JPH10501042A - 人工知能論理フィードバック制御を使用する２モード液体クロマトグラフィ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液体クロマトグラフィ高精度ポンプ（１００）の流量速度制御は人工知能（１５０）を有するデジタル制御システム（１２８）を使用する。デフォルト流量モードでは、ポンプモータ速度はリアルタイム圧力フィードバックを用いないで制御される。圧力モードではこの速度は、ポンプシステム圧力値をを用いて制御される。圧力モードは一定排出流量測定時間が所望のスレッショルド内にありかつ一定排出流量測定基準として使用されている高い方の圧力ピストン（３４Ａまたは３４Ｂ）が測定れているときに人工知能（１５０）によって命令される。流量モードの圧力脈動は圧力値をモニターし、モータシャフト（２４）に設置されたカムの適当な回転位置におけるモータ（１８）速度変化を命令することによって最小化される。圧力モードでは、一定流量速度比例制御はインテークストロークの一定インテーク流量部分中においてのみ比例制御を行うことによって与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】 人工知能論理フィードバック制御を使用する ２モード液体クロマトグラフィ 技術分野 本発明は、分析工程で流量速度の精密な制御と溶剤の正確な配合に関し、より 詳しくは液体クロマトグラフ分析の流量速度制御に関する。背景技術 例えば液体クロマトグラフィ（「ＬＣ」）等の多くの用途で、液体溶離剤の制 御された配合と給送を要する。ＬＣでは、移動相で液体溶剤の流れが、分析する 成分を含む液体試料を給送する。精密なポンプ機構により、液体溶剤を一般に固 定相でイオン交換粒子が詰まったクロマトグラフィのカラムを通過する。カラム を通過するとき、液体試料内の成分は区分されて吸収され、固定相から脱着され る。次に、これらの個々の成分は、異なる時にカラムから溶出され、検出器を通 って流れるとき別々に検出され定量される。このように、液体試料にある組成物 に関する分析情報が提供される。 溶剤の混合物が移動相として使用される高性能液体クロマトグラフィ装置（「 ＨＰＬＣ」）では、より効果的な分離を行うことができる。混合物の成分が、一 定に保たれるとき、イソクラチックモードとなる。一方、カラムへ圧送される時 間中に液体の成分が例えば、成分が100 ％水から100 ％メタノールまで変化する ときは、グラジェント（勾配）クロマトグラフィとなる。 図１は、ＨＰＬＣモードで作動できる一般的な液体クロマトグラフィ装置を示 し、微分分析を行うことができる。精密ポンプ10の目的は、液体溶剤を出力ポー ト１２を通って一定の流量速度でカラム１４又は他の下流の分析装置へ給送する ことである。ＨＰＬＣモードでは、少なくとも２つの液体投入源１６Ａ，１６Ｂ があり、その各々は異なる組成を含む場合がある。図１では、液体投入源１６Ａ ，１６Ｂは、デジタル制御装置２８で作動が制御される比例弁１７に結合してい る。「Ｔ」コネクターを通じて、バルブ１７は液体を入口チェック弁３２Ａ、３ ２Ｂ へ出す。もちろん、非微分分析では、単一の液体投入源１６Ａ又は１６Ｂがある 。 図１において、回転モーター機構１８が、駆動アンプ２０から入力電圧を受け 、入力電圧に応じて回転軸を動かす。タコメーター機構２２が、回転モーター機 構の軸２４の回転速度を検知し、この情報を閉フィードバックーループ構成で駆 動アンプ２０への入力として提供する。 公知のように、モーター軸２４には精密に位置決めしたスロットを有するディ スク２６Ａが付けられていて、該スロットを光が透過し一般に発光ダイオードと 検知器の対を含むセンサーユニット２６Ｂにより検知される。モーター軸２４が 速度ωで回転すると、光センサーが光の有無のデジタルパターンを検知し、その 情報はデジタル制御装置２８に提供される。もちろん、回転軸の速度と位置を検 知する他の精密機構を使用することもできる。 デジタル制御装置２８は、オペレータが出力ポート１２における所望の液体流 量速度を設定することができる制御パネル（図示せず）を含む。デジタル制御装 置２８からの出力制御信号は、次に駆動アンプ２０への別の入力を提供する。 機構３０は、軸２４の回転動作を前後往復動作に変換し、その動作は周囲のシ リンダー（図示せず）に対応する少なくとも２つのピストンヘッド(即ち「端部 」)に連結する。図示するように２つのピストンヘッドが使用される場合、それ らは１８０°位相がずれて往復運動する。１方のピストンが液体を吸入し、他方 のピストンが液体を排出即ち出力し、吸入サイクルは排出サイクルより短い。こ の２つのピストンの構成は、両方のピストンが同時に圧送するクロスオーバーの ポイントを使用し、装置の圧力をデッドゾーンなく維持するようになっている。 この圧力動作モードでは、クロスオーバーで一定の装置圧力とそれゆえ一定の流 量速度を維持するため、モーター速度をほぼ半減することを要する。クロスオー バーで一方のピストンが排出サイクルを終了し、他のピストンが排出サイクルを 開始する。しかし、従来技術では、顕著な圧力変動を避けるために装置のサイク ル中の何時モーター速度を半減すべきか正確に予見することが出来なかった。 精密でない、比例でない用途では、単一の往復運動する端部が使用される。溶 離剤をカラムに圧送するのに、１８０°位相がずれて平列に結合した端部でなく 、２つの直列結合したリードスクリューヘッドを作動させるのに単一のモーター を 使用することが公知である。 機構３０により提供される往復運動に応答して、端部３４Ａ、３４Ｂは個々の 一方向性吸入排出チェック弁３２Ａ、３２Ｂを通過後、Ｔコネクター比例弁３８ で混合される。このように混合した液体が圧力トランスデューサ４０を通過し、 出力ポート１２を通過し、下流の分析装置の第１段階例えば液体クロマトグラフ ィカラム１４へ行く。図１に示すように、トランスデューサ４０で測定した出力 圧力は、デジタル制御装置２８への入力として結合され、出力ポート１２を出る 液体の流量速度を調節する。 トランスデューサ４０からの出力圧力データをリアルタイムで使用することは 、動作の圧力モードと呼ばれる。動作の圧力モードは、圧力の脈動を最小にし、 導電率によるイオン検出又は他の検出器に有利である。このような検知は、比較 的圧力変動に敏感である。しかし、動作の圧力モードは粘性が急速に変化すると き又は他の動的状態があるとき（例えば、カラムの切り換え、注入、高速動作） は不利である。このように状態が動的に変化するときは、フィードバック情報の 遅延により、ポンプ１０が十分な速度で修正するため反応することができなくな る。 通常のポンプ速度の定常状態では、従来の圧力フィードバックでも圧力の脈動 を減少させることができる。しかし、カラムの切り換え、又は注入中のように、 粘性の変化、高速動作、装置パラメータの急速な変化のある動的状態の下で、本 発明はクロスオーバーの脈動を減少させるが、従来技術ではできない。 残念なことに従来のポンプ１０は、流量モードで作動することができず、出力 圧力データをリアルタイムで使用することなく、出力流量速度が調節される。流 量モードでの作動は、粘性の勾配が急速に変化するとき優れた流量速度性能を与 える。 分析の適用と出力ポート１２の流量速度により、液体の圧力が決定される。実 際、標準ボアピストンヘッド即ち端部３４Ａ、３４Ｂは１ピストンストロークで ６秒毎に作動し、約１ml/min給送するが、いわゆるマイクロボアピストンは同じ ピストンストローク率で作動して約250 μl/min 給送する。出力ポート１２にお ける圧力は、一般に300 psi から5000psi の範囲であり、実質的にカラム１４又 はポンプ１０の出力ポート１２から下流の他の装置により決められる。 液体クロマトグラフィでは、検出器（図示せず）はピーク信号を出力すること によりカラム１４を通過する溶離剤（溶剤）中の分離した成分を検出する。次に 、これらのピーク信号は、意味のある分析情報に到達するまで時間の関数として 積分される。それゆえ、出力ポート１２での即ちカラム１４を通過する液体の流 量速度が一定であることが重要である。 残念なことに、図１に示すような従来のポンプ装置は、流量速度を所望する許 容可能な範囲内に維持することができない。例えば、リークし易い弁又はピスト ンシールのため、ポンプ１０はデジタル制御装置２８で指示される所望の流量速 度より少なく出力する。弁とシールがリークしにくいとしても、出力流量速度は 例えば圧力下での材料の伸びの変化等のコンプライアンスの変化により変化しや すい。 さらに、シリンダーヘッド、プラスチック又はステンレス鋼の液体搬送チュー ブ、弁及び他の部品の製造公差による製品の変化により、またポンプ１０内の流 体の流路内に気泡を生じ出力流量速度がずれて好ましくない。例えば、液体を加 圧しようとするピストンヘッドが実際空気の泡を圧縮し、その結果液体を圧送す る量が減り、それに伴い出力ポート１２における出力流量速度が減少する。従来 の制御装置は、このような状態を認識せず、個々のピストンヘッドの出力を区別 することができず、例えばより高圧の給送ピストンヘッドが残りのより低圧のピ ストンヘッドを補うようにすることができない。 さらに、チューブ、ピストンシール、ポンプ１０を構成する部品のコンプライ アンスは、時間とともに又はステンレス鋼のチューブをプラスチックに置き換え る等材料を変えることにより変化する。どの理由でもポンプ１０内の流体接続部 品が伸張すると、出力ポート１２における流量速度はデジタル制御装置２８（お よび装置のオペレーター）が認識するより少なくなる。さらに、液体の粘性又は 圧縮性以外に、環境の圧力と温度により出力流量速度が変化する。３つのファク ターにより液体混合物の粘性は急速に変化する場合があるので、勾配溶離剤を使 用するクロマトグラフィ中に一定の出力流量速度を維持することが、特に求めら れる。 勾配が急速に変化する溶離剤で操作しようとするときの困難な問題は、従来の 圧力モード装置では粘性が変化し続け、たえずいくつかのモーター回転サイクル に必要な修正動作が遅延する場合があるということである。また、粘性が変化す るので、固有の装置圧力が変化し、従来の圧力制御装置は圧力の変化を補償する ため流量速度（例えはモーター速度）が変化し好ましくない。さらに、調節しよ うとすると圧力と流量速度は相互に逆に影響するので、圧力パラメーターに依存 する従来技術では、有害な影響がある。 従って、従来の装置は、繰り返し実施間で誤差は一致するが、急速な勾配変化 の間は約１０％から１５％よりよく流量速度を制御することができない。従って 、従来の装置は比較的一定しているので、繰り返し実施間の流量速度の変化を補 償することはできる。一方、急速な勾配の分析の場合は、従来技術では単一の流 量速度のみ可能なシリンジ型リードスクリュー装置が使用される。 要約すると、現存のポンプ装置は圧力モードで作動し、器具、粘性、圧力、コ ンプライアンス、温度、気泡の存在、及び他の変数の変化を十分に補償すること ができない。このような装置は、流量速度を間接的に導く合計圧力を測定し、リ アルタイムで使用する。しかし、測定する合計圧力は、実際の溶離剤流体の流れ に加えて、流量の漏れの成分、コンプライアンス変化の成分を反映する。簡単に 言うと、従来技術は出力流量速度の変化に寄与し好ましくない色々の誤差成分を 区別することができず、認識することもできない。 従って、漏れやすい弁、気泡、漏れやすいシリンダーヘッド、圧力変化、コン プライアンス変化等の変化があっても、精密ポンプの出力流量速度を制御できる 制御機構が必要である。このような機構は、ポンプ装置の運転を流量モード、圧 力モード、及び人工知能を使用してそれぞれのモードを結合で作動させることが できることが好ましい。 このような機構は、１つのピストンヘッドが仕様に従って作動しているときで も、許容可能な流量速度制御を与え、正確に作動しているピストンヘッドが残り のピストンヘッドを補償するのがよい。さらに、このような機構は、約300 psi から5000psi の範囲でほぼピーク又は減少のない圧力特性を維持するのがよい。 さらに、このような機構は、実験者に一過性の変化を含むコンプライアンス、 装置の製造公差、環境変化等の装置の変化に影響されない一定の流体試料特性を 与えるのがよい。このような装置は、動的な流れ状態でもクロスオーバーの圧力 の脈動を減少させるのがよく、約±５％以内で粘性の勾配が急速に変化する実験 中でも流量速度を制御するのがよい。 発明の概要 本発明は、液体クロマトグラフィ等に使用される流量モードと圧力モードとの ２モード運転にかかる高精度ポンプを提供することである。流量モードでは、一 定流量速度はリアルタイム圧力フィードバックを使用することなく２つの速度の 内の選択された１つの速度でモータを動作せせることによって維持される。この ようなものとして、流量モードは圧力感応運転、たとえば粘性を変化させること に関するものでは特に有利である。圧力モードでは、一定流量がリアルタイム圧 力データに応答するモータ速度を連続的に調整することによって維持される。そ のようなものとして、圧力モードは最小圧力脈動が要求される各種試験では有利 である。 本発明は、ポンプモータ速度を調整するための人工知能を組み込んだデジタル 制御システムを提供することによってポンプシステムの流量速度を調整するもの である。 第１の特徴によれば、ポンプシステムは２つのモード、流量モードまたは圧力 モードで動作できることである。システムユーザは動作モードを手動で選択し、 ポンプシステムは、要求に応じて一定の流量速度を維持するようにモードを自動 的に切り替える。デフォルト流量モードではポンプモータはモータ速度を制御す るためのリアルタイム圧力フィードバックを用いることなく一定速度で運転され る。このことは従来技術と全く対照的なことである。 流量モードは、デジタル制御システムを制御するファジーロジックルーチンで 実行される。この場合に圧力脈動は、２つの速度の１のポンプモータの回転速度 を正確に変化させることによって最小化するようになっている。出口圧力及びエ ンコーダディスクドライブモータ位置をモニターすることによって、出願人のア ルゴリズムはモータ駆動カム回転中においていつモータ速度を増大または減少す べきかを予測する。ピストンインテークストローク中の速度に対してピストンオ ーバーラップ中のモータ速度を減少させると（好ましくは、５０パーセント）ほ ぼ一定の流量速度となる。リアルタイム出力圧力データが流量速度を制御するの に使用されないので、流量モードは、急激な粘性変化あるいは勾配がポンプ処理 される液体に生じた場合には、試験運転では特に有益である。 ユーザが圧力モードを選択した場合には、３つの条件が揃うと、ポンプシステ ムはデフォルト流量モードから自動的に圧力モードに切り替える。この条件は、 モータ速度が命令された流量速度の好ましくは３パーセントスレッショルド内で あること、測定されるピストンが残りのピストンよりも高い圧力にあること、及 び２つのカムサイクルが経過していること、である。圧力モードに入る際に、よ り高い加圧ピストンがシステム圧力をモニターするための基準ピストンとして使 用される。これと対象的に、従来技術では、モニターされるピストンはピストン 圧力に関わらず勝手に選択される。モータ速度は、モータシャフトに装着された エンコーダディスク上の角度変位によって測定される。この測定は、１つのピス トンが加圧され、定常状態で運転している場合にポンプサイクルの一定吐出部分 の間に行われる。 圧力モードでは、一定吐出量測定のための基準としてより高い加圧ピストンが 使用され、運転圧力は、すべての他のピストンサイクルで更新された目標値にセ ットされている。この方法で、流量速度は、システムが漏れの生じ易いピストン を備えている場合であっても正確に制御することができる。 圧力モードでは、流量速度が所望の許容値以上の偏差を有する場合には、制御 システムはポンプシステムを自動的にデフォルト流量速度に戻す。つぎに再初期 化が行われ、２サイクルののち所望の流量速度体制が再び達成された場合には、 圧力モードが再び開始される。 さらに別の特徴においては、圧力モードにおいて人工知能が機能して、ピスト ンヘッドタイプあるいはシステムの用途に無関係に、最適の最も高いシステム圧 カゲインを決定する。インテーク中においては、圧力は、振動が存在するかどう か監視されている。振動が検出される、圧力ゲインは、最高安定圧力ゲインが得 られるまで減少される。運転中に圧力ゲインを動的に調整できるようになってい ることにより、マイクロボアから標準ボア運転に変更することができるとともに 、コンプライアンスを含むシステム変数を補償することができるという利点があ る。 この方法で、流量速度は流量モード運転中に制御される。これは一般に浴離粘 度あるいは勾配あるいはその他の可変システムパラメータを急激に変更すること に関係する分析に一般的に使用される。しかし、流量は圧力モード運転でも制御 されるようになっており、このモードでは、圧力脈動が特に最小化される。圧力 モードはたとえば、抑制導電性検出を伴うイオンクロマトグラフィ、あるいは電 流滴定検出を伴うＨＰＬＣ等圧力変動に極めて敏感な検出装置を使用するクロマ トグラフィ運転に一般的に使用されている。 いずれのモードにおいても、本発明は、漏れ易いバルブ、気泡、漏れ易いシリ ンダヘッド、圧力変化、及び予想されるコンプライアンスの変化を含むさまざま な種類のシステム及び環境変化を補償することができるものである。いずれのモ ードでも、ある流量速度をピストンの一つがリークを生じる傾向があるものであ っても、達成することができかつ約±１パーセントの範囲内に維持することがで きる。 ３番目の特徴では、本発明は、初期段階及び流体インテーク中を判定し、イン テークサイクルの一定インテーク流量の部分の間の調整を行うことを可能とする 。この方法で調整を行うことによって、広範な圧力領域にわたって一定流量速度 を与える。したがって、より正確な混合出力の浴離を行うことができる。 本発明の他の特徴及び利点は、好ましい実施例が添付の図面を参照して詳細に 説明されている以下の説明から明確になると考える。図面の簡単な説明 図１は、従来技術にかかる液クロマトグラフィに好適のデジタル制御される高 精度ポンプを図示している。 図２Ａは、本発明に従う液クロマトグラフィに好適のファジー論理デジタル制 御される高精度ポンプを図示している。 図２Ｂは、本発明に従うデジタル信号処理ＣＰＵへの情報の流れを示すブロッ クダイヤグラムである。 図３は、本発明で使用される基準チックカウントを発生するのに使用されるカ ム機構を概略的に示している。 図４Ａ−図４Ｃは、本発明に従う、圧力脈動及び圧力ポイントを進めあるいは 遅延させることによってこの圧力脈動を減少することを図示している。 図５は、ピストンヘッドへのインテーク流量と本発明に使用されるその一定イ ンテーク流量の部分を図示している。 図６Ａは、本発明に従う、流量モードの２つのフィードバックステージ実行を 示すブロックダイヤグラムである。 図６Ｂは、本発明に従う圧力モードの３つのフィードバックステージ実行を示 すブロックダイヤグラムである。好ましい実施例の詳細な説明 本発明は、図２Ａに人工知能すなわちファジーロジックユニット１５０と制御 ユニット１３８を備えたデジタル制御システムとして示されている。図２Ａ及び 図２Ｂはデジタル制御システム１２８内の処理を示すさらに詳細なブロックダイ ヤグラムである。 図２Ａにおいて、同様なエレメント参照番号は、図１に示される従来技術ポン プ１０に関して説明されているものと同一の構成部品を参照する。図２Ａにおい て、ポンプシステム１００は、デジタル信号プロセッサ中央処理ユニット（ＣＰ Ｕ）１３０、１組の人工知能すなわちファジーロジックを含むアルゴリズム１５ ０、アテンダントメモリ１３２を有するデジタル制御システム１２８、オペレー タ使用キー、トラックボール及びその他の入力装置１３４を含む制御パネルユニ ット１３８内に位置するインターフェースＣＰＵ１３６及びモニター１４０を備 えている。好ましい実施例では、モニター１４０は、システムユーザがポンプパ ラメータを変更し、ポンプ性能をモニターできるようにするウインドウズＴＭあ るいは同様なフォーマットメニューを表示することができる。 モニター表示メニューあるいは機械的スイッチを使用して、システム１２８は システムユーザが、ポンプシステム１００が流量モードあるいは圧力モードで運 転すべきかを選択し、出力ポート１２を介して所望の流量速度を命令することが できるようにする。この命令は、入力装置１３４を使用して行うことができる。 必要に応じて、システム１２８、制御パネル１３４及びディスプレー１３６は、 人工知能１５０を実行するアルゴリズムをロードあるいは記憶するパーソナルコ ンピュータあるはワークステーションユニットを含むことができる。 図２Ａにモニター、表示装置ＣＰＵ１３０は好ましくは、並行バスを介してデ ジタル制御システム１２８の他の部分と通信するアナログ装置埋め込みデジタル 信号処理ユニット番号ＡＳＤＰ２１０５である。タコメータ２２からのタコメー タ電圧、トランスジューサ４０からの出口圧力、モータ１８からのモータ電流と 言ったアナログシステム入力信号は、アナログデジタルコンバータでデジタル化 されて、平行データバスに与えられる。また、システム１００が運転前に入力流 体を除去することができる選択的な真空ガス抜き圧力が与えられる。また、１. ００Ｖ基準電圧が診断するために与えられる。 図２Ｂにおいて、インターフェースＣＰＵ１３６からのあるいはこれに対する 信号は、バス及び背面バスによって移動する。いろいろな信号が図２Ａに増幅器 ドライバー２０として一般的に示されているモータ駆動回路にバスによって接続 されている。ドライバ２０は、モータ１８の回転速度ωを決定する信号を出力す る。デジタル信号処理ＣＰＵ１３６からの他の信号は、図２Ａに示される各種の チェックバルブを電気的に動作させるソレノイドドライバーに接続されている。 好ましい態様では、インターフェースＣＰＵ１３６は、基本的にユーザ入力及 びユーザ表示タスクを扱うのに使用されるインテル８０１８６シングルボードコ ンピュータである。デジタル信号処理ＣＰＵ１３０及びインターフェースＣＰＵ １３６（あるいはこれと同等物）の構造及びその使用方法は当業者には公知であ る。モータ１８は好ましくは、±１２Ｖの制御入力電圧範囲を有するヤスゴワ(Y asgowa)モデルミナーシャ(Minertia)ギヤモータである。ただし他のモータをこ の代わりに使用することもできる。好ましい態様では、出願人の人工知能（アペ ンディックス１参照）はそれそれ２４ビットすなわち３バイトからなる１０００ ワードからなる。アルゴリズムは、インターフェースＣＰＵ１３６と協働する３ ＫＢのフラッシュメモリにストアされる。アルゴリズムは、しかし、デジタル制 御システム１２８にストアすることも、他の場所にストアすることもできる。 図２Ａに示すように、デジタル制御システム１２８への１つの入力は、高解像 増加エンコーダディスク１２６からの出力である(さらに図３に関して説明する) 。図３によく現れているように、エンコーダディスク１２６は、カム１６０とし て、 モータ１８のシャフトに装着されている。 本発明によってもたらされる多くの利点の中には、モータ１８の回転速度が約 ２５６：１の範囲で正確に調整されること、及びこの範囲がピストンとシリンダ とを異なるサイズ（たとえば１００μｌ／シリンダ排気量の標準ボア、及び２５ μｌ／シリンダ排気量のマイクロボア）に変更しても可能であること、がある。 シリンダを変更することができることによって、０.０４ｍｌ／毎分から１０ｍ ｌ／毎分の流量速度の標準ボアシステム、及び０.０１ｍｌ／毎分から２.５ｍｌ ／毎分の流量速度のマイクロボアが可能となる。 図２Ａに示される好ましい実施例では、メカニズム３０は、（図３に関してさ らに詳述する）カム１６０を用いており、モータの回転動作を第１及び第２シリ ンダピストンヘッドあるいはピスンエンド３４Ａ、３４Ｂを駆動する往復動に変 換する。しかし、本発明は、一対のリードスクリュー機構を含む機構３０をモー タ１８が駆動する場合に実施することもできる。 当業者は、そのようなリードスクリュー機構がバルブ３２Ａ、３２Ｂを介して 液を受け、出口バルブ３６Ａ、３６Ｂ、Ｔ−コネクタ比例バルブ３８を介して供 給され、圧力トランスジューサ４０を介してカラムあるいは他の負荷１４に供給 する。また、図２Ａ及び図３に示される各種のバルブは好ましくはデジタル制御 システム１２０の制御によるソレノイド駆動である。リードスクリュー機構が当 業者に公知であるので、本発明に関してこれらの使用についてもさらに詳細な説 明は行わない。 図２Ａに示すように、また、ポンプシステム１００は圧力トランスジューサ４ ０を使用してポンプ出口ポート１２の圧力をモニターし、この圧力データは、デ ジタル制御システム１２８によって使用され、短期間ベースで迅速に流量速度を 算出する。安価なリアルタイムベース流量速度測定装置が液体クロマトグラフィ に使用される低流量速度型については存在しないので、圧力トランスジューサは 、入手することができない。さらに、ポンプシステム１００は５０００ｐｓｉを 超える圧力で運転することができるので、トランスジューサ４０は、使用されて いる設備の安全性をモニターする機構を備えかつ、圧力リークに関する有用なデ ータをデジタル制御システム１２０に提供することができるようになっている。 図３に関して、高解像度インクレメンタルエンコーダディスク２６Ａ’はしっ かりと回転機構１８のカム１６０及びシャフト３４にロックされている。カム１ ６０は、回転から往復動に変換する好適な機構３０と協働する。 圧力モードでは、本発明は一定吐出流量測定から流量速度を算出し、サンプリ ングされたフィードバック形態でカムの１回転ごとに圧力設定値を変更すること によってシステムを調整する（図６Ｂを参照）。圧力設定値はポンプシステム１ ００が運転されている圧力である。 流量モードでは、本発明は同様の一定吐出流量測定から流量速度を算出し、カ ム回転毎に２回モータ速度設定値を変更することによってシステムを調整する。 図３において、カム１６０は、ピストン３４Ｂの排出ストロークの終了とイン テークストロークの開始とのピストンヘッド３４Ｂのクロスオーバーポイントの 状態で示されている。カムは非対称形であるので、ピストン３４Ａはまたインテ ークストロークを始める前においてはそのサイクルの排出部分に止まっている。 したがって、図３は、両方のピストンヘッドが同時に外方に移動した排出スト ロークにあるオーバーラップ状態を示す。ある程度のオーバーラップは所定のイ ンテークストローク中の圧力低下を防止するのに必要であり、一定圧力を与える ためにモータ速度を付随的に低下させる。ポンプシステム１００はいつでもイン テーク状態またはオーバラップ状態のいずれかにあり、好ましい実施例では、カ ム回転のそれぞれ１５１°及び２９°で表される。排出ストロークは１８０°プ ラス２９°すなわち２０９°であり、唯一無二の現象を記述しているものではな い。 仮に圧力がオーバーラップ中に検査された場合には、オーバーラップの程度及 び時間に応じて、圧力の僅かな増大、減少が観測される。従来技術によれば、最 大圧力（たとえば５０００ｐｓｉ）において、僅かな圧力あるいは流量速度の脈 動が生じるだけの圧力を殆ど完全にキャンセルできる十分なオーバーラップを有 するポンプシステム１０を設計する試みが行われた。しかし、低圧では、圧力ピ ークはオーバーラップにおいて存在し、この圧力は制御システムで補償されなけ ればならないものである。また、幾つかの従来技術の構成では、それ以上では、 圧力ディップとなり、それ以下ではオーバーラップにおいて圧力ピークとなる公 称圧力を最適化するようにしている。しかし、従来のポンプシステムは実験中に おいて、圧力ピークあるいは圧力ディップを示し、この結果、ノイズを生じ性能 も不満足である。不幸にも、従来のシステムには、３００ｐｓｉから５０００ｐ ｓｉの範囲に渡るピークあるいはディップの存在しない圧力特性を維持できるも のはない。 図３を参照すると、ピストン３４Ｂのクロスオーバーポイントは、ピストン圧 力とモータ速度が変化しているときに、システムパラメータをサンプリングする ためのデジタル制御システム１２８の安定時間を表すものではない。これと対照 的に、安定データは、ピストンの一方がその排出ストロークの途中にあって、そ こでピストンは完全に加圧され、圧力とモータ速度が一定で流体が線型に直線的 に流動しているときにサンプリングされる。 アペンディックス１は、デジタル制御システム１２８のための出願人のファジ ーロジックアルゴリズム1５０のアセンブリ言語コードでのコンピュータプリン トアウトである。アペンディックス１に関して、第３９頁から第４２頁は、出願 人の流量モード（その第４２頁参照）および圧力モード（その第４２頁および第 ４３頁参照）に使用されるコードセットアップ手順を含む。アペンディックス１ の第３９頁から第４３頁には、出願人の正吐出流量制御を実施するコードについ て説明されており、そのコードは、流量モードおよび圧力モード動作の両方にお いて使用される。 本発明は、圧力およびモータ速度が安定であるインテークサイクルの最後の４ 分の１の時間を測定することにより、間接的に流量を決定する。もし、制御シス テム１２８が６秒毎に１つのモータストロークを行なうように設定されている場 合には、カムは、そのストロークの４分の１進むのに１.５秒を要する。そのカ ムが４分の１ストロークについてＸ％長過ぎたと仮定する。圧力モードにおいて は、制御システム１２８は、次のカムの回転中に補償するために、同じＸ％だけ 圧力設定ポイントを増大させる。しかしながら、流量モードでは、制御システム １２８は、次のピストンストローク中に補償するために同じＸ％だけモータ速度 設定ポイントを増大させる。このようにして、圧力設定ポイントは、必要に応じ て、圧力モードにおいてはカムの回転当り１回、流量モードにおいてはピストン のストローク当り１回、直接的に変更され、サンプルフィードバック構成におい てモータ速度を間接的に変更させる。 圧力モードにおいては、一定吐出各の大きさは、小さく、例えば、４５°より 小さいのが好ましい。しかし、流量モードでは、圧力フィードバックではシステ ムコンプライアンスを補償することができず、より長い期間に亘って影響がでて しまう。したがって、一定吐出測定角は、インテークストロークのほとんど全体 をカバーするように、より幅の広い方が好ましい。こうすることにより、コンプ ライアンスを充分に補償することができる。圧力モードおよび流量モードの両方 において動作するための良好な妥協ポイントは、例えば、070 hex から1F0 hex までの約１３５°であることが分かった。 図３に示すように、ディスク２６Ａ′は、第１の情報チャンネル（チャンネル Ａ）を構成する１０２４個の精密に定められた等間隔に離間されたスロット１７ ０のリングと、第２の情報チャンネル（チャンネルＢ）を構成する単一インデッ クススロット１８０とを有している。１０２４個でなく別の数としてもよいので あるが、１０２４個のスロットを設けることにより、ＬＣ動作モードおよびＨＰ ＬＣ動作モードの両者においてポンプ１５０を制御するための分解能を充分なも のとすることができる。これらのスロットは、２つの光放射検出器(ＬＥＤ)およ びセンサ対２６Ｂと共に使用されて、モータ回転シャフト２４の絶対位置、した がって、カム１６０の絶対位置を出願人のファジーロジックモジュール１５０へ と伝える。 アペンディックス１の第３４頁を参照するに、デジタル回路の設計分野の技術 者には既知の仕方で、第１の情報チャンネルからの検出光は、第２の情報チャン ネルからの検出光からの出力でリセットされうるアップおよび／ダウンカウンタ に結合される。図３において、「０」基準位置は、「ＴＩＣ ０」として示され ており、デジタル制御システム１２８内では、ｈｅｘによるカウント１Ｆ０_hと して識別される。 図３において、ヘッド３４Ａおよび３４Ｂは、それぞれ、ピストンシャフト１ ９０Ａおよび１９０Ｂに結合されている。これらピストンシャフトの反対端には 、回転カム１６０の周辺に接触するローラ（図示していない）が設けられてい る。シリンダ１８０Ｂ内に示されたピストンヘッド３４Ｂは、排出サイクルの終 りであってインテークサイクルの始まりの位置にあるように示されている。逆に 、シリンダ１８０Ａ内で作動するピストンヘッド３４Ａは、１８０°位相がずれ ているので、インテークサイクルの終りであって排出サイクルの始まりの位置に ある。当分野においては普通そうであるように、精密応用においては、インテー ク／排出ストローク中にシリンダに流体を再充填するに際してデッドゾーンが無 いようにするために、少なくとも２つのヘッドを使用する。本発明は２つより多 いヘッドでも機能しうるものであるが、そうすると、ポンプシステム全体として のコストが増大する。 アペンディックス１の第３４頁に示されるように、コードの部分は、インデッ クス１８０を定め、その位置をカム１６０に関連させており、これにより、カム １６０が回転するときにピストンがトラフを横切るポイントを測定することがで きる。インテークストロークの終りでピストンが横切るポイントは、図３にて「 ＴＩＣＫ ０」で示されたように、「０」とされる。このポイントは、また、両 方のヘッドが外方へと移動する重なりの始点でもある。 本発明においては、エッジ感知ダウンカウンタは、エンコーダインデックスス ロット１８０からカム機構１６０の０ポイントまでのカウントの数（または、Ｔ ＩＣＫＳ）であるカムエンコーダオフセットに設定される。このオフセットは、 カムエンコーダ整列ファクタ値、例えば、インデックスからクロスオーバーの開 始点までのカウント（チック）の数である、１８０に設定される。ダウンカウン タが０まで減分するとき、このダウンカウンタは、第２のチック同期カウンタを ０にセットし、この点から、その第２のカウンタは、各チック毎に増分していく 。アペンディックス１によって反映されているように、第２の（アップ）カウン タでは最初の９ビットのみが読み取られ、１６ビットのすべては、ダウンカウン タで読み取られる。したがって、回転カムが角度位置１ＦＦ ｈｅｘにあるとき には、次のチックがアップカウンタを０にリセットする。勿論、ダウンカウンタ は、インデクッス１８０が読み取られるまでは、リセットしない。このポイント で、ダウンカウンタは、システムユーザによって与えられるようなカムエンコー ダオフセット値へとリセットされる。 デジタル制御システムのコントロールパネル１３４において、システムユーザ は、機構自体に関連した製造公差を補償しうるようするカムエンコーダオフセッ ト数を入力しうる。２つのカウンタを使用すると、同期をとった後にインデック スが見落とされた場合でも、または、信号不調によりカウントし損なったり、余 計にカウントしたりした場合でも、ルーチンが機能しうるようにできる点で効果 的である。好ましい実施例では、ダウンカウンタは、１６ビット装置であり、ア ップカウンタは、９ビット装置である。 このようにして、デジタル制御システム１２８は、チャンネルＢのインデック スマークと、ピストンの一方が０ポイントを横切る０ポイント（ＴＩＣＫ ０） との間にチャンネルＡのチックがいくつ存在するかを知る。このカムエンコーダ オフセット値は、整列値とも称される。このように、出願人のコードの最初の部 分は、所定の時間ポイントでカム機構が、ピストンヘッド位置に関してインテー クストロークの端部であるインデックス０に対してどこにあるかを追跡する。 ここで注意すべき重要な点は、ポンプシステムが最初に始動させられるとき（ または、ユーザが望む場合に）、ルーチンは、流量モード（圧力モードとは異な る）を指令する。流量モードによれば、出力圧力データフィードバックに実時間 的に頼ることがなく、モータ１８は、一定回転速度で作動することになる。トラ ンスジューサ４０は圧力データを与えるのであるが、モータ１８の速度の実時間 制御は、このようなデータに依存しない。これとは違って、圧力動作モードでは 、ポンプ１００は、出力圧力データを実時間で使用できる。 次に、アペンディックス１の第４３頁から第４４頁を参照する。後述するよう に、ファジーロジック１５０は、知能的に、ポンプシステム１００がデフォルト 流量モードにて動作を開始するようにさせる。デフォルトにおいて、システム１ ００は、ユーザ選択システム流量に対するシステム作動圧力とするように初期化 されている。ユーザは、特に、粘性が変化するような操作が行われる場合には、 流量モードのままとしたいかもしれない。一方、もし、ユーザが圧力リップルを より低くしたい場合には、コントロールパネルによって圧力モードを選択できる 。 しかしながら、圧力モードがユーザにより選択された場合でも、システムは、 最初は、流量モードにデフォルトされ、その後、流量が所望の閾値、好ましくは 、 公称値の±３％内に確立されたと判明し且つシステム動作圧力が達成された後に のみ、圧力モードへと切り換えられる。流量閾値を越えるときにはいつでも、こ の制御システムは、自動的に、流量モード動作へと戻り、流量が再び所望の閾値 内に維持されるまでは、そのままである。このように、システム１００は、急激 な粘性変化を補償するのに最も適したモードである流量モードと、圧力リップル を減少させるのに最も適したモードである圧力モードとの間で、自動的に切り換 わる。 アペンディックス１の第３６頁から３７頁のセットアップ手順、第３８頁の実 行コードおよび第４４頁から４７頁のデータ取得コードにおいて、出願人のファ ジーロジック１５０の学習アルゴリズム部分並びに正吐出流量制御ついて説明さ れている。背景として、モータ１８は、インテークストローク中任意の速度ω１ で運転されており、一方のピストン、例えば、３４Ａが排出行程にあり、システ ム１００は、漏れも、コンプライアンスも、その他の変動もなく、理想的に機能 していると仮定する。 図３に示されるように、クロスオーバーポイントでは、両方のピストンが、外 方へ移動していて排出行程にあり、両方のピストンヘッド領域は液体を圧送して いる。したがって、両方のピストンが排出行程にある状態で一定流量を維持する ために、モータ速度は、ほぼ０.５ω１まで減ぜられなければならない。実際に は、その減少量は、約０.４ω１と０.６ω１との間で容易に制御されうる。アペ ンディックス１は、その第３９頁から第４２頁および第３６頁から第３９頁にて 一定吐出制御コードを説明し、その第４４頁から第４７頁にて適用しうるファジ ーロジックを説明している。 出願人のファジーロジック１５０は、インテークストローク中にモータ１８を 一定全速度で作動させ且つオーバーラップ中にその速度を半分とすることにより 、流量モード（例えば、圧力フィードバックをせずに）で一定流量を維持するこ とができるようにする。定義により、オーバーラップは、ピストンが、図３にお いて位置１ＦＦ ｈｅｘにほぼ対向する位置にあるカム１６０のノッチの中心を 横切るときに始まる。そして、オーバーラップは、反対側のピストンが図３にお いて右側のＴＩＣＫ８８にあるカムノーズの上を移動するときに、終わる。この よ うな流量モード動作は、出力ポート１２の流量を、リップルの極少ない状態で約 ±１％内に制御する。 実際には、モータサイクルにおいてオーバーラップが実際に何処で始まり、何 処で終わるか、すなわち、インテーク中の理想モータ速度に対してモータ速度を 半分にすべき時間を予想するのは難しい。例えば、もし、モータ１８がカム回転 中の２つの特定ポイントでモータ速度を半分とするように４０００ psiの圧力に 対して最適化されている場合には、ポンプ１００は、４０００ psi以外の圧力で 相当なリップルを起こしてしまう。その上、４０００ psiでも、もし、圧力変化 や液体粘性の変化が生じ、または、気泡が存在する場合には、出力流量に相当の リップルが生ずる。 オーバーラップ中には、両方のシリンダが排出行程にあると考えられる。しか し、一方のシリンダは、ほとんど完全に排出されているのに対して、他方のシリ ンダは、排出ストロークを開始したばかりである。ほとんど完全に排出されたシ リンダの場合には、対応する出口チェックバルブ（例えば、シリンダ３４Ａに対 するバルブ３６Ａ）は開いてしまっているが、排出ストロークを開始したばかり のシリンダの出口チェックバルブは、開きつつある。 本発明は、ピスト３４Ａおよび３４Ｂが実際には決して同一ではないことを認 識している。例えば、もし、診断ディスプレイで調べるならば、各ピストンは、 ｐ−ポイントと称される独自の特性加圧ポイントを示す。 加圧ポイントは、ＴＩＣＫカウントにおいて、ピストンが最初に加圧され、し たがって、アクチブとなる場所を表す数である。図３を参照するに、これは、カ ムストローク（ＴＩＣＫ位置の形における）において、その排出ストロークを開 始したばかりのシリンダが実際に液体を圧送し始める個所である。 加圧ポイント特性は、とりわけ製造公差、シール変化並びに気泡の存在により 、ピストン毎に異なるものである。加圧ポイント数は、０から７６チックの範囲 であり、シリンダ毎に加圧ポイント数が幅広く違うと、漏れやすいか、その他の 欠陥のあるシリンダまたはヘッドとなってしまう。 加圧ポイントが相対的により大きくなるにつれて、多分、気泡の存在のために 、より圧縮性のものとなる。したがって、加圧ポイント数が大きい程、ピストン は、 深いストロークとなり、シリンダ内に圧力を確立する。加圧ポイント数が相対的 に小さくなるにつれて、より圧縮性の低いものとなり、したがって、より高い圧 力となる。より高い圧力設定ポイント（例えば、システム動作圧力）では、シリ ンダを加圧するに必要とされるチックの数は、正の係数で増大する。したがって 、理想状態の下では、加圧ポイントは、システム圧力の増大につれて増大させら れる。 出願人のファジーロジックは、トランスジューサ４０からのデータおよびディ スクエンコーダ１２６からのデータを使用して、各シリンダについての加圧ポイ ントを分析して決定する。図３を参照するに、加圧ポイントは、ＴＩＣＫ ０（ 例えば、オーバーラップの開始ポイントから）から、モータ１８の回転速度を低 速とする角度位置までのチックの数である。前述したように、低速は、クロスオ ーバー内でインテークモータ速度の約５０％に固定され、最大加圧ポイントは、 オーバーラップの終端のところに生ずる。流量モードでは、モータ速度は、２つ の固定値のうちの一つであるが、圧力モードでは、オーバーラップに入るときに 、モータ速度は、公称流量モード速度の５０％まで瞬時的に減少させられ、圧力 サーボは、その圧力ポイントにリセットされる。流量モードと違って、モータ速 度は、圧力モード中では連続して変化しうる。 こうして、ファジーロジック１５０は、各ピストンについて、オーバーラップ が生ずるときを予測し、機構３０が、各ピストンの速度を調整して、良好な流量 モード動作が行えるようにする。流量モードにおいては、出力流量は、モータ速 度の関数として比較的に一様である。各ピストンについての加圧ポイントおよび 一定変位を流量モード監視することにより、出願人のデジタル制御システム１２ ８は、有用な診断ツールを提供する。通常、各ピストンの特性は、互いにある公 称範囲（典型的には、数％）内にあるはずであり、大幅にずれた特性が検出され る場合には、ピストンに問題があることを示している。このような制御システム 診断能力は、従来のポンプシステムにはないものである。 出願人のファジーロジック１５０のある部分は、排出行程に入っていくピスト ンに対する排出チェックバルブ、例えば、ピストン３４Ａに対するバルブ３６Ａ が移動し始めるときを、予想する。この予想は、検出されたカムスロット１７０ のカウントチックに基づいてなされる。図３に関して前述したように、カムイン デックス１８０チック０は、オーバーラップの開始を表している。理想システム （例えば、液体が非圧縮性で、気泡がなく、システムコンプライアンス偏差がな い）においては、０チックは、モータ速度を半分に減少すべきポイントを一貫し て表す。 例えば、３００psi では、加圧ポイントディスプレイは、チック０に近い数、 多分、５または６を示す。しかし、４０００psi では、加圧ポイントは、より高 く、多分、７０であろう。このようにして、システムコンプライアンスは、異な るピストンヘッド、材料、シール、流体等についての加圧ポイント読み取り値に よって反映されうる。例えば、システムに気泡が存在すると、コンプライアンス が増大し、気泡を含むピストンシリンダは、他の流体路よりも高い加圧ポイント を示す。 こうして、流量モードでは、圧力フィードバックを使用せずに、本発明は、流 体圧縮性変化、コンプライアンス、漏れ、気泡の如き変数を補償することができ る。本発明は、このような変数を検出することができるだけでなく、それらの変 数がシステムのどこで起きているかを識別しうる。その上、気泡の場合には、出 願人のファジーロジック１５０は、実際に、気泡のサイズを近似して、システム の他の部分に対して加圧ポイントの値を認識する。 加圧ポイント情報を出願人が使用することにより、ポンプシステム１００の流 量モード動作を行い、モータ１８の速度を実時間で補償するために圧力トランス ジューサ４０からのデータを使用せずに一定流量を維持するようにすることがで きる。このような流量モード動作では、実時間圧力フィードバックデータを無視 しているので、ポンプシステム１００は、急激な粘性変化中でも、または、分析 的勾配運転中でも、流量を維持できる。このような粘性変化は、流量に対して二 次的な影響しか与えないようであり、この影響は、加圧ポイントを移動させるこ とにより充分に補償される。したがって、好ましい実施例では、流量モードは、 動作のデフォルトモードである。 流量モードは粘性勾配に対して比較的に不感であるが、定常状態での圧力モー ドは、リップルを少なくしてポンプシステム１００を運転するのに効果的である 。 イオン検出または導電率検出の如き応用においては、圧力モードで圧力変動が減 少することは効果がある。 両モードを最も有効に利用するために、ポンプシステム１００は、次の２つの 条件が満たされるときにはいつでも、すなわち、(a)一定吐出流量測定時間が指 令された流量のある閾値内、好ましくは、３％以内にあり、且つ(b)測定されて いるピストンが他のピストンより高い圧力にあるときにはいつでも、自動的に流 量モードから圧力モードへと切り換わる。条件(a)は、チック度の数および関連 時間を指令された流速と比較することにより、数学的に判定される。条件(b)は 、各ピストン内の圧力を比較するだけのことである。何故ならば、流量モードに おいては、両方のピストンが監視されているからである。典型的には、デフォル ト流量モードから圧力モードへの移行は、２つのカム３６０°サイクルである、 ほぼ４つのピストンストローク内で行われる。適用コードは、アペンディックス １の第４３頁および第４４頁に示されている。 流量モードから圧力モードへの移行が行われるとき、流量モードにおいてより 高い圧力を与えていたと判定されたピストン（例えば、漏れの少なかったピスト ン）のみが、圧力モード中に一定吐出に関して参照される。したがって、もし、 流量モードにおいて、ピストン３４Ａが、ピストン３４Ｂよりも高い圧力を有し ていると判定される場合には、圧力モードに入るときに、ピストン３４Ａの一定 吐出のみが考慮され、ピストン３４Ｂは、無視される。アペンディックス１の第 ４５頁および第４６頁を参照されたい。 このように、従来技術と全く違って、このようにピストンを区別することによ り、システム１００が、適切に機能し、欠陥ピストンの発生を補償しうるように する。理解しうるように、２つの（また、それ以上の）ピストンのうちのより高 い圧力を有するピストンが、圧力モード動作に関連した一定モータ速度でより良 好に動作するピストンである。 流量モードを出ていくための条件が満足され、ポンプシステム１００が圧力モ ードにあり、ピストン３４Ａが流量モードにおいてより高い加圧ポイントを有し ていたものと判定されたと仮定する。圧力モードにおいては、カムが１回転する 毎に、カムがピストン３４Ａのインテークストロークの最後の４５°（例えば、 １７０ｈから１Ｆ０ｈ）ｗ２）を移動するに要する時間は、デジタル制御システ ム１２８内のカウンタによって測定される。この４５°領域は、図３においてカ ム１６０の点Ａと点Ｂとの間の弧に相当する。 アペンディックス１の第４４頁を参照するに、測定された時間は、指令された 流量時間と比較され、制御システムは、圧力モードを続けるか、流量モードへ変 更するかを決定する。好ましい実施例では、もし、流量誤差が３％を越える場合 には、圧力モードに入ったときに作用していたパラメータを使用して、流量モー ド動作に再び入る。流量モードに戻るとき、好ましい実施例によれば、流量モー ドを出るに必要な２つの条件を再びポンプが満たし始めるように平衡するまでに ４つまたはそれ以上のカムストロークが行われる。一方、もし、誤差が３％より 小さい場合には、圧力モードが続けられる。圧力設定ポイントは、適切な時間お よび流量を維持するように変更される。 出願人の加圧ポイントアルゴリズムは、人工知能またはファジーロジックルー チンを使用する。この場合には、モデルおよび式を使用する代わりに、あるグル ープまたは事象の測定がなされ、２つのメンバーシップセットの内の一つとして 置かれる。それから、情報が存在するどちらかのメンバーシンプセットに基づい て決定がなされる。この決定は、どこに加圧ポイントを置くべきかについてなさ れる。 好ましい実施例では、加圧ポイントアルゴリズムは、流量モードを実施する際 の中心要素であるが、また、圧力モード動作中においてもアクチブである。加圧 ポイントアルゴリズムは、アペンディックス１においてＡＩ（人工知能）として 示されている。 ＡＩルーチンの要約は、ここにおけるアペンディクス１の４４〜４７頁に表さ れている。ＡＩルーチンは、図３に示したゼロ・チック・カウントに基づき、５ つの異なるブレーク・ポイントまたはチック・カウントを必要とする。図３を更 に参照すると、ディスク１２６の外周を画定している１０２４チックが存在する と同時に、チック・カウントは、反対側のピストンをピックアップすることがで きるべくカウント１から５１１まで行くことだけが必要である。そのように、カ ウント０は、ピストン３４Ａまたは３４Ｂのいずれかがそのオーバラップポイン トをスタートしていることを意味することができ、他の手段は、ピストンを追跡 すべくコード内で用いられる。 図３を参照すると、チック・カウントは、チック０に関しかつピストン３４Ａ または３４Ｂのいずれかに対してであることができる。チック・カウント０から ２９°（オーバラップ）に対応しているカウント、おおよそカウント８８まで行 く機械的オーハラップが存在する。しかしながら、０から２９°まで変化するこ とができる、加圧−ポイントカウントを表わすハイドローウリック・オーバラッ プも存在する。 ロジック１５０内のコードの一部は、カム１２６の走行のどの点でモータ１８ の回転スピードがクロスーオーバを低減しかつ制御すべく減速されるべきかを決 定する処理に指図される。クロスーオーバの適切な制御は、オーバラップ・リッ プル、それゆえに圧力及び流量速度リップルを低減する。クロスーオーバを低減 することは、流量モード及び圧力モード・オペレーションの両方で用いられる。 圧力モードでは、より高い流量速度でシステムは、遅延しかつ他の要因は、オ ーバラップによってもたらされた圧力ピークに応答することからシステムを防ぐ ことができる。出願人のアルゴリズムの一つの利点は、クロス−オーバ・リップ ルがより高いポンプ・スピードでかつダイナミック・システム状態下でも低減さ れるようにフィードバックが増大されることである。 通常のポンプ・スピードを有する多くの定常状態コンディション下で、従来技 術の圧力フィードバックでさえも、効果的に圧力リップルを低減することができ る。しかしながら、ダイナミック・コンディション下で、粘性率変化、ハイ・ス ピード・オペレーション、スイッチング・カラムにおけるかまたは注入中のとき のシステム・パラメータにおける高速変化により、従来技術ではできないが、本 発明は、クロス−オーバ・リップルを低減する。 アペンディクス１、３３〜５２頁を参照すると、１ＦＦ１６進(hex)は、イン テーク・ストローク・ストークの終りを表わしかつ図３に示す０チックの次であ り（しかしながら、０チックは、ピストン３４Ｂに関連付けられ、１ＦＦは、ピ ストン３４Ａに関連付けられる）、１Ｆ０１６進は、ピストン３４Ｂに対するク ロス−オーバ、チック・カウント８８を表わす。 好ましい実施例では、アペンディクス１、４５〜４７頁に示すように、平均イ ンテーク圧力が形成される。この値は、一つのピストンがインテークにありかつ 他方のピストンが排出ストローク内で遅延するがオーバラップの前である（例え ば、第１のピストンもエクゾースティングを開始する前）ときに圧力を平均化す ることによって形成される。圧力サンプルは、各カウント・チックに対して取ら れ、かつ加圧ポイントを取り囲んでいる期間においてシステムがオーバラップに 行くときにおけるピストン上の平均である。 ウィンドウ１は、オーバラップ圧力平均ウィンドウであり、かつ加圧ポイント 番号について中心決めされる。ウィンドウ１は、固定された整数ｍ、例えば、ｍ ＝８で開始し、かつｐ−値の後、固定された整数ｎ、例えば、ｎ＝２４で終了す る。それゆえに、加圧ポイント＝２０であれば、ウィンドウ１平均化の始まりは 、２０−８または１２であり、かつウィンドウ１平均化の終りは、２０＋２４＝ ４８である。そのように、ウィンドウの幅は、一定であり(例えば、３２チック 幅)かつｐ−位置に関する、ウィンドウ相対位置は、一定である（例えば、ｐ− 位置から一定のオフセット）。 このウィンドウ１期間中に取られた圧力の平均は、一つのピストンが滑らかに 走行していたストロークの定常、良好圧力部分内で取られた平均と比較される（ ウィンドウ２）。基準ウィンドウ２サンプルは、チック０のちょっと前、例えば 、新しいピストンがそのインテーク・ストロークにまだある間にそれゆえにカム ・サイクルの非オーバラップ、定常状態部分において、常に取られる。 図４Ａ、４Ｂ、４Ｃに示すように、基準ウィンドウ２は、カム走行の同じポイ ントで常に始まりかつ終わるという意味で静的である。実際には、ウィンドウ２ の角度幅は、カム回転の約１２．５°から約１３５°まででありうるが、出願人 は、１２．５°が圧力モード及び流量モードに対する流量速度を均等にする傾向 がある妥協値であることを見出した。図３に関して、ウィンドウ２がカム走行の ９０°であれば、それは、０Ｆ０１６進（ＴＩＣＫ２４０）で始まりかつ１Ｆ０ １６進（ＴＩＣＫ４９６）で終わる。さらに好ましくは、ウィンドウ２は、カム 走行の約１２．５°であり、、１Ｄ０１６進（ＴＩＣＫ４６４）で始まりかつ１ Ｆ０１６進（ＴＩＣＫ４９６）まで拡張する。そのように、良好の性能デー タが発生すべきカム走行上の場所が知られているので、基準ウィンドウ２は、３ ２ＴＩＣＫＳで大きさが固定されうる。 基準ウィンドウ２に対して、圧力は、ＴＩＣＫ１Ｄ０１６進から１Ｆ０１６進 までの各ＴＩＣＫにおける走行圧力をサンプリングし、そして３２で合成合計を 割ることによって平均化される。これがセットアップされる、アペンディクス１ 、４９頁、ＡＶＴＩＭＥルーチンを参照のこと。アペンディクス１の５０〜５１ 頁におけるＯＶＡＶＧルーチンは、平均化オペレーションを実行する。 対照的に、オーバラップ圧力平均ウィンドウ１は、トランスデューサ４０から の出力圧力情報を用いてファジー・ロジック・アルゴリズム（アペンディクス１ 参照）によって予測されたような予測加圧ポイントについて中心決めされる。ウ ィンドウ一サンプルは、チック０をちょうど過ぎて発生し、かつ図４Ａ〜４Ｃに 示すように、静的基準ウィンドウ２とは対照的に、ＴＩＣＫ位置に関して、まわ りを動きうる。図４Ａでは、例えば、ウィンドウ１は、１５の予測加圧ポイント について中心決めされる。アペンディクス１、４７頁に示すように、好ましい実 施例では、ウィンドウ１及びウィンドウ２は、それぞれ３２ＴＩＣＫＳ幅である が、ウィンドウズは、大きさが等しい必要はない。 アペンディクス１、４６〜４７頁を参照すると、ｐ−ポイント更新に対して１ ストローク遅延を供給するルーチンが示される（コード一覧表において“モディ ファイヤ”と呼ばれる）。このルーチンは、また、ウィンドウ１に対する開始及 び終了ポイントを割り当てる。ＯＶＦＬＷルーチンは、適切なピストンに対して 修正ｐ−ポイントを割り当てるためにそれが用いる、左−右フラグ(ＬＲＦＬＧ) をピップ・アップする。これは、ＯＶＦＬＷルーチンにおけるアドレス・ポイン タを制御することによって処理される。アペンディクス１、４７頁では、ウィン ドウ１がセットアップされ、かつ、ルーチンによって確立された０の開始ポイン ト端で、ｐ−ポイント値の前に８ＴＩＣＫＳを始める。それゆえに、ｐ−ポイン トが４であれば、開始ポイントは、０であり、−４ではない。同様に、ウィンド ウ１の停止または終了ポイントは、ルーチンによって最大端が課せられないで、 ｐ−ポイントの後で２４ＴＩＣＫＳに設定される。 これら二つのウィンドウ１、ウィンドウ２平均を比較して、ファジー・ロジッ ク１５０は、モータ１８の回転スピードを変化するために加圧ポイントを遅らせ るかまたは進ませるかを決定する。 図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃを参照すると、図４Ａ及び４Ｂは、それぞれ２５の関 連付けられた加圧ポイント番号を有する圧力ディップ、及び１５の関連付けられ た加圧ポイント番号を有する圧力ピークを示す。しかしながら、適切な遅延また は前進によって、ほとんど脈動のない圧力曲線が、２０の関連加圧ポイント値で 図４Ｃにおいて達成される。図示のように、加圧ポイントは、０からモータ速度 がクロスーオーバ領域内で半分にされるまでのチックの数を表わす。 図４Ａでは、圧力ディップが示され、脈動成分を表している。本発明によれば 、平均圧力計測は、オーバラップ遷移ピストン領域に関連付けられた、ウィンド ウ１内で、かつ定常インテーク・ピストン・ストロークの最後の部分に関連付け られた、等サイズ・ウィンドウ２内で取られる。図４Ａでは、ウィンドウ１の圧 力は、あまりにも低く、モータ１８があまにもすぐに減速することを意味する。 それ故、図示したｐ＝１５よりも高い値に加圧ポイントを進める（例えば、図の 右方向にそれを動かす）ためにモータ１８の減速を遅らせることが望ましい。 対照的に、図４Ｂは、ウィンドウ２内で読取られた平均圧力に関してあまにも 高い平均圧力がウィンドウ１中に発生するような、圧力ピークを示す。ウィンド ウ１における過剰圧力は、モータ１８があまにもすぐにスピード・アップされて いることを意味し、それに対する修正は、図示したｐ＝２５値から加圧ポイント を遅らせる（例えば、図において左方向に動かす）ことである。 図４Ｃでは、対応圧力ディップを有する圧力ピークの取消しが存在するので、 モータ１８は、おおよそ正しい時間で制御システム１２８によって指令される。 ウィンドウズ１及び２内の平均圧力読取り間の比較は、本質的に等しい。比較が 本質的に等しいときに、デフォルトによる出願人のアルゴリズムは、加圧ポイン トを進める。システムが低いモータ速度で運転しておりかつフィードバック・シ ステムが脈動遷移を補償しかつ除去すべく十分に素早く応答することができるな らば、加圧ポイントがオーバラップ端ポイント、例えば、オーバラップの終りま で増大されるので、このデフォルト・アドバンスは、望ましい。モータ速度がオ ーバラップの終りで増大されるべきなので、これは、本質的に、調整を除去し、 それゆえにモータ速度変化を取り消す。調整を除去することは、従来技術のモー ド、具体的には定常圧力を有するスロー速度に立ち返る。 実際の運転条件下において適切な修正に到達するための代替技術がないような 多くの月の実験の結果として生じるきっちりと結合されたウィンドウ１、ウィン ドウ２のサンプルの間で平均が取られるような上述した技術は、発見されなかっ た。例えば、修正を行うために加圧ポイントにおける圧力を用いることを試みる ことは、実際の圧力と感知された圧力の間の遅延により種々の条件下で困難に導 く。 更に、システムゲインは、モータ速度が高速で運転しているときに発振を防ぐ ためにかなり低くなければならず、ｐ−値修正処理を更に複雑にする。ウィンド ウ１及びウィンドウ２データ間の比較的大きな相違に対して１チック以上で補償 することを試みることが考えられ、かつウィンドウ１のピークの大きさの絶対値 が修正チックの数に容易に関係付けられないので拒否された。手短に言えば、サ ンプル・ウィンドウ１が加圧−ポイントのまわりで動くような、上述したウィン ドウ−平均は、実用的な応用に対して出願人によって発見された最高の解決策を 表わすように思われる。 定常状態コンディション下で走行しているポンプ１００を有する圧力モードで は、圧力ゲインは、知られていない。圧力ゲインは、モータ速度が所与の圧力変 化に対して取るべく制御システム１２８によって指令される実時間修正の量であ る。更に、明らかに大きなコンプライアンス変化により、圧力モードにおいてそ れから圧力ゲインが導出されうるような適切なモデルが知られていない。圧力モ ード圧力ゲインを予測することができないことは、例えば、標準ポンプからマイ クロ−ボア・ポンプ・システムに変更するために、従来技術においてピストン・ ヘッド３４Ａ、３４Ｂを交換することを排除する。 本発明では、ロジック１５０は、圧力モードが入力される度毎に最適値に圧力 ゲインを設定するアルゴリズムを含む。関連コード・セクションは、アペンディ クス１、４９〜５０頁に表されている（インタイム・ルーチンを参照）。 本発明においては、圧力ゲインが、ほとんどの条件のもとで、特に低圧状態及 び低コンプライアンス状態のもとで、ポンプシステム１００が振動し始めるよう なデフォルト高レベルに最初に設定される。適切なアルゴリズムが圧力をモニタ ーし、ポンプサイクルの吸入部における振動をチェックする。振動は、圧力ピー クが設定ポイントより３％高くなり、次いで圧力低下が該設定ポイントより３％ 低い値を越えるのを検知することによって検出され、この設定ポイントは、ポン プ作動によって決定される。もち論、例えば、圧力低下に次いで圧力ピークを検 知する、といった逆方向の検出で振動の発生を確認することもできる。 オーバーラップ期間では、振動モニターリングを妨げるような圧力リップルが 発生する可能性があり、多すぎる変動が同時に生じることがあるので、振動モニ ターリングはインテークストローク中においてのみ行う。また、オーバーラップ 期間には両方のピストンがポンプ作動をしているので、圧力ゲインが異なった値 となる。 インテークストロークに振動が検出されると、ロジックユニット１５０がシス テム圧力ゲインを少量だけデクリメントする。インテークストロークに振動が検 出され続けると、該インテークストローク中に振動がモニターされなくなるまで 、圧力ゲインが減少され続ける。このようにして、作動中に最高に安定なシステ ム圧力ゲインが確保され、動的に維持される。これとは対照的に、従来技術では 、知られている補償をプログラムするために、トグルスイッチを使用して圧力ゲ インを手動的にプリセットしていた。しかし、ポンプシステムが最初に使用され たときに適切な圧力ゲインであるとして知られていた補償が、ポンプが使用され た後、又はピストンヘッド材料が変えられたときにも、良好な補償を与え続ける とは限らなかった。 作動中に圧力ゲインを理想的にする上述の能力は、ポンプシステムの製造に多 大の融通性を与える。ポンプシステムが製造される材料及び許容誤差を大きな余 裕をもつように変更できる。さらに、ピストンヘッド及びピストンサイズや他の 部品を現場で交換しても、ロジックユニット１５０は、ポンプ圧力を自動的に理 想化して要求される流量許容範囲を維持し続ける。 アペンディックス１の４７ページから４９ページまでを参照すると、図５は、 ピストンヘッドへの吸入流量を時間の関数として示すものである。例としてピス トンヘッド３４Ａをみると、時刻８８において吐出チェックバルブ３６Ａが閉じ て、吸入チェックバルブ３２Ａが開き、ピストンヘッドが引っ込むにしたがって 液体源１６Ａからの液体はシリンダ内に吸入される。チェックバルブ３２Ａが開 くと吸入流が始まり、時刻０においてチェックバルブ３２Ｂが閉じ、吐出バルブ ３６Ａが開いて、オーバーラップが始まり、ピストンが前進し始める時まで吸入 流が続く。吸入流の持続時間はポンプシステム形状により異なるが、この持続時 間は、約１ml／分において多分５秒のオーダーである。 しかし、図５は、ゼロ流量から最大流量まで、又はその逆の瞬間的な変化がな いということを示すものである。吸入が機械的に始まると、システムコンプライ アンスが立ち上がるまでは吸入流量はゼロのままであり、さらに遅れがあった後 に吸入の液圧的な始まりが起きる。吸入の機械的な始まりはエンコーダーディス クにより知り得るが（ある程度不正確ではあるが）、液圧的な始まりは知り得な い。液圧的な始まりのときに、一定吸入流量までの漸進的な移行が生じる。吸入 の終わりにおいて、ゼロ吸入流量までの漸進的な移行が同様に生じる。これらの 漸進的な移行は、全インテークストローク（約７チック）の２％程度又は0.1 秒 程度である。緩やかな移行は、他の要因もあるが、ピストンシリンダに入る液体 の右側により液圧系が最大速度に達してからの吸入チェックバルブの開き遅れの 結果である。 移行期間において、例えば時刻Ｘでは、吸入流量したがって流量速度は変化し ているが、知り得ない。しかし、時刻Ｙでは吸入流量は安定しており、流量速度 は既知の常数である。 一様な傾斜をもった、又は比例変化する混合体を駆動する場合には、図５に示 すような漸進的な移行特性は、分析結果を劣ったものとする。混合物によっては 、成分液体が比例的な関係で吸入ストローク中にシリンダに入る。しかし、イン テークストロークのカーブした部分では、流量速度が知られていず、この不確実 さが、ポンプされ吐出ポートにもたらされるピストン吐出物の組成に変化を生じ る。これに対して、吸入流量したがって流量速度が一定であれば、時刻Ｙより後 の期間において比例関係が生じることになる。 従来技術は、比例関係を生じる前に、吸入の開始の時から一定の時間遅れを与 えることにより流量速度移行の問題に対処するように試みている。しかし、一定 の時間遅れは、例えば2000psi といった限られた圧力環境でしか満足に作動しな い。しかし、従来技術のシステムを500psiといった他の圧力で使用すると、一定 流量速度環境のもとでは比例関係の形成を保証できなくなる。履歴データに基づ いて遅れを変更するためにトグルスイッチ機構を設けても、従来のポンプシステ ムが新しいときに有効であった変更が、ポンプの使用時間が経過した後、又は部 品が交換された後には必ずしも有効でなくなる。 これとは対照的に、本発明は、圧力とは無関係に、過渡的吸入流量を動的に、 かつ正確に補償する。ポンプ１００は液圧流の開始を見分けるセンサを備えるの で、ロジック１５０によって実証的な方法が提供される。幾つかのヘッドの各々 について幾つかの異なる圧力のもとでの実際の実証的な駆動により実証データを 発生し、圧力が変更されたときに適切な補償ファクターを記録した。 適切な補償ファクターは、液圧吸入ストロークの長さと、液圧ストロークが何 時始まるか、ということの知識とに依存する。吸入ストロークの長さは、位置制 御に必要である。例えば、制御システムのＣＰＵが７５％対２５％の比例関係の コマンドを発したと、すなわち吸入ストロークにおける液体源１６Ａからの入力 を７５％とし、液体源１６Ｂからの入力を２５％としたと仮定する。この場合、 チェックバルブ３６Ｂは液圧吸入ストロークの安定部分の２５％のチック長さだ け開かれ、チェックバルブ３６Ａはチック長さの７５％だけ開かれる。（図５か ら分かるように、機械的な始まりからチック誤差が集積することがあるので、吸 入ストロークの最初と最後の間に大きい割合、ここでは７５％を流し、中間に小 さい割合、ここでは２５％を流すことにより、より正確な比例関係を生じさせる ことができる。） 低い圧力のもとでは、液圧流の始まりは図５において左方向、すなわちチック 数が少ない方向に移動し、したがって正の係数を有する。しかし、圧力が増加す ると、ストロークの長さが減少し、負の係数を与えるようになる。出願人のアル ゴリズムは、圧力の変動に伴って、チックＹ、Ｙ’が移動し、比例関係のために 一定吸入流量特性を維持するように働く。 この動的な作動中の補償は、基準として吐出圧力トランスデューサ４０からの データを使用する。ロジックユニット１５０のこの修正を行う部分は、図４Ａ、 ４Ｂ、４Ｃで説明したウインド−２の基準圧力を使用する。この２重の使用は、 ウインドー２の基準圧力情報が、吸入ストロークの終わりに得られることにより 可能となる。次いで、この情報が次のストロークの終わりを設定するのに使用さ れる。 このように、ディジタル制御システム１２８に組み合わされたＣＰＵが各吸入 ストロークの始まりのためのコマンドを発生し、このコマンドの前にウインドー ２の基準データが既に処理されている。各チェックバルブブレークポイント（例 えば何時バルブが動き始めるか）のために、基準２の平均データから吸入ストロ ークの長さ及びそれに対応する数のテイック値が抽出される。 好ましい実施例を、本出願の譲受人であるカリホルニア州サンベール所在のデ イオネックス・コーポレーションにより製造され、デイオネックス・モデルＤＸ ５００／ＧＰ４０の商標を付されたグラジエントポンプの液体クロマトグラフィ ポンプシステムに関して説明した。しかし、本発明は、液体クロマトグラフィに 関係のない精密ポンプの制御にも使用てきることを当業者であれは認識するであ ろう。 当業者に理解できるように、このデフォルト流れモードは、図６Ａに示される 定吐出流量サーボループとモータースピードサーボループとからなるような２段 サーボシステムに実施できる。図６Ａを参照すると、エンコーダーディスク１２ ６から時間サンプルとして得られた流量設定ポイントデータが定吐出量ループに 入力され、このルーフがピストンストロークごとに更新される。この第１のルー プは、モーター回転計設定ポイントを、出願人のディジタル制御システムのファ ージーロジック１５０（アペンディックス１を参照）に結合されたモータースピ ードサーボループへの入力として出力する。流量モードにおいては、ファージー ロジックアルゴリズムが、１ピストンストロークだけ遅れてピストンストローク ごとに更新される（アペンディックス１、４５〜４７ページ）。オーバーラップ スピード調整ルーチンの作動のためのディジタル信号処理は、アルゴリズム１に 示されている。ルーチンのこの部分は、流量モードと圧力モードの両方の調整を 果たす。 内側のモータースピードサーボループが、モーター回転計スピードをモーター 駆動電圧と比較する。既に述べたように、ファージーロジックが、オーバーラッ プに適応させるためにモーター１８の回転スピードを第１及び第２モータースピ ードの間で変える（約２：１に）時点を設定する。第２ループの出力は、機構３ ０る結合されたシャフト２４の機械的回転である。このように、これら２つのル ープを共に作用させることで、流量モードにおいて圧力についての出力データを リアルタイムで使用せずに流量速度を調整できる。 アペンディックス１の３８ページを参照すると、出願人の調整ルーチンが示さ れており、このルーチンでは、最初の幾つかのインストラクションが通常モード スピード設定ポイント（例えば吸入中のモード作動設定ポイント）をとり、この スピードにＳＴＲＴＳＰ係数を乗じる。その積は、実際のポンプオーバーラップ 期間のモードスピード作動の新しい設定ポイントとなる。オーバーラップ期間が 完了すると、ルーチンが再び行われて設定ポイントを吸入中の通常値に戻す。 これと対照的に、圧力モード作動は図６Ｂに示す３段サーボシステムである。 圧力モードでは、モータースピード回転計設定ポイントが、先に述べたように、 内側モータースピードサーボに入力される。この回転計設定ポイントは、圧力サ ーボからの出力により制御され、圧力設定ポイントは、定吐出量サーボに基づく 定吐出量により決定される。 この定吐出量流量サーボは２ピストンストロークごとに更新され、ファージー ロジックアルゴリズムは、１ピストンストロークだけ遅れて、１ピストンストロ ークごとに更新される（アペンディックス１、３６〜３９ページ参照）。圧力モ ードでは、（流量モードにおけるように）定モータースピードとする代わりに、 システムが作動する圧力設定ポイントがモータースピード設定ポイントとなる。 圧力モードでは、モータースピード設定ポイントが、公知の技術を用いてフィ ルターを含むサーボアルゴリズムにより決定される（アペンディックス１、５８ ページ参照）。このアルゴリズムにおいては、エラーは入力であり、出力は出力 であり、アルゴリズムは帰納的に作動する。作動中の次の時に、新しいエラー値 がエラーとなり、古いエラーは遅延エラーとなる。さらに、新しい出力が出力と なり、古い出力は遅延出力となる。その次の時には、古い遅延値は廃棄され、該 古い値に置き換えられる。 その結果、圧力サーボが定圧力を維持しようとするので、モータースピードは 広い範囲で変化する。圧力モードでは、出願人のＯＶＡＤＪルーチンが圧力サー ボの作動ごとに該圧力サーボを初期化する。最初の２つのルーチン段階が、モー タースピードを流量モードオーバーラップ値にし、次の２つの段階が、圧力サー ボ遅延エラーをクリアして、過渡現象を最小限にする。このルーチンの作動の後 で、圧力サーボが再びモータースピードを変更してオーバーラップ期間中でも圧 力設定ポイントを維持できるようになる。 以下の請求の範囲に記載された本発明の主題及び精神から逸脱することなく、 開示した実施例に修正及び変更を加えることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．流量モードまたは圧力モードのいずれかでユーザ命令の一定流量速度で出口 ポートに液体を供給する２モードポンプシステムにおいて、 回転シャフトを有するポンプと、 前記シャフトに取り付けられたカム及びエンコーダディスクと、 前記エンコーダを用いて前記カムの回転位置を決定する位置決め手段と、 前記シャフトの回転を往復動に変換する機構と、 第１ピストンヘッドを有し、第１加圧数で特徴づけられ、少なくとも一部の 前記液体を含む供給源に切替え可能に接続可能であり、前記第１ピストンヘッド が前記機構に接続された第１ポンプシリンダと、 第２ピストンヘッドを有し、前記第１加圧数と等しくなりえる第２加圧数で 特徴づけられ、少なくとも一部の前記液体を含む供給源に切替え可能に接続可能 であり、前記第１ピストンヘッドが前記機構に接続された第２ポンプシリンダと を備え、 前記第１ピストンヘッドと前記第２ピストンヘッドは前記機構によって、前 記第１ピストンヘッドが前記液体を吸入し、前記第２ピストンヘッドが前記液体 を排出するインテークストローク部分と、前記第１ピストンヘッドと前記第２ピ ストンヘッドの双方が前記液体を排出するオーバーラップストローク部分とを有 するポンプサイクルを介して移動されるようになっており、 さらに、前記ポンプシステムが、 前記出口ポートの流体圧力をモニターする手段と、 前記位置決め手段及び前記モニター手段とから、前記ポンプサイクル中いつ 前記オーバーラップストロークが生じたかを判定する判定手段と、前記インテー クストローク中の回転速度に対して前記オーバーラップストローク中のモータの 回転速度を減少させる減少手段とを有する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記モニター手段の出力に結合された第１入力と、前記判 定手段の出力に結合された第２入力と、前記モータの駆動入力に結合された出力 とを有しており、 デフォルト流量モードではほぼ一定の流量速度がリアルタイム出力圧力情報 を用いることなく維持されるようになったことを特徴とするポンプシステム。 ２．請求項１において、前記制御手段がさらに前記第１ポンプシリンダと前記第 ２ポンプシリンダのどちらが高い圧力で運転されているかを特定する手段を備え ていることを特徴とするポンプシステム。 ３．請求項２において、前記特定手段が、前記第１加圧数及び前記第２加圧数を 用いて特定することを特徴とするポンプシステム。 ４．請求項２において、前記制御手段がさらに、 前記位置決め手段から前記第１または第２ピストンヘッドの一定排出流量測 定時間が前記ユーザー命令流量速度の所望のスレッショルド内にあるかどうかを 判定する手段と、 前記一定排出流量測定時間が前記第１または第２ポンプシリンダを駆動する 高い方の圧力を参照している場合には、前記流量モードから前記圧力モードに前 記ポンプシステムの運転を変更する手段と、 を備えていることを特徴とするポンプシステム。 ５．請求項１において、さらにユーザーが前記ポンプシステムの前記流量モード または圧力モードのうちの選択された１つを命令できるようにする許容手段とを 備えたことを特徴とするポンプシステム。 ６．請求項１において、前記制御手段がさらに前記ポンプシステム内の最高安定 圧力ゲインを動的に決定し、動的に維持する手段を備えていることを特徴とする ポンプシステム。 ７．請求項６において、前記動的決定手段が、圧力モードが入力されるたびごと に前記最高安定圧力ゲインを設定することを特徴とするポンプシステム。 ８．請求項６において、前記動的決定手段が、前記ポンプサイクルの前記インテ ークストローク中に過度の振動が検出されたときには前記ポンプシステム内の圧 力ゲインをデクレメントするようになったことを特徴とするポンプシステム。 ９．請求項１において、前記制御手段が、前記インテークストロークの開始と終 了を判定する手段と、さらに、前記インテークストローク部分の開始と終了の間 だけ前記液体の比例制御を行わせる手段とを備えており、 比例制御が一定流量速度中に行われることを特徴とするポンプシステム。