JP2023152097A - モータ制御システムおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のモータを同期制御するシステムにおいて異常が発生した場合に安全かつ安定した状態を維持したまま制動するための技術を提供する。
【解決手段】第１及び第２のモータが正常に駆動されているときに得られた情報に基づいて、前記第１及び第２のモータの制御特性に関わるパラメータに相当する駆動情報を記憶装置に保存する。そして、第１のドライバに異常が発生しドライバがダイナミックブレーキを作動した場合に、前記駆動情報を用いて、第１のモータと同じように速度が低下するように第２のドライバによる第２のモータの減速制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のモータを同期制御するシステムに関する。

近年、製造や物流の現場において自走式搬送装置の利用が拡大している。自走式搬送装置の主なものとして、ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）とＡＭＲ（Autonomous Mobile Robot）が知られている。ＡＧＶは、無人搬送車や無人搬送ロボットとも呼ばれ、床に
敷設した磁気テープや壁に取り付けたビーコンなどのガイドに従い、あらかじめ決められた経路を走行する搬送装置である。他方、ＡＭＲは、自律走行搬送ロボットやモバイルロボットとも呼ばれるもので、センサによって常に自分自身の位置や障害物の有無を認識しながら、適切な走行経路を自律的に選択する搬送装置である。

この種の自走式搬送装置は、左右の車輪を個別のモータで駆動する方式を採用するものが多い。すなわち、左車輪用のモータ及びドライバと右車輪用のモータ及びドライバを設け、上位のコントローラなどにより２つのモータを同期制御して、加減速や右左折などを実現する仕組みである。このようなモータ駆動系においては、ドライバに異常が発生しモータの制御が不能に陥った場合の安全策として、ダイナミックブレーキ回路（以下「ＤＢ回路」とも称する。）が設けられている。ＤＢ回路は、モータの端子間を抵抗器で短絡し、モータに蓄積された回転エネルギーを抵抗器にて熱エネルギーとして消費することにより、モータを速やかに減速させる装置である。

特開２０１２－１８６９２９号公報

従来の自走式搬送装置は、いずれかのドライバで故障が検知されると、すべてのモータのＤＢ回路を動作させて緊急停止するものが一般的である。しかし左右のモータのＤＢ回路を同時に動作させたとしても、左右の車輪が同じように減速していくとは限らない。自走式搬送装置に積載された搬送物が偏っていたり、自走式搬送装置自体の重心が偏っていたりすると、左右の車輪にかかる荷重がアンバランスとなり、左右のモータの間で負荷イナーシャが異なる事になる。また、モータや車輪の物理的特性のばらつき（モータイナーシャ、車輪の摩耗など）、モータやＤＢ回路の電気的特性のばらつきなども、左右の制動効力（減速の程度）に差を生じさせる。ＤＢ回路動作時に左右の車輪の制動効力に差があると、自走式搬送装置が予定経路から外れ、又は、回転するおそれがあり、安全性の観点からは好ましくない。

特許文献１（特開２０１２－１８６９２９号公報）は、インホイールモータ駆動の電気自動車において、片側の車輪のモータドライバの異常を検出した場合に、他方の車輪のモータを異常側のモータの動作状態と同じ動作状態に近づくように制御することにより車両姿勢の安定化を図る、というアイデアを開示している。しかしながら、同文献では、片側のモータにブレーキ力が発生した場合に、他方のモータのトルクを強制的に減じる制御、回生ブレーキとして作用させる制御、および他方のモータで駆動される車輪に対するブレーキを作動させる制御のいずれかを行ってもよいということが開示されているにとどまり、正常側の動作状態を異常側の動作状態に近づけるための具体的な制御方法はなんら開示されていない。したがって、本発明者らが課題とする、負荷イナーシャの違い、物理的特
性や電気的特性の差異などに起因する、モータ間の制動効力の差を解決するためのヒントを、特許文献１のなかに見出すことはできない。

なお、ここまでは自走式搬送装置を例に挙げて課題の説明を行ったが、複数のモータを同期制御するシステムであれば同様の課題が起こり得る。例えば、Ｘ軸のモータとＹ軸のモータとを同期制御してワークのＸＹ座標の位置決めを行うシステムにおいては、両方のモータをＤＢ回路で緊急制動したときに、ワークが予定のパスから外れた位置に移動し、周囲物体との衝突などを引き起こすおそれがある。あるいは、上流側のベルトコンベアを駆動するモータと下流側のベルトコンベアを駆動するモータとを同期制御するシステムにおいて、両方のモータをＤＢ回路で緊急制動したときに、２つのベルトコンベアの搬送速度に差が生まれ、上流側から下流側への搬送物の受け渡しに失敗し、搬送物の滞留、落下、破損などを招くおそれがある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複数のモータを同期制御するシステムにおいて異常が発生した場合に安全かつ安定した状態を維持したまま制動するための技術を提供することにある。

本開示は、第１のモータを駆動する第１のドライバと、前記第１のモータを制動するための第１のダイナミックブレーキ回路と、第２のモータを駆動する第２のドライバと、前記第２のモータを制動するための第２のダイナミックブレーキ回路と、前記第１及び第２のモータが正常に駆動されているときに得られた情報に基づいて、前記第１及び第２のモータの制御特性に関わるパラメータに相当する駆動情報を記憶する記憶装置と、前記第１のドライバに異常が発生し前記第１のドライバが前記第１のダイナミックブレーキ回路を作動した場合に、前記駆動情報を用いて、前記第１のモータと同じように速度が低下するように前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行する処理装置と、を有するモータ制御システムを含む。

前記第１のモータはエンコーダを有しており、前記第１のドライバに異常が発生した場合に、前記処理装置は、前記第１のモータのエンコーダの情報と前記駆動情報とを用いて前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行してもよい。

前記第１のモータはエンコーダを有しており、前記第１のドライバに異常が発生した場合に、前記処理装置は、前記第１のモータのエンコーダが正常か否かを判定し、前記第１のモータのエンコーダが正常な場合には、前記第１のモータのエンコーダの出力から前記第１のモータの速度を計算し、前記第１のモータのエンコーダが正常でない場合には、前記第１のモータに対応する前記第１のダイナミックブレーキ回路の制動特性に基づいて前記第１のモータの速度を推定し、計算又は推定した前記第１のモータの速度と前記駆動情報とを用いて前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行してもよい。

前記処理装置は、前記第１のドライバに異常が発生し前記第１のドライバが前記第１のダイナミックブレーキ回路を作動した場合に、前記駆動情報を用いて前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行する第１のモードと、前記第１のドライバに異常が発生し前記第１のドライバが前記第１のダイナミックブレーキ回路を作動させずに前記第１のモータが自然減速した場合に、前記駆動情報を用いて前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行する第２のモードと、を選択的に実行可能であるとよい。

前記モータ制御システムは、搬送物を積載して搬送する自走式搬送装置の車輪を駆動するためのモータを制御するためのシステムであってもよい。

前記処理装置は、前記自走式搬送装置に積載されている前記搬送物の重量、偏り、及び種類のうち少なくともいずれかの情報、又は、前記搬送物の有無に基づいて、前記第１のモードと前記第２のモードのいずれを選択するかを決定してもよい。

本開示は、第１のモータを駆動する第１のドライバと、前記第１のモータを制動するための第１のダイナミックブレーキ回路と、第２のモータを駆動する第２のドライバと、前記第２のモータを制動するための第２のダイナミックブレーキ回路と、を備えるモータ制御システムの制御方法であって、前記第１及び第２のモータが正常に駆動されているときに得られた情報に基づいて、前記第１及び第２のモータの制御特性に関わるパラメータに相当する駆動情報を記憶装置に保存するステップと、前記第１のドライバに異常が発生し前記第１のドライバが前記第１のダイナミックブレーキ回路を作動した場合に、前記駆動情報を用いて、前記第１のモータと同じように速度が低下するように前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行するステップと、を有するモータ制御システムの制御方法を含む。

本発明は、上記手段ないし機能の少なくとも一部を有するモータ制御システムとして捉えてもよいし、モータシステムやサーボシステムや自走式搬送装置やＸＹ軸位置決め装置やコンベアシステムとして捉えてもよい。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含むモータ制御システムの制御方法やモータ制御方法やモータ制動方法として捉えてもよい。さらに、本発明は、かかる方法を実現するためのプログラムやそのプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。なお、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

本発明によれば、複数のモータを同期制御するシステムにおいて異常が発生した場合に安全かつ安定した状態を維持したまま制動することが可能である。

図１は、本発明に係るモータ制御システムを適用した搬送装置の動作例を示す図である。 図２は、従来の搬送装置の動作例を示す図である。 図３は、搬送装置の構成を示す図である。 図４は、モータ制御システムに係る構成を示す図である。 図５は、サーボシステムの構成例を示す図である。 図６は、サーボシステムの変形例を示す図である。 図７は、ＤＢ回路の制動特性を示す図である。 図８は、異常発生時の動作フローを示す図である。 図９は、異常発生時の動作フローの変形例を示す図である。

＜適用例＞
図１と図２を参照して、本発明の適用例の一つについて説明する。図１は本発明に係るモータ制御システムを適用した搬送装置の動作例を示す図であり、図２は従来の搬送装置の動作例を示す図である。なお、図１、図２はともに、搬送装置が図の左から右へと直線移動する様子を上方から視た図である。

最初に、従来の搬送装置で異常が発生した場合の挙動を説明する。図２に示すように、搬送装置１００は、左右の車輪１０１Ｌ，１０１Ｒを個別のモータ１０２Ｌ，１０２Ｒで駆動する、２輪駆動方式の自走式搬送装置である。モータ１０２Ｌ，１０２Ｒそれぞれに
ドライバ１０３Ｌ，１０３Ｒが設けられ、これらがコントローラ１０５によって同期制御される。ドライバ１０３Ｌ，１０３ＲにはそれぞれＤＢ回路１０４Ｌ，１０４Ｒが設けられている。符号Ｃは、搬送装置１００上に積載された搬送物（積荷）である。

従来の搬送装置１００は、走行中にいずれかのドライバ（例えば右側ドライバ１０３Ｒ）で異常が検知されると、コントローラ１０５が両方のＤＢ回路１０４Ｌ，１０４Ｒを動作させ、左右２つのモータ１０２Ｌ，１０２Ｒを緊急制動する。このとき、図２に示すように、搬送物Ｃが左寄りに偏って積載されていると、右側に比べて左側のモータ１０２Ｌの負荷イナーシャが大きくなるため、右側に比べて左側の減速度が小さくなる。このようなブレーキ効力のアンバランスにより、左右の車輪１０１Ｌ，１０１Ｒに速度差が生じ、搬送装置１００が予定経路を外れ右に曲がっていく。速度差がさらに大きい場合には、搬送装置１００の回転や、搬送物Ｃの転倒や落下を引き起こす可能性もある。

そこで、図１の搬送装置１においては、左右のモータ１２Ｌ，１２Ｒが正常に駆動されている状態のときに、処理装置１５０が、左右それぞれのモータ１２Ｌ，１２Ｒの制御特性に関わるパラメータを測定ないし計算し、記憶装置１５１に記憶しておく。正常走行時に記憶装置１５１に記録（保存）される情報を本明細書では「駆動情報」と称する。この駆動情報は、搬送物Ｃの偏りや搬送装置１自体の重心の偏りに因る負荷イナーシャの差、モータ１２Ｌ，１２Ｒの物理的特性のばらつき（例えば、モータイナーシャの差）、車輪１１Ｌ，１１Ｒの物理的特性のばらつき（例えば、車輪の摩耗量の差、摩擦係数の差）、モータ１２Ｌ，１２Ｒの電気的特性のばらつき（例えば、巻線抵抗の差、インダクタンスの差）、ＤＢ回路１４Ｌ，１４Ｒの電気的特性のばらつき（例えば、抵抗器のインピーダンスの差）などに起因する、左右のモータ１２Ｌ，１２Ｒの制御特性の差異を表す情報といえる。

そして、いずれかのドライバ（例えば右側ドライバ１３Ｒ）で異常が検知された場合、異常側のＤＢ回路１４Ｒを作動させて異常側のモータ１２Ｒを制動する一方で、正常側については、ＤＢ回路１４Ｌは使わず、右側モータ１２Ｒと同じように左側モータ１２Ｌの速度が低下するようにドライバ１３Ｌによるモータ１２Ｌの減速制御を実行する。このとき、処理装置１５０は、記憶装置１５１に記憶された駆動情報を用いることによって、左右のモータ１２Ｌ，１２Ｒの制御特性の差異を考慮に入れたモータ１２Ｌのサーボ制御を実施する。したがって、左右のモータ１２Ｌ，１２Ｒの間で、負荷イナーシャ、物理的特性、電気的特性などに差異があったとしても、正常側のモータの速度を異常側のモータの速度に適応性良く追従させることができ、安全かつ安定した状態を維持したまま搬送装置１を制動することが可能となる。なお、図１では、処理装置１５０及び記憶装置１５１の機能をコントローラ１５に実装したが、処理装置１５０及び記憶装置１５１の機能はドライバ１３Ｒ，１３Ｌのいずれか又は両方に実装してもよい。

＜実施形態＞
（全体構成）
図３は、本発明の実施形態に係るモータ制御システム及び搬送装置の構成を模式的に示す図である。なお、図１と対応する構成については図１と同じ符号を付す。

搬送装置１は、搬送物を積載して走行する自走式搬送装置であり、例えば、ＡＧＶ、ＡＭＲなどである。搬送装置１は、走行に関わる基本構成として、左右の前輪１０Ｌ，１０Ｒ、左右の後輪１１Ｌ，１１Ｒ、左後輪１１Ｌ用のサーボモータ１２Ｌとサーボドライバ１３ＬとＤＢ回路１４Ｌ、右後輪１１Ｒ用のサーボモータ１２Ｒとサーボドライバ１３ＲとＤＢ回路１４Ｒ、コントローラ１５、Ｉ／Ｏユニット１６、障害物センサ１７、バッテリー１８、変圧器１９を有する。この例では、サーボドライバ１３Ｌ，１３Ｒ、ＤＢ回路１４Ｌ，１４Ｒ、及びコントローラ１５により、モータ制御システム２が構成されている
。以後の説明において、左右のいずれか一方の部材を指す場合には「サーボモータ１２Ｌ」「サーボモータ１２Ｒ」のように添え字「Ｌ」「Ｒ」付きの符号を用いるが、左右の両方に当てはまる説明では「サーボモータ１２」のように添え字無しの符号を用いる。

（モータ制御システムの構成）
図４に、モータ制御システム２に関わる構成を抜き出して示す。

サーボモータ１２は、ＡＣモータ１２０とエンコーダ１２１から構成される。ＡＣモータ１２０は、サーボドライバ１３から供給される三相交流により回転する三相交流モータである。エンコーダ１２１は、ＡＣモータ１２０の回転を検出するためのデバイスであり、エンコーダ１２１の出力（例えば、ＡＣモータ１２０の回転軸の角度情報や角速度情報）はフィードバック信号としてサーボドライバ１３に入力される。コントローラ１５は通信部１３２を介してサーボドライバ１３からエンコーダデータを受け取る。

サーボドライバ１３は、コントローラ１５からの指令（位置指令、速度指令、トルク指令など）に従って、サーボモータ１２を駆動するためのモータ駆動装置であり、概略、制御回路１３０と駆動回路１３１から構成されている。サーボドライバ１３には、バッテリー１８の直流電圧が変圧器１９を介して供給される。駆動回路１３１は、直流電圧を、モータ駆動用の三相交流に変換するための回路であり、例えばインバータなどで構成される。制御回路１３０は、与えられた指令とフィードバック信号に基づいて駆動回路１３１の出力電流（トルク）を制御するユニットである。なお、変圧器１９の代わりにコンバータを設けてもよい。

ＤＢ回路１４は、ＡＣモータ１２０の端子間を抵抗器で短絡し、ＡＣモータ１２０の回転により発生する逆起電力を抵抗器に流すことで、ＡＣモータ１２０に蓄積された回転エネルギーを抵抗器にて熱エネルギーとして消費することにより、ＡＣモータ１２０を速やかに減速させる装置である。ＤＢ回路１４は、サーボドライバ１３に内蔵されていてもよいし、サーボドライバ１３に外付けされていてもよい。

（サーボシステムの説明）
図５に、モータ制御システム２におけるサーボシステムの構成例を示す。

モータ制御システム２では、左後輪１１Ｌと右後輪１１Ｒの２つの制御軸のそれぞれに対応するサーボシステムが形成されている。すなわち、サーボモータ１２Ｌに対応するサーボシステム５Ｌは、コントローラ１５とサーボドライバ１３Ｌとエンコーダ１２１Ｌにて形成され、サーボモータ１２Ｒに対応するサーボシステム５Ｒは、コントローラ１５とサーボドライバ１３Ｒとエンコーダ１２１Ｒにて形成されている。各サーボシステム５Ｌ，５Ｒは、実質的には同一の内容を有するので、以下、両者に共通する内容についてはサーボシステム５Ｌを用いて説明する。

サーボシステム５Ｌは、速度制御部５０Ｌ、電流制御部５１Ｌ、駆動情報推定部５２、駆動情報記憶部５３、演算部５４Ｌ、演算部１５２を有している。本実施形態では、速度制御部５０Ｌ、電流制御部５１Ｌ、演算部５４Ｌがサーボドライバ１３Ｌの制御回路１３０により構成され、駆動情報推定部５２と演算部１５２がコントローラ１５の処理装置１５０により構成され、駆動情報記憶部５３がコントローラ１５の記憶装置１５１により構成されている。サーボシステム５Ｒも同様に、サーボドライバ１３Ｒとコントローラ１５によって構成された、速度制御部５０Ｒ、電流制御部５１Ｒ、駆動情報推定部５２、駆動情報記憶部５３、演算部５４Ｒを有している。

処理装置１５０は、ＣＰＵやＭＰＵなどの汎用プロセッサを備える小型のコンピュータ
で構成されてもよいし、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの回路で構成されてもよい。また記憶装置１５１は、非一時的に情報を保存可能な不揮発性のメモリで構成され、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどを用いてよい。

図５に示す構成では、コントローラ１５とサーボドライバ１３Ｌが通信部１５３，１３２Ｌにより通信し、コントローラ１５とサーボドライバ１３Ｒが通信部１５３，１３２Ｒにより通信し、サーボドライバ１３Ｌとサーボドライバ１３Ｒの間の同期はコントローラ１５を介して実現されている。この構成の場合、通信周期によっては処理が遅れてしまう場合がある。そこで、図６に示すように、サーボドライバ１３Ｌとサーボドライバ１３Ｒが互いに通信（クロスコミュニケーション）を行い、コントローラ１５との通信周期に依存しないモータの同期制御が実現されてもよい。その場合、駆動情報推定部５２および駆動情報記憶部５３はコントローラ１５ではなくサーボドライバ１３Ｌ，１３Ｒに実装されても良い。

速度制御部５０Ｌは、例えば、比例積分制御（ＰＩ制御）を行う。具体的には、速度指令Ｖｃｍｄと検出速度との偏差である速度偏差の積分量に所定の速度積分ゲインを乗じ、その算出結果と当該速度偏差の和に所定の速度比例ゲインを乗ずることにより、トルク指令Ｔｃｍｄを算出する。算出されたトルク指令Ｔｃｍｄが、電流制御部５１Ｌに送信される。

電流制御部５１Ｌは、速度制御部５０Ｌにより算出されたトルク指令Ｔｃｍｄと、駆動回路１３１Ｌからサーボモータ１２Ｒに供給された駆動電流との偏差に基づいて、電流ループ制御を行う。電流制御部５１Ｌは電流指令Ｃｃｍｄを駆動回路１３１Ｌに対して出力し、それによりサーボモータ１２Ｒの駆動電流が生成される。電流制御部５１Ｌは、トルク指令に関するフィルタ（１次のローパスフィルタ）や一又は複数のノッチフィルタを含み、制御パラメータとして、これらのフィルタの性能に関するカットオフ周波数等を有していてもよい。

サーボシステム５Ｌでは、サーボモータ１２Ｒが有するエンコーダ１２１Ｒの検出信号に基づいて算出された検出速度信号が、速度に関するフィードバック信号Ｖｆｂとして、速度制御部５０Ｌに対してフィードバックされる。

（正常時の動作）
このサーボシステム５Ｌでは、トルク指令Ｔｃｍｄと速度フィードバック信号Ｖｆｂのデータが通信部１３２Ｌ，１５３を介して駆動情報推定部５２に入力される。駆動情報推定部５２は、これらの入力値を基に駆動情報の推定処理を行い、その結果を駆動情報記憶部５３に記録する。例えば、駆動情報推定部５２は、サーボモータ１２ＬのトルクＴ［Ｎ・ｍ］、加速度ω［ｒａｄ／ｓ^２］、負荷イナーシャＪ［ｋｇ・ｍ^２］を推定し、これら３つの情報を時刻情報とともに駆動情報記憶部５３に保存する。トルクＴは、トルク指令Ｔｃｍｄから計算され、加速度ωは、速度フィードバック信号Ｖｆｂを微分して計算すればよく、負荷イナーシャＪは、下記式
Ｊ＝Ｔ／ω
により計算すればよい。

搬送装置１に積載された搬送物Ｃの重量や、搬送物Ｃの偏り（搬送装置１全体の重心の偏り）に応じて、左右それぞれのモータの負荷イナーシャが変化し得る。また、前述のように、サーボドライバやモータの物理的特性のばらつきもある。そのため、搬送装置１が正常に走行している間、駆動情報推定部５２が左右それぞれのモータの駆動情報を所定の時間間隔（例えば、数秒から数十秒に１回程度）で記録するとよい。

速度制御部５０Ｌは、比例積分制御（ＰＩ制御）で用いる速度積分ゲインを、左側モータの負荷イナーシャの推定値Ｊに基づいて調整してもよい。同様に、右側の速度制御部５０Ｒも、比例積分制御（ＰＩ制御）で用いる速度積分ゲインを、右側モータの負荷イナーシャの推定値Ｊに基づいて調整してもよい。これにより、搬送物Ｃの重量や偏りに応じて制御パラメータ（速度積分ゲイン）が適応的に調整されるため、より安定した搬送動作が実現できる。

さらに、駆動情報推定部５２は、サーボモータ１２Ｌの電気的特性（モータの電気定数など）、ＤＢ回路１４Ｌの電気的特性（インピーダンスなど）についても、予め駆動情報記憶部５３に保存する。これらの電気的特性は、サーボモータ１２ＬやＤＢ回路１４Ｌの設計値（仕様）から取得してもよいし、測定により得てもよい。サーボモータ１２Ｌ及びＤＢ回路１４Ｌの電気的特性は、ＤＢ回路１４Ｌの制動特性に影響を与える。図７にＤＢ回路の制動特性を模式的に示す。横軸が時間（ＤＢ回路を動作してからの経過時間）であり、縦軸が速度である。このグラフの傾きが急であるほど、ブレーキ力が高いことを示している。ＤＢ回路１４Ｌの制動特性は、サーボモータ１２ＬとＤＢ回路１４Ｌの電気的特性をモデルに当てはめることにより、推定することが可能である。駆動情報から推定したＤＢ回路１４Ｌの制動特性を駆動情報記憶部５３に保存してもよい。

（異常発生時の動作）
図８に異常発生時の動作フローの概略を示す。左右のサーボドライバ１３Ｌ，１３Ｒのうち右側のサーボドライバ１３Ｒに異常（例えば基板の故障など）が発生したケースを想定する。説明の便宜上、ここでは、異常側を「第１」、正常側を「第２」とも記す。

第１のサーボドライバ１３Ｒは、第１のサーボドライバ１３Ｒに異常が発生したことを検知すると（ステップＳ７０）、その第１のサーボドライバ１３Ｒの第１のＤＢ回路１４Ｒを作動させて第１のサーボモータ１２Ｒを制動する（ステップＳ７１）。そして、コントローラ１５は、通信を介し、第１のサーボモータ１２Ｒから入力される速度フィードバック信号をチェックし、第１のサーボモータ１２Ｒのエンコーダ信号が正常に検出できるか否かを判定する（ステップＳ７２）。

第１のサーボドライバ１３Ｒが第１のサーボモータ１２Ｒのエンコーダ信号を正常に検出できる場合は、コントローラ１５（演算部１５２）は、当該エンコーダの出力信号から第１のサーボモータ１２Ｒの速度ｖ１及び加速度ω１を計算する（ステップＳ７３）。他方、第１のサーボモータ１２Ｒのエンコーダ信号が正常に検出できない場合は、コントローラ１５（演算部１５２）は、駆動情報記憶部５３に保存された第１のＤＢ回路１４Ｒの制動特性に基づいて、第１のサーボモータ１２Ｒの速度ｖ１及び加速度ω１を推定する（ステップＳ７４）。例えば、ＤＢ回路動作時の第１のサーボモータ１２Ｒ又は搬送装置１そのものの速度と、カウンタなどで計測したＤＢ回路動作開始からの経過時間を、制動特性に当てはめることで、現在時刻の第１のサーボモータ１２Ｒの速度ｖ１を推定すればよい。

コントローラ１５（演算部１５２）は、ステップＳ７３で計算し又はステップＳ７４で推定された、第１のサーボモータ１２Ｒの速度ｖ１に基づいて速度指令Ｖｃｍｄを生成し、この速度指令Ｖｃｍｄを目標値として正常側の第２の速度制御部５０Ｌに与える（ステップＳ７５）。さらに、コントローラ１５（演算部１５２）は、ステップＳ７３で計算し又はステップＳ７４で推定された、第１のサーボモータ１２Ｒの加速度ω１と、駆動情報記憶部５３に保存された第１のサーボモータ１２Ｒの負荷イナーシャＪ１とから、
Ｔ１＝Ｊ１・ω１
により、第１のサーボモータ１２ＲのトルクＴ１を推定する（ステップＳ７６）。そして、コントローラ１５（演算部１５２）は、推定した第１のサーボモータ１２ＲのトルクＴ
１と、駆動情報記憶部５３に保存された各サーボモータ１２Ｒ，１２Ｌの負荷イナーシャＪ１，Ｊ２とから、
Ｔ２＝（Ｊ２／Ｊ１）・Ｔ１
により、第２のサーボモータ１２Ｌに与えるべきトルクＴ２を計算する（ステップＳ７７）。コントローラ１５（演算部１５２）は、このトルクＴ２に基づいてトルク指令Ｔｃｍｄを生成し、このトルク指令Ｔｃｍｄを目標値として正常側の第２の電流制御部５１Ｌに与える（ステップＳ７８）。これにより、左右の負荷イナーシャの比に等しいトルク比（すなわち、Ｔ１：Ｔ２＝Ｊ１：Ｊ２）で正常側の第２のサーボモータ１２Ｌを減速制御できる。

以上述べたように、本実施形態のモータ制御システムによれば、片側のサーボドライバに異常が発生した場合に、正常時に記憶した駆動情報に基づいて正常側の第２のサーボモータ１２Ｌを制御するので、搬送物Ｃの偏りや重心の偏り、物理的特性や電気的特性のばらつきによる左右の制御のアンバランスを可及的に修正でき、安全かつ安定した状態を維持したまま搬送装置１を制動することができる。なお、本実施形態では、コントローラ１５の演算部１５２が異常発生時の減速制御を行う構成を例示したが、図６の変形例のようにサーボドライバ１３Ｌ，１３Ｒがクロスコミュニケーションを行う構成の場合には、いずれかのサーボドライバ（例えば正常側のサーボドライバ）の演算部（５４Ｌ又は５４Ｒ）が異常発生時の減速制御を行えばよい。

＜変形例＞
図９に異常発生時の動作の変形例を示す。この変形例に係るモータ制御システムは、片側のサーボドライバに異常が発生した場合にＤＢ回路を動作させて異常側のサーボモータを制動する第１のモードと、片側のサーボドライバに異常が発生した場合にＤＢ回路を動作せずに、異常側のサーボモータを自然減速させる第２のモードとを選択的に実行可能である。第１のモードと第２のモードのいずれの場合も、正常側のサーボモータは、異常側のサーボモータの速度に追随するように減速制御される。以下では、図８の動作フローとの相違点を中心に説明する。

第１のサーボドライバ１３Ｒは、第１のサーボドライバ１３Ｒに異常が発生したことを検知すると（ステップＳ７０）、制動モードを選択する（ステップＳ８０）。第１のモードが選択された場合、第１のサーボドライバ１３Ｒは、第１のサーボドライバ１３Ｒの第１のＤＢ回路１４Ｒを作動させて第１のサーボモータ１２Ｒを制動する（ステップＳ７１）。第１のモードの場合の以降の処理は図８のものと同じでよい。第２のモードが選択された場合、第１のサーボドライバ１３Ｒが停止される（ステップＳ８１）。第２のモードでは、第１のＤＢ回路１４Ｒは作動せず、第１のサーボモータ１２Ｒは自然減速の状態になる。そして、コントローラ１５は、通信を介し、第１のサーボモータ１２Ｒから入力される速度フィードバック信号をチェックし、第１のサーボモータ１２Ｒのエンコーダ信号が正常に検出できるか否かを判定する（ステップＳ８２）。第１のサーボモータ１２Ｒのエンコーダ信号を正常に検出できる場合は、ステップＳ７３に進む。他方、第１のサーボモータ１２Ｒのエンコーダ信号が正常に検出できない場合は、コントローラ１５（演算部１５２）は、駆動情報記憶部５３に保存された自然減速時の制動特性に基づいて、第１のサーボモータ１２Ｒの速度ｖ１及び加速度ω１を推定する（ステップＳ８３）。これ以降の処理は図８のものと同じでよい。

このような制御によれば、異常が発生した場合の制動方法を、ＤＢ回路によって速やかに制動することを優先するモード（第１のモード）と、時間や制動距離はかかるがより安全かつ安定した状態で制動することを優先するモード（第２のモード）から、選択することができる。どちらのモードを利用するかは、事前にユーザーや管理者によって設定されてもよいし、コントローラ１５が積載された搬送物の重量や偏りに基づいて自動でモード
を選択してもよい。例えば、重い荷物を搬送しているときや、不安定な荷物を搬送しているときは、荷物の転倒や落下や破損を未然に防ぐため、第２のモードを選択してもよい。あるいは、搬送装置１の運用を管理する上位システムが、搬送装置１に積載された搬送物の種類や搬送物の有無に基づいて自動でモードを選択してもよい。例えば、慎重に搬送すべき荷物の場合には、第２のモードを選択してもよい。

＜その他＞
上記実施形態は、本発明の構成例を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態は、２輪駆動の自走式搬送装置に本発明を適用した例を説明したが、本発明の適用範囲は自走式搬送装置に限られない。複数のモータを同期制御するシステムであれば同様の課題が起こり得るため、本発明を好ましく適用できる。例えば、Ｘ軸のモータとＹ軸のモータとを同期制御してワークのＸＹ座標の位置決めを行うシステムや、上流側のベルトコンベアを駆動するモータと下流側のベルトコンベアを駆動するモータとを同期制御するシステムなどに、本発明を適用してもよい。

＜付記＞
１． 第１のモータ（１２Ｒ）を駆動する第１のドライバ（１３Ｒ）と、
前記第１のモータ（１２Ｒ）を制動するための第１のダイナミックブレーキ回路（１４Ｒ）と、
第２のモータ（１２Ｌ）を駆動する第２のドライバ（１３Ｌ）と、
前記第２のモータ（１２Ｌ）を制動するための第２のダイナミックブレーキ回路（１４Ｌ）と、
前記第１及び第２のモータ（１２Ｒ，１２Ｌ）が正常に駆動されているときに得られた情報に基づいて、前記第１及び第２のモータ（１２Ｒ，１２Ｌ）の制御特性に関わるパラメータに相当する駆動情報を記憶する記憶装置（１５１）と、
前記第１のドライバ（１３Ｒ）に異常が発生し前記第１のドライバ（１３Ｒ）が前記第１のダイナミックブレーキ回路（１４Ｒ）を作動した場合に、前記駆動情報を用いて、前記第１のモータ（１２Ｒ）と同じように速度が低下するように前記第２のドライバ（１３Ｌ）による前記第２のモータ（１２Ｌ）の減速制御を実行する処理装置（１５０）と、を有する
モータ制御システム。

２． 第１のモータ（１２Ｒ）を駆動する第１のドライバ（１３Ｒ）と、
前記第１のモータ（１２Ｒ）を制動するための第１のダイナミックブレーキ回路（１４Ｒ）と、
第２のモータ（１２Ｌ）を駆動する第２のドライバ（１３Ｌ）と、
前記第２のモータ（１２Ｌ）を制動するための第２のダイナミックブレーキ回路（１４Ｌ）と、を備えるモータ制御システムの制御方法であって、
前記第１及び第２のモータ（１２Ｒ，１２Ｌ）が正常に駆動されているときに得られた情報に基づいて、前記第１及び第２のモータ（１２Ｒ，１２Ｌ）の制御特性に関わるパラメータに相当する駆動情報を記憶装置（１５１）に保存するステップと、
前記第１のドライバ（１３Ｒ）に異常が発生し前記第１のドライバ（１３Ｒ）が前記第１のダイナミックブレーキ回路（１４Ｒ）を作動した場合に、前記駆動情報を用いて、前記第１のモータ（１２Ｒ）と同じように速度が低下するように前記第２のドライバ（１３Ｌ）による前記第２のモータ（１２Ｌ）の減速制御を実行するステップと、を有する
モータ制御システムの制御方法。

１：搬送装置
２：モータ制御システム
５Ｌ，５Ｒ：各サーボシステム
１０Ｌ，１０Ｒ：前輪
１１Ｌ，１１Ｒ：後輪
１２，１２Ｌ，１２Ｒ：サーボモータ
１３，１３Ｌ，１３Ｒ：サーボドライバ
１４，１４Ｌ，１４Ｒ：ダイナミックブレーキ回路（ＤＢ回路）
１５：コントローラ
１６：Ｉ／Ｏユニット
１７：障害物センサ
１８：バッテリー
１９：変圧器
５０Ｌ，５０Ｒ：速度制御部
５１Ｌ，５０Ｒ：電流制御部
５２：駆動情報推定部
５３：駆動情報記憶部
５４Ｌ，５４Ｒ：演算部
１００：搬送装置
１０１Ｌ，１０１Ｒ：車輪
１０２Ｌ，１０２Ｒ：モータ
１０３Ｌ，１０３Ｒ：ドライバ
１０４Ｌ，１０４Ｒ：ダイナミックブレーキ回路
１０５：コントローラ
１２０：ＡＣモータ
１２１，１２１Ｌ，１２１Ｒ：エンコーダ
１３０：制御回路
１３１，１３１Ｌ，１３１Ｒ：駆動回路
１３２，１３２Ｌ，１３２Ｒ：通信部
１５０：処理装置
１５１：記憶装置
１５２：演算部
１５３：通信部

Claims (7)

1. 第１のモータを駆動する第１のドライバと、
   前記第１のモータを制動するための第１のダイナミックブレーキ回路と、
   第２のモータを駆動する第２のドライバと、
   前記第２のモータを制動するための第２のダイナミックブレーキ回路と、
   前記第１及び第２のモータが正常に駆動されているときに得られた情報に基づいて、前記第１及び第２のモータの制御特性に関わるパラメータに相当する駆動情報を記憶する記憶装置と、
   前記第１のドライバに異常が発生し前記第１のドライバが前記第１のダイナミックブレーキ回路を作動した場合に、前記駆動情報を用いて、前記第１のモータと同じように速度が低下するように前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行する処理装置と、を有する
   モータ制御システム。
2. 前記第１のモータはエンコーダを有しており、
   前記第１のドライバに異常が発生した場合に、前記処理装置は、
   前記第１のモータのエンコーダの情報と前記駆動情報とを用いて前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行する
   請求項１に記載のモータ制御システム。
3. 前記第１のモータはエンコーダを有しており、
   前記第１のドライバに異常が発生した場合に、前記処理装置は、
   前記第１のモータのエンコーダが正常か否かを判定し、
   前記第１のモータのエンコーダが正常な場合には、前記第１のモータのエンコーダの出力から前記第１のモータの速度を計算し、
   前記第１のモータのエンコーダが正常でない場合には、前記第１のモータに対応する前記第１のダイナミックブレーキ回路の制動特性に基づいて前記第１のモータの速度を推定し、
   計算又は推定した前記第１のモータの速度と前記駆動情報とを用いて前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行する
   請求項１に記載のモータ制御システム。
4. 前記処理装置は、
   前記第１のドライバに異常が発生し前記第１のドライバが前記第１のダイナミックブレーキ回路を作動した場合に、前記駆動情報を用いて前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行する第１のモードと、
   前記第１のドライバに異常が発生し前記第１のドライバが前記第１のダイナミックブレーキ回路を作動させずに前記第１のモータが自然減速した場合に、前記駆動情報を用いて前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行する第２のモードと、
   を選択的に実行可能である
   請求項１～３のいずれか１項に記載のモータ制御システム。
5. 前記モータ制御システムは、搬送物を積載して搬送する自走式搬送装置の車輪を駆動するためのモータを制御するためのシステムである
   請求項４に記載のモータ制御システム。
6. 前記処理装置は、前記自走式搬送装置に積載されている前記搬送物の重量、偏り、及び種類のうち少なくともいずれかの情報、又は、前記搬送物の有無に基づいて、前記第１のモードと前記第２のモードのいずれを選択するかを決定する
   請求項５に記載のモータ制御システム。
7. 第１のモータを駆動する第１のドライバと、
   前記第１のモータを制動するための第１のダイナミックブレーキ回路と、
   第２のモータを駆動する第２のドライバと、
   前記第２のモータを制動するための第２のダイナミックブレーキ回路と、を備えるモータ制御システムの制御方法であって、
   前記第１及び第２のモータが正常に駆動されているときに得られた情報に基づいて、前記第１及び第２のモータの制御特性に関わるパラメータに相当する駆動情報を記憶装置に保存するステップと、
   前記第１のドライバに異常が発生し前記第１のドライバが前記第１のダイナミックブレーキ回路を作動した場合に、前記駆動情報を用いて、前記第１のモータと同じように速度が低下するように前記第２のドライバによる前記第２のモータの減速制御を実行するステップと、を有する
   モータ制御システムの制御方法。

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