JP2000078887A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源投入後において温度ドリフトによる影響
を低減させた有効なオフセット補正の行えるモータ制御
装置を提供すること。 【解決手段】 モータ制御装置の電源投入後に、制御回
路１８から電圧逆変換回路１２へのＡＣサーボモータ１
０の駆動指令が発せられる度に、その駆動指令に基づく
電圧逆変換回路１２からＡＣサーボモータ１０への電流
の供給が行われる前において、その電流の供給ライン上
の電流を検出する電流検出器２１，２２から得られる電
流検出信号を、オフセット値算出回路において複数回サ
ンプリングし、サンプリングされた複数回の電流検出信
号から加重平均値を算出してこれをオフセット値として
設定する。その後に、設定されたオフセット値を用いた
オフセット補正を伴ったＡＣサーボモータ１０の動作を
開始させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械やロボ
ットに用いられるサーボモータを制御するモータ制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ工作機械やロボットの駆動に広く実
用されているサーボモータとして、現在においては、Ａ
Ｃサーボモータが主流を占めている。特に、ＡＣサーボ
モータの中でも多相同期型交流モータを用いることが多
く、ここではその多相同期型交流モータを制御する従来
のモータ制御装置について説明する。

【０００３】一般に、多相同期型交流モータを制御する
モータ制御装置においては、多相同期交流モータの各相
に供給されるモータ電流（交流電流）を検出する電流検
出器と、モータの駆動軸回転位置を検出する位置検出器
と、およびモータの駆動軸回転速度を検出する速度検出
器と、さらに、これらの検出器の出力を増幅する例えば
演算増幅器などからなるアナログアンプと、を備えてい
る。そして、このアナログアンプを介して出力される各
検出値に基づいて、モータのフィードバック制御が達成
される。

【０００４】ここで、これら検出器およびアナログアン
プにおいて、入力値として０を与えた場合に、０以外の
信号を出力する、いわゆるオフセットが生じることが知
られている。このオフセットは、上記したフィードバッ
ク制御によるモータの正確な動作を妨げ、モータ制御装
置における制御性能を劣化させる原因となる。

【０００５】そこで、このオフセットを補正して正確な
モータ制御を実現するモータ制御装置が提案されてい
る。図８は、従来のモータ制御装置の一例を示すブロッ
ク図である。

【０００６】図８において、この従来のモータ制御装置
は、制御対象となるＡＣサーボモータ１００と、一般に
商用電源を整流してつくられる直流電源１０１から得ら
れる直流電力を、ＡＣサーボモータ１００を駆動するの
に適した形の交流電力に変換してＡＣサーボモータ１０
０に供給する電力逆変換回路１０２と、ＡＣサーボモー
タ１００に供給されるモータ電流を検出する電流検出器
１０３と、ＡＣサーボモータ１００の駆動軸回転位置を
検出する位置検出器１０４と、ＡＣサーボモータ１００
の駆動軸回転速度を検出する速度検出器１０５と、これ
らの検出器の各出力を増幅するアナログアンプ１０６
と、アナログアンプ１０６から入力されるアナログ信号
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０７と、Ａ
Ｃサーボモータ１００に対する駆動指令とＡ／Ｄ変換器
１０７においてディジタル信号に変換された各検出器の
検出値とに基づいて、電力逆変換回路１０２に駆動信号
を出力する制御回路１０８と、から構成される。なお、
ここでは、ＡＣサーボモータ１００に供給する各相に対
する電流線を１つにして簡略している。

【０００７】図９は、図８に示すモータ制御装置におい
て特に電流検出器１０３に着目した構成を示すブロック
図である。図９において、電力逆変換回路１０２は、Ａ
Ｃサーボモータ１００の制御方法として、ＰＷＭ（Ｐｕ
ｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，パルス幅
変調）を採用し、スイッチＵＰ１３１、スイッチＵＮ１
３２、スイッチＶＰ１３３、スイッチＶＮ１３４、スイ
ッチＷＰ１３５およびスイッチＷＮ１３６によって、直
流電源１０１から供給される直流電力をＡＣサーボモー
タ１００の駆動に適した形（ここでは特に、３相電圧
形）に変換する。なお、各スイッチは、一般にトランジ
スタとダイオードとの組から構成され、制御回路１０８
によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。

【０００８】また、電力逆変換回路１０２においては、
スイッチＵＰ１３１およびスイッチＵＮ１３２のＯＮ／
ＯＦＦによりＡＣサーボモータ１００のｕ相に対する電
圧が生成され、スイッチＶＰ１３３およびスイッチＶＮ
１３４のＯＮ／ＯＦＦによりＡＣサーボモータ１００の
ｖ相に対する電圧が生成され、スイッチＷＰ１３５およ
びスイッチＷＮ１３６のＯＮ／ＯＦＦによりＡＣサーボ
モータ１００のｗ相に対する電圧が生成される。

【０００９】電流検出器１１１および１１２は、ＡＣサ
ーボモータ１００のｕ相およびｖ相に対して供給される
電流をそれぞれ検出し、その電流検出信号をそれぞれア
ナログアンプ１１３および１１４に出力する。アナログ
アンプ１１３および１１４では、入力された電流検出信
号を増幅して、増幅した信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器１
１５および１１６に出力する。

【００１０】上記したオフセットは、これら電流検出器
１１１および１１２、アナログアンプ１１３および１１
４、Ａ／Ｄ変換器１１５および１１６の各出力において
生じる。それぞれの機器に含まれるオフセットは、結局
はＡ／Ｄ変換器１１５および１１６から積算されて出力
されるので、Ａ／Ｄ変換器１１５および１１６の出力か
らオフセットを減算する必要がある。

【００１１】このオフセットは、ＡＣサーボモータ１０
０に電流が供給されていない状態、すなわちスイッチＵ
Ｐ１３１、スイッチＵＮ１３２、スイッチＶＰ１３３、
スイッチＶＮ１３４、スイッチＷＰ１３５およびスイッ
チＷＮ１３６がすべてＯＦＦの状態において、Ａ／Ｄ変
換器１１５および１１６において出力される信号（本
来、オフセットが生じないならば、０を示す）をそれぞ
れｕ相オフセット値１２１およびｖ相オフセット値１２
２として、予め制御回路１０８の不揮発性メモリ１２０
に記憶される。

【００１２】ここで、ＡＣサーボモータ１００に電流が
供給されていない状態において、減算器１１７によっ
て、Ａ／Ｄ変換器１１５の出力からｕ相オフセット値１
２１を減算することで、ｕ相電流検出値として０を示す
信号を得ることができる。また、同様に、減算器１１８
によって、Ａ／Ｄ変換器１１６の出力からｖ相オフセッ
ト値１２２を減算することで、ｖ相電流検出値として０
を示す信号を得ることができる。

【００１３】ＡＣサーボモータ１００に電流が供給され
ている状態、すなわちスイッチＵＰ１３１、スイッチＵ
Ｎ１３２、スイッチＶＰ１３３、スイッチＶＮ１３４、
スイッチＷＰ１３５およびスイッチＷＮ１３６のＯＮ／
ＯＦＦによりＡＣサーボモータ１００が駆動している状
態においても、Ａ／Ｄ変換器１１５および１１６の出力
信号からｕ相オフセット値１２１およびｖ相オフセット
値１２２を減算した信号をそれぞれオフセットの含まな
いｕ相電流検出信号およびｖ相電流検出信号として制御
回路１０８に出力することができ、正確なフィードバッ
ク制御が達成される。

【００１４】つぎに、従来のモータ制御装置の他の例を
説明する。このモータ制御装置の基本構成は、上述した
図８に示すブロック図と同様であるため、その部分の説
明を省略する。図１０は、図８に示すモータ制御装置に
おいて特に電流検出器１０３に着目した構成を示すブロ
ック図である。図１０において、電力逆変換回路２０２
は、ＡＣサーボモータ１００の制御方法として、ＰＷＭ
を採用し、スイッチＵＰ２３１、スイッチＵＮ２３２、
スイッチＶＰ２３３、スイッチＶＮ２３４、スイッチＷ
Ｐ２３５およびスイッチＷＮ２３６によって、直流電源
１０１から供給される直流電力をＡＣサーボモータ１０
０の駆動に適した３相電圧形に変換する。なお、各スイ
ッチは、一般にトランジスタとダイオードとの組から構
成され、制御回路１０８によってＯＮ／ＯＦＦ制御され
る。

【００１５】また、電力逆変換回路１０２においては、
スイッチＵＰ２３１およびスイッチＵＮ２３２のＯＮ／
ＯＦＦによりＡＣサーボモータ１００のｕ相に対する電
圧が生成され、スイッチＶＰ２３３およびスイッチＶＮ
２３４のＯＮ／ＯＦＦによりＡＣサーボモータ１００の
ｖ相に対する電圧が生成され、スイッチＷＰ２３５およ
びスイッチＷＮ２３６のＯＮ／ＯＦＦによりＡＣサーボ
モータ１００のｗ相に対する電圧が生成される。

【００１６】電流検出器２１１および２１２は、ＡＣサ
ーボモータ１００のｕ相およびｖ相に対して供給される
電流をそれぞれ検出し、その電流検出信号をそれぞれア
ナログアンプ２１３および２１４に出力する。アナログ
アンプ２１３および２１４では、入力された電流検出信
号を増幅して、増幅した信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器２
１５および２１６に出力する。上記したオフセットは、
これら電流検出器１１１および１１２、アナログアンプ
１１３および１１４、Ａ／Ｄ変換器１１５および１１６
の各出力において生じる。それぞれの機器に含まれるオ
フセットは、結局はＡ／Ｄ変換器１１５および１１６か
ら積算されて出力されるので、Ａ／Ｄ変換器１１５およ
び１１６の出力からオフセットを減算する必要がある。

【００１７】これらオフセットは、モータ制御装置の電
源投入直後のある期間、すなわちＡＣサーボモータ１０
０に電流が供給されていない期間に、オフセット値算出
回路２３０によって算出され、それぞれｕ相オフセット
値２２１およびｖ相オフセット値２２２として、制御回
路１０８の揮発性メモリ２２０に記憶される。

【００１８】図１１は、オフセット値算出回路２３０に
おけるオフセット値算出処理を説明するための図であ
る。モータ制御装置の電源が投入されると、まず、オフ
セット値算出回路２３０は、Ａ／Ｄ変換器２１５および
２１６から出力される信号を入力する。ここで、モータ
制御装置の電源投入直後は、ＡＣサーボモータ１００に
電流が供給されないので、本来ならば、Ａ／Ｄ変換器２
１５および２１６から出力される信号は０を示すが、実
際は、上述したオフセットが生じているために０を示さ
ない。そこで、オフセット値算出回路２３０は、Ａ／Ｄ
変換器２１５および２１６から出力される信号を、初期
設定スイッチ２３１をＯＮにすることにより入力する。

【００１９】また、オフセット値算出回路２３０では、
共通の遅延時間を有するＮ個の遅延器が備えられてお
り、Ａ／Ｄ変換器２１５および２１６から出力される信
号をＮ回分連続して取り込むと同時に、各遅延器におい
てその取り込んだ信号を保持する。すなわち、Ａ／Ｄ変
換器２１５および２１６から出力される信号に対してＮ
回のサンプリングを行う。

【００２０】例えば、Ａ／Ｄ変換器２１５から出力され
る信号は、初期設定スイッチ２３１をＯＮにすること
で、１番目の遅延器２４１に取り込まれる。遅延器２４
１は、取り込んだ信号を設定された遅延時間後に２番目
の遅延器２４２に出力する。この動作をＮ回繰り返すこ
とでＮ番目の遅延器２４３に信号が入力された際に、各
遅延器において保持されている信号を加算器２４４によ
って加算する。

【００２１】すなわち、モータ制御装置の電源投入直後
のある一定期間においてＡ／Ｄ変換器２１５から出力さ
れる信号をＮ回取り込み、それら信号の加算値の算出が
行われる。つぎに除算器２４５によって、その加算値を
Ｎで除算することで平均値を算出する。この平均値を、
Ａ／Ｄ変換器２１５において生じるｕ相オフセット値２
２１として、制御回路１０８の揮発性メモリ２２０に記
憶する。

【００２２】また、Ａ／Ｄ変換器２１６から出力される
信号についても同様に、上記したＡ／Ｄ変換器２１５か
ら出力される信号に対するオフセット値算出処理の開始
すなわち初期設定スイッチ２３１をＯＮにすることで、
１番目の遅延器２５１に取り込まれる。遅延器２５１
は、取り込んだ信号を設定された遅延時間後に２番目の
遅延器２５２に出力する。

【００２３】この動作をＮ回繰り返すことでＮ番目の遅
延器２５３に信号が入力された際に、各遅延器において
保持されている信号を加算器２５４によって加算する。
すなわち、モータ制御装置の電源投入直後のある一定期
間においてＡ／Ｄ変換器２１６から出力される信号をＮ
回取り込み、それら信号の加算値の算出が達成される。
つぎに除算器２５５によって、その加算値をＮで除算す
ることで平均値を算出する。この平均値を、Ａ／Ｄ変換
器２１６において生じるｖ相オフセット値２２２とし
て、制御回路１０８の揮発性メモリ２２０に記憶する。

【００２４】オフセット値算出回路２３０において、ｕ
相オフセット値２２１およびｖ相オフセット値２２２の
算出の終了後は、初期設定スイッチ２３１をＯＦＦにす
る。この状態で、図１０の減算器２１７によって、Ａ／
Ｄ変換器２１５の出力からｕ相オフセット値２２１を減
算することで、ｕ相電流検出値として０を示す信号を得
ることができる。また、同様に、減算器２１８によっ
て、Ａ／Ｄ変換器２１６の出力からｖ相オフセット値２
２２を減算することで、ｖ相電流検出値として０を示す
信号を得ることができる。

【００２５】図１２は、このモータ制御装置におけるオ
フセット値算出処理のタイミングチャートを示す図であ
る。上述したオフセット値算出処理は、図１２に示すよ
うに、モータ制御装置の電源投入直後に実行され、Ａ／
Ｄ変換器からの信号をＮ回分サンプリングして平均値を
算出してそれをオフセット値として設定した後に、通常
のＡＣサーボモータ１００の制御が実行される。

【００２６】よって、モータ制御装置の電源投入直後の
ある期間後のＡＣサーボモータ１００に電流が供給され
ている状態、すなわちスイッチＵＰ１３１、スイッチＵ
Ｎ１３２、スイッチＶＰ１３３、スイッチＶＮ１３４、
スイッチＷＰ１３５およびスイッチＷＮ１３６のＯＮ／
ＯＦＦによりＡＣサーボモータ１００が駆動している状
態においても、Ａ／Ｄ変換器１１５および１１６の出力
信号からｕ相オフセット値１２１およびｖ相オフセット
値１２２を減算した信号をそれぞれオフセットの含まな
いｕ相電流検出信号およびｖ相電流検出信号として制御
回路１０８に出力することができ、正確なフィードバッ
ク制御が達成される。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のモータ制御装置においては、ＡＣサーボモータ
が駆動される前に設定したオフセット値を用いてオフセ
ット補正を行うため、モータ電流が０の状態から通電状
態に変化したことによる電流検出器、アナログアンプお
よびＡ／Ｄ変換器の各オフセットの温度ドリフトには対
応できず、動特性を考慮した有効なオフセット補正を行
うことができなかった。

【００２８】特に、モータ制御装置を長時間使用する場
合には、電流検出器、アナログアンプおよびＡ／Ｄ変換
器等の各構成機器における温度上昇が顕著に現れ、温度
ドリフトによるフィードバック制御の誤差が無視できな
くなる。

【００２９】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、電源投入後において温度ドリフトによる影響を
低減させた有効なオフセット補正の行えるモータ制御装
置を得ることを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、この発明に係るモータ制御装置
は、モータを駆動させる駆動指令に基づいて前記モータ
に電流を供給する電流供給手段と、前記モータに供給さ
れる電流を検出する電流検出手段と、を備え、該電流検
出手段の検出出力に基づき前記モータを制御するモータ
制御装置において、前記駆動指令を前記電流供給手段に
送信する度に、前記検出出力からオフセットを算出して
オフセット値として設定し、設定されたオフセット値を
前記駆動指令に帰還してオフセット補正を行う制御手段
を備えることを特徴とする。

【００３１】この発明によれば、制御手段から電流供給
手段へのモータの駆動指令が発せられる度に、その駆動
指令に基づくモータの動作前すなわち電流供給手段から
モータへの電流の供給が行われる前において、その電流
を検出する電流検出手段から得られる検出出力からオフ
セットを算出してこれをオフセット値として設定し、そ
の後に、設定されたオフセット値を用いたオフセット補
正を伴うモータの動作が開始されるので、電源投入後の
温度ドリフトによって変動したオフセット値の更新が達
成され、より正確で信頼性の高いモータの制御を行うこ
とができる。

【００３２】つぎの発明に係るモータ制御装置は、モー
タを駆動させる駆動指令に基づいて前記モータに電流を
供給する電流供給手段と、前記モータに供給される電流
を検出する電流検出手段と、を備え、該電流検出手段の
検出出力に基づき前記モータを制御するモータ制御装置
において、前記駆動指令を前記電流供給手段に送信する
度に、前記電流供給手段に前記モータへのゼロ電流の供
給を示すゼロ電流指令を前記駆動指令に含めて送信し、
前記ゼロ電流指令が実行されている期間に、前記検出出
力からオフセットを算出してオフセット値として設定
し、設定されたオフセット値を前記駆動指令に帰還して
オフセット補正を行う制御手段を備えることを特徴とす
る。

【００３３】この発明によれば、制御手段から電流供給
手段へのモータの駆動指令が発せられる度に、電流供給
手段からモータにゼロ電流指令が与えられ、そのゼロ電
流指令が発せられている間に、モータへの電流供給ライ
ン上の電流を検出する電流検出手段から得られる検出出
力からオフセットを算出してこれをオフセット値として
設定し、その後に、設定されたオフセット値を用いたオ
フセット補正を伴うモータの動作が開始されるので、電
源投入後の温度ドリフトによって変動したオフセット値
の更新が達成され、より確実な信頼性の高いモータの制
御を行うことができる。

【００３４】つぎの発明に係るモータ制御装置は、請求
項１または２の発明において、前記制御手段は、前記駆
動指令を前記電流供給手段に送信する度に、複数個の前
記検出出力からオフセット値を算出することを特徴とす
る。

【００３５】この発明によれば、駆動指令を送信する度
に、電流検出手段から得られる検出出力を複数回取り込
み、取り込んだ複数の検出出力からオフセットを算出し
ているので、より正確で信頼性の高いオフセット補正を
行うことができる。

【００３６】つぎの発明に係るモータ制御装置は、請求
項１または２の発明において、前記制御手段は、前記駆
動指令を前記電流供給手段に送信する度に、前記検出出
力を複数回取得して前記検出出力の平均値を算出し、算
出した平均値をオフセット値として設定することを特徴
とする。

【００３７】この発明によれば、駆動指令を送信する度
に、電流検出手段から得られる検出出力を複数回取り込
み、取り込んだ複数の検出出力から平均値を算出してこ
れをオフセット値として設定しているので、より正確で
信頼性の高いオフセット補正を行うことができる。

【００３８】つぎの発明に係るモータ制御装置は、モー
タを駆動させる駆動指令に基づいて前記モータに電流を
供給する電流供給手段と、前記モータに供給される電流
を検出する電流検出手段と、を備え、該電流検出手段の
検出出力に基づき前記モータをパルス幅変調方法によっ
て制御するモータ制御装置において、前記パルス幅変調
方法に従って搬送波となる三角波との比較により前記駆
動信号を生成し、前記電流供給手段に前記モータへのゼ
ロ電流の供給を示すゼロ電流指令を前記駆動指令に含め
て送信して、前記ゼロ電流指令が実行されている期間
に、前記検出出力を複数回取得して前記検出出力の平均
値を算出し、算出した平均値をオフセット値として設定
し、設定されたオフセット値を前記駆動指令に帰還して
オフセット補正を行う制御手段を備えることを特徴とす
る。

【００３９】この発明によれば、制御手段から電流供給
手段へのモータの駆動指令が発せられる度に、その駆動
指令に基づくモータの動作前すなわち電流供給手段から
モータへの電流の供給が行われる前において、その電流
を検出する電流検出手段から得られる検出出力を複数回
取り込み、取り込んだ複数の検出出力から平均値を算出
してこれをオフセット値として設定し、その後に、設定
されたオフセット値を用いたオフセット補正を伴うモー
タの動作が開始されるので、電源投入後の温度ドリフト
によって変動したオフセット値の更新が達成され、より
正確で信頼性の高いモータの制御を行うことができる。

【００４０】つぎの発明に係るモータ制御装置は、請求
項５の発明において、前記制御手段は、前記三角波の周
期で前記検出出力を複数回取得することを特徴とする。

【００４１】この発明によれば、搬送波となる三角波の
周期と電流検出手段から検出出力を取得する周期とを一
致させているので、その三角波を起因としてゼロ電流指
令に現れる鋸状の波形に影響されないより有効なオフセ
ット値を算出することができる。

【００４２】つぎの発明に係るモータ制御装置は、請求
項５の発明において、前記三角波の周期と異なる周期で
前記検出出力を複数回取得することを特徴とする。

【００４３】この発明によれば、搬送波となる三角波の
周期と電流検出手段から検出出力を取得する周期とを一
致させずに、複数個の検出出力の平均値を求めること
で、その三角波を起因としてゼロ電流指令に現れる鋸状
の波形による影響を取り除いているので、より有効なオ
フセット値を算出することができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るモータ制御
装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。な
お、この実施の形態により本発明が限定されるものでは
ない。

【００４５】実施の形態１．図１は、実施の形態１に係
るモータ制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、このモータ制御装置は、制御対象となる
ＡＣサーボモータ１０と、一般に商用電源を整流してつ
くられる直流電源１１から得られる直流電力を、ＡＣサ
ーボモータ１０を駆動するのに適した形の交流電力に変
換してその交流電力をＡＣサーボモータ１０に供給する
電力逆変換回路１２と、ＡＣサーボモータ１０に供給さ
れるモータ電流を検出する電流検出器１３と、ＡＣサー
ボモータ１０の駆動軸回転位置を検出する位置検出器１
４と、ＡＣサーボモータ１０の駆動軸回転速度を検出す
る速度検出器１５と、これらの検出器の各出力を増幅す
るアナログアンプ１６と、アナログアンプ１６から入力
されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器１７と、ＡＣサーボモータ１０に対する駆動指令
とＡ／Ｄ変換器１７においてディジタル信号に変換され
た各検出器の検出値とに基づいて、電力逆変換回路１２
に駆動信号を出力する制御回路１８と、から構成され
る。なお、ここでは、ＡＣサーボモータ１０に供給する
各相に対する電流線を１つにして簡略している。

【００４６】図２は、図１に示すモータ制御装置におい
て特に電流検出器１３に着目した構成を示すブロック図
である。図２において、電力逆変換回路１２は、ＡＣサ
ーボモータ１０の制御方法としてＰＷＭを採用し、スイ
ッチＵＰ４１、スイッチＵＮ４２、スイッチＶＰ４３、
スイッチＶＮ４４、スイッチＷＰ４５およびスイッチＷ
Ｎ４６によって、直流電源１１から供給される直流電力
をＡＣサーボモータ１０の駆動に適した形（ここでは特
に、３相電圧形）に変換する。なお、各スイッチは、一
般にトランジスタとダイオードとの組から構成され、制
御回路１８によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。

【００４７】また、電力逆変換回路１２においては、ス
イッチＵＰ４１およびスイッチＵＮ４２のＯＮ／ＯＦＦ
によりＡＣサーボモータ１０のｕ相に対する電圧が生成
され、スイッチＶＰ４３およびスイッチＶＮ４４のＯＮ
／ＯＦＦによりＡＣサーボモータ１０のｖ相に対する電
圧が生成され、スイッチＷＰ４５およびスイッチＷＮ４
６のＯＮ／ＯＦＦによりＡＣサーボモータ１０のｗ相に
対する電圧が生成される。

【００４８】電流検出器２１および２２は、ＡＣサーボ
モータ１０のｕ相およびｖ相に対して供給される電流を
それぞれ検出し、その電流検出信号をそれぞれアナログ
アンプ２３および２４に出力する。アナログアンプ２３
および２４では、入力された電流検出信号を増幅して、
増幅した信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器２５および２６に
出力する。前述したオフセットは、これら電流検出器２
１および２２、アナログアンプ２３および２４、Ａ／Ｄ
変換器２５および２６の各出力において生じる。それぞ
れの機器に含まれるオフセットは、結局はＡ／Ｄ変換器
２５および２６から積算されて出力されるので、Ａ／Ｄ
変換器２５および２６の出力からオフセットを減算する
必要がある。

【００４９】これらオフセットは、制御回路１８から電
力逆変換回路１２に対してＡＣサーボモータ１０の駆動
指令（以下、サーボオン指令と称する）が発せられ、電
力逆変換回路１２によって実際にＡＣサーボモータ１０
が駆動される前すなわちスイッチＵＰ４１、スイッチＵ
Ｎ４２、スイッチＶＰ４３、スイッチＶＮ４４、スイッ
チＷＰ４５およびスイッチＷＮ４６のＯＮ／ＯＦＦによ
って電圧逆変換回路１２からＡＣサーボモータ１０への
電流の供給（以下、ゲートオン中信号と称する）が行わ
れる前に、オフセット値算出回路２３０によって算出さ
れ、それぞれｕ相オフセット値３１およびｖ相オフセッ
ト値３２として、制御回路１８の揮発性メモリ３０に記
憶される。

【００５０】図３は、オフセット値算出回路５０におけ
るオフセット値算出処理を説明するための図である。制
御回路１８からサーボオン指令が発せられると、まず、
オフセット値算出回路５０は、Ａ／Ｄ変換器３５および
３６から出力される信号を入力する。ここで、サーボオ
ン指令が発せられた直後の状態は、ＡＣサーボモータ１
０に電流が供給されてないので、本来ならば、Ａ／Ｄ変
換器３５および３６から出力される信号は０を示すが、
実際は、上述したオフセットが生じているために０を示
さない。

【００５１】オフセット値算出回路５０は、共通の遅延
時間を有するＮ個の遅延器を備えており、Ａ／Ｄ変換器
３５および３６から出力される信号をＮ回分連続して取
り込むと同時に、各遅延器においてその取り込んだ信号
を保持する。すなわち、Ａ／Ｄ変換器３５および３６か
ら出力される信号に対してＮ回のサンプリングを行う。

【００５２】例えば、Ａ／Ｄ変換器３５から出力される
信号は、制御回路１８からサーボオン指令が発せられる
ことで、１番目の遅延器６１に取り込まれる。遅延器６
１は、取り込んだ信号を設定された遅延時間後に２番目
の遅延器６２に出力する。この動作をＮ回繰り返すこと
でＮ番目の遅延器６３に信号が入力された際に、各遅延
器において保持されている信号を加算器６４によって加
算する。すなわち、制御回路１８からサーボオン指令が
発せられからのある一定期間においてＡ／Ｄ変換器２５
から出力される信号をＮ回取り込み、それら信号の加算
値の算出が行われる。つぎに除算器６５によって、その
加算値をＮで除算することで平均値を算出する。

【００５３】また、Ａ／Ｄ変換器２６から出力される信
号は、上記したＡ／Ｄ変換器２５から出力される信号に
対するオフセット値算出処理の開始と同時に、１番目の
遅延器７１に取り込まれる。遅延器７１は、取り込んだ
信号を設定された遅延時間後に２番目の遅延器７２に出
力する。この動作をＮ回繰り返すことでＮ番目の遅延器
７３に信号が入力された際に、各遅延器において保持さ
れている信号を加算器７４によって加算する。すなわ
ち、制御回路１８からサーボオン指令が発せられからの
ある一定期間においてＡ／Ｄ変換器２６から出力される
信号をＮ回取り込み、それら信号の加算値の算出が行わ
れる。つぎに除算器７５によって、その加算値をＮで除
算することで平均値を算出する。

【００５４】オフセット値算出回路５０において、平均
値を算出した後は、更新スイッチ８０をＯＮにし、算出
した平均値を、それぞれｕ相オフセット値３１およびｖ
相オフセット値３２として、制御回路１８の揮発性メモ
リ３０に記憶する。この状態で、図２の減算器２７によ
って、Ａ／Ｄ変換器２５の出力からｕ相オフセット値３
１を減算することで、ｕ相電流検出値として０を示す信
号を得ることができる。

【００５５】また、同様に、減算器２８によって、Ａ／
Ｄ変換器２６の出力からｖ相オフセット値３２を減算す
ることで、ｖ相電流検出値として０を示す信号を得るこ
とができる。なお、ここでは、Ｎ個の検出信号から平均
値を求めて、これをオフセット値としたが、他の演算処
理によって、より最適なオフセット値を求めることもで
きる。

【００５６】図４は、このモータ制御装置におけるオフ
セット値算出処理のタイミングチャートである。上述し
たオフセット値算出処理は、図４（ａ）に示すように、
サーボオン指令が発せられた（ＯＮ状態）と同時に開始
され、図４（ｂ）に示すように、Ａ／Ｄ変換器からの信
号をＮ回分サンプリングして平均値を算出し、更新スイ
ッチ８０をＯＮにして、算出した平均値をオフセット値
として更新した後に、図４（ｃ）に示すように、ゲート
オン中信号が発せられて（ＯＮ状態）ＡＣサーボモータ
１０の動作を開始させる。

【００５７】以上のオフセット値算出および更新処理
は、サーボオン指令に基づくＡＣサーボモータ１０の動
作の完了後、再びサーボオン指令が発せられた際に、再
度実行される。

【００５８】よって、モータ制御装置の電源投入直後の
ある期間後のＡＣサーボモータ１００に電流が供給され
ている状態、すなわちスイッチＵＰ１３１、スイッチＵ
Ｎ１３２、スイッチＶＰ１３３、スイッチＶＮ１３４、
スイッチＷＰ１３５およびスイッチＷＮ１３６のＯＮ／
ＯＦＦによりＡＣサーボモータ１００が駆動している状
態においても、Ａ／Ｄ変換器１１５および１１６の出力
信号からｕ相オフセット値１２１およびｖ相オフセット
値１２２を減算した信号をそれぞれオフセットの含まな
いｕ相電流検出信号およびｖ相電流検出信号として制御
回路１０８に出力することができ、正確なフィードバッ
ク制御が達成される。

【００５９】以上に説明した実施の形態１に係るモータ
制御装置によれば、モータ制御装置の電源投入後に、制
御回路から電圧逆変換回路へのＡＣサーボモータの駆動
指令が発せられる度に、その駆動指令に基づくＡＣサー
ボモータの動作前すなわち電圧逆変換回路からＡＣサー
ボモータへの電流の供給が行われる前において、その電
流の供給ライン上の電流を検出する電流検出器から得ら
れる電流検出信号を複数回（Ｎ回）サンプリングし、サ
ンプリングされた複数回の電流検出信号から平均値を算
出してこれをオフセット値として設定した後に、設定さ
れたオフセット値を用いたオフセット補正を伴うＡＣサ
ーボモータの動作が開始されるので、電源投入後の温度
ドリフトによって変動したオフセット値の更新が達成さ
れ、より正確で信頼性の高いＡＣサーボモータの制御を
行うことができる。

【００６０】実施の形態２．つぎに、実施の形態２に係
るモータ制御装置について説明する。実施の形態２に係
るモータ制御装置の構成は、実施の形態１において説明
した図１〜３と同様であるので、説明を省略する。実施
の形態２と実施の形態１との異なる点は、オフセット値
算出回路５０において電流検出のサンプリングが開始さ
れるタイミングが異なることである。

【００６１】図５は、実施の形態２に係るモータ制御装
置におけるオフセット値算出処理のタイミングチャート
である。上述したオフセット値算出処理は、図５（ａ）
に示すように、サーボオン指令が発せられてから（ＯＮ
状態）、図５（ｃ）に示すように、ゲートオン中信号が
発せられる（ＯＮ状態）のと同時に開始され、図５
（ｂ）に示すように、Ａ／Ｄ変換器からの信号をＮ回分
サンプリングして平均値を算出し、更新スイッチ８０を
ＯＮにして、算出した平均値をオフセット値として更新
する。

【００６２】但し、図５（ｃ）に示すゲートオン中信号
は、初期段階にＡＣサーボモータ１０を動作させる信号
としてゼロ電流指令を与えており、オフセット値算出処
理は、このゼロ電流指令が発せられている期間において
行われる。そして、更新スイッチ８０をＯＦＦにすると
同時にゼロ電流指令を完了させ、更新されたオフセット
値を用いてＡＣサーボモータ１０の実質的な駆動を開始
させる。

【００６３】図６は、ＡＣサーボモータ１０にゼロ電流
指令を与えるためのスイッチＵＰ１３１、スイッチＵＮ
１３２、スイッチＶＰ１３３、スイッチＶＮ１３４、ス
イッチＷＰ１３５およびスイッチＷＮ１３６のＯＮ／Ｏ
ＦＦ状態（図６（ｂ）〜（ｇ））と、その際にＡＣサー
ボモータ１０に実際に供給されるｕ相電流（図６
（ａ））を示した図である。

【００６４】ここで、ＡＣサーボモータ１０の制御方法
として採用されるＰＷＭ方式は、信号波である３相正弦
波電圧指令と搬送波である三角波とを比較することによ
り、その３相正弦波電圧指令に対応したパルス列すなわ
ちスイッチＵＰ１３１、スイッチＵＮ１３２、スイッチ
ＶＰ１３３、スイッチＶＮ１３４、スイッチＷＰ１３５
およびスイッチＷＮ１３６のＯＮ／ＯＦＦ状態を得る。

【００６５】よって、電圧逆変換回路１２は、ＡＣサー
ボモータ１０にゼロ電流指令を与えるために、三角波８
２と３相正弦波のゼロクロス電圧指令との比較から決定
される３相（ｕ相、ｖ相、w 相）に対応したパルス列に
基づいて、スイッチＵＰ（図６（ｂ））、スイッチＵ
Ｎ（図６（ｃ））、スイッチＶＰ（図６（ｄ））、スイ
ッチＶＮ（図６（ｅ））、スイッチＷＰ（図６（ｆ））
およびスイッチＷＮ（図６（ｇ））をＯＮ／ＯＦＦさせ
る。

【００６６】しかしながら、ＡＣサーボモータ１０に供
給される電流は、実際にはゼロを示さず、例えばｕ相電
流は、図６（ａ）に示すように三角波８２の２分の１の
周期で、ある値を中心に鋸状の波形を示す（なお、ｖ相
電流およびｗ相電流においても同様な波形を示す）。よ
って、Ａ／Ｄ変換器１１５および１１６においては、上
記した鋸状の波形を含んだ信号が出力される。

【００６７】よって、オフセット値は、制御回路１８か
ら電力逆変換回路１２に対してＡＣサーボモータ１０の
サーボオン指令が発せられ、続いて初期段階にゼロ電流
指令を含めたゲートオン中指令が発せられてからそのゼ
ロ電流指令が完了するまでの期間に、オフセット値算出
回路５０によって算出される。

【００６８】オフセット値算出回路５０におけるオフセ
ット値算出処理は、上述したように、Ａ／Ｄ変換器３５
および３６から出力される信号をＮ回分連続して取り込
み、各遅延器において保持されている信号を加算器６４
によって加算して、除算器６５においてその加算値をＮ
で除算して平均値を算出する。そして、この平均値が揮
発性メモリ３０に記憶されるオフセット値となる。

【００６９】オフセット値算出回路５０において、遅延
器の遅延時間に相当するサンプリング周期すなわち電流
検出周期および位相が、図６（ａ）に示すように三角波
と一致している場合は、電流検出器においてちょうど鋸
状の波形の振幅の一定値を示す信号を検出することにな
るので、より有効なオフセット値を算出することができ
る。

【００７０】また、遅延器の遅延時間に相当するサンプ
リング周期すなわち電流検出周期および位相が、図７
（ａ）に示すように三角波と一致していない場合であっ
ても、鋸状の波形の複数（ここでは、Ｎ個）の位相にお
ける振幅信号を検出して、それを平均しているため、有
効なオフセット値を問題無く算出することができる。

【００７１】オフセット値算出回路５０において、平均
値を算出した後は、更新スイッチ８０をＯＮにし、算出
した平均値を、それぞれｕ相オフセット値３１およびｖ
相オフセット値３２として、制御回路１８の揮発性メモ
リ３０に記憶する。

【００７２】続いて、更新スイッチ８０をＯＦＦにする
とともに、ゼロ電流指令を終了させ、本来のゲートオン
中信号の示すＡＣサーボモータ１０の駆動をオフセット
補正を行いつつ実行する。

【００７３】なお、以上のゼロ電流指令、オフセット値
算出および更新処理は、サーボオン指令に基づくＡＣサ
ーボモータ１０の動作の完了後、再びサーボオン指令が
発せられた際に再度実行される。

【００７４】よって、モータ制御装置の電源投入直後の
ある期間後のＡＣサーボモータ１００に電流が供給され
ている状態、すなわちスイッチＵＰ１３１、スイッチＵ
Ｎ１３２、スイッチＶＰ１３３、スイッチＶＮ１３４、
スイッチＷＰ１３５およびスイッチＷＮ１３６のＯＮ／
ＯＦＦによりＡＣサーボモータ１００が駆動している状
態においても、Ａ／Ｄ変換器１１５および１１６の出力
信号からｕ相オフセット値１２１およびｖ相オフセット
値１２２を減算した信号をそれぞれオフセットの含まな
いｕ相電流検出信号およびｖ相電流検出信号として制御
回路１０８に出力することができ、正確なフィードバッ
ク制御が達成される。

【００７５】以上に説明した実施の形態２に係るモータ
制御装置によれば、モータ制御装置の電源投入後に、制
御回路から電圧逆変換回路へのＡＣサーボモータの駆動
指令が発せられる度に、電圧逆変換回路からＡＣサーボ
モータにゼロ電流指令を送出し、そのゼロ電流指令が発
せられている間に、ＡＣサーボモータへの電力供給ライ
ン上の電流を検出する電流検出器から得られる電流検出
信号を複数回（Ｎ回）サンプリングし、サンプリングさ
れた複数回の電流検出信号から平均値を算出してこれを
オフセット値として設定した後に、設定されたオフセッ
ト値を用いたオフセット補正を伴うＡＣサーボモータの
動作が開始されるので、電源投入後の温度ドリフトによ
って変動したオフセット値の更新が達成され、より正確
で信頼性の高いＡＣサーボモータの制御を行うことがで
きる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、制御手段から電流供給手段へのモータの駆動指令が
発せられる度に、その駆動指令に基づくモータの動作前
すなわち電流供給手段からモータへの電流の供給が行わ
れる前において、その電流を検出する電流検出手段から
得られる検出出力からオフセットを算出してこれをオフ
セット値として設定し、その後に、設定されたオフセッ
ト値を用いたオフセット補正を伴うモータの動作が開始
されるので、電源投入後の温度ドリフトによって変動し
たオフセット値の更新が達成され、より正確で信頼性の
高いモータの制御を行うことができる。

【００７７】つぎの発明によれば、制御手段から電流供
給手段へのモータの駆動指令が発せられる度に、電流供
給手段からモータにゼロ電流指令が与えられ、そのゼロ
電流指令が発せられている間に、モータへの電流供給ラ
イン上の電流を検出する電流検出手段から得られる検出
出力からオフセットを算出してこれをオフセット値とし
て設定し、その後に、設定されたオフセット値を用いた
オフセット補正を伴うモータの動作が開始されるので、
電源投入後の温度ドリフトによって変動したオフセット
値の更新が達成され、より確実な信頼性の高いモータの
制御を行うことができる。

【００７８】つぎの発明によれば、駆動指令を送信する
度に、電流検出手段から得られる検出出力を複数回取り
込み、取り込んだ複数の検出出力からオフセットを算出
しているので、より正確で信頼性の高いオフセット補正
を行うことができる。

【００７９】つぎの発明によれば、駆動指令を送信する
度に、電流検出手段から得られる検出出力を複数回取り
込み、取り込んだ複数の検出出力から平均値を算出して
これをオフセット値として設定しているので、より正確
で信頼性の高いオフセット補正を行うことができる。

【００８０】つぎの発明によれば、制御手段から電流供
給手段へのモータの駆動指令が発せられる度に、その駆
動指令に基づくモータの動作前すなわち電流供給手段か
らモータへの電流の供給が行われる前において、その電
流を検出する電流検出手段から得られる検出出力を複数
回取り込み、取り込んだ複数の検出出力から平均値を算
出してこれをオフセット値として設定し、その後に、設
定されたオフセット値を用いたオフセット補正を伴うモ
ータの動作が開始されるので、電源投入後の温度ドリフ
トによって変動したオフセット値の更新が達成され、よ
り正確で信頼性の高いモータの制御を行うことができ
る。

【００８１】つぎの発明によれば、搬送波となる三角波
の周期と電流検出手段から検出出力を取得する周期とを
一致させているので、その三角波を起因としてゼロ電流
指令に現れる鋸状の波形に影響されないより有効なオフ
セット値を算出することができる。

【００８２】つぎの発明によれば、搬送波となる三角波
の周期と電流検出手段から検出出力を取得する周期とを
一致させずに、複数個の検出出力の平均値を求めること
で、その三角波を起因としてゼロ電流指令に現れる鋸状
の波形による影響を取り除いているので、より有効なオ
フセット値を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るモータ制御装置の概略構成を示
すブロック図である。

【図２】 本発明に係るモータ制御装置の概略構成を示
すブロック図である。

【図３】 本発明に係るモータ制御装置におけるオフセ
ット値算出処理を説明する図である。

【図４】 実施の形態１に係るモータ制御装置における
オフセット値算出処理を説明するタイミングチャートで
ある。

【図５】 実施の形態２に係るモータ制御装置における
オフセット値算出処理を説明するタイミングチャートで
ある。

【図６】 実施の形態２に係るモータ制御装置の動作を
説明するための図である。

【図７】 実施の形態２に係るモータ制御装置の動作を
説明するための図である。

【図８】 従来におけるモータ制御装置の概略構成を示
すブロック図である。

【図９】 従来におけるモータ制御装置において特に電
流検出器に着目した構成を示すブロック図である。

【図１０】 従来におけるモータ制御装置の他の例の概
略構成を示すブロック図である。

【図１１】 従来におけるモータ制御装置の他の例にお
けるオフセット値算出処理を説明する図である。

【図１２】 従来におけるモータ制御装置の他の例にお
けるオフセット値算出処理を説明するタイミングチャー
トである。

【符号の説明】

１０ モータ、１１ 直流電源、１２ 電力逆変換回
路、１８ 制御回路、２１，２２ 電流検出器、２３，
２４ アナログアンプ、２５，２６ Ａ／Ｄ変換器、３
０ 揮発性メモリ、５０ オフセット値算出回路、８０
更新スイッチ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H550 AA18 BB08 BB10 CC01 DD08 GG05 HA07 HB07 HB16 JJ06 JJ16 JJ25 LL01 LL22 LL35 MM17 5H570 AA23 BB09 BB20 CC01 DD08 GG01 HA07 HB07 HB16 JJ06 JJ16 JJ17 JJ25 LL02 LL40 MM10 5H576 AA17 BB06 BB10 CC01 DD02 DD07 EE11 GG04 HA02 HB01 JJ08 JJ16 JJ17 JJ25 LL01 LL22 LL41 MM15

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータを駆動させる駆動指令に基づいて
   前記モータに電流を供給する電流供給手段と、前記モー
   タに供給される電流を検出する電流検出手段と、を備
   え、該電流検出手段の検出出力に基づき前記モータを制
   御するモータ制御装置において、 前記駆動指令を前記電流供給手段に送信する度に、前記
   検出出力からオフセットを算出してオフセット値として
   設定し、設定されたオフセット値を前記駆動指令に帰還
   してオフセット補正を行う制御手段を備えることを特徴
   とするモータ制御装置。
2. 【請求項２】 モータを駆動させる駆動指令に基づいて
   前記モータに電流を供給する電流供給手段と、前記モー
   タに供給される電流を検出する電流検出手段と、を備
   え、該電流検出手段の検出出力に基づき前記モータを制
   御するモータ制御装置において、 前記駆動指令を前記電流供給手段に送信する度に、前記
   電流供給手段に前記モータへのゼロ電流の供給を示すゼ
   ロ電流指令を前記駆動指令に含めて送信し、前記ゼロ電
   流指令が実行されている期間に、前記検出出力からオフ
   セットを算出してオフセット値として設定し、設定され
   たオフセット値を前記駆動指令に帰還してオフセット補
   正を行う制御手段を備えることを特徴とするモータ制御
   装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記駆動指令を前記電
   流供給手段に送信する度に、複数個の前記検出出力から
   オフセット値を算出することを特徴とする請求項１また
   は２に記載のモータ制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記駆動指令を前記電
   流供給手段に送信する度に、前記検出出力を複数回取得
   して前記検出出力の平均値を算出し、算出した平均値を
   オフセット値として設定することを特徴とする請求項１
   または２に記載のモータ制御装置。
5. 【請求項５】 モータを駆動させる駆動指令に基づいて
   前記モータに電流を供給する電流供給手段と、前記モー
   タに供給される電流を検出する電流検出手段と、を備
   え、該電流検出手段の検出出力に基づき前記モータをパ
   ルス幅変調方法によって制御するモータ制御装置におい
   て、 前記パルス幅変調方法に従って搬送波となる三角波との
   比較により前記駆動信号を生成し、前記電流供給手段に
   前記モータへのゼロ電流の供給を示すゼロ電流指令を前
   記駆動指令に含めて送信して、前記ゼロ電流指令が実行
   されている期間に、前記検出出力を複数回取得して前記
   検出出力の平均値を算出し、算出した平均値をオフセッ
   ト値として設定し、設定されたオフセット値を前記駆動
   指令に帰還してオフセット補正を行う制御手段を備える
   ことを特徴とするモータ制御装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記三角波の周期で前
   記検出出力を複数回取得することを特徴とする請求項５
   に記載のモータ制御装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記三角波の周期と異
   なる周期で前記検出出力を複数回取得することを特徴と
   する請求項５に記載のモータ制御装置。