特開 2024-32694 電流検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024032694

(43)【公開日】2024-03-12

(54)【発明の名称】電流検出装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/22 20160101AFI20240305BHJP

【ＦＩ】

H02P21/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023138918

(22)【出願日】2023-08-29

(31)【優先権主張番号】202211040361.X

(32)【優先日】2022-08-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】梶田 浩介

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505BB10

5H505DD03

5H505EE41

5H505HB01

5H505JJ03

5H505LL22

5H505LL32

(57)【要約】

【課題】ベクトル制御を行う後段のモータ制御装置における演算負荷を軽減できる三相モータの電流検出装置を提供すること。
【解決手段】電流検出装置は、三相モータの電流線６ｕ，６ｖ，６ｗを流れる電流を、これら電流線６ｕ，６ｖ，６ｗの周囲に設けられた磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２に基づいて検出する。各電流線６ｕ，６ｖ，６ｗは、互いに平行かつ断面視で二等辺三角形の角に配置され、磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２は、それぞれ二等辺三角形の頂角と底辺の中点Ｐ１とを通過する第１仮想線Ｌ１上に配置される。頂角と中点Ｐ１との間の距離は、底辺の長さと等しく、第１磁気検出素子Ｓ１は、中点Ｐ１よりも頂角側に設けられ、第２磁気検出素子Ｓ２は、中点Ｐ１よりも頂角と反対側に設けられ、第１磁気検出素子Ｓ１の第１検出方向Ｄ１は、第１仮想線Ｌ１に対し直交し、第２磁気検出素子Ｓ２の第２検出方向Ｄ２は、第１仮想線Ｌ１と平行である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

三相モータの第１相電流線、第２相電流線及び第３相電流線を流れる電流を、前記第１相、第２相及び第３相電流線の周囲に設けられた第１磁気検出素子及び第２磁気検出素子に基づいて検出する電流検出装置であって、
前記第１相電流線を流れる電流値をＩ１とし、前記第２相電流線を流れる電流値をＩ２とし、前記第３相電流線を流れる電流値をＩ３とし、前記第１磁気検出素子の出力値をＶ１とし、前記第２磁気検出素子の出力値をＶ２とした場合、前記第１相、第２相及び第３相電流線に対する前記第１及び第２磁気検出素子の相対位置並びに検出方向の向きは、下記式（１）が成立するように定められることを特徴とする電流検出装置。

【数1】

【請求項2】

前記第１相、第２相及び第３相電流線は、互いに平行かつ断面視で二等辺三角形の角に配置され、
前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、それぞれ前記二等辺三角形の頂角と底辺の中点とを通過する第１仮想線上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。

【請求項3】

前記第１相、第２相及び第３相電流線は、互いに平行かつ断面視で直線上に等間隔に配置され、
前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、前記直線に対し直交しかつ前記第１相、第２相及び第３相電流線のうち中央に配置される中央電流線を通過する第２仮想線上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。

【請求項4】

三相モータの第１相電流線、第２相電流線及び第３相電流線を流れる電流を、前記第１相、第２相及び第３相電流線の周囲に設けられた第１磁気検出素子及び第２磁気検出素子に基づいて検出する電流検出装置であって、
前記第１相、第２相及び第３相電流線は、互いに平行かつ断面視で二等辺三角形の角に配置され、
前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、それぞれ前記二等辺三角形の頂角と底辺の中点とを通過する第１仮想線上に配置されることを特徴とする電流検出装置。

【請求項5】

前記頂角と前記中点との間の距離は、前記底辺の長さと等しく、
前記第１磁気検出素子は、前記第１仮想線上のうち前記中点よりも前記頂角側に設けられ、
前記第２磁気検出素子は、前記第１仮想線上のうち前記中点よりも前記頂角と反対側に設けられ、
前記第１磁気検出素子の第１検出方向は、前記第１仮想線に対し直交し、
前記第２磁気検出素子の第２検出方向は、前記第１仮想線と平行であることを特徴とする請求項２又は４に記載の電流検出装置。

【請求項6】

前記頂角と前記中点との間の距離は、前記底辺の長さと等しく、
前記第１磁気検出素子は、前記第１仮想線上のうち前記中点よりも前記頂角側に設けられ、
前記第２磁気検出素子は、前記第１仮想線上のうち前記中点と前記第１磁気検出素子との間に設けられ、
前記第１磁気検出素子の第１検出方向は、前記第１仮想線に対し直交し、
前記第２磁気検出素子の第２検出方向は、前記第１仮想線と平行であることを特徴とする請求項２又は４に記載の電流検出装置。

【請求項7】

三相モータの第１相電流線、第２相電流線及び第３相電流線を流れる電流を、前記第１相、第２相及び第３相電流線の周囲に設けられた第１磁気検出素子及び第２磁気検出素子に基づいて検出する電流検出装置であって、
前記第１相、第２相及び第３相電流線は、互いに平行かつ断面視で直線上に等間隔に配置され、
前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、前記直線に対し直交しかつ前記第１相、第２相及び第３相電流線のうち中央に配置される中央電流線を通過する第２仮想線上に配置されることを特徴とする電流検出装置。

【請求項8】

前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、前記第２仮想線上のうち前記直線を挟んで設けられ、
前記第２磁気検出素子と前記中央電流線との間の距離は、前記第１磁気検出素子と前記中央電流線との間の距離よりも短く、
前記第１磁気検出素子の第１検出方向は、前記第２仮想線に対し直交し、
前記第２磁気検出素子の第２検出方向は、前記第２仮想線と平行であることを特徴とする請求項３又は７に記載の電流検出装置。

【請求項9】

前記第２磁気検出素子は、前記第２仮想線上のうち前記第１磁気検出素子と前記中央電流線との間に設けられ、
前記第１磁気検出素子の第１検出方向は、前記第２仮想線に対し直交し、
前記第２磁気検出素子の第２検出方向は、前記第２仮想線と平行であることを特徴とする請求項３又は７に記載の電流検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電流検出装置に関する。より詳しくは、三相モータの各相の電流を２つの磁気検出素子に基づいて検出する電流検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電動車両や家電機器（例えば、エアコンや洗濯機等）等に搭載される三相交流モータの制御方式として、所謂ベクトル制御が広く採用されている。ベクトル制御では、モータ制御装置は、モータの回転直交座標系であるｄ－ｑ座標上で定義されるｄ軸電流及びｑ軸電流のフィードバック制御に基づいてインバータに対する指令信号を生成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１３／０５８２８２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようにモータ制御装置では、ｄ－ｑ座標上で電流のフィードバック制御を行うため、例えば特許文献１に示すような電流検出装置を用いて検出されたモータのＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流を、ｄ軸電流及びｑ軸電流に変換する必要がある。より具体的には、モータ制御装置では、初めに電流検出装置によって検出された三相電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）をクラーク変換によって固定座標系で定義される二相電流（Ｉα，Ｉβ）に変換した後、この二相電流（Ｉα，Ｉβ）をモータの回転角度θを用いたパーク変換によってｄ－ｑ座標系で定義される二相電流（Ｉｄ，Ｉｑ）に変換する。このように従来の電流検出装置の出力を用いたベクトル制御では、三相電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を二相電流（Ｉｄ，Ｉｑ）に変換する演算をモータ制御装置において実行する必要がある。

【0005】

本発明は、ベクトル制御を行う後段のモータ制御装置における演算負荷を軽減できる三相モータの電流検出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】

【0006】

（１）本発明に係る電流検出装置は、三相モータの第１相電流線、第２相電流線及び第３相電流線を流れる電流を、前記第１相、第２相及び第３相電流線の周囲に設けられた第１磁気検出素子及び第２磁気検出素子に基づいて検出するものであって、前記第１相電流線を流れる電流値をＩ１とし、前記第２相電流線を流れる電流値をＩ２とし、前記第３相電流線を流れる電流値をＩ３とし、前記第１磁気検出素子の出力値をＶ１とし、前記第２磁気検出素子の出力値をＶ２とした場合、前記第１相、第２相及び第３相電流線に対する前記第１及び第２磁気検出素子の相対位置並びに検出方向の向きは、下記式（１）が成立するように定められることを特徴とする。

【数1】

【0007】

（２）この場合、前記第１相、第２相及び第３相電流線は、互いに平行かつ断面視で二等辺三角形の角に配置され、前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、それぞれ前記二等辺三角形の頂角と底辺の中点とを通過する第１仮想線上に配置されることが好ましい。

【0008】

（３）この場合、前記第１相、第２相及び第３相電流線は、互いに平行かつ断面視で直線上に等間隔に配置され、前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、前記直線に対し直交しかつ前記第１相、第２相及び第３相電流線のうち中央に配置される中央電流線を通過する第２仮想線上に配置されることが好ましい。

【0009】

（４）本発明に係る電流検出装置は、三相モータの第１相電流線、第２相電流線及び第３相電流線を流れる電流を、前記第１相、第２相及び第３相電流線の周囲に設けられた第１磁気検出素子及び第２磁気検出素子に基づいて検出するものであって、前記第１相、第２相及び第３相電流線は、互いに平行かつ断面視で二等辺三角形の角に配置され、前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、それぞれ前記二等辺三角形の頂角と底辺の中点とを通過する第１仮想線上に配置されることを特徴とする。

【0010】

（５）この場合、前記頂角と前記中点との間の距離は、前記底辺の長さと等しく、前記第１磁気検出素子は、前記第１仮想線上のうち前記中点よりも前記頂角側に設けられ、前記第２磁気検出素子は、前記第１仮想線上のうち前記中点よりも前記頂角と反対側に設けられ、前記第１磁気検出素子の第１検出方向は、前記第１仮想線に対し直交し、前記第２磁気検出素子の第２検出方向は、前記第１仮想線と平行であることが好ましい。

【0011】

（６）この場合、前記頂角と前記中点との間の距離は、前記底辺の長さと等しく、前記第１磁気検出素子は、前記第１仮想線上のうち前記中点よりも前記頂角側に設けられ、前記第２磁気検出素子は、前記第１仮想線上のうち前記中点と前記第１磁気検出素子との間に設けられ、前記第１磁気検出素子の第１検出方向は、前記第１仮想線に対し直交し、前記第２磁気検出素子の第２検出方向は、前記第１仮想線と平行であることが好ましい。

【0012】

（７）本発明に係る電流検出装置は、三相モータの第１相電流線、第２相電流線及び第３相電流線を流れる電流を、前記第１相、第２相及び第３相電流線の周囲に設けられた第１磁気検出素子及び第２磁気検出素子に基づいて検出するものであって、前記第１相、第２相及び第３相電流線は、互いに平行かつ断面視で直線上に等間隔に配置され、前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、前記直線に対し直交しかつ前記第１相、第２相及び第３相電流線のうち中央に配置される中央電流線を通過する第２仮想線上に配置されることを特徴とする。

【0013】

（８）この場合、前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は、前記第２仮想線上のうち前記直線を挟んで設けられ、前記第２磁気検出素子と前記中央電流線との間の距離は、前記第１磁気検出素子と前記中央電流線との間の距離よりも短く、前記第１磁気検出素子の第１検出方向は、前記第２仮想線に対し直交し、前記第２磁気検出素子の第２検出方向は、前記第２仮想線と平行であることが好ましい。

【0014】

（９）この場合、前記第２磁気検出素子は、前記第２仮想線上のうち前記第１磁気検出素子と前記中央電流線との間に設けられ、前記第１磁気検出素子の第１検出方向は、前記第２仮想線に対し直交し、前記第２磁気検出素子の第２検出方向は、前記第２仮想線と平行であることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

（１）本発明に係る電流検出装置では、３本の電流線を流れる電流を、これら電流線の周囲に設けられた２つの磁気検出素子に基づいて検出する。よって本発明によれば、１本の電流線毎に１つずつ磁気検出素子を設ける従来の電流検出装置よりも磁気検出素子の数を減らすことができるので、その分だけコストを低減できる。また本発明に係る電流検出装置では、第１相～第３相電流線に対する第１及び第２磁気検出素子の相対位置及び検出方向の向きは、クラーク変換と等価な行列演算式である上記式（１）が成立するように定められる。よって本発明の電流検出装置によれば、これら２つの磁気検出素子の出力を用いることにより、その後段に設けられるモータ制御装置では、クラーク変換を演算によって行う必要が無いので、その分だけモータ制御装置の演算負荷を軽減することができる。

【0016】

また本発明によれば、第１相～第３相電流線に対する第１及び第２磁気検出素子の相対位置及び検出方向の向きを上記式（１）が成立するように定めることにより、各相の電流線毎に磁気検出素子を設ける従来の電流検出装置ではノイズとなる複数相の磁気を有意なシグナルとして利用することができる。このため従来の電流検出装置では、上記のようなノイズを抑制するために必要であった複数相磁界混線対策（例えば、磁性体コアの設置や、複数の素子の差動出力の利用等）を不要とすることができる。

【0017】

なお各相の電流線毎に磁気検出素子を設ける従来の電流検出装置における各磁気検出素子の出力（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）と、各相の電流値（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３）との間の関係式は、一般的には電流－センサ間影響係数（ａ１１，ａ１２，…，ａ３３）による非対角行列を用いて下記式（２）によって表される。このため従来の電流検出装置では、非対角成分の影響係数が０になるように複数相磁界混線対策を講じたり、磁気検出素子の出力に逆行列を乗算したりすることによって各相の電流値を得る必要がある。これに対し本発明によれば、このような措置が不要となる。

【数2】

【0018】

（２）本発明によれば、断面視で二等辺三角形の頂点に配置された３本の電流線に対し、この二等辺三角形の頂角と底辺の中点とを通過する第１仮想線を定め、第１及び第２磁気検出素子をこの第１仮想線上に配置することにより、上記のようにクラーク変換後の二相電流と等価な出力を得ることができる。

【0019】

（３）本発明によれば、断面視で直線上に等間隔に配置された３本の電流線に対し、この直線と直交しかつ中央電流線を通過する第２仮想線を定め、第１及び第２磁気検出素子をこの第２仮想線上に配置することにより、上記のようにクラーク変換後の二相電流と等価な出力を得ることができる。

【0020】

（４）本発明に係る電流検出装置では、３本の電流線を流れる電流を、これら電流線の周囲に設けられた２つの磁気検出素子に基づいて検出する。よって本発明によれば、１本の電流線毎に１つずつ磁気検出素子を設ける従来の電流検出装置よりも磁気検出素子の数を減らすことができるので、その分だけコストを低減できる。また本発明に係る電流検出装置では、断面視で二等辺三角形の頂点に配置された３本の電流線に対し、この二等辺三角形の頂点と底辺の中点とを通過する第１仮想線を定め、第１及び第２磁気検出素子をこの第１仮想線上に配置することにより、上記式（１）に示すクラーク変換後の二相電流と等価な出力を第１及び第２磁気検出素子から得ることができる。よって本発明の電流検出装置によれば、これら２つの磁気検出素子の出力を用いることにより、その後段に設けられるモータ制御装置では、クラーク変換を演算によって行う必要が無いので、その分だけモータ制御装置の演算負荷を軽減することができる。

【0021】

（５）本発明によれば、上記二等辺三角形の頂点と中点との間の距離を底辺の長さと等しくし、第１磁気検出素子を二等辺三角形の内側に設け、第２磁気検出素子を二等辺三角形の外側に設け、第１磁気検出素子の第１検出方向を第１仮想線に対し直交させ、さらに第２磁気検出素子の第２検出方向を第１仮想線と平行にする。これにより、クラーク変換後の二相電流と等価な出力を得ることができる。

【0022】

（６）本発明によれば、上記二等辺三角形の頂点と中点との間の距離を底辺の長さと等しくし、第１及び第２磁気検出素子を共に二等辺三角形の内側に設け、第２磁気検出素子を第１磁気検出素子と中点との間に設け、第１磁気検出素子の第１検出方向を第１仮想線に対し直交させ、さらに第２磁気検出素子の第２検出方向を第１仮想線と平行にする。これにより、クラーク変換後の二相電流と等価な出力を得ることができる。

【0023】

（７）本発明に係る電流検出装置では、３本の電流線を流れる電流を、これら電流線の周囲に設けられた２つの磁気検出素子に基づいて検出する。よって本発明によれば、１本の電流線毎に１つずつ磁気検出素子を設ける従来の電流検出装置よりも磁気検出素子の数を減らすことができるので、その分だけコストを低減できる。また本発明に係る電流検出装置では、断面視で直線上に等間隔に配置された３本の電流線に対し、この直線と直交しかつ中央電流線を通過する第２仮想線を定め、第１及び第２磁気検出素子をこの第２仮想線上に配置することにより、上記式（１）に示すクラーク変換後の二相電流と等価な出力を第１及び第２磁気検出素子から得ることができる。よって本発明の電流検出装置によれば、これら２つの磁気検出素子の出力を用いることにより、その後段に設けられるモータ制御装置では、クラーク変換を演算によって行う必要が無いので、その分だけモータ制御装置の演算負荷を軽減することができる。

【0024】

（８）本発明によれば、第１及び第２磁気検出素子を、直線を挟んで設け、第２磁気検出素子と中央電流線との間の距離を第１磁気検出素子と中央電流線との間の距離よりも短くし、第１磁気検出素子の第１検出方向を第２仮想線に対し直交させ、さらに第２磁気検出素子の第２検出方向を第２仮想線と平行にする。これにより、クラーク変換後の二相電流と等価な出力を得ることができる。

【0025】

（９）本発明によれば、第２磁気検出素子を第２仮想線上のうち第１磁気検出素子と中央電流線との間に設け、第１磁気検出素子の第１検出方向を第２仮想線に対し直交させ、さらに第２磁気検出素子の第２検出方向を第２仮想線と平行にする。これにより、クラーク変換後の二相電流と等価な出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態に係る電流検出装置及びこの電流検出装置を備える電動車両の構成を示す図である。

【図2】第１の設定例を示す図である。

【図3】第２の設定例を示す図である。

【図4】第３の設定例を示す図である。

【図5】第４の設定例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の一実施形態に係る電流検出装置及びこの電流検出装置が搭載された電動車両について図面を参照しながら説明する。

【0028】

図１は、本実施形態に係る電流検出装置３及びこの電流検出装置を備える電動車両Ｖの構成を示す図である。なお以下では、電流検出装置３を電動車両Ｖに搭載した場合について説明するが、本発明はこれに限らない。電流検出装置３は、電動車両Ｖの他、エアコンや洗濯機等、ベクトル制御に基づいて三相モータを制御するものであればどのようなものにも搭載できる。

【0029】

電動車両Ｖは、三相交流モータＭ（以下、単に「モータＭ」という）と、このモータＭの出力軸と図示しない動力伝達機構を介して連結された駆動輪Ｗと、図示しないバッテリとモータＭとを接続するインバータ１と、モータＭの電流を検出する電流検出装置３と、モータＭの回転位置を検出するレゾルバ４と、これら電流検出装置３及びレゾルバ４の検出信号に基づいてインバータ１を制御するモータ制御装置２と、を備える。

【0030】

インバータ１は、例えば、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路を備えた、パルス幅変調によるＰＷＭインバータであり、直流電力と交流電力とを変換する機能を備える。インバータ１は、その直流入出力側においてバッテリに接続され、交流入出力側においてモータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されており、これらバッテリとモータＭとの間で電力を変換する。インバータ１は、図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って各相のスイッチング素子をオン／オフ駆動することにより、バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換してモータＭに供給したり、モータＭから供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリに供給したりする。

【0031】

モータ制御装置２は、電流検出装置３及びレゾルバ４からの検出信号に基づくベクトル制御を行うことにより、インバータ１に対する指令信号を生成し、ゲートドライブ回路に入力する。より具体的には、モータ制御装置２は、電流検出装置３及びレゾルバ４の検出信号を用いた演算を行うことによってｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出するとともに、運転者による要求駆動力に応じたｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃを取得し、これら電流値の偏差（Ｉｄｃ－Ｉｄ，Ｉｑｃ－Ｉｑ）に基づくフィードバック制御を行うことにより、運転者による要求駆動力に応じた指令信号を生成する。なお以下で説明するように、電流検出装置３の出力値は、モータＭの三相電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）をクラーク変換して得られる二相電流（Ｉα，Ｉβ）に比例している。このためモータ制御装置２では、ｄ－ｑ座標系における二相電流（Ｉｄ，Ｉｑ）を算出するにあたり、あえてクラーク変換を行う必要がないので、その分だけモータ制御装置２における演算負荷を従来と比較して軽減することができる。

【0032】

電流検出装置３は、モータＭとインバータ１とを接続する３本の相電流線の周囲に設けられた第１磁気検出素子Ｓ１及び第２磁気検出素子Ｓ２を備える。電流検出装置３は、これら磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２に基づいて３本の相電流線を流れる電流を検出する。より具体的には、磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２は、各相電流線を流れる電流によって発生する磁界の磁束密度の各々の検出方向に沿った成分に応じた検出信号を出力するコアレス電流センサである。従って磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２の出力値は、３本の相電流線に対する磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２の相対位置及び検出方向の向きに応じて変化する。

【0033】

そこで電流検出装置３では、第１相電流線としてのＵ相電流線を流れる電流値をＩｕとし、第２相電流線としてのＶ相電流線を流れる電流値をＩｖとし、第３相電流線としてのＷ相電流線を流れる電流値をＩｗとし、第１磁気検出素子Ｓ１の出力値をＶ１とし、第２磁気検出素子Ｓ２の出力値をＶ２とした場合、これら３本の相電流線に対する磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２の相対位置及び検出方向の向きは、三相電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を二相電流（Ｉα，Ｉβ）に変換するクラーク変換の変換式と等価な下記式（３）が成立するように定められる。

【数3】

【0034】

以下では、上記式（３）が成立するような、３本の相電流線に対する磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２の相対位置及び検出方向の向きの複数の設定例について、図２～図５を参照しながら説明する。

【0035】

図２は、第１の設定例を示す図である。より具体的には、図２は、互いに平行に設けられたＵ相電流線６ｕ、Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗを、各々の延在方向に対し直交する断面に沿って視た図である。なお図２～図５では、各電流線６ｕ，６ｖ，６ｗの向きについて、紙面手前から奥へ正の電流が流れるものをばつ印で示し、紙面奥から手前へ正の電流が流れるものを黒丸印で示す。

【0036】

図２に示すように、第１の設定例では、Ｕ相電流線６ｕ、Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗを、互いに平行かつ断面視で二等辺三角形の角に配置する。またこの二等辺三角形の２つの等辺の長さは、頂角と底辺の中点Ｐ１との間の距離と底辺の長さとが等しくなるように設定する。なお以下では、底辺の長さを２Ｌとする。以下では、Ｕ相電流線６ｕを頂角に配置し、Ｖ相電流線６ｖ及びＷ相電流線６ｗをそれぞれ２つの底角に配置する場合について説明するが、本発明はこれに限らない。各電流線６ｕ，６ｖ，６ｗを配置する位置は適宜入れ替えてもよい。また以下では、各電流線６ｕ，６ｖ，６ｗの向きを、正の電流が紙面手前から奥へ流れるようにした場合について説明するが、本発明はこれに限らない。各電流線６ｕ，６ｖ，６ｗの向きは、正の電流が紙面奥から手前へ流れるようにしてもよい。

【0037】

図２に示すように、二等辺三角形の３つの角に各相電流線６ｕ，６ｖ，６ｗを配置した場合、第１磁気検出素子Ｓ１及び第２磁気検出素子Ｓ２は、それぞれ頂角と底辺の中点Ｐ１とを通過する第１仮想線Ｌ１上に配置される。また第１の設定例では、第１磁気検出素子Ｓ１は、第１仮想線Ｌ１上のうち、中点Ｐ１よりも頂角側（すなわち、二等辺三角形の内側）、より具体的には中点Ｐ１と頂角との間の中間の位置に配置される。すなわち第１磁気検出素子Ｓ１と頂角との間の距離と、第１磁気検出素子Ｓ１と中点Ｐ１との間の距離は、何れもＬである。また第１の設定例では、第２磁気検出素子Ｓ２は、第１仮想線Ｌ１上のうち、中点Ｐ１よりも頂角と反対側（すなわち、二等辺三角形の外側）に配置される。また図２に示すように、第２磁気検出素子Ｓ２は、第１磁気検出素子Ｓ１よりも中点Ｐ１に近い位置に配置される。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１と中点Ｐ１との間の距離をＬとした場合、第２磁気検出素子Ｓ２と中点Ｐ１との間の距離ＬＳ２は、下記式（４）が成立するように設定する。

【数4】

【0038】

また図２に示すように、第１磁気検出素子Ｓ１の第１検出方向Ｄ１は、第１仮想線Ｌ１に対し直交し、第２磁気検出素子Ｓ２の第２検出方向Ｄ２は、第２仮想線Ｌ２と平行になるように配置される。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１の第１検出方向Ｄ１は、第１仮想線Ｌ１に対し直交しかつＶ相電流線６ｖ側に向けられる。また第２磁気検出素子Ｓ２の第２検出方向Ｄ２は、頂角に配置されるＵ相電流線６ｕを流れる電流によって形成される磁界と直交する向き、より具体的には第１仮想線Ｌ１と平行かつ中点Ｐ１と反対側に向けられる。

【0039】

以上のような第１の設定例によれば、第１磁気検出素子Ｓ１は、Ｕ相電流線６ｕ、Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗを流れる電流によって生成される磁界の重ね合わせを検出し、第２磁気検出素子Ｓ２は、Ｖ相電流線６ｖ及びＷ相電流線６ｗを流れる電流によって生成される磁界の重ね合わせを検出する。このため磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２の出力値Ｖ１，Ｖ２は、上記式（３）を満たす。

【0040】

図３は、第２の設定例を示す図である。より具体的には、図３は、互いに平行に設けられたＵ相電流線６ｕ、Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗを、各々の延在方向に対し直交する断面に沿って視た図である。

【0041】

なおＵ相電流線６ｕ，Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗの配置は、図２を参照して説明した第１の設定例と同じであるので、詳細な説明を省略する。

【0042】

図３に示すように、二等辺三角形の３つの角に各相電流線６ｕ，６ｖ，６ｗを配置した場合、第１磁気検出素子Ｓ１及び第２磁気検出素子Ｓ２は、それぞれ頂角と底辺の中点Ｐ１とを通過する第１仮想線Ｌ１上に配置される。また第２の設定例では、第１磁気検出素子Ｓ１及び第２磁気検出素子Ｓ２は、何れも第１仮想線Ｌ１上のうち、中点Ｐ１よりも頂角側（すなわち、二等辺三角形の内側）に配置される。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１は、中点Ｐ１と頂角との間の中間の位置に配置される。すなわち第１磁気検出素子Ｓ１と頂角との間の距離と、第１磁気検出素子Ｓ１と中点Ｐ１との間の距離は、何れもＬである。また第２の設定例では、第２磁気検出素子Ｓ２は、第１仮想線Ｌ１上のうち、中点Ｐ１と第１磁気検出素子Ｓ１との間に配置される。また図３に示すように、第２磁気検出素子Ｓ２は、第１磁気検出素子Ｓ１よりも中点Ｐ１に近い位置に配置される。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１と中点Ｐ１との間の距離をＬとした場合、第２磁気検出素子Ｓ２と中点Ｐ１との間の距離ＬＳ２は、上記式（４）が成立するように設定する。

【0043】

また図３に示すように、第１磁気検出素子Ｓ１の第１検出方向Ｄ１は、第１仮想線Ｌ１に対し直交し、第２磁気検出素子Ｓ２の第２検出方向Ｄ２は、第２仮想線Ｌ２と平行になるように配置される。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１の第１検出方向Ｄ１は、第１仮想線Ｌ１に対し直交しかつＶ相電流線６ｖ側に向けられる。また第２磁気検出素子Ｓ２の第２検出方向Ｄ２は、頂角に配置されるＵ相電流線６ｕを流れる電流によって形成される磁界と直交する向き、より具体的には第１仮想線Ｌ１と平行かつ中点Ｐ１側に向けられる。

【0044】

以上のような第２の設定例によれば、第１磁気検出素子Ｓ１は、Ｕ相電流線６ｕ、Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗを流れる電流によって生成される磁界の重ね合わせを検出し、第２磁気検出素子Ｓ２は、Ｖ相電流線６ｖ及びＷ相電流線６ｗを流れる電流によって生成される磁界の重ね合わせを検出する。このため磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２の出力値Ｖ１，Ｖ２は、上記式（３）を満たす。

【0045】

図４は、第３の設定例を示す図である。より具体的には、図４は、互いに平行に設けられたＵ相電流線６ｕ、Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗを、各々の延在方向に対し直交する断面に沿って視た図である。

【0046】

図４に示すように、第３の設定例では、Ｕ相電流線６ｕ、Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗを、互いに平行かつ断面視で直線Ｌ３上に等間隔に配置する。なお以下では、隣接する相電流線の間の長さ、すなわち図４の例では、Ｕ相電流線６ｕとＶ相電流線６ｖとの間の長さ及びＵ相電流線６ｕとＷ相電流線６ｗとの間の長さは、何れもＬとする。以下では、Ｕ相電流線６ｕを直線Ｌ３上の中央に配置し、Ｖ相電流線６ｖを直線Ｌ３上の図４中Ｕ相電流線６ｕに対し右側に配置し、Ｗ相電流線６ｗを直線Ｌ３上の図４中Ｕ相電流線６ｕに対し左側に配置する場合について説明するが、本発明はこれに限らない。各電流線６ｕ，６ｖ，６ｗを配置する位置は適宜入れ替えてもよい。なお以下では、３本の相電流線を断面視で直線Ｌ３上に配置した場合、その中央に配置した電流線を中央電流線ともいう。すなわち図４の例では、Ｕ相電流線６ｕが中央電流線となる。

【0047】

また以下では、３本の電流線のうち中央電流線を除く２本の電流線の向きを、正の電流が紙面手前から奥へ流れるようにし、３本の電流線のうち中央電流線の向きを、正の電流が紙面奥から手前へ流れるようにした場合について説明するが、本発明はこれに限らない。３本の電流線のうち中央電流線を除く２本の電流線の向きを、正の電流が紙面奥から手前へ流れるようにし、３本の電流線のうち中央電流線の向きを、正の電流が紙面手前から奥へ流れるようにしてもよい。

【0048】

図４に示すように、直線Ｌ３上に等間隔で各相電流線６ｕ，６ｖ，６ｗを配置した場合、第１磁気検出素子Ｓ１及び第２磁気検出素子Ｓ２は、それぞれ直線Ｌ３に対し直交し中央電流線６ｕを通過する第２仮想線Ｌ２上に配置される。また第３の設定例では、第１磁気検出素子Ｓ１及び第２磁気検出素子Ｓ２は、第２仮想線Ｌ２上のうち直線Ｌ３を挟んで設けられる。第３の設定例では、第１磁気検出素子Ｓ１を、図４中直線Ｌ３よりも上方に配置し、第２磁気検出素子Ｓ２を、図４中直線Ｌ３よりも下方に配置する。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１は、第２仮想線Ｌ２上のうち、中央電流線６ｕから距離Ｌだけ離れた位置に設置する。すなわち第１磁気検出素子Ｓ１と中央電流線６ｕとの間の距離は、中央電流線６ｕと左右の電流線６ｖ，６ｗとの間の距離と等しい。また第２磁気検出素子Ｓ２は、第１磁気検出素子Ｓ１よりも中央電流線６ｕに近い位置に配置される。すなわち、第２磁気検出素子Ｓ２と中央電流線６ｕとの間の距離は、第１磁気検出素子Ｓ１と中央電流線６ｕとの間の距離よりも短い。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１と中央電流線６ｕとの間の距離をＬとした場合、第２磁気検出素子Ｓ２と中央電流線６ｕとの間の距離ＬＳ２は、上記式（４）が成立するように設定する。

【0049】

また図４に示すように、第１磁気検出素子Ｓ１の第１の検出方向Ｄ１は、第２仮想線Ｌ２に対し直交し、第２磁気検出素子Ｓ２の第２検出方向Ｄ２は、第２仮想線Ｌ２と平行になるように配置される。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１の第１検出方向Ｄ１は、第２仮想線Ｌ２に対し直交しかつＶ相電流線６ｖ側に向けられる。また第２磁気検出素子Ｓ２の第２検出方向Ｄ２は、中央電流線６ｕを流れる電流によって形成される磁界と直交する向き、より具体的には第２仮想線Ｌ２と平行かつ中央電流線６ｕと反対側に向けられる。

【0050】

以上のような第３の設定例によれば、第１磁気検出素子Ｓ１は、Ｕ相電流線６ｕ、Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗを流れる電流によって生成される磁界の重ね合わせを検出し、第２磁気検出素子Ｓ２は、Ｖ相電流線６ｖ及びＷ相電流線６ｗを流れる電流によって生成される磁界の重ね合わせを検出する。このため磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２の出力値Ｖ１，Ｖ２は、上記式（３）を満たす。

【0051】

図５は、第４の設定例を示す図である。より具体的には、図５は、互いに平行に設けられたＵ相電流線６ｕ、Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗを、各々の延在方向に対し直交する断面に沿って視た図である。

【0052】

なおＵ相電流線６ｕ，Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗの配置は、図４を参照して説明した第３の設定例と同じであるので、詳細な説明を省略する。

【0053】

図４に示すように、直線Ｌ３上に等間隔で各相電流線６ｕ，６ｖ，６ｗを配置した場合、第１磁気検出素子Ｓ１及び第２磁気検出素子Ｓ２は、それぞれ直線Ｌ３に対し直交し中央電流線６ｕを通過する第２仮想線Ｌ２上に配置される。また第４の設定例では、第２磁気検出素子Ｓ２は、第２仮想線Ｌ２上のうち第１磁気検出素子Ｓ１と中央電流線６ｕとの間に設けられる。第３の設定例では、第１磁気検出素子Ｓ１及び第２磁気検出素子Ｓ２を、図４中直線Ｌ３よりも上方に配置する。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１は、第２仮想線Ｌ２上のうち、中央電流線６ｕから距離Ｌだけ離れた位置に設置する。すなわち第１磁気検出素子Ｓ１と中央電流線６ｕとの間の距離は、中央電流線６ｕと左右の電流線６ｖ，６ｗとの間の距離と等しい。また第２磁気検出素子Ｓ２は、第１磁気検出素子Ｓ１よりも中央電流線６ｕに近い位置に配置される。すなわち、第２磁気検出素子Ｓ２と中央電流線６ｕとの間の距離は、第１磁気検出素子Ｓ１と中央電流線６ｕとの間の距離よりも短い。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１と中央電流線６ｕとの間の距離をＬとした場合、第２磁気検出素子Ｓ２と中央電流線６ｕとの間の距離ＬＳ２は、上記式（４）が成立するように設定する。

【0054】

また図５に示すように、第１磁気検出素子Ｓ１の第１の検出方向Ｄ１は、第２仮想線Ｌ２に対し直交し、第２磁気検出素子Ｓ２の第２検出方向Ｄ２は、第２仮想線Ｌ２と平行になるように配置される。より具体的には、第１磁気検出素子Ｓ１の第１検出方向Ｄ１は、第２仮想線Ｌ２に対し直交しかつＶ相電流線６ｖ側に向けられる。また第２磁気検出素子Ｓ２の第２検出方向Ｄ２は、中央電流線６ｕを流れる電流によって形成される磁界と直交する向き、より具体的には第２仮想線Ｌ２と平行かつ中央電流線６ｕ側に向けられる。

【0055】

以上のような第４の設定例によれば、第１磁気検出素子Ｓ１は、Ｕ相電流線６ｕ、Ｖ相電流線６ｖ、及びＷ相電流線６ｗを流れる電流によって生成される磁界の重ね合わせを検出し、第２磁気検出素子Ｓ２は、Ｖ相電流線６ｖ及びＷ相電流線６ｗを流れる電流によって生成される磁界の重ね合わせを検出する。このため磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２の出力値Ｖ１，Ｖ２は、上記式（３）を満たす。

【0056】

本実施形態に係る電流検出装置３によれば、以下の効果を奏する。
電流検出装置３では、３本の電流線６ｕ，６ｖ，６ｗを流れる電流を、これら電流線６ｕ，６ｖ，６ｗの周囲に設けられた２つの磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２に基づいて検出する。よって電流検出装置３によれば、１本の電流線毎に１つずつ磁気検出素子を設ける従来の電流検出装置よりも磁気検出素子の数を減らすことができるので、その分だけコストを低減できる。また電流検出装置３では、各電流線６ｕ，６ｖ，６ｗに対する磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２の相対位置及び検出方向の向きは、クラーク変換と等価な行列演算式である上記式（３）が成立するように定められる。よって電流検出装置３によれば、これら２つの磁気検出素子Ｓ１，Ｓ２の出力を用いることにより、その後段に設けられるモータ制御装置２では、クラーク変換を演算によって行う必要が無いので、その分だけモータ制御装置２の演算負荷を軽減することができる。

【0057】

また本実施形態に係る電流検出装置３によれば、上記式（２）に基づいて各相の電流値を検出する従来の電流検出装置では必要であった複数相磁界混線対策や、逆行列の乗算等の措置が不要となる。

【0058】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。

【符号の説明】

【0059】

Ｖ…車両
Ｗ…駆動輪
Ｍ…モータ（三相モータ）
６ｕ…Ｕ相電流線
６ｖ…Ｖ相電流線
６ｗ…Ｗ相電流線
１…インバータ
２…モータ制御装置
３…電流検出装置
Ｓ１…第１磁気検出素子
Ｄ１…第１検出方向
Ｓ２…第２磁気検出素子
Ｄ２…第２検出方向
４…レゾルバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】