(57)【要約】  温度変化の影響を除外して異常による摩擦の変動を抽出するため、電動機(3)に駆動される駆動機構(2)を含む駆動部(1)への指令として駆動指令信号を出力する指令生成部(6)と、駆動部(1)の位置検出信号を出力する位置検出器(5)と、電動機(3)への駆動電流検出値を出力する駆動電流検出部(7)と、駆動指令信号及び位置検出信号が入力されて駆動力指令信号を生成し、該駆動力指令信号及び駆動電流検出値に応じて駆動電流を供給する制御部(4)と、駆動力信号及び位置検出信号が入力されて摩擦特性推定値を出力する摩擦特性推定部(8)と、駆動部の温度を取得して温度情報値を出力する温度情報取得部(11)と、駆動部(1)の温度によって特性が変化する基準摩擦モデルが設定され、温度情報値に基づいて基準摩擦特性を出力する摩擦モデル部(9)と、基準摩擦特性に対する摩擦特性推定値の変動に基づく摩擦変動値を出力する摩擦変動解析部(10)と、を備える電動機制御装置を提供する。
2015163063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機に駆動される駆動機構を含む駆動部への指令として駆動指令信号を出力する指令生成部と、  前記駆動部の位置または速度を検出して動作検出信号を出力する動作検出部と、  前記電動機に供給される駆動電流を検出して駆動電流検出値を出力する駆動電流検出部と、  前記駆動指令信号及び前記動作検出信号が入力されて駆動力指令信号を生成し、該駆動力指令信号及び前記駆動電流検出値に応じて前記駆動電流を供給する制御部と、  前記電動機の駆動力を表す駆動力信号及び前記動作検出信号が入力されて摩擦特性推定値を出力する摩擦特性推定部と、  前記駆動部の温度または前記駆動部の温度に応じて温度変化する部分の温度を取得して温度情報値を出力する温度情報取得部と、  前記駆動部の温度または前記駆動部の温度に応じて温度変化する部分の温度によって特性が変化する基準摩擦モデルが設定され、前記温度情報値に基づいて基準摩擦特性を出力する摩擦モデル部と、  前記基準摩擦特性に対する前記摩擦特性推定値の変動に基づく摩擦変動値を出力する摩擦変動解析部と、を備えることを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
前記摩擦変動解析部は、前記基準摩擦特性に対する前記摩擦特性推定値の変動量を割合で表した摩擦変動値を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項３】
前記温度情報値及び前記摩擦特性推定値から前記基準摩擦モデルを算出して前記摩擦モデル部に設定する温度摩擦モデル生成部を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項４】
前記温度情報取得部が前記動作検出部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項５】
前記温度情報取得部が前記駆動部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項６】
前記制御部には電流制御部が含まれ、  前記電流制御部は、前記駆動力指令信号及び前記駆動電流検出値に基づいて駆動電圧指令値を生成し、前記駆動電圧指令値を用いて算出した前記駆動電流を前記電動機に供給し、  前記温度情報取得部は、前記駆動部の温度または前記駆動部の温度に応じて温度変化する部分の温度を取得することなく、前記駆動電圧指令値及び前記駆動電流検出値から前記電動機の温度を推定して出力することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項７】
前記駆動力信号及び前記動作検出信号から摩擦力信号を出力する摩擦力信号生成部と、  前記基準摩擦特性及び前記動作検出信号から基準摩擦値を出力する基準摩擦値生成部と、を備え、  前記摩擦変動解析部は、前記基準摩擦特性に代えて前記基準摩擦値に対する摩擦力信号の変動量から前記摩擦変動値を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項８】
指定された温度における温度値と摩擦特性とを記憶する複数の温度摩擦記憶部と、  前記複数の温度摩擦記憶部が記憶する複数の温度値における摩擦特性に基づく近似計算により、温度変化によって摩擦特性が変化する基準摩擦モデルを算出して前記摩擦モデル部に設定する温度摩擦モデル生成部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項９】
設定された期間において、前記温度情報値及び前記摩擦特性推定値に基づいて前記複数の温度摩擦記憶部を自動設定する温度摩擦自動設定部を備えることを特徴とする請求項８に記載の電動機制御装置。
【請求項１０】
前記温度摩擦モデル生成部は、前記複数の温度摩擦記憶部のうち少なくとも１つが記憶している温度値と摩擦特性とにより表される点を通る基準摩擦モデルを近似計算で算出することを特徴とする請求項８に記載の電動機制御装置。
【請求項１１】
電動機に駆動される駆動機構を含む駆動部への指令として駆動指令信号を出力する指令生成部と、  前記駆動部の位置または速度を検出して動作検出信号を出力する動作検出部と、  前記電動機に供給される駆動電流を検出して駆動電流検出値を出力する駆動電流検出部と、  前記駆動指令信号及び前記動作検出信号が入力されて駆動力指令信号を生成し、該駆動力指令信号及び前記駆動電流検出値に応じて前記駆動電流を供給する制御部と、  前記電動機の駆動力を表す駆動力信号及び前記動作検出信号が入力されて摩擦特性推定値を出力する摩擦特性推定部と、  連続運転時に単調増加する連続運転カウンタ値を出力する連続運転カウンタ部と、  前記連続運転カウンタ値に応じて特性が変化する基準摩擦モデルが設定され、前記連続運転カウンタ値に基づき基準摩擦特性を出力する基準摩擦モデル部と、  前記基準摩擦特性に対する前記摩擦特性推定値の変動に基づく摩擦変動値を出力する摩擦変動解析部と、を備えることを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１２】
前記連続運転カウンタ部は、連続運転開始から単位時間経過ごとに単調増加する連続運転カウンタ値を出力することを特徴とする請求項１１に記載の電動機制御装置。
【請求項１３】
前記連続運転カウンタ部は、連続運転開始からの運転回数ごとに単調増加する連続運転カウンタ値を出力することを特徴とする請求項１１に記載の電動機制御装置。
【請求項１４】
摩擦異常診断部を備え、  前記摩擦異常診断部は、前記摩擦変動値と予め定められた正常値範囲とを比較することで前記摩擦変動値が正常であるか異常であるかを判定して摩擦異常診断信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項１５】
摩擦異常診断部を備え、  前記摩擦異常診断部は、上限値と下限値で定められた正常値範囲が設定され、前記摩擦変動値と前記正常値範囲とを比較し、前記摩擦変動値が上限値を超えている場合には摩擦異常増加診断信号を出力し、前記摩擦変動値が下限値未満である場合には摩擦異常減少診断信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電動機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、電動機及び直動案内といった駆動機構で構成される駆動部を有する機械装置では、駆動部の寿命または損傷による異常で機械装置が運転停止した場合には、駆動部の修復が完了するまで、長期間にわたり生産活動を停止せざるを得ない。また、一部分の異常が他の正常な部分に大きな負荷をかける原因となり、正常な部分も損傷してしまうことがある。このような問題から、機械装置が運転停止する前に異常箇所に対して修理または交換により対処ができるように、寿命または損傷による異常を早期に発見したい、という要望がある。【０００３】  例えば、特許文献１には、機械の摩擦測定としてモータ駆動中のトルク指令及び速度を読み出し、表示画面に表示する機械診断装置が開示されており、初期運転時のトルク指令及びモータ位置を記憶し、所定時間経過後のトルク指令及びモータ位置を同時に表示することも記載されている。また、例えば特許文献２には、画像形成装置の用紙搬送機構において、用紙の搬送時間の情報に基づいて搬送機構の劣化を判断する技術が開示されており、劣化を判断する経時劣化判断部は、用紙の厚さ及び設置環境における温度または湿度の情報から取得した搬送時間を補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６８９５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１０８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、上記特許文献１に記載の従来の技術では、温度変化に伴う摩擦変化が考慮されていない。そのため、摩擦に変動が生じた場合であっても、可動部の異常に起因するものであるのか、温度変化に伴うものであるのかを切り分けることができない、という問題があった。【０００６】  また、上記特許文献２に記載の従来の技術では、設置環境における温度に応じて補正を行っているが、用紙搬送という限られた動作に対応するに留まるため、機構の劣化を用紙搬送時間に基づいて判断している。そのため、多方向への動作が要求される、動作パターンが多様な汎用的な用途の電動機制御装置には適用することができない、という問題があった。【０００７】  本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、動作パターンが多様であっても適用可能であり、温度変化に伴う摩擦の変動を除外して可動部の異常に起因する摩擦の変動を抽出することが可能な電動機制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電動機に駆動される駆動機構を含む駆動部への指令として駆動指令信号を出力する指令生成部と、前記駆動部の位置または速度を検出して動作検出信号を出力する動作検出部と、前記電動機に供給される駆動電流を検出して駆動電流検出値を出力する駆動電流検出部と、前記駆動指令信号及び前記動作検出信号が入力されて駆動力指令信号を生成し、該駆動力指令信号及び前記駆動電流検出値に応じて前記駆動電流を供給する制御部と、前記電動機の駆動力を表す駆動力信号及び前記動作検出信号が入力されて摩擦特性推定値を出力する摩擦特性推定部と、前記駆動部の温度または前記駆動部の温度に応じて温度変化する部分の温度を取得して温度情報値を出力する温度情報取得部と、前記駆動部の温度または前記駆動部の温度に応じて温度変化する部分の温度によって特性が変化する基準摩擦モデルが設定され、前記温度情報値に基づいて基準摩擦特性を出力する摩擦モデル部と、前記基準摩擦特性に対する前記摩擦特性推定値の変動に基づく摩擦変動値を出力する摩擦変動解析部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、動作パターンが多様であっても適用可能であり、温度変化に伴う摩擦の変動を除外して可動部の異常に起因する摩擦の変動を抽出することが可能な電動機制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる電動機制御装置が有する制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる電動機制御装置において、正常時にボールねじで構成される駆動機構を電動機で駆動したときの摩擦値の温度依存性を示すグラフである。
【図４】図４は、実施の形態１にかかる電動機制御装置において、正常時にボールねじで構成される駆動機構を電動機で駆動したときの摩擦値に温度摩擦モデルが追加された摩擦の温度依存性を示すグラフである。
【図５】図５は、実施の形態１にかかる摩擦変動解析部の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施の形態３にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態３にかかる電動機制御装置において、温度摩擦自動設定部が自動設定のシーケンスにより行う、温度情報値及び摩擦特性推定値を設定する動作を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態４にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４にかかる電動機制御装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態５にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態６にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、実施の形態６にかかる電動機制御装置において、正常時にボールねじで構成される駆動機構を電動機で駆動したときの摩擦値の変化を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施の形態７にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、実施の形態８にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、実施の形態９にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  以下に、本発明の実施の形態にかかる電動機制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】実施の形態１．  図１は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１に示す電動機制御装置は、駆動部１、制御部４、位置検出器５、指令生成部６、駆動電流検出部７、摩擦特性推定部８、摩擦モデル部９、摩擦変動解析部１０及び温度情報取得部１１を備える。駆動部１は、直動案内に代表される駆動機構２及び電動機３を備える。電動機３は、制御部４から駆動電流検出部７を介して供給される駆動電流に応じて駆動力を発生させて駆動する。電動機３に取り付けられた位置検出器５は、電動機３の位置を検出して位置検出信号を出力する。指令生成部６は、駆動部１が所望の動作をするように設定され、設定に応じて動作指令信号である駆動指令信号を生成して出力する。駆動電流検出部７は、制御部４からの駆動電流を検出して出力する。制御部４は、位置検出信号と、駆動指令信号と、駆動電流検出値と、に基づいて、駆動電流を電動機３に供給しつつ、位置検出信号に基づいた速度信号と、駆動電流検出値に基づいた駆動力信号と、を出力する。摩擦特性推定部８は、制御部４からの速度信号及び駆動力信号に基づいて、駆動部１の摩擦特性を推定し、摩擦特性推定値を出力する。温度情報取得部１１は、位置検出器５の温度を測定し、温度情報値を摩擦モデル部９に出力する。摩擦モデル部９には、摩擦の温度依存性がモデル化されて、温度によって特性が変化する温度摩擦モデルである基準摩擦モデルが設定され、摩擦モデル部９は、温度情報値における温度摩擦モデルの摩擦特性として基準摩擦特性を出力する。そして、摩擦変動解析部１０は、基準摩擦特性に対する摩擦特性推定値の変動量に基づいた演算を行い、摩擦変動値を出力する。なお、図示していないが、摩擦変動値は、例えば電動機制御装置に搭載された表示部または電動機制御装置の外部の表示部に出力されてユーザに認識可能とすればよい。ただし、摩擦変動値は視覚を通じてユーザに認識させる態様に限定されるものではなく、例えば音声により聴覚を通じてユーザに認識させる態様であってもよい。
【００１３】  図２は、図１に示す電動機制御装置が有する制御部４の構成を示すブロック図である。図２に示す制御部４は、駆動制御部４１と、電流制御部４２と、速度演算部４３と、駆動力算出部４４と、を備える。駆動制御部４１は、駆動指令信号及び位置検出信号から駆動力指令信号を生成して電流制御部４２に出力する。駆動力指令信号の生成には、比例、積分または微分による演算を用いる。電流制御部４２は、駆動力指令信号及び駆動電流検出値に応じて、電動機３で生じる駆動力が駆動力指令信号に追従するように駆動電流を出力する。速度演算部４３は、位置検出信号から速度信号を生成して摩擦特性推定部８に出力する。速度信号の生成には、微分または減算に基づいた演算を用いる。駆動力算出部４４は、駆動電流検出値から駆動力信号を生成して出力する。駆動電流検出値を用いることで、電動機３で生じている駆動力に応じた駆動力信号を生成することができる。
【００１４】  駆動部１の駆動機構２は、機械的に連結された電動機３により駆動される。駆動機構２は、電動機３の回転運動を直動運動に変換するボールねじ、または、動作方向を設定する案内機構に代表される可動部を備え、駆動部１の動作時には摩擦が生じる。この摩擦は、可動部の摩耗、傷または異物の影響により変動するため、摩擦特性は駆動機構２の状態を表す指標となる。そのため、機械装置導入時または駆動機構２の部品交換時といった正常時の摩擦特性と現在の摩擦特性とを比較することで、駆動機構２の経年変化の状況を把握することができる。現在の摩擦特性は、摩擦特性推定部８から摩擦特性推定値として出力される。摩擦特性推定部８は、駆動力信号及び速度信号から駆動部１で生じる摩擦を推定して摩擦特性推定値を出力する。ここで、摩擦特性推定値は、粘性係数とクーロン係数の２つの係数を含み、摩擦とこれらの係数の関係は、下記の式（１）で表される。
【００１５】
【数１】
2015163063.tif 000003
【００１６】  また、可動部には潤滑及び摩擦低減のためにグリースまたは潤滑剤が塗布されている。このようなグリースまたは潤滑剤は温度によってその粘度が変化するため、駆動機構２の摩擦には温度依存性がある。
【００１７】  図３は、正常時、一例として機械装置導入時にボールねじで構成される駆動機構２を電動機３で駆動したときの摩擦値の温度依存性を示すグラフである。ここで、横軸には位置検出器５の温度（℃）を示し、縦軸には回転速度３０００ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）で電動機３を回転させたときの摩擦値（Ｎ）を示す。図３においてプロットされている値は、外気温が１０℃、２８℃または４０℃のときの位置検出器５の温度に対する摩擦値の関係を示す。図３に示すように、位置検出器５の温度または外気温が高くなるほど、摩擦が小さくなっている。
【００１８】  なお、位置検出器５は、電動機３を介して駆動機構２と機械的に接続されているが、位置検出器５の温度は駆動機構２の温度によって変化するため、駆動機構２の摩擦に関わる温度には位置検出器５の温度を使用することができる。そして、位置検出器５の温度を測定する温度情報取得部１１は、可動部ではない位置検出器５に取り付けられるため、取り付けが容易である。
【００１９】  ここで、外気温２８℃で取得した摩擦値７．７Ｎを基準とし、摩擦の変動から経年変化を把握する場合について説明する。外気温１０℃では推定される摩擦値は９．７Ｎであるため、外気温２８℃では摩擦値が２．０Ｎだけ変動していることになる。なお、摩擦値の変動量は、割合では２６％である。そのため、温度依存性を考慮しない場合には、摩擦における２６％の変動が経年変化に起因していると誤って判断してしまう。そのため、摩擦の変動から駆動機構２の経年変化に起因する摩擦特性の変動の抽出には、摩擦の温度依存性を考慮すべきである。摩擦の温度依存性を考慮して推定した現在の摩擦特性推定値から駆動機構２の経年変化を抽出するために、摩擦モデル部９には摩擦の温度依存性をモデル化した温度摩擦モデルが設定されており、温度情報取得部１１で取得された温度に対応する基準摩擦特性が算出される。
【００２０】  図４は、図３に温度摩擦モデルが追加された摩擦の温度依存性を示すグラフである。図４に示すグラフは、図３の駆動機構２の摩擦の温度依存性に基づいて生成した温度摩擦モデルにおいて、電動機３を３０００ｒｐｍで回転させているときの摩擦値を示している。外気温が１０℃で電動機３を回転速度３０００ｒｐｍで回転させている場合には、推定される摩擦値は９．７Ｎ、温度情報取得部１１で取得される位置検出器５の温度は４６℃である。この温度における温度摩擦モデルから算出される基準摩擦特性における電動機３を回転速度３０００ｒｐｍで回転させている条件の摩擦値は９．５６Ｎであり、摩擦の変動は０．１４Ｎであることになる。なお、摩擦値の変動量は、割合では１．５％である。このように、経年変化による摩擦の変動は１．５％であり、経年変化はほとんど生じていないと判断することができる。つまり、正常時、一例として機械装置導入時における駆動機構２の摩擦の温度依存性に基づいた温度摩擦モデルから、摩擦特性推定時の温度における基準摩擦特性が得られ、この特性を基準にして摩擦特性推定値を比較して解析することで、摩擦の温度依存性を考慮して駆動機構２の経年変化を把握することができるようになる。
【００２１】  以上の説明では、電動機３を回転速度３０００ｒｐｍで回転させているときの摩擦値について説明したが、摩擦特性推定値は粘性係数とクーロン係数の２つの係数を含み、摩擦とこれらの係数の関係は、上記の式（１）のように速度または回転速度の関数で表される。この摩擦特性推定値の表現に対応した温度摩擦モデルを設定することで、電動機３の速度に関係なく、推定した摩擦特性推定値を比較して解析することができるようになる。その場合の温度摩擦モデルでは、粘性係数とクーロン係数は下記の式（２），（３）のような温度依存の式で設定される。
【００２２】
【数２】
2015163063.tif 000004
【００２３】
【数３】
2015163063.tif 000005
【００２４】  このとき、摩擦モデル部９は、入力された温度情報値に応じて、上記の式（２），（３）から基準となる粘性係数及びクーロン係数を基準摩擦特性として出力する。
【００２５】  このような構成においては、摩擦モデル部９には、正常時、一例として機械装置導入時における駆動機構２の摩擦の温度依存性に基づいて、温度によって特性が変化する温度摩擦モデルが設定されており、摩擦モデル部９は、摩擦特性推定値の推定時に温度情報取得部１１が出力する温度情報値から、その温度における正常な駆動機構２の摩擦特性である基準摩擦特性を算出する。
【００２６】  摩擦変動解析部１０は、基準摩擦特性及び摩擦特性推定値から、上述したように経年変化に伴う駆動機構２の摩擦の変動を表す摩擦変動値を算出する。
【００２７】  図５は、摩擦変動解析部１０の構成を示す図である。図５に示す摩擦変動解析部１０は、減算器１０１と、変動量割合計算部１０２と、を備える。減算器１０１は、基準摩擦特性を基準とし、摩擦特性推定値との差を摩擦変動量として出力する。変動量割合計算部１０２は、入力された基準摩擦特性及び摩擦変動量により、基準摩擦特性に対する摩擦変動量の割合を算出し、摩擦変動値として出力する。このように、摩擦変動解析部１０は、摩擦特性推定部８が推定した駆動機構２の摩擦特性推定値と、摩擦モデル部９が算出した基準摩擦特性と、を比較し、摩擦の温度依存性を考慮した摩擦変動値を出力することができる。
【００２８】  以上説明したように、本実施の形態の電動機制御装置は、温度変化する設置環境においても、推定した摩擦特性推定値に基づいて駆動機構２の経年変化を表す摩擦変動値を算出することができる。
【００２９】  なお、本実施の形態では、制御部４の駆動力算出部４４は、駆動電流検出値から駆動力信号を生成しているが、駆動電流検出値に代えて制御部４の駆動制御部４１で生成される駆動力指令信号を用いて駆動力信号を生成してもよい。また、トルクメータに代表される電動機３の駆動力を計測するセンサから得られる信号を用いて駆動力信号を生成してもよい。
【００３０】  また、位置検出器５及び温度情報取得部１１に代えて検出値補正用の温度測定機能を有する位置及び温度検出器を用いて、この位置及び温度検出器が、位置検出器５及び温度情報取得部１１を兼ねる構成であってもよい。このような構成とすると、温度情報取得部１１を設置する必要がなく、また、温度情報値の送信用ケーブルを位置検出値の送信用ケーブルと共用できるため、コストを抑制することができる。
【００３１】  なお、本実施の形態においては温度情報取得部１１の温度計測箇所を位置検出器５としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、温度情報取得部１１が、位置検出器５の温度に代えて、駆動機構２または電動機３の温度を計測する構成としてもよい。駆動機構２の温度を計測する場合には、駆動機構２の摩擦の温度依存性を、上記説明した本実施の形態よりも正確にモデル化することが可能である。
【００３２】  なお、本実施の形態においては位置検出器５の検出する位置を電動機３の位置としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、位置検出器５が駆動機構２の位置を検出する構成としてもよい。このとき、制御部４は、駆動機構２の位置に応じた位置検出信号に基づいて速度信号を算出するようにすればよい。
【００３３】  または、位置検出器５に代えて、電動機３または駆動機構２の速度を検出する速度検出器を用いてもよい。位置検出器５に代えて速度検出器を用いるときには、速度検出器が検出した速度を表す速度検出信号を用いて、例えば積分に基づいた演算により位置を算出すればよい。位置検出器及び速度検出器を総称して動作検出部と呼ぶ。また、速度検出信号及び位置検出信号を総称して動作検出信号と呼ぶ。
【００３４】実施の形態２．  図６は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態２の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電動機制御装置は、図１の構成に、常温時温度摩擦記憶部１２と、高温時温度摩擦記憶部１３と、低温時温度摩擦記憶部１４と、温度摩擦モデル生成部１５と、が追加され、摩擦モデル部９に代えて摩擦モデル部９ａを備える構成である。常温時温度摩擦記憶部１２、高温時温度摩擦記憶部１３及び低温時温度摩擦記憶部１４には、温度情報値及び摩擦特性が設定される。温度摩擦モデル生成部１５は、常温時温度摩擦記憶部１２、高温時温度摩擦記憶部１３及び低温時温度摩擦記憶部１４に設定された温度情報値と摩擦特性とに基づいて、温度摩擦モデルを生成する。図６に示す電動機制御装置において、図１と同じ構成については同様に動作して同様に機能するため、ここでは説明を省略する。
【００３５】  図６に示す電動機制御装置では、まず、温度摩擦モデル生成部１５が、異なる外気温条件における正常時、一例として機械装置導入時の駆動機構２における温度情報値及び摩擦特性から、最小二乗法に代表される近似曲線を求める手法、すなわち近似計算により温度摩擦モデルを生成する。常温時温度摩擦記憶部１２、高温時温度摩擦記憶部１３及び低温時温度摩擦記憶部１４には、異なる外気温条件における温度情報値と摩擦特性が設定される。常温時温度摩擦記憶部１２、高温時温度摩擦記憶部１３及び低温時温度摩擦記憶部１４の各々の設定の一例には、図３のように外気温が各々常温２８℃、低温１０℃及び高温４０℃である場合における、温度情報取得部１１により取得された温度情報値及び摩擦特性推定部８により推定された摩擦特性推定値の設定が挙げられる。温度摩擦モデル生成部１５は、上記のように設定された温度情報値及び摩擦特性に基づいて、最小二乗法に代表される近似曲線、すなわち近似計算を求める手法により温度摩擦モデルを生成し、摩擦モデル部９ａに出力する。このような構成によれば、例えば恒温室を用いて駆動部１を異なる温度環境で運転させて温度情報値及び摩擦特性を取得し、各々を常温時温度摩擦記憶部１２、高温時温度摩擦記憶部１３及び低温時温度摩擦記憶部１４に設定することで、温度摩擦モデル生成部１５が温度摩擦モデルを生成して摩擦モデル部９ａに自動的に出力し、摩擦モデル部９ａには温度摩擦モデルが自動的に設定される。
【００３６】  以上説明したように、本実施の形態の電動機制御装置では、駆動部１を異なる温度環境で運転して得られた温度情報値及び摩擦特性を設定することで、温度変化する設置環境においても、推定した摩擦特性に基づいて駆動機構２の経年変化を表す摩擦変動値を算出することができる。
【００３７】  なお、本実施の形態の電動機制御装置は３つの温度摩擦記憶部を備えているが、本発明はこれに限定されず、一例として、常温時温度摩擦記憶部及び高温時温度摩擦記憶部の２つの温度摩擦記憶部を備えていてもよいし、一例として、第１，２の常温時温度摩擦記憶部、高温時温度摩擦記憶部、低温時温度摩擦記憶部の４つ以上の温度摩擦記憶部を備えていてもよい。温度摩擦モデル生成部１５は、少なくとも２つの温度摩擦記憶部があれば、温度摩擦モデルを生成することができる。
【００３８】実施の形態３．  図７は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態３の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電動機制御装置は、図６の構成に、温度摩擦自動設定部１６と、自動設定される期間を計測する自動設定期間計測部１７と、が追加され、常温時温度摩擦記憶部１２に代えて常温時温度摩擦記憶部１２ａを備え、高温時温度摩擦記憶部１３に代えて高温時温度摩擦記憶部１３ａを備え、低温時温度摩擦記憶部１４に代えて低温時温度摩擦記憶部１４ａを備える構成である。温度摩擦自動設定部１６は、自動設定される期間内において、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値と摩擦特性推定値を設定する。自動設定期間計測部１７は、自動設定期間を保持しており、該自動設定期間内においては、自動設定要求信号を温度摩擦自動設定部１６に出力する。自動設定要求信号が入力されている期間においては、温度摩擦自動設定部１６は、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａの自動設定を行い続ける。図７に示す電動機制御装置において、温度摩擦モデル生成部１５を除き、図１，６と同じ構成については、同様に動作して同様に機能するため、ここでは説明を省略する。温度摩擦モデル生成部１５は、図１，６と構成については同じであるが、動作が異なる。なお、自動設定期間計測部１７で設定される期間が１年以上といった長期間になると、その期間に駆動機構２が経年変化するおそれがある。そのため、自動設定する期間は、経年変化がほとんどないと想定される期間である３ヶ月から６ヶ月程度とすることが好ましい。
【００３９】  図７に示す電動機制御装置では、温度摩擦自動設定部１６は、駆動部１が設置された環境が季節変化により外気温が変化することを利用して、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値を設定し、摩擦特性推定値を自動で設定する。ここで、温度摩擦モデルは、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａの温度情報値と摩擦特性とに基づいて生成されるため、温度変化の幅が大きい温度情報値と摩擦特性とを用いたほうが正確にモデル化することができる。そして、温度摩擦自動設定部１６は、季節変化による外気温変化を利用するのであるが、自動設定の期間が１年以上といった長期間になると、その期間に駆動機構２が経年変化するおそれがある。そのため、自動設定する期間は、季節変化による外気温変化があり、経年変化がほとんどないと想定される期間である３ヶ月から６ヶ月程度とすることが好ましい。
【００４０】  図８は、温度摩擦自動設定部１６が自動設定のシーケンスにより行う、温度情報値及び摩擦特性推定値を設定する動作を示すフローチャートである。設定された温度情報値及び摩擦特性推定値は、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａに設定される。まず、自動設定動作を開始し、自動設定要求信号が入力されているか否かを判定する（ステップＳ１）。自動設定要求信号が入力されていない場合（ステップＳ１の判定によりＮｏと判定された場合）には、自動設定を終了する。自動設定要求信号が入力されている場合（ステップＳ１の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、常温時温度摩擦記憶部１２ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されているか否かを判定する（ステップＳ２）。常温時温度摩擦記憶部１２ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されていない場合（ステップＳ２の判定によりＮｏと判定された場合）には、常温時温度摩擦記憶部１２ａに温度情報値及び摩擦特性推定値を設定し（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１の判定を行う。常温時温度摩擦記憶部１２ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されている場合（ステップＳ２の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、温度情報値が常温時温度摩擦記憶部１２ａの温度より高温であるか否かを判定する（ステップＳ４）。温度情報値が常温時温度摩擦記憶部１２ａの温度より高温である場合（ステップＳ４の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、高温時温度摩擦記憶部１３ａに温度情報値と摩擦特性推定値が設定されているか否かを判定する（ステップＳ５）。高温時温度摩擦記憶部１３ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されている場合（ステップＳ５の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、温度情報値が高温時温度摩擦記憶部１３ａの温度より高温であるか否かを判定し（ステップＳ６）、高温でない場合（ステップＳ６の判定によりＮｏと判定された場合）には、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１の判定を行う。高温時温度摩擦記憶部１３ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されていない場合（ステップＳ５の判定によりＮｏと判定された場合）、または、温度情報値が高温時温度摩擦記憶部１３ａの温度より高温である場合（ステップＳ６の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、高温時温度摩擦記憶部１３ａに温度情報値及び摩擦特性推定値を設定及び更新し（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１の判定を行う。また、温度情報値が常温時温度摩擦記憶部１２ａの温度より高温でない場合（ステップＳ４の判定によりＮｏと判定された場合）には、低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されているか否かを判定する（ステップＳ８）。低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されている場合（ステップＳ８の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、温度情報値が低温時温度摩擦記憶部１４ａの温度より高温であるか否かを判定し（ステップＳ９）、高温である場合（ステップＳ９の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１の判定を行う。低温時温度摩擦記憶部１４���に温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されていない場合（ステップＳ８の判定によりＮｏと判定された場合）、または、温度情報値が低温時温度摩擦記憶部１４ａの温度より高温でない場合（ステップＳ９の判定によりＮｏと判定された場合）には、低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値及び摩擦特性推定値を設定及び更新し（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１の判定を行う。
【００４１】  そして、温度摩擦モデル生成部１５は、自動設定する期間に設定された常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａの温度情報値及び摩擦特性推定値に基づいて、温度摩擦モデルを生成する。このとき、温度摩擦モデルは、自動設定する期間に駆動機構２が経年変化している可能性を考慮して、常温時温度摩擦記憶部１２ａに設定されている温度情報値及び摩擦特性推定値を経るように生成される。このような構成によれば、温度摩擦自動設定部１６は、自動設定する期間において、季節変化による外気温変化を利用して、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａに、温度情報値及び摩擦特性推定値を自動設定する。
【００４２】  以上説明したように本実施の形態の電動機制御装置では、自動的に設定された温度情報値と摩擦特性推定値により、温度摩擦モデルが自動的に生成され、温度変化する設置環境においても、推定した摩擦特性推定値に基づいて駆動機構２の経年変化を表す摩擦変動値を算出することができる。
【００４３】  なお、本実施の形態では、自動設定期間計測部１７は、自動設定する期間が設定され計測される構成であるが、本発明はこれに限定されず、電源のオンオフの回数または運転回数のカウント回数が設定されて、これらの回数の計測結果に基づいて自動設定要求信号を出力する構成であってもよい。
【００４４】実施の形態４．  図９は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態４の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電動機制御装置は、図７の制御部４に代えて駆動電圧指令値も出力する制御部４ａと、温度情報取得部１１に代えて駆動電流検出値及び駆動電圧指令値から電動機３の温度を推定する温度情報取得部１１ａと、を備える構成である。図９に示す電動機制御装置において、図７と同じ構成については同様に動作して同様に機能するため、ここでは説明を省略する。
【００４５】  図９に示す電動機制御装置では、制御部４ａは、位置検出信号と、駆動指令信号と、駆動電流検出値と、に基づいた駆動電流を電動機３に供給するとともに、速度信号と、駆動力信号と、駆動電圧指令値と、を出力する。そして、電動機３では、供給された駆動電流に応じた駆動力が発生する。
【００４６】  図１０は、制御部４ａの構成を示すブロック図である。図１０に示す制御部４ａは、駆動制御部４１と、電流制御部４２ａと、速度演算部４３と、駆動力算出部４４と、を備える。すなわち、図１０に示す制御部４ａは、図２に示す制御部４の電流制御部４２に代えて、電流制御部４２ａを備える構成である。電流制御部４２ａは、電流制御演算部４２１と、主回路部４２２と、を備える。なお、駆動制御部４１、速度演算部４３及び駆動力算出部４４は、実施の形態１の図２で説明したのでここでは説明を省略する。
【００４７】  電流制御演算部４２１は、駆動力指令信号及び駆動電流検出値が入力されて、電動機３で生じる駆動力が駆動力指令信号に追従するように駆動電圧指令値を出力する。主回路部４２２は、駆動電圧指令値に応じて、電動機３に駆動電流を出力する。
【００４８】  温度情報取得部１１ａは、駆動電流検出値及び駆動電圧指令値から電動機３の巻線抵抗を測定し、銅線の抵抗率と温度の関係から電動機３の温度を推定して温度情報値を出力する。具体的には、測定された巻線抵抗測定値と、予め測定された値である巻線が２０℃のときの巻線抵抗である２０℃巻線抵抗値と、２０℃の抵抗温度係数である２０℃抵抗温度係数から、下記の式（４）を用いて温度の推定値が算出される。
【００４９】
【数４】
2015163063.tif 000006
【００５０】  上記の式（４）により、温度情報取得部１１ａは、電動機３の温度を推定して温度情報値を出力する。
【００５１】  以上説明したように、本実施の形態の電動機制御装置では、自動的に設定された温度情報値及び摩擦特性推定値により温度摩擦モデルが自動設定され、温度変化する設置環境においても、推定した摩擦特性推定値に基づいて駆動機構２の経年変化を表す摩擦変動値を算出することができる。
【００５２】  なお、本実施の形態の電動機制御装置では、温度情報取得部１１ａは電流制御部４２ａが出力する駆動電圧指令値を用いて電動機３の温度を推定するが、主回路部４２２または電動機３にかかる電圧の検出値である駆動電圧検出値を用いて電動機３の温度を推定してもよい。
【００５３】  また、本実施の形態の電動機制御装置では、実施の形態２の図６に示す電動機制御装置のように、温度摩擦自動設定部１６及び自動設定期間計測部１７が省略されていてもよい。この場合には、常温時温度摩擦記憶部１２、高温時温度摩擦記憶部１３及び低温時温度摩擦記憶部１４に、温度情報値と摩擦特性推定値とを設定すればよい。
【００５４】  また、本実施の形態の電動機制御装置では、実施の形態１の図１に示す電動機制御装置のように、常温時温度摩擦記憶部１２，１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３，１３ａ、低温時温度摩擦記憶部１４，１４ａ、温度摩擦モデル生成部１５、温度摩擦自動設定部１６及び自動設定期間計測部１７が省略されていてもよい。この場合には、摩擦モデル部９，９ａに温度摩擦モデルを設定すればよい。
【００５５】実施の形態５．  図１１は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態５の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電動機制御装置は、図７の構成に、摩擦力信号生成部１８と、基準摩擦値生成部１９と、を備え、摩擦変動解析部１０に代えて摩擦変動解析部１０ａを備える。摩擦力信号生成部１８は、駆動力信号及び速度信号から駆動機構２で生じている摩擦力を算出し、摩擦力信号を生成して出力する。基準摩擦値生成部１９は、速度信号及び基準摩擦特性から基準摩擦値を生成して出力する。摩擦変動解析部１０ａは、摩擦力信号と基準摩擦値とを比較し、摩擦変動値を算出する。図１１に示す電動機制御装置において、図７と同じ構成については同様に動作して同様に機能するため、ここでは説明を省略する。
【００５６】  摩擦力信号生成部１８は、予め記憶させた電動機３にかかる負荷質量と、制御部４の出力である速度信号を微分した加速度信号と、を用いて、負荷質量の加減速に要したトルクまたは推力の波形を求め、この波形を駆動力信号から減算することで、駆動機構２で生じる摩擦力を算出し、摩擦力信号を生成して出力する。基準摩擦値生成部１９は、摩擦モデル部９ａの出力である基準摩擦特性と、制御部４の出力である速度信号と、に基づいて、速度信号が示す速度における基準摩擦特性の摩擦値である基準摩擦値を生成して出力する。摩擦変動解析部１０ａには、摩擦特性推定値は入力されず、摩擦力信号生成部１８の出力である摩擦力信号及び基準摩擦値生成部１９の出力である基準摩擦値が入力され、摩擦変動解析部１０と同じ演算により、経年変化に伴う駆動機構２の摩擦の変動を表す摩擦変動値を算出する。
【００５７】  このような構成においては、摩擦特性推定部８が推定する摩擦特性推定値の代わりに、駆動機構２で生じている摩擦力を算出した摩擦力信号が用いられている。摩擦特性推定部８における摩擦特性推定値の推定には時間を要するが、摩擦力信号は駆動力信号及び加速度信号から代数計算により即時に生成することが可能である。そのため、摩擦変動値を短時間で算出することができる。
【００５８】  以上説明したように、本実施の形態の電動機制御装置では、温度変化する設置環境においても、駆動機構２の経年変化を表す摩擦変動値を短時間で算出することができる。
【００５９】  また、本実施の形態の電動機制御装置では、実施の形態２の図６に示す電動機制御装置のように、温度摩擦自動設定部１６及び自動設定期間計測部１７が省略されていてもよい。この場合には、常温時温度摩擦記憶部１２、高温時温度摩擦記憶部１３及び低温時温度摩擦記憶部１４に、温度情報値と摩擦特性推定値とを設定すればよい。また、本実施の形態の電動機制御装置では、実施の形態１の図１に示す電動機制御装置のように、常温時温度摩擦記憶部１２，１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３，１３ａ、低温時温度摩擦記憶部１４，１４ａ、温度摩擦モデル生成部１５、温度摩擦自動設定部１６及び自動設定期間計測部１７が省略されていてもよい。この場合には、摩擦モデル部９に温度摩擦モデルを設定すればよい。
【００６０】実施の形態６．  図１２は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態６の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電動機制御装置は、図１の温度情報取得部１１に代えて連続運転カウンタ部２０を備え、摩擦モデル部９に代えて摩擦モデル部９ｂを備える。連続運転カウンタ部２０は、連続運転時間に応じて単調に増加していく連続運転カウンタ値を生成して出力する。摩擦モデル部９ｂは、連続運転カウンタ値に応じて摩擦特性が変化する連続運転摩擦モデルが設定される。図１２に示す電動機制御装置において、図１と同じ構成については、同様に動作して同様に機能するため、ここでは説明を省略する。
【００６１】  図１２に示す電動機制御装置において、駆動部１は、駆動機構２と電動機３を備え、電動機３は駆動指令信号に応じて駆動機構２を駆動する。駆動機構２は、回転運動を直動運動に変換するボールねじまたは動作方向を設定する案内機構に代表される可動部を備え、駆動部１の動作する際には摩擦が生じる。この摩擦は、可動部の摩耗、傷または異物の影響により変動するため、摩擦特性は駆動機構２の状態を表す指標となる。駆動機構２の可動部には潤滑及び摩擦低減のためにグリースまたは潤滑剤が塗布されている。このようなグリースまたは潤滑剤は温度によってその粘度が変化する特性があり、実施の形態１にて説明したように、駆動機構２の摩擦には温度依存性がある。そして、駆動機構２の温度は、駆動部１の連続運転中において、摩擦による損失及び電動機３の電気的損失により上昇するので、駆動機構２の摩擦特性は連続運転により変化する。
【００６２】  図１３は、正常時、一例として機械装置導入時にボールねじで構成される駆動機構２を電動機３で駆動したときの摩擦値の変化を示すグラフである。ここで、横軸には連続運転カウンタ値を示し、縦軸には回転速度３０００ｒｐｍで電動機３を回転させたときの摩擦値（Ｎ）を示す。ここで、連続運転カウンタ値は分単位であるが、本発明はこれに限定されず、連続運転カウンタ値は一定の単位時間とすればよい。図１３に示すように、摩擦値は、連続運転開始から１２０分までの間では減少し続け、その後はほとんど変化せず、摩擦値は概ね一定の値となっている。このように摩擦値が変動する理由は、連続運転開始から１２０分までの間では摩擦損失または電気的損失による駆動機構２の温度上昇によって摩擦特性が変化し、その後は外気温と損失による熱の発生が平衡状態となり温度が変化しないためであると考えられる。
【００６３】  ここで、連続運転開始から３００分後の摩擦値８．２Ｎを基準として、摩擦の変動から経年変化を把握する場合について説明する。連続運転開始から６０分後では、推定される摩擦値は９．７Ｎであるため、摩擦値が１．５Ｎだけ変動していることになる。なお、摩擦値の変動量は、割合では１８％である。そのため、連続運転中の摩擦特性変化を考慮しない場合には、摩擦における１８％の変動が経年変化に起因していると誤って判断してしまう。そのため、摩擦の変動から駆動機構２の経年変化に起因する摩擦特性の変動の抽出には、連続運転中の摩擦特性変化を考慮すべきである。ここで、摩擦損失または電気的損失による熱の発生は、駆動部１の運転パターンが同じであれば変化しないと考えられる。そのため、正常時、一例として機械装置導入時における駆動機構２をある運転パターンの繰り返しで動作させたときの、連続運転カウンタ部２０の出力である連続運転カウンタ値と、摩擦特性推定部８が推定して出力する摩擦特性推定値と、に基づいて、連続運転カウンタ値と摩擦特性の関係をモデル化した連続運転摩擦モデルを生成することにより、駆動部１の運転パターンが同じであれば連続運転摩擦モデルを基準として駆動機構２の経年変化を把握することができる。つまり、摩擦モデル部９ｂは、連続運転摩擦モデルから連続運転カウンタ値に応じた基準摩擦特性を算出し、この特性を基準にして摩擦特性推定部８が推定した摩擦特性推定値を比較して解析することで、摩擦の温度依存性を考慮して駆動機構２の経年変化を把握することができる。
【００６４】  連続運転摩擦モデルは、摩擦特性推定部８が推定する摩擦特性推定値に応じて、粘性係数とクーロン係数とを連続運転カウンタ値に対する関数とした表現が適しており、下記の式（５），（６）により設定される。
【００６５】
【数５】
2015163063.tif 000007
【００６６】
【数６】
2015163063.tif 000008
【００６７】  このときの摩擦モデル部９ｂは、入力された連続運転カウンタ値に応じて、上記の式（５），（６）から基準となる粘性係数及びクーロン係数を基準摩擦特性として出力する。
【００６８】  摩擦変動解析部１０は、基準摩擦特性及び摩擦特性推定値から、上述したように経年変化に伴う駆動機構２の摩擦の変動を表す摩擦変動値を算出する。
【００６９】  このような構成においては、摩擦モデル部９ｂには、正常時、一例として機械装置導入時の駆動機構２における、ある運転パターンが繰り返されているときの摩擦と連続運転時間との関係に基づき、連続運転カウンタ値に応じて摩擦特性が変化する連続運転摩擦モデルが設定される。そして、摩擦モデル部９ｂは、摩擦特性推定値の推定時の連続運転カウンタ部２０が生成する連続運転カウンタ値に応じて、基準摩擦特性を算出して出力する。摩擦変動解析部１０は、摩擦特性推定部８が推定した摩擦特性推定値及び基準摩擦特性を比較し、連続運転時間と摩擦特性との関係を考慮した摩擦変動値を出力する。
【００７０】  以上説明したように、本実施の形態の電動機制御装置は、ある運転パターンの繰り返しによる連続運転により、摩擦特性が変化する駆動機構２においても、推定した摩擦特性推定値に基づいて、駆動機構２の経年変化を表す摩擦変動値を算出することができる。なお、本実施の形態の電動機制御装置では、連続運転カウンタ部２０は連続運転時間に応じて単調増加する連続運転カウンタ値を生成するが、運転パターンの繰り返し回数または加減速の回数といった、決められた運転パターンの繰り返しによりその運転パターンの回数、すなわち運転回数が単調増加する現象から連続運転カウンタ値を生成してもよい。
【００７１】実施の形態７．  図１４は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態７の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電動機制御装置は、図１に示す電動機制御装置に摩擦異常診断部２１が追加された構成である。摩擦異常診断部２１には、摩擦変動解析部１０が出力した摩擦変動値が入力され、摩擦異常診断信号を出力する。図１４に示す電動機制御装置において、図１と同じ構成については同様に動作して同様に機能するため、ここでは説明を省略する。
【００７２】  図１４に示す電動機制御装置において、摩擦異常診断部２１は、入力された摩擦変動値と予め定められた摩擦変動値の正常値範囲とを比較し、摩擦変動値が正常値範囲外である場合には、摩擦の異常を示す摩擦異常診断信号を出力する。また、入力された摩擦変動値が正常値範囲内である場合には、摩擦が正常であることを示す摩擦異常診断信号を出力し、または信号を出力しない。
【００７３】  実施の形態１及び図５に示すように、摩擦変動解析部１０は、摩擦モデル部９が算出した基準摩擦特性と、摩擦特性推定部８が推定した駆動機構２の摩擦特性推定値とを比較し、駆動機構２の摩擦の変動を表す摩擦変動値を算出する。摩擦モデル部９が算出した基準摩擦特性は、温度情報取得部１１が取得した温度情報値に対応した正常時の駆動機構２の摩擦特性である。これにより摩擦変動解析部１０は、摩擦特性推定値と基準摩擦特性とを比較して、現在の温度における正常時の摩擦特性に対する現在の摩擦特性の変動量を算出し、基準摩擦特性に対するこの変動量の割合を算出して摩擦変動値を出力する。このように摩擦変動値は、摩擦の温度依存性を考慮して算出されるため、摩擦変動値は温度に関係なく経年変化による摩擦特性の変動を表していることになる。
【００７４】  摩擦異常診断部２１は、経年変化による摩擦特性の変動を表した摩擦変動値と、予め定められた正常値範囲とを比較することで、駆動機構２の摩擦が正常であるかまたは異常であるかを診断する。摩擦変動値は温度に依存しないので、温度によらず１つの正常値範囲による診断が可能である。
【００７５】  以上説明したように、本実施の形態の電動機制御装置は、摩擦異常診断部２１が出力する摩擦異常診断信号から駆動機構２における摩擦の異常の有無をユーザに報知することができる。なお、本実施の形態では、実施の形態１の図１の構成に摩擦異常診断部２１を追加した形態について説明したが、実施の形態２の図６、実施の形態３の図７、実施の形態４の図９、実施の形態５の図１１、または実施の形態６の図１２の構成に摩擦異常診断部２１を追加しても同様の効果が得られる。
【００７６】実施の形態８．  図１５は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態８の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電動機制御装置は、実施の形態７の図１４の摩擦異常診断部２１に代えて摩擦異常診断部２１ａを備える。
【００７７】  摩擦異常診断部２１ａは、摩擦変動解析部１０が出力した摩擦変動値に基づいて、摩擦異常増加診断信号または摩擦異常減少診断信号を出力する。図１５に示す電動機制御装置において、図１と同じ構成については同様に動作して同様に機能するため、ここでは説明を省略する。
【００７８】  図１５に示す電動機制御装置において、摩擦異常診断部２１ａには上限値と下限値からなる摩擦変動値の正常値範囲が予め定められており、入力された摩擦変動値とこの正常値範囲とを比較し、摩擦変動値が正常値範囲の上限値を超えると摩擦の異常増加を示す摩擦異常増加診断信号を出力し、摩擦変動値が正常値範囲の下限値を下回ると摩擦の異常減少を示す摩擦異常減少診断信号を出力する。また、摩擦変動値が正常値範囲内である場合には、摩擦が正常であることを示す摩擦異常増加診断信号若しくは摩擦が正常であることを示す摩擦異常減少診断信号を出力し、または信号を出力しない。
【００７９】  駆動機構２で発生する摩擦は、潤滑剤である潤滑油またはグリースに起因し、または駆動機構２で用いられているベアリング、ボールねじまたはリニアガイドの与圧に起因する。経年変化により潤滑油が増粘し、またはグリースの硬化が発生し、または異物が混入すると、摩擦が増加するものと予想される。一方、潤滑油の粘度が低下し、またはグリースの軟化が発生し、または与圧が低下すると、摩擦が減少するものと予想される。摩擦異常診断部２１ａは、摩擦の異常増加と異常減少を区別して摩擦異常増加診断信号または摩擦異常減少診断信号を出力するため、上記現象を区別した診断が可能である。
【００８０】  以上説明したように本実施の形態では、摩擦変動値が正常値範囲の上限値を超えると摩擦の異常増加を示す摩擦異常増加診断信号を出力し、摩擦変動値が正常値範囲の下限値を下回ると摩擦の異常減少を示す摩擦異常減少診断信号を出力する。駆動機構２において摩擦が増加するときと摩擦が減少するときとでは異なる現象が発生していると考えられるため、ユーザは摩擦の異常増加時と摩擦の異常減少時とで異なる対応を採ることができる。なお、本実施の形態では、実施の形態７の構成の摩擦異常診断部２１を摩擦異常診断部２１ａに代えた形態、すなわち、実施の形態１の図１の構成に摩擦異常診断部２１を追加した形態について説明したが、実施の形態２の図６、実施の形態３の図７、実施の形態４の図９、実施の形態５の図１１、または実施の形態６の図１２の構成に摩擦異常診断部２１ａを追加しても同様の効果が得られる。
【００８１】実施の形態９．  図１６は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態９の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電動機制御装置は、実施の形態３の図７の構成から常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ、低温時温度摩擦記憶部１４ａを省略し、温度摩擦モデル生成部１５に代えて温度摩擦モデル生成部１５ａを備える。
【００８２】  温度摩擦モデル生成部１５ａは、自動設定期間計測部１７で設定される期間内において、温度摩擦自動設定部１６から温度情報値及び摩擦特性推定値が設定される。図１６に示す電動機制御装置において、図７と同じ構成については、同様に動作して同様に機能するため、ここでは説明を省略する。
【００８３】  図１６に示す電動機制御装置では、温度摩擦自動設定部１６は、自動設定期間計測部１７で設定される期間内において、温度摩擦モデル生成部１５ａに温度情報値及び摩擦特性推定値を自動で設定する。自動設定期間計測部１７で設定される期間が１年以上といった長期間になると、その期間に駆動機構２が経年変化するおそれがある。そのため、自動設定する期間は、経年変化がほとんどないと想定される期間である３ヶ月から６ヶ月程度とすることが好ましい。
【００８４】  そして、温度摩擦モデル生成部１５ａは、温度摩擦自動設定部１６から設定される温度情報値及び摩擦特性推定値から温度摩擦モデルを生成する。例えば、温度摩擦モデル生成部１５ａは、自動設定する期間に入力された温度情報値及び摩擦特性推定値から、逐次最小二乗法を用いて温度摩擦モデルを生成する。
【００８５】  以上説明したように本実施の形態の電動機制御装置では、自動的に設定された温度情報値及び摩擦特性推定値により、温度摩擦モデルが自動的に生成され、推定した摩擦特性推定値に基づいて駆動機構２の経年変化を表す摩擦変動値を算出することができる。また、実施の形態３の図７に示す構成では必要であった、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａが不要である。そのため、温度摩擦モデルの自動生成に必要な記憶量を少なくすることができる。このように、温度情報値及び摩擦特性推定値から基準摩擦モデルを算出して摩擦モデル部に設定することができる。
【００８６】  なお、本実施の形態では、温度摩擦モデル生成部１５ａは温度情報値及び摩擦特性推定値から、例えば逐次最小二乗法を用いて温度摩擦モデルを生成しているが本発明はこれに限定されない。空調が管理されており温度変化がほとんどない環境で用いられる場合には、温度情報値及び摩擦特性推定値を各々平均化することで温度摩擦モデルを生成してもよい。この場合には、温度摩擦モデルは温度依存性を有さないため、摩擦モデル部９ａは温度情報値によらず一定の基準摩擦特性を出力する。また、この場合には、自動設定期間は駆動機構２の経年変化がほとんどないと想定される期間である６ヶ月より短い期間が好ましい。
【００８７】  実施の形態１から９にて説明したように、本発明の電動機制御装置によれば、異常を早期に認識することができるため、異常による他の部品への過負荷が防止され、長寿命であり、異常によるエネルギーの消費を抑えることができ、環境への負荷も低減することができる。また、生産機械に適用した場合には歩留りを向上させることができる。また、輸送機器に適用した場合には異常に対して早期に対応することができるため、輸送効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】  以上のように、本発明にかかる電動機制御装置は、自動機、工作機械またはロボットに代表される電動機により駆動される駆動部を有する機械装置に有用であり、特に、設置環境の温度変化または連続運転時間により摩擦特性が変化する駆動機構を有する機械装置に適している。【００８９】  以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９０】  １  駆動部、２  駆動機構、３  電動機、４，４ａ  制御部、５  位置検出器、６  指令生成部、７  駆動電流検出部、８  摩擦特性推定部、９，９ａ，９ｂ  摩擦モデル部、１０，１０ａ  摩擦変動解析部、１１，１１ａ  温度情報取得部、１２，１２ａ  常温時温度摩擦記憶部、１３，１３ａ  高温時温度摩擦記憶部、１４，１４ａ  低温時温度摩擦記憶部、１５，１５ａ  温度摩擦モデル生成部、１６  温度摩擦自動設定部、１７  自動設定期間計測部、１８  摩擦力信号生成部、１９  基準摩擦値生成部、２０  連続運転カウンタ部、２１，２１ａ  摩擦異常診断部、４１  駆動制御部、４２，４２ａ  電流制御部、４３  速度演算部、４４  駆動力算出部、１０１  減算器、１０２  変動量割合計算部、４２１  電流制御演算部、４２２  主回路部。
【図１】
2015163063.tif 000009
【図２】
2015163063.tif 000010
【図３】
2015163063.tif 000011
【図４】
2015163063.tif 000012
【図５】
2015163063.tif 000013
【図６】
2015163063.tif 000014
【図７】
2015163063.tif 000015
【図８】
2015163063.tif 000016
【図９】
2015163063.tif 000017
【図１０】
2015163063.tif 000018
【図１１】
2015163063.tif 000019
【図１２】
2015163063.tif 000020
【図１３】
2015163063.tif 000021
【図１４】
2015163063.tif 000022
【図１５】
2015163063.tif 000023
【図１６】
2015163063.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月26日(2016.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図８は、温度摩擦自動設定部１６が自動設定のシーケンスにより行う、温度情報値及び摩擦特性推定値を設定する動作を示すフローチャートである。設定された温度情報値及び摩擦特性推定値は、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａに設定される。まず、自動設定動作を開始し、自動設定要求信号が入力されているか否かを判定する（ステップＳ１）。自動設定要求信号が入力されていない場合（ステップＳ１の判定によりＮｏと判定された場合）には、自動設定を終了する。自動設定要求信号が入力されている場合（ステップＳ１の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、常温時温度摩擦記憶部１２ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されているか否かを判定する（ステップＳ２）。常温時温度摩擦記憶部１２ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されていない場合（ステップＳ２の判定によりＮｏと判定された場合）には、常温時温度摩擦記憶部１２ａに温度情報値及び摩擦特性推定値を設定し（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１の判定を行う。常温時温度摩擦記憶部１２ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されている場合（ステップＳ２の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、温度情報値が常温時温度摩擦記憶部１２ａの温度より高温であるか否かを判定する（ステップＳ４）。温度情報値が常温時温度摩擦記憶部１２ａの温度より高温である場合（ステップＳ４の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、高温時温度摩擦記憶部１３ａに温度情報値と摩擦特性推定値が設定されているか否かを判定する（ステップＳ５）。高温時温度摩擦記憶部１３ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されている場合（ステップＳ５の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、温度情報値が高温時温度摩擦記憶部１３ａの温度より高温であるか否かを判定し（ステップＳ６）、高温でない場合（ステップＳ６の判定によりＮｏと判定された場合）には、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１の判定を行う。高温時温度摩擦記憶部１３ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されていない場合（ステップＳ５の判定によりＮｏと判定された場合）、または、温度情報値が高温時温度摩擦記憶部１３ａの温度より高温である場合（ステップＳ６の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、高温時温度摩擦記憶部１３ａに温度情報値及び摩擦特性推定値を設定又は更新し（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１の判定を行う。また、温度情報値が常温時温度摩擦記憶部１２ａの温度より高温でない場合（ステップＳ４の判定によりＮｏと判定された場合）には、低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されているか否かを判定する（ステップＳ８）。低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されている場合（ステップＳ８の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、温度情報値が低温時温度摩擦記憶部１４ａの温度より高温であるか否かを判定し（ステップＳ９）、高温である場合（ステップＳ９の判定によりＹｅｓと判定された場合）には、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１の判定を行う。低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値及び摩擦特性推定値が設定されていない場合（ステップＳ８の判定によりＮｏと判定された場合）、または、温度情報値が低温時温度摩擦記憶部１４ａの温度より高温でない場合（ステップＳ９の判定によりＮｏと判定された場合）には、低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値及び摩擦特性推定値を設定又は更新し（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻り、再度ステップＳ１の判定を行う。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
ここで、連続運転開始から３００分後の摩擦値８．２Ｎを基準として、摩擦の変動から経年変化を把握する場合について説明する。連続運転開始から６０分後では、推定される摩擦値は９．７Ｎであるため、摩擦値が１．５Ｎだけ変動していることになる。なお、摩擦値の変動量は、割合では１８％である。そのため、連続運転中の摩擦特性変化を考慮しない場合には、摩擦における１８％の変動が経年変化に起因していると誤って判断してしまう。そのため、摩擦の変動から駆動機構２の経年変化に起因する摩擦特性の変動の抽出には、連続運転中の摩擦特性変化を考慮すべきである。ここで、摩擦損失または電気的損失による熱の発生は、駆動部１の運転パターンが同じであれば変化しないと考えられる。そのため、正常時、一例として機械装置導入時における駆動機構２をある運転パターンの繰り返しで動作させたときの、連続運転カウンタ部２０の出力である連続運転カウンタ値と、摩擦特性推定部８が推定して出力する摩擦特性推定値と、に基づいて、連続運転カウンタ値と摩擦特性の関係をモデル化した連続運転摩擦モデルを生成することにより、駆動部１の運転パターンが同じであれば連続運転摩擦モデルを基準として駆動機構２の経年変化を把握することができる。つまり、摩擦モデル部９ｂは、連続運転摩擦モデルから連続運転カウンタ値に応じた基準摩擦特性を算出し、この特性を基準にして摩擦特性推定部８が推定した摩擦特性推定値を比較して解析することで、連続運転中の摩擦特性変化を考慮して駆動機構２の経年変化を把握することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月5日(2016.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる電動機制御装置が有する制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる電動機制御装置において、正常時にボールねじで構成される駆動機構を電動機で駆動したときの摩擦値の温度依存性を示すグラフである。
【図４】図４は、実施の形態１にかかる電動機制御装置において、正常時にボールねじで構成される駆動機構を電動機で駆動したときの摩擦値に温度摩擦モデルが追加された摩擦値の温度依存性を示すグラフである。
【図５】図５は、実施の形態１にかかる摩擦変動解析部の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施の形態３にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態３にかかる電動機制御装置において、温度摩擦自動設定部が自動設定のシーケンスにより行う、温度情報値及び摩擦特性推定値を設定する動作を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態４にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４にかかる電動機制御装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態５にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態６にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、実施の形態６にかかる電動機制御装置において、正常時にボールねじで構成される駆動機構を電動機で駆動したときの摩擦値の変化を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施の形態７にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、実施の形態８にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、実施の形態９にかかる電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１に示す電動機制御装置は、駆動部１、制御部４、位置検出器５、指令生成部６、駆動電流検出部７、摩擦特性推定部８、摩擦モデル部９、摩擦変動解析部１０及び温度情報取得部１１を備える。駆動部１は、直動案内に代表される駆動機構２及び電動機３を備える。電動機３は、制御部４から駆動電流検出部７を介して供給される駆動電流に応じて駆動力を発生させて駆動機構２を駆動する。電動機３に取り付けられた位置検出器５は、電動機３の位置を検出して位置検出信号を出力する。指令生成部６は、駆動部１が所望の動作をするように設定され、設定に応じて動作指令信号である駆動指令信号を生成して出力する。駆動電流検出部７は、制御部４からの駆動電流を検出して出力する。制御部４は、位置検出信号と、駆動指令信号と、駆動電流検出値と、に基づいて、駆動電流を電動機３に供給しつつ、位置検出信号に基づいた速度信号と、駆動電流検出値に基づいた駆動力信号と、を出力する。摩擦特性推定部８は、制御部４からの速度信号及び駆動力信号に基づいて、駆動部１の摩擦特性を推定し、摩擦特性推定値を出力する。温度情報取得部１１は、位置検出器５の温度を測定し、温度情報値を摩擦モデル部９に出力する。摩擦モデル部９には、摩擦の温度依存性がモデル化されて、温度によって特性が変化する温度摩擦モデルである基準摩擦モデルが設定され、摩擦モデル部９は、温度情報値における温度摩擦モデルの摩擦特性として基準摩擦特性を出力する。そして、摩擦変動解析部１０は、基準摩擦特性に対する摩擦特性推定値の変動量に基づいた演算を行い、摩擦変動値を出力する。なお、図示していないが、摩擦変動値は、例えば電動機制御装置に搭載された表示部または電動機制御装置の外部の表示部に出力されてユーザに認識可能とすればよい。ただし、摩擦変動値は視覚を通じてユーザに認識させる態様に限定されるものではなく、例えば音声により聴覚を通じてユーザに認識させる態様であってもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図４は、図３に温度摩擦モデルが追加された摩擦値の温度依存性を示すグラフである。図４に示すグラフは、図３の駆動機構２の摩擦の温度依存性に基づいて生成した温度摩擦モデルにおいて、電動機３を３０００ｒｐｍで回転させているときの摩擦値を示している。外気温が１０℃で電動機３を回転速度３０００ｒｐｍで回転させている場合には、推定される摩擦値は９．７Ｎ、温度情報取得部１１で取得される位置検出器５の温度は４６℃である。この温度における温度摩擦モデルから算出される基準摩擦特性における電動機３を回転速度３０００ｒｐｍで回転させている条件の摩擦値は９．５６Ｎであり、摩擦の変動は０．１４Ｎであることになる。なお、摩擦値の変動量は、割合では１．５％である。このように、経年変化による摩擦の変動は１．５％であり、経年変化はほとんど生じていないと判断することができる。つまり、正常時、一例として機械装置導入時における駆動機構２の摩擦の温度依存性に基づいた温度摩擦モデルから、摩擦特性推定時の温度における基準摩擦特性が得られ、この特性を基準にして摩擦特性推定値を比較して解析することで、摩擦の温度依存性を考慮して駆動機構２の経年変化を把握することができるようになる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
なお、本実施の形態の電動機制御装置は３つの温度摩擦記憶部を備えているが、本発明はこれに限定されず、他の一例として、常温時温度摩擦記憶部及び高温時温度摩擦記憶部の２つの温度摩擦記憶部を備えていてもよいし、一例として、第１及び第２の常温時温度摩擦記憶部、高温時温度摩擦記憶部並びに低温時温度摩擦記憶部を含む４つ以上の温度摩擦記憶部を備えていてもよい。温度摩擦モデル生成部１５は、少なくとも２つの温度摩擦記憶部があれば、温度摩擦モデルを生成することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
実施の形態３．
図７は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態３の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電動機制御装置は、図６の構成に、温度摩擦自動設定部１６と、自動設定される期間を計測する自動設定期間計測部１７と、が追加され、常温時温度摩擦記憶部１２に代えて常温時温度摩擦記憶部１２ａを備え、高温時温度摩擦記憶部１３に代えて高温時温度摩擦記憶部１３ａを備え、低温時温度摩擦記憶部１４に代えて低温時温度摩擦記憶部１４ａを備える構成を有する。温度摩擦自動設定部１６は、自動設定される期間内において、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値と摩擦特性推定値を設定する。自動設定期間計測部１７は、自動設定期間を保持しており、該自動設定期間内においては、自動設定要求信号を温度摩擦自動設定部１６に出力する。自動設定要求信号が入力されている期間においては、温度摩擦自動設定部１６は、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａの自動設定を行い続ける。図７に示す電動機制御装置において、温度摩擦モデル生成部１５を除き、図１及び図６と同じ構成については、同様に動作して同様に機能するため、ここでは説明を省略する。温度摩擦モデル生成部１５は、図１及び図６と構成については同じであるが、動作が異なる。なお、自動設定期間計測部１７で設定される期間が１年以上といった長期間になると、その期間に駆動機構２が経年変化するおそれがある。そのため、自動設定する期間は、経年変化がほとんどないと想定される期間である３ヶ月から６ヶ月程度とすることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図７に示す電動機制御装置では、温度摩擦自動設定部１６は、駆動部１が設置された環境では季節変化により外気温が変化することを利用して、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａに温度情報値を設定し、摩擦特性推定値を自動で設定する。ここで、温度摩擦モデルは、常温時温度摩擦記憶部１２ａ、高温時温度摩擦記憶部１３ａ及び低温時温度摩擦記憶部１４ａの温度情報値と摩擦特性とに基づいて生成されるため、温度変化の幅が大きい温度情報値と摩擦特性とを用いたほうが正確にモデル化することができる。そして、温度摩擦自動設定部１６は、季節変化による外気温変化を利用するのであるが、自動設定の期間が１年以上といった長期間になると、その期間に駆動機構２が経年変化するおそれがある。そのため、自動設定する期間は、季節変化による外気温変化があり、経年変化がほとんどないと想定される期間である３ヶ月から６ヶ月程度とすることが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
温度情報取得部１１ａは、駆動電流検出値及び駆動電圧指令値から電動機３の巻線抵抗を測定し、銅線の抵抗率と温度の関係から電動機３の温度を推定して温度情報値を出力する。具体的には、測定された巻線抵抗測定値と、予め測定された値である巻線が２０℃のときの巻線抵抗値である２０℃巻線抵抗値と、２０℃の抵抗温度係数である２０℃抵抗温度係数から、下記の式（４）を用いて温度の推定値が算出される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
実施の形態５．
図１１は、本発明にかかる電動機制御装置の実施の形態５の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電動機制御装置は、図７の構成に加え、摩擦力信号生成部１８と、基準摩擦値生成部１９と、を備え、摩擦変動解析部１０に代えて摩擦変動解析部１０ａを備える。摩擦力信号生成部１８は、駆動力信号及び速度信号から駆動機構２で生じている摩擦力を算出し、摩擦力信号を生成して出力する。基準摩擦値生成部１９は、速度信号及び基準摩擦特性から基準摩擦値を生成して出力する。摩擦変動解析部１０ａは、摩擦力信号と基準摩擦値とを比較し、摩擦変動値を算出する。図１１に示す電動機制御装置において、図７と同じ構成については同様に動作して同様に機能するため、ここでは説明を省略する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
なお、本実施の形態では、温度摩擦モデル生成部１５ａは温度情報値及び摩擦特性推定値から、例えば逐次最小二乗法を用いて温度摩擦モデルを生成しているが本発明はこれに限定されない。空調が管理されており温度変化がほとんどない環境で駆動部が用いられる場合には、温度情報値及び摩擦特性推定値を各々平均化することで温度摩擦モデルを生成してもよい。この場合には、温度摩擦モデルは温度依存性を有さないため、摩擦モデル部９ａは温度情報値によらず一定の基準摩擦特性を出力する。また、この場合には、自動設定期間は駆動機構２の経年変化がほとんどないと想定される期間である６ヶ月より短い期間が好ましい。
【国際調査報告】
2015163063.tif 000025
2015163063.tif 000026
2015163063.tif 000027
2015163063.tif 000028