(57)【要約】【課題】大電流が流れても電流の検出精度を維持できる電流測定装置を提供する。【解決手段】被測定線路のまわりに閉磁気回路を形成する環状のループコア１１と、このループコア１１に発生する磁束に応じて被測定線路を流れる電流値を検出する電流測定装置であって、ループコア１１の途中に設けられるギャップ１２と、このギャップ１２を開閉するギャップ開閉駆動機構１３と、運転条件に応じて小電流検出器１０の非使用時（管理充電を行わない通常運転時）にギャップ１２を開くギャップ開閉制御手段とを備える。【選択図】図２
2008197050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定線路のまわりに閉磁気回路を形成する環状のループコアと、
このループコアに発生する磁束に応じて前記被測定線路を流れる電流値を検出する電流測定装置であって、
前記ループコアの途中に設けられるギャップと、
このギャップを開閉するギャップ開閉駆動機構と、
運転条件に応じて前記ギャップを開くギャップ開閉制御手段とを備えたことを特徴とする電流測定装置。
【請求項２】
複数のキャパシタセルを有するキャパシタモジュールを備え、
このキャパシタモジュールが前記被測定線路を介して充放電を行い、
運転条件に応じて前記各キャパシタセルの電圧を均等化する管理充電を行うキャパシタシステムであって、
前記管理充電時に前記ギャップを閉じる一方、前記管理充電を行わない運転時に前記ギャップを開くことを特徴とする請求項１に記載の電流測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定線路のまわりに発生する磁束に応じて被測定線路を流れる電流値を検出する電流測定装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばハイブリッド車両の蓄電器として、複数のキャパシタセルを有するキャパシタモジュールを備え、回生発電、力行が行われる通常運転時にキャパシタモジュールを充放電させるとともに、所定の運転条件にて各キャパシタセルの電圧を均等化する管理充電を行うものがある。この管理充電時に、キャパシタモジュールの充電電流を測定し、充電電流を一定値に保つ制御が行われる。
【０００３】
この種のキャパシタシステムに用いられる電流測定装置として、被測定線路のまわりに閉磁気回路を形成する環状のループコアと、このループコアに発生する磁束に応じて前記被測定線路を流れる電流値を検出するものがある（特許文献１〜５参照）。
【特許文献１】特開平７−２１８５５２号公報（特許第３２３４３９４号）
【特許文献２】特開平１０−１０１６１号公報
【特許文献３】特開平８−１９４０１６号公報
【特許文献４】特開平１０−１７７９２６号公報
【特許文献５】特開２００２−２８６７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の電流測定装置であっては、管理充電時の測定レンジは数十アンペアであり、管理充電を行わない通常運転時に被測定線路に数百アンペアの大電流が流れると、ループコアの磁束密度が集中し、ループコアが磁化されてしまい、正確に電流を検出できなくなる可能性があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、大電流が流れても電流の検出精度を維持できる電流測定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】
本発明では、被測定線路のまわりに閉磁気回路を形成する環状のループコアと、このループコアに発生する磁束に応じて被測定線路を流れる電流値を検出する電流測定装置において、ループコアの途中に設けられるギャップと、このギャップを開閉するギャップ開閉駆動機構と、運転条件に応じてギャップを開くギャップ開閉制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、被測定線路に大電流が流れても、ギャップが開かれていることにより、ループコアの磁束が集中せず、ループコアが磁化されることを回避でき、電流の検出精度を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明をハイブリッド車両に搭載されるキャパシタシステムに適用した実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１に示すように、キャパシタシステム回路４には、車輪を駆動するモータジェネレータ（ＭＧ）１と、蓄電器として設けられる複数のキャパシタモジュール３と、各キャパシタモジュール３の充放電を制御する双方向コンバータ２とが介装される。
【００１０】
車両の減速運転時にモータジェネレータ１が回生発電する交流電力をコンバータ２が直流電力に変換して各キャパシタモジュール３に送りキャパシタモジュール３を充電する。一方、車両の発進、加速時に各キャパシタモジュール３からの直流電力をコンバータ２が交流電力に変換してモータジェネレータ１に送り、モータジェネレータ１はキャパシタモジュール３から供給される電力によって車輪を駆動する。
【００１１】
コントロールユニット（ＥＣＵ）５は車両の各種運転条件の検出信号を入力し、運転条件に応じてコンバータ２を介して各キャパシタモジュール３の充放電を制御する。
【００１２】
キャパシタモジュール３は、図示しないが、互いに直列に接続される複数のキャパシタセルと、各キャパシタセルの電圧を均等化する電圧コントローラ等を備える。各キャパシタセルは、例えば電気二重層キャパシタ（コンデンサ）が用いられる。
【００１３】
コントロールユニット５は運転条件に応じて各キャパシタセルの電圧を均等化する管理充電を行う。この管理充電は、キャパシタモジュール３を充電する電流が一定値に保たれる定電流モードになるようにコンバータ２の作動を制御し、電圧コントローラを介して各キャパシタセルの電圧を均等化するものである。
【００１４】
キャパシタシステム回路４は各キャパシタモジュール３に分岐する被測定線路８を備え、各被測定線路８にはこれを流れる電流値を検出する大電流検出器（ＤＣ・ＣＴ１）９、小電流検出器（ＤＣ・ＣＴ２）１０がそれぞれ設けられる。大電流検出器９の測定レンジは数百アンペアであり、小電流検出器１０の測定レンジは数十アンペアである。
【００１５】
コントロールユニット５は管理充電を行わない通常運転時に大電流検出器９の検出信号に応じてキャパシタモジュール３を充電する電流が過大にならないようにコンバータ２の作動を制御する一方、管理充電時に小電流検出器１０の検出信号に応じてキャパシタモジュール３を充電する電流を一定値に保つようにコンバータ２の作動を制御する。
【００１６】
図２に示すように、小電流検出器１０はキャパシタモジュール３の被測定線路８のまわりに閉磁気回路を形成する環状のループコア１１と、このループコア１１に発生する磁束に応じた電圧を出力する磁束電圧変換出力部として設けられるホール素子（図示せず）とを備え、ループコア１１の内側に被測定線路８が配置される。ホール素子が被測定線路８を流れる電流によりループコア１１に生じる磁束を電圧に変換し、被測定線路８を流れる電流値に応じた電圧を出力するようになっている。
【００１７】
大電流検出器９も基本的に上記した小電流検出器１０と同様の構造を持ち、図示しないループコアとホール素子を介して被測定線路８を流れる電流値に応じた電圧を出力するようになっている。
【００１８】
大電流検出器９の測定レンジは数百アンペアであり、被測定線路８に数百アンペアの大電流を流しても、ループコア１１の磁束が集中せず、通常の運転時に被測定線路８を流れる電流値を正確に検出できる。
【００１９】
一方、小電流検出器１０の測定レンジは数十アンペアであり、管理充電時に被測定線路８を流れる電流値を正確に検出できる。
【００２０】
しかしながら、小型のループコア１１を用いる小電流検出器１０では、被測定線路８に数百アンペアの大電流を流すと、ループコア１１の磁束密度が集中し、ループコア１１が磁化されてしまい、正確に電流を検出できなくなる可能性があった。
【００２１】
本発明は、これに対処して、小電流検出器１０はループコア１１の途中（中程）に設けられるギャップ（間隙）１２と、このギャップ１２を開閉するギャップ開閉駆動機構１３と、被測定線路８に所定値を超える電流が流れる通常運転時にギャップ１２を開くギャップ開閉制御手段とを備える。
【００２２】
ループコア１１はＣ字形をした対のコア部材１６を備え、各コア部材１６が図示しないヒンジ機構を介して開閉（回動）可能に連結される。コア部材１６はフェライト等の磁性材によって形成される。
【００２３】
図１において、アクチュエータ１４はギャップ開閉駆動機構１３を駆動するものであり、小電流検出器１０に内蔵される。本実施形態にて、アクチュエータ１４は例えばモータ等の電磁アクチュエータが用いられる。図２の（ａ），（ｂ）において、１５はアクチュエータ１４を通電する駆動回路である。
【００２４】
なお、これに限らず、アクチュエータ１４を小電流検出器１０の外側に設け、アクチュエータ１４がリンク機構等を介してギャップ開閉駆動機構１３を駆動するようにしても良い。また、アクチュエータ１４は、例えば油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ等を用いても良い。
【００２５】
コントロールユニット５は図２の（ａ）に示すように管理充電時にギャップ１２を閉じる一方、図２の（ｂ）に示すように管理充電を行わない通常運転時にギャップ１２を開く制御をする。
【００２６】
これにより、管理充電時にギャップ１２を閉じることにより、ループコア１１が被測定線路８のまわりに閉磁気回路を形成し、被測定線路８を流れる電流値を正確に検出できる。
【００２７】
通常運転時にギャップ１２を開くことにより、被測定線路８に数百アンペアの大電流が流れても、ループコア１１の磁束が集中せず、ループコア１１が磁化されることを回避できる。
【００２８】
以上のように、被測定線路８のまわりに閉磁気回路を形成する環状のループコア１１と、このループコア１１に発生する磁束に応じて被測定線路８を流れる電流値を検出する電流測定装置であって、ループコア１１の途中に設けられるギャップ１２と、このギャップ１２を開閉するギャップ開閉駆動機構１３と、運転条件に応じて小電流検出器１０の非使用時にギャップ１２を開くギャップ開閉制御手段とを備えたため、被測定線路８に大電流が流れても、ギャップ１２が開かれていることにより、ループコア１１の磁束が集中せず、ループコア１１が磁化されることを回避でき、電流の検出精度を維持できる。
【００２９】
また、複数のキャパシタセルを有するキャパシタモジュール３を備え、運転条件に応じて被測定線路８を介してこのキャパシタモジュール３の充放電をするキャパシタシステムであって、運転条件に応じて各キャパシタセルの電圧を均等化する管理充電を行い、この管理充電時にギャップ１２を閉じる一方、管理充電を行わない通常運転時にギャップ１２を開く制御をするため、管理充電時に被測定線路８を流れる数十アンペアの電流値を正確に検出できる一方、通常の運転時に被測定線路８に数百アンペアの大電流が流れても、ループコア１１の磁束が集中せず、ループコア１１が磁化されることを回避でき、電流の検出精度を維持できる。
【００３０】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の電流測定装置は、キャパシタシステムに限らず、他の電気設備等にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態を示すキャパシタシステムの構成図。
【図２】同じく小電流検出器の構成図。
【符号の説明】
【００３３】
２  コンバータ
３  キャパシタモジュール
５  コントロールユニット
８  被測定線路
１１  ループコア
１２  ギャップ
１３  ギャップ開閉駆動機構
【図１】
2008197050.tif 000003
【図２】
2008197050.tif 000004