JP4856493B2 - ２モータ同時駆動システム、およびその制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、単一のインバータ回路で２つのモータを独立に駆動制御する２モータ同時駆動システムの技術に関する。

一般的に、２つの同期モータを独立に（異なる位相と異なる回転数で）回すためには、それぞれ個別にインバータを設ける必要がある。インバータは、回すモータの最大電流（＝最大トルク）を流せるように、その電流容量が設計される。しかし、同期モータを含むシステムにおいては、システムの稼動中に、モータが常に最大トルクを発生していることは比較的少ない。通常、ある一定期間だけ最大トルクを必要とし、それ以外のときはもっと低いトルクで回転している。

例えば、電気自動車の駆動モータの場合、低速からの急加速時または急登坂路の発進時などには最大トルクが必要となるが、それ以外のときは最大トルク以下で回転している。インバータの利用率を（流した電流×流した時間）／（最大電流×システム稼動時間）と考えると、通常走行時のトルクは最大トルクの数〜数十％であるから、通常は数〜数十％の利用率になる。すなわち、インバータからみると、最大トルクに対応する最大電流を流せるように設計されてはいるが、その電流を流すのはほんの一定期間だけで、他の時間は電流的にかなり余裕のある状態で運転されていることになる。

電気自動車には、駆動用モータのほか、エアコン、パワーステアリングなどの種々の補機用モータがあるが、このように同期モータが複数あるシステムの場合、利用率が低いにもかかわらずそれぞれのモータに専用のインバータを設ける必要があり、コストや搭載スペース上問題となる。

そこで、１つのインバータで２つのモータを駆動する技術が幾つか提案されている。例えば、ステータコイルとロータをそれぞれ独立に有する複合モータ（１台に組み合わせた構造も２台別個の構造も含む）において、二つのステータコイルにおける同極のコイルをそれぞれ並列に接続し、一つのインバータから共通の複合電流を流すことにより、二つのロータをそれぞれ自由な回転速度で独立に回転させる複数ロータモータが提案されている（特許文献１参照）。

しかし、この構成では、二つのコイルを並列に接続していることにより、一方を駆動するための電流成分が他方のコイルにも流れることがあり、そのため無効な電流が大きくなって銅損等が増加するという問題があった。

そこで、このような問題に配慮し、二つのステータコイルにおける同極のコイルをそれぞれ並列に接続した場合における無効な電流を抑制し、全体の効率を向上させた複合モータも提案されている（特許文献２参照）。
特開２００１−１０３７１７号公報（段落００３３，００３４、図２） 特開２００１−２３１２２７号公報（段落００５５、図１）

しかし、前記の特許文献１の技術においては、２つのステータコイルに複合電流を流す際の無効電流の問題が非常に大きい。また、特許文献２においては、３相モータの場合、ロータの磁極が３極対以上のモータを組み合わせたものであり、２極対以下の３相モータには適用できない。

本発明は、主に以上の問題点に鑑み、単一のインバータ回路で２極対以下のモータを含む２つのモータを独立に駆動制御する２モータ同時駆動システム、およびその制御装置を提供することを課題とする。

請求項１記載の発明は、２モータ同時駆動システムである。この２モータ同時駆動システムは、Ｍ巻線をＮ組有する第１モータと、Ｎ巻線をＭ組有する第２モータと、Ｍ×Ｎのアームを有するインバータと、前記インバータを介して前記第１モータおよび第２モータを制御する制御手段（図１のコントローラ１０に相当する）とを備え、前記第１モータおよび第２モータの少なくとも一方が、当該モータの相数または相数の整数倍のティースを有し、当該モータのＭ×Ｎの巻線が各ティースに２以上の巻線として巻かれ、前記第１モータのＭ×Ｎの駆動点が前記インバータの対応するアーム出力に接続され、前記第２モータの各Ｍ巻線が前記第１モータの同一相のＮ個の駆動点に接続されるように、前記第２モータのＮ×Ｍの駆動点が前記インバータのアーム出力に接続され、前記制御手段は、前記第１モータの駆動期間において、前記第１モータの前記Ｎ組の巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＭ×Ｎのパルス幅変調された制御信号（ＰＷＭ制御信号）を前記インバータに供給し、前記第２モータの駆動期間において、前記第２モータの前記Ｍ組の巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＭ×Ｎのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給することを特徴とする。

この２モータ同時駆動システムは、一方のモータを駆動する際に他方のモータの電流に全く影響を与えないので、両モータを独立に（異なる回転数およびトルクで）駆動することが可能となる。

前記２モータ同時駆動システムは、前記第１モータおよび第２モータの少なくとも一方が磁極対数２以下でもよく（請求項２）、ＭおよびＮを共に３としてもよい（請求項３）。

請求項４記載の発明は、２モータ同時駆動システムの制御装置である。本制御装置は、Ｍ巻線をＮ組有する第１モータとＮ巻線をＭ組有する第２モータとにおいて、前記第１モータおよび第２モータの少なくとも一方が、当該モータの相数の１を含む整数倍のティースを有し、当該モータのＭ×Ｎの巻線が各ティースに２以上の巻線として巻かれ、前記第１モータのＭ×Ｎの駆動点がＭ×Ｎのアームを有するインバータの対応するアーム出力に接続され、前記第２モータの各Ｍ巻線が前記第１モータの同一相のＮ個の駆動点に接続されるように、前記第２モータのＮ×Ｍの駆動点が前記インバータのアーム出力に接続されるように構成されたモータ駆動装置の前記インバータを制御する制御装置であり、前記第１モータの駆動期間は、前記第１モータの前記Ｎ組の巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＭ×Ｎのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給し、前記第２モータの駆動期間は、前記第２モータの前記Ｍ組の巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＭ×Ｎのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給する手段（図１の電流値帰還制御部１４およびパルス幅変調パターン生成ロジック１６を含む）を備えたことを特徴とする。
この２モータ同時駆動システムの制御装置は、一方のモータを駆動する際に他方のモータに電流が全く流れないようにインバータを制御するので、両モータを独立に（所望の異なる回転数およびトルクで）駆動することが可能となる。

前記インバータに供給する手段は、前記第１モータに設定された回転数およびトルクを表す第１指令に基づいて、前記第１モータに対する前記Ｍ×Ｎのパルス幅変調制御信号を生成する手段と、前記第２モータに設定された回転数およびトルクを表す第２指令に基づいて、前記第２モータに対する前記Ｎ×Ｍのパルス幅変調制御信号を生成する手段とを備え、前記第２モータの回転数およびトルクを前記第１モータの回転数およびトルクと独立に設定することができるように構成してもよい（請求項５）。

２モータ同時駆動システムの制御装置は、前記第１モータおよび第２モータに流す総電流が前記インバータの電流許容値を超える場合、前記総電流が前記電流許容値を超えないように、あらかじめ設定された優先度の低い方のモータへのパルス幅変調制御信号を調節する手段（図１のモータトルク設定部１２に相当する）を含む構成としてもよい（請求項６）。

請求項７記載の発明は、２モータ同時駆動システムである。この２モータ同時駆動システムは、Ｍ巻線をＮ組有する第１モータと、Ｎ相巻線をＭ組有する第２モータと、Ｍ×Ｎのアームを有するインバータとを備え、前記第１モータのＭ×Ｎの駆動点が前記インバータの対応するアーム出力に接続され、前記第１モータの駆動期間は、前記第１モータに対して外部から与えられる要求に応じて、前記第１モータの前記Ｎ組の巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＭ×Ｎのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給し、前記第２モータの駆動期間は、前記第２モータに対して外部から与えられる要求に応じて、前記第２モータの前記Ｎ組の巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＭ×Ｎのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給する制御手段をさらに備えた２モータ同時駆動システムであって、前記第２モータは、ＮまたはＮの整数倍のティースを備え、前記Ｍ×Ｎの巻線が、各ティースに２以上の巻線として巻かれたことを特徴とする。

この２モータ同時駆動システムは、一方のモータを駆動する際に他方のモータに電流が全く流れないように制御することができるので、両モータを独立に（異なる回転数およびトルクで）駆動することが可能となる。

２モータ同時駆動システムの第２モータは、磁極対数が２以下でもよく（請求項８）、またＭおよびＮを共に３としてもよい（請求項９）。

請求項１０記載の２モータ同時駆動システムは、前記第２モータが、１極対のロータと、３個のティースとを有し、各ティースに３つの巻線が巻かれたことを特徴とする。
請求項１１記載の２モータ同時駆動システムは、前記第２モータが、２極対のロータと、６個のティースを備え、各ティースに３つの巻線が巻かれ、各ティースの前記３つの巻線の２つを並列に接続し、対向するティースの単独の巻線どうしを並列に接続したことを特徴とする。

本発明によれば、単一のインバータにインバータの相数と同数の巻線を有する２つのモータを接続して、一方のモータに電流を流すことなく他方のモータを駆動することができるので、両モータを独立に（異なる回転数およびトルクで）駆動することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態と添付図面により本発明を詳細に説明する。
なお、複数の図面に同じ要素を示す場合には同一の参照符号を付ける。
図１は、本発明の原理による２モータ同時駆動システムの構成例を概念的に示すブロック図である。図１の２モータ同時駆動システム１は、２つのモータＭ１，モータＭ２をそれぞれ任意の回転数およびトルクで駆動することを必要とする、例えば、自動車などの図示しない上位の装置（ホストシステム）で使用されるものである。図１において、本発明の２モータ同時駆動システム１は、駆動すべきモータＭ１，モータＭ２と、ホストシステムの電源からモータ駆動用の電圧を生成する電源回路３０と、モータＭ１およびモータＭ２への駆動電圧の切り替えを行う周知のインバータ２０と、ホストシステムから与えられるモータＭ１，モータＭ２に対するトルク指令に応じて前記インバータ２０を構成するスイッチ素子の開閉を制御するコントローラ（制御手段）１０を備える。さらに、２モータ同時駆動システム１の各モータＭ１，モータＭ２には、巻線の電流を検出する電流センサ１７ａ，１７ｂおよびロータの回転位置を検出する少なくとも１つの回転角センサ１８ａ，１８ｂがそれぞれ適切に取り付けられている。
なお、以下の説明においては、説明を簡単に分かりやすくするために、モータＭ１，モータＭ２は、実質的に９の巻線を有する３相モータであると仮定するが、本発明はこれに限定されるものではない。

電源回路３０は、ホストシステムの適切な電源電圧からモータＭ１，モータＭ２の駆動に必要な電圧を高電位Ｈと低電位Ｌとの電位差として出力するものである。電源回路３０の出力電圧（Ｈ−Ｌ）は、以下の説明を簡単に行うために所定の直流電圧であると仮定する。一般に、低電位Ｌは、０ボルトまたは接地である。

コントローラ１０は、モータトルク設定部１２、モータＭ１，モータＭ２に対応する電流値帰還制御部（図１では、電流値ＦＢＣとした）１４ａ，１４ｂ、およびＰＷＭパターン生成ロジック１６からなる。モータトルク設定部１２は、図示しないホストシステムからのモータＭ１，モータＭ２に対するトルク指令に応じて、そのトルクを発生するためのモータＭ１，モータＭ２の電流を算出してモータＭ１，モータＭ２に対する電流指令を発する。モータＭ１，モータＭ２の電流の合計は、インバータ２０の許容電流以下でなければならないので、これを超える場合は、トルク設定の優先度が低く設定されている方のモータの電流を低く設定することにより、モータＭ１，モータＭ２の電流の合計をインバータ２０の許容電流以下に抑える。なお、モータトルク設定部１２は、請求項５の「・・・パルス幅変調制御信号を調節する手段」の一例である。

モータＭ１の電流値帰還制御部１４ａは、通常のモータ制御と同様に、モータトルク設定部１２からのモータＭ１に対する電流指令と実際の電流とが一致するように周知のｄｑ変換によるベクトル制御を行い、モータＭ１の３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相とする）に対する電圧指令を生成する。同様に、モータＭ２の電流値帰還制御部１４ｂは、モータトルク設定部１２からのモータＭ２に対する電流指令からモータＭ２の３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相とする）に対する電圧指令を生成する。なお、図１において、要素間を接続する線に短い右上がりの斜線を付け、その斜線の下に数または変数を表記した箇所があるが、これはその線が表記の本数からなることを示す。例えば、電流値帰還制御部１４ａ，１４ｂの出力は、それぞれ３本の線を介して伝えられる。

ＰＷＭパターン生成ロジック１６は、本発明の第１の実施形態により、電流値帰還制御部１４ａ，１４ｂからそれぞれ送られるモータＭ１のＵ相，Ｖ相，Ｗ相に対する電圧コマンドおよびモータＭ２のｕ相，ｖ相，ｗ相に対する電圧コマンドに応じて９相（ｕＵ，ｕＶ，ｕＷ，ｖＵ，ｖＶ，ｖＷ，ｗＵ，ｗＶ，ｗＷ）の巻線の電圧を設定し、その９相のＰＷＭパターンをモータＭ１，モータＭ２に対しそれぞれ時分割式に発生する。この動作は、詳細に後記する。なお、電流値帰還制御部１４およびＰＷＭパターン生成ロジック１６の組み合わせは、請求項４記載の「・・・パルス幅変調制御信号を前記インバータに供給する手段」の一例である。
ＰＷＭパターン生成ロジック１６が発生した９相のＰＷＭパターンは、インバータ２０を構成する９組のスイッチ岐路の制御端子に供給され、９組のスイッチ岐路（以降、「アーム」と称する）の出力を決定する。インバータ２０からの９相の出力によりモータＭ１，モータＭ２の９相の巻線が駆動される。なお、数Ｎｃは、インバータ２０を構成するアームの数であり、現在の例では９である。
なお、以下の説明において、モータＭ１，モータＭ２とインバータ２０からなる回路部分をモータ駆動回路と称する。

次に、図２および図５を参照して、本発明の第１の実施形態（実施形態１）の第１の態様による２モータ同時駆動システム１のモータ駆動回路の構成を説明する。
なお、本発明は、多様な側面を有する。すなわち、本発明は、一面では、所定の条件を備えた２つのモータを単一のインバータで独立に駆動する２モータ駆動システム（本発明の第１の実施形態で、単に「実施形態１」という）であると考えられ、別の面では、そのような２モータ駆動システムに使用可能なモータ（本発明の第２の実施形態で、単に「実施形態２」という）であるとも考えられ、さらに別の面では、所定の条件を備えた２つのモータを単一のインバータで独立に駆動する方法であるとも考えられる。

図２は、本発明の第１の実施形態（実施形態１）の第１の態様による２モータ同時駆動システム１のモータ駆動回路の構成を示す回路図である。図２のモータ駆動回路は、９相のインバータ２０と、これに接続されたモータＭ１およびモータＭ２から構成される。モータＭ１は、３磁極対ロータＲ１と９のティースを有するステータを備え、各ティースに１つの巻線を有する９巻Ｙ結線の３相モータである。モータＭ１の９相の巻線はインバータ２０の各スイッチ岐路、すなわちアームの出力端（アーム出力＝直列接続された２つのスイッチングトランジスタの接続点）に接続されている。

ところで、２つのモータを１つのインバータで駆動する場合、３相モータではインバータの相数は最小で９相必要になる。インバータの相数とモータの巻線の相数（後に例を示すように１つの相が並列接続または直列接続された複数の巻線から構成されていてもよい）は同じにする必要がある。通常は、モータＭ１のように巻線が９相のモータは、ロータが３極対となる。そこで、１つのティースに複数の巻線を巻くことにより巻線の数を増やして、２極対以下のロータのモータで９相以上のインバータと接続できるようにしたモータの一例が図２の右側に示したモータＭ２である。図５は、図２に示した本発明のモータＭ２の構造を概念的に示す図である。図２（右側）および図５に示すように、モータＭ２は、１磁極対ロータＲ２と３つのティースＴ２を有するステータＳ２を備え、各ティースに３つの巻線を巻いた９巻Ｙ結線の３相モータである。このように、本発明によれば、極対数が２以下のロータを有する３相モータを使用することができるので、小型化するのに好都合である。

図２において、インバータ２０は、３行（横方向の並び）ｕ，ｖ，ｗおよび３列（縦方向の並び）Ｕ，Ｖ，Ｗに配列された９のアームから構成される。周知のように、各アームは、２つのスイッチ素子を直列に接続した岐路からなり、岐路の両端は電源回路３０の高電位Ｈの出力導体と低電位Ｌの出力導体にそれぞれ接続されている。インバータ２０は、図２に示すように平滑コンデンサＣを含むことが好ましいが、必須ではなく、図２以外では作図の都合上、省略してある。インバータ２０の各アームは、Ｓijと記し、そのアームを構成する上下のスイッチ素子は、ＵＳij，ＬＳijと記す。添え字ｉはその位置に対応する行を表し、ｕ，ｖ，ｗの何れかであり、添え字ｊは、その位置に対応する列を表し、Ｕ，Ｖ，Ｗの何れかである。例えば、２行１列目（すなわち、行ｖ、列Ｕ）のアームは、ＳvUと記し、その上下のスイッチ素子はＵＳvU，ＬＳvUと記す。

各アームＳijの上下２つのスイッチ素子ＵＳij，ＬＳijの制御端子には、ＰＷＭパターン生成ロジック１６（図１参照）からの対応する出力信号とその反転信号が印可される。各アームＳijの上下２つのスイッチ素子ＵＳij，ＬＳijの接続ノードがそのアームＳijの出力点となる。したがって、モータＭ１，モータＭ２の巻線は対応するアームの出力点に接続されるのであるが、以下の説明においては、モータの巻線とアームの接続点が接続されることを単に巻線がアームに接続されるという具合に表現する。

モータＭ１の巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の一端が共通に接続され、それぞれの他端がインバータ２０のアームＳuU，ＳuV，ＳuWにそれぞれ接続されている。同様に、モータＭ１の巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の一端が共通に接続され、それぞれの他端がインバータ２０のアームＳvU，ＳvV，ＳvWにそれぞれ接続され、巻線Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３の一端が共通に接続され、それぞれの他端がインバータ２０のアームＳwU，ＳwV，ＳwWにそれぞれ接続されている。したがって、もしアーム行ｉ（＝ｕ，ｖまたはｗ）のすべてのアームＳiU，ＳiV，ＳiWの出力を同じ電位ＨまたはＬにすると、そのアーム行に接続されているモータＭ１の３つの巻線には同一の電位が印加されることになるので、それらの巻線に直前の駆動状態から継続して流れている電流には全く影響を与えない。

また、モータＭ２の巻線ｕ１，ｖ１，ｗ１の一端が共通に接続され、それぞれの他端がインバータ２０のアームＳuU，ＳvU，ＳwUにそれぞれ接続されている。同様に、モータＭ２の巻線ｕ２，ｖ２，ｗ２の一端が共通に接続され、それぞれの他端がインバータ２０のアームＳuV，ＳvV，ＳwVにそれぞれ接続され、巻線ｕ３，ｖ３，ｗ３の一端が共通に接続され、それぞれの他端がインバータ２０のアームＳuW，ＳvW，ＳwWにそれぞれ接続されている。したがって、もしアーム列ｊ（＝Ｕ，ＶまたはＷ）のすべてのアームＳuj，Ｓvj，Ｓwjの出力を同じ電位ＨまたはＬにすると、そのアーム列に接続されているモータＭ２の３つの巻線には同一の電位が印加されることになるので、それらの巻線に直前の駆動状態から継続して流れている電流には全く影響を与えない。

以上のような構成の２モータ同時駆動システム１の動作を、図３〜８を参照して説明する。図３は、図２のモータ駆動回路のモータＭ１駆動時のインバータ２０のアーム列制御の原理を説明する図である。図４は、図２のモータ駆動回路のモータＭ２駆動時のインバータ２０のアーム行制御の原理を説明する図である。本発明の実施形態１の第１の態様によれば、後に詳細に述べるようにインバータ２０（すなわち、モータＭ１，１Ｍ２）は、時分割式に制御を行う。因みに、図３および図４から分かるように、ロータが３極対のモータＭ１も、１極対のモータＭ２も、ともに３組の３相巻線を備えるという点で電気回路的には同じである。しかし、モータＭ１，モータＭ２の巻線を区別するために、モータＭ１の巻線は大文字で表し、モータＭ２の巻線は小文字で表した。

図３および図４において、インバータ２０を構成するスイッチ素子のうち、丸で囲んだスイッチ素子はｏｎとなるように制御され、その他のスイッチ素子はｏｆｆとなるように制御されているものとする。モータＭ１の駆動時においては、例えば図３に示すように、アーム列Ｕのアームの出力は何れもＨであり、アーム列Ｖおよびアーム列Ｗのアームの出力は何れもＬである。このように、アーム列Ｕ，Ｖ，Ｗの各アーム列のアームの出力電位をすべて同じにすることにより、各アーム列Ｓuj，Ｓvj，Ｓwjに接続されたモータＭ２の巻線は同電位となり電圧が実質的に印加されない。したがって、この期間は、モータＭ２の巻線は駆動されないので、モータＭ２の巻線には、直前の駆動状態に応じた電流がインバータ２０のｏｎ状態素子を通って還流しながら減衰することになる（還流モード）。例えば、インバータ２０のＵ列のアームに接続されたＭ２の巻線ｕ１，ｖ１，ｗ１は、すべて高電位Ｈとなるので、これらの巻線に流れる電流は一切影響を受けない。一方、アーム行に注目すると、例えば、モータＭ１の巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１にはそれぞれＨ，Ｌ，Ｌの電位が印加されるので、巻線Ｕ１に、仮に電流Ｉが流れ込むと、巻線Ｖ１，Ｗ１からそれぞれＩ／２の電流が流れ出ることになる。したがって、インバータ２０の各アーム列ごとに同じ出力となる（換言すれば、モータＭ１の巻線Ｕ，Ｖ，Ｗの駆動パターンがすべての巻線の組で同じになる）ように、ＰＷＭパターン生成ロジック１６からＰＷＭ出力を与えることにより、モータＭ２に影響を与えることなくモータＭ１を駆動することができる。

同様に、モータＭ２の駆動時においては、図４に示すように、アーム行ｕのアームの出力は何れもＨであり、アーム行ｖおよびアーム行ｗのアームの出力は何れもＬである。このように、アーム行ｕ，ｖ，ｗの各アーム行のアームの出力電位をすべて同じにすることにより、各アーム行ＳiU，ＳiV，ＳiWに接続されたモータＭ１の３つの巻線は同電位となり電圧が実質的に印加されない。したがって、この期間は、モータＭ１の巻線は駆動されないので、モータＭ１の巻線には、直前の駆動状態に応じた電流がインバータ２０のｏｎ状態素子を通って還流しながら減衰することになる（還流モード）。一方、アーム列に注目すると、例えばモータＭ２の巻線ｕ１，ｖ１，ｗ１にはそれぞれＨ，Ｌ，Ｌの電位が印加されるので、巻線ｕ１に、仮に電流Ｉ１が流れ込むと、巻線ｖ１，ｗ１からそれぞれＩ１／２の電流が流れ出ることになる。したがって、インバータ２０の各アーム行ごとに同じ出力となる（換言すれば、モータＭ２の巻線ｕ，ｖ，ｗの駆動パターンがすべての巻線の組で同じになる）ように、ＰＷＭパターン生成ロジック１６からＰＷＭ出力を与えることにより、モータＭ１に影響を与えることなくモータＭ２を駆動することができる。例えば、図４に示すように、アーム列ｕ，ｖ，ｗの出力をそれぞれＨ，Ｌ，Ｌとした場合、巻線ｕ１，ｕ２，ｕ３には電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３（ただし、Ｉ１＝Ｉ２＝Ｉ３）がそれぞれ流れ込み、巻線ｖ１，ｗ１から電流Ｉ１／２が流れだし、巻線ｖ２，ｗ２から電流Ｉ２／２が流れだし、巻線ｖ３，ｗ３から電流Ｉ３／２が流れだすが、モータＭ１の巻線に流れる電流には一切影響を及ぼさない。

したがって、モータＭ１，モータＭ２の駆動を時分割式に交互に行うことにより、モータＭ１およびモータＭ２を１つのインバータ２０で独立に（回転数およびトルクを個別に設定して）駆動することが可能となる。

一般に、ＤＣモータのインバータを用いた駆動方法には、矩形波駆動（または通電）方式、台形波駆動方式、および疑似正弦波駆動方式などが知られているが、振動や騒音などの面では疑似正弦波駆動方式が好ましいので、本発明の実施形態においては、疑似正弦波駆動方式で駆動することが好ましい。

ここで、本発明の２モータ同時駆動システムと従来のモータ駆動システムとの１つの相違点を考察する。図６は、通常の直流３相モータを単一駆動する様子を示す図である。図６（ａ１），（ａ２）は、３相巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに印加する電圧波形の例を２つ示すグラフである。図６（ａ）において、ＩＰ（ＩＰ１〜ＩＰ３）は、３相の巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに同一の電圧（ＨまたはＬ）を印加している期間を示し、この期間はモータが実質的に駆動されないので、仮に、「無効期間」と言うことにする。図６（ｂ１）は、図６（ａ１）の駆動波形における無効期間ＩＰ２のモータ駆動システムの動作状態を示す図である。モータの各相に電圧がかかり電流を流しているのは、実質的な駆動期間であるＶＰ１，ＶＰ２においてＵＶＷ相のタイミングがずれている期間Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２である。無効期間ＩＰ２は、３相Ｕ，Ｖ，Ｗのすべてが高電位に維持されるが、これは、インバータの高電位側のスイッチがｏｎで低電位側のスイッチがｏｆｆに維持されることを意味し、その直前の駆動期間ＶＰ１の駆動電圧による電流がインバータの高電位側のスイッチを通って還流する。図６（ｂ）において、太線の矢印はその部分を流れる電流の方向を示す。

通常の直流モータであれば、このようにしてモータを駆動することができる。これは、各巻線が個別のティースに巻かれているため、巻線間に相互インダクタンスが殆ど作用しないからである。しかし、前記のように本発明では、１つのティースの複数の巻線が並列に巻かれたモータを使用する。図７は、１つのティースに複数の巻線を設けた場合の駆動方法を説明する図である。このように１つのティースに複数の巻線を並列巻きした場合、同一のティースに巻かれた巻線間に自己インダクタンスとほぼ同じ相互インダクタンスが生じる。そのため、図７（ａ）に示すように、片方のコイル＃１に電流が流れているとき（導通状態のとき）に、他のコイル＃２に電圧をかけて電流を流そうとすると、コイル＃２の電流変化によって発生する磁束変化Δφを打ち消すようにコイル＃１の電流に変化Δｉが生じる結果、ティース全体としての磁束（図７（ａ）の例では、右向きの磁束と左向きの磁束の和）の変化が生じなくなる。したがって、一方のコイル＃１が導通状態の時に他のコイル＃２に電圧をかけると、この瞬間に、コイル＃２に誘起電圧が発生しないので、過大な電流がコイル＃２に流れることになる。したがって、各ティースに複数の巻線を設けたモータを使用する本発明の２モータ同時駆動システムにおいて、このような事態を避けるには、図７（ｂ）に示すように、同一のティースに巻かれたコイル（図７の例では、＃１，＃２）に通電する場合は、それらのコイルが接続された相（アーム）のスイッチングのタイミングを合わせ、同時に電圧をかける必要がある。

この解決策を図６に戻って説明する。本発明における図６（ａ２）のインバータ駆動波形においては、無効期間ＩＰ２’を２つ（すなわち、ＩＰ２ａとＩＰ２ｂ）に分割し、２つの期間の境界点で駆動電圧を高電位Ｈから低電位Ｌへと切り替え、無効期間後半ＩＰ２ｂの駆動電圧をＬとしている。このように駆動した場合の期間ＩＰ２ｂのモータ駆動状態を示したのが図６（ｂ２）である。図６（ｂ１），（ｂ２）の比較から分かるように、無効期間ＩＰ２ａにおける高電位側のスイッチ素子ｏｎの状態（ｂ１）から低電位側のスイッチ素子ｏｎの状態（ｂ２）へと切り替えても、インバータ内部の電流経路が変わるだけで、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ自体を流れる電流は影響を受けない。つまり、図６（ａ２）のＩＰ２’に示すように、モータの相巻線の無効期間（エッジは除く）にその相巻線に対する印加電圧を同に切り替える限り、相巻線には常に等しい電圧が印加されるので、相巻線に流れる電流はその切替の影響を受けない。これは、１つのモータに複数組の相巻線が巻かれている場合も、各組の相巻線に対して言えることである。本発明では、この原理を利用して駆動制御を行う（後述）。なお、図６（ａ２）では、隣接する無効期間の駆動電位が交互になるように無効期間ＩＰ３’の駆動電位は高電位Ｈとなっている（図６（ａ１）のＩＰ３では低電位Ｌである）。

図８は、以上述べた本発明の２モータ同時駆動原理に基づく制御方法を説明する図である。図８において、上段の２つのグラフは、モータＭ１，Ｍ２の各相巻線に流すべき電流波形を示すグラフである。モータＭ１のグラフのＵ相，Ｖ相，Ｗ相およびモータＭ２のグラフのｕ相，ｖ相，ｗ相の電流波形を表す曲線は、それぞれ実線、破線、点線で描いてある。本発明の原理によれば、回転周期の短い方（図８の例ではモータＭ２）の周期より遙かに短い周期Ｔｓｗで両モータＭ１，Ｍ２のＰＷＭに基づく時分割制御を行う。図８の下段には、上段の目標電流波形の極短い期間の各巻線の駆動電圧波形を拡大して示すタイミングチャートを示す。タイミングチャートにおいて、モータＭ１は、モータＭ２の無効期間に含まれる所定の長さの駆動期間Ａと所定の長さの電圧無効期間により制御される。モータＭ２は、モータＭ１の無効期間に含まれる所定の長さの駆動期間Ｂと所定の長さの電圧無効期間により制御される。

モータＭ１，Ｍ２に共通の無効期間ＩＰには、両モータのすべての巻線がＨまたはＬの同じ電位に揃えられているので、両モータとも駆動されない期間である。モータＭ１の駆動期間Ａにおいては、モータＭ１の３つのＵ相の駆動電圧ＳｕＵ，ＳｖＵ，ＳｗＵ（実線）は期間Ａの終了時に一斉にＨからＬに切り替わり（段落００４０で述べた原理に当てはめると、モータＭ２の３相ｕ１，ｖ１，ｗ１の駆動電圧がモータＭ２の無効期間に同時に切り替わったと言える）、モータＭ１の３つのＶ相の駆動電圧ＳｕＶ，ＳｖＶ，ＳｗＶ（破線）は期間Ａ内の時刻（Ｔ１またはＴ３）にＨからＬに切り替わり（同様に、モータＭ２の３相ｕ２，ｖ２，ｗ２の駆動電圧がモータＭ２の無効期間Ａに同時に切り替わった）、モータＭ１の３つのＷ相の駆動電圧ＳｕＷ，ＳｖＷ，ＳｗＷ（モータＭ２の３相ｕ３，ｖ３，ｗ３の駆動電圧）（点線）は期間Ａの開始時にＨからＬに切り替わっている。同様に、モータＭ２の駆動期間Ｂにおいては、モータＭ２の３つのｕ相の駆動電圧ＳｕＵ，ＳｕＶ，ＳｕＷ（実線）は期間Ｂ内の時刻Ｔ２に一斉にＬからＨに切り替わり（モータＭ１の３相Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の駆動電圧がモータＭ１の無効期間Ｂに同時に切り替わり）、モータＭ２の３つのｖ相の駆動電圧（または、モータＭ１の３相Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の駆動電圧）ＳｖＵ，ＳｖＶ，ＳｖＷ（破線）は期間Ｂの終了時にＬからＨに切り替わり、モータＭ２の３つのｗ相の駆動電圧（または、モータＭ１の３相Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の駆動電圧）ＳｗＵ，ＳｗＶ，ＳｗＷ（点線）は期間Ｂの開始時にＬからＨに切り替わっている。

前段を要約すると、本発明によれば、２つのモータのそれぞれの駆動期間（エッジを含む）において、他方のモータ（そのとき無効期間中のモータ）の各組（図２の例では巻線ＩＤに含まれる１，２，３）ごとに、その組の全相巻線（図２の例ではＵ，Ｖ，Ｗまたはｕ，ｖ，ｗ）の駆動電圧は同時に切り替えてもよいが常に同じ電位に維持しなければならない。また、図８に示したインバータ２０の制御を行う駆動電圧波形から、前記の必要条件は、次のようにも表現できる。即ち、２つのモータのそれぞれの駆動期間（エッジを含む）において、そのモータ（駆動期間中のモータ）の各組の全相巻線の駆動電圧波形は各組ごとに同じパターンでなければならない。この必要条件は、本発明の原理の１つであり、段落００４０の「モータの相巻線の無効期間（エッジは除く）にその相巻線に対する印加電圧を同に切り替える限り、相巻線には常に等しい電圧が印加されるので、相巻線に流れる電流はその切替の影響を受けない」ことを利用したものである。
また、２つのモータの駆動期間の間に２つのモータが共に還流モードとなる共通の無効期間（例えば、図８のＩＰ（Ｈ）およびＩＰ（Ｌ）の期間）があっても良い。前記の必要条件を満たす限り、駆動電圧の切り替えは、駆動期間（エッジを含む）内であれば、任意のタイミングで行うことができる。図８の例では、駆動期間ＡにおけるモータＭ１の各相のｏｎ時間の割合は、ＨからＬに変化するタイミングで決定し、駆動期間ＢにおけるモータＭ２の各相のｏｎ時間の割合は、ＬからＨに変化するタイミングで決定する。前記の必要条件を満たす限り、必ずしも図８と同じタイミングである必要はなく、他のタイミングで同様の制御を行ってもよい。

ところで、ここで述べた「２つのモータのそれぞれの駆動期間（エッジを含む）において、他方のモータの各組ごとに、その組の全相巻線の駆動電圧は同時に切り替えてもよいが常に同じ電位に維持しなければならない」または「２つのモータのそれぞれの駆動期間（エッジを含む）において、そのモータ（駆動期間中のモータ）の各組の全相巻線の駆動電圧波形は各組ごとに同じパターンでなければならない」という必要条件は、わざわざこれを実現しようとするまでもなく、図４に関連して段落００３４および００３５で説明したようにインバータ２０を制御することにより、自ずと満たされるものである。この場合、逆もまた真であり、前記の必要条件を満足すれば、自ずと段落００３４および００３５のようにインバータ２０を制御することになる。

再び、図８において、モータＭ１およびモータＭ２にそれぞれ所定の長さの駆動期間Ａおよび駆動期間Ｂを割り当て、モータＭ１，モータＭ２を時分割式に駆動するが、このとき、制御すべきモータに対して外部から与えられるトルク指令および当該モータの回転角センサの出力に応じてＰＷＭ制御を行う。この際、さらに電流センサの出力を用いて制御を行ってもよい。２つのモータＭ１およびＭ２に対するそれぞれの駆動期間ＡおよびＢの長さは同じである必要はない。各モータは、割り当てられた駆動時間の必要な期間だけ駆動すればよい。必要に応じて、駆動期間Ａ，駆動期間Ｂにより、電源回路の出力電圧（Ｈ−Ｌ）をコントローラ１０により変更し、モータＭ１，モータＭ２に異なる駆動電圧を使用することも可能である。
このように、本発明によれば、単一のインバータで２つのモータを全く独立に時分割駆動することが可能となる。

ところで、１極対のモータＭ２においては、ｕ巻線ｕ１，ｕ２，ｕ３が同一のティースに巻かれているが、モータＭ２の駆動時にはこれらのｕ巻線が同時に駆動されるので、磁気的には１つの巻線に３倍の電流を流したのと同じになる。このように１つのティースに複数の巻線を巻くことにより、１極対のモータでも９相のインバータに接続することが可能となり、本発明により１つのインバータによる２つのモータの独立駆動が可能となる。

次に、図９および図１２を参照して、本発明と従来技術との比較を行う。
図１２は、図２に示すように２つのモータの一方のティースにコイルを並列巻きした回路において図８に示すような駆動制御を行わなかった場合の巻線電流の一例を示す図である。図１２の（ａ）および（ｂ）は、図２のモータ駆動回路において、図７（ａ）に示すような２モータ同時駆動を行った場合にモータＭ１およびＭ２の巻線に流れる電流の一例を示す。図９は、図２に示す回路において図８に示すような駆動制御を行った場合の巻線電流の一例を示す図である。図９（ａ）および図９（ｂ）は、モータＭ１およびＭ２の巻線に流れる電流の一例を示す。図９および図１２の（ｃ）は、モータＭ２の巻線に流れる電流を時間軸方向に拡大した電流波形である。図９および１２の各電流波形は計測した結果得られたグラフである。また、図９および図１２においてモータＭ１およびＭ２の電流曲線Ｕ，Ｖ，Ｗおよびｕ，ｖ、ｗは、巻線の各組の対応する相の電流を一括して表したものである。例えば、モータＭ１の電流波形Ｕは、３組のＵ相巻線Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を流れる電流を重ねて示した波形である。同様に、モータＭ２の電流波形ｕは、３組のｕ相巻線ｕ１，ｕ２，ｕ３を流れる電流を重ねて示した波形である。

図１２では、モータＭ１の電流波形は、３相Ｕ，Ｖ，Ｗとも１本の曲線で表されているので、すべての組に対して同じ相の電流は等しいことが分かる。しかし、モータＭ２のグラフでは、各相の電流波形は不規則な幅を有する包絡線の間を振動する波形となった（図では作図の都合上、各相の包絡線で囲まれた領域ごとに網掛けで示した）。図１２（ｂ）に示すｕ相電流のグラフを時間軸方向に拡大した図１２（ｃ）から分かるように、モータＭ２の３組のｕ相電流ＩｕＵ，ＩｕＶ，ＩｕＷは、相互インダクタンスの影響によるリップルのために、多くの部分で一致しない不揃いな波形となっている。

これに対し、図９においては、モータＭ１のグラフのみならず、モータＭ２のグラフにおいても、３相ｕ，ｖ、ｗの電流波形が１本の曲線で表されている。図９（ｂ）に示すｕ相電流のグラフを時間軸方向に拡大した図９（ｃ）から分かるように、モータＭ２の３組のｕ相電流ＩｕＵ，ＩｕＶ，ＩｕＷは、相互インダクタンスに起因するリップル電流が解消され、ほぼ一致して安定した波形となっている。
このように、各ティースに複数の巻線を巻いたモータを用いた２モータシステムにおいて従来の駆動制御方式を行った場合、各ティースに複数の巻線を巻いたモータの巻線電流にはリップルが多く、所望の回転性能を得るのが困難となる。しかし、そのような２モータシステムにおいても、本発明によれば、両方のモータをそれぞれ所望の回転数およびトルクで回転させつることが可能となる。

図１０は、本発明の実施形態２の別の形態によるモータの一例を示す図であり、図１０（ａ）は、その構造を示し、図１０（ｂ）は、構造を模式的に表す。図１０のモータＭ３は、図２の９相インバータで駆動可能なモータの別の例である。図１０において、モータＭ３は、２極対のロータＲ３と、６個のティースＴｕ１，Ｔｖ１，Ｔｗ１，Ｔｕ２，Ｔｖ２，Ｔｗ２を有するステータＳ３を備える。ステータＳ３の６個のティースには、３相巻線が３組巻かれている。すなわち、ステータＳ３の相対する３組のティース対Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗが３相Ｕ，Ｖ，Ｗを構成し、対向するティースＴα１，Ｔα２（α＝ｕ，ｖ，ｗ）には３組のα相巻線が同様に巻かれ、対向するティースＴα１，Ｔα２に巻かれた２つの同相で同じ組の巻線どうしは並列接続され、さらに各組の３相Ｕ，Ｖ，ＷはＹ結線されている。具体的には、図１０（ｂ）において、モータＭ３を構成する１８（＝６ティース×３巻線）の巻線に対し、ティースＴｕ１に巻かれた第１組Ｕ相の巻線から反時計回りにＣ１，Ｃ２，．．．，Ｃ１８と符号を付けると、モータＭ３の結線状態は次のようになる。すなわち、対向するＵ相のティース対Ｔｕ１，Ｔｕ２においては、同じ組の巻線（Ｃ１，Ｃ１０），（Ｃ２，Ｃ１１）（Ｃ３，Ｃ１２）がそれぞれ並列接続され、並列接続された巻線対の一端はそれぞれ駆動端子Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３として使用される。対向するＶ相のティース対Ｔｖ１，Ｔｖ２においては、同じ組の巻線（Ｃ４，Ｃ１３），（Ｃ５，Ｃ１４）（Ｃ６，Ｃ１５）がそれぞれ並列接続され、並列接続された巻線対の一端はそれぞれ駆動端子Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３として使用される。対向するＷ相のティース対Ｔｗ１，Ｔｗ２においては、同じ組の巻線（Ｃ７，Ｃ１６），（Ｃ８，Ｃ１７）（Ｃ９，Ｃ１８）がそれぞれ並列接続され、並列接続された巻線対の一端はそれぞれ駆動端子Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３として使用される。さらに、Ｙ結線とするため、第１組のＵ１，Ｖ１，Ｗ１相の巻線Ｃ１，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ１０，Ｃ１３，Ｃ１６の駆動端子でない側がともに接続され、第２組のＵ２，Ｖ２，Ｗ２相の巻線Ｃ２，Ｃ５，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１４，Ｃ１７の駆動端子でない側がともに接続され、第３組のＵ３，Ｖ３，Ｗ３相の巻線Ｃ３，Ｃ６，Ｃ９，Ｃ１２，Ｃ１５，Ｃ１８の駆動端子でない側がともに接続される。

以上のように構成されたモータＭ３は、Ｕ，Ｖ，Ｗの３巻線を３組Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２，Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３備えているので、前記のモータＭ２と同様に図１の２モータ同時駆動システム１に接続可能である。

以上は、本発明の説明のために実施の形態の例を掲げたに過ぎない。したがって、本発明の技術思想または原理に沿って前記の実施の形態に種々の変更、修正または追加を行うことは、当業者には容易である。
例えば、以上の説明では、３行×３列の９相または９アームのインバータを用いた。しかし、本発明はこれに限らず、Ｍ行×Ｎ列のインバータを用いた２モータ同時駆動システムを実現することができる。このＭ行×Ｎ列のインバータで駆動可能なモータは、Ｍ巻線をＮ組備えたＭ相モータと、Ｎ巻線をＭ組備えたＮ相モータである。各巻線は複数の巻線の並列接続でもよい。各モータのティースの数はモータの相数またはその整数倍である。

また、以上の説明では、モータがＹ結線されている場合を用いた。しかし、Δ結線のモータを用いることも可能である。図１１Ａは、本発明の実施形態１の第２の態様により２つのΔ結線したモータＭ１ａ，モータＭ２ａを駆動するモータ駆動回路の構成を示す回路図である。図１１Ｂは、第２の態様によるモータ駆動回路のモータＭ１ａ駆動時のインバータ２０のアーム列制御の様子を説明する図である。図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、インバータ２０のアームの識別は図２〜図４と同様に行うものとする。モータＭ１ａにおいて、第１〜第３の巻線群（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）、（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）、（Ｕ３，Ｖ３，Ｗ１）がそれぞれΔ結線され、巻線Ｕ１，Ｗ１のノードがアームＳuUに接続され、巻線Ｕ１，Ｖ１のノードがアームＳuVに接続され、巻線Ｖ１，Ｗ１のノードがアームＳuWに接続されている。同様に、巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２からなるΔ結線の各ノードは、インバータ２０のアーム行ｖのアームに接続され、巻線Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３からなるΔ結線の各ノードは、アーム行ｗのアームに接続されている。モータＭ２ａにおいても、第１の巻線群〜第３の巻線群（ｕ１，ｖ１，ｗ１）、（ｕ２，ｖ２，ｗ２）、（ｕ３，ｖ３，ｗ３）がそれぞれΔ結線されている。また、巻線ｕ１，ｖ１，ｗ１からなるΔ結線の各ノードは、インバータ２０のアーム列Ｕのアームに接続され、巻線ｕ２，ｖ２，ｗ２からなるΔ結線の各ノードは、アーム列Ｖのアームに接続されている。巻線ｕ３，ｖ３，ｗ３からなるΔ結線の各ノードは、アーム列Ｗのアームに接続されている。なお、前記の各ノードはΔ結線された巻線に対して電源供給線を接続する点なので、駆動点と称する。この意味においては、図２〜図４のＹ結線されたモータＭ１およびモータＭ２の駆動点は、例えば、巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の場合、巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１のＹ結線されていない側のリード線となる。

このように、Δ結線のモータＭ１ａ，モータＭ２ａをインバータ２０で駆動する場合も、図１１Ｂに示すように、アーム列Ｕ，Ｖ，Ｗごとにアーム出力をそろえた場合（図１１Ｂの例では、順にＨ，Ｌ，Ｌとした）、モータＭ２ａの３巻線の各組には同じ電位が印加されるので、モータＭ２ａに電流を流すことなくモータＭ１ａを駆動することができる。同様に、図示してはいないが、アーム行ｕ，Ｖ，Ｗごとにアーム出力をそろえた場合、モータ１ａの３巻線の各組には同じ電位が印加されるので、モータ１ａに電流を一切流すことなくモータＭ２ａを駆動することができる。このように、本発明はΔ結線のモータにも適用可能である。

本発明では、これまで説明したような磁極対の数が２以下のモータが少なくとも１つ使用される。一般に、小型モータについては、構造が単純な１〜２磁極対のモータが使用される場合が多いので、本発明は電気自動車の補機をモータ駆動する場合に好適である。
また、以上の説明では、永久磁石のロータがステータの内側にあるモータを例に取ったが、逆の構造のモータにも適用可能である。
なお、以上の説明において、インバータがアームのマトリックスとしての構造を有するものとした。しかし、これは、インバータのスイッチセット（アーム）が物理的に格子状に配列されていることを意味するのではなく、インバータと、これに接続される２つのモータの巻線との接続関係を各モータの巻線から見ると行列を成していると考えられるという意味である。

本発明の原理による２モータ同時駆動システムの構成例を概念的に示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の第１の態様による２モータ同時駆動システム１のモータ駆動回路の構成を示す回路図である。 図２のモータ駆動回路のモータＭ１駆動時のインバータのアーム列制御の原理を説明する図である。 図２のモータ駆動回路のモータＭ２駆動時のインバータのアーム行制御の原理を説明する図である。 図２に示した本発明のモータ（Ｍ２）の構造を概念的に示す図である。 本発明との相違点を説明するために通常の直流３相モータ駆動例を示す図である。 １つのティースに複数の巻線を設けた場合の駆動方法を説明する図である。 本発明の実施形態１の第１の態様によりモータＭ１，Ｍ２を時分割制御する様子を説明する図である。 図２に示す回路において図８に示すような駆動制御を行った場合の巻線電流の一例を示す図である。 本発明の実施形態２の別の形態によるモータの一例を示す図であり、図１０（ａ）は、その構造を示し、図１０（ｂ）は、構造を模式的に表す。 本発明の実施形態１の第２の態様により２つのΔ結線したモータＭ１ａ，モータＭ２ａを駆動するモータ駆動回路の構成を示す回路図である。 第２の態様によるモータ駆動回路のモータＭ１ａ駆動時のインバータ２０のアーム列制御のようすを説明する図である。 図２に示すように２つのモータの一方のティースにコイルを並列巻きした回路において図８に示すような駆動制御を行わなかった場合の巻線電流の一例を示す図である。

符号の説明

１ ２モータ同時駆動システム
１０ コントローラ
１２ モータトルク設定部
１４ 電流値期間制御部（電流値ＦＢＣ）
１６ ＰＷＭパターン生成ロジック
１７ 電流センサ
１８ 回転角センサ
２０ インバータ
３０ 電源回路
Ｍ１〜Ｍ３ モータ
Ｍ１ａ，Ｍ２ａ Δ結線のモータ

Claims (11)

1. Ｍ相巻線をＮ組有する第１モータと、
   Ｎ相巻線をＭ組有する第２モータと、
   Ｍ×Ｎのアームを有するインバータと、
   前記インバータを介して前記第１および第２モータを制御する制御手段とを備え、
   前記第１モータおよび第２モータの少なくとも一方が、当該モータの相数または相数の整数倍のティースを有し、当該モータのＭ×Ｎの巻線が各ティースに２以上の巻線として巻かれ、
   前記第１モータのＭ×Ｎの駆動点が前記インバータの対応するアーム出力に接続され、
   前記第２モータの各組の第ｍ相巻線（ｍ＝１，２，．．．、Ｎ）が前記第１モータの同一相のＮ個の駆動点に接続されるように、前記第２モータのＮ×Ｍの駆動点が前記インバータのアーム出力に接続され、
   前記制御手段は、前記第１モータの駆動期間において、前記第１モータの前記Ｎ組の相巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＭ×Ｎのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給し、前記第２モータの駆動期間において、前記第２モータの前記Ｍ組の相巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＮ×Ｍのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給することを特徴とする２モータ同時駆動システム。
2. 前記第１モータおよび第２モータの少なくとも一方は、磁極対数が２以下であることを特徴とする請求項１記載の２モータ同時駆動システム。
3. 前記Ｍおよび前記Ｎで示す値が共に３であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の２モータ同時駆動システム。
4. Ｍ相巻線をＮ組有する第１モータとＮ相巻線をＭ組有する第２モータとにおいて、前記第１モータおよび第２モータの少なくとも一方が、当該モータの相数の１を含む整数倍のティースを有し、当該モータのＭ×Ｎの巻線が各ティースに２以上の巻線として巻かれ、前記第１モータのＭ×Ｎの駆動点がＭ×Ｎのアームを有するインバータの対応するアーム出力に接続され、前記第２モータの各組の第ｍ相巻線（ｍ＝１，２，．．．、Ｎ）が前記第１モータの同一相のＮ個の駆動点に接続されるように、前記第２モータのＮ×Ｍの駆動点が前記インバータのアーム出力に接続されるように構成されたモータ駆動装置の前記インバータを制御する制御装置であり、
   前記第１モータの駆動期間は、前記第１モータの前記Ｎ組の相巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＭ×Ｎのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給し、前記第２モータの駆動期間は、前記第２モータの前記Ｍ組の相巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＮ×Ｍのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給する手段を備えたことを特徴とする制御装置。
5. 前記インバータに供給する手段は、
   前記第１モータに設定された回転数およびトルクを表す第１指令に基づいて、前記第１モータに対する前記Ｍ×Ｎのパルス幅変調制御信号を生成する手段と、
   前記第２モータに設定された回転数およびトルクを表す第２指令に基づいて、前記第２モータに対する前記Ｎ×Ｍのパルス幅変調制御信号を生成する手段とを備え、
   前記第２モータの回転数およびトルクを前記第１モータの回転数およびトルクと独立に設定することを可能としたことを特徴とする請求項４記載の２モータ同時駆動システムの制御装置。
6. 前記第１モータおよび第２モータに流す総電流が前記インバータの電流許容値を超える場合、前記総電流が前記電流許容値を超えないように、あらかじめ設定された優先度の低い方のモータへのパルス幅変調制御信号を調節する手段を含むことを特徴とする請求項４または５記載の２モータ同時駆動システムの制御装置。
7. Ｍ相巻線をＮ組有する第１モータと、Ｎ相巻線をＭ組有する第２モータと、Ｍ×Ｎのアームを有するインバータとを備え、前記第１モータのＭ×Ｎの駆動点が前記インバータの対応するアーム出力に接続され、前記第１モータの駆動期間は、前記第１モータに対して外部から与えられる要求に応じて、前記第１モータの前記Ｎ組の相巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＭ×Ｎのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給し、前記第２モータの駆動期間は、前記第２モータに対して外部から与えられる要求に応じて、前記第２モータの前記Ｍ組の相巻線の駆動パターンがすべての組で同一となるようにＭ×Ｎのパルス幅変調制御信号を前記インバータに供給する制御手段をさらに備えた２モータ同時駆動システムであって、
   前記第２モータは、
   前記Ｎ、または前記Ｎの整数倍のティースを備え、
   前記Ｍ×Ｎの相巻線が、各ティースに２以上の巻線として巻かれたことを特徴とする２モータ同時駆動システム。
8. 前記第２モータは、磁極対数が２以下であることを特徴とする請求項７記載の２モータ同時駆動システム。
9. 前記Ｍおよび前記Ｎが共に３であることを特徴とする請求項７または請求項８記載の２モータ同時駆動システム。
10. 前記第２モータは、
    １極対のロータと、
    前記ロータに磁界を与える３個のティースとを有し、
    各ティースに３つの巻線が巻かれたことを特徴とする請求項９記載の２モータ同時駆動システム。
11. 前記第２モータは、
    ２極対のロータと、
    前記ロータに磁界を与える６個のティースとを備え、
    各ティースに３つの巻線が巻かれ、各ティースの前記３つの巻線の２つを並列接続し、対向するティースの単独の巻線どうしを並列接続したことを特徴とする請求項９記載の２モータ同時駆動システム。

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