アクチュエータ、モータ制御システム、及びモータ制御方法
【課題】信頼性又はロバスト性を向上したアクチュエータ、モータ制御システム、及びモータ制御方法を提供する。
【解決手段】アクチュエータは、モータと、モータの回転角を検出する回転角センサと、モータの回転を所定の変位に変換する被駆動機構と、被駆動機構の変位を検出する位置センサと、モータを制御する制御装置と、を含み、制御装置は、正常時における回転角センサの回転角信号及び位置センサの変位信号の相対関係情報を記憶しており、変位信号を取得し、相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号を演算し、推定回転角信号に基づいてモータを制御する。
【解決手段】アクチュエータは、モータと、モータの回転角を検出する回転角センサと、モータの回転を所定の変位に変換する被駆動機構と、被駆動機構の変位を検出する位置センサと、モータを制御する制御装置と、を含み、制御装置は、正常時における回転角センサの回転角信号及び位置センサの変位信号の相対関係情報を記憶しており、変位信号を取得し、相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号を演算し、推定回転角信号に基づいてモータを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータで駆動するアクチュエータ、モータ制御システム、及びモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源であるモータからリンク又はギヤ等の機構へ回転を伝達し、動力を取り出す稼働部を変位させるアクチュエータがある。モータの回転角度を計測する回転角センサだけでは、リンク又はギヤ等の機構に生じるガタ、バッククラッシュ、撓み等があり、稼働部の変位を把握する正確さに限界がある。このため、アクチュエータは、位置センサを用いて稼働部の位置又は変位を検出している（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０２１３６号公報
【特許文献２】特開平８−００６６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、モータ制御に反映させる撓みの変位を推力センサから得た推力と、送り駆動機構の剛性係数Ｋから演算する必要がある。この剛性係数Ｋは、機構毎のばらつきや経年変化の影響を受ける。このため、制御のロバスト性を高める要請がある。特許文献２では、補正トルク値の演算にモータの所定定数のパラメータを用いている。このため制御ループに所定のパラメータを用いた複雑な制御が必要となり、パラメータが変動するとロバスト性を高めることができない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、信頼性又はロバスト性を向上したアクチュエータ、モータ制御システム、及びモータ制御方法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】
上述した課題を解決し目的を達成するために、アクチュエータは、モータと、前記モータの回転角を検出する回転角センサと、前記モータの回転を所定の変位に変換する被駆動機構と、前記被駆動機構の変位を検出する位置センサと、前記モータを制御する制御装置と、を含み、前記制御装置は、正常時における前記回転角センサの回転角信号及び前記位置センサの変位信号の相対関係情報を記憶しており、前記変位信号を取得し、前記相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号を演算し、前記推定回転角信号に基づいて前記モータを制御することを特徴とする。
【０００７】
これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、回転角センサを演算して推定し、モータの制御を継続することができる。その結果、アクチュエータは、回転角センサの回転角信号がなくても安定してモータを制御できる。
【０００８】
本発明の望ましい態様として、前記制御装置は、前記相対関係情報の補正値を記憶しており、前記回転角信号が取得できない場合、前記補正値に基づいて前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を考慮した補正値を利用して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【０００９】
本発明の望ましい態様として、前記回転角信号が取得できない場合、前記モータの回転方向を示す回転方向情報と前記相対関係情報とに基づいて、前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を相殺して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【００１０】
本発明の望ましい態様として、前記被駆動機構は、変位する稼働部と、前記稼働部に前記モータの回転を変位に変換して伝達する機構部とを有し、前記位置センサは、前記稼働部又は前記機構部の位置を検出することが好ましい。これにより、アクチュエータは、回転角センサと異なる箇所に回転角センサと位置センサを有することになる。その結果、回転角センサからの回転角信号が取得できなくても位置センサを利用してアクチュエータが駆動できる。その結果、アクチュエータは信頼性又はロバスト性が向上する。
【００１１】
本発明の望ましい態様として、前記制御装置は、前記回転角センサの前記回転角信号及び前記位置センサの前記変位信号が入力されることが好ましい。これにより、アクチュエータは、回転角センサの回転角信号と異なる種類である位置センサの変位信号を取得できるので、アクチュエータは信頼性又はロバスト性が向上する。
【００１２】
本発明の望ましい態様として、前記制御装置は、演算した前記回転角信号及び前記変位信号の相関関係が、前記記憶手段に記憶する前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断することが好ましい。これにより、回転角センサ及び位置センサが被駆動機構のフェールセンサとなり、アクチュエータは信頼性が向上する。
【００１３】
本発明の望ましい態様として、被駆動機構がボールネジである位置制御装置に搭載されることが好ましい。これにより、信頼性の向上した位置制御装置が提供できる。
【００１４】
本発明の望ましい態様として、前記アクチュエータを含む自動変速機であることが好ましい。これにより、信頼性の向上した自動変速機が提供できる。
【００１５】
上述した課題を解決し目的を達成するために、モータ制御システムは、モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得し、正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶しており、前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報に基づいて、取得できる前記変位信号から推定した回転角である推定回転角信号を演算し、演算した前記推定回転角信号から前記モータ制御信号を演算することを特徴とする。
【００１６】
これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、回転角センサを演算して推定し、モータの制御を継続することができる。その結果、アクチュエータは、回転角センサの回転角信号がなくても安定してモータを制御できる。
【００１７】
本発明の望ましい態様として、前記相対関係情報の補正値を記憶しており、前記回転角信号が取得できない場合、前記補正値に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を考慮した補正値を利用して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【００１８】
本発明の望ましい態様として、前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報と前記モータ制御信号のモータ回転方向に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を相殺して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【００１９】
上述した課題を解決し目的を達成するために、モータ制御システムは、モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得し、正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶しており、前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係が前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断することを特徴とする。これにより、回転角センサ及び位置センサが被駆動機構のフェールセンサとなり、アクチュエータは信頼性が向上する。
【００２０】
上述した課題を解決し目的を達成するために、モータ制御方法は、モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得する信号取得ステップと、正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶する記憶ステップと、前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報に基づいて、取得できる前記変位信号から推定した回転角である推定回転角信号を演算する演算ステップと、演算した前記推定回転角信号から前記モータ制御信号を演算する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２１】
これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、回転角センサを演算して推定し、モータの制御を継続することができる。その結果、アクチュエータは、回転角センサの回転角信号がなくても安定してモータを制御できる。
【００２２】
本発明の望ましい態様として、前記相対関係情報の補正値を記憶する前記記憶ステップと、前記演算ステップでは、前記相対関係情報の補正値に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を考慮した補正値を利用して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【００２３】
本発明の望ましい態様として、前記演算ステップでは、前記相対関係情報と前記モータ制御信号のモータ回転方向に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を相殺して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【００２４】
上述した課題を解決し目的を達成するために、モータ制御方法は、モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得する信号取得ステップと、正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶する記憶ステップと、前記信号取得ステップで取得した前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係が、記憶されている前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断する異常判断ステップと、を含むことを特徴とする。これにより、回転角センサ及び位置センサが被駆動機構のフェールセンサとなり、アクチュエータは信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、信頼性又はロバスト性を向上したアクチュエータ、モータ制御システム、及びモータ制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、実施形態１に係るアクチュエータの構成図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るモータ制御システムのブロック図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態１に係る記憶手段が記憶する、回転角センサの回転角信号及び位置センサの変位信号の相対関係情報を説明する説明図である。
【図５】図５は、実施形態１に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態１に係るモータ制御方法を説明する説明図である。
【図７】図７は、実施形態２に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、実施形態２に係るモータ制御方法を説明する説明図である。
【図９】図９は、実施形態３に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態３に係るモータ制御方法を説明する説明図である。
【図１１】図１１は、変形例に係るアクチュエータの構成図である。
【図１２】図１２は、実施形態４に係るアクチュエータを有する位置決めテーブル駆動機構の構成図である。
【図１３】図１３は、実施形態５に係るアクチュエータを有する自動変速機の構成図である。
【図１４】図１４は、実施形態５に係る記憶手段が記憶する、回転角センサの回転角信号及び位置センサの変位信号の相対関係情報を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２８】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るアクチュエータの構成図である。図２は、本実施形態に係るモータ制御システムのブロック図である。
【００２９】
図１に示すアクチュエータ１は、Ｐ方向へ直線変位する稼働部３５を駆動する駆動機構である。アクチュエータ１は、ブラシレスモータ１０と、回転角センサ２１と、位置センサ２２と、稼働部３５を有する被駆動機構３０と、制御装置４０とを含んでいる。
【００３０】
ブラシレスモータ１０は、被駆動機構３０へ回転駆動を与える駆動源である。例えば、ステータコアには、電機子巻線を施し、ロータコアには永久磁石を貼り付けて、又は埋め込んで構成する。電機子巻線を制御装置４０からのモータ制御信号ＳＭで励磁し、ロータコアを回転させる。ロータコアの回転は、ブラシ付きモータのように、加える電力により予測されるものではなく、回転角センサ２１で回転角信号を取得する必要がある。また、ブラシレスモータ１０は、誘導モータ、リラクタンスモータでもよい。
【００３１】
回転角センサ２１は、ブラシレスモータ１０の回転Ａを検出し、回転角信号ＳＡを送出する検出装置である。回転角センサ２１は、例えば、磁気式エンコーダ、レゾルバ等である。位置センサ２２は、稼働部３５のＰ方向の変位を検出し、変位信号ＳＰを送出する検出装置である。位置センサ２２は、ホールＩＣ等である。例えば、回転角センサ２１と、位置センサ２２とは、異なる動作原理のセンサとすることが、回転角センサ２１と、位置センサ２２の両方が故障する故障確率を低減する点でより好ましい。例えば、回転角センサ２１を磁気リアクタンス式のレゾルバとし、位置センサ２２は、ホールＩＣとする。
【００３２】
被駆動機構３０は、ブラシレスモータ１０の回転運動を近似的な直線運動の変位に変換して伝達する機構部３１、３２、３３と、回転支点部４１、４２、４３、４４と、稼働部３５とを有している。被駆動機構３０は、機構部３１、３２、３３と、回転支点部４１、４２、４３、４４とのリンク機構により、ブラシレスモータ１０のロータコアの回転駆動力を直線変位へ変換し、稼働部３５を所定の位置に移動させることができる。実施形態１に係るアクチュエータ１では、位置センサ２２は、稼働部３５に取り付けられる。稼働部３５は、例えば、トランスミッションのアクチュエータの稼働部として適用される。被駆動機構３０は、ギヤ機構であってもよい。被駆動機構３０は、ギヤ機構であって、アクチュエータ１は、船外機のギヤ変速機構として適用される。
【００３３】
制御装置４０は、マイコン等のコンピュータシステムである。例えば、図２に示すように、入力インターフェース４０ａと、出力インターフェース４０ｂと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０ｃと、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０ｄと、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０ｅと、内部記憶装置４０ｆと、を含んでいる。入力インターフェース４０ａ、出力インターフェース４０ｂ、ＣＰＵ４０ｃ、ＲＯＭ４０ｄ、ＲＡＭ４０ｅ及び内部記憶装置４０ｆは、内部バスで接続されている。
【００３４】
入力インターフェース４０ａは、回転角センサ２１からの回転角信号ＳＡを受け取り、ＣＰＵ４０ｃに出力する。また、入力インターフェース４０ａは、位置センサ２２からの変位信号ＳＰを受け取り、ＣＰＵ４０ｃに出力する。出力インターフェース４０ｂは、ＣＰＵ４０ｃから指示信号を受け取り、ブラシレスモータ１０にモータ制御信号ＳＭを出力する。
【００３５】
ＲＯＭ４０ｄには、ＢＩＯＳ等のプログラムが記憶されている。内部記憶装置４０ｆは、例えばＨＤＤ（Hard disk drive）やフラッシュメモリ等であり、内部記憶装置４０ｆはオペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラムを記憶している。ＣＰＵ４０ｃは、ＲＡＭ４０ｅをワークエリアとして使用しながらＲＯＭ４０ｄや内部記憶装置４０ｆに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。なお、内部記憶装置４０ｆ又はＲＡＭ４０ｅは、記憶手段４０Ｅとなる。
【００３６】
図２に示すように、アクチュエータ１のモータ制御システム１Ｓは、回転角センサ２１と、位置センサ２２と、ブラシレスモータ１０とが制御装置４０と接続されている。制御装置４０は、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰを取得する。制御装置４０は、回転角信号ＳＡに基づきブラシレスモータ１０のモータ制御信号ＳＭを演算する。制御装置４０は、演算したモータ制御信号ＳＭに基づいて、ブラシレスモータ１０をフィードバック制御する。
【００３７】
図３は、本実施形態に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。図４は、本実施形態に係る記憶手段が記憶する、回転角センサの回転角信号及び位置センサの変位信号の相対関係情報を説明する説明図である。まず、本実施形態のモータ制御システム１Ｓは、回転角センサ２１及び位置センサ２２の正常な場合、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶手段４０Ｅに記憶する手順を行う。
【００３８】
図３に示すように、モータ制御システム１Ｓは、制御装置４０のモータ制御信号ＳＭに基づきブラシレスモータ１０をモータ回転させる（ステップＳ１）。ブラシレスモータ１０の回転駆動に伴い、制御装置４０は、回転角センサ２１からの回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２からの変位信号ＳＰを取得する（ステップＳ２）。
【００３９】
次に、ＣＰＵ４０ｃは、取得した回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰを、図４に示すような回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報として演算する。位置センサ２２が検出する変位信号ＳＰは、ブラシレスモータ１０の回転に伴う変位を検出している。このため、変位信号ＳＰを縦軸に、回転角信号ＳＡを横軸にとると、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰには相対関係が存在する。
【００４０】
例えば、モータ制御システム１Ｓは、ブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて時計方向（いわゆるＣＷ方向）へ回転する。図４に示すように、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが回転角信号ＳＡ１から回転角信号ＳＡ２となるが位置センサ２２の変位信号ＳＰはＳＰ１から大きく変化しない。次に、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが回転角信号ＳＡ２から回転角信号ＳＡ３となるにつれて、位置センサ２２の変位信号ＳＰはＳＰ１からＳＰ２へ直線的に増加する。
【００４１】
例えば、モータ制御システム１Ｓは、ブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて反時計方向（いわゆるＣＣＷ方向）へ回転する。図４に示すように、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが回転角信号ＳＡ３から回転角信号ＳＡ４となるが位置センサの変位信号ＳＰはＳＰ２から大きく変化しない。次に、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが回転角信号ＳＡ４から回転角信号ＳＡ１となるにつれて、位置センサ２２の変位信号ＳＰはＳＰ２からＳＰ１へ直線的に減少する。
【００４２】
このように、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡに位置センサ２２の変位信号ＳＰが同期しない領域では、機構部３１、３２、３３、回転支点部４１、４２、４３、４４、又は稼働部３５等のガタ、バッククラッシュ、撓みの影響でヒステリシス（Hysteresis）現象が生じていると考えられる。
【００４３】
このため、制御装置４０は、回転角信号ＳＡ１と回転角信号ＳＡ２との中点、回転角信号ＳＡ３と回転角信号ＳＡ４との中点を演算し、中点間を結んだ線分と（ＳＡ２、ＳＰ１）−（ＳＡ３、ＳＰ２）との距離又は、上述した中点間を結んだ線分と（ＳＡ４、ＳＰ２）−（ＳＡ１、ＳＰ１）との距離である補正値εを演算する（ステップＳ３）。
【００４４】
次に、制御装置４０は、補正値εと、図４に示す回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶手段４０Ｅとなる内部記憶装置４０ｆ又はＲＡＭ４０ｅに記憶する（ステップＳ４）。
【００４５】
本実施形態に係るモータ制御システム１Ｓでは、制御装置４０が補正値εと、図４に示す回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報を演算し、記憶手段４０Ｅに記憶している。この演算はモータ制御システム１Ｓ以外のコンピュータシステムで補正値εと、図４に示す回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を演算し、記憶手段４０Ｅとなる内部記憶装置４０ｆ又はＲＡＭ４０ｅに記憶するようにしてもよい。また、モータ制御システム１Ｓは、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶手段４０Ｅに記憶していれば、補正値εを都度演算して求めることができる。このため、ステップＳ３での補正値εの演算ステップと、ステップＳ４での補正値εの記憶手段４０Ｅへの記憶を省略し、後で制御装置４０が補正値εを都度演算して求めてもよい。
【００４６】
次に、回転角信号ＳＡが取得できない場合の本実施形態に係るモータ制御システム１Ｓのモータ制御方法について説明する。図５は、実施形態１に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。図６は、実施形態１に係るモータ制御方法を説明する説明図である。
【００４７】
本実施形態に係るモータ制御システム１Ｓは、制御装置４０のモータ制御信号ＳＭに基づきブラシレスモータ１０をモータ回転させる（ステップＳ１１）。ブラシレスモータ１０の回転駆動に伴い、制御装置４０は、回転角センサ２１からの回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２からの変位信号ＳＰを取得する（ステップＳ１２）。
【００４８】
制御装置４０は、回転角センサ２１が正常か否か判断する（ステップＳ１３）。回転角信号ＳＡが取得できるため、回転角センサ２１が正常であると判断する場合（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、ステップＳ１２を継続する。回転角信号ＳＡが取得できないため、回転角センサ２１が正常ではないと判断する場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）、制御装置４０は、変位信号ＳＰと記憶手段４０Ｅに記憶している回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号の演算を行う（ステップＳ１４）。
【００４９】
制御装置４０は、補正値εと、正常時における回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの図４に示す相対関係情報を記憶手段４０Ｅとなる内部記憶装置４０ｆ又はＲＡＭ４０ｅに記憶してある。制御装置４０は、ＲＡＭ４０ｅのワークエリアに、補正値εと、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報とを読み出す記憶手段照会を行う。仮に、補正値εが記憶手段４０Ｅに記憶していない場合、制御装置４０が補正値εを都度演算して求めて、ＲＡＭ４０ｅのワークエリアに記憶してもよい。制御装置４０は、取得できる変位信号ＳＰを、ブラシレスモータ１０の回転方向の情報及び補正値εと共に、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめて演算することで、変位信号ＳＰに対応する回転角を推定した推定回転角信号を演算することができる。
【００５０】
例えば、図６に示すように、モータ制御システム１Ｓがブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて時計方向（いわゆるＣＷ方向）へ回転する場合、位置センサ２２からの変位信号ＳＰＣＷのみ取得できている。変位信号ＳＰＣＷを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、回転角対応点ｍ１となるが、回転角対応点ｍ１から補正値ε分減算し、回転角対応点ｍ２を演算できる。この結果、制御装置４０は、変位信号ＳＰＣＷと記憶手段４０Ｅに記憶している回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号ＳＡＣＷの演算を行うことができる。
【００５１】
例えば、モータ制御システム１Ｓがブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて反時計方向（いわゆるＣＣＷ方向）へ回転する場合、位置センサ２２からの変位信号ＳＰＣＣＷのみ取得できている。変位信号ＳＰＣＣＷを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、回転角対応点ｍ３となるが、回転角対応点ｍ３から補正値ε分加算し、回転角対応点ｍ４を演算できる。この結果、制御装置４０は、変位信号ＳＰＣＣＷと記憶手段４０Ｅに記憶している回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号ＳＡＣＣＷの演算を行うことができる。
【００５２】
ここで、変位信号ＳＰａを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、一義的に推定回転角信号ＳＡａを演算できる。同様に、変位信号ＳＰｂを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、一義的に推定回転角信号ＳＡｂを演算できる。図６に示すように、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡと位置センサ２２の変位信号ＳＰとの関係は、補正値εで補正すると、（ＳＡａ、ＳＰａ）−（ＳＡｂ、ＳＰｂ）の直線に近似できる。
【００５３】
制御装置４０は、稼働部３５が所定の停止位置か判断する（ステップＳ１５）。稼働部３５が所定の停止位置にないと判断する場合（ステップＳ１５、Ｎｏ）、制御装置４０は、演算した推定回転角信号と変位信号ＳＰとを用いてモータ制御信号ＳＭを演算する。モータ制御信号ＳＭに基づいて、ブラシレスモータ１０は、回転を継続する（ステップＳ１１）。稼働部３５が所定の停止位置にあると判断する場合（ステップＳ１５、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、モータ制御を終了する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ１は、ブラシレスモータ１０と、ブラシレスモータ１０の回転を検出する回転角センサ２１と、ブラシレスモータ１０の回転を所定の変位に変換する被駆動機構３０と、被駆動機構３０の変位を検出する位置センサ２２と、ブラシレスモータ１０を制御する制御装置４０と、を含んでいる。制御装置４０は、正常時における回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶する記憶手段４０Ｅを含み、変位信号ＳＰを取得し、相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号ＳＡＣＷ、ＳＡＣＣＷを演算し、この推定回転角信号に基づいてブラシレスモータ１０を制御する。
【００５５】
これにより、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、取得できる位置センサ２２の変位信号ＳＰから取得できない回転角センサ２１の回転角信号ＳＡを推定し、モータ制御を継続することができる。その結果、アクチュエータ１は、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できなくても安定してブラシレスモータ１０を制御できる。
【００５６】
また、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の適用機器毎に生じる想定していた制御モデルからのズレを吸収し、汎用のアクチュエータ駆動に用いることができる。また、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を定期的に更新し、記憶手段４０Ｅに保存すれば、経年変化による影響を低減することができる。
【００５７】
本実施形態のアクチュエータ１は、制御装置４０の記憶手段４０Ｅに相対関係情報の補正値εを記憶しており、制御装置４０は、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できない場合、補正値εに基づいて、取得可能な位置センサ２２の変位信号ＳＰ、推定回転角信号ＳＡＣＷ、ＳＡＣＣＷを演算することが好ましい。
【００５８】
これにより、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を考慮した補正値εを利用して変位信号ＳＰから推定回転角信号ＳＡＣＷ、ＳＡＣＣＷを簡易に演算できる。
【００５９】
（実施形態２）
図７は、実施形態２に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。図８は、実施形態２に係るモータ制御方法を説明する説明図である。本実施形態では、アクチュエータ１は、記憶手段４０Ｅに記憶する回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報と、モータ回転方向とによりモータ制御する点に特徴がある。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６０】
図７に示すように、本実施形態に係るアクチュエータ１のモータ制御システム１Ｓは、制御装置４０のモータ制御信号ＳＭに基づきブラシレスモータ１０をモータ回転させる（ステップＳ２１）。ブラシレスモータ１０の回転駆動に伴い、制御装置４０は、回転角センサ２１からの回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２からの変位信号ＳＰを取得する（ステップＳ２２）。
【００６１】
制御装置４０は、回転角センサ２１が正常か否か判断する（ステップＳ２３）。回転角信号ＳＡが取得できるため、回転角センサ２１が正常であると判断する場合（ステップＳ２３、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、ステップＳ２２を継続する。回転角信号ＳＡが取得できないため、回転角センサ２１が正常ではないと判断する場合（ステップＳ２３、Ｎｏ）、制御装置４０は、直前までブラシレスモータ１０を回転していた方向を判別し回転方向を記憶手段４０Ｅに記憶する回転方向判別を行う（ステップＳ２４）。
【００６２】
制御装置４０は、変位信号ＳＰと記憶手段４０Ｅに記憶している回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号の演算を行う（ステップＳ２５）。制御装置４０は、ＲＡＭ４０ｅのワークエリアに、ブラシレスモータ１０の回転方向の情報と、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報とを読み出す記憶手段照会を行う。制御装置４０は、取得できる変位信号ＳＰを、ブラシレスモータ１０の回転方向の情報と共に、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめて演算することで、変位信号ＳＰに対応する回転角を推定した推定回転角信号を演算することができる。
【００６３】
例えば、図８に示すように、モータ制御システム１Ｓがブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて時計方向（いわゆるＣＷ方向）へ回転する場合、位置センサ２２からの変位信号ＳＰＣＷのみ取得できている。この場合、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡは、（ＳＡ４、ＳＰ２）と（ＳＡ１、ＳＰ１）とを結ぶ直線Ｌ１上の対応する回転角対応点となる推定回転角信号ＳＡＣＷとして演算できる。図８に示すように、実際の変位信号ＳＰＣＷを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、変位信号ＳＰＣＷに対応する回転角センサ２１の回転角信号ＳＡは、（ＳＡ２、ＳＰ１）と（ＳＡ３、ＳＰ２）とを結ぶ直線Ｌ２上の対応する回転角対応点ｌ１となるが、逆回転のデータを参照し、直線Ｌ２上の対応する回転角対応点ｌ２の推定回転角信号ＳＡＣＷを演算する。これにより、推定回転角信号ＳＡＣＷは本来の回転角信号の誤差と反対の誤差を含んでいるので、制御装置４０は推定回転角信号ＳＡＣＷに基づいてモータ制御信号ＳＭを演算し、ブラシレスモータ１０を制御すれば、誤差が相殺された状態で駆動する。
【００６４】
例えば、モータ制御システム１Ｓがブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて反時計方向（いわゆるＣＣＷ方向）へ回転する場合、位置センサ２２からの変位信号ＳＰＣＣＷのみ取得できている。図８に示すように、実際の変位信号ＳＰＣＣＷを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、直線Ｌ２上の対応する回転角対応点ｌ３となるが逆回転のデータを参照し、直線Ｌ１上の対応する回転角対応点ｌ４の推定回転角信号ＳＡＣＣＷを演算する。これにより、推定回転角信号ＳＡＣＣＷは本来の回転角信号の誤差と反対の誤差を含んでいるので、制御装置４０は推定回転角信号ＳＡＣＣＷに基づいてモータ制御信号ＳＭを演算し、ブラシレスモータ１０を制御すれば、誤差が相殺された状態で駆動する。
【００６５】
制御装置４０は、稼働部３５が所定の停止位置か判断する（ステップＳ２６）。稼働部３５が所定の停止位置にないと判断する場合（ステップＳ２６、Ｎｏ）、制御装置４０は、演算した推定回転角信号と変位信号ＳＰとを用いてモータ制御信号ＳＭを演算する。モータ制御信号ＳＭに基づいて、ブラシレスモータ１０は、回転を継続する（ステップＳ２１）。稼働部３５が所定の停止位置にあると判断する場合（ステップＳ２６、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、モータ制御を終了する。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ１は、ブラシレスモータ１０と、ブラシレスモータ１０の回転を検出する回転角センサ２１と、ブラシレスモータ１０の回転を所定の変位に変換する被駆動機構３０と、被駆動機構３０の変位を検出する位置センサ２２と、ブラシレスモータ１０を制御する制御装置４０と、を含んでいる。制御装置４０は、正常時における回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶する記憶手段４０Ｅを含み、回転角信号ＳＡが取得できない場合、ブラシレスモータ１０の回転方向を示す回転方向情報と上述した相対関係情報とに基づいて、変位信号ＳＰから回転角を推定した推定回転角信号ＳＡＣＷ、ＳＡＣＣＷを演算することが好ましい。
【００６７】
これにより、図３において、ステップＳ３の手順を省くことができる。また、記憶手段４０Ｅが相対関係情報の補正値εを記憶しておく必要がない。また、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、取得できる位置センサ２２の変位信号ＳＰから取得できない回転角センサ２１の回転角信号ＳＡを推定し、モータ制御を継続することができる。その結果、アクチュエータ１は、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できなくても安定してブラシレスモータ１０を制御できる。また、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を相殺して変位信号ＳＰから推定回転角信号ＳＡＣＷ、ＳＡＣＣＷを簡易に演算できる。
【００６８】
（実施形態３）
図９は、実施形態３に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。図１０は、実施形態３に係るモータ制御方法を説明する説明図である。本実施形態では、モータ制御システム１Ｓは、取得した回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰが、記憶手段４０Ｅに記憶する回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報と異なる場合、異常と判断する点に特徴がある。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６９】
図９に示すように、本実施形態に係るアクチュエータ１のモータ制御システム１Ｓは、制御装置４０のモータ制御信号ＳＭに基づきブラシレスモータ１０をモータ回転させる（ステップＳ３１）。ブラシレスモータ１０の回転駆動に伴い、制御装置４０は、回転角センサ２１からの回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２からの変位信号ＳＰを取得する（ステップＳ３２）。
【００７０】
制御装置４０は、取得した回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰから新たに回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係を演算する。制御装置４０は、新たに得られた回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係と、図４に示す正常時の回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係と比較する（ステップＳ３３）。例えば、新たに得られた回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係が図１０に示す（ＳＡ２、ＳＰ１）−（ＳＡ３、ＳＰ２）−（ＳＡ４、ＳＰ２）−（ＳＡ１、ＳＰ１）−（ＳＡ２、ＳＰ１）の点線で示される軌跡となれば、図４に示す正常時の転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係と差がないので正常と判断し（ステップＳ３３、Ｙｅｓ）、ステップＳ３２を継続する。
【００７１】
また、制御装置４０は、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰを演算し、（ＳＡ２、ＳＰ１）−（ＳＡ３、ＳＰ２）−（ＳＡ４、ＳＰ２）−（ＳＡ１、ＳＰ１）−（ＳＡ２、ＳＰ１）の点線で示される軌跡と異なる軌跡、例えば、（ＳＡ２、ＳＰ１）−（ＳＡｃ、ＳＰｃ）−（ＳＡ３、ＳＰｃ）となる場合（ステップＳ３３、Ｎｏ）、異常と判断する（ステップＳ３４）。このように、ブラシレスモータ１０の回転が稼働部３５の変位と同期していないことから被駆動機構３０の異常を早期に検出することができる。
【００７２】
本実施形態のモータ制御システム１Ｓは、ブラシレスモータ１０を制御するモータ制御信号ＳＭを送出し、回転角センサ２１からブラシレスモータ１０の回転角信号ＳＡを取得し、位置センサ２２からブラシレスモータ１０の回転に伴う変位信号ＳＰを取得し、正常時の回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶手段４０Ｅに記憶しており、取得した回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰが正常時の相対関係情報と異なる場合、異常と判断する。これにより、回転角センサ２１及び位置センサ２２が被駆動機構３０のフェールセンサとなり、アクチュエータ１は信頼性が向上する。
【００７３】
（変形例）
図１１は、変形例に係るアクチュエータの構成図である。変形例のアクチュエータ２は、位置センサ２２が、被駆動機構３０の機構部３３の変位の変位を検出している点に特徴がある。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７４】
変形例に係るアクチュエータ２は、被駆動機構３０は、機構部３１、３２、３３と、回転支点部４１、４２、４３、４４とのリンク機構により、ブラシレスモータ１０のロータコアの回転駆動力を直線変位へ変換し、稼働部３５を所定の位置に移動させることができる。稼働部３５を直接検出しなくても、位置センサ２２が稼働部３５と連動する機構部３３又は機構部３２の変位を検出することで、稼働部３５の位置を推定可能となる。
【００７５】
また、上述した実施形態と合わせて、アクチュエータ２は、被駆動機構３０が直線変位する稼働部３５と、稼働部３５にブラシレスモータ１０の回転を変位に変換して伝達する機構部３１、３２、３３とを有し、位置センサ２２は、稼働部３５又は機構部３２、３３の位置を検出することが好ましい。これにより、アクチュエータ２は、回転角センサ２１と異なる箇所である機構部３２、又は３３に回転角センサ２１と異なる位置センサ２２を有することになる。その結果、アクチュエータ２は信頼性又はロバスト性が向上する。
【００７６】
（実施形態４）
図１２は、実施形態４に係るアクチュエータを有する位置決めテーブル駆動機構の構成図である。本実施形態では、位置決めテーブル駆動機構１００は、アクチュエータ１の被駆動機構３０となるボールネジ５２とを有する位置制御装置である点に特徴がある。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７７】
図１２に示す位置決めテーブル駆動機構１００は、Ｘ軸方向へテーブル５３を駆動するＸ軸送り駆動機構である。位置決めテーブル駆動機構１００は、台座５０と、リニアガイド５１と、テーブル５３と、カップリング部材５５と、ガイド５６と、ボールネジ５２と、ブラシレスモータ１０と、回転角センサ２１と、位置センサ２２と、制御装置４０とを含んでいる。
【００７８】
テーブル５３は、ワークを載置可能なワークステージである。テーブル５３の裏面には、ボールナットが固定されている。リニアガイド５１は、テーブル５３を搭載し、テーブル５３をＸ軸方向へ自在にスライドさせるスライド機構である。リニアガイド５１は、台座５０上に固定されている。
【００７９】
ブラシレスモータ１０は、ボールネジ５２を回転駆動する駆動源である。カップリング部材５５は、ブラシレスモータ１０の回転軸とボールネジ５２とに接続する接続部材である。ボールネジ５２は、テーブル５３の下部にあるボールナットと接続され、ブラシレスモータ１０の回転をテーブル５３のＸ軸方向の軸送り駆動力へ変換する。ボールネジ５２とカップリング部材５５とは、被駆動機構となっている。ガイド５６は、テーブル５３を位置規制する。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態の位置決めテーブル駆動機構１００は、ブラシレスモータ１０と、ブラシレスモータ１０の回転を検出する回転角センサ２１と、ブラシレスモータ１０の回転を所定の変位に変換する被駆動機構であるボールネジ５２と、被駆動機構であるボールネジ５２の変位を検出する位置センサ２２と、ブラシレスモータ１０を制御する制御装置４０と、を含んでいる。制御装置４０は、正常時における回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶する記憶手段４０Ｅを含み、変位信号ＳＰを取得し、相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号を演算し、この推定回転角信号に基づいてブラシレスモータ１０を制御する。
【００８１】
これにより、位置決めテーブル駆動機構１００は、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、取得できる位置センサ２２の変位信号ＳＰから取得できない回転角センサ２１の回転角信号を推定し、モータ制御を継続することができる。その結果、位置決めテーブル駆動機構１００は、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できなくても安定してブラシレスモータ１０を制御できる。
【００８２】
（実施形態５）
図１３は、実施形態５に係るアクチュエータを有する自動変速機の構成図である。図１４は、実施形態５に係る記憶手段が記憶する、回転角センサの回転角信号及び位置センサの変位信号の相対関係情報を説明する説明図である。本実施形態の自動変速機６０は、アクチュエータ１と同じアクチュエータ１α、１βを含んでいる点に特徴がある。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８３】
図１３に示す自動変速機６０は、オートメーテッドマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ：Automated Manual Transmission）と呼ばれる自動変速機であって、マニュアルトランスミッションの動作を上述したアクチュエータ１と同じアクチュエータ１α、１βを複数組み合わせることで自動制御している。自動変速機６０は、操作レバー検出手段６１と、アクセル開度検出手段６２と、制御装置４０と、アクチュエータ１αと、アクチュエータ１βとを含んでいる。操作レバー検出手段６１と、アクセル開度検出手段６２とは、制御装置４０に接続されている。アクチュエータ１αと、アクチュエータ１βとは、制御装置４０を共有しており、上述したアクチュエータ１と同様に接続されている。
【００８４】
操作レバー検出手段６１は、ドライバーが操作レバーを操作したレバー操作信号を検出し、制御装置４０へ伝達する。アクセル開度検出手段６２は、ドライバーがアクセルを操作した操作度合いをアクセル開度信号として検出し制御装置４０へ伝達する。制御装置４０は、エンジンコントロールユニット（Engine Control Unit、ECU）としても機能する制御装置である。制御装置４０は、記憶手段４０Ｅに、レバー操作信号及びアクセル開度信号に応じたトランスミッションの選択情報を記憶している。トランスミッションの選択情報は、レバー操作信号及びアクセル開度信号に応じた情報に限られず、例えば車速情報、温度情報等の外部信号に応じた情報となっていてもよい。この場合、制御装置４０は外部信号を取得することができる。
【００８５】
アクチュエータ１α及びアクチュエータ１βは、アクチュエータ１と同様に構成されたアクチュエータである。ブラシレスモータ１０α、１０βと、回転角センサ２１α、２１βと、位置センサ２２α、２２βと、稼働部３５α、３５βを有する被駆動機構３０α、３０βとは、実施形態１におけるブラシレスモータ１０と、回転角センサ２１と、位置センサ２２と、稼働部３５を有する被駆動機構３０と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００８６】
例えば、図１４に示すように、自動変速機６０は、トランスミッション構造を有し、前進用ギヤ位置Ｇ１〜Ｇ６及び後進用ギヤ位置Ｒを有する６速自動変速機である。自動変速機６０のトランスミッションは、前進用ギヤ位置Ｇ１〜Ｇ６及び後進用ギヤ位置Ｒのいずれかを選択するセレクト位置Ｎ１〜Ｎ４を有している。本実施形態の自動変速機６０では、アクチュエータ１α、１βを含み、セレクト用のアクチュエータ１αは、稼働部３５αをＮ１〜Ｎ４へ移動させることができる。また、シフト用のアクチュエータ１βは、稼働部３５βをＧ５−Ｎ４−Ｇ６の方向、Ｇ３−Ｎ３−Ｇ４の方向、Ｇ１−Ｎ２−Ｇ２の方向、Ｎ１−Ｒの方向のいずれかの方向に自在に移動させることができる。このように、稼働部３５αと、稼働部３５βとの相互作用により、トランスミッション構造におけるギヤ位置が選択される。
【００８７】
セレクト用のアクチュエータ１αは、稼働部３５αをＮ１〜Ｎ４へ移動させると、セレクト位置Ｎ１〜Ｎ４に応じて、位置センサ２２αが変位信号ＳＰαを出力し、回転角センサ２１αが回転角信号ＳＡαを出力する。回転角信号ＳＡαは、例えば、回転角信号αＮ１、αＮ２、αＮ３、αＮ４となる。制御装置４０は、所定のセレクト位置Ｎ１〜Ｎ４のいずれかとなると、ブラシレスモータ１０を停止させる。次にシフト用のアクチュエータ１βは、稼働部３５βを前進用ギヤ位置Ｇ１〜Ｇ６及び後進用ギヤ位置Ｒのいずれかを選択する位置に自在に移動させる。選択した前進用ギヤ位置Ｇ１〜Ｇ６及び後進用ギヤ位置Ｒに応じて、位置センサ２２βが変位信号ＳＰβを出力し、回転角センサ２１βが回転角信号ＳＡβを出力する。回転角信号ＳＡβは、例えば、回転角信号βＦＲ、βＲＲとなる。
【００８８】
制御装置４０は、ブラシレスモータ１０α、１０βを回転し、上述した図３に示すフローチャートに沿って、回転角センサ２１α、２１β及び位置センサ２２α、２２βの正常な場合における回転角信号ＳＡα、ＳＡβ及び変位信号ＳＰα、ＳＰβの相対関係情報Ｓα、Ｓβを記憶手段４０Ｅに記憶する手順を行う。
【００８９】
自動変速機６０は、レバー操作信号及びアクセル開度信号が伝達されると、制御装置４０が記憶手段４０Ｅに記憶したトランスミッションの選択情報に基づき、ブラシレスモータ１０α、１０βを制御する。ここで、制御装置４０は、上述した実施形態１、２、３で例示したモータ制御方法を実行することができる。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態の自動変速機６０は、ブラシレスモータ１０α、１０βと、ブラシレスモータ１０α、１０βの回転を検出する回転角センサ２１α、２１βと、ブラシレスモータ１０α、１０βの回転を所定の変位に変換する被駆動機構３０α、３０βと、被駆動機構３０α、３０βの変位を検出する位置センサ２２α、２２βと、ブラシレスモータ１０α、１０βを制御する制御装置４０と、を含んでいる。制御装置４０は、正常時における回転角センサ２１α、２１βの回転角信号ＳＡα、ＳＡβ及び位置センサ２２α、２２βの変位信号ＳＰα、ＳＰβの相対関係情報Ｓα、Ｓβを記憶する記憶手段４０Ｅを含んでいる。そして、変位信号ＳＰα、ＳＰβを取得し、上述した相対関係情報Ｓα、Ｓβに基づいて回転角を推定した推定回転角信号を演算し、この推定回転角信号に基づいてブラシレスモータ１０α、１０βを制御する。
【００９１】
また、自動変速機６０は、トランスミッション機構にガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、取得できる位置センサ２２α、２２βの変位信号ＳＰα、ＳＰβから取得できない回転角センサ２１α、２１βの回転角信号ＳＡα、ＳＡβを推定し、モータ制御を継続することができる。その結果、自動変速機６０は、回転角センサ２１α、２１βの回転角信号ＳＡα、ＳＡβが取得できなくても安定してブラシレスモータ１０α、１０βを制御できる。
【符号の説明】
【００９２】
１、２ アクチュエータ
１Ｓ モータ制御システム
１０、１０α、１０β ブラシレスモータ
２１、２１α、２１β 回転角センサ
２２、２２α、２２β 位置センサ
３０、３０α、３０β 被駆動機構
３５、３５α、３５β 稼働部
４０ 制御装置
４０Ｅ 記憶手段
４１、４２、４３、４４ 回転支点部
６０ 自動変速機
６１ 操作レバー検出手段
６２ アクセル開度検出手段
１００ 位置決めテーブル駆動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータで駆動するアクチュエータ、モータ制御システム、及びモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源であるモータからリンク又はギヤ等の機構へ回転を伝達し、動力を取り出す稼働部を変位させるアクチュエータがある。モータの回転角度を計測する回転角センサだけでは、リンク又はギヤ等の機構に生じるガタ、バッククラッシュ、撓み等があり、稼働部の変位を把握する正確さに限界がある。このため、アクチュエータは、位置センサを用いて稼働部の位置又は変位を検出している（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０２１３６号公報
【特許文献２】特開平８−００６６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、モータ制御に反映させる撓みの変位を推力センサから得た推力と、送り駆動機構の剛性係数Ｋから演算する必要がある。この剛性係数Ｋは、機構毎のばらつきや経年変化の影響を受ける。このため、制御のロバスト性を高める要請がある。特許文献２では、補正トルク値の演算にモータの所定定数のパラメータを用いている。このため制御ループに所定のパラメータを用いた複雑な制御が必要となり、パラメータが変動するとロバスト性を高めることができない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、信頼性又はロバスト性を向上したアクチュエータ、モータ制御システム、及びモータ制御方法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】
上述した課題を解決し目的を達成するために、アクチュエータは、モータと、前記モータの回転角を検出する回転角センサと、前記モータの回転を所定の変位に変換する被駆動機構と、前記被駆動機構の変位を検出する位置センサと、前記モータを制御する制御装置と、を含み、前記制御装置は、正常時における前記回転角センサの回転角信号及び前記位置センサの変位信号の相対関係情報を記憶しており、前記変位信号を取得し、前記相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号を演算し、前記推定回転角信号に基づいて前記モータを制御することを特徴とする。
【０００７】
これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、回転角センサを演算して推定し、モータの制御を継続することができる。その結果、アクチュエータは、回転角センサの回転角信号がなくても安定してモータを制御できる。
【０００８】
本発明の望ましい態様として、前記制御装置は、前記相対関係情報の補正値を記憶しており、前記回転角信号が取得できない場合、前記補正値に基づいて前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を考慮した補正値を利用して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【０００９】
本発明の望ましい態様として、前記回転角信号が取得できない場合、前記モータの回転方向を示す回転方向情報と前記相対関係情報とに基づいて、前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を相殺して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【００１０】
本発明の望ましい態様として、前記被駆動機構は、変位する稼働部と、前記稼働部に前記モータの回転を変位に変換して伝達する機構部とを有し、前記位置センサは、前記稼働部又は前記機構部の位置を検出することが好ましい。これにより、アクチュエータは、回転角センサと異なる箇所に回転角センサと位置センサを有することになる。その結果、回転角センサからの回転角信号が取得できなくても位置センサを利用してアクチュエータが駆動できる。その結果、アクチュエータは信頼性又はロバスト性が向上する。
【００１１】
本発明の望ましい態様として、前記制御装置は、前記回転角センサの前記回転角信号及び前記位置センサの前記変位信号が入力されることが好ましい。これにより、アクチュエータは、回転角センサの回転角信号と異なる種類である位置センサの変位信号を取得できるので、アクチュエータは信頼性又はロバスト性が向上する。
【００１２】
本発明の望ましい態様として、前記制御装置は、演算した前記回転角信号及び前記変位信号の相関関係が、前記記憶手段に記憶する前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断することが好ましい。これにより、回転角センサ及び位置センサが被駆動機構のフェールセンサとなり、アクチュエータは信頼性が向上する。
【００１３】
本発明の望ましい態様として、被駆動機構がボールネジである位置制御装置に搭載されることが好ましい。これにより、信頼性の向上した位置制御装置が提供できる。
【００１４】
本発明の望ましい態様として、前記アクチュエータを含む自動変速機であることが好ましい。これにより、信頼性の向上した自動変速機が提供できる。
【００１５】
上述した課題を解決し目的を達成するために、モータ制御システムは、モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得し、正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶しており、前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報に基づいて、取得できる前記変位信号から推定した回転角である推定回転角信号を演算し、演算した前記推定回転角信号から前記モータ制御信号を演算することを特徴とする。
【００１６】
これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、回転角センサを演算して推定し、モータの制御を継続することができる。その結果、アクチュエータは、回転角センサの回転角信号がなくても安定してモータを制御できる。
【００１７】
本発明の望ましい態様として、前記相対関係情報の補正値を記憶しており、前記回転角信号が取得できない場合、前記補正値に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を考慮した補正値を利用して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【００１８】
本発明の望ましい態様として、前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報と前記モータ制御信号のモータ回転方向に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を相殺して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【００１９】
上述した課題を解決し目的を達成するために、モータ制御システムは、モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得し、正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶しており、前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係が前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断することを特徴とする。これにより、回転角センサ及び位置センサが被駆動機構のフェールセンサとなり、アクチュエータは信頼性が向上する。
【００２０】
上述した課題を解決し目的を達成するために、モータ制御方法は、モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得する信号取得ステップと、正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶する記憶ステップと、前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報に基づいて、取得できる前記変位信号から推定した回転角である推定回転角信号を演算する演算ステップと、演算した前記推定回転角信号から前記モータ制御信号を演算する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２１】
これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、回転角センサを演算して推定し、モータの制御を継続することができる。その結果、アクチュエータは、回転角センサの回転角信号がなくても安定してモータを制御できる。
【００２２】
本発明の望ましい態様として、前記相対関係情報の補正値を記憶する前記記憶ステップと、前記演算ステップでは、前記相対関係情報の補正値に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を考慮した補正値を利用して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【００２３】
本発明の望ましい態様として、前記演算ステップでは、前記相対関係情報と前記モータ制御信号のモータ回転方向に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算することが好ましい。これにより、回転角センサの回転角信号が取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を相殺して変位信号から推定回転角信号を簡易に演算できる。
【００２４】
上述した課題を解決し目的を達成するために、モータ制御方法は、モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得する信号取得ステップと、正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶する記憶ステップと、前記信号取得ステップで取得した前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係が、記憶されている前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断する異常判断ステップと、を含むことを特徴とする。これにより、回転角センサ及び位置センサが被駆動機構のフェールセンサとなり、アクチュエータは信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、信頼性又はロバスト性を向上したアクチュエータ、モータ制御システム、及びモータ制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、実施形態１に係るアクチュエータの構成図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るモータ制御システムのブロック図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態１に係る記憶手段が記憶する、回転角センサの回転角信号及び位置センサの変位信号の相対関係情報を説明する説明図である。
【図５】図５は、実施形態１に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態１に係るモータ制御方法を説明する説明図である。
【図７】図７は、実施形態２に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、実施形態２に係るモータ制御方法を説明する説明図である。
【図９】図９は、実施形態３に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態３に係るモータ制御方法を説明する説明図である。
【図１１】図１１は、変形例に係るアクチュエータの構成図である。
【図１２】図１２は、実施形態４に係るアクチュエータを有する位置決めテーブル駆動機構の構成図である。
【図１３】図１３は、実施形態５に係るアクチュエータを有する自動変速機の構成図である。
【図１４】図１４は、実施形態５に係る記憶手段が記憶する、回転角センサの回転角信号及び位置センサの変位信号の相対関係情報を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２８】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るアクチュエータの構成図である。図２は、本実施形態に係るモータ制御システムのブロック図である。
【００２９】
図１に示すアクチュエータ１は、Ｐ方向へ直線変位する稼働部３５を駆動する駆動機構である。アクチュエータ１は、ブラシレスモータ１０と、回転角センサ２１と、位置センサ２２と、稼働部３５を有する被駆動機構３０と、制御装置４０とを含んでいる。
【００３０】
ブラシレスモータ１０は、被駆動機構３０へ回転駆動を与える駆動源である。例えば、ステータコアには、電機子巻線を施し、ロータコアには永久磁石を貼り付けて、又は埋め込んで構成する。電機子巻線を制御装置４０からのモータ制御信号ＳＭで励磁し、ロータコアを回転させる。ロータコアの回転は、ブラシ付きモータのように、加える電力により予測されるものではなく、回転角センサ２１で回転角信号を取得する必要がある。また、ブラシレスモータ１０は、誘導モータ、リラクタンスモータでもよい。
【００３１】
回転角センサ２１は、ブラシレスモータ１０の回転Ａを検出し、回転角信号ＳＡを送出する検出装置である。回転角センサ２１は、例えば、磁気式エンコーダ、レゾルバ等である。位置センサ２２は、稼働部３５のＰ方向の変位を検出し、変位信号ＳＰを送出する検出装置である。位置センサ２２は、ホールＩＣ等である。例えば、回転角センサ２１と、位置センサ２２とは、異なる動作原理のセンサとすることが、回転角センサ２１と、位置センサ２２の両方が故障する故障確率を低減する点でより好ましい。例えば、回転角センサ２１を磁気リアクタンス式のレゾルバとし、位置センサ２２は、ホールＩＣとする。
【００３２】
被駆動機構３０は、ブラシレスモータ１０の回転運動を近似的な直線運動の変位に変換して伝達する機構部３１、３２、３３と、回転支点部４１、４２、４３、４４と、稼働部３５とを有している。被駆動機構３０は、機構部３１、３２、３３と、回転支点部４１、４２、４３、４４とのリンク機構により、ブラシレスモータ１０のロータコアの回転駆動力を直線変位へ変換し、稼働部３５を所定の位置に移動させることができる。実施形態１に係るアクチュエータ１では、位置センサ２２は、稼働部３５に取り付けられる。稼働部３５は、例えば、トランスミッションのアクチュエータの稼働部として適用される。被駆動機構３０は、ギヤ機構であってもよい。被駆動機構３０は、ギヤ機構であって、アクチュエータ１は、船外機のギヤ変速機構として適用される。
【００３３】
制御装置４０は、マイコン等のコンピュータシステムである。例えば、図２に示すように、入力インターフェース４０ａと、出力インターフェース４０ｂと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０ｃと、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０ｄと、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０ｅと、内部記憶装置４０ｆと、を含んでいる。入力インターフェース４０ａ、出力インターフェース４０ｂ、ＣＰＵ４０ｃ、ＲＯＭ４０ｄ、ＲＡＭ４０ｅ及び内部記憶装置４０ｆは、内部バスで接続されている。
【００３４】
入力インターフェース４０ａは、回転角センサ２１からの回転角信号ＳＡを受け取り、ＣＰＵ４０ｃに出力する。また、入力インターフェース４０ａは、位置センサ２２からの変位信号ＳＰを受け取り、ＣＰＵ４０ｃに出力する。出力インターフェース４０ｂは、ＣＰＵ４０ｃから指示信号を受け取り、ブラシレスモータ１０にモータ制御信号ＳＭを出力する。
【００３５】
ＲＯＭ４０ｄには、ＢＩＯＳ等のプログラムが記憶されている。内部記憶装置４０ｆは、例えばＨＤＤ（Hard disk drive）やフラッシュメモリ等であり、内部記憶装置４０ｆはオペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラムを記憶している。ＣＰＵ４０ｃは、ＲＡＭ４０ｅをワークエリアとして使用しながらＲＯＭ４０ｄや内部記憶装置４０ｆに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。なお、内部記憶装置４０ｆ又はＲＡＭ４０ｅは、記憶手段４０Ｅとなる。
【００３６】
図２に示すように、アクチュエータ１のモータ制御システム１Ｓは、回転角センサ２１と、位置センサ２２と、ブラシレスモータ１０とが制御装置４０と接続されている。制御装置４０は、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰを取得する。制御装置４０は、回転角信号ＳＡに基づきブラシレスモータ１０のモータ制御信号ＳＭを演算する。制御装置４０は、演算したモータ制御信号ＳＭに基づいて、ブラシレスモータ１０をフィードバック制御する。
【００３７】
図３は、本実施形態に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。図４は、本実施形態に係る記憶手段が記憶する、回転角センサの回転角信号及び位置センサの変位信号の相対関係情報を説明する説明図である。まず、本実施形態のモータ制御システム１Ｓは、回転角センサ２１及び位置センサ２２の正常な場合、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶手段４０Ｅに記憶する手順を行う。
【００３８】
図３に示すように、モータ制御システム１Ｓは、制御装置４０のモータ制御信号ＳＭに基づきブラシレスモータ１０をモータ回転させる（ステップＳ１）。ブラシレスモータ１０の回転駆動に伴い、制御装置４０は、回転角センサ２１からの回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２からの変位信号ＳＰを取得する（ステップＳ２）。
【００３９】
次に、ＣＰＵ４０ｃは、取得した回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰを、図４に示すような回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報として演算する。位置センサ２２が検出する変位信号ＳＰは、ブラシレスモータ１０の回転に伴う変位を検出している。このため、変位信号ＳＰを縦軸に、回転角信号ＳＡを横軸にとると、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰには相対関係が存在する。
【００４０】
例えば、モータ制御システム１Ｓは、ブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて時計方向（いわゆるＣＷ方向）へ回転する。図４に示すように、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが回転角信号ＳＡ１から回転角信号ＳＡ２となるが位置センサ２２の変位信号ＳＰはＳＰ１から大きく変化しない。次に、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが回転角信号ＳＡ２から回転角信号ＳＡ３となるにつれて、位置センサ２２の変位信号ＳＰはＳＰ１からＳＰ２へ直線的に増加する。
【００４１】
例えば、モータ制御システム１Ｓは、ブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて反時計方向（いわゆるＣＣＷ方向）へ回転する。図４に示すように、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが回転角信号ＳＡ３から回転角信号ＳＡ４となるが位置センサの変位信号ＳＰはＳＰ２から大きく変化しない。次に、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが回転角信号ＳＡ４から回転角信号ＳＡ１となるにつれて、位置センサ２２の変位信号ＳＰはＳＰ２からＳＰ１へ直線的に減少する。
【００４２】
このように、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡに位置センサ２２の変位信号ＳＰが同期しない領域では、機構部３１、３２、３３、回転支点部４１、４２、４３、４４、又は稼働部３５等のガタ、バッククラッシュ、撓みの影響でヒステリシス（Hysteresis）現象が生じていると考えられる。
【００４３】
このため、制御装置４０は、回転角信号ＳＡ１と回転角信号ＳＡ２との中点、回転角信号ＳＡ３と回転角信号ＳＡ４との中点を演算し、中点間を結んだ線分と（ＳＡ２、ＳＰ１）−（ＳＡ３、ＳＰ２）との距離又は、上述した中点間を結んだ線分と（ＳＡ４、ＳＰ２）−（ＳＡ１、ＳＰ１）との距離である補正値εを演算する（ステップＳ３）。
【００４４】
次に、制御装置４０は、補正値εと、図４に示す回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶手段４０Ｅとなる内部記憶装置４０ｆ又はＲＡＭ４０ｅに記憶する（ステップＳ４）。
【００４５】
本実施形態に係るモータ制御システム１Ｓでは、制御装置４０が補正値εと、図４に示す回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報を演算し、記憶手段４０Ｅに記憶している。この演算はモータ制御システム１Ｓ以外のコンピュータシステムで補正値εと、図４に示す回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を演算し、記憶手段４０Ｅとなる内部記憶装置４０ｆ又はＲＡＭ４０ｅに記憶するようにしてもよい。また、モータ制御システム１Ｓは、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶手段４０Ｅに記憶していれば、補正値εを都度演算して求めることができる。このため、ステップＳ３での補正値εの演算ステップと、ステップＳ４での補正値εの記憶手段４０Ｅへの記憶を省略し、後で制御装置４０が補正値εを都度演算して求めてもよい。
【００４６】
次に、回転角信号ＳＡが取得できない場合の本実施形態に係るモータ制御システム１Ｓのモータ制御方法について説明する。図５は、実施形態１に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。図６は、実施形態１に係るモータ制御方法を説明する説明図である。
【００４７】
本実施形態に係るモータ制御システム１Ｓは、制御装置４０のモータ制御信号ＳＭに基づきブラシレスモータ１０をモータ回転させる（ステップＳ１１）。ブラシレスモータ１０の回転駆動に伴い、制御装置４０は、回転角センサ２１からの回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２からの変位信号ＳＰを取得する（ステップＳ１２）。
【００４８】
制御装置４０は、回転角センサ２１が正常か否か判断する（ステップＳ１３）。回転角信号ＳＡが取得できるため、回転角センサ２１が正常であると判断する場合（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、ステップＳ１２を継続する。回転角信号ＳＡが取得できないため、回転角センサ２１が正常ではないと判断する場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）、制御装置４０は、変位信号ＳＰと記憶手段４０Ｅに記憶している回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号の演算を行う（ステップＳ１４）。
【００４９】
制御装置４０は、補正値εと、正常時における回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの図４に示す相対関係情報を記憶手段４０Ｅとなる内部記憶装置４０ｆ又はＲＡＭ４０ｅに記憶してある。制御装置４０は、ＲＡＭ４０ｅのワークエリアに、補正値εと、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報とを読み出す記憶手段照会を行う。仮に、補正値εが記憶手段４０Ｅに記憶していない場合、制御装置４０が補正値εを都度演算して求めて、ＲＡＭ４０ｅのワークエリアに記憶してもよい。制御装置４０は、取得できる変位信号ＳＰを、ブラシレスモータ１０の回転方向の情報及び補正値εと共に、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめて演算することで、変位信号ＳＰに対応する回転角を推定した推定回転角信号を演算することができる。
【００５０】
例えば、図６に示すように、モータ制御システム１Ｓがブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて時計方向（いわゆるＣＷ方向）へ回転する場合、位置センサ２２からの変位信号ＳＰＣＷのみ取得できている。変位信号ＳＰＣＷを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、回転角対応点ｍ１となるが、回転角対応点ｍ１から補正値ε分減算し、回転角対応点ｍ２を演算できる。この結果、制御装置４０は、変位信号ＳＰＣＷと記憶手段４０Ｅに記憶している回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号ＳＡＣＷの演算を行うことができる。
【００５１】
例えば、モータ制御システム１Ｓがブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて反時計方向（いわゆるＣＣＷ方向）へ回転する場合、位置センサ２２からの変位信号ＳＰＣＣＷのみ取得できている。変位信号ＳＰＣＣＷを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、回転角対応点ｍ３となるが、回転角対応点ｍ３から補正値ε分加算し、回転角対応点ｍ４を演算できる。この結果、制御装置４０は、変位信号ＳＰＣＣＷと記憶手段４０Ｅに記憶している回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号ＳＡＣＣＷの演算を行うことができる。
【００５２】
ここで、変位信号ＳＰａを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、一義的に推定回転角信号ＳＡａを演算できる。同様に、変位信号ＳＰｂを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、一義的に推定回転角信号ＳＡｂを演算できる。図６に示すように、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡと位置センサ２２の変位信号ＳＰとの関係は、補正値εで補正すると、（ＳＡａ、ＳＰａ）−（ＳＡｂ、ＳＰｂ）の直線に近似できる。
【００５３】
制御装置４０は、稼働部３５が所定の停止位置か判断する（ステップＳ１５）。稼働部３５が所定の停止位置にないと判断する場合（ステップＳ１５、Ｎｏ）、制御装置４０は、演算した推定回転角信号と変位信号ＳＰとを用いてモータ制御信号ＳＭを演算する。モータ制御信号ＳＭに基づいて、ブラシレスモータ１０は、回転を継続する（ステップＳ１１）。稼働部３５が所定の停止位置にあると判断する場合（ステップＳ１５、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、モータ制御を終了する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ１は、ブラシレスモータ１０と、ブラシレスモータ１０の回転を検出する回転角センサ２１と、ブラシレスモータ１０の回転を所定の変位に変換する被駆動機構３０と、被駆動機構３０の変位を検出する位置センサ２２と、ブラシレスモータ１０を制御する制御装置４０と、を含んでいる。制御装置４０は、正常時における回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶する記憶手段４０Ｅを含み、変位信号ＳＰを取得し、相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号ＳＡＣＷ、ＳＡＣＣＷを演算し、この推定回転角信号に基づいてブラシレスモータ１０を制御する。
【００５５】
これにより、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、取得できる位置センサ２２の変位信号ＳＰから取得できない回転角センサ２１の回転角信号ＳＡを推定し、モータ制御を継続することができる。その結果、アクチュエータ１は、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できなくても安定してブラシレスモータ１０を制御できる。
【００５６】
また、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の適用機器毎に生じる想定していた制御モデルからのズレを吸収し、汎用のアクチュエータ駆動に用いることができる。また、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を定期的に更新し、記憶手段４０Ｅに保存すれば、経年変化による影響を低減することができる。
【００５７】
本実施形態のアクチュエータ１は、制御装置４０の記憶手段４０Ｅに相対関係情報の補正値εを記憶しており、制御装置４０は、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できない場合、補正値εに基づいて、取得可能な位置センサ２２の変位信号ＳＰ、推定回転角信号ＳＡＣＷ、ＳＡＣＣＷを演算することが好ましい。
【００５８】
これにより、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を考慮した補正値εを利用して変位信号ＳＰから推定回転角信号ＳＡＣＷ、ＳＡＣＣＷを簡易に演算できる。
【００５９】
（実施形態２）
図７は、実施形態２に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。図８は、実施形態２に係るモータ制御方法を説明する説明図である。本実施形態では、アクチュエータ１は、記憶手段４０Ｅに記憶する回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報と、モータ回転方向とによりモータ制御する点に特徴がある。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６０】
図７に示すように、本実施形態に係るアクチュエータ１のモータ制御システム１Ｓは、制御装置４０のモータ制御信号ＳＭに基づきブラシレスモータ１０をモータ回転させる（ステップＳ２１）。ブラシレスモータ１０の回転駆動に伴い、制御装置４０は、回転角センサ２１からの回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２からの変位信号ＳＰを取得する（ステップＳ２２）。
【００６１】
制御装置４０は、回転角センサ２１が正常か否か判断する（ステップＳ２３）。回転角信号ＳＡが取得できるため、回転角センサ２１が正常であると判断する場合（ステップＳ２３、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、ステップＳ２２を継続する。回転角信号ＳＡが取得できないため、回転角センサ２１が正常ではないと判断する場合（ステップＳ２３、Ｎｏ）、制御装置４０は、直前までブラシレスモータ１０を回転していた方向を判別し回転方向を記憶手段４０Ｅに記憶する回転方向判別を行う（ステップＳ２４）。
【００６２】
制御装置４０は、変位信号ＳＰと記憶手段４０Ｅに記憶している回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号の演算を行う（ステップＳ２５）。制御装置４０は、ＲＡＭ４０ｅのワークエリアに、ブラシレスモータ１０の回転方向の情報と、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報とを読み出す記憶手段照会を行う。制御装置４０は、取得できる変位信号ＳＰを、ブラシレスモータ１０の回転方向の情報と共に、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめて演算することで、変位信号ＳＰに対応する回転角を推定した推定回転角信号を演算することができる。
【００６３】
例えば、図８に示すように、モータ制御システム１Ｓがブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて時計方向（いわゆるＣＷ方向）へ回転する場合、位置センサ２２からの変位信号ＳＰＣＷのみ取得できている。この場合、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡは、（ＳＡ４、ＳＰ２）と（ＳＡ１、ＳＰ１）とを結ぶ直線Ｌ１上の対応する回転角対応点となる推定回転角信号ＳＡＣＷとして演算できる。図８に示すように、実際の変位信号ＳＰＣＷを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、変位信号ＳＰＣＷに対応する回転角センサ２１の回転角信号ＳＡは、（ＳＡ２、ＳＰ１）と（ＳＡ３、ＳＰ２）とを結ぶ直線Ｌ２上の対応する回転角対応点ｌ１となるが、逆回転のデータを参照し、直線Ｌ２上の対応する回転角対応点ｌ２の推定回転角信号ＳＡＣＷを演算する。これにより、推定回転角信号ＳＡＣＷは本来の回転角信号の誤差と反対の誤差を含んでいるので、制御装置４０は推定回転角信号ＳＡＣＷに基づいてモータ制御信号ＳＭを演算し、ブラシレスモータ１０を制御すれば、誤差が相殺された状態で駆動する。
【００６４】
例えば、モータ制御システム１Ｓがブラシレスモータ１０を被駆動機構３０との連結の反対方向からみて反時計方向（いわゆるＣＣＷ方向）へ回転する場合、位置センサ２２からの変位信号ＳＰＣＣＷのみ取得できている。図８に示すように、実際の変位信号ＳＰＣＣＷを回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報に当てはめると、直線Ｌ２上の対応する回転角対応点ｌ３となるが逆回転のデータを参照し、直線Ｌ１上の対応する回転角対応点ｌ４の推定回転角信号ＳＡＣＣＷを演算する。これにより、推定回転角信号ＳＡＣＣＷは本来の回転角信号の誤差と反対の誤差を含んでいるので、制御装置４０は推定回転角信号ＳＡＣＣＷに基づいてモータ制御信号ＳＭを演算し、ブラシレスモータ１０を制御すれば、誤差が相殺された状態で駆動する。
【００６５】
制御装置４０は、稼働部３５が所定の停止位置か判断する（ステップＳ２６）。稼働部３５が所定の停止位置にないと判断する場合（ステップＳ２６、Ｎｏ）、制御装置４０は、演算した推定回転角信号と変位信号ＳＰとを用いてモータ制御信号ＳＭを演算する。モータ制御信号ＳＭに基づいて、ブラシレスモータ１０は、回転を継続する（ステップＳ２１）。稼働部３５が所定の停止位置にあると判断する場合（ステップＳ２６、Ｙｅｓ）、制御装置４０は、モータ制御を終了する。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ１は、ブラシレスモータ１０と、ブラシレスモータ１０の回転を検出する回転角センサ２１と、ブラシレスモータ１０の回転を所定の変位に変換する被駆動機構３０と、被駆動機構３０の変位を検出する位置センサ２２と、ブラシレスモータ１０を制御する制御装置４０と、を含んでいる。制御装置４０は、正常時における回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶する記憶手段４０Ｅを含み、回転角信号ＳＡが取得できない場合、ブラシレスモータ１０の回転方向を示す回転方向情報と上述した相対関係情報とに基づいて、変位信号ＳＰから回転角を推定した推定回転角信号ＳＡＣＷ、ＳＡＣＣＷを演算することが好ましい。
【００６７】
これにより、図３において、ステップＳ３の手順を省くことができる。また、記憶手段４０Ｅが相対関係情報の補正値εを記憶しておく必要がない。また、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、取得できる位置センサ２２の変位信号ＳＰから取得できない回転角センサ２１の回転角信号ＳＡを推定し、モータ制御を継続することができる。その結果、アクチュエータ１は、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できなくても安定してブラシレスモータ１０を制御できる。また、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できない場合、ガタ、バッククラッシュ、撓み等の影響を相殺して変位信号ＳＰから推定回転角信号ＳＡＣＷ、ＳＡＣＣＷを簡易に演算できる。
【００６８】
（実施形態３）
図９は、実施形態３に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。図１０は、実施形態３に係るモータ制御方法を説明する説明図である。本実施形態では、モータ制御システム１Ｓは、取得した回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰが、記憶手段４０Ｅに記憶する回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報と異なる場合、異常と判断する点に特徴がある。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６９】
図９に示すように、本実施形態に係るアクチュエータ１のモータ制御システム１Ｓは、制御装置４０のモータ制御信号ＳＭに基づきブラシレスモータ１０をモータ回転させる（ステップＳ３１）。ブラシレスモータ１０の回転駆動に伴い、制御装置４０は、回転角センサ２１からの回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２からの変位信号ＳＰを取得する（ステップＳ３２）。
【００７０】
制御装置４０は、取得した回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰから新たに回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係を演算する。制御装置４０は、新たに得られた回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係と、図４に示す正常時の回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係と比較する（ステップＳ３３）。例えば、新たに得られた回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係が図１０に示す（ＳＡ２、ＳＰ１）−（ＳＡ３、ＳＰ２）−（ＳＡ４、ＳＰ２）−（ＳＡ１、ＳＰ１）−（ＳＡ２、ＳＰ１）の点線で示される軌跡となれば、図４に示す正常時の転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係と差がないので正常と判断し（ステップＳ３３、Ｙｅｓ）、ステップＳ３２を継続する。
【００７１】
また、制御装置４０は、回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰを演算し、（ＳＡ２、ＳＰ１）−（ＳＡ３、ＳＰ２）−（ＳＡ４、ＳＰ２）−（ＳＡ１、ＳＰ１）−（ＳＡ２、ＳＰ１）の点線で示される軌跡と異なる軌跡、例えば、（ＳＡ２、ＳＰ１）−（ＳＡｃ、ＳＰｃ）−（ＳＡ３、ＳＰｃ）となる場合（ステップＳ３３、Ｎｏ）、異常と判断する（ステップＳ３４）。このように、ブラシレスモータ１０の回転が稼働部３５の変位と同期していないことから被駆動機構３０の異常を早期に検出することができる。
【００７２】
本実施形態のモータ制御システム１Ｓは、ブラシレスモータ１０を制御するモータ制御信号ＳＭを送出し、回転角センサ２１からブラシレスモータ１０の回転角信号ＳＡを取得し、位置センサ２２からブラシレスモータ１０の回転に伴う変位信号ＳＰを取得し、正常時の回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶手段４０Ｅに記憶しており、取得した回転角信号ＳＡ及び変位信号ＳＰが正常時の相対関係情報と異なる場合、異常と判断する。これにより、回転角センサ２１及び位置センサ２２が被駆動機構３０のフェールセンサとなり、アクチュエータ１は信頼性が向上する。
【００７３】
（変形例）
図１１は、変形例に係るアクチュエータの構成図である。変形例のアクチュエータ２は、位置センサ２２が、被駆動機構３０の機構部３３の変位の変位を検出している点に特徴がある。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７４】
変形例に係るアクチュエータ２は、被駆動機構３０は、機構部３１、３２、３３と、回転支点部４１、４２、４３、４４とのリンク機構により、ブラシレスモータ１０のロータコアの回転駆動力を直線変位へ変換し、稼働部３５を所定の位置に移動させることができる。稼働部３５を直接検出しなくても、位置センサ２２が稼働部３５と連動する機構部３３又は機構部３２の変位を検出することで、稼働部３５の位置を推定可能となる。
【００７５】
また、上述した実施形態と合わせて、アクチュエータ２は、被駆動機構３０が直線変位する稼働部３５と、稼働部３５にブラシレスモータ１０の回転を変位に変換して伝達する機構部３１、３２、３３とを有し、位置センサ２２は、稼働部３５又は機構部３２、３３の位置を検出することが好ましい。これにより、アクチュエータ２は、回転角センサ２１と異なる箇所である機構部３２、又は３３に回転角センサ２１と異なる位置センサ２２を有することになる。その結果、アクチュエータ２は信頼性又はロバスト性が向上する。
【００７６】
（実施形態４）
図１２は、実施形態４に係るアクチュエータを有する位置決めテーブル駆動機構の構成図である。本実施形態では、位置決めテーブル駆動機構１００は、アクチュエータ１の被駆動機構３０となるボールネジ５２とを有する位置制御装置である点に特徴がある。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７７】
図１２に示す位置決めテーブル駆動機構１００は、Ｘ軸方向へテーブル５３を駆動するＸ軸送り駆動機構である。位置決めテーブル駆動機構１００は、台座５０と、リニアガイド５１と、テーブル５３と、カップリング部材５５と、ガイド５６と、ボールネジ５２と、ブラシレスモータ１０と、回転角センサ２１と、位置センサ２２と、制御装置４０とを含んでいる。
【００７８】
テーブル５３は、ワークを載置可能なワークステージである。テーブル５３の裏面には、ボールナットが固定されている。リニアガイド５１は、テーブル５３を搭載し、テーブル５３をＸ軸方向へ自在にスライドさせるスライド機構である。リニアガイド５１は、台座５０上に固定されている。
【００７９】
ブラシレスモータ１０は、ボールネジ５２を回転駆動する駆動源である。カップリング部材５５は、ブラシレスモータ１０の回転軸とボールネジ５２とに接続する接続部材である。ボールネジ５２は、テーブル５３の下部にあるボールナットと接続され、ブラシレスモータ１０の回転をテーブル５３のＸ軸方向の軸送り駆動力へ変換する。ボールネジ５２とカップリング部材５５とは、被駆動機構となっている。ガイド５６は、テーブル５３を位置規制する。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態の位置決めテーブル駆動機構１００は、ブラシレスモータ１０と、ブラシレスモータ１０の回転を検出する回転角センサ２１と、ブラシレスモータ１０の回転を所定の変位に変換する被駆動機構であるボールネジ５２と、被駆動機構であるボールネジ５２の変位を検出する位置センサ２２と、ブラシレスモータ１０を制御する制御装置４０と、を含んでいる。制御装置４０は、正常時における回転角センサ２１の回転角信号ＳＡ及び位置センサ２２の変位信号ＳＰの相対関係情報を記憶する記憶手段４０Ｅを含み、変位信号ＳＰを取得し、相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号を演算し、この推定回転角信号に基づいてブラシレスモータ１０を制御する。
【００８１】
これにより、位置決めテーブル駆動機構１００は、ガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、取得できる位置センサ２２の変位信号ＳＰから取得できない回転角センサ２１の回転角信号を推定し、モータ制御を継続することができる。その結果、位置決めテーブル駆動機構１００は、回転角センサ２１の回転角信号ＳＡが取得できなくても安定してブラシレスモータ１０を制御できる。
【００８２】
（実施形態５）
図１３は、実施形態５に係るアクチュエータを有する自動変速機の構成図である。図１４は、実施形態５に係る記憶手段が記憶する、回転角センサの回転角信号及び位置センサの変位信号の相対関係情報を説明する説明図である。本実施形態の自動変速機６０は、アクチュエータ１と同じアクチュエータ１α、１βを含んでいる点に特徴がある。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８３】
図１３に示す自動変速機６０は、オートメーテッドマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ：Automated Manual Transmission）と呼ばれる自動変速機であって、マニュアルトランスミッションの動作を上述したアクチュエータ１と同じアクチュエータ１α、１βを複数組み合わせることで自動制御している。自動変速機６０は、操作レバー検出手段６１と、アクセル開度検出手段６２と、制御装置４０と、アクチュエータ１αと、アクチュエータ１βとを含んでいる。操作レバー検出手段６１と、アクセル開度検出手段６２とは、制御装置４０に接続されている。アクチュエータ１αと、アクチュエータ１βとは、制御装置４０を共有しており、上述したアクチュエータ１と同様に接続されている。
【００８４】
操作レバー検出手段６１は、ドライバーが操作レバーを操作したレバー操作信号を検出し、制御装置４０へ伝達する。アクセル開度検出手段６２は、ドライバーがアクセルを操作した操作度合いをアクセル開度信号として検出し制御装置４０へ伝達する。制御装置４０は、エンジンコントロールユニット（Engine Control Unit、ECU）としても機能する制御装置である。制御装置４０は、記憶手段４０Ｅに、レバー操作信号及びアクセル開度信号に応じたトランスミッションの選択情報を記憶している。トランスミッションの選択情報は、レバー操作信号及びアクセル開度信号に応じた情報に限られず、例えば車速情報、温度情報等の外部信号に応じた情報となっていてもよい。この場合、制御装置４０は外部信号を取得することができる。
【００８５】
アクチュエータ１α及びアクチュエータ１βは、アクチュエータ１と同様に構成されたアクチュエータである。ブラシレスモータ１０α、１０βと、回転角センサ２１α、２１βと、位置センサ２２α、２２βと、稼働部３５α、３５βを有する被駆動機構３０α、３０βとは、実施形態１におけるブラシレスモータ１０と、回転角センサ２１と、位置センサ２２と、稼働部３５を有する被駆動機構３０と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００８６】
例えば、図１４に示すように、自動変速機６０は、トランスミッション構造を有し、前進用ギヤ位置Ｇ１〜Ｇ６及び後進用ギヤ位置Ｒを有する６速自動変速機である。自動変速機６０のトランスミッションは、前進用ギヤ位置Ｇ１〜Ｇ６及び後進用ギヤ位置Ｒのいずれかを選択するセレクト位置Ｎ１〜Ｎ４を有している。本実施形態の自動変速機６０では、アクチュエータ１α、１βを含み、セレクト用のアクチュエータ１αは、稼働部３５αをＮ１〜Ｎ４へ移動させることができる。また、シフト用のアクチュエータ１βは、稼働部３５βをＧ５−Ｎ４−Ｇ６の方向、Ｇ３−Ｎ３−Ｇ４の方向、Ｇ１−Ｎ２−Ｇ２の方向、Ｎ１−Ｒの方向のいずれかの方向に自在に移動させることができる。このように、稼働部３５αと、稼働部３５βとの相互作用により、トランスミッション構造におけるギヤ位置が選択される。
【００８７】
セレクト用のアクチュエータ１αは、稼働部３５αをＮ１〜Ｎ４へ移動させると、セレクト位置Ｎ１〜Ｎ４に応じて、位置センサ２２αが変位信号ＳＰαを出力し、回転角センサ２１αが回転角信号ＳＡαを出力する。回転角信号ＳＡαは、例えば、回転角信号αＮ１、αＮ２、αＮ３、αＮ４となる。制御装置４０は、所定のセレクト位置Ｎ１〜Ｎ４のいずれかとなると、ブラシレスモータ１０を停止させる。次にシフト用のアクチュエータ１βは、稼働部３５βを前進用ギヤ位置Ｇ１〜Ｇ６及び後進用ギヤ位置Ｒのいずれかを選択する位置に自在に移動させる。選択した前進用ギヤ位置Ｇ１〜Ｇ６及び後進用ギヤ位置Ｒに応じて、位置センサ２２βが変位信号ＳＰβを出力し、回転角センサ２１βが回転角信号ＳＡβを出力する。回転角信号ＳＡβは、例えば、回転角信号βＦＲ、βＲＲとなる。
【００８８】
制御装置４０は、ブラシレスモータ１０α、１０βを回転し、上述した図３に示すフローチャートに沿って、回転角センサ２１α、２１β及び位置センサ２２α、２２βの正常な場合における回転角信号ＳＡα、ＳＡβ及び変位信号ＳＰα、ＳＰβの相対関係情報Ｓα、Ｓβを記憶手段４０Ｅに記憶する手順を行う。
【００８９】
自動変速機６０は、レバー操作信号及びアクセル開度信号が伝達されると、制御装置４０が記憶手段４０Ｅに記憶したトランスミッションの選択情報に基づき、ブラシレスモータ１０α、１０βを制御する。ここで、制御装置４０は、上述した実施形態１、２、３で例示したモータ制御方法を実行することができる。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態の自動変速機６０は、ブラシレスモータ１０α、１０βと、ブラシレスモータ１０α、１０βの回転を検出する回転角センサ２１α、２１βと、ブラシレスモータ１０α、１０βの回転を所定の変位に変換する被駆動機構３０α、３０βと、被駆動機構３０α、３０βの変位を検出する位置センサ２２α、２２βと、ブラシレスモータ１０α、１０βを制御する制御装置４０と、を含んでいる。制御装置４０は、正常時における回転角センサ２１α、２１βの回転角信号ＳＡα、ＳＡβ及び位置センサ２２α、２２βの変位信号ＳＰα、ＳＰβの相対関係情報Ｓα、Ｓβを記憶する記憶手段４０Ｅを含んでいる。そして、変位信号ＳＰα、ＳＰβを取得し、上述した相対関係情報Ｓα、Ｓβに基づいて回転角を推定した推定回転角信号を演算し、この推定回転角信号に基づいてブラシレスモータ１０α、１０βを制御する。
【００９１】
また、自動変速機６０は、トランスミッション機構にガタ、バッククラッシュ、撓み等があっても、取得できる位置センサ２２α、２２βの変位信号ＳＰα、ＳＰβから取得できない回転角センサ２１α、２１βの回転角信号ＳＡα、ＳＡβを推定し、モータ制御を継続することができる。その結果、自動変速機６０は、回転角センサ２１α、２１βの回転角信号ＳＡα、ＳＡβが取得できなくても安定してブラシレスモータ１０α、１０βを制御できる。
【符号の説明】
【００９２】
１、２ アクチュエータ
１Ｓ モータ制御システム
１０、１０α、１０β ブラシレスモータ
２１、２１α、２１β 回転角センサ
２２、２２α、２２β 位置センサ
３０、３０α、３０β 被駆動機構
３５、３５α、３５β 稼働部
４０ 制御装置
４０Ｅ 記憶手段
４１、４２、４３、４４ 回転支点部
６０ 自動変速機
６１ 操作レバー検出手段
６２ アクセル開度検出手段
１００ 位置決めテーブル駆動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの回転角を検出する回転角センサと、
前記モータの回転を所定の変位に変換する被駆動機構と、
前記被駆動機構の変位を検出する位置センサと、
前記モータを制御する制御装置と、を含み、
前記制御装置は、正常時における前記回転角センサの回転角信号及び前記位置センサの変位信号の相対関係情報を記憶しており、前記変位信号を取得し、前記相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号を演算し、前記推定回転角信号に基づいて前記モータを制御することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記制御装置は、前記相対関係情報の補正値を記憶しており、前記回転角信号が取得できない場合、前記補正値に基づいて前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記制御装置は、前記回転角信号が取得できない場合、前記モータの回転方向を示す回転方向情報と前記相対関係情報とに基づいて、前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記被駆動機構は、変位する稼働部と、前記稼働部に前記モータの回転を変位に変換して伝達する機構部とを有し、前記位置センサは、前記稼働部又は前記機構部の位置を検出する請求項１から３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記制御装置は、前記回転角センサの前記回転角信号及び前記位置センサの前記変位信号が入力される請求項１から４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記制御装置は、演算した前記回転角信号及び前記変位信号の相関関係が、記憶する前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断する請求項１から５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記被駆動機構がボールネジである位置制御装置に搭載される請求項１から６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載のアクチュエータを含む自動変速機。
【請求項９】
モータを制御するモータ制御信号を送出し、
回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、
位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得し、
正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶しており、
前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報に基づいて、取得できる前記変位信号から推定した回転角である推定回転角信号を演算し、演算した前記推定回転角信号から前記モータ制御信号を演算することを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１０】
前記相対関係情報の補正値を記憶しており、前記回転角信号が取得できない場合、前記補正値に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項９に記載のモータ制御システム。
【請求項１１】
前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報と前記モータ制御信号のモータ回転方向に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項９又は１０に記載のモータ制御システム。
【請求項１２】
モータを制御するモータ制御信号を送出し、
回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、
位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得し、
正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶しており、
前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係が前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断することを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１３】
モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得する信号取得ステップと、
正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶する記憶ステップと、
前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報に基づいて、取得できる前記変位信号から推定した回転角である推定回転角信号を演算する演算ステップと、
演算した前記推定回転角信号から前記モータ制御信号を演算する制御ステップと、
を含むことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１４】
前記相対関係情報の補正値を記憶する前記記憶ステップと、
前記演算ステップでは、前記相対関係情報の補正値に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項１３に記載のモータ制御方法。
【請求項１５】
前記演算ステップでは、前記相対関係情報と前記モータ制御信号のモータ回転方向に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項１３又は１４に記載のモータ制御方法。
【請求項１６】
モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得する信号取得ステップと、
正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶する記憶ステップと、
前記信号取得ステップで取得した前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係が、記憶されている前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断する異常判断ステップと、
を含むことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１】
モータと、
前記モータの回転角を検出する回転角センサと、
前記モータの回転を所定の変位に変換する被駆動機構と、
前記被駆動機構の変位を検出する位置センサと、
前記モータを制御する制御装置と、を含み、
前記制御装置は、正常時における前記回転角センサの回転角信号及び前記位置センサの変位信号の相対関係情報を記憶しており、前記変位信号を取得し、前記相対関係情報に基づいて回転角を推定した推定回転角信号を演算し、前記推定回転角信号に基づいて前記モータを制御することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記制御装置は、前記相対関係情報の補正値を記憶しており、前記回転角信号が取得できない場合、前記補正値に基づいて前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記制御装置は、前記回転角信号が取得できない場合、前記モータの回転方向を示す回転方向情報と前記相対関係情報とに基づいて、前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記被駆動機構は、変位する稼働部と、前記稼働部に前記モータの回転を変位に変換して伝達する機構部とを有し、前記位置センサは、前記稼働部又は前記機構部の位置を検出する請求項１から３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記制御装置は、前記回転角センサの前記回転角信号及び前記位置センサの前記変位信号が入力される請求項１から４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記制御装置は、演算した前記回転角信号及び前記変位信号の相関関係が、記憶する前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断する請求項１から５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記被駆動機構がボールネジである位置制御装置に搭載される請求項１から６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載のアクチュエータを含む自動変速機。
【請求項９】
モータを制御するモータ制御信号を送出し、
回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、
位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得し、
正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶しており、
前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報に基づいて、取得できる前記変位信号から推定した回転角である推定回転角信号を演算し、演算した前記推定回転角信号から前記モータ制御信号を演算することを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１０】
前記相対関係情報の補正値を記憶しており、前記回転角信号が取得できない場合、前記補正値に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項９に記載のモータ制御システム。
【請求項１１】
前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報と前記モータ制御信号のモータ回転方向に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項９又は１０に記載のモータ制御システム。
【請求項１２】
モータを制御するモータ制御信号を送出し、
回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、
位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得し、
正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶しており、
前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係が前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断することを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１３】
モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得する信号取得ステップと、
正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶する記憶ステップと、
前記回転角信号が取得できない場合、前記相対関係情報に基づいて、取得できる前記変位信号から推定した回転角である推定回転角信号を演算する演算ステップと、
演算した前記推定回転角信号から前記モータ制御信号を演算する制御ステップと、
を含むことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１４】
前記相対関係情報の補正値を記憶する前記記憶ステップと、
前記演算ステップでは、前記相対関係情報の補正値に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項１３に記載のモータ制御方法。
【請求項１５】
前記演算ステップでは、前記相対関係情報と前記モータ制御信号のモータ回転方向に基づいて、取得できる前記変位信号から前記推定回転角信号を演算する請求項１３又は１４に記載のモータ制御方法。
【請求項１６】
モータを制御するモータ制御信号を送出し、回転角センサから前記モータの回転角信号を取得し、位置センサから前記モータの回転に伴う変位信号を取得する信号取得ステップと、
正常時の前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係情報を記憶する記憶ステップと、
前記信号取得ステップで取得した前記回転角信号及び前記変位信号の相対関係が、記憶されている前記相対関係情報と異なる場合、異常と判断する異常判断ステップと、
を含むことを特徴とするモータ制御方法。
【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】
【公開番号】特開２０１２−２１６１４５（Ｐ２０１２−２１６１４５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８２１７２（Ｐ２０１１−８２１７２）
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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