特開 2023-152076 制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023152076

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 23/14 20060101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

H02P23/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022062017

(22)【出願日】2022-04-01

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】海田 僧太

(72)【発明者】

【氏名】大野 悌

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505DD03

5H505GG02

5H505JJ12

5H505JJ17

5H505LL07

5H505LL22

5H505LL25

5H505LL37

5H505LL41

5H505MM19

(57)【要約】

【課題】より簡易な手法で三相交流モータの制御に係る情報を取得する。
【解決手段】本制御装置は、出力軸の回転状態を示すフィードバック信号を出力するエンコーダと、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルとを有する三相交流モータを制御する制御装置であって、出力軸が所望の方向に外力によって回転させられることによってＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルで生じる逆起電力に係る情報を取得する第１取得部と、外力によって回転させられた出力軸の回転に係る情報を含むフィードバック信号をエンコーダから取得する第２取得部と、逆起電力に係る情報とフィードバック信号とを基に、三相交流モータの制御に係る情報を推定し、推定した三相交流モータの制御に係る情報を用いて三相交流モータを制御する制御部と、を備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

出力軸の回転状態を示すフィードバック信号を出力するエンコーダと、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルとを有する三相交流モータを制御する制御装置であって、
前記出力軸が所望の方向に外力によって回転させられることによって前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルで生じる逆起電力に係る情報を取得する第１取得部と、
前記外力によって回転させられた前記出力軸の回転に係る情報を含む前記フィードバック信号を前記エンコーダから取得する第２取得部と、
前記逆起電力に係る情報と前記フィードバック信号とを基に、前記三相交流モータの制御に係る情報を推定し、推定した前記三相交流モータの制御に係る情報を用いて前記三相交流モータを制御する制御部と、を備える、
制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記逆起電力に係る情報を基に前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルの並び順を推定し、
推定した前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルの前記並び順を用いて、前記三相交流モータを制御する、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記逆起電力に係る情報は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のうちのいずれか２相間における電圧と電気角との第１の対応関係を含み、
前記制御部は、
前記第１の対応関係における前記２相間における前記電圧が０となるときにおける前記２相間における前記電圧の変化の割合の正負と、前記２相間における前記電圧が０となるときにおける第１の電気角を取得し、
予め記憶部に記憶させたＵ相、Ｖ相及びＷ相夫々の電圧と電気角との第２の対応関係と、取得した前記電圧の前記変化の割合の正負及び前記第１の電気角と、推定した前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルの前記並び順と、を基に、前記三相交流モータの電気角と前記エンコーダの原点とのずれを補正するオフセットを決定し、
決定した前記オフセットも用いて、前記三相交流モータを制御する、
請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記逆起電力に係る情報は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のうちのいずれかの相における電流値と電気角との第３の対応関係を含み、
前記制御部は、
前記第３の対応関係における前記電流値が０となるときにおける前記電流値の変化の割合の正負と、前記電流値が０となるときにおける第２の電気角を取得し、
予め記憶部に記憶させたＵ相、Ｖ相及びＷ相夫々の電流値と電気角との第４の対応関係と、取得した前記電流値の前記変化の割合の正負及び前記第２の電気角と、推定した前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルの前記並び順と、を基に、前記三相交流モータの電気角と前記エンコーダの原点とのずれを補正するオフセットを決定し、
決定した前記オフセットも用いて、前記三相交流モータを制御する、
請求項２に記載の制御装置。

【請求項5】

前記三相交流モータの制御に係る情報は、前記フィードバック信号によって通知される前記出力軸の回転方向を示すパラメータを含み、
前記制御部は、
前記所望の方向に出力軸が回転されたときにおいて前記フィードバック信号によって
通知された前記出力軸の前記回転方向を示す前記パラメータが負の方向を示す場合には、第１の情報を記憶部に記憶させ、
前記記憶部に前記第１の情報が記憶されている場合には、前記フィードバック信号によって通知される前記出力軸の回転方向とは逆方向に前記出力軸が回転したものとして、前記三相交流モータを制御する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

モータからのフィードバック信号を受けてサーボ制御するサーボドライバや、モータ軸の回転状態を検出するエンコーダを有するモータが利用されている（例えば、特許文献１－３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－０６１３２７号公報

【特許文献2】特開２０１８－１９１４２２号公報

【特許文献3】特開２０１０－０５７３０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

サーボシステムでは、対応付けられた三相交流モータに配置された三相のコイルの並び順や当該三相交流モータが備えるエンコーダの情報等のモータ制御に係る情報がサーボドライバに設定される。そして、サーボドライバは、設定されたモータ制御に係る情報を用いて三相交流モータの制御を行う。モータ制御に係る情報は三相交流モータの機種毎に異なるため、サーボシステムの運用前にマニュアル等でモータ制御に係る情報を確認し、サーボドライバに設定する手間が生じていた。

【0005】

開示の技術の１つの側面は、より簡易な手法で三相交流モータの制御に係る情報を取得することができる制御装置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】

【0006】

開示の技術の１つの側面は、次のような制御装置によって例示される。本制御装置は、出力軸の回転状態を示すフィードバック信号を出力するエンコーダと、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルとを有する三相交流モータを制御する制御装置である。本制御装置は、上記出力軸が所望の方向に外力によって回転させられることによって上記Ｕ相コイル、上記Ｖ相コイル及び上記Ｗ相コイルで生じる逆起電力に係る情報を取得する第１取得部と、上記外力によって回転させられた上記出力軸の回転に係る情報を含む上記フィードバック信号を上記エンコーダから取得する第２取得部と、上記逆起電力に係る情報と上記フィードバック信号とを基に、上記三相交流モータの制御に係る情報を推定し、推定した上記三相交流モータの制御に係る情報を用いて上記三相交流モータを制御する制御部と、を備える。

【0007】

上記出力軸が所望の方向に外力によって回転させられると、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルにおいて逆起電力が生じ、逆起電力による電流は上記制御装置に流れる。また、上記出力軸が所望の方向に外力によって回転させられると、当該回転を示すフィードバック信号が、上記制御装置に出力される。上記制御装置は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルに生じる逆起電力に係る情報及びフィードバック信号を基に、三相交流モータの制御に係る情報を推定し、推定した相交流モータの制御に係る情報を用いることで三相交流モータを制御することができる。すなわち、上記制御装置は、外力で出力軸を所望の方向に回転させるという簡易な操作で、モータに係る情報を設定することができる。

【0008】

上記制御装置は、次の特徴を備えてもよい。上記制御部は、上記逆起電力に係る情報を基に上記Ｕ相コイル、上記Ｖ相コイル及び上記Ｗ相コイルの上記並び順を推定し、推定した上記Ｕ相コイル、上記Ｖ相コイル及び上記Ｗ相コイルの上記並び順を用いて、上記三相交流モータを制御する。このような特徴を備える制御装置は、推定した上記並び順を用いることで、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに電流を供給して上記三相交流モータを駆動することができる。

【0009】

上記制御装置は、次の特徴を備えてもよい。上記逆起電力に係る情報は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のうちのいずれか２相間における電圧と電気角との第１の対応関係を含み、上記制御部は、上記第１の対応関係における上記２相間における上記電圧が０となるときにおける上記２相間における上記電圧の変化の割合の正負と、上記２相間における上記電圧が０となるときにおける第１の電気角を取得し、予め記憶部に記憶させたＵ相、Ｖ相及びＷ相夫々の電圧と電気角との第２の対応関係と、取得した上記電圧の上記変化の割合の正負及び上記第１の電気角と、推定した上記Ｕ相コイル、上記Ｖ相コイル及び上記Ｗ相コイルの上記並び順と、を基に上記三相交流モータの電気角と上記エンコーダの原点とのずれを補正するオフセットを決定し、決定した上記オフセットも用いて、上記三相交流モータを制御する。上記制御装置は、このような特徴を備えることで、エンコーダの原点とモータの電気角の０度との間にずれが生じていても、当該ずれを補正して三相交流モータを制御することができる。なお、上記オフセットは、電圧に代えて電流値を用いて決定されてもよい。

【0010】

上記制御装置は、次の特徴を備えてもよい。上記三相交流モータの制御に係る情報は、上記フィードバック信号によって通知される上記出力軸の回転方向を示すパラメータを含み、上記制御部は、上記所望の方向に出力軸が回転されたときにおいて上記フィードバック信号によって通知された上記出力軸の上記回転方向を示す上記パラメータが負の方向を示す場合には、第１の情報を記憶部に記憶させ、上記記憶部に上記第１の情報が記憶されている場合には、上記フィードバック信号によって通知される上記出力軸の回転方向とは逆方向に上記出力軸が回転したものとして、上記三相交流モータを制御する。上記制御装置は、このような特徴を備えることで、所望の方向を正方向として三相交流モータを制御することができる。

【発明の効果】

【0011】

開示の技術によれば、より簡易な手法で三相交流モータの制御に係る情報を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態に係るサーボシステムの一例を示す図である。

【図2】図２は、モータ３を出力軸の軸方向から見たときにおける、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の並び順と、エンコーダのカウントアップ方向とを模式的に示す第１の図である。

【図3】図３は、モータ３を出力軸の軸方向から見たときにおける、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の並び順と、エンコーダのカウントアップ方向とを模式的に示す第２の図である。

【図4】図４は、モータ３を出力軸の軸方向から見たときにおける、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の並び順と、エンコーダのカウントアップ方向とを模式的に示す第３の図である。

【図5】図５は、モータ３を出力軸の軸方向から見たときにおける、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の並び順と、エンコーダのカウントアップ方向とを模式的に示す第４の図である。

【図6】図６は、モータの出力軸が手で回されている状態を例示する図である。

【図7】図７は、本実施形態に係るサーボドライバが有する機能部の概略構成を示す図である。

【図8】図８は、出力軸が手で回されたことで生じる逆起電力を例示する図である。

【図9】図９は、出力軸が手で回されたことによる電気角速度を例示する図である。

【図10】図１０は、出力軸が手で回されたモータから動力線を介して入力される電圧の測定を模式的に示す図である。

【図11】図１１は、測定線間電圧の時系列変化を例示する図である。

【図12】図１２は、サーボドライバ２が認識した測定線間電圧と電気角との対応関係を例示する第１の図である。

【図13】図１３は、サーボドライバ２が認識した測定線間電圧と電気角との対応関係を例示する第２の図である。

【図14】図１４は、中性点から測定した三相電圧と電気角の対応関係を例示する図である。

【図15】図１５は、推定部によるエンコーダのカウントアップの方向を推定する処理の処理フローの一例を示す図である。

【図16】図１６は、推定部によるエンコーダのオフセットを推定する処理の処理フローの一例を示す図である。

【図17】図１７は、出力軸が手で回されたモータから動力線を介して入力される電流の測定を模式的に示す図である。

【図18】図１８は、図９に例示される電気角速度が与えられたときに生じる電流値を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜実施形態＞
以下、図面を参照して実施形態について説明する。図１は、実施形態に係るサーボシステム１００の一例を示す図である。サーボシステム１００は、ＰＬＣ１、サーボドライバ２、モータ３及び産業用ネットワークＮ１を含む。モータ３は、モータ本体３１、エンコーダ３２及び出力軸３３を含む。ＰＬＣ１及びサーボドライバ２は、産業用ネットワークＮ１によって接続される。サーボドライバ２とモータ本体３１とは、動力線７によって接続される。サーボドライバ２とエンコーダ３２とは、エンコーダケーブル８によって接続される。

【0014】

ＰＬＣ１は、サーボドライバ２に対する指令信号を産業用ネットワークＮ１を介して出力する。ＰＬＣ１は、予め準備されたプログラムに従う処理を実行することによって、例えば、サーボドライバ２の監視装置として機能する。産業用ネットワークＮ１は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰネットワークである。

【0015】

サーボドライバ２は、ＰＬＣ１からの指令信号を産業用ネットワークＮ１を介して受ける。さらにサーボドライバ２は、対応するモータ３のエンコーダ３２からエンコーダケーブル８を介してフィードバック信号を受ける。また、サーボドライバ２は、モータ３のモータ本体３１に対して動力線７を介して駆動電流を供給する。サーボドライバ２においては、それぞれ、速度検出器、トルク検出器、電力生成器等を利用したフィードバック制御を行うサーボ系が形成されており、これらの信号を利用して、モータ３をサーボ制御し駆動する。サーボドライバ２は、「制御装置」の一例である。

【0016】

モータ３は、例えば、三相交流サーボモータである。モータ３は、モータ本体３１及びエンコーダ３２を含む。モータ本体３１は、サーボドライバ２からの駆動電流を動力線７を介して受ける。エンコーダ３２は、サーボドライバ２によりモータ本体３１の動作を検出して、検出された動作を示すフィードバック信号を生成する。フィードバック信号はエンコーダケーブル８を介してサーボドライバ２に出力される。フィードバック信号には、例えば、モータ本体３１の出力軸３３の回転位置（角度）についての情報、出力軸３３の回転速度についての情報、出力軸３３の回転方向についての情報等の出力軸３３の変位に係る情報が含まれる。エンコーダ３２の構成には、例えば公知のインクリメンタル型またはアブソリュート型の構成を適用することができる。モータ３は、「三相交流モータ」の
一例である。

【0017】

図２から図５は、モータ３を出力軸３３の軸方向から見たときにおける、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の並び順と、エンコーダ３２のカウントアップ方向とを模式的に示す図である。図２から図５では、エンコーダ３２によるエンコーダ３２の回転数をカウントする際の原点位置も例示される。

【0018】

モータ３では、出力軸３３が取り付けられたロータ３１０の周囲を囲むように、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３が配置される。エンコーダ３２は、出力軸３３が出力軸３３１の方向に回転する場合に正方向と判定する。また、エンコーダ３２は、エンコーダ原点３２０を基準として、出力軸３３の回転量をカウントする。

【0019】

ここで、図２と図３とを比較すると、Ｖ相コイル３１２とＷ相コイル３１３の並び順が逆になっている。図２と図４とを比較すると、エンコーダカウントアップ方向３２１が逆方向になっている。図２と図５とを比較すると、エンコーダ原点３２０の位置が異なっている。このように、モータ３では、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順、エンコーダ原点３２０の位置及びエンコーダカウントアップ方向３２１がモータ３の機種ごとに異なることがある。そのため、サーボドライバ２によるモータ３のサーボ制御を適切に行うには、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順、エンコーダ原点３２０の位置及びエンコーダカウントアップ方向３２１がサーボドライバ２に対して事前に設定される。

【0020】

本実施形態では、サーボシステム１００の利用者が正方向としたい方向に出力軸３３を手で回すことによって生じる逆起電力や、エンコーダ３２からのフィードバック信号を用いて、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順、エンコーダ原点３２０の位置及びエンコーダカウントアップ方向３２１の各情報を取得し、取得した情報をサーボドライバ２に設定する。利用者が正方向としたい方向は、「所望の方向」の一例である。

【0021】

図６は、モータ３の出力軸３３が手で回されている状態を例示する図である。図６の例では、出力軸３３は、出力軸３３に向かって反時計回りの方向に回される。出力軸３３が回されることで生じる逆起電力は、動力線７を介してサーボドライバ２に入力される。また、出力軸３３の回転を検出したエンコーダ３２によるフィードバック信号は、エンコーダケーブル８を介してサーボドライバ２に入力される。

【0022】

図７は、本実施形態に係るサーボドライバ２が有する機能部の概略構成を示す図である。サーボドライバ２は、演算装置、記憶装置等を有するコンピュータとみなすことができる。図７に示す機能部は、サーボドライバ２において所定のプログラム等が実行されることで実現される。サーボドライバ２は、第１受信部１１、第２受信部１２、推定部１３、設定部１４、制御部１５及び記憶部１６を有するが、これら以外の機能部を有していても構わない。

【0023】

第１受信部１１は、動力線７を介してモータ本体３１からの逆起電力を取得する。図６を参照して説明したように、出力軸３３が手で回されると逆起電力が生じる。図８は、出力軸３３が手で回されたことで生じる逆起電力を例示する図である。図８の縦軸は逆起電力を例示し、横軸は時間を例示する。出力軸３３が手で回されると、出力軸３３の回転速度に応じた逆起電力が、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２及びＷ相コイル３１３夫々のコイルで生じる。第１受信部１１は、受信したＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２及びＷ相コイル３１３夫々のコイルで生じた逆起電力の時系列変化を記憶部１６に記憶させる。第１受信部１１は、「第１取得部」の一例である。逆起電力の時系列変化は、「逆起
電力に係る情報」の一例である。

【0024】

図７に戻り、第２受信部１２は、エンコーダケーブル８を介してエンコーダ３２からのフィードバック信号を取得する。図９は、出力軸３３が手で回されたことによる電気角速度を例示する図である。図９の縦軸は電気角速度（度／秒）を例示し、横軸は時間（秒）を例示する。出力軸３３が手で回されると、出力軸３３の回転方向及び回転速度がエンコーダ３２によって検出される。エンコーダ３２は、検出した出力軸３３の回転方向及び回転速度を示す情報を含むフィードバック信号をサーボドライバ２に出力する。第２受信部１２は、受信したフィードバック信号が示す出力軸３３の回転速度の時系列変化を記憶部１６に記憶させる。第２受信部１２は、「第２取得部」の一例である。

【0025】

図７に戻り、推定部１３は、第１受信部１１及び第２受信部１２によって記憶部１６に記憶された情報に基づいて、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順、モータ３の電気角とエンコーダ３２の原点とのずれ（換言すれば、サーボドライバ２のｄｑ軸とモータ３のｄｑ軸のずれ）を補正するエンコーダオフセット、出力軸３３が回転数をカウントアップする方向を推定する。推定部１３は、「制御部」の一例である。エンコーダオフセットは、「オフセット」の一例である。

【0026】

推定部１３は、例えば、逆起電力が生じた順番を基に、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順を推定する。推定部１３は、例えば、フィードバック信号が示す出力軸３３の回転速度の正負を基に、エンコーダ３２のカウントアップの方向を推定する。

【0027】

以下では、逆起電力を用いてＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順を推定する処理の一例について説明する。図１０は、出力軸３３が手で回されたモータ３から動力線７を介して入力される電圧の測定を模式的に示す図である。サーボドライバ２は電圧計２１を備えており、当該電圧計２１によって、モータ３から入力される電圧が測定される。電気角速度ω、２相インダクタンスＬ_ｄ、Ｌ_ｑ、相抵抗Ｒ、誘起電圧定数Ｋ_ｅ、ｄ軸電流ｉ_ｄ、ｑ軸電流ｉ_ｑ、微分演算子ｐすると、以下の式（１）が成り立つ。

【数1】

【0028】

サーボオフ状態であることから、ｉ_ｄ＝０、ｉ_ｑ＝０となるため、以下の式（２）が成り立つ。

【数2】

【0029】

出力軸３３が手で回されたことにより図９に例示される電気角速度が与えられると、図８に例示するような逆起電力が生じる。ここで、電圧計２１によって逆起電力を測定することは困難である。そこで、本実施形態において第１取得部１１は、逆起電力を直接測定することに代えて、電圧計２１によって測定線間電圧を測定してもよい。測定線間電圧としては、Ｕ相とＶ相との間の電圧、Ｗ相とＶ相との間の電圧及びＵ相とＷ相との間の電圧を挙げることができる。図１１は、測定線間電圧の時系列変化を例示する図である。図１
１において、縦軸は電圧（Ｖ）、横軸は時間（秒）を例示する。図１１では、Ｗ相とＶ相との間の電圧と、Ｕ相とＷ相との間の電圧が例示される。測定線間電圧は、「逆起電力に係る情報」の一例である。

【0030】

推定部１３は、ある測定線間電圧のゼロクロス点における、他の測定線間電圧の正負を基に、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順を推定できる。図１２及び図１３は、サーボドライバ２が認識した測定線間電圧と電気角との対応関係を例示する図である。図１２及び図１３では、縦軸は電圧（Ｖ）、横軸は電気角（度）を例示する。図１２では、サーボドライバ２に予め設定されたＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順と、モータ３におけるＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順とが一致する場合が例示される。また、図１３では、サーボドライバ２に予め設定されたＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順と、モータ３におけるＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順とが異なる場合が例示される。

【0031】

サーボドライバ２では、例えば、第１取得部１１によって取得された測定線間電圧の変化と第２取得部によって取得されたフィードバック信号が示す電気角との対応関係が記憶部１６に記憶される。図１２及び図１３に例示される測定線間電圧と電気角との対応関係は、「第１の対応関係」の一例である。

【0032】

図１２では、Ｕ相とＷ相との間の電圧は電気角１８０度において０Ｖとなっている。電気角１８０度におけるＷ相とＵ相との間の電圧は、正になっている。このことから、推定部１３は、予め設定されたＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順と、モータ３に配置されたＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順とが一致していると推定する。ここでは、推定部１３は、出力軸３３が手で回された方向に対して、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の順で並んでいると推定する。

【0033】

図１３では、Ｕ相とＷ相との間の電圧は電気角１８０度において０Ｖとなっている。電気角１８０度におけるＷ相とＵ相との間の電圧は、負になっている。このことから、推定部１３は、予め設定されたＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順と、モータ３に配置されたＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順とが逆になっていると判定する。ここでは、推定部１３は、出力軸３３が手で回された方向に対して、Ｕ相コイル３１１、Ｗ相コイル３１３、Ｖ相コイル３１２の順で並んでいると推定する。

【0034】

すなわち、推定部１３は、ある測定線間電圧が０となるときに他の測定線間電圧が正となっている場合には、予め設定されたＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順と、モータ３に配置されたＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順とが一致していると推定する。また、推定部１３は、ある測定線間電圧が０となるときに他の測定線間電圧が負となっている場合には、予め設定されたＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順と、モータ３に配置されたＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順とが一致していると推定する。

【0035】

つづいて、推定部１３は、エンコーダオフセットを推定する。ここでは、出力軸３３が手で回された方向に対して、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の順で並んでいると推定部１３によって推定されたものとする。図１２におけるＵ相とＷ相との間の電圧のゼロクロス点は、電気角６０度と１８０度のときである。図１２において、電気角６０度の箇所では、Ｕ相とＷ相との間の電圧は減少している。また、図１２にお
いて、電気角１８０度の箇所では、Ｕ相とＷ相との間の電圧は増加している。すなわち、電気角１８０度におけるＵ相とＷ相との間の電圧の変化の割合は正である。

【0036】

図１４は、中性点から測定した三相電圧と電気角の対応関係を例示する図である。図１４は、電気角の真値を例示するということができる。図１４に例示される三相電圧と電気角の対応関係は、例えば、サーボドライバ２の記憶部１６に予め記憶されてもよい。図１４において、Ｕ相の電圧とＷ相の電圧は、電気角が３０度及び２１０度のときに等しくなることが理解できる。図１４において、電気角３０度においてはＵ相とＷ相との間の電圧は減少傾向（変化の割合が負）にあり、電気角１８０度においてはＵ相とＷ相との間の電圧は増加傾向（変化の割合が正）にある。

【0037】

そして、Ｕ相の電圧とＷ相の電圧が等しくなる箇所は、例えば、図１４におけるＵ相とＷ相との間の電圧のゼロクロス点に対応する。図１４に例示されるＵ相とＷ相との間の電圧のゼロクロス点のうち、電気角６０度のときにおけるＵ相とＷ相との間の電圧は減少傾向であり、電気角１８０度におけるＵ相とＷ相との間の電圧は増加傾向である。図１４に例示される三相電圧と電気角の対応関係は、「第２の対応関係」の一例である。

【0038】

すなわち、図１２に例示されるＵ相とＷ相との間の電圧のゼロクロス点のうち、電気角６０度のゼロクロス点は図１４の電気角３０度に対応することが理解できる。また、図１２に例示されるＵ相とＷ相との間の電圧のゼロクロス点のうち、電気角１８０度のゼロクロス点は図１４の電気角２１０度に対応することが理解できる。

【0039】

ここで、サーボドライバ２に設定するエンコーダオフセットは、電気角の真値からサーボドライバ２が想定している電気角を減算することで算出することができる。本実施形態では、例えば、サーボドライバ２が電気角１８０度であると想定した箇所において、電気角の真値は２１０度である。そこで、推定部１３は、電気角の真値である２１０度からサーボドライバ２が想定した電気角１８０度を減算して、エンコーダオフセットとして電気角３０度を算出することができる。

【0040】

設定部１４は、推定部１３によって推定されたモータ３に係る各情報をサーボドライバ２に記憶部１６に記憶させる。モータ３に係る情報が記憶部１６に記憶されることで、サーボドライバ２は記憶部１６に記憶された情報を用いてモータ３をサーボ制御可能となる。

【0041】

制御部１５は、設定部１４によって記憶部１６に記憶されたモータ３に係る各情報を用いて、ＰＬＣ１からの指令信号にしたがったモータ３のフィードバック制御を行う。制御部１５は、「制御部」の一例である。

【0042】

記憶部１６は、第１受信部１１及び第２受信部１２によって取得された情報や、第１受信部１１、第２受信部１２、推定部１３、設定部１４及び制御部１５で行われる処理に関連する情報を記憶する。記憶部１６は、例えば、ＥＥＰＲＯＭである。記憶部１６は、「記憶部」の一例である。

【0043】

＜処理フロー＞
図１５は、推定部１３によるエンコーダのカウントアップの方向を推定する処理の処理フローの一例を示す図である。以下、図１５を参照して、推定部１３によるエンコーダのカウントアップの方向を推定する処理の一例について説明する。

【0044】

Ｓ１では、サーボシステム１００の利用者が正としたい回転方向に向けてモータ３の出力軸３３が手で回される。Ｓ２では、第２受信部１２は、エンコーダ３２からのフィード
バック信号を受信する。推定部１３は、第２受信部１２によって受信されたフィードバック信号を基に、出力軸３３の回転方向を示すエンコーダのカウント値が正方向を示したか否かを判定する。正の方向を示した場合（Ｓ２でＹＥＳ）、カウントアップの方向はサーボドライバ２に正しく設定されているので処理は終了される。正の方向ではない場合（負の方向の場合）（Ｓ２でＮＯ）、処理はＳ３に進められる。出力軸３３の回転方向を示すエンコーダのカウント値は、「前記出力軸の回転方向を示すパラメータ」の一例である。

【0045】

Ｓ３では、推定部１３は、サーボドライバ２の記憶部１６に予め記憶されたカウントアップの方向とエンコーダ３２のカウントアップの方向とが逆になっていることを検知する。設定部１４は、記憶部１６に予め記憶されたカウントアップの方向を反転させて、記憶部１６に記憶させる。設定部１４は、カウントアップの方向が記憶部１６に予め記憶された方向とは逆方向であることを示す情報を記憶部１６に記憶させてもよい。制御部１５は、例えば、記憶部１６に逆方向であることを示す情報が記憶されている場合には、エンコーダ３２からのフィードバック信号が示す出力軸３３の回転量の減少分だけ、出力軸３３の回転量が増加したものとして出力軸３３の回転量を計数してもよい。逆方向であることを示す情報は、「第１の情報」の一例である。

【0046】

図１６は、推定部１３によるエンコーダのオフセットを推定する処理の処理フローの一例を示す図である。図１６において、図１５と同一の処理については同一の符号を付し、その説明を省略する。以下、図１６を参照して、推定部１３によるエンコーダのオフセットを推定する処理の一例について説明する。

【0047】

Ｓ１１では、第１受信部１１は、モータ３から逆起電力を受信する。推定部１３は、ある測定線間電圧のゼロクロス点における、他の測定線間電圧の正負を基に、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順を推定する。推定した並び順とサーボドライバ２に予め設定された並び順とが一致する場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の並び順はサーボドライバ２に正しく設定されており、処理はＳ１２に進められる。推定した並び順とサーボドライバ２に予め設定された並び順とが一致しない場合（Ｓ１１でＮＯ）、処理はＳ１３に進められる。

【0048】

Ｓ１２では、推定部１３は、サーボドライバ２のｄｑ軸とモータ３のｄｑ軸のずれを補正するエンコーダ３２のエンコーダオフセットを算出する。設定部１４は、算出されたエンコーダオフセットを記憶部１６に記憶させる。

【0049】

Ｓ１３では、設定部１４は、サーボドライバ２の記憶部１６に予め記憶されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順を逆順に変更して記憶部１６に記憶させる。すなわち、設定部１４は、Ｓ１１で取得した逆起電力の発生順にしたがったＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順を記憶部１６に記憶させる。

【0050】

＜実施形態の作用効果＞
本実施形態では、利用者の所望の方向に出力軸３３を手回しすることで、モータ３に係る情報が取得され、記憶部１６に記憶される。そして、制御部１５は、記憶部１６に記憶された情報を用いることで、モータ３を制御することができる。すなわち、本実施形態によれば、簡易な手法で三相交流モータであるモータ３に係る情報を記憶部１６に記憶させることができる。

【0051】

本実施形態では、例えば、出力軸３３の手回しによって生じる逆起電力の時系列変化を基にＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２及びＷ相コイル３１３の並び順を推定し、推定した並び順が記憶部１６に記憶される。制御部１５は、記憶部１６に記憶された上記並び順を参照することで、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３に電流を
供給してモータ３を駆動することができる。

【0052】

本実施形態では、推定部１３は、出力軸３３が手回しされたときにおけるフィードバック信号を基に、出力軸３３の回転量を示すエンコーダのカウント値が増加したか否かを判定する。そして、カウント値が減少する場合には、記憶部１６に予め記憶されたカウントアップの方向とエンコーダ３２のカウントアップの方向とが逆になっていることを推定部１３が検知する。そして、設定部１４は、予め記憶部１６に記憶されたカウントアップの方向を反転させることで、所望の方向とカウントアップの方向を一致させることができる。また、設定部１４は、設定部１４は、カウントアップの方向が記憶部１６に予め記憶された方向とは逆方向であることを示す情報を記憶部１６に記憶させてもよい。

【0053】

また、本実施形態では、モータ３の電気角とエンコーダ３２の原点とのずれを補正するエンコーダオフセットが推定部１３によって推定される。そのため、本実施形態によれば、サーボドライバ２は、エンコーダ３２の原点とモータ３の電気角の０度との間にずれが生じていても、当該ずれを補正してモータ３を制御することができる。サーボドライバ２は、例えば、１００００パルスの位置に電気角０度が存在する場合には、エンコーダオフセットに１００００パルスを設定して、モータ３を制御すればよい。

【0054】

＜第１変形例＞
実施形態では、出力軸３３が手で回されたときに生じる測定線間電圧を用いてＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順を推定されたが、Ｕ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順の推定は、例えば、出力軸３３が手で回されたときに生じる電流を用いても行うことができる。第１変形例では、出力軸３３が手で回されたときに生じる電流を用いてＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順を推定する処理について説明する。

【0055】

図１７は、出力軸３３が手で回されたモータ３から動力線７を介して入力される電流の測定を模式的に示す図である。サーボドライバ２は電流計２２ａ、２２ｂ、２２ｃを備える。電圧計２２ａによってＵ相の電流値が、電流計２２ｂによってＶ相の電流値が、電流計２２ｃによってＷ相の電流値が、夫々測定される。なお、電流値の測定の際には、例えば、サーボドライバ２内において、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相がショートされる。

【0056】

ここで、出力軸３３が手で回されることで、図９に例示される電気角速度が与えられたものとする。図１８は、図９に例示される電気角速度が与えられたときに生じる電流値を例示する図である。図１８において、縦軸は電流（Ａ）、横軸は時間（秒）を例示する。

【0057】

上記した式（１）において、Ｖ_ｄ及びＶ_ｑが０であることから、以下の式（３）が成立する。

【数3】

【0058】

式（３）を近似するとともに微分項を０とみなすと、以下の式（４）を得ることができる。なお、出力軸３３が手で回されることでω^２が十分小さいことから、ｉ_ｄの項は無視することができる。

【数4】

【0059】

そして、モータ３におけるＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順やサーボドライバ２に設定するエンコーダオフセットの推定は、図１２及び図１３を参照して電圧を用いて説明した手法と同様に、電流を用いても推定することができる。推定部１３は、例えば、図１８において、Ｕ相の電流のゼロクロス点におけるＶ相の電流値の正負を基に、モータ３のＵ相コイル３１１、Ｖ相コイル３１２、Ｗ相コイル３１３の並び順を推定することができる。また、推定部１３は、例えば、Ｕ相の電流のゼロクロス点におけるＵ相の電流値の変化の割合の正負を基に、エンコーダオフセットを推定することができる。一例としては、推定部１３は、Ｕ相の電流のゼロクロス点におけるＵ相の電流値の変化の割合が正のときにはｑ軸電流の方向は２７０度となり、電気角（ｄ軸の角度）は１８０度であることを推定することができる。

【0060】

以上説明した実施形態及び変形例は、組み合わせることができる。

【0061】

＜付記１＞
出力軸（３３）の回転状態を示すフィードバック信号を出力するエンコーダ（３２）と、Ｕ相コイル（３１１）、Ｖ相コイル（３１２）及びＷ相コイル（３１３）とを有する三相交流モータ（３）を制御する制御装置（２）であって、
前記出力軸（３３）が所望の方向に外力によって回転させられることによって前記Ｕ相コイル（３１１）、前記Ｖ相コイル（３１２）及び前記Ｗ相コイル（３１３）で生じる逆起電力に係る情報を取得する第１取得部（１１）と、
前記外力によって回転させられた前記出力軸（３３）の回転に係る情報を含む前記フィードバック信号を前記エンコーダ（３２）から取得する第２取得部（１２）と、
前記逆起電力に係る情報と前記フィードバック信号とを基に、前記三相交流モータ（３）の制御に係る情報を推定し、推定した前記三相交流モータ（３）の制御に係る情報を用いて前記三相交流モータ（３）を制御する制御部（１３、１５）と、を備える、
制御装置（２）。

【符号の説明】

【0062】

１・・ＰＬＣ
２・・サーボドライバ
３・・モータ
７・・動力線
８・・エンコーダケーブル
１１・・第１受信部
１２・・第２受信部
１３・・推定部
１４・・設定部
１５・・制御部
１６・・記憶部
２１・・電圧計
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ・・電流計
３１・・モータ本体
３２・・エンコーダ
３３・・出力軸
１００・・サーボシステム
３１０・・ロータ
３１１・・Ｕ相コイル
３１２・・Ｖ相コイル
３１３・・Ｗ相コイル
３２０・・エンコーダ原点
３２１・・エンコーダカウントアップ方向
５００・・矢印

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】