JP5522962B2 - 電流検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、導体に流れる電流を磁気センサを用いて検出する電流検出装置に関する。

従来より、エアギャップを含む閉磁路を形成するように設けられたコアに導体を貫通させ、このギャップに配置された磁気センサにより、導体を流れる電流により生じる磁気を検出して、導体を流れる電流を求めるようにした電流検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された電流検出装置によれば、導体を流れる電流により生じる磁気をコアに集中させることができるため、磁気の検出感度を高めることができる。また、外部からコア内に侵入した磁気ノイズは、エアギャップ以外の箇所からコア外に出て行くため、外来磁気ノイズの影響を回避することができる。さらに、導体と磁気センサ間の位置ずれが生じても、磁気の検出レベルへの影響が小さいという利点がある。

しかしながら、コアを設けることによって、部品コストが高くなると共に、コアを設けるために部品の搭載スペースも多くなるという不都合がある。さらに、コアの温度変化の影響を受けて、電流の検出精度が悪化するという不都合がある。

そこで、導体を流れる電流により生じる磁気を、コアを用いずに磁気センサにより検出して、電流を求めるようにした電流検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−３０８６３５号公報 国際公開第ＷＯ２００６／０９０７６９号パンフレット

導体を流れる電流により生じる磁気を、コアを用いずに磁気センサにより検出する場合は、磁気の大きさは導体からの距離に反比例する。そのため、導体と磁気センサとの位置関係のずれが電流の検出誤差に影響を与える。

そこで、本発明は、導体を流れる電流により生じる磁気をコアを用いずに磁気センサにより検出する場合において、導体と磁気センサ間の位置ずれに対する耐性を高めた電流検出装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、導体に流れる電流により生じる磁気を、磁束を収束させるためのコアを用いることなく、一対の磁気センサにより検出して該電流を求める電流検出装置の改良に関する。

そして、第１発明は、前記導体は、第１部分と、該第１部分を挟んで該第１部分と接続された第２部分及び第３部分とを有して、該第２部分から該第１部分を経由して該第３部分へと通電され、前記第２部分の通電方向と前記第３部分の通電方向が平行であると共に、前記第１部分の通電方向と前記第２部分の通電方向の成す角と、前記第１部分の通電方向と前記第３部分の通電方向の成す角とが、共に９０度以上且つ１８０度未満の同一角度であり、且つ、前記第２部分と前記第３部分が、前記第１部分の通電方向と前記第２部分の通電方向と前記第３部分の通電方向とに直交する第１方向に間隔をもって、前記第１部分に接続されていることを特徴とする。

さらに、第１発明は、前記一対の磁気センサを、前記第１部分の前記第２部分との接続箇所から前記第３部分との接続箇所までの間の途中箇所において、前記第１方向と該途中箇所の通電方向とに直交する方向で前記第１部分を挟み、且つ、該途中箇所が、前記第１部分の前記第１方向における、前記第１部分と前記第２部分との接続箇所から前記第１部分と前記第３部分との接続箇所までの間の中間位置である第１方向中間位置となるように配置すると共に、前記一対の磁気センサの磁気検出の方向を、該途中箇所を流れる電流により生じる磁界の向きに合わせて配置する磁気センサ配置手段と、前記一対の磁気センサが、前記途中箇所に流れる電流により生じる磁気の検出極性を同一として配置されているときは、前記一対の磁気センサの出力の差に基づいて、前記導体に流れる電流により生じる磁気を検出し、前記一対の磁気センサが、前記途中箇所に流れる電流により生じる磁気の検出極性を逆にして配置されているときには、前記一対の磁気センサの出力の和に基づいて、前記途中箇所に流れる電流により生じる磁気を算出する磁気算出手段と、前記磁気算出手段により算出された磁気に基づいて、前記導体に流れる電流を算出する電流算出手段とを備えたことを特徴とする。

第１発明により、上記のように前記導体の形状を構成して、前記一対の磁気センサを配置した場合、前記一対の磁気センサの一方には、前記第１部分の前記途中箇所を流れる電流により生じる磁気と、前記第２部分を流れる電流により生じる磁気とが検出される。また、前記一対の磁気センサの他方には、前記第１部分の前記途中箇所を流れる電流により生じる磁気と、前記第３部分を流れる電流により生じる磁気とが検出される。

そして、前記第１部分に対する前記一対の磁気センサの位置が前記第１方向（以下、Ｚ方向という）にずれた場合、前記一対の磁気センサの一方が前記第２部分から離れると共に他方が前記第３部分に近づく状態か、前記一対の磁気センサの一方が前記第２部分に近づくと共に他方が前記第３部分から離れる状態となる。そして、これらの状態では、前記一対の磁気センサの出力が、一方が増加して他方が減少することになるため、前記磁気算出手段により前記一対の磁気センサの出力の和又は差をとることで、Ｚ方向の位置ずれの影響を低減することができる。

さらに、前記第１部分に対する前記一対の磁気センサの位置が、前記一対の磁気センサが前記第１部分と対向する方向（以下、Ｘ方向という）にずれた場合、前記一対の磁気センサの一方が前記第１部分に近づくと共に他方が前記第１部分から離れる状態となる。そして、この状態では、前記一対の磁気センサの出力が、一方は増加して他方は減少することになるため、前記磁気算出手段により前記一対の磁気センサの出力の和又は差をとることで、Ｘ方向の位置ずれの影響を低減することができる。

このように、第１発明によれば、前記第１部分と前記一対の磁気センサ間の位置ずれに対する耐性を、Ｚ方向及びＸ方向という２方向について高めることができる。

次に、第２発明は、前記磁気センサ配置手段は、前記途中箇所が、前記第１部分の通電方向である第２方向における、前記第１部分と前記第２部分との接続箇所から前記第１部分と前記第３部分との接続箇所までの間の中間位置である第２方向中間位置となるように、前記一対の磁気センサを配置することを特徴とする。

第２発明によれば、前記第１部分に対する前記一対の磁気センサの位置が、前記第１部分の通電方向（以下、Ｙ方向という）にずれた場合、前記第２部分と前記第３部分を流れる電流により生じる磁気については、前記一対の磁気センサの一方が前記第２部分に近付くと共に他方が前記第２部分から離れる状態か、前記一対の磁気センサの一方が前記第３部分に近付くと共に他方が前記第２部分から離れる状態となる。そして、いずれの状態であっても、前記一対の磁気センサの出力が、一方は増加して他方は減少することになるため、前記磁気算出手段により前記一対の磁気センサの出力の和又は差をとることで、Ｙ方向の位置ずれの影響を低減することができる。

このように、第２発明によれば、前記第１部分と前記一対の磁気センサ間の位置ずれに対する耐性を、Ｚ方向、Ｙ方向、及びＸ方向という３方向について高めることができる。

第３発明は、第１発明又は第２発明において、前記第１部分の通電方向と前記第２部分の通電方向の成す角と、前記第１部分の通電方向と前記第３部分の通電方向の成す角とが、共に９０度であることを特徴とする。

第３発明によれば、前記第１部分に対する前記一対の磁気センサの位置がＹ方向にずれた場合に、前記一対の磁気センサにより検出される前記第２部分及び前記第３部分に流れる電流により生じる磁界の発生箇所を固定することができる。そのため、前記一対の磁気センサにより検出される磁気の発生箇所が変わることにより生じ得る誤差を低減することができる。

第４発明は、第１発明から第３発明のいずれかにおいて、前記途中箇所の通電方向と直交する断面形状が、該断面の重心に対して対称な形状であることを特徴とする。

第４発明によれば、前記第１部分に対する前記一対の磁気センサの位置がＸ方向にずれた場合に、前記一対の磁気センサの出力レベルの変化の差を減少させることができる。そして、これにより、前記磁気算出手段及び前記電流算出手段により前記導体を流れる電流を算出するときの誤差を減少させることができる。

第５発明は、第１発明から第４発明のいずれかにおいて、前記磁気センサ配置手段は、前記一対の磁気センサから前記途中箇所までの距離が同一となる位置に、前記一対の磁気センサを配置することを特徴とする。

第５発明によれば、前記第１部分に対する前記一対の磁気センサの位置がＸ方向にずれた場合に、前記一対の磁気センサの出力レベルの変化が同程度となるため、前記磁気算出手段により前記一対の磁気センサの出力の和又は差をとったときに、前記一対の磁気センサの出力の変化分を相殺することができる。

第６発明は、第１発明から第５発明のいずれかにおいて、前記一対の磁気センサは、前記第１部分を流れる電流により生じる磁気及び前記第２部分を流れる電流により生じる磁気を検出する第１磁気センサと、前記第１部分を流れる電流により生じる磁気及び前記第３部分を流れる電流により生じる磁気を検出する第２磁気センサとからなり、前記導体は、前記第２部分において、前記第１方向と前記第１部分の前記途中箇所の通電方向とに直交する方向での位置が、前記第１磁気センサと同じになる箇所から前記第２部分の通電方向の距離が所定距離以内である第１範囲と、前記第３部分において、前記第１方向と前記第１部分の前記途中箇所の通電方向とに直交する方向での位置が、前記第２磁気センサと同じになる箇所から前記第３部分の通電方向の距離が前記所定距離以内である第２範囲とについて、前記第１範囲における前記第２部分の通電方向と直交する断面の形状と、前記第２範囲における前記第３部分の通電方向と直交する断面の形状とが、同一であることを特徴とする。

第６発明によれば、前記第１部分に対する前記一対の磁気センサの位置がＸ方向にずれた場合、ずれが前記所定距離範囲内であれば、Ｘ方向の前記第２部分及び前記第３部分の通電方向と直交する断面の形状が同一であるため、前記一対の磁気センサにより検出される前記第２部分を流れる電流により生じる磁気及び前記第３部分を流れる電流により生じる磁気の大きさは変化しない。そのため、Ｘ方向の位置ずれの影響をさらに低減することができる。

第７発明は、第１発明から第６発明のいずれかにおいて、前記磁気センサ配置手段は、前記一対の磁気センサを、前記一対の磁気センサを結ぶ線分が、前記途中箇所の通電方向と直交する断面の重心で、前記途中箇所の通電方向と直交する位置に配置することを特徴とする。

第７発明によれば、前記一対の磁気センサ付近での、前記第１部分の中間部を流れる電流により生じる磁界の向きを、前記一対の磁気センサを結ぶ線分及び前記第１部分の通電方向と直交する方向（Ｚ方向）とすることができる。そのため、前記第１部分に対する前記一対の磁気センサの位置がＺ方向にずれた場合の、前記一対の磁気センサにより検出される前記第１部分を流れる電流により生じる磁気の変化を小さくすることができる。

第８発明は、第１発明において、前記途中箇所の通電方向と直交する断面は、前記第１方向の幅が前記第１方向と直交する方向の幅よりも広い形状であり、前記磁気センサ配置手段は、前記一対の磁気センサを、前記一対の磁気センサを結ぶ線分が、前記途中箇所の通電方向と直交する断面の重心で、前記途中箇所の通電方向と直交する位置に配置することを特徴とする。

第８発明によれば、前記第１部分を流れる電流により生じる磁界の向きが、前記一対の磁気センサの付近で前記一対の磁気センサの磁気検出方向と略平行となる範囲を拡大することができる。そのため、前記一対の磁気センサと前記第１部分間の、Ｚ方向の位置ずれに対する耐性を高めることができる。

第９発明は、第８発明において、前記途中箇所の通電方向と直交する断面は、前記第１方向を長辺とし、前記第１方向と直交する方向を短辺とする長方形であることを特徴とする。

第９発明によれば、前記第１部分を流れる電流により生じる磁界の向きが、前記一対の磁気センサの付近で前記一対の磁気センサの磁気検出方向と略平行になる範囲を拡大する効果を高めて、前記一対の磁気センサと前記第１部分間の、Ｚ方向の位置ずれに対する耐性を一層高めることができる。

本発明の電流検出装置の構成図。 バスバーと、磁気センサが実装された基板との配置態様を示した説明図。 バスバーと第１磁気センサ及び第２磁気センサとの配置態様を示した説明図。 バスバーと第１磁気センサ及び第２磁気センサ間の前後方向（Ｙ方向）と、上下方向（Ｚ方向）の位置ずれに対する耐性向上についての説明図。 バスバーと第１磁気センサ及び第２磁気センサ間の左右方向（Ｘ方向）の位置ずれに対する耐性向上についての説明図。

本発明の実施の形態について、図１〜６を参照して説明する。図１は、本発明の電流検出装置１の全体構成図であり、この電流検出装置１は、車両に搭載されたモータ２とそのＰＤＵ（Power Drive Unit）３間を接続するバスバー１０（本発明の導体に相当する）に流れる電流を、バスバー１０を挟んで配置された第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４（本発明の一対の磁気センサに相当する）を用いて検出する。

電流検出装置１は、バスバー１０と、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４と、第１磁気センサ２３の磁気検出信号Ｓ1を増幅するアンプ３０と、第２磁気センサ２４の磁気検出信号Ｓ2を増幅するアンプ３２と、アンプ３０及びアンプ３２の出力の差を増幅して出力するアンプ３３と、アンプ３３の出力Ｓ3が入力されるマイクロコンピュータ４０とを備えている。なお、本実施の形態では、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４にホール素子を用いている。

マイクロコンピュータ４０は、メモリ（図示しない）に保持された電流検出用のプログラムを実行することにより、磁気算出手段４１及び電流算出手段４２として機能する。磁気算出手段４１は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換入力ポートＡＤに入力されて、デジタル値に変換された磁気検出信号Ｓ3に基づいて、バスバー１０に流れる電流により生じる磁界の強さＨを算出する。また、電流算出手段４２は、磁気算出手段４１により算出された磁界の強さＨに基づいて、バスバー１０に流れる電流を算出する。

次に、図２，図３（ａ），図３（ｂ）を参照して、本実施の形態におけるバスバー１０の形状と、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４とバスバー１０の配置について説明する。図２において、Ｙは第１部分１１の通電方向（本発明の第２方向に相当する）、Ｘは第２部分１２及び第３部分１３の通電方向（第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４が第１部分１１と対向する方向）、ＺはＸ及びＹと直交する方向（本発明の第１方向に相当する）である。

図２を参照して、バスバー１０は金属板を折り曲げて形成されたものであり、第１部分１１と、第１部分１１に対して直角に折り曲げられた第２部分１２と、第１部分１１に対して、第２部分１２と反対の方向に直角に折り曲げられた第３部分１３とからなる。モータ２の駆動時には、図中ａ，ｂ，ｃの向きにＰＤＵ３からモータ２に電流が流れる。

第１部分１１は、Ｙ方向の全域に亘って、Ｙ方向と直交する断面が同一の長方形（本発明の重心に対して対称な形状、及び第１方向の幅が第１方向と直交する方向の幅よりも広い形状に相当する）となっている。なお、第１部分１１のＹ方向の長さは、本発明の所定長範囲に相当する。

また、第１部分１１の中間部のＹ方向と直交する断面１１ａの重心ｇに対して、Ｙ方向及びＺ方向に間隔をもって対称となる位置で、第２部分１２及び第３部分１３が第１部分１１と接続された形状となっている。

第２部分１２と第３部分１３のＸ方向と直交する断面の形状は、全域に亘って同一の長方形となっており、第２部分１２と第３部分１３の通電方向は平行となっている。

バスバー１０の第１部分１１は、Ｘ方向及びＹ方向と平行に配置された基板２０に設けられたスリット２１に挿入されている。また、基板２０の表面には、第１部分１１を挟んで対向した第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４と、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４から出力される検出信号を増幅するためのアンプＩＣ２２（図１に示したアンプ３０，３１，３２を含む）とが実装されている。

次に、図３（ａ）は、図２のＡ側から見たときの基板２０に実装された第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４と、バスバー１０との配置を示している。第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４を結ぶ線分ｄが、バスバー１０の中間部の通電方向ｂと直交する位置に、基板２０が配置されている。

また、図３（ｂ）は、図１のＢ側から見たときの基板２０に実装された第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４と、バスバー１０との配置を示している。第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４を結ぶ線分ｄが、バスバー１０の中間部の通電方向と直交する断面１１ａ（長方形）の重心（断面の長方形の対角線の交点の位置）ｇ（本発明の第１方向中間位置及び第２方向中間位置に相当する）を通っている。

また、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４は、磁気の検出方向ｅ1，ｅ2を基板２０の実装面と垂直な向きとして、基板２０に実装されている。この場合、バスバー１０の第１部分１１を流れる電流により生じる磁界の向きは、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４の箇所で逆向きになるため、この磁界に対する第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４の磁気検出の極性は逆になる。

このように、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４を単一の基板２０に実装することによって、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４間の位置ずれが生じることを抑制することができる。また、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４を、磁気の検出方向を基板２０の実装面と垂直な向きとして、基板２０に実装することにより、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４の磁気検出面を基板２０の実装面と平行にすることができる。

そして、これにより、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４と基板２０を、面で接続することができるため、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４と基板２０の接続強度を高めて、車両の振動等による第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４間の位置ずれを抑制することができる。

さらに、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４と断面１１ａの重心ｇとの距離は同一であり、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４は、断面１１ａ（長方形）の短辺方向ｆで対向している。

以上、図２と図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して説明したように、バスバー１０の検出部分である断面１１ａと、基板２０に実装された第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４とは、以下の関係を満たして配置されている。なお、バスバー１０と、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４とを、以下の関係を満たして配置した基板２０と、基板２０及びバスバー１０を車両に固定する部材（図示しない）とにより、本発明の磁気センサ配置手段が構成される。
(1) 第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４を結ぶ線分ｄが、第１部分１１の中間部の通電方向と直交する断面１１ａの重心ｇで、第１部分１１の中間部の通電方向（Ｙ方向）と直交している。
(2) 第１磁気センサ２３と断面１１ａの重心ｇ間の距離と、第２磁気センサ２４と断面１１ａの重心ｇ間の距離とが、同一である。
(3) 第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４が、断面１１ａ（長方形）の短辺方向ｆで対向している。
(4) 第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４の磁気検出方向ｅ1，ｅ2が、基板２０の実装面と垂直となっている。

次に、上記(1)〜(4)の関係を満たして、上記形態のバスバー１０と、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４とを配置することによる効果について、図４（ａ），図４（ｂ），図５（ａ），及び図５（ｂ）を参照して説明する。

先ず、図４（ａ）を参照して、第１部分１１と第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４間のＸ方向（車両の左右方向）の位置ずれに対する耐性の向上の効果について説明する。

図４（ａ）は、図２のＡ側から見たバスバー１０と第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４の配置を示している。第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４の位置が、第１部分１１に対してＸ方向にずれた場合、第１磁気センサ２３が第１部分１１に近づいて第２磁気センサ２４が第１部分１１から離れた状態か、第１磁気センサ２３が第２部分１２から離れて第２磁気センサ２４が第３部分１３に近づいた状態となる。

この場合、いずれの状態でも、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４により検出される第１部分１１を流れる電流により生じる磁界ｋ₁₁の強さは、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４の一方で検出される磁界ｋ₁₁の強さが増加すると他方で検出される磁界ｋ₁₁の強さが減少する。

そして、第１部分１１のＸ方向の断面の形状は長方形であって、重心に対して対称な形状であるため、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４で検出される磁界ｋ₁₁の強さの増減のレベルはほぼ同一となる。

また、第１磁気センサ２３と第２部分１２の位置関係については、第２部分１２のＸ方向と直交する断面の形状が同一であるため、Ｘ方向の位置ずれが生じても、第１磁気センサ２３により検出される第２部分１２を流れる電流により生じる磁界ｋ₂₁の強さは変化しない。

同様に、第２磁気センサ２４と第２部分１３の位置関係についても、第３部分１３のＸ方向と直交する断面の形状が同一であるため、Ｘ方向の位置ずれが生じても、第２磁気センサ２４により検出される第３部分１３を流れる電流により生じる磁界ｋ₃₁の強さは変化しない。

そのため、Ｘ方向の位置ずれが生じても、図１に示した作動増幅器３３の出力Ｓ3は変化しない。したがって、Ｘ方向の位置ずれが生じても、磁気算出手段４１により算出される磁気のレベル、及びこの磁気のレベルに基づいて電流算出手段４２により算出される電流の大きさは変化せず、Ｘ方向の位置ずれに対する耐性を高めることができる。

次に、図４（ｂ）を参照して、第１部分１１と第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４間のＺ方向（車両の上下方向）の位置ずれに対する耐性の向上の効果について説明する。

図４（ｂ）は、図２のＢ側から見たバスバー１０と第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４の配置を示している。第１部分１１は、通電方向と直交する断面の形状が長方形であるため、第１部分１１を流れる電流により生じる磁界ｋ₁₂は、Ｚ方向を長径とする楕円状となる。

そのため、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４付近の磁界ｋ₁₂の向きは、Ｚ方向となり、第１部分１１と第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４間の位置が、Ｚ方向にずれた場合において、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４により検出される磁界ｋ₁₂の強さの変化は微小なものとなる。

また、第１磁気センサ２３と第２部分１２、及び第２磁気センサ２４と第３部分１３の位置関係については、Ｚ方向の位置ずれが生じると、第１磁気センサ２３が第２部分１２に近づいて第２磁気センサ２４が第３部分から離れる状態か、第１磁気センサ２３が第２部分１２から離れて第２磁気センサ２４が第３部分１３に近づく状態となる。

この場合、第１磁気センサ２３により検出される第２部分１２を流れる電流により生じる磁界ｋ₂₂の強さが増加すると、第２磁気センサ２４により検出される第３部分１３を流れる電流により生じる磁界ｋ₃₂の強さが減少する。また、第１磁気センサ２３により検出される磁界ｋ₂₂の強さが減少すると、第２磁気センサ２４により検出される磁界ｋ₃₂の強さが増加する。

そして、第２部分１２と第３部分１３のＹ方向の断面の形状が同一であるため、第１磁気センサ２３により検出される磁界ｋ₂₂の強さと、第２磁気センサ２４により検出される磁界ｋ₃₂の強さの増減のレベルはほぼ同一となる。

そのため、Ｚ方向の位置ずれが生じても、図１に示した作動増幅器３３の出力Ｓ3はほとんど変化しない。したがって、Ｚ方向の位置ずれが生じても、磁気算出手段４１により算出される磁気のレベル、及びこの磁気のレベルに基づいて電流算出手段４２により算出される電流の大きさは変化せず、Ｚ方向の位置ずれに対する耐性を高めることができる。

次に、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、第１部分１１と第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４間のＹ方向（車両の前後方向）の位置ずれに対する耐性の向上の効果について説明する。

図５（ａ）は、図２のＣ側から見たバスバー１０と第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４の配置を示している。また、図５（ｂ）は、図２のＤ側から見たバスバー１０と第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４の配置を示している。

第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４の位置が、第１部分１１に対してＹ方向にずれた場合、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４により検出される第１部分１１を流れる電流により生じる磁界ｋ₁₃の強さは、第１部分１１のＹ方向と直交する断面の形状が同一であるため、変化しない。

また、第１磁気センサ２３と第２部分１２、及び第２磁気センサ２４と第３部分１３との位置関係については、Ｙ方向の位置ずれが生じると、第１磁気センサ２３が第２部分１２に近づいて第２磁気センサ２４が第３部分１３から離れる状態か、第１磁気センサ２３が第２部分１２から離れて第２磁気センサ２４が第３部分１３に近づく状態となる。

この場合、第１磁気センサ２３により検出される第２部分１２を流れる電流により生じる磁界ｋ₂₃の強さが増加すると、第２磁気センサ２４により検出される第３部分１３を流れる電流により生じる磁界ｋ₃₃の強さが増加する。また、第１磁気センサ２３により検出される磁界ｋ₂₃の強さが減少すると、第２磁気センサ２４により検出される磁界ｋ₃₃の強さが増加する。

そして、第２部分１２と第３部分１３のＹ方向の断面の形状が同一であるため、第１磁気センサ２３により検出される磁界ｋ₂₃の強さと、第２磁気センサ２４により検出される磁界ｋ₃₃の強さの増減のレベルはほぼ同一となる。

そのため、Ｙ方向の位置ずれが生じても、図１に示した作動増幅器３３の出力Ｓ3はほとんど変化しない。したがって、Ｙ方向の位置ずれが生じても、磁気算出手段４１により算出される磁気のレベル、及びこの磁気のレベルに基づいて電流算出手段４２により算出される電流の大きさは微小なものとなり、Ｙ方向の位置ずれに対する耐性を高めることができる。

なお、本実施の形態では、バスバー１０の第１部分１１の通電方向（Ｙ方向）と直交する断面の形状を長方形としたが、断面が他の形状であっても、その形状が重心に対して対称な形状であれば、第１部分１１と第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４間のＺ方向及びＹ方向の位置ずれに対する耐性を高めるという効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、バスバー１０の第１部分１１の通電方向（Ｙ方向）の全域に亘って、通電方向と直交する断面の形状を同一としたが、少なくともＹ方向の位置ずれが想定される範囲で、通電方向と直交する断面の形状を同一とすることによって、Ｙ方向の位置ずれに対する耐性を高める効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、バスバー１０の第２部分１２及び第３部分１３の通電方向（Ｘ方向）の全域に亘って、通電方向と直交する断面の形状を同一としたが、少なくともＸ方向の位置ずれが想定される範囲で、第２部分１２と第３部分１３の通電方向と直交する断面の形状を同一とすることによって、Ｘ方向の位置ずれに対する耐性を高める効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、第１磁気センサ２３及び第２磁気センサ２４を単一の基板２０に実装したが、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４を異なる基板に実装する場合や、第１磁気センサ２３と第２磁気センサ２４を基板に実装せずに配置する場合であっても、本発明の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、本発明の磁気センサとしてホール素子を用いたが、他の種類の磁気センサを用いてもよい。

また、本実施の形態では、第１部分１１と第２部分１２、及び第１部分１１と第３部分１３を直角に折り曲げることで、第１部分１１の通電方向と第２部分１２及び第３部分１３の通電方向が直交した態様とした。しかし、第１部分１１の通電方向と第２部分１２及び第３部分１３の通電方向の成す角が、共に９０度以上且つ１８０度未満の同一角度であれば、本発明の効果を得ることができる。

１…電流検出装置、１０…バスバー、１１…バスバーの第１部分、１２…バスバーの第２部分、１３…バスバーの第３部分、２０…（第１磁気センサ及び第２磁気センサが実装された）基板、２３…第１磁気センサ、２４…第２磁気センサ、４０…マイクロコンピュータ、４１…磁気算出手段、４２…電流算出手段

Claims (9)

1. 導体に流れる電流により生じる磁気を、磁束を収束させるためのコアを用いることなく、一対の磁気センサにより検出して該電流を求める電流検出装置において、
   前記導体は、第１部分と、該第１部分を挟んで該第１部分と接続された第２部分及び第３部分とを有して、該第２部分から該第１部分を経由して該第３部分へと通電され、前記第２部分の通電方向と前記第３部分の通電方向が平行であると共に、前記第１部分の通電方向と前記第２部分の通電方向の成す角と、前記第１部分の通電方向と前記第３部分の通電方向の成す角とが、共に９０度以上且つ１８０度未満の同一角度であり、且つ、前記第２部分と前記第３部分が、前記第１部分の通電方向と前記第２部分の通電方向と前記第３部分の通電方向とに直交する第１方向に間隔をもって、前記第１部分に接続され、
   前記一対の磁気センサを、前記第１部分の前記第２部分との接続箇所から前記第３部分との接続箇所までの間の途中箇所において、前記第１方向と該途中箇所の通電方向とに直交する方向で前記第１部分を挟み、且つ、該途中箇所が、前記第１部分の前記第１方向における、前記第１部分と前記第２部分との接続箇所から前記第１部分と前記第３部分との接続箇所までの間の中間位置である第１方向中間位置となるように配置すると共に、前記一対の磁気センサの磁気検出の方向を、該途中箇所を流れる電流により生じる磁界の向きに合わせて配置する磁気センサ配置手段と、
   前記一対の磁気センサが、前記途中箇所に流れる電流により生じる磁気の検出極性を同一として配置されているときは、前記一対の磁気センサの出力の差に基づいて、前記導体に流れる電流により生じる磁気を検出し、前記一対の磁気センサが、前記途中箇所に流れる電流により生じる磁気の検出極性を逆にして配置されているときには、前記一対の磁気センサの出力の和に基づいて、前記途中箇所に流れる電流により生じる磁気を算出する磁気算出手段と、
   前記磁気算出手段により算出された磁気に基づいて、前記導体に流れる電流を算出する電流算出手段とを備えたことを特徴とする電流検出装置。
2. 請求項１に記載の電流検出装置において、
   前記磁気センサ配置手段は、前記途中箇所が、前記第１部分の通電方向である第２方向における、前記第１部分と前記第２部分との接続箇所から前記第１部分と前記第３部分との接続箇所までの間の中間位置である第２方向中間位置となるように、前記一対の磁気センサを配置することを特徴とする電流検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電流検出装置において、
   前記第１部分の通電方向と前記第２部分の通電方向の成す角と、前記第１部分の通電方向と前記第３部分の通電方向の成す角とが、共に９０度であることを特徴とする電流検出装置。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の電流検出装置において、
   前記途中箇所の通電方向と直交する断面の形状が、該断面の重心に対して対称な形状であることを特徴とする電流検出装置。
5. 請求項１から請求項４のうちいずれか１項記載の電流検出装置において、
   前記磁気センサ配置手段は、前記一対の磁気センサから前記途中箇所までの距離が同一となる位置に、前記一対の磁気センサを配置することを特徴とする電流検出装置。
6. 請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の電流検出装置において、
   前記一対の磁気センサは、前記第１部分を流れる電流により生じる磁気及び前記第２部分を流れる電流により生じる磁気を検出する第１磁気センサと、前記第１部分を流れる電流により生じる磁気及び前記第３部分を流れる電流により生じる磁気を検出する第２磁気センサとからなり、
   前記導体は、前記第２部分において、前記第１方向と前記第１部分の前記途中箇所の通電方向とに直交する方向での位置が、前記第１磁気センサと同じになる箇所から前記第２部分の通電方向の距離が所定距離以内である第１範囲と、前記第３部分において、前記第１方向と前記第１部分の前記途中箇所の通電方向とに直交する方向での位置が、前記第２磁気センサと同じになる箇所から前記第３部分の通電方向の距離が前記所定距離以内である第２範囲とについて、前記第１範囲における前記第２部分の通電方向と直交する断面の形状と、前記第２範囲における前記第３部分の通電方向と直交する断面の形状とが、同一であることを特徴とする電流検出装置。
7. 請求項１から請求項６のうちいずれか１項記載の電流検出装置において、
   前記磁気センサ配置手段は、前記一対の磁気センサを、前記一対の磁気センサを結ぶ線分が、前記途中箇所の通電方向と直交する断面の重心で、前記途中箇所の通電方向と直交する位置に配置することを特徴とする電流検出装置。
8. 請求項１記載の電流検出装置において、
   前記途中箇所の通電方向と直交する断面は、前記第１方向の幅が前記第１方向と直交する方向の幅よりも広い形状であり、
   前記磁気センサ配置手段は、前記一対の磁気センサを、前記一対の磁気センサを結ぶ線分が、前記途中箇所の通電方向と直交する断面の重心で、前記途中箇所の通電方向と直交する位置に配置することを特徴とする電流検出装置。
9. 請求項８記載の電流検出装置において、
   前記途中箇所の通電方向と直交する断面は、前記第１方向を長辺とし、前記第１方向と直交する方向を短辺とする長方形であることを特徴とする電流検出装置。

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