JP2009098091A - 電流検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流センサのオフセット学習を高精度化して、電流検出精度を高める。
【解決手段】オフセット学習実行条件が成立すると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、運転開始からの２回目以降の学習チャンス時（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、電流センサの動作電源電圧を平滑コンデンサのコンデンサの温度Ｔｃの現在値が、記憶された前回学習時のコンデンサ温度Ｔｃ♯と比較される（Ｓ１３０）。そして、現在のコンデンサ温度Ｔｃが前回学習時Ｔｃ♯よりも高いときに限って（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）、オフセット学習が実行される（Ｓ１４０）。そして、現在のコンデンサ温度Ｔｃが、前回学習時温度Ｔｃ♯として記憶される。これにより、平滑コンデンサの等価直流抵抗が温度依存性を有する場合にも、温度変化に伴うリップル電圧レベルの変化に対応させて、適切なオフセット学習値を用いて電流検出を実行できる。
【選択図】図６

Description

この発明は、電流検出装置に関し、より特定的には、コンデンサによって平滑された電源電圧により動作する電流検出装置に関する。

モータ制御等に用いられる電流センサの検出精度を向上するために、電流センサのオフセット誤差を検出するオフセット学習を逐次実行して、オフセット誤差の学習値を用いてセンサ出力値を補正することが行なわれている。

たとえば特開２００６−１３７２７６号公報（特許文献１）には、車両用バッテリの充放電電流を検出する電流センサにおいて、通常使用状態での出力特性に見合うゼロ点補正、すなわちオフセット学習を行なうための構成が開示されている。具体的には、電流センサの温度（雰囲気温度）が通常使用状態となっているイグニッションスイッチのオフ直後に、オフセット学習を実行する構成が開示される。

また、特開２００５−３７２８６号公報（特許文献２）には、バッテリ充放電電流を検出する電流センサについて、イグニッションキースイッチがオンからオフに切換わった直後の電流センサの検出値に基づいてオフセット学習を実行する構成が開示されている。特に、特許文献２では、電流センサの温度に関連するパラメータ値が所定の適正範囲内にないときには、オフセット学習を非実行とすることが開示されている。
特開２００６−１３７２７６号公報 特開２００５−３７２８６号公報

特許文献１，２では、電流センサの温度（具体的には雰囲気温度）に着目して、当該温度が通常領域外である場合には、オフセット学習を中止することによって、オフセット学習値が異常値となることを防止している。

一方、電流センサは、一般的に直流電圧を電源電圧として動作するが、電源電圧のリップル電圧が大きくなると、電流センサの出力に誤差が生じることが懸念される。このため、電源電圧を安定化するために、電源ラインに平滑コンデンサが接続されるが、コンデンサ素子には、等価直列抵抗が温度依存性を有するものがある。たとえば、コスト面および確保される容量値の面から広く採用されるアルミ電解コンデンサにおいて、このような特性が顕著である。

このため、特許文献１，２のように、電流センサの雰囲気温度のみに着目してオフセット学習の実行可否を制御するのみでは、オフセット学習を高精度に実行できない可能性がある。また、厳寒期等に、低温状態から電流センサの使用が開始される際には、温度上昇に従って上記リップル電圧が変化するため、適正なオフセット学習値も変化する。したがって、適正温度範囲外でのオフセット学習を中止するのみでは、運転開始から温度が適正範囲まで上昇するまでの間、オフセット学習値を適正値とすることができず、電流検出精度が低下するおそれがある。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、電流センサのオフセット学習を高精度化して、電流検出精度を高めることである。

この発明による電流検出装置は、電流センサと、平滑コンデンサと、温度取得部と、オフセット学習制御部と、記憶部とを備える。電流センサは、電源ラインから電圧供給を受けて動作して、負荷に流れる電流を検出する。平滑コンデンサは、電源ラインに接続される。温度取得部は、平滑コンデンサの温度を取得するように構成される。オフセット学習制御部は、負荷の非通電時における対応する電流センサの出力に基づいて、電流センサの出力の補正に用いるオフセット誤差を学習するように構成される。記憶部は、オフセット誤差を学習したときの平滑コンデンサの温度を記憶する。そして、オフセット学習制御部は、非通電時に対応する所定条件が成立し、かつ、現在の平滑コンデンサの温度が記憶部に記憶された、前回の学習時における平滑コンデンサの温度よりも高いときに、電流センサの出力に基づいてオフセット誤差を学習する。

好ましくは、オフセット学習制御部は、負荷の運転開始後における初回の所定条件の成立時には、現在の平滑コンデンサの温度にかかわらず、電流センサの出力に基づいてオフセット誤差を学習する。

上記電流検出装置によれば、平滑コンデンサの等価直列抵抗の低下によって電源ラインのリップル電圧が増加する低温状態から負荷の動作が開始されて、徐々に平滑コンデンサの温度が上昇した際に、リップル電圧の変化に起因する電流センサのオフセット誤差の変化に対応させて、オフセット学習を高精度に実行できる。この結果、電流センサによる電流検出精度を向上することができる。

また好ましくは、電源ラインには、電流センサに加えて、交流電流を消費する他の機器がさらに接続される。

さらに好ましくは、負荷は交流モータであり、上記機器は、交流モータの回転角を検出するレゾルバを含む。

このような構成とすると、電流センサと、交流電流を消費する他の機器（たとえばレゾルバ）が電源ラインを共有することにより、平滑コンデンサの等価直列抵抗の温度依存性に起因して電源ラインのリップル電圧が大きく変化する場合にも、コンデンサ温度変化に対応して電流センサのオフセット学習を高精度に実行できる。

好ましくは、平滑コンデンサは、循環冷媒通路との間で熱交換可能に設けられた基板に搭載され、温度取得部は、循環冷媒通路に設けられた冷媒温度センサの出力に基づいて、平滑コンデンサの温度を推定する。

さらに好ましくは、平滑コンデンサは、負荷の駆動回路の構成部品と共通の基板に搭載される。

このように構成すると、平滑コンデンサの専用の温度センサを新たに配置することなく、通常の電気部品の冷却系制御のために設けられた温度センサの出力に基づいて、平滑コンデンサの温度変化を検知することができる。

また好ましくは、平滑コンデンサは、アルミ電解コンデンサを含む。
このようにすると、コスト面から等価直列抵抗の温度依存性が大きいアルミ電解コンデンサを採用した場合にも、温度変化に対応して電流センサのオフセット学習を高精度に実行することができる。

この発明によると、電流センサのオフセット学習を高精度化して、電流検出精度を高めることができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本発明の実施の形態による電流検出装置が適用されたモータ駆動システムの全体構成を示すブロック図である。

図１を参照して、モータ駆動システム１０は、高圧電源供給部１００と、モータ駆動回路１３０と、モータ２００とを含む。

高圧電源供給部１００は、二次電池で構成された、図示しないメインバッテリを含む。メインバッテリは、モータ駆動システム１０における「負荷」に相当するモータ２００の駆動電力を蓄積する。

モータ２００は、代表的には、ハイブリッド自動車や電気自動車等の電動車両に搭載された、車両駆動力発生用の三相交流電動機である。すなわち、モータ２００は、力行制御時には、モータ駆動回路１３０からの電流供給を受けて車両駆動力を発生する一方で、回生制動時には発電して、モータ駆動回路１３０に対して上記メインバッテリの充電電力の源となる交流電圧を発生する。なお、ここで言う回生制動とは、電動車両を運転するドライバによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両減速（または加速の中止）させることを含む。

あるいは、モータ２００は、ハイブリッド自動車への搭載時には、出力軸が図示しないエンジンと連結されるように構成されて、当該エンジンの出力によって回転されることによって上記メインバッテリの充電電力を発電したり、エンジン始動時にクランキングのためのトルクを発生するように構成されてもよい。

モータ駆動回路１３０は、代表的には三相インバータで構成され、インバータ素子部１３２および駆動制御回路部１３４とを含む。インバータ素子部１３２は、三相インバータを構成する、図示しない複数の電力用半導体スイッチング素子（以下、単にスイッチング素子とも称する）を含む。駆動制御回路部１３４は、各スイッチング素子のオンオフを制御する。

モータ駆動回路１３０は、高圧電源供給部１００とモータ２００との間で、双方向の電力変換を行なう。すなわち、モータ２００の力行制御時には、高圧電源供給部１００からの直流電圧を交流電力に変換してモータ２００へ供給する。一方、モータ２００の回生制動時には、モータ２００によって発電された交流電力を直流電力に変換して高圧電源供給部１００に供給する。この直流電力は、上記メインバッテリの充電に用いられる。

インバータ素子部１３２およびモータ２００等の間は電力線で接続され、当該電力線には、モータ２００の通過電流を検出するための電流センサ１１７が設けられる。

モータ駆動システム１０は、さらに、バッテリ１０１と、電源リレー１０２と、モータ２００の動作を制御するためのモータＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２０とを含む。

バッテリ１０１は、いわゆる補機バッテリに対応し、高圧電源供給部１００に含まれるメインバッテリと比較して、その出力電圧は比較的低い（たとえば１４Ｖ程度）。電源リレー１０２は、補機バッテリ１０１と、補機バッテリ１０１から電力供給を受ける回路群との間の接続を制御する。バッテリ１０１からの供給電力は、駆動制御回路部１３４の動作電源として用いられるとともに、モータＥＣＵ１２０の動作電源として用いられる。

モータＥＣＵ１２０は、低圧系電源回路１０４と、２６Ｖ電源回路１０５と、−５Ｖ電源回路１０６と、三相駆動回路１０７と、マイコン（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１０８と、入力回路１０９，１１０とを含む。

低圧系電源回路１０４は、バッテリ１０１からの供給電圧を降圧して、マイコン１０８を始めとする、各種電子機器の動作電源電圧（たとえば５Ｖ）を発生する。２６Ｖ電源回路１０５は、補機バッテリ１０１からの供給電圧を昇圧して、電源ライン１２１に２６Ｖの電源電圧を発生する。電源ライン１２１には、平滑コンデンサ１２５が接続される。

−５Ｖ電源回路１０６は、バッテリ１０１からの供給電圧をもとに、−５Ｖの電源電圧を発生して電源ライン１２２に出力する。電源ライン１２２には、平滑コンデンサ１２６が接続される。

平滑コンデンサ１２５，１２６には、一般的には数十〜数百μＦ程度の容量値が必要とされる。したがって、この程度の容量値を確保できる低コストの素子として、平滑コンデンサ１２５，１２６にはアルミ電解コンデンサが一般的に採用される。但し、アルミ電解コンデンサは、等価直列抵抗の温度依存性が大きく、低温時に等価直列抵抗が大きく低下する傾向にある。

電流センサ１１７は、電源ライン１２１，１２２から電源電圧の供給を受けて動作する。また、電流センサ１１７の出力電圧Ｖｓｎは、入力回路１０９を介して、マイコン１０８へ入力される。

マイコン１０８には、さらに、入力回路１１０を介して、温度センサ１１９の出力電圧が入力される。温度センサ１１９の詳細については後ほど説明するが、本発明の実施の形態による電流検出装置では、温度センサ１１９による検出値に基づいて、平滑コンデンサ１２５，１２６の温度（コンデンサ温度）が検知される。

モータ駆動システム１０は、さらに、モータ２００のロータ（図示せず）の回転角を検出するためのレゾルバ１５０を含む。そして、モータＥＣＵ１２０は、レゾルバ１５０を制御するための発振回路１１１、ドライバ回路１１２およびデジタル変換回路１１３をさらに含む。

レゾルバ１５０は、モータ２００のロータの回転に伴って回転するように構成されたロータ１５２と、ステータ１５４とを含む。ステータ１５４には、励磁コイル１６２および検出コイル１６４，１６６が設けられる。

発振回路１１１は所定周波数の交流電圧信号を発生し、電源ライン１２１，１２２から電圧供給を受けるドライバ回路１１２は、発振回路１１１からの電圧信号に同期した励磁電流（交流）を、励磁コイル１６２に供給する。

検出コイル１６４，１６６は電気的に９０度ずれて配置される。ロータ１５２は楕円形をしており、ロータ１５２の回転に伴って、ロータ１５２およびステータ１５４間のギャップの長さが変化する。そのため、励磁コイル１６２に励磁電流を流すことにより、検出コイル１６４，１６６には、ロータ１５２の位置に応じた出力電圧が発生し、この出力電圧の差から、ロータ１５２、すなわちモータ２００のロータ位置の絶対値（回転角）を検出することができる。

具体的には、検出コイル１６４，１６６の出力電圧をデジタル変換回路１１３によって所定演算に従って信号処理することにより、ロータ回転角θを示すデジタル信号が生成され、マイコン１０８へ入力される。

このように、レゾルバ１５０は、電源ライン１２１，１２２から交流電流を消費する機器として、電源ライン１２１，１２２に接続されている。

マイコン１０８は、レゾルバ１５０からの出力に基づいて検知されたモータ２００のロータ回転角θを検知するとともに、電流センサ１１７の出力電圧Ｖｓｎに基づいてモータ２００の通過電流（以下、モータ電流Ｉｍｔとも称する）を検知する。さらに、マイコン１０８は、ロータ回転角θおよびモータ電流Ｉｍｔに基づいて、モータ２００が動作指令値（代表的にはトルク指令値）に従って回転するように、モータ駆動回路１３０による電力変換を制御する。

具体的には、上記動作指令値に従ってモータ電流の指令値を設定するとともに、モータ電流Ｉｍｔを電流指令値に合致させるフィードバック制御により、モータ制御を実行する。マイコン１０８は、上記のようなフィードバック制御のための演算を実行し、演算の結果求められた制御値を三相駆動回路１０７へ出力する。三相駆動回路１０７は、マイコン１０８によって演算された制御値に基づいて、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御等によってインバータ素子部１３２を構成するスイッチング制御素子のオンオフ指令を生成する。駆動制御回路部１３４は、三相駆動回路１０７によって生成されたオンオフ指令に基づいて、各スイッチング素子のオンオフ信号を発生する。

このようにして、モータ駆動システム１０では、電流センサ１１７によるモータ電流Ｉｍｔの検出値を用いて、モータ２００を動作指令値に従って動作させるためのモータ制御が実行される。すなわち、モータ制御を高精度化するためには、モータ電流の検出精度を高めることが要求される。

次に、図２を用いて、電流センサ１１７の出力特性について説明する。
図２を示して、測定電流範囲−Ｉａ〜Ｉａに対して、理想的な特性下では、センサ出力電圧Ｖｓｎは、Ｖ１〜Ｖ３に直線状に変化する。通過電流＝０のときのＶｓｎ＝Ｖ２となる。すなわち、図２中の実線は、電流センサ１１７単体の理想的な出力特性を示している。

これに対して、電源ライン１２１，１２２にリップル電圧が発生した場合には、電源電圧変動の影響により、図２中に一点鎖線で示すように、センサ出力電圧Ｖｓｎには、理想的な特性からオフセット誤差が発生する。

したがって、モータ２００の非通電時における電流センサ１１７の出力電圧Ｖｓｎを測定し、当該測定電圧とＶ２との電圧差ΔＶｏｆ（オフセット電圧）に基づいて、オフセット学習値ＶＬｏｆを設定するオフセット学習が実行される。

オフセット学習後には、センサ出力電圧Ｖｓｎをオフセット学習値ＶＬｏｆで補正した、電圧Ｖｓｎ−ＶＬｏｆを理想的な特性（図２中の実線）にあてはめることによって、電流センサ１１７の通過電流が検知される。

しかしながら、オフセット電圧ΔＶｏｆは、上述のように、平滑コンデンサの等価直列抵抗の温度依存性の影響により、コンデンサ温度の変化に伴って変動する。したがって、本発明の実施の形態による電流検出装置では、以下のようにコンデンサ温度の変化に対応した電流センサのオフセット学習を実行する。

図３は、本発明の実施の形態による電流検出装置の全体構成を示す概略ブロック図である。

図３を参照して、電流検出装置２１０は、電流センサ１１７と、コンデンサ温度取得部２１５と、オフセット学習制御部２２０と、記憶部２２５と、オフセット補正部２３０とを含む。コンデンサ温度取得部２１５、オフセット学習制御部２２０およびオフセット補正部２３０の各ブロックの機能は、基本的には、マイコン１０８によるソフトウェア処理により実現されるが、専用のハードウェアにより実現することも可能である。また。記憶部２２５は、マイコン１０８に内蔵されたメモリ領域を用いて実現することができる。

コンデンサ温度取得部２１５は、図１に示した温度センサ１１９によって検知された冷却水温度Ｔｗに基づいて、平滑コンデンサ１２５，１２６の温度（以下、コンデンサ温度Ｔｃと称する）を算出する。

ここで、図４および図５を用いて、平滑コンデンサ１２５，１２６および温度センサ１１９の配置を説明する。

図４を参照して、平滑コンデンサ１２５，１２６は、基板３１０上に、インバータ素子部１３２を構成するスイッチング素子３１１，３１２，３１３と共に搭載されている。なお、スイッチング素子３１１，３１２，３１３は、モータ駆動回路１３０の構成部品の代表例として示されるものであり、基板３１０上の、平滑コンデンサ１２５，１２６以外の搭載部品が、スイッチング素子に限定されるものではない。

基板３１０は、冷却水通路３０５が設けられたケース３００の上に配置される。そして、基板３１０の上部には、固定部材３４０によってケース３００に固定された蓋部３３０が設けられる。

図５に示されるように、冷却水通路３０５は、冷却水ポンプ３５０、冷却水配管３６０およびラジエータ３７０と共に循環冷却系を構成している。すなわち、冷却水ポンプ３５０によって循環され、かつ、ラジエータ３７０により放熱される冷却水（冷媒の代表例）が冷却水通路３０５を通過する。温度センサ１１９は、循環冷却系の冷却水温度Ｔｗを検出する。検出された冷却水温度Ｔｗに基づいて、冷却水ポンプ３５０による供給量やラジエータファン（図示せず）の運転等が制御される。すなわち、温度センサ１１９は、上記循環冷却系の制御のために設けられる。

再び図４を参照して、平滑コンデンサ１２５，１２６が搭載される基板３１０は、ケース３００を介して冷却水通路３０５を循環する冷却水と熱交換可能に構成されている。これにより、温度センサ１１９によって検出された冷却水温度Ｔｗに基づいて、コンデンサ温度Ｔｃを推定することができる。

たとえば、冷却水温度Ｔｗとコンデンサ温度Ｔｃとの対応関係については、事前の実機実験等により求めることができる。なお、図４にも示すように、本実施の形態では、温度センサ１１９は、冷却水通路３０５、あるいは、その近傍に配置することが好ましい。

このように構成すると、平滑コンデンサ１２５，１２６の専用の温度センサを新たに配置することなく、冷却系制御のために設けられた温度センサ１１９の出力に基づいて、コンデンサ温度の変化を検知することができる。ただし、コンデンサ温度をより正確に検知する必要があるとき等は、平滑コンデンサ１２５，１２６の専用の温度センサを配置する構成を選択してもよい。

再び図３を参照して、コンデンサ温度取得部２１５は、冷却水温度Ｔｗに基づいてコンデンサ温度Ｔｃを取得して、コンデンサ温度Ｔｃをオフセット学習制御部２２０へ出力する。また、電流センサ１１７からの出力電圧Ｖｓｎは、オフセット学習制御部２２０へ入力される。

さらに、オフセット学習制御部２２０へは、オフセット学習の実行条件が成立しているか否かを判定するための情報として、車速センサ２５０によって検出された車速、および、シフトポジションセンサ２６５によって検出された信号Ｐｓｆが入力される。なお、車速は、車両駆動力発生用のモータ２００の回転角を検出するレゾルバ１５０の出力信号を用いて、モータ２００の回転速度に基づいて検出することができる。すなわち、レゾルバ１５０によって車速センサ２５０を構成することも可能である。シフトポジションセンサ２６５は、運転者がシフトポジションを選択するためのシフト操作レバー２６０に設けられ、運転者によって選択されているシフトポジションを示す信号Ｐｓｆを出力する。

上述のように、電流センサ１１７のオフセット学習は、電流センサ１１７の通過電流が０である場合、すなわちモータ２００の非通電時に実行する必要がある。たとえば、オフセット学習制御部２２０は、車速＝０（停車中）であり、かつ、ニュートラルポジション（Ｎポジション）が選択されているときには、オフセット学習のためのモータ２００の非通電期間が確保されると判断して、オフセット学習の実行条件が成立したと判定する。

オフセット学習制御部２２０は、上記実行条件が成立したときには、電流センサ１１７の出力電圧Ｖｓｎに基づいて、オフセット電圧ΔＶｏｆを算出する。たとえば、オフセット電圧ΔＶｏｆは、通過電流が零のときの出力電圧Ｖｓｎを、サンプリング間隔が数十〜数百μｓで数十回〜数百回サンプリングした平均値として算出される。

さらに、オフセット学習制御部２２０は、現在のコンデンサ温度Ｔｃと、記憶部２２５に記憶されている前回学習時のコンデンサ温度Ｔｃ♯とを比較する。そして、現在のコンデンサ温度Ｔｃが、前回学習時温度Ｔｃ♯よりも高いときには、上記オフセット電圧ΔＶｏｆを算出する処理を実行するとともに、算出したオフセット電圧ΔＶｏｆに基づいてオフセット学習値ＶＬｏｆを更新する。すなわち、オフセット学習が実行される。

オフセット学習値ＶＬｏｆの更新時には、記憶部２２５に記憶される前回学習時温度Ｔｃ♯が、現在のコンデンサ温度Ｔｃに更新される（Ｔｃ♯←Ｔｃ）。

このように、本実施の形態に従う電流検出装置２１０においては、オフセット学習を実行したときのコンデンサ温度Ｔｃ♯が記憶されるとともに、オフセット学習の実行条件が成立しても、そのときのコンデンサ温度Ｔｃと前回学習時温度Ｔｃ♯に基づいて、オフセット学習の実行可否、すなわちオフセット学習値ＶＬｏｆの更新／非更新（維持）が判断される。

オフセット補正部２３０は、オフセット学習制御部２２０により設定されたオフセット学習値ＶＬｏｆと、電流センサ１１７の出力電圧Ｖｓｎとを受ける。オフセット補正部２３０は、出力電圧Ｖｓｎをオフセット学習値ＶＬｏｆで補正した電圧（Ｖｓｎ−ＶＬｏｆ）に基づいて、モータ電流Ｉｍｔを算出する。そして、オフセット学習が反映されたモータ電流Ｉｍｔを用いて、モータ２００のフィードバック制御が、図１に示したモータ駆動システム１０により実行される。

図６は、本発明の実施の形態による電流検出装置によるオフセット学習の処理手順を示すフローチャートである。

図６を参照して、マイコン１０８は、ステップＳ１００では、所定のオフセット学習実行条件が成立しているか否かを判定する。上述のように、オフセット学習実行条件は、たとえば電動車両のシフトポジションがＮポジションに選択され、かつ車速＝０であるときに成立する。オフセット学習実行条件の非成立時（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、以降の処理は実行されない。なお、オフセット学習実行条件は、負荷であるモータ２００の非通電期間が一定以上（オフセット電圧算出の必要時間）確保可能な状況に対応させて、上記の条件以外にも適宜設定することができる。

マイコン１０８は、オフセット学習実行条件の成立時（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０により、コンデンサ温度Ｔｃを取得する。

さらに、マイコン１０８は、ステップＳ１２０では、トリップ内、すなわち電動車両のイグニッションスイッチがオンされて運転が開始されてからの、初回のオフセット学習実行条件成立（学習チャンス）であるかどうかを判断する。

運転開始後の初回学習チャンスである場合（ステップＳ１２０のＹＥＳ判定時）には、マイコン１０８は、ステップＳ１４０により、そのときのオフセット電圧ΔＶｏｆに基づいてオフセット学習値ＶＬｏｆを更新する。そして、そのときのコンデンサ温度Ｔｃが前回学習時温度Ｔｃ♯として記憶部２２５に記憶される。

一方、運転開始後の２回目以降の学習チャンスである場合（ステップＳ１２０のＮＯ判定時）には、マイコン１０８は、ステップＳ１３０を実行する。ステップＳ１３０では、現在のコンデンサ温度Ｔｃが、前回学習時温度Ｔｃ♯よりも高いかどうかが判断される。

そして、マイコン１０８は、Ｔｃ≦Ｔｃ♯のとき（ステップＳ１３０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１５０により、オフセット学習を非実行とする。すなわち、この場合には過去にステップＳ１４０により設定されたオフセット学習値ＶＬｏｆが維持されて非更新とされる。記憶部２２５に記憶される前回学習時温度Ｔｃ♯も非更新とされる。

一方、Ｔｃ＞Ｔｃ♯のとき（ステップＳ１３０のＹＥＳ判定時）には、マイコン１０８は、上述のステップＳ１４０によりオフセット学習を実行する。これにより、そのときのオフセット電圧ΔＶｏｆに基づいてオフセット学習値ＶＬｏｆが更新され、かつ、前回学習時温度Ｔｃ♯がそのときのコンデンサ温度Ｔｃに更新される。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、運転開始後の初回の学習チャンスで電流センサのオフセット学習を実行して、相対的な低温時におけるオフセット誤差に対応したオフセット学習値を設定した後、運転継続によって平滑コンデンサの温度が上昇してオフセット誤差が低減していくのに対応させて、オフセット学習値を更新することができる。

この結果、平滑コンデンサの等価直列抵抗の温度依存性によるリップル電圧の変化に起因する電流センサのオフセット誤差の変化に対応させて、オフセット学習を高精度に実行できる。この結果、電流センサによる電流検出精度を向上することができ、オフセット学習を反映した検出電流を用いたモータ制御を高精度化できる。

特に、コスト面から等価直列抵抗の温度依存性が大きいアルミ電解コンデンサを採用した場合にも、温度変化に対応して電流センサのオフセット学習を高精度に実行することができる。

さらに、電流センサ１１７と、交流電流を消費する他の機器（たとえばレゾルバ）が電源ラインを共有することにより、平滑コンデンサ（アルミ電解コンデンサ）の等価直列抵抗の温度依存性に起因して電源ラインのリップル電圧が大きく変化する場合にも、平滑コンデンサの温度変化に対応して電流センサのオフセット学習を高精度に実行できる。

なお、本実施の形態では、モータ２００の通過電流を測定する電流センサ１１７のオフセット学習を例示したが、本願発明の適用はこのような場合に限定されるものではない。すなわち、電流センサ１１７の電流測定対象となる負荷を特に限定することなく、本願発明による電流検出装置が適用可能である点について、確認的に記載する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態による電流検出装置が適用されたモータ駆動システムの全体構成を示すブロック図である。 電流センサの出力特性を示す概念図である。 本発明の実施の形態による電流検出装置の全体構成を示す概略ブロック図である。 図１に示した平滑コンデンサの配置を説明する図である。 図１に示した温度センサの配置位置を説明する図である。 本発明の実施の形態による電流検出装置によるオフセット学習の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ モータ駆動システム、１００ 高圧電源供給部、１０１ バッテリ（補機バッテリ）、１０２ 電源リレー、１０４ 低圧系電源回路、１０５，１０６ 電源回路、１０７ 三相駆動回路、１０８ マイコン（ＣＰＵ）、１０９，１１０ 入力回路、１１１ 発振回路、１１２ ドライバ回路、１１３ デジタル変換回路、１１７ 電流センサ、１１９ 温度センサ、１２０ モータＥＣＵ、１２１，１２２ 電源ライン、１２５，１２６ 平滑コンデンサ、１３０ モータ駆動回路、１３２ インバータ素子部、１３４ 駆動制御回路部、１５０ レゾルバ、１５２ ロータ、１５４ ステータ、１６２ 励磁コイル、１６４，１６６ 検出コイル、２００ モータ（負荷）、２１０ 電流検出装置、２１５ コンデンサ温度取得部、２２０ オフセット学習制御部、２２５ 記憶部、２３０ オフセット補正部、２５０ 車速センサ、２６０ シフト操作レバー、２６５ シフトポジションセンサ、３００ ケース、３０５ 冷却水通路、３１０ 基板、３１１，３１２，３１３ スイッチング素子、３３０ 蓋部、３４０ 固定部材、３５０ 冷却水ポンプ、３６０ 冷却水配管、３７０ ラジエータ、Ｉｍｔ モータ電流、Ｐｓｆ 信号（シフトポジション）、Ｔｃ コンデンサ温度（現在値）、Ｔｃ♯ コンデンサ温度（前回学習時温度）、Ｔｗ 冷却水温度、ＶＬｏｆ オフセット学習値、Ｖｓｎ センサ出力電圧、ΔＶｏｆ オフセット電圧。

Claims (7)

1. 電源ラインから電圧供給を受けて動作して、負荷に流れる電流を検出する電流センサと、
   前記電源ラインに接続された平滑コンデンサと、
   前記平滑コンデンサの温度を取得するように構成された温度取得部と、
   前記負荷の非通電時における対応する前記電流センサの出力に基づいて、前記電流センサの出力の補正に用いるオフセット誤差を学習するように構成されたオフセット学習制御部と、
   前記オフセット誤差を学習したときの前記平滑コンデンサの温度を記憶する記憶部とを備え、
   前記オフセット学習制御部は、前記非通電時に対応する所定条件が成立し、かつ、現在の前記平滑コンデンサの温度が前記記憶部に記憶された、前回の学習時における前記平滑コンデンサの温度よりも高いときに、前記電流センサの出力に基づいて前記オフセット誤差を学習する、電流検出装置。
2. 前記オフセット学習制御部は、前記負荷の運転開始後における初回の前記所定条件の成立時には、現在の前記平滑コンデンサの温度にかかわらず、前記電流センサの出力に基づいて前記オフセット誤差を学習する、請求項１記載の電流検出装置。
3. 前記電源ラインには、前記電流センサに加えて、交流電流を消費する他の機器がさらに接続される、請求項１記載の電流検出装置。
4. 前記負荷は交流モータであり、
   前記機器は、前記交流モータの回転角を検出するレゾルバを含む、請求項３記載の電流検出装置。
5. 前記平滑コンデンサは、循環冷媒通路との間で熱交換可能に設けられた基板に搭載され、
   前記温度取得部は、前記循環冷媒通路に設けられた冷媒温度センサの出力に基づいて、前記平滑コンデンサの温度を推定する、請求項１記載の電流検出装置。
6. 前記平滑コンデンサは、前記負荷の駆動回路の構成部品と共通の前記基板に搭載される、請求項５記載の電流検出装置。
7. 前記平滑コンデンサは、アルミ電解コンデンサを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電流検出装置。

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