CN109642851A - 电动机控制装置及使用其的电动机装置 - Google Patents

Abstract

控制装置(1)具有：生成器(10)，其生成使电动机向一个方向正驱动后向与一个方向相反的方向使电动机逆驱动的驱动指令；生成器(11)，其基于驱动指令和表示电动机的动作状态的位置信号，生成对电动机进行驱动的扭矩指令；检测器(13)，其使用基于位置信号而计算出的信号，对与电动机连接的驱动侧传递部和与负载连接的负载侧传递部之间的接触进行检测而作为测定完成接触，将检测结果作为接触信号而输出；以及推定器(14)，其基于接触信号及位置信号，对驱动侧传递部及负载侧传递部间的齿隙进行推定。

Description

电动机控制装置及使用其的电动机装置

技术领域

本发明涉及对齿隙进行测定的电动机控制装置及使用该电动机控制装置的电动机装置。

背景技术

在使用丝杠、齿轮等传递部进行动力的传递的传递机构中，设置齿隙以使得例如齿轮彼此能够自由地转动。在这里，齿隙是指在使一对齿轮啮合的情况下的齿彼此的间隙。齿隙由于伴随使用的磨损而增大，有时成为振动、精度的恶化，强度的降低，故障等的原因。因此，需要通过对齿隙进行测量而掌握传递机构的磨损程度，能够对传递机构的寿命、劣化等进行推定的电动机控制装置。

专利文献1公开下述电动机控制装置，其使用来自位置检测器的位置信号而取得电动机的驱动轴的旋转状态，使用来自位置检测器的位置信号而取得负载侧的负载轴的旋转状态，基于驱动轴的旋转状态和负载轴的旋转状态而对传递机构的齿隙进行测定。详细地说，在通过电动机等驱动装置将驱动轴正转驱动后进一步逆转驱动，对从驱动轴向负载轴的通过传递机构实现的动力的传递精度进行测量，由此对传递机构的齿隙进行推定。

另外，专利文献2公开下述电动机控制装置，其使用来自对电动机的驱动轴中的旋转状态进行检测的位置检测器和对施加至驱动轴的扭矩进行测量的扭矩传感器的输入，对传递机构的齿隙进行测定。具体地说，在以大于或等于设想的齿隙的大小将驱动轴正转驱动后，以大于或等于设想的最大的齿隙进行了逆转驱动时，根据从逆转驱动开始至扭矩急剧增加为止的驱动轴的位置信号的变化量而对齿隙进行计算。在这里，通过扭矩传感器对驱动轴以相当于齿隙的角度进行逆转驱动的情况下的传递机构的内部的机械性接触进行判定。

专利文献1：日本特开平7－181107号公报

专利文献2：日本特开2012－149919号公报

发明内容

但是，在现有技术中，为了对齿隙进行测定，需要来自对负载轴及驱动轴这双方的旋转状态进行检测的位置检测器的位置信号、或来自对电动机的驱动轴的旋转状态进行检测的位置检测器和对施加至驱动轴的扭矩进行测量的扭矩传感器的信号。由此，存在电动机控制装置能够连接的装置结构受限的问题。

本发明就是鉴于上述这样的情况而提出的，其目的在于提供一种电动机控制装置，其只要能够取得来自对电动机的驱动轴的旋转状态进行检测的位置检测器的位置信号，就能够对传递机构的齿隙进行测定。

本发明所涉及的电动机控制装置，其具有：驱动指令生成器，其生成使电动机向一个方向正驱动后向与一个方向相反的方向使电动机逆驱动的驱动指令；扭矩指令生成器，其基于驱动指令和表示电动机的动作状态的位置信号，生成扭矩指令，该扭矩指令用于对电动机进行驱动；接触检测器，其使用基于位置信号而计算出的信号，对与电动机连接的驱动侧传递部和与负载连接的负载侧传递部之间的接触进行检测而作为测定完成接触，将检测结果作为接触信号而输出；以及齿隙推定器，其基于接触信号及位置信号，对驱动侧传递部及负载侧传递部间的齿隙进行推定。

关于本发明所涉及的电动机控制装置，只要能够取得来自对电动机的驱动轴的旋转状态进行检测的位置检测器的位置信号，就能够对传递机构的齿隙进行测定的。由此，能够与更宽泛的结构的装置连接。

附图说明

图1是用于对本发明的实施方式1所涉及的电动机装置进行说明的框图。

图2是表示传递机构的内部构造和通过正转驱动及逆转驱动产生的齿隙的测量过程的图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机控制装置的逆转驱动时的时间序列波形的一个例子的图。

图4是表示将驱动指令Cd中的加速度指令值设为恒定的情况下的时间序列波形的一个例子的图。

图5是表示将驱动指令Cd中的速度指令值设为恒定的情况下的时间序列波形的一个例子的图。

图6是用于对本发明的实施方式2所涉及的电动机装置进行说明的框图。

图7是表示本发明的实施方式2所涉及的电动机控制装置的逆转驱动时的时间序列波形的一个例子的图。

图8是用于对本发明的实施方式3所涉及的电动机装置进行说明的框图。

图9是表示本发明的实施方式3所涉及的电动机控制装置的逆转驱动时的时间序列波形的一个例子的图。

图10是用于对本发明的实施方式4所涉及的电动机装置进行说明的框图。

图11是表示本发明的实施方式4所涉及的电动机控制装置的逆转驱动时的时间序列波形的一个例子的图。

图12是用于对本发明的实施方式5所涉及的电动机装置进行说明的框图。

图13是用于对本发明的实施方式6所涉及的电动机装置进行说明的框图。

图14是表示本发明的实施方式6所涉及的齿隙测量顺序的流程图。

图15是表示本发明的实施方式6所涉及的电动机控制装置的传递机构的负载轴受到外力而旋转的方向和齿隙推定动作时的驱动方向的图。

图16是表示本发明的实施方式6所涉及的电动机控制装置生成进行多次试验驱动的驱动指令的情况下的时间序列波形的一个例子的图。

图17是表示本发明的实施方式6所涉及的电动机装置的传递机构的内部构造和齿隙的测量过程的图。

图18是用于对本发明的实施方式6所涉及的推定负载轴位置进行说明的图。

图19是用于对本发明的实施方式7所涉及的电动机装置进行说明的框图。

图20是用于对本发明的实施方式8所涉及的电动机装置进行说明的框图。

图21是表示本发明的实施方式8所涉及的电动机控制装置的逆转驱动时的时间序列波形的一个例子的图。

具体实施方式

下面，使用图1～图21对本发明所涉及的电动机控制装置的实施方式进行说明。此外，本发明并不受下面的实施方式限定，当然可以将各实施方式适当变更，也可以适当组合。在下面的实施方式中，以作为驱动力而产生扭矩的旋转型的电动机为例而进行说明，但关于如线性电动机这样作为驱动力而产生直线性的推力的装置，也同样能够应用本发明的电动机控制装置。

实施方式1.

图1是用于对本发明的实施方式1所涉及的电动机装置进行说明的框图。电动机装置具有电动机控制装置1、电动机2、对电动机2的驱动轴的旋转状态(动作状态)进行检测的位置检测器3及传递机构100。

电动机2由电动机控制装置1控制而进行驱动。传递机构100将电动机2的扭矩传递至负载4，经由驱动轴101而与电动机2连接，经由负载轴102而与负载4连接。位置检测器3对电动机2的驱动轴的旋转状态进行检测而作为位置信号Sp输出。位置检测器3是例如旋转编码器。此外，在本实施方式中，将位置检测器3和电动机控制装置1设为分体结构，但也可以是电动机控制装置1具有位置检测器3的结构。另外，可以取代旋转编码器而使用速度传感器或加速度传感器等。

电动机控制装置1具有驱动指令生成器10、扭矩指令生成器11、电流控制器12、接触检测器13及齿隙推定器14。驱动指令生成器10向扭矩指令生成器11输出驱动指令Cd。扭矩指令生成器11首先使用位置信号Sp及驱动指令Cd，以使由位置检测器3输出的位置信号Sp追随驱动指令Cd的方式生成扭矩指令Ct。并且，将该扭矩指令Ct输出至电流控制器12及接触检测器13。电流控制器12将与扭矩指令Ct相对应的电流Im输出至电动机2。

接触检测器13使用所输入的扭矩指令Ct，对传递机构100中的接触进行检测而将检测结果作为接触信号Sc输出。齿隙推定器14使用接触信号Sc和位置信号Sp，对传递机构100中的齿隙进行推定。

在这里，通过图2对传递机构100的结构进行说明。图2是表示实施方式1所涉及的电动机装置的传递机构100的内部构造和通过正转驱动及逆转驱动产生的齿隙的测量过程的图。图2(a)、(b)及(c)分别示出对齿隙进行测量前的齿轮的状态、正转驱动的齿轮的状态及逆转驱动的齿轮的状态。此外，在本实施方式中，将由图中(b)的箭头表示的逆时针的方向设为正转方向，将由(c)的箭头表示的顺时针的方向设为逆转方向，但当然也可以将正转方向及逆转方向的方向调换。下面，通过旋转型电动机实现的驱动对应于“正转驱动”及“逆转驱动”。另外，通过旋转型电动机或线性电动机实现的驱动对应于“正驱动”及“逆驱动”。

驱动轴101是电动机2的驱动旋转轴，在该驱动轴101安装驱动侧齿轮(驱动侧传递部)101a。负载轴102是用于将扭矩从驱动轴101经由传递机构100向负载4进行传递的被驱动旋转轴。在该负载轴102安装负载侧齿轮(负载侧传递部)102a。在传递机构100中，驱动侧齿轮101a及负载侧齿轮102a啮合，由此电动机2的扭矩传递至负载4。

此外，作为本实施方式的传递机构100，以具有2个齿轮的减速机为例而进行说明，但也可以使用具有大于或等于3个齿轮的传递机构。另外，也可以取代2个齿轮，通过齿轮齿条、滚珠丝杠等构成。有时将驱动侧齿轮101a及负载侧齿轮102a称为两齿轮。

接下来，对在本实施方式中，通过电动机2的正转驱动及逆转驱动而对传递机构100的齿隙进行测量的电动机控制装置1的动作顺序进行说明。

在本实施方式中，设为齿隙表示角度齿隙而进行以下说明。在这里，角度齿隙是指在一个齿轮固定时，另一个齿轮能够转动的角度的最大值。图2(c)所示的虚线间的角度θ是齿隙。因此，从图2(b)所示的状态至图2(c)所示的状态为止，能够根据驱动轴101旋转的角度即位置信号Sp的变化量而对齿隙进行测定。也可以取代角度齿隙，而使用法线方向齿隙、圆周方向齿隙等不同种类的齿隙。

此外，下面将从图2(b)至成为图2(c)的状态为止的时间称为接触所需时间Tc。另外，将接触所需时间Tc中的电动机2的位置信号Sp的变化量称为接触位置位移Pc。并且，在对齿隙进行测定时，驱动侧齿轮101a和负载侧齿轮102a的接触存在2种情况，下面将两者区分而进行说明。所谓“测定前接触”，为了开始齿隙的测定，设为两齿轮101a及102a成为图2(b)所示的状态。更详细地说，通过向一个方向将驱动轴101正转驱动，从而设为驱动侧齿轮101a和负载侧齿轮102a接触。所谓“测定完成接触”，是成为图2(c)所示的状态，是通过逆转驱动实现的接触。更详细地说，两齿轮101a及102a在“测定前接触”后，电动机2使驱动轴101向与一个方向相反的另一个方向逆转驱动，由此设为驱动侧齿轮101a和负载侧齿轮102a接触。

如图2(a)所示，在正转驱动开始时，并不限于两齿轮101a及102a机械性地相互接触。因此，首先，通过由驱动指令生成器10生成的图中箭头表示的正转方向的驱动指令Cd，电动机2使驱动轴101逆时针旋转，由此驱动侧齿轮101a正转驱动。驱动指令Cd由例如针对电动机2的位置指令值、速度指令值、加速度指令值等参数构成。如图2(b)所示，通过进行正转驱动，从而两齿轮101a及102a实现测定前接触。

在这里，对逆转驱动的开始时刻的检测方法的一个例子进行说明。对驱动指令Cd中的加速度指令值及速度指令值进行调整，以使得由于在负载轴102和支承负载轴102的轴承等之间产生的摩擦力，在两齿轮101a及102a接触时减速而停止。由此，齿隙推定器14根据位置信号Sp对逆转驱动的开始时间进行检测。齿隙推定器14例如在预先设定的时间检测到位置信号Sp没有变化的状态即电动机2的停止状态后，进一步检测到与电动机2将要成为停止状态前相反方向上的位置信号Sp的变化的情况下，将该检测出的时刻设为逆转驱动的开始时间。此外，也可以取代根据位置信号Sp对逆转驱动的开始时间进行判断，而设为驱动指令Cd输入至齿隙推定器14的结构，齿隙推定器14根据该驱动指令Cd，对逆转驱动的开始时间进行判断。

接下来，如果驱动轴101逆转驱动，则两齿轮101a及102a在与图2(b)所示的测定前接触相反的面，如图2(c)所示进行测定完成接触。接触检测器13对该测定完成接触进行检测，将检测结果作为接触信号Sc输出。在通过电压表示接触信号Sc的情况下，例如将非接触状态设为0V的电压，将接触状态设为与0V不同的值，例如设为2V的电压而将接触信号Sc输出。

如果通过驱动轴101的旋转而两齿轮101a及102a接触，则电动机2进行驱动的惯性矩增大，电动机2的驱动需要大的扭矩。因此，扭矩指令生成器11将为了使位置信号Sp追随驱动指令Cd而所需的扭矩指令Ct向逆转驱动的方向(与逆转驱动相对应的方向)增加。接触检测器13对该扭矩指令Ct的增加进行检测，对传递机构100的测定完成接触进行检测。

此外，为了使测定前接触及测定完成接触可靠地发生，需要用于与传递机构100的实际的齿隙相比更大幅地进行正转驱动及逆转驱动的驱动指令Cd。因此，也可以预先确定容许的最大的齿隙(最大齿隙容许量)，驱动指令生成器10生成与相当于容许驱动轴101的最大齿隙的角度相比充分大幅地驱动的驱动指令Cd。

图3是表示实施方式1所涉及的电动机控制装置1的逆转驱动时的时间序列波形的一个例子的图。即，在图中(a)～(d)中横轴是时间。关于纵轴，(a)表示扭矩指令Ct，(b)表示扭矩指令Ct的每单位时间的变化量，(c)表示位置信号Sp，(d)表示接触信号Sc。

如果位置信号Sp进行相当于齿隙的角度量变化，则两齿轮101a及102a接触。在这里，扭矩指令Ct暂时地增大(或者减少)，因此图3(a)所示的峰值A1出现。表示扭矩指令Ct的变化的时间微分值也暂时地增大(或者减少)，因此图3(b)所示的峰值B1出现。图3(c)所示的位置信号Sp的变化量C是接触所需时间Tc中的位置信号Sp的变化量，相当于齿隙。

对通过接触检测器13进行的测定完成接触的检测方法的一个例子进行说明。在扭矩指令Ct的每单位时间的变化量在逆转驱动的方向(与逆转驱动相对应的方向)超过预先设定的阈值的情况下，接触检测器13检测到测定完成接触，将表示两齿轮101a及102a的接触状态的接触信号Sc输出至齿隙推定器14。在这里，预先设定的阈值例如是图3(b)的虚线b1。此外，也可以是接触检测器13不是针对扭矩指令Ct的每单位时间的变化量，而是扭矩指令Ct在逆转驱动的方向超过预先设定的阈值(虚线a1)的情况下，设为检测到测定完成接触。换言之，接触检测器13在扭矩指令Ct或扭矩指令Ct的每单位时间的变化量在逆转驱动的方向超过预先设定的阈值的情况下，设为检测到测定完成接触。另外，作为阈值的决定方法，例如可以基于扭矩指令Ct动态地设定。此外，对于扭矩指令Ct及扭矩指令Ct的变化量，逆转驱动的方向(与逆转驱动相对应的方向)在例如图3(a)、(b)中是负方向。

在图3(d)中，T1表示驱动轴101逆转驱动的期间(下面，称为“逆转驱动期间”)。另外，T2是两齿轮101a及102a没有接触的非接触状态的期间(下面，称为“非接触期间”)，在该时间，仅驱动侧齿轮101a旋转，负载侧齿轮102a停止。另一方面，接触期间T3是两齿轮101a及102a接触的接触状态的期间(下面，称为“接触期间”)，在接触期间T3，负载侧齿轮102a与驱动侧齿轮101a一起旋转。此外，从非接触期间T2切换至接触期间T3的点是测定完成接触的开始时间，在接触期间T3的期间，驱动侧齿轮101a使负载侧齿轮102a驱动，但如果从接触期间T3起时间进一步经过，则两齿轮101a及102a分离，因此接触信号Sc表示非接触状态。另外，非接触期间T2也是上述的接触所需时间Tc。

在这里，对通过齿隙推定器14进行的齿隙的推定方法进行说明。根据图3(a)、(b)所示的扭矩指令Ct或扭矩指令Ct的变化量的值，由接触检测器13生成接触信号Sc(图3(d))。齿隙推定器14首先求出从逆转驱动的开始至接触信号Sc上升为止的非接触期间(接触所需时间Tc)T2。接下来，如图3(c)所示，求出从测定前接触至测定完成接触为止的时间(接触所需时间Tc)中的位置信号Sp的变化量C，根据该变化量C对齿隙进行推定。

并且，也可以构成为，在扭矩指令Ct变得最大(或者最小)即成为图3(a)所示的峰值A1的情况下、或扭矩指令Ct的每单位时间的变化量变得最大(或者最小)即成为图3(b)所示的峰值B1的情况下，接触检测器13检测到测定完成接触。由此在对测定完成接触进行检测时，不需要进行阈值的设定。

在本实施方式中，扭矩指令生成器11基于驱动指令Cd和位置信号Sp，生成扭矩指令Ct。由此，设为在扭矩指令Ct或扭矩指令Ct的每单位时间的变化量在与逆转驱动相对应的方向超过预先设定的阈值的情况下、或者成为最大的情况下，接触检测器13检测到测定完成接触，由此能够进行齿隙的推定。作为对扭矩指令Ct或扭矩指令Ct的每单位时间的变化量最大这一情况进行判定的方法的例子，举出预先定义最大值的方法、或将在逆转驱动期间TI最大的扭矩指令Ct或扭矩指令Ct的每单位时间的变化量的值设为最大的方法。

图4是表示将驱动指令Cd中的加速度指令值设为恒定的情况下的时间序列波形的一个例子的图。在图中(a)～(d)中，横轴是时间。关于纵轴，(a)表示驱动指令Cd所涉及的加速度指令值，(b)表示扭矩指令Ct，(c)表示位置信号Sp，(d)表示接触信号Sc。另外，如图4(a)所示，驱动指令生成器10以在逆转驱动时使电动机2的加速度在预先设定的时间Ta成为恒定的方式赋予驱动指令Cd。由此，如图4(b)所示，在电动机2的逆转驱动时，除了测定完成接触的时刻以外，扭矩指令Ct的变化小，因此扭矩指令Ct的峰值A11显著地出现。此外，在使用使加速度指令值大幅地变化的驱动指令Cd的情况下，在测定完成接触的时刻以外，扭矩指令Ct也大幅地变化，形成扭矩指令Ct的峰值。该扭矩指令Ct的峰值成为噪声，有时误检测为测定完成接触。另一方面，通过如本实施方式这样将加速度指令值设为恒定，从而能够解决如上所述的噪声的问题。此外，图4(d)的T1、T2、T3与图3(d)同样地，分别是逆转驱动期间、非接触期间、接触期间。

图5是表示将驱动指令Cd中的速度指令值设为恒定的情况下的时间序列波形的一个例子的图。在图中(a)～(d)中，横轴是时间。关于纵轴，(a)表示驱动指令Cd中的速度指令值，(b)表示扭矩指令Ct，(c)表示位置信号Sp，(d)表示接触信号Sc。并且，如图5(a)所示，在期间Tb，根据将速度指令值设为恒定的驱动指令Cd，除了测定完成接触的时刻以外，扭矩指令Ct成为大致恒定的值。因此，通过使用如上所述的驱动指令Cd，从而如图5(b)所示，在以齿隙量使驱动侧齿轮101a旋转时，扭矩指令Ct的峰值A12进一步显著地出现。此时的接触信号Sc的时间变化，在理想情况下成为如图5(d)所示。此外，图5(d)的T1、T2、T3与图3(d)同样地，分别是逆转驱动期间、非接触期间、接触期间。

在专利文献2举出的现有技术中，需要使用驱动轴101的扭矩传感器对两齿轮101a及102a的机械性接触进行测定，同时使用位置信号Sp对齿隙进行测量。但是，在本实施方式的电动机控制装置中，扭矩指令生成器11基于驱动指令Cd和位置信号Sp而生成扭矩指令Ct，电流控制器12基于扭矩指令Ct向电动机2供给电流Im，对电动机2进行驱动。因此，在本实施方式的电动机控制装置中，作为从传感器得到的信息，只要得到位置信号Sp，就能够进行齿隙的测量。由此，能够与更宽泛的结构的装置连接。

实施方式2.

图6是用于对本发明的实施方式2所涉及的电动机装置进行说明的框图。在本实施方式中，与实施方式1的不同点在于，接触检测器13a使用位置信号Sp以代替扭矩指令Ct而对测定完成接触进行检测。

此外，在本实施方式中，仅对与实施方式1不同的结构进行说明，在图中，对相同或者对应的结构标注同一标号，不重复这些结构的说明。

在本实施方式中，接触检测器13a使用根据表示电动机2的旋转状况的位置信号Sp而求出的电动机2的加速度，对传递机构100的内部的测定完成接触进行检测。

在本实施方式中，接触检测器13a将位置信号Sp针对时间而分别进行1阶微分、2阶微分及3阶微分，分别导出电动机2的速度、加速度及跃度(Jerk)。也可以取代如上所述进行微分而导出速度、加速度及跃度，而是取离散时间中的差分。另外，也可以在进行微分或者取离散时间中的差分前对位置信号Sp应用高通滤波器。由此，能够将位置信号Sp的变动成分变得更明确。

接触检测器13a使用逆转驱动时的加速度，对传递机构100中的测定完成接触进行检测，将检测结果作为接触信号Sc输出。

图7是表示实施方式2所涉及的电动机控制装置的逆转驱动时的时间序列波形的一个例子的图。在图中，关于纵轴，(a)表示根据位置信号Sp计算出的加速度，(b)表示加速度的每单位时间的变化量即跃度，(c)表示位置信号Sp，(d)表示接触信号Sc。

接触检测器13a在加速度在正转驱动的方向(与正转驱动相对应的方向)超过预先设定的阈值(例如图7(a)的虚线a2)的情况下，设为检测到测定完成接触。其原因在于，由于俩齿轮101a及102a接触，因此驱动侧齿轮101a的加速度暂时地减少(或者增大)。另外，接触检测器13a也可以取代加速度，而是在跃度在正转驱动的方向超过图7(b)所示的虚线b2的情况下，设为检测到测定完成接触。作为阈值的决定方法，例如，可以基于扭矩指令Ct动态地设定。此外，对于加速度及跃度，正转驱动的方向(与正转驱动相对应的方向)例如在图7(a)、(b)中是正方向。

此外，也可以取代设定阈值的做法，在加速度成为最大(或者最小)即成为图7(a)所示的峰值A2的情况下、或跃度成为最大(或者最小)即成为图7(b)所示的峰值B2的情况下，设为检测到测定完成接触。由此不需要阈值的设定。

在本实施方式中，接触检测器13a在根据位置信号Sp计算出的加速度、或根据位置信号Sp计算出的跃度在与逆转驱动相对应的方向超过预先设定的阈值的情况下、或者成为最大的情况下，设为检测到测定完成接触，由此能够进行齿隙的推定。因此，扭矩指令生成器11并不是一定需要基于驱动指令Cd及位置信号Sp而生成扭矩指令Ct，还能想到仅基于驱动指令Cd而生成扭矩指令Ct的结构。作为对根据位置信号Sp计算出的加速度、或根据位置信号Sp计算出的跃度最大进行判定的方法的例子，举出预先对这些最大值进行定义的方法、或将在逆转驱动期间TI最大的加速度或跃度的值设为最大的方法。

在专利文献2举出的现有技术中，需要使用驱动轴101的扭矩传感器对两齿轮101a及102a的机械性接触进行测定，同时使用位置信号Sp对齿隙进行测量。但是，在本实施方式中，接触检测器13a使用利用位置信号Sp计算出的加速度或者跃度，对两齿轮101a及102a的机械性接触进行检测。即，接触检测器13a使用基于位置信号Sp计算出的信号，对与电动机2连接的驱动侧齿轮101a和负载侧齿轮102a之间的接触进行检测而作为测定完成接触，将检测结果作为接触信号Sc输出。并且，齿隙推定器14基于接触信号Sc及位置信号Sp，对驱动侧齿轮101a和负载侧齿轮102a之间的齿隙进行推定。因此，在本实施方式中，作为从传感器得到的信息，只要能够得到位置信号Sp，就能够进行齿隙的测量。由此，能够与更宽泛的结构的装置连接。

实施方式3.

图8是用于对本发明的实施方式3所涉及的电动机装置进行说明的框图。在本实施方式中，与实施方式1的不同点在于，接触检测器13b在扭矩指令Ct的基础上使用位置信号Sp对测定完成接触进行检测。

此外，在本实施方式中，仅对与实施方式1不同的结构进行说明，在图中，对相同或者对应的结构标注同一标号，不重复这些结构的说明。

接触检测器13b首先对提取干扰De进行计算，该提取干扰De表示在传递机构100的内部由于两齿轮101a及102a的接触等而产生的扭矩。接下来，使用提取干扰De，对测定完成接触进行检测，将检测结果作为接触信号Sc输出。此外，提取干扰De按照式(1)进行计算。

De＝Jm·Ac－Ct···式(1)

在这里，右边的第一项表示实际使电动机2进行加速时用到的惯性量的扭矩。Jm及Ac分别表示电动机2的转子的惯性矩及通过位置检测器3得到的加速度。通过位置检测器3得到的加速度也称为加速度信号。右边的第二项是扭矩指令生成器11生成的扭矩指令Ct。使用如式(1)所示通过取扭矩指令Ct和惯性量的扭矩之差而计算出的传递机构100的扭矩即提取干扰De。因此，即使在驱动指令Cd中的加速度指令值变化而扭矩指令Ct变动的情况下，通过取得与由电动机2的旋转产生的惯性量的扭矩之差，从而也能够抑制在对测定完成接触进行检测时成为误检测的原因的峰值的生成。因此，能够高精度地提取传递机构100的内部的由测定完成接触所引起的扭矩的变化。

图9是表示实施方式3所涉及的电动机控制装置的逆转驱动时的时间序列波形的一个例子的图。在图中，关于纵轴，(a)表示提取干扰De，(b)表示提取干扰De的每单位时间的变化量，(c)表示位置信号Sp，(d)表示接触信号Sc。位置信号Sp如果进行相当于齿隙的角度量变化，则两齿轮101a及102a进行测定完成接触而提取干扰De急剧增加。由此提取干扰De的时间微分值也急剧增加。

本实施方式的接触检测器13b在提取干扰De在正转驱动的方向超过图9(a)的虚线a3所示的预先设定的阈值的情况下、或提取干扰De的时间微分值在正转驱动的方向超过图9(b)的虚线b3所示的预先设定的阈值的情况下，设为进行了测定完成接触的检测。此外，对于提取干扰De，正转驱动的方向(与正转驱动相对应的方向)例如在图9(a)、(b)中是正方向。

此外，也可以是在提取干扰De如图9(a)的峰值A3这样成为最大(或者最小)的情况下、或提取干扰De的时间微分值如图9(b)的峰值B3这样成为最大(或者最小)的情况下，设为接触检测器13b进行了测定完成接触的检测。由此，不需要阈值的设定。

在本实施方式中，接触检测器13b在根据位置信号Sp及扭矩指令Ct计算出的提取干扰De或提取干扰De的时间微分值在与逆转驱动相对应的方向超过预先设定的阈值的情况下、或者成为最大的情况下，设为检测到测定完成接触，由此能够进行齿隙的推定。因此，扭矩指令生成器11并不是一定需要基于驱动指令Cd及位置信号Sp而生成扭矩指令Ct，还能想到仅基于驱动指令Cd而生成扭矩指令Ct的结构。作为对提取干扰De或提取干扰De的时间微分值最大进行判定的方法的例子，举出预先对这些最大值进行定义的方法、或将在逆转驱动期间TI最大的提取干扰De或提取干扰De的时间微分值设为最大的方法。

本实施方式的接触检测器13b基于根据扭矩指令Ct及位置信号Sp计算出的提取干扰De，对测定完成接触进行检测。因此，即使在利用针对扭矩指令Ct的响应速度慢的电动机装置的情况下，与仅使用扭矩指令Ct的情况相比，在接触检测也不会产生延迟。由此，能够抑制齿隙的测量精度的降低。

在专利文献2举出的现有技术中，需要使用驱动轴101的扭矩传感器对两齿轮101a及102a的机械性接触进行测定，同时使用位置信号Sp对齿隙进行测量。但是，在本实施方式中，接触检测器13b基于使用位置信号Sp计算出的加速度和扭矩指令Ct对提取干扰De进行计算，对与电动机2连接的驱动侧齿轮101a和负载侧齿轮102a之间的接触进行检测而作为测定完成接触，将检测结果作为接触信号Sc输出。并且，齿隙推定器14基于接触信号Sc及位置信号Sp，对驱动侧齿轮101a和负载侧齿轮102a之间的齿隙进行推定。因此，在本实施方式中，作为从传感器得到的信息，只要能够得到位置信号Sp，就能够进行齿隙的测量。

根据上述的结构，本实施方式的电动机控制装置在实施方式1的效果的基础上，具有下述效果，即，即使是针对扭矩指令Ct的响应速度慢的电动机控制装置，也能够准确地对齿隙进行测定，即使在驱动指令Cd所涉及的指令值大幅地变动的情况下，也能够稳定地对齿隙进行测定。

实施方式4.

图10是用于对本发明的实施方式4所涉及的电动机装置进行说明的框图。电流检测器15对电流Im进行检测而作为电流信号Sim。本实施方式的电动机控制装置与实施方式1的不同点在于具有接触检测器13c，该接触检测器13c使用电流信号Sim以取代位置信号Sp而对测定完成接触进行检测。

图11是表示本发明的实施方式4所涉及的电动机控制装置的逆转驱动时的时间序列波形的一个例子的图。即，在图中(a)～(d)中，横轴是时间。关于纵轴，(a)表示电流信号Sim，(b)表示电流信号Sim的时间微分值，(c)表示位置信号Sp，(d)表示接触信号Sc。

此外，在本实施方式中，仅对与实施方式1不同的结构进行说明，在图中，对相同或者对应的结构标注同一标号，不重复这些结构的说明。

本实施方式的接触检测器13c根据电流信号Sim对传递机构100的内部的测定完成接触进行检测。在位置信号Sp以相当于齿隙的角度量变化的情况下，两齿轮101a及102a接触。通过该接触，电动机2进行驱动的惯性矩增大，因此用于驱动电动机2的扭矩与非接触状态相比变大。因此，供给至电动机2的电流Im也急剧地增加。在这里，电流信号Sim的电流值增大(或者减少)，电流信号Sim的时间微分值也增大(或者减少)。例如，如图11(a)所示，电流信号Sim也暂时地增大，峰值A4出现。如图11(b)所示，表示电流信号Sim的变化的时间微分值也暂时地增大(或者减少)，峰值B4出现。

作为测定完成接触的检测方法，与通过图3说明的方法同样地，在电流信号Sim在逆转驱动的方向(与逆转驱动相对应的方向)超过预先设定的阈值的情况下，设为检测到测定完成接触。在图11(a)中，虚线a4是预先设定的阈值。也可以取代使用电流信号Sim，而使用电流信号Sim的时间微分值。在该情况下，图11(b)的虚线b4是预先设定的阈值。此外，对于电流信号Sim及电流信号Sim的时间微分值，逆转驱动的方向(与逆转驱动相对应的方向)例如在图11(a)、(b)中是负方向。

此外，也可以取代使用预先设定的阈值，在电流信号Sim成为最大(或者最小)即成为图11(a)所示的峰值A4的情况下，或电流信号Sim的时间微分值成为最大(或者最小)即成为图11(b)所示的峰值B4的情况下，设为进行了测定完成接触。由此，不需要阈值的设定。

在本实施方式中，扭矩指令生成器11基于驱动指令Cd和位置信号Sp，生成扭矩指令Ct。并且，电流控制器12基于扭矩指令Ct，向电动机2供给电流Im，电流检测器15对电流信号Sim进行检测。由此，在电流信号Sim或电流信号Sim的每单位时间的变化量在与逆转驱动相对应的方向超过预先设定的阈值的情况下、或者成为最大的情况下，设为接触检测器13c检测到测定完成接触，由此能够进行齿隙的推定。作为对电流信号Sim或电流信号Sim的每单位时间的变化量最大这一情况进行判定的方法的例子，举出预先对这些最大值进行定义的方法、或将在逆转驱动期间TI最大的电流信号Sim或电流信号Sim的每单位时间的变化量的时间微分值设为最大的方法。

在专利文献2举出的现有技术中，需要使用驱动轴101的扭矩传感器对两齿轮101a及102a的机械性接触进行测定，同时使用位置信号Sp对齿隙进行测量。但是，在本实施方式的电动机控制装置中，扭矩指令生成器11基于驱动指令Cd和位置信号Sp而生成扭矩指令Ct，电流控制器12基于扭矩指令Ct向电动机2供给电流Im，对电动机2进行驱动。并且，接触检测器13c使用电流信号Sim对测定完成接触进行检测。因此，在本实施方式中，作为从传感器得到的信息，只要得到位置信号Sp，就能够进行齿隙的测量。

根据上述的结构，本实施方式的电动机控制装置实现实施方式1的效果。

实施方式5.

图12是对本发明的实施方式5所涉及的电动机装置进行说明的框图。本实施方式的接触检测器13d与实施方式4的不同点在于，在电流信号Sim的基础上使用位置信号Sp对测定完成接触进行检测。

此外，在本实施方式中，仅对与实施方式1不同的结构进行说明，在图中，对相同或者对应的结构标注同一标号，不重复这些结构的说明。

接触检测器13d首先对提取干扰De进行计算，该提取干扰De包含有在传递机构100的内部产生的机械性接触等的干扰。接下来，使用提取干扰De，对测定完成接触进行检测，将检测结果作为接触信号Sc输出。提取干扰De按照式(2)进行计算。

De＝Jm·Ac－Kt·Sim···(2)

但是，在式(2)中，右边的第一项与式(1)的右边的第一项同样地，是实际使电动机2进行加速时用到的惯性量的扭矩。式(2)的右边的第二项是根据电流信号Sim计算出的在电动机2中产生的合计的扭矩。在这里，Kt是表示与供给至电动机2的电流Im相对应的电流信号Sim和产生的扭矩之间的关系的扭矩常数。如式(2)所示，通过取电动机2中的合计的扭矩和惯性量的扭矩之差，从而能够导出为了对传递机构100进行驱动所使用的扭矩。

接触检测器13d取代扭矩指令Ct而使用根据电流信号Sim导出的扭矩，对测定完成接触进行检测。由此，能够减少扭矩指令生成器11及电流控制器12的响应性的影响，高精度地对由传递机构100的内部的测定完成接触所引起的干扰进行计算。

作为通过接触检测器13d实现的测定完成接触的检测方法，可以是在提取干扰De或提取干扰De的每单位时间的变化量超过阈值的情况下，设为检测到测定完成接触。另外，也可以是在提取干扰De或提取干扰De的变化量成为最大(或者最小)的情况下，设为检测到测定完成接触。由此，不需要阈值的设定。

在本实施方式中，接触检测器13d在根据位置信号Sp及电流信号Sim计算出的提取干扰De或提取干扰De的时间微分值在与逆转驱动相对应的方向超过预先设定的阈值的情况下，或者成为最大的情况下，设为检测到测定完成接触，由此能够进行齿隙的推定。因此，扭矩指令生成器11并不是一定需要基于驱动指令Cd及位置信号Sp而生成扭矩指令Ct，还能想到仅基于驱动指令Cd而生成扭矩指令Ct的结构。作为对提取干扰De或提取干扰De的时间微分值最大进行判定的方法的例子，举出预先对这些最大值进行定义的方法或将在逆转驱动期间TI最大的提取干扰De或提取干扰De的时间微分值设为最大的方法。

实施方式4的接触检测器13c在接触的判定时使用电流信号Sim，在扭矩指令生成器11针对位置信号Sp的响应性低或电流控制器12针对扭矩指令Ct的响应性低的情况下，在接触检测产生延迟，有时齿隙的测量精度降低。另外，实施方式2的接触检测器13a在接触的判定时使用位置信号Sp的加速度，在使驱动指令Cd的加速度指令值大幅地变动的情况下，有时对接触进行误检测。在本实施方式中，将位置信号Sp及电流信号Sim一起使用，因此能够减少接触检测的延迟或接触的误检测。

在专利文献2举出的现有技术中，需要使用驱动轴101的扭矩传感器对两齿轮101a及102a的机械性接触进行测定，同时使用位置信号Sp对齿隙进行测量。但是，在本实施方式中，接触检测器13d基于使用位置信号Sp计算出的加速度和电流信号Sim，对提取干扰De进行计算，对与电动机2连接的驱动侧齿轮101a和负载侧齿轮102a之间的接触进行检测而作为测定完成接触，将检测结果作为接触信号Sc输出。并且，齿隙推定器14基于接触信号Sc及位置信号Sp，对驱动侧齿轮101a和负载侧齿轮102a之间的齿隙进行推定。因此，在本实施方式中，作为从传感器得到的信息，只要得到位置信号Sp，就能够进行齿隙的测量。

根据上述的结构，本实施方式的电动机控制装置在实施方式4的效果的基础上，接触检测器13d将位置信号Sp及电流信号Sim一起使用而对测定完成接触进行检测，因此能够高精度且简易地对齿隙进行测定。

实施方式6.

图13是对本发明的实施方式6所涉及的电动机装置进行说明的框图。本实施方式的电动机控制装置如图13所示，不同点在于，取代图1所示的驱动指令生成器10及齿隙推定器14，而分别具有驱动指令生成器10a及齿隙推定器14a。本实施方式的电动机控制装置构成为，即使在从外部对负载4及与负载4连结的负载轴102施加外力Fd的情况下，也能够对齿隙进行测量。

驱动指令生成器10a生成用于进行后面记述的多次试验驱动的驱动指令Cd。齿隙推定器14a的详细内容在后面记述，还考虑与外力Fd相应地变化的负载轴102的位置而对齿隙进行推定。

此外，在本实施方式中，仅对与实施方式1不同的结构进行说明，在图中，对相同或者对应的结构标注同一标号，不重复这些结构的说明。

根据上述结构，在本实施方式中，即使通过外力Fd而负载轴102旋转的情况下，也能够根据多次正转驱动及逆转驱动，对负载轴102的位置进行推定，高精度地对齿隙进行测量。

图14是表示实施方式6所涉及的齿隙测量顺序的流程图。沿图14所示的流程对测量的顺序进行说明。流程图中的标号Si(i＝1、2、···)表示各步骤。

首先，在步骤S1中，驱动指令生成器10a从未图示的存储部取得正转驱动及逆转驱动的方向、重复次数(试验驱动的次数)、加速度、以及正转驱动时和逆转驱动时的驱动轴101的旋转量等设定条件。此外，也可以取代从存储部取得设定条件，而是经由外部的输入终端取得。

图15是表示本发明的实施方式6所涉及的电动机控制装置的传递机构100的负载轴102受到外力Fd而旋转的方向和齿隙测定时的驱动方向的图。在图中，由外力Fd形成的负载轴102的旋转方向被预先设定，妨碍该负载轴102的旋转的方向的驱动设定为正转驱动，正转驱动的反方向的驱动设定为逆转驱动。

图16是表示本发明的实施方式6所涉及的电动机控制装置生成进行多次试验驱动的驱动指令Cd的情况下的时间序列波形的一个例子的图。在图中，(a)、(b)、(c)的纵轴分别表示位置指令值、速度指令值及加速度指令值。在(a)～(c)中，生成使得进行3次由正转驱动及逆转驱动构成的试验驱动的驱动指令Cd。此外，下面将与3次试验驱动相对应的期间分别作为试验驱动期间Td1、试验驱动期间Td2及试验驱动期间Td3而进行说明。另外，将试验驱动期间Td1、Td2、Td3中的接触所需时间分别设为Tc1、Tc2、Tc3。将与接触所需时间Tc1、Tc2、Tc3相对应的接触位置位移分别设为Pc1、Pc2、Pc3。以在试验驱动期间Td1～Td3中，加速度指令值等参数相互不同的方式生成驱动指令Cd。如图16(c)所示，在试验驱动期间Td1～Td3各自中，单点划线的双箭头及实线的双箭头分别表示正转驱动期间及逆转驱动期间。如图16(c)所示，按照试验驱动期间Td1、试验驱动期间Td2、试验驱动期间Td3的顺序，逆转驱动期间的加速度指令值变大。另外，图16(a)所示的接触所需时间按照Tc1、Tc2、Tc3的顺序而变短。

使用图17，对步骤S2及S3进行说明。图17是表示实施方式6所涉及的电动机装置的传递机构100的内部构造和齿隙的测量的过程的图。

在步骤S2中，通过电动机2的正转驱动，在传递机构100的内部，两齿轮101a及102a相互接触即测定前接触。

接下来，在步骤S3中，首先，通过电动机2的逆转驱动，在图17(b)中如实线所示，使两齿轮101a及102a在与测定前接触时接触的齿面相反的面接触。在这里，接触检测器13对测定完成接触进行检测，将接触信号Sc输出。此外，在图中，负载侧齿轮102a的位置在由外力Fd产生的影响下，从图17(b)的虚线所示的逆转开始时的位置，在接触所需时间Tc后向实线所示的位置旋转。

在步骤S4中，齿隙推定器14a对在步骤S1中所设定的重复次数和测定完成接触的检测次数进行比较，对测定完成接触的检测次数是否达到重复次数进行判断。在测定完成接触的检测次数小于重复次数的情况下(NO)，再次通过与前次不同的试验驱动而再次重复步骤S2～S3。另一方面，在测定完成接触的检测次数大于或等于重复次数的情况下(YES)，进入至步骤S5。

在步骤S5中，进行负载轴位置的推定。在对步骤S5进行说明时，首先，对负载轴位置及推定负载轴位置进行说明。

使用图17，对本实施方式中的负载轴位置进行说明。负载轴位置以逆转驱动开始时的驱动轴101的旋转位置为基准，使用两齿轮101a及102a间的减速比，将负载轴102的旋转位置换算为驱动轴101的旋转角而表现。

例如，在图17(a)中，负载轴位置是线段O－a(实线)和线段O－b(虚线)所成的角，是相当于齿隙B的旋转角。但是，线段O－a(实线)是逆转驱动开始时的驱动轴101的旋转位置。另外，线段O－b(虚线)是逆转驱动开始时的负载轴位置。

另外，在图17(b)中，负载轴位置是线段O－a(实线)和线段O－b1(实线)所成的角，通过负载轴102的旋转，线段O－b(虚线)移动至线段O－b1(实线)，可知通过负载轴102的旋转，负载轴位置变大。此外，线段O－a(实线)是基准的旋转位置，因此从逆转驱动开始时起不变化。另外，如图17(b)所示，在两齿轮101a及102a接触的情况下，负载轴位置相当于接触位置位移Pc。

接下来，对推定负载轴位置进行说明。图18是用于对本发明的实施方式6所涉及的推定负载轴位置Ple(t)进行说明的图。推定负载轴位置Ple(t)对任意时刻t的负载轴位置进行推定。但是，时刻t表示从逆转驱动开始时间算起的时间。

图18(a)的纵轴是负载轴位置，横轴表示从逆转驱动开始时算起的时间。图18(b)表示从逆转驱动开始时算起的驱动轴101中的位置信号Sp的变化量。另外，在图中，双箭头表示通过后面记述的方法导出的齿隙B的大小。在图18(a)、(b)中由菱形表示的是，对在(步骤S1)中重复次数设为3次时的、接触位置位移Pc和接触所需时间Tc的关系进行绘制得到的图形。在图中，各标绘点是对与图16所示的试验驱动期间Td1～Td3相对应的接触位置位移Pc和接触所需时间Tc进行绘制得到的，各自标记为Pl1～Pl3。例如，Pl1是(Tc1、Pc1)。

接下来，在步骤S5中，齿隙推定器14a使用与试验驱动期间Td1～Td3各自相对应的接触位置位移Pc和接触所需时间Tc的组Pl1～Pl3，对推定负载轴位置Ple(t)进行推定。

在本实施方式中，为了使说明变得简单，设为施加于负载轴102的外力Fd在试验驱动期间Td1～Td3间是相同的大小，伴随外力Fd而被驱动的负载轴102在试验驱动期间Td1～Td3以相同的加速度被驱动。将推定负载轴位置Ple(t)近似为由式(3)所示的2阶的多项式构成的近似函数。

Ple(t)＝Ka·t2+Kb···式(3)

但是，在式(3)中Ka及Kb分别是表示与通过外力Fd产生的负载轴102的加速度相关的系数、及逆转驱动开始时的负载轴位置即图18(a)所示的齿隙B的近似系数。另外，详细内容在后面记述，Ka及Kb的值的导出是使用多组由接触所需时间Tc和接触位置位移Pc构成的数据集而进行的。关于近似函数，如果除了式(3)以外也应用于对通过外力Fd而移动的负载轴102的位置进行近似，则阶数、项数不受限。取代多项式，可以是通过对数、指数、三角函数等实现的近似函数。

作为近似系数Ka、Kb的导出方法，例如使用最小二乘法。在最小二乘法中，以得到的接触所需时间Tc和接触位置位移Pc的组、与推定负载轴位置Ple(t)的残差的平方和成为最小的方式决定近似系数。此外，作为近似系数的导出方法，当然可以使用除了最小二乘法以外的方法。另外，当然可以使外力Fd的大小可变。

为了决定Ka及Kb，将接触所需时间Tc及接触位置位移Pc的数据集最低取得2组即可。因此，在得到多于2组的数据集的情况下，可以进行异常值的去除。作为异常值的去除方法，例如在存在与近似函数的标准残差大于或等于预先设定的值的数据集的情况下，将该数据集去除。由此，能够抑制齿隙测定结果的波动。在本实施例中，将试验驱动的次数设为3次，因此能够去除最大1组的数据集。

此外，在上述的说明中，以使逆转驱动(步骤S3)时的加速度每次不同的方式生成多次驱动指令Cd，但还能想到通过以相同的加速度使用多次驱动指令Cd，从而根据多个接触所需时间Tc及接触位置位移Pc的数据集而对平均值进行计算的结构。在该情况下，能够将外力Fd时间性地变化的影响等进行平均化，能够抑制齿隙测定结果的波动。另外，还能想到以相同的加速度使用多次驱动指令Cd，从多个接触所需时间Tc及接触位置位移Pc的数据集将异常值去除的结构。作为将该异常值去除的结构，与加速度每次不同的情况相同地，例如举出在存在与近似函数的标准残差大于或等于预先设定的值的数据集的情况下，将该数据集去除的结构。在该情况下，能够将外力Fd瞬间地变化的影响等去除，能够抑制齿隙测定结果的波动。

此外，在上述的说明中，在逆转驱动(步骤S3)时进行了测定完成接触的检测，但逆转驱动和测定完成接触的检测并不是一定需要同时地进行。首先，可以将通过步骤S2及S3得到的时间序列波形的数据(例如图3(a)～(d))针对全试验驱动而预先记录于存储部(省略图示)，然后使用在存储部中记录的时间序列波形的数据，在步骤S4后通过接触检测器13一并进行各试验驱动中的测定完成接触的检测。

最后，在步骤S6中，齿隙推定器14a使用推定负载轴位置Ple(t)，对传递机构100所具有的齿隙进行推定。图18(a)示出根据3组接触位置位移Pc和接触所需时间Tc推定出的推定负载轴位置Ple(t)的例子。如果向图18(a)所示的推定负载轴位置Ple(t)代入t＝0，则能够计算出齿隙B。在本实施方式中，Kb的绝对值即|Kb|相当于推定出的齿隙B。

在图18(b)中，3个虚线示出试验驱动期间Td1～Td3各自的位置信号Sp的变化量。图18(b)所示的圆形的标绘点，是作为从没有外力Fd的情况下的逆转驱动开始至测定完成接触为止的位置信号Sp的变化量的接触位置位移Pc即齿隙B。在没有外力Fd的情况下，没有负载轴102的位置变化。由此，在试验驱动期间Td1～Td3中，即使使驱动指令Cd中的加速度指令值变化，接触所需时间Tc变化，但接触位置位移Pc也不发生变化。因此，相当于在图中由虚线表示的齿隙B的位置等于接触位置位移Pc。由此，绘制为图18(b)所示的圆形。

在施加有外力Fd的情况下，如果使驱动侧齿轮101a的加速度变化(例如减小)而接触所需时间Tc变化(延长)，则通过该接触所需时间Tc的变化(延长)而负载侧齿轮102a的旋转量变化(增加)。因此，与该旋转量的变化(增加)量相应地接触位置位移Pc变化(增加)。

例如，在试验驱动期间Td3，逆转驱动时的加速度指令值最大，因此接触所需时间Tc3变得最短，通过外力Fd而负载轴102最少地旋转。由此，接触位置位移Pc变得最小。标绘点Pl3在图18(b)中配置于最左侧且上侧。另一方面，在试验驱动期间Td1，逆转驱动时的加速度最小，因此接触所需时间Tc1变得最长，通过外力Fd而负载轴102最多地旋转。由此接触位置位移Pc变得最大。在图中，标绘点Pl1配置于最右侧且下侧。

如以上所述，本实施方式的齿隙推定器14a将推定负载轴位置Ple(t)导出而对齿隙进行推定。由此，本实施方式的电动机控制装置在实施方式1的效果的基础上，具有下述效果，即，即使在负载轴102被施加外力Fd的环境中，通过多次由正转驱动及逆转驱动构成的试验驱动，也能够高精度且容易地对传递机构100的齿隙进行测量。

实施方式7.

图19是用于对本发明的实施方式7所涉及的电动机装置进行说明的框图。在实施方式6中，预先设定有外力Fd的方向。但是，在本实施方式中设为外力Fd作用于任意的方向。

在图中，不同点在于，具有新的驱动方向决定器16，该驱动方向决定器16使用扭矩指令Ct，对施加于负载轴102的外力Fd的方向进行判定，将正转驱动时及逆转驱动时的驱动方向Dd输出。另外，不同点在于，还具有驱动指令生成器10b，该驱动指令生成器10b取代驱动指令生成器10a，对应于驱动方向Dd，以针对每个逆转驱动而加速度不同的方式生成驱动指令Cd。此外，在本实施方式中，仅对与实施方式6不同的结构进行说明，对相同或者对应的结构标注同一标号，不重复这些结构的说明。

在本实施方式中，在图14的步骤S1中，通过驱动方向决定器16对施加于负载轴102的外力Fd的方向进行判定。通过驱动指令生成器10b进行使驱动侧齿轮101a停止的控制，驱动方向决定器16使用在两齿轮101a及102a接触的状态下生成的扭矩指令，对外力Fd的方向进行判断，并且决定驱动方向Dd。

具体地说，以使位置信号Sp没有变化即驱动侧齿轮101a没有旋转的方式，通过驱动指令生成器10b生成驱动指令Cd。在两齿轮101a及102a没有接触的状态下，不需要将扭矩施加于驱动侧齿轮101a，因此如果忽略施加于驱动轴101的摩擦等的影响，则扭矩指令Ct为0。然后，在经过一定时间而两齿轮101a及102a接触的状态下，负载侧齿轮102a通过外力Fd而使驱动侧齿轮101a旋转。但是，为了进行控制而使得驱动侧齿轮101a静止，驱动侧齿轮101a根据扭矩指令Ct进行旋转以使得将从负载侧齿轮102a施加的力抵消。因此，使用与扭矩指令Ct相对应的驱动侧齿轮101a的旋转方向，能够对外力Fd的方向及正转驱动的驱动方向Dd进行推定。

例如，如果在两齿轮101a及102a接触，静止的状态下生成的扭矩指令Ct试图使驱动侧齿轮101a逆时针地旋转，则能够判断为作用有使驱动侧齿轮101a顺时针地旋转的外力Fd。因此，可知负载侧齿轮102a的旋转方向即外力Fd的方向如图17所示是逆时针。并且如果外力Fd的方向已知，则也能够决定驱动方向Dd。

此外，也可以取代使驱动侧齿轮101a停止，而通过逆转驱动及正转驱动使驱动侧齿轮101a往复运动，对正转驱动时和逆转驱动时的扭矩指令Ct进行比较，由此决定驱动方向Dd。此外，驱动方向决定器16可以取代扭矩指令Ct，而是根据电动机2的电流Im决定驱动方向Dd。

本实施方式的电动机控制装置可以取代接触检测器13，构成为具有接触检测器13a、13b、13c、13d中的任1个，在这些情况下，也同样地能够对齿隙进行测定。

根据上述结构，本实施方式的电动机控制装置在实施方式1的效果的基础上，具有下述效果，即，即使在向负载轴102施加外力Fd的情况下，也能够自动地决定驱动指令Cd的驱动方向而对齿隙进行测定。

实施方式8.

图20是用于对本发明的实施方式8所涉及的电动机装置进行说明的框图。在本实施方式中，与实施方式1的不同点在于，在表示电动机2的旋转状况的位置信号Sp在由预先设定的最小检测位置和最大检测位置决定的范围，由接触检测器13e对传递机构100的内部的测定完成接触进行检测。

根据上述结构，在本实施方式中，在摩擦、减速的影响等干扰多的情况下也能够进行稳定的接触的检测，能够高精度地对齿隙进行测定。

此外，在本实施方式中，仅对与实施方式1不同的结构进行说明，在图中，对相同或者对应的结构标注同一标号，不重复这些结构的说明。

图21是表示实施方式8所涉及的电动机控制装置的逆转驱动时的时间序列波形的一个例子的图。在实施方式1中，接触检测器13与位置信号Sp所示的电动机2的位置无关地，对逆转驱动时的接触进行判定。但是，扭矩指令Ct及扭矩指令Ct的每单位时间的变化量，在电动机2开始逆转驱动后，有时由于摩擦的影响而具有图21(a)所示的峰值X13、(b)所示的峰值Y13。另外，扭矩指令Ct的每单位时间的变化量，由于在电动机2减速时两齿轮101a及102a的不期望的接触，有时具有图21(b)所示的峰值Z13。因此，在实施方式1中，接触检测器13有时由于峰值X13、峰值Y13或峰值Z13而对接触进行误检测，齿隙的推定精度恶化。

本实施方式的接触检测器13e，在位置信号Sp所示的电动机2的位置在逆转驱动方向超过预先设定出的最小检测位置S13后，直至在逆转驱动方向超过预先设定出的最大检测位置L13为止的期间，对接触进行检测。即，在图21(d)所示的期间T13对接触进行检测，生成表示测定完成接触的接触信号Sc。

作为测定完成接触的检测方法，与图3中说明的方法同样地，扭矩指令Ct在逆转驱动的方向(与逆转驱动相对应的方向)超过由虚线表示的预先决定的阈值a1的情况下，设为检测到测定完成接触。也可以取代使用扭矩指令Ct而使用扭矩指令Ct的时间微分值，取代使用阈值a1而使用虚线b1的阈值。

此外，也可以取代使用预先设定的阈值，在扭矩指令Ct成为最大(或者最小)即成为图21(a)所示的峰值A13的情况下、或扭矩指令Ct的时间微分值成为最大(或者最小)即成为图21(b)所示的峰值B13的情况下，进行了测定完成接触。由此，不需要阈值的设定。

但是，如上述所示，即使在超过阈值的情况及使用峰值的情况下，在除了期间T13以外不进行接触的检测，不生成表示测定完成接触的信号。

优选最小检测位置设定为与预先设想的齿隙相比充分小的值，能够根据由摩擦对扭矩指令Ct造成的影响及对传递机构100进行制造时的标准的加工精度而进行决定。优选最大检测位置设定为与预先设想的齿隙相比充分大的值，能够根据开始减速的电动机位置、齿轮的齿数、形状等而选定适当的值。

此外，在如实施方式2的接触检测器13a这样取代扭矩指令Ct而使用位置信号Sp对测定完成接触进行检测的情况下，在如实施方式3的接触检测器13b这样使用扭矩指令Ct和位置信号Sp对测定完成接触进行检测的情况下，在如实施方式4的接触检测器13c这样使用电流信号Sim对测定完成接触进行检测的情况下，及在如实施方式5的接触检测器13d这样使用电流信号Sim和位置信号Sp对测定完成接触进行检测的情况下，也与本实施方式同样地，各实施方式的接触检测器能够在由最小检测位置和最大检测位置决定的范围，对传递机构100的内部的测定完成接触进行检测。

另外，如实施方式6这样，在取代驱动指令生成器10而由驱动指令生成器10a生成进行多次试验驱动的驱动指令Cd，取代齿隙推定器14而由齿隙推定器14a对齿隙进行推定的情况下，也与本实施方式同样地，接触检测器13能够在由最小检测位置和最大检测位置决定的范围，对传递机构100的内部的测定完成接触进行检测。

如上所述，本实施方式的电动机控制装置，在摩擦、减速的影响等干扰多的情况下，也不会对接触进行误检测，能够对传递机构100的齿隙进行测定。由此，能够在更宽泛的结构的装置中高精度地对齿隙进行测定。

标号的说明

1电动机控制装置，2电动机，3位置检测器，4负载，10、10a、10b驱动指令生成器，11扭矩指令生成器，12电流控制器，13、13a、13b、13c、13d、13e接触检测器，14、14a齿隙推定器，15电流检测器，16驱动方向决定器，100传递机构，101驱动轴，101a驱动侧传递部(驱动侧齿轮)，102负载轴，102a负载侧传递部(负载侧齿轮)。

Claims (17)

1.一种电动机控制装置，其特征在于，具有：

驱动指令生成器，其生成使电动机向一个方向正驱动后向与所述一个方向相反的方向使所述电动机逆驱动的驱动指令；

扭矩指令生成器，其基于所述驱动指令和表示所述电动机的动作状态的位置信号，生成扭矩指令，该扭矩指令用于对所述电动机进行驱动；

接触检测器，其使用基于所述位置信号而计算出的信号，对与所述电动机连接的驱动侧传递部和与负载连接的负载侧传递部之间的接触进行检测而作为测定完成接触，将检测结果作为接触信号而输出；以及

齿隙推定器，其基于所述接触信号及所述位置信号，对所述驱动侧传递部及负载侧传递部间的齿隙进行推定。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述接触检测器在根据所述位置信号而求出的加速度或所述加速度的每单位时间的变化量，在与所述正驱动相对应的方向超过预先设定的阈值的情况下，设为检测到所述测定完成接触。

3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述接触检测器使用所述位置信号而对加速度信号进行计算，基于所述加速度信号及所述扭矩指令而对提取干扰进行计算，使用所述提取干扰而对所述测定完成接触进行检测。

4.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述接触检测器使用所述位置信号而对加速度信号进行计算，基于所述加速度信号及与供给至所述电动机的电流相对应的电流信号而对提取干扰进行计算，使用所述提取干扰而对所述测定完成接触进行检测。

5.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述扭矩指令生成器基于所述驱动指令及所述位置信号，生成所述扭矩指令。

6.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述接触检测器在所述扭矩指令或所述扭矩指令的每单位时间的变化量，在与所述逆驱动相对应的方向超过预先设定的阈值的情况下，设为检测到所述测定完成接触。

7.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述接触检测器在与供给至所述电动机的电流相对应的电流信号或所述电流信号的每单位时间的变化量，在与所述逆驱动相对应的方向超过预先设定的阈值的情况下，设为检测到所述测定完成接触。

8.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，

还具有驱动方向决定器，该驱动方向决定器基于所述扭矩指令，决定所述驱动指令的正驱动的方向。

9.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，

还具有驱动方向决定器，该驱动方向决定器基于与供给至所述电动机的电流相对应的电流信号，决定所述驱动指令的正驱动的方向。

10.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述驱动指令生成器生成以大于或等于预先决定的最大齿隙容许量进行所述逆驱动的所述驱动指令。

11.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述驱动指令生成器生成进行所述逆驱动时的所述电动机的加速度或速度在预先设定的时间成为恒定的所述驱动指令。

12.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述接触检测器在所述位置信号在由预先设定的最小检测位置和最大检测位置决定的范围，对所述测定完成接触进行检测。

13.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述齿隙推定器对从所述逆驱动的开始至所述测定完成接触为止的时间即接触所需时间的所述位置信号的变化量进行计算而作为接触位置位移，由此对所述齿隙进行推定。

14.根据权利要求13所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述驱动指令生成器生成针对所述电动机进行多次由所述正驱动及所述逆驱动构成的试验驱动的所述驱动指令。

15.根据权利要求14所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述逆驱动的加速度的大小在多次所述试验驱动中彼此不同。

16.根据权利要求14所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述齿隙推定器使用与多次所述试验驱动各自相对应的所述接触所需时间及所述接触位置位移，对所述齿隙进行推定。

17.一种电动机装置，其特征在于，具有：

电动机；

位置检测器，其将所述电动机的动作状态作为位置信号而输出；

驱动指令生成器，其生成使所述电动机向一个方向正驱动后向与所述一个方向相反的方向使所述电动机逆驱动的驱动指令；

扭矩指令生成器，其基于所述驱动指令和所述位置信号，生成用于对所述电动机进行驱动的扭矩指令；

接触检测器，其使用基于所述位置信号而计算出的信号，对与所述电动机连接的驱动侧传递部和与负载连接的负载侧传递部之间的接触进行检测而作为测定完成接触，将检测结果作为接触信号而输出；以及

齿隙推定器，其基于所述接触信号及所述位置信号，对所述驱动侧传递部及负载侧传递部间的齿隙进行推定。