(57)【要約】【課題】流量調整弁のバックラッシュに伴うヒステリシスを低減し、該ヒステリシスに伴うハンチングの発生を防止して、制御を安定化した流量調整弁の制御装置を提供する。【解決手段】流量調整弁のヒステリシスを抑制する手段を備えた流量調整弁の制御装置において、アクチュエータの目標とする移動方向を判断する移動方向判定装置と、移動方向へのヒステリシス量を加算、減算するヒステリシス量調整装置と、該ヒステリシス量調整装置の出力を前記流量調整弁開度指令演算装置に加える加、減算装置を備え、加、減算装置は、前記流量調整弁の移動方向が変わるごとにその方向に応じて前記流量調整弁開度指令演算装置の指令値に前記移動方向判定装置及びヒステリシス量調整装置からのヒステリシス相当量を加算、もしくは減算するヒステリシス量補正機能を備える。【選択図】図１
2009150364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器へ供給される流体の圧力及び流量を制御し、アクチュエータにより作動する流量制御弁と、該流量調整弁の開度の指令値を出力する流量調整弁開度指令演算装置とを備え、前記流量調整弁のヒステリシスを抑制する手段を備えた流量調整弁の制御装置において、
前記アクチュエータの目標とする移動方向を判断する移動方向判定装置と、前記移動方向へのヒステリシス量を加算、減算するヒステリシス量調整装置と、該ヒステリシス量調整装置の出力を前記流量調整弁開度指令演算装置に加える加、減算装置を備え、前記加、減算装置は、前記流量調整弁の移動方向が変わるごとにその方向に応じて前記流量調整弁開度指令演算装置の指令値に前記移動方向判定装置及びヒステリシス量調整装置からのヒステリシス相当量を加算、もしくは減算するヒステリシス量補正機能を備えたことを特徴とする流量調整弁の制御装置。
【請求項２】
前記ヒステリシス量調整装置において、該ヒステリシス量調整装置にて加算、減算するヒステリシス量が、前記流量調整弁の開度指令値及び該指令方向に応じたマップに基づいた関数となっていることを特徴とする請求項１に記載の流量調整弁の制御装置。
【請求項３】
前記ヒステリシス量調整装置は、予め流量調整弁の開度指令値と流量調整弁の実開度をマップ情報として記録しておき、流量調整弁の特性に応じたヒステリシス量を前記流量調整弁の開度指令値に加算、減算することを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の流量調整弁の制御装置。
【請求項４】
前記ヒステリシス量調整装置において、前記流量調整弁の移動方向が変わったときに、ヒステリシス相当量を該ヒステリシス相当量の近傍までは１度に加算あるいは減算し、ヒステリシス相当量の近傍から一定時間毎に少量ずつヒステリシス相当量に到達するまで加算あるいは減算するという２ステップの過程を経ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流量調整弁の制御装置。
【請求項５】
圧力容器へ供給される流体の圧力及び流量を制御し、アクチュエータにより作動する流量制御弁と、該流量調整弁の開度の指令値を出力する流量調整弁開度指令演算装置とを備え、前記流量調整弁のヒステリシスを抑制する手段を備えた流量調整弁の制御装置において、
前記アクチュエータの目標とする移動方向を判断する移動方向判定装置と、
前記流量調整弁の弁開度を計測する弁開度計測手段と、
前記アクチュエータにある一定振幅で増減しながら徐々に増加する入力信号を加えて前記弁開度計測手段で計測される弁開度が動作、停止を繰り返すごとに、前記アクチュエータの入力信号と前記弁開度計測手段で計測される弁開度を記録することでヒステリシスマップを自動的に作成するヒステリシス量調整装置を備えたことを特徴とする流量調整弁の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式コモンレールの入口に設けられて該コモンレール内の圧力を制御する流量調整弁のヒステリシスを抑制してコモンレール圧力を一定に保持する流量調整弁の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の油圧式コモンレールのコモンレール圧力制御装置の１例を図２１に示す。
図２１において、１００はエンジン、該エンジン１００の各シリンダ１内には燃料噴射弁２が設けられ、該燃料噴射弁２から燃料噴射制御装置（図示省略）にて制御された適正時期にシリンダ１内に燃料が噴射される。
かかる燃料はコモンレール３に高圧に蓄圧され、該コモンレール３内の高圧燃料が前記適正時期に燃料噴射弁２からシリンダ１内に噴射される。該コモンレール３内の圧力は圧力センサ５により計測される。
【０００３】
また、前記コモンレール３内には、オイルタンク４ａから吸入したオイルをポンプ４によって高圧に加圧された高圧燃料が供給されている。
前記ポンプ４へのオイルは、開閉弁６及び該開閉弁６の開度を制御する電磁弁７よりなる流量調整弁６ａによって、その圧力及び流量を制御される。
前記コモンレール３内の圧力は、圧力センサ５によって計測され、ローパスフィルタ９で低周波分が除去されて、その圧力が差圧検出器１０に入力され、該差圧検出器１０でコモンレール３内圧力目標値Ｐ０との圧力差ΔＰが検出される。
【０００４】
該圧力差ΔＰは、流量調整弁開度指令演算装置８に入力され、該流量調整弁開度指令演算装置８にて前記圧力差ΔＰから流量調整弁６ａの開度の調整量を算出し、流量調整弁６ａの電磁弁７に入力する。流量調整弁６ａは前記コモンレール３内圧力目標値Ｐ０に開度を調整され、コモンレール３内圧力は前記ポンプ４を介して圧力目標値Ｐ０が設定される。
【０００５】
次に、前記のような流量調整弁６ａにおいては、流量調整弁開度指令演算装置８からの開度調整指令に応じて動作する弁の摺動部に発生する静摩擦力、弁のガタ等によりヒステリシスが存在し、このため、電磁弁７の開度調整指令と実際の電磁弁７の挙動とが一致しないため、コモンレール３内圧力のフィードバック制御を行ったときに該電磁弁７の挙動が不安定となってハンチングが発生し、コモンレール３内圧力の変動が起きる。
また、弁挙動部の加工精度にバラツキがあるため、前記ヒステリシス量に弁ごとの固体差が発生する。
【０００６】
図２２は、図２１に示す油圧式コモンレールのコモンレール圧力制御装置において、前記流量調整弁開度指令演算装置８からの信号に、ヒステリシスが存在する場合のヒステリシスの除去手段を示し、流量調整弁開度指令演算装置８からの出力信号５０に、ヒステリシスεが生じる（５０、５１はヒステリシスεの回路）。
【０００７】
このヒステリシスの形成状況を図２３〜図２６に示す。
図２３（Ａ）、（Ｂ）において、Ｓは流量調整弁６ａの開度指令値、Ｈ´は流量調整弁６ａの実開度である。Ｈ´ｍａｘ及びＨ´ｍｉｎを以下のように定義する。
流量調整弁６ａが左端で片当たりしているときは、（Ａ）のように、Ｈ´ｍｉｎはＳと同値、Ｈ´ｍａｘはヒステリシスεだけ多い。流量調整弁６ａが右端で片当たりしているときは、（Ｂ）のように、Ｈ´ｍａｘはＳと同値、Ｈ´ｍｉｎはヒステリシスεだけ少ない。
【０００８】
このヒステリシスεは、図２４、２５のように変化し、流量調整弁６ａの開度指令値Ｈが変化しても、ヒステリシス相当量εを超えるまでは、Ｈ´ｍａｘとＨ´ｍｉｎの中点であるＨ´（流量調整弁６ａの実開度）は変わらない。
従って、図２４、２５より、流量調整弁６ａの入力Ｓの変化に対し、出力Ｈ´は位相遅れのような挙動をとる。
【０００９】
図２６は、図２２〜２５に基づく流量調整弁６ａのフローチャートで、前記Ｈ´ｍａｘが入力Ｓよりも小さいときは、Ｈ´ｍａｘ←Ｓ、Ｈ´ｍｉｎ←Ｓ―εとし、Ｈ´＝（Ｈ´ｍａｘ＋Ｈ´ｍｉｎ）／２を算出する。
Ｈ´ｍａｘが入力Ｓよりも大きく、Ｈ´ｍｉｎがＳよりも大きいときはＨ´ｍａｘ←Ｓ＋ε、Ｈ´ｍｉｎ←Ｓとして前記Ｈ´＝（Ｈ´ｍａｘ＋Ｈ´ｍｉｎ）／２を算出する。なお、Ｈ´ｍｉｎがＳよりも小さいときは、そのまま前記Ｈ´＝（Ｈ´ｍａｘ＋Ｈ´ｍｉｎ）／２を算出する。
【００１０】
前記の例により、Ｈ´（流量調整弁６ａの実開度）になるような開度指令値Ｓを求め、該開度指令値Ｓに対応する実開度Ｈ´を前記流量調整弁６ａに与えた場合の、ブロック図を図２２に示す。図２２において、その他の要素は図２１と同様である。
【００１１】
また、前記ヒステリシスの除去手段の一例を示したものに、特許文献１（ＷＯ０１／０６３１１４号公報）がある。
かかる特許文献１においては、ヒステリシス補正回路は、目標値と現在値と偏差である
PI制御量演算部の入力量が０以上か０以下かを判別する偏差正負判定部を、この偏差正負判定部の出力を増幅する増幅器とでヒステリシス補正回路を構成した排気ガス再循環バルブの技術が開示されている。
【００１２】
【特許文献１】ＷＯ０１／０６３１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記のように、図２２に示す流量調整弁６ａにおいては、流量調整弁開度指令演算装置８からの開度調整指令に応じて動作する弁の摺動部に発生する静摩擦力、弁のガタ等によりヒステリシスが存在する。
このため、電磁弁７の開度調整指令と実際の電磁弁７の挙動とが一致しないため、コモンレール３内圧力のフィードバック制御を行ったときに該電磁弁７の挙動が不安定となってハンチングが発生し、コモンレール３内圧力の変動が起きる。
また、弁挙動部の加工精度にバラツキがあるため、前記ヒステリシス量に弁ごとの固体差が発生する。
【００１４】
かかるヒステリシスの低減手段として、前記図２２〜２５に示す手段があるが、かかる低減手段においては、圧力応答性を高める低減手段のためフィードバックゲインを上げると、図２４に示すように、流量調整弁６ａの入力Ｓの変化に対し、出力Ｈ´は位相遅れのような挙動を行うため、コモンレール３内圧力に脈動が発生する。
【００１５】
また、特許文献１（ＷＯ０１／０６３１１４号公報）の技術は、ヒステリシス補正回路は弁の運動始めのオーバーシュートを防止して、弁の開き始めの安定化を狙ったもので、弁のバックラッシュに伴う弁作動及び弁の安定化をねらったものではない。
【００１６】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、流量調整弁のバックラッシュに伴うヒステリシスを低減し、該ヒステリシスに伴うハンチングの発生を防止して、制御を安定化した流量調整弁の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明はかかる目的を達成するもので、圧力容器へ供給される流体の圧力及び流量を制御し、アクチュエータにより作動する流量制御弁と、該流量調整弁の開度の指令値を出力する流量調整弁開度指令演算装置とを備え、前記流量調整弁のヒステリシスを抑制する手段を備えた流量調整弁の制御装置において、前記アクチュエータの目標とする移動方向を判断する移動方向判定装置と、前記移動方向へのヒステリシス量を加算、減算するヒステリシス量調整装置と、該ヒステリシス量調整装置の出力を前記流量調整弁開度指令演算装置に加える加、減算装置を備え、前記加、減算装置は、前記流量調整弁の移動方向が変わるごとにその方向に応じて前記流量調整弁開度指令演算装置の指令値に前記移動方向判定装置及びヒステリシス量調整装置からのヒステリシス相当量を加算、もしくは減算するヒステリシス量補正機能を備えたことを特徴とする（請求項１）。
【００１８】
また、本発明は、具体的には、次のように構成するのが好ましい。
（１）前記ヒステリシス量調整装置において、該ヒステリシス量調整装置にて加算、減算するヒステリシス量が、前記流量調整弁の開度指令値及び該指令方向に応じたマップに基づいた関数となっていること（請求項２）。
（２）前記ヒステリシス量調整装置は、予め流量調整弁の開度指令値と流量調整弁の実開度をマップ情報として記録しておき、流量調整弁の特性に応じたヒステリシス量を前記流量調整弁の開度指令値に加算、減算すること（請求項３）。
（３）前記ヒステリシス量調整装置において、前記流量調整弁の移動方向が変わったときに、ヒステリシス相当量を該ヒステリシス相当量の近傍までは１度に加算あるいは減算し、ヒステリシス相当量の近傍から一定時間毎に少量ずつヒステリシス相当量に到達するまで加算あるいは減算するという2ステップの過程を経ること（請求項４）。
【００１９】
また、本発明は、圧力容器へ供給される流体の圧力及び流量を制御し、アクチュエータにより作動する流量制御弁と、該流量調整弁の開度の指令値を出力する流量調整弁開度指令演算装置とを備え、前記流量調整弁のヒステリシスを抑制する手段を備えた流量調整弁の制御装置において、
前記アクチュエータの目標とする移動方向を判断する移動方向判定装置と、
前記流量調整弁の弁開度を計測する弁開度計測手段と、
前記アクチュエータにある一定振幅で増減しながら徐々に増加する入力信号を加えて前記弁開度計測手段で計測される弁開度が動作、停止を繰り返すごとに、前記アクチュエータの入力信号と前記弁開度計測手段で計測される弁開度を記録することでヒステリシスマップを自動的に作成するヒステリシス量調整装置を備えたことを特徴とする（請求項５）。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、アクチュエータの目標とする移動方向を判断する移動方向判定装置と、移動方向へのヒステリシス量を加算、減算するヒステリシス量調整装置と、該ヒステリシス量調整装置の出力を前記流量調整弁開度指令演算装置に加える加、減算装置を備え、前記加、減算装置は、前記流量調整弁の移動方向が変わるごとにその方向に応じて前記流量調整弁開度指令演算装置の指令値に前記移動方向判定装置及びヒステリシス量調整装置からのヒステリシス相当量を加算、もしくは減算するヒステリシス量補正機能を備えたので（請求項１）、流量調整弁の移動方向が変わるごとにその方向に応じて流量調整弁開度指令演算装置の指令値に移動方向判定装置及びヒステリシス量調整装置からのヒステリシス相当量を加算、もしくは減算するヒステリシス量補正機能を備えたことにより、ヒステリシスの影響が無くなり、流量調整弁にヒステリシスが存在しても、該ヒステリシス起因でのリミットサイクルのような制御不安定状態の発生を防止できる。
【００２１】
また、ヒステリシス量調整装置において、該ヒステリシス量調整装置にて加算、減算するヒステリシス量が、前記流量調整弁の開度指令値及び該指令方向に応じたマップに基づいた関数となっているので（請求項２）、流量調整弁のストローク位置に依存する固有のヒステリシス量に対しても対応可能であり、また、前記流量調整弁に機種差が存在する場合でも流量調整弁の特性の平均値を代表値としてマップデータとすることで対応できる。
【００２２】
また、前記ヒステリシス量調整装置は、予め流量調整弁の開度指令値と流量調整弁の実開度をマップ情報として記録しておき、流量調整弁の特性に応じたヒステリシス量を前記流量調整弁の開度指令値に加算、減算することが出来るので（請求項３）、流量調整弁の弁開度に応じてヒステリシス量が異なっても、流量調整弁の開度指令値と流量調整弁の実開度をマップ情報とし、流量調整弁の特性に応じたヒステリシス量を前記流量調整弁の開度指令値に加算、減算することにより、ヒステリシス量を完全に補正できる。
【００２３】
また、ヒステリシス量調整装置において、記流量調整弁の移動方向が変わったときに、ヒステリシス相当量を該ヒステリシス相当量の近傍までは１度に加算あるいは減算し、ヒステリシス相当量の近傍から一定時間毎に少量ずつヒステリシス相当量に到達するまで加算あるいは減算するという２ステップの過程を経ることにより（請求項４）、流量調整弁の移動方向（回転方向）が急変しても、前記のようにヒステリシス相当量の近傍までは１度に加算あるいは減算し、ヒステリシス相当量の近傍から一定時間毎に少量ずつヒステリシス相当量に到達するまで加算あるいは減算するという２ステップの過程を経ることにより、ヒステリシス相当量までの到達時間が短縮されろとともに、時間遅れのより制御が不安定になるという問題が回避できる。
【００２４】
また、前記流量調整弁の弁開度を計測する弁開度計測手段と、前記アクチュエータにある一定振幅で増減しながら徐々に増加する入力信号を加えて前記弁開度計測手段で計測される弁開度が動作、停止を繰り返すごとに、前記アクチュエータの入力信号と前記弁開度計測手段で計測される弁開度を記録することでヒステリシスマップを自動的に作成するヒステリシス量調整装置を備えたので（請求項５）、アクチュエータに個体差が発生しても、アクチュエータにある一定振幅で増減しながら徐々に増加する入力信号を加えて弁開度の計測値が動作、停止を繰り返すごとに、アクチュエータの入力信号と弁開度計測手段で計測される弁開度を記録することでヒステリシスマップを自動的に作成することにより、人手を介することなく、ヒステリシスマップと容易に取得できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００２６】
図１は本発明にかかるコモンレール圧力制御システムのブロック図である。
図１において、１００はエンジン、該エンジン１００の各シリンダ１内には燃料噴射弁２が設けられ、該燃料噴射弁２から燃料噴射制御装置（図示省略）にて制御された適正時期にシリンダ１内に燃料が噴射される。
かかる燃料はコモンレール３に高圧に蓄圧され、該コモンレール３内の高圧燃料が前記適正時期に燃料噴射弁２からシリンダ１内に噴射される。該コモンレール３内の圧力は圧力センサ５により計測される。
【００２７】
また、前記コモンレール３内には、オイルタンク４ａから吸入したオイルをポンプ４によって高圧に加圧された高圧燃料が供給されている。
前記ポンプ４へのオイルは、開閉弁６及び該開閉弁６の開度を制御する電磁弁７よりなる流量調整弁６ａによって、その圧力及び流量を制御される。
前記コモンレール３内の圧力は、圧力センサ５によって計測され、ローパスフィルタ９で低周波分が除去されて、その圧力が差圧検出器１０に入力され、該差圧検出器１０でコモンレール３内圧力目標値Ｐ０との圧力差ΔＰが検出される。
【００２８】
該圧力差ΔＰは、流量調整弁開度指令演算装置８に入力され、該流量調整弁開度指令演算装置８にて前記圧力差ΔＰから流量調整弁６ａの開度の目標値Ｓを算出する。該開度の目標値Ｓは加、減算装置１３および、本発明にかかる前記流量調整弁６ａの目標とする移動方向を判断する移動方向判定装置１１に入力される。
該移動方向判定装置１１の演算結果は、前記移動方向へのヒステリシス量を加算、減算する本発明にかかるヒステリシス量調整装置１２に入力され、該ヒステリシス量調整装置１２の演算結果は、前記加、減算装置１３に入力される。
【００２９】
前記加、減算装置１３は、前記流量調整弁６ａの移動方向が変わるごとにその方向に応じて前記流量調整弁開度指令演算装置８の指令値即ち開度の目標値Ｓに前記移動方向判定装置１１及びヒステリシス量調整装置１２からのヒステリシス相当量を加算、もしくは減算するヒステリシス量補正機能を備えている。
前記加、減算装置１３の出力即ち開度指令値Ｈは、流量調整弁６ａのアクチュエータ（電磁弁）７に入力される。流量調整弁６ａは前記コモンレール３内圧力目標値P０に開度を調整され、コモンレール３内圧力は前記ポンプ４を介して圧力目標値P０が設定される。
【００３０】
以下に前記移動方向判定装置１１及びヒステリシス量調整装置１２の内容について説明する。
【００３１】
図２は、本発明にかかるヒステリシス量調整装置の説明図である。
図２において、Ｓは開度指令値、Ｈは流量調整弁６ａの実開度である。流量調整弁ヒステリシス特性に対する逆関数を持たせた装置を、コントローラ１０１内に包含すれば、流量調整弁６ａのヒステリシス特性を打ち消すことが可能となる。
【００３２】
図３は、流量調整弁６ａを開度目標値Ｈどおりに動かすための開度指令値Ｓの算出イメージ図である。
図３においてヒステリシス特性をもつ流量調整弁６ａを、開度目標値Ｈどおりに動かすためには、開度が増加→減少あるいは減少→増加に転じたとき、移動方向に対しヒステリシス相当値εを余分に加え得ればよい。
図４は、開度目標値Ｈと開度指令値Ｓとの関係線図である。図４において、開度目標値Ｈに開度指令値Ｓは非線形の位相進みとなっている。この値を流量調整弁６ａのアクチュエータ７に出力することにより、ヒステリシスが存在してもその影響を受けないコモンレール制御が可能となる。
【００３３】
図５はヒステリシス逆関数のフローチャートである。図５において、図２〜４に基づくヒステリシス逆関数のフローチャートで、開度目標値Ｈが＋方向に移動すると、Ｓｍａｘ←Ｈ＋ε、Ｓｍｉｎ←Ｈであり、開度目標値Ｈが−方向に移動すると、Ｓｍａｘ←Ｈ、Ｓｍｉｎ←Ｈ−εであり、そして、＋方向に移動、−方向に移動、及び前記開度目標値Ｈが変化しないときは、Ｓ←（Ｓｍａｘ＋Ｓｍｉｎ）／２とする。
【００３４】
図６はヒステリシス量調整装置の特性、即ちヒステリシスマップ情報を取得するための、流量調整弁の静特性を計測手段に係る説明図である。
図６において、２０は電圧計、７は流量調整弁６ａのアクチュエータ、６は弁体、２１はマイクロメータ、２２は変位計である。前記計測手段は、電圧計２０によって電圧をアクチュエータ７に駆け、マイクロメータ２１及び変位計２２で前記流量調整弁６ａの弁体６の変位を計測している。かかる計測結果を図７〜図８に示す。
【００３５】
かかる計測時において、前記流量調整弁６ａの移動方向が変わったとき等に対応して、図７に示すヒステリシス量再生装置及び図８に示す遅延装置５３のように、先ずヒステリシス相当量εをヒステリシス相当量εの近傍まではεｂのように１度に加算（あるいは減算）し、ヒステリシス相当量εの近傍から一定時間毎に少量ずつεｒのように上昇させて、２ステップの過程で変化させる。
このようにすることにより、流量調整弁６ａの移動方向（回転方向）が急変しても、前記のようにヒステリシス相当量εの近傍まではεｂのように１度に加算（あるいは減算し）、ヒステリシス相当量εの近傍から一定時間毎に少量ずつヒステリシス相当量εｒに到達するまで加算（あるいは減算）するという２ステップの過程を経る。
これにより、ヒステリシス相当量εまでの到達時間が短縮されるとともに、時間遅れのより制御が不安定になるという問題が回避できる。
【００３６】
前記図１の本発明の制御ブロック図に、前記図７〜図８に示すヒステリシス量再生装置５２及び遅延装置５３を、前記ヒステリシス量調整装置１２として組み込んで作成した制御ブロック図を、図１５に示す。
図１５のように、前記ヒステリシス量調整装置１２として、前記ヒステリシス量再生装置５２及び遅延装置５３を組み込み、移動方向判定装置１１の演算結果と前記流量調整弁開度指令演算装置８の演算結果とを前記ヒステリシス量再生装置５２に入力し、該ヒステリシス量再生装置５２及び遅延装置５３の演算結果を、前記加、減算装置１３に入力される。
それ以外の要素、作動は、図１と同様である。
【００３７】
図１０は、前記図９の結果による制御ブロック図による、実計測例である。図１０において、前記コモンレール圧力Ｐ０が一定状態のとき、圧力計測値Ｐの僅かな変化でも、流量調整弁６ａの弁体６の開度目標値Ｓが、微妙に変化するため、その都度移動方向が変化する。よって、開度目標値Ｓは、不規則にヒステリシス量を加算（あるいは減算）し、結果として、ディザリングのような効果が得られる。
【実施例２】
【００３８】
また、本発明は、前記流量調整弁６ａの弁開度を計測する弁開度計測手段と、前記流量調整弁６ａのアクチュエータ７にある一定振幅で増減しながら徐々に増加する入力信号を加えて前記弁開度計測手段で計測される弁開度が動作、停止を繰り返すごとに、前記アクチュエータ７の入力信号と前記弁開度計測手段で計測される弁開度を記録することでヒステリシスマップを自動的に作成するヒステリシス量調整装置を備えている。
以下に、ヒステリシス量調整装置の内容について説明する。
【００３９】
前記流量調整弁６ａの駆動部には、個体差が存在するため、個々の流量調整弁６ａに対してヒステリシスマップを作成する必要がある。従来は、個々の流量調整弁６ａに対して、人手を介して、流量調整弁６ａのアクチュエータ７開度の指令入力を増減させながら、実際の弁開度を測定し、ヒステリシスマップを作成していた。
【００４０】
そこで、この第２実施例においては、流量調整弁６ａのヒステリシスマップをコントローラ自体で自動的に計測することにより、取得する手段を提供する。
図１１は、エンジン１００の停止時において、開度目標値をアクチュエータ７に出力しながら、マイクロメータで流量調整弁６ａの開度を計測するシステムの構成図である。図１１の流量調整弁開度指令生成装置８１は図９の流量調整弁開度指令演算装置８を兼ねることができる。
【００４１】
図１２は、流量調整弁６ａのアクチュエータ７開度の指令信号を、徐々に鋸歯状に増やしながらの時間変化を示す。ここで、鋸歯の振幅δは流量調整弁６ａのヒステリシスεよりも十分大きい値とする。
このように構成することにより、アクチュエータ７開度の指令入力の方向性が変わっても、暫くの間は不変のままであるが、やがて、アクチュエータ７開度の指令入力に従い動作するようになる。
図１３は、前記図１２によって得られた鋸歯状の開度信号により求められた開度目標値Ｓと弁の実開度Ｈ´の図である。
図１３に明らかなように、弁開度が動作／停止を繰り返すたびに、アクチュエータ７開度の指令入力Ｓと、弁開度Ｈ´の値を記録していけば、このようなヒステリシスマップを取得することができる。
【００４２】
次に、前記ヒステリシスマップの自動作成要領について説明する。
図１４は弁開度の初期値Ｈｉの作成フローチャートである。この図のフローによって弁開度の初期値Ｈｉを算する。
図１５は、ヒステリシスマップ（Ｓｉ、Ｈｉ´）の作成フローチャートで、前記鋸歯状の波形の振幅δ及び鋸歯の増加分γを含み、前記ヒステリシス量（Ｓｉ、Ｈｉ´）を算出している。
図１６はヒステリシス量εの取得フローチャートである。この図において、前記ヒステリシスマップ（Ｓｉ、Ｈｉ´）からヒステリシス量εを開度目標値Ｈの関数ε＝ｆ（Ｈ）として取得するフローチャートである。
そして、図１７はヒステリシスマップの自動作成過程を示し、図１４、図１５、図１６を組み合わせたものである。
【００４３】
図１８は、図１３に示す方法によって取得したヒステリシスマップ図の一例、図１９は図１８の逆関数で、ヒステリシスマップ図で取得した点を補間することにより、ヒステリシス量εが、実開度Ｈ´の関数として示せる。また、図２０は、実開度測定値Ｈをヒステリシス量εとの関係のみを示した図である。
【００４４】
尚、本発明は、圧力容器へ供給される流体の圧力及び流量を制御し、アクチュエータにより作動する流量制御弁の全てに適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、流量調整弁のバックラッシュに伴うヒステリシスを低減し、該ヒステリシスに伴うハンチングの発生を防止して、制御を安定化した流量調整弁の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明にかかるコモンレール圧力制御システムのブロック図である。
【図２】本発明にかかるヒステリシス量調整装置の説明図である。
【図３】流量調整弁を開度目標値どおりに動かすための開度指令値の算出イメージ図である。
【図４】開度目標値と開度指令値との関係線図である。
【図５】ヒステリシス逆関数のフローチャートである。
【図６】ヒステリシス量調整装置の特性、つまり流量調整弁の静特性を計測手段に係る説明図である。
【図７】ヒステリシス再生装置の計測結果を示す線図である。
【図８】遅延装置の計測結果を示す線図である。
【図９】本発明の制御ブロック図の他の例を示す。
【図１０】図９の結果による制御ブロック図による実計測例である。
【図１１】開度目標値をアクチュエーに出力しながら、マイクロメータで流量調整弁の開度を計測するシステムの構成図である。
【図１２】アクチュエータ７開度の指令信号を徐々に鋸歯状に増やしながらの時間変化を示す。
【図１３】鋸歯状の開度信号により求められた開度目標値と弁の実開度の図である。
【図１４】弁開度の初期値の作成フローチャートである。
【図１５】ヒステリシスマップ（Ｓｉ、Ｈｉ´）の作成フローチャートである。
【図１６】ヒステリシス量の取得フローチャートである。
【図１７】ヒステリシスマップの自動作成過程を示す。
【図１８】ヒステリシスマップ図の一例を示す。
【図１９】図１８の逆関数を示す。
【図２０】実開度測定値をヒステリシス量との関係のみを示した図である。
【図２１】従来の油圧式コモンレールのコモンレール圧力制御装置の１例を示す。
【図２２】油圧式コモンレールのコモンレール圧力制御装置の第２例である。
【図２３】(Ａ)、（Ｂ）は開度指令値、ヒステリシス量等の定義である。
【図２４】流量調整弁の挙動を示す図である。
【図２５】流量調整弁の挙動を示す図である。
【図２６】流量調整弁のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１      シリンダ
２      燃料噴射弁
３      コモンレール
４      オイルポンプ
５      圧力センサ
６ａ    流量調整弁
６      開閉弁
７      アクチュエータ（電磁弁）
８      流量調整弁開度指令演算装置
１１    移動方向判定装置
１２    ヒステリシス量調整装置
１３    加、減算装置
Ｓ      開度指令値
Ｈ      流量調整弁の実開度
ε      ヒステリシス相当量
２０    電圧計
２２    変位計
５２    ヒステリシス量再生装置
５３    遅延装置
８１    流量調整弁開度指令生成装置
１００  エンジン
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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