(57)【要約】  複数のコアレス電流センサの出力信号に基づいて、各導体を流れる電流を精度よく検出できる電流検出装置が求められる。電流の総和がゼロになる回路におけるＮ本の導体の電流を、Ｎ個のコアレス電流センサにより検出する電流検出装置であって、Ｎ個のコアレス電流センサのそれぞれの出力信号とＮ本の導体のそれぞれを流れる電流との間の相関関係を表す信号電流相関関係を取得し、信号電流相関関係を用い、Ｎ個全てのコアレス電流センサの出力信号に基づいて、Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流を算出する電流検出装置。
2013058282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ本（Ｎは３以上の自然数）の導体を流れる電流の総和がゼロになるように接続された回路における当該Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流を、Ｎ個のコアレス電流センサの出力信号に基づいて検出する電流検出装置であって、
前記Ｎ個のコアレス電流センサのそれぞれの出力信号と前記Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流との間の相関関係を表す信号電流相関関係を取得する信号電流相関関係取得部と、
前記信号電流相関関係を用い、前記Ｎ個全てのコアレス電流センサの出力信号に基づいて、前記Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流を算出する電流算出部と、
を備えた電流検出装置。
【請求項２】
前記信号電流相関関係は、前記Ｎ個のコアレス電流センサのそれぞれの出力信号に対して、ゼロ以外に予め設定されたＮ個の信号感度係数をそれぞれ乗算して前記導体の１つを流れる電流を算出する関係式が、前記Ｎ本の導体のそれぞれについて設定された相関関係である請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
前記信号電流相関関係は、前記Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流に対して、ゼロ以外になるＮ個の電流感度係数をそれぞれ乗算して前記コアレス電流センサの出力信号の１つを算出する関係式が、前記Ｎ個全てのコアレス電流センサのそれぞれについて設定された相関関係である電流信号相関関係の逆特性であり、前記電流感度係数は、前記Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流に対する、前記コアレス電流センサのそれぞれの出力信号の感度を表す係数である請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】
前記Ｎ本の導体を流れる電流の総和がゼロになる関係と前記信号電流相関関係とに基づいて導出される、（Ｎ−１）個の前記コアレス電流センサのそれぞれの出力信号と残りの１個の前記コアレス電流センサの出力信号との相関関係を表す信号間相関関係を取得する信号間相関関係取得部と、
前記Ｎ個のコアレス電流センサのそれぞれの出力信号が正常であるか異常であるか判定する異常判定部と、を更に備え、
前記電流算出部は、前記Ｎ個のコアレス電流センサの何れか１つの出力信号が異常であると判定されている場合に、前記信号間相関関係を用い、正常な（Ｎ−１）個全ての前記コアレス電流センサの出力信号に基づいて、異常であると判定された前記コアレス電流センサの出力信号を推定すると共に、前記信号電流相関関係を用い、当該推定した出力信号と正常な（Ｎ−１）個全ての前記コアレス電流センサの出力信号に基づいて、前記Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の電流検出装置。
【請求項５】
前記信号間相関関係は、（Ｎ−１）個の前記コアレス電流センサのそれぞれの出力信号に対して、ゼロ以外に予め設定された（Ｎ−１）個の信号間係数をそれぞれ乗算して、残りの１個の前記コアレス電流センサの出力信号を算出する関係式が、前記Ｎ個のコアレス電流センサのそれぞれについて設定された相関関係である請求項４に記載の電流検出装置。
【請求項６】
前記異常判定部は、前記Ｎ個のコアレス電流センサの出力信号のいずれかが所定のしきい値以上になった場合に、前記Ｎ本の導体の全てへの通電を停止させ、前記しきい値以上となった前記コアレス電流センサの出力信号が通電停止後に前記しきい値より小さくならない場合は、当該コアレス電流センサの出力信号が異常であると判定する請求項４又は５に記載の電流検出装置。
【請求項７】
前記Ｎ本の導体のそれぞれは、Ｎ相の交流回転電機の各相コイルに接続されている請求項１から６のいずれか一項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、Ｎ本（Ｎは３以上の自然数）の導体を流れる電流の総和がゼロになるように接続された回路における当該Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流を、Ｎ個のコアレス電流センサの出力信号に基づいて検出する電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような電流検出装置に関して、例えば下記の特許文献１に記載されているように、電流センサの出力信号に基づいて電流を検出する技術が既に知られている。この特許文献１に記載されている技術では、各電流センサは、検出対象の導体を周回する集磁コアを備える電流センサとなっており、各電流センサが取り付けられている対象導体のみの磁界の磁束密度を検出することができ、対象導体の電流を算出できる構成となっていると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明のように導体を周回する集磁コアを備えないコアレス電流センサの出力信号に基づいて電流を検出する装置では、各導体を流れる電流が、全てのコアレス電流センサの出力信号に影響を与えるため、各コアレス電流センサの出力信号は、各導体を流れる電流の全てが相互に影響したものとなり、コアレス電流センサの出力信号に基づいて、簡単には各導体を流れる電流を精度良く検出できない。【０００５】
そこで、複数のコアレス電流センサの出力信号に基づいて、各導体を流れる電流を精度よく検出できる電流検出装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る、Ｎ本（Ｎは３以上の自然数）の導体を流れる電流の総和がゼロになるように接続された回路における当該Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流を、Ｎ個のコアレス電流センサの出力信号に基づいて検出する電流検出装置の特徴構成は、前記Ｎ個のコアレス電流センサの出力信号のそれぞれと前記Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流との間の相関関係を表す信号電流相関関係を取得する信号電流相関関係取得部と、前記信号電流相関関係を用い、前記Ｎ個全てのコアレス電流センサの出力信号に基づいて、前記Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流を算出する電流算出部と、を備えた点にある。【０００７】
上記のような特徴構成によれば、Ｎ個のコアレス電流センサの出力信号のそれぞれとＮ本の導体のそれぞれを流れる電流との間の信号電流相関関係を用い、Ｎ個全てのコアレス電流センサの出力信号に基づいて、Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流を算出することができる。すなわち、導体と同数のコアレス電流センサの出力信号に基づいて、各導体の電流を精度良く算出することができる。【０００８】
ここで、前記信号電流相関関係は、前記Ｎ個のコアレス電流センサのそれぞれの出力信号に対して、ゼロ以外に予め設定されたＮ個の信号感度係数をそれぞれ乗算して前記導体の１つを流れる電流を算出する関係式が、前記Ｎ本の導体のそれぞれについて設定された相関関係であると好適である。【０００９】
この構成によれば、各導体について設定された電流算出の関係式を用いて、各導体を流れる電流を算出することができる。ここで、Ｎ個のコアレス電流センサの出力信号のそれぞれに乗算される各信号感度係数は、ゼロ以外に設定されているので、各導体の電流がコアレス電流センサの出力信号のそれぞれに対して与える影響を、各導体の電流の算出に反映させることができる。よって、各導体の電流を精度良く算出することができる。【００１０】
ここで、前記信号電流相関関係は、前記Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流に対して、ゼロ以外になるＮ個の電流感度係数をそれぞれ乗算して前記コアレス電流センサの出力信号の１つを算出する関係式が、前記Ｎ個全てのコアレス電流センサのそれぞれについて設定された相関関係である電流信号相関関係の逆特性であり、前記電流感度係数は、前記Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流に対する、前記コアレス電流センサのそれぞれの出力信号の感度を表す係数であると好適である。【００１１】
この構成によれば、信号電流相関関係は、Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流に対する、コアレス電流センサのそれぞれの出力信号の感度を表す係数である電流感度係数を用いた電流信号相関関係の逆特性とされるので、各導体の電流を精度良く算出することができる。【００１２】
ここで、前記Ｎ本の導体を流れる電流の総和がゼロになる関係と前記信号電流相関関係とに基づいて導出される、（Ｎ−１）個の前記コアレス電流センサのそれぞれの出力信号と残りの１個の前記コアレス電流センサの出力信号との相関関係を表す信号間相関関係を取得する信号間相関関係取得部と、前記Ｎ個のコアレス電流センサのそれぞれの出力信号が正常であるか異常であるか判定する異常判定部と、を更に備え、前記電流算出部は、前記Ｎ個のコアレス電流センサの何れか１つの出力信号が異常であると判定されている場合に、前記信号間相関関係を用い、正常な（Ｎ−１）個全ての前記コアレス電流センサの出力信号に基づいて、異常であると判定された前記コアレス電流センサの出力信号を推定すると共に、前記信号電流相関関係を用い、当該推定した出力信号と正常な（Ｎ−１）個全ての前記コアレス電流センサの出力信号に基づいて、前記Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流を算出すると好適である。【００１３】
上記のように、コアレス電流センサの出力信号に基づいて電流を検出する装置では、各導体を流れる電流が、全てのコアレス電流センサの出力信号に影響を与えるため、１つの出力信号が異常になると、信号電流相関関係を用いた算出そのものができなくなり、全ての導体の電流を算出できなくなる。
しかし、上記の構成によれば、信号間相関関係取得部が、Ｎ本の導体を流れる電流の総和がゼロになる関係と信号電流相関関係とに基づいて導出される、（Ｎ−１）個の出力信号のそれぞれと残りの１個の出力信号との相関関係を表す信号間相関関係を取得するように構成されている。このため、何れか１つの出力信号が異常であると判定されている場合に、取得した信号間相関関係を用い、正常な（Ｎ−１）の出力信号に基づいて、異常があると判定されたセンサの正しい出力信号を推定することができる。すなわち、１つのセンサの出力信号が異常な場合でも、信号間相関関係を用いてそのセンサの出力信号を推定することにより、信号電流相関関係を用いた算出に必要な、全ての出力信号をそろえることができ、全ての導体の電流を算出することができる。【００１４】
ここで、前記信号間相関関係は、（Ｎ−１）個の前記コアレス電流センサのそれぞれの出力信号に対して、ゼロ以外に予め設定された（Ｎ−１）個の信号間係数をそれぞれ乗算して、残りの１個の前記コアレス電流センサの出力信号を算出する関係式が、前記Ｎ個のコアレス電流センサのそれぞれについて設定された相関関係であると好適である。【００１５】
この構成によれば、Ｎ本の導体を流れる電流の総和がゼロになる関係と信号電流相関関係とに基づいて導出された関係式を用いて、異常であると判定されたコアレス電流センサの出力信号を推定することができる。【００１６】
ここで、前記異常判定部は、前記Ｎ個のコアレス電流センサの出力信号のいずれかが所定のしきい値以上になった場合に、前記Ｎ本の導体の全てへの通電を停止させ、前記しきい値以上となった前記コアレス電流センサの出力信号が通電停止後に前記しきい値より小さくならない場合は、当該コアレス電流センサの出力信号が異常であると判定すると好適である。【００１７】
上記のように、コアレス電流センサの出力信号に基づいて電流を検出する装置では、各導体を流れる電流が、全てのコアレス電流センサの出力信号に影響を与える。上記の構成によれば、出力信号のいずれかがしきい値以上になった場合に、全ての導体への通電を停止させるので、各導体を流れる電流が、各コアレス電流センサの出力信号に与える影響を全てなくした状態で、異常を判定することができる。よって、異常判定の精度を向上させることができる。【００１８】
ここで、前記Ｎ本の導体のそれぞれは、Ｎ相の交流回転電機の各相コイルに接続されていると好適である。【００１９】
この構成によれば、上記の電流検出装置により、コアレス電流センサの出力信号の正常時及び異常時の双方において、Ｎ相の交流回転電機の各相コイルを流れる電流を検出することができ、交流回転電機の制御の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る電流検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る回路の構成を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態に係る交流回転電機の電源装置及び電流検出装置を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係るコアレス電流センサと導体の配置関係を説明するための斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係るコアレス電流センサと導体の配置関係を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る複数のコアレス電流センサと導体の配置関係を説明するための斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る複数のコアレス電流センサと導体の配置関係を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態に係る電流検出装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明のその他の実施形態に係る回路の構成を説明するための図である。
【図１０】本発明のその他の実施形態に係る回路の構成を説明するための図である。
【図１１】本発明のその他の実施形態に係る複数のコアレス電流センサと導体の配置関係を説明するための図である。
【図１２】集磁コアを有する電流センサの例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る電流検出装置１の構成を模式的に示すブロック図である。電流検出装置１は、例えば図２に示すような、Ｎ本（Ｎは３以上の自然数）の導体Ｌを流れる電流Ｉの総和がゼロになるように接続された回路ＣＩにおけるＮ本の導体Ｌのそれぞれを流れる電流Ｉを、Ｎ個のコアレス電流センサＳの出力信号Ｖに基づいて検出する装置である。
図１に示すように、電流検出装置１は、信号電流相関関係取得部３０、信号間相関関係取得部３１、異常判定部３２、正常時電流算出部３３、及び異常時電流算出部３４を備えている。なお、正常時電流算出部３３及び異常時電流算出部３４が、本発明における「電流算出部」に相当する。
信号電流相関関係取得部３０は、Ｎ個のコアレス電流センサＳのそれぞれの出力信号ＶとＮ本の導体Ｌのそれぞれを流れる電流Ｉとの間の相関関係を表す信号電流相関関係Ｆ１を取得する。信号間相関関係取得部３１は、Ｎ本の導体Ｌを流れる電流Ｉの総和がゼロになる関係と信号電流相関関係Ｆ１とに基づいて導出される、（Ｎ−１）個のコアレス電流センサＳのそれぞれの出力信号Ｖと残りの１個のコアレス電流センサＳの出力信号Ｖとの相関関係を表す信号間相関関係Ｆ２を取得する。
【００２２】
異常判定部３２は、Ｎ個のコアレス電流センサＳのそれぞれの出力信号Ｖが正常であるか異常であるか判定する。
正常時電流算出部３３は、Ｎ個のコアレス電流センサＳの全ての出力信号Ｖが正常であると判定されている場合に、信号電流相関関係Ｆ１を用い、Ｎ個全てのコアレス電流センサＳの出力信号Ｖに基づいて、Ｎ本の導体Ｌのそれぞれを流れる電流Ｉを算出する。
異常時電流算出部３４は、Ｎ個のコアレス電流センサＳの何れか１つの出力信号Ｖが異常であると判定されている場合に、信号間相関関係Ｆ２を用い、正常な（Ｎ−１）個全てのコアレス電流センサＳの出力信号Ｖに基づいて、異常であると判定されたコアレス電流センサＳｍ（以下、異常なコアレス電流センサＳｍと称す）の出力信号を推定すると共に、信号電流相関関係Ｆ１を用い、推定した出力信号（以下、異常信号推定値Ｖｍｅと称す）と正常な（Ｎ−１）個のコアレス電流センサＳの出力信号Ｖｃ（以下、正常信号Ｖｃと称す）に基づいて、Ｎ本の導体Ｌのそれぞれを流れる電流Ｉを算出する。
【００２３】
１．回路ＣＩ
回路ＣＩは、Ｎ本の導体Ｌを流れる電流Ｉの総和がゼロになるように接続される。本実施形態に係わる回路ＣＩでは、Ｎ本の導体Ｌのそれぞれが、Ｎ相の交流回転電機ＭＧの各相コイルＣに接続されている場合を例に説明する。本実施形態では、図２に示すように、Ｎは３に設定され、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、３個のコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、三相のコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３が備えられている。
本実施形態では、三相コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３は星形結線されている。すなわち、三相コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３それぞれの一端が中性点Ｏに接続され、他端が各導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に接続されている。中性点Ｏは、電源装置２０など三相コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３以外には接続されていない。
各導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、三相コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３との接続側とは反対側で、電源装置２０に接続されている。なお、各導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は、電源装置２０から３相コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３側（回路ＣＩ側）に流れる向きを正側とし、その反対方向を負側とする。
【００２４】
星形結線された三相コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に接続された３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の総和は、ゼロになる。例えば、図２に示しているように、第一導体Ｌ１から第一コイルＣ１に流れた電流Ｄ１は、中性点Ｏで、第二コイルＣ２及び第三コイルＣ３に分かれて流れ、中性点Ｏから第二コイルＣ２に流れた電流Ｄ２と中性点Ｏから第三コイルＣ３に流れた電流Ｄ３との合計は、もとの電流Ｄ１と同じになる（Ｄ１＝Ｄ２＋Ｄ３）。このとき、コアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が配置される導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３では、第二電流Ｉ２は、電流Ｄ２の負の値となり、第三電流Ｉ３は、電流Ｄ３の負の値となり、第一電流Ｉ１は、電流Ｄ１の正の値となる（Ｉ１＝Ｄ１、Ｉ２＝−Ｄ２、Ｉ３＝−Ｄ３）。よって、Ｉ１＝−Ｉ２−Ｉ３となり、電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の総和は、ゼロとなる（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＝０）。コアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、三相コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３と電源装置２０とを接続する導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の近傍に設置される。
【００２５】
２．電源装置２０
図３に示すように、本実施形態では、電流検出装置１は、交流回転電機ＭＧを制御するための制御ユニット１１内に組み込まれ、制御ユニット１１の一部を構成している。制御ユニット１１は、交流回転電機ＭＧの電源装置２０の一部を構成し、電源装置２０は、制御ユニット１１の他に、ドライバ回路１２、回転検出装置１３、直流電源１４、平滑コンデンサ１５、インバータ１６を備えている。直流電源１４は、バッテリ等の充電可能な二次電池である。電源装置２０は、直流電源１４の直流電力を所定周波数の三相交流に変換して交流回転電機ＭＧに供給する。また、電源装置２０は、交流回転電機ＭＧにより発電された交流電力を直流に変換して直流電源１４に供給する。回転検出装置１３は、レゾルバ等により構成され、交流回転電機ＭＧの回転速度及びロータの回転位置の検出信号を制御ユニット１１に出力する。平滑コンデンサ１５は、直流電源１４の正極端子と負極端子との間に並列に接続されており、直流電源１４の電圧を平滑化する。
【００２６】
インバータ１６は、複数のスイッチング素子を有して構成される。スイッチング素子には、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）やＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）を適用すると好適である。図３に示すように、本実施形態では、スイッチング素子としてＩＧＢＴが用いられる。インバータ１６は、交流回転電機ＭＧの各相（第一相、第二相、第三相の三相）のそれぞれに対応する第一レッグ１７Ｕ、第二レッグ１７Ｖ、及び第三レッグ１７Ｗを備えている。各レッグ１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗは、それぞれ直列に接続された上段側アームのＩＧＢＴ１８Ａと下段側アームのＩＧＢＴ１８Ｂとにより構成される１組２個のスイッチング素子を備えている。各ＩＧＢＴ１８Ａ、１８Ｂには、それぞれフライホイールダイオード１９が並列接続されている。
【００２７】
第一レッグ１７Ｕは、第一導体Ｌ１を介して交流回転電機ＭＧの第一コイルＣ１に接続され、第二レッグ１７Ｖは、第二導体Ｌ２を介して交流回転電機ＭＧの第二コイルＣ２に接続され、第三レッグ１７Ｗは、第三導体Ｌ３を介して交流回転電機ＭＧの第三コイルＣ３に接続されている。この際、各導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、各レッグ１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗの上段側アームのＩＧＢＴ１８Ａのエミッタと下段側アームのＩＧＢＴ１８Ｂのコレクタとの間と交流回転電機ＭＧの各相コイルとの間を電気的に接続する。各レッグ１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗの上段側アームのＩＧＢＴ１８Ａのコレクタは、直流電源１４の正極端子に接続され、各レッグ１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗの下段側アームのＩＧＢＴ１８Ｂのエミッタは、直流電源１４の負極端子に接続される。
【００２８】
インバータ１６は、ドライバ回路１２を介して制御ユニット１１に接続されており、制御ユニット１１のインバータ制御部が生成する制御信号に応じてスイッチング動作する。制御ユニット１１は、不図示のマイクロコンピュータなどの論理回路を中核とするＥＣＵ（electronic control unit）として構成される。
インバータ１６は、交流回転電機ＭＧが電動機として機能する際（力行動作する際）、直流電源１４からの直流電力を所定の周波数及び電流の三相交流電力に変換して交流回転電機ＭＧに供給する。また、インバータ１６は、交流回転電機ＭＧが発電機として機能する際（回生動作する際）、交流回転電機ＭＧにより発電された三相交流電力を直流電力に変換して直流電源１４に供給する。交流回転電機ＭＧは、制御ユニット１１により所定の出力トルク及び回転速度に制御される。この際、交流回転電機ＭＧのステータコイル（第一コイルＣ１、第二コイルＣ２、第三コイルＣ３）に流れる電流の値が制御ユニット１１にフィードバックされる。そして、制御ユニット１１は、目標電流との偏差に応じてＰＩ制御（比例積分制御）やＰＩＤ制御（比例積分微分制御）を実行して交流回転電機ＭＧを制御する。このため、インバータ１６の各レッグ１７Ｕ、１７Ｖ、１７Ｗと交流回転電機ＭＧの各相コイルとの間に設けられた各導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を流れる電流が、制御ユニット１１の一部を構成する電流検出装置１により検出される。
【００２９】
３．コアレス電流センサＳ
本実施形態では、電源装置２０は、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を検出するために、導体Ｌと同じ数である３個のコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３を備えている。各コアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、検出対象の各導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に流れる電流によって発生する磁界の磁束密度を検出し、当該検出した磁束密度に応じた検出信号を出力する。
一般に、導体Ｌに電流Ｉが流れたとき、その導体Ｌから距離ｒだけ離れた位置における磁束密度Ｂは、式（１）で表せる。ここで、μ０は、透磁率である。
【数１】
2013058282.tif 000003
導体Ｌに流れる電流Ｉにより発生する磁界における所定位置の磁束密度Ｂは、当該導体Ｌに流れる電流Ｉの大きさに比例する。従って、各コアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３を利用して、各導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に流れる電流を検出することができる。
【００３０】
本実施形態に係わるコアレス電流センサＳには、図１２に示すような集磁コア５０、つまり導体Ｌなどの導体Ｌを周回し、磁束を集める磁性体の集磁コア５０は設置されない。この集磁コア５０は、ギャップを有した断面Ｃ字状の磁性体コアであり、導体Ｌを流れる電流によって発生する磁束を収束させてギャップの間に設置した電流センサＳに導くものである。本実施形態では、コアレス電流センサＳは、導体Ｌを周回する集磁コア５０を備えることなく設置される、いわゆるコアレス型の電流センサである。尚、磁束の方向を変更したり、磁束を局所的に集中させたりする磁性体をホール素子などと共に一体化したセンサデバイスも実用化されている。しかし、このようなセンサデバイスをコアレス電流センサＳとして用いた場合であっても、導体Ｌを周回する集磁コア５０を用いなければ、ここではコアレス型の電流センサとして扱うものとする。
【００３１】
コアレス電流センサＳは、集磁コアを備えないコアレス型の磁界検出センサにより構成されている。このような磁界検出センサは、例えば、ホール素子、ＭＲ（磁気抵抗効果）素子、ＭＩ（磁気インピーダンス）素子等の各種の磁気検出素子を用いて構成される。これらの磁気検出素子は、図４に示すように、周辺に集磁コアを備えない状態で導体Ｌの近傍に配置される。また、各コアレス電流センサＳは、このような集磁コア以外にも、各導体Ｌが発生させる磁界に対するシールドを備えていない。本実施形態では、コアレス電流センサＳは、ホール素子と、当該ホール素子の出力を少なくともインピーダンス変換するバッファアンプとが集積された集積回路（ＩＣ）チップとして構成される。ＩＣチップにより構成されたコアレス電流センサＳは、図４に示すように、基板Ｓａに実装されて導体Ｌの近傍に設置される。図４及び図５においては、省略しているが、基板Ｓａと制御ユニット１１（電流検出装置１）とは、コアレス電流センサＳを駆動する電源線及びコアレス電流センサＳの出力信号Ｖを伝達する信号線で接続される。
【００３２】
本実施形態に係わるコアレス電流センサＳは、１つの方向の磁束密度成分を検出可能な種類のセンサとされている。本実施形態では、コアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が配置される部分の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、断面が長方形に形成された板状のバスバーとされている。図４及び図５に示すように、コアレス電流センサＳの磁束検出方向Ｑは、導体Ｌの断面の長辺方向に平行に配置されている。
磁束検出方向Ｑは、図４及び図５に示すように互いに逆向きの２方向を含む。つまり、磁束検出方向Ｑは、一本の直線に平行な方向であって、当該直線の一方端側へ向かう方向と他方端側へ向かう方向の双方が含まれる。よって、正の電流Ｉにより生じる磁束密度と、負の電流Ｉにより生じる磁束密度との双方を検出可能である。
図５では、理解を容易にするために、電流Ｉが紙面の表から裏に向かう場合の磁力線Ｈを例示し、その場合の磁束密度Ｂを例示している。このように、コアレス電流センサＳは所定の磁束検出方向Ｑの磁束密度Ｂを検出するので、導体Ｌの検出部位ＬＳの近傍に、磁束検出方向Ｑと検出部位ＬＳでの導体Ｌの延在方向である検出部位延在方向Ｊとが直交状態となるように配置される。尚、検出部位延在方向Ｊに平行であって磁束検出方向Ｑを含む平面を磁束検出平面Ｐと称する。
【００３３】
上述したように、コアレス電流センサＳは、導体Ｌに流れる電流Ｉを検出するために、電流Ｉが流れることによって発生する磁界Ｈの磁束密度Ｂを検出する。当然ながら、導体Ｌに近いほど磁界は強く、磁束密度Ｂも大きいので、コアレス電流センサＳは、導体Ｌの近傍に配置される。耐温度性能や耐振動性能などが満足されるのではあれば、コアレス電流センサＳは導体Ｌに接する状態で設置されてもよい。本実施形態では、図４及び図５に示すように、コアレス電流センサＳは、導体Ｌから所定距離（ｈ）だけ離間した状態で、検出中心位置が、導体Ｌの断面の長辺側の中央にほぼ一致するように配置される。また、コアレス電流センサＳは、磁束検出方向Ｑと検出部位延在方向Ｊとが直交状態となるように配置されている。導体Ｌの延在方向Ｊは、電流Ｉの流通方向に相当するため、コアレス電流センサＳにおいて強い磁束が得られる。
【００３４】
このように、コアレス電流センサＳを断面が長方形の導体Ｌに対して配置した場合の、コアレス電流センサＳにおける磁束密度Ｂは、式（２）に示すように表せる。ここで、ｈは、図５に示すように、導体Ｌの中心（電流Ｉの中心）とコアレス電流センサＳの中心（ホール素子の中心）との距離であり、Ｗを、導体Ｌの断面の長辺の長さである。
【数２】
2013058282.tif 000004
式（１）と同様に、コアレス電流センサＳが検出可能な磁束密度Ｂは、概ね、コアレス電流センサＳと導体Ｌとの距離ｈに反比例し、導体Ｌの電流Ｉに比例する。
【００３５】
上記のように、導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、及びコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の間には、シールド材などが配置されておらず、また、互いに近接して配置されている。このため、一つのコアレス電流センサＳが検出する磁束密度には、最も近い導体Ｌから発生する磁界Ｈの磁束密度だけでなく他の導体Ｌから発生する磁界の磁束密度も含まれる。例えば、図６及び図７に、第一導体Ｌ１と第三導体Ｌ３との間に、第二導体Ｌ２が配置され、各コアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が、互いに異なる導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に近接して配置されている場合を示す。この場合は、第一コアレス電流センサＳ１が検出する磁束密度には、最も近い第一導体Ｌ１を流れる第一電流Ｉ１による磁界Ｈ１の磁束密度だけでなく、第二導体Ｌ２及び第三導体Ｌ３のそれぞれを流れる電流Ｉ２、Ｉ３による磁界Ｈ２、Ｈ３の磁束密度も含まれる。よって、第一コアレス電流センサＳ１の出力信号Ｖ１には、第一導体Ｌ１から発生する磁界Ｈ１の磁束密度に対応する成分だけでなく、第二導体Ｌ２及び第三導体Ｌ３のそれぞれから発生する磁界Ｈ２、Ｈ３の磁束密度に対応する成分も含まれる。同様に、第二コアレス電流センサＳ２の出力信号Ｖ２にも、最も近い第二導体Ｌ２に対応する成分だけなく、第一導体Ｌ１及び第三導体Ｌ３に対応する成分も含まれ、第三コアレス電流センサＳ３の出力信号Ｖ３にも、最も近い第三導体Ｌ３に対応する成分だけでなく、第一導体Ｌ１及び第二導体Ｌ２に対応する成分も含まれる。
【００３６】
４．信号電流相関関係Ｆ１
各導体を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３と、各コアレス電流センサの出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３との相関関係である電流信号相関関係は、式（３）で表せる。
【数３】
2013058282.tif 000005
ここで、ａ１１、ａ１２・・・は、各電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３に対する各出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の感度を表す係数（以下、電流感度係数ａと称す）であり、３行３列の行列（以下、電流感度係数行列Ａｍと称す）で表せる。上記のように、電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３のそれぞれが、全てのコアレス電流センサの出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に影響するため、各電流感度係数ａは、ゼロ以外の値になる。
【００３７】
すなわち、電流信号相関関係は、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれを流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３に対して、ゼロ以外になる３個の電流感度係数ａｊ１、ａｊ２、ａｊ３をそれぞれ乗算してコアレス電流センサの出力信号の１つＶｊを算出する関係式が、３個全てのコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３のそれぞれについて設定された相関関係である。ここで、電流感度係数ａｊ１、ａｊ２、ａｊ３は、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれを流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３に対する、コアレス電流センサのそれぞれの出力信号Ｖｊの感度を表す係数である。なお、ｊ＝１、２、３である。
【００３８】
本実施形態のように、複数本の導体Ｌが互いに平行に配置されていると共に複数個のコアレス電流センサＳの磁束検出方向Ｑが互いに平行である場合、各電流感度係数ａは、対応するコアレス電流センサＳと導体Ｌとの距離に概ね反比例する。例えば、電流感度係数ａ１２は、第二導体Ｌ２の第二電流Ｉ２に対する第一コアレス電流センサＳ１の出力信号Ｖ１の感度を表し、第一コアレス電流センサＳ１と第二導体Ｌ２との距離に概ね反比例する。なお、各電流感度係数ａは、各導体Ｌに所定の電流を流した時の、各コアレス電流センサの出力信号Ｖを計測することで、実験的に同定することができる。
【００３９】
＜信号電流相関関係＞
電流感度係数行列Ａｍの逆行列を、式（３）の両辺に乗算すると式（４）を得る。式（４）は、本発明に係わる信号電流相関関係Ｆ１であり、各コアレス電流センサの出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と、各導体を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３との間の相関関係を表す。
【数４】
2013058282.tif 000006
ここで、ｂ１１、ｂ１２・・・は、各出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に対する各電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の感度を表す係数（以下、信号感度係数ｂと称す）であり、３行３列の行列（以下、出力感度係数行列Ｂｍと称す）で表せる。ここで、各信号感度係数ｂは、ゼロ以外の値になり、各電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は、全ての出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の影響を受けて定まる。言い換えると、電流感度係数行列Ａｍの逆行列が算出可能であって、各信号感度係数ｂがゼロ以外の値になるように、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、及び３個のコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が配置される。
【００４０】
すなわち、信号電流相関関係は、３個のコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３のそれぞれの出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に対して、ゼロ以外に予め設定された３個の信号感度係数ｂｊ１、ｂｊ２、ｂｊ３をそれぞれ乗算して導体の１つを流れる電流Ｉｊを算出する関係式が、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれについて設定された相関関係である。そして、信号電流相関関係は、上記した電流信号相関関係の逆特性である。なお、ｊ＝１、２、３である。
【００４１】
５．信号間相関関係Ｆ２
式（４）において、各信号感度係数ｂがゼロ以外の値になるため、電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３のそれぞれを算出するためには、全ての出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の値が必要になる。
よって、出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の何れか１つが異常になると、式（４）の信号電流相関関係Ｆ１だけでは、電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を算出できなくなる。
そこで、上述した全ての電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の総和がゼロになる関係を用いる。これにより、各電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、及び１つの異常な出力信号の４つの未知数に対して、式（４）の各電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３についての３つの式と、総和がゼロになる関係式との４式を用いることができるため、４つの未知数を算出することが可能になる。
すなわち、総和がゼロになる関係式（５）に、式（４）の各電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３についての３つの式を代入して整理すると式（６）を得る。
【数５】
2013058282.tif 000007
【数６】
2013058282.tif 000008
そして、式（６）を各出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３について整理すると式（７）を得る。式（７）は、本発明に係わる信号間相関関係Ｆ２であり、３本の導体を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の総和がゼロになる関係と、信号電流相関関係Ｆ１とに基づいて導出される、２個のコアレス電流センサの出力信号と残りの１個のコアレス電流センサの出力信号との相関関係である信号間相関関係を表す。
【数７】
2013058282.tif 000009
式（７）の第一式は、第二出力信号Ｖ２及び第三出力信号Ｖ３と、残りの第一出力信号Ｖ１との相関関係を表し、式（７）の第二式は、第一出力信号Ｖ１及び第三出力信号Ｖ３と、残りの第二出力信号Ｖ２との相関関係を表し、式（７）の第三式は、第一出力信号Ｖ１及び第二出力信号Ｖ２と、残りの第三出力信号Ｖ３との相関関係を表す。
ここで、式（７）の第一式、第二式及び第三式の分母であって、信号電流相関関係Ｆ１において各出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ２に乗算される信号感度係数ｂの合計値（ｂ１１＋ｂ２１＋ｂ３１）、（ｂ１２＋ｂ２２＋ｂ３２）、（ｂ１３＋ｂ２３＋ｂ３３）が、ゼロ以外の値になるように、導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、及びコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が配置される。
【００４２】
式（７）を整理すると式（８）のようになる。
【数８】
2013058282.tif 000010
すなわち、信号間相関関係は、（３−１）個のコアレス電流センサのそれぞれの出力信号（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の内Ｖｊ以外）に対して、ゼロ以外に予め設定された（３−１）個の信号間係数ｃｊ１、ｃｊ２をそれぞれ乗算して、残りの１個のコアレス電流センサの出力信号Ｖｊを算出する関係式が、３個のコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３のそれぞれについて設定された相関関係である。なお、ｊ＝１、２、３である。
【００４３】
６．電流検出装置１の構成
次に、電流検出装置１の構成について説明する。
電流検出装置１は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記憶装置等を有して構成されている。そして、電流検出装置１のＲＯＭ等に記憶されたソフトウェア（プログラム）又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、図１に示すような電流検出装置１の機能部３１〜３４などが構成されている。
【００４４】
６−１．異常判定部３２
異常判定部３２は、３個のコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３のそれぞれの出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が正常であるか異常であるか判定する機能部である。異常判定部３２は、異常であると判定した場合は、異常であると判定したコアレス電流センサＳｍの出力信号Ｖｍの情報である異常信号情報Ｅｖを、各部に出力する。
本実施形態では、異常判定部３２は、図８のフローチャートに示すように、３個のコアレス電流センサの出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のいずれかが所定のしきい値以上になった場合（ステップ♯０１：Ｙｅｓ）に、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の全てへの通電を停止させる（ステップ♯０２）。なお、いずれの出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３も、しきい値以上になっていない場合（ステップ♯０１：Ｎｏ）は、全ての出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が正常であると判定し、正常時電流算出部３３による電流算出を実行させる（ステップ♯０８）
【００４５】
本実施形態では、しきい値は、過電流を判定するための過電流判定値に設定されている。異常判定部３２は、出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のいずれかが過電流判定値以上になった場合に、通電停止信号Ｅｓを、制御ユニット１１に備えられたインバータ制御部に出力し、インバータ１６が備える全てのスイッチング素子１８Ａ、１８Ｂをオフ状態に制御させる。これにより、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の全てへの通電が停止される。
【００４６】
その後、異常判定部３２は、しきい値以上となったコアレス電流センサＳｍの出力信号Ｖｍが通電停止後にしきい値より小さくならない場合（ステップ♯０３：Ｎｏ）は、当該コアレス電流センサＳｍの出力信号Ｖｍが異常であると判定する（ステップ♯０４）。そして、異常判定部３２は、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３への通電を再開させる（ステップ♯０５）と共に、異常時電流算出部３４による電流算出を実行させる（ステップ♯０６）。
一方、通電停止後にしきい値より小さくなった場合（ステップ♯０３：Ｙｅｓ）も、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３への通電を再開させる（ステップ♯０７）。そして、正常時電流算出部３３による電流算出を実行させる（ステップ♯０６）。
【００４７】
６−２．信号電流相関関係取得部３０
信号電流相関関係取得部３０は、式（４）に示す、３個のコアレス電流センサのそれぞれの出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と３本のそれぞれの導体を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３との間の相関関係を表す信号電流相関関係Ｆ１を取得する機能部である。信号電流相関関係取得部３０は、電流検出装置１のＲＯＭなどの記憶装置に記憶された式（４）の算出式、及び当該算出式中の係数である信号感度係数ｂの値を取得する。そして、取得した信号電流相関関係Ｆ１を、正常時電流算出部３３及び異常時電流算出部３４に出力する。或いは、信号電流相関関係取得部３０は、記憶装置から信号感度係数ｂの値のみを取得するように構成され、式（４）の算出式は、正常時電流算出部３３及び異常時電流算出部３４に予め備えられてもよい。
【００４８】
６−３．信号間相関関係取得部３１
信号間相関関係取得部３１は、３本の導体を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の総和がゼロになる関係と信号電流相関関係Ｆ１とに基づいて導出される、式（７）に示す２個のコアレス電流センサのそれぞれの出力信号と残りの１個のコアレス電流センサの出力信号との相関関係を表す信号間相関関係Ｆ２を取得する機能部である。信号間相関関係取得部３１は、電流検出装置１のＲＯＭなどの記憶装置に記憶された式（７）の算出式、及び算出式中の係数である信号感度係数ｂの値を取得する。そして、取得した信号間相関関係Ｆ２を、異常時電流算出部３４に出力する。或いは、信号間相関関係取得部３１は、記憶装置から信号感度係数ｂの値のみを取得するように構成され、式（７）の算出式は、異常時電流算出部３４に予め備えられてもよい。
【００４９】
６−４．正常時電流算出部３３
正常時電流算出部３３は、３個のコアレス電流センサの全ての出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が正常であると判定されている場合に、信号電流相関関係Ｆ１を用い、３個全てのコアレス電流センサの出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に基づいて、３本の導体のそれぞれを流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を算出する機能部である。
【００５０】
６−５．異常時電流算出部３４
異常時電流算出部３４は、３個のコアレス電流センサの何れか１つの出力信号が異常であると判定されている場合に、信号間相関関係Ｆ２を用い、正常な２個全てのコアレス電流センサの出力信号Ｖｃに基づいて、異常なコアレス電流センサＳｍの出力信号Ｖｍｅを推定する。そして、異常時電流算出部３４は、信号電流相関関係Ｆ１を用い、推定した異常信号推定値Ｖｍｅと正常な２個全てのコアレス電流センサの出力信号Ｖｃに基づいて、３本の導体のそれぞれを流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を算出する機能部である。
【００５１】
本実施形態では、正常信号選択部４０が、異常なコアレス電流センサＳｍに関する異常信号情報Ｅｖに基づいて、３個のコアレス電流センサの出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３から正常な２個のコアレス電流センサの出力信号Ｖｃを選択するように構成されている。また、異常時電流算出部３４は、異常信号情報Ｅｖに基づいて、式（７）に示す信号間相関関係Ｆ２のいずれの式を用いて、異常信号推定値Ｖｍｅを算出するか決定する。
すなわち、第一出力信号Ｖ１が異常である場合は、式（７）第一式の信号間相関関係Ｆ２を用い、正常な第二出力信号Ｖ２及び第三出力信号Ｖ３に基づいて、第一出力信号Ｖ１を推定する。第二出力信号Ｖ２が異常である場合は、式（７）第二式の信号間相関関係Ｆ２を用い、正常な第一出力信号Ｖ１及び第三出力信号Ｖ３に基づいて、第二出力信号Ｖ２を推定する。第三出力信号Ｖ３が異常である場合は、式（７）第三式の信号間相関関係Ｆ２を用い、正常な第一出力信号Ｖ１及び第二出力信号Ｖ２に基づいて、第三出力信号Ｖ３を推定する。
【００５２】
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００５３】
（１）上記の実施形態において、図２に示すように、Ｎが３に設定され、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれが、星形結線された三相のコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３のそれぞれに接続され、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれを流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を、３個のコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の出力信号に基づいて検出するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、Ｎは３以上の自然数に設定されればよく、Ｎ本の導体Ｌを流れる電流Ｉの総和がゼロになるように接続された回路ＣＩにおけるＮ本の導体Ｌのそれぞれを流れる電流Ｉを、Ｎ個のコアレス電流センサＳの出力信号Ｖに基づいて検出するように構成されれば、いずれの構成であってもよい。
【００５４】
或いは、図９に示すように、Ｎが３に設定された場合であっても、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれが、Δ結線された三相のコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３の接続部のそれぞれに接続されるように構成されてもよい。なお、図９に示す回路ＣＩも、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の総和がゼロになる。
【００５５】
例えば、図１０に示すように、Ｎが６に設定され、６本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６のそれぞれが、星形結線された六相のコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６のそれぞれに接続され、６本の導体のそれぞれを流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６を、６個のコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６の出力信号に基づいて検出するように構成されてもよい。なお、図１０に示す回路ＣＩも、６本の導体を流れる電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６の総和がゼロになる。
【００５６】
（２）上記の実施形態において、図７に示すように、第一導体Ｌ１と第三導体Ｌ３との間に、第二導体Ｌ２が配置され、各コアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が、互いに異なる導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に近接して配置されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、信号電流相関関係Ｆ１の各信号感度係数ｂがゼロ以外の値になり、信号電流相関関係Ｆ１において各出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ２に乗算される信号感度係数ｂの合計値（ｂ１１＋ｂ２１＋ｂ３１）、（ｂ１２＋ｂ２２＋ｂ３２）、（ｂ１３＋ｂ２３＋ｂ３３）が、ゼロ以外の値になるように、導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、及びコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が配置されればよい。例えば、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、導体の断面方向の配置を示すように、導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、及びコアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３を配置することができる。
【００５７】
（３）上記の実施形態において、異常判定部３２は、出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のいずれかが所定のしきい値以上になった場合に、３本の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の全てへの通電を停止させ、出力信号が通電停止後にしきい値より小さくならない場合は、当該出力信号が異常であると判定する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、異常判定部３２は、出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の異常を検出する方法であれば、どのような方法を用いてもよく、例えば、出力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の時間変化を監視し、時間変化しない出力信号が異常であると判定するように構成されてもよい。或いは、式（７）の信号間相関関係Ｆ２を用い、２つの出力信号に基づいて、残りの各出力信号を推定し、推定した各出力信号と、実際の出力信号とを比較することによって異常を判定するように構成されてもよい。
【００５８】
（４）上記の実施形態において、コアレス電流センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が配置される部分の導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が、断面が長方形に形成された板状のバスバーとされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の断面は、任意の断面とすることができ、例えば、円形、正方形、楕円形などとされてもよい。
【００５９】
（５）上記の実施形態において、コアレス電流センサＳは、１つの方向の磁束密度成分を検出可能な種類のセンサとされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、コアレス電流センサＳは、複数方向の磁束密度成分を検出可能な種類のセンサとされてもよい。
【００６０】
（６）上記の実施形態において、３個のコアレス電流センサの全ての出力信号が正常であると判定されている場合に、正常時電流算出部３３により電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３が算出され、３個のコアレス電流センサの何れか１つの出力信号が異常であると判定されている場合に、異常時電流算出部３４により電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３が算出されるように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、電流検出装置１に、異常時電流算出部３４、及び信号間相関関係取得部３１などが設けられず、正常時電流算出部３３のみにより電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３が算出されるように構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、Ｎ本（Ｎは３以上の自然数）の導体を流れる電流の総和がゼロになるように接続された回路における当該Ｎ本の導体のそれぞれを流れる電流を、Ｎ個のコアレス電流センサの出力信号に基づいて検出する電流検出装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１        ：電流検出装置
１１      ：制御ユニット
１２      ：ドライバ回路
１３      ：回転検出装置
１４      ：直流電源
１５      ：平滑コンデンサ
１６      ：インバータ
１８Ａ、１８Ｂ  ：スイッチング素子
１９      ：フライホイールダイオード
２０      ：電源装置
３０      ：信号電流相関関係取得部
３１      ：信号間相関関係取得部
３２      ：異常判定部
３３      ：正常時電流算出部（電流算出部）
３４      ：異常時電流算出部（電流算出部）
４０      ：正常信号選択部
５０      ：集磁コア
Ｂ        ：磁束密度
Ｃ１      ：第一コイル
Ｃ２      ：第二コイル
Ｃ３      ：第三コイル
ＣＩ      ：回路
Ｅｓ      ：通電停止信号
Ｅｖ      ：異常信号情報
Ｆ１      ：信号電流相関関係
Ｆ２      ：信号間相関関係
Ａｍ      ：電流感度係数行列
Ｂｍ      ：出力感度係数行列
ａ        ：電流感度係数
ｂ        ：信号感度係数
Ｉ１      ：第一電流
Ｉ２      ：第二電流
Ｉ３      ：第三電流
Ｌ１      ：第一導体
Ｌ２      ：第二導体
Ｌ３      ：第三導体
ＭＧ      ：交流回転電機
Ｏ        ：中性点
Ｑ        ：磁束検出方向
Ｓ１      ：第一コアレス電流センサ
Ｓ２      ：第二コアレス電流センサ
Ｓ３      ：第三コアレス電流センサ
Ｖ１      ：第一出力信号
Ｖ２      ：第二出力信号
Ｖ３      ：第三出力信号
Ｖｃ      ：正常信号
Ｖｍｅ    ：異常信号推定値
【図１】
2013058282.tif 000011
【図２】
2013058282.tif 000012
【図３】
2013058282.tif 000013
【図４】
2013058282.tif 000014
【図５】
2013058282.tif 000015
【図６】
2013058282.tif 000016
【図７】
2013058282.tif 000017
【図８】
2013058282.tif 000018
【図９】
2013058282.tif 000019
【図１０】
2013058282.tif 000020
【図１１】
2013058282.tif 000021
【図１２】
2013058282.tif 000022
【国際調査報告】
2013058282.tif 000023
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