特許 6552373 モータ制御装置

(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】6552373

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】モータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 5/46 20060101AFI20190722BHJP

   H02P 6/16 20160101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   H02P5/46 Z

   H02P6/16

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-201182(P2015-201182)

(22)【出願日】2015年10月9日

(65)【公開番号】特開2017-73942(P2017-73942A)

(43)【公開日】2017年4月13日

【審査請求日】2018年3月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(72)【発明者】

【氏名】深沢 信夫

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０７２８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８７４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０７０２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４４９０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ５／４６

Ｈ０２Ｐ ６／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御方式が異なる複数種類のモータを制御可能とする１つのモータ制御装置であって、
前記モータに接続され、複数種類の前記モータの結線方式に対し接続可能であり、前記モータを駆動するための複数のパワー部と、
制御する前記モータ毎に、前記モータの種類を判別し前記モータの制御方式を、複数の前記制御方式から択一的に選択し決定する制御部と、
前記制御部を備えるＥＣＵ制御部と、
前記ＥＣＵ制御部に備えられる制御電源部と、
複数の前記パワー部に備えられ、前記制御電源部からの供給された電源を前記パワー部に供給する制御電源供給部と、
複数の前記パワー部に備えられ、外部から供給された電源を前記モータに供給する電源部と、
を有し、
前記制御部は、選択し決定した制御方式に基づいて駆動信号を生成し、生成した前記駆動信号を前記パワー部に出力し前記モータを制御するモータ制御装置。

【請求項2】

前記モータに接続され、接続された前記モータの回転角情報を取得するエンコーダのエンコーダ方式を、複数のエンコーダ方式から択一的に選択するエンコーダ制御部と、
前記エンコーダが検出した前記回転角情報を電気角情報に変換する変換部であって、前記エンコーダ制御部により選択されたエンコーダ方式に基づいて、前記エンコーダから供給される回転角を電気角に変換する変換方式を切り替える変換部と、
をさらに有し、
前記制御部は、前記電気角と前記制御方式に基づいて、前記パワー部を駆動する駆動信号する請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項3】

前記パワー部には、それぞれ独立した電源が供給される電源端子が備えられている請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。

【請求項4】

複数種類の前記エンコーダを択一的に接続可能なコネクタをさらに備える請求項２に記載のモータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータ制御装置を用いてトルク等のモータの特性を検査する場合には、モータ制御装置からモータに電力を供給して、モータを一定の回転数で動作させる。例えば、モータ制御装置は、制御対象であるモータに接続されているエンコーダから供給される回転角の情報に基づいてモータを一定の回転数で動作させることで、モータを制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−７０２７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、モータの種類が変わると、モータの制御方式が変化する場合がある。例えば、ブラシレスモータを制御する場合には、制御対象であるブラシレスモータに対して３相結線で接続し、ｄ−ｑ軸２相座標系の電流を用いるベクトル制御でブラシレスモータを駆動する。一方、インダクションモータを制御する場合には、制御対象であるインダクションモータに対して３相結線で接続し、インダクションモータに印加する電圧と周波数との比を一定にするＶ／Ｆ制御でインダクションモータを駆動する。このように、モータの種類が変わると、モータの駆動を制御する制御方式が変わるため、異なる種類のモータを制御する場合には、そのモータの制御方式に適合したモータ制御装置を新たに用意する必要がある。したがって、複数種類のモータを制御する場合に、多大な作業時間を必要としていた。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数種類のモータを制御する場合に、作業時間を従来と比較して削減することが可能なモータ制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、制御方式が異なる複数種類のモータを制御可能とする１つのモータ制御装置であって、前記モータに接続され、複数種類の前記モータの結線方式に対し接続可能であり、前記モータを駆動するための複数のパワー部と、制御する前記モータ毎に、前記モータの種類を判別し前記モータの制御方式を、複数の前記制御方式から択一的に選択し決定する制御部と、前記制御部を備えるＥＣＵ制御部と、前記ＥＣＵ制御部に備えられる制御電源部と、複数の前記パワー部に備えられ、前記制御電源部からの供給された電源を前記パワー部に供給する制御電源供給部と、複数の前記パワー部に備えられ、外部から供給された電源を前記モータ部に供給する電源部と、を有し、前記制御部は、選択し決定した制御方式に基づいて駆動信号を生成し、生成した前記駆動信号を前記パワー部に出力し前記モータを制御するモータ制御装置である。

【0007】

また、本発明の一態様は、上述のモータ制御装置であって、前記モータに接続され、接続された前記モータの回転角情報を取得するエンコーダのエンコーダ方式を、複数のエンコーダ方式から択一的に選択するエンコーダ制御部と、前記エンコーダが検出した前記回転角情報を電気角情報に変換する変換部であって、前記エンコーダ制御部により選択されたエンコーダ方式に基づいて、前記エンコーダから供給される回転角を電気角に変換する変換方式を切り替える変換部と、をさらに有し、前記制御部は、前記電気角と前記制御方式に基づいて、前記パワー部を駆動する駆動信号する。

【0008】

また、本発明の一態様は、上述のモータ制御装置であって、前記パワー部には、それぞれ独立した電源が供給される電源端子が備えられている。

【0009】

また、本発明の一態様は、上述のモータ制御装置であって、複数種類の前記エンコーダを択一的に接続可能なコネクタをさらに備える。

【発明の効果】

【0010】

以上説明したように、本発明によれば、複数種類のモータを制御する場合に、作業時間を従来と比較して削減することが可能なモータ制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態におけるモータ制御装置５を含めたモータ制御システム１の概略構成の一例を示す図である。

【図2】実施形態におけるインバータ回路２５の構成概略図の一例を示す図である。

【図3】実施形態におけるルックアップテーブルの一例を示す図である。

【図4】本実施形態におけるエンコーダ信号処理部５０ａの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。また、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

【0013】

本発明は、１つのモータ制御装置で複数種類のモータを制御することができる。すなわち、実施形態におけるモータ制御装置は、種類が異なる複数のモータを制御する場合に、制御対象のモータの制御方式を複数のモータの制御方式の中から選択する。これにより、モータ制御装置は、種類が異なる複数のモータの中から、任意のモータ（制御対象のモータ）を駆動制御する場合に、その制御対象のモータの制御方式を選択するため、複数種のモータを制御することができる。
以下、実施形態のモータ制御装置を、図面を用いて説明する。

【0014】

図１は、実施形態のモータ制御装置５を含めたモータ制御システム１の概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、モータ制御システム１は、モータ制御装置５、モータ３０（モータ３０ａ及びモータ３０ｂ）及びエンコーダ４０（エンコーダ４０ａ及びエンコーダ４０ｂ）を備える。本実施形態において、モータ制御装置５は、複数種のモータ３０として、モータ３０ａ及びモータ３０ｂの２つのモータを駆動する場合について説明するが、これに限定されない。例えば、モータ制御装置５は、１つのモータ３０を駆動してもよいし、種類が異なる３つ以上のモータを駆動してもよい。すなわち、モータ制御装置５により駆動されるモータ３０の数は、図１に示す例に限られない。

【0015】

モータ３０ａ及びモータ３０ｂは、互いに種類が異なるモータである。例えば、モータ３０ａ及びモータ３０ｂは、ブラシレスモータ、ブラシモータ、インダクションモータ、同期モータ、又はスイッチトリラクタンスモータ（以下、「ＳＲモータ」という）である。

【0016】

ブラシレースモータに対する結線は、３相結線又は３相独立結線（６線式）である。また、ブラシレースモータの制御方式は、ｄｑ軸電流制御における正弦波駆動、ｕｖｗ軸電流制御における正弦波駆動、又は矩形波（１２０°通電）駆動である。

【0017】

インダクションモータに対する結線は３相結線である。また、インダクションモータの制御方式は、Ｖ／Ｆ制御又はすべり周波数型ベクトル制御である。

【0018】

同期モータに対する結線は３相結線である。同期モータの制御方式は、ｄｑ軸電流制御における正弦波駆動又はｕｖｗ軸電流制御における正弦波駆動である。

【0019】

ＳＲモータに対する結線は３相６線式である。また、ＳＲモータの制御方式は矩形波駆動である。

【0020】

エンコーダ４０は、モータの回転の角度（回転角）を検出する。エンコーダ４０は、エンコーダ４０ａ及びエンコーダ４０ｂを備える。
エンコーダ４０ａは、モータ３０ａに接続されている。エンコーダ４０ｂは、モータ３０ｂに接続されている。すなわち、エンコーダ４０ａは、モータ３０ａの回転角を示す回転角情報を検出する。エンコーダ４０ｂは、モータ３０ｂの回転角を示す回転角情報を検出する。例えば、エンコーダ４０ａ及びエンコーダ４０ｂは、シリアル通信エンコーダ、インクリメンタルエンコーダ、レゾルバ又は複数のホールセンサである。

【0021】

モータ制御装置５は、ＥＣＵ制御部１０及び複数のパワー部２０（パワー部２０−１〜２０−４）を備える。

【0022】

パワー部２０−１〜パワー部２０−４は、それぞれモータ３０用の電源を外部から取得する。すなわち、パワー部２０−１〜パワー部２０−４には、それぞれ独立した電源が供給される電源端子が備えられている。
パワー部２０−１は、モータ３０ａのＵ相の巻線、Ｖ相の巻線及びＷ相の巻線にそれぞれ接続されている。パワー部２０−２は、モータ３０ａのＸ相の巻線、Ｖ相の巻線及びＷ相の巻線にそれぞれ接続されている。
パワー部２０−３は、モータ３０ｂのＵ相の巻線、Ｖ相の巻線及びＷ相の巻線にそれぞれ接続されている。パワー部２０−４は、モータ３０ｂのＸ相の巻線、Ｖ相の巻線及びＷ相の巻線にそれぞれ接続されている。

【0023】

パワー部２０−１は、制御電源供給部２１、電源部２２、第２通信部２３、ゲートドライバ２４、インバータ回路２５、電流測定器２６−１〜２６−３及び電流検出部２７を備える。なお、パワー部２０−３の構成は、パワー部２０−２と同様であるため、説明を省略する。

【0024】

制御電源供給部２１は、ＥＣＵ制御部１０から第１電源が供給される。制御電源供給部２１は、パワー部２０−１の各部にＥＣＵ制御部１０から供給された第１電源を供給する。ただし、第１電源とは、パワー部２０−１において、モータ３０ａに供給する電源以外の電源である。すなわち、第１電源は、モータ３０ａに供給する電源とは別の制御系の電源である。
電源部２２は、それぞれモータ３０用の電源である第２電源を外部から取得する。上述したように、パワー部２０−１〜パワー部２０−４には、それぞれ独立した第２電源が供給される。電源部２２において外部から取得した第２電源は、インバータ回路２５によりモータ３０ａに供給される。

【0025】

第２通信部２３は、ＥＣＵ制御部１０の第１通信部１２（後述する）と通信する。第２通信部２３は、第１通信部１２から供給された駆動信号をゲートドライバ２４に出力する。

【0026】

ゲートドライバ２４は、インバータ回路２５の駆動制御を行う。すなわち、ゲートドライバ２４は、ＥＣＵ制御部１０から第２通信部２３を介して供給された駆動信号に基づいて、インバータ回路２５内のスイッチング素子をオン・オフさせる。

【0027】

インバータ回路２５は、電源部２２から供給される第２電源である直流電力を交流電力に変換してモータ３０ａに印加する。例えば、インバータ回路２５は、例えば、６個のスイッチング素子を三相ブリッジ接続して構成されている。図２は、インバータ回路２５の構成概略図の一例を示す図である。
インバータ回路２５は、図２に示すように、６つのスイッチング素子１２ＵＨ、１２ＵＬ、１２ＶＨ、１２ＶＬ、１２ＷＨ、１２ＷＬを有している。インバータ回路２５は、スイッチング素子１２ＵＨ〜１２ＷＬのオンとオフとを切り替えて直流電力を交流電力に変換する。

【0028】

直列に接続されたスイッチング素子１２ＵＨ、１２ＵＬと、直列に接続されたスイッチング素子１２ＶＨ、１２ＶＬと、直列に接続されたスイッチング素子１２ＷＨ、１２ＷＬとは、電源部２２の高電位側と接地電位との間に並列に接続されている。また、スイッチング素子１２ＵＨ、１２ＵＬの接続点は、Ｕ相の巻線の一端に接続されている。スイッチング素子１２ＶＨ、１２ＶＬの接続点、及びスイッチング素子１２ＷＨ、１２ＷＬの接続点は、それぞれがＶ相の巻線の一端、Ｖ相の巻線の一端に接続されている。
各スイッチング素子１２ＵＨ〜１２ＷＬは、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；電界効果トランジスタ）、あるいはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。各スイッチング素子１２ＵＨ〜１２ＷＬは、還流ダイオードと並列に接続された構成を有している。

【0029】

電流検出部２７は、インバータ回路２５からモータ３０ａに接続される３相の通電線に流れる電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷが入力される。なお、図１では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流を電流測定器２６−１〜２６−３で検出している。なお、例えば、電流検出部２７は、２つのＵ相の電流ＩＵとＷ相の電流ＩＷから残りのＶ相の電流ＩＶを演算してもよいし、他の２相（Ｕ相とＶ相、Ｖ相とＷ相）の電流を検出してもよい。さらに、通電線の電圧を検出し、その電圧から電流を算出しても良い。電流検出部２７は、検出した電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを第２通信部２３を介してＥＣＵ制御部１０に出力する。

【0030】

パワー部２０−２は、パワー部２０−１と同様の構成であるが、パワー部２０−２のインバータ回路２５がモータ３０ａのＸ相の巻線、Ｙ相の巻線及びＺ相の巻線にそれぞれ接続されている。すなわち、パワー部２０−２のインバータ回路２５は、スイッチング素子１２ＵＨ、１２ＵＬの接続点が、Ｘ相の巻線の一端に接続されている。スイッチング素子１２ＶＨ、１２ＶＬの接続点、及びスイッチング素子１２ＷＨ、１２ＷＬの接続点は、それぞれがＹ相の巻線の一端、Ｚ相の巻線の一端に接続されている。

【0031】

このように、本実施形態ではパワー部２０−１がモータ３０ａのＵ相の巻線、Ｖ相の巻線及びＷ相の巻線で結線されており、パワー部２０−２がモータ３０ａのＸ相の巻線、Ｙ相の巻線及びＺ相の巻線で結線されている。これにより、モータ制御装置５は、モータ３０ａに対して３相独立結線で結線されている場合や、３相６線式で結線されている場合でも、モータ３０ａを制御することができる。

【0032】

同様に、本実施形態ではパワー部２０−３がモータ３０ｂのＵ相の巻線、Ｖ相の巻線及びＷ相の巻線で結線されており、パワー部２０−４がモータ３０ｂのＸ相の巻線、Ｙ相の巻線及びＺ相の巻線で結線されている。これにより、モータ制御装置５は、モータ３０ｂに対して３相独立結線で結線されている場合や、３相６線式で結線されている場合でも、モータ３０ｂを制御することができる。

【0033】

ＥＣＵ制御部１０は、制御電源部１１、第１通信部１２、制御部１３及びエンコーダ制御部１４を備える。
制御電源部１１は、パワー部２０に第１電源を供給する。

【0034】

第１通信部１２は、複数のパワー部２０の各々と通信する。第１通信部１２は、通信部１２−１〜１２−４を備える。通信部１２−１は、パワー部２０−１の第２通信部２３と通信する。通信部１２−２は、パワー部２０−２の第２通信部２３と通信する。通信部１２−３は、パワー部２０−３の第２通信部２３と通信する。通信部１２−４は、パワー部２０−４の第２通信部２３と通信する。例えば、通信部１２−１〜１２−４は、それぞれパワー部２０−１〜２０−４の第２通信部２３と通信ケーブルを介して接続されている。通信部１２−１〜１２−４は、自身に接続されているそれぞれのパワー部２０−１〜２０−４の第２通信部２３にモータ３０を駆動させる指示を示す駆動信号を出力する。例えば、第１通信部１２は、駆動信号をＬＶＤＳ（Low voltage differential signaling）でパワー部２０に出力する。なお、第１通信部１２と第２通信部２３との接続は、有線である。

【0035】

制御部１３は、制御するモータ３０毎に複数のモータの種類から任意のモータの種類を選択する。例えば、制御部１３は、モータ３０ａを制御するために、複数のモータの種類から任意の種類を選択する。制御部１３は、モータ３０ｂを制御するために、複数のモータの種類から任意の種類を選択する。なお、制御部１３によりモータの種類を選択する方法は、特に限定されないが、本実施形態では、例えば、以下に説明する方法で、モータの種類を選択することができる。例えば、複数のモータの種類の中から制御するモータ３０の種類を選択するための第１選択スイッチをＥＣＵ制御部１０に設け、モータ３０を制御する際に、制御するモータの種類に応じて第１選択スイッチをユーザにより切り換える。その後、制御部１３は、第１選択スイッチの切換え状態に基づいてモータの種類を判別する。すなわち、第１選択スイッチは、複数のモータの種類の中から制御するモータ３０の種類を示す第１選択信号を入力するためのものであり、例えば、スイッチ、ダイアル、タッチパネル、ポインティングデバイス、音声認識装置等の単数又は複数の組み合わせで構成される。また、携帯端末やコンピュータ等の外部装置にＥＣＵ制御部１０が有線又は無線で接続され、制御部１３は、その外部装置から送信された第１選択信号に基づいて、複数のモータの種類の中から制御するモータ３０の種類を選択してもよい。

【0036】

制御部１３は、選択したモータの種類に基づいて、モータの制御方式を決定する。例えば、制御部１３は、制御部１３は、モータの種類とモータの制御方式の関係を表すルックアップテーブルを予め記憶しておき、制御部１３が選択したモータの種類に基づき、ルックアップテーブルを参照することによりモータ３０の制御方式を決定する。図３は、本実施形態におけるルックアップテーブルの一例を示す図である。図３に示すように、例えば、制御部１３は、モータ３０ａの種類としてインダクションモータを選択した場合、ルックアップテーブルを参照することによりモータ３０ａの制御方式をＶ／Ｆ制御とする。さらに、３相結線や３相独立結線等といった結線方式の情報を予めルックアップテーブルに設定しておくことで、より細かいモータ３０の制御方式を決定することができる。また、電圧（ＰＷＭ）制御、電流（トルク）制御、速度制御、位置制御等の制御レベルの情報を予めルックアップテーブルに設定しておくことで、より細かいモータ３０の制御方式を決定することができる。制御部１３は、決定した制御方式に基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を第１通信部１２を介して、各第２通信部２３に出力する。例えば、制御部１３は、決定したモータ３０ａの制御方式とモータ３０ａの電気角とに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を第１通信部１２を介して、パワー部２０−１、２０−２の第２通信部２３に出力する。また、制御部１３は、決定したモータ３０ｂの制御方式とモータ３０ｂの電気角に基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を第１通信部１２を介して、パワー部２０−３、２０−４の第２通信部２３に出力する。

【0037】

また、制御部１３は、電流検出部２７が検出した電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ（又は電流ＩＸ、ＩＹ、ＩＺ）を第２通信部２３を介して取得する。制御部１３は、電流検出部２７から取得した電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ（又は電流ＩＸ、ＩＹ、ＩＺ）に基づいてｑ軸成分やｄ軸成分の電流を算出し、算出したｑ軸成分やｄ軸成分の電流に基づいてモータ３０ａの特性を評価する。例えば、制御部１３は、ｄｑ変換器を有し、３相電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを２相電流Ｉｄ、Ｉｑに変換する。変換処理には、エンコーダ制御部１４（後述する）から入力される電気角の値も用いられる。電流Ｉｑは、ｑ軸成分の電流である。ｑ軸とは、モータ３０の永久磁石によって作られる磁界と直交方向の座標軸であって、トルクに寄与する成分である。電流Ｉｄは、ｄ軸成分の電流である。ｄ軸とは、磁界と同方向の座標軸である。

【0038】

エンコーダ制御部１４は、制御するモータ毎に複数のエンコーダ方式から任意の方式を選択する。例えば、エンコーダ制御部１４は、モータ３０ａを制御するために、エンコーダ４０ａのエンコーダ方式を複数のエンコーダ方式から選択する。例えば、エンコーダ制御部１４は、モータ３０ｂを制御するために、エンコーダ４０ｂのエンコーダ方式を複数のエンコーダ方式から選択する。エンコーダ方式とは、モータ３０の回転角を検出する検出方式であり、複数のエンコーダの種類から任意のエンコーダの種類を選択することで、複数のエンコーダ方式から任意の方式を選択してもよい。なお、エンコーダ制御部１４によりエンコーダの方式を選択する方法は、特に限定されないが、本実施形態では、例えば、以下に説明する方法で、エンコーダ方式を選択することができる。例えば、複数のエンコーダ方式の種類の中から制御するモータ３０に接続されたエンコーダ４０のエンコーダ方式を選択するための第２選択スイッチをＥＣＵ制御部１０に設け、モータ３０を制御する際に、制御するモータ３０に接続されたエンコーダ４０のエンコーダ方式に応じて第２選択スイッチをユーザにより切り換える。その後、エンコーダ制御部１４は、第２選択スイッチの切換え状態に基づいてエンコーダ方式を判別する。すなわち、第２選択スイッチは、モータ制御装置５により制御されるモータ３０に接続されたエンコーダ４０のエンコーダ方式を示す第２選択信号を入力するためのものであり、例えば、スイッチ、ダイアル、タッチパネル、ポインティングデバイス、音声認識装置等の単数又は複数の組み合わせで構成される。また、携帯端末やコンピュータ等の外部装置にＥＣＵ制御部１０が有線又は無線で接続され、エンコーダ制御部１４は、その外部装置から送信された第２選択信号に基づいて、複数のエンコーダ方式の中から制御するモータ３０に接続されたエンコーダ４０のエンコーダ方式を選択してもよい。

【0039】

エンコーダ制御部１４は、選択したエンコーダ４０ａのエンコーダ方式を制御部１３及びエンコーダ信号処理部５０ａに出力する。また、エンコーダ制御部１４は、選択したエンコーダ４０ｂのエンコーダ方式を制御部１３及びエンコーダ信号処理部５０ｂに出力する。
エンコーダ制御部１４は、エンコーダ信号処理部５０ａからモータ３０ａの電気角情報を取得する。エンコーダ制御部１４は、エンコーダ信号処理部５０ｂからモータ３０ｂの電気角情報を取得する。エンコーダ制御部１４は、エンコーダ信号処理部５０ａ、５０ｂから取得したモータ３０ａの電気角情報とモータ３０ｂの電気角情報とを制御部１３に出力する。

【0040】

図４は、本実施形態におけるエンコーダ信号処理部５０ａの概略構成図である。エンコーダ信号処理部５０ａは、複数のインターフェースＩ／Ｆ５１（インターフェースＩ／Ｆ５１−１〜５４−４）、選択部５２、変換部５３及び第３通信部５４を備える。なお、エンコーダ信号処理部５０ｂは、エンコーダ信号処理部５０ｂと同様な構成を備えるため、説明を省略する。

【0041】

エンコーダ信号処理部５０ａには、さまざまな種類のエンコーダから回転角情報を取得するために、複数種のエンコーダに対応したインターフェースＩ／Ｆ５１を複数備えている。例えば、エンコーダ４０ａがシリアル通信エンコーダの場合にはエンコーダ４０ａがインターフェースＩ／Ｆ５１−１に接続され、エンコーダ４０ａがインクリメンタルエンコーダの場合にはエンコーダ４０ａがインターフェースＩ／Ｆ５１−２に接続され、エンコーダ４０ａがレゾルバの場合にはエンコーダ４０ａがインターフェースＩ／Ｆ５１−３に接続され、エンコーダ４０ａがホールセンサの場合にはエンコーダ４０ａがインターフェースＩ／Ｆ５１−４に接続される。例えば、インターフェースＩ／Ｆ５１−１〜５１−４は、接続コネクタである。

【0042】

選択部５２は、第３通信部５４から供給される選択信号に基づいて、インターフェースＩ／Ｆ５１−１〜５１−４で取得した複数の回転角情報の中から１つの回転角情報を選択する。選択部５２は、選択した回転角情報を変換部５３に出力する。ここで、選択信号とは、制御対象であるモータ３０に接続されているエンコーダ４０から出力される回転角情報を選択することを示す信号である。

【0043】

変換部５３は、選択部５２から供給された回転角情報を電気角及び回転速度の情報に変換する。例えば、エンコーダ４０ａがシリアル通信エンコーダの場合、回転角情報は、モータ３０の回転角の絶対値であり、その絶対値がバイナリコードやグレイコード等による二進数値である。変換部５３は、モータ３０の回転角の絶対値に基づいて、モータ３０の電気角を決定する。例えば、変換部５３はアナログ／デジタル変換器である。

【0044】

エンコーダ４０ａがインクリメンタルエンコーダの場合、回転角情報は、モータ３０の回転に応じて出力されるＡ相、Ｂ相及びＺ相の各々のパルス信号である。Ａ相信号およびＢ相信号は、互いに９０°の位相差を有する。Ｚ相は、モータ３０が１回転にする毎に１回出力される。変換部５３は、選択部５２から供給された回転角情報であるＡ相、Ｂ相及びＺ相の各々のパルス信号に基づいて、モータ３０の電気角及び回転速度を決定する。

【0045】

レゾルバは、モータ３０の回転シャフトと一体に回転するレゾルバロータと、レゾルバロータの外周側に対向して設置され、複数設けられた磁極にセンサコイルを巻回してなるレゾルバステータとを備える。したがって、エンコーダ４０ａがレゾルバの場合、回転角情報は、センサコイルから出力されるパルス信号である。したがって、変換部５３は、レゾルバのレゾルバステータに巻回されたセンサコイルからのパルス信号に基づいてモータ３０の電気角及び回転速度を決定する。

【0046】

例えば、エンコーダ４０ａが複数のホールＩＣの場合、モータ３０の回転子の回転位置を検出可能な所定の位置にホールＩＣが３つ配置されている。この場合、回転角情報は、各ホールＩＣから出力されるハイレベルとロウレベルとの信号である。変換部５３は、ホールＩＣのそれぞれから出力される３つの信号の信号レベルの組み合わせでモータ３０の電気角及び回転速度を決定する。

【0047】

このように、変換部５３は、エンコーダ４０ａからさまざまな回転角情報が入力されても、入力された回転角情報を所定の形式に変換することができる。すなわち、変換部５３は、エンコーダ４０ａがさまざまな種類のエンコーダに変更されても、エンコーダ４０ａから供給される回転角情報に基づいてモータ３０の電気角及び回転速度を決定することができる。

【0048】

上述したように、モータ制御装置５は、制御方式が異なる複数種類のモータ３０ａ、３０ｂを制御するモータ制御装置５であって、モータを駆動するための複数のパワー部２０と、制御するモータ３０ａ、３０ｂ毎に、複数の制御方式から択一的に選択する制御部１３と、を有する。そして、パワー部２０は、制御部１３により選択された制御方式にてモータ３０ａ及びモータ３０ｂを制御する。このように、モータ制御装置５は、種類が異なる複数のモータの中から、任意のモータ（制御対象のモータ）を制御する場合に、制御対象のモータの制御方式を選択することができる。したがって、制御方式が異なるモータを制御する場合に、各モータの制御方式に適合したモータ制御装置を新たに用意する必要がなく、１つのモータ制御装置５で制御方式が異なる複数種類のモータを制御することができる。したがって、モータ制御装置５は、制御方式が異なる複数種類のモータを制御する場合に、作業時間を従来と比較して削減することができる。

【0049】

また、パワー部２０−１〜２０−４には、それぞれ独立した電源が供給される電源端子が備えられているため、自身に接続されたモータ３０に、所望の電力を供給することができきる。

【0050】

モータ制御装置５の各部は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。また、プログラムが実行されることにより、コンピュータが、モータ制御装置５の一部として機能してもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。

【0051】

上述の実施形態において、エンコーダ信号処理部５０は、電気角の推定初期値を原点としてエンコーダ４０から供給されるパルス信号を用いてカウンタをインクリメント又はデクリメントしてモータ３０の電気角を推定算出するようにしてもよい。

【0052】

制御部１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成されてもよいし、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ ＩＣ：特定用途向け専用ＩＣ）で構成されてもよい。同様に、エンコーダ信号処理部５０は、ＣＰＵで構成されてもよいし、ＡＳＩＣで構成されてもよい。

【0053】

上述した実施形態におけるモータ制御装置５をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

【0054】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【0055】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0056】

１ モータ制御システム
５ モータ制御装置
１０ ＥＣＵ制御部
１１ 制御電源部
１２ 第１通信部
１３ 制御部
１４ エンコーダ制御部
２０ パワー部
２１ 制御電源供給部
２２ 電源部
２３ 第２通信部
２４ ゲートドライバ
２５ インバータ回路
２７ 電流検出部
３０ モータ
４０ エンコーダ
５０ エンコーダ信号処理部
５１ インターフェースＩ／Ｆ
５２ 選択部
５３ 変換部
５４ 第３通信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】