特許 5825303 回転電機の制御装置および回転電機システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5825303

(24)【登録日】2015年10月23日

(45)【発行日】2015年12月2日

(54)【発明の名称】回転電機の制御装置および回転電機システム

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/244 20060101AFI20151112BHJP

   H02P 29/00 20060101ALI20151112BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/244 K

   H02P5/00 T

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-159851(P2013-159851)

(22)【出願日】2013年7月31日

(65)【公開番号】特開2015-31545(P2015-31545A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2015年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】岐部 泰志

(72)【発明者】

【氏名】大屋 広明

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５０２２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−２２１８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−２７９８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−６２４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−１００４１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／００− ５／２５２

Ｇ０１Ｄ ５／３９− ５／６２

Ｇ０１Ｂ ７／００− ７／３４

Ｇ０１Ｂ１１／００−１１／３０

Ｇ０１Ｂ２１／００−２１／３２

Ｈ０２Ｐ２９／００−２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機の回転位置を示す第１の信号と前記回転位置の変化量を示す第２の信号とを入力し、当該入力された信号に基づいて前記回転位置を示す位置情報を生成する位置情報生成部と、
前記位置情報生成部から出力される前記位置情報に基づいて前記回転電機を制御する制御部と、を備え、
前記位置情報生成部は、
前記位置情報を記憶する位置記憶部と、
前記第２の信号に基づいて前記位置記憶部に記憶された前記位置情報を繰り返し更新する更新部と、
前記制御部からリセット要求があった場合、前記位置記憶部に記憶された前記位置情報を前記第１の信号に応じた位置情報に設定する設定部と、
前記位置記憶部に記憶された前記位置情報を前記制御部に出力する出力部と、を有し、
前記制御部は、
前記位置情報生成部から出力される前記位置情報を取得する取得部と、
前記位置情報生成部に対して前記リセット要求を行い、前記リセット要求を行った前後で前記取得部により取得される前記位置情報に基づき、前記位置情報の異常を判定する異常判定部を有する
ことを特徴とする回転電機の制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記リセット要求を行った前後で前記取得部により取得される前記位置情報に基づき、当該位置情報の変化量が所定量以上であるか否かを判定し、当該判定結果に基づき前記位置情報の異常を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記リセット要求を行った前後で前記取得部により取得される前記位置情報に基づき、当該位置情報の変化量が所定量以上であり且つ前記回転電機の回転方向に対して前記位置情報が逆方向に変化するか否かを判定し、当該判定結果に基づき前記位置情報の異常を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記リセット要求を行った前後で前記取得部により取得される前記位置情報に基づき、前記回転電機の回転方向に対して前記位置情報が逆方向に変化するか否かを判定し、当該判定結果に基づき前記位置情報の異常を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記回転電機の回転を開始し、かつ、リセット要求を行った後、時間間隔を空けて再度のリセット要求を行い、当該再度のリセット要求を行った前後で前記取得部により取得される前記位置情報に基づき、前記位置情報が異常であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転電機の制御装置。

【請求項6】

前記制御部によって表示内容が制御される表示部を備え、
前記制御部は、
前記位置情報が異常であると判定した場合、異常内容を前記表示部に表示する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転電機の制御装置。

【請求項7】

前記更新部は、
前記制御部から取得される情報抽出条件に基づき前記第１および第２の信号から情報を抽出して前記位置情報を生成し、
前記異常判定部は、
前記位置情報が異常であると判定した場合、当該異常を解決する前記情報抽出条件を選択し、当該選択した前記情報抽出条件を前記位置情報生成部に出力する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転電機の制御装置。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１つに記載の回転電機の制御装置と、前記回転電機と、前記回転電機の回転を検出して前記第１および第２の信号を出力するエンコーダとを備える
ことを特徴とする回転電機システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、回転電機の制御装置および回転電機システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータや発電機などの回転電機の回転位置をエンコーダなどの位置センサで検出することにより回転電機を制御するモータ制御装置が知られている。位置センサは、例えば、回転電機の回転位置を示すアブソリュート信号や回転電機の回転位置の変化量を示すインクリメンタル信号などを出力し、モータ制御装置は、位置センサから出力される信号に基づいて、回転電機の回転位置を求める。

【0003】

回転電機の制御装置と位置センサとは、複数の信号線で接続される。そのため、信号線の配線誤りなどが生じるおそれがある。信号線の配線誤りがある場合、回転電機の回転位置を正常に求めることができず、回転電機の制御が難しくなる。また、配線誤り以外の原因によっても、回転電機の回転位置を精度よく求めることができない事態が生じることがあり、この場合も、回転電機の制御が難しくなることがある。

【0004】

そこで、アブソリュート信号によって求められる回転電機の絶対位置の変化量と、インクリメンタル信号によって求められる回転電機の相対位置の変化量とを比較して信号線の異常を検出する異常検出装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平４−６２４２０号公報

【特許文献2】特開平３−１００４１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

回転電機の制御に用いられる位置センサの仕様は様々であり、また、回転電機の種類によっては位置センサを用いないセンサレス制御が可能である。そのため、位置センサからの信号に基づき回転電機の回転位置を示す位置情報を生成す位置情報生成部を、例えば、オプション基板として追加可能な回転電機の制御装置が知られている（例えば、特開２００８−１０８０９４号公報参照）。

【0007】

しかし、かかる位置情報生成部に上述した異常検出装置を設けようとすると、位置情報生成部の構成が複雑になって製造コストが上昇する。

【0008】

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、位置センサからの信号に基づいて生成される位置情報の異常を検出することができる回転電機の制御装置および回転電機システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

実施形態の一態様に係る回転電機の制御装置は、位置情報生成部と、制御部とを備える。前記位置情報生成部は、回転電機の回転位置を示す第１の信号と前記回転位置の変化量を示す第２の信号とを入力し、当該入力された信号に基づいて前記回転位置を示す位置情報を生成する。前記制御部は、前記位置情報生成部から出力される前記位置情報に基づいてモータを制御する。さらに、前記位置情報生成部は、位置記憶部と、更新部と、設定部と、出力部とを有し、前記制御部は、取得部と、異常判定部とを有する。前記位置記憶部は、前記位置情報を記憶する。前記更新部は、前記第２の信号に基づいて前記位置記憶部に記憶された前記位置情報を繰り返し更新する。前記設定部は、前記制御部からリセット要求があった場合、前記位置記憶部に記憶された前記位置情報を前記第１の信号に応じた位置情報に設定する。前記出力部は、前記位置記憶部に記憶された前記位置情報を前記制御部に出力する。前記取得部は、前記位置情報生成部から出力される前記位置情報を取得する。前記異常判定部は、前記位置情報生成部に対して前記リセット要求を行い、前記リセット要求を行った前後で前記取得部により取得される前記位置情報の変化に基づき、前記位置情報の異常を判定する。

【発明の効果】

【0010】

実施形態の一態様によれば、位置センサからの信号に基づいて生成される位置情報の異常を検出することができる回転電機の制御装置および回転電機システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態に係る回転電機システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、図１に示すエンコーダの構成例を示す図である。

【図3A】図３Ａは、Ｃ相信号およびＤ相信号とモータの機械角との関係を示す図である。

【図3B】図３Ｂは、Ａ相信号およびＢ相信号とモータの機械角との関係を示す図である。

【図4】図４は、位置情報生成部の構成例を示す図である。

【図5】図５は、位置情報の構成例を示す図である。

【図6】図６は、制御部の構成例を示す図である。

【図7】図７は、異常判定処理によって判定される異常内容と異常原因との関係を示す図である。

【図8】図８は、異常判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図9A】図９Ａは、異常判定処理における、位置情報、電源電圧、運転指令およびリセット要求との関係を示す図（その１）である。

【図9B】図９Ｂは、異常判定処理における、位置情報、電源電圧、運転指令およびリセット要求との関係を示す図（その２）である。

【図9C】図９Ｃは、異常判定処理における、位置情報、電源電圧、運転指令およびリセット要求との関係を示す図（その３）である。

【図10A】図１０Ａは、異常判定処理における、位置情報、電源電圧、運転指令およびリセット要求との関係を示す図（その４）である。

【図10B】図１０Ｂは、異常判定処理における、位置情報、電源電圧、運転指令およびリセット要求との関係を示す図（その５）である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する回転電機の制御装置および回転電機システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0013】

［１．回転電機システムの構成］
図１は、実施形態に係る回転電機システムの構成を示す図である。図１に示すように、実施形態に係る回転電機システム１は、回転電機２、エンコーダ３および制御装置４を備える。回転電機２は、制御装置４から供給される電流に基づき、回転軸Ａｘを中心としてシャフト８を回転する。なお、以下においては、回転電機２がＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータやＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）モータなどのモータであるものとして説明するが、回転電機２は、発電機などであってもよい。

【0014】

エンコーダ３は、回転電機２のシャフト８の回転に応じたアブソリュート信号Ｓｐａ（第１の信号の一例）およびインクリメンタル信号Ｓｐｉ（第２の信号の一例）を出力する。アブソリュート信号Ｓｐａは、回転電機２の回転位置を示す信号である。かかるアブソリュート信号Ｓｐａは、例えば、シャフト８の１回転当たり１周期の正弦波信号および余弦波信号を含む。シャフト８の１回転が回転電機２の機械角３６０度である。

【0015】

また、インクリメンタル信号Ｓｐｉは、回転電機２の回転位置の変化量を示す信号である。かかるインクリメンタル信号Ｓｐｉは、例えば、シャフト８の１回転当たり２^N（Ｎは２以上の整数）周期の正弦波信号および余弦波信号を含む。

【0016】

制御装置４は、位置情報生成部５、制御部６および電力変換部７を備える。位置情報生成部５は、エンコーダ３からアブソリュート信号Ｓｐａおよびインクリメンタル信号Ｓｐｉを取得し、これらの信号Ｓｐａ、Ｓｐｉに基づいて回転電機２の位置情報Ｐを生成する。位置情報Ｐは、回転電機２の回転位置を示す情報であり、回転電機２の機械角θを示す。

【0017】

制御部６は、例えば、位置情報生成部５から取得した位置情報Ｐから回転電機２の速度情報を生成し、かかる速度情報と上位装置から取得した速度指令との偏差がゼロになるように制御信号を生成して電力変換部７へ出力する。電力変換部７は、制御信号に応じた電流を回転電機２へ出力する。これにより、位置指令に応じた回転電機２の回転が実行される。

【0018】

位置情報生成部５は、例えば、オプション基板であり、制御部６に選択的に接続される。したがって、制御装置４は、位置情報Ｐを用いずに回転電機２の制御を行う場合、位置情報生成部５を接続しなくてよいことから、安価な制御装置４を提供することができる。

【0019】

位置情報生成部５は、リセット要求があった場合、アブソリュート信号Ｓｐａに応じた位置情報Ｐを位置記憶部２０に設定し、その後、インクリメンタル信号Ｓｐｉに基づいて位置情報Ｐを更新する。

【0020】

かかる位置情報生成部５は、位置記憶部２０と、更新部２１と、設定部２２と、出力部２３とを備える。位置記憶部２０は、回転電機２の位置情報Ｐを記憶する。更新部２１は、インクリメンタル信号Ｓｐｉに基づいて位置記憶部２０に記憶された位置情報Ｐを繰り返し更新する。また、設定部２２は、制御部６からリセット要求があった場合、位置記憶部２０に記憶された位置情報Ｐをアブソリュート信号Ｓｐａに応じた位置情報に設定する。位置記憶部２０に記憶された位置情報Ｐは、出力部２３により制御部６に出力される。

【0021】

制御部６は、取得部６０、制御信号生成部６１および異常判定部６２を備える。取得部６０は、位置情報生成部５から出力される位置情報Ｐを取得する。制御信号生成部６１は、例えば、位置情報Ｐから速度情報を求め、かかる速度情報と速度指令とに基づいて制御信号を生成して電力変換部７へ出力する。電力変換部７は、例えば、インバータやマトリクスコンバータなどであり、制御信号に基づいて回転電機２を駆動する電流を回転電機２に供給する。

【0022】

異常判定部６２は、制御信号生成部６１により回転電機２のシャフト８が回転している状態で、位置情報生成部５に対してリセット要求を行い、かかるリセット要求を行った前後で取得部６０により取得される位置情報Ｐに基づき、位置情報Ｐの異常を判定する。例えば、異常判定部６２は、リセット要求を行う直前の位置情報Ｐとリセット要求を行った直後の位置情報Ｐとの差が所定値以上の場合に位置情報Ｐが異常であることを検出する。

【0023】

かかる異常判定部６２によって検出できる位置情報Ｐの異常は、例えば、エンコーダ３と位置情報生成部５との間の接続誤り（以下、エンコーダ接続誤りと記載する場合がある）や、制御部６による位置情報生成部５への設定誤りなどである。以下、回転電機システム１の構成例についてさらに具体的に説明する。

【0024】

［２．エンコーダ３の構成］
まず、エンコーダ３の構成例について説明する。図２は、エンコーダ３の構成例を示す図である。図２に示すように、エンコーダ３は、シャフト８の回転軸Ａｘを中心として回転する回転板９を有する。かかる回転板９には、回転角度の絶対位置を示すアブソリュートパターン１０１と、回転角度の相対位置を示すインクリメンタルパターン１０２とがそれぞれ円周方向に形成される。なお、図２に示すパターン１０１、１０２は、透過パターンであるが、パターン１０１、１０２は反射パターンであってもよい。

【0025】

エンコーダ３は、フォトダイオード１０３ａ〜１０３ｄと、フォトセンサ１０４ａ〜１０４ｄとを有する。アブソリュートパターン１０１は、Ｃ相パターンとＤ相パターンを有し、フォトダイオード１０３ａおよびフォトセンサ１０４ａによりＤ相パターンが検出され、フォトダイオード１０３ｂおよびフォトセンサ１０４ｂによりＣ相パターンが検出される。

【0026】

また、インクリメンタルパターン１０２は、Ａ相パターンとＢ相パターンを有し、フォトダイオード１０３ｃおよびフォトセンサ１０４ｃによりＢ相パターンが検出され、フォトダイオード１０３ｄおよびフォトセンサ１０４ｄによりＡ相パターンが検出される。

【0027】

エンコーダ３は、信号処理部１０５を有する。かかる信号処理部１０５は、フォトセンサ１０４ａ〜１０４ｄから出力される検出信号に基づいて、Ａ相パターン、Ｂ相パターン、Ｃ相パターンおよびＤ相パターンにそれぞれ応じたＡ相信号Ｓａ、Ｂ相信号Ｓｂ、Ｃ相信号ＳｃおよびＤ相信号Ｓｄを出力する。

【0028】

Ａ相信号Ｓａは、信号Ｓａ＋，Ｓａ−により構成される差動信号であり、Ｂ相信号Ｓｂ、Ｃ相信号ＳｃおよびＤ相信号Ｓｄも同様に差動信号である。また、Ｃ相信号ＳｃおよびＤ相信号Ｓｄがアブソリュート信号Ｓｐａであり、Ａ相信号ＳａおよびＢ相信号Ｓｂがインクリメンタル信号Ｓｐｉである。

【0029】

図３Ａは、Ｃ相信号ＳｃおよびＤ相信号Ｓｄと回転電機２の機械角θとの関係を示す図である。図３Ａに示すように、Ｃ相信号Ｓｃは、機械角３６０度を１周期とする正弦波信号であり、Ｄ相信号Ｓｄは、機械角３６０度を１周期とする余弦波信号である。

【0030】

図３Ｂは、Ａ相信号ＳａおよびＢ相信号Ｓｂと回転電機２の機械角θとの関係を示す図である。図３Ｂに示すように、Ａ相信号Ｓａは、機械角３６０度当たり２^N（Ｎは２以上の整数）周期の正弦波信号であり、Ａ相信号Ｓａは、機械角３６０度当たり２^N周期の余弦波信号である。

【0031】

なお、上述したエンコーダ３の構成は、一例であり、エンコーダ３は、上述した構成に限定されない。例えば、アブソリュート信号Ｓｐａは、図３Ａに示すＣ相信号ＳｃおよびＤ相信号Ｓｄに限定されるものではなく、例えば、回転電機２の機械角θが大きくなるほど値が大きくなる信号であってもよい。また、インクリメンタル信号Ｓｐｉは、Ａ相信号ＳａおよびＢ相信号Ｓｂに限定されるものではなく、例えば、互いに９０度以外の位相を有する信号であってもよく、また、矩形波信号であってもよい。

【0032】

［３．位置情報生成部５の構成］
次に、位置情報生成部５の構成例について説明する。図４は、位置情報生成部５の構成例を示す図である。図４に示すように、位置情報生成部５は、第１コネクタ１０と、第２コネクタ１１と、入力部１２と、設定情報記憶部１３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４と、位置記憶部２０と、更新部２１と、設定部２２と、出力部２３とを備える。

【0033】

第１コネクタ１０は、エンコーダ３の信号ケーブル１０６（図２参照）および電源ケーブル１０７（図２参照）を接続するためのコネクタである。かかる第１コネクタ１０は、信号ケーブル１０６の信号線毎に設けられる複数の端子Ｔ１〜Ｔ８と、電源ケーブル１０７の電源線毎に設けられる端子Ｔ９、Ｔ１０とを有する。回転電機システム１を設置する場合、設置者は、エンコーダ３の各信号線および各電源線を第１コネクタ１０に接続することで、エンコーダ３と位置情報生成部５とを接続する。

【0034】

端子Ｔ１、Ｔ２は、Ｃ相信号Ｓｃを伝送する１対の信号線を接続する端子であり、端子Ｔ３、Ｔ４は、Ｄ相信号Ｓｄを伝送する１対の信号線を接続する端子である。また、端子Ｔ５、Ｔ６は、Ａ相信号Ｓａを伝送する１対の信号線を接続する端子であり、端子Ｔ７、Ｔ８は、Ｂ相信号Ｓｂを伝送する１対の信号線を接続する端子である。また、端子Ｔ９、Ｔ１０は、電源電圧ＶｃおよびグランドＧＮＤをエンコーダ３に供給する端子である。

【0035】

第２コネクタ１１は、制御部６との間を接続するためのコネクタである。かかる第２コネクタ１１は、信号線を接続する端子Ｔ１１〜Ｔ１３と、電源線を接続する端子Ｔ１４、Ｔ１５とを有する。かかる第２コネクタ１１を制御部６に接続することにより、位置情報生成部５に電源電圧ＶＡが制御部６から供給され、また、位置情報生成部５と制御部６との間の通信が可能となる。

【0036】

入力部１２は、端子Ｔ１３を介して制御部６から信号Ｒｘを入力する。信号Ｒｘには、例えば、リセット要求ＲＳＴ、位置情報要求ＰＲＥＱ、設定要求ＳＲＥＱなどが含まれる。入力部１２は、端子Ｔ１２を介して制御部６から入力されるクロック信号Ｃｌｋに同期して信号Ｒｘの入力を行う。なお、ここでは、位置情報生成部５と制御部６との間の通信がシリアル通信であるものとして説明するが、パラレル通信であってもよい。

【0037】

設定情報記憶部１３は、制御部６から設定要求ＳＲＥＱが入力部１２に入力された場合、設定要求ＳＲＥＱに含まれる設定情報を設定情報記憶部１３に記憶する。設定情報は、位置情報の情報抽出条件であり、例えば、エンコーダビット数Ｎ、回転方向ＣＷ／ＣＣＷ、および、位相進み量ＣＺである。

【0038】

エンコーダビット数Ｎは、回転電機２の機械角３６０度に対してインクリメンタル信号Ｓｐｉが何周期分存在するかを示す情報である。例えば、Ｎ＝１１の場合、インクリメンタル信号Ｓｐｉが２０４８（＝２¹¹）周期で回転電機２の機械角３６０度であり、Ｎ＝１２の場合、インクリメンタル信号Ｓｐｉが４０９６（＝２¹²）周期で機械角３６０度である。

【0039】

回転方向ＣＷ／ＣＣＷは、例えば、回転電機２の回転方向の設定情報である。回転方向ＣＷ／ＣＣＷが「１」である場合、例えば、回転電機２の回転子の時計回りが正転方向であることを示し、回転方向ＣＷ／ＣＣＷが「０」である場合、回転電機２の回転子の反時計回りが正転方向であることを示す。位相進み量ＣＺは、Ａ相とＢ相との間の位相ずれ量であり、例えば、Ａ相およびＢ相が正弦波信号および余弦波信号である場合、「９０」に設定される。

【0040】

ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、制御部６から端子Ｔ１４、Ｔ１５を介して入力される電源電圧ＶＡとグランドＧＮＤに基づき、エンコーダ３に供給する電源電圧Ｖｃを生成する。なお、位置情報生成部５は、電源電圧ＶＡに基づいて動作するが、電源電圧ＶＡを変圧した電圧を用いることもできる。

【0041】

位置記憶部２０は、位置情報Ｐを記憶する。図５は、位置情報Ｐの構成例を示す図である。位置情報Ｐは、図５に示すように、上位ビット領域Ｒｕと下位ビット領域Ｒｄとに分かれる。上位ビット領域Ｒｕは、例えば、３２ビットで構成され、下位ビット領域Ｒｄは、例えば、１２ビットで構成される。

【0042】

位置情報Ｐの上位ビット領域Ｒｕには、後述するように、設定部２２により絶対位置情報Ｄｐａが設定され、また、更新部２１により相対位置情報Ｄｐｉの上位ビットデータＤｐｉｕが加算される。また、位置情報Ｐの下位ビット領域Ｒｄには、後述するように、更新部２１により相対位置情報Ｄｐｉの下位ビットデータＤｐｉｄが設定される。

【0043】

更新部２１は、図４に示すように、差動増幅器３０、３１と、Ａ／Ｄ変換器３２、３３と、パルス変換器３４、３５と、位置情報演算部３６と、更新処理部３７とを備える。かかる更新部２１は、Ａ相信号ＳａおよびＢ相信号Ｓｂから回転電機２の相対位置情報Ｄｐｉを求め、かかる相対位置情報Ｄｐｉにより位置記憶部２０の位置情報Ｐを更新する。相対位置情報Ｄｐｉは、回転電機２の機械角θの変化量を示す情報である。

【0044】

差動増幅器３０は、Ａ相信号Ｓａを増幅してＡ／Ｄ変換器３２およびパルス変換器３４へ出力する。差動増幅器３１は、Ｂ相信号Ｓｂを増幅してＡ／Ｄ変換器３３およびパルス変換器３５へ出力する。

【0045】

Ａ／Ｄ変換器３２は、例えば、１２ビットの分解能を有し、Ａ相信号Ｓａを１２ビットのデジタルデータＤａに変換する。また、Ａ／Ｄ変換器３３は、例えば、１２ビットの分解能を有し、Ｂ相信号Ｓｂを１２ビットのデジタルデータＤｂに変換する。

【0046】

パルス変換器３４は、Ａ相信号Ｓａが中点電位Ｖref以上である場合にＨｉｇｈレベルとなり、かつ、Ａ相信号Ｓａが中点電位Ｖref未満である場合にＬｏｗレベルとなるパルス信号Ｓｐ１を位置情報演算部３６に出力する。また、パルス変換器３５は、Ｂ相信号Ｓｂが中点電位Ｖref以上である場合にＨｉｇｈレベルとなり、かつ、Ｂ相信号Ｓｂが中点電位Ｖref未満である場合にＬｏｗレベルとなるパルス信号Ｓｐ２を位置情報演算部３６に出力する。

【0047】

位置情報演算部３６は、設定情報記憶部１３に記憶された設定情報とパルス信号Ｓｐ１、Ｓｐ２とに基づいて、インクリメンタル信号Ｓｐｉの１周期分および回転方向を示す情報として、「＋１」または「−１」を検出し、内部カウンタを加算する。

【0048】

例えば、回転方向ＣＷ／ＣＣＷが「１」であり、位相進みＣＺが「９０」であるか、回転方向ＣＷ／ＣＣＷが「０」であり、位相進みＣＺが「−９０」であるとする。この場合、位置情報演算部３６は、例えば、パルス信号Ｓｐ１の立ち上がりの後に、パルス信号Ｓｐ２が立ち上がる場合、「＋１」を内部カウンタに加算する。また、位置情報演算部３６は、例えば、パルス信号Ｓｐ１の立ち上がりの後に、パルス信号Ｓｐ２が立ち下がる場合、「−１」を内部カウンタに加算する。

【0049】

一方、回転方向ＣＷ／ＣＣＷが「０」であり、位相進みＣＺが「９０」であるか、回転方向ＣＷ／ＣＣＷが「１」であり、位相進みＣＺが「−９０」であるとする。この場合、位置情報演算部３６は、例えば、パルス信号Ｓｐ１の立ち上がりの後に、パルス信号Ｓｐ２が立ち上がる場合、「−１」を内部カウンタに加算する。また、位置情報演算部３６は、例えば、パルス信号Ｓｐ１の立ち上がりの後に、パルス信号Ｓｐ２が立ち下がる場合、「＋１」を内部カウンタに加算する。

【0050】

位置情報演算部３６は、更新処理部３７からの要求に応じて内部カウンタでカウントされた情報を相対位置情報Ｄｐｉの上位ビットデータＤｐｉｕとして出力し、内部カウンタの値をゼロに設定する。相対位置情報Ｄｐｉは、機械角θの変化量Δθを示す情報であり、上位ビットデータＤｐｉｕは、インクリメンタル信号Ｓｐｉの周期単位の変化分を示すデータである。

【0051】

また、位置情報演算部３６は、デジタルデータＤａとデジタルデータＤｂとに基づき、インクリメンタル信号Ｓｐｉの１周期内の位置を示す情報を相対位置情報Ｄｐｉの下位ビットデータＤｐｉｄとして求める。位置情報演算部３６は、Ａ／Ｄ変換器３２、３３の分解能が例えば１２ビットである場合、下記式（１）の演算により、相対位置情報Ｄｐｉの下位ビットデータＤｐｉｄを求める。
Ｄｐｉｄ＝ｔａｎ^-1（Ｄａ／Ｄｂ）÷２π×２¹² ・・・（１）

【0052】

更新処理部３７は、所定周期で、位置情報演算部３６から相対位置情報Ｄｐｉを取得し、かかる相対位置情報Ｄｐｉに基づき、位置記憶部２０に記憶された位置情報Ｐを更新する。更新処理部３７は、例えば、回転方向ＣＷ／ＣＣＷが「１」である場合、相対位置情報Ｄｐｉに基づき、位置情報Ｐを更新し、回転方向ＣＷ／ＣＣＷが「０」である場合、反転した相対位置情報Ｄｐｉに基づき、位置情報Ｐを更新する。なお、更新処理部３７で相対位置情報Ｄｐｉを反転するのではなく、位置情報演算部３６が回転方向ＣＷ／ＣＣＷに応じた相対位置情報Ｄｐｉを出力することもできる。

【0053】

設定部２２は、差動増幅器４０、４１と、Ａ／Ｄ変換器４２、４３と、位置情報演算部４４と、設定処理部４５とを備える。かかる設定部２２は、Ｃ相信号ＳｃおよびＤ相信号Ｓｄから回転電機２の絶対位置情報Ｄｐａを求め、かかる絶対位置情報Ｄｐａを位置記憶部２０に記憶する。絶対位置情報Ｄｐａは、回転電機２の機械角θを示すデータである。

【0054】

差動増幅器４０は、Ｃ相信号Ｓｃを差動増幅してＡ／Ｄ変換器４２へ出力する。Ａ／Ｄ変換器４２は、例えば、１２ビットの分解能を有し、Ｃ相信号Ｓｃを１２ビットのデジタルデータＤｃに変換する。また、差動増幅器４１は、Ｄ相信号Ｓｄを差動増幅してＡ／Ｄ変換器４３へ出力する。Ａ／Ｄ変換器４３は、例えば、１２ビットの分解能を有し、Ｄ相信号Ｓｄを１２ビットのデジタルデータＤｄに変換する。

【0055】

位置情報演算部４４は、Ａ／Ｄ変換器４２から出力されるデジタルデータＤｃと、Ａ／Ｄ変換器４３から出力されるデジタルデータＤｄとに基づき、回転電機２の絶対位置情報Ｄｐａを求める。

【0056】

Ｃ相信号Ｓｃは正弦波信号であり、Ｄ相信号Ｓｄは余弦波信号であることから、回転電機２の機械角θは、下記式（２）により導くことができる。
θ＝ｔａｎ^-1（Ｄｃ／Ｄｄ） ・・・（２）

【0057】

ここで、絶対位置情報Ｄｐａのビット数をエンコーダビット数と同じＮビットとすると、下記式（３）の関係が成り立つ。エンコーダビット数Ｎは、回転電機２の機械角３６０度に対してインクリメンタル信号Ｓｐｉが何周期分存在するかを示す情報である。
θ／２π＝Ｄｐａ／２^N ・・・（３）

【0058】

そこで、位置情報演算部４４は、例えば下記式（４）の演算により、絶対位置情報Ｄｐａを求める。なお、エンコーダビット数は、上述したように、設定情報記憶部１３に記憶されており、位置情報演算部４４は、設定情報記憶部１３からエンコーダビット数Ｎを取得する。
Ｄｐａ＝ｔａｎ^-1（Ｄｃ／Ｄｄ）÷２π×２^N ・・・（４）

【0059】

絶対位置情報Ｄｐａは、このように、機械角θをＮビットで表したデータである。例えば、Ｎ＝１２で、θ＝９０度の場合、Ｄｐａ＝１０２３であり、また、Ｎ＝１２で、θ＝１８０度の場合、Ｄｐａ＝２０４７である。

【0060】

設定処理部４５は、制御部６からリセット要求ＲＳＴが入力部１２に入力された場合、位置情報演算部４４によって取得された絶対位置情報Ｄｐａを位置記憶部２０に設定する。なお、設定処理部４５は、回転方向ＣＷ／ＣＣＷが「１」である場合、絶対位置情報Ｄｐａをそのまま位置記憶部２０に設定し、回転方向ＣＷ／ＣＣＷが「０」である場合、絶対位置情報Ｄｐａを反転して位置記憶部２０に設定する。なお、設定処理部４５で絶対位置情報Ｄｐａを反転するのではなく、位置情報演算部４４が回転方向ＣＷ／ＣＣＷに応じた絶対位置情報Ｄｐａを出力することもできる。

【0061】

なお、Ａ／Ｄ変換器３２、３３、４２、４３、位置情報演算部３６、４４、更新処理部３７および設定処理部４５は、例えばマイクロコンピュータやＡＳＩＣなどによって構成される。マイクロコンピュータは、例えば、Ａ／Ｄ変換器、入出力バス、入出力ポート、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、および、ＲＡＭ（Random Access Memory）などによって構成される。また、設定情報記憶部１３や位置記憶部２０は、例えば、ＲＡＭやフラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子などによって構成され、入力部１２や出力部２３は、例えば、通信用ＩＣなどにより構成される。

【0062】

出力部２３は、端子Ｔ１２を介してクロック信号Ｃｌｋに同期して制御部６に信号Ｔｘを出力する。出力部２３は、例えば、位置情報要求ＰＲＥＱが入力部１２に入力された場合、位置記憶部２０から位置情報Ｐを取得し、位置情報Ｐを含む信号Ｔｘを制御部６に送信する。

【0063】

［４．制御部６の構成］
次に、制御部６の構成について説明する。図６は、制御部６の構成例を示す図である。図６に示すように、制御部６は、コネクタ５１と、通信部５２と、エンコーダ情報設定部５３と、表示部５４と、取得部６０と、制御信号生成部６１と、異常判定部６２とを備える。

【0064】

コネクタ５１は、通信線を接続する端子Ｔ２１〜Ｔ２３と、電源線を接続する端子Ｔ２４、Ｔ２５とを有する。かかるコネクタ５１は、位置情報生成部５の第２コネクタ１１に接続される。なお、制御装置４は、例えば、ハウジングを有しており、位置情報生成部５、制御部６および電力変換部７は、かかるハウジングに収納される。

【0065】

通信部５２は、例えば、通信用ＩＣなどにより構成され、位置情報生成部５との間の信号の入出力を行う。通信部５２は、例えば、位置情報生成部５から出力される信号Ｔｘを受信し、また、位置情報生成部５へ信号Ｒｘを出力する。また、通信部５２は、位置情報生成部５にクロック信号Ｃｌｋを出力する。

【0066】

エンコーダ情報設定部５３は、設定情報を定期的に通信部５２に出力し、設定要求ＳＲＥＱを含む信号Ｒｘを定期的に通信部５２から位置情報生成部５に出力させる。設定要求ＳＲＥＱには、例えば、エンコーダビット数Ｎ、回転方向ＣＷ／ＣＣＷ、および、位相進み量ＣＺなどの設定情報が含まれる。

【0067】

表示部５４は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electoro Luminescence）等の表示デバイスにより構成されており、例えば、異常判定部６２からの要求に応じた文字や画像を表示する。

【0068】

取得部６０は、異常判定部６２からの要求に基づき位置情報要求ＰＲＥＱを定期的に通信部５２から位置情報生成部５に出力させる。取得部６０は、位置情報要求ＰＲＥＱに対し位置情報生成部５から出力される信号Ｔｘに含まれる位置情報Ｐを通信部５２から取得する。

【0069】

制御信号生成部６１は、例えば、取得部６０によって取得された位置情報Ｐから速度情報を求め、かかる速度情報と速度指令とに基づいて制御信号を生成して電力変換部７へ出力する。また、制御信号生成部６１は、例えば、回転電機２に直流電流を流す制御信号を生成して電力変換部７へ出力し、磁軸を引き込んで初期磁極位置を設定する。

【0070】

異常判定部６２は、異常判定処理を実行する。かかる異常判定処理によって判定される異常には、例えば、逆回転異常と位相異常とがある。逆回転異常は、制御信号生成部６１による回転電機２の回転方向に対し位置情報Ｐが逆方向に変化する異常である。位相異常は、逆回転異常以外の位置情報Ｐの異常である。図７は、異常判定処理によって判定される異常内容と異常原因との関係を示す図である。

【0071】

エンコーダ接続誤りは、例えば、電力変換部７の出力電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗがそれぞれ回転電機２のＵ相、Ｗ相、Ｖ相に接続された場合などであり、位置情報Ｐが制御信号生成部６１による回転電機２の回転方向とは反転した位相を示す情報になる。また、回転方向ＣＷ／ＣＣＷの設定誤りがある場合も同様に、位置情報Ｐが制御信号生成部６１による回転電機２の回転方向とは反転した位相を示す情報になる。位相進み量ＣＺの設定誤りがある場合も同様に、位置情報Ｐの変化が制御信号生成部６１による回転電機２の回転方向とは逆方向になる。

【0072】

また、ＡＢ相間の配線誤りは、Ａ相信号Ｓａの信号線とＢ相信号Ｓｂの信号線との逆接続により生じ、Ａ相信号ＳａとＢ相信号Ｓｂとが逆に入力される入力誤りになるため、位置情報生成部５による位置情報Ｐが逆方向に更新される。そのため、位置情報Ｐの変化が制御信号生成部６１による回転電機２の回転方向とは逆方向になる。

【0073】

Ａ相内の配線誤りやＢ相内の配線誤りの場合も同様に、位置情報Ｐの変化が制御信号生成部６１による回転電機２の回転方向とは逆方向になる。Ａ相内の配線誤りは、端子Ｔ５、Ｔ６に対しＡ相信号Ｓａを構成する信号Ｓａ＋，Ｓａ−の逆接続により生じ、信号Ｓａ＋と信号Ｓａ−とが逆に入力される入力誤りになる。また、Ｂ相内の配線誤りは、端子Ｔ７、Ｔ８に対しＢ相信号Ｓｂを構成する信号Ｓｂ＋，Ｓｂ−の逆接続により生じ、信号Ｓｂ＋と信号Ｓｂ−とが逆に入力される入力誤りになる。

【0074】

なお、位相進み量ＣＺの設定誤り、ＡＢ相間の配線誤り、Ａ相内の配線誤りおよびＢ相内の配線誤りの場合、後述するように、位相異常も生じる。

【0075】

また、ＣＤ相間の配線誤りは、Ｃ相信号Ｓｃの信号線とＤ相信号Ｓｄの信号線との逆接続により生じ、Ｃ相信号ＳｃとＤ相信号Ｓｄとが逆に入力されるため、位置情報生成部５による位置情報Ｐが逆位相の情報に設定される。そのため、位置情報Ｐが回転電機２の回転位置とは異なる情報になる。このことは、Ｃ相内の配線誤りやＤ相内の配線誤りの場合も同様である。Ｃ相内の配線誤りは、端子Ｔ１、Ｔ２に対しＣ相信号Ｓｃを構成する信号Ｓｃ＋，Ｓｃ−の逆接続により生じ、信号Ｓｃ＋と信号Ｓｃ−とが逆に入力される入力誤りになる。また、Ｄ相内の配線誤りは、端子Ｔ３、Ｔ４に対しＤ相信号Ｓｄを構成する信号Ｓｄ＋，Ｓｄ−の逆接続により生じ、信号Ｓｄ＋と信号Ｓｄ−とが逆に入力される入力誤りになる。

【0076】

また、エンコーダビット数Ｎの設定誤りは、例えば、エンコーダ３のＡＢ相１周期が機械角３６０度に対して１／２¹²である場合に、Ｎ＝１１やＮ＝１０に設定した場合に生じる。エンコーダビット数Ｎの設定誤りがある場合、位置情報Ｐの変化量と回転電機２の回転量との不整合が生じ、位置情報Ｐが回転電機２の回転位置とは異なる情報になる。

【0077】

なお、エンコーダ情報設定部５３、取得部６０、制御信号生成部６１および異常判定部６２は、例えば、マイクロコンピュータや各種の回路などによって構成され、マイクロコンピュータに搭載されたＣＰＵが内部のプログラムを読み出すことよって動作する。

【0078】

［５．異常判定処理］
次に、位置情報Ｐに基づく、異常判定処理の一例を説明する。図８は、異常判定処理の一例を示すフローチャートである。

【0079】

図８に示すように、異常判定部６２は、制御装置４に電源が投入された場合、まず、通信部５２からリセット要求ＲＳＴを含む信号Ｒｘを出力させる（ステップＳ１）。これにより、制御部６から位置情報生成部５にリセット要求が行われる。なお、位置情報生成部５に電源電圧ＶＡが供給された際に、設定部２２がリセット要求の有無に関わらず位置情報演算部４４によって取得された絶対位置情報Ｄｐａを位置記憶部２０に設定する場合、制御部６から位置情報生成部５にリセット要求を行わなくてもよい。

【0080】

次に、異常判定部６２は、制御信号生成部６１に対して磁極引き込み要求を行う（ステップＳ２）。制御信号生成部６１は、異常判定部６２から磁極引き込み要求があると、固定した位相で回転電機２に直流電流を流す制御信号を生成して電力変換部７へ出力し、固定した位相に磁軸を引き込んで初期磁極位置を設定する。

【0081】

次に、異常判定部６２は、制御信号生成部６１に対して正転の運転指令を行う（ステップＳ３）。制御信号生成部６１は、異常判定部６２から正転の運転指令があると、回転電機２を正転方向に回転させる制御信号を生成して電力変換部７へ出力し、回転電機２の駆動制御を行う。このとき、制御信号生成部６１は、内部で演算された位相によって回転電機２の駆動制御を行う（ステップＳ４）。

【0082】

また、異常判定部６２は、取得部６０により定期的に取得される位置情報Ｐを内部の記憶部に記憶する（ステップＳ５）。かかる位置情報Ｐは、異常判定部６２が取得部６０に対して位置情報要求ＰＲＥＱを定期的に通信部５２に出力するように要求することによって取得部６０に取得される。

【0083】

異常判定部６２は、制御信号生成部６１によって駆動された回転電機２の回転量が所定量以上になったか否かを判定する（ステップＳ６）。異常判定部６２が回転電機２の回転量が所定量以上になっていないと判定すると（ステップＳ６；Ｎｏ）、制御部６は、ステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返し行う。なお、かかる所定量は、パラメータとして変更することができ、また、所定量をパラメータとせず、固定値としてもよい。

【0084】

一方、回転電機２の回転量が所定量以上になったと判定すると（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、異常判定部６２は、ステップＳ１と同様に、通信部５２からリセット要求ＲＳＴを含む信号Ｒｘを出力させ、位置情報生成部５にリセット要求を行う（ステップＳ７）。異常判定部６２は、ステップＳ７におけるリセット要求の後に取得部６０により取得される位置情報Ｐを内部の記憶部に記憶する（ステップＳ８）。

【0085】

次に、異常判定部６２は、内部の記憶部に記憶した位置情報Ｐに基づき、制御信号生成部６１による回転電機２の回転方向に対し位置情報Ｐの変化方向が逆であるか否かを判定する（ステップＳ９）。かかる処理において、異常判定部６２は、位置情報Ｐの変化方向が逆転方向である場合に、回転電機２の回転方向が位置情報Ｐの変化方向と逆であると判定する。

【0086】

回転電機２の回転方向が位置情報Ｐの変化方向と逆であると判定した場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、異常判定部６２は、表示部５４に逆回転異常である旨を示す逆回転異常表示を行う（ステップＳ１０）。

【0087】

回転電機２の回転方向が位置情報Ｐの変化方向と逆ではないと判定した場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、または、ステップＳ１０の処理が終了した場合、異常判定部６２は、位相ずれがあるか否かを判定する（ステップＳ１１）。かかる処理において、異常判定部６２は、例えば、リセット要求を行った前後で取得部６０により取得される位置情報Ｐに基づき、位相ずれがあるか否かを判定する。

【0088】

位相ずれがあると判定した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、異常判定部６２は、表示部５４に位相ずれがある旨を示す位相異常表示を行う（ステップＳ１２）。位相ずれがないと判定した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、または、ステップＳ１２の処理が終了した場合、異常判定部６２は、異常判定処理を終了する。

【0089】

ここで、ステップＳ１１における位相ずれの判定について具体的に説明する。図９Ａ〜図９Ｃ、図１０Ａおよび図１０Ｂは、異常判定処理における、位置情報Ｐ、電源電圧ＶＡ、運転指令およびリセット要求ＲＳＴとの関係を示す図である。

【0090】

図９Ａは、位置情報Ｐの異常がない場合の、位置情報Ｐ、電源電圧ＶＡ、運転指令およびリセット要求ＲＳＴとの関係を示す図である。図９Ａに示すように、制御装置４に電源が投入されて電源電圧ＶＡが所定値以上になると、制御部６から位置情報生成部５にリセット要求が行われる（タイミングｔ１）。これにより、位置情報生成部５において位置情報Ｐがアブソリュート信号Ｓｐａに基づいて設定される。

【0091】

その後、制御部６が正転の運転指令に基づき、回転電機２を正転方向に回転させる制御が行われ（タイミングｔ２）、回転電機２の回転量が所定量以上になると、制御部６から位置情報生成部５にリセット要求が行われる（タイミングｔ３）。これにより、位置情報生成部５において位置情報Ｐがアブソリュート信号Ｓｐａに基づいて設定されるが、位置情報生成部５から出力される位置情報Ｐは、リセット要求の前後で実質的な差はない。

【0092】

一方、位置情報Ｐの異常がある場合、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、位置情報Ｐの異常がない場合と位置情報Ｐの変化が異なる。図９Ｂは、エンコーダ接続誤りや回転方向ＣＷ／ＣＣＷの設定誤りなどに起因する逆回転異常の例を示す図である。かかる逆回転異常では、位置情報Ｐが制御信号生成部６１による回転電機２の回転方向とは反転した位相を示す情報になる。

【0093】

異常判定部６２は、位置情報Ｐが制御信号生成部６１による回転電機２の回転方向とは反転した位相を示す情報になる場合に、逆回転異常があると判定する。なお、異常判定部６２は、位置情報Ｐを微分して求めた速度情報が負である場合に逆回転異常があると判定することもできる。

【0094】

なお、異常判定部６２は、逆回転異常であると判定し、かつ、タイミングｔ３の前後での位置情報Ｐの変化量が所定量未満である場合に、位置情報Ｐの異常が、エンコーダ接続誤りまたは回転方向ＣＷ／ＣＣＷの設定誤りに起因するものであると判定することができる。なお、かかる所定量は、パラメータとして変更することができ、また、所定量をパラメータとせず、固定値としてもよい。

【0095】

また、位相異常がある場合、図９Ｃ、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、制御部６から位置情報生成部５にリセット要求が行われるタイミングｔ３の前後で、位置情報生成部５から出力される位置情報Ｐが大きく変化する。

【0096】

図９Ｃは、ＡＢ相間の配線誤り、Ａ相内の配線誤りおよびＢ相内の配線誤りなどに起因する位相異常の例を示す図である。この位相異常（以下、第１の位相異常と記載する）の場合、絶対位置情報Ｄｐａの演算結果は正常であるが、相対位置情報Ｄｐｉの上位ビットデータＤｐｉｕの演算結果が正負逆になる。そのため、リセット要求直後の位置情報Ｐは正常であるが、その後、更新される位置情報Ｐで示される位相が負方向に変化する。これにより、タイミングｔ３において、位相ずれが生じる。第１の位相異常の場合、逆回転異常も生じる。

【0097】

図１０Ａは、ＣＤ相間の配線誤り、Ｃ相内の配線誤りおよびＤ相内の配線誤りなどに起因する位相異常の例を示す図である。この位相異常の場合（以下、第２の位相異常と記載する）、相対位置情報Ｄｐｉの上位ビットデータＤｐｉｕの演算結果は正常であるが、絶対位置情報Ｄｐａの演算結果が正常な場合の演算結果に対して反転した値になる。これにより、タイミングｔ３において、位相ずれが生じる。

【0098】

図１０Ｂは、エンコーダビット数Ｎの設定誤りに起因する位相異常の例を示す図である。図１０Ｂに示す例では、例えば、Ｎ＝１２と設定すべきところ、Ｎ＝１１に設定した場合の位相異常の例を示す。この位相異常の場合（以下、第３の位相異常と記載する）、相対位置情報Ｄｐｉの上位ビットデータＤｐｉｕの演算結果がＮ＝１２の場合に比べ倍になるため、タイミングｔ３において、位相ずれが生じる。

【0099】

異常判定部６２は、タイミングｔ３の前後での位置情報Ｐの変化量が所定量以上である場合、位相異常があると判定する。より具体的には、異常判定部６２は、例えば、逆回転異常かつ位相ずれ異常がある場合に、第１の位相ずれ異常であると判定する。また、異常判定部６２は、例えば、逆回転異常がないが位相異常があり、かつ、位置情報Ｐの変化量と回転電機２の回転量との不整合がない場合、第２の位相異常であると判定する。また、異常判定部６２は、例えば、逆回転異常がないが位相異常があり、かつ、位置情報Ｐの変化量と回転電機２の回転量との不整合がある場合、第３の位相異常であると判定する。

【0100】

異常判定部６２は、判定した位置情報Ｐの異常の内容と、その原因を表示部５４に表示する。これにより、回転電機システム１の設置者等は、エンコーダ３と制御装置４との間の接続誤りや設定誤りを容易に把握することができる。

【0101】

また、異常判定部６２は、タイミングｔ３以降のタイミングｔ４（不図示）で位置情報生成部５に対してさらにリセット要求を行い、かかるリセット要求の前後で取得部６０により取得される位置情報Ｐに基づき、位相ずれがあるか否かを判定することもできる。また異常判定部６２は、タイミングｔ３のリセット要求での位相ずれ判定と、タイミングｔ４のリセット要求での位相ずれ判定とが一致する場合に、位相異常の判定を確定するようにしてもよい。これにより、異常判定をより精度よく行うことができる。

【0102】

また、異常判定部６２は、複数回のリセット要求の前後でそれぞれ取得部６０により取得される位置情報Ｐに基づき、位相ずれがあるか否かを判定することもできる。また、異常判定部６２は、制御信号生成部６１により通常の動作を開始した後、定期的にリセット要求を行うことで、定期的に異常判定処理を行うこともできる。

【0103】

また、異常判定部６２は、異常の内容等を表示部５４に表示するだけでなく、異常の解決処理を行うこともできる。異常判定部６２は、異常があると判定した場合に、異常内容に応じて設定情報の変更を行うことで、異常の解決処理を行う。

【0104】

例えば、異常判定部６２は、位置情報Ｐの異常が図９Ｂに示す逆回転異常である場合、回転方向ＣＷ／ＣＣＷを変更する設定情報を含む信号Ｒｘを通信部５２から位置情報生成部５に出力することで、異常の解決処理を行う。回転方向ＣＷ／ＣＣＷの変更は、例えば、「０」である場合には「１」に設定し、「１」である場合には「０」に設定することで行われる。

【0105】

また、異常判定部６２は、位置情報Ｐの異常が図９Ｃに示す第１の位相ずれ異常である場合、例えば、位相進み量ＣＺを「９０」から「−９０」に変更する設定情報を含む信号Ｒｘを通信部５２から位置情報生成部５に出力することで、異常の解決処理を行う。

【0106】

また、異常判定部６２は、位置情報Ｐの異常が図１０Ｂに示す第３の位相異常である場合、例えば、エンコーダビット数Ｎを増加または減少する設定情報を含む信号Ｒｘを通信部５２から位置情報生成部５に出力することで、異常の解決処理を行う。

【0107】

なお、異常判定部６２は、位置情報Ｐの異常が図１０Ａに示す第２の位相異常であり、Ｃ相やＤ相の位相進み量を設定できる場合、異常判定部６２は、Ｃ相やＤ相の位相進み量を変更する設定情報を含む信号Ｒｘを通信部５２から位置情報生成部５に出力することで、異常の解決処理を行う。

【0108】

異常判定部６２は、異常の解決処理を行った後、正転の運転指令を制御信号生成部６１に出力して回転電機２を正転方向に回転させ、例えば、図８に示す異常判定処理を行うことで、異常の解決処理によって異常が解決したか否かを判定する。異常が解決していない場合、異常判定部６２は、異常が解決するまで、上述した異常の解決処理と異常判定処理とを繰り返し行う。この場合、異常判定部６２は、異常の解決処理と異常判定処理とを所定回数繰り返しても、異常が解決しなければ、異常の解決処理を中止し、異常判定処理の結果を表示部５４に表示することもできる。また、異常判定部６２は、異常判定処理の結果、解決しない異常であると判定すると、異常の解決処理を行うことなく、異常判定処理の結果を表示部５４に表示することもできる。

【0109】

以上のように、実施形態に係る回転電機システム１では、位置情報生成部５と、制御部６とを備える。位置情報生成部５は、インクリメンタル信号Ｓｐｉ（第２の信号の一例）に基づいて位置情報Ｐを繰り返し更新し、また、制御部６からリセット要求があった場合、位置情報Ｐをアブソリュート信号Ｓｐａ（第１の信号の一例）に応じた位置情報に設定する。制御部６は、位置情報生成部５に対してリセット要求を行い、リセット要求を行った前後で位置情報生成部５から取得される位置情報Ｐに基づき、位置情報Ｐの異常を判定する。これにより、エンコーダ３（位置センサの一例）からの信号に基づいて生成される位置情報Ｐの異常を検出することができる。

【0110】

なお、上述の実施形態においては、位置情報Ｐの上位ビット領域Ｒｕがインクリメンタル信号Ｓｐｉの１周期で１つ増減するものとして説明したが、位置情報Ｐの構成は上述した構成に限定されるものではない。例えば、位置情報Ｐの下位ビット領域Ｒｄに機械角３６０度分を対応させるようにしてもよい。この場合、位置情報Ｐの下位ビット領域ＲｄがＭビットであれば、位置情報生成部５は、例えば、絶対位置情報Ｄｐａを下位ビット領域ＲｄのＭビットに設定する。

【0111】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0112】

１ 回転電機システム
２ 回転電機
３ エンコーダ
４ 制御装置
５ 位置情報生成部
６ 制御部
７ 電力変換部
１３ 設定情報記憶部
２０ 位置記憶部
２１ 更新部
２２ 設定部
２３ 出力部
６０ 取得部
６１ 制御信号生成部
６２ 異常判定部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10A】

【図10B】