JPH09140175A

JPH09140175A - 電動機制御装置

Info

Publication number: JPH09140175A
Application number: JP7322200A
Authority: JP
Inventors: Kunitoshi Morita; 国敏森田; Takashi Nakatsuka; 隆中塚; Hisashi Kinoshita; 久木下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-11-16
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】制御系の異常を速やかに検出して、制御を中
止でき、また異常発生箇所を特定できる電動機制御装置
を提供する。【解決手段】電動機１の実位置および実速度を速度検
出手段２で検出し、前記実位置が外部から与える位置指
令に合致するように制御する制御器３を備えた電動機制
御装置において、電動機１の印加電圧と電流とを電圧検
出手段５と電流検出手段６とで検出し、速度推定手段７
により前記電圧と電流とから電動機１の速度を推定し、
異常検出手段８により推定速度を現時点の制御状態と対
比、たとえば設定速度と対比して、その差異が所定値に
達したとき異常として検出する。また、判別手段を設
け、推定速度、実速度、制御器３で算出される指令速度
および指令電流、電動機電流に基づいて異常箇所を判別
する。なお、異常検出における制御状態の項目として、
実速度、指令速度を用いることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スイッチング制御により電動機を
制御する電動機制御装置が広く用いられるが、制御系の
異常発生を正確に検出でき、また、その発生箇所を的確
に判別できることが要求される。

【０００３】以下、従来の電動機制御装置について図面
を参照しながら説明する。図１３は従来の電動機制御装
置の構成を示すブロック図である。図において、位置制
御器３１と速度制御器３２と電流制御器３３とで構成さ
れる制御器３と、制御器３から算出・出力されるＰＷＭ
指令によりスイッチング手段であるスイッチングトラン
ジスタ４を制御し、さらに、エンコーダ２１により検出
した実位置と、エンコーダ２１と速度算出器２２とで構
成される速度検出手段２で算出した実速度と、電流検出
手段である電流検出器６により検出した電動機１の実電
流とに基づいて、制御器３に与えられる位置指令に追従
した電動機１の位置制御を行っている。

【０００４】このとき、位置制御器３１は前記位置指令
とエンコーダ２１で検出される実位置との差分値を偏差
カウンタ３１１で積算して指令速度を算出する。つぎに
速度制御器３２は、位置制御器３１で算出される指令速
度と速度検出手段２で算出される実速度とから指令電流
を算出し、電流制御器３３は、その指令電流と電流検出
器６で検出される実電流とからＰＷＭ指令を算出して、
そのＰＷＭ指令を制御信号としてスイッチングトランジ
スタ４を制御することで電動機１を位置制御する。

【０００５】また、特開平５−２６５５４１号公報が開
示しているように、各検出器個々の異常は検出できない
が、制御装置全体の異常検出として偏差オーバ検出器３
４と電動機ロック検出器３５とで検出している。偏差オ
ーバ検出器３４は、位置制御器３１で位置指令と実位置
とから指令速度を算出するとき、偏差カウンタ３１１の
カウント値を監視し、一定量以上になると異常処理を行
っている。また、電動機ロック検出器３５は、速度制御
器３２で指令速度と実速度から指令電流を算出すると
き、算出した指令電流が、所定の設定時間以上連続して
所定の設定電流値になると異常を検出している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電動
機制御装置では、電動機１、速度検出手段２、スイッチ
ングトランジスタ４、電流検出器６、エンコーダ２１の
それぞれに異常が発生しても、偏差オーバ検出器３４と
電動機ロック検出器３５とによる間接的な異常検出しか
できなかった。そのため、異常状態、指令速度および実
速度により異常検出時間にばらつきが発生し、しかも異
常箇所の特定ができなかった。

【０００７】本発明は上記の課題を解決するもので、電
動機制御装置の異常を速やかに検出でき、また異常箇所
を特定できる電動機制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は、制御対象の電動機の実位置と実速度とを検出する速
度検出手段と、前記実位置および実速度と外部から与え
た位置指令とに基づいて前記電動機に与える指令速度を
算出し、前記指令速度に対応する指令電流を与える制御
信号を出力して、前記実位置が前記位置指令に合致する
ように位置制御する制御手段と、前記制御信号により前
記電動機を駆動するスイッチング手段とを備えた電動機
制御装置において、前記電動機に印加される電圧を検出
する電圧検出手段と、前記電動機に流れる電流を検出す
る電流検出手段と、前記電圧検出手段と前記電流検出手
段とから検出される電圧と電流とにより前記電動機の速
度を推定する速度推定手段と、前記推定速度に基づいて
制御系の異常を検出する異常検出手段とを備え、前記異
常検出手段により前記推定速度を現時点の制御状態と対
比して異常を検出するようにした電動機制御装置であ
る。

【０００９】これにより、実際の動作状態を反映した推
定速度を制御状態と比較して、直接的に異常を速やかに
検出できる。また、請求項２に係わる本発明は、制御対
象の電動機の実位置と実速度とを検出する速度検出手段
と、前記実位置および実速度と外部から与えた位置指令
とに基づいて前記電動機に与える指令速度を算出し、前
記指令速度に対応する指令電流を与える制御信号を出力
して、前記実位置が前記位置指令に合致するように位置
制御する制御手段と、前記制御信号により前記電動機を
駆動するスイッチング手段とを備えた電動機制御装置に
おいて、前記制御信号から前記電動機に印加される電圧
を換算出力する電圧換算手段と、前記電動機に流れる電
流を検出する電流検出手段と、前記電圧換算手段と前記
電流検出手段とから検出される電圧と電流とにより前記
電動機の速度を推定する速度推定手段と、前記推定速度
に基づいて制御系の異常を検出する異常検出手段とを備
え、前記異常検出手段により前記推定速度を現時点の制
御状態と対比して異常を検出するようにした電動機制御
装置である。

【００１０】これにより、電圧検出手段を設けることな
く、請求項１に係わる本発明と同様の効果を得ることが
できる。また、請求項３に係わる本発明は、異常の発生
箇所を判別する判別手段を備え、前記判別手段は、推定
速度と、実速度と、指令速度と、電動機電流と、指令電
流とに基づいて制御系の異常発生箇所を判別するように
した請求項１または請求項２のいずれかに係わる電動機
制御装置である。

【００１１】これにより、異常が発生した箇所を特定す
ることができる。また、請求項４に係わる本発明は、異
常検出手段は、推定速度を所定の設定速度と対比し、推
定速度が前記設定速度に達したときに制御系の異常を検
出するようにした請求項１ないし請求項３のいずれかに
係わる電動機制御装置である。

【００１２】これにより、制御装置の異常を検出して、
設定電流を超えることなく速やかに制御を中止すること
ができる。また、請求項５に係わる本発明は、異常検出
手段は、推定速度を実速度と対比し、推定速度と実速度
との差異が所定値に達したときに制御系の異常を検出す
るようにした請求項１ないし請求項３のいずれかに係わ
る電動機制御装置である。

【００１３】これにより、制御装置の異常を検出して、
速やかに制御を中止することができる。また、請求項６
に係わる本発明は、異常検出手段は、推定速度を指令速
度と対比し、推定速度と指令速度との差異が所定値に達
したときに制御系の異常を検出するようにした請求項１
ないし請求項３のいずれかに係わる電動機制御装置であ
る。

【００１４】これにより、制御装置の異常を検出して、
指令速度を超えることなく速やかに制御を中止すること
ができる。また、請求項７に係わる本発明は、異常検出
手段は、推定速度を指令速度および実速度と対比すると
ともに、実速度を指令速度と対比し、推定速度と指令速
度との差異、推定速度と実速度との差異、実速度と指令
速度との差異を算出し、これらの差異のいずれかが所定
値に達したときに制御系の異常を検出するようにした請
求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電動機制御装
置である。

【００１５】これにより、制御装置の異常を検出して、
指令速度を超えることなく速やかに制御を中止すること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の本発明は、制御
対象の電動機の実位置と実速度とを検出する速度検出手
段と、前記実位置および実速度と外部から与えた位置指
令とに基づいて前記電動機に与える指令速度を算出し、
前記指令速度に対応する指令電流を与える制御信号を出
力して、前記実位置が前記位置指令に合致するように位
置制御する制御手段と、前記制御信号により前記電動機
を駆動するスイッチング手段とを備えた電動機制御装置
において、前記電動機に印加される電圧を検出する電圧
検出手段と、前記電動機に流れる電流を検出する電流検
出手段と、前記電圧検出手段と前記電流検出手段とから
検出される電圧と電流とにより前記電動機の速度を推定
する速度推定手段と、前記推定速度に基づいて制御系の
異常を検出する異常検出手段とを備え、前記異常検出手
段により前記推定速度を現時点の制御状態と対比して異
常を検出するようにした電動機制御装置であり、また、
請求項２に記載の本発明は、制御対象の電動機の実位置
と実速度とを検出する速度検出手段と、前記実位置およ
び実速度と外部から与えた位置指令とに基づいて前記電
動機に与える指令速度を算出し、前記指令速度に対応す
る指令電流を与える制御信号を出力して、前記実位置が
前記位置指令に合致するように位置制御する制御手段
と、前記制御信号により前記電動機を駆動するスイッチ
ング手段とを備えた電動機制御装置において、前記制御
信号から前記電動機に印加される電圧を換算出力する電
圧換算手段と、前記電動機に流れる電流を検出する電流
検出手段と、前記電圧換算手段と前記電流検出手段とか
ら検出される電圧と電流とにより前記電動機の速度を推
定する速度推定手段と、前記推定速度に基づいて制御系
の異常を検出する異常検出手段とを備え、前記異常検出
手段により前記推定速度を現時点の制御状態と対比して
異常を検出するようにした電動機制御装置であり、ま
た、請求項３に記載の本発明は、異常の発生箇所を判別
する判別手段を備え、前記判別手段は、推定速度と、実
速度と、指令速度と、電動機電流と、指令電流とに基づ
いて制御系の異常発生箇所を判別するようにした請求項
１または請求項２のいずれかに記載の電動機制御装置で
あり、また、請求項４に記載の本発明は、異常検出手段
は、推定速度を所定の設定速度と対比し、推定速度が前
記設定速度に達したときに制御系の異常を検出するよう
にした請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電動
機制御装置であり、また、請求項５に記載の本発明は、
異常検出手段は、推定速度を実速度と対比し、推定速度
と実速度との差異が所定値に達したときに制御系の異常
を検出するようにした請求項１ないし請求項３のいずれ
かに記載の電動機制御装置であり、また、請求項６に記
載の本発明は、異常検出手段は、推定速度を指令速度と
対比し、推定速度と指令速度との差異が所定値に達した
ときに制御系の異常を検出するようにした請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の電動機制御装置であり、
また、請求項７に記載の本発明は、異常検出手段は、推
定速度を指令速度および実速度と対比するとともに、実
速度を指令速度と対比し、推定速度と指令速度との差
異、推定速度と実速度との差異、実速度と指令速度との
差異を算出し、これらの差異のいずれかが所定値に達し
たときに制御系の異常を検出するようにした請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の電動機制御装置であ
る。

【００１７】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。（実施形態１）以下、本発明の電動機制御装置の実施形
態１について図面を参照しながら説明する。本実施形態
の電動機制御装置は請求項１と請求項４とに係わる。

【００１８】図１は本実施形態の構成を示すブロック図
である。なお、従来例と同じ構成要素には同一番号を付
与している。図において、まず、位置制御器３１と速度
制御器３２と電流制御器３３とで構成される制御器３か
ら算出・出力されるＰＷＭ指令によりスイッチング手段
であるスイッチングトランジスタ４を制御し、さらにエ
ンコーダ２１で検出した実位置と、エンコーダ２１と速
度算出器２２とから構成される速度検出手段２で検出し
た実速度と、電流検出手段である電流検出器６による検
出した電動機１の実電流とに基づいて制御器３に与えら
れる位置指令に追従した電動機１の位置制御を行う。

【００１９】このとき、位置制御器３１は、位置指令と
エンコーダ２１から検出される実位置との差分値を偏差
カウンタ３１１で積算して指令速度を算出する。つぎ
に、速度制御器３２は、前記指令速度と速度検出手段２
で算出される実速度とから指令電流を算出し、電流制御
器３３は、その指令電流と電流検出器６で検出される実
電流とからＰＷＭ指令を算出して、そのＰＷＭ指令によ
りスイッチングトランジスタ４を制御することで電動機
１の制御を行う。以上の基本動作は従来例と同じであ
る。

【００２０】本発明においては、さらに、電圧検出手段
である電圧検出器５と電流検出器６とにより、それぞれ
電動機１の印加電圧Ｖｑと電動機電流Ｉｑとを検出し、
速度推定手段７で電動機１の推定速度を算出し、この推
定速度に基づいて異常を検出する。

【００２１】以下、速度推定手段７における電動機１の
推定速度の算出方法について示す。図２は電動機１の構
成を示すブロック図である。このブロック図から、電動
機１に印加される電圧Ｖｑから電動機電流Ｉｑまでの微
分方程式は、

【００２２】

【数１】

【００２３】で与えられる。この（１）式をホールド等
価近似によって離散化すると

【００２４】

【数２】

【００２５】で表される。ここでＴはサンプリング時間
である。この（２）式をブロック図に展開すると図３に
示した構成になり、慣性モーメントＪ、外乱トルクＴlo
adの影響なく（２）式で示した推定速度が算出される。

【００２６】異常検出手段８では、速度推定手段７で算
出される上記推定速度を現時点の制御状態と対比して異
常を検出するが、本実施形態では、制御状態としてあら
かじめ設定した設定速度ωs1を用いる。この設定速度ω
s1は、電動機１の速度が過大になったときに制御を中止
しようとする意図で設定したものであり、制御の状態を
示すパラメータの一つである。したがって、本実施形態
では、異常検出手段８は推定速度が所定の設定速度ωs1
に達すると制御系に異常が発生したことを検出して制御
を中止する。

【００２７】なお、偏差オーバ検出器３４は、位置制御
器３１のカウンタ値を監視し、一定量Ｐmax 以上になる
と異常処理を行っている。さらに、電動機ロック検出器
３５は、速度制御器３２で指令速度と実速度とから指令
電流を算出するとき、指令電流が、設定時間Ｔmax 以上
連続で設定電流値Ｉmax になると異常を検出する。

【００２８】以上のように、電動機１の速度を推定し、
推定速度が所定の設定速度を超えたときに異常を検出す
るようにしたことにより、たとえば速度検出手段２が故
障して実速度を検出できなくなっても推定速度を用いて
制御系の異常を検出することができる。

【００２９】（実施形態２）以下、本発明の電動機制御
装置の実施形態２について図面を参照しながら説明す
る。本実施形態の電動機制御装置は、請求項１と請求項
５とに係わる。

【００３０】図４は本実施形態の構成を示すブロック図
である。なお、実施形態１と同じ構成要素には同一番号
を付与して説明を省略する。本実施形態が実施形態１と
異なる点は、異常検出手段８の異常判定にある。

【００３１】本実施形態においては、異常検出手段８が
推定速度を対比する制御状態として速度検出手段２が検
出する実速度を用い、その差異の大きさにより異常を検
出する。すなわち、異常検出手段８では、速度推定手段
７で算出される推定速度と速度検出手段２で検出される
電動機１の実速度ωとの速度差△ωを算出する。この速
度差△ωが設定許容差ωs2に達すると異常が発生したと
ことを検出して制御を中止する。

【００３２】以上のように、電動機１の速度を推定し、
推定速度と実速度との差異が所定の設定許容差を超えた
ときに異常を検出するようにしたことにより、制御系の
異常を実速度の異常として全速度領域で速やかに検出
し、制御を中止することができる。

【００３３】（実施形態３）以下、本発明の電動機制御
装置の実施形態３について図面を参照しながら説明す
る。本実施形態の電動機制御装置は、請求項１と請求項
６とに係わる。

【００３４】図５は本実施形態の構成を示すブロック図
である。なお、実施形態１と同じ構成要素には同一番号
を付与して説明を省略する。本実施形態が実施形態１と
異なる点は、異常検出手段８の異常判定にある。

【００３５】本実施形態においては、異常検出手段８が
推定速度を対比する制御状態として制御器３における位
置制御器３１で算出される指令速度を用い、その差異の
大きさにより異常を検出する。すなわち、異常検出手段
８では、速度推定手段７で算出される推定速度と位置制
御器３１で算出される指令速度との速度差△ωを算出す
る。この速度差△ωが設定許容差ωs2に達すると異常が
発生したことを検出して制御を中止する。

【００３６】以上のように、電動機１の速度を推定し、
推定速度と指令速度との差異が所定の設定許容差を超え
たときに異常を検出するようにしたことにより、検出器
に異常が発生しても制御系の異常を検出して制御を中止
することができる。

【００３７】（実施形態４）以下、本発明の電動機制御
装置の実施形態４について図面を参照しながら説明す
る。本実施形態の電動機制御装置は、請求項１と請求項
７とに係わる。

【００３８】図６は本実施形態の構成を示すブロック図
である。なお、実施形態１と同じ構成要素には同一番号
を付与して説明を省略する。本実施形態が実施形態１と
異なる点は、異常検出手段８の異常判定にある。

【００３９】本実施形態においては、異常検出手段８が
推定速度を対比する制御状態として、制御器３における
位置制御器３１で算出される指令速度と速度検出手段２
で検出される実速度とを用い、それらとの差異の大きさ
により異常を検出するとともに、実速度と指令速度との
差異の大きさについても異常を検出する。すなわち、異
常検出手段８では、速度推定手段７で算出される推定速
度と位置制御器３１で算出される指令速度との速度差△
ω1 、推定速度と速度検出手段で検出される実速度との
速度差△ω2 、実速度と指令速度との速度差△ω3 を算
出する。この速度差△ω1〜△ω3のうち１つでも設定許
容差ωs2に達すると異常が発生したことを検出して制御
を中止する。

【００４０】以上のように、電動機１の速度を推定し、
推定速度を指令速度および実速度と対比するとともに、
実速度を指令速度と対比し、それらの差異が所定の設定
許容差を超えたときに異常を検出するようにしたことに
より、制御系における種々の異常を検出することができ
る。

【００４１】（実施形態５）以下、本発明の電動機制御
装置の実施形態５について図面を参照しながら説明す
る。本実施形態の電動機制御装置は、請求項２と請求項
４とに係わる。

【００４２】図７は本実施形態の構成を示すブロック図
である。なお、実施形態１と同じ構成要素には同一番号
を付与して説明を省略する。本実施形態が実施形態１と
異なる点は、電圧検出手段５に代えて電圧換算手段１０
を備え、電動機１の印加電圧を制御器３が出力する制御
信号であるＰＷＭ指令値から換算して求めるようにした
ことにある。この換算処理はマイクロコンピュータによ
り、ＰＷＭの波形から容易に求めることができる。

【００４３】まず、電流検出器６で電動機電流Ｉｑが検
出される。また、電動機１に印加される電圧Ｖｑは、電
圧換算手段１０により、制御器３で算出されるＰＷＭ指
令値を電動機印加電圧Ｖｑに換算することで算出され
る。そこで、速度推定手段７において推定速度を算出す
る。

【００４４】異常検出手段８では、速度推定手段７で算
出される推定速度が設定速度ωs1に達すると制御系に異
常が発生したことを検出して制御を中止することは実施
形態１と同じである。

【００４５】以上のように、制御器３のＰＷＭ指令値か
ら電動機１の印加電圧を換算して求め、その電動機電圧
と電動機電流とから推定速度を求めるようにしたことに
より、電圧検出手段を不要として構成部品を低減でき、
実施形態１の場合と同様の効果を得ることができる。

【００４６】（実施形態６）以下、本発明の電動機制御
装置の実施形態６について図面を参照しながら説明す
る。本実施形態の電動機制御装置は、請求項２と請求項
５とに係わる。

【００４７】図８は本実施形態の構成を示すブロック図
である。なお、実施形態２と同じ構成要素には同一番号
を付与して説明を省略する。本実施形態が実施形態２と
異なる点は、電圧検出手段５に代えて電圧換算手段１０
を備えたことにあり、他の構成は実施形態２と同じであ
る。

【００４８】まず、電流検出器６で電動機電流Ｉｑが検
出される。また、電動機に印加される電圧Ｖｑは、電圧
換算手段１０により、制御器３で算出されるＰＷＭ指令
値を電動機印加電圧Ｖｑに換算することで算出される。
そこで、速度推定手段７において推定速度を算出する。

【００４９】異常検出手段８では、速度推定手段７で算
出される推定速度と速度検出手段２で検出される電動機
１の実速度との速度差△ωを算出する。この速度差△ω
が設定許容差ωs2に達すると制御系に異常が発生したこ
とを検出して制御を中止する。

【００５０】（実施形態７）以下、本発明の電動機制御
装置の実施形態７について図面を参照しながら説明す
る。図９は本実施形態の構成を示すブロック図である。
なお、実施形態３と同じ構成要素には同一番号を付与し
て説明を省略する。本実施形態が実施形態３と異なる点
は、電圧検出手段５に代えて電圧換算手段１０を備えた
ことにあり、他の構成は実施形態３と同じである。

【００５１】まず、電流検出器６で電動機電流Ｉｑが検
出される。また、電動機に印加される電圧Ｖｑは、電圧
換算手段１０により、制御器３で算出されるＰＷＭ指令
値を電動機印加電圧Ｖｑに換算することで算出される。
そこで、速度推定手段７において推定速度を算出する。

【００５２】異常検出手段８では、速度推定手段７で算
出される推定速度と位置制御器３１で算出される指令速
度との速度差△ωを算出する。この速度差△ωが設定許
容差ωs2に達すると制御系に異常が発生したことを検出
して制御を中止する。

【００５３】（実施形態８）以下、本発明の電動機制御
装置の実施形態８について図面を参照しながら説明す
る。図１０は本実施形態の構成を示すブロック図であ
る。なお、実施形態４と同じ構成要素には同一番号を付
与して説明を省略する。本実施形態が実施形態４と異な
る点は、電圧検出手段５に代えて電圧換算手段１０を備
えたことにあり、他の構成は実施形態４と同じである。

【００５４】まず、電流検出器６で電動機電流Ｉｑが検
出される。また、電動機に印加される電圧Ｖｑは、電圧
換算手段１０により、制御器３で算出されるＰＷＭ指令
値を電動機印加電圧Ｖｑに換算することで算出される。
そこで、速度推定手段７において推定速度を算出する。

【００５５】異常検出手段８では、速度推定手段７で算
出される推定速度と位置制御器３１で算出される指令速
度との速度差△ω1、推定速度と速度検出手段２で検出
される実速度との速度差△ω2 、実速度と指令速度との
速度差△ω3 を算出する。この速度差△ω1〜△ω3が設
定許容差ωs2に達すると異常が発生したことを検出して
制御を中止する。

【００５６】（実施形態９）以下、本発明の電動機制御
装置の実施形態９について図面を参照しながら説明す
る。本実施形態の電動機制御装置は請求項３と請求項７
とに係わる。

【００５７】図１１は本実施形態の構成を示すブロック
図である。なお、実施形態４と同じ構成要素には同一番
号を付与して説明を省略する。本実施形態が実施形態４
と異なる点は、判別手段９を備え、異常の発生箇所を判
別するようにしたことにある。なお、異常検出手段８の
異常検出処理は実施形態４と同じであり、説明を省略す
る。

【００５８】判別手段９は、異常検出手段８における異
常検出処理で算出される、推定速度と指令速度との速度
差△ω1 と、推定速度と実速度との速度差△ω2 と、実
速度と指令速度との速度差△ω3 とを用い、推定速度と
前記速度差△ω1〜△ω3と設定許容差ωs2との大小関係
を認識して異常箇所を判別する手段である。

【００５９】以下、判別手段９による異常箇所判別の方
法について説明する。まず、電圧検出手段である電圧検
出器５について考察すると、この電圧検出器５は推定速
度を算出するための手段として電動機１に印加される電
圧Ｖｑを検出するのみに用いられ、全体の制御には無関
係である。したがって、電圧検出器５に異常が発生した
場合、制御状態は正常で、推定速度値のみに異常が生
じ、速度差△ω1、△ω2の両者が判別許容差ωs2より大
きくなる。

【００６０】つぎに、電流検出器６に異常が生じた場
合、電流検出器６で正常な電動機電流が検出されず、制
御器３の電流制御器３３において正常なＰＷＭ指令が算
出されないので、電動機１を指令通りに駆動することが
できず、指令速度、および実速度が不正確になる。ま
た、速度推定手段７では速度を推定するための電動機電
流Ｉｑを正常に検出できず、正確な推定速度を得ること
ができなくなる。したがって、この場合には推定速度、
実速度、指令速度がいずれも不正確な値となる。

【００６１】つぎに、エンコーダ２１に異常が生じた場
合、速度検出手段２における正確な実速度の算出は不可
能となり、また、エンコーダ２１による正常な電動機１
の実位置を検出できず、したがって、位置指令と実位置
とから算出される指令速度は不正確となる。また、この
指令速度の不正確から指令電流も不正確となり正確な推
定速度を算出することができない。したがって、この場
合にも推定速度、実速度、指令速度が不正確な値とな
る。結局、電流検出器６とエンコーダ２１のいずれか、
または両者ともに異常が生じた場合には、各速度差△ω
1、△ω2、△ω3のすべてが判定許容差ωs2より大きく
なる。

【００６２】そこで、各速度差△ω1、△ω2、△ω3 の
すべてが判定許容差ωs2を超えるとき、電流検出器６の
異常と、エンコーダ２１の異常とのいずれであるかを判
別する必要がある。そのために、電動機実電流Ｉｒと速
度制御器３２で算出される指令電流Ｉｃとを比較する。
仮に、エンコーダ２１が正常に動作している場合、速度
制御器６で算出される指令電流Ｉｃは正常に算出され
る。これに対して、電流検出器６の異常により電動機の
実電流Ｉｒは正常に検出されない。したがって、指令電
流Ｉｃと実電流Ｉｒとの電流差△Ｉを算出し、設定許容
差Ｉｓを超えるときは電流検出器６に異常ありと判断す
る。また、△ＩがＩｓ以下のときはエンコーダ２１に異
常ありと判断できる。

【００６３】以上のように、異常検出手段８により制御
系の異常を検出できるとともに、判別手段９により異常
の発生箇所を特定することができる。

【００６４】なお、本実施形態では、異常検出手段８に
より算出した速度差△ω1、△ω2、および△ω3 を用い
たが、判別手段９自身で算出して用いる構成としてもよ
いことは言うまでもなく、異常検出手段８の異常検出方
法に関わらずに制御装置を構成できる。

【００６５】（実施形態１０）以下、本発明の電動機制
御装置の実施形態１０について図面を参照しながら説明
する。図１２は本実施形態の構成を示すブロック図であ
る。なお、実施形態９と同じ構成要素には同一番号を付
与して説明を省略する。本実施形態が実施形態９と異な
る点は、電圧検出手段５に代えて電圧換算手段１０を設
けたことにあり、他の構成と、動作、および効果は実施
形態９と同じであるので説明を省略する。

【００６６】

【発明の効果】請求項１に係わる本発明は、電動機の推
定速度を算出し、その推定速度を制御系の制御状態と対
比して異常を検出するようにしたことにより、検出手段
に異常が発生しても制御系の異常を速やかに的確に検出
することができる。また、請求項２に係わる本発明は、
制御信号から電動機電圧を換算することにより、電圧検
出手段を設けることなく請求項１に係わる本発明と同様
の効果を得ることができる。また、請求項３に係わる本
発明は、請求項１または請求項２と同様に異常を検出で
きるとともに、異常の発生箇所を特定することができ
る。また、請求項４に係わる本発明は、異常検出処理に
おいて、推定速度を設定速度と対比することにより、異
常を検出して設定速度を超えることなく制御を中止する
ことができる。また、請求項５に係わる本発明は、異常
検出処理において推定速度を実速度と対比することによ
り、全速度領域で異常を検出して制御を中止することが
できる。また、請求項６に係わる本発明は、異常検出処
理において推定速度を指令速度と対比することにより、
検出器に異常が発生しても指令速度を超えることなく制
御を中止することができる。また、請求項７に係わる本
発明は、異常検出処理において推定速度を指令速度およ
び実速度と対比し、かつ指令速度と実速度とを対比する
ことにより種々の異常を検出して、制御を中止すること
ができる。

【００６７】なお、異常検出処理において、実施の形態
で説明した処理のあらゆる組み合せが可能であることは
言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動機制御装置の実施形態１の構成を
示すブロック図

【図２】電動機の構成を示すブロック図

【図３】電動機の推定速度を求める制御系の構成を示す
ブロック図

【図４】本発明の電動機制御装置の実施形態２の構成を
示すブロック図

【図５】本発明の電動機制御装置の実施形態３の構成を
示すブロック図

【図６】本発明の電動機制御装置の実施形態４の構成を
示すブロック図

【図７】本発明の電動機制御装置の実施形態５の構成を
示すブロック図

【図８】本発明の電動機制御装置の実施形態６の構成を
示すブロック図

【図９】本発明の電動機制御装置の実施形態７の構成を
示すブロック図

【図１０】本発明の電動機制御装置の実施形態８の構成
を示すブロック図

【図１１】本発明の電動機制御装置の実施形態９の構成
を示すブロック図

【図１２】本発明の電動機制御装置の実施形態１０の構
成を示すブロック図

【図１３】従来の電動機制御装置の構成を示すブロック
図

【符号の説明】

１電動機２速度検出手段３制御器（制御手段）４スイッチングトランジスタ（スイッチング手段）５電圧検出器（電圧検出手段）６電流検出器（電流検出手段）７速度推定手段８異常検出手段９判別手段１０電圧換算手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象の電動機の実位置と実速度とを
検出する速度検出手段と、前記実位置および実速度と外
部から与えた位置指令とに基づいて前記電動機に与える
指令速度を算出し、前記指令速度に対応する指令電流を
与える制御信号を出力して、前記実位置が前記位置指令
に合致するように位置制御する制御手段と、前記制御信
号により前記電動機を駆動するスイッチング手段とを備
えた電動機制御装置において、前記電動機に印加される
電圧を検出する電圧検出手段と、前記電動機に流れる電
流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段と前記
電流検出手段とから検出される電圧と電流とにより前記
電動機の速度を推定する速度推定手段と、前記推定速度
に基づいて制御系の異常を検出する異常検出手段とを備
え、前記異常検出手段により前記推定速度を現時点の制
御状態と対比して異常を検出するようにした電動機制御
装置。
【請求項２】制御対象の電動機の実位置と実速度とを
検出する速度検出手段と、前記実位置および実速度と外
部から与えた位置指令とに基づいて前記電動機に与える
指令速度を算出し、前記指令速度に対応する指令電流を
与える制御信号を出力して、前記実位置が前記位置指令
に合致するように位置制御する制御手段と、前記制御信
号により前記電動機を駆動するスイッチング手段とを備
えた電動機制御装置において、前記制御信号から前記電
動機に印加される電圧を換算出力する電圧換算手段と、
前記電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、前
記電圧換算手段と前記電流検出手段とから検出される電
圧と電流とにより前記電動機の速度を推定する速度推定
手段と、前記推定速度に基づいて制御系の異常を検出す
る異常検出手段とを備え、前記異常検出手段により前記
推定速度を現時点の制御状態と対比して異常を検出する
ようにした電動機制御装置。
【請求項３】異常の発生箇所を判別する判別手段を備
え、前記判別手段は、推定速度と、実速度と、指令速度
と、電動機電流と、指令電流とに基づいて制御系の異常
発生箇所を判別するようにした請求項１または請求項２
のいずれかに記載の電動機制御装置。
【請求項４】異常検出手段は、推定速度を所定の設定
速度と対比し、推定速度が前記設定速度に達したときに
制御系の異常を検出するようにした請求項１ないし請求
項３のいずれかに記載の電動機制御装置。
【請求項５】異常検出手段は、推定速度を実速度と対
比し、推定速度と実速度との差異が所定値に達したとき
に制御系の異常を検出するようにした請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の電動機制御装置。
【請求項６】異常検出手段は、推定速度を指令速度と
対比し、推定速度と指令速度との差異が所定値に達した
ときに制御系の異常を検出するようにした請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の電動機制御装置。
【請求項７】異常検出手段は、推定速度を指令速度お
よび実速度と対比するとともに、実速度を指令速度と対
比し、推定速度と指令速度との差異、推定速度と実速度
との差異、実速度と指令速度との差異を算出し、これら
の差異のいずれかが所定値に達したときに制御系の異常
を検出するようにした請求項１ないし請求項３のいずれ
かに記載の電動機制御装置。