(57)【要約】【課題】各導体に流れる電流の値の検出精度の低下を抑制すること。【解決手段】電流検出装置２０は、２本の各導体１３，１４に流れる電流が発生させる磁束に応じてアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bを出力する各ホール素子２１，２２と、アナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bをそれぞれ定めた増幅率Ｋ１〜Ｋ４で増幅したアナログ信号Ｖ_aＫ１，Ｖ_aＫ２，Ｖ_bＫ３，Ｖ_bＫ４を出力する各増幅回路２３〜２６とを備えるようにした。また、電流検出装置２０は、各増幅回路２３〜２６が出力するアナログ信号Ｖ_aＫ１，Ｖ_aＫ２，Ｖ_bＫ３，Ｖ_bＫ４を加算したアナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bを出力する各アナログ演算回路２７，２８を備えるようにした。【選択図】図２
2015121423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導体に流れる電流の値をそれぞれに検出することができる電流検出装置において、
各導体に流れる電流が発生させる磁束に応じた電圧の値を示す第１アナログ信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサが出力する前記第１アナログ信号を予め定めた増幅率で増幅した第２アナログ信号を出力する増幅回路と、
前記増幅回路が出力する前記第２アナログ信号を演算することで対応する導体に流れる電流を算出可能な第３アナログ信号を各導体に対応付けて出力するアナログ演算回路と、を備える電流検出装置。
【請求項２】
前記磁気センサは、前記複数の導体のうち一部又は全部の導体を検出対象として設けられた検出素子を複数有し、
前記増幅回路は、各検出素子が出力する前記第１アナログ信号を検出対象とした前記導体に対応する成分となるようにそれぞれに定めた前記増幅率で増幅した前記第２アナログ信号をそれぞれ出力可能に構成され、
前記アナログ演算回路は、前記増幅回路が出力する前記第２アナログ信号を検出対象とした前記導体に対応する成分毎に演算した前記第３アナログ信号をそれぞれ出力可能に構成された請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
前記増幅率は、各検出素子が出力する前記第１アナログ信号と、検出対象とした前記導体に基づく磁束密度との関係を用いて、各検出素子が検出対象とした各導体の電流を各検出素子が出力する前記第１アナログ信号に比例する和とした場合のそれぞれの比例定数である請求項１又は請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】
前記増幅率は、各検出素子が出力する前記第１アナログ信号に比例する和におけるそれぞれの比例定数として得られる理論値と、該理論値での前記第２アナログ信号から得られる実測値との関係を用いて、該実測値から得られる値に調整される請求項３に記載に電流検出装置。
【請求項５】
各検出素子は、３相交流電流の各相に対応する３本の導体のうち特定の２本の導体を検出対象として設けられた２個であって、
前記増幅回路は、前記２個の検出素子が出力する前記第１アナログ信号を検出対象とした前記特定の２本の導体に対応する成分となるようにそれぞれに定めた前記増幅率で増幅するように設けられた２個ずつで構成され、
前記アナログ演算回路は、前記２個ずつの増幅回路が出力する前記第２アナログ信号を検出対象とした前記導体に対応する成分毎に加算するように設けられた２個で構成され、
前記２個の検出素子を前記特定の２本の導体と共に覆うとともに、外部からの磁束の影響を遮蔽する遮蔽シールドをさらに備えた請求項４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。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁束密度に応じた電圧を出力するホール素子を用いることにより複数の導体（バスバー）に流れる電流の値を検出する電流検出装置としては、例えば、特許文献１に記載の電流検出装置がある。この特許文献１の電流検出装置では、磁気コアを必要としない手法が採用されている。具体的に、各導体に流れる電流と磁気センサとしてのホール素子が出力する電圧との関係を示す係数が予め取得されており、該係数に基づき各導体に流れる各電流の値が、マイコン等の信号処理回路により算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−５８０３５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、特許文献１の電流検出装置では、ホール素子が出力する電圧と予め取得される上記係数に基づき各導体に流れる電流の値が上記信号処理回路により算出されるので、計算処理時間を要することになる。すると、このような計算処理時間が十分でなければ、各導体に流れる電流の値の検出に速い応答速度が要求される場合、こういった電流の値の検出精度の低下を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各導体に流れる電流の値の検出精度の低下を抑制することができる電流検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する電流検出装置は、複数の導体に流れる電流の値をそれぞれに検出することができる電流検出装置として、各導体に流れる電流が発生させる磁束に応じた電圧の値を示す第１アナログ信号を出力する磁気センサと、磁気センサが出力する第１アナログ信号を予め定めた増幅率で増幅した第２アナログ信号を出力する増幅回路と、増幅回路が出力する第２アナログ信号を演算することで対応する導体に流れる電流を算出可能な第３アナログ信号を各導体に対応付けて出力するアナログ演算回路と、を備えるようにしている。
【０００７】
この構成によれば、アナログ信号をそのまま用いて、磁気センサが出力する第１アナログ信号の増幅、さらにその後の第２アナログ信号の演算の結果、第３アナログ信号の出力といった一連の過程を経るので、マイコン等の信号処理回路による算出が必要なくなる。これにより、上記信号処理回路による計算処理時間を要することがなくなる。したがって、該計算処理時間を考慮しなくても各導体に流れる電流の値の検出に速い応答速度にも対応可能になり、各導体に流れる電流の値の検出精度の低下を抑制することができる。
【０００８】
こういった電流検出装置において、各導体に流れる電流の値を検出する手法として、磁気センサは、複数の導体のうち一部又は全部の導体を検出対象として設けられた検出素子を複数有する手法がある。また、こういった手法として、増幅回路は、各検出素子が出力する第１アナログ信号を検出対象とした導体に対応する成分となるようにそれぞれに定めた増幅率で増幅した第２アナログ信号をそれぞれ出力可能に構成する手法がある。さらに、こういった手法として、アナログ演算回路は、増幅回路が出力する第２アナログ信号を検出対象とした導体に対応する成分毎に演算した第３アナログ信号をそれぞれ出力可能に構成するといった手法がある。これらによれば、上記信号処理回路を用いなくても各導体に流れる電流の値の検出を実現することができるので、電流検出装置の構成を簡素化するとともにコスト低減に寄与する。
【０００９】
また、こういった電流検出装置において、増幅率を定める手法として、増幅率は、各検出素子が出力する第１アナログ信号と、検出対象とした導体に基づく磁束密度との関係を用いて、各検出素子が検出対象とした各導体の電流を各検出素子が出力する第１アナログ信号に比例する和とした場合のそれぞれの比例定数とする手法がある。これによれば、上記信号処理回路を用いてなくても、第３アナログ信号といった各導体に流れる電流の値と等価の出力を得ることができるので、電流検出装置の構成を簡素化するとともにコスト低減に寄与する。
【００１０】
また、こうした電流検出装置において、増幅率は、各検出素子が出力する第１アナログ信号に比例する和におけるそれぞれの比例定数として得られる理論値と、該理論値での第２アナログ信号から得られる実測値との関係を用いて、該実測値から得られる値に調整されることが好ましい。
【００１１】
各検出素子が出力する第１アナログ信号に比例する和におけるそれぞれの比例定数は、あくまで計算上の理論値という位置付けである。一方、電流検出装置で実際に用いる各検出素子は、検知する磁束と出力する電圧の関係に個体差があるのが一般的である。そこで、上記理論値を実際に第２アナログ信号から得られる実測値との関係を用いて調整するようにした。これにより、各検出素子における検知する磁束と出力する電圧の関係の個体差を吸収することができ、上記信号処理回路を用いてなくても、第３アナログ信号といった各導体に流れる電流の値と等価の出力を高精度で得ることができる。
【００１２】
また、こうした電流検出装置において、各検出素子は、３相交流電流の各相に対応する３本の導体のうち特定の２本の導体を検出対象として設けられた２個であって、増幅回路は、２個の検出素子が出力する第１アナログ信号を検出対象とした特定の２本の導体に対応する成分となるようにそれぞれに定めた増幅率で増幅するように設けられた２個ずつで構成され、アナログ演算回路は、２個ずつの増幅回路が出力する第２アナログ信号を検出対象とした導体に対応する成分毎に加算するように設けられた２個で構成され、２個の検出素子を特定の２本の導体と共に覆うとともに、外部からの磁束の影響を遮蔽する遮蔽シールドをさらに備えることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、まず特定の２本の導体についてこれらで流れる電流の値を検出することができる。そして、残り１本の導体に流れる電流の値については、３相交流電流の特性である、各導体に流れる電流の和が「０（零）」であることを利用して特定の２本の導体に流れる電流の値の検出結果から得られる。特に、２個の検出素子については、特定の２本の導体と共に遮蔽シールドで覆うことで、残り１本の導体に流れる電流が発生させる磁束の影響を無視することができる。これにより、特定の２本の導体に流れる電流が発生させる磁束をより大きく検知することができ、各導体に流れる電流の値の検出精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、各導体に流れる電流の値の検出精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】モータ駆動装置の概略構成を示す図。
【図２】電流検出装置の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、電流検出装置の一実施形態を説明する。
図１に示すモータ駆動装置１０は、車両等に搭載され、バッテリ１１から供給される直流電力を、モータの駆動に利用される３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換するインバータ１２を備える。インバータ１２は、銅等の導電材料からなる棒状の第１〜第３導体１３〜１５を介してモータ１６に接続される。第１〜第３導体１３〜１５は、インバータ１２で変換された各相の交流電力をモータ１６に供給する。第１導体１３はＵ相、第２導体１４はＶ相、第３導体１５はＷ相の各相の交流電力を供給する。
【００１７】
また、モータ駆動装置１０は、インバータ１２の電力供給を制御するための指令信号を出力する制御装置１７を備える。制御装置１７が出力する指令信号は、インバータ１２を構成する各スイッチング素子のオンオフ状態を指令する。そして、制御装置１７は、指令信号を出力することでモータ１６の駆動を制御する。
【００１８】
また、モータ駆動装置１０は、第１導体１３及び第２導体１４に流れる電流の値（電流値）に応じたアナログ信号（電圧信号）を出力する電流検出装置２０を備えている。そして、制御装置１７は、電流検出装置２０が出力する第３アナログ信号としてのアナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bを入力し、該アナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bに基づいてモータ１６の駆動を制御する。
【００１９】
次に、電流検出装置２０の構成について説明する。
図２に示すように、電流検出装置２０は、磁束密度（磁束）に応じたアナログ信号（電圧信号）を出力するホール素子（２個）と、アナログ信号を入出力する増幅回路（４個）と、アナログ信号を入出力するアナログ演算回路（２個）とが一つのパッケージとして提供されるホールＩＣである。
【００２０】
具体的に、電流検出装置２０は、磁気センサ（検出素子）としての複数（本実施形態では２個）の第１ホール素子２１と第２ホール素子２２とを備える。第１ホール素子２１には、該ホール素子２１が出力する第１アナログ信号としてのアナログ信号Ｖ_aを入力し、このアナログ信号Ｖ_aを予め定めた増幅率で増幅する複数（本実施形態では２個）の第１増幅回路２３と第２増幅回路２４が接続される。
【００２１】
各増幅回路２３，２４は、アナログ信号Ｖ_aをそれぞれに定めた増幅率Ｋ１，Ｋ２で増幅する。そして、第１増幅回路２３は、第２アナログ信号としてのアナログ信号Ｖ_aＫ１を出力（生成）する。また、第２増幅回路２４は、第２アナログ信号としてのアナログ信号Ｖ_aＫ２を出力（生成）する。
【００２２】
また、第２ホール素子２２には、該ホール素子２２が出力する第１アナログ信号としてのアナログ信号Ｖ_bを入力し、このアナログ信号Ｖ_bを予め定めた増幅率で増幅する複数（本実施形態では２個）の第３増幅回路２５と第４増幅回路２６が接続される。
【００２３】
各増幅回路２５，２６は、アナログ信号Ｖ_bをそれぞれに定めた増幅率Ｋ３，Ｋ４で増幅する。そして、第３増幅回路２５は、第２アナログ信号としてのアナログ信号Ｖ_bＫ３を出力（生成）する。また、第４増幅回路２６は、第２アナログ信号としてのアナログ信号Ｖ_bＫ４を出力（生成）する。
【００２４】
本実施形態では、各ホール素子２１，２２に対して増幅回路が２個ずつ接続される。また、各増幅回路２３〜２６は、入力抵抗を可変させて増幅率を可変可能に構成される。
また、第１増幅回路２３及び第３増幅回路２５には、第１増幅回路２３が出力するアナログ信号Ｖ_aＫ１と第３増幅回路２５が出力するアナログ信号Ｖ_bＫ３とを入力し、これらをアナログ的に加算する第１アナログ演算回路２７が接続される。なお、アナログ的な加算は、例えば、各アナログ信号（電圧信号）を抵抗を介して入力する等の構成で実現される。
【００２５】
第１アナログ演算回路２７は、第１ホール素子２１が出力するアナログ信号Ｖ_aに比例するアナログ信号Ｖ_aＫ１と、第２ホール素子２２が出力するアナログ信号Ｖ_bに比例するアナログ信号Ｖ_bＫ３とを加算する。そして、第１アナログ演算回路２７は、第３アナログ信号としてのアナログ信号Ｏｕｔ_aを出力（生成）する。
【００２６】
また、第２増幅回路２４及び第４増幅回路２６には、第２増幅回路２４が出力するアナログ信号Ｖ_aＫ２と第４増幅回路２６が出力するアナログ信号Ｖ_bＫ４とを入力し、これらをアナログ的に加算する第２アナログ演算回路２８が接続される。
【００２７】
第２アナログ演算回路２８は、第１ホール素子２１が出力するアナログ信号Ｖ_aに比例するアナログ信号Ｖ_aＫ２と、第２ホール素子２２が出力するアナログ信号Ｖ_bに比例するアナログ信号Ｖ_bＫ４とを加算する。そして、第２アナログ演算回路２８は、第３アナログ信号としてのアナログ信号Ｏｕｔ_bを出力（生成）する。
【００２８】
また、図２に示すように、電流検出装置２０は、長手方向に並行して配置される３本の各導体１３〜１５のうち、隣り合う第１導体１３及び第２導体１４に対向するようにしてモータ駆動装置１０に実装される。また、電流検出装置２０には、モータ駆動装置１０に実装される場合、第１ホール素子２１が第１導体１３に対向する一方、第２ホール素子２２が第２導体１４に対向するように、各ホール素子２１，２２が離間して配置される。
【００２９】
また、モータ駆動装置１０は、内部における外部からの磁束の影響を遮蔽する鉄やフェライト等の強磁性体からなる遮蔽シールドを備えている。遮蔽シールド３０は、第１導体１３及び第２導体１４と共に、電流検出装置２０を覆う。このため、電流検出装置２０の各ホール素子２１，２２は、モータ駆動装置１０で共に遮蔽シールド３０に覆われる第１導体１３及び第２導体１４に流れる電流が発生させる磁束の影響を受ける。一方、各ホール素子２１，２２は、モータ駆動装置１０で遮蔽シールド３０外の第３導体１５（図２では破線で示す）に流れる電流が発生させる磁束の影響を受けず、仮に影響を受けたとしても電流値の検出に無視できる程度である。
【００３０】
上述したように、電流検出装置２０は、３本の各導体１３〜１５のうち、第１導体１３及び第２導体１４といった特定の２本の導体を検出対象として電流値を示す情報を出力する。電流検出装置２０は、第１導体１３に流れる電流値を示す情報としてアナログ信号Ｏｕｔ_aを出力し、第２導体１４に流れる電流値を示す情報としてアナログ信号Ｏｕｔ_bを出力する。
【００３１】
このようにして出力されるアナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bは、検出対象とした導体に対応する電圧信号である。このため、これらアナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bは、モータ駆動装置１０の定格電流値及び定格電圧値の各定格値に基づき電流値に変換されることで、検出対象の導体に流れる電流値を示す。そして、制御装置１７は、アナログ信号Ｏｕｔ_aを入力し、これを電流値に変換して検出対象とした第１導体１３に流れる電流値を示す情報を取得する。また、制御装置１７は、アナログ信号Ｏｕｔ_bを入力し、これを電流値に変換して検出対象とした第２導体１４に流れる電流値を示す情報を取得する。
【００３２】
また、第１導体１３に流れる電流値を「Ｉａ」、第２導体１４に流れる電流値を「Ｉｂ」、第３導体１５に流れる電流値を「Ｉｃ」とする場合、モータ駆動装置１０で供給される３相の交流電力では、各電流値の間に、各導体に流れる電流の和が「０（零）」である式（１）の関係を示す。
【００３３】
Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＝０      （１）
すなわち、制御装置１７は、アナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bにより取得した電流値を示す情報から、電流検出装置２０で検出対象にしない残りの第３導体１５に流れる電流値を示す情報を、３相の交流電力における式（１）の関係を利用して取得する。
【００３４】
次に、各増幅回路２３〜２６における増幅率Ｋ１〜Ｋ４について説明する。
一般的に、棒状の導体に流れる電流値Ｉの電流が発生させる磁束の磁束密度Ｂは、各導体の中心からの距離ｒとの間に式（２）の関係を示す。
【００３５】
Ｂ＝μ０／（２π）×Ｉ／ｒ      （２）
式（２）において、「μ０」は透磁率である。
図２に示すように、第１ホール素子２１は、第１導体１３（中心）から距離ｒ１、かつ第２導体１４（中心）から距離ｒ２、それぞれ離れて配置される。また、第２ホール素子２２は、第１導体１３（中心）から距離ｒ３、かつ第２導体１４（中心）から距離ｒ４、それぞれ離れて配置される。
【００３６】
そして、各ホール素子２１，２２が出力するアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bは、各導体１３，１４に流れる電流が発生させる磁束密度Ｂに比例する。また、この磁束密度Ｂは、式（２）の関係から該磁束密度Ｂを発生させている電流値Ｉに比例する。
【００３７】
したがって、各ホール素子２１，２２が出力するアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bは、各導体１３，１４に流れる電流値Ｉａ，Ｉｂとの間に式（３）及び式（４）の関係を示す。
Ｖ_a＝Ｒ１×Ｉａ＋Ｒ２×Ｉｂ      （３）
Ｖ_b＝Ｒ３×Ｉａ＋Ｒ４×Ｉｂ      （４）
式（３）及び式（４）において、「Ｒ１」は「１／ｒ１」に比例する定数、「Ｒ２」は「１／ｒ２」に比例する定数、「Ｒ３」は「１／ｒ３」に比例する定数、「Ｒ４」は「１／ｒ４」に比例する定数である。
【００３８】
そして、式（３）及び式（４）から「Ｉｂ」を消去して整理すると、電流値Ｉａとアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bとの間に式（５）の関係を示す。
【００３９】
【数１】
2015121423.tif 000003
また、式（３）及び式（４）から「Ｉａ」を消去して整理すると、電流値Ｉｂとアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bとの間に式（６）の関係を示す。
【００４０】
【数２】
2015121423.tif 000004
すなわち、式（５）及び式（６）は、各ホール素子２１，２２が検出対象とした各導体１３，１４に流れる電流値Ｉａ，Ｉｂを各ホール素子２１，２２が出力するアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bに比例する和としての関係を示す。
【００４１】
また、図２に示したように、電流検出装置２０が出力するアナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bは、各増幅回路２３〜２６の各増幅率Ｋ１〜Ｋ４を用いてアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bとの間に式（７）及び式（８）の関係を示す。
【００４２】
Ｏｕｔ_a＝Ｋ１×Ｖ_a＋Ｋ３×Ｖ_b      （７）
Ｏｕｔ_b＝Ｋ２×Ｖ_a＋Ｋ４×Ｖ_b      （８）
すなわち、式（７）及び式（８）に示すように、各増幅回路２３〜２６は、検出とした各導体１３，１４に対応する成分となるように、各ホール素子２１，２２が出力するアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bをそれぞれに定めた増幅率で増幅していることになる。また、式（７）及び式（８）に示すように、各アナログ演算回路２７，２８は、各増幅回路２３〜２６が出力するアナログ信号Ｖ_aＫ１，Ｖ_aＫ２，Ｖ_bＫ３，Ｖ_bＫ４を、検出対象とした各導体１３，１４に対応する成分毎に加算していることになる。
【００４３】
そして、式（５）と式（７）とを比較すると、増幅率Ｋ１，Ｋ３は、定数Ｒ１〜Ｒ４との間に式（９）の関係を示す。
【００４４】
【数３】
2015121423.tif 000005
また、式（６）と式（８）とを比較すると、増幅率Ｋ２，Ｋ４は、定数Ｒ１〜Ｒ４との間に式（１０）の関係を示す。
【００４５】
【数４】
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すなわち、各増幅回路２３〜２６の各増幅率Ｋ１〜Ｋ４は、式（５）及び式（６）における比例定数である。なお、上述したように、アナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bは、検出対象とした導体に対応する電圧信号であるので、各増幅率Ｋ１〜Ｋ４は、定数Ｒ１〜Ｒ４の関係式（式（９）及び式（１０）の右辺側）にモータ駆動装置１０の各定格値に基づく定数を掛け合わせたものとして定められる。
【００４６】
すると、式（９）及び式（１０）において、各導体１３，導体１４と各ホール素子２１，２２とのそれぞれの距離ｒ１〜ｒ４に基づき定数Ｒ１〜Ｒ４を代入することで、定めるべき各増幅率Ｋ１〜Ｋ４が求まる。このようにして定める各増幅率Ｋ１〜Ｋ４は、計算上の理論値という位置付けである。
【００４７】
このため、ここまでに求めた各増幅率Ｋ１〜Ｋ４の計算上の理論値を各増幅回路２３〜２６に設定し、実際にアナログ信号Ｖ_aＫ１，Ｖ_aＫ２，Ｖ_bＫ３，Ｖ_bＫ４を検出することで、電流検出装置２０における各ホール素子２１，２２の検出誤差や距離ｒ１〜ｒ４の設定誤差等の誤差を調整することができる。
【００４８】
以下、各増幅回路２３〜２６における増幅率Ｋ１〜Ｋ４の誤差の調整について説明する。
図２に示すように、アナログ信号Ｖ_aＫ１に対する実測値Ｓ１は、第１増幅回路２３と第１アナログ演算回路２７との結線間に、端子Ｐ１を接続することで、検出される。また、アナログ信号Ｖ_aＫ２に対する実測値Ｓ２は、第２増幅回路２４と第２アナログ演算回路２８との結線間に、端子Ｐ２を接続することで、検出される。また、アナログ信号Ｖ_bＫ３に対する実測値Ｓ３は、第３増幅回路２５と第１アナログ演算回路２７との結線間に、端子Ｐ３を接続することで、検出される。また、アナログ信号Ｖ_bＫ４に対する実測値Ｓ４は、第４増幅回路２６と第２アナログ演算回路２８との結線間に、端子Ｐ４を接続することで、検出される。
【００４９】
そして、それぞれ検出される実測値Ｓ１〜Ｓ４は、アナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bを対応する各増幅率Ｋ１〜Ｋ４で増幅した値に等価であるとともに、式（３）及び式（４）を用いることで、電流値Ｉａ，Ｉｂとの関係に置き換えることができる。
【００５０】
すなわち、アナログ信号Ｏｕｔ_aに関わる実測値Ｓ１及び実測値Ｓ３については式（１１）及び式（１２）の関係を示す。
Ｓ１＝Ｋ１×Ｖ_a＝Ｋ１×（Ｒ１×Ｉａ＋Ｒ２×Ｉｂ）      （１１）
Ｓ３＝Ｋ３×Ｖ_b＝Ｋ３×（Ｒ３×Ｉａ＋Ｒ４×Ｉｂ）      （１２）
また、アナログ信号Ｏｕｔ_bに関わる実測値Ｓ２及び実測値Ｓ４については式（１３）及び式（１４）の関係を示す。
【００５１】
Ｓ２＝Ｋ２×Ｖ_a＝Ｋ２×（Ｒ１×Ｉａ＋Ｒ２×Ｉｂ）      （１３）
Ｓ４＝Ｋ４×Ｖ_b＝Ｋ４×（Ｒ３×Ｉａ＋Ｒ４×Ｉｂ）      （１４）
そして、式（１１）〜（１４）のそれぞれ各増幅率Ｋ１〜Ｋ４の計算上の理論値を代入するとともに、各電流値Ｉａ，Ｉｂに適当な数値を代入することで、各定数Ｒ１〜Ｒ４を、実測値Ｓ１〜Ｓ４で表すことができる。すると、各実測値Ｓ１〜Ｓ４に基づいた各増幅率Ｋ１〜Ｋ４を求めることができ、ここで求めた各増幅率Ｋ１〜Ｋ４に各増幅回路２３〜２６の各増幅率を設定することで、上記誤差の調整を完了することができる。
【００５２】
ここで、各増幅率Ｋ１〜Ｋ４の計算上の理論値として、それぞれ「１」を求めた場合について説明する。
そして、例えば、電流値Ｉａに「１００Ａ」、電流値Ｉｂに「０Ａ」を流して実測値Ｓ１〜Ｓ４を検出する。すなわち、電流値Ｉａに「１００Ａ」、電流値Ｉｂに「０Ａ」をそれぞれ式（１１）及び式（１２）に代入することで、アナログ信号Ｏｕｔ_aに関わる実測値Ｓ１及び実測値Ｓ３は、式（１５）の関係を示す。
【００５３】
Ｓ１＝１００×Ｒ１    ，    Ｓ３＝１００×Ｒ３      （１５）
次に、例えば、電流値Ｉａに「０Ａ」、電流値Ｉｂに「１００Ａ」を流して実測値Ｓ１〜Ｓ４を検出する。すなわち、電流値Ｉａに「０Ａ」、電流値Ｉｂに「１００Ａ」をそれぞれ式（１３）及び式（１４）に代入することで、アナログ信号Ｏｕｔ_bに関わる実測値Ｓ２及び実測値Ｓ４は、式（１６）の関係を示す。
【００５４】
Ｓ２＝１００×Ｒ２    ，    Ｓ４＝１００×Ｒ４      （１６）
そして、式（９）及び式（１０）の定数Ｒ１〜Ｒ４を実測値Ｓ１〜Ｓ４に置き換えることで、各増幅率Ｋ１〜Ｋ４は、この例における実測値Ｓ１〜Ｓ４との間に式（１７）〜（２０）の関係を示す。
【００５５】
【数５】
2015121423.tif 000007
そして、式（１７）〜（２０）に、この例における実測値Ｓ１〜Ｓ４を代入して求められる各増幅率Ｋ１〜Ｋ４を調整後の増幅率として各増幅回路２３〜２６に設定することで、上記誤差の調整を完了することができる。
【００５６】
次に、電流検出装置２０の作用を説明する。
アナログ信号をそのまま用いて、各ホール素子２１，２２が出力するアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bの増幅、さらにその後のアナログ信号Ｖ_aＫ１，Ｖ_aＫ２，Ｖ_bＫ３，Ｖ_bＫ４の演算の結果、アナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bの出力といった一連の過程を経るので、マイコン等の信号処理回路による算出が必要なくなる。これにより、上記信号処理回路による計算処理時間を要することがなくなる。
【００５７】
この実現のため、各ホール素子２１，２２は、３本の導体のうち特定の２本の導体を検出対象とするように配置される。また、各増幅回路２３〜２６は、各ホール素子２１，２２が出力するアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bを検出対象とした導体に対応する成分となるようにそれぞれに定めた増幅率Ｋ１〜Ｋ４で増幅したアナログ信号Ｖ_aＫ１，Ｖ_aＫ２，Ｖ_bＫ３，Ｖ_bＫ４を出力する。また、各アナログ演算回路２７，２８は、各増幅回路２３〜２６が出力するアナログ信号Ｖ_aＫ１，Ｖ_aＫ２，Ｖ_bＫ３，Ｖ_bＫ４を検出対象とした導体に対応する成分毎に演算したアナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bをそれぞれ出力する。こういった構成により、上記信号処理回路を用いなくても各導体１３〜１５に流れる電流値の検出を実現することができる。
【００５８】
また、この実現のため、各増幅率Ｋ１〜Ｋ４は、各ホール素子２１，２２が出力するアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bと、検出対象とした導体に基づく磁束密度との関係、すなわち式（２）〜（４）を用いて求める。つまり、各増幅率Ｋ１〜Ｋ４は、各ホール素子２１，２２が検出対象とした各導体の電流値を各ホール素子２１，２２が出力するアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bに比例する和、すなわち式（５）及び式（６）におけるそれぞれの比例定数として求める。これにより、上記信号処理回路を用いてなくても、アナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bといった各導体に流れる電流値と等価の出力を得ることができる。
【００５９】
また、各ホール素子２１，２２が出力するアナログ信号Ｖ_a，Ｖ_bに比例する和、すなわち式（５）及び式（６）におけるそれぞれの比例定数は、あくまで計算上の理論値という位置付けである。一方、電流検出装置２０で実際に用いる各ホール素子２１，２２は、検知する磁束と出力する電圧の関係に個体差があるのが一般的である。そこで、上記理論値を実際にアナログ信号Ｖ_aＫ１，Ｖ_aＫ２，Ｖ_bＫ３，Ｖ_bＫ４から得られる実測値Ｓ１〜Ｓ４との関係、すなわち式（１１）〜（１４）を用いて調整するようにした。これにより、各ホール素子２１，２２における検知する磁束と出力する電圧の関係の個体差を吸収することができる。
【００６０】
本実施形態では、まず検出対象とした２本の各導体１３，１４についてこれらで流れる電流値を検出することができる。そして、残り１本の第３導体１５の電流値については、３相交流電流の特性である、式（１）を利用して検出対象とした２本の各導体１３，１４に流れる電流値の検出結果から得られる。特に、各ホール素子２１，２２については、電流検出装置２０で検出対象とした各導体１３，１４と共に遮蔽シールド３０で覆うことで、残りの第３導体１５に流れる電流が発生させる磁束の影響を無視することができる。これにより、電流検出装置２０で検出対象とした各導体１３，１４に流れる電流が発生させる磁束をより大きく検知することができる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に示す効果を奏することができる。
（１）マイコン等の信号処理回路による計算処理時間を要することがなくなるので、こういった計算処理時間を考慮しなくても各導体に流れる電流値の検出に速い応答速度にも対応可能になり、各導体に流れる電流値の検出精度の低下を抑制することができる。
【００６２】
（２）上記信号処理回路を用いなくても各導体１３〜１５に流れる電流値の検出を実現することができるので、電流検出装置２０の構成を簡素化するとともにコスト低減に寄与する。
【００６３】
（３）上記信号処理回路を用いてなくても、アナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bといった検出対象とした各導体１３，１４に流れる電流値と等価の出力を得ることができるので、電流検出装置２０の構成を簡素化するとともにコスト低減に寄与する。
【００６４】
（４）各ホール素子２１，２２における検知する磁束と出力する電圧の関係の個体差を吸収することができるので、上記信号処理回路を用いてなくても、アナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bといった検出対象とした各導体１３，１４に流れる電流値と等価の出力を高精度で得ることができる。
【００６５】
（５）検出対象とした各導体１３，１４に流れる電流が発生させる磁束をより大きく検知することができるので、各導体１３，１４に流れる電流値の検出精度を向上させることができる。
【００６６】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・第３導体１５に流れる電流が発生させる磁束の影響を無視してもよい場合、遮蔽シールド３０を設けなくてもよい。このように無視できる場合としては、例えば、第３導体１５を各ホール素子２１，２２から十分に離して配置することが考えられる。
【００６７】
・電流検出装置２０は、遮蔽シールド３０を設けないで、各ホール素子２１，２２で３本の各導体１３〜１５から受ける磁束に基づいて検出結果（第３アナログ信号）を出力してもよい。この場合には、第３導体１５に流れる電流が発生させる磁束に応じた電圧を増幅する増幅回路を増設し、さらに第３導体１５からの影響を受けた成分をそれぞれ加算するアナログ演算回路を増設すればよい。また、この場合には、式（３）及び式（４）で電流値Ｉｃの成分を加味するとともに、式（５）及び式（６）に電流値Ｉｃの関係も加えて、各増幅率を定めればよい。
【００６８】
・電流検出装置２０は、遮蔽シールド３０を設けないで、３個のホール素子で各導体１３〜１５に流れる電流値を検出することもできる。この場合には、追加したホール素子が出力する電圧を増幅する増幅回路を増設し、該増幅回路で増幅したアナログ信号を各アナログ演算回路２７，２８で加算すればよい。また、この場合には、式（３）及び式（４）に追加したホール素子が出力する電圧の関係を加えるとともに、式（５）及び式（６）で追加したホール素子が出力する電圧の成分を加味して、各増幅率を定めればよい。
【００６９】
・定数Ｒ１〜Ｒ４（距離ｒ１〜ｒ４）に基づく各増幅率Ｋ１〜Ｋ４の関係によっては、増幅回路の数を減らしたりすることもできる。このように増幅回路を減らす際には、各アナログ演算回路２７，２８を加算を主に構成したが、減算を主に構成したり、何れか一方のみ減算で構成したりもできる。
【００７０】
・各増幅率Ｋ１〜Ｋ４について、精度上、調整の必要がなければ各増幅率の調整を行わなくてもよい。
・各増幅率Ｋ１〜Ｋ４は、まず適当な値を設定し、実測値を見ながら調整していくといった手法を通じて定めることもできる。
【００７１】
・各増幅率Ｋ１〜Ｋ４は、アナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bが変換なしで電流値を示す情報となるように、各定格値の要素も含めた値に設定してもよい。
・電流検出装置２０は、３相の交流電力を供給する複数のモータ駆動装置における複数相の交流電力、例えば３相交流電力を供給するモータ駆動装置が２個の場合、４相の導体に流れる電流の検出に適用することもできる。この場合には、本実施形態に準じて、検出対象とする導体の数と等しい個数のホール素子とそれに伴う増幅回路の増設で電流値を検出する構造を構築すればよい。
【００７２】
・導体としては棒状を例示したが、板状であってもよい。
・電流検出装置２０で検出対象とした各導体の電流を検出可能であれば、各ホール素子２１，２２の配置を異ならせてもよい。
【００７３】
・電流検出装置２０は、モータ駆動装置に限らず、例えば、発電機等の電気的負荷の駆動に要する電流値の検出に適用することもできる。
・電流検出装置２０では、アナログ信号Ｏｕｔ_a，Ｏｕｔ_bを用いて、検出対象にしない第３導体１５に流れる電流値を示す情報としてアナログ信号を出力するように、アナログ演算回路を増設したり接続を工夫したりしてもよい。
【００７４】
・電流検出装置２０は、ホール素子と増幅回路とを一つのパッケージとしたホールＩＣと、アナログ演算回路とにより構成してもよい。また、電流検出装置２０には、１個のホール素子と２個の増幅回路とを一つのパッケージとしたホールＩＣを用いてもよいし、１個のホール素子と１個の増幅回路とを一つのパッケージとしたホールＩＣを用いることもできる。
【符号の説明】
【００７５】
Ｋ１〜Ｋ４…増幅率、１３〜１５…導体、２０…電流検出装置、２１，２２…ホール素子（磁気センサ、検出素子）、２３〜２６…増幅回路、２７，２８…アナログ演算回路、３０…遮蔽シールド。
【図１】
2015121423.tif 000008
【図２】
2015121423.tif 000009