JPH06316337A

JPH06316337A - 振動式フィーダーでの供給量制御装置とその方法

Info

Publication number: JPH06316337A
Application number: JP6021324A
Authority: JP
Inventors: John B Myhre; ジョン・ビー・マイル; Stefan Ludescher; シュテファン・ルーデシャー
Original assignee: K Tron Technologies Inc
Current assignee: K Tron Technologies Inc
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 1994-11-15
Also published as: US5341307A; DE4405253C2; DE4405253A1

Abstract

(57)【要約】【目的】振動式計量供給システムでのアクチュエータ
ーを制御して材料搬出量を制御する。【構成】複数の駆動命令値を設定して、それぞれに予
想排出量と信頼度係数とを割り当てる。現在の搬出量を
推定すると共に、セットポイント値を選択して選択した
セットポイント値とほぼ等しい予想排出量に対応する駆
動命令値を選択する。この駆動命令値はセットポイント
に近い二つの予想排出量に対応する信頼度係数に従って
減少させる。減少させた駆動命令値を駆動命令信号とし
てアクチュエーターに供給することにより、正確な搬出
量となるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、材料を搬送するのに振
動式トレーを用いるロス・イン・ウェイト型フィーダー
（Loss-in weight feeder, ＬＷＦ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】振動式フィーダーは、ベルト式フィーダ
ーやモーター駆動式スクリューフィーダーなどの如くの
その他の材料搬送システムに比べて多くの利点を有して
いる。例えば、非振動式フィーダーでは、材料の長期搬
送の点で優れているが、短期搬送では材料の搬送量にむ
らがある。従って、例えば混合比を常時一定に保つ必要
のある材料の成分混合操作とかの用途には、非振動式フ
ィーダーが使えない場合がある。

【０００３】振動式フィーダーは、ベアリング、モータ
ーのブラシ、しーるなどを用いなくとも稼働できること
から、他のフィーダーに比べて機構上簡単になっている
利点も有している。このような訳で、他のフィーダーに
比べて振動式フィーダーは信頼性が高く、低コストで材
料搬送ができ、また、振動式フィーダには火花を発する
ような電気接点を有していないから、爆発の危険性が非
常に高い環境でも利用できる。

【０００４】それに、搬送している材料と直接接触する
振動式フィーダーの構成部材は、搬送用トレーやその様
なものであるから、クリーニングが非常に簡単に済む。
また、振動式フィーダーは温度安定性が非常によく、例
えば６０ワットの電気入力で１時間当たり２５トンの材
料を搬送できるほど高効率的に稼働する。

【０００５】しかし、従来の振動式フィーダーは、問題
点がないわけでもない。実際の搬送速度と振動駆動用電
圧との間に非線形関係があるので、材料の搬送速度を制
御するのは容易でない。例えば、駆動電圧を二倍に増加
させると、実際の搬送速度は１０倍になってしまう。

【０００６】振動式フィーダーのもう一つの問題点とし
ては、搬送速度がゼロを基準にしていない点にある。即
ち、材料の搬送を始める前にゼロ以上のパワーの印加を
要している。

【０００７】更に、物性の異なった材料を使うとか、搬
送トレーを変更したり、バネを取り替えるなど振動式フ
ィーダーに機構上の変更を施したような場合、性能が著
しく変わってしまって、材料の流量(mass flow rate)が
所望のセットポイント量から変動してしまう。それで
も、ユーザーは材料を変えながら搬送システムを連続稼
働させることで、、押出し機や成形機の如くの搬送シス
テムから材料が搬送されている他の装置の運転をシャッ
トダウンさせないようにしている。

【０００８】振動式フィーダーのもう一つの問題点とし
ては、ある特定の材料を搬送していると、搬送トレー上
に塊(build-up)ができて、時間の経過と共に機械の搬送
性能が変わってしまう点にある。

【０００９】振動式フィーダーのユーザーにとっては、
前述の諸問題点は、振動式フィーダーでは押出し機に所
望流量（セットポイント）にて供給しているのが一般的
であるから、無視できないものとなっている。押出し機
では過供給を受け入れることはできないし、一旦著しい
過供給があると、この押出し機に内蔵されている安全回
路が働いてシステム全体がシャットダウンしてしまう。

【００１０】

【発明の構成】本発明は、振動式計量供給システムにお
けるアクチュエーターを制御して排出量を制御する方法
と装置とを提供するものである。振動式計量供給システ
ムは、材料容器と、該材料容器を励振するアクチュエー
ターと、搬出される材料の重量を検出する計量装置と、
材料排出量を推定する装置とで構成されている。

【００１１】複数の駆動命令値が確立されている。それ
ぞれの予想(predicted)排出量とそれぞれの信頼度係数
(reliability factor)とがそれぞれの駆動命令値と関連
づけされている。

【００１２】現在の排出量を推定する。セットポイント
値（整定値）を選定する。セットポイント排出量とほぼ
等しい予想排出量に対応する駆動命令値を選定する。選
定した駆動命令値は、セットポイントに近い二つの予想
排出量に対応したそれぞれの信頼度係数に応じて減少す
る。これにより減少駆動命令値(reduced command signa
l value)が得られる。

【００１３】減少駆動命令値に対応する駆動命令信号
が、アクチュエーターに供給されて排出量が設定され
る。選定した駆動命令値に対応するそれぞれの信頼度係
数は、それぞれの予想排出量が所定量以下だけ推定(est
imated)排出量からずれると増加する。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の典型的な実施例のブロック
図を示している。図示のように振動式ロス・イン・ウェ
イト型フィーダー(LWF)２は計量ホッパー３２を備えて
いる。この掲揚ホッパー３２は、図示しない貯蔵ホッパ
ーから周期的に材料が落下供給される容器からなるもの
である。このホッパー３２の底近傍には振動式供給トレ
ー３４が配置されている。励振機ないしアクチュエータ
ー３６によりこのトレー３４が励振さている時に、材料
がこのトレー３４上を搬送される。つまり、トレー３４
が励振されると、このトレー３４上の材料の粒子がトレ
ー３４の排出口３５に向かってバウンドしながら移動し
ていくのである。

【００１５】アクチュエーター３６としては、ミューラ
ーの米国特許第4、913、281号に開示されているアクチュ
エーターの如きの調節自在バネシステムであってもよ
い。本発明の典型的な実施例では、このアクチュエータ
ー３６の速度は可変になっていて、励振周波数が調節で
きるようになっている。振動式フィーダーの励振周波数
の調節ないし制御方法については、マイアーの米国特許
第5、074、403号に開示されている。なお、流量は、駆動
命令信号の周波数を変調する以外に、当該信号の振幅を
変調して制御することもできるのは知られているところ
である。別の方法としては、当該信号の振幅と周波数と
を変調することによっても、流量調節ができる。

【００１６】計量ホッパー３２、供給トレー３４、排出
口３５、アクチュエーター３６などは、計量器３８の如
くの計量装置上に載置されていて、排出すべき材料の重
量が計量できるようになっている。即ち、材料の供給を
行っているときに、ホッパー３２の重量を絶えずモニタ
ーする。そこで、プロセッサー１０により実行されるソ
フトウェアプログラムで実現される振動駆動制御手段に
原材料重量データー４０を入力する。尚、図１に示した
プロセッサー１０により実行される制御機能は、別の方
法として、特定用途用集積回路(application specific
integrated circuit (ASIC))を用いることによっても実
行できるのは明らかである。

【００１７】重量データは、このデータが割込ルーチン
により供給されると原材料重量データ処理機能１２によ
り処理される。その後部分的に処理された重量信号４２
がカルマンフィルター１４に供給される。この重量デー
タ４２は、センサーのノイズや外部電子ノイズ、フィー
ダーの機械的運動、計量ホッパー３２に補充している材
料塊、それに近隣の機器類からの振動を含む環境の影響
等の幾つかのノイズ源による誤差を含んでいる。

【００１８】カルマンフィルター１４は、これらの誤差
要素を考慮した上で、二状態カルマンフィルター作用理
論に基づいて現在の重量と材料流量との推定値を出力す
る。このフィルター１４により、推定値と予想偏差の共
分散マトリックスが得られる。カルマンフィルター１４
は、モーター速度制御(ms_ctrl)機能１６に対して命令
を発することにより、モーター速度重量制御(motor spe
ed gravimetric control)をも行うようになっている。
駆動命令信号４６は振動駆動電源電子回路３０に供給さ
れる。この電子回路３０から交流電圧信号４８が発生し
て、これがアクチュエーター３６の周波数を制御して排
出量を調節する。従って、カルマンフィルター１４は、
材料の排出量を設定する駆動命令に対して閉ループ制御
回路を構成している。本発明に適したカルマンフィルタ
ーは、カラタの米国特許第4、954、975号に開示されてい
る。本発明で行われる他の機能を以下に詳述する。

【００１９】カルマンフィルター１４は、振動曲線作成
機能１８に対してもフィードバックする。この機能１８
は、予想材料排出量に対する駆動命令の大きさに係わる
振動曲線２０を更新する作用をなす。これで複数の駆動
命令値２０ａ〜２０ｔが得られて、プロセッサー10内の
メモリーに記憶させた振動曲線テーブルないしアレー
（以後、ypと称する）に蓄えられる。振動曲線のポイン
ト２０ａ〜２０ｔは、それぞれのアレーエレメントyp
(0)〜yp(19)に記憶されている。駆動命令値２０ａ〜２
０ｔは、励振装置（アクチュエーター）３６が受け入れ
る上限及び下限入力信号値により求められる。振動曲線
２０は、それぞれの予想排出量を対応する駆動命令値と
関連づける関数を表している。

【００２０】典型的な実施例では、図２に示したように
振動曲線２０に駆動命令パラメータ２０ａ〜２０ｔが２
０個ある。各駆動命令値は、５００から10、000ヘルツに
亙るそれぞれ異なった周波数と関連付けられている。こ
の振動曲線２０は、非線形で一般にＳ字形を描いてい
る。振動曲線２０で２０個の値を用いれば、駆動命令値
で設定しようとしている排出量に最も近い振動曲線２０
上の二つのポイント間での直線補間作用を通して中間駆
動命令の正確な推定を無理なく行うことができる。

【００２１】尚、当業者には、振動曲線２０を異なった
数のポイントで表すことができるのは容易に考えられる
ところである。しかし、ポイントの数があまりにも少な
すぎると、連続ポイント間での直線補間作用が、振動曲
線における非線形性を取り込んでしまうほど不正確にな
る。逆に、ポイントの数が２０以上になると、プロセッ
サー１０に対する演算負荷が増大する。

【００２２】あるレベルの駆動命令に対する実際の材料
流量は、就中、材料の種類や、温度、湿度、装置での変
動等の種々の要素によって変わる。振動曲線２０は先ず
経験上のデータに基づいて平均稼働状態が得られるよう
に設定されている。

【００２３】図１において、振動曲線作成機能１８は、
幾つかの条件が満たされて正確なデータが得られるもの
と判明したら、振動曲線２０に記憶されている値を更新
する。この幾つかの条件としては下記のものがある。

【００２４】(1) カルマンフィルター１４により推定さ
れた材料流量（排出量）が所望セットポイント値（即
ち、セットポイント量の５０％以内）に近いこと。

【００２５】(2) 計量ホッパー３２が空になるほどの状
態になっていないこと（即ち、材料の正味重量が、計量
器３８の計量能力範囲の２％よりも大きいこと）。

【００２６】(3) フィーダーが安定稼働していること
（即ち、セットポイントが最近変わっていないこと）。

【００２７】(4) 貯蔵ホッパー（図示せず）から計量ホ
ッパー３２への補充が行われていないこと。

【００２８】(5) 現在の駆動命令値が稼働範囲内にある
こと。典型的な実施例では、この可動範囲は５００〜1
0、000ヘルツである。

【００２９】振動曲線作成機能１８は、「信頼度アレ
ー」２２（以後、yp_relと略称する）をも更新する。各
駆動命令値２０ａ〜２０ｔに対応する排出量には、信頼
度係数２２ａ〜２２ｔがついている。各信頼度係数２２
ａ〜２２ｔは、それぞれのエレメントyp_rel(0)〜yp_re
l(19)に記憶されている。特定の駆動命令により醸し出
される実際の材料流量に影響を及ぼす要因は沢山あるか
ら、振動曲線２０における予想排出量は、供給系２を始
動させた時とか、セットポイント変わった時、ホッパー
３２に別の新しい材料を充填した時では「信頼性なし」
になっている。信頼度アレー２２は、振動曲線２０にお
ける予想排出量の不確実性のと愛を定量化するようにな
っている。特定の予想排出量２０（Ｉ）に対する信頼度
係数２２（Ｉ）は、ゼロに近いほど小さいか、又は１０
０に近いほど大きくなっている。そこで、信頼度係数２
２ａ〜２２ｔが特定の予想排出量２０ａ〜２０ｔに対し
て小さい場合、その予想排出量には不確実性が大きいこ
とになる。ところが、LWF２がセットポイントの変化を
伴わないで長時間稼働し続けると、現在の予想排出量２
０ａ〜２０ｔの「信頼性」は向上すると共に、現在の予
想排出量（及び駆動命令値）の信頼度係数が増加する。

【００３０】特に、セットポイント排出量をオーバーシ
ュートすると押出し機（図示せず）が破損する虞がある
ので、このようなセットポイント排出量のオーバーシュ
ートは望ましくない。従って、本発明では、現在の駆動
命令値に対する信頼度係数が小さければ、セットポイン
トに対応する値以下に駆動命令値を意図的に減少するよ
うにしている。即ち、信頼度係数が小さければ小さい
程、モーター速度制御装置１６がセットポイントをアン
ダーシュートする百分率が大きくなる。これによりモー
ター速度制御装置１６をバイアスさせて、予想排出量
（振動曲線）アレー２０における偏差がセットポイント
をオーバーシュートではなくて、アンダーシュートする
ようになる。信頼度係数と減少率（％）との実際の関係
について以下に詳述する。

【００３１】極端な場合（駆動命令値がどうであろうと
も、信頼度係数が最小になっている場合）は、LWF２が
始動されたときに起こる。この場合、アレー２２におけ
る信頼度係数は駆動命令がどうであろうともゼロに設定
されている。この場合では駆動命令はセットポイント値
がどの値にあっても２０％だけアンダーシュートされる
ことになる。この場合、始動時には較正機能(calibrati
on function)２４を実行させて振動曲線テーブル２０の
信頼性を増加させるのが望ましい。従って、アレー２２
における信頼度係数２２ａ〜２２ｔは、機能２４により
較正作用が行われた後に増加する。図２は、較正機能２
４が実行された直後における信頼度係数アレー２２に記
憶されている初期信頼度係数２２ａ〜２２ｔを示してい
る。

【００３２】図３において、プロセッサー１０（図１に
示す）により、特にカルマンフィルター１４において実
行されるプロセスステップを示すものである。

【００３３】プロセスが開始すると、ステップ１２６に
おいて例えばオペレーターによるメモリーに対する入出
力操作により、公称(nominal)値と公称変数値などが初
期化される。次のステップ１２７では、計量フィーダー
を較正すべきかどうか判定される。オペレーターが較正
しないものと選択すると、制御フローはステップ１２８
へ移るが、較正すべきものと選択した場合では、制御フ
ローはステップ１２９へ移って値の較正作用が行われ
る。

【００３４】ステップ１２８においては、カルマンフィ
ルター１４が初期化される。フィルター１４の初期化後
にはステップ１３０にて、計量器３８とアクチュエータ
ー３６とから重量とモーター速度の測定値がそれぞれ取
り込まれる。その後ステップ１３１とステップ１３２と
で、モーター速度(Qm)と重量(Qw)のノイズ共分散マトリ
ックスがそれぞれ算出される。その後ステップ１３３に
おいて、モーター速度(Vm)と重量(Vw)の推定値が得られ
る。次のステップ１３４においては、組合せ計数Ｃを再
び算出すると共に、全重量速度推定値ＶＴをも算出す
る。この算出後にには制御フローはステップ１３５に移
って、相関係数ＡＣを更新する。その後ステップ１３６
において、搬送している材料にブリッジ現象が発生した
かどうか判定される。ステップ１３７では、モーター制
御信号４８が作成されて、モーターないしアクチュエー
ター３６の速度を制御すべく出力される。そして、振動
曲線２０と信頼度アレー２２とがステップ１３８で更新
され、その後、必要に応じて次の測定のためにステップ
３０へと制御フローがリターンする。このように制御が
周期的に繰り返されるのである。

【００３５】実験の積み重ねにより、材料搬出量には幾
らか変動が伴っているのが判明している。一般に、この
変動期間は、材料の種類や環境条件にもよるが、７〜２
０秒間である。従って、振動曲線２０と信頼度アレー２
２とがそれぞれ更新されるのの適当な時間は、前記変動
期間と同じく７〜２０秒になっている。典型的な実施例
においては、図３に示した制御ループは、１〜３秒ごと
に実行されるようになっており、従って振動曲線２０と
信頼度アレー２２とは前記制御ループが７回実行される
都度に更新されるようになっている。これにより、更新
された曲線２０とアレー２２とを忠実に反映するように
排出量と駆動命令とを変化させることができる。

【００３６】図４は、図１に示した較正機能２４の作用
を示すフローチャートである。較正作用は、オペレータ
ーの意図次第で実行される。好ましくは、装置２の稼働
中に、ホッパー３２に別の新しい材料を充填したとか、
機械の条件を変えたとか、その様な変化が発生する都度
に較正作用を行うのが望ましい。稼働前では、デフォル
トの振動曲線アレーypを用い、信頼度アレーの値を全て
ゼロに設定しておく。

【００３７】ステップ１５０では、アクチュエーターを
最大駆動命令の１０％に設定する。典型的な実施例で
は、この１０％は1、000ヘルツの周波数に対応する。こ
の周波数よりも小さい周波数では、材料は流動しないこ
とがある。１０％駆動命令時に較正作用を開始すること
により、振動式供給トレー３４に材料を充填すれば、材
料の塊が幾らか解けてくる。６秒間そのまま稼働して安
定させた後、実際の較正データーを収集する。その後３
０秒間に亙って重量損失を測定して、１０％駆動命令時
での平均排出量を求める。

【００３８】ステップ１５２では、モーター速度を５％
駆動命令（即ち、５００ヘルツ）に減速する。５秒間そ
のまま稼働して安定させた後、次の３０秒間における重
量損失を測定して、５％駆動命令時での平均排出量を求
める。

【００３９】ステップ１５４では、モーター速度を２０
％駆動命令、即ち2、000ヘルツに増速する。３秒間その
まま稼働して安定させた後、次の１０秒間における重量
損失を測定して、５％駆動命令時での平均排出量を求め
る。ステップ１５６では、１５％駆動命令での重量損失
を測定するどころか、１０％駆動命令での速度と２０％
命令での速度との間の直線補間法を用いて予想排出量２
０ｃ、即ち、yp(2)を推定する。

【００４０】ステップ１５８では、モーター速度を３０
％駆動命令、即ち、3、000ヘルツに増速する。２秒間そ
のまま稼働して安定させた後、また次の１０秒間におけ
る重量損失を測定して、３０％駆動命令時での平均排出
量を求める。ステップ１６０に至って、２０％及び３０
％駆動命令時での速度間の直線補間法を用いて予想排出
量２０ｅ、即ちyp(4)を推定する。

【００４１】最大駆動信号の百分率が増加するにつれ
て、重量損失測定時間を減少させていく。これは便宜上
行うのであって、それにより大量の材料が較正シーケン
ス時に排出されないようにしている。LWF２は生産シス
テムの一部を構成しているものであり、よくても他の生
産装置に材料を排出してしまうのは都合が悪い。同様な
理由で、駆動命令が高レベルにあるときの重量損失の推
定値が僅かしか収集できないから、直線補間法ないし補
外法を用いて多くの予想排出量２０ａ〜２０ｔを推定し
ている。

【００４２】ステップ１６２においては、モーター速度
を５０％駆動命令、即ち5、000ヘルツに増速している。
３秒間そのまま稼働して安定させた後、更に次の６秒間
での重量損失を測定して、５０％駆動命令時での平均排
出量を求める。ステップ１６４に至っては、３０％及び
５０％駆動命令時での速度間の直線補間法を用いて予想
排出量２０ｇ〜２０ｉ、即ちyp(6)〜yp(8)を推定する。

【００４３】ステップ１６６では、モーター速度を７０
％駆動命令、即ち7、000ヘルツに増速している。３秒間
そのまま稼働して安定させた後、更に次の６秒間での重
量損失を測定して、７０％駆動命令時での平均排出量を
求める。ステップ１６８に至っては、５０％及び７０％
駆動命令時での速度間の直線補間法を用いて予想排出量
２０ｋ〜２０ｍ、即ちyp(10)〜yp(12)を推定する。次の
ステップ１７０では、５０％及び７０％駆動命令時での
排出量に基づいて直線補外法を用いて予想排出量２０ｏ
〜２０ｔ、即ちyp(14)〜yp(19)を推定する。これで較正
作用が終わるのではあるが、振動曲線アレーypにおける
デフォルト値が較正データに置換される。

【００４４】尚、測定すべき駆動命令値や、較正作用時
に補間すべき値の選定については、振動曲線２０の通常
の形状に基づいてこれが行われるのは、当業者には明ら
かである。高次多項式回帰法では、測定ポイントに一致
するが、非測定ポイント、特に高レベルの駆動命令パラ
メータでの非測定ポイントから大きく逸れる回帰曲線が
生ずることになるので、直線補間法を用いている。ま
た、多項式回帰法ではプロセッサーをもっと長時間稼働
させる必要がある。

【００４５】図２に戻って、７０％と１００％での直線
補外法による別の効果を示す。最大駆動命令に近い実排
出量機能を仮想曲線２１で示す。補外した予想排出量２
０ｐ〜２０ｔ、即ちyp(15)〜yp(19)は、実排出量よりも
大きくなっている。これによりシステムをして、低レベ
ルの駆動命令を選択すると共に、前述したように大抵の
製造条件には望ましいセットポイントを、オーバーシュ
ートよりはむしろアンダーシュートするようにしてい
る。

【００４６】再び図２において、較正作用の終了時に
は、信頼度アレーyp_relの値は、曲線２２に示したポイ
ント２２ａ〜２２ｔの値に設定されている。０％及び３
０％駆動命令間での予想排出量２０ａ〜２０ｆは、最大
信頼度の８０％になっている。この駆動命令の範囲で更
に測定をして、各測定時間を最長時間にする。同様に、
９０％及び１００％駆動命令間では信頼度が最低（３０
％）であって、較正作用時にこの範囲で測定をするよう
なことはしない。

【００４７】図３を参照しながら説明したカルマンフィ
ルター１４の作用は、定常操作時には信頼度アレーとは
無関係である。しかし、始動直後やセットポイント変更
直後では、駆動命令を振動駆動電源用電子回路３０に供
給する前にカルマンフィルター１４により選択された駆
動命令を修正する。図５は、予想排出量の振動曲線２０
と信頼度アレー２２とが始動直後のモーター速度選択に
使われる様子を示している。

【００４８】図５において、現在のセットポイント排出
量の指数Ｉをステップ２０２において求める。このＩ
は、セットポイントよりは小さいか、又は等しい最大予
想排出量２０ａ〜２０ｔ、即ちyp(0)〜yp(19)の指数で
ある。I+1は、セットポイントより大きい最小予想排出
量２０ａ〜２０ｔの指数を表す。ステップ２０４では、
より小さい予想排出量yp(I)とその次に大きい予想排出
量yp(I+1)との間での直線補間により予備駆動命令値を
算出する。これにより、セットポイント排出量にほぼ等
しい予想排出量に対応した補間駆動命令値が選択され
る。

【００４９】次のステップ２０６では、駆動命令値yp
(i)、yp(I+1)にそれぞれ対応した信頼度係数yp_rel
(I)、yp_rel(I+1)を加算して、０〜２００の範囲にある
和Ｋを得る。次に、ステップ２０８において、和Ｋを１
６で割って商Ｋを得るが、この商Ｋは０〜１２までの間
の次に低い整数値(next lowest integr)に丸める。ステ
ップ２１０では、テーブルルックアップでアンダーシュ
ート係数(factor)Ｕを求める。商Ｋとアンダーシュート
係数Ｕについて考えられる値を表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】ステップ２１１では、セットポイントと補
間駆動命令値との間の差(DELTA DC)を求める。次の判定
ステップ２１２で現在の排出量がセットポイント以下と
判定されると、ステップ２１４にて差DELTA DCをアンダ
ーシュート係数Ｕと乗算して、差DELTA DCより小さい積
TEMPを得る。次のステップ２１６に至って、積TEMPを現
在の駆動命令に加算する。ところが、判定ステップ２１
２で現在の排出量がセットポイント以上であると判定さ
れると、ステップ２１８で駆動命令が係数[1+(1-u)]だ
け差DELTA DCよりも大きい量だけ減少させられる。

【００５２】このように、セットポイントに対する現在
の排出量（カルマンフィルター１４で推定したもの）の
大小とは無関係に、駆動命令が、排出量がセットポイン
トよりも少なくなるように修正されるのである。世っ
て、選択された駆動命令値に対応するそれぞれの信頼度
係数に従って駆動命令値が減少させられて、減少駆動命
令値Ｘが作成されるのである。ステップ２２０では、こ
の減少駆動命令値がリターンする。この減少駆動命令値
に対応する駆動命令信号がアクチュエーターに供給され
て排出量が設定される。

【００５３】図６は、振動曲線と信頼度アレーとを更新
する際の振動曲線作成機能１８での機能を示すフローチ
ャートである。ステップ２５からループが開始する。ル
ープ開始直後の判定ステップ２５２では、フィーダーが
現に稼働しているかどうかの判定がなされる。稼働して
いない場合（即ち、ホッパー３２が空になった場合）図
１１に示したフローに移るが、稼働している場合では、
ステップ２５４でLWF２が較正モードで稼働しているか
どうか判定される。較正モードで稼働しているのであれ
ば、フローは図４に示したフローに移る。反対に、LWF
２は較正モードで稼働していないものとステップ２５４
で判定されると、ステップ２５８において計量ホッパー
３２（図１に示す）での正味重量が最大正味重量と比較
される。この正味重量が最大正味重量の２％以下であれ
ば、オペレーターはフィーダーを空にするか、又は計量
ホッパー３２に材料を供給する貯蔵ホッパー（図示せ
ず）が正常に作動しておらず、オペレーターの介入が必
要になっている。この場合では、制御フローはステップ
２７２へとスキップして、カウンターとアキュムレータ
ーとがゼロに設定されると共に、更新ループがステップ
２７４で終了する。曲線２０、２２が更新されることは
ない。

【００５４】次にステップ２５８で計量ホッパー３２に
最大正味重量の２％以上の材料が入っているものと判定
されると、判定ステップ２６０が行われる。この判定ス
テップ２６０では、図示しない貯蔵ホッパーが計量ホッ
パー３２に材料を補充しているかどうか判定される。補
充時には、通常のロス・イン・ウェイト操作は行われて
いない。従って、材料の補充が行われていると判定され
ると、ステップ２７２にて前述したようにカウンターと
アキュムレーターとがゼロに設定された後、ステップ２
７４でループが終了する。この場合でも振動曲線２０(y
p)と信頼度アレー２２(yyp_rel)が更新されることはな
い。

【００５５】ところが、ステップ２６０での判定結果が
補充が行われていないものとのことであれば、材料搬送
量（排出量）ＭＦが５０％以上もセットポイントから逸
れているかどうか、（即ち、ＭＦがセットポイントの半
分よりも小さいか、セットポイントの２倍より多いかど
うか）の判定がステップ２６２においてなされる。曲線
２０(yp)とアレー２２(yp_rel)は更新されない。この場
合、LWF２は正常動作中かも知れないが、ＭＦは定常状
態からかけ離れているので、それが急速に変化している
ことになり、従って信頼度係数はＭＦの推定値がどうで
あろうとも小さくなっている。

【００５６】ステップ２６２でＭＦ値とセットポイント
値の何れか小さい方がこれらの両値の大きい方の５０％
よりも大きいと判定されると、ステップ２６４に移る。
ステップ２６４では、重量と駆動命令の読取り値を考慮
してカウンターのカウントを１だけ増加させる。ステッ
プ２６６では、材料搬送アキュムレーター(mf_accum)
を、ホッパー３２における重量損失の現在の測定値(cur
_mf)分だけ増加させる。そして、次のステップ２６８
で、駆動命令アキュムレーター(dc_accum)を駆動命令の
現在値(cur_dc)だけ増加させる。

【００５７】ステップ２７０において、カウンターをチ
ェックして制御ループを７回繰り返して実行したかどう
かを判定する。７回繰り返して実行したのであれば、振
動曲線アレー２０(yp)と信頼度アレー２２(yp_rel)とを
更新する時期が来たことを意味する。従って、制御ルー
プは、図７と図８とを参照しながら後述するフローに移
ることになる。逆に、カウンターの値が６よりも大きく
ない場合では、制御ループは図６のＣを経て図９に示し
たフローに移る。

【００５８】図７と図８とは、ypアレーとyp_Relアレー
をと更新する方法を示すフローチャートである。６つの
振動曲線ポイントまで更新される（その内の３つは現在
の駆動命令の下方、残りの３つはその駆動命令の上
方）。図６に示した制御ループでの判定ステップ２７０
でカウンター値が６よりも大きいと判定されたとき、即
ちカウンター値が７になった後に、図７に示したステッ
プ３００から始まる制御ループが実行される。このステ
ップ３００では、予想材料搬送量の誤差(y_err)が算出
される。即ち、平均排出量での重量損失(mf_accum)を、
駆動命令(dc_accum)に対する振動曲線アレー(yp)で示さ
れた平均予想排出量で割る。次のステップ３０２におい
ては、駆動命令を５００（典型的な実施例では、振動曲
線アレーypでの連続した駆動命令値は５０ヘルツごと隔
てている）で割り、小数点以下を切り捨てることでアキ
ュムレーター(dc_accum)での平均駆動命令の指数を求め
る。ステップ３０４では、アキュムレーターの平均駆動
命令値と振動曲線におけるその次の低周波数との間のオ
フセット値(off)を求める。その次のステップ３０６に
至って、指数ｉを１だけ減少して、Ｃプログラミング言
語の指数定義則(indexing convention)（このＣ言語で
はアレーの第１指数はゼロとなっている）に合わせる。

【００５９】判定ステップ３０８では、補正指数がゼロ
より大きいか、又は等しい範囲にあるかどうか（即ち、
振動周波数は５００ヘルツよりも大きいか、又は等しい
かどうか）の判定がなされる。そうであればステップ３
１４に至ってその直後の低い振動曲線値20(i)（図７に
おいては、yp[i]と称する）を下記の式（１）に従って
調整する。

【００６０】 yp[i] = yp[i] * y_err * (1750 - off)/1750 ・・・・・・・・・・（１）但し、yp[i]は、直後の低い振動曲線値、y_errは、実排
出量と予想排出量との間での相対誤差、offは、次の最
低曲線値とセットポイントとの間のオフセット値であ
る。

【００６１】周波数が５００よりも低いのであれば、図
８を参照して説明するステップＢ１へと制御ループが移
る。

【００６２】現在の駆動命令値が５００の正倍数(even
multiple)に近ければ、現在の実排出量は、排出量が５
００の正数倍の駆動命令に従っていることを示している
「信頼性のある」指標となる。逆に、現在の駆動命令値
が５００の正数倍からかけ離れていると、現在の実排出
量が、排出量が５００の正数倍の駆動命令に従っている
ことを示している「信頼性のある」指標とはならない。
このように上記式（１）によれば、振動曲線２０（又
は、yp[i]）が更新されると、現在の駆動命令と５００
ヘルツの次の低次倍数(next lower multipe)との間のオ
フセット値が大きくなった時に調整量が減少させられ
る。振動曲線２０における予想排出量は、現在の排出量
が５００の正数倍である時に測定排出量と正確に一致す
るように更新されるのみである。３ステップ４３０では、現在の駆動命令が9、000ヘル
ツよりも小さいかどうか、（指数が１６より小さい、又
は等しいかどうか）判定される。そうであれば、三番目
の大きい予想排出量yp[i+3]が更新される。信頼度係数y
p_rel[i+3]が７０よりも小さいとステップ４３２で判定
されると、ステップ４３４において三番目に大きい振動
曲線の予想排出量が下記式（６）に従って調節される。

【００８０】 yp[i + 3] = yp[i + 3] * y_err * (250 + off)/1750 ・・・・・（６）

【００８１】ステップ４３６では、信頼度係数が５０よ
り小さいかどうかの判定がなされ、それに応じて三番目
に大きい予想排出量の信頼度係数が１だけ増加させられ
る。

【００８２】図７と図８とに示した実施例の変形例で
は、信頼度係数が５０％より小さいのであれば、ステッ
プ３１８、３２４、４０６、４１６、４２６、４３６に
おいて信頼度係数がもっと増加されるようにしている。
ステップ３１６、４１６では、信頼度係数は、それが５
０％以下であれば３だけ増加させられるようにしてい
る。ステップ３２４、４０４、４２６、４３６では、５
０％以下であれば２だけ信頼度係数を増加している。

【００８３】図９は、予想排出量が９９％から１００％
へと変わっているときに当該予想排出量の信頼度係数を
更新する方法のフローチャートを示す。図９において、
ステップ３５２から３５８までは、振動曲線アレー２０
における複数の予想排出量２０ａ〜２０ｔについて一々
繰り返される。振動曲線の「スナップショット」は、信
頼度係数が１００％に達したときに取り込まれる。ステ
ップ３５２では、スナップショット（save_yp）アレー
に予想排出量が記憶され、ステップ３５４では信頼度係
数が１００％に増加させられる。

【００８４】スナップショット（save_yp）アレーは、
実排出量が予想排出量からほぼ変化すれば、その予想排
出量を再構築(rescale)するようになっている。これ
は、例えば機械条件が変えられたとか、系のセットアッ
プデータを調節しないでホッパー３２に別の新しい材料
を補充したような場合に発生する。ここで言う系とは、
図１０と図１１とを参照しながら後述する振動検出手段
を含んでいる。

【００８５】図１０において、図６に示したフローが１
回目から６回目の間（なお、図７と図８に示した曲線２
０、２２に対する更新は、７回目以後に行われる）に系
が終了した場合に図１０の制御フローがステップＣから
実行される。ステップ４５０では、フィーダーが質量モ
ード（即ち、重量損失）で稼働しているか、それとも容
積モードで稼働しているかどうかの判定がなされる。執
拗モードの場合では、ステップ４５４に至って材料変動
フラグ（material_change_fg）が０よりも大きいかどう
か判定される。材料変動フラグが０よりも大きければ、
そのフラグは１と判定される。

【００８６】通常ではこの材料変動フラグはゼロに等し
い。ホッパー３２における材料の正味重量が最大重量の
２％以下になってフィーダーが停止すると、材料変動フ
ラグは２５５に設定される。従って、図６から図１０に
示した通常のサイクルでは、このフラグは２２５回(225
interactions)後、一般には５分後に再び０になる。こ
の材料変動フラグは、図１１を参照しながら後述するよ
うに、振動曲線を再構築すべきかどうかの判断材料に使
われる。

【００８７】図１０におけるステップ４５８では、５０
０ヘルツで割った周波数よりも小さい最大整数値とし
て、振動曲線アレー２０の指数が求められる。次のステ
ップ４６０では、その指数が０か１か（1、500ヘルツよ
り小さいか）の判定がなされ、ステップ４６２で制御ル
ープが終了する。この指数がステップ４６０での判定結
果、１よりも大きいものと判定されると、次の判定ステ
ップ４６４に移る。この判定ステップ４６４で現在の予
想排出量の信頼度係数が５０より小さいと判定される
と、制御フローはステップ４７０で終了する。換言すれ
ば、予想排出量が信頼性ないものと見なされると、振動
曲線は再構築されることはない。

【００８８】ステップ４６８において信頼度係数が５０
％よりも大きいと判定されると、ステップ４７２に移る
が、そうでない場合ではステップ４７０に移る。このス
テップ４７２では、同一指数に対するそれぞれの「スナ
ップショット」値の和に対する最も近い予想排出量（現
在の予想排出量の前後の予想排出量）の和の比ftmepを
算出する。予想排出量は７回目のサイクルごとに更新さ
れるようになっており、この比ftempは、信頼度係数が
大きい（即ち、１００％）と判定されているものだから
排出量の変化の指標となる。各駆動命令ごとの予想排出
量は信頼できるものではあるが、システムの始動後（又
は、振動曲線が最後に再構築された後）に予想排出量が
著しく変動したのであれば、現在の駆動命令から隔てた
周波数に対する振動曲線の予想排出量は非常に信頼でき
ないものとなる。即ち、1、500ヘルツ以上の場合であ
る。振動曲線をもっと正確なものとするために、当該振
動曲線を再構築するのである。このように再構築するた
めに、全てのスナップショット値に、図１２を参照しな
がら説明するように比ftempを掛け合わせるのである。

【００８９】図１１において、振動曲線を再構築すべき
かどうかを判定する方法のフローチャートを示す。この
フローにおけるステップ４７４では、材料変動フラグの
状態を判定する。即ち、材料変動フラグが０よりも大き
い（ホッパー３２に別の新しい材料を入れた）場合、閾
変動値(threshold variation)を下げて、その後ステッ
プ４７８、４８４へと移る。ステップ４７８、４８４で
の判定結果、比ftempが単位値から１０％以上も変化し
たと判定されれば、フローはステップＣ２（図１２）に
移って振動曲線を再構築する。これは、材料の種類を帰
ると振動曲線２０も変わるとの既知の確率によるもので
ある。

【００９０】図１１において、ステップ４７４似て材料
変動フラグが０と判定されると、閾変動値は大きくな
る。他方、駆動命令が２５％より小さければ、閾値は最
高になり、ステップ振動曲線を再構築すべくステップＣ
２へと制御フローが移るようなことなく、ステップ４８
０、４８６で比ftempが、３０％までの数値だけ単位値
から変位する。ステップ４７６において駆動命令が２５
％以上であると判定されると、閾値は中間値になってい
る。その場合、比ftempは、制御フローがステップＣ２
へ移って振動曲線を再構築することなく、ステップ４８
２、４８８において２０％までの数値だけ単位値から変
位する。この比ftempが閾値内であれば、制御フローは
ステップ４９０で終了する。

【００９１】図１２は、振動曲線２０ａ〜２０ｔと信頼
度アレー２２ａ〜２２ｔを再構築する方法のフローチャ
ートを示す。ステップ５０２から５０９までは、振動曲
線２０と信頼度アレー２２における各駆動命令値に対し
て一々繰り返される。ステップ５０２では、予想排出量
と比ftempとが掛け合わされ、ステップ５０４に至っ
て、スナップショット予想排出量が予想排出量と同一値
に設定される。ステップ５０６では、それぞれの予想排
出量の信頼性が５０％だけ減少させられる。ステップ５
０８では、スナップショット信頼度アレーに新しい信頼
度アレーが記憶される。

【００９２】図１３は、図６を参照しながら説明したよ
うにフィーダーが停止した場合に実行されるプロセスの
フローチャートを示す。同図においてステップ５５０で
は、オペレーターが新しい最大予想排出量を入力したか
どうかの判定が行われる。一般に、ホッパー３２に別の
材料を新たに供給するときのは、それに応じて新しい最
大排出量がオペレーターの手で入力されるのが通常であ
る。好ましくは、システム２に供給する各種の材料ごと
の適当な最大排出量を示した表をオペレーターに持たせ
ておくのが望ましい。次いで、ステップ５５０で新しい
最大予想排出量が入力されたと判定されれば、ステップ
５６８にて前の最大排出量を新しい排出量で割ることに
より比ftempを求める。これは一種の脇道で、振動曲線
が再構築されるのである。ステップ５７０からステップ
５８０にかけて示したように各予想排出量２２ａ〜２２
ｔと各信頼度係数２２ａ〜２２ｔとが更新される。ステ
ップ５７２では、予想排出量と比ftempとが掛け合わさ
れる。そして、ステップ５７４に至って、予想排出量の
信頼度係数が９０より大きいかどうか判定され、そうで
あれば、ステップ５７６にて信頼度係数が９０に減少さ
れる。

【００９３】振動曲線２０と信頼度アレー２２とが更新
されると、制御フローはステップ５５２に移り、その
後、オペレーターが新しい最大排出量を入力しなかった
らステップ５５０に移る。

【００９４】ステップ５５２においては、ホッパー３２
が満杯状態の２％以下になっているかどうかの判定が行
われる。２％以上であると判定されると、制御ループは
ステップ５５４で終了する。逆に２％以下であると判定
されると、ステップ５５６からステップ５６２にかけ
て、信頼度アレー２２のそれぞれの信頼度係数２２ａ〜
２２ｔが５０％だけ減少され、ステップ５６４で材料フ
ラグが２５５に設定される。

【００９５】図１４は本発明の別の面を示すフローチャ
ートである。カルマンフィルター１４（図１）のもう一
つの特徴として、最近の稼働履歴に応じて、計量器３８
から供給された重量データーに種々の重量を調和させる
機能がある。このフィルターの基本機能については、前
述したカラタの米国特許第4、954、975に詳しく述べられ
ている。

【００９６】カルマンフィルター１４は、推定排出量
と、この推定排出量の標準偏差とを判定するようになっ
ている。大量異なった新しい測定値（例えば、予期して
いた排出量から３標準偏差以上も大きい排出量）が供給
されると、カルマンフィルターは「乱れ」る（即ち、不
安定になる）。ここで言う「乱れ（不安定）」とは、カ
ルマンフィルター１４が、前回の測定値に対して著しく
小さい重量を新しい測定値に調和させることを意味す
る。LWF２が定常状態で稼働して、虚誤差(spuriouserro
r)が発生している（例えば、環境のノイズでフィルター
１４への供給した重量測定値を乱す）ようなときには、
これは望ましいことである。虚誤差に割り当てた重量を
減少させることにより、カルマンフィルター１４は定常
フローを維持する。

【００９７】しかし、システムが将に始動しようとして
いるか、セットポイントが大量変化した場合では、各値
は前回値から変化するものと考えられる。図１４に示し
た本発明によれば、システムが始動するか、セットポイ
ントの変化があった場合に、フィルター１４が乱れるの
を阻止すべく一時的に介入して、フィルター１４をして
変化している重量の推定値に対応するように、パラメー
ターが調節される。

【００９８】図１４において、ステップ６００ではシス
テムの状態を判定して、LWF２が定常状態であるかどう
かを判断する。そうでなければ、ステップ６０２にてカ
ウンターを０に設定する。ステップ６０４では、フィル
ター１４による通常のノイズ算出が中断される。ステッ
プ６０６に至っては、LWF２が丁度ど始動したばかりか
どうかシステムが判断する。システムが丁度始動したば
かりであれば、ステップ６０８にてカウンターをチェッ
クすることにより、図１４の制御フローが始めて実行さ
れる最初のサイクルかどうか判定する。始動されたばか
りであれば、ステップ６１０で一群のフィルターパラメ
ーターが始めて調節される。それ以後の場合では、制御
フローはステップ６２２へと直行してカウンターを１だ
け増加させる。ステップ６２４では、カウンターをチェ
ックしてカウントが３０に等しいかどうかを判定する。
カウントが３０になっている（即ち、３０個の重量測定
値が収集された）場合、システムの状態が始動状態から
定常状態に変更される。

【００９９】他方、ステップ６０６でシステムがまだ始
動していないと判定されると、ステップ６１２において
セットポイントが今変化したかどうか判定され、その
後、ステップ６１４からステップ６２０に至る。ステッ
プ６１４では、フィルター１４が作成した推定排出量の
測定標準偏差MSDが、下記式（７）に従って調節され
る。

【０１００】 MSD = MSD + (1 - U) * DELTA SETPOINT ・・・・・・・（７）但し、MSDは測定標準偏差、Ｕは表１から得るアンダー
シュート係数、DELTA SETPOINTは、セットポイントの変
化分をそれぞれ表す。

【０１０１】フィルター１４は、標準偏差に基づいて乱
す（新しい推定値に合わせた重量を減少させる）べき稼
働かを判定するから、標準偏差が増加するとカルマンフ
ィルター１４が、新値があたかも前回の推定値に近いか
のように応答するようになる。この標準偏差の増加は、
セットポイントの変化分から求めることができる。従っ
て、セットポイントが変化すればするほど、フィルター
１４に対する調節量も大きくなり、前回の推定値とは違
った排出量の推定値を受け入れるようになる。表１に示
したアンダーシュート係数Ｕは、この調節を変化させる
ためにも用いられる。このアンダーシュート係数は信頼
度係数から得られ、この信頼度係数が大きければ大きい
ほど、（１−Ｕ）の値は小さくなる。従って、現在の予
想排出量が一層信頼できるものであれば、MSDに対する
調節量は少なくて済む。

【０１０２】ステップ６１６では、フィルター１４にお
ける所望標準偏差DSDパラメーターが調節されて、所望M
SD/DSD比が作られる。MDSD/DSD比で、カルマンフィルタ
ー１４がどれ程フィルター作用をなしたかが判明する。
フィルター１４の出力が入力よりも平滑であるから、DS
DはMSDよりも小さい。このMSD／DSD比が大きければ大き
いほど、フィルター作用が頻繁に行われる。また、この
比が大きければ大きいほど、フィルター１４の時定数が
長い。調節後では、この比はフィルター調節以前値より
３倍小さくなっている。何故なら、予想排出量ypの信頼
度係数が小さけときでは、フィルター１４が迅速に３回
応答して迅速に推定重量を更新するようにして、急速に
相関がとれるようにするのが望ましいからである。ステ
ップ６１８とステップ６２０とでは、MSD／DSD比をクラ
ンプしてその比を最小値に限定している。

【０１０３】ステップ６２１では、CGAINパラメーター
を調節する。図１に示したモーター速度制御機能１６に
は、流量を調節するのにPIDアルゴリズム（比例積分誘
導制御アルゴリズム）を用いられている。このCGAINパ
ラメーターは、この制御アルゴリズムの積分成分のゲイ
ンを表している。従って、このパラメーターが変動する
と、モーター速度制御機能１６にフィルター１４から入
力される材料搬送誤差信号に対する応答性を調節するこ
とにより、モーター速度制御機能１６の時定数に影響を
及ぼしている。このCGAINパラメーターは、Ｕを表１に
示したアンダーシュート係数とすると、［(1 - U) *
(セットポイント変化量)］に比例して増加する。世っ
て、予想排出量が信頼性ないものであれば、モーター速
度制御機能１６がセットポイントの変化に応答しなが
ら、一層集中的に不正確な搬送に対して矯正作用を施す
ようになる。

【０１０４】ステップ６２２から６２６に至っては、カ
ウンターのカウントを加算していき、カウントをチェッ
クしてLWF２前述のように定常状態にあるかどうかを判
定する。従って、MSDとDSDとを調節することにより、フ
ィルターの乱れを防ぐことができるのである。また、CG
AINパラメーターを調節することで、変化している搬送
量に対するフィルター１４の応答性が調節される。その
後、ステップ６００へと制御フローが移って、当該制御
ループが繰り返される。

【０１０５】ステップ６００においては、５つの小さい
セットポイントの更新（尚、この小さいセットポイント
の変化とは、６％より小さい変化を意味する）が所定時
間内に発生したかどうかを判定している。通常、ステッ
プ６１２からステップ６２６までのシーケンスは、セッ
トポイントの変化量が小さければ実行されるようなこと
はなく、フィルターも単一の小さい変化により乱れるよ
うなこともないので、MSDとDSDを調節する必要はない。

【０１０６】しかし、ステップ６３４で所定時間内にセ
ットポイントに幾つかの小さい変化が発生したと判定さ
れると、オペレーターは徐々とシステムを調節する必要
があるが、その後はステップ６３６に制御フローが移
る。MSDに対して短時間に亙る累積変化量に基づいてわ
ずかの調節を施して、フィルター１４が乱れるのを防い
でいる。その後はステップ６００に至って制御ループが
繰り返される。

【０１０７】尚、ここまで説明した種々の実施例につい
ては、当業者には種々の変形や改変などが容易に考えら
れるところである。ここまで端本発明を典型的な実施例
として説明したが、本発明の範囲から逸脱しなくとも、
種々の形で実施できるものであるのは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の典型的な実施例を示すブロック図。

【図２】図１に示したように、駆動命令に対してプロ
ットした振動曲線と信頼度アレーを示す説明図。

【図３】図１に示したカルマンフィルターが実行する
プロセスのフローチャート。

【図４】図１に示したシステムを較正するプロセスの
フローチャート。

【図５】図１に示した振動式フィーダーを駆動するの
に用いる駆動命令を判定するプロセスのフローチャー
ト。

【図６】図２に示した振動曲線を更新するべきかどう
かの判定プロセスを示すフローチャート。

【図７】図２に示した振動曲線と信頼度アレーとにお
けるそれぞれの値を更新するプロセスの一部を示すフロ
ーチャート。

【図８】図２に示した振動曲線と信頼度アレーとにお
けるそれぞれの値を更新するプロセスの残りを示すフロ
ーチャート。

【図９】図２に示した振動曲線と信頼度アレーとにお
けるそれぞれの現在値のスナップショットをセーブする
プロセスのフローチャート。

【図１０】図２に示した振動曲線と信頼度アレーとを
再構築すべきかどうかの判定プロセスの一部を示すフロ
ーチャート。

【図１１】図２に示した振動曲線と信頼度アレーとを
再構築すべきかどうかの判定プロセスの残りを示すフロ
ーチャート。

【図１２】図２に示した振動曲線と信頼度アレーとを
自動的に再構築するプロセスのフローチャート。

【図１３】図２に示した振動曲線をオペレーターの指
示で再構築するプロセスのフローチャート。

【図１４】システム始動とセットポイント変化を考慮
すべく、図１に示したカルマンフィルターのパラメータ
ーを調節するプロセスのフローチャート。

【符号の説明】

１０：プロセッサー１２：原材料重量データー処理機能１４：カルマンフィルター１６：モーター速度制御機能１８：振動曲線作成機能２０：振動曲線２２：信頼度アレー２４：較正機能３０：振動駆動電源用電子回路３２：計量ホッパー３４：振動式供給トレー３６：アクチュエーター３８：計量器４０：原材料重量データー４２：重量信号

フロントページの続き (72)発明者シュテファン・ルーデシャースイス、ツェーハー−4665オフトリンゲン、フィッシャーヴェーク146番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】材料容器と、該容器を励振するアクチュ
エーターと、排出する材料の重量を検出する計量装置
と、材料排出量を推定する装置とからなる振動式計量供
給システムにおいて、前記材料排出量を調節すべく前記
アクチュエーターを制御する方法であって、 (a) 複数の駆動命令値を作成し、 (b) 予想排出量と信頼度係数とをそれぞれに対応する命
令値と関連づけ、 (c) 現在の排出量を推定し、 (d) 前回に選択したセットポイント排出量とほぼ等しい
一つの予想排出量に対応する駆動命令値を選択して、 (e) セットポイントに近い二つの予想排出量に対応する
それぞれの信頼度係数に従って前記選択した駆動命令値
を減少して、減少駆動命令値を作成し、 (f) 前記アクチュエーターに前記減少駆動命令値を表す
駆動命令信号を供給して排出量を設定し、 (g) 予想排出量が所定量以下だけ推定排出量から逸れて
いる場合に、前記選択した駆動命令値に対応するそれぞ
れの信頼度係数を増加させることよりなる振動式フィー
ダーの制御方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法であって、 (h) 排出量がセットポイント排出量とほぼ等しくなるま
で前記ステップ（ｃ）、（ｆ）、（ｇ）を繰り返すこと
よりなる制御方法。
【請求項３】請求項２に記載の方法であって、 (i) 前記ステップ（ｇ）が実行される都度に、選択した
駆動命令値に対応する予想排出量を、予想排出量と推定
排出量との基づく新たな予想排出量に更新することより
なる制御方法。
【請求項４】請求項３に記載の方法であって、 (j) どれか一つの信頼度係数が所定最大値に増加する
と、予想排出量と信頼度係数のそれぞれの現在値を記憶
し、 (k) ステップ（ｊ）において記憶されたそれぞれの値か
ら所定比以上、現在の駆動命令値に対応する予想排出量
が逸れる時期を検出し、 (l) 検出が行われたときに前記比だけそれぞれの予想排
出量を乗算することを更に行うことよりなる制御方法。
【請求項５】請求項４に記載の方法であって、 (m) 前記ステップ（ｌ）を実行するときにそれぞれの信
頼度係数を減少させてなる制御方法。
【請求項６】請求項３に記載の方法であって、 (n) 何れかの信頼度係数が所定最大値に増加すると、予
想排出量と信頼度係数のそれぞれの現在値を記憶し、 (o) 予想排出量の値を再構築するとのオペレーターから
の要請を検出し、 (p) オペレーターの要請に応答して、オペレーターが要
請した入力パラメーターにより定まる値を記憶した予想
排出量の値に乗算することを更に行うことよりなる制御
方法。
【請求項７】請求項６に記載のものであって、 (q) 前記ステップ（４）を実行する際に、所定クランプ
値よりも大きい信頼度係数を前記クランプ値へ減少させ
てなる制御方法。
【請求項８】請求項２に記載のものであって、 (r) 前記容器がほぼ空で、フィーダーが停止したとき
に、前記信頼度係数を所定量だけ減少させてなる制御方
法。
【請求項９】請求項１に記載のものであって、 (s) 前記ステップ（ｃ）を実行する前に較正操作を行
い、 (t) 前記ステップ（ｂ）において作成した係数の値より
も大きい所定値へと信頼度係数を増加させてなる制御方
法。
【請求項１０】請求項１に記載のものであって、前記
ステップ（ｃ）が、 (u) 計量装置から重量測定値を入力し、 (v) カルマンフィルターで前記重量測定値をフィルター
処理することよりなる制御方法。
【請求項１１】請求項１０に記載の方法であって、前
記カルマンフィルターは時定数を有しており、前記ステ
ップ（ｃ）が、 (w) 供給システムが始動すると前記時定数を減少させる
ことよりなる制御方法。
【請求項１２】請求項１０に記載の方法であって、前
記カルマンフィルターは時定数を有しており、前記ステ
ップ（ｃ）が、 (x) セットポイントが変化したときに前記時定数を減少
させることよりなる制御方法。
【請求項１３】請求項１０に記載の方法であって、前
記ステップ（ｃ）が、 (y) 供給システムが始動したときとセットポイントが変
化したときに、カルマンフィルターの乱れを阻止すべく
当該カルマンフィルターにバイアスをかけることよりな
る制御方法。
【請求項１４】請求項１３に記載の方法であって、カ
ルマンフィルターにバイアスをかけるステップが、 (z) セットポイントに最も近い予想排出量に対応する信
頼度係数に基づいてバイアス量を求めてなる制御方法。
【請求項１５】材料容器と、該容器を励振するアクチ
ュエーターと、排出する材料の重量を検出する計量装置
と、材料排出量を推定する装置とからなる振動式計量供
給システムであって、それぞれが予想排出量と信頼度係数とを有する駆動命令
値を複数記憶する記憶手段と、該記憶手段と接続されていて、一つの予想排出量がセッ
トポイント排出量とほぼ等しくなるように、何れかの予
想排出量に対応する駆動命令値を選択する選択手段と、該選択手段に応答して、セットポイントに近い二つの予
想排出量に対応するそれぞれの信頼度係数に従って前記
選択した駆動命令値を減少して、減少駆動命令値を作成
する減少手段と、該減少手段に応答して、前記アクチュエーターに前記減
少駆動命令値を表す駆動命令信号を供給して前記アクチ
ュエーターを以て前記駆動命令信号に応じて排出量を設
定させる信号伝達手段と、現在の排出量を推定する推定手段と、前記記憶手段と前記推定手段とに接続されていて、予想
排出量が所定量以下だけ推定排出量から逸れている場合
に、前記選択した駆動命令値に対応するそれぞれの信頼
度係数を増加させる手段とからなる振動式計量供給シス
テム。