JP5068094B2

JP5068094B2 - 圧力制御装置

Info

Publication number: JP5068094B2
Application number: JP2007081981A
Authority: JP
Inventors: 淳青木; 充村田; 公輔星野
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: JP2008241445A

Description

本発明は、例えば油圧駆動装置等に設けられるものであり、圧力センサの検出値が入力される圧力制御装置の改良に関するものである。

従来、この種の油圧駆動装置として、油圧ポンプに接続された圧力通路の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの検出値が入力される圧力制御装置とを備え、圧力制御装置は圧力センサの検出値に応じて油圧ポンプ、油圧アクチュエータの作動を制御したり、これらの作動状態を診断するようになっている。

特許文献１には、冷凍機の冷凍サイクルの冷媒圧力を制御する圧力制御装置が開示されている。
特開平８−１３６０９３号公報

しかしながら、油圧に応じた電圧を出力するアンプ内蔵型の圧力センサが用いられる圧力制御装置にあっては、圧力センサの製造誤差や経時劣化等に起因してそのオフセット電圧の出力特性にバラツキが生じ、圧力センサの検出値に基づく圧力制御が的確に行われない可能性がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、圧力センサのオフセット電圧の出力バラツキを自動的に補正する圧力制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、ポンプに接続された圧力通路の圧力を検出する圧力センサの検出値が入力される圧力制御装置であって、ポンプが作動しない無負荷時にて圧力センサの検出値を圧力センサ値として複数回読み込み、読み込んだ圧力センサ値の平均値をオフセット値として算出し、算出したオフセット値が異常判定値内であるか否かを判定し、判定したオフセット値が異常判定値内であった場合に、前回のルーチンで算出したオフセット値に基づくデフォルト値と今回のルーチンで算出したオフセット値との平均値を新たなオフセット値として算出し、算出した新たなオフセット値に基づいて圧力センサの検出値を補正することを特徴とするものとした。

本発明によると、圧力センサの出力特性に生じるバラツキを自動的に補正し、圧力センサの検出精度を維持でき、圧力センサの検出値に基づく圧力制御が的確に行われる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に示すように、油圧駆動装置はアクチュエータとして油圧シリンダ９を備え、この油圧シリンダ９の各油圧室に第一、第二油圧通路７、８が接続され、この第一、第二油圧通路７、８が電磁切換弁６を介して油圧ポンプ２の吐出側とタンク４に選択的に連通される。

油圧ポンプ２の吐出側にはリリーフ弁３が接続される。油圧ポンプ２の吐出圧が所定値を超えて上昇すると、リリーフ弁３が開弁して油圧ポンプ２から吐出される作動油の一部をタンク４へと逃がし、油圧ポンプ２の吐出圧が抑えられる。

電磁切換弁６が図示したようにポジションａにある状態では、油圧ポンプ２から吐出される作動油が第一油圧通路７を通って油圧シリンダ９の下側油圧室に供給される一方、油圧シリンダ９の上側油圧室の作動油が第二油圧通路８を通ってタンク４に戻される。これにより、油圧シリンダ９が収縮作動する。

電磁切換弁６がポジションｂに切り換えられると、油圧ポンプ２から吐出される作動油が第二油圧通路８を通って油圧シリンダ９の上側油圧室に供給される一方、油圧シリンダ９の下側油圧室の作動油が第一油圧通路７を通ってタンク４に戻される。これにより、油圧シリンダ９が伸張作動する。

油圧ポンプ２は電動モータ１によって駆動される。この電動モータ１にはコントロールユニット１０の指令に基づいて図示しないインバータを介して駆動電流が供給される。

コントロールユニット１０は電源スイッチ１３がＯＦＦからＯＮになると、所定の手順で油圧駆動装置を起動し、電源スイッチ１３がＯＮからＯＦＦになると、所定の手順で油圧駆動装置の作動を終了させる。

第一、第二油圧通路７、８の作動油圧を検出する第一、第二圧力センサ１１、１２が設けられる。コントロールユニット１０はこの第一、第二圧力センサ１１、１２の検出信号を入力し、これに基づいて油圧ポンプ２、電磁切換弁６の作動を制御する。

ところで、第一、第二圧力センサ１１、１２は油圧に応じた電圧を出力するアンプ内蔵型のものが用いられるが、第一、第二圧力センサ１１、１２の製造誤差や経時劣化等に起因してその出力特性にバラツキが生じる可能性がある。例えば、第一、第二圧力センサ１１、１２の出力電圧は、０ＭＰａの油圧に対して０．５０Ｖになるようにオフセット電圧が設定されているが、例えば１０％の誤差を有するものであれば０．４５〜０．５５Ｖの範囲でバラツキが生じる可能性がある。

これに対処して本発明は、油圧ポンプ２が作動せず油圧シリンダ９に負荷がかからない油圧駆動装置の無負荷時において第一、第二圧力センサ１１、１２の出力電圧を圧力センサ値Ｐ＿ｒｅａｄとして所定のサンプリング回数だけそれぞれ読み込み、この圧力センサ値Ｐ＿ｒｅａｄの平均値をオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓとしてそれぞれ算出し、このオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓに基づいて第一、第二圧力センサ１１、１２の出力電圧をそれぞれ補正する。

これにより、コントロールユニット１０はアンプ内蔵型の第一、第二圧力センサ１１、１２の出力特性に生じるバラツキを自動的に補正し、第一、第二圧力センサ１１、１２の検出精度を維持できる。

図２のフローチャートは第一圧力センサ１１のオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを算出するルーチンを示しており、コントロールユニット１０において一定周期毎に実行される。

まずステップ１にて、第一圧力センサ１１の出力電圧をＡＤ変換した値を圧力センサ値Ｐ＿ｒｅａｄとして読み込むサンプリングを行う。

続くステップ２にて、サンプリング回数Ｃｏｕｎｔを１回加算するカウントアップを行う。なおサンプリング回数Ｃｏｕｎｔの初期値は０としている。

続くステップ３にて、サンプリング回数Ｃｏｕｎｔが所定回数Ｔａ／ｄｔを超えたか否か判定し、サンプリング回数Ｃｏｕｎｔが所定回数Ｔａ／ｄｔに達しない間は、ステップ４に進んで、圧力センサオフセット加算値Ｐ＿ｏｆｆｓに圧力センサ値Ｐ＿ｒｅａｄを加算する。こうして、所定のサンプリングタイム（制御サイクル）ｄｔが経過する毎にステップ１、２、３、４の処理を繰り返して実行し、サンプリングを行う。なお、Ｔａは所定の判定時間である。

サンプリング回数Ｃｏｕｎｔが所定回数Ｔａ／ｄｔを超えた場合、ステップ５に進んで、オフセット値終了フラグｆｌａｇ＿ｄｅｔｅｃｔをたてる。

続くステップ６にて、圧力センサオフセット加算値Ｐ＿ｏｆｆｓをサンプリング回数Ｃｏｕｎｔで除して所定回数Ｔａ／ｄｔのオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓとして次式で算出する。
Ｐ＿ｏｆｆｓ＝Ｐ＿ｏｆｆｓ／(Ｃｏｕｎｔ−１) …（１）
続くステップ７にて、算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓがセンサ異常判定値（例えば０．４５Ｖ）以上であり、かつサンプリング異常判定値（例えば０．５５Ｖ）以下である低い所定範囲内にあるか否かを判定する。

オフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが所定範囲外にある場合、オフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを前回のルーチンで算出されたデフォルト値Ｐ＿ｄｅｆとする。なお、デフォルト値Ｐ＿ｄｅｆの初期値は０．５Ｖとする。

これにより、例えば第一圧力センサ１１の作動不良が生じて第一圧力センサ１１の出力電圧が著しく低下することがあった場合、今回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓがセンサ異常判定値（０．４５Ｖ）より低くなると、今回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが用いられず、前回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが用いられることにより、第一圧力センサ１１の出力電圧に基づく圧力制御が的確に行われる。

また、例えば第一油圧通路７の圧力が０ＭＰａより上昇した状態にてオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓのサンプリングが行われた場合、今回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓがセンサ異常判定値（０．５５Ｖ）より高くなると、今回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが用いられず、前回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが用いられることにより、第一圧力センサ１１の出力電圧に基づく圧力制御が的確に行われる。

オフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが所定範囲内にある場合、ステップ９に進んでオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを今回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓとデフォルト値Ｐ＿ｄｅｆとの平均値として次式で算出する。
Ｐ＿ｏｆｆｓ＝(Ｐ＿ｏｆｆｓ＋Ｐ＿ｄｅｆ)／２ …（２）
これにより、温度条件の変化等に起因して前回のルーチンと今回のルーチンでそれぞれ算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓにある程度の差が生じても、油圧駆動装置の作動時にて第一圧力センサ１１の出力電圧を補正する最終的なオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが増減することを抑えられ、第一圧力センサ１１の出力電圧に基づく圧力制御が的確に行われる。

続くステップ１０にて、算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓをデフォルト値Ｐ＿ｄｅｆとして更新し記憶する。

続くステップ１１にて、サンプリング回数Ｃｏｕｎｔをクリアし、本ルーチンを終了する。

これにより、第一圧力センサ１１の製造誤差や経時劣化等に起因してその出力特性に０．４５〜０．５５Ｖの範囲でバラツキが生じた場合、上記ルーチンによりオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが自動的に算出され、第一圧力センサ１１の検出精度が維持される。

なお、上記ルーチンは第一圧力センサ１１のオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを算出するものとして説明したが、上記ルーチンによって第二圧力センサ１２のオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓも算出される。

図３のフローチャートは油圧駆動装置の無負荷時にオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを算出するルーチンに移行するルーチンを示しており、コントロールユニット１０において一定周期毎に実行される。

まず、ステップ２１にて後述するオフセット値終了フラグｆｌａｇ＿ｄｅｔｅｃｔに基づいてオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓの算出が終了していない否かを判定する。

ここでオフセット値終了フラグｆｌａｇ＿ｄｅｔｅｃｔがクリアされており、オフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓの算出が終了していないと判定された場合、ステップ２２に進んで後述するオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを算出するルーチンを実行する。一方、オフセット値終了フラグｆｌａｇ＿ｄｅｔｅｃｔがたてられており、オフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓの算出が終了していると判定された場合、ステップ２３に進んで油圧駆動装置を作動させる通常処理が行われる。

これにより、電源スイッチ１３がＯＦＦからＯＮになると、コントロールユニット１０は電動モータ１が油圧ポンプ２を起動する前の油圧駆動装置の無負荷時にオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを算出するルーチンが実行されるため、第一圧力センサ１１の検出精度が維持される。

以上のように、本実施形態においては、油圧ポンプ２（ポンプ）に接続された第一油圧通路７（圧力通路）の圧力を検出する第一圧力センサ１１（圧力センサ）の出力電圧（検出値）が入力されるコントロールユニット１０（圧力制御装置）であって、ステップ１〜４の処理として、油圧ポンプ２が作動しない無負荷時にて第一圧力センサ１１の出力電圧を圧力センサ値Ｐ＿ｒｅａｄとして複数回読み込み、ステップ６の処理として、この圧力センサ値Ｐ＿ｒｅａｄの平均値をオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓとして算出し、算出されたこのオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓに基づいて第一圧力センサ１１の出力電圧を補正するため、第一圧力センサ１１の出力特性に生じるバラツキを自動的に補正し、第一、第二圧力センサ１１、１２の検出精度を維持できる。

また、本実施形態においては、ステップ９の処理として、オフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを今回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓと前回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを記憶したデフォルト値Ｐ＿ｄｅｆとの平均値として算出するため、温度条件の変化等に起因して前回のルーチンと今回のルーチンでそれぞれ算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓにある程度の差が生じても、油圧駆動装置の作動時にて第一圧力センサ１１の出力電圧を補正する最終的なオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが増減することを抑えられ、第一圧力センサ１１の出力電圧に基づく圧力制御が的確に行われる。

また、本実施形態においては、ステップ７の処理として、算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓがセンサ異常判定値（例えば０．４５Ｖ）より低くなることを判定し、ステップ８の処理として、オフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを前回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを記憶したデフォルト値Ｐ＿ｄｅｆとするため、第一圧力センサ１１の作動不良が生じて第一圧力センサ１１の出力電圧が著しく低下することがあった場合、今回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが用いられず、前回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが用いられることにより、第一圧力センサ１１の出力電圧に基づく圧力制御が的確に行われる。

また、本実施形態においては、ステップ７の処理として、算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓがサンプリング異常判定値（例えば０．５５Ｖ）より高くなることを判定し、ステップ８の処理として、オフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを前回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを記憶したデフォルト値Ｐ＿ｄｅｆとするため、例えば第一油圧通路７の圧力が０ＭＰａより上昇した状態にてオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓのサンプリングが行われた場合、今回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓがサンプリング異常判定値（０．５５Ｖ）より高くなると、今回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが用いられず、前回のルーチンで算出されたオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓが用いられることにより、第一圧力センサ１１の出力電圧に基づく圧力制御が的確に行われる。

なお、他の実施の形態として、図４のフローチャートに示すように、ステップ７にてオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓがセンサ異常判定値（例えば０．４５Ｖ）より低くなるか、サンプリング異常判定値（例えば０．５５Ｖ）より高くなることを判定した場合、オフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを前回のルーチンで記憶したデフォルト値Ｐ＿ｄｅｆとせず、ステップ１２に進んで第一、第二圧力センサ１１、１２の異常を知らせるセンサ異常の警報を出力しても良い。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の実施の形態を示す油圧駆動装置の構成図。同じく第一圧力センサのオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを算出するルーチンを示すフローチャート。同じく油圧駆動装置の無負荷時にオフセット値Ｐ＿ｏｆｆｓを算出するルーチンに移行するルーチンを示すフローチャート。本発明の他の実施の形態を示すフローチャート。

符号の説明

１電動モータ
２油圧ポンプ（ポンプ）
７、８第一、第二油圧通路（圧力通路）
１０コントロールユニット（圧力制御装置）
１１、１２第一、第二圧力センサ（圧力センサ）

Claims

ポンプに接続された圧力通路の圧力を検出する圧力センサの検出値が入力される圧力制御装置であって、
前記ポンプが作動しない無負荷時にて前記圧力センサの検出値を圧力センサ値として複数回読み込み、
読み込んだ圧力センサ値の平均値をオフセット値として算出し、
算出したオフセット値が異常判定値内であるか否かを判定し、
判定したオフセット値が異常判定値内であった場合に、前回のルーチンで算出したオフセット値に基づくデフォルト値と今回のルーチンで算出したオフセット値との平均値を新たなオフセット値として算出し、
算出した新たなオフセット値に基づいて前記圧力センサの検出値を補正することを特徴とする圧力制御装置。
判定したオフセット値が前記異常判定値外であった場合に、前回のルーチンで算出したオフセット値をデフォルト値とすることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御装置。
判定したオフセット値が前記異常判定値外であった場合に、前記圧力センサの異常を知らせる警報を出力することを特徴とする請求項１に記載の圧力制御装置。
算出した新たなオフセット値をデフォルト値とすることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御装置。