(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の相に対応する各巻線からなる巻線組の複数個を有する多重巻線モータを駆動する多重巻線モータの駆動装置であって、
上記複数の巻線組の各相に対応した各巻線に流れるモータ電流を検出するセンサ部を有する電流検出手段と、
上記電流検出手段の上記各センサ部で検出されたモータ電流に基づいて上記各巻線組に関する電圧指令を演算する制御手段と、
上記電圧指令に基づいて上記各巻線組に電圧を印加する電圧印加手段と、
上記電流検出手段の上記各センサ部の故障の有無をそれぞれ検知する故障検知手段とを備え、
上記制御手段は、上記故障検知手段が上記センサ部の一部故障を検知した場合には、これに応じて上記センサ部の故障に対応した巻線組に関する電圧指令を、正常に電流検出可能なセンサ部で検出された他の巻線組に関するモータ電流に基づいて演算する多重巻線モータの駆動装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記故障検知手段が上記センサ部の一部故障を検知した場合には、これに応じて、上記センサ部の故障に対応した巻線組に関するモータ電流を、正常に電流検出可能なセンサ部で検出された他の巻線組に関するモータ電流から演算する請求項１に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項３】
上記多重巻線モータは、上記各巻線組間で位相差を持つように設定される一方、上記制御手段は、上記故障検知手段が上記センサ部の一部故障を検知した場合には、これに応じて、上記センサ部の故障に対応した上記巻線組に関するモータ電流を、正常に電流検出可能なセンサ部で検出された他の巻線組に関するモータ電流から上記位相差を換算して演算する請求項２に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項４】
上記制御手段は、上記故障検知手段が上記センサ部の一部故障を検知した場合には、これに応じて、上記センサ部の故障に対応した巻線組に関するモータ電流を、当該巻線組に対応したセンサ部の内で正常に電流検出可能なセンサ部で検出された他の相のモータ電流、および正常に電流検出可能な他の巻線組の各相に対応したセンサ部で検出されたモータ電流から演算する請求項２または請求項３に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項５】
上記制御手段は、上記故障検知手段が上記センサ部の一部故障を検知した場合には、これに応じて、上記センサ部の故障に対応した巻線組に関する電圧指令を、正常に電流検出可能なセンサ部で検出された他の巻線組に関するモータ電流に基づいて得られた電圧指令から演算する請求項１に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項６】
上記多重巻線モータは、上記各巻線組間で位相差を持つように設定される一方、上記制御手段は、上記故障検知手段が上記センサ部の一部故障を検知した場合には、これに応じて、上記センサ部の故障に対応した巻線組に関する電圧指令を、正常に電流検出可能なセンサ部で検出された他の巻線組に関するモータ電流に基づいて得られた電圧指令から上記位相差を換算して演算する請求項５に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項７】
上記制御手段は、上記故障検知手段が上記センサ部の一部故障を検知した場合には、これに応じて、上記センサ部の故障に対応した巻線組に関する電圧指令を、当該巻線組に対応したセンサ部の内で正常に電流検出可能なセンサ部で検出された他の相のモータ電流に基づいて得られた電圧指令、および正常に電流検出可能な他の巻線組の各相に対応したセンサ部で検出されたモータ電流に基づいて得られた電圧指令から演算する請求項５または請求項６に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項８】
上記制御手段は、上記故障検知手段が全ての巻線組に関して上記センサ部の一部故障を検知した場合には、上記巻線組について各相別に上記センサ部の故障の有無を判定し、上記電圧指令を、当該相に関するセンサ部が正常に電流検出可能な他の巻線組から得られるモータ電流に基づいて演算する請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項９】
上記制御手段は、上記故障検知手段が全ての上記センサ部の故障を検知した場合には、これに応じて、上記各巻線組に関する電圧指令を、上記多重巻線モータの所望の運転条件と上記多重巻線モータのモータモデルとに基づいて演算する請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項１０】
上記制御手段は、上記故障検知手段が全ての上記センサ部の故障を検知した場合には、モータ駆動を停止することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項１１】
上記制御手段は、上記電流検出手段のセンサ部の故障が各巻線組の１相のみに相当する場合には、上記センサ部が故障したこの巻線組に関する当該相の電圧指令を、当該巻線組に関して故障のない他のセンサ部で検出された残りの相のモータ電流に基づいて演算し、当該巻線組のセンサ部を正常に電流検出可能とする、請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項１２】
上記制御手段は、少なくとも１つの巻線組について上記センサ部が１相のみ故障し、残りの他の巻線組についてセンサ部が全て正常な場合には、前者の巻線組の残りの相について正常なセンサ部で検出されたモータ電流から、当該巻線組の故障したセンサ部に対応した相に関するモータ電流を演算する請求項１１に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項１３】
上記制御手段は、全ての巻線組について上記センサ部がそれぞれ１相のみ故障している場合には、各巻線組の他の相について正常なセンサ部で検出されたモータ電流から各巻線組の各相のモータ電流を演算する請求項１１に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【請求項１４】
上記制御手段は、１つの巻線組について上記センサ部が１相のみ故障し、残りの他の巻線組についてセンサ部が全て２相以上故障している場合には、前者の巻線組の他の相について正常なセンサ部で検出されたモータ電流、および後者の巻線組の他の相について正常なセンサ部で検出されたモータ電流から各巻線組の各相のモータ電流を演算する請求項１１に記載の多重巻線モータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の相に対応する各巻線からなる巻線組の複数個を有する多重巻線モータに対して、各巻線に流れる電流を検出する電流検出手段が故障しても当該多重巻線モータの運転を継続できる、多重巻線モータの駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータの駆動装置においては、モータを所望の状態で運転するために、モータの巻線に流れる電流を電流検出手段により検出して制御を行ってモータに印加する電圧指令を作成し、この電圧指令に基づいた電圧を電圧印加手段によりモータに印加してモータを駆動する。
【０００３】
モータ駆動装置を構成する、電流検出手段、電圧印加手段、モータ巻線などは故障する場合があり、故障が発生した場合もモータの運転を継続する手法として、例えば下記の特許文献１〜４に示されているような様々な手法が提案されている。
【０００４】
すなわち、特許文献１では、三相交流電動機において３個の電流センサを備え、３個の電流センサのうち何れかの一つの電流センサのみが故障した場合、該故障した電流センサの電流を他の二つの正常な電流センサから得られた二つの電流から推定して該推定電流を電流制御手段の制御に用いて三相交流電動機に印加する電圧指令を決定し、電流センサが２個以上故障したときは、三相交流電動機のトルク指令と回転角速度により電圧指令を求めるように切り替える。
【０００５】
特許文献２では、複数の巻線組ごとに複数相の巻線を持つ多相回転機において、巻線組ごとに設けられ巻線の各相に対応するスイッチング手段を有する複数のインバータ部を備え、スイッチング手段が導通不可となるオフ故障が生じたとき、故障したスイッチング手段を含む故障インバータ部において、多相回転機の回転位置とトルク指令との関数または回転位置とｑ軸電流指令値との関数として算出される故障時相電流指令値に基づき、故障インバータ部の故障したスイッチング手段を除くスイッチング手段を制御するとともに、故障インバータ部ではない正常インバータ部を通常時と同様に制御する。
【０００６】
特許文献３では、複数の相に対応する巻線から構成される複数の巻線組を有する多相回転機において、巻線組ごとに設けられ多相回転機の各相に対応する高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子からなるレッグを有する複数系統のインバータ部を備え、スイッチング素子がオフ状態となるような制御を行っても導通状態となるショート故障が発生した場合、故障した系統の全てのスイッチング素子がオフ状態となるよう制御するとともに、故障していない系統の前記レッグにより多相回転機の駆動を継続し、故障した系統においてショート故障に伴い生じる多相回転機の駆動に逆らう出力を、打ち消す、または駆動への影響を低減するよう、故障していない系統のスイッチング素子を制御する。
【０００７】
特許文献４では、運転者の操舵力を電動機の駆動力により補助する電動パワーステアリング装置であって、電動機の駆動力に必要な電流指令値を設定する制御手段と、複数の電力変換器と、複数の前記電力変換器に対応して設けられ複数の電力変換器からそれぞれ電流を供給されることで電動機の駆動力を発生する複数組の巻線と、電力変換器または巻線の故障を検出する故障検出手段とを備え、故障検出手段が故障検出をした場合、電流指令値を正常時よりも低減し、正常な前記電力変換器から対応する巻線へ電流を継続して供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２８６１６８０号
【特許文献２】特開２０１１−７８２２１号公報
【特許文献３】特開２０１１−７８２３０号公報
【特許文献４】特開２０１１−１３１８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記の特許文献１〜４記載の従来技術では、次の課題がある。
すなわち、特許文献１では、三相交流電動機において電流検出手段が故障した場合に、モータの運転を継続する手法が提案されている。しかし、多重巻線モータにおいて電流検出手段が故障した場合の対策については何ら示されていない。
【００１０】
特許文献２〜４では、多重巻線モータの巻線組ごとに複数のインバータなどの電圧印加手段を備えており、モータ巻線または電圧印加手段の一部が故障した場合も、残りの正常なモータ巻線と電圧印加手段とでモータの運転を継続することができる。しかし、電流検出手段が故障した場合の制御方法については何ら示されていない。
【００１１】
この発明は、多重巻線モータの各巻線に流れる電流を検出するための電流検出手段が故障した場合でも、当該多重巻線モータの運転を継続することが可能な多重巻線モータの駆動装置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】
【００１２】
この発明は、複数の相に対応する各巻線からなる巻線組の複数個を有する多重巻線モータを駆動する多重巻線モータの駆動装置において、上記複数の巻線組の各相に対応した各巻線に流れるモータ電流を検出するセンサ部を有する電流検出手段と、上記電流検出手段の上記各センサ部で検出されたモータ電流に基づいて上記各巻線組に関する電圧指令を演算する制御手段と、上記電圧指令に基づいて上記各巻線組に電圧を印加する電圧印加手段と、上記電流検出手段の上記各センサ部の故障の有無をそれぞれ検知する故障検知手段とを備え、上記制御手段は、上記故障検知手段が上記センサ部の一部故障を検知した場合には、これに応じて上記センサ部の故障に対応した巻線組に関する電圧指令を、正常に電流検出可能なセンサ部で検出された他の巻線組に関するモータ電流に基づいて演算することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、多重巻線モータの駆動装置において、当該モータの巻線に流れるモータ電流を検出するための電流検出手段が故障した場合でも、多重巻線モータの運転を継続することができるため、多重巻線モータの出力特性の変動を抑えることができるという、従来にない顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態４における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態５における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態６における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態７における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態８における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態９における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態１０における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態１０における電圧印加手段の構成を示す回路図である。
【図１２】本発明の実施の形態１１における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における多重巻線モータの駆動装置の構成図である。
この実施の形態１の多重巻線モータ１は、固定子に対して三相巻線からなる第１巻線組１１と三相巻線からなる第２巻線組１２との２組が設けられるとともに、回転子に永久磁石を用いた同期モータであり、第１巻線組１１と第２巻線組１２との間で位相差を持たない構成のものである。
【００１６】
この構成の多重巻線モータ１のモータモデルは、モータの磁極位置θｒｅに同期した回転座標上で、次式のように表される。
【００１７】
【数１】
0005398861.tif 000002
【００１８】
ここに、Ｐ：微分演算子、ｖ１ｄ：第１巻線組電圧の回転座標ｄ軸成分、ｖ１ｑ：第１巻線組電圧の回転座標ｑ軸成分、ｖ２ｄ：第２巻線組電圧の回転座標ｄ軸成分、ｖ２ｑ：第２巻線組電圧の回転座標ｑ軸成分、ｉ１ｄ：第１巻線組電流の回転座標ｄ軸成分、ｉ１ｑ：第１巻線組電流の回転座標ｑ軸成分、ｉ２ｄ：第２巻線組電流の回転座標ｄ軸成分、ｉ２ｑ：第２巻線組電流の回転座標ｑ軸成分、Ｒ：巻線抵抗、Ｌ１１：巻線自己インダクタンス、Ｍ１２：相互インダクタンス（異なる巻線組間）、Φ：磁束、ωｒｅ：回転角速度（電気角）である。
【００１９】
このモータモデルより、２つの巻線組１１、１２に対して等しい電圧を印加した場合は各巻線組１１、１２に流れる電流は各相ごとに等しくなり、また、各巻線組１１、１２の相ごとに等しい電流を通電した場合は、各巻線組１１，１２に加わる電圧は等しくなる。
【００２０】
上記の多重巻線モータ１の各巻線組１１、１２には、当該各巻線組１１、１２に対して個別に電圧を印加する２つの電圧印加器３１、３２からなる電圧印加手段３が接続されており、各電圧印加器３１、３２は、後述の制御手段４から出力される電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊に基づいて多重巻線モータ１の各巻線組１１、１２に対して所定の電圧を供給する。なお、電圧印加器３１、３２としては、例えばインバータなどの電力変換装置が適用される。
【００２１】
また、多重巻線モータ１と電圧印加手段３との間には電流検出手段２が設けられている。この電流検出手段２は、各巻線組１１、１２の各相の巻線に個別に対応して設けられたセンサ部２１を備え、これらの各センサ部２１によって各相の巻線に流れるモータ電流ｉ１ｕ、ｉ１ｖ、ｉ１ｗ、ｉ２ｕ、ｉ２ｖ、ｉ２ｗを検出する。なお、電流検出手段２のセンサ部２１としては、例えばＣＴ（変流器）が適用される。
【００２２】
また、上記の電流検出手段２の各センサ部２１の故障を検知する故障検知手段５と、多重巻線モータ１の磁極位置を検出するための磁極位置検出手段６を備えている。この場合の磁極位置検出手段６としては、例えばレゾルバやロータリエンコーダなどが適用される。
【００２３】
故障検知手段５は、電流検出手段２の各センサ部２１の故障の有無を個別に検知する。ここでは、多重巻線モータ１を運転していない場合に多重巻線モータ１に流れる電流がゼロであることを利用して、当該モータ１を運転していない場合に電流検出手段２の各センサ部２１により検出される電流が所定の閾値よりも大きければ、電流検出手段２の各センサ部２１の当該巻線組・相の検出を故障と判定する。
なお、多重巻線モータ１の故障や電圧印加手段３の故障については、ここでは図示していないが、別途、それらの故障を個別に検出するための手段が設けられている。以下の他の実施の形態についても同様である。
【００２４】
また、この実施の形態１の多重巻線モータの駆動装置は、多重巻線モータ１に所定の電圧を供給するために電圧印加手段３へ電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、ｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を出力する制御手段４を備えている。特に、この実施の形態１の特徴として、この制御手段４には電流検出手段２の各センサ部２１が故障した場合に対処するための電流演算器４２が設けられていることである。以下、この制御手段４について、さらに詳しく説明する。
【００２５】
トルク制御器４１は、速度やトルクなどのモータの所望の運転条件に応じて、ここではトルク指令τ＊からモータの磁極位置θｒｅに同期した回転座標上の電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊を作成する。
【００２６】
一方、電流演算器４２は、電流検出手段２で検出されたモータ電流ｉ１ｕ、ｉ１ｖ、ｉ１ｗ、ｉ２ｕ、ｉ２ｖ、ｉ２ｗから電流制御用の各相のモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算する。演算の詳細については後述する。次いで、三相・二相変換器４３は、各相のモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを静止二軸座標上の電流値ｉα、ｉβに変換する。続いて、座標変換器４４は、静止二軸上の電流値ｉα、ｉβを回転座標上の電流値ｉｄ、ｉｑに変換する。
【００２７】
電流制御器４５は、Ｄ軸電流指令ｉｄ＊とＤ軸電流ｉｄの差分、およびＱ軸電流指令ｉｑ＊とＱ軸電流ｉｑの差分を、それぞれ例えば比例積分制御して、Ｄ軸電圧指令ｖｄ＊とＱ軸電圧指令ｖｑ＊を演算する。座標変換器４６は、回転座標上の電圧指令ｖｄ＊、ｖｑ＊を静止二軸上の電圧指令ｖα＊、ｖβ＊に変換する。二相・三相変換器４７は、静止二軸上の電圧指令ｖα＊、ｖβ＊を各相の電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に変換して出力する。そして、各電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊が２つに分岐されて電圧印加手段３の各電圧印加器３１、３２に与えられることにより、各電圧印加器３１、３２に加わる電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊は各相で等しくなる、つまり、ｖ１ｕ＊＝ｖ２ｕ＊＝ｖｕ＊、ｖ１ｖ＊＝ｖ２ｖ＊＝ｖｖ＊、ｖ１ｗ＊＝ｖ２ｗ＊＝ｖｗ＊となる。
【００２８】
なお、各巻線組１１，１２で電圧比や電流比が異なる場合には、これらの電圧比や電流比を考慮して、２つの巻線組１１、１２の電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊が各相で等しくなるように、制御手段４から出力される電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を予め補正する。これは、以下の他の実施の形態についても同様である。
【００２９】
電流演算器４２は、故障検知手段５の検知出力に基づき、電流検出手段２の各センサ部２１が正常に電流検出が可能な場合と故障が発生した場合とで異なる方法により、各相のモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算する。
【００３０】
まず、電流検出手段２の各センサ部２１が全て正常に電流検出が可能な場合は、次式で各相のモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算する。
【００３１】
【数２】
0005398861.tif 000003
【００３２】
これに対して、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障して、一方の巻線組の一部のモータ電流がセンサ部２１で正確に検出できない場合には、これに替わり、正常に電流検出された他方の巻線組の各相のモータ電流を利用して演算を行う。例えば、一方の第１巻線組１１に関する２つのモータ電流ｉ１ｕ、ｉ１ｖが共にセンサ部２１の故障で検出できない場合は、次式のように、他方の巻線組１２についてセンサ部２１で検出されたモータ電流ｉ２ｕ、１２ｖを用いて各相のモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算する。
【００３３】
【数３】
0005398861.tif 000004
【００３４】
式（１−１）のモータモデルを用いて示したように、２つの巻線組１１、１２に等しい電圧を印加する、または等しい電流を通電する場合、式（１−２）と式（１−３）は等しくなる。したがって、故障時もモータ電流を演算して、多重巻線モータ１の運転を継続することができる。
【００３５】
以上のように、この実施の形態１によれば、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障して２つの巻線組１１、１２の内の一方の巻線組のモータ電流が正確に検出できない場合には、正常に電流検出が可能な他方の巻線組について得られたモータ電流に基づいて各相の電圧指令を演算して多重巻線モータ１の運転を継続できるため、多重巻線モータ１の出力特性の変動を抑えることができるという、従来にない効果を奏する。
【００３６】
また、従来技術では、電流検出手段２のセンサ部２１の故障により、巻線組１１、１２の内の一方の巻線組に含まれる２相分以上の巻線に流れるモータ電流が検出できない場合は、各相のモータ電流を演算することができず、モータのトルク指令と回転角速度によって電圧指令を求めるようにしていたため、制御応答良くモータの運転を継続することができなかった。これに対して、この実施の形態１では、電流検出手段２の故障により、巻線組１１、１２の内の一方の巻線組に含まれる２相分以上の巻線に流れるモータ電流が検出できない場合でも、他の巻線組に流れるモータ電流が検出できれば、これを利用することによって各相のモータ電流を演算するので、制御応答良く多重巻線モータ１の運転を継続できるといった、従来にない効果を奏する。
【００３７】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２における多重巻線モータの駆動装置の構成図であり、実施の形態１（図１）と対応、もしくは相当する構成部分には同一符号を付す。
【００３８】
この実施の形態２において、上記の実施の形態１と異なる点は、制御手段４の構成部分である。すなわち、この実施の形態２において、制御手段４は、電圧印加手段３の一方の電圧印加器３１には電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊を、また、他方の電圧印加器３２には電圧指令ｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊をそれぞれ与えることで、各巻線組１１、１２に対して個別にモータ駆動制御を行う。
【００３９】
具体的には、制御手段４は、トルク制御器４１により多重巻線モータ１の磁極位置θｒｅに同期した回転座標上の電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊を作成し、これを２つに分岐して回転座標上の電流指令値ｉ１ｄ＊、ｉ１ｑ＊、およびｉ２ｄ＊、ｉ２ｑ＊とする。そして、これらの電流指令値ｉ１ｄ＊、ｉ１ｑ＊、およびｉ２ｄ＊、ｉ２ｑ＊に基づいて各巻線組１１、１２について電流制御を行い、２つの巻線組１１、１２に関する各電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を作成する。
【００４０】
電流演算器４２は、故障検知手段５の検知出力に基づき、電流検出手段２の各センサ部２１が正常に電流検出が可能な場合と故障が発生した場合とで異なる方法により、電流制御に用いるモータ電流ｉ１ｕ’、ｉ１ｖ’、ｉ１ｗ’、およびｉ２ｕ’、ｉ２ｖ’、ｉ２ｗ’を演算する。
【００４１】
まず、電流検出手段２の各センサ部２１が全て正常に電流検出が可能な場合は、次式のように、各センサ部２１で検出したモータ電流をそのまま利用する。
【００４２】
【数４】
0005398861.tif 000005
【００４３】
これに対して、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障して、一方の巻線組のある相のモータ電流が検出できない場合には、これに替わり、正常に電流検出された他方の巻線組の当該相のモータ電流に差し替える演算を行う。例えば、一方の巻線組１１の２つのモータ電流ｉ１ｕ、ｉ１ｖが共にセンサ部２１の故障で検出できない場合は、次式のように、他方の巻線組１２についてセンサ部２１で検出された同じ相のモータ電流ｉ２ｕ、１２ｖを用いて各巻線組１１、１２の各相に対応したモータ電流ｉ１ｕ’、ｉ１ｖ’、ｉ１ｗ’、およびｉ２ｕ’、ｉ２ｖ’、ｉ２ｗ’を演算する。
【００４４】
【数５】
0005398861.tif 000006
【００４５】
式（１−１）のモータモデルを用いて示したように、２つの巻線組１１、１２に等しい電圧を印加する、または等しい電流を通電する場合、２つの巻線組１１、１２に関して検出される電流は相ごとに等しいので、式（２−２）のように、故障したセンサ部２１で検出されるモータ電流に替えて、正常なセンサ部２１で検出された他の巻線組の各相のモータ電流を利用することができる。したがって、一部のセンサ部２１の故障時もモータ電流を演算して、多重巻線モータ１の運転を継続することができる。
【００４６】
以上のように、この実施の形態２によれば、電流検出手段２のセンサ部２１の一部が故障して２つの巻線組１１、１２の内の一方の巻線組のモータ電流が正確に検出できない場合には、正常に電流検出された他方の巻線組のモータ電流に基づいて各巻線組１１、１２の各相の電圧指令を演算して多重巻線モータ１の運転を継続できるため、多重巻線モータ１の出力特性の変動を抑えることができるという、従来にない効果を奏する。
【００４７】
また、従来技術では、電流検出手段２のセンサ部２１の故障により、巻線組１１、１２の内の一方の巻線組に含まれる２相分以上の巻線に流れる電流が検出できない場合は、モータ電流を演算することができず、モータのトルク指令と回転角速度によって電圧指令を求めるようにしていたため、制御応答良くモータの運転を継続することができなかった。これに対して、この実施の形態２では、電流検出手段２の故障により、巻線組１１、１２の内の一方の巻線組に含まれる２相分以上の巻線に流れる電流が検出できない場合でも、他の巻線組に流れる電流が検出できれば、これを利用することによって各相のモータ電流を演算するので、制御応答良く多重巻線モータ１の運転を継続できるといった、従来にない効果を奏する。
【００４８】
実施の形態３．
図３はこの実施の形態３に係る多重巻線モータの駆動装置の構成図であり、実施の形態２（図２）と対応、もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
【００４９】
この実施の形態３において、実施の形態２と異なる点は、多重巻線モータ１と制御手段４である。すなわち、この実施の形態３において、第１巻線組１１と第２巻線組１２との間で位相差を持つように設定されている。ここでは一例として、第２巻線組１２に対する第１巻線組１２の位相差はπ／６としている。また、制御手段４は、実施の形態２の場合と異なり、座標変換器４４Ａ、４４Ｂの出力側に、電流検出手段２の各センサ部２１が故障した場合に対処するための電流演算器４２が設けられている。
【００５０】
多重巻線モータ１のモータモデルは、当該モータの磁極位置θｒｅに同期した回転座標上で、次式のように表される。ただし、第２巻線組１２は、第１巻線組１１に対して位相差π／６を持つ回転座標への変換を行う。
【００５１】
【数６】
0005398861.tif 000007
【００５２】
ここに、Ｐ：微分演算子、ｖ１ｄ：第１巻線組電圧の回転座標ｄ軸成分、ｖ１ｑ：第１巻線組電圧の回転座標ｑ軸成分、ｖ２ｄ：第２巻線組電圧の回転座標ｄ軸成分、ｖ２ｑ：第２巻線組電圧の回転座標ｑ軸成分、ｉ１ｄ：第１巻線組電流の回転座標ｄ軸成分、ｉ１ｑ：第１巻線組電流の回転座標ｑ軸成分、ｉ２ｄ：第２巻線組電流の回転座標ｄ軸成分、ｉ２ｑ：第２巻線組電流の回転座標ｑ軸成分（第２巻線組の回転座標は第１巻線組に対してπ／６進んだ位相）、Ｒ：巻線抵抗、Ｌ１１：巻線自己インダクタンス、Ｍ１２：相互インダクタンス（異なる巻線組間）、Φ：磁束、ωｒｅ：回転角速度（電気角）である。
【００５３】
式（３−１）のモータモデルは、第２巻線組１２が第１巻線組１１に対して位相差π／６を持つ回転座標上での値であることを除いて、式（１−１）と等しい。したがって、２つの巻線組１１、１２間で位相差を持つことを除いて、言い換えれば、位相差π／６を持つ回転座標上において、２つの巻線組１１、１２に対して等しい電圧を印加した場合は各巻線組１１、１２に流れる電流は相ごとに等しくなり、また、各巻線組１１、１２の相ごとに等しい電流を通電した場合は、各巻線組１１，１２に加わる電圧は等しくなる。
【００５４】
制御手段４は、実施の形態２と同様の電流制御を行い、２つの巻線組１１、１２に関する電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を作成し、電圧印加手段３の一方の電圧印加器３１には電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊を、また、他方の電圧印加器３２には電圧指令ｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を与えることで、各巻線組１１、１２に対して個別にモータ駆動制御を行う。
【００５５】
この場合、電流演算器４２は、故障検知手段５の検知出力に基づき、電流検出手段２のセンサ部２１が正常に電流検出が可能な場合と故障が発生した場合とで異なる方法により、電流制御に用いるモータの磁極位置θｒｅに同期した回転座標上のモータ電流ｉ１ｄ’、ｉ１ｑ’、ｉ２ｄ’、ｉ２ｑ’を演算する。
【００５６】
まず、電流検出手段２の各センサ部２１が全て正常に電流検出が可能な場合は、次式のように、各センサ部２１で検出したモータ電流に基づいて回転座標に座標変換した後のモータ電流をそのまま利用する。
【００５７】
【数７】
0005398861.tif 000008
【００５８】
一方、電流検出手段２のセンサ部２１の一部が故障して、一方の巻線組についてモータ電流が検出できない場合には、これに替わり、正常に電流検出された他方の巻線組に関するモータ電流を利用して得られた回転座標上のモータ電流を利用する。例えば、一方の巻線組１１に関して２つの相のモータ電流ｉ１ｕとｉ１ｖが共にセンサ部２１の故障で検出できない場合は、次式のように座標変換器４４Ｂから出力される回転座標上のモータ電流ｉ２ｄ、ｉ２ｑを利用して、回転座標上の各モータ電流ｉ１ｄ’、ｉ１ｑ’、およびｉ２ｄ’、ｉ２ｑ’を演算する。
【００５９】
【数８】
0005398861.tif 000009
【００６０】
式（３−１）のモータモデルを用いて示したように、２つの巻線組１１、１２間で位相差を持つことを除いて、言い換えれば、位相差π／６を持つ回転座標上において、２つの巻線組１１、１２に対して等しい電圧を印加する、または等しい電流を通電する場合、２つの巻線組１１、１２で電流は相ごとに等しいので、式（３−３）のように、故障したセンサ部２１で検出される回転座標上の電流に替えて、正常なセンサ部２１で検出された他の巻線組の各相のモータ電流に基づいて得られる回転座標上の電流を利用することができる。したがって、一部のセンサ部２１の故障時もモータ電流を演算して、多重巻線モータ１の運転を継続することができる。
【００６１】
以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態２の効果に加えて、複数の巻線組１１、１２間で位相差を持つ場合において、電流検出手段２のセンサ部２１の一部が故障して２つの巻線組１１、１２の内の一方の巻線組の回転座標上のモータ電流が正確に検出できない場合でも、正常に電流検出された他方の巻線組の回転座標上のモータ電流に基づいて電圧指令を演算して多重巻線モータ１の運転を継続できるため、多重巻線モータ１の出力特性の変動を抑えることができるという、従来にない効果を奏する。
【００６２】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４における多重巻線モータの駆動装置の構成図であり、実施の形態２（図２）と対応、もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
【００６３】
この実施の形態４において、実施の形態２と異なる点は、制御手段４と故障検知手段５である。すなわち、この実施の形態４において、故障検知手段５は、電流検出手段２が正常な場合、トルク制御器４１からの各巻線組１１、１２に対応した電流指令ｉ１ｕ＊、ｉ１ｖ＊、ｉ１ｗ＊、およびｉ２ｕ＊、ｉ２ｖ＊、ｉ２ｗ＊と電流検出手段２の各センサ部２１で検出される電流ｉ１ｕ、ｉ１ｖ、ｉ１ｗ、およびｉ２ｕ、ｉ２ｖ、ｉ２ｗとが電流制御により等しいことを利用して、両者の差が所定の閾値よりも大きければ、電流検出手段２の各センサ部２１の当該巻線組・相の検出を故障と判定する。
【００６４】
制御手段４は、各巻線組１１、１２に対応した各三相座標上において、実施の形態２の制御手段４と同様な制御を行うが、この実施の形態４の特徴として、この制御手段４には電流検出手段２の各センサ部２１が故障した場合に対処するための電流演算器４２を備えている。
【００６５】
具体的には、トルク制御器４１は、速度やトルクなどのモータの所望の運転条件に応じて、ここではトルク指令τ＊からモータの磁極位置θｒｅに基づいて、三相座標上の電流指令ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊を作成する。
【００６６】
そして、これを２つに分岐して２つの巻線組１１、１２に対応した各電流指令ｉ１ｕ＊、ｉ１ｖ＊、ｉ１ｗ＊、およびｉ２ｕ＊、ｉ２ｖ＊、ｉ２ｗ＊とする。電流制御器４５Ａ、４５Ｂは、電流指令ｉ１ｕ＊、ｉ１ｖ＊、ｉ１ｗ＊およびｉ２ｕ＊、ｉ２ｖ＊、ｉ２ｗ＊と、電流制御に利用するモータ電流ｉ１ｕ’、ｉ１ｖ’、ｉ１ｗ’およびｉ２ｕ’、ｉ２ｖ’、ｉ２ｗ’との差分を、それぞれ例えば比例積分制御して、２つの巻線組１１、１２に対応した電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊をそれぞれ作成する。
【００６７】
一方、電流演算器４２は、故障検知手段５の検知出力に基づき、電流検出手段２のセンサ部２１が正常に電流検出が可能な場合と故障が発生した場合とで異なる方法により、電流制御に用いるモータ電流ｉ１ｕ’、ｉ１ｖ’、ｉ１ｗ’、およびｉ２ｕ’、ｉ２ｖ’、ｉ２ｗ’を演算する。
【００６８】
まず、電流検出手段２の各センサ部２１が全て正常に電流検出が可能な場合は、次式のように、各センサ部２１で検出した電流をそのまま利用する。
【００６９】
【数９】
0005398861.tif 000010
【００７０】
これに対して、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障して、一方の巻線組について電流が検出できない場合には、これに替わり、正常に電流検出された他方の巻線組の各相のモータ電流を利用して以下のような演算を行う。
【００７１】
実施の形態２において説明したように、式（１−１）のモータモデルのとおり、２つの巻線組１１、１２に等しい電圧を印加する、または等しい電流を通電する場合、２つの巻線組１１、１２で電流は相ごとに等しいので、式（２−２）のように、電流検出手段２の一部のセンサ部２１の故障により、一方の巻線組の相のモータ電流が正確に得られない場合は、正常に電流検出された他方の巻線組のモータ電流を利用できる。しかしながら、多重巻線モータ１の回路定数や電圧印加手段３の特性などには、ばらつきが存在するため、正確には複数の巻線組１１、１２で各相の電流値は等しくならない。
【００７２】
そこで、この実施の形態４では、一方の巻線組についてモータ電流が正確に得られないために、正常に電流検出された他の巻線組に関するモータ電流を利用して演算する場合に、一方の巻線組に関するセンサ部２１が全て故障しておらず、少なくとも１相分のセンサ部２１はその相のモータ電流を正常に検出できる場合には、その正常に電流検出できる当該相のセンサ部２１で検出されたモータ電流と、正常に電流検出された他の巻線組の同じ相に関するモータ電流の双方を用いて、この相のモータ電流の値を補正する。
【００７３】
例えば、一方の巻線組１１の２つの相のモータ電流ｉ１ｕ、ｉ１ｖが共にセンサ部２１の故障で検出できないが、当該巻線組１１の残りの相のモータ電流ｉ１ｗが正常に検出できている場合には、次式のように電流制御用の各相のモータ電流ｉ１ｕ’、ｉ１ｖ’、ｉ１ｗ’、およびｉ２ｕ’、ｉ２ｖ’、ｉ２ｗ’を演算する。
【００７４】
【数１０】
0005398861.tif 000011
【００７５】
このように、式（４−２）では、一方の巻線組に関するモータ電流が正確に得られないために、正常に電流検出された他の巻線組に関するモータ電流を利用して演算する場合に、一方の巻線組に対応した各センサ部２１の内、少なくとも１相分のセンサ部２１はその相のモータ電流を正常に検出できる場合には、この正常に検出された相のモータ電流と他の巻線組における当該相について検出されたモータ電流との比であるｋ１を用いて補正しているので、モータの回路定数や電圧印加手段の特性などにばらつきが存在する場合に、より正確に故障した相のモータ電流を演算できる。
【００７６】
以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態２の効果に加えて、一方の巻線組に対応した各センサ部２１の一部が故障しても、その残りの少なくとも１相分のセンサ部２１がその相の巻線を流れるモータ電流を正常に検出できる場合には、この正常に検出された相のモータ電流と他の巻線組における当該相について検出されたモータ電流との比であるｋ１を用いて補正を行うので、多重巻線モータ１の回路定数や電圧印加手段３の特性などにばらつきが存在する場合にも、より正確に故障した相のモータ電流を演算することができるといった、従来にない効果を奏する。
【００７７】
実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５の多重巻線モータの駆動装置の構成であり、実施の形態２（図２）と対応、もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
【００７８】
この実施の形態５において、実施の形態２と異なる点は、多重巻線モータ１、制御手段４である。すなわち、この実施の形態５において、多重巻線モータ１は、固定子に三相巻線からなる巻線組１１、１２を２つ備えた誘導モータであり、第１巻線組１１と第２巻線組１２の間で位相差を持たない構成のものである。また、制御手段４においては、二相・三相変換器４７Ａ、４７Ｂの出力側に、電流検出手段２の各センサ部２１の故障に対処するための電圧指令演算器４８が設けられている。
【００７９】
この多重巻線モータ１のモータモデルは、当該モータの磁束位置θｒｅ’に同期した回転座標上で、次式のように表される。
【００８０】
【数１１】
0005398861.tif 000012
【００８１】
ここに、Ｐ：微分演算子、ｖ１ｄ：第１巻線組電圧の回転座標ｄ軸成分、ｖ１ｑ：第１巻線組電圧の回転座標ｑ軸成分、ｖ２ｄ：第２巻線組電圧の回転座標ｄ軸成分、ｖ２ｑ：第２巻線組電圧の回転座標ｑ軸成分、ｉ１ｄ：第１巻線組電流の回転座標ｄ軸成分、ｉ１ｑ：第１巻線組電流の回転座標ｑ軸成分、ｉ２ｄ：第２巻線組電流の回転座標ｄ軸成分、ｉ２ｑ：第２巻線組電流の回転座標ｑ軸成分、ｉ１ｄ：回転子電流の回転座標ｄ軸成分、ｉ１ｑ：回転子電流の回転座標ｑ軸成分、Ｒａ：固定子巻線抵抗、Ｌ１１：固定子巻線自己インダクタンス、Ｍ１２：相互インダクタンス（異なる固定子巻線組間）、Ｒｒ：回転子巻線抵抗、Ｌｒ：回転子巻線自己インダクタンス、Ｍｒ：相互インダクタンス（固定子巻線と回転子巻線間）、ωｒｅ：回転角速度（電気角）、ω１：一次角周波数である。
【００８２】
このモータモデルより、２つの巻線組１１、１２に対して等しい電圧を印加した場合は各巻線組１１、１２に流れる電流は相ごとに等しくなり、また、各巻線組１１、１２の三相巻線に等しい電流を通電した場合は、各巻線組１１，１２に加わる電圧は等しくなる。
【００８３】
制御手段４は、モータの磁束位置θｒｅ’と電流検出手段２の各センサ部２１で検出された電流に基づいて実施の形態２と同様の電流制御を行い、２つの巻線組１１、１２に関する電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を作成する。
【００８４】
電圧指令演算器４８は、故障検知手段５の検知出力に基づき、電流検出手段２のセンサ部２１が正常に電流検出が可能な場合と故障が発生した場合とで異なる方法により、各巻線組１１、１２に関する電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を演算する。
【００８５】
まず、電流検出手段２の各センサ部２１が全て正常に電流検出が可能な場合は、次式のように、各二相・三相変換器４７Ａ、４７Ｂから出力される制御出力電圧指令を各巻線組１１、１２に関する電圧指令としてそのまま利用する。
【００８６】
【数１２】
0005398861.tif 000013
【００８７】
これに対して、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障して、一方の巻線組のモータ電流が検出できない場合には、これに替わり、正常に検出された他方の巻線組の各相のモータ電流に基づいて二相・三相変換器４７Ａまたは４７Ｂで作成される制御出力電圧指令を電圧指令として差し替える演算を行う。例えば、一方の巻線組１１の２つのモータ電流ｉ１ｕ、ｉ１ｖが共にセンサ部２１の故障で検出できない場合は、次式のように、他方の巻線組１２について二相・三相変換器４７Ｂで作成される同じ相の制御出力電圧指令ｖ２ｕ＊’  、ｖ２ｖ＊’を用い、各巻線組１１、１２に関する電圧指令を演算する。
【００８８】
【数１３】
0005398861.tif 000014
【００８９】
式（５−１）のモータモデルを用いて示したように、２つの巻線組１１、１２に等しい電圧を印加する、または等しい電流を通電する場合、２つの巻線組１１、１２で電圧は等しいので、式（５−３）のように、故障したセンサ部２１で検出される電流に基づいて得られる相の電圧指令として、正常なセンサ部２１で検出された他の巻線組の各相のモータ電流に基づいて得られる電圧指令を利用することができる。したがって、一部のセンサ部２１の故障時も電圧指令を演算して、多重巻線モータ１の運転を継続することができる。
【００９０】
以上のように、この実施の形態５によれば、電流検出手段２のセンサ部２１の一部が故障して２つの巻線組１１、１２の内の一方の巻線組のモータ電流が正確に検出できない場合には、正常に検出された他方の巻線組に関するモータ電流に基づいて演算された制御出力電圧指令を利用して各巻線組１１、１２の各相の電圧指令を演算して多重巻線モータ１の運転を継続できるため、多重巻線モータ１の出力特性の変動を抑えることができるという、従来にない効果を奏する。
【００９１】
また、従来技術では、電流検出手段２のセンサ部２１の故障により、巻線組１１、１２の内の一方の巻線組に含まれる２相分以上の巻線に流れるモータ電流が検出できない場合は、電圧指令を演算することができず、モータのトルク指令と回転角速度によって電圧指令を求めるようにしていたため、制御応答良くモータの運転を継続することができなかった。これに対して、この実施の形態５では、電流検出手段２の故障により、巻線組１１、１２の内の一方の巻線組に含まれる２相分以上の巻線に流れるモータ電流が検出できない場合でも、他の巻線組に流れるモータ電流が検出できれば、正常に検出された他方の巻線組のモータ電流に基づいて演算された制御出力電圧指令を利用して各巻線組１１、１２の各相の電圧指令を演算して電流制御ができるので、制御応答良くモータの運転を継続できるといった、従来にない効果を奏する。
【００９２】
実施の形態６．
図６はこの発明の実施の形態６における多重巻線モータの駆動装置の構成図であり、実施の形態５（図５）と対応、もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
【００９３】
この実施の形態６において、実施の形態５と異なる点は、多重巻線モータ１と制御手段４である。すなわち、多重巻線モータ１は、固定子に２組の三相巻線を備えた誘導モータであり、第１巻線組１１と第２巻線組１２との間で位相差を持つように設定されている。ここでは一例として第２巻線組１２に対する第１巻線組１１の位相差をπ／６としている。また、制御手段４においては、電流制御器４５Ａ、４５Ｂの出力側に、電流検出手段２の各センサ部２１の故障に対処するための電圧指令演算器４８が設けられている。
【００９４】
多重巻線モータ１のモータモデルは、モータの磁束位置θｒｅ’に同期した回転座標上で、次式のように表される。ただし、第２巻線組１２は、第１巻線組１１に対して位相差π／６を持つ位相で回転座標への変換を行う。
【００９５】
【数１４】
0005398861.tif 000015
【００９６】
ここに、Ｐ：微分演算子、ｖ１ｄ：第１巻線組電圧の回転座標ｄ軸成分、ｖ１ｑ：第１巻線組電圧の回転座標ｑ軸成分、ｖ２ｄ：第２巻線組電圧の回転座標ｄ軸成分、ｖ２ｑ：第２巻線組電圧の回転座標ｑ軸成分、ｉ１ｄ：第１巻線組電流の回転座標ｄ軸成分、ｉ１ｑ：第１巻線組電流の回転座標ｑ軸成分、ｉ２ｄ：第２巻線組電流の回転座標ｄ軸成分、ｉ２ｑ：第２巻線組電流の回転座標ｑ軸成分、ｉ１ｄ：回転子電流の回転座標ｄ軸成分、ｉ１ｑ：回転子電流の回転座標ｑ軸成分（第２巻線組の回転座標は第１巻線組に対してπ／６進んだ位相）、Ｒａ：固定子巻線抵抗、Ｌ１１：固定子巻線自己インダクタンス、Ｍ１２：相互インダクタンス（異なる固定子巻線組間）、Ｒｒ：回転子巻線抵抗、Ｌｒ：回転子巻線自己インダクタンス、Ｍｒ：相互インダクタンス（固定子巻線と回転子巻線間）、ωｒｅ：回転角速度（電気角）、ω１：一次角周波数である。
【００９７】
式（６−１）のモータモデルは、第２巻線組１２が第１巻線組１１に対して位相差π／６を持つ回転座標上での値であることを除いて、式（５−１）と等しい。したがって、２つの巻線組１１、１２間で位相差を持つことを除いて、言い換えれば、位相差π／６を持つ回転座標上において、２つの巻線組１１、１２に対して等しい電圧を印加した場合は各巻線組１１、１２に流れる電流は相ごとに等しくなり、また、各巻線組１１、１２の相ごとに等しい電流を通電した場合は、各巻線組１１，１２に加わる電圧は等しくなる。
【００９８】
制御手段４は、実施の形態５と同様の電流制御を行い、２つの巻線組１１、１２に関する電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を作成するが、電圧指令演算器４８は、故障検知手段５の検知出力に基づき、電流検出手段２のセンサ部２１が正常に電流検出が可能な場合と故障が発生した場合とで異なる方法により、多重巻線モータ１の磁極位置θｒｅ’に同期した回転座標上の電圧指令ｖ１ｄ＊、ｖ１ｑ＊、ｖ２ｄ＊、ｖ２ｑ＊  を演算する。
【００９９】
まず、電流検出手段２の各センサ部２１が全て正常に電流検出が可能な場合は、次式のように、電流制御器４５Ａ、４５Ｂで電流制御された後の回転座標上の電圧指令ｖ１ｄ＊’、ｖ１ｑ＊’、ｖ２ｄ＊’、ｖ２ｑ＊’をそのまま利用する。
【０１００】
【数１５】
0005398861.tif 000016
【０１０１】
これに対して、電流検出手段２のセンサ部２１の一部が故障して、一方の巻線組についてモータ電流が検出できない場合には、これに替わり、正常に検出された他方の巻線組に関するモータ電流を利用して得られた回転座標上の電圧を利用する。例えば、一方の巻線組１１の２つの相のモータ電流ｉ１ｕとｉ１ｖが共にセンサ部２１の故障で検出できない場合は、次式のように電流制御器４５Ｂから出力される回転座標上の電圧ｖｉ２ｄ’、ｖ２ｑ’を利用して、回転座標上の各電圧指令ｖ１ｄ＊、ｖ１ｑ＊、およびｖ２ｄ＊、ｖ２ｑ＊を演算する。
【０１０２】
【数１６】
0005398861.tif 000017
【０１０３】
式（６−１）のモータモデルを用いて示したように、２つの巻線組１１、１２間で位相差を持つことを除いて、言い換えれば、位相差π／６を持つ回転座標上において、２つの巻線組１１、１２に対して等しい電圧を印加する、または等しい電流を通電する場合、２つの巻線組１１、１２で電圧は等しいので、式（６−３）のように、故障したセンサ部２１で検出して得られる回転座標上の電圧指令に替えて、正常なセンサ部２１で検出された他の巻線組の各相のモータ電流に基づいて得られる回転座標上の電圧指令を利用することができる。したがって、一部のセンサ部２１の故障時も電圧指令を演算して、多重巻線モータ１の運転を継続することができる。
【０１０４】
以上のように、この実施の形態６によれば、実施の形態５の効果に加えて、複数の巻線組１１、１２間で位相差を持つ場合において、電流検出手段２のセンサ部２１の一部が故障して２つの巻線組１１、１２の内の一方の巻線組の回転座標上の電圧指令が正確に得られない場合でも、正常に検出された他方の巻線組に関するモータ電流から得られる回転座標上の電圧指令に基づいて電圧指令を演算して多重巻線モータ１の運転を継続できるため、多重巻線モータ１の出力特性の変動を抑えることができるという、従来にない効果を奏する。
【０１０５】
実施の形態７．
図７はこの発明の実施の形態７における多重巻線モータの駆動装置の構成図であり、実施の形態５（図５）と対応、もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
【０１０６】
この実施の形態７において、実施の形態５と異なる点は、制御手段４と、故障検知手段５である。すなわち、故障検知手段５は、実施の形態４において説明した場合と同様にして、電流検出手段２の故障を検知する。また、制御手段４においては、電流制御器４５Ａ、４５Ｂの出力側に、電流検出手段２の各センサ部２１の故障に対処するための電圧指令演算器４８が設けられている。
【０１０７】
制御手段４の各電流制御器４５Ａ、４５Ｂは、実施の形態４において説明した場合と同様にして、各巻線組１１、１２に対応した各電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊をそれぞれ作成する。
【０１０８】
電圧指令演算器４８は、故障検知手段５の検知出力に基づき、電流検出手段２のセンサ部２１が正常に電流検出が可能な場合と故障が発生した場合とで異なる方法により、２つの巻線組１１、１２に対応した電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を演算する。
【０１０９】
まず、電流検出手段２の各センサ部２１が全て正常に電流検出が可能な場合は、次式のように、各電流制御器４５Ａ、４５Ｂから出力される電流制御後の制御出力電圧指令ｖ１ｕ＊’、ｖ１ｖ＊’、ｖ１ｗ＊’、およびｖ２ｕ＊’、ｖ２ｖ＊’、ｖ２ｗ＊’をそのまま利用する。
【０１１０】
【数１７】
0005398861.tif 000018
【０１１１】
これに対して、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障して、一方の巻線組のモータ電流が検出できない場合には、これに替わり、正常に検出された他方の巻線組の各相のモータ電流に基づいて得られる制御出力電圧指令を利用して以下のような演算を行う。
【０１１２】
実施の形態５において説明したように、式（５−１）のモータモデルのとおり、２つの巻線組１１、１２に等しい電圧を印加する、または等しい電流を通電する場合、２つの巻線組１１、１２で電圧は等しいので、式（５−３）のように、電流検出手段２の一部のセンサ部２１の故障により、一方の巻線組の相の電圧指令が正確に得られない場合は、正常に電流検出された他方の巻線組の電流に基づいて得られる電圧指令を利用できる。しかしながら、多重巻線モータ１の回路定数や電圧印加手段３の特性などには、ばらつきが存在するため、正確には複数の巻線組１１、１２で各相の電圧指令は等しくならない。
【０１１３】
そこで、この実施の形態７では、一方の巻線組の電圧指令が正確に得られないために、正常に検出された他の巻線組のモータ電流から得られた電圧指令を利用して演算する場合に、一方の巻線組に関するセンサ部２１が全て故障しておらず、少なくとも１相分のセンサ部２１はその相のモータ電流を正常に検出できる場合には、その正常に電流検出できる当該相のセンサ部２１で検出されたモータ電流に基づいて得られた制御出力電圧指令と、正常に検出された他の巻線組の同じ相のモータ電流に基づいて得られた制御出力電圧指令の双方を用いて、この相の電圧指令を補正する。
【０１１４】
例えば、一方の巻線組１１の２つのモータ電流ｉ１ｕ、ｉ１ｖが共にセンサ部２１の故障で検出できないが、当該巻線組１１の残りの相のモータ電流ｉ１ｗが正常に検出できている場合には、次式のように各巻線組１１、１２について各相の電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を演算する。
【０１１５】
【数１８】
0005398861.tif 000019
【０１１６】
式（７−２）では、故障した相の電圧指令を他の巻線組の電圧指令を利用して演算する場合に、正常な相の制御出力電圧指令と他の巻線組における当該相の制御出力電圧指令との比であるｋ１を用いて補正しているので、モータの回路定数や電圧印加手段の特性などにばらつきが存在する場合に、より正確に故障した相の電圧指令を演算できる。
【０１１７】
以上のように、この実施の形態７によれば、実施の形態５の効果に加えて、一方の巻線組に対応した各センサ部２１の一部が故障しても、その残りの少なくとも１相分のセンサ部２１がその相の巻線を流れるモータ電流を正常に検出できる場合には、その正常な相のモータ電流を検出して得られた制御出力電圧指令と他の巻線組における当該相のモータ電流を検出して得られた制御出力電圧指令との比であるｋ１を用いて補正を行うので、多重巻線モータ１の回路定数や電圧印加手段３の特性などにばらつきが存在する場合にも、より正確に故障した相の電圧指令を演算することができるといった、従来にない効果を奏する。
【０１１８】
実施の形態８．
図８はこの発明の実施の形態８における多重巻線モータの駆動装置の構成図であり、実施の形態１（図１）と対応、もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
【０１１９】
この実施の形態８において、実施の形態１と異なる点は、多重巻線モータ１、電圧印加手段３、電流検出手段２、制御手段４、および故障検知手段５である。
【０１２０】
すなわち、この実施の形態８の多重巻線モータ１は、固定子に対してそれぞれ三相巻線からなる第１巻線組１１〜第４巻線組１４の４組が設けられるとともに、回転子に永久磁石を用いた同期モータであり、４つの巻線組１１〜１４の間で位相差を持たない構成のものである。
【０１２１】
実施の形態１の式（１−１）と同様に、４つの巻線組１１〜１４に対して等しい電圧を印加した場合は各巻線組１１〜１４に流れる電流は相ごとに等しくなり、また、各巻線組１１〜１４の相ごとに等しい電流を通電した場合は、各巻線組１１〜１４に加わる電圧は等しくなる。
【０１２２】
電圧印加手段３は、４つの電圧印加器３１〜３４からなり、各電圧印加器３１〜３４は、各巻線組１１〜１４に対して個別に接続されている。また、多重巻線モータ１と電圧印加手段３との間に設けられた電流検出手段２は、各巻線組１１〜１４の各相の巻線に個別に対応してセンサ部２１が配置され、これらの各センサ部２１によって各相の巻線を流れるモータ電流ｉ１ｕ、ｉ１ｖ、ｉ１ｗ、ｉ２ｕ、ｉ２ｖ、ｉ２ｗ、ｉ３ｕ、ｉ３ｖ、ｉ３ｗ、ｉ４ｕ、ｉ４ｖ、ｉ４ｗを検出する。また、故障検知手段５は、実施の形態１と同様にして、電流検出手段２の各センサ部２１の故障の有無を検知する。
【０１２３】
制御手段４は、実施の形態１と同様にして、４つの巻線組１１〜１４に関する電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊〜ｖ４ｕ＊、ｖ４ｖ＊、ｖ４ｗ＊を作成するが、電流演算器４２の動作が実施の形態１の場合と異なっている。
【０１２４】
すなわち、電流演算器４２は、故障検知手段５の検知出力に基づき、電流検出手段２の各センサ部２１が正常に電流検出が可能な場合と故障が発生した場合とで異なる方法により、電流制御用の各相のモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算する。
【０１２５】
まず、電流検出手段２の各センサ部２１が全て正常に電流検出が可能な場合は、次式で電流制御用の各相のモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算する。
【０１２６】
【数１９】
0005398861.tif 000020
【０１２７】
これに対して、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障して、各巻線組１１〜１４について一部のモータ電流がセンサ部２１で正確に検出できない場合には、正常に検出された他の巻線組の各相のモータ電流を利用して演算を行う。例えば、４つの巻線組１１〜１４の三相のセンサ部２１が、表１のように故障していて正確にモータ電流を検出できないものとする。
【０１２８】
【表１】
0005398861.tif 000021
【０１２９】
この場合、電流検出手段２のセンサ部２１は、モータ電流を、第１、４巻線組１１、１４はＵ相を正常に、第２巻線組１２はＶ相を正常に、第３巻線組１３はＷ相を正常にそれぞれ検出するので、次式のようにして電流制御用の各相のモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算する。
【０１３０】
【数２０】
0005398861.tif 000022
【０１３１】
前述の実施形態１において、式（１−１）のモータモデルを用いて示したように、４つの巻線組１１〜１４に対して等しい電圧を印加する、または等しい電流を通電する場合、式（８−１）と式（８−２）は等しくなる。したがって、故障時もモータ電流を演算して、多重巻線モータ１の運転を継続することができる。
【０１３２】
ここで、実施の形態１〜７のように、単に、故障したセンサ部２１に対応した各相の電流や電圧を、正常なセンサ部２１が存在する他の巻線組の電流や電圧のみを利用して演算する手法では、表１のように、センサ部２１の故障の数が多くて、互いに異なる巻線組間で同じ相に関するセンサ部２１が故障したときには、各相のモータ電流や電圧を正確に演算するのが難しい。例えば、第１巻線組１１のＶ相とＷ相のモータ電流を、他の巻線組１２〜１４に関して検出されたモータ電流を利用して演算しようとしても、第２〜４巻線組１２〜１４に関して、Ｖ相とＷ相の双方のモータ電流を共にセンサ部２１で正確に検出することができず演算できない。
【０１３３】
これに対して、この実施の形態８では、電流検出手段２のセンサ部２１の故障の有無を相別に判断するので、Ｕ相に関しては第１、４巻線組１１、１４に設けたセンサ部２１により、Ｖ相に関して第２巻線組１２に設けたセンサ部２１により、さらにＷ相に関しては第３巻線組１３に設けたセンサ部２１により、それぞれ検出したモータ電流を利用して各相のモータ電流が演算できる。つまり、この実施の形態８によれば、各相に関して少なくとも１つの巻線組のセンサ部２１が正常であれば、各相のモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算することができる。
【０１３４】
以上のように、この実施の形態８によれば、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障した場合に、他の巻線組に関するモータ電流に基づいて電圧指令を演算してモータ運転を継続できるといった効果に加えて、センサ部２１の故障の数が多くて、互いに異なる巻線組間で同じ相に関するセンサ部２１が故障したときでも相別にセンサ部２１の故障を判断してモータ電流を演算し、多重巻線モータ１の運転を継続できるといった、従来にない効果を奏する。
【０１３５】
実施の形態９．
図９はこの発明の実施の形態９の多重巻線モータの駆動装置の構成図であり、実施の形態１（図１）と対応、もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
【０１３６】
この実施の形態９において、制御手段４は、三相・二相変換器４３の入力側に、電流検出手段２の一部のセンサ部２１の故障に対処するための電流演算器４２を備える点は実施の形態１と同様であるが、さらに、この実施の形態９では、電流検出手段２のセンサ部２１が全部故障した場合に対処するために、故障時電圧指令演算器５１と電圧指令切替器５２とが設けられている。その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。
【０１３７】
すなわち、故障時電圧指令演算器５１は、トルク制御器４１によって演算された、モータを所望の速度やトルクなどの運転条件で運転するためにトルク制御器４１から与えられる回転座標上の電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊に基づいて、後に詳述するようにして回転座標上の故障時電圧指令ｖｄ＊’’、ｖｑ＊’’を演算する。
【０１３８】
ここで、上記の故障時電圧指令演算器５１による故障時電圧指令ｖｄ＊’’、ｖｑ＊’’の具体的な演算方法について説明する。
多重巻線モータのモータモデルは式（１−１）で表される。式（１−１）において、ｉｑ，ｉｄが一定である定常状態を考えるべく微分演算子：Ｐをゼロとすれば、多重巻線モータのモータモデルは次式となる。
【０１３９】
【数２１】
0005398861.tif 000023
【０１４０】
式（９−１）に、各巻線組１１、１２の回転座標上の電流指令値ｉ１ｄ＊、ｉ１ｑ＊、ｉ２ｄ＊、ｉ２ｑ＊、モータの回転角速度（電気角）：ωｒｅ、およびモータ定数：Ｒ、Ｌ１１、Φを代入すれば、モータを所望の速度やトルクなどの運転条件で運転するための各巻線組１１、１２の回転座標上の故障時電圧指令ｖｄ＊’’、ｖｑ＊’’が演算できる。さらにここでは、２つの巻線組１１、１２の電圧指令と電流を等しくするので、回転座標上の故障時電圧指令ｖｄ＊’’、ｖｑ＊’’は、次式で演算できる。
【０１４１】
【数２２】
0005398861.tif 000024
【０１４２】
次に、電圧指令切替器５２は、故障検知手段５の検知出力に基づいて、電流検出手段２のセンサ部２１が全て正常な場合、またはセンサ部２１の一部が故障していることが検知された場合は電流制御器４５の出力を選択する一方、電流検出手段２のセンサ部２１の全てが故障していることが検知されると、故障時電圧指令演算器５１の出力を選択する。
【０１４３】
すなわち、巻線組１１、１２の各相に関して、電流検出手段２のセンサ部２１が全て正常な場合、またはセンサ部２１の一部が故障している場合は、実施の形態１と同様に、電流演算器４２によるモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの演算が行われるため、回転座標上の電圧指令を次式のように電流制御器４５の出力とする。
【０１４４】
【数２３】
0005398861.tif 000025
【０１４５】
一方、巻線組１１、１２の各相に関して電流検出手段２のセンサ部２１が全て故障している場合は、回転座標上の電圧指令を次式のように故障時電圧指令演算器５１の出力とする。
【０１４６】
【数２４】
0005398861.tif 000026
【０１４７】
ここで、前述の各実施の形態１〜７では、全ての巻線組１１、１２の各相について電流検出手段２のセンサ部２１が故障した場合は、モータ電流を演算して多重巻線モータ１に対する電圧指令を演算することができない。これに対して、この実施の形態８では、電圧指令切替器５２によって電流制御器４５の出力と故障時電圧指令演算器５１の出力のいずれが選択された場合でも、実施の形態１と同様に、回転座標上の電圧指令ｖｄ＊、ｖｑ＊が座標変換器４６、および二相・三相変換器４７を経由することによって、最終的には２つの巻線組１１、１２に関する電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊が作成されて電圧印加手段３に出力される。したがって、多重巻線モータ１の所望の運転条件とモータモデルとから電圧指令を演算してモータの運転を継続することができる。
【０１４８】
以上のように、この実施の形態９によれば、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障した場合に、他の巻線組の電流に基づいて電圧指令を演算して多重巻線モータ１の運転を継続できるといった効果に加えて、巻線組１１、１２の各相全てについて電流検出手段２のセンサ部２１が故障した場合でもモータの所望の運転条件とモータモデルとから電圧指令を演算して多重巻線モータ１の運転を継続できるといった、従来にない効果を奏する。
【０１４９】
実施の形態１０．
図１０はこの実施の形態１０の多重巻線モータの駆動装置の構成図であり、実施の形態１（図１）と対応、もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
【０１５０】
この実施の形態１０において、制御手段４は、三相・二相変換器４３の入力側に、電流検出手段２の一部のセンサ部２１の故障に対処するための電流演算器４２を備える点は実施の形態１と同様であるが、さらに、この実施の形態１０では、電流検出手段２のセンサ部２１が全部故障した場合に対処するためにモータ駆動停止器５３が設けられている。その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。
【０１５１】
ここで、巻線組１１、１２の各相に関して、電流検出手段２のセンサ部２１が全て正常な場合、またはセンサ部２１の一部が故障している場合には、モータ駆動停止器５３からはモータ駆動停止信号が出力されない。このため、実施の形態１と同様に、電流演算器４２によるモータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの演算が行われる結果、制御手段４からは、実施の形態１と同様にして、最終的には２つの巻線組１１、１２に関する電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、およびｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊が電圧印加手段３に与えられる。
【０１５２】
一方、巻線組１１、１２の各相について電流検出手段２の全てのセンサ部２１が故障した場合は、モータ駆動停止器５３はモータ駆動停止用のモータ駆動停止信号を電流演算器４２と電圧印加手段３へ出力する。
【０１５３】
電圧印加手段３を構成する各電圧印加器３１、３２が例えば共に図１１に示す構成のインバータであるとする。すなわち、両電圧印加器３１、３２は、直流電源１０９１と電圧平滑コンデンサ１０９２、およびスイッチング素子１０９３〜１０９８から構成され、電圧指令に基づいてスイッチング素子１０９３〜１０９８を動作させてモータに電圧を供給する。
【０１５４】
電圧印加手段３の両電圧印加器３１、３２は、故障検知手段５からモータ駆動停止信号を受け取ると、各スイッチング素子１０９３〜１０９８をオフにして、多重巻線モータ１の駆動を停止する。また、このモータ駆動停止信号により電流演算器４２も同時に動作を停止する。
【０１５５】
ここで、前述の各実施の形態１〜７では、全ての巻線組１１、１２の各相について電流検出手段２の全てのセンサ部２１が故障した場合は、各センサ部２１で検出された電流に基づいて多重巻線モータ１に対する電圧指令を演算することができず、多重巻線モータ１の所望の運転条件とは異なる逆方向の速度へ変化したり、逆方向のトルクを発生する場合がある。これに対して、この実施の形態１０では、各巻線組１１、１２の各相について電流検出手段２の全てのセンサ部２１が故障して電圧指令を演算できない場合は、モータの駆動を停止するので、このような不都合は生じない。
【０１５６】
以上のように、この実施の形態１０によれば、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障した場合に、他の巻線組の電流に基づいて電圧指令を演算して多重巻線モータ１の運転を継続できるといった効果に加えて、巻線組１１、１２の各相について電流検出手段２の全てのセンサ部２１が故障した場合には、モータ駆動を停止するので、多重巻線モータ１が所望の運転条件とは異なる逆方向の速度へ変化したり、逆方向のトルクを発生するなどの不都合を生じないといった、従来にない効果を奏する。
【０１５７】
実施の形態１１．
図１２はこの発明の実施の形態１１の多重巻線モータの駆動装置の構成図であり、実施の形態２（図２）と対応、もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
【０１５８】
この実施の形態１１においても、制御手段４は、実施の形態２と同様に、最終的に２つの巻線組１１、１２に関する電圧指令ｖ１ｕ＊、ｖ１ｖ＊、ｖ１ｗ＊、ｖ２ｕ＊、ｖ２ｖ＊、ｖ２ｗ＊を作成して電圧印加手段３に出力するが、実施の形態２の場合と異なる点は、制御手段４と故障検知手段５である。
【０１５９】
すなわち、制御手段４には、各巻線組１１、１２に対応して電流演算器５４Ａ、５４Ｂが設けられている。そして、各電流演算器５４Ａ、５４Ｂは、各巻線組１１、１２に関して、電流検出手段２のセンサ部２１の故障が三相の内の一相に相当する場合には、三相電流の和がゼロであることを利用して故障した相に対応したモータ電流を演算するとともに、その巻線組に関して電流検出手段２のセンサ部２１は正常に電流検出が可能である旨の電流検出可能信号を故障検知手段５に出力する。
【０１６０】
また、故障検知手段５は、実施の形態２の場合と同様に、電流検出手段２の各センサ部２１の故障の有無を判定するが、上記の電流演算器５４Ａ、５４Ｂから巻線組１１、１２に関する電流検出可能信号を受け取ると、当該巻線組に関して各センサ部２１で検出されたモータ電流は全て正常に検出されたものと判断する。電流演算器４２は、後述のように、故障検知手段５からの判断結果に応じて各モータ電流の出力内容を異ならせる。
【０１６１】
以下、電流演算器５４Ａ、５４Ｂ、故障検知手段５、および電流演算器４２の動作を具体例をあげて説明する。
【０１６２】
（Ｉ）１番目の例として、電流検出手段２のセンサ部２１の故障は、第１巻線組１１のＵ相に関してのみとする。この場合、電流演算器５４Ａは、三相電流の和がゼロであることを利用して故障したＵ相の検出電流、および他のＶ相、Ｗ相の各検出電流を次式のように演算するとともに、故障検知手段５に対して第１巻線組１１に関して電流検出手段２のセンサ部２１は正常に電流検出が可能である旨の電流検出可能信号を送る。
【０１６３】
【数２５】
0005398861.tif 000027
【０１６４】
一方、第２巻線組１２に関するセンサ部２１は全て正常に電流検出可能であるので、電流演算器５４Ｂは、次式のように三相の検出電流をそのまま出力するとともに、故障検知手段５に対して第２巻線組１２に関して電流検出手段２のセンサ部２１は正常に電流検出が可能である旨の電流検出可能信号を送る。
【０１６５】
【数２６】
0005398861.tif 000028
【０１６６】
故障検知手段５は、両電流演算器５４Ａ、５４Ｂから共に電流検出可能信号が与えられると、電流検出手段２の全てのセンサ部２１が正常と判断するので、これに応じて、電流演算器４２は、次式のように各電流演算器５４Ａ、５４Ｂから入力された検出電流を電流制御用のモータ電流としてそのまま出力する。
【０１６７】
【数２７】
0005398861.tif 000029
【０１６８】
（ＩＩ）２番目の例として、電流検出手段２のセンサ部２１の故障は、第１巻線組１１のＵ相と、第２巻線組１２のＵ相に関したものとする。この場合、各電流演算器５４Ａ、５４Ｂは次式のように三相の検出電流を演算するとともに、故障検知手段５に対して第１巻線組１１と第２巻線組１２に関して電流検出手段２のセンサ部２１は正常に電流検出が可能である旨の電流検出可能信号を送る。
【０１６９】
【数２８】
0005398861.tif 000030
【０１７０】
【数２９】
0005398861.tif 000031
【０１７１】
故障検知手段５は、両電流演算器５４Ａ、５４Ｂから共に電流検出可能信号が与えられると、両巻線組１１、１２に関して電流検出手段２の全てのセンサ部２１が正常と判断するので、これに応じて、電流演算器４２は、次式のように各電流演算器５４Ａ、５４Ｂから入力された検出電流を電流制御用のモータ電流としてそのまま出力する。
【０１７２】
【数３０】
0005398861.tif 000032
【０１７３】
（ＩＩＩ）３番目の例として、電流検出手段２のセンサ部２１の故障は、第１巻線組１１のＵ相と、第２巻線組１２のＵ相およびＶ相に関したものとする。この場合、一方の電流演算器５４Ａは、第１巻線組１１に関する三相の検出電流を次式のように演算するとともに、故障検知手段５に対して第１巻線組１１に関して電流検出手段２のセンサ部２１は正常に電流検出が可能である旨の電流検出可能信号を送る。
【０１７４】
【数３１】
0005398861.tif 000033
【０１７５】
また、第２巻線組１２については、Ｕ相およびＶ相の２相分のセンサ部２１が故障しているので、他方の電流演算器５４Ｂは、次式のように各センサ部２１の検出電流をそのまま出力するとともに、故障検知手段５に対して第２巻線組１２について電流検出手段２のセンサ部２１が故障してＵ相、Ｖ相の電流が検出できない旨の信号を送る。
【０１７６】
【数３２】
0005398861.tif 000034
【０１７７】
故障検知手段５は、一方の電流演算器５４Ａからは電流検出可能信号が与えられるので、第１巻線組１１について電流検出手段２の全てのセンサ部２１が正常と判断するが、第２巻線組１２については他方の電流演算器５４Ｂからの出力信号に基づき、電流検出手段２のＵ相、Ｖ相に関するセンサ部２１が故障と判断する。
【０１７８】
これに応じて、電流演算器４２は、次式のように、第１巻線組１１に関しては一方の電流演算器５４Ａから出力される電流をそのまま電流制御用のモータ電流として出力し、また、第２巻線組１２に関しては、故障したＵ相、Ｖ相に対応して電流演算器５４Ａで得られる第１巻線組１１に関するＵ相、Ｖ相の電流を電流制御用のモータ電流として用いる。
【０１７９】
【数３３】
0005398861.tif 000035
【０１８０】
以上のように、この実施の形態１１によれば、電流検出手段２の一部のセンサ部２１が故障した場合に、他の巻線組の電流に基づいて電圧指令を演算して多重巻線モータ１の運転を継続できるといった効果に加えて、各巻線組の１相分に相当するセンサ部が故障した場合は、当該巻線組内の他の相について正常なセンサ部で得られたモータ電流を利用した簡単な演算で故障した相のモータ電流を演算できるといった、従来にない効果を奏する。
【０１８１】
また、従来技術では、電流検出手段２のセンサ部２１が異なる巻線組間で一つずつ故障した場合は、モータ電流を演算することができなかった。これに対して、この実施の形態１１では、２番目の例のように、センサ部２１が異なる巻線組間で一つずつ故障した場合でも、故障の発生した巻線組内での簡単な演算で故障した相のモータ電流を演算できる。
【０１８２】
さらに、実施の形態１〜１０においては、故障した相の電流を正常な他の巻線組の検出電流を用いて演算するので、ある相に関して全ての巻線組において故障している場合は、故障した相のモータ電流を演算することができない。これに対して、この実施の形態１１では、各巻線組内で個々に故障した相のモータ電流を演算するので、２番目と３番目の例のように、全ての巻線組間で同じ相が故障している場合も、故障が１相以下の他の巻線組の電流を用いて、モータ電流を演算できる。言い換えれば、少なくとも１つの巻線組でセンサ部２１の故障が１つ以下の場合は、その巻線組について得られた電流を用いて故障した他の巻線組の電流を演算できる。
【０１８３】
したがって、この実施の形態１１によれば、多重巻線モータ１の巻線組・相に対応した電流検出手段２のセンサ部２１の故障の数が多い場合でもモータ電流を確実に演算して、当該モータ１を制御応答良く運転継続できるといった、従来にない効果を奏する。
【０１８４】
この発明は上記の実施の形態１〜１１の構成のみに限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種の変形を加えることが可能であり、また、各実施の形態１〜１１を適宜組み合わせた構成とすることも可能である。
【０１８５】
例えば、上記の説明では、電流検出手段２は、多重巻線モータ１の各巻線組の全ての相に設けた場合で説明したが、電圧印加手段３のスイッチング素子に内蔵したり、スイッチング素子と直列に設けてもよい。さらに、複数相のうち１相の電流センサを省略して、省略した相の電流を全ての相の電流和がゼロになることを利用して演算してもよい。この場合に本発明の動作は、１相のみが故障している場合に相当する。また、電流検出手段２は、電圧印加手段３の直流母線とスイッチング素子との間に設けて、その検出電流とスイッチング素子のオン／オフ状態とからモータ電流を演算するようにしてもよい。この場合に本発明の動作は、直流母線に設けた電流検出手段２がその巻線組の全ての相の電流を検出している場合に相当する。
また、各実施の形態１〜１１の説明では、各巻線組の電圧や電流は等しいとして説明したが、各巻線組で電圧や電流の比が異なる場合は、それらの電圧比や電流比を考慮して、電圧指令や電流を補正してもよい。
【０１８６】
また、実施の形態３と実施の形態６では、故障した巻線組の電圧・電流を、位相差を持つ他の巻線組の電圧・電流から演算する場合に、回転座標上の値を利用する場合で説明したが、三相座標上で位相差分だけシフトした電圧・電流を作成してその値を利用してもよい。
【０１８７】
また、実施の形態１０では、モータの駆動を停止する方法として、電圧印加手段３がインバータの場合に、全てのスイッチング素子をオフする方法を説明したが、多重巻線モータ１と電圧印加手段３の間にリレーを設けてリレーをオフするようにしてもよい。
【０１８８】
また、各実施の形態１〜１１の説明では、故障検知手段５の故障検知方法は、多重巻線モータ１を運転していない場合のモータ電流がゼロであることや、正常時はモータ電流の指令値と検出値がほぼ一致していることを利用するとして説明した。本発明に用いる故障検知方法としては、モータの電圧指令を利用する方法や、モータ電流を推定する方法など、他にも様々な方法が利用可能である。
【０１８９】
また、この実施の形態１〜１１の説明では、磁極位置検出手段６が多重巻線モータの磁極・磁束位置を検出するとして説明したが、例えば、公開特許ＷＯ２０１０／１０９５２８や特許第３６８３３８２号のように、磁極・磁束位置を推定するような構成にしてもよい。
【符号の説明】
【０１９０】
１  多重巻線モータ、２  電流検出手段、２１  センサ部、
３  電圧印加手段、３１〜３４  電圧印加器、４  制御手段、
５  故障検知手段、６  磁極位置検出手段、４２  電流演算器、
４８  電圧指令演算器、５１  故障時電圧指令演算器、
５２  電圧指令切替器、５３  モータ駆動停止器、
５４Ａ，５４Ｂ  電流演算器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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