ｐ′ｒＳＶ、ピストン速度νＰＶ、ポンプ圧ＰＰ、ポンプ圧ＰＰとロッド圧ＰｒＰＶとの差圧、及び、ポンプ圧ＰＰとヘッド圧ＰｈＰＶとの差圧をも踏まえて開度指令値ＡＳＶを算出する。このため、より高い精度で開度指令値ＡＳＶが算出される。
【０１２７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の油圧式駆動装置について、図１７及び図１８を参照しながら説明する。なお、第４実施形態では、第３実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第３実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
【０１２８】
本実施形態では、第３実施形態の第１モデル式の目標ロッド圧の時間微分値Ｐ′ｒＳＶを０（ゼロ）とすることによって得られる基本開度指令値Ａ２に対し、別途補正指令値Ａ１を加算することにより開度指令値ＡＳＶを算出するとともに、第３実施形態の第２モデル式の圧力微分指令値Ｐ′ＳＶを０（ゼロ）とすることによって得られる基本開度指令値Ａ２に対し、別途補正指令値Ａ１を加算することにより開度指令値ＡＳＶを算出する。これによる効果は、第３実施形態のものと同じである。以下、本実施形態について詳細に説明する。
【０１２９】
図１７に示されるように、制御部２０２は、判定部２１２と、開度指令値算出部２１７と、を有している。なお、判定部２１２は、第３実施形態の判定部２１１と同じである。
【０１３０】
開度指令値算出部２１７は、ゼロ信号出力部２２２と、第１開度指令値算出部２５１と、第２開度指令値算出部２５２と、補正指令値算出部２５３と、を有する。
【０１３１】
ゼロ信号出力部２２２は、常時、目標ロッド圧の時間微分値Ｐ′ｒＳＶ及び圧力微分指令値Ｐ′ＳＶが０となる信号２３を生成し、これを第１開度指令値算出部２５１又は第２開度指令値算出部２５２に出力する。
【０１３２】
第１開度指令値算出部２５１は、第３実施形態の第１開度指令値算出部２４１と同じである。ただし、ゼロ信号出力部２２２から目標ロッド圧の時間微分値Ｐ′ｒＳＶが０となる信号２３が入力されるため、第１開度指令値算出部２５１は、前記信号２３と、モデル式Ｃ及びモデル式Ｄのいずれか一方と、に基づいて基本開度指令値Ａ２（信号２５）を算出する。
【０１３３】
第２開度指令値算出部２５２は、第３実施形態の第２開度指令値算出部２４２と同じである。ただし、ゼロ信号出力部２２２から圧力微分指令値Ｐ′ＳＶが０となる信号２３が入力されるため、第２開度指令値算出部２５２は、前記信号２３と、モデル式Ａ及びモデル式Ｂのいずれか一方と、に基づいて基本開度指令値Ａ２（信号２６）を算出する。
【０１３４】
補正指令値算出部２５３は、補正指令値Ａ１（信号２７）を算出する。具体的に、図１７に示されるように、補正指令値算出部２５３には、目標シリンダ圧ＰＳＶを含む信号２２と油圧ユニット１００の計測値２１（シリンダ圧ＰＰＶを含む）との偏差、すなわち、上記式（４）により算出された値が入力され、補正指令値算出部２５３は、ＰＩＤ制御を用いて基本開度指令値Ａ２（信号２７）を算出する。
【０１３５】
以上の制御部２０２の制御内容を、図１８に示されるフローチャートを参照しながら説明する。
【０１３６】
本油圧式駆動装置が駆動されると（油圧ポンプ１０７から作動油の供給が開始されると）、まず、過去に計算されたパラメータが初期化される（ステップＳ４０００）。このとき、油圧ユニット１００の計測値２１に含まれる情報のうちシリンダ圧ＰＰＶは、補正指令値算出部２５３に入力され、前記計測値２１に含まれる情報のうちヘッド圧ＰｈＰＶは、判定部２１２に入力され、前記計測値２１に含まれる情報のうち開度測定値、ピストン速度νＰＶ、ポンプ圧ＰＰ等は、第１開度指令値算出部２５１及び第２開度指令値算出部２５２に入力される。
【０１３７】
次に、補正指令値算出部２５３は、目標シリンダ圧ＰＳＶを含む信号２２と前記計測値２１との偏差に基づいて補正指令値Ａ１（信号２７）を算出する（ステップＳ４０１０）。
【０１３８】
ステップＳ４０２０、ステップＳ４０３０及びステップＳ４０６０は、それぞれ第３実施形態のステップＳ３０２０、ステップＳ３０３０及びステップＳ３０６０と同じである。また、ステップＳ４０４０、ステップＳ４０５０、ステップＳ４０７０及びステップＳ４０８０は、それぞれ、次の点を除き、第３実施形態のステップＳ３０４０、ステップＳ３０５０、ステップＳ３０７０及びステップＳ３０８０と同じである。
【０１３９】
すなわち、ステップＳ４０４０では、式Ａの圧力微分指令値Ｐ′ＳＶに０を入力することにより基本開度指令値Ａ２（信号２６）が算出される。ステップＳ４０５０では、式Ｂの圧力微分指令値Ｐ′ＳＶに０を入力することにより基本開度指令値Ａ２（信号２６）が算出される。ステップＳ４０７０では、式Ｃの目標ロッド圧の時間微分値Ｐ′ｒＳＶに０を入力することにより基本開度指令値Ａ２（信号２５）が算出される。ステップＳ４０８０では、式Ｄの目標ロッド圧の時間微分値Ｐ′ｒＳＶに０を入力することにより基本開度指令値Ａ２（信号２５）が算出される。
【０１４０】
そして、ステップＳ４０４０、ステップＳ４０５０、ステップＳ４０７０及びステップＳ４０８０のいずれかで算出された基本開度指令値Ａ２（信号２５又は信号２６）に対し、ステップＳ４０１０で算出された補正指令値Ａ１（信号２７）を加算することにより、開度指令値ＡＳＶ（信号２８）を算出する（ステップＳ４０９０）。
【０１４１】
以上のようにして算出された開度指令値ＡＳＶ（信号２８）に基づいてバルブ１０６が制御される（ステップＳ４１００）。
【０１４２】
次に、制御部２０２は、所定の終了条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ４１１０）。この結果、終了条件を満たす場合（ステップＳ４１１０でＹＥＳ）、制御は終了され、終了条件を満たさない場合（ステップＳ４１１０でＮＯ）、ステップＳ４０１０に戻る。
【０１４３】
以上のように、本実施形態では、圧力微分指令値Ｐ′ＳＶや目標ロッド圧の時間微分値Ｐ′ｒＳＶを算出することなく、第３実施形態と同様に高精度に開度指令値ＡＳＶを算出することができる。
【０１４４】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１４５】
例えば、上記実施形態では、負荷１０５として、ゴムを混練するためのラムが例示されたが、負荷１０５は、ラムに限られない。
【符号の説明】
【０１４６】
１００    油圧ユニット
１０１    シリンダ
１０１ｈ  ヘッド室
１０１ｒ  ロッド室
１０２    ピストン
１０３    ロッド
１０５    負荷（ラム）
１０６    バルブ
１０７    油圧ポンプ
１１３    タンク
１１４    合流流路
２００    制御部
２０１    制御部
２０２    制御部
２１０    判定部
２１１    判定部
２１２    判定部
２１５    開度指令値算出部
２１６    開度指令値算出部
２１７    開度指令値算出部
【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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【図１７】
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【図１８】
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