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公開番号2025121746
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-20
出願番号2024017417
出願日2024-02-07
発明の名称電流検出装置
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H02P 21/22 20160101AFI20250813BHJP(電力の発電,変換,配電)
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】モータMの各相電流線6u,6v,6wを流れる電流を、3本の相電流線6u,6v,6wの周囲に設けられたα相及びβ相磁気検出素子Sα,Sβに基づいて検出する。3本の相電流線6u,6v,6wと直交する仮想面をα相配置面Pαとし、少なくともV相及びW相電流線6v,6wと直交しかつα相配置面Pαと異なる仮想面をβ相配置面Pβとした場合、これら相磁気検出素子Sα,Sβは、それぞれα相及びβ相配置面Pα.Pβにおいて、“-1/2”以外の係数Xを用いて定められるα相レイアウト条件式及びβ相レイアウト条件式が成立するような位置に設けられる。
【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α相磁気検出素子及びβ相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α相磁気検出素子の出力値をＶαとし、前記β相磁気検出素子の出力値をＶβとし、前記第１、第２及び第３相電流線と直交する仮想面をα相配置面とし、少なくとも前記第２及び第３相電流線と直交しかつ前記α相配置面と異なる仮想面をβ相配置面とした場合、前記α相及びβ相磁気検出素子は、それぞれ前記α相及びβ相配置面内において、“－１／２”以外の係数Ｘを用いて定められる下記式（１－１）及び（１－２）が成立するような位置に設けられることを特徴とする電流検出装置。
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続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記α相磁気検出素子は、前記α相配置面内において前記第２相電流線と前記第３相電流線とを結ぶα相線分と直交しかつ当該α相線分を二等分する仮想的なα相配置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相電流線は、前記α相配置面に対し前記α相線分と前記α相配置線との交点において直交し、
電源から前記三相モータへ向けて前記第１、第２及び第３相電流線を流れる直流電流の向きは前記α相配置面では同じであることを特徴とする請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】
前記第１相電流線は、前記α相配置面に対し前記α相配置線以外の点において直交することを特徴とする請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項５】
前記β相磁気検出素子は、前記β相配置面内において前記第２相電流線と前記第３相電流線とを結ぶβ相線分と直交しかつ当該β相線分を二等分する仮想的なβ相配置線上に配置されることを特徴とする請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項６】
前記β相磁気検出素子と前記第１相電流線との間の前記β相配置面に沿った距離は、前記β相磁気検出素子と前記第２又は第３相電流線との間の前記β相配置面に沿った距離よりも長いことを特徴とする請求項５に記載の電流検出装置。
【請求項７】
前記β相磁気検出素子の検出軸は、前記第１相電流線を流れる電流によって前記β相配置面内に形成される磁束と直交することを特徴とする請求項６に記載の電流検出装置。
【請求項８】
前記β相磁気検出素子の出力値にβ相ゲインを乗算したものをβ相電流値として出力し、前記α相磁気検出素子の出力値に前記β相ゲインと異なる値のα相ゲインを乗算したものをα相電流値として出力する演算手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の電流検出装置。
【請求項９】
前記α相及びβ相ゲインの値は、前記α相及びβ相電流値の振幅が等しくなるように設定されることを特徴とする請求項８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。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、低炭素社会又は脱炭素社会の実現に向けた取り組みが活発化し、車両においてもＣＯ
２
排出量の削減やエネルギ効率の改善のために、電動車両に関する研究開発が行われている。
【０００３】
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】
【０００４】
国際公開第２０１３／０５８２８２号
中国特許出願ＣＮ２０２２１１０４０３６１．Ｘ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
また本願出願人による特許文献２には、３本の相電流線の周囲に、幾何学的に定められた位置に２つの磁気検出素子を設けることにより、コンピュータの演算によるクラーク変換経ずに直接二相電流（Ｉα，Ｉβ）を得ようとする技術（以下、このような技術を「空間クラーク変換」ともいう）が記載されている。このような空間クラーク変換によれば、従来と比較して磁気検出素子の数を減らしつつまたコンピュータの演算負荷を軽減することができる。
【０００７】
しかしながら特許文献２に示された空間クラーク変換では、３本の相電流線や２つ磁気検出素子の配置レイアウトが数パターン程度に限られてしまう。電動車両には様々な部品を効率的に配置する必要があることから、相電流線や磁気検出素子の配置レイアウトの自由度はできるだけ高い方が好ましい。
【０００８】
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し、ひいてはエネルギ効率の改善に寄与することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る電流検出装置（例えば、後述の電流検出装置３）は、三相モータ（例えば、後述のモータＭ）の第１電流線（例えば、後述のＵ相電流線６ｕ）、第２相電流線（例えば、後述のＶ相電流線６ｖ）及び第３相電流線（例えば、後述のＷ相電流線６ｗ）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α相磁気検出素子（例えば、後述のα相磁気検出素子Ｓα）及びβ相磁気検出素子（例えば、後述のβ相磁気検出素子Ｓβ）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α相磁気検出素子の出力値をＶαとし、前記β相磁気検出素子の出力値をＶβとし、前記第１、第２及び第３相電流線と直交する仮想面をα相配置面（例えば、後述のα相配置面Ｐα）とし、少なくとも前記第２及び第３相電流線と直交しかつ前記α相配置面と異なる仮想面をβ相配置面（例えば、後述のβ相配置面Ｐβ）とした場合、前記α相及びβ相磁気検出素子は、それぞれ前記α相及びβ相配置面内において、“－１／２”以外の係数Ｘを用いて定められる下記式（１－１）及び（１－２）が成立するような位置に設けられることを特徴とする。
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【００１０】
（２）この場合、前記α相磁気検出素子は、前記α相配置面内において前記第２相電流線と前記第３相電流線とを結ぶα相線分（例えば、後述のα相線分Ｌ１）と直交しかつ当該α相線分を二等分する仮想的なα相配置線（例えば、後述のα相配置線Ｌα）上に配置されることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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