(57)【要約】【課題】故障が発生しても、多相電動機を駆動継続させながら、多相電動機の出力トルクを最適化する。【解決手段】電流指令制限部７からの電流指令値に基づいて駆動信号を生成する駆動制御部９と、駆動信号に応じて多相モータ１を駆動させるスイッチング素子部１２と、多相モータ１の各相に通電する電流を検出する電流センサ１３と、スイッチング素子部１２のスイッチング素子及び電流センサ１３の故障を検出する故障検出部８と、多相モータ１およびインバータ６の温度を検出する温度センサ４ａ，４ｂとを備え、故障検出部８が故障を検出した場合、電流指令制限部７は、故障が検出された相に対応する巻線組に接続されているスイッチング素子を全てオフとし、他の巻線組に接続されているスイッチング素子に対しては、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度に応じて制限をかけた電流指令値を出力する。【選択図】図１
2015104235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の相から構成された巻線組を複数組有した多相電動機を駆動させるための多相電動機の駆動制御装置であって、
外部から入力される電流指令値を制限する電流指令制限部と、
前記電流指令制限部から出力される前記電流指令値に基づいて駆動信号を生成する駆動制御部と、
前記多相電動機の各巻線組の各相に接続された複数のスイッチング素子から構成され、前記駆動制御部から出力される前記駆動信号に応じて前記スイッチング素子のオンオフ制御を行うことで、前記多相電動機を駆動させるスイッチング素子部と、
前記多相電動機の各巻線組の各相に接続され、前記スイッチング素子部の前記スイッチング素子から前記多相電動機の各相に供給する電流を検出する電流センサと、
前記スイッチング素子及び前記電流センサの故障を検出する故障検出部と、
前記多相電動機の温度および前記駆動制御装置の温度を検出する温度検出部と
を備え、
前記故障検出部が、前記多相電動機の各巻線組の各相に接続された前記スイッチング素子または前記電流センサのうちの少なくともいずれか１つの故障を検出した場合、前記電流指令制限部は、前記故障が検出された相に対応する前記巻線組に接続されている前記スイッチング素子を全てオフとする一方、それ以外の前記巻線組に接続されている前記スイッチング素子に対しては、前記温度検出部の検出温度に応じて制限をかけた電流指令値を出力する
多相電動機の駆動制御装置。
【請求項２】
前記電流指令制限値は、
前記制限をかけた電流指令値として、外部から入力される前記電流指令値に対して前記温度検出部の検出温度に応じた電流制限値を算出し、
前記電流指令値が前記電流制限値未満のときは、前記電流指令値に前記制限をかけずにそのまま出力し、
前記電流指令値が前記電流制限値以上のときは、前記電流制限値を出力する
請求項１に記載の多相電動機の駆動制御装置。
【請求項３】
前記電流指令制限部は、
前記温度検出部の検出温度に対する温度しきい値として、第１の温度しきい値と、前記第１の温度しきい値よりも大きい第２の温度しきい値とを有し、
前記温度検出部の検出温度が前記第１の温度しきい値未満のときは、前記電流指令値に前記制限をかけずにそのまま出力し、
前記温度検出部の検出温度が前記第１の温度しきい値以上になると、前記電流指令値に前記制限をかける電流制限動作を行い、
前記温度検出部の検出温度が第２の温度しきい値以上となると、前記電流制限動作から、前記多相電動機への通電を停止する通電停止動作に切り替える
請求項１に記載の多相電動機の駆動制御装置。
【請求項４】
前記電流指令制限部は、さらに、
前記温度検出部の検出温度が、前記第２の温度しきい値以上の状態から、前記第２の温度しきい値未満かつ前記第１の温度しきい値以上の状態に戻ると、前記通電停止動作から前記電流制限動作に切り替えるものであって、
前記第２の温度しきい値は、前記第２の温度しきい値以上の状態になって前記電流制限動作から前記通電停止動作に切り替える時の前記第２の温度しきい値と、前記第２の温度しきい値未満かつ前記第１の温度しきい値以上の状態になって前記通電停止動作から前記電流制限動作に切り替える時の前記第２の温度しきい値とが、互いに異なる値に設定されている
請求項３に記載の多相電動機の駆動制御装置。
【請求項５】
前記電流センサからの出力に基づいて前記多相電動機の各相の通電電流を積算して相電流積算値を出力する相電流積算算出部を備え、
前記電流指令制限部は、前記温度検出部の検出温度に代わりに、前記相電流積算算出部から出力される前記相電流積算値に応じて制限をかけた電流指令値を、前記故障と判定されなかった巻線組に接続されている前記スイッチング素子に対して出力する
請求項１から４までのいずれか１項に記載の多相電動機の駆動制御装置。
【請求項６】
前記電流指令制限部は、前記相電流積算算出部から出力される相電流積算値に対する相電流積算しきい値として、第１の相電流積算しきい値と、前記第１の相電流積算しきい値よりも大きい第２の相電流積算しきい値とを有し、前記相電流積算算出部から出力される相電流積算値が前記第１の相電流積算しきい値以上になると前記電流指令値に制限をかけ、前記相電流積算算出部から出力される相電流積算値が前記第２の相電流積算しきい値以上となると前記多相電動機への通電を停止する
請求項５に記載の多相電動機の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多相電動機の駆動制御装置に関し、特に、複数の巻線組を有する多相電動機の駆動制御を安定且つ最適に行うための多相電動機の駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動制御装置内のスイッチング素子を設けておき、当該スイッチング素子をオンオフ切替制御することで、複数の巻線組を有する電動機を駆動させる多相電動機の駆動制御技術が知られている。スイッチング素子が故障すると、電動機の駆動制御ができなくなるため、複数の巻線組を有する電動機では、スイッチング素子が故障した場合には、故障したスイッチング素子に接続される巻線組は使用せず、故障していないスイッチング素子の巻線組のみに通電させることで電動機の駆動継続を行う技術が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、スイッチング素子がオン故障した場合、電動機の回転数に応じた誘起電圧により駆動に逆らうトルクが発生するため、故障した巻線組に接続される全てのスイッチング素子をオフとしながら、故障していない巻線組に接続されるスイッチング素子には、駆動に逆らうトルクを低減させるためのオンオフ切替制御を行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７８２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１に開示された技術によれば、スイッチング素子の故障検出時に駆動継続をしながらスイッチング素子故障による出力トルクの変動を抑えることはできるが、故障した巻線組が使用できないことで電動機の最大出力トルクは低下し指令トルクに達しない場合があり、電動機及び駆動制御装置に大電流が通電され過熱故障に至る課題があった。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、故障が発生しても、多相電動機を駆動継続させながら、電動機及び駆動制御装置の過熱故障を防ぐ、多相電動機の駆動制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の相から構成された巻線組を複数組有した多相電動機を駆動させるための多相電動機の駆動制御装置であって、外部から入力される電流指令値を制限する電流指令制限部と、前記電流指令制限部から出力される前記電流指令値に基づいて駆動信号を生成する駆動制御部と、前記多相電動機の各巻線組の各相に接続された複数のスイッチング素子から構成され、前記駆動制御部から出力される前記駆動信号に応じて前記スイッチング素子のオンオフ制御を行うことで、前記多相電動機を駆動させるスイッチング素子部と、前記多相電動機の各巻線組の各相に接続され、前記スイッチング素子部の前記スイッチング素子から前記多相電動機の各相に供給する電流を検出する電流センサと、前記スイッチング素子及び前記電流センサの故障を検出する故障検出部と、前記多相電動機の温度および前記駆動制御装置の温度を検出する温度検出部とを備え、前記故障検出部が、前記多相電動機の各巻線組の各相に接続された前記スイッチング素子または前記電流センサのうちの少なくともいずれか１つの故障を検出した場合、前記電流指令制限部は、前記故障が検出された相に対応する前記巻線組に接続されている前記スイッチング素子を全てオフとする一方、それ以外の前記巻線組に接続されている前記スイッチング素子に対しては、前記温度検出部の検出温度に応じて制限をかけた電流指令値を出力する多相電動機の駆動制御装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、複数の相から構成された巻線組を複数組有した多相電動機を駆動させるための多相電動機の駆動制御装置であって、外部から入力される電流指令値を制限する電流指令制限部と、前記電流指令制限部から出力される前記電流指令値に基づいて駆動信号を生成する駆動制御部と、前記多相電動機の各巻線組の各相に接続された複数のスイッチング素子から構成され、前記駆動制御部から出力される前記駆動信号に応じて前記スイッチング素子のオンオフ制御を行うことで、前記多相電動機を駆動させるスイッチング素子部と、前記多相電動機の各巻線組の各相に接続され、前記スイッチング素子部の前記スイッチング素子から前記多相電動機の各相に供給する電流を検出する電流センサと、前記スイッチング素子及び前記電流センサの故障を検出する故障検出部と、前記多相電動機の温度および前記駆動制御装置の温度を検出する温度検出部とを備え、前記故障検出部が、前記多相電動機の各巻線組の各相に接続された前記スイッチング素子または前記電流センサのうちの少なくともいずれか１つの故障を検出した場合、前記電流指令制限部は、前記故障が検出された相に対応する前記巻線組に接続されている前記スイッチング素子を全てオフとする一方、それ以外の前記巻線組に接続されている前記スイッチング素子に対しては、前記温度検出部の検出温度に応じて制限をかけた電流指令値を出力する多相電動機の駆動制御装置であるので、故障が発生しても、多相電動機を駆動継続させながら、多相電動機及び駆動制御装置の過熱故障を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る多相電動機の駆動制御装置の構成を示した構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る多相電動機の駆動制御装置の故障検出処理の流れを示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る多相電動機の駆動制御装置の電流指令制限処理の流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の多相電動機の駆動制御装置の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る多相電動機の駆動制御装置の構成を示した図である。
【００１２】
図１において、符号１は、多相電動機（以下、多相モータと称する）である。多相モータ１は、複数の巻線組２，３と、多相モータ１の温度を計測するために配置された温度センサ４ａと、多相モータ１の回転子位置を検出するための位置センサ５とから構成されている。なお、本実施の形態では、複数の巻線組として、図１に、第１巻線組２と第２巻線組３の２つの巻線組が示されている。本実施の形態では、このように、２つの巻線組が設けられている場合を例に挙げて説明するが、多相モータ１の巻線組数は、特に制限されるものではなく、共に、任意の個数でよい。また、位置センサ５の種類も、特に制限されるものではなく、任意の種類のものでよい。
【００１３】
なお、各巻線組２，３はそれぞれ３つの相から構成されていて、第１巻線組２はＵ相とＶ相とＷ相から構成され、第２巻線組３はＸ相とＹ相とＺ相から構成されている。このように、本実施の形態では、１つの巻線組が３つの相から構成されている場合を例に挙げて説明するが、多相モータ１の各巻線組の相数は、特に制限されるものではなく、任意の個数でよい。また、多相モータ１の結線種類にも特に制限はなく、任意の種類のものでよい。
【００１４】
符号６は、多相モータ１の駆動制御を行うための駆動制御装置（以下、インバータと称する）であり、多相モータ１とＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相で接続される。インバータ６は、インバータ６の温度を計測するために配置された温度センサ４ｂと、多相モータ１及びインバータ６の温度に応じてインバータ６の出力電流を制限する電流指令制限部７と、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどのスイッチング素子（図示省略）が複数個設けられて構成されているスイッチング素子部１２と、多相モータ１の各相に供給される電流を検出するために各相毎に設けられた複数の電流センサ１３と、電流センサ１３およびスイッチング素子部１２のスイッチング素子の故障を検出する故障検出部８と、スイッチング素子部１２の駆動信号を生成する駆動制御部９と、電流センサ１３の検出値に基づいて、各相ごとに、多相モータ１に供給される電流値（出力相電流値）を算出する電流算出部１４とから構成される。
【００１５】
電流指令制限部７は、外部から電流指令値が入力されるとともに、温度センサ４ａから多相モータ１の温度が入力され、温度センサ４ｂからインバータ６の温度が入力される。電流指令制限部７は、多相モータ１の温度及びインバータ６の温度に応じた電流制限値を算出する。電流制限値は、多相モータ１の温度及びインバータ６の温度ごとに設定される値で、多相モータ１およびインバータ６が過熱故障に至らない範囲の電流指令値の上限値である。電流指令制限部７は、通常時においては、電流指令制限処理を行わずに、外部から入力された電流指令値をそのまま出力するが、故障検出部８によりスイッチング素子または電流センサ１３の故障が検出された場合には、電流指令制限処理を行って、電流制限値を算出し、算出した電流制限値と外部から入力された電流指令値との比較を行って、小さい方の値を多相モータ１の電流指令値として出力する。電流指令制限部７の詳細な動作については後述する（図３参照）。
【００１６】
故障検出部８は、スイッチング素子部１２および電流センサ１３に接続され、スイッチング素子部１２または電流センサ１３または多相モータ１の結線の断線を検出して故障検出を行う。故障検出部８の詳細な動作については後述する（図２参照）。
【００１７】
本実施の形態では、故障検出部８が、多相モータ１の第１の巻線組２の各相Ｕ，Ｖ，Ｗおよび第２の巻線組３の各相Ｘ，Ｙ，Ｚに接続されたスイッチング素子または電流センサ１３のうちの少なくともいずれか１つの故障を検出した場合、電流指令制限部７は、故障が検出された相に対応する巻線組に接続されているスイッチング素子を全てオフとする一方、それ以外の他方の巻線組に接続されているスイッチング素子に対しては、電流指令制限処理を行って、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度に応じた電流制限値を算出し、算出した電流制限値と外部から入力された電流指令値との比較を行って、小さい方の値を多相モータ１の電流指令値として出力する。すなわち、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度に応じて制限をかけた電流指令値を出力する。具体的には、例えば、Ｕ相のスイッチング素子またはＵ相の電流センサ１３に故障が検出された場合には、当該Ｕ相を有する第１の巻線組２に接続されている各相Ｕ，Ｖ，Ｗに接続されたスイッチング素子を全てオフとし、一方、それ以外の他方の巻線組である第２の巻線組３に接続されているスイッチング素子に対しては、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度に応じて制限をかけた電流指令値を出力する。逆に、例えば、Ｙ相のスイッチング素子または電流センサ１３に故障が検出された場合には、当該Ｙ相を有する第２の巻線組３に接続されている各相Ｘ，Ｙ，Ｚに接続されたスイッチング素子を全てオフとし、一方、それ以外の他方の巻線組である第１の巻線組２に接続されているスイッチング素子に対しては、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度に応じて制限をかけた電流指令値を出力する。
【００１８】
駆動制御部９は、電圧指令生成部１０とＰＷＭ信号生成部１１とから構成されている。以下、電圧指令生成部１０とＰＷＭ信号生成部１１とについて説明する。
【００１９】
電圧指令生成部１０は、位置センサ５によって検出される多相モータ１の回転子位置が入力され、当該回転子位置から回転位相を算出する。また、電圧指令生成部１０は、電流指令制限部７から出力される電流指令値と電流算出部１４から出力される出力相電流値との偏差が入力される。そうして、電圧指令生成部１０は、当該回転位相と当該偏差とを用いて多相モータ１に印加する電圧を算出し、印加電圧指令として出力する。
【００２０】
ＰＷＭ信号生成部１１は、電圧指令生成部１０が出力した印加電圧指令から、スイッチング素子部１２に通電を行う時間およびどのスイッチング素子をオンオフ制御するかを指定するＰＷＭ信号を生成する。
【００２１】
以下、電圧指令生成部１０の動作についてさらに詳細に説明する。
電流算出部１４は、各相Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに対して配置される６個の電流センサ１３の出力から各相毎の電流値を算出し、相出力電流値として出力する。電圧指令生成部１０には、電流算出部１４で演算された相出力電流値と電流指令制限部７から出力された電流指令値との偏差ΔＩが入力される。電圧指令生成部１０は、当該偏差ΔＩをＰＩ制御を用いてｄ軸電圧指令値Ｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑに変換する。これは（１）式で算出される。
【００２２】
Ｖｄ＝Ｋｐｄ×ΔＩ＋Ｋｉｄ×Σ（ΔＩ）        ・・・（１）
Ｖｑ＝Ｋｐｑ×ΔＩ＋Ｋｉｑ×Σ（ΔＩ）
【００２３】
ここで、Ｋｐｄはｄ軸比例ゲイン、Ｋｐｑはｑ軸比例ゲイン、Ｋｉｄはｄ軸積分ゲイン、Ｋｉｑはｑ軸積分ゲインであり、Σ（ΔＩ）はΔＩの積算値である。
【００２４】
また、電圧指令生成部１０は、位置センサ５の出力から多相モータ１の回転位相θを算出し、当該回転位相θを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑから、各相毎の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ、Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚを算出する。これは（２）式で算出される。
【００２５】
Ｖｕ＝√（２／３）×Ｖｄ×ｃｏｓθ−√（２／３）×Ｖｑ×ｓｉｎθ
Ｖｖ＝√（２／３）×Ｖｄ×ｃｏｓ（θ−２π／３）
−√（２／３）×Ｖｑ×ｓｉｎ（θ−２π／３）
Ｖｗ＝−（Ｖｕ＋Ｖｖ）
Ｖｘ＝√（２／３）×Ｖｄ×ｃｏｓ（θ−π／６）            ・・・（２）
−√（２／３）×Ｖｑ×ｓｉｎ（θ−π／６）
Ｖｙ＝√（２／３）×Ｖｄ×ｃｏｓ（θ−５π／６）
−√（２／３）×Ｖｑ×ｓｉｎ（θ−５π／６）
Ｖｚ＝−（Ｖｘ＋Ｖｙ）
【００２６】
ここで、Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ、Ｖｘ、Ｖｙ、ＶｚはそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の電圧指令値である。
【００２７】
ＰＷＭ信号生成部１１は、電圧指令生成部１０で算出される各相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ、Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚとキャリア電圧指令値とを比較して、スイッチング素子部１２の各スイッチング素子へのＰＷＭ信号を生成する。なお、キャリア電圧指令値とは、ＰＷＭキャリア周波数を１周期とした三角波の振幅値である。
【００２８】
スイッチング素子部１２は、ＰＷＭ信号生成部１１からのＰＷＭ信号に応じてそれぞれのスイッチング素子のオンオフ制御を行うことで多相モータ１の駆動を行う。
【００２９】
次に、故障検出部８による故障検出処理の動作について図２を用いて説明する。図２はスタートからエンドまでの間にＳ１からＳ７までのステップを含んでいる。
【００３０】
まず、ステップＳ１では、故障検出部８は、電流センサ１３からの出力に基づいて、多相モータ１に通電が行われているかを判定する。通電がＯＮされていると判定されると、ステップＳ２へ進み、一方、通電がＯＦＦされていると判定されると、ステップＳ３へ進む。通電ＯＮであれば、ステップＳ２で、電気角１周期の平均電流値を各相ごとに算出する。通電ＯＦＦ時は、ステップＳ３で、電流センサ１３の出力から各相ごとの電流値（以下、相電流値とする）を算出して取得する。ステップＳ２またはステップＳ３の処理が終了すると、ステップＳ４に進む。
【００３１】
ステップＳ４では、故障検出部８は、検査対象とする１つの相電流値と、それ以外の他の１つの相電流値との差分を算出する。２つの相の電流センサ１３とも正常に動作していれば差分は小さく、いずれか一方が故障していれば、差分は大きく異なるので、差分がしきい値（第１のしきい値）以上か否かを判定する。差分がしきい値（第１のしきい値）以上であれば、ステップＳ５へと進む。ステップＳ５では、電流値が正常に取得できていないと判定して電流センサ１３の故障と判定する。ステップＳ４、Ｓ５の処理は、各相に対して順次行われる。すべての相に対して正常／故障の判定が終了したら、ステップＳ６に進む。一方、ステップＳ４で、差分がしきい値（第１のしきい値）未満であれば、電流センサ１３は特に問題ないと判定して、ステップＳ６へ進む。
【００３２】
なお、ステップＳ４で差分を求める２つの相電流値は、検査対象とする１つの相電流値と、それ以外の他のすべての相電流値としてもよいが、演算量を少なくするため、検査対象とする１つの相電流値と、それ以外の他の１つの任意の相の相電流値との差分でよいこととする。その意味としては、同時に、２つ以上の電流センサ１３が故障することは稀であるため、検査対象とする１つの相電流値と、それ以外の他の１つの任意の相の相電流値とを比較して、それらの相電流の差分が小さければ、２つとも正常に動作していると判定でき、一方、それらの相電流の差分が大幅に異なれば、一方の電流センサ１３が故障していると判定できる。
【００３３】
ステップＳ６では、故障検出部８は、ＰＷＭ信号生成部１１の出力に基づいて算出される電流指令値と、電流センサ１３で検出された電流検出値との差分を、各相ごとに算出する。差分がしきい値（第２のしきい値）以上であればステップＳ７へ進み、指令どおりのスイッチング動作ができていないと判定して、ステップＳ７で、スイッチング素子部１２の当該相のスイッチング素子の故障と判定する。一方、ステップＳ６で差分がしきい値（第２のしきい値）未満であれば、スイッチング素子部１２は特に問題ないとして故障検出処理を終了する。
【００３４】
なお、上述の説明においては、本実施の形態におけるインバータ６の制御量として電流センサ１３で取得される相電流を用いたが、その場合に限らず、相電圧や線間電圧を制御量として用いてもよい。
【００３５】
次に、電流指令制限部７による電流指令制限処理の動作について図３を用いて説明する。図３はスタートからエンドまでの間にＳ８からＳ１５までのステップを含んでいる。
【００３６】
電流指令制限部７は、まず、ステップＳ８で、故障検出部８からの出力に基づいて、故障検出部８でいずれかの相の電流センサ１３またはいずれかの相のスイッチング素子の故障が検出されていないかを判定する。いずれの相の電流センサ１３もスイッチング素子も故障が検出されていないと判定されれば、そのまま、電流指令制限処理を終了する。一方、故障が検出されていると判定されれば、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、多相モータ１の温度に応じた電流制限値Ｉｍａｘ＿ｍｏｔ及びインバータ６の温度に応じた電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖを演算する。なお、これらの電流制限値Ｉｍａｘ＿ｍｏｔ及びＩｍａｘ＿ｉｎｖの算出方法としては、これらの温度と電流制限値との関係をマップ化したものを用いてもよいし、温度と電流制限値の関係式（演算式）を用いて電流制限値を算出してもよい。
【００３７】
マップ化したものを用いる方法とは、具体的には、多相モータ１の温度ごとに電流制限値Ｉｍａｘ＿ｍｏｔの値が予め記憶された第１のマップと、インバータ６の温度ごとに電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖの値が予め記憶された第２のマップとを用意しておき、多相モータ１の温度およびインバータ６の温度を用いて、それらのマップから、電流制限値Ｉｍａｘ＿ｍｏｔおよびＩｍａｘ＿ｉｎｖを読み出す方法である。
【００３８】
また、関係式（演算式）を用いる方法とは、具体的には、多相モータ１の温度から電流制限値Ｉｍａｘ＿ｍｏｔを算出するための第１の関係式（演算式）と、インバータ６の温度から電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖの値を算出するための第２の関係式（演算式）とを用意しておき、多相モータ１の温度およびインバータ６の温度を用いて、それらの関係式（演算式）から、電流制限値Ｉｍａｘ＿ｍｏｔおよびＩｍａｘ＿ｉｎｖを算出する方法である。
【００３９】
このように、ステップＳ８で故障検出の有無を判定して、故障検出時にのみ、電流指令制限値を設定する理由を以下に述べる。故障時は、故障している巻線組に接続されるスイッチング素子を全てオフする指令を与えるため、この状態で駆動させようとすると、多相モータ１の出力トルクが低下し、指令トルクが得られない。インバータ６は指令トルクに追従させようと電流指令値を上げるため、スイッチング素子部１２や多相モータ１の第１巻線組２や第２巻線組３に仕様以上の電流が通電されることで過熱故障に至る。これを防ぐため電流指令制限値を設定する必要がある。
【００４０】
次のステップＳ１０では、電流指令制限部７は、外部から入力される電流指令値Ｉｒｅｆを取得する。次のステップＳ１１では、ステップＳ１０で取得した電流指令値ＩｒｅｆとステップＳ９で算出した電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖ及びＩｍａｘ＿ｍｏｔのそれぞれとの比較を行う。電流指令値Ｉｒｅｆが電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖ又はＩｍａｘ＿ｍｏｔ以上であれば、ステップＳ１２へと進む。ステップＳ１２の動作の詳細については後述する。一方、電流指令値Ｉｒｅｆが電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖおよびＩｍａｘ＿ｍｏｔより小さければ、ステップＳ１５へ進み、電流指令値としてＩｒｅｆを設定して電流指令制限処理を終了する。
【００４１】
ステップＳ１２では、電流指令制限部７は、多相モータ１の温度から算出される電流制限値Ｉｍａｘ＿ｍｏｔと、インバータ６の温度から算出される電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖとの比較を行う。Ｉｍａｘ＿ｉｎｖがＩｍａｘ＿ｍｏｔ以上であればステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、電流指令値を、多相モータ１の電流制限値Ｉｍａｘ＿ｍｏｔに設定して、電流指令制限処理を終了する。一方、ステップＳ１２で、Ｉｍａｘ＿ｉｎｖがＩｍａｘ＿ｍｏｔ未満であれば、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、電流指令値を、インバータ６の電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖに設定して、電流指令制限処理を終了する。
【００４２】
以上のように、いずれかの相でスイッチング素子または電流センサ１３の故障が検出されて、複数の巻線組のうち少なくとも一つの巻線組に通電できない場合、インバータ６内に通電可能な電流を算出することで多相モータ１及びインバータ６の保護を行いながら多相モータ１の出力トルクを最適にして多相モータの駆動を継続させることが可能となる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、図３のステップＳ１１に示すように、電流指令値Ｉｒｅｆが電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖおよびＩｍａｘ＿ｍｏｔを超えるかどうかで制限をかけるようにしていたが、これらの電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖおよびＩｍａｘ＿ｍｏｔをそれぞれ２段階にして、第１の電流制限値（Ｉｍａｘ＿ｉｎｖ＿１およびＩｍａｘ＿ｍｏｔ＿１）と当該第１の電流制限値より大きい第２の電流制限値（Ｉｍａｘ＿ｉｎｖ＿２およびＩｍａｘ＿ｍｏｔ＿２）とを設定しておき、電流指令値Ｉｒｅｆが第１の電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖ＿１およびＩｍａｘ＿ｍｏｔ＿１の少なくともいずれか一方を超えると電流制限をかけ、第２の電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖ＿２およびＩｍａｘ＿ｍｏｔ＿２の少なくともいずれか一方を超えると電流出力を停止することで、多相モータ１の出力トルクを最適にしつつ駆動継続させながら、多相モータ１及びインバータ６の保護を適切に行うようにしてもよい。
【００４４】
すなわち、本実施の形態では、電流制限値を、第１の電流制限値と第２の電流制限値との２段階にする場合には以下のように制御する。
（１）電流指令値Ｉｒｅｆが第１の電流制限値未満のときは、電流指令値に制限をかけずにそのまま出力する通常動作を行い、
（２）電流指令値Ｉｒｅｆが第１の電流制限値以上になると、電流指令値に制限をかける電流制限動作を行い、
（３）電流指令値Ｉｒｅｆが第２の電流制限値以上となると、電流制限動作から、多相モータ１への通電を停止する通電停止動作に切り替える。
（４）電流指令値Ｉｒｅｆが、第２の電流制限値以上の状態から、第２の電流制限値未満かつ第１の電流制限値以上の状態に戻ると、通電停止動作から電流制限動作に切り替える。
さらに、このとき、（３）の電流制限動作から通電停止動作に至る時の第２の制限値（第２の制限値Ａ）と、（４）の通電停止動作から電流制限動作に至る時の第２の制限値（第２の制限値Ｂ）とを異なる値に設定することによりヒステリシスを持たせるようにしてもよい。そうすることで、電流制限状態と通電停止状態の頻繁な切替を防ぎ、多相モータ１の安定駆動を実現することも可能となる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、電流指令値Ｉｒｅｆが電流制限値Ｉｍａｘ＿ｉｎｖおよびＩｍａｘ＿ｍｏｔを超えるかどうかで制限をかけるようにしていたが、その場合に限らず、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度にしきい値（温度しきい値）を設けておき、温度センサ４ａ，４ｂの少なくともいずれか一方の検出温度が当該しきい値以上の場合に電流指令値に制限をかけるようにしてもよい。その場合には、図３のステップＳ１０とＳ１１との間に、以下の２つのステップＳ２０、Ｓ２１（図示省略）が追加されるが、他のステップの処理はそのままでよい。すなわち、ステップＳ２０で、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度を取得し、ステップＳ２１で、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度の少なくともいずれか一方がしきい値以上か判定し、しきい値以上のときはステップＳ１１に進み、ステップＳ１１〜Ｓ１５に示す電流指令値に制限をかける電流制限動作を行い、一方、ステップＳ２１でしきい値未満と判定された場合は、ステップＳ１５に進み、電流指令値に制限をかけずにそのまま出力する。
また、当該しきい値を２段階にし、第１のしきい値（第１の温度しきい値）と当該第１のしきい値より大きい第２のしきい値（第２の温度しきい値）とを設定しておき、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度が第１のしきい値を超えると電流制限をかけ、第２のしきい値を超えると電流出力を停止することで、多相モータ１の出力トルクを最適にしつつ駆動継続させながら、多相モータ１及びインバータ６の保護を適切に行うようにしてもよい。
【００４６】
その場合には、以下のように制御する。
（１）温度センサ４ａ，４ｂの検出温度が第１の温度しきい値未満のときは、電流指令値に制限をかけずにそのまま出力する通常動作を行い、
（２）温度センサ４ａ，４ｂの検出温度が第１の温度しきい値以上になると、図３のステップＳ１１〜Ｓ１５に示す電流指令値に制限をかける電流制限動作を行い、
（３）温度センサ４ａ，４ｂの検出温度が第２の温度しきい値以上となると、電流制限動作から、多相モータ１への通電を停止する通電停止動作に切り替える。
（４）温度センサ４ａ，４ｂの検出温度が、第２の温度しきい値以上の状態から、第２の温度しきい値未満かつ第１の温度しきい値以上の状態に戻ると、通電停止動作から電流制限動作に切り替える。
さらに、このとき、（３）の電流制限動作から通電停止動作に至る時の第２の温度しきい値（第２の温度しきい値Ａ）と、（４）の通電停止動作から電流制限動作に至る時の第２の温度しきい値（第２の温度しきい値Ｂ）とを異なる値に設定することによりヒステリシスを持たせるようにしてもよい。そうすることで、電流制限状態と通電停止状態の頻繁な切替を防ぎ、多相モータ１の安定駆動を実現することも可能となる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、多相モータ１の温度もしくはインバータ６の温度に応じて電流制限値を算出していたが、その場合に限らず、例えば、電流算出部１４が各相の相電流積算値を算出するように構成しておき（相電流積算算出部）、当該相電流積算値に応じて電流制限値を算出するようにしてもよい。その場合においても、同様の効果を得ることが可能となる。
【００４８】
以上のように、本実施の形態においては、複数の相（３相）から構成された巻線組を複数組（２組）有した多相モータ１を駆動させるためのインバータ６（多相電動機の駆動制御装置）であって、外部から入力される電流指令値を制限する電流指令制限部７と、電流指令制限部７から出力される電流指令値に基づいて駆動信号を生成する駆動制御部９と、多相モータ１の各巻線組の各相に接続された複数のスイッチング素子から構成され、駆動制御部９から出力される駆動信号に応じてスイッチング素子のオンオフ制御を行うことで、多相モータ１を駆動させるスイッチング素子部１２と、多相モータ１の各巻線組の各相に接続され、スイッチング素子部１２のスイッチング素子から多相モータ１の各相に通電する電流を検出する電流センサ１３と、スイッチング素子及び電流センサ１３の故障を検出する故障検出部８と、多相モータ１の温度およびインバータ６の温度を検出する温度センサ４ａ，４ｂ（温度検出部）とを備え、故障検出部８が、多相モータ１の各巻線組の各相に接続されたスイッチング素子または電流センサ１３のうちの少なくともいずれか１つの故障を検出した場合、電流指令制限部７は、故障が検出された相に対応する巻線組に接続されているスイッチング素子を全てオフとする一方、それ以外の他方の巻線組に接続されているスイッチング素子に対しては、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度に応じて制限をかけた電流指令値を出力するようにした。これにより、本実施の形態においては、スイッチング素子または電流センサ１３の故障時に、故障が検出された一方の巻線組には電流を流さずに、他方の巻線組に流す電流を多相モータ１またはインバータ６の温度により制限をかけるようにしたので、スイッチング素子を保護しながら、出力トルクを最適に設定した多相モータ１の駆動が可能となるという効果が得られる。
【００４９】
また、本実施の形態においては、電流指令制限部７は、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度に対する温度しきい値として、第１の温度しきい値と、第１の温度しきい値よりも大きい第２の温度しきい値とを有するようにしてもよい。その場合には、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度が第１の温度しきい値を超えたときに電流指令値に制限をかけ、さらに、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度が第２の温度しきい値を超えるような高温になった場合には多相モータ１への通電を停止するので、多相モータ１の出力トルクを最適にしつつ駆動継続させながら、多相モータ１及びインバータ６の保護も適切に行うことも可能になる。
【００５０】
また、本実施の形態では、さらに、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度が、第２の温度しきい値以上の状態から、第２の温度しきい値未満かつ第１の温度しきい値以上の状態に戻ったときに、通電停止動作から電流制限動作に切り替えるようにしてもよい。また、この場合に、当該第２の温度しきい値として、上記（３）の第２の温度しきい値以上の状態になって電流制限動作から通電停止動作に切り替える時の第２の温度しきい値と、上記（４）の第２の温度しきい値未満かつ第１の温度しきい値以上の状態になって通電停止動作から電流制限動作に切り替える時の第２の温度しきい値とを、互いに異なる値に設定してヒステリシスを持たせるようにしてもよい。その場合には、電流制限動作と通電停止動作の頻繁な切替えを防ぎ、多相モータ１の安定駆動を実現することも可能となる。
【００５１】
さらに、本実施の形態では、電流センサ１３からの出力に基づいて多相モータ１の各相の通電電流を積算して相電流積算値を出力する相電流積算算出部を備えるようにしてもよい。当該相電流積算算出部は、図１の構成に新たに追加してもよいが、電流算出部１４により構成するようにしてもよい。また、この場合には、電流指令制限部７は、温度センサ４ａ，４ｂの検出温度に代わりに、相電流積算算出部から出力される相電流積算値に応じて制限をかけた電流指令値を算出して、故障と判定されなかった巻線組に接続されているスイッチング素子に対する電流指令値として出力する。このように、一方の巻線組が故障時に、他方の巻線組の通電電流積算値で電流制限することも可能であり、その場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、その場合に、本実施の形態においては、さらに、電流指令制限部７が、相電流積算算出部から出力される相電流積算値に対する相電流積算しきい値として、第１の相電流積算しきい値と、第１の相電流積算しきい値よりも大きい第２の相電流積算しきい値とを有し、相電流積算算出部から出力される相電流積算値が第１の相電流積算しきい値以上になると電流指令値に制限をかけ、相電流積算算出部から出力される相電流積算値が第２の相電流積算しきい値以上となると多相モータ１への通電を停止するようにしてもよい。その場合には、多相モータ１の出力トルクを最適にしつつ駆動継続させながら、多相モータ１及びインバータ６の保護も適切に行うことが可能になる。
【００５３】
なお、上記の説明においては、多相電動機として多相モータを例に挙げて説明したが、その場合に限らず、多相電動機全般に本発明が適用可能であることは言うまでもない。また、上記の説明においては、多相電動機の駆動制御装置としてインバータを例に挙げて説明したが、その場合に限らず、多相電動機を駆動できる駆動制御装置であれば、その全般に本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【００５４】
以上、本発明について、いくつかの実施の形態に関して説明したが、本発明はこれらの実施の形態のみに限られるものではなく、本発明の範囲内においては他に種々の実施の形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【００５５】
１  多相電動機（多相モータ）、２  第１巻線組、３  第２巻線組、４ａ  温度センサ、４ｂ  温度センサ、５  位置センサ、６  駆動制御装置（インバータ）、７  電流指令制限部、８  故障検出部、９  駆動制御部、１０  電圧指令生成部、１１  ＰＷＭ信号生成部、１２  スイッチング素子部、１３  電流センサ、１４  電流算出部。
【図１】
2015104235.tif 000003
【図２】
2015104235.tif 000004
【図３】
2015104235.tif 000005