JP2001333590A - Ａｃサーボモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】位置検出器を有するＡＣサ−ボモ−タの位置フ
ィ−ドバック信号が正しく伝達されていない状態を検出
することができるＡＣサ−ボモ−タの制御方法を提供す
る。 【解決手段】 ＡＣサ−ボモ−タ１から出力されるアブ
ソリュ−トエンコ−ダの信号デ−タとインクリメンタル
エンコ−ダのカウントデ−タの差をカウンタ比較手段５
において検出し、前記カウンタ比較手段５の結果を記憶
手段６に記憶する。前記記憶手段６で記憶した記憶デ−
タと前記カウンタ比較手段の結果をデ−タ比較手段７に
おいて比較する。前記デ−タ比較手段７の結果が異常検
出手段８に設定されている一定値を超える場合、異常検
出手段８は位置フィ−ドバック信号が正しく伝達されて
いない状態であると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ＡＣサ−ボモ−タ
の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来より実施されているＡＣサ−
ボモ−タの制御装置の概念を表すブロック図で、１は３
相の巻き線を備えたＡＣサ−ボモ−タ、２は前記ＡＣサ
−ボモ−タの軸に設けたエンコ−ダ、３は前記エンコ−
ダ２の信号でアブソリュ−トエンコ−ダの信号を受信す
るシリアル信号受信回路、４は前記エンコ−ダ２の信号
でインクリメンタルエンコ−ダの信号パルスを積算する
カウンタ回路、１１は前記ＡＣサ−ボモ−タの電機子と
界磁の相対的な位置関係を検出するコミュテ−ションセ
ンサ、１２は前記インクリメンタルエンコ−ダの原点位
置信号から絶対位置を検出する１回転位置検出回路、１
３は位置設定部、１４は前記位置設定部１３から出力さ
れる位置指令信号と、カウンタ回路４またはシリアル信
号受信回路３から出力される位置フィ−ドバック信号の
偏差に応じて電流指令信号を生成する電流指令生成部、
１５は前記電流指令生成部１４から出力される電流指令
信号と、１回転位置検出回路１２から出力される信号ま
たはコミュテ−ションセンサ１１から出力される信号か
らＡＣサ−ボモ−タ１の各相の指令を生成するモ−タ駆
動制御回路である。

【０００３】図３に示すＡＣサ−ボモ−タの制御装置
は、電流指令生成部１４から出力される電流指令信号を
受信したモ−タ駆動制御回路１５が、ＡＣサ−ボモ−タ
１の各相に電流を入力することによりＡＣサ−ボモ−タ
１を制御している。つまり、電流指令生成部１４におい
て位置設定部１３で設定された位置指令信号とエンコ−
ダ２から得られる位置フィ−ドバック信号とを比較し、
位置指令信号と一致するように電流指令信号を出力す
る。モ−タ駆動制御回路１５は前記電流指令信号を受信
し、エンコ−ダ２から１回転位置検出回路１２を通して
得られる１回転絶対位置信号またはコミュテ−ションセ
ンサ１１から出力される電機子と界磁の相対的な位置関
係を示す信号からＡＣサ−ボモ−タ１の各相の位相角を
検出し、電流指令生成部１４からの電流指令信号により
ＡＣサ−ボモ−タ１の各相に電流を出力する。このこと
によってＡＣサ−ボモ−タ１を制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＡＣサ−ボモ−タの制御装置おいては、コミ
ュテ−ションセンサ１１から出力される信号からＡＣサ
−ボモ−タ１の各相の位相角を検出する場合であって、
シリアル信号受信回路３またはカウンタ回路４の位置フ
ィ−ドバック信号が、部品不良やノイズ等の影響により
電流指令生成部１４に正しく伝達されなかった場合、位
置フィードバック信号が変化しない、あるいは位置フィ
ードバック信号が急激に変化するといった不連続が発生
する。この場合、電流指令生成部１４の出力信号である
電流指令信号は異常なデ−タとなってモ−タ駆動制御回
路１５に入力され、ＡＣサ−ボモ−タ１が高速運転状態
となる恐れがある。請求項１に記載の発明は、上記従来
の問題点に鑑み、位置フィ−ドバック信号が正しく伝達
されていない状態を検出する方法を提供することを目的
とする。

【０００５】また、インクリメンタルエンコ−ダの原点
位置信号から１回転位置検出回路１２を通して得られる
１回転絶対位置信号を用いてＡＣサ−ボモ−タ１の各相
の位相角を検出する場合、ある特定の位置でカウントデ
−タの初期化を行う必要があるため、カウントデ−タに
異常時と同様の不連続な部分が発生する。請求項２に記
載の発明は、上記従来の問題点に鑑み、位置フィ−ドバ
ック信号において不連続な部分が発生した場合、前記位
置フィードバック信号が正しく伝達されていない状態な
のかカウンタデ−タの初期化時の様な正常な状態なのか
を判定する方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【問題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のＡＣサ−ボモ−タから出力されるインクリメンタルエ
ンコ−ダの信号パルスのカウンタデ−タの初期化を必要
としない位置検出器を有するＡＣサ−ボモ−タの制御方
法においては、前記ＡＣサ−ボモ−タから出力される多
回転デ−タを含んだアブソリュ−トエンコ−ダの信号デ
−タと前記カウントデ−タをカウンタ比較手段により定
期的に比較し、前記カウンタ比較手段の結果を記憶手段
により記憶し、前記記憶手段で記憶した記憶デ−タと前
記カウンタ比較手段の結果をデ−タ比較手段により比較
し、前記デ−タ比較手段の結果が一定値を超えると異常
検出手段により異常と判定することを特徴とすることに
より、位置フィ−ドバック信号が正しく伝達されていな
い状態を検出することができる。

【０００７】また、請求項２に記載のＡＣサ−ボモ−タ
から出力されるインクリメンタルエンコ−ダの信号パル
スのカウンタデ−タの初期化を必要とする位置検出器を
有するＡＣサ−ボモ−タの制御方法においては、前記Ａ
Ｃサ−ボモ−タから出力される多回転デ−タを含んだア
ブソリュ−トエンコ−ダの信号デ−タと前記カウントデ
−タをカウンタ比較手段により定期的に比較し、前記カ
ウンタ比較手段の結果を記憶手段により記憶し、前記記
憶手段で記憶した記憶デ−タと前記カウンタ比較手段の
結果をデ−タ比較手段により比較し、前記デ−タ比較手
段の結果が一定値を超えると異常検出手段により異常と
判定し、前記異常検出手段からの異常検出信号にもとづ
いて、異常と判定されたときの前記カウンタ比較手段の
結果を前記記憶手段で記憶した記憶デ−タと置換するこ
とを所定回数比較手段で記憶している所定回数分繰り返
し、所定回数分繰り返した後に前記デ−タ比較手段の結
果が一定値を超えると、前記所定回数比較手段により異
常と判定することを特徴とすることにより、位置フィ−
ドバック信号において不連続な部分が発生した場合、前
記位置フィ−ドバック信号が正しく伝達されていない状
態なのか正常な状態なのかを判定することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のＡＣサ−ボモ−タの制御
方法においては、アブソリュ−トエンコ−ダの信号デ−
タとインクリメンタルエンコ−ダのカウントデ−タの差
を定期的に検出し、検出開始時の検出デ−タを基準デ−
タとして記憶し、以降の検出デ−タと基準デ−タの差が
一定値を超えると異常と判定することにより、位置フィ
−ドバック信号が正しく伝達されていない状態を検出す
ることができる。

【０００９】また、カウンタデ−タの初期化を行う必要
がある場合であって、異常と判定された場合に、そのと
きの検出デ−タを基準デ−タと置換することを所定回数
分繰り返すことにより、位置フィ−ドバック信号におい
て不連続な部分が発生した場合、前記位置フィ−ドバッ
ク信号が正しく伝達されていない状態なのか正常な状態
なのかを判定することができる。

【００１０】以下、本発明の実施の形態について、図
１、図２を用いて説明する。なお、従来例を示す図３と
同一のものには同一の符号を付けて説明する。図１に本
発明の請求項１に記載のＡＣサ−ボモ−タの制御方法の
実施形態を示す。図１において、１〜４は図３と同様の
もので、１はＡＣサ−ボモ−タ、２はエンコ−ダ、３は
アブソリュ−トエンコ−ダの信号を受信するシリアル信
号受信回路、４はインクリメンタルエンコ−ダの信号パ
ルスを積算するカウンタ回路であり、５は前記シリアル
受信回路３から出力される信号デ−タと前記カウンタ回
路４から出力される信号デ−タとを定期的に比較するカ
ウンタ比較手段、６はカウンタ比較手段５のデ−タを記
憶する記憶手段、７は前記カウンタ比較手段５のデ−タ
と前記記憶手段６で記憶した記憶デ−タを比較するデ−
タ比較手段、８は前記デ−タ比較手段の結果が一定値を
超えると異常と判定する異常検出手段、９はＡＣサ−ボ
モ−タの制御回路である。

【００１１】エンコ−ダ２から出力されるアブソリュ−
トエンコ−ダの信号は通常シリアルデ−タであり、この
アブソリュ−トエンコ−ダの信号をシリアル信号受信回
路３に入力することにより、ＡＣサ−ボモ−タ１の絶対
位置移動量が検出される。また、エンコ−ダ２から出力
されるインクリメンタルエンコ−ダの信号はカウンタ回
路４に入力することにより絶対位置移動量が検出され
る。例として、シリアル信号受信回路３の絶対位置検出
分解能をＡＣサ−ボモ−タ１の１回転あたり２５００、
初期値を３０００とし、また、カウンタ回路４の絶対位
置検出分解能をＡＣサ−ボモ−タ１の１回転あたり１０
０００、初期値を１００と仮定する。上記例の場合、Ａ
Ｃサ−ボモ−タ１のＲ回転分のシリアル信号受信回路３
の出力デ−タＡとカウンタ回路４の出力デ−タＢは Α＝３０００＋２５００×Ｒ （１） Ｂ＝１００＋１００００×Ｒ （２） となる。上記デ−タＡと上記デ−タＢはカウンタ比較手
段５へ入力される。カウンタ比較手段５では各々の絶対
位置検出分解能を統一してから比較を行う。上記例では
カウンタ回路４の絶対位置検出分解能はシリアル信号受
信回路３の絶対位置検出分解能の４倍であるため、カウ
ンタ回路４の出力デ−タを１／４倍してから比較する。
なお、シリアル信号受信回路３のデ−タを４倍にしてか
ら比較しても良い。カウンタ回路４の出力デ−タを１／
４倍にした場合のカウンタ比較手段５の出力デ−タＣは Ｃ＝Ａ−（Ｂ／４） ＝３０００＋２５００×Ｒ−（１００＋１００００×Ｒ）／４ ＝２９７５ （３） となり、ＡＣサ−ボモ−タ１の回転量に関係なく固定値
となる。しかし、ＡＣサ−ボモ−タ１が回転中の場合、
前記出力デ−タＡと前記出力デ−タＢは変動値であるた
め、出力デ−タＡと出力デ−タＢのサンプリングタイミ
ングが同一でない限り、前記出力デ−タＣは固定値にな
らない。以上のことを考慮した場合、Ｎ回転目に出力デ
−タＡと出力デ−タＢをサンプリングしたときのサンプ
リングタイミングのずれによる誤差をα（Ｎ）とする
と、前記カウンタ比較手段５の出力デ−タＣ（Ｎ）は Ｃ（Ｎ）＝２９７５＋α（Ｎ） （４） となる。この出力デ−タＣの初期値Ｃ（１）を記憶手段
６で記憶させる。デ−タ比較手段７では、前記記憶手段
６で記憶した前記出力デ−タＣの初期値Ｃ（１）と前記
カウンタ比較手段５の出力デ−タＣ（Ｎ）を比較する。
デ−タ比較手段７の出力デ−タＤは Ｄ＝Ｃ（Ｎ）−Ｃ（１） ＝２９７５＋α（Ｎ）−（２９７５＋α（１）） ＝α（Ｎ）−α（１） （５） となり異常検出手段８へ入力される。前記異常検出手段
８では、前記出力デ−タＤを監視し許容限界値Ｅを超え
るとエラ−を出力する。なお、許容限界値Ｅの値は Ｅ＞α（Ｎ）−α（１） （６） でなければならない。許容限界値Ｅの値を決定する一例
として、デ−タサンプリング時間内でＡＣサ−ボモ−タ
１の動作し得る最移動量に設定する方法がある。ＡＣサ
−ボモ−タ１の最高回転数を５０００[ｒ／ｍｉｎ]、デ
−タサンプリング時間を１[ｍｓ]とすると Ｅ＝（ ５０００／（６０×１０００） ）×２５００ （２５００：カウンタ比較手段２５の分解能） ＝２０８．３ （７） となるので、許容限界値Ｅは２０９になる。なお、許容
限界値Ｅを（６）式を満足する最小の値にするとエラ−
の検出の応答性が良くなる。

【００１２】図２に本発明の請求項２に記載のＡＣサ−
ボモ−タの制御方法の実施形態を示す。図２において、
１〜９は図１と同様なものであり、１０は所定回数比較
手段である。

【００１３】図１に示した請求項１に記載の実施形態に
よりエンコ−ダ信号経路の異常検出ができることを述べ
たが、カウンタ回路４を初期化した場合、カウンタ回路
４の出力デ−タＢには、カウンタ回路４に異常が発生し
た場合と同様の不連続な部分が発生することになる。仮
にＡＣサ−ボモ−タ１のモ−タ１０回転後にカウンタ回
路４を初期化した場合、カウンタ回路４の出力デ−タに
不連続な部分が発生することになる。カウンタ比較手段
５の出力デ−タＣ’とデ−タ比較手段７の出力デ−タ
Ｄ’は Ｃ’＝３０００＋２５００×１０−０ ＝２８０００ （８） Ｄ’＝２８０００−Ｃ（１） ＝２８０００−（２９７５＋α（１）） ＝２５０２５−α（１） （９） となるので異常検出手段８で前記出力デ−タＤ’が許容
限界値Ｅを超えてしまうことになる。そこで、請求項１
に記載の発明のように異常検出手段８の出力信号をサ−
ボモ−タ制御回路９に伝達するのではなく、所定回数比
較手段１０に伝達させ、所定回数比較手段１０の異常検
出信号をサ−ボモ−タ制御回路９に伝達させる。所定回
数比較手段１０では、異常検出手段８で許容限界値Ｅを
超えた場合に所定回数比較手段１０で記憶している所定
回数分、異常と判定した時のカウンタ比較手段５のデ−
タを記憶手段６に再記憶させている。これにより位置フ
ィ−ドバック信号の不連続な部分が異常によるものか否
かを判断する。上記の例では、デ−タＣ’を記憶手段６
に再記憶させると（９）式よりデ−タＤ’は零となるの
で位置フィ−ドバック信号の不連続な部分は正常なもの
であると判断できる。また、シリアル信号受信回路３ま
たはカウンタ回路４の出力デ−タに異常が発生した場合
は、そのときの検出デ−タを基準デ−タと置換すること
を所定回数比較手段１０で記憶している所定回数分繰り
返した後に異常を検出することになる。なお、所定回数
とは位置フィ−ドバック信号においてカウンタ初期化時
の様な不連続部分が発生する回数である。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、本発明のＡＣサ−ボモ−
タの制御方法によれば、アブソリュ−トエンコ−ダの信
号デ−タとインクリメンタルエンコ−ダのカウントデ−
タの比較手段を設けることにより、位置フィ−ドバック
信号が正しく伝達されていない状態を検出することがで
きる。

【００１５】また、カウンタデ−タを初期化する必要が
ある場合であって、位置フィ−ドバック信号に不連続な
部分が発生して異常と判定された場合に、そのときの検
出デ−タを基準デ−タと置換することを所定回数分繰り
返す構成を備えることにより、前記信号が正しく伝達さ
れていない状態なのか正常な状態なのかを判定すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載のＡＣサ−ボモ−タの制御方法
を示す構成図

【図２】請求項２に記載のＡＣサ−ボモ−タの制御方法
を示す構成図

【図３】従来のＡＣサ−ボモ−タの制御装置

【符号の説明】

１ ＡＣサ−ボモ−タ ２ エンコ−ダ ３ シリアル信号受信回路 ４ カウンタ回路 ５ カウンタ比較手段 ６ 記憶手段 ７ デ−タ比較手段 ８ 異常検出器 ９ サ−ボモ−タ制御回路 １０ 所定回数比較手段 １１ コミュテ−ションセンサ １２ １回転位置検出回路 １３ 位置設定部 １４ 電流指令生成部 １５ モ−タ駆動制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 信治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 増田 堅一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大西 康博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H560 DA07 GG04 XA05 5H570 BB20 CC05 DD08 HB01 JJ02 JJ03 JJ12 JJ17 LL15 LL32

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＡＣサ−ボモ−タから出力されるインクリ
   メンタルエンコ−ダの信号パルスのカウンタデ−タの初
   期化を必要としない位置検出器を有するＡＣサ−ボモ−
   タの制御方法において、前記ＡＣサ−ボモ−タから出力
   される多回転デ−タを含んだアブソリュ−トエンコ−ダ
   の信号デ−タと前記カウントデ−タをカウンタ比較手段
   により定期的に比較し、前記カウンタ比較手段の結果を
   記憶手段により記憶し、前記記憶手段で記憶した記憶デ
   −タと前記カウンタ比較手段の結果をデ−タ比較手段に
   より比較し、前記デ−タ比較手段の結果が一定値を超え
   ると異常検出手段により異常と判定することを特徴とす
   るＡＣサ−ボモ−タの制御方法。
2. 【請求項２】ＡＣサ−ボモ−タから出力されるインクリ
   メンタルエンコ−ダの信号パルスのカウンタデ−タの初
   期化を必要とする位置検出器を有するＡＣサ−ボモ−タ
   の制御方法において、前記ＡＣサ−ボモ−タから出力さ
   れる多回転デ−タを含んだアブソリュ−トエンコ−ダの
   信号デ−タと前記カウントデ−タをカウンタ比較手段に
   より定期的に比較し、前記カウンタ比較手段の結果を記
   憶手段により記憶し、前記記憶手段で記憶した記憶デ−
   タと前記カウンタ比較手段の結果をデ−タ比較手段によ
   り比較し、前記デ−タ比較手段の結果が一定値を超える
   と異常検出手段により異常と判定し、前記異常検出手段
   からの異常検出信号にもとづいて、異常と判定されたと
   きの前記カウンタ比較手段の結果を前記記憶手段で記憶
   した記憶デ−タと置換することを所定回数比較手段で記
   憶している所定回数分繰り返し、所定回数分繰り返した
   後に前記デ−タ比較手段の結果が一定値を超えると、前
   記所定回数比較手段により異常と判定することを特徴と
   するＡＣサ−ボモ−タの制御方法。