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(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】P2024118539
(43)【公開日】2024-09-02
(54)【発明の名称】異常検知方法、異常検知装置及びモータシステム
(51)【国際特許分類】
H02P 29/024 20160101AFI20240826BHJP
G05B 23/02 20060101ALI20240826BHJP
【ＦＩ】
H02P29/024
G05B23/02 302R
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023024869
(22)【出願日】2023-02-21
(71)【出願人】
【識別番号】000114215
【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】寺岡 進
(72)【発明者】
【氏名】海津 浩之
(72)【発明者】
【氏名】青木 政人
【テーマコード（参考）】
3C223
5H501
【Ｆターム（参考）】
3C223AA23
3C223BA03
3C223CC03
3C223EB03
3C223FF04
3C223FF22
3C223FF24
3C223FF35
5H501AA08
5H501CC01
5H501HA08
5H501HB07
5H501HB16
5H501JJ03
5H501JJ12
5H501JJ16
5H501JJ17
5H501JJ18
5H501JJ22
5H501JJ23
5H501JJ24
5H501KK06
5H501LL01
5H501LL22
5H501LL23
5H501LL35
5H501LL53
(57)【要約】
【課題】本開示は、モータの異常判定における誤検知を抑制するモータの異常判定方法を提供する。
【解決手段】モータの異常を検知する異常検知方法であって、（ａ）前記モータの異常を検知するために使用する変数を算出する工程と、（ｂ）前記変数に基づいて、前記モータの異常を検知する工程と、を含み、前記（ａ）工程は、前記モータが正常動作時に、所定の期間において、前記モータに関する特性値を基準データとして取得した複数個の前記基準データの最大値、最小値及び標準偏差を算出する工程と、前記最大値及び前記最小値に基づいて振れ幅を算出する工程と、を含み、前記（ｂ）工程は、前記特性値を検査データとして取得した検査データの指数移動平均値を更新する工程と、前記検査データ、前記振れ幅、前記標準偏差及び前記指数移動平均値に基づいて、異常度を更新する工程と、前記異常度に基づいて前記モータの異常を検知する工程と、を含む異常検知方法。
【選択図】図１
【解決手段】モータの異常を検知する異常検知方法であって、（ａ）前記モータの異常を検知するために使用する変数を算出する工程と、（ｂ）前記変数に基づいて、前記モータの異常を検知する工程と、を含み、前記（ａ）工程は、前記モータが正常動作時に、所定の期間において、前記モータに関する特性値を基準データとして取得した複数個の前記基準データの最大値、最小値及び標準偏差を算出する工程と、前記最大値及び前記最小値に基づいて振れ幅を算出する工程と、を含み、前記（ｂ）工程は、前記特性値を検査データとして取得した検査データの指数移動平均値を更新する工程と、前記検査データ、前記振れ幅、前記標準偏差及び前記指数移動平均値に基づいて、異常度を更新する工程と、前記異常度に基づいて前記モータの異常を検知する工程と、を含む異常検知方法。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータの異常を検知する異常検知方法であって、
（ａ）前記モータの異常を検知するために使用する変数を算出する工程と、
（ｂ）前記変数に基づいて、前記モータの異常を検知する工程と、
を含み、
前記（ａ）工程は、前記（ｂ）工程の前に、
（ａ－１）前記モータが正常動作時に、所定の期間において、前記モータに関する特性値を基準データとして複数個取得する工程と、
（ａ－２）取得した複数個の前記基準データの最大値、最小値及び標準偏差を算出する工程と、
（ａ－３）前記最大値及び前記最小値に基づいて、異常時における振れ幅を算出する工程と、
を含み、前記（ａ）工程において、前記変数として、前記標準偏差と前記振れ幅を算出し、
前記（ｂ）工程は、
（ｂ－１）前記特性値を検査データとして取得する工程と、
（ｂ－２）前記検査データの指数移動平均値を更新する工程と、
（ｂ－３）前記検査データ、前記振れ幅、前記標準偏差及び前記指数移動平均値に基づいて、異常度を更新する工程と、
（ｂ－４）前記異常度に基づいて、前記モータの異常を検知する工程と、
を含む、
異常検知方法。
（ａ）前記モータの異常を検知するために使用する変数を算出する工程と、
（ｂ）前記変数に基づいて、前記モータの異常を検知する工程と、
を含み、
前記（ａ）工程は、前記（ｂ）工程の前に、
（ａ－１）前記モータが正常動作時に、所定の期間において、前記モータに関する特性値を基準データとして複数個取得する工程と、
（ａ－２）取得した複数個の前記基準データの最大値、最小値及び標準偏差を算出する工程と、
（ａ－３）前記最大値及び前記最小値に基づいて、異常時における振れ幅を算出する工程と、
を含み、前記（ａ）工程において、前記変数として、前記標準偏差と前記振れ幅を算出し、
前記（ｂ）工程は、
（ｂ－１）前記特性値を検査データとして取得する工程と、
（ｂ－２）前記検査データの指数移動平均値を更新する工程と、
（ｂ－３）前記検査データ、前記振れ幅、前記標準偏差及び前記指数移動平均値に基づいて、異常度を更新する工程と、
（ｂ－４）前記異常度に基づいて、前記モータの異常を検知する工程と、
を含む、
異常検知方法。
【請求項2】
前記特性値は、前記モータに供給される電力の電流値、電圧値、前記モータの回転数及びデューティ比のいずれかである、
請求項１に記載の異常検知方法。
請求項１に記載の異常検知方法。
【請求項3】
前記（ｂ－３）工程において、
前記検査データと前記指数移動平均値との差を、前記振れ幅の半分を引いた値に前記振れ幅を掛けて、前記標準偏差の二乗で割って変化度を求め、
前記異常度に前記変化度を加えた値が零以上の場合は、前記異常度に前記変化度を加えた値を前記異常度として更新し、
前記異常度に前記変化度を加えた値が零未満の場合は、前記異常度を零に更新する、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の異常検知方法。
前記検査データと前記指数移動平均値との差を、前記振れ幅の半分を引いた値に前記振れ幅を掛けて、前記標準偏差の二乗で割って変化度を求め、
前記異常度に前記変化度を加えた値が零以上の場合は、前記異常度に前記変化度を加えた値を前記異常度として更新し、
前記異常度に前記変化度を加えた値が零未満の場合は、前記異常度を零に更新する、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の異常検知方法。
【請求項4】
前記（ｂ－３）工程において、
前記検査データと前記指数移動平均値との差を、前記振れ幅の半分を足した値に前記振れ幅を掛けて、前記標準偏差の二乗で割って変化度を求め、
前記異常度から前記変化度を引いた値が零以上の場合は、前記異常度から前記変化度を引いた値を前記異常度として更新し、
前記異常度から前記変化度を引いた値が零未満の場合は、前記異常度を零に更新する、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の異常検知方法。
前記検査データと前記指数移動平均値との差を、前記振れ幅の半分を足した値に前記振れ幅を掛けて、前記標準偏差の二乗で割って変化度を求め、
前記異常度から前記変化度を引いた値が零以上の場合は、前記異常度から前記変化度を引いた値を前記異常度として更新し、
前記異常度から前記変化度を引いた値が零未満の場合は、前記異常度を零に更新する、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の異常検知方法。
【請求項5】
前記（ｂ－２）工程において、
前記指数移動平均値は、平滑化係数に前記検査データを掛けた値と、１から前記平滑化係数を引いた値に前記指数移動平均値を掛けた値との和により算出される値に更新される、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の異常検知方法。
前記指数移動平均値は、平滑化係数に前記検査データを掛けた値と、１から前記平滑化係数を引いた値に前記指数移動平均値を掛けた値との和により算出される値に更新される、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の異常検知方法。
【請求項6】
前記平滑化係数は、０．０００５以上０．００１以下である、
請求項５に記載の異常検知方法。
請求項５に記載の異常検知方法。
【請求項7】
モータの異常を検知する異常検知装置であって、
前記モータに関する特性値を取得する取得部と、
前記取得部が取得した特性値を処理する処理部と、
を備え、
前記処理部は、
（ｃ）前記モータの異常を検知するために使用する変数を算出する手順と、
（ｄ）前記変数に基づいて、前記モータの異常を検知する手順と、
を実行し、
前記処理部は、前記（ｄ）手順を実行する前に、前記（ｃ）手順として、
（ｃ－１）前記モータが正常動作時に、所定の期間において、前記取得部から、前記モータに関する特性値を基準データとして複数個取得する手順と、
（ｃ－２）取得した複数個の前記基準データの最大値、最小値及び標準偏差を算出する手順と、
（ｃ－３）前記最大値及び前記最小値に基づいて、異常時における振れ幅を算出する手順と、
を実行して、前記変数として、前記標準偏差と前記振れ幅を算出し、
前記処理部は、前記（ｄ）手順として、
（ｄ－１）前記取得部から、前記特性値を検査データとして取得する手順と、
（ｄ－２）前記検査データの指数移動平均値を更新する手順と、
（ｄ－３）前記検査データ、前記振れ幅、前記標準偏差及び前記指数移動平均値に基づいて、異常度を更新する手順と、
（ｄ－４）前記異常度に基づいて、前記モータの異常を検知する手順と、
を実行する、
異常検知装置。
前記モータに関する特性値を取得する取得部と、
前記取得部が取得した特性値を処理する処理部と、
を備え、
前記処理部は、
（ｃ）前記モータの異常を検知するために使用する変数を算出する手順と、
（ｄ）前記変数に基づいて、前記モータの異常を検知する手順と、
を実行し、
前記処理部は、前記（ｄ）手順を実行する前に、前記（ｃ）手順として、
（ｃ－１）前記モータが正常動作時に、所定の期間において、前記取得部から、前記モータに関する特性値を基準データとして複数個取得する手順と、
（ｃ－２）取得した複数個の前記基準データの最大値、最小値及び標準偏差を算出する手順と、
（ｃ－３）前記最大値及び前記最小値に基づいて、異常時における振れ幅を算出する手順と、
を実行して、前記変数として、前記標準偏差と前記振れ幅を算出し、
前記処理部は、前記（ｄ）手順として、
（ｄ－１）前記取得部から、前記特性値を検査データとして取得する手順と、
（ｄ－２）前記検査データの指数移動平均値を更新する手順と、
（ｄ－３）前記検査データ、前記振れ幅、前記標準偏差及び前記指数移動平均値に基づいて、異常度を更新する手順と、
（ｄ－４）前記異常度に基づいて、前記モータの異常を検知する手順と、
を実行する、
異常検知装置。
【請求項8】
モータと、
前記モータの異常を検知する異常検知装置と、
を備えるモータシステムであって、
前記異常検知装置は、
前記モータに関する特性値を取得する取得部と、
前記取得部が取得した特性値を処理する処理部と、
を備え、
前記処理部は、
（ｃ）前記モータの異常を検知するために使用する変数を算出する手順と、
（ｄ）前記変数に基づいて、前記モータの異常を検知する手順と、
を実行し、
前記処理部は、前記（ｄ）手順を実行する前に、前記（ｃ）手順として、
（ｃ－１）前記モータが正常動作時に、所定の期間において、前記取得部から、前記モータに関する特性値を基準データとして複数個取得する手順と、
（ｃ－２）取得した複数個の前記基準データの最大値、最小値及び標準偏差を算出する手順と、
（ｃ－３）前記最大値及び前記最小値に基づいて、異常時における振れ幅を算出する手順と、
を実行して、前記変数として、前記標準偏差と前記振れ幅を算出し、
前記処理部は、前記（ｄ）手順として、
（ｄ－１）前記取得部から、前記特性値を検査データとして取得する手順と、
（ｄ－２）前記検査データの指数移動平均値を更新する手順と、
（ｄ－３）前記検査データ、前記振れ幅、前記標準偏差及び前記指数移動平均値に基づいて、異常度を更新する手順と、
（ｄ－４）前記異常度に基づいて、前記モータの異常を検知する手順と、
を実行する、
モータシステム。
前記モータの異常を検知する異常検知装置と、
を備えるモータシステムであって、
前記異常検知装置は、
前記モータに関する特性値を取得する取得部と、
前記取得部が取得した特性値を処理する処理部と、
を備え、
前記処理部は、
（ｃ）前記モータの異常を検知するために使用する変数を算出する手順と、
（ｄ）前記変数に基づいて、前記モータの異常を検知する手順と、
を実行し、
前記処理部は、前記（ｄ）手順を実行する前に、前記（ｃ）手順として、
（ｃ－１）前記モータが正常動作時に、所定の期間において、前記取得部から、前記モータに関する特性値を基準データとして複数個取得する手順と、
（ｃ－２）取得した複数個の前記基準データの最大値、最小値及び標準偏差を算出する手順と、
（ｃ－３）前記最大値及び前記最小値に基づいて、異常時における振れ幅を算出する手順と、
を実行して、前記変数として、前記標準偏差と前記振れ幅を算出し、
前記処理部は、前記（ｄ）手順として、
（ｄ－１）前記取得部から、前記特性値を検査データとして取得する手順と、
（ｄ－２）前記検査データの指数移動平均値を更新する手順と、
（ｄ－３）前記検査データ、前記振れ幅、前記標準偏差及び前記指数移動平均値に基づいて、異常度を更新する手順と、
（ｄ－４）前記異常度に基づいて、前記モータの異常を検知する手順と、
を実行する、
モータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、異常検知方法、異常検知装置及びモータシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、モータ駆動機構の機械異常を判定する異常判定装置が開示されている。特許文献１には、異常判定装置が、時系列データのデータ異常を判定するデータ異常判定部と、データ異常と判定された時系列データの取得態様に基づいて、モータ駆動機構の機械異常を判定する機械異常判定部と、を備えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１５１５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般的な異常検知アルゴリズムはデータの中の変動を検知している。したがって、例えば、可変速モータにおいて回転速度を意図的に変えた場合、異常を誤検知する場合がある。また、モータが設置されている環境において、環境に漸次的な変化がある場合、異常を誤検知する場合がある。
【0005】
本開示は、モータの異常判定における誤検知を抑制する異常検知方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様では、モータの異常を検知する異常検知方法であって、（ａ）前記モータの異常を検知するために使用する変数を算出する工程と、（ｂ）前記変数に基づいて、前記モータの異常を検知する工程と、を含み、前記（ａ）工程は、前記（ｂ）工程の前に、（ａ－１）前記モータが正常動作時に、所定の期間において、前記モータに関する特性値を基準データとして複数個取得する工程と、（ａ－２）取得した複数個の前記基準データの最大値、最小値及び標準偏差を算出する工程と、（ａ－３）前記最大値及び前記最小値に基づいて、異常時における振れ幅を算出する工程と、を含み、前記（ａ）工程において、前記変数として、前記標準偏差と前記振れ幅を算出し、前記（ｂ）工程は、（ｂ－１）前記特性値を検査データとして取得する工程と、（ｂ－２）前記検査データの指数移動平均値を更新する工程と、（ｂ－３）前記検査データ、前記振れ幅、前記標準偏差及び前記指数移動平均値に基づいて、異常度を更新する工程と、（ｂ－４）前記異常度に基づいて、前記モータの異常を検知する工程と、を含む異常検知方法が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示のモータの異常検知方法によれば、モータの異常判定における誤検知を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
≪モータシステム≫
以下、図面を参照して、本実施形態に係るモータ制御装置が用いられるモータシステムについて説明する。
以下、図面を参照して、本実施形態に係るモータ制御装置が用いられるモータシステムについて説明する。
【0010】
図１は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００が用いられるモータシステム１の概略を示す図である。
【0011】
モータシステム１は、モータ１０と、モータ駆動制御システム２０と、を備える。モータ１０は、例えば、ファンを回転させるために用いられる。モータ駆動制御システム２０は、モータ１０を駆動制御する。
【0012】
モータ駆動制御システム２０は、モータ制御装置１００と、上位装置２００と、を備える。
【0013】
＜モータ制御装置１００＞
モータ制御装置１００は、モータ駆動回路１０１と、センサ部１０２と、ＦＧ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）信号生成部１０３と、を備える。また、モータ制御装置１００は、電源電圧測定部１１０と、駆動制御信号生成部１２０と、通信部１３０と、電流計測部１４０と、回転速度計測部１５０と、異常検知制御部１６０と、データ管理部１７０と、を備える。
モータ制御装置１００は、モータ駆動回路１０１と、センサ部１０２と、ＦＧ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）信号生成部１０３と、を備える。また、モータ制御装置１００は、電源電圧測定部１１０と、駆動制御信号生成部１２０と、通信部１３０と、電流計測部１４０と、回転速度計測部１５０と、異常検知制御部１６０と、データ管理部１７０と、を備える。
【0014】
なお、モータ制御装置１００における駆動制御信号生成部１２０、回転速度計測部１５０、異常検知制御部１６０及びデータ管理部１７０は、例えば、プログラム処理装置（コンピュータ）によって実現される。より具体的には、プログラム処理装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の各種記憶装置を備える。また、プログラム処理装置は、カウンタ（タイマ）、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路、ＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ－ｔｏ－ａｎａｌｏｇ）変換回路、クロック発生回路及び入出力Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）回路等の周辺回路を備える。例えば、プロセッサ、記憶装置及び周辺回路のそれぞれは、バスや専用線を介して互いに接続される。プログラム処理装置は、例えば、マイクロコントローラである。プログラム処理装置において、ＣＰＵが、メモリに記憶されているプログラムに従って各種演算処理を実行することにより、処理を実現する。
【0015】
［モータ駆動回路１０１］
モータ駆動回路１０１は、駆動制御信号生成部１２０が生成する駆動制御信号Ｃｔｌに基づいてモータ１０を駆動する。モータ駆動回路１０１は、例えば、プリドライブ回路と、インバータ回路と、を備える。
モータ駆動回路１０１は、駆動制御信号生成部１２０が生成する駆動制御信号Ｃｔｌに基づいてモータ１０を駆動する。モータ駆動回路１０１は、例えば、プリドライブ回路と、インバータ回路と、を備える。
【0016】
プリドライブ回路は、駆動制御信号Ｃｔｌに基づいて、インバータ回路を駆動するための出力信号を生成する。プリドライブ回路は、生成した出力信号をインバータ回路に出力する。プリドライブ回路は、例えば、駆動制御信号Ｃｔｌに基づいて、インバータ回路の各スイッチ素子を駆動する駆動信号を生成して出力する。
【0017】
インバータ回路は、プリドライブ回路から出力された出力信号に基づいてモータ１０に駆動信号を出力する。インバータ回路が出力した駆動信号は、モータ１０が備えるコイルに通電する。インバータ回路は、例えば、直流電源の両端に設けられた２つのスイッチ素子、例えば、電界効果トランジスタ等のトランジスタの直列回路の対が、各相のコイルに接続される。２つのスイッチ素子の各対において、スイッチ素子同士の接続点に、モータ１０の各相の端子が接続される。
【0018】
プリドライブ回路が生成した駆動信号が、インバータ回路を構成する各スイッチ素子をオン及びオフさせることにより、モータ１０の各相に電力が供給されてモータ１０のロータが回転する。
【0019】
モータ駆動回路１０１は、上位装置２００が備える電源２１０から電力が供給される。モータ駆動回路１０１は、上位装置２００が備える電源２１０に接続する。モータ駆動回路１０１は、電源２１０から供給される電力を、駆動制御信号Ｃｔｌに基づいて変換する。そして、モータ駆動回路１０１は、変換した電力をモータ１０に供給する。
【0020】
［センサ部１０２］
センサ部１０２は、モータ１０のロータの回転位置を検出する。センサ部１０２は、例えば、位置センサを備える。センサ部１０２は、例えば、ホール素子を備える。センサ部１０２のホール素子は、ロータの磁極を検出する。そして、センサ部１０２のホール素子は、ロータの回転に応じて電圧が変化するホール信号を出力する。
センサ部１０２は、モータ１０のロータの回転位置を検出する。センサ部１０２は、例えば、位置センサを備える。センサ部１０２は、例えば、ホール素子を備える。センサ部１０２のホール素子は、ロータの磁極を検出する。そして、センサ部１０２のホール素子は、ロータの回転に応じて電圧が変化するホール信号を出力する。
【0021】
なお、センサ部１０２の位置センサは、ホール素子に限らない。位置センサは、モータのロータの回転位置を検出することができるセンサであればよい。位置センサとして、例えば、エンコーダ等を適用してもよい。位置センサとしてエンコーダを用いる場合、センサ部１０２は、モータ制御装置１００の構成要素の一つとしてではなく、モータ制御装置１００とは互いに独立した装置として、モータ制御装置１００の外部に設けられていてもよい。
【0022】
［ＦＧ信号生成部１０３］
ＦＧ信号生成部１０３は、モータ１０の回転速度を示す回転速度信号としてのＦＧ信号を生成する。ＦＧ信号生成部１０３は、例えば、センサ部１０２のホール素子から出力された検出信号（ホール信号）に基づいて、モータ１０の回転速度に比例する周期（周波数）を有する信号（ＦＧ信号）を生成する。ＦＧ信号生成部１０３から出力されたＦＧ信号は、上位装置２００に入力される。なお、ＦＧ信号生成部１０３は、例えば、モータ１０が搭載される基板（プリント基板）上に形成されたＦＧパターンによって実現してもよい。
ＦＧ信号生成部１０３は、モータ１０の回転速度を示す回転速度信号としてのＦＧ信号を生成する。ＦＧ信号生成部１０３は、例えば、センサ部１０２のホール素子から出力された検出信号（ホール信号）に基づいて、モータ１０の回転速度に比例する周期（周波数）を有する信号（ＦＧ信号）を生成する。ＦＧ信号生成部１０３から出力されたＦＧ信号は、上位装置２００に入力される。なお、ＦＧ信号生成部１０３は、例えば、モータ１０が搭載される基板（プリント基板）上に形成されたＦＧパターンによって実現してもよい。
【0023】
［電源電圧測定部１１０］
電源電圧測定部１１０は、上位装置２００から供給される電力の電圧Ｖを測定する。言い換えると、電源電圧測定部１１０は電源電圧を測定する。電源電圧測定部１１０は、測定した電圧値Ｖｍを異常検知制御部１６０に出力する。
電源電圧測定部１１０は、上位装置２００から供給される電力の電圧Ｖを測定する。言い換えると、電源電圧測定部１１０は電源電圧を測定する。電源電圧測定部１１０は、測定した電圧値Ｖｍを異常検知制御部１６０に出力する。
【0024】
［駆動制御信号生成部１２０］
駆動制御信号生成部１２０は、モータ１０の駆動を制御するための駆動制御信号Ｃｔｌを生成する。駆動制御信号生成部１２０は、例えば、上位装置２００から駆動指令として出力された駆動指令信号である速度指令信号Ｓｖを受信する。駆動制御信号生成部１２０は、速度指令信号Ｓｖを受信した場合に、モータ１０の回転速度が速度指令信号Ｓｖによって指定された目標回転速度と一致するように、駆動制御信号Ｃｔｌを生成する。
駆動制御信号生成部１２０は、モータ１０の駆動を制御するための駆動制御信号Ｃｔｌを生成する。駆動制御信号生成部１２０は、例えば、上位装置２００から駆動指令として出力された駆動指令信号である速度指令信号Ｓｖを受信する。駆動制御信号生成部１２０は、速度指令信号Ｓｖを受信した場合に、モータ１０の回転速度が速度指令信号Ｓｖによって指定された目標回転速度と一致するように、駆動制御信号Ｃｔｌを生成する。
【0025】
駆動制御信号Ｃｔｌは、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号である。
【0026】
駆動制御信号生成部１２０は、速度指令解析部１２１と、デューティ比決定部１２２と、通電制御部１２３と、を備える。
【0027】
（速度指令解析部１２１）
速度指令解析部１２１は、上位装置２００から出力された速度指令信号Ｓｖを受信する。そして、速度指令解析部１２１は、速度指令信号Ｓｖによって指定された目標回転速度を解析する。例えば、速度指令信号Ｓｖが目標回転速度に対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号である場合、速度指令解析部１２１は、速度指令信号Ｓｖのデューティ比を解析し、そのデューティ比に対応する回転速度の情報を目標回転速度として出力する。
速度指令解析部１２１は、上位装置２００から出力された速度指令信号Ｓｖを受信する。そして、速度指令解析部１２１は、速度指令信号Ｓｖによって指定された目標回転速度を解析する。例えば、速度指令信号Ｓｖが目標回転速度に対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号である場合、速度指令解析部１２１は、速度指令信号Ｓｖのデューティ比を解析し、そのデューティ比に対応する回転速度の情報を目標回転速度として出力する。
【0028】
（デューティ比決定部１２２）
デューティ比決定部１２２は、速度指令解析部１２１から出力された目標回転速度と回転速度計測部１５０によって計測されたモータ１０の回転速度の計測値とに基づいて、駆動制御信号ＣｔｌとしてのＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。
デューティ比決定部１２２は、速度指令解析部１２１から出力された目標回転速度と回転速度計測部１５０によって計測されたモータ１０の回転速度の計測値とに基づいて、駆動制御信号ＣｔｌとしてのＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。
【0029】
具体的には、デューティ比決定部１２２は、目標回転速度とモータ１０の回転速度の計測値との差が小さくなるようにモータ１０の制御値を算出する。そして、デューティ比決定部１２２は、算出した制御値に応じたＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。例えば、デューティ比決定部１２２は、目標回転速度とモータ１０の回転速度の計測値との差が小さくなるように、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御により制御値を算出する。なお、デューティ比決定部１２２は、ＰＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御又はＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御のいずれかにより制御値を算出してもよい。そして、デューティ比決定部１２２は、制御値に応じたＰＷＭ信号のデューティ比Ｄｔｙを決定する。
【0030】
デューティ比決定部１２２は、決定したデューティ比Ｄｔｙを、異常検知制御部１６０に出力する。
【0031】
（通電制御部１２３）
通電制御部１２３は、デューティ比決定部１２２によって決定したデューティ比を有するＰＷＭ信号を生成する。そして、通電制御部１２３は、生成したＰＷＭ信号を駆動制御信号Ｃｔｌとしてモータ駆動回路１０１に出力する。
通電制御部１２３は、デューティ比決定部１２２によって決定したデューティ比を有するＰＷＭ信号を生成する。そして、通電制御部１２３は、生成したＰＷＭ信号を駆動制御信号Ｃｔｌとしてモータ駆動回路１０１に出力する。
【0032】
［通信部１３０］
通信部１３０は、外部と通信を行う。通信部１３０は、上位装置２００と通信を行う。具体的には、通信部１３０は、制御装置としての上位装置２００との間でデータの送受信を行う。通信部１３０は、送信部１３１と、受信部１３２と、通信制御部１３３と、を備える。
通信部１３０は、外部と通信を行う。通信部１３０は、上位装置２００と通信を行う。具体的には、通信部１３０は、制御装置としての上位装置２００との間でデータの送受信を行う。通信部１３０は、送信部１３１と、受信部１３２と、通信制御部１３３と、を備える。
【0033】
送信部１３１は、上位装置２００にデータを送信する。受信部１３２は、上位装置２００からデータを受信する。送信部１３１及び受信部１３２のそれぞれは、通信制御部１３３により制御される。送信部１３１は、例えば、所定のシリアル信号を生成して通信線路に送信するシリアル通信用インタフェイス回路である。また、受信部１３２は、例えば、通信線路から所定のシリアル信号を受信するシリアル通信用インタフェイス回路である。
【0034】
通信制御部１３３は、送信部１３１及び受信部１３２のそれぞれを制御する。通信制御部１３３は、送信部１３１にエンコードしたデータを送る。また、通信制御部１３３は、受信部１３２から受信したデータをデコードする。通信制御部１３３が、送信部１３１及び受信部１３２を制御することにより、上位装置２００との間でデータの送受信を行う。通信制御部１３３は、例えば、モータ制御装置１００が備えるプロセッサによるプログラム処理によって実現される。
【0035】
通信制御部１３３は、上位装置２００から駆動指令として出力された速度指令信号Ｓｖを受信する。そして、通信制御部１３３は、受信した速度指令信号Ｓｖを、速度指令解析部１２１に送信する。
【0036】
［電流計測部１４０］
電流計測部１４０は、モータ駆動回路１０１からモータ１０に供給される電力の電流を測定する。電流計測部１４０は、例えば、カレントトランスを備える。電流計測部１４０は、モータ駆動回路１０１からモータ１０に供給される電力の電流を測定した電流値Ｉｍを、異常検知制御部１６０に出力する。
電流計測部１４０は、モータ駆動回路１０１からモータ１０に供給される電力の電流を測定する。電流計測部１４０は、例えば、カレントトランスを備える。電流計測部１４０は、モータ駆動回路１０１からモータ１０に供給される電力の電流を測定した電流値Ｉｍを、異常検知制御部１６０に出力する。
【0037】
［回転速度計測部１５０］
回転速度計測部１５０は、モータ１０の回転速度を計測する。回転速度計測部１５０は、例えば、センサ部１０２におけるホール素子の検出信号（ホール信号）に基づいて、モータ１０の回転速度を計測する。回転速度計測部１５０は、計測した回転速度Ｒｍを異常検知制御部１６０に出力する。
回転速度計測部１５０は、モータ１０の回転速度を計測する。回転速度計測部１５０は、例えば、センサ部１０２におけるホール素子の検出信号（ホール信号）に基づいて、モータ１０の回転速度を計測する。回転速度計測部１５０は、計測した回転速度Ｒｍを異常検知制御部１６０に出力する。
【0038】
［異常検知制御部１６０］
異常検知制御部１６０は、モータ１０の異常を検知する。異常検知制御部１６０は、電圧値Ｖｍ、電流値Ｉｍ、モータ１０の回転数Ｒｍ及びデューティ比Ｄｔｙのいずれかに基づいて、モータ１０の異常の発生を推定して、検知する。
異常検知制御部１６０は、モータ１０の異常を検知する。異常検知制御部１６０は、電圧値Ｖｍ、電流値Ｉｍ、モータ１０の回転数Ｒｍ及びデューティ比Ｄｔｙのいずれかに基づいて、モータ１０の異常の発生を推定して、検知する。
【0039】
［データ管理部１７０］
データ管理部１７０は、データを管理する。
データ管理部１７０は、データを管理する。
【0040】
＜上位装置２００＞
次に、上位装置２００について説明する。上位装置２００は、モータ制御装置１００に電源を供給する。また、上位装置２００は、モータ制御装置１００に回転速度を指示する。上位装置２００は、電源２１０と、データ処理制御部２２０と、通信部２３０と、を備える。
次に、上位装置２００について説明する。上位装置２００は、モータ制御装置１００に電源を供給する。また、上位装置２００は、モータ制御装置１００に回転速度を指示する。上位装置２００は、電源２１０と、データ処理制御部２２０と、通信部２３０と、を備える。
【0041】
［電源２１０］
電源２１０は、モータ制御装置１００に、モータ１０を動作させるための電力を供給する。電源２１０は、直流電源である。電源２１０は、例えば、１２Ｖ（ボルト）の電力を、モータ制御装置１００に供給する。
電源２１０は、モータ制御装置１００に、モータ１０を動作させるための電力を供給する。電源２１０は、直流電源である。電源２１０は、例えば、１２Ｖ（ボルト）の電力を、モータ制御装置１００に供給する。
【0042】
［データ処理制御部２２０］
データ処理制御部２２０は、モータ制御装置１００に、モータ１０の目標となる回転速度（目標回転速度）を指示する。データ処理制御部２２０は、通信部２３０を介して、モータ制御装置１００に、速度指令信号Ｓｖを送信する。データ処理制御部２２０は、モータ制御装置１００に、速度指令信号Ｓｖを送信することにより、モータ制御装置１００に目標となる回転速度（目標回転速度）を指示する。
データ処理制御部２２０は、モータ制御装置１００に、モータ１０の目標となる回転速度（目標回転速度）を指示する。データ処理制御部２２０は、通信部２３０を介して、モータ制御装置１００に、速度指令信号Ｓｖを送信する。データ処理制御部２２０は、モータ制御装置１００に、速度指令信号Ｓｖを送信することにより、モータ制御装置１００に目標となる回転速度（目標回転速度）を指示する。
【0043】
［通信部２３０］
通信部２３０は、モータ制御装置１００との間で通信を行う。通信部２３０は、モータ制御装置１００における通信部１３０と通信する。通信部２３０は、通信部１３０における送信部１３１から送信された信号を受信信号Ｒｘとして受信する。また、通信部２３０は、送信信号Ｔｘを、通信部１３０における受信部１３２に送信する。通信部２３０は、例えば、所定のシリアル信号を生成して通信線路からシリアル信号を送受信するシリアル通信用インタフェイス回路である。
通信部２３０は、モータ制御装置１００との間で通信を行う。通信部２３０は、モータ制御装置１００における通信部１３０と通信する。通信部２３０は、通信部１３０における送信部１３１から送信された信号を受信信号Ｒｘとして受信する。また、通信部２３０は、送信信号Ｔｘを、通信部１３０における受信部１３２に送信する。通信部２３０は、例えば、所定のシリアル信号を生成して通信線路からシリアル信号を送受信するシリアル通信用インタフェイス回路である。
【0044】
＜異常検知制御部における処理＞
次に、異常検知制御部１６０が行う処理について説明する。異常検知制御部１６０が行う処理を説明することにより、モータ制御装置１００が行うモータ１０の異常を検知するモータの異常検知方法が含む工程について説明する。また、モータ制御装置１００が備えるコンピュータが実行するプログラムの手順について説明する。図２は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００における処理を説明するフロー図である。
次に、異常検知制御部１６０が行う処理について説明する。異常検知制御部１６０が行う処理を説明することにより、モータ制御装置１００が行うモータ１０の異常を検知するモータの異常検知方法が含む工程について説明する。また、モータ制御装置１００が備えるコンピュータが実行するプログラムの手順について説明する。図２は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００における処理を説明するフロー図である。
【0045】
発明者らは、モータ１０の異常を検知するのに、モータ１０に関する特性値について、正常時における特性値の最大値と最小値との差を用いることにより、誤検出を抑制できることを見いだした。
【0046】
図２に示すように、モータ制御装置１００における異常検知制御部１６０は、変数算出工程（ステップＳ１０）と、異常検知工程（ステップＳ２０）と、を実行する。異常検知制御部１６０は、変数算出工程（ステップＳ１０）を、異常検知工程（ステップＳ２０）の前に実行する。異常検知制御部１６０は、累積和法を用いて特性値の上振れを検出する。変数算出工程（ステップＳ１０）及び異常検知工程（ステップＳ２０）のそれぞれについて詳細を説明する。
【0047】
（ステップＳ１０）
最初に、異常検知制御部１６０は、モータ１０の異常を検知するために使用する変数を算出する（変数算出工程）。変数算出工程の詳細について説明する。図３は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００における処理を説明するフロー図である。具体的には、図３は、モータ制御装置１００における異常検知制御部１６０が実行する変数算出工程について説明するフロー図である。
最初に、異常検知制御部１６０は、モータ１０の異常を検知するために使用する変数を算出する（変数算出工程）。変数算出工程の詳細について説明する。図３は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００における処理を説明するフロー図である。具体的には、図３は、モータ制御装置１００における異常検知制御部１６０が実行する変数算出工程について説明するフロー図である。
【0048】
変数算出工程（ステップＳ１０）は、基準データ取得工程（ステップＳ１１）と、統計量算出工程（ステップＳ１２）と、振れ幅算出工程（ステップＳ１３）と、を含む。なお、ステップＳ１０の変数算出工程は、モータ１０が正常に動作している状態で行う。
【0049】
（ステップＳ１１）
異常検知制御部１６０は、モータ１０が正常動作時に、所定の期間において、モータ１０に関する特性値を基準データとして複数個取得する（基準データ取得工程）。異常検知制御部１６０は、所定の期間において、サンプリングされたモータ１０に関する特性値を基準データとして複数個取得する。異常検知制御部１６０は、例えば、特性値を１０００個取得する。モータ１０に関する特性値としては、例えば、モータ１０に供給される電力の電流値、電圧値、モータ１０の回転数及びデューティ比のいずれかである。
異常検知制御部１６０は、モータ１０が正常動作時に、所定の期間において、モータ１０に関する特性値を基準データとして複数個取得する（基準データ取得工程）。異常検知制御部１６０は、所定の期間において、サンプリングされたモータ１０に関する特性値を基準データとして複数個取得する。異常検知制御部１６０は、例えば、特性値を１０００個取得する。モータ１０に関する特性値としては、例えば、モータ１０に供給される電力の電流値、電圧値、モータ１０の回転数及びデューティ比のいずれかである。
【0050】
ここでは、モータ１０の特性値を基準データとしてＮ個（Ｎは、２以上の整数）取得する場合について説明する。Ｎ個の基準データにおけるｉ番目の基準データを基準データｘｓ（ｉ）とする。ただし、ｉは１以上Ｎ以下の整数である。
【0051】
（ステップＳ１２）
次に、異常検知制御部１６０は、取得した複数個の基準データについて統計量を算出する（統計量算出工程）。具体的には、異常検知制御部１６０は、複数個の基準データについて、統計値として最大値Ｍａｘｓ、最小値Ｍｉｎｓ及び標準偏差σｓを算出する。
次に、異常検知制御部１６０は、取得した複数個の基準データについて統計量を算出する（統計量算出工程）。具体的には、異常検知制御部１６０は、複数個の基準データについて、統計値として最大値Ｍａｘｓ、最小値Ｍｉｎｓ及び標準偏差σｓを算出する。
【0052】
異常検知制御部１６０は、Ｎ個の基準データ（基準データｘｓ（ｉ）、ただし、ｉは１以上Ｎ以下の整数）について、最大値Ｍａｘｓと最小値Ｍｉｎｓを算出する。具体的には、異常検知制御部１６０は、式１に基づいて最大値Ｍａｘｓを算出する。また、異常検知制御部１６０は、式２に基づいて最小値Ｍｉｎｓを算出する。
【0053】
【数1】
【0054】
なお、ｍａｘ｛｝は、波括弧の間に含まれる数値において最大となる数値の値を返す関数である。
【0055】
【数2】
【0056】
なお、ｍｉｎ｛｝は、波括弧の間に含まれる数値において最小となる数値の値を返す関数である。
【0057】
また、異常検知制御部１６０は、標準偏差σｓを算出するために、式３に基づいて平均μｓを算出する。
【0058】
【数3】
【0059】
そして、異常検知制御部１６０は、式４に基づいて標準偏差σｓを算出する。
【0060】
【数4】
【0061】
なお、最大値Ｍａｘｓ、最小値Ｍｉｎｓ及び標準偏差σｓのそれぞれの算出方法については、上記の算出方法に限らず、適宜公知の算出方法を採用してもよい。
【0062】
（ステップＳ１３）
次に、異常検知制御部１６０は、ステップＳ１２において算出した統計量である最大値Ｍａｘｓ及び最小値Ｍｉｎｓに基づいて、異常時における振れ幅Ｒｓを算出する（振れ幅算出工程）。具体的には、異常検知制御部１６０は、最大値Ｍａｘｓ及び最小値Ｍｉｎｓを用いて式５に基づいて振れ幅Ｒｓを算出する。
次に、異常検知制御部１６０は、ステップＳ１２において算出した統計量である最大値Ｍａｘｓ及び最小値Ｍｉｎｓに基づいて、異常時における振れ幅Ｒｓを算出する（振れ幅算出工程）。具体的には、異常検知制御部１６０は、最大値Ｍａｘｓ及び最小値Ｍｉｎｓを用いて式５に基づいて振れ幅Ｒｓを算出する。
【0063】
【数5】
【0064】
ステップＳ１０における変数算出工程において、異常検知制御部１６０は、モータ１０の異常を検知するために使用する変数として、標準偏差σｓ及び振れ幅Ｒｓを算出する。
【0065】
（ステップＳ２０）
次に、異常検知制御部１６０は、ステップＳ１０で算出した変数に基づいて、モータ１０の異常を検知する（異常検知工程）。異常検知工程の詳細について説明する。図４は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００における処理を説明するフロー図である。具体的には、図４は、モータ制御装置１００における異常検知制御部１６０が実行する異常検知工程について説明するフロー図である。
次に、異常検知制御部１６０は、ステップＳ１０で算出した変数に基づいて、モータ１０の異常を検知する（異常検知工程）。異常検知工程の詳細について説明する。図４は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００における処理を説明するフロー図である。具体的には、図４は、モータ制御装置１００における異常検知制御部１６０が実行する異常検知工程について説明するフロー図である。
【0066】
異常検知工程（ステップＳ２０）は、検査データ取得工程（ステップＳ２１）と、移動平均算出工程（ステップＳ２２）と、異常度算出工程（ステップＳ２３）と、異常判定工程（ステップＳ２４）と、を含む。なお、ステップＳ２０の異常検知工程は、モータ１０が動作しているときに、ステップＳ２１からステップＳ２４を繰り返して行う。
【0067】
（ステップＳ２１）
異常検知制御部１６０は、モータ１０が動作時に、サンプリングされたモータ１０に関する特性値を検査データとして取得する（検査データ取得工程）。なお、モータ１０に関する特性値は、ステップＳ１０における変数算出工程において用いた特性値と同じ特性値を用いる。例えば、モータ１０に関する特性値は、ステップＳ１０における変数算出工程において用いたモータ１０に供給される電力の電流値、電圧値、モータ１０の回転数及びデューティ比のいずれかである。
異常検知制御部１６０は、モータ１０が動作時に、サンプリングされたモータ１０に関する特性値を検査データとして取得する（検査データ取得工程）。なお、モータ１０に関する特性値は、ステップＳ１０における変数算出工程において用いた特性値と同じ特性値を用いる。例えば、モータ１０に関する特性値は、ステップＳ１０における変数算出工程において用いたモータ１０に供給される電力の電流値、電圧値、モータ１０の回転数及びデューティ比のいずれかである。
【0068】
ここでは、異常検知制御部１６０がｎ番目に取得した検査データを検査データｘｉ（ｎ）とする。ただし、ｎは１以上の整数である。
【0069】
（ステップＳ２２）
次に、異常検知制御部１６０は、ステップＳ２１において取得した検査データの指数移動平均値を更新する（移動平均算出工程）。
次に、異常検知制御部１６０は、ステップＳ２１において取得した検査データの指数移動平均値を更新する（移動平均算出工程）。
【0070】
異常検知制御部１６０は、検査データの指数移動平均値を求める。ｎ番目における指数移動平均値を指数移動平均値ｙｉ（ｎ）とする。ｎ番目における指数移動平均値ｙｉ（ｎ）は、平滑化係数αと、ｎ番目の検査データｘｉ（ｎ）と、ｎ－１番目における指数移動平均値ｙｉ（ｎ－１）と、を用いて式６に基づいて計算される。なお、αは、０以上１以下の定数である。
【0071】
【数6】
【0072】
指数移動平均値ｙｉ（ｎ）は、平滑化係数αに検査データｘｉ（ｎ）を掛けた値と、１から平滑化係数αを引いた値に指数移動平均値ｙｉ（ｎ－１）を掛けた値との和により算出される。言い換えると、指数移動平均値ｙｉ（ｎ）は、平滑化係数αに検査データｘｉ（ｎ）を掛けた値と、１から平滑化係数αを引いた値に指数移動平均値ｙｉ（ｎ－１）を掛けた値との和により算出される値に更新される。
【0073】
（ステップＳ２３）
次に、異常検知制御部１６０は、検査データｘｉ（ｎ）、振れ幅Ｒｓ、標準偏差σｓ及び指数移動平均値ｙｉ（ｎ）に基づいて、異常度を更新する（異常度算出工程）。具体的には、異常検知制御部１６０は、ステップＳ２１で取得した検査データｘｉ（ｎ）と、ステップＳ１０で算出した振れ幅Ｒｓ及び標準偏差σｓと、ステップＳ２２で算出した指数移動平均値と、に基づいて、異常度を更新する
次に、異常検知制御部１６０は、検査データｘｉ（ｎ）、振れ幅Ｒｓ、標準偏差σｓ及び指数移動平均値ｙｉ（ｎ）に基づいて、異常度を更新する（異常度算出工程）。具体的には、異常検知制御部１６０は、ステップＳ２１で取得した検査データｘｉ（ｎ）と、ステップＳ１０で算出した振れ幅Ｒｓ及び標準偏差σｓと、ステップＳ２２で算出した指数移動平均値と、に基づいて、異常度を更新する
【0074】
異常検知制御部１６０は、式７に基づいて、変化度Ｓｄ（ｎ）を算出する。
【0075】
【数7】
【0076】
そして、異常検知制御部１６０は、式８に基づいて、異常度Ｓｅ（ｎ）を算出する。
【0077】
【数8】
【0078】
なお、ｍａｘ｛ａ，ｂ｝は、ａ又はｂの値の大きい方を返す関数である。すなわち、ｍａｘ｛０，Ｓｅ（ｎ－１）＋Ｓｄ（ｎ）｝は、Ｓｅ（ｎ－１）＋Ｓｄ（ｎ）が負又は０の場合は０、Ｓｅ（ｎ－１）＋Ｓｄ（ｎ）が正の場合はＳｅ（ｎ－１）＋Ｓｄ（ｎ）を返す。
【0079】
（ステップＳ２４）
次に、異常検知制御部１６０は、異常度Ｓｅ（ｎ）に基づいて、モータ１０の異常を検知する（異常検知工程）。異常検知制御部１６０は、異常度Ｓｅ（ｎ）が所定の閾値より大きいときは、モータ１０に異常が発生したと検知する。
次に、異常検知制御部１６０は、異常度Ｓｅ（ｎ）に基づいて、モータ１０の異常を検知する（異常検知工程）。異常検知制御部１６０は、異常度Ｓｅ（ｎ）が所定の閾値より大きいときは、モータ１０に異常が発生したと検知する。
【0080】
（ステップＳ２５）
異常検知制御部１６０は、処理を終了するかどうか判定する。処理を終了する場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、異常検知制御部１６０は、処理を終了する。処理を終了しない場合、言い換えると、処理を継続する場合（ステップＳ２５のＮＯ）、異常検知制御部１６０は、ステップＳ２１に戻って処理を繰り返す。
異常検知制御部１６０は、処理を終了するかどうか判定する。処理を終了する場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、異常検知制御部１６０は、処理を終了する。処理を終了しない場合、言い換えると、処理を継続する場合（ステップＳ２５のＮＯ）、異常検知制御部１６０は、ステップＳ２１に戻って処理を繰り返す。
【0081】
＜モータ制御装置の動作結果＞
次に、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００を動作させたときの動作結果について説明する。
次に、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００を動作させたときの動作結果について説明する。
【0082】
［突発的な変化がある場合］
突発的な変化がある場合の例として、モータの指令速度に変化があった場合に、モータ制御装置１００を動作させたときの動作結果について説明する。図５及び図６は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００の動作結果について説明する図である。
突発的な変化がある場合の例として、モータの指令速度に変化があった場合に、モータ制御装置１００を動作させたときの動作結果について説明する。図５及び図６は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００の動作結果について説明する図である。
【0083】
なお、図５及び図６に示す動作結果において、モータ１０に関する特性値として、モータ１０に供給される電力の電流値を用いた。図５は、モータ１０に供給される電力の電流値を示す図である。図５の横軸は時間、縦軸は電流値である。なお、時間の単位は時（ｈ）、電流値の単位は任意単位である。図６は、算出した異常度を示す図である。図６の横軸は時間、縦軸は異常度である。なお、異常度の単位は任意単位である。
【0084】
図５における線Ｌｒａｗ１は、異常検知制御部１６０が取得した検査データを示す。図５における線Ｌａｖｇ１は、異常検知制御部１６０において処理した検査データの指数移動平均値を示す。なお、平滑化係数αは、０．０００３に設定した。図６における線Ｌｓｅ１は、異常検知制御部１６０において算出した異常度を示す。
【0085】
図５及び図６のそれぞれにおいて、矢印Ｐｖ１によりモータ１０への指令速度に変化があった時刻を示す。図５及び図６のそれぞれにおいて、矢印Ｐｎａ１及び矢印Ｐｎｂ１のそれぞれにより、モータに不具合があった時刻を示す。
【0086】
図５において示すように、線Ｌｒａｗ１により示される検査データに追従して、線Ｌａｖｇ１により示される指数移動平均値が変化していることが分かる。また、図６において示すように、矢印Ｐｖ１において、異常度は変化せずに、矢印Ｐｎａ１及び矢印Ｐｎｂ１のそれぞれにおいて、異常度が高くなっている。したがって、異常度について閾値処理することにより、異常を検知できる。
【0087】
［漸次的な変化がある場合］
漸次的な変化がある場合に、モータ制御装置１００を動作させたときの動作結果について説明する。図７及び図８は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００の動作結果について説明する図である。
漸次的な変化がある場合に、モータ制御装置１００を動作させたときの動作結果について説明する。図７及び図８は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００の動作結果について説明する図である。
【0088】
なお、図７及び図８に示す動作結果において、モータ１０に関する特性値として、モータ１０に供給される電力の電流値を用いた。図７は、モータ１０に供給される電力の電流値を示す図である。図７の横軸は時間、縦軸は電流値である。なお、時間の単位は時（ｈ）、電流値の単位は任意単位である。図８は、算出した異常度を示す図である。図８の横軸は時間、縦軸は異常度である。なお、異常度の単位は任意単位である。
【0089】
図７における線Ｌｒａｗ２は、異常検知制御部１６０が取得した検査データを示す。図７における線Ｌａｖｇ２は、異常検知制御部１６０において処理した検査データの指数移動平均値を示す。図８における線Ｌｓｅ２は、異常検知制御部１６０において算出した異常度を示す。
【0090】
【0091】
図７に示すように、検査データは時間が経つにつれて徐々に変化する。そして、図７において示すように、線Ｌｒａｗ２により示される検査データに追従して、線Ｌａｖｇ２により示される指数移動平均値が変化していることが分かる。また、図８において示すように、検査データが漸次的に変化している範囲において、異常度は変化せずに、矢印Ｐｎａ２において、異常度が高くなっている。したがって、異常度について閾値処理することにより、異常を検知できる。
【0092】
［特性値の標準偏差及び平均値について］
本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００を動作させたときにおけるモータ１０の特性値について説明する。図９及び図１０は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００の動作結果について説明する図である。具体的には、上述の［突発的な変化がある場合］における検査データにおいて、所定の区間でモータ１０に供給される電力の電流値について、標準偏差及び平均値のそれぞれを算出した結果を示す。
本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００を動作させたときにおけるモータ１０の特性値について説明する。図９及び図１０は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００の動作結果について説明する図である。具体的には、上述の［突発的な変化がある場合］における検査データにおいて、所定の区間でモータ１０に供給される電力の電流値について、標準偏差及び平均値のそれぞれを算出した結果を示す。
【0093】
図９は、算出した標準偏差を示す図である。図９における線Ｌｓｔｄは、算出した標準偏差を示す。図９の横軸は時間、縦軸は電流値の標準偏差である。なお、時間の単位は時（ｈ）、電流値の標準偏差の単位は任意単位である。図１０は、算出した平均値を示す図である。図１０における線Ｌａｖｇは、算出した平均値を示す。図１０の横軸は時間、縦軸は平均値である。なお、平均値の単位は任意単位である。
【0094】
図９において示すように、標準偏差は、矢印Ｐｖ１、矢印Ｐｎａ１及び矢印Ｐｎｂ１のそれぞれで示す時刻において値が変動しているが、それ以外の範囲では略一定となっている。したがって、標準偏差の値の大きさに関しては、安定して動作している場合は略一定と考えてもよい。よって、異常検知制御部１６０は、変化度Ｓｄを求める際に、正常運転時における特性値の標準偏差σｓを用いる。
【0095】
一方、図１０において示すように、平均値は、矢印Ｐｖ１で示す時刻において値が変動して維持される。言い換えると、平均値は、例えば、指令速度が変更されると定常的に変化する。したがって、平均については、正常運転時における特性値の平均値を用いても、実際の平均と異なる場合がある。そこで、異常検知制御部１６０は、変化度Ｓｄを求める際に、指数移動平均値ｙｉを平均値として用いる。
【0096】
［平滑化係数αについて］
本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００を動作させたときにおける平滑化係数αについて説明する。図１１及び図１２は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００の動作結果について説明する図である。具体的には、図１１は、上述の［突発的な変化がある場合］における検査データにおいて、平滑化係数αを０．０１にして算出した結果を示す。図１２は、上述の［突発的な変化がある場合］における検査データにおいて、平滑化係数αを０．０００１にして算出した結果を示す。
本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００を動作させたときにおける平滑化係数αについて説明する。図１１及び図１２は、本実施形態に係るモータ制御装置の一例であるモータ制御装置１００の動作結果について説明する図である。具体的には、図１１は、上述の［突発的な変化がある場合］における検査データにおいて、平滑化係数αを０．０１にして算出した結果を示す。図１２は、上述の［突発的な変化がある場合］における検査データにおいて、平滑化係数αを０．０００１にして算出した結果を示す。
【0097】
【0098】
図１１において示すように、平滑化係数αを０．０１とすると、線Ｌａｖｇ３により示される指数移動平均値が検査データに過剰に追従する。指数移動平均値が検査データに過剰に追従するため、平滑化係数αを０．０１にすると、異常度が全ての範囲でゼロ付近となり、異常を検出できなかった。
【0099】
また、図１２において示すように、平滑化係数αを０．０００１とすると、線Ｌａｖｇ４により示される指数移動平均値が検査データに追従するのに時間がかかった。指数移動平均値が検査データに追従するのに時間がかかるため、平滑化係数αを０．０００１にすると、例えば、矢印Ｐｎａ１に示す異常を検出できなかった。
【0100】
以上の結果より、平滑化係数αは、特性値の変化の度合いに応じて、異常が検知できるように適宜定める。例えば、平滑化係数αは、０．０００１以上０．００５以下の範囲において定めてもよい。また、例えば、平滑化係数αは、０．０００５以上０．００１以下の範囲において定めるとよりよい。
【0101】
＜まとめ＞
本実施形態に係るモータ制御装置によれば、モータの異常判定における誤検知を抑制できる。
本実施形態に係るモータ制御装置によれば、モータの異常判定における誤検知を抑制できる。
【0102】
例えば、参考例のモータ制御装置として、上述の［突発的な変化がある場合］を例にして、図１３を用いて説明する。
【0103】
参考例のモータ制御装置として、例えば、最初に図１３の線Ｌａｖｇａ１として示すように、検査データの平均値を求めると、矢印Ｐｖ１に示す時刻において、再度線Ｌａｖｇｂ１のように検査データの平均値を求めないと、突発的な変化に対応できない。
【0104】
また、例えば、参考例のモータ制御装置として、上述の［漸次的な変化がある場合］を例にして、図１４を用いて説明する。
【0105】
参考例のモータ制御装置として、例えば、最初に図１４の線Ｌａｖｇａ２として示すように、検査データの平均値を求めると、時間が経つについて、検査データと平均値との解離が大きくなる。
【0106】
本実施形態に係るモータ制御装置によれば、突発的に特性値が変化しても、漸次的に特性値が変化しても、モータの異常判定における誤検知を抑制できる。
【0107】
＜変形例＞
ステップＳ２３において、変化度として、変化度Ｓｄ（ｎ）に換えて、変化度Ｓｄ２（ｎ）を算出し、異常度として、異常度Ｓｅ（ｎ）に換えて、異常度Ｓｅ２（ｎ）を算出してもよい。言い換えると、異常検知制御部１６０は、累積和法を用いて特性値の下振れを検出するようにしてもよい。異常検知制御部１６０は、式９に基づいて、変化度Ｓｄ２（ｎ）を算出する。
ステップＳ２３において、変化度として、変化度Ｓｄ（ｎ）に換えて、変化度Ｓｄ２（ｎ）を算出し、異常度として、異常度Ｓｅ（ｎ）に換えて、異常度Ｓｅ２（ｎ）を算出してもよい。言い換えると、異常検知制御部１６０は、累積和法を用いて特性値の下振れを検出するようにしてもよい。異常検知制御部１６０は、式９に基づいて、変化度Ｓｄ２（ｎ）を算出する。
【0108】
【数9】
【0109】
そして、異常検知制御部１６０は、式１０に基づいて、異常度Ｓｅ２（ｎ）を算出する。
【0110】
【数10】
【0111】
なお、ｍａｘ｛ａ，ｂ｝は、ａ又はｂの値の大きい方を返す関数である。すなわち、ｍａｘ｛０，Ｓｅ２（ｎ－１）－Ｓｄ２（ｎ）｝は、Ｓｅ２（ｎ－１）－Ｓｄ２（ｎ）が負又は０の場合は０、Ｓｅ２（ｎ－１）－Ｓｄ２（ｎ）が正の場合はＳｅ（ｎ－１）－Ｓｄ２（ｎ）を返す。
【0112】
なお、上述の実施形態において、モータ１０の動作状態を示す入力データとして、モータ１０に供給される電流の電流値を用いていたが、入力データは当該電流値に限らない。例えば、入力データとして、モータに供給される電力の電圧値、モータ１０の回転数及びデューティ比のいずれかを用いてもよい。
【0113】
以上、モータ制御装置を実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【符号の説明】
【0114】
１ モータシステム
１０ モータ
２０ モータ駆動制御システム
１００ モータ制御装置
１０１ モータ駆動回路
１０２ センサ部
１０３ ＦＧ信号生成部
１１０ 電源電圧測定部
１２０ 駆動制御信号生成部
１２１ 速度指令解析部
１２２ デューティ比決定部
１２３ 通電制御部
１３０ 通信部
１３１ 送信部
１３２ 受信部
１３３ 通信制御部
１４０ 電流計測部
１５０ 回転速度計測部
１６０ 異常検知制御部
１７０ データ管理部
２００ 上位装置
２１０ 電源
１０ モータ
２０ モータ駆動制御システム
１００ モータ制御装置
１０１ モータ駆動回路
１０２ センサ部
１０３ ＦＧ信号生成部
１１０ 電源電圧測定部
１２０ 駆動制御信号生成部
１２１ 速度指令解析部
１２２ デューティ比決定部
１２３ 通電制御部
１３０ 通信部
１３１ 送信部
１３２ 受信部
１３３ 通信制御部
１４０ 電流計測部
１５０ 回転速度計測部
１６０ 異常検知制御部
１７０ データ管理部
２００ 上位装置
２１０ 電源
【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】