JP3233984B2 - 加硫機の温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばゴムの加硫機の
熱板の温度制御に用いて好ましい温度制御装置に関し、
特に金型と熱板との間に生じる伝熱遅延を考慮して熱板
の温度制御を行うようにした発明である。

【０００２】

【従来の技術】ゴムの加硫処理は、それぞれ熱板が取り
付けられた上下の金型内に被加硫物を投入して行われ
る。かかる加硫処理においては、被加硫物の加熱条件と
保持時間の条件がきわめて重要となるため、従来より加
硫機の温度制御には種々の方法が試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
温度制御としてＰＩＤ制御（比例・積分・微分制御）や
ファジィ制御を用いたものも知られているものの、この
種の制御は熱源の温度を直接検出して制御するものであ
った。したがって、加硫機のように熱源となる熱板と被
加硫物に直接熱を伝達する金型との間に伝熱遅延が生じ
ると、最適な加硫条件を維持することができなかった。
すなわち、熱源から直接被加熱物に熱を伝達する装置で
は、上述したＰＩＤ制御やファジィ制御はその機能を充
分に発揮するが、熱板と金型の間には常に温度差が生じ
るため、そのままＰＩＤ制御やファジィ制御を適用する
ことができなかった。また、金型内に被加硫物を投入し
て加硫処理を施すにあたり、加硫処理品質と生産性とを
両立させようとすると、金型の温度を最適な温度まで急
速に上昇させ、これを一定時間保持しながら加硫を行う
必要があるが、熱源である熱板と被加硫物に熱を伝達す
る金型との温度差があるため、加熱温度を一定に保持し
ながら加硫処理時間を短縮するのは甚だ困難な状況にあ
った。

【０００４】さらに、ゴムの加硫機は被加硫物を投入し
たり、加硫処理を終えた被加硫物を取り出したりする際
に熱の出入りが生じ、しかも、被加硫物の容積が増加す
ればするほど熱量の差が大きくなるので、被加硫物の仕
様などに拘らず、如何なる状況に対しても加硫温度を一
定に保持する制御装置の開発が希求されていた。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、加硫条件を遵守しながら加
硫処理の時間を短縮すると共に、金型温度の変化量の大
小に拘らず適用できる加硫機の温度制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の加硫機の温度制御装置は、被加熱物を金型
内に投入し、熱板により前記金型を介して前記被加熱物
を加熱処理する加硫機において、前記金型の実際の温度
を検出する金型温度センサと、 前記熱板の実際の温度
を検出する熱板温度センサと、 前記金型の設定温度、
前記熱板の設定温度、前記金型温度センサにより検出さ
れた金型の実際の温度、および前記熱板温度センサによ
り検出された熱板の実際の温度を記憶する記憶部と、
前記金型温度センサにより検出された前記金型の実際の
温度と前記記憶部に記憶されている前記金型の設定温度
との差温を計算する第１温度偏差計算部と、 前記金型
温度センサにより検出された前記金型の実際の温度と前
記記憶部に記憶されている前記金型の実際の温度のうち
一定時間前の実際の温度との差温を計算する第１温度変
化計算部と、 前記第１温度偏差計算部により求められ
た温度偏差と前記第１温度変化計算部により求められた
温度変化に基づき、予め決められたファジィルールとメ
ンバーシップ関数によりファジィ推論を実行して推論値
を求める第１ファジィ推論部と、 前記第１ファジィ推
論部により求められた推論値に基づいて前記記憶部に記
憶されている熱板の設定温度の補正量を演算する熱板設
定温変更部と、前記熱板温度センサにより検出された前
記熱板の実際の温度と前記熱板設定温変更部により変更
された熱板の補正後の設定温度との差温を計算する第２
温度偏差計算部と、 前記熱板温度センサにより検出さ
れた前記熱板の実際の温度と前記記憶部に記憶されてい
る前記熱板の実際の温度のうち一定時間前の実際の温度
との差温を計算する第２温度変化計算部と、 前記第２
温度偏差計算部により求められた温度偏差と前記第２温
度変化計算部により求められた温度変化に基づき、予め
決められたファジィルールとメンバーシップ関数により
ファジィ推論を実行して推論値を求める第２ファジィ推
論部と、 前記第２ファジィ推論部により求められた推
論値に基づいて前記熱板の作動時間を演算し、この演算
結果により定められる制御信号を前記熱板の制御部に出
力する出力値計算部とを有することを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明では、熱板により金型を介して被加熱物
を加熱処理する加硫機においては、温度変化が大きく応
答性が悪い金型温度を直接的に一定温度に維持制御する
よりは、熱板の温度を一定温度に制御する方が加熱処理
の条件に対して有効である点に着目している。すなわ
ち、まず熱板の実際温度を熱板の設定温度になるように
制御し、金型の実際の温度が金型の設定温度に対してず
れている分を熱板の設定温度を変更することにより補正
し、熱板の実際の温度が常に変更した後の熱板の設定温
度と等しくなるように制御する。

【０００８】この温度制御は、まず金型温度センサと記
憶部からの情報に基づいて、第１温度偏差計算部と第１
温度変化計算部で金型の実際の温度と金型の設定温度と
の差温（温度偏差δ1 ）、および金型の実際の温度と金
型の実際の温度のうち一定時間前の実際の温度との差温
（温度変化Δ1 ）を求める。そして、この温度偏差δ1
と温度変化Δ1 に基づき、第１ファジィ推論部で、予め
決められたファジィルールとメンバーシップ関数により
ファジィ推論を実行して推論値を求め、熱板設定温変更
部で熱板の設定温度の補正量を演算し、この補正量を第
２温度偏差計算部に出力する。

【０００９】次いで、熱板温度センサ、記憶部、および
上述した熱板設定温変更部からの情報に基づいて、第２
温度偏差計算部と第２温度変化計算部で、熱板の実際の
温度と熱板の補正後の設定温度との差温（温度偏差δ2
）、および熱板の実際の温度と熱板の実際の温度のう
ち一定時間前の実際の温度との差温（温度変化Δ2 ）を
求める。そして、この温度偏差δ2 と温度変化Δ2 に基
づき、第２ファジィ推論部で、予め決められたファジィ
ルールとメンバーシップ関数によりファジィ推論を実行
して推論値を求め、出力値計算部で熱板の作動時間を演
算し、この演算結果により定められる制御信号を熱板の
制御部に出力する。

【００１０】このように、温度変化が大きく応答性が悪
い金型温度を直接的に維持制御するのではなく、熱板の
温度を一定温度に制御するように構成し、しかも、金型
の実際温度に応じて熱板の設定温度を逐次補正するよう
にしているので、金型温度の変動が大きくても、状況の
変動に適正に対応して最適な温度制御を行うことができ
る。また、熱板の温度制御にファジィ推論を用いている
ので、金型の温度上昇速度を最短時間で達成することが
できると共に、金型の実際の温度がオーバーシュートす
ることを防止でき、比較的滑らかな温度変化を行う加硫
機にとって好ましい制御となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例に係る加硫機の熱板温
度制御装置を示すブロック図、図２は同実施例の第１フ
ァジィ推論部におけるファジィルールを示す図、図３は
同実施例の第１ファジィ推論部におけるメンバーシップ
関数を示すグラフであり、図３（Ａ）は温度偏差、図３
（Ｂ）は温度変化、図３（Ｃ）は熱板の設定温度の補正
量のメンバーシップ関数を示すグラフである。図４は同
実施例の第２ファジィ推論部におけるファジィルールを
示す図、図５は同実施例の第２ファジィ推論部における
メンバーシップ関数を示すグラフであり、図５（Ａ）は
温度偏差、図５（Ｂ）は温度変化、図５（Ｃ）は熱板の
デューティ比の操作量のメンバーシップ関数を示すグラ
フである。また、図６は図３および図５にそれぞれ示す
３つのメンバーシップ関数から制御量を求める方法（Ｍ
ＡＸ−ＭＩＮ−重心法）を示すグラフである。

【００１２】まず、本実施例の熱板温度制御装置を適用
する加硫機は、図１に示すように被加硫物（加熱物）で
あるゴム材１を投入する上型２および下型３を有してお
り、これら上下の金型２，３を型締めしたときに金型内
部にキャビティ１５が形成される。そして、このキャビ
ティ１５の形状によってゴム材１は加硫処理が施されな
がら適宜所望の形状に成形されるようになっている。

【００１３】上型２には上部熱板４が固定されており、
下型３には下部熱板５が固定されている。これらの熱板
４，５に熱板制御部１７から制御信号を出力することに
よりそれぞれの金型２，３に熱を伝達して加硫処理を行
う。上部熱板４および下部熱板５は、熱板制御部１７か
らの制御信号によって加熱する時間と加熱を停止する時
間との比率、いわゆるデューティ比が調節される。すな
わち、一定時間間隔で熱板４，５の作動／停止を繰り返
すことにより金型２，３を一定温度まで上昇させ、この
温度を保持する。

【００１４】本実施例の温度制御装置では、熱板の設定
温度を金型の実際温度に応じて逐次補正し、この補正量
を熱板のデューティ比の操作量を演算するパラメータと
して用いる構成としている。具体的には、図１に示すよ
うに、上型２または下型３の少なくとも何れか一方（本
実施例では上型２）には、本実施例に係る金型温度セン
サ６が取り付けられており、上型２の実際の温度ｔm を
検出すると共に、この金型温度センサ６からのデータ
（上型の実際温度ｔm ）は記憶部８と第１温度偏差計算
部９、および第１温度変化計算部１０にそれぞれ出力さ
れるようになっている。

【００１５】本実施例の金型温度センサ６としては、例
えば熱起電力を変換物理量とした熱電対を用いることが
取り扱いの点で好ましいといえるが、本発明の金型温度
センサ６はこの熱電対にのみ限定されることなく、他の
温度センサ、例えば温度精度や分解能が必要な場合には
電気抵抗を変換物理量としたサーミスタあるいは測温抵
抗体などを用いても良い。これら金型温度センサ６は、
使用される金型２，３の検出温度範囲や必要な測定精度
・分解能などの諸条件により適宜選択すれば良い。な
お、本実施例では金型温度センサ６を上型２にのみ取り
付けているが、下型３、あるいは上下型２，３の両方に
設けても良い。

【００１６】本実施例の温度制御装置は記憶部８を備え
ており、上述した上型２の実際の温度ｔm を記憶してお
くメモリ８ｂと、図示しない外部設定装置により入力さ
れる金型の設定温度Ｔm を記憶しておくメモリ８ａと、
同じく図示しない他の外部設定装置により入力された熱
板の設定温度Ｔh を記憶しておくメモリ８ｃと、後述す
る熱板温度センサ７から入力されて上部熱板４の実際の
温度ｔh を記憶しておくメモリ８ｄとから構成されてい
る。金型の設定温度Ｔm と熱板の設定温度Ｔh とを記憶
しておくメモリ８ａ，８ｃは、少なくとも現在の設定温
度のみを記憶しておけば良いが、金型の実際温度ｔm お
よび熱板の実際温度ｔh を記憶しておくメモリ８ｂ，８
ｄは、少なくとも現在の実際温度ｔm ，ｔh と一定時間
前の実際温度ｔm-1 ，ｔh-1 と２つのデータを記憶して
おく必要がある。

【００１７】また、本実施例の温度制御装置は、温度偏
差δ1 を計算する第１温度偏差計算部９と、温度変化Δ
1 を計算する第１温度変化計算部１０とを備えており、
第１温度偏差計算部９には金型温度センサ６から一定時
間間隔をもって現在の金型の実際温度ｔm が入力され、
これと同時に記憶部８のメモリ８ａからは現在の金型の
設定温度Ｔm が入力されるようになっている。そして、
金型の温度偏差δ1 、すなわち、 金型の温度偏差δ1 ＝金型の実際温度ｔm − 金型の設
定温度Ｔm を演算して求める。

【００１８】一方、第１温度変化計算部１０には金型温
度センサ６から一定時間間隔をもって現在の金型の実際
温度ｔm が入力され、これと同時に、記憶部８のメモリ
８ｂからは一定時間前の金型の実際温度ｔm-1 が入力さ
れるようになっている。そして、金型の温度変化Δ1 、
すなわち、 金型の温度変化Δ1＝金型の実際温度ｔm − 一定時間
前の金型の実際温度ｔm-1 を演算して求める。

【００１９】また、本実施例に係る第１ファジィ推論部
１１は、上述した第１温度偏差計算部９と第１温度変化
計算部１０によりそれぞれ求められた温度偏差δ1 およ
び温度変化Δ1 に基づいて、ファジィ推論を実行する。
この第１ファジィ推論部１１におけるファジィ推論は、
図２に示すファジィルールと図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に
示すメンバーシップ関数にしたがって実行される。ま
ず、図２に示すファジィルールについては、入力部（前
件部）のパラメータとして第１温度偏差計算部９から入
力された温度偏差δ1 と第１温度変化計算部１０から入
力された温度変化Δ1 を用いている。

【００２０】そして、温度偏差δ1 については図３
（Ａ）に示すように、７つのファジィラベルＮＬ，Ｎ
Ｍ，ＮＳ，ＺＲ，ＰＳ，ＰＭ，ＰＬを用いて、 ＮＬ＝−１０℃以下 ＮＭ＝−１５℃〜 −５℃ ＮＳ＝−１０℃〜 ±０℃ ＺＲ＝ −５℃〜 ＋５℃ ＰＳ＝ ±０℃〜＋１０℃ ＰＭ＝ ＋５℃〜＋１５℃ ＰＬ＝＋１０℃以上 と定義している。なお、それぞれのファジィラベルは、
ＮＬ（ネガティブ・ラージ＝マイナス側に大きい）、Ｎ
Ｍ（ネガティブ・ミドル＝マイナス側に中位）、ＮＳ
（ネガティブ・スモール＝マイナス側に小さい）、ＺＲ
（ゼロ・レベル＝変化なし）、ＰＳ（ポジティブ・スモ
ール＝プラス側に小さい）、ＰＭ（ポジティブ・ミドル
＝プラス側に中位）、ＰＬ（ポジティブ・ラージ＝プラ
ス側に大きい）を意味している。

【００２１】また、温度変化Δ1 については図３（Ｂ）
に示すように、同じく７つのファジィラベルＮＬ，Ｎ
Ｍ，ＮＳ，ＺＲ，ＰＳ，ＰＭ，ＰＬを用いて、 ＮＬ＝−１０℃以下 ＮＭ＝−１５℃〜 − ５℃ ＮＳ＝−１０℃〜 ± ０℃ ＺＲ＝− ５℃〜 ＋ ５℃ ＰＳ＝± ０℃〜 ＋１０℃ ＰＭ＝＋ ５℃〜 ＋１５℃ ＰＬ＝＋１０℃以上 と定義している。それぞれのファジィラベルの意味は上
述した温度偏差δ1 の場合と同じである。

【００２２】これらの温度偏差δ1 および温度変化Δ1
の入力パラメータが図２に示す組合せである場合、結論
部（後件部）はぞれぞれ同図に示す定義にしたがってフ
ァジィ推論が実行される。例えば、図２の第１番目のフ
ァジィルールでは、 ＩＦ（温度偏差δ1 ＝ＰＬ ＡＮＤ 温度変化Δ1 ＝Ｎ
Ｓ） ＴＨＥＮ 熱板の設定温度の補正量＝ＮＬ となる。すなわち、温度偏差δ1 が＋１０℃以上（実際
の金型温度ｔm が設定温度Ｔm に対してかなり高温とな
っている）で、かつ、温度変化Δ1 が−１０℃〜０℃
（金型の実際温度ｔm がやや下降気味である）である場
合は、熱板の設定温度の補正量を−１０％以下（熱板の
設定温度を低くする）とする。

【００２３】この後件部の定義は、図３（Ｃ）に示すよ
うに、熱板の設定温度の補正量を７つのファジィラベル
ＮＬ，ＮＭ，ＮＳ，ＺＲ，ＰＳ，ＰＭ，ＰＬを用いて、 ＮＬ＝−１０℃以下 ＮＭ＝−１５℃〜 −５℃ ＮＳ＝−１０℃〜 ±０℃ ＺＲ＝ −５℃〜 ＋５℃ ＰＳ＝ ±０℃〜 ＋１０℃ ＰＭ＝ ＋５℃〜 ＋１０℃ ＰＬ＝＋１０℃以上 としている。なお、それぞれのファジィラベルの意味は
上述した温度偏差δ1 の場合と同じであるが、ネガティ
ブ（マイナス側）は熱板の設定温度を下げる意味であ
り、ポジティブ（プラス側）はこの逆の意味である。

【００２４】そして、ファジィルールの前件部に温度偏
差δ1 と温度変化Δ1 の２つのパラメータを入力し、図
２に示すファジィルールにしたがって後件部の結論を得
る。この結果得られた後件部の結論は、図６に示すよう
にＭＡＸ−ＭＩＮ−重心法によって評価され、最終的な
補正量が得られることになる。なお、このＭＡＸ−ＭＩ
Ｎ−重心法は、ファジィルールを適用して得られた後件
部のメンバーシップ関数（図３（Ｃ）参照）の形から最
終的な補正量を求めるファジィ制御の一般的手法であ
る。

【００２５】一方、上述した構成で得られた熱板の設定
温度の補正量に基づいて、最終的な熱板の操作量を演算
する構成について説明すると、上部熱板４または下部熱
板５の少なくとも何れか一方（本実施例では上部熱板
４）には、本実施例に係る熱板温度センサ７が取り付け
られており、上部熱板４の実際の温度ｔh を検出すると
共に、この熱板温度センサからのデータ（上部熱板の実
際温度ｔh ）は記憶部８と第２温度偏差計算部１３、お
よび第２温度変化計算部１４にそれぞれ出力されるよう
になっている。

【００２６】本実施例の熱板温度センサ７としては、上
述した金型温度センサ６と同様に、例えば熱起電力を変
換物理量とした熱電対を用いることが取り扱いの点で好
ましいといえるが、本発明の熱板温度センサ７はこの熱
電対にのみ限定されることなく、他の温度センサ、例え
ば温度精度や分解能が必要な場合には電気抵抗を変換物
理量としたサーミスタあるいは測温抵抗体などを用いて
も良い。これら熱板温度センサ７は、使用される熱板
４，５の検出温度範囲や必要な測定精度・分解能などの
諸条件により適宜選択すれば良い。なお、本実施例では
熱板温度センサ７を上部熱板４にのみ取り付けている
が、下部熱板５、あるいは上下熱板４，５の両方に設け
ても良い。

【００２７】本実施例の温度制御装置は、温度偏差δ2
を計算する第２温度偏差計算部１３と、温度変化Δ2 を
計算する第２温度変化計算部１４とを備えており、第２
温度偏差計算部１３には、上述した熱板設定温変更部１
２から熱板の設定温度Ｔh の補正量ΔＴh 、および熱板
温度センサ７から一定時間間隔をもって現在の熱板の実
際温度ｔh が入力される。また、これと同時に記憶部８
のメモリ８ｃからは現在の熱板の設定温度Ｔh が入力さ
れるようになっている。そして、熱板の温度偏差δ2 、
すなわち、 熱板の温度偏差δ2 ＝熱板の実際温度ｔh − 熱板の
設定温度Ｔh＋ 熱板の設定温度の補正量ΔＴh を演算して求める。

【００２８】一方、第２温度変化計算部１４には熱板温
度センサ７から一定時間間隔をもって現在の熱板の実際
温度ｔh が入力され、これと同時に、記憶部８のメモリ
８ｄからは一定時間前の熱板の実際温度ｔh-1 が入力さ
れるようになっている。そして、熱板の温度変化Δ2 、
すなわち、 熱板の温度変化Δ2＝熱板の実際温度ｔh − 一定時間
前の熱板の実際温度ｔh-1 を演算して求める。

【００２９】また、本実施例に係る第２ファジィ推論部
１５は、上述した第２温度偏差計算部１３と第２温度変
化計算部１４によりそれぞれ求められた温度偏差δ2 お
よび温度変化Δ2 に基づいて、ファジィ推論を実行す
る。この第２ファジィ推論部１５におけるファジィ推論
は、図４に示すファジィルールと図５（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）に示すメンバーシップ関数にしたがって実行され
る。まず、図４に示すファジィルールについては、入力
部（前件部）のパラメータとして第２温度偏差計算部１
３から入力された温度偏差δ2 と第２温度変化計算部１
４から入力された温度変化Δ2 を用いている。

【００３０】そして、温度偏差δ2 については図５
（Ａ）に示すように、７つのファジィラベルＮＬ，Ｎ
Ｍ，ＮＳ，ＺＲ，ＰＳ，ＰＭ，ＰＬを用いて、 ＮＬ＝−１０℃以下 ＮＭ＝−１５℃〜 −５℃ ＮＳ＝−１０℃〜 ±０℃ ＺＲ＝ −５℃〜 ＋５℃ ＰＳ＝ ±０℃〜＋１０℃ ＰＭ＝ ＋５℃〜＋１５℃ ＰＬ＝＋１０℃以上 と定義している。なお、それぞれのファジィラベルは、
ＮＬ（ネガティブ・ラージ＝マイナス側に大きい）、Ｎ
Ｍ（ネガティブ・ミドル＝マイナス側に中位）、ＮＳ
（ネガティブ・スモール＝マイナス側に小さい）、ＺＲ
（ゼロ・レベル＝変化なし）、ＰＳ（ポジティブ・スモ
ール＝プラス側に小さい）、ＰＭ（ポジティブ・ミドル
＝プラス側に中位）、ＰＬ（ポジティブ・ラージ＝プラ
ス側に大きい）を意味している。

【００３１】また、温度変化Δ2 については図５（Ｂ）
に示すように、同じく７つのファジィラベルＮＬ，Ｎ
Ｍ，ＮＳ，ＺＲ，ＰＳ，ＰＭ，ＰＬを用いて、 ＮＬ＝−１０℃以下 ＮＭ＝−１５℃〜 − ５℃ ＮＳ＝−１０℃〜 ± ０℃ ＺＲ＝− ５℃〜 ＋ ５℃ ＰＳ＝± ０℃〜 ＋１０℃ ＰＭ＝＋ ５℃〜 ＋１５℃ ＰＬ＝＋１０℃以上 と定義している。それぞれのファジィラベルの意味は上
述した温度偏差δ2 の場合と同じである。

【００３２】これらの温度偏差δ2 および温度変化Δ2
の入力パラメータが図４に示す組合せである場合、結論
部（後件部）はぞれぞれ同図に示す定義にしたがってフ
ァジィ推論が実行される。例えば、図４の第１番目のフ
ァジィルールでは、 ＩＦ（温度偏差δ2 ＝ＰＬ ＡＮＤ 温度変化Δ2 ＝Ｎ
Ｓ） ＴＨＥＮ 熱板の制御量（デューティ比）＝ＮＬ となる。すなわち、温度偏差δ2 が＋１０℃以上（実際
の熱板温度ｔh が補正後の設定温度Ｔh −ΔＴh に対し
てかなり高温となっている）で、かつ、温度変化Δ2 が
−１０℃〜０℃（熱板の実際温度ｔh がやや下降気味で
ある）である場合は、熱板へのデューティ比の操作量を
−１０％以下（熱板の作動時間を短くする）とする。

【００３３】この後件部の定義は、図５（Ｃ）に示すよ
うに、熱板制御部１７から熱板４，５に出力するデュー
ティ比の操作量を７つのファジィラベルＮＬ，ＮＭ，Ｎ
Ｓ，ＺＲ，ＰＳ，ＰＭ，ＰＬを用いて、 ＮＬ＝−１０％以下 ＮＭ＝−１５％〜 −５％ ＮＳ＝−１０％〜 ±０％ ＺＲ＝ −５％〜 ＋５％ ＰＳ＝ ±０％〜 ＋１０％ ＰＭ＝ ＋５％〜 ＋１０％ ＰＬ＝＋１０％以上 としている。なお、それぞれのファジィラベルの意味は
上述した温度偏差δ2 の場合と同じであるが、ネガティ
ブ（マイナス側）は熱板の作動時間を停止時間に対して
短くする意味であり、ポジティブ（プラス側）はこの逆
の意味である。

【００３４】そして、ファジィルールの前件部に温度偏
差δ2 と温度変化Δ2 の２つのパラメータを入力し、図
４に示すファジィルールにしたがって後件部の結論を得
る。この結果得られた後件部の結論は、図６に示すよう
にＭＡＸ−ＭＩＮ−重心法によって評価され、最終的な
補正量が得られることになる。

【００３５】このようにして求められたデューティ比操
作量（推論値）は、本実施例に係る出力値計算部１６に
て、実際の熱板の加熱時間のデューティ比を制御する指
令信号に変換される。この熱板の加熱時間のデューティ
比は、既述したように、熱板制御部１７から熱板４，５
に出力されて熱板が実際に作動する時間と停止している
時間との比率である。

【００３６】次に作用を説明する。本発明では、熱板
４，５により金型２，３を介して被加熱物１を加熱処理
する加硫機においては、温度変化が大きく応答性が悪い
金型温度を直接的に一定温度に維持制御するよりは、熱
板の温度を一定温度に制御する方が加熱処理の条件に対
して有効である点に着目している。すなわち、まず熱板
の実際温度ｔh を熱板の設定温度Ｔh になるように制御
し、金型の実際温度ｔm が金型の設定温度Ｔm に対して
ずれている分を熱板の設定温度Ｔh を変更することによ
り補正し、熱板の実際温度ｔm と変更した後の熱板の設
定温度Ｔh −ΔＴh が常に熱板の設定温度となるように
制御する。

【００３７】この温度制御は、まず金型温度センサ６か
ら一定時間間隔で金型の実際温度ｔm を取り込み、これ
を第１温度偏差計算部９と第１温度変化計算部１０、お
よび記憶部８のメモリ８ｂに出力する。これと同時に、
記憶部８のメモリ８ａから第１温度偏差計算部９に金型
の設定温度Ｔm を出力し、金型の温度偏差δ1 （金型の
実際温度ｔm と金型の設定温度Ｔm との差温）を演算し
て求める。また、記憶部８のメモリ８ｂから一定時間前
の金型の実際温度ｔm-1 を温度変化計算部１０に出力
し、この温度変化計算部１０で、金型の現在の実際温度
ｔmと金型の一定時間前の実際温度ｔm-1 との差温、す
なわち温度変化Δ1 を演算して求める。

【００３８】そして、この温度偏差δ1 と温度変化Δ1
に基づき、第１ファジィ推論部１１で、予め決められた
ファジィルール（図２参照）とメンバーシップ関数（図
３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）参照）によりファジィ推論を実行
して推論値を求め、これを熱板設定温変更部１２に出力
して、この熱板設定温変更部１２で熱板の設定温度の補
正量ΔＴh を求める。

【００３９】第２温度偏差計算部１３では、上述した熱
板温度変更部１２から熱板の設定温度の補正量ΔＴh
と、熱板温度センサ７から一定時間間隔で熱板の実際温
度ｔhを取り込む。これと同時に、記憶部８のメモリ８
ｃから第２温度偏差計算部１３に熱板の設定温度Ｔh を
取り込み、熱板の温度偏差δ2 （熱板の実際温度ｔh と
補正後の熱板の設定温度Ｔh −ΔＴh との差温）を演算
して求める。また、記憶部８のメモリ８ｄから一定時間
前の熱板の実際温度ｔh-1 を第２温度変化計算部１４に
出力し、この第２温度変化計算部１４で、熱板の現在の
実際温度ｔh と熱板の一定時間前の実際温度ｔh-1 との
差温、すなわち温度変化Δ2を演算して求める。

【００４０】そして、この温度偏差δ2 と温度変化Δ2
に基づき、第２ファジィ推論部１５で、予め決められた
ファジィルール（図４参照）とメンバーシップ関数（図
５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）参照）によりファジィ推論を実行
して推論値を求め、これを出力値計算部１６に出力す
る。出力値計算部１６では、熱板の作動／停止時間のデ
ューティ比を演算し、この演算結果により定められる制
御信号を熱板制御部１７に出力する。

【００４１】このように、本実施例の温度制御装置は、
温度変化が大きく応答性が悪い金型温度を直接的に維持
制御するのではなく、熱板の温度を一定温度に制御する
ように構成し、しかも、金型の実際温度に応じて熱板の
設定温度を逐次補正するようにしているので、金型温度
の変動が大きくても、状況の変動に適正に対応して最適
な温度制御を行うことができる。また、熱板の温度制御
にファジィ推論を用いているので、金型の温度上昇速度
を最短時間で達成することができると共に、金型の実際
の温度がオーバーシュートすることを防止でき、比較的
滑らかな温度変化を行う加硫機にとって好ましい制御と
なる。

【００４２】なお、本発明は上述した実施例のみに限定
されることなく本発明の要旨を越えない限りにおいて種
々に改変することが可能である。例えば、上記実施例で
は加硫機に用いられている熱板の温度制御に本発明の温
度制御装置を適用した具体例を示したが、本発明の温度
制御装置の基本的思想は加硫機にのみ限定されることな
く加熱物を加熱処理する装置にも適用することができ
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明の加硫機の温度制御装置は、金型
の実際温度と金型の設定温度との差温および金型の実際
温度と金型の実際温度のうち一定時間前の実際温度との
差温を入力パラメータとして第１のファジィ推論を実行
し、これにより熱板の設定温度の補正量を求め、さら
に、熱板の実際温度と補正後の熱板の設定温度との差温
および熱板の実際温度と熱板の実際温度のうち一定時間
前の実際温度との差温を入力パラメータとして第２のフ
ァジィ推論を実行し、この推論値に基づいて熱板の作動
時間を制御しているので、加硫条件を遵守しながらオー
バーシュートすることなく加硫処理の時間を短縮できる
と共に、金型温度の変化量の大小に拘らずあらゆる加硫
機に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る加硫機の温度制御装置
を示すブロック図である。

【図２】同実施例の第１ファジィ推論部におけるファジ
ィルールを示す図である。

【図３】同実施例の第１ファジィ推論部におけるメンバ
ーシップ関数を示すグラフであり、（Ａ）は温度偏差、
（Ｂ）は温度変化、（Ｃ）は熱板の設定温度の補正量の
メンバーシップ関数を示すグラフである。

【図４】同実施例の第２ファジィ推論部におけるファジ
ィルールを示す図である。

【図５】同実施例の第２ファジィ推論部におけるメンバ
ーシップ関数を示すグラフであり、（Ａ）は温度偏差、
（Ｂ）は温度変化、（Ｃ）は熱板のデューティ比の操作
量のメンバーシップ関数を示すグラフである。

【図６】図３および図５にそれぞれ示す３つのメンバー
シップ関数から制御量を求める方法（ＭＡＸ−ＭＩＮ−
重心法）を説明するグラフである。

【符号の説明】

１…被加熱物（被加硫物） ２…上型 ３…下型 ４…上部熱板 ５…下部熱板 ６…金型温度センサ ７…熱板温度センサ ８…記憶部 ８ａ…熱板設定温度のメモリ ８ｂ…一定時間前の熱板の実際温度のメモリ ８ｃ…金型の設定温度のメモリ ８ｄ… ９…第１温度偏差計算部 １０…第１温度変化計算部 １１…第１ファジィ推論部 １２…熱板設定温変更部 １３…第２温度偏差計算部 １４…第２温度変化計算部 １５…第２ファジィ推論部 １６…出力値計算部 １７…熱板制御部 ｔm …金型の実際の温度 ｔm-1 …一定時間前の金型の実際温度 ｔh …熱板の実際の温度 ｔh-1 …一定時間前の熱板の実際温度 Ｔh …熱板の設定温度 Ｔm …金型の設定温度 ΔＴh …熱板の設定温度の補正量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−106307（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−209817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−84211（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−189120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−259482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−302011（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−194922（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−169226（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−185014（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 33/00 - 35/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱物（１）を金型（２，３）内に投入
   し、熱板（４，５）により前記金型（２，３）を介して
   前記被加熱物（１）を加熱処理する加硫機において、 前記金型の実際の温度（ｔm ）を検出する金型温度セン
   サ（６）と、 前記熱板の実際の温度（ｔh ）を検出する熱板温度セン
   サ（７）と、 前記金型の設定温度（Ｔm ）、前記熱板の設定温度（Ｔ
   h ）、前記金型温度センサ（６）により検出された金型
   の実際の温度（ｔm ）、および前記熱板温度センサ
   （７）により検出された熱板の実際の温度（ｔh ）を記
   憶する記憶部（８）と、 前記金型温度センサ（６）により検出された前記金型の
   実際の温度（ｔm ）と前記記憶部（８）に記憶されてい
   る前記金型の設定温度（Ｔm ）との差温（δ1）を計算
   する第１温度偏差計算部（９）と、 前記金型温度センサ（６）により検出された前記金型の
   実際の温度（ｔm ）と前記記憶部（８）に記憶されてい
   る前記金型の実際の温度（ｔm ）のうち一定時間前の実
   際の温度（ｔm-1 ）との差温（Δ1 ）を計算する第１温
   度変化計算部（１０）と、 前記第１温度偏差計算部（９）により求められた温度偏
   差（δ1 ）と前記第１温度変化計算部（１０）により求
   められた温度変化（Δ1 ）に基づき、予め決められたフ
   ァジィルールとメンバーシップ関数によりファジィ推論
   を実行して推論値を求める第１ファジィ推論部（１１）
   と、 前記第１ファジィ推論部（１１）により求められた推論
   値に基づいて前記記憶部（８）に記憶されている熱板の
   設定温度（Ｔh ）の補正量（ΔＴh ）を演算して求める
   熱板設定温変更部（１２）と、 前記熱板温度センサ（７）により検出された前記熱板の
   実際の温度（ｔh ）と前記熱板設定温変更部（１２）に
   より求められた熱板の補正後の設定温度（Ｔh＋ΔＴh
   ）との差温（δ2 ）を計算する第２温度偏差計算部
   （１３）と、 前記熱板温度センサ（７）により検出された前記熱板の
   実際の温度（ｔh ）と前記記憶部（８）に記憶されてい
   る前記熱板の実際の温度（ｔh ）のうち一定時間前の実
   際の温度（ｔh-1 ）との差温（Δ2 ）を計算する第２温
   度変化計算部（１４）と、 前記第２温度偏差計算部（１３）により求められた温度
   偏差（δ2 ）と前記第２温度変化計算部（１４）により
   求められた温度変化（Δ2 ）に基づき、予め決められた
   ファジィルールとメンバーシップ関数によりファジィ推
   論を実行して推論値を求める第２ファジィ推論部（１
   ５）と、 前記第２ファジィ推論部（１５）により求められた推論
   値に基づいて前記熱板（４，５）の作動時間を演算し、
   この演算結果により定められる制御信号を前記熱板の制
   御部（１７）に出力する出力値計算部（１６）とを有す
   ることを特徴とする加硫機の温度制御装置。