JP2018147264A - 駆動制御装置及び駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の減速機１０６のそれぞれに対応する専用の温度センサーを複数設けることによるコストアップを回避することができるマニピュレーター２００を提供する。【解決手段】モーター１０５と、減速機１０６と、減速機１０６内の潤滑剤の温度、モーター１０５の回転速度及び駆動時間に基づいて減速機１０における粘性摩擦を推定した結果に基づいてモーター１０５の駆動を制御するマイコン２１０とを有するマニピュレーター２００であって、前記潤滑剤の温度の推定値である潤滑剤温度推定値を算出する温度推定部２４２を設け、前記潤滑剤温度推定値、前記回転速度及び前記駆動時間に基づいて前記粘性摩擦を推定するように、マイコン２１０を構成した。【選択図】図４

Description

本発明は駆動制御装置及び駆動装置に関するものである。

従来、駆動源と、駆動伝達機構と、前記駆動伝達機構内の潤滑剤の温度、駆動源の回転速度及び駆動時間に基づいて駆動伝達機構における粘性摩擦を推定した結果に基づいて前記駆動源の駆動を制御する制御手段とを有する駆動制御装置が知られている。

例えば、特許文献１に記載の駆動制御装置は、駆動源たるサーボモーターと、駆動伝達機構たる減速機と、制御手段たるサーボ制御装置とを有している。サーボ制御装置は、温度センサーによって温度を検知した結果、サーボモーターの回転速度及び駆動時間に基づいて減速機におけるグリースの粘性摩擦係数を推定し、この結果に基づいてサーボモーターの駆動量を増減する。これにより、制御対象物の位置を精度良く制御することができるとされている。

しかしながら、この駆動制御装置において、サーボモーター及び減速機の組み合わせを複数必要とするマニピュレーターや産業用ロボットなどの駆動を制御する場合には、コスト高になってしまうという課題があった。

上述した課題を解決するために、本発明は、駆動源と、駆動伝達機構と、前記駆動伝達機構内の潤滑剤の温度、前記駆動源の回転速度及び駆動時間に基づいて前記駆動伝達機構における粘性摩擦を推定した結果に基づいて前記駆動源の駆動を制御する制御手段とを有する駆動制御装置であって、前記潤滑剤の温度の推定値である潤滑剤温度推定値を算出する推定値算出手段を設け、前記潤滑剤温度推定値、前記回転速度及び前記駆動時間に基づいて前記粘性摩擦を推定するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである

本発明によれば、複数の駆動伝達機構のそれぞれに対応する専用の温度情報取得手段を複数設けることによるコストアップを回避することができるという優れた効果がある。

実施形態に係るマニピュレーターにおける、アーム及びその周辺を示す平面図、並びに電気回路ブロック図を示す図。 同マニピュレーターにおけるアーム及び土台を示す側面図。 同マニピュレーターにおける入力操作部の外観を示す外観平面図。 同マニピュレーターの電気系の構成を示すブロック図。 電流を供給されているモーターのモーター軸に発生する理論物理現象と、マイコンの外乱トルク算出部内で行われる演算処理の第一例とを示すブロック図。 電流を供給されているモーターのモーター軸に発生する理論物理現象と、同外乱トルク算出部内で行われる演算処理の第二例とを示すブロック図。 駆動制御部によるモーターのＰＩＤ制御の流れを説明するためのブロック図。 アームの動作の一例を示す模式図。 図８に示される動作を実現するときにおけるトルク（力）と、アームの位置との関係を示すグラフ。 トルク目標値と、トルク指令値と、外乱トルクとの関係を示すグラフ。 同マニピュレーターの駆動制御装置によって行われるアシスト制御の処理フローの一例を示すフローチャート。 グリース温度Ｔが第一の飽和温度Ｔａである場合におけるグリースの粘性摩擦係数Ｃと、モーターの回転速度ωと、駆動時間ｔとの関係を示すグラフ。 グリース温度Ｔが第一の飽和温度Ｔａよりも高い第二の飽和温度Ｔｂである場合におけるグリースの粘性摩擦係数Ｃと、回転速度ωと、駆動時間ｔとの関係を示すグラフ。 グリース温度Ｔが第一の飽和温度Ｔａである場合におけるグリースによる摩擦力Ｆと、回転速度ωと、駆動時間ｔとの関係を示すグラフ。 グリース温度Ｔが第二の飽和温度Ｔｂである場合におけるグリースによる摩擦力Ｆと、回転速度ωと、駆動時間ｔとの関係を示すグラフ。 グリースの粘性摩擦係数Ｃと、回転速度ω及びグリース温度Ｔの組み合わせと、駆動時間ｔとの関係を示すグラフ。 グリースの粘性摩擦係数Ｃと、回転量及びグリース温度Ｔの組み合わせと、回転量との関係を示すグラフ。 駆動時間ｔの時間帯を二つに分割して得た二つの区画のそれぞれについて多次関数式を一次関数式に近似した場合におけるグリースの粘性摩擦係数Ｃと、回転速度ω及びグリース温度Ｔの組み合わせと、回転速度ωとの関係を示すグラフ。 駆動時間ｔの時間帯を二つに分割して得た二つの区画のそれぞれについて多次関数式を一次関数式に近似した場合におけるグリースの粘性摩擦係数Ｃと、回転量及びグリース温度Ｔの組み合わせと、回転量との関係を示すグラフ。 駆動時間ｔの時間帯を三つに分割して得た三つの区画のそれぞれについて多次関数式を一次関数式に近似した場合におけるグリースの粘性摩擦係数Ｃと、回転速度ω及びグリース温度Ｔの組み合わせと、回転速度ωとの関係を示すグラフ。 駆動時間ｔの時間帯を三つに分割して得た三つの区画のそれぞれについて多次関数式を一次関数式に近似した場合におけるグリースの粘性摩擦係数Ｃと、回転量及びグリース温度Ｔの組み合わせと、回転量との関係を示すグラフ。 回転速度ωを途中で減速させる場合における粘性摩擦係数Ｃの挙動と、駆動時間ｔと、回転速度ωとの関係の一例を示すグラフ。 回転速度ωを途中で減速させる場合における粘性摩擦係数Ｃの挙動と、モーターの回転量と、回転速度ωとの関係の一例を示すグラフ。 回転速度ωを途中で速める場合における粘性摩擦係数Ｃの挙動と、駆動時間ｔと、回転速度ωとの関係の一例を示すグラフ。 回転速度ωを途中で速める場合における粘性摩擦係数Ｃの挙動と、モーターの回転量と、回転速度ωとの関係の一例を示すグラフ。 、回転速度ωの速度変化パターンと、粘性摩擦係数Ｃと、駆動時間ｔとの関係の一例を示すグラフ。 駆動制御装置によって実施される粘性摩擦係数推定値Ｃ’の算出処理の第一例における処理フローを示すフローチャート。 駆動制御装置によって実施される粘性摩擦係数推定値Ｃ’の算出処理の第二例における処理フローを示すフローチャート。 粘性摩擦係数Ｃと、モーター１０５の駆動停止時間ｔ_ｏｆｆとの関係の第一例を示すグラフ。 粘性摩擦係数Ｃと、モーター１０５の駆動停止時間ｔ_ｏｆｆとの関係の第二例を示すグラフ。 粘性摩擦係数Ｃ（又は粘性摩擦係数推定値Ｃ’）と、時間と、モーターの動作例との関係を示すグラフ、及び、回転速度ωと、時間との関係を示すグラフを並べた図。 粘性摩擦係数と、時間と、モーターの挙動との関係を示すグラフ。 駆動制御装置によって実施されるモーター駆動停止中における粘性摩擦係数推定値Ｃ’の更新処理の処理フローを示すフローチャート。 駆動制御装置によって実施されるフラグセット処理の処理フローを示すフローチャート。 駆動制御装置におけるグリース温度推定値Ｔ’の算出方法を説明するためのブロック図。 グリース温度Ｔと、モーターの駆動の状態と、時間との関係の第一例を示すグラフ。 グリース温度Ｔと、モーターの駆動の状態と、時間との関係の第二例を示すグラフ。 グリース温度Ｔと、駆動時間ｔと、回転速度ωとの関係の第一例を示すグラフ。 グリース温度Ｔと、駆動時間ｔと、回転速度ωとの関係の第二例を示すグラフ。 第一実施例に係るマニピュレーターの電気系の構成を示すブロック図。 同マニピュレーターの駆動制御装置におけるグリース温度推定値Ｔ’の算出方法を説明するためのブロック図。 第二実施例に係るマニピュレーターの電気系の構成を示すブロック図。 同マニピュレーターの駆動制御装置におけるグリース温度推定値Ｔ’の算出方法を説明するためのブロック図。 グリース温度Ｔと、モーター温度ＴＭと、モーターの駆動状態の関係とを示すグラフ。 グリース温度Ｔと、モーター温度ＴＭと、回転速度ωと、モーターの駆動状態との関係の第一例を示すグラフ。 図４５に示される第一例よりも外乱トルクが増加した第二例におけるグリース温度Ｔと、モーター温度ＴＭと、回転速度ωと、モーターの駆動状態との関係を示すグラフ。 グリース温度Ｔと、モーター温度ＴＭと、回転速度ωと、モーターの駆動状態との関係の第三例を示すグラフ。 グリース温度Ｔと、モーター温度ＴＭと、回転速度ωと、モーターの駆動状態との関係の第四例を示すグラフ。 第三実施例に係るマニピュレーターの駆動制御装置におけるグリース温度推定値Ｔ’の算出方法を説明するためのブロック図。 グリースの飽和温度と、モーターに供給される電流値との関係を示すグラフ。 図４５のグラフに、モーターに流れる電流値の経時変化のグラフを付加した図。 図４６のグラフに、モーターに流れる電流値の経時変化のグラフを付加した図。 図４７のグラフに、モーターに流れる電流値の経時変化のグラフを付加した図。 図４８のグラフに、モーターに流れる電流値の経時変化のグラフを付加した図。 第四実施例に係るマニピュレーターの駆動制御装置におけるグリース温度推定値Ｔ’の算出方法を説明するためのブロック図。 モーター温度ＴＭと、モーターに供給される電流値と、モーターの回転速度ωと、周囲温度と、モーターの駆動の状態との関係を示すグラフ。 モーターに供給する電流値と周囲温度と回転速度ωとの関係を示すグラフ。 モーターに供給する電流値とグリースの飽和温度と回転速度ωと温度差分△Ｔの関係を示すグラフ。

以下、本発明を適用した駆動装置として、マニピュレーターの一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るマニピュレーター２００の基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係るマニピュレーター２００における、アーム１０１及びその周辺を示す平面図、並びに電気回路ブロック図を示すものである。また、図２は、マニピュレーター２００におけるアーム１０１及び土台１０２を示す側面図である。これらの図において、マニピュレーター２００は、アーム１０１、土台１０２、軸部材１０３、回転検知手段たるエンコーダー１０４、駆動源たるモーター１０５、駆動伝達機構たる減速機１０６などを有している。また、電装部２０１、入力操作部１３９、各種センサー１２０、各種スイッチ１２１なども有している。なお、このマニピュレーター２００においては、モーター１０５と減速機１０６との組み合わせによってアクチュエーター１０７が構成されている。

実施形態に係るマニピュレーター２００の駆動制御装置は、電装部２０１、入力操作部１３９、各種スイッチ１２１、エンコーダー１０４などから構成される。

マニピュレーター２００のアーム１０１は、長手方向における根本側の端部に設けられた軸部材１０３を中心にして回動することができる。アーム１０１の根本側の端部に固定された軸部材１０３は、土台１０２に設けられた軸受けによって回動自在に受けられている。

軸部材１０３は、減速機１０６の駆動出力軸を兼用している。減速機１０６の側板に固定されたモーター１０５のモータギヤは、減速機１０６の内部で減速機のギヤと噛み合っている。モーター１０５が回転駆動すると、その回転駆動力が減速機１０６に伝わる。そして、減速機１０６の駆動出力軸を兼ねている軸部材１０３が、モーター１０５の回転速度よりも減速された回転速度で回転して、その回転角度の分だけアーム１０１が回転する

エンコーダー１０４は、モーター１０５のモーター軸の後端に取り付けられており、モーター軸の回転速度、つまりモーター１０５の回転速度を検知する。その検知信号は、電装部２０１に送られる。

図３は、入力操作部１３９の外観を示す外観平面図である。入力操作部１３９は、タッチパネル１３９ａ、テンキー１３９ｂ、動作開始命令などを行うための実行ボタン１３９ｃ、及び電源ボタン１３９ｄを具備している。また、緊急停止命令などを行うための停止ボタン１３９ｅ等も具備している。

ユーザーは、タッチパネル１３９ａに表示されるメニュー画面に基づいて、タッチパネル１３９ａをタッチ操作したり、各種のキーやボタンを押したりすることで、マニピュレーター２００を操作することができる。

図４は、マニピュレーター２００の電気系の構成を示すブロック図である。電装部２０１は、マイコン２１０、ドライバー基板２３０、クロック、ホストコントローラー２８１などを有している。マニピュレーター２００の外部の画像情報入力装置３００から送られてくる画像情報は、ホストコントローラー２８１を介してマイコン２１０に送られる。マニピュレーター２００は、その画像情報に基づいた動作を行うことができる。

電源回路２９１は、各種センサー１２０、入力操作部１３９、マイコン２１０、クロック、ホストコントローラー２８１、ドライバー基板２３０等に供給するための電圧を出力する。なお、エンコーダー１０４やモーター１０５に対しては、電源回路２９１からの電圧がドライバー基板２３０を介して供給される。

ドライバー基板２３０は、モータードライバー２３５、電流検出部２３４、駆動情報検出部２３６などを具備している。モータードライバー２３５は、モーター１０５を回転駆動させるための電流を出力する。この電流は、電流検出部２３４によって電流値が検知されながら、モーター１０５に供給されてモーター１０５を回転駆動させる。モーター１０５のモーター軸に取り付けられたエンコーダー１０４は、モーター軸が所定の回転角度ずつ回転する毎に、回転信号を駆動情報検出部２３６に出力する。駆動情報検出部２３６は、エンコーダー１０４から送られてくる回転信号に基づいて、モーター軸の回転速度や回転量を算出し、その結果をマイコン２１０の駆動制御部２１３、外乱トルク算出部２３８及び温度推定部２４２に出力する。

ホストコントローラー２８１と、マイコン２１０とは、通信網を介して接続されている。マイコン２１０は、ホストコントローラー２８１と通信する通信制御部２１１、計時処理を行うタイマー部２１２、各種のデーターや制御プログラムなどを記憶する記憶部２１４などを具備している。また、後述するモータードライバー２３５を介してモーター１０５の駆動を制御する駆動制御部２１３、外乱トルク算出部２３８、温度推定部２４２なども具備している。

マイコン２１０には、各種センサー１２０や各種スイッチ１２１からの信号が入力される。また、クロックから発信されるクロック信号も入力される。また、入力操作部１３９からの各種入力信号も入力される。ユーザーは、入力操作部１３９の停止ボタン１３９ｅを押すことで、動作中のマニピュレーター２００を緊急停止させることができる。

駆動制御部２１３は、次の各種信号を受信しながら、それらに応じて駆動信号をドライバー基板２３０のモータードライバー２３５に出力することで、モーター１０５を所望のトルクで回転駆動させる。即ち、記憶部２１４に記憶されている制御プログラム、ホストコントローラーから送られてくる各種信号、駆動情報検出部２３６から送られてくる回転量や回転速度、後述する外乱トルク算出部２３８から送られてくる外乱トルク推定値等である。

図１や図２においては、便宜上、アーム１０１に一つの関節しか示しておらず、モーター１０５や減速機１０６はその一つの関節を中心にしたアーム１０１の動作を行わせるものである。しかしながら、アーム１０１には、図１や図２に示されていない複数の関節を設けてあり、アーム１０１は、それぞれの関節で動作をすることが可能になっている。そして、各関節でそれぞれアーム１０１を動作させるために、マニピュレーター２００には、図１や図２に示されるモーター１０５、減速機１０６、及びエンコーダー１０４の組み合わせの他に、同様の組み合わせが複数設けられている。また、図４に示されるエンコーダー１０４、モーター１０５、減速機１０６、及びドライバー基板２３０の組み合わせの他に、各関節でアーム１０１を個別に動作させるための同様の組み合わせが複数設けられている。

図５は、電流を供給されているモーター１０５のモーター軸に発生する理論物理現象と、マイコン２１０の外乱トルク算出部２３８内で行われる演算処理の第一例とを示すブロック図である。

電流が供給されるモーター軸において発生する理論物理現象は、次の通りである。即ち、電流が供給されるモーター軸には、その電流値にトルク定数Ｋｔを乗じたトルクが発生する。この一方で、クーロン摩擦、慣性力（Ｊ×加速度）、重力ｇ（θ）、及び粘性摩擦力（Ｃ×速度）などが発生する。理論的には、電流値及びトルク定数Ｋｔに基づくトルクから外乱トルクを差し引いた値（実トルク）が、慣性力（Ｊ×加速度）の逆数と同じ値で発生する。そして、この値の積分値（１／ｓ：ラプラス変換での積分表記）にモーター軸の回転速度ωを乗じた角度θ分だけ、モーター軸が回転する。

外乱トルク算出部２３８は、電流検出部２３４から受信した電流値にトルク定数推定値Ｋｔ’を乗じた値から、クーロン摩擦力、慣性力推定値（Ｊ’×加速度）、粘性摩擦力推定値（Ｃ’×速度）、及び重力ｇ（θ）の合計を差し引いた値を、外乱トルク推定値として算出する。なお、誤差を反映したトルク定数推定値Ｋｔ’や、慣性モーメント推定値Ｊ’については、理論値に対し、例えば実験データーを用いて統計的な重回帰分析を行ったり、周波数応答解析を行ったりして求める。また、外乱トルク算出部２３８は、外乱トルク推定値を外乱トルクに相当する角度θとして求める。なお、同図では、便宜上、理論物理現象を説明するブロック図から、外乱トルク算出部２３８に向けて加速度ａ、回転速度ω、角度θの信号入力があるかのような記述をしているが、実際には、その信号入力は、駆動情報検出部２３６によってなされる。

図６は、電流を供給されているモーター１０５のモーター軸に発生する理論物理現象と、マイコン２１０の外乱トルク算出部２３８内で行われる演算処理の第二例とを示すブロック図である。図５に示される第一例では、外乱トルク算出部２３８がローパスフィルターを具備していないのに対し、図６に示される第二例では、外乱トルク算出部２３８がローパスフィルターを具備している。

図６における理論物理現象は、図５における理論物理現象と同様である。図６に示される外乱トルク算出部２３８は、電流検出部２３４から送られてくる電流値にトルク定数推定値Ｋｔ’を乗じた値と、慣性力推定値（Ｊ’×加速度）を時定数τで除算した値とを加算する。そして、その加算結果から、粘性摩擦力推定値（Ｃ’×速度）と、重力ｇ（θ）と、クーロン摩擦力とを減算した結果を、ローパスフィルターによって擬似微分（１／（ｓτ＋１））する。この結果から、慣性力推定値（Ｊ’×加速度）を時定数τで除算した値を差し引いた結果を、外乱トルク推定値として求める。

図７は、駆動制御部２１３によるモーター１０５のＰＩＤ制御の流れを説明するためのブロック図である。駆動制御部２１３は、ホストコントローラー２８１等から送られてくる情報に基づいて算出したトルク目標値と、外乱トルク推定値とを用いたＰＩＤ制御により、トルク目標値とほぼ同じトルクを発生させるためのトルク指令値を生成する。そして、その結果をモータードライバー２３５に出力する。これにより、トルク目標値とほぼ同じトルクをモーター軸に発生させることができる。なお、同図においては、外乱トルク算出部２３８として、上述した第二例を採用した例を示している。

図８は、アーム１０１の動作の一例を示す模式図である。また、図９は、図８に示される動作を実現するときにおけるトルク（力）と、アーム１０１の位置との関係を示すグラフである。これらの図において、アーム１０１の動作に必要な力（トルク指令値）は、アーム１０１の移動量などに基づいて算出されたトルク目標値と、外乱トルク算出部２３８によって算出された外乱トルク推定値との合力として求められる。動作に必要な力の一部を、外乱トルク推定値に基づいく力が補ってくれるため、目標値に追従した位置制御を精度良く行うことができる。

図１０は、トルク目標値と、トルク指令値と、外乱トルクとの関係を示すグラフである。図示のように、トルク目標値に対して不感帯を持たせるようなプロファイルを採用することで、アーム１０１を突然動作させてしまったり、発振させてしまったりすることを抑えて、安定した動作でアーム１０１を移動させることができる。

図１１は、実施形態に係る駆動制御装置によって行われるアシスト制御の処理フローの一例を示すフローチャートである。駆動制御装置は、トルク指令値の出力によってモーター１０５を回転駆動させると（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）、モーター１０５の回転速度を検知したり（Ｓ２）、外乱トルク推定値を算出したりする（Ｓ３）。そして、回転速度変化量や外乱トルク推定値の変化量などに基づいて、アーム１０１の位置について調整が必要であるか否かを判定する（Ｓ４）。ここで、調整不要と判定した場合には（Ｓ４でＮ）、処理フローを上述したＳ２にループさせる。

一方、トルクの調整について必要と判定した場合には（Ｓ４でＹ）、次に、回転速度の誤差を算出し（Ｓ５）、その結果に基づいて追加のトルク指令値を算出する（Ｓ６）。そして、そのトルク指令値を出力する（Ｓ７）。その後、モーター１０５の回転速度を検出した後（Ｓ８）、外乱トルク推定値を算出する（Ｓ９）。そして、モーター１０５の回転速度の変化量や、外乱トルク推定値の変化量などに基づいて、アーム１０１の位置について微調整が必要であるか否かを判定する（Ｓ１０）。その後、微調整が必要である場合には（Ｓ１０でＹ）、処理フローを上述したＳ５にループさせる。これに対し、微調整が必要でない場合には（Ｓ１０でＮ）、一連の処理フローを終える。

粘性摩擦係数Ｃは、減速機１０６内に塗られているグリースの粘性を示すものである。グリースは網目構造をなしており、せん断されることによってその構造が変化する。減速機１０６内では、減速機１０６内の各種ギヤが回転駆動するとグリースがせん断されて徐々に構造が変化していくので、駆動時間が長くなるにグリースの粘性が低下していく。また、グリースのせん断速度の他、温度によっても粘性は変化するため、粘性摩擦係数Ｃは回転速度に比例せずに、非線形の特性を示す。このように、グリースを含む機構では、時間及び速度、温度に応じてグリースの粘性（粘性摩擦係数Ｃ）が変化する。

図１２は、グリース温度Ｔが第一の飽和温度Ｔａである場合におけるグリースの粘性摩擦係数Ｃと、モーター１０５の回転速度ωと、モーター１０５の駆動時間ｔとの関係を示すグラフである。同図に示されるように、グリース温度Ｔが同じである場合には（図示の例では第一の飽和温度Ｔａで一定）、回転速度ωが速くなるほど粘性摩擦係数Ｃが小さくなる。また、駆動時間ｔが長くなるほど（ｔ０＜ｔ１＜ｔ∞）、粘性摩擦係数Ｃが小さくなる。

図１３は、グリース温度Ｔが第一の飽和温度Ｔａよりも高い第二の飽和温度Ｔｂである場合におけるグリースの粘性摩擦係数Ｃと、モーター１０５の回転速度ωと、モーター１０５の駆動時間ｔとの関係を示すグラフである。図１２と図１３との比較からわかるように、駆動時間ｔ及び回転速度ωの組み合わせが同じであれば、グリース温度が高くなるほど、粘性摩擦係数Ｃが小さくなる。

なお、図１２、図１３において、Ｃ０は、粘性摩擦係数Ｃの初期値を示している。また、ｔ０は、駆動時間ｔがゼロであることを示していることから、駆動時間がｔ０である場合には、粘性摩擦係数ＣがＣ０のまま変化していない。

図１４は、グリース温度Ｔが第一の飽和温度Ｔａである場合におけるグリースによる摩擦力Ｆと、モーター１０５の回転速度ωと、モーター１０５の駆動時間ｔとの関係を示すグラフである。図示のように、グリース温度Ｔが同じ温度であれば、モーター１０５の回転速度ωが速くなるほど、摩擦力Ｆが大きくなる。また、モーター１０５の駆動時間が長くなるほど、摩擦力Ｆが小さくなる。これは、駆動時間ｔが長くなるほど、粘性摩擦係数Ｃが小さくなるからである。回転速度ωが速くなるほど、摩擦力Ｆが大きくなるが、粘性摩擦係数Ｃは小さくなる。

図１５は、グリース温度Ｔが第二の飽和温度Ｔｂである場合におけるグリースによる摩擦力Ｆと、モーター１０５の回転速度ωと、モーター１０５の駆動時間ｔとの関係を示すグラフである。図１４と図１５との比較から、同じ駆動時間ｔ及び回転速度の組み合わせであれば、グリース温度Ｔが高くなるほど、摩擦力Ｆが小さくなる。これは、グリース温度Ｔが高くなるほど、粘性摩擦係数Ｃが小さくなるからである。

図１２〜図１５の特性は、グリースの種類によってグラフの傾き等が異なってくるが、同じ種類のグリースであれば同じ特性となり、その特性は予めの実験によって特定しておくことが可能である。

外乱トルク推定値を算出するためには、粘性摩擦係数推定値Ｃ’を算出する必要があるが、図１２、図１３に示されるように、粘性摩擦係数Ｃは、グリース温度Ｔ、回転速度ω、及び駆動時間ｔによって異なってくる。それら三つのパラメーターのうち、回転速度ωについてはエンコーダー１０４によって検出することが可能である。また、駆動時間ｔについては、タイマー部２１２によって計時することが可能である。残りのパラメーターは、グリース温度Ｔである。このグリース温度Ｔが解れば、予め特定しておいた図１２、図１３などの特性に基づいて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’を求めることが可能である。

グリース温度Ｔを知る方法の一つとして、減速機１０６の温度を検知する温度センサーを設けることが挙げられる。減速機１０６の全体的な温度は、グリース温度Ｔとほぼ同じだからである。ところが、上述したように、実施形態に係るマニピュレーター２００では、図１や図２には、一つずつしか示されていないエンコーダー、モーター、及び減速機（１０４、１０５、１０６）の組み合わせを、個々の関節に個別に対応させて複数設けている。このため、個々の減速機の温度を個別に検知させるための専用の温度センサーが複数必要になることから、コスト高になってしまう。

次に、実施形態に係るマニピュレーター２００の特徴的な構成について説明する。実施形態に係るマニピュレーター２００の駆動制御装置は、個々の減速機（１０６）のそれぞれにおけるグリース温度Ｔを、グリース温度推定値Ｔ’として求めるようになっている。その方法については、後に詳述する。

グリース温度推定値Ｔ’の求め方について詳述する前に、個々の減速機のグリースにおける粘性摩擦係数推定値Ｃ’を求める方法について詳述する。

図１６は、グリースの粘性摩擦係数Ｃと、回転速度ω及びグリース温度Ｔの組み合わせと、駆動時間ｔとの関係を示すグラフである。図示のように、回転速度ωとグリース温度Ｔとの組み合わせが異なると、粘性摩擦係数Ｃと駆動時間ｔとの関係を示すグラフ（特性）が異なってくる。回転速度ωとグリース温度Ｔとの組み合わせについて、様々な組み合わせのそれぞれに対応する前記特性を予めの実験によって調べておくとする。すると、回転速度ωの検知結果と、グリース温度Ｔとの組み合わせ、及びその組み合わせに応じたグラフ（特性）とに基づいて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’を求めることが可能である。以下、回転速度ωとグリース温度Ｔ（又はグリース温度推定値Ｔ’）との組み合わせについての、粘性摩擦係数Ｃ（又は粘性摩擦係数推定値Ｃ’）と駆動時間ｔ（又は回転量）との関係を示す特性を表すアルゴリズムを、低下特性アルゴリズムという。駆動時間ｔの増加に伴う粘性摩擦係数の低下の特性を示すアルゴリズムだからである。

マイコン２１０の記憶部２１４は、回転速度ω及びグリース温度Ｔ（又はグリース温度推定値Ｔ’）の複数通りの組み合わせのそれぞれについて、駆動時間ｔの増加に伴う粘性摩擦係数Ｃの低下量の特性を示す低下特性アルゴリズムを記憶している。それらの低下特性アルゴリズムは、予めの実験によって求められたものである。アルゴリズムの形式としては、図１６の各グラフを示す多次関数式であってもよいし、各駆動時間ｔのそれぞれに対応する粘性摩擦係数Ｃを格納したデーターテーブル方式であってもよい。

なお、駆動時間ｔと、エンコーダーからの出力に基づいて算出されるモーターの回転量とは相関関係にある。このため、駆動時間ｔに基づいて粘性摩擦係数推定値Ｃ’を算出することに代えて、回転量に基づいて粘性摩擦係数推定値Ｃ’を算出するようにしてもよい。この場合、図１７に示されるように、回転量の増加に伴う粘性摩擦係数Ｃの低下量を示す低下特性アルゴリズムを記憶部２１４に記憶させておけばよい。

データー記憶量を減らしたり、演算速度を高速化したりする狙いで、低下特性アルゴリズムの多次関数式を、一次関数式に近似したものを記憶部２１４に記憶させてもよい。例えば、図１８に示されるように、駆動時間ｔの時間帯を、駆動時間ｔ０以上、駆動時間ｔｘ未満の区画と、駆動時間ｔｘ以上の区画とに二分し、それぞれの区画について多次関数式を一次関数式に近似してもよい。駆動時間ｔの代わりに、回転量を採用する場合にも、図１９に示されるように、回転量の領域を同様に二つの区画に二分して、それぞれの区画について多次関数式を一次関数式に近似してもよい。また、図２０に示されるように、駆動時間ｔの時間帯を、駆動時間ｔ０以上、駆動時間ｔｘ未満の区画と、駆動時間ｔｘ以上、駆動時間ｔｙ未満の区画と、駆動時間ｔｙ以上の区画とに三分割し、それぞれの区画について多次関数式を一次関数式に近似してもよい。駆動時間ｔの代わりに、回転量を採用する場合にも、図２１に示されるように、回転量の領域を同様に三つの区画に三分割して、それぞれの区画について多次関数式を一次関数式に近似してもよい。

モーター１０５の回転駆動が停止すると、駆動停止時間の増加に伴って、減速機１０６内のグリースの粘性摩擦係数Ｃが増加する。このときの駆動停止時間の増加に伴う粘性摩擦係数Ｃの増加特性を示す増加特性アルゴリズムが予めの実験によって特定されており、記憶部２１４に記憶されている。

駆動制御装置は、モーター１０５の駆動を停止させると、タイマー部２１２によって計時される駆動停止時間と、前述の増加特性アルゴリズムとに基づいて、粘性摩擦係数Ｃの増加量を算出する。そして、算出結果をそれまでの粘性摩擦係数Ｃに加算して粘性摩擦係数Ｃを更新する処理を定期的に実施する。

図２２は、モーター１０５の回転速度ωを途中で減速させる場合における粘性摩擦係数Ｃの挙動と、駆動時間ｔと、回転速度ωとの関係の一例を示すグラフである。このグラフで粘性摩擦係数Ｃの特性が示されるグリースは、回転速度ωがω１であるときには、駆動時間ｔがある程度大きくなると、粘性摩擦係数Ｃの初期値Ｃ０からの低下量がＣ１で飽和する。また、回転速度ωがω１よりも遅いω３であるときには、駆動時間ｔがある程度大きくなると、粘性摩擦係数Ｃの初期値Ｃ０からの低下量がＣ１よりも小さいＣ３で飽和する。

同図においては、駆動開始直後にはモーター１０５が回転速度ω１で回転し、駆動時間ｔの増加に伴って粘性摩擦係数Ｃの低下量が徐々に増加していく。その後、駆動時間ｔがｔ１に達した時点で、回転速度ωがω１からこれよりも遅いω３に変更される。これよりも少し前のタイミングで、粘性摩擦係数Ｃの低下量が回転速度ω１に対応するＣ１で飽和している。よって、駆動時間ｔがｔ１に達した時点の粘性摩擦係数Ｃの低下量はＣ１になっている。この時点で、回転速度ωがω１からこれよりも遅いω３に変更されるが、ｗ３における粘性摩擦係数Ｃの低下量の飽和値は、現状の低下量であるＣ１よりも小さなＣ３である。このため、回転速度ωがω３に変更されてからしばらくの間は、駆動時間ｔの増加に伴って粘性摩擦係数Ｃの低下量が徐々に小さくなっていき、その後、飽和値のＣ３で飽和する。記憶部２１４には、途中で回転速度ωがより遅い値に切り替えられた場合における切り替え後の駆動時間ｔと、粘性摩擦係数Ｃの増加量との関係を示すアルゴリズムも、様々な回転速度ωについて記憶させている。よって、駆動制御装置は、回転速度ωを途中でより遅い値に切り替えても、切り替え後の低下量を求めることができる。

図２３は、モーター１０５の回転速度ωを途中で減速させる場合における粘性摩擦係数Ｃの挙動と、モーター１０５の回転量と、回転速度ωとの関係の一例を示すグラフである。駆動時間ｔの代わりに、回転量に基づいて粘性摩擦係数Ｃの低下量を求める場合には、次のようなアルゴリズムを様々な回転速度ωについて記憶部２１４に記憶させればよい。即ち、同図における駆動時間ｔ＝ｔ１の以降のグラフのように、途中で回転速度ωがより遅い値に切り替えられた場合における切り替え後の回転量と、粘性摩擦係数Ｃの増加量との関係を示すアルゴリズムである。

図２４は、モーター１０５の回転速度ωを途中で速める場合における粘性摩擦係数Ｃの挙動と、駆動時間ｔと、回転速度ωとの関係の一例を示すグラフである。このグラフで粘性摩擦係数Ｃの特性が示されるグリースは、回転速度ωがω１であるときには、駆動時間ｔがある程度大きくなると、粘性摩擦係数Ｃの初期値Ｃ０からの低下量がＣ１で飽和する。また、回転速度ωがω１よりも速いω４であるときには、駆動時間ｔがある程度大きくなると、粘性摩擦係数Ｃの初期値Ｃ０からの低下量がＣ１よりも大きいＣ４で飽和する。

同図においては、駆動開始直後にはモーター１０５が回転速度ω１で回転し、駆動時間ｔの増加に伴って粘性摩擦係数Ｃの低下量が徐々に増加していく。その後、駆動時間ｔがｔ１に達した時点で、回転速度ωがω１からこれよりも速いω４に変更される。これよりも少し前のタイミングで、粘性摩擦係数Ｃの低下量が回転速度ω１に対応するＣ１で飽和している。よって、駆動時間ｔがｔ１に達した時点の粘性摩擦係数Ｃの低下量はＣ１になっている。この時点で、回転速度ωがω１からこれよりも速いω４に変更される。回転速度ωがω４である場合における粘性摩擦係数Ｃの低下量の飽和値は、現状のＣ１よりも低いω４である。このため、駆動制御装置は、回転速度ωをω４に変更すると、使用する低下特性アルゴリズムをω１に対応するものから、ω４に対応するものに切り替える。そして、以降における粘性摩擦係数Ｃの低下量を切り替え後の低下特性アルゴリズムに基づいて求める。

図２５は、モーター１０５の回転速度ωを途中で速める場合における粘性摩擦係数Ｃの挙動と、モーター１０５の回転量と、回転速度ωとの関係の一例を示すグラフである。駆動時間ｔの代わりに、回転量に基づいて粘性摩擦係数Ｃの低下量を求める場合には、次のようにすればよい。即ち、同図における駆動時間ｔ＝ｔ１の以降のグラフのように、途中で回転速度ωがより速いω４に切り替えられた場合における切り替え後の回転量と、粘性摩擦係数Ｃの低下量との関係を示す低下特性アルゴリズムを記憶部２１４に記憶させればよい。

図２６は、回転速度ωの速度変化パターンと、粘性摩擦係数Ｃと、駆動時間ｔとの関係の一例を示すグラフである。同図においては、速度変化パターンとして、第一速度変化パターンと、第二速度変化パターンとを採用した例を示している。何れの速度変化パターンにおいても、粘性摩擦係数Ｃの低下量が飽和値に達する前に、回転速度ωがω１からより遅いω３に変更されている。

第一速度変化パターンでは、粘性摩擦係数Ｃの低下量が回転速度ω＝ω１である場合の飽和値（Ｃ１）に達しておらず、且つ回転速度ω＝ω３である場合の飽和値（Ｃ３）よりも大きくなっているときに、回転速度ωがω１からω３に減速されている。このため、減速後の粘性摩擦係数Ｃの低下量は、しばらくの間、駆動時間ｔの増加に伴って小さくなっていき、やがてω３に対応する飽和値（Ｃ３）で飽和する。

第二速度変化パターンでは、粘性摩擦係数Ｃの低下量が回転速度ω＝ω３である場合の飽和値（Ｃ３）まで大きくなっていないときに、回転速度ωがω１からより遅いω３に減速されている。このため、減速後の粘性摩擦係数Ｃの低下量は、引き続き、駆動時間ｔの増加に伴って大きくなっていき、やがてω３に対応する飽和値（Ｃ３）で飽和する。

図２７は、駆動制御装置によって実施される粘性摩擦係数推定値Ｃ’の算出処理の第一例における処理フローを示すフローチャートである。この算出処理を開始した駆動制御装置は、まず、粘性摩擦係数推定値Ｃ’の初期値を取得した後（Ｓ１）、モーター１０５の駆動を開始したか否かについて判定する（Ｓ２）。駆動を開始していない場合には、Ｓ１の工程と、Ｓ２の工程とを繰り返すことになる。モーター１０５の駆動を開始すると（Ｓ２でＹ）、タイマー部２１２による駆動時間ｔの計時処理を開始した後（Ｓ３）、駆動時間ｔをタイマー部２１２から取得する（Ｓ４）。この取得結果と、過去の取得結果とに基づいて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’を前回更新したときから一定時間経過しているか否かを判定し（Ｓ５）、一定時間経過していない場合には（Ｓ５でＮ）、処理フローをＳ４にループさせる。これに対し、一定時間経過している場合には（Ｓ５でＹ）、エンコーダー１０４からの出力信号に基づいてモーター１０５の回転速度ωを算出する（Ｓ６）。その後、駆動時間ｔと、回転速度ωと、グリース温度推定値Ｔ’とに基づいて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’の低下量を算出し、算出結果を粘性摩擦係数推定値Ｃ’から減じることで、粘性摩擦係数推定値Ｃ’を更新する。更新後には、モーター１０５の駆動を終了したか否かを判定し（Ｓ８）、終了していない場合には（Ｓ８でＮ）、処理フローを上記Ｓ４にループさせる。これに対し、終了している場合には（Ｓ８でＹ）、算出処理を終了する。

なお、グリース温度推定値Ｔ’を求める方法については、後述する。

図２８は、駆動制御装置によって実施される粘性摩擦係数推定値Ｃ’の算出処理の第二例における処理フローを示すフローチャートである。この第二例は、次に特筆する点の他が第一例と同様の処理フローになっている。即ち、Ｓ６の工程において、回転速度ωの代わりに、回転量を算出する。そして、Ｓ７の工程において、駆動時間ｔと、回転量医と、グリース温度推定値Ｔ’とに基づいて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’の低下量を算出し、算出結果を粘性摩擦係数推定値Ｃ’から減じることで、粘性摩擦係数推定値Ｃ’を更新する。

図２９は、粘性摩擦係数Ｃと、モーター１０５の駆動停止時間ｔ_ｏｆｆとの関係の第一例を示すグラフである。駆動停止時間ｔ_ｏｆｆは、モーター１０５の駆動を停止させてから、停止状態を連続して維持している時間である。同図における粘性摩擦係数Ｃの初期値Ｃ０は、モーター１０５の駆動を停止させた時点における粘性摩擦係数Ｃの値（又は粘性摩擦係数推定値Ｃ’）である。図示のように、粘性摩擦係数Ｃには、上限値Ｃ_ｍａｘが設けられている。この上限値Ｃ_ｍａｘは、グリースの種類に応じて設定されている。

粘性摩擦係数推定値Ｃ’は、前回の値（初期値Ｃ０も含む）に対し、上述した増加特性アルゴリズムと、駆動停止時間ｔｏｆｆとに基づいて算出した粘性摩擦係数Ｃの増加量が加算されることで更新される。モーター１０５の駆動停止中には、その更新が定期的に行われることで、粘性摩擦係数推定値Ｃ’が定期的に更新される。

なお、上述した増加特性アルゴリズムとして、非線形の特性を示すものを記憶刺せている場合には、同図に示されるように、駆動停止中における粘性摩擦係数推定値Ｃ’（同図では粘性摩擦係数Ｃ）の経時変化特性が非線形の特性になる。これに対し、線形の特性を示す増加特性アルゴリズムを記憶させている場合には、図３０に示されるように、駆動停止中における粘性摩擦係数推定値Ｃ’の経時変化特性が線形の特性になる。

図３１は、粘性摩擦係数Ｃ（又は粘性摩擦係数推定値Ｃ’）と、時間と、モーター１０５の動作例との関係を示すグラフ、及び、モーター１０５の回転速度ωと、時間との関係を示すグラフを並べたものである。前者のグラフは、粘性摩擦係数Ｃ（又は粘性摩擦係数推定値Ｃ’）の補正関数を示している。

同図における第一動作例では、回転速度ω＝ω１で回転させていたモーター１０５を停止させてその停止を第一駆動停止時間ｔ_ｏｆｆ１だけ維持した後、モーター１０５を回転速度ω＝ω１で回転させる。

また、第二動作例では、回転速度ω＝ω２で回転させていたモーター１０５を（ω１＞ω２）、停止させてその停止を第一駆動停止時間ｔ_ｏｆｆ１よりも長い第二駆動停止時間ｔ_ｏｆｆ２だけ維持する。その後、モーター１０５を回転速度ω＝ω１で回転させる。

図示のように、第一動作例と第二動作例とでは、補正関数が異なっている。これはモーター１０５の停止前の回転速度ωの違いにより、モーター１０５の駆動を再開したときの粘性摩擦係数Ｃの初期値Ｃ０が異なっているからである。

図３２は、粘性摩擦係数と、時間と、モーター１０５の挙動との関係を示すグラフである。図示のように、モーター１０５が駆動しているときには、駆動時間ｔの増加に伴って粘性摩擦係数Ｃが低下していく。但し、駆動時間ｔがある程度まで大きくなると、その低下が飽和に達する。これに対し、モーター１０５が停止しているときには、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆの増加に伴って粘性摩擦係数Ｃが増加していく。但し、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆがある程度まで大きくなると、その増加が飽和に達する。

駆動制御装置は、モーター１０５の駆動を開始した後には、そのときの回転速度ω及びグリース温度推定値Ｔ’の組み合わせ（例えば図１６におけるω１及びＴａの組み合わせ）に応じた低下特性アルゴリズムを用いて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’を更新する。具体的には、前述の低下特性アルゴリズムを用いて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’の低下量を算出し、その結果をそれまでの粘性摩擦係数推定値Ｃ’から減じて粘性摩擦係数推定値Ｃ’を更新する。この更新を定期的に実施する。

また、モーター１０５の駆動を停止させた後には、そのときのグリース温度推定値Ｔ’に応じた増加特性アルゴリズムを用いて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’を更新する処理を定期的に実施する。具体的には、前述の増加特性アルゴリズムを用いて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’の増加量を算出し、その結果をそれまでの粘性摩擦係数推定値Ｃ’に加算して粘性摩擦係数推定値Ｃ’を更新する。

図３３は、駆動制御装置によって実施されるモーター駆動停止中における粘性摩擦係数推定値Ｃ’の更新処理の処理フローを示すフローチャートである。駆動制御装置は、モーター１０５の駆動を停止させると（Ｓ１でＹ）、粘性摩擦係数推定値Ｃ’の初期値を取得した後（Ｓ２）、所定時間が経過するのを待機する（Ｓ３でＮ）。そして、所定時間が経過すると（Ｓ３でＹ）、グリース温度推定値Ｔ’に対応する増加特性アルゴリズムを記憶部２１４から読み込んで、読み込み結果と、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆとに基づいて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’の増加量を算出する（Ｓ４）。この算出結果の加算によって粘性摩擦係数推定値Ｃ’を更新する（Ｓ５）。その後、モーター１０５の駆動を開始していない場合には（Ｓ６でＮ）、処理フローを上記Ｓ３にループさせて、粘性摩擦係数推定値Ｃ’の更新を続ける。これに対し、モーター１０５の駆動を開始した場合には（Ｓ６でＹ）、同図の更新処理を終了する。

図３４は、駆動制御装置によって実施されるフラグセット処理の処理フローを示すフローチャートである。駆動制御装置は、入力操作部１３９に対するユーザーの入力操作により、推定実行が設定されている場合には（Ｓ１でＹ）、推定フラグをセットする。これに対し、推定実行が設定されていない場合には（Ｓ１でＮ）、推定フラグを解除する。

これまで、粘性摩擦係数推定値Ｃ’を算出した結果に基づいて外乱トルクを求める態様について説明してきたが、駆動制御装置は、推定フラグをセットしている場合に、その態様を採用する。推定フラグをセットしていない場合には、粘性摩擦係数推定値Ｃ’として、算出した結果を用いる代わりに、記憶部２１４に記憶しているデフォルト値を用いる。

図３５は、駆動制御装置におけるグリース温度推定値Ｔ’の算出方法を説明するためのブロック図である。同図において、温度推定部２４２は、温度変化量推定回路２４２ａや温度推定回路２４２ｂなどを具備している。入力操作部１３９に対し、ユーザーの入力操作によって周囲温度の情報が入力されると、それが記憶部２１４に記憶される。一方、駆動情報検出部２３６によって算出された回転速度ωや駆動時間ｔ（又は駆動停止時間ｔ_ｏｆｆ）は、温度変化量推定回路２４２ａに入力される。温度変化量推定回路２４２ａは、回転速度ω及び駆動時間ｔ（又は駆動停止時間ｔ_ｏｆｆ）に基づいて、グリース温度変化量推定値を算出して温度推定回路２４２ｂに出力する。温度推定回路２４２ｂは、温度変化量推定値の加算によってグリース温度推定値Ｔ’を更新し、その結果を出力する。なお、周囲温度は、減速機１０６に対してグリースの温度変化に影響を与え得る近距離範囲内にある空気の温度であり、例えば減速機１０６の表面から数ｃｍの範囲内にある空気の温度である。

図３６は、グリース温度Ｔと、モーター１０５の駆動の状態と、時間との関係の第一例を示すグラフである。同図において、モーター１０５の駆動が開始されると、駆動時間ｔの増加に伴ってグリース温度Ｔが初期値Ｔ０から上昇していき、やがて飽和温度Ｔａに達する。その後、モーター１０５の駆動が停止されると、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆの増加に伴ってグリース温度Ｔが飽和温度Ｔａから徐々に低下していき、やがて初期値Ｔ０まで低下する。

図３７は、グリース温度Ｔと、モーター１０５の駆動の状態と、時間との関係の第二例を示すグラフである。第一例とは異なり、第二例のように、グリース温度Ｔが飽和温度Ｔａまで上昇する前に、モーター１０５の駆動開始と駆動停止とが複数回繰り返されたとする。その繰り返しの期間内において、駆動中におけるグリース温度Ｔの上昇量の総和が、停止中におけるグリース温度Ｔの低下量の総和よりも大きいとする。この場合には、図示のように、時間の経過に伴って、グリース温度Ｔが時間経過とともに相対的に症状していき、やがて飽和温度Ｔａに達する。

温度推定部２４２は、駆動中におけるグリース温度Ｔの上昇量の加算によってグリース温度推定値Ｔ’を順次更新したり、停止中におけるグリース温度Ｔの低下量の減算によってグリース温度推定値Ｔ’を順次更新したりする。

図３８は、グリース温度Ｔと、モーター１０５の駆動時間ｔと、モーター１０５の回転速度ωとの関係の第一例を示すグラフである。図示のように、モーター１０５の駆動を開始すると、駆動時間ｔの増加に伴って、グリース温度Ｔが初期値Ｔ０から徐々に増加する。回転速度ωが速くなるほど、グリース温度Ｔの増加速度は速くなるとともに、飽和温度が高くなる。同図において、回転速度ωは、ω１＜ω２という大小関係になっている。飽和温度Ｔａは、回転速度ω＝ω１の場合の値であるのに対し、飽和温度Ｔｂは、回転速度ω＝ω２の場合の値である。周囲温度が一定である場合には、グリース温度Ｔの初期値Ｔ０が周囲温度と同じである場合には、モーター１０５の回転停止時間ｔ_ｏｆｆｆが増加しても、グリース温度Ｔの初期値Ｔ０は変化せずに周囲温度と同じ値に維持される（一定）。

図３９は、グリース温度Ｔと、モーター１０５の駆動時間ｔと、モーター１０５の回転速度ωとの関係の第二例を示すグラフである。同図において、ω＝０のグラフは、モーター１０５が駆動していないときのグリース温度Ｔの経時変化を示している。これに対し、ω１、ω２のグラフは、時点ｔ０でモーター１０５が駆動を開始してからのグリース温度Ｔの経時変化を示している。このため、ω＝０のグラフの横軸は、時間であるのに対し、ω１、ω２のグラフの横軸は駆動時間ｔを示している。ω＝０のグラフに示されるように、モーター１０５が駆動を停止しているときであっても、周囲温度が経時的に少しずつ上昇していく場合には、グリース温度Ｔが初期値Ｔ０から少しずつ上昇していく。図３８に示されるように、周囲温度が経時変化せずに一定である場合（図３８）には、モーター１０５が停止しているとき（ω＝０）におけるグリース温度Ｔは初期値Ｔ０のまま一定に維持される。これに対し、図３９に示されるように、モーター１０５が停止していても（ω＝０）、周囲温度が経時的に上昇していくと、それに伴ってグリース温度Ｔも初期値Ｔ０から上昇していく。

記憶部２１４には、図３８に示される駆動時間ｔとグリース温度Ｔの初期値Ｔ０からの上昇量との関係を示す上昇特性アルゴリズムは、周囲温度によって異なってくる。また、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆとグリース温度Ｔの初期値Ｔ０からの下降量との関係を示す下降特性アルゴリズムも、周囲温度によって異なってくる。

そこで、記憶部２１４には、図３８に示されるＴ’ω１、Ｔ’ω２のように、駆動時間ｔとグリース温度Ｔの初期値Ｔ０からの上昇量との関係を示す上昇特性アルゴリズムとして、次のようなものを記憶させている。即ち、複数の回転速度（例えばω１、ω２）及び周囲温度の組み合わせのそれぞれに対応する複数の上昇特性アルゴリズムである。また、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆとグリース温度Ｔの初期値Ｔ０からの下降量との関係を示す下降特性アルゴリズムとして、複数の周囲温度のそれぞれに対応する複数のものを記憶させている。

工場の製品組み立て室のように、周囲温度（室温）の日内変動が殆どない室内環境では、図３９に示されるようなモーター停止状態における初期値Ｔ０の室温からの変化が殆ど発生しない。つまり、グリース温度Ｔが室温とほぼ同じになっていれば、駆動停止中の初期値Ｔ０は図３８に示されるように駆動停止時間ｔ_ｏｆｆの増加にかかわらず初期値Ｔ０のまま維持される。実施形態に係るマニピュレーター２００は、そのような室内環境で使用される。

そこで、駆動制御装置は、モーター１０５の停止中においては、記憶部２１４に記憶している複数の下降特性アルゴリズムのうち、周囲温度設定値に対応するものを読み込む。そして、その下降特性アルゴリズムに、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆを代入してグリース温度Ｔの下降量（グリース温度下降量推定値）を算出し、その算出結果の減算によって初期値Ｔ０を順次更新する。この処理を定期的に実施する。

また、モーター１０５の駆動中においては、記憶部２１４に記憶している複数の上昇特性アルゴリズムのうち、周囲温度設定値及び回転速度ωの組み合わせに対応するものを記憶部２１４から読み込む。そして、その上昇特性アルゴリズムに、駆動時間ｔを代入してグリース温度Ｔの上昇量（グリース温度上昇量推定値）を算出し、その算出結果の加算によってグリース温度推定値Ｔ’を順次更新する。この処理を定期的に実施する。

かかる構成では、複数の関節のそれぞれに対応する複数のアクチュエーターにおけるそれぞれの減速機の温度を個別に検知させるための専用の温度センサーを複数設けることなく、それぞれの減速機における粘性摩擦係数推定値Ｃ’を算出することができる。よって、それら専用の温度センサーを複数設けることによるコストアップを回避することができる。更には、周囲温度を検知する周囲温度センサーを設ける必要がないので、周囲温度センサーを設けることによるコストアップを回避することもできる。

次に、実施形態に係るマニピュレーター２００に、より特徴的な構成を付加した各実施例のマニピュレーター２００について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係るマニピュレーター２００の構成は、実施形態と同様である。

［第一実施例］
図４０は、第一実施例に係るマニピュレーター２００の電気系の構成を示すブロック図である。第二実施例に係るマニピュレーター２００においては、周囲温度を検知する周囲温度センサー１４１を設けている。

図４１は、第一実施例に係るマニピュレーター２００の駆動制御装置におけるグリース温度推定値Ｔ’の算出方法を説明するためのブロック図である。温度推定部２４２は、モーター１０５の停止中においては、記憶部２１４に記憶している複数の下降特性アルゴリズムのうち、周囲温度センサー１４１による周囲温度の検知結果に対応するものを読み込む。そして、その下降特性アルゴリズムに、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆを代入してグリース温度Ｔの下降量（グリース温度下降量推定値）を算出し、その算出結果の減算によって初期値Ｔ０を順次更新する。この処理を定期的に実施する。

また、モーター１０５の駆動中においては、記憶部２１４に記憶している複数の上昇特性アルゴリズムのうち、周囲温度の検知結果及び回転速度ωの組み合わせに対応するものを記憶部２１４から読み込む。そして、その上昇特性アルゴリズムに、駆動時間ｔを代入してグリース温度Ｔの上昇量（グリース温度上昇量推定値）を算出し、その算出結果の加算によってグリース温度推定値Ｔ’を順次更新する。この処理を定期的に実施する。

かかる構成では、ユーザーに対して周囲温度の情報を入力するという手間を強いることなく、グリース温度推定値Ｔ’を算出することができる。しかも、周囲温度の日内変動がある室内環境であっても、その日内変動を反映させたグリース温度推定値Ｔ’を正確に求めることができる。

なお、温度推定部２４２内の各ブロックにおける「回路」は、電気回路であってもよいし、プログラムによる理論回路であってもよい。

［第二実施例］
モーター１０５と減速機１０６との距離を比較的近くしている構成では、グリース温度Ｔは周囲温度よりもモーター１０５の温度により影響を受け易くなる。第二実施例に係るマニピュレーター２００においても、そのようになっている。

図４２は、第二実施例に係るマニピュレーター２００の電気系の構成を示すブロック図である。また、図４３は、第二実施例に係るマニピュレーター２００の駆動制御装置におけるグリース温度推定値Ｔ’の算出方法を説明するためのブロック図である。

第二実施例に係るマニピュレーター２００においては、複数のモーター１０５のそれぞれにおける温度を個別に検知する複数のモーター温度センサー１５１を設けている。これらは、複数のモーター１０５のそれぞれについて、温度が所定の上限値まで到達した場合には、マニピュレーター２００の動作を緊急停止させるために用いるものである。

第二実施例に係る駆動制御装置においては、そのモーター温度センサー１５１によるモーター温度の検知結果に基づいて、グリース温度推定値Ｔ’を算出するようになっている。具体的には、モーター１０５の停止中においては、記憶部２１４に記憶している複数の下降特性アルゴリズムのうち、モーター温度センサー１５１によるモーター温度の検知結果に対応するものを読み込む。そして、その下降特性アルゴリズムに、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆを代入して、グリース温度Ｔの下降量（グリース温度下降量推定値）を算出し、算出結果の減算によって初期値Ｔ０を順次更新していく。この処理を定期的に実施する。また、モーター１０５が回転しているときには、記憶部２１４に記憶している複数の上昇特性アルゴリズムのうち、モーター温度センサー１５１によるモーター温度の検知結果に対応するものを読み込む。そして、その上昇特性アルゴリズムに、駆動時間ｔを代入して、グリース温度Ｔの上昇量（グリース温度上昇量推定値）を算出し、算出結果を加算によって現在値を順次更新していく。この処理を定期的に繰り返す。

図４４は、グリース温度Ｔと、モーター温度ＴＭと、モーター１０５の駆動状態の関係とを示すグラフである。同図においては、モーター１０５をω１の回転速度ωで駆動した場合の例を示している。図示のように、グリース温度Ｔはモーター温度ＴＭに対してある割合で小さくなる。例えば、グリース温度Ｔの初期値Ｔ０が室温と同じである場合、グリース温度Ｔは、「Ｔ＝Ｔ０＋ＴＭ×Ａ（１−ｅｘｐ（−ａｔ））」という式で求められる。この式において、Ａは減衰率（０＜Ａ＜１）であり、ａは係数（ａ＞０）である。この式に、第一実施例と同様に、摩擦によるグリース温度Ｔの上昇量（グリース温度上昇量推定値）を加味する項を設けてもよい。

図４５は、グリース温度Ｔと、モーター温度ＴＭと、モーター１０５の回転速度ωと、モーター１０５の駆動状態との関係の第一例を示すグラフである。図示のように、モーター温度ＴＭが同じであっても、グリース温度Ｔは、モーター１０５の回転速度ωに応じて異なってくる。これは、モーター１０５の回転速度が速くなるほど、グリース温度Ｔの上昇速度が速くなるからである。同図においては、ω１＜ω２という関係になっている。

図４６は、図４５に示される第一例よりもモーター１０５にかかる外乱トルクが増加した第二例におけるグリース温度Ｔと、モーター温度ＴＭと、モーター１０５の回転速度ωと、モーター１０５の駆動状態との関係を示すグラフである。図示のように、外乱トルクが大きくなるほど、同じ回転速度ω及び同じ駆動時間ｔの組み合わせにおけるグリース温度Ｔが高くなる。

図４７は、グリース温度Ｔと、モーター温度ＴＭと、回転速度ωと、モーター１０５の駆動状態との関係の第三例を示すグラフである。同図において、モーター温度ＴＭ１、所定の外乱トルクが作用しているモーター１０５のモーター温度である。同図において、モーター温度ＴＭ１、ＴＭ１’は、互いに同じ外乱トルクが作用しているモーター１０５の温度である。互いに同じ大きさの外乱トルクが作用しているにもかかわらず、単位時間あたりにおける温度の上昇率が互いに異なっているのは、回転速度ωが異なっているからである。モーター温度ＴＭ１は、回転速度ω＝ω１で回転するモーター１０５の温度である（ω１＜ω２）。これに対し、モーター温度ＴＭ１’は、回転速度ω＝ω２で回転するモーター１０５の温度である。ω１＜ω２であるので、単位時間あたりにおける温度上昇率は、モーター温度ＴＭ１’の方がモーター温度ＴＭ１よりも高くなっている。

モーター温度推定値Ｔ’Ｍ１ω１は、回転速度ω＝ω１で回転するモーター１０５のモーター温度ＴＭ１の推定値である。また、モーター温度推定値Ｔ’Ｍ１’ω２は、回転速度ω＝ω２で回転するモーター１０５のモーター温度ＴＭ１’の推定値である。互いに外乱トルクが同じであることから、単位時間あたりにおける温度上昇率は、回転速度ωのより速いモーター温度推定値Ｔ’Ｍ１’ω２の方がモーター温度推定値Ｔ’Ｍ１ω１よりも高くなっている。

図４８は、グリース温度Ｔと、モーター温度ＴＭと、回転速度ωと、モーター１０５の駆動状態との関係の第四例を示すグラフである。同図において、モーター温度ＴＭ１は、所定の外乱トルクの負荷を受けつつ、回転速度ω＝ω１で回転しているモーター１０５のモーター温度ＴＭである。また、モーター温度ＴＭ２は、前記外乱トルクよりも大きな外乱トルクの負荷を受けつつ、回転速度ω＝ω１で回転しているモーター１０５のモーター温度ＴＭである。互いの回転速度ωは同じであるが、より大きな外乱トルクの負荷を受けているときのモーター温度ＴＭであるモーター温度ＴＭ２の方が、モーター温度ＴＭ１よりも単位時間あたりにおける温度上昇率が高くなっている。

モーター温度推定値Ｔ’Ｍ１ω１は、所定の外乱トルクの負荷を受けつつ、回転速度ω＝ω１で回転しているモーター１０５のモーター温度ＴＭの推定値である。また、モーター温度推定値Ｔ’Ｍ２ω１は、前記外乱トルクよりも大きな外乱トルクの負荷を受けつつ、回転速度ω＝ω１で回転しているモーター１０５のモーター温度ＴＭの推定値である。後者の方がより大きな外乱トルクの負荷を受けていることから、同じ回転速度ωであるにもかかわらず、モーター温度推定値Ｔ’Ｍ２ω１の方が、モーター温度推定値Ｔ’Ｍ１ω１に比べて単位時間あたりの温度上昇率が高くなっている。

このように、モーター温度推定値Ｔ’Ｍは、外乱トルク及び回転速度ωの組み合わせに応じた温度上昇特性になる。

そこで、記憶部２１４には、様々な値の外乱トルクと回転速度ωとの組み合わせのそれぞれについて、駆動時間ｔの増加に伴うグリース温度推定値Ｔ’の上昇の特性を示すアルゴリズムを記憶させている。駆動制御装置は、モーター１０５の駆動中には、前記組み合わせに対応するアルゴリズムを記憶部２１４から読み込んで、それに駆動時間ｔを代入することで、グリース温度Ｔの上昇量（グリース温度上昇量推定値）を算出する。そして、算出結果をグリース温度推定値Ｔ’に加算してグリース温度推定値Ｔ’を更新する処理を、定期的に実施する。

［第三実施例］
第三実施例に係るマニピュレーター２００においては、周囲温度を検知する周囲温度センサー、モーター温度を検知するモーター温度センサーを何れも設けていない。実施形態に係るマニピュレーター２００と同様に、駆動制御装置は、ユーザーによって入力操作部１３９に入力されて記憶部２１４に記憶した周囲温度の情報を用いて、周囲温度を把握する。

図４９は、第三実施例に係るマニピュレーター２００の駆動制御装置におけるグリース温度推定値Ｔ’の算出方法を説明するためのブロック図である。同図において、温度推定部２４２は、温度変化量推定回路２４２ａ、及び温度推定回路２４２ｂに加えて、モーター温度変化量推定回路２４２ｃを具備している。電流検出部２３４によって検知された電流値は、モーター温度変化量推定回路２４２ｃに入力される。

モーター温度変化量推定回路２４２ｃは、モーター１０５の駆動中に、電流検出部２３４から受信した電流値、駆動情報検出部２３６から受信した駆動時間ｔなどに基づいて、モーター１０５の温度上昇量の推定値であるモーター温度上昇量推定値を算出する。また、モーター１０５の停止中には、駆動情報検出部２３６から受信した駆動停止時間ｔ_ｏｆｆ、直近の駆動時間ｔなどに基づいて、モーター温度下降量推定値を算出する。モーター温度変化量推定回路２４２ｃによって算出されたモーター温度上昇量推定値やモーター温度下降量推定値は、温度推定回路２４２ｂに送られる。

駆動情報検出部２３６によって算出された回転速度ωや駆動時間ｔ（又は駆動停止時間ｔ_ｏｆｆ）は、温度変化量推定回路２４２ａに入力される。温度変化量推定回路２４２ａは、回転速度ω及び駆動時間ｔ（又は駆動停止時間ｔ_ｏｆｆ）に基づいて、グリース温度変化量推定値を算出して温度推定回路２４２ｂに出力する。温度推定回路２４２ｂは、これまでのグリース温度推定値Ｔ’と、モーター温度変化量推定回路２４２ｃから樹脂した温度変化量推定値と、記憶部２１４から読み込んだ周囲温度とに基づいて、新たなグリース温度推定値Ｔ’を求める。

図５０は、グリースの飽和温度と、モーター１０５に供給される電流値との関係を示すグラフである。同図における初期温度は、室温と同じ温度である。つまり、同図のグラフは、次のようなグリース温度Ｔを、飽和温度として示している。即ち、グリース温度Ｔを室温とほぼ同じ温度に低下させるのに十分な時間だけ停止した後のモーター１０５が駆動を開始した後、グリース温度Ｔを飽和温度まで上昇させるのに十分な時間が経過した後のグリース温度Ｔである。モーター１０５が十分な時間だけ回転駆動を継続すると、グリース温度Ｔはやがて飽和温度まで上昇する。図示のように、その飽和温度と、モーター１０５に流れる電流値とには、相関関係が成立する。

図５１、図５２、図５３、図５４のグラフは、図４５、図４６、図４７、図４８のグラフに、モーター１０５に流れる電流値の経時変化のグラフを付したものである。それらの図に示されるように、モーター１０５に流れる電流値と、モーター温度ＴＭとには、一定の関係が成立する。この関係を示す関係式（予めの実験によって求められたもの）を、記憶部２１４に記憶させている。モーター温度変化量推定回路２４２ｃは、その関係式と、駆動時間ｔや駆動停止時間_ｔｏｆｆとに基づいて、モーター温度上昇量推定値やモーター温度下降量推定値を算出し、算出結果を温度推定回路２４２ｂに出力する。

［第四実施例］
図５５は、第四実施例に係るマニピュレーター２００の駆動制御装置におけるグリース温度推定値Ｔ’の算出方法を説明するためのブロック図である。同図において、温度推定部２４２は、温度変化量推定回路２４２ａ、温度推定回路２４２ｂ、及びモーター温度変化量推定回路２４２ｃに加えて、周囲温度推定回路２４２ｄを備えている。

周囲温度推定回路２４２ｄは、電流検出部２３４から送られてくる電流値、駆動情報検出部２３６から送られてくる駆動時間ｔ、駆動停止時間_ｔｏｆｆなどに基づいて、周囲温度推定値を算出する。

温度推定回路２４２ｂは、次の三つの情報を受信する。即ち、温度変化量推定回路２４２ａから送られてくるグリース温度変化量推定値、モーター温度変化量推定回路から送られてくるモーター温度変化量（上昇量や下降量）推定値、及び周囲温度推定回路から送られてくる周囲温度推定値である。温度推定回路は、それら三つの情報に基づいて、グリース温度推定値Ｔ’を算出する。

図５６は、モーター温度ＴＭと、モーター１０５に供給される電流値と、モーター１０５の回転速度ωと、周囲温度と、モーター１０５の駆動の状態との関係を示すグラフである。同図において、モーター温度ＴＭは、周囲温度＝Ｔ０、回転速度ω＝ω１の条件でモーター１０５が回転する場合のモーター温度である。また、モーター温度ＴＭ’は、周囲温度＝Ｔ０’、回転速度ω＝ω１の条件でモーター１０５が回転する場合のモーター温度である。なお、Ｔ０＜Ｔ０’である。同じ回転速度ω＝ω１で同じ駆動時間ｔだけ回転するモーター１０５であっても、周囲温度＝Ｔ０の環境下で回転する場合のモーター温度ＴＭと、それよりも△Ｔだけ高いＴ０’の環境下で回転する場合のモーター温度ＴＭ’とでは、後者の方が高くなる。すると、後者の方がグリース温度Ｔを高くしてグリース粘度を低下させることから、モーター１０５に流れる電流値は、図示のように後者の方が少なくなる。

モーター１０５の駆動停止時間ｔ_ｏｆｆが所定の停止閾値よりも大きくなると、減速機１０６内のグリース温度Ｔは周囲温度とほぼ同じになる。よって、この状態で駆動開始された直後におけるモーター１０５の電流値は、周囲温度及び回転速度ωに応じた値になる。

記憶部２１４には、次のようなデーターテーブルを記憶させている。即ち、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆを停止閾値よりも大きくした状態で駆動開始した直後における電流値及び回転速度ωの組み合わせを、周囲温度に関連付けしたデーターを、様々な組み合わせについて格納したデーターテーブルである。

周囲温度推定回路２４２ｄは、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆを停止閾値よりも大きくした状態からモーター１０５の駆動が開始されると、その直後における電流値及び回転速度ωの組み合わせに対応する周囲温度を上記データーテーブルから特定する。そして、特定結果を周囲温度として出力する。

なお、上記データーテーブルの代わりに、図５７のような電流値と周囲温度との関係を示すグラフを、様々な回転速度ωの数だけ記憶させておき、実際の回転速度ωに応じたグラフに電流値を代入することで、周囲温度を求めるようにしてもよい。

同図におけるＴａは、周囲温度＝Ｔ０及び回転速度ω＝ω１の組み合わせの条件でモーター１０５が駆動された場合におけるモーター温度ＴＭの飽和温度である。また、Ｔａ’は、周囲温度＝Ｔ０’及び回転速度ω＝ω１の組み合わせの条件でモーター１０５が駆動された場合におけるモーター温度ＴＭの飽和温度である。モーター１０５の駆動時間ｔが周囲温度にかかわらずモーター温度を飽和温度まで確実に上昇させるほど長くなった場合には、モーター温度について飽和温度に達しているとみなして差し支えない。つまり、駆動時間ｔが所定の動作閾値を超えた場合には、モーター温度ＴＭがほぼ飽和温度になっている。

記憶部２１４には、図５８に示すグラフ（関数式）を、様々な回転速度ωに対応させて複数記憶させている。周囲温度推定回路２４２ｄは、駆動停止時間ｔ_ｏｆｆを所定の動作閾値よりも大きくした状態からモーター１０５の駆動が開始され、その後、駆動時間が動作閾値を超えた場合には、周囲温度の更新を行う。具体的には、複数の前記グラフのうち、そのときの回転速度ωに対応するものを読み込む。そして、そのグラフに電流値を代入して飽和温度を求める。そのグラフに対応する、周囲温度と飽和温度との差分△Ｔは予め解っているので、飽和温度から差分△Ｔを減じることで、周囲温度を算出する。そして、周囲温度を算出結果と同じ値に更新する。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、駆動源（例えばモーター１０５）と、駆動伝達機構（例えば減速機）と、前記駆動伝達機構内の潤滑剤の温度、前記駆動源の回転速度及び駆動時間（例えば駆動時間ｔ）に基づいて前記駆動伝達機構における粘性摩擦（例えば粘性摩擦係数推定値Ｃ’）を推定した結果に基づいて前記駆動源の駆動を制御する制御手段（例えばマイコン２１０）とを有する駆動制御装置（例えば、電装部２０１、入力操作部１３９、各種スイッチ１２１、及びエンコーダー１０４の組み合わせ）であって、前記潤滑剤（例えばグリース）の温度の推定値である潤滑剤温度推定値を算出する推定値算出手段（例えば温度推定部２４２）を設け、前記潤滑剤温度推定値（例えばグリース温度推定値Ｔ’）、前記回転速度及び前記駆動時間に基づいて前記粘性摩擦を推定するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

態様Ａにおいては、次に説明する理由により、複数の駆動伝達機構のそれぞれに対応する専用の温度情報取得手段を複数設けることによるコストアップを回避することができる。即ち、特許文献１には、温度センサーに対して何の温度を検知させているのかの具体的な記載はないが、潤滑剤の温度によって潤滑剤の粘性摩擦が変化する旨の記載があることから、温度センサーに対して潤滑剤の温度を検知させていると考えられる。かかる構成において、複数の駆動伝達機構を必要とするマニピュレーター等の駆動を制御する場合には、個々の駆動伝達機構の温度を個別に検知させるための専用の温度検知手段（温度情報取得手段）を複数設けることで、コスト高になってしまう。一方、態様Ａにおいては、推定値算出手段によって推定した潤滑剤温度推定値に基づいて粘性摩擦を推定することから、個々の駆動伝達機構のそれぞれに個別に対応する複数の温度センサーを設ける必要がない。よって、これにより、複数の駆動伝達機構のそれぞれに対応する専用の温度情報取得手段を複数設けることによるコストアップを回避することができる。

［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記駆動伝達機構の周囲温度の情報を取得する温度情報取得手段（例えば、入力操作部１３９、周囲温度センサー１４１）を設け、前記周囲温度に基づいて前記潤滑剤温度推定値を算出するように前記推定値算出手段を構成し、且つ、前記駆動時間の増加に伴う前記粘性摩擦の低下特性アルゴリズムとして、前記回転速度及び前記潤滑剤温度推定値の複数通りの組み合わせそれぞれに対応する複数の低下特性アルゴリズムを予め記憶し、それら低下特性アルゴリズムの中から、実際の前記回転速度及び前記潤滑剤温度推定値の組み合わせに対応するものを選択して前記粘性摩擦の推定に用いるように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、次のように潤滑剤温度推定値を算出する。即ち、潤滑剤の温度は、周囲温度などの温度情報と駆動源の回転速度との組み合わせに応じた上昇特性に従って、駆動時間の増加に伴って上昇するのが一般的である。そこで、様々な前記組み合わせに応じた複数の上昇特性のうち、実際の組み合わせに応じた上昇特性を選択して、潤滑剤温度推定値の推定に用いれば、潤滑剤の温度を精度良く推定することが可能である。

［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂであって、前記駆動源の駆動停止時間（例えば駆動停止時間ｔ_ｏｆｆ）の増加に伴う前記粘性摩擦の増加特性アルゴリズムを予め記憶し、実際の前記組み合わせに対応する前記低下特性アルゴリズムと、前記駆動時間と、前記増加特性アルゴリズムと、前記駆動停止時間とに基づいて前記粘性摩擦を推定するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、駆動時間の増加に伴う粘性摩擦の低下量に加えて、駆動停止時間の増加に伴う粘性摩擦の増加量も加味して粘性摩擦を推定することで、低下量だけを加味する場合に比べて粘性摩擦をより正確に推定することができる。

［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｂ又はＣにおいて、前記駆動源に供給される電流を検知する電流検知手段（例えば電流検出部２３４）を設け、前記粘性摩擦に加えて、前記電流にも基づいて前記駆動源を制御するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、粘性摩擦及び電流のうち、粘性摩擦だけに基づいて駆動源を制御する構成に比べて、駆動対象物の位置を正確に目標位置に近づけることができる。

［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｂ〜Ｄの何れかにおいて、前記温度情報取得手段として、操作者によって入力される前記周囲温度の情報の入力操作が行われる入力操作手段を用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、周囲温度を検知する周囲温度センサーを設けることなく、潤滑剤温度推定値を推定することができる。

［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｂ〜Ｄの何れかにおいて、前記温度情報取得手段として、前記周囲温度を検知する周囲温度検知手段を用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、ユーザーに対して周囲温度を入力してもらうという手間を強いることなく、潤滑剤温度推定値を推定することができる。

［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ｂ〜Ｄの何れかにおいて、前記温度情報入力手段を設ける代わりに、前記駆動源の温度である駆動源温度を検知する駆動源温度検知手段（例えばモーター温度センサー１５１）を設け、前記駆動源温度に基づいて前記周囲温度を算出するように、前記推定値算出手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、駆動源温度検知手段による駆動源温度の検知結果を利用して潤滑剤温度推定値を推定することができる。

［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ｄにおいて、前記温度情報取得手段として、操作者によって入力される前記周囲温度の情報の入力操作が行われる入力操作手段を用い、且つ、前記回転速度及び前記電流に基づいて前記駆動源の温度である駆動源温度を推定し、前記駆動源温度及び前記周囲温度の情報に基づいて前記潤滑剤温度推定値を算出するように、前記推定値算出手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、駆動源温度の推定値、及び周囲温度の入力値のうち、周囲温度の入力値だけに基づいて潤滑剤温度推定値を推知する構成に比べて、潤滑剤温度推定値をより正確に推定することができる。

［態様Ｉ］
態様Ｉは、態様Ｄであって、前記温度情報取得手段を設けることに代えて、前記回転速度及び前記電流に基づいて前記駆動源の温度である駆動源温度を推定する一方で、前記回転速度及び前記電流に基づいて周囲温度を推定した後、前記駆動源温度及び前記周囲温度に基づいて前記潤滑剤温度推定値を推定するように、前記推定値算出手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、周囲温度のユーザーによる入力値や、周囲温度を検知する周囲温度検知手段を設けることなく、潤滑剤温度推定値を推定することができる。

［態様Ｊ］
態様Ｊは、駆動制御装置と、前記駆動制御装置によって駆動が制御される制御対象物（例えばアーム１０１）とを備える駆動装置（例えばマニピュレーター２００）において、前記駆動制御装置として、請求項Ａ〜Ｉの何れかを用いたことを特徴とするものである。

１０４：エンコーダー（駆動制御装置の一部、回転検知手段）
１０５：モーター（駆動源）
１０６：減速機（駆動伝達機構）
１３７：モーター温度センサー（温度情報取得手段）
１３９：入力操作部（温度情報取得手段、入力操作手段）
１４１：周囲温度センサー（温度情報取得手段）
２１０：マイコン（制御手段）
２３４：電流検出部（電流検知手段）
２４２：温度推定部（推定値算出手段）
Ｃ’：粘性摩擦係数推定値
ｔ：駆動時間
ｔ_ｏｆｆ：駆動停止時間

特許第４４５３５２６号

Claims (10)

1. 駆動源と、駆動伝達機構と、前記駆動伝達機構内の潤滑剤の温度、前記駆動源の回転速度及び駆動時間に基づいて前記駆動伝達機構における粘性摩擦を推定した結果に基づいて前記駆動源の駆動を制御する制御手段とを有する駆動制御装置であって、
   前記潤滑剤の温度の推定値である潤滑剤温度推定値を算出する推定値算出手段を設け、
   前記潤滑剤温度推定値、前記回転速度及び前記駆動時間に基づいて前記粘性摩擦を推定するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする駆動制御装置。
2. 請求項１の駆動制御装置において、
   前記駆動伝達機構の周囲温度の情報を取得する温度情報取得手段を設け、
   前記周囲温度に基づいて前記潤滑剤温度推定値を算出するように前記推定値算出手段を構成し、
   且つ、前記駆動時間の増加に伴う前記粘性摩擦の低下特性アルゴリズムとして、前記駆動源の回転速度及び前記潤滑剤温度推定値の複数通りの組み合わせそれぞれに対応する複数の低下特性アルゴリズムを予め記憶し、それら低下特性アルゴリズムの中から、実際の前記回転速度及び前記潤滑剤温度推定値の組み合わせに対応するものを選択して前記粘性摩擦の推定に用いるように、前記制御手段を構成したことを特徴とする駆動制御装置。
3. 請求項２の駆動制御装置であって、
   前記駆動源の駆動停止時間の増加に伴う前記粘性摩擦の増加特性アルゴリズムを予め記憶し、実際の前記組み合わせに対応する前記低下特性アルゴリズムと、前記駆動時間と、前記増加特性アルゴリズムと、前記駆動停止時間とに基づいて前記粘性摩擦を推定するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする駆動制御装置。
4. 請求項２又は３の駆動制御装置において、
   前記駆動源に供給される電流を検知する電流検知手段を設け、
   前記粘性摩擦に加えて、前記電流にも基づいて前記駆動源を制御するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする駆動制御装置。
5. 請求項２乃至４の何れか一項に記載の駆動制御装置において、
   前記温度情報取得手段として、前記周囲温度の情報の入力操作が行われる入力操作手段を用いたことを特徴とする駆動制御装置。
6. 請求項２乃至４の何れか一項に記載の駆動制御装置において、
   前記温度情報取得手段として、前記周囲温度を検知する周囲温度検知手段を用いたことを特徴とする駆動制御装置。
7. 請求項２乃至４の何れか一項に記載の駆動制御装置において、
   前記温度情報取得手段を設ける代わりに、前記駆動源の温度である駆動源温度を検知する駆動源温度検知手段を設け、前記駆動源温度に基づいて前記周囲温度を算出するように前記推定値算出手段を構成したことを特徴とする駆動制御装置。
8. 請求項４の駆動制御装置において、
   前記温度情報取得手段として、操作者によって入力される前記周囲温度の情報の入力操作が行われる入力操作手段を用い、
   且つ、前記回転速度及び前記電流に基づいて前記駆動源の温度である駆動源温度を推定し、前記駆動源温度及び前記周囲温度の情報に基づいて前記潤滑剤温度推定値を算出するように、前記推定値算出手段を構成したことを特徴とする駆動制御装置。
9. 請求項４の駆動制御装置であって、
   前記温度情報取得手段を設けることに代えて、
   前記回転速度及び前記電流に基づいて前記駆動源の温度である駆動源温度を推定する一方で、前記回転速度及び前記電流に基づいて周囲温度を推定した後、前記駆動源温度及び前記周囲温度に基づいて前記潤滑剤温度推定値を推定するように、前記推定値算出手段を構成したことを特徴とする駆動制御装置。
10. 駆動制御装置と、前記駆動制御装置によって駆動が制御される制御対象物とを備える駆動装置において、
    前記駆動制御装置として、請求項１乃至９の何れか一項に記載の駆動制御装置を用いたことを特徴とする駆動装置。

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