JPH10201277A - トルク制御装置 - Google Patents
トルク制御装置Info
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- JPH10201277A JPH10201277A JP9005193A JP519397A JPH10201277A JP H10201277 A JPH10201277 A JP H10201277A JP 9005193 A JP9005193 A JP 9005193A JP 519397 A JP519397 A JP 519397A JP H10201277 A JPH10201277 A JP H10201277A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ホストコントローラへの負荷を軽
減できるとともに、微妙な振動トルクを自在に生成でき
るトルク制御装置の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明は、エンコーダ２で検出された回
転位置を増幅してバネトルクを生成する第１乗算器５
と、速度検出器４で検出された速度を増幅して粘性トル
クを生成する第２乗算器６と、外部トルク指令値からバ
ネトルクと粘性トルクを減算する減算器７と、振動トル
クを発生する振動トルク発生部８と、振動トルク発生部
８の振動周波数、振動振幅をそれぞれ設定する周波数設
定部９、振幅設定部１０と、減算器７の出力に振動トル
クを加算する加算器１１と、加算器１１の出力と磁極検
出器３で検出されたモータ磁極値を乗算する第３乗算器
１２と、第３乗算器１２より出力される電流値に相当す
る電流をモータ１に供給する電流アンプ１３と、を備え
た構成よりなる。
減できるとともに、微妙な振動トルクを自在に生成でき
るトルク制御装置の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明は、エンコーダ２で検出された回
転位置を増幅してバネトルクを生成する第１乗算器５
と、速度検出器４で検出された速度を増幅して粘性トル
クを生成する第２乗算器６と、外部トルク指令値からバ
ネトルクと粘性トルクを減算する減算器７と、振動トル
クを発生する振動トルク発生部８と、振動トルク発生部
８の振動周波数、振動振幅をそれぞれ設定する周波数設
定部９、振幅設定部１０と、減算器７の出力に振動トル
クを加算する加算器１１と、加算器１１の出力と磁極検
出器３で検出されたモータ磁極値を乗算する第３乗算器
１２と、第３乗算器１２より出力される電流値に相当す
る電流をモータ１に供給する電流アンプ１３と、を備え
た構成よりなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アミューズメント
機器に用いられるトルク制御装置のトルク生成方式に関
するものである。
機器に用いられるトルク制御装置のトルク生成方式に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】アミューズメント機器等では、リアルな
体感トルクを得るために、これに相当するトルク指令を
計算し、トルク制御装置に入力してトルクを得る方法が
用いられている。このようなトルク制御装置としては、
メカダンパーやトルク制御モータ等が挙げられる。以下
に、従来のトルク制御装置について図面を参照しながら
説明する。
体感トルクを得るために、これに相当するトルク指令を
計算し、トルク制御装置に入力してトルクを得る方法が
用いられている。このようなトルク制御装置としては、
メカダンパーやトルク制御モータ等が挙げられる。以下
に、従来のトルク制御装置について図面を参照しながら
説明する。
【０００３】図４は従来のＡＣサーボを利用したトルク
制御装置（従来例１）の構成図である。図４において、
２３は磁極検出器、２４はトルク指令と磁極データを乗
算する乗算器、２５はモータへ電流を供給する電流アン
プ、２６はモータの回転位置を検出するエンコーダ、２
７はモータ、２８は外部トルク指令入力部である。
制御装置（従来例１）の構成図である。図４において、
２３は磁極検出器、２４はトルク指令と磁極データを乗
算する乗算器、２５はモータへ電流を供給する電流アン
プ、２６はモータの回転位置を検出するエンコーダ、２
７はモータ、２８は外部トルク指令入力部である。
【０００４】図４に示した第１従来例のトルク制御装置
では、ホストコントローラ（図示せず）から外部トルク
指令入力部２８に入力されたトルク指令と、磁極検出器
２３から得られる電流の位相を乗算器２４で乗算し、ｕ
ｖｗ相の電流指令を生成する。さらに電流アンプ２５に
より電流指令通りにモータ２７に電流を供給すること
で、トルク指令に相当するトルクを発生させる。この
時、トルク指令と制御対象機器の位置関係は、イナーシ
ャをＪとすると伝達特性＝１／（Ｊｓ2）で表される。
では、ホストコントローラ（図示せず）から外部トルク
指令入力部２８に入力されたトルク指令と、磁極検出器
２３から得られる電流の位相を乗算器２４で乗算し、ｕ
ｖｗ相の電流指令を生成する。さらに電流アンプ２５に
より電流指令通りにモータ２７に電流を供給すること
で、トルク指令に相当するトルクを発生させる。この
時、トルク指令と制御対象機器の位置関係は、イナーシ
ャをＪとすると伝達特性＝１／（Ｊｓ2）で表される。
【０００５】但し、ｓはラプラス演算子である。また、
図５は従来のメカダンパーを用いたトルク制御装置（従
来例２）の構成図であり、２９はバネ、３０はダンパ
ー、３１はメカである。
図５は従来のメカダンパーを用いたトルク制御装置（従
来例２）の構成図であり、２９はバネ、３０はダンパ
ー、３１はメカである。
【０００６】図５に示した第２従来例のトルク制御装置
では、メカ３１の質量Ｍと、バネ２９のバネ係数Ｋと、
ダンパー３０の粘性係数ｕより、入力トルクに対する制
御対象機器の位置関係は、伝達特性＝（１／Ｍ）／（ｓ
2＋ｕ／Ｍｓ＋ｋ／Ｍ）で表される。
では、メカ３１の質量Ｍと、バネ２９のバネ係数Ｋと、
ダンパー３０の粘性係数ｕより、入力トルクに対する制
御対象機器の位置関係は、伝達特性＝（１／Ｍ）／（ｓ
2＋ｕ／Ｍｓ＋ｋ／Ｍ）で表される。
【０００７】また、図６は従来のトルク制御装置（従来
例３）の構成図であり、３２はシリンダ、３３はエアー
入力部である。図６に示した第３従来例のトルク制御装
置では、シリンダ３２内の空気圧をエアー入力部３３か
ら空気を注入することで制御し、出力トルクを制御して
いる。
例３）の構成図であり、３２はシリンダ、３３はエアー
入力部である。図６に示した第３従来例のトルク制御装
置では、シリンダ３２内の空気圧をエアー入力部３３か
ら空気を注入することで制御し、出力トルクを制御して
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトルク制御装置は以下の問題点を有していた。
来のトルク制御装置は以下の問題点を有していた。
【０００９】１）第１従来例では、トルク指令に相当す
るトルクを出力することはできるが、機械の動特性を同
時にシミュレートする場合、ホストコントローラはバネ
トルクや粘性トルク等の複雑なトルク指令計算が必要と
なり、高速演算可能な高性能で高コストなホストコント
ローラが要求されるため、その実現性に欠ける。
るトルクを出力することはできるが、機械の動特性を同
時にシミュレートする場合、ホストコントローラはバネ
トルクや粘性トルク等の複雑なトルク指令計算が必要と
なり、高速演算可能な高性能で高コストなホストコント
ローラが要求されるため、その実現性に欠ける。
【００１０】２）第２従来例では、外部からの力に対し
て受動的なトルクを発生させることはできるが、トルク
指令通りのトルクを生成することができず、さらにトル
クを調整するには部品を交換する必要があり、トルクの
オンライン変更ができないという問題点を有する。
て受動的なトルクを発生させることはできるが、トルク
指令通りのトルクを生成することができず、さらにトル
クを調整するには部品を交換する必要があり、トルクの
オンライン変更ができないという問題点を有する。
【００１１】３）第３従来例では、空気圧による制御の
ため高周波振動等の発生できないトルクがあるという問
題点を有する。
ため高周波振動等の発生できないトルクがあるという問
題点を有する。
【００１２】このような問題点から、本願出願人らは特
願平８−０９８２１７号に、機械の動特性をシミュレー
トするトルク制御装置を提案したが、アミューズメント
機器の高度化によりホストコンピュータへの負担が増大
し、微妙なトルク指令生成を必要とする振動トルク、例
えばドライビングゲームで路面の振動がハンドルに伝わ
るような体感トルク、を生成することができないという
課題を有していた。
願平８−０９８２１７号に、機械の動特性をシミュレー
トするトルク制御装置を提案したが、アミューズメント
機器の高度化によりホストコンピュータへの負担が増大
し、微妙なトルク指令生成を必要とする振動トルク、例
えばドライビングゲームで路面の振動がハンドルに伝わ
るような体感トルク、を生成することができないという
課題を有していた。
【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、ホストコントローラへの負荷を軽減できるととも
に、微妙な振動トルクを自在に生成することが可能なト
ルク制御装置の提供を目的とする。
あり、ホストコントローラへの負荷を軽減できるととも
に、微妙な振動トルクを自在に生成することが可能なト
ルク制御装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、モータの回転位置を検出するエンコーダ
と、エンコーダからモータ磁極を検出する磁極検出器
と、エンコーダからモータの速度を検出する速度検出器
と、エンコーダにより検出された回転位置を増幅してバ
ネトルクを生成する第１乗算器と、速度検出器により検
出された速度を増幅して粘性トルクを生成する第２乗算
器と、外部トルク指令値からバネトルクと粘性トルクを
減算し、第１トルク指令値を生成する減算器と、振動ト
ルクを発生する振動トルク発生部と、振動トルク発生部
の振動周波数を設定する周波数設定部と、振動トルク発
生部の振動振幅を設定する振幅設定部と、第１トルク指
令値に振動トルクを加算し最終トルク指令値を生成する
加算器と、最終トルク指令値と磁極検出器で検出された
モータ磁極値を乗算する第３乗算器と、第３乗算器より
出力される電流値に相当する電流をモータに供給する電
流アンプと、を備えた構成よりなる。
に本発明は、モータの回転位置を検出するエンコーダ
と、エンコーダからモータ磁極を検出する磁極検出器
と、エンコーダからモータの速度を検出する速度検出器
と、エンコーダにより検出された回転位置を増幅してバ
ネトルクを生成する第１乗算器と、速度検出器により検
出された速度を増幅して粘性トルクを生成する第２乗算
器と、外部トルク指令値からバネトルクと粘性トルクを
減算し、第１トルク指令値を生成する減算器と、振動ト
ルクを発生する振動トルク発生部と、振動トルク発生部
の振動周波数を設定する周波数設定部と、振動トルク発
生部の振動振幅を設定する振幅設定部と、第１トルク指
令値に振動トルクを加算し最終トルク指令値を生成する
加算器と、最終トルク指令値と磁極検出器で検出された
モータ磁極値を乗算する第３乗算器と、第３乗算器より
出力される電流値に相当する電流をモータに供給する電
流アンプと、を備えた構成よりなる。
【００１５】この構成により、バネトルク、粘性トルク
に加えて振動トルクをトルク制御装置内で発生させ、こ
れをホストコントローラからのトルク指令値に加算でき
ることで、ホストコントローラへの負荷を軽減できると
ともに、微妙な振動トルクを自在に生成することができ
る。
に加えて振動トルクをトルク制御装置内で発生させ、こ
れをホストコントローラからのトルク指令値に加算でき
ることで、ホストコントローラへの負荷を軽減できると
ともに、微妙な振動トルクを自在に生成することができ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、モータの回転位置を検出するエンコーダと、エンコ
ーダからモータ磁極を検出する磁極検出器と、エンコー
ダからモータの速度を検出する速度検出器と、エンコー
ダにより検出された回転位置を増幅してバネトルクを生
成する第１乗算器と、速度検出器により検出された速度
を増幅して粘性トルクを生成する第２乗算器と、外部ト
ルク指令値からバネトルクと粘性トルクを減算し、第１
トルク指令値を生成する減算器と、振動トルクを発生す
る振動トルク発生部と、振動トルク発生部の振動周波数
を設定する周波数設定部と、振動トルク発生部の振動振
幅を設定する振幅設定部と、第１トルク指令値に振動ト
ルクを加算し最終トルク指令値を生成する加算器と、最
終トルク指令値と磁極検出器で検出されたモータ磁極値
を乗算する第３乗算器と、第３乗算器より出力される電
流値に相当する電流をモータに供給する電流アンプと、
を備えたこととしたものであり、バネトルク、粘性トル
クに加えて振動トルクをトルク制御装置内で発生させ、
ホルトコントローラからのトルク指令値に加算できるこ
とで、ホストコントローラへの負荷を軽減できるととも
に、微妙な振動トルクを自在に生成することができると
いう作用を有する。
は、モータの回転位置を検出するエンコーダと、エンコ
ーダからモータ磁極を検出する磁極検出器と、エンコー
ダからモータの速度を検出する速度検出器と、エンコー
ダにより検出された回転位置を増幅してバネトルクを生
成する第１乗算器と、速度検出器により検出された速度
を増幅して粘性トルクを生成する第２乗算器と、外部ト
ルク指令値からバネトルクと粘性トルクを減算し、第１
トルク指令値を生成する減算器と、振動トルクを発生す
る振動トルク発生部と、振動トルク発生部の振動周波数
を設定する周波数設定部と、振動トルク発生部の振動振
幅を設定する振幅設定部と、第１トルク指令値に振動ト
ルクを加算し最終トルク指令値を生成する加算器と、最
終トルク指令値と磁極検出器で検出されたモータ磁極値
を乗算する第３乗算器と、第３乗算器より出力される電
流値に相当する電流をモータに供給する電流アンプと、
を備えたこととしたものであり、バネトルク、粘性トル
クに加えて振動トルクをトルク制御装置内で発生させ、
ホルトコントローラからのトルク指令値に加算できるこ
とで、ホストコントローラへの負荷を軽減できるととも
に、微妙な振動トルクを自在に生成することができると
いう作用を有する。
【００１７】本発明の請求項２に記載の発明は、エンコ
ーダを有し回転位置を検出できるＡＣサーボモータと、
このエンコーダからモータ磁極を検出する磁極検出器
と、速度を検出する速度検出器と、前記エンコーダより
検出された位置を増幅し速度指令を生成する第１増幅器
と、前記速度指令から前記速度検出器によって検出され
た速度検出値を減算する減算器と、前記減算結果を増幅
し第一のトルク指令を生成する第２増幅器と、振動トル
ク指令を発生する振動トルク生成部と、外部トルク指令
設定部と、第一のトルク指令に前記振動トルクを加算し
て最終的なトルク指令を生成する加算器と、前記振動ト
ルク生成部の振動周波数、振動振幅を設定する振動周波
数設定部、振動振幅設定部と、前記第１乗算器と第２乗
算器にゲインを設定するゲイン設定部と、前記トルク指
令値とモータ磁極検出値の積を電流指令としてモータコ
イルに供給する電流アンプを備えたものであり請求項１
と同様な作用を有する。
ーダを有し回転位置を検出できるＡＣサーボモータと、
このエンコーダからモータ磁極を検出する磁極検出器
と、速度を検出する速度検出器と、前記エンコーダより
検出された位置を増幅し速度指令を生成する第１増幅器
と、前記速度指令から前記速度検出器によって検出され
た速度検出値を減算する減算器と、前記減算結果を増幅
し第一のトルク指令を生成する第２増幅器と、振動トル
ク指令を発生する振動トルク生成部と、外部トルク指令
設定部と、第一のトルク指令に前記振動トルクを加算し
て最終的なトルク指令を生成する加算器と、前記振動ト
ルク生成部の振動周波数、振動振幅を設定する振動周波
数設定部、振動振幅設定部と、前記第１乗算器と第２乗
算器にゲインを設定するゲイン設定部と、前記トルク指
令値とモータ磁極検出値の積を電流指令としてモータコ
イルに供給する電流アンプを備えたものであり請求項１
と同様な作用を有する。
【００１８】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の発明において、周波数設定部及び振幅設定部
及び２つのゲイン設定部における設定及び変更を外部よ
りオンラインで行うことができることとしたものであ
り、振動トルクの周波数と振幅及び、ばね力／粘性力を
体感トルクの状況に応じて変更することが可能となり、
よりリアルな振動トルク及び、ばね力、粘性力を発生で
きるという作用を有する。
１に記載の発明において、周波数設定部及び振幅設定部
及び２つのゲイン設定部における設定及び変更を外部よ
りオンラインで行うことができることとしたものであ
り、振動トルクの周波数と振幅及び、ばね力／粘性力を
体感トルクの状況に応じて変更することが可能となり、
よりリアルな振動トルク及び、ばね力、粘性力を発生で
きるという作用を有する。
【００１９】以下に、本発明の実施の形態の具体例を図
面を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態にお
けるトルク制御装置の構成図である。図１において、１
はモータ、２はモータ１の回転位置を検出するエンコー
ダ、３はエンコーダ２からモータ磁極を検出する磁極検
出器、４はエンコーダ２からモータ１の速度を検出する
速度検出器、５はエンコーダ２により検出された回転位
置を増幅してバネトルクを生成する第１乗算器、６は速
度検出器４により検出された速度を増幅して粘性トルク
を生成する第２乗算器、７は外部トルク指令値からバネ
トルクと粘性トルクを減算し、第１トルク指令値を生成
する減算器、８は振動トルクを発生する振動トルク発生
部、９は振動トルク発生部８の振動周波数を設定する周
波数設定部、１０は振動トルク発生部８の振動振幅を設
定する振幅設定部、１１は第１トルク指令値に振動トル
クを加算し最終トルク指令値を生成する加算器、１２は
最終トルク指令値と磁極検出器３で検出されたモータ磁
極値を乗算する第３乗算器、１３は第３乗算器１２より
出力される電流指令値に相当する電流をモータに供給す
る電流アンプ、１４は外部トルク指令値が入力される外
部トルク指令入力部、１５は第１乗算器５のゲイン設定
部、１６は第２乗算器６のゲイン設定部である。
面を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態にお
けるトルク制御装置の構成図である。図１において、１
はモータ、２はモータ１の回転位置を検出するエンコー
ダ、３はエンコーダ２からモータ磁極を検出する磁極検
出器、４はエンコーダ２からモータ１の速度を検出する
速度検出器、５はエンコーダ２により検出された回転位
置を増幅してバネトルクを生成する第１乗算器、６は速
度検出器４により検出された速度を増幅して粘性トルク
を生成する第２乗算器、７は外部トルク指令値からバネ
トルクと粘性トルクを減算し、第１トルク指令値を生成
する減算器、８は振動トルクを発生する振動トルク発生
部、９は振動トルク発生部８の振動周波数を設定する周
波数設定部、１０は振動トルク発生部８の振動振幅を設
定する振幅設定部、１１は第１トルク指令値に振動トル
クを加算し最終トルク指令値を生成する加算器、１２は
最終トルク指令値と磁極検出器３で検出されたモータ磁
極値を乗算する第３乗算器、１３は第３乗算器１２より
出力される電流指令値に相当する電流をモータに供給す
る電流アンプ、１４は外部トルク指令値が入力される外
部トルク指令入力部、１５は第１乗算器５のゲイン設定
部、１６は第２乗算器６のゲイン設定部である。
【００２０】上記構成を有する本実施の形態におけるト
ルク制御装置の動作を以下に説明する。図１において、
モータ１が静止している状態で、ホストコントローラ
（図示せず）から外部トルク指令入力部１４へ外部トル
ク指令値が入力されると、バネトルクと粘性トルクがゼ
ロであるため、減算器７の出力である第１トルク指令値
は外部トルク指令値と一致した最終トルク指令値とな
る。次に、最終トルク指令値と磁極検出器３で検出され
たモータ磁極値を第３乗算器１２で乗算してｕｖｗ相の
電流指令値を生成し、この電流指令値が電流アンプ１３
に出力されることにより、モータ１に最終トルク指令値
に相当するトルクが発生する。
ルク制御装置の動作を以下に説明する。図１において、
モータ１が静止している状態で、ホストコントローラ
（図示せず）から外部トルク指令入力部１４へ外部トル
ク指令値が入力されると、バネトルクと粘性トルクがゼ
ロであるため、減算器７の出力である第１トルク指令値
は外部トルク指令値と一致した最終トルク指令値とな
る。次に、最終トルク指令値と磁極検出器３で検出され
たモータ磁極値を第３乗算器１２で乗算してｕｖｗ相の
電流指令値を生成し、この電流指令値が電流アンプ１３
に出力されることにより、モータ１に最終トルク指令値
に相当するトルクが発生する。
【００２１】次に、モータ１が回転すると、エンコーダ
２により検出されたモータ１の回転位置が第１乗算器５
により増幅され、バネトルクとして減算器７にフィード
バックされる。また、速度検出器４により検出されたモ
ータ１の速度は第２乗算器６により増幅され、粘性トル
クとして減算器７にフィードバックされる。フィードバ
ックされたバネトルクと粘性トルクは減算器７により外
部トルク指令値から減算され、第１トルク指令値とな
り、この後上記と同様にしてモータ１にトルクが発生す
る。さらに、外力によりモータ１が回転させられた場合
にも、バネトルク、粘性トルクが減算器７にフィードバ
ックされ、同様にトルクが発生する。このように外部ト
ルク指令値又は外力によるトルクにバネトルク、粘性ト
ルクを負荷してモータ１を駆動する。
２により検出されたモータ１の回転位置が第１乗算器５
により増幅され、バネトルクとして減算器７にフィード
バックされる。また、速度検出器４により検出されたモ
ータ１の速度は第２乗算器６により増幅され、粘性トル
クとして減算器７にフィードバックされる。フィードバ
ックされたバネトルクと粘性トルクは減算器７により外
部トルク指令値から減算され、第１トルク指令値とな
り、この後上記と同様にしてモータ１にトルクが発生す
る。さらに、外力によりモータ１が回転させられた場合
にも、バネトルク、粘性トルクが減算器７にフィードバ
ックされ、同様にトルクが発生する。このように外部ト
ルク指令値又は外力によるトルクにバネトルク、粘性ト
ルクを負荷してモータ１を駆動する。
【００２２】さらに、ホストコンピュータから周波数設
定部９と振幅設定部１０に周波数及び振幅がそれぞれ設
定されると、振動トルク発生部８によって乗算され、振
動トルク指令が生成される。生成された振動トルクは、
加算器１１において前述のバネトルク、粘性トルク、外
部トルク指令値より生成された第１トルク指令値と加算
され、最終トルク指令値となり、これに応じて電流アン
プ１３によりモータ１に電流が供給されて、モータ１が
振動し、アミューズメント機器へ体感トルクを伝達す
る。この時、周波数設定部９と振幅設定部１０の値をオ
ンラインで変更することで振動トルクの調整を行うこと
ができる。又、ゲイン設定部１５、１６の値を変更する
ことでバネ力／粘性力をかえることができる。
定部９と振幅設定部１０に周波数及び振幅がそれぞれ設
定されると、振動トルク発生部８によって乗算され、振
動トルク指令が生成される。生成された振動トルクは、
加算器１１において前述のバネトルク、粘性トルク、外
部トルク指令値より生成された第１トルク指令値と加算
され、最終トルク指令値となり、これに応じて電流アン
プ１３によりモータ１に電流が供給されて、モータ１が
振動し、アミューズメント機器へ体感トルクを伝達す
る。この時、周波数設定部９と振幅設定部１０の値をオ
ンラインで変更することで振動トルクの調整を行うこと
ができる。又、ゲイン設定部１５、１６の値を変更する
ことでバネ力／粘性力をかえることができる。
【００２３】（実施の形態２）図２は本発明の第２の実
施例におけるトルク制御装置の構成図である。図２にお
いて、１はモータ、２はモータ１の回転位置を検出する
エンコーダ、３はエンコーダからモータ磁極を検出する
磁極検出器、４はエンコーダ２からモータの速度を検出
する速度検出器、３４はエンコーダより検出された位置
を増幅し速度指令を生成する第１増幅器、３５は前記速
度指令から前記速度検出器によって検出された速度検出
値を減算する減算器、３６は前記減算結果を増幅し第一
のトルク指令を生成する第２増幅器、８は振動トルク指
令を発生する振動トルク生成部、１４は外部トルク指令
設定部、３７は第一のトルク指令に前記振動トルクを加
算して最終的なトルク指令を生成する加算器、９、１０
は前記振動トルク生成部の振動周波数、振動振幅を設定
する振動周波数設定部、３８、３９は前記第１乗算器と
第２乗算器にゲインを設定するゲイン設定部、１３は前
記トルク指令値とモータ磁極検出値の積を電流指令とし
てモータコイルに供給する電流アンプである。
施例におけるトルク制御装置の構成図である。図２にお
いて、１はモータ、２はモータ１の回転位置を検出する
エンコーダ、３はエンコーダからモータ磁極を検出する
磁極検出器、４はエンコーダ２からモータの速度を検出
する速度検出器、３４はエンコーダより検出された位置
を増幅し速度指令を生成する第１増幅器、３５は前記速
度指令から前記速度検出器によって検出された速度検出
値を減算する減算器、３６は前記減算結果を増幅し第一
のトルク指令を生成する第２増幅器、８は振動トルク指
令を発生する振動トルク生成部、１４は外部トルク指令
設定部、３７は第一のトルク指令に前記振動トルクを加
算して最終的なトルク指令を生成する加算器、９、１０
は前記振動トルク生成部の振動周波数、振動振幅を設定
する振動周波数設定部、３８、３９は前記第１乗算器と
第２乗算器にゲインを設定するゲイン設定部、１３は前
記トルク指令値とモータ磁極検出値の積を電流指令とし
てモータコイルに供給する電流アンプである。
【００２４】図２においてモータが静止している状態で
ホストコントローラから外部トルク指令入力部１４へ外
部トルク指令が入力されると、第一のトルク指令がゼロ
であるため加算器３７の出力である総合トルク指令は外
部トルク指令と一致した総合トルク指令となる。次に総
合トルク指令と磁極検出器３から得られる電流位相を第
３乗算器１２で乗算しｕｖｗ相の電流指令を生成し、電
流アンプ１３により電流指令どおりにモータに電流を供
給する事で総合トルク指令に相当するトルクを発生させ
る、次にモータ１が回転すると、エンコーダ２により検
出された位置が乗算器３４により増幅され速度指令とし
て減算器３５に入力される。一方、速度検出器４により
検出された速度も減算器３５に入力され、減算器出力は
乗算器３６により増幅され前記静止位置へ戻そうとする
バネ力粘性力を合わせ持った第１のトルク指令となる、
さらに加算器３７によって外部トルク指令と第１のトル
ク指令が加算され総合トルク指令となり同様にトルクを
発生させる。また、外力によりモータ１が回転させられ
た場合も静止位置へ戻ろうとするトルクが発生する、こ
のようにして外部トルク指令または外部トルクにバネト
ルク、粘性トルクを附加してモータ１を駆動する。
ホストコントローラから外部トルク指令入力部１４へ外
部トルク指令が入力されると、第一のトルク指令がゼロ
であるため加算器３７の出力である総合トルク指令は外
部トルク指令と一致した総合トルク指令となる。次に総
合トルク指令と磁極検出器３から得られる電流位相を第
３乗算器１２で乗算しｕｖｗ相の電流指令を生成し、電
流アンプ１３により電流指令どおりにモータに電流を供
給する事で総合トルク指令に相当するトルクを発生させ
る、次にモータ１が回転すると、エンコーダ２により検
出された位置が乗算器３４により増幅され速度指令とし
て減算器３５に入力される。一方、速度検出器４により
検出された速度も減算器３５に入力され、減算器出力は
乗算器３６により増幅され前記静止位置へ戻そうとする
バネ力粘性力を合わせ持った第１のトルク指令となる、
さらに加算器３７によって外部トルク指令と第１のトル
ク指令が加算され総合トルク指令となり同様にトルクを
発生させる。また、外力によりモータ１が回転させられ
た場合も静止位置へ戻ろうとするトルクが発生する、こ
のようにして外部トルク指令または外部トルクにバネト
ルク、粘性トルクを附加してモータ１を駆動する。
【００２５】次に、ホストコントローラから周波数設定
部９と振動振幅設定部１０に値が設定されると振動トル
ク発生部８によって乗算され振動トルク指令が生成され
る、さらに生成された振動トルクは加算器３７によっ
て、第１のトルク指令と加算され総合トルク指令となり
同様にモータに電流を供給することでモータが振動しア
ミューズメント機器へ体感トルクを伝える。
部９と振動振幅設定部１０に値が設定されると振動トル
ク発生部８によって乗算され振動トルク指令が生成され
る、さらに生成された振動トルクは加算器３７によっ
て、第１のトルク指令と加算され総合トルク指令となり
同様にモータに電流を供給することでモータが振動しア
ミューズメント機器へ体感トルクを伝える。
【００２６】また周波数設定部９、振幅設定部１０の値
をオンラインで変更することで振動トルクの調整を行う
ことができる。
をオンラインで変更することで振動トルクの調整を行う
ことができる。
【００２７】次に、本実施の形態におけるトルク制御装
置のアミューズメント機器における使用例を図３を用い
て説明する。図３は本実施の形態のトルク制御装置を用
いたドライビングゲーム機の構成図である。図３におい
て、１７はドライビングゲーム機のハンドル、１８は本
実施の形態におけるトルク制御装置のモータ、１９は本
実施の形態におけるトクル制御装置の駆動基板、２０は
ホストコントローラ、２１は通信線、２２はギヤであ
る。ホストコントローラ２０より通信線を介して、図１
に示した周波数設定部９、振幅設定部１０、ゲイン設定
部１５，１６、外部トルク指令入力部１４等を搭載した
駆動基板１９へ所定の値が送られると、モータ１８がバ
ネトルク、粘性トルク、外部トルク指令値に加えて振動
トルクを発生する。この振動トルクはギヤを介してハン
ドル１７に伝わり、ハンドル１７を握るとドライビング
しているようなリアルな振動が得られる。
置のアミューズメント機器における使用例を図３を用い
て説明する。図３は本実施の形態のトルク制御装置を用
いたドライビングゲーム機の構成図である。図３におい
て、１７はドライビングゲーム機のハンドル、１８は本
実施の形態におけるトルク制御装置のモータ、１９は本
実施の形態におけるトクル制御装置の駆動基板、２０は
ホストコントローラ、２１は通信線、２２はギヤであ
る。ホストコントローラ２０より通信線を介して、図１
に示した周波数設定部９、振幅設定部１０、ゲイン設定
部１５，１６、外部トルク指令入力部１４等を搭載した
駆動基板１９へ所定の値が送られると、モータ１８がバ
ネトルク、粘性トルク、外部トルク指令値に加えて振動
トルクを発生する。この振動トルクはギヤを介してハン
ドル１７に伝わり、ハンドル１７を握るとドライビング
しているようなリアルな振動が得られる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アミュー
ズメントゲーム機器におけるホストコンピュータの負担
を軽減し、かつリアルな振動トルクを生成することが可
能になり、アミューズメントゲーム機器の遊戯性、体感
性を向上させることができるという優れた効果が得られ
る。
ズメントゲーム機器におけるホストコンピュータの負担
を軽減し、かつリアルな振動トルクを生成することが可
能になり、アミューズメントゲーム機器の遊戯性、体感
性を向上させることができるという優れた効果が得られ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるトルク制御
装置の構成図
装置の構成図
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるトルク制御
装置の構成図
装置の構成図
【図３】本実施の形態のトルク制御装置を用いたドライ
ビングゲーム機の構成図
ビングゲーム機の構成図
【図４】従来のＡＣサーボを利用したトルク制御装置
（従来例１）の構成図
（従来例１）の構成図
【図５】従来のメカダンパーを用いたトルク制御装置
（従来例２）の構成図
（従来例２）の構成図
【図６】従来のトルク制御装置（従来例３）の構成図
１，２７ モータ ２，２６ エンコーダ ３，２３ 磁極検出器 ４ 速度検出器 ５ 第１乗算器 ６ 第２乗算器 ７，３５ 減算器 ８ 振動トルク発生部 ９ 周波数設定部 １０ 振幅設定部 １１，３７ 加算器 １２ 第３乗算器 １３，２５ 電流アンプ １４，２８ 外部トルク指令入力部 １５，１６，３８，３９ ゲイン設定部 １７ ドライビングゲーム機のハンドル １８ 本実施の形態におけるトルク制御装置のモータ １９ 本実施の形態におけるトクル制御装置の駆動基板 ２０ ホストコントローラ ２１ 通信線 ２２ ギヤ ２４，３４，３６ 乗算器 ２９ バネ ３０ ダンパー ３１ メカ ３２ シリンダ ３３ エアー入力部
Claims (3)
- 【請求項１】エンコーダを有し回転位置を検出できるＡ
Ｃサーボモータと、前記エンコーダからモータ磁極を検
出する磁極検出器と、前記エンコーダから前記モータの
速度を検出する速度検出器と、前記エンコーダにより検
出された前記回転位置を増幅してバネトルク指令を生成
する第１乗算器と前記第１乗算器にゲインを設定するゲ
イン設定部と、前記速度検出器により検出された前記速
度を増幅して粘性トルク指令を生成する第２乗算器と、
前記第２乗算器にゲインを設定するゲイン設定部と、外
部トルク指令値から前記バネトルク指令と前記粘性トル
ク指令を減算し、第１トルク指令値を生成する減算器
と、振動トルク指令を発生する振動トルク発生部と、前
記振動トルク発生部の振動周波数を設定する周波数設定
部と、前記第１、２乗算器にゲインを設定するゲイン設
定部と、前記振動トルク発生部の振動振幅を設定する振
幅設定部と、前記第１トルク指令値に前記振動トルクを
加算し最終トルク指令値を生成する加算器と、前記最終
トルク指令値と前記磁極検出器で検出されたモータ磁極
値を乗算する第３乗算器と、前記第３乗算器より出力さ
れる電流値に相当する電流を前記モータに供給する電流
アンプと、を備えたことを特徴とするトルク制御装置。 - 【請求項２】エンコーダを有し回転位置を検出できるＡ
Ｃサーボモータと、このエンコーダからモータ磁極を検
出する磁極検出器と、速度を検出する速度検出器と、前
記エンコーダより検出された位置を増幅し速度指令を生
成する第１増幅器と、前記速度指令から前記速度検出器
によって検出された速度検出値を減算する減算器と、前
記減算結果を増幅し第一のトルク指令を生成する第２増
幅器と、振動トルク指令を発生する振動トルク生成部
と、外部トルク指令設定部と、第一のトルク指令に前記
振動トルクを加算して最終的なトルク指令を生成する加
算器と、前記振動トルク生成部の振動周波数、振動振幅
を設定する振動周波数設定部、振動振幅設定部と、前記
第１乗算器と第２乗算器にゲインを設定するゲイン設定
部と、前記トルク指令値とモータ磁極検出値の積を電流
指令としてモータコイルに供給する電流アンプを備えた
ことを特徴とするトルク制御装置。 - 【請求項３】前記２つのゲイン設定部及び周波数設定部
及び前記振幅設定部における設定及び変更を外部よりオ
ンラインで行うことができることを特徴とする請求項１
に記載のトルク制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00519397A JP3769852B2 (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | トルク制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00519397A JP3769852B2 (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | トルク制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10201277A true JPH10201277A (ja) | 1998-07-31 |
| JP3769852B2 JP3769852B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=11604385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00519397A Expired - Fee Related JP3769852B2 (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | トルク制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3769852B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002529846A (ja) * | 1998-11-10 | 2002-09-10 | ロード コーポレーション | 磁気的可制御能動触覚インターフェースシステム及び装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS605789A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-12 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Ａｃサ−ボモ−タ |
| JPH02271382A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-11-06 | Atari Games Corp | 実際の力のフィードバックを伴うビデオシュミレータ用のステアリングホイール等のコントロール装置 |
| JPH04232829A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-21 | Namco Ltd | ドライビングシミュレータのステアリング反力発生装置及び演算方法 |
| JPH07144069A (ja) * | 1993-11-22 | 1995-06-06 | Namco Ltd | ステアリング負荷装置およびこれを用いたゲーム装置，ドライビングシミュレータ |
| JPH09285183A (ja) * | 1996-04-19 | 1997-10-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルク制御装置 |
-
1997
- 1997-01-16 JP JP00519397A patent/JP3769852B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS605789A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-12 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Ａｃサ−ボモ−タ |
| JPH02271382A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-11-06 | Atari Games Corp | 実際の力のフィードバックを伴うビデオシュミレータ用のステアリングホイール等のコントロール装置 |
| JPH04232829A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-21 | Namco Ltd | ドライビングシミュレータのステアリング反力発生装置及び演算方法 |
| JPH07144069A (ja) * | 1993-11-22 | 1995-06-06 | Namco Ltd | ステアリング負荷装置およびこれを用いたゲーム装置，ドライビングシミュレータ |
| JPH09285183A (ja) * | 1996-04-19 | 1997-10-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルク制御装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002529846A (ja) * | 1998-11-10 | 2002-09-10 | ロード コーポレーション | 磁気的可制御能動触覚インターフェースシステム及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3769852B2 (ja) | 2006-04-26 |
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