(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下アームに半導体スイッチング素子をそれぞれ有する一相分のスイッチング素子直列回路を三相分備え、前記上下アームの半導体スイッチング素子同士の直列接続点が各相の交流出力端子として負荷にそれぞれ接続されるインバータ主回路と、
前記インバータ主回路の出力電流検出値を用いて前記半導体スイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路と、を備えた三相インバータ装置において、
前記インバータ主回路の二相の出力電流をそれぞれ検出する電流センサと、
前記電流センサにより出力電流が検出される相以外の一相の上アームまたは下アームにおける前記半導体スイッチング素子として設けられる電流センス付きスイッチング素子と、
を有し、
前記制御回路は、
前記電流センス付きスイッチング素子による検出信号に基づいて前記電流センス付きスイッチング素子が設けられた一相の出力電流を推定する電流推定手段と、
前記電流センサによる電流検出値と前記電流推定手段による電流推定値とに基づいて、前記電流センサの故障を検出する故障検出手段と、
前記故障検出手段により故障が検出された電流センサを除く他の電流センサによる電流検出値を第１の電流信号として選択し、かつ、前記電流推定手段による電流推定値を第２の電流信号として選択すると共に、前記故障検出手段により電流センサの故障が検出されていない場合には、電流センサによる二相の電流検出値をそれぞれ第１の電流信号及び第２の電流信号として選択する電流検出相選択手段と、
前記第１の電流信号及び前記第２の電流信号を用いて前記駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
を備えたことを特徴とする三相インバータ装置。
【請求項２】
上下アームに半導体スイッチング素子をそれぞれ有する一相分のスイッチング素子直列回路を三相分備え、前記上下アームの半導体スイッチング素子同士の直列接続点が各相の交流出力端子として負荷にそれぞれ接続されるインバータ主回路と、
前記インバータ主回路の出力電流検出値を用いて前記半導体スイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路と、を備えた三相インバータ装置において、
前記インバータ主回路の二相の出力電流をそれぞれ検出する電流センサと、
前記電流センサにより出力電流が検出される二相の上アームまたは下アームにおける前記半導体スイッチング素子としてそれぞれ設けられる電流センス付きスイッチング素子と、
を有し、
前記制御回路は、
前記電流センス付きスイッチング素子による検出信号に基づいて前記電流センス付きスイッチング素子が設けられた二相の出力電流をそれぞれ推定する電流推定手段と、
前記電流センサによる電流検出値と前記電流推定手段による電流推定値とに基づいて、前記電流センサの故障を検出する故障検出手段と、
前記故障検出手段により故障が検出された電流センサを除く他の電流センサによる電流検出値を第１の電流信号として選択し、かつ、故障が検出された電流センサを有する相の前記電流推定手段による電流推定値を第２の電流信号として選択すると共に、前記故障検出手段により電流センサの故障が検出されていない場合には、電流センサによる二相の電流検出値をそれぞれ第１の電流信号及び第２の電流信号として選択する電流検出相選択手段と、
前記第１の電流信号及び前記第２の電流信号を用いて前記駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
を備えたことを特徴とする三相インバータ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した三相インバータ装置において、
前記駆動信号生成手段は、前記故障検出手段により電流センサの故障が検出された時に、前記駆動信号のスイッチング周波数を低下させることを特徴とする三相インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力電流センサの故障検出機能及びリンプホーム（非常時回避）機能を備えた三相インバータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、特許文献１に記載されているモータ駆動システムの構成図である。
図３において、１０１は直流電源、１０２はＰＷＭ制御される三相のインバータ、１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗはインバータ１０２の各相出力電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを検出する電流センサ、２０１は位置／速度センサ、２０２は位置計測部、２０３は故障検出部、２０３ａは第１推定値算出部、２０３ｂは第２推定値算出部、２０３ｃは故障診断部、２０４，２０６は座標変換部、２０５はＰＩ制御部、２０７はＰＷＭ変換部、２０８はモータ停止部、Ｍはモータである。
【０００３】
このシステムにおいて、電流センサ１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗが正常である時の動作としては、座標変換部２０４が、故障検出部２０３から出力される各相の電流検出値ｉｕ’，ｉｖ’，ｉｗ’を位置計測部２０２が計測した位相角θに基づいてｄ，ｑ軸上の電流検出値ｉｄ，ｉｑに変換する。ＰＩ制御部２０５は、ｄ，ｑ軸上の電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊と電流検出値ｉｄ，ｉｑとの偏差がそれぞれなくなるように電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊を演算し、座標変換部２０６は、ｖｄ＊，ｖｑ＊を三相の電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に変換する。
ＰＷＭ変換部２０７は、電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に基づいてＰＷＭ指令値ｖｕ＊＊，ｖｖ＊＊，ｖｗ＊＊を生成し、モータ停止部２０８を介してインバータ１０２に与えることにより、インバータ１０２の各相出力電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗを指令値通りに制御している。
【０００４】
ここで、故障検出部２０３内の第１推定値算出部２０３ａは、一相の電流値を、他の二相の電流センサによる電流検出値から推定する機能を有し、第２推定値算出部２０３ｂは、一相の電流値を、モータＭに流れる電流の位相角θと他の二相の電流センサによる電流検出値とから推定する機能を有する。また、故障診断部２０３ｃは、電流センサによる電流検出値と、第１推定値算出部２０３ａ及び第２推定値算出部２０３ｂによる電流推定値とに基づいて電流センサの故障を診断し、何れかの相の電流センサの故障発生時には、当該相の電流推定値を選択して座標変換部２０４に出力する機能を有している。
【０００５】
上記構成により、特許文献１では、一相の電流センサが故障しても故障診断部２０３ｃにより選択した当該相の電流推定値を他の二相の電流検出値と共に用いることにより、モータＭの運転を継続する。また、二相以上の電流センサが故障した場合には、故障診断部２０３ｃによりモータ停止部２０８を動作させ、インバータ１０２及びモータＭの運転を停止することが可能である。
【０００６】
特許文献１に記載された技術によれば、一相の電流センサが故障していても、当該相の電流推定値と他の正常な二相の電流検出値とを用いることで、インバータ１０２によりモータＭの運転を継続することができる。
しかしながら、この先行技術では電流センサを三相分、備える必要があるため、装置が大型化し、コストが増加するという問題がある。
なお、電流センサの故障検出方法としては、電流センサを二重化して各センサの検出値を比較する方法が知られているが、このような冗長化対策では前記同様に大型化や高コスト化を避けることができない。
【０００７】
一方、特許文献２には、電流センサを用いずに、いわゆる電流センス付きの半導体スイッチング素子により各相の電流を検出する技術が開示されている。
図４は、特許文献２に記載されたモータ駆動システムの構成図であり、３００はインバータ、３０１〜３０６は半導体スイッチング素子、３０７はコンデンサ、３０８ａ，３０８ｂ，３１０ａ，３１０ｂ，３１２ａ，３１２ｂは電流検出部、３０９，３１１，３１３は加算器、４００は制御回路である。なお、インバータ３００の各相の下アームのスイッチング素子３０２，３０４，３０６には、センスエミッタ及びセンスダイオードをそれぞれ備えた電流センス付きの素子が使用されている。
【０００８】
上記インバータ３００では、スイッチング素子３０２，３０４，３０６のセンスエミッタ及びセンスダイオードに流れる電流を電流検出部３０８ａ，３０８ｂ，３１０ａ，３１０ｂ，３１２ａ，３１２ｂによってそれぞれ検出すると共に、これらの電流検出値を加算器３０９，３１１，３１３にて相ごとに加算することにより、インバータ３００の各相の出力電流を離散的な正弦波電流として推定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１１６１７６号公報（段落［００１２］〜［００１６］、図１，図２等）
【特許文献２】特許第５３０４９６７号公報（段落［０００５］〜［０００７］、図１，図１０等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２に記載された技術によれば、特許文献１における各相の電流センサ１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗが不要になるので、装置の小型化やコストの低減が可能である。
しかし、特許文献２では、下アームのスイッチング素子３０２，３０４，３０６に対する駆動パルスの幅が狭くなると出力電流の推定が困難になるため、インバータ３００をＰＷＭ制御する場合のスイッチング周波数や電圧振幅指令の上限値が制約を受ける。
このように、特許文献２ではスイッチング周波数等の制約があるため、例えば、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）等のワイドバンドギャップ半導体材料を用いた高速スイッチング素子を使用した場合に、その利点である高速化、低損失等の利点を十分に活かすことができないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明の解決課題は、スイッチング周波数や電圧振幅指令の制約を受けることなく高速スイッチング素子を使用可能とし、また、出力電流センサの故障発生時にも継続的な運転を可能にした三相インバータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、上下アームに半導体スイッチング素子をそれぞれ有する一相分のスイッチング素子直列回路を三相分備え、前記上下アームの半導体スイッチング素子同士の直列接続点が各相の交流出力端子として負荷にそれぞれ接続されるインバータ主回路と、
前記インバータ主回路の出力電流検出値を用いて前記半導体スイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路と、を備えた三相インバータ装置において、
前記インバータ主回路の二相の出力電流をそれぞれ検出する電流センサと、
前記電流センサにより出力電流が検出される相以外の一相の上アームまたは下アームにおける前記半導体スイッチング素子として設けられる電流センス付きスイッチング素子と、
を有し、
前記制御回路は、
前記電流センス付きスイッチング素子による検出信号に基づいて前記電流センス付きスイッチング素子が設けられた一相の出力電流を推定する電流推定手段と、
前記電流センサによる電流検出値と前記電流推定手段による電流推定値とに基づいて、前記電流センサの故障を検出する故障検出手段と、
前記故障検出手段により故障が検出された電流センサを除く他の電流センサによる電流検出値を第１の電流信号として選択し、かつ、前記電流推定手段による電流推定値を第２の電流信号として選択すると共に、前記故障検出手段により電流センサの故障が検出されていない場合には、電流センサによる二相の電流検出値をそれぞれ第１の電流信号及び第２の電流信号として選択する電流検出相選択手段と、
前記第１の電流信号及び前記第２の電流信号を用いて前記駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、を備えたものである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、上下アームに半導体スイッチング素子をそれぞれ有する一相分のスイッチング素子直列回路を三相分備え、前記上下アームの半導体スイッチング素子同士の直列接続点が各相の交流出力端子として負荷にそれぞれ接続されるインバータ主回路と、
前記インバータ主回路の出力電流検出値を用いて前記半導体スイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路と、を備えた三相インバータ装置において、
前記インバータ主回路の二相の出力電流をそれぞれ検出する電流センサと、
前記電流センサにより出力電流が検出される二相の上アームまたは下アームにおける前記半導体スイッチング素子としてそれぞれ設けられる電流センス付きスイッチング素子と、
を有し、
前記制御回路は、
前記電流センス付きスイッチング素子による検出信号に基づいて前記電流センス付きスイッチング素子が設けられた二相の出力電流をそれぞれ推定する電流推定手段と、
前記電流センサによる電流検出値と前記電流推定手段による電流推定値とに基づいて、前記電流センサの故障を検出する故障検出手段と、
前記故障検出手段により故障が検出された電流センサを除く他の電流センサによる電流検出値を第１の電流信号として選択し、かつ、故障が検出された電流センサを有する相の前記電流推定手段による電流推定値を第２の電流信号として選択すると共に、前記故障検出手段により電流センサの故障が検出されていない場合には、電流センサによる二相の電流検出値をそれぞれ第１の電流信号及び第２の電流信号として選択する電流検出相選択手段と、
前記第１の電流信号及び前記第２の電流信号を用いて前記駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、を備えたものである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載した三相インバータ装置において、前記駆動信号生成手段は、前記故障検出手段により電流センサの故障が検出された時に、前記駆動信号のスイッチング周波数を低下させるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明において、電流センサの正常時には、二相の電流検出値を用いてスイッチング素子の駆動信号を生成することにより、電流センス付きスイッチング素子による電流推定値に基づいて駆動信号を生成する場合に比べ、三相インバータ装置をＰＷＭ制御する際のスイッチング周波数や電圧振幅指令の制約を受けにくくなる。従って、ワイドバンドギャップ半導体材料からなる高速かつ低損失のスイッチング素子を用いる場合に、これらの素子が有する利点を十分に発揮することができる。
更に、電流センサの故障発生時には、電流センス付きスイッチング素子による電流推定値を用いれば三相インバータ装置の継続的な運転が可能であり、スイッチング周波数を低下させることによって上記電流推定値の精度を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態が適用されるモータ駆動システムの構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態が適用されるモータ駆動システムの構成図である。
【図３】特許文献１に記載されたモータ駆動システムの構成図である。
【図４】特許文献２に記載されたモータ駆動システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態が適用されるモータ駆動システムの構成図である。図１において、三相のインバータ主回路３１は、直流電源１０と、その両端に接続された半導体スイッチング素子１〜３，４Ａ，５，６のブリッジ回路とから構成されている。スイッチング素子１，２の直列接続点はＵ相出力端子、スイッチング素子３，４Ａの直列接続点はＶ相出力端子、スイッチング素子５，６の直列接続点はＷ相出力端子として、負荷であるモータＭに接続されている。このモータＭには、回転子の回転角度を検出する角度センサ８が取り付けられている。
【００１８】
なお、Ｕ相出力電流ｉｕ，Ｗ相出力電流ｉｗは電流センサ７ｕ，７ｗによってそれぞれ検出され、後述する制御回路２０に入力されている。この制御回路２０により生成されたゲート信号Ｇ１〜Ｇ６により、ゲート駆動回路１１〜１６を介してスイッチング素子１〜３，４Ａ，５，６がそれぞれオン・オフ制御される。
【００１９】
ここで、電流センサが設けられていないＶ相の下アームのスイッチング素子４Ａには、センスエミッタ４ｅ及びセンスダイオード４ｄを備えた電流センス付きのスイッチング素子が用いられている。そして、センスエミッタ４ｅ及びセンスダイオード４ｄはセンス検出信号処理回路１７に接続されている。なお、下アームのスイッチング素子４Ａに代えて、上アームのスイッチング素子３に電流センス付きのスイッチング素子を用いても良い。
【００２０】
本実施形態において、電流センス付きのスイッチング素子は、電流センサによって出力電流を検出している二相（図１の例ではＵ相、Ｗ相）以外の相（同じくＶ相）の下アームまたは上アームに設ければ良い。なお、図１に示すように、下アームのスイッチング素子４Ａを電流センス付きの素子とし、そのエミッタ電位を制御回路２０の基準電位（接地電位）と同一にすれば、インバータ主回路３１と制御回路２０との絶縁対策が不要になり、装置の低コスト化、小型化に有効である。
【００２１】
スイッチング素子１〜３，４Ａ，５，６には、ＳｉＣ等のワイドバンドギャップ半導体材料を用いた高速動作可能で低損失の素子を用いることが望ましい。また、スイッチング素子１〜３，４Ａ，５，６の種類としては、図示するようなＩＧＢＴだけでなく、ＦＥＴやバイポーラトランジスタであっても良い。
【００２２】
一方、制御回路２０は、駆動信号生成手段２１と、電流推定手段２２Ｖと、電流センサ故障検出手段２３と、電流センサ選択手段２４と、を備えている。
電流推定手段２２Ｖには、センス検出信号処理回路１７の出力信号が入力されている。電流推定手段２２Ｖは、例えば図４における電流検出部３０８ａ，３０８ｂ及び加算器３０９が有する機能と同様に、センスエミッタ４ｅに流れる電流情報とセンスダイオード４ｄに流れる逆方向の電流（回生電流）情報との加算結果に基づいて、離散的な正弦波状のＶ相電流推定値ｉｖａを得る。
【００２３】
電流センサ故障検出手段２３は、Ｖ相電流推定値ｉｖａと、電流センサ７ｕ，７ｗによって得たＵ相及びＷ相の電流検出値ｉｕ，ｉｗとに基づいて、電流センサ７ｕまたは７ｗの故障を検出する。
例えば、ｉｕ，ｉｗ，ｉｖａの和が０でない場合に、電流センサ７ｕ，７ｗの何れかが故障していると判断する。あるいは、一周期分の電流検出値ｉｕ，ｉｗの平均値をそれぞれ求め、その平均値が０になっていない相の電流センサが故障していると判断しても良い。
【００２４】
電流センサ故障検出手段２３からは検出電流選択信号ｉｓｅｌが出力されており、この検出電流選択信号ｉｓｅｌは、Ｖ相電流推定値ｉｖａ及びＵ相，Ｗ相の電流検出値ｉｕ，ｉｗと共に電流検出相選択手段２４に入力されている。
検出電流選択信号ｉｓｅｌは、電流センサ７ｕ，７ｗの何れかが故障した場合に、電流検出相選択手段２４が選択するべき正常な電流センサによる電流検出値を指定する機能を持っている。例えば、電流センサ故障検出手段２３がＵ相の電流センサ７ｕの故障を検出した場合、検出電流選択信号ｉｓｅｌは、電流検出相選択手段２４にＷ相の電流検出値ｉｗを選択させるような情報を有する。
【００２５】
電流検出相選択手段２４は、Ｖ相電流推定値ｉｖａ、Ｕ相，Ｗ相の電流検出値ｉｕ，ｉｗ、及び検出電流選択信号ｉｓｅｌに基づいて、駆動信号を生成するために用いる第１，第２の電流信号ｉ１，ｉ２を選択して駆動信号生成手段２１に出力する。これらの電流信号ｉ１，ｉ２は、電流センサ７ｕ，７ｗが共に正常である場合にはＵ相，Ｗ相の電流検出値ｉｕ，ｉｗとなり、電流センサ７ｕ，７ｗの何れかが故障した場合には、正常な電流センサによる電流検出値及びＶ相電流推定値ｉｖａとなる。
また、電流検出相選択手段２４は、電流センサ７ｕ，７ｗの何れかが故障した場合に、ＰＷＭ制御用のキャリア周波数を低下させるためのキャリア周波数変更信号ｆｃｓｅｌを駆動信号生成手段２１に出力する。
【００２６】
駆動信号生成手段２１は、第１，第２の電流信号ｉ１，ｉ２と、必要に応じてキャリア周波数変更信号ｆｃｓｅｌと、角度センサ８による角度検出値と、トルク指令とに基づいて、スイッチング素子１〜３，４Ａ，５，６のゲート信号Ｇ１〜Ｇ６を生成する。
【００２７】
次に、この実施形態の動作を説明する。
いま、電流センサ７ｕ，７ｗが正常に動作している場合、電流センサ故障検出手段２３から出力される検出電流選択信号ｉｓｅｌにより、電流検出相選択手段２４は、第１，第２の電流信号ｉ１，ｉ２としてＵ相，Ｗ相の電流検出値ｉｕ，ｉｗを選択し、駆動信号生成手段２１に出力する。駆動信号生成手段２１は、これらのｉｕ，ｉｗと、ｉｖ＝−（ｉｕ＋ｉｗ）により求めたＶ相電流演算値ｉｖとを電流情報として用い、更にトルク指令及び角度検出値に基づいて所定の演算を行うことにより、ゲート信号Ｇ１〜Ｇ６を生成する。
このとき、電流センス付きのスイッチング素子４Ａによる電流推定値ｉｖａを駆動信号の生成に用いることはないため、ＰＷＭ制御する際のスイッチング周波数や電圧振幅指令が制約される恐れはない。また、キャリア周波数変更信号ｆｃｓｅｌがアクティブになることもない。
【００２８】
電流センサ７ｕ，７ｗの何れかに故障が発生すると、電流センサ故障検出手段２３は、Ｕ相電流検出値ｉｕ、Ｗ相電流検出値ｉｗ、及びＶ相電流推定値ｉｖａの合計値が０にならないことから、電流センサ７ｕ，７ｗの何れかが故障したと判断する。あるいは、電流センサが故障している相の電流検出値ｉｕまたはｉｗの一周期分の平均値が０ではなくなることにより、該当する相の電流センサ７ｕまたは７ｗが故障したと判断する。また、これら両者の判断結果により、電流センサ７ｕ，７ｗのどちらが故障しているかを検出することができる。
電流センサ故障検出手段２３は、検出電流選択信号ｉｓｅｌにより、故障している電流センサを示す情報（正常な電流センサを示す情報）を電流検出相選択手段２４に送出する。
【００２９】
電流検出相選択手段２４は、Ｖ相電流推定値ｉｖａと、電流センサが正常である相の電流検出値ｉｕまたはｉｗを選択し、これら二つの電流情報を第１，第２の電流信号ｉ１，ｉ２として駆動信号生成手段２１に出力する。同時に、この場合には電流センス付きのスイッチング素子４Ａによる電流推定値ｉｖａを駆動信号の生成に用いることから、スイッチング周波数が高くなり過ぎないようにキャリア周波数変更信号ｆｃｓｅｌをアクティブとし、駆動信号生成手段２１がゲート信号Ｇ１〜Ｇ６の生成に用いるキャリアの周波数を低下させる。
駆動信号生成手段２１は、上述した第１，第２の電流信号ｉ１，ｉ２とこれらを用いて演算した残り一相分の電流演算値とを用いて、ゲート信号Ｇ１〜Ｇ６を生成する。
【００３０】
このように、本実施形態では、一相の電流センサが故障した場合でもインバータの運転を継続することができるため、いわゆるリンプホーム機能を果たすことができる。また、電流センサの故障時にのみスイッチング周波数の上限値が制約を受け、電流センサの正常時には制約されることがないので、ワイドバンドギャップ半導体材料からなる高速かつ低損失のスイッチング素子の利点を最大限、活かすことが可能である。
【００３１】
次に、図２は、本発明の第２実施形態が適用されるモータ駆動システムの構成図である。図１と同一の機能を有する部品には同一の番号を付してあり、以下では図１と異なる部分を中心に説明する。
図２に示すインバータ主回路３２では、Ｕ相及びＷ相の下アームのスイッチング素子２Ａ，６Ａが電流センス付きのスイッチング素子であり、他のスイッチング素子１，３〜５は電流センス機能を備えていない。なお、図２において、２ｅ，６ｅはセンスエミッタ、２ｄ，６ｄはセンスダイオード、１８，１９はセンス検出信号処理回路である。
【００３２】
センス検出信号処理回路１８，１９の出力信号は、制御回路２０Ａ内の電流推定手段２２Ｕ，２２Ｗにそれぞれ入力され、これらの電流推定手段２２Ｕ，２２Ｗから出力されるＵ相電流推定値ｉｕａ、Ｗ相電流推定値ｉｗａが電流検出相選択手段２４Ａ及び電流センサ故障検出手段２３Ａに入力されている。なお、図１と同様に、Ｕ相電流検出値ｉｕ及びＷ相電流検出値ｉｗは、電流検出相選択手段２４Ａ及び電流センサ故障検出手段２３Ａに入力されている。
つまり、この実施形態では、電流センス付きのスイッチング素子を用いる相と、電流センサ７ｕ，７ｗを設ける相とが一致（すなわち、Ｕ相，Ｗ相）している。
【００３３】
この実施形態における駆動信号生成手段２１の動作は図１と同様であり、第１，第２の電流信号ｉ１，ｉ２と、必要に応じてキャリア周波数変更信号ｆｃｓｅｌと、角度センサ８による角度検出値と、トルク指令とに基づいて、スイッチング素子１，３〜５，２Ａ，６Ａのゲート信号Ｇ１〜Ｇ６を生成する。
【００３４】
電流センサ故障検出手段２３Ａは、Ｕ相電流検出値ｉｕをＵ相電流推定値ｉｕａと突き合わせ、Ｗ相電流検出値ｉｗをＷ相電流推定値ｉｗａと突き合わせることにより、電流センサ７ｕ，７ｗが正常であるか否かを検出する。あるいは、電流センサが故障している相の電流検出値ｉｕまたはｉｗの一周期分の平均値が０ではなくなることにより、該当する相の電流センサ７ｕまたは７ｗが正常であるか否かを判断しても良い。
【００３５】
電流センサ７ｕ，７ｗが正常に動作している場合、電流検出相選択手段２４Ａは、第１実施形態と同様に、電流センサ故障検出手段２３Ａからの検出電流選択信号ｉｓｅｌに基づいて、第１，第２の電流信号ｉ１，ｉ２としてＵ相，Ｗ相の電流検出値ｉｕ，ｉｗを選択し、駆動信号生成手段２１に出力する。駆動信号生成手段２１は、これらのｉｕ，ｉｗと、ｉｖ＝−（ｉｕ＋ｉｗ）により求めたＶ相電流演算値ｉｖとを電流情報として用い、更にトルク指令及び角度検出値に基づいて所定の演算を行うことにより、ゲート信号Ｇ１〜Ｇ６を生成する。
この場合、電流センス付きのスイッチング素子２Ａ，６Ａによる電流推定値ｉｕａ，ｉｗａを駆動信号の生成に用いることはないため、ＰＷＭ制御する際のスイッチング周波数や電圧振幅指令が制約される恐れはない。また、キャリア周波数変更信号ｆｃｓｅｌがアクティブになることもない。
【００３６】
電流センサ７ｕ，７ｗの何れかに故障が発生すると、電流センサ故障検出手段２３Ａは、前述した方法により故障相の電流センサを検出すると共に、検出電流選択信号ｉｓｅｌにより、故障している電流センサを示す情報（正常な電流センサを示す情報）を電流検出相選択手段２４Ａに送出する。
【００３７】
電流検出相選択手段２４Ａは、電流センサが正常である相の電流検出値ｉｕまたはｉｗと、電流センサが故障している相の電流推定値ｉｗａまたはｉｕａとを選択し、これら二つの電流情報を第１，第２の電流信号ｉ１，ｉ２として駆動信号生成手段２１に出力する。同時に、この場合には電流センス付きのスイッチング素子６Ａまたは２Ａによる電流推定値ｉｗａまたはｉｕａを駆動信号の生成に用いることから、スイッチング周波数が高くなり過ぎないようにキャリア周波数変更信号ｆｃｓｅｌをアクティブとし、駆動信号生成手段２１がゲート信号Ｇ１〜Ｇ６の生成に用いるキャリアの周波数を低下させる。
駆動信号生成手段２１は、第１実施形態と同様に、上述した第１，第２の電流信号ｉ１，ｉ２とこれらを用いて演算した残り一相分の電流演算値とを用いて、ゲート信号Ｇ１〜Ｇ６を生成する。
【００３８】
このように、本実施形態においても、電流センサの故障時にインバータの運転を継続することができると共に、電流センサの故障時にのみスイッチング周波数の上限値が制約を受けるため、高速かつ低損失のスイッチング素子の利点を最大限、活かすことが可能である。
【００３９】
なお、各実施形態における電流センサ故障検出手段２３または２３Ａによる故障検出時には、アラームを発生させて電流センサの点検を促す等の対策を講じても良い。
更に、本発明は、三相インバータ装置の全ての相に電流センサを備えている場合にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、モータ駆動システム以外にも、種々の交流負荷を駆動する三相インバータ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１〜６，２Ａ，４Ａ，６Ａ：半導体スイッチング素子
２ｄ，４ｄ，６ｄ：センスダイオード
２ｅ，４ｅ，６ｅ：センスエミッタ
７ｕ，７ｗ：電流センサ
８：角度センサ
１１〜１６：ゲート駆動回路
１７〜１９：センス検出信号処理回路
２０，２０Ａ：制御回路
２１：駆動信号生成手段
２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ：電流推定手段
２３，２３Ａ：電流センサ故障検出手段
２４，２４Ａ：電流検出相選択手段
３１，３２：インバータ主回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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