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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電気自動車等にあってそのモータに供給される電流の電流レベルや電流位相を検出する電流検出装置に関し、特に、所定の基準値との比較のもとに過電流の有無を併せ検出する上で有益な同電流検出装置構造の具現に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の電流検出装置としては、例えば特開平6−289059号公報に記載の装置が知られている。この装置では、電流供給線路近傍に配設される磁界検出素子(ホール素子)を通じて同線路を流れる電流の電流レベルや電流位相を検出するようにしている。
【0003】
そして、このような電流検出装置が電気自動車の走行モータに供給される電流の電流レベルや電流位相の検出に用いられる場合、通常は、図5に示される態様で同電流検出装置が搭載されるようになることもよく知られている。
【0004】
以下、同図5を参照して、電気自動車システムの駆動系並びに制御系の各回路についてその構成を簡単に説明する。
この電気自動車において、バッテリ11は、主電源として400V(ボルト)程度の高電圧を出力する直流電源である。その直流出力電圧は、インバータ回路20によって3相交流に逆変換され、該変換されたU相、V相、及びW相の3相交流電流によって、交流モータからなる走行モータ30が回転駆動されるようになる。
【0005】
一方、走行モータ30にはその出力軸に適宜の回転数センサ(図示せず)が設けられ、その検出されるモータ回転数情報Nmが、マイクロコンピュータ等からなる電子制御装置40に取り込まれるようになる。またこの電子制御装置40には、アクセルペダル50に設けられたこれも図示しないアクセルセンサによって検出されるアクセル位置情報ACLも併せ取り込まれ、電子制御装置40では、この取り込まれるアクセル位置情報ACLに対応したモータ回転速度が得られるよう、上記モータ回転数情報Nmを監視しつつ、上記インバータ回路20による直流−交流変換動作を制御する。
【0006】
基本的にはこうした構成を有する電気自動車にあって、上記電流検出装置は、走行モータ30の電流供給線31a、31b、及び31cにそれぞれ電流センサ60a、60b、及び60cとして配設されて、それら供給される3相交流電流の電流レベルや電流位相を検出する。そして、その検出された電流レベルや電流位相を示す各相の電流情報IU、IV、及びIWはそれぞれ、出力バッファ70a、70b、及び70c、並びにインバータ回路20(正確には以下に説明するインバータ制御回路22’)を介して電子制御装置40に取り込まれる。
【0007】
電子制御装置40では、上記インバータ回路20による直流−交流変換動作を制御する際、これら電流センサ60a、60b、及び60cによって検出される電流情報IU、IV、及びIWを併せモニタしつつ、その電流位相等についての更に木目の細かい制御を行うこととなる。この制御信号としては通常、上記生成すべき3相交流電流の各相に対応したパルス幅変調信号PWMU、PWMV、及びPWMWが用いられ、これら各パルス幅変調信号が電子制御装置40からインバータ回路20に対して付与される。
【0008】
インバータ回路20は、大きくは、上記バッテリ11から印加される直流電圧を3相交流に変換する部分であるインバータパワー回路21と、それら変換態様を制御する部分であるインバータ制御回路22’とを有して構成されている。
【0009】
このうち、インバータパワー回路21は、例えばIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)等からなるスイッチング素子211a、211b〜213a、213bと、これらスイッチング素子のスイッチング動作に際して直流入力に生じる電流及び電圧リプルを平滑化する平滑コンデンサ214とを有する構成となっている。
【0010】
他方、インバータ制御回路22’は、駆動回路221をはじめ、給電回路222、過電流検出部223等々を有して構成される。
ここで、駆動回路221は、上記電子制御装置40から付与されるパルス幅変調信号PWMU、PWMV、及びPWMWに基づいて上記スイッチング素子のスイッチング動作(チョッパー動作)を制御する部分であり、また給電回路222は、補助電源であるバッテリ12の直流出力電圧(例えば12V)を所定に昇圧若しくは降圧してインバータ制御回路22’としての内部電源電圧や上記電流センサ60a、60b、及び60cの電源電圧をはじめ、当該電気自動車各部の電源電圧を生成供給する部分である。
【0011】
また同インバータ制御回路22’において、過電流検出部223は、上記電流センサ60a、60b、60cを通じて検出される電流情報IU、IV、IWの各電流レベルとその基準値OVCrefとを比較しつつ、何れかの電流レベルが基準値OVCrefを超えるとき、電流供給線31a、31b、31cの何れかに過電流が流れているとしてその旨を検出する部分である。
【0012】
こうして過電流が検出されるとき、該過電流検出部223から上記駆動回路221に対しては遮断指令ICPが発せられ、同過電流検出部223から上記電子制御装置40に対しては過電流検出信号OVCが出力される。遮断指令ICPを受けた駆動回路221では、上記スイッチング素子の駆動を停止することによって走行モータ30に流れる電流を遮断し、また過電流検出信号OVCを受けた電子制御装置40では、その電流制御内容に誤りがなかったか等を診断すべくダイアグ処理を開始する。
【0013】
その他、同インバータ制御回路22’には、上記入力される各電流情報IU、IV、IWから不要な高周波成分をカットするフィルタ224a、224b、224cや、同電流情報IU、IV、IWを電子制御装置40に転送する上でその整合やゲイン調整を図るための出力バッファ225a、225b、225c等が併せ設けられている。
【0014】
電流検出装置(電流センサ60a、60b、60c)の搭載に際しては上述のように、過電流検出部223を設けてその検出される電流レベルの異常の有無を併せ監視し、過電流が検出される際にはその電流を遮断することで、走行モータ30をはじめ、上記インバータパワー回路21を構成するスイッチング素子211a、211b〜213a、213b等を破壊から保護することができるようになる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
このように、電流検出装置を搭載する場合には、上記過電流検出部223を併せ設けることで、その適用されるシステムの信頼性を大幅に向上することができるようになる。
【0016】
ただし、過電流検出部223を通じて電流レベルの異常の有無を精度よく監視するには、その判定基準となる基準値OVCrefの設定が極めて重要であり、この基準値OVCrefの設定が適切でなかった場合には、
・上記生成される電流が頻繁に遮断される、或いは
・電流が遮断されずに上記スイッチング素子等が破壊に至る、
などの不都合を招くこととなる。
【0017】
このため上述した電気自動車システムにあっても、この過電流検出部223に対する基準値OVCrefの設定については格別の配慮が必要とされているが、実情としては、同基準値OVCrefについてこれを精度よく設定することは極めて困難とされていた。
【0018】
すなわち、過電流検出部223において判定対象となる電流情報IU、IV、及びIW自体、その内容は電流センサ60a、60b、及び60cによって検出される内容に直接対応したものではなく、その伝搬途中に介在する出力バッファやフィルタによるオフセットや位相遅れが加味されたものとなっている。しかも同電流情報には、上記インバータパワー回路21からの高周波ノイズなど、除去しきれない外乱が重畳されることも多い。このため、それら要素の全てを考慮して上記基準値OVCrefを設定するなどは、事実上、殆ど不可能に近いものとなっている。
【0019】
また、上記電流センサ60a、60b、及び60cもそれら単体では各々許容される誤差の範囲内で製造されても、それぞれその最大誤差は、それらセンサ間で異なっていることが普通である。また、それらセンサから出力される電流情報の適否を判定する上記過電流検出部223自体にも通常、その判定には何らかの誤差がつきまとう。このように誤差範囲の異なる3つの電流センサの出力をそれ自体が誤差を含む過電流検出部223によって適否判定することも、上記基準値OVCrefの設定を困難にする要因となっている。
【0020】
なお、上述した電気自動車システムに限らず、電流供給線に対して電流センサを設け、その検出される電流情報に基づき過電流判定を行ってその給電源を遮断するシステムにあっては、上記実情も概ね共通したものとなっている。
【0021】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、同電流センサとその検出出力に基づき過電流判定を行う手段とが併用されるシステムにあって、その過電流判定のための基準値を精度よく設定することのできる電流検出装置を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
こうした目的を達成するため、この発明では、請求項1に記載のように、
(a)電流供給線路近傍に配設された磁界検出素子を通じて同線路を流れる電流を検出する電流センサ。
(b)該電流センサの前記磁界検出素子に駆動電流を供給する給電回路。
(c)同電流センサにて検出される電流情報を分岐する分岐回路。
(d)この分岐された一方の電流情報を外部出力する出力回路。
(e)同分岐された他方の電流情報を取り込み、その電流レベルを前記電流供給線路に流れる電流の過電流判定用基準値と比較して過電流判定を行う過電流検出手段。
をそれぞれ具えるとともに、少なくとも前記給電回路、及び前記分岐回路、及び前記過電流検出手段についてはこれを共通の基板に形成するとともに、前記電流センサと前記出力回路との間に前記過電流検出手段に分岐する前記分岐回路を介在させる。
【0023】
電流検出装置としてのこうした構成によれば、上記過電流判定用基準値の設定を同電流検出装置としてのユニット単体で行うことができるようになる。
すなわち、電流センサにて検出された電流情報は、上記分岐回路で分岐された後、上記給電回路や該分岐回路と共通の基板に形成された上記過電流検出手段に対して直接入力されるようになり、同情報に前述した出力バッファやフィルタによるオフセットや位相遅れが加味されたり、或いは前述した外乱が重畳されたりするようなことはなくなる。このため、過電流検出手段において判定対象となる電流情報には、上記電流センサにて検出された内容がそのまま反映されることとなり、上記過電流判定用基準値としても、電流センサそのもののいわば検出精度実力値に対して設定することができるようになる。
【0024】
したがって、従来、精度よく設定することが困難とされていた同過電流判定用基準値についてこれを、上記電流センサ自身の検出精度実力値のみに基づき容易に、しかも高い精度で設定することができるようになる。
【0025】
また、電流検出装置としての上記構成によれば、上記電流センサの給電回路や分岐回路、更には過電流検出手段が何れも共通の基板に形成されることで、従来それら回路間で引き回されていた信号線も大幅に削減されるようになる。
【0026】
また、電流検出装置がこうしてユニット化されることにより、電流センサ自身の検出保証精度(許容最大誤差)が同ユニットとしての検出保証精度とほぼ等価となり、検出された電流情報が他の回路や装置を経由することによる同保証精度の低下等も好適に回避されるようになる。
【0027】
なお、上記過電流検出手段についてはこれを、例えば請求項2記載の発明によるように、
(e1)前記取り込む電流情報の正負の電流レベルについてそれぞれその絶対値を前記過電流判定用基準値と比較して過電流判定を行うもの。
或いは請求項3記載の発明によるように、
(e2)前記取り込む電流情報の正の電流レベルについてその値と比較される第1の過電流判定用基準値と、同電流情報の負の電流レベルについてその値と比較される第2の過電流判定用基準値との2つの基準値を持ち、それら第1の過電流判定用基準値よりも大きい、若しくは第2の過電流判定用基準値よりも小さい電流レベルが検出されることに基づいて前記過電流判定を行うもの。
として構成することで、上記電流供給線路を流れる如何なる電流についてもその電流レベルを適正に判定することができるようになる。
【0028】
また、上記電流供給線路が特に、インバータ回路により直流−交流変換される交流電流が供給される線路であった場合には、請求項4記載の発明によるように、上記過電流検出手段を、
(e3)前記電流情報の電流レベルが前記過電流判定用基準値を超えるとき過電流である旨示す判定信号を出力する比較回路と、該比較回路から出力される前記判定信号を所定の期間だけ保持するラッチ回路とを具えるもの。
として構成することが、上記インバータ回路の過熱を防ぎ、ひいてはその信頼性を維持する上で有効である。
【0029】
すなわち、上記電流供給線路に流れる電流を上記判定信号に基づき遮断し、またその後復帰せしめる際、たとえそれら遮断及び復帰が繰り返される場合でも、上記態様で同判定信号をラッチすることにより、上記インバータ回路の見かけ上のスイッチング周波数を下げることができるようになる。こうしてスイッチング周波数を下げることができれば、そのスイッチング損失も自ずと減少し、過電流下であれ、同インバータ回路の損失発熱は好適に軽減されるようになる。
【0030】
一方、上記電流センサが複数の電流供給線路に対応して配設された複数のセンサ群からなる場合であれ、請求項5記載の発明によるように、
(b’)該複数の電流センサの前記磁界検出素子に対して駆動電流を一括供給する給電回路。
(c’)同複数の電流センサにてそれぞれ検出される電流情報を分岐する前記複数の電流センサ毎に設けられた分岐回路。
(d’)この分岐された一方の電流情報を外部出力する前記電流センサの数に対応した数だけ設けられた出力回路。
(e’)同分岐された他方の電流情報を一括して取り込み、その各電流レベルを前記電流供給線路に流れる電流の過電流判定用基準値と比較して過電流判定を行う過電流検出手段。
をそれぞれ具えるとともに、少なくとも前記給電回路、及び前記分岐回路、及び前記過電流検出手段についてはこれを共通の基板に形成するとともに、前記電流センサと前記出力回路との間に前記過電流検出手段に分岐する前記分岐回路を介在させる。
といった構成によれば、特に上記複数の電流センサ群に対して同一品質の電源を供給することができるとともに、それら各電流センサからはほぼ同一品質の電流情報を上記過電流検出手段に対して取り込むことができるようになる。
【0031】
すなわち、それら複数の電流センサの検出精度実力値を均一化することができ、ひいては上記過電流検出手段においても、それら検出される電流情報に対する精度の高い過電流判定用基準値を容易に設定することができるようになる。
【0032】
また一方、上記電流供給線路が電気自動車にあってインバータ回路により直流−交流変換された交流電流を走行モータに対し供給する1乃至複数の線路であるような場合、請求項6記載の発明によるように、
・電流センサは、該電流供給線路の全てに、若しくは任意の電流供給線路に選択的に配設される。
・出力回路から外部出力された電流情報は、当該電気自動車の電子制御装置に直接取り込まれる。
・過電流検出手段による過電流判定結果は、前記インバータ回路のスイッチング動作を制御するインバータ制御回路にはそのスイッチング停止指令(電流遮断指令)として、且つ、前記電子制御装置には自己診断情報として、それぞれ信号線を介して入力される。
といった構成が、同電流検出装置を電気自動車に適用する上で有効となる。
【0033】
すなわち同構成により、上記インバータ制御回路では、従来内蔵されていた過電流検出部が不要になるとともに、上記検出された電流情報を上記電子制御装置に対して転送するために必要とされていた前記フィルタや出力バッファ等も併せて排除することができるようになり、同インバータ制御回路としての構成が大幅に簡素化されることとなる。
【0034】
また、上記電子制御装置にあっても、電流情報をモニタするに際し、フィルタによる位相遅れ等の生じていない情報が直接取り込まれることで、インバータ回路のスイッチング動作に対するより精度の高いフィードバック制御を行うことができるようになる。
【0035】
そして何よりも、電流検出装置自身、上述のように過電流検出手段をそのユニット内部に持つことで上記過電流判定用基準値の設定を同ユニット単体で正確に行うことができるようになり、ひいてはその過電流判定に基づく電流遮断条件の設定も極めて的確に行うことができるようになる。
【0036】
【発明の実施の形態】
図1〜図4に、この発明にかかる電流検出装置について、その一実施形態を示す。
【0037】
この実施形態の電流検出装置は、先の図5に例示した装置と同様、電気自動車システムに適用されたものにあって、その過電流判定用基準値を精度よく、しかも容易に設定することのできる装置として構成されている。
【0038】
はじめに、図1を参照して、当該電気自動車システムの構成、並びにこの実施形態にかかる電流検出装置の構成についてその概要を説明する。
この電気自動車システムにあっても、基本的には先の図5に例示したシステム同様、バッテリ11は、主電源として400V(ボルト)程度の高電圧を出力する直流電源であり、その直流出力電圧は、インバータ回路20によって3相交流に逆変換され、該変換されたU相、V相、及びW相の3相交流電流によって、交流モータからなる走行モータ30が回転駆動される。
【0039】
また、走行モータ30にはその出力軸に適宜の回転数センサ(図示せず)が設けられ、その検出されるモータ回転数情報Nmが、マイクロコンピュータ等からなる電子制御装置40に取り込まれること、この電子制御装置40にはアクセルペダル50に設けられたこれも図示しないアクセルセンサによって検出されるアクセル位置情報ACLも併せ取り込まれること、そして電子制御装置40では、この取り込まれるアクセル位置情報ACLに対応したモータ回転速度が得られるよう、上記モータ回転数情報Nmを監視しつつ、上記インバータ回路20による直流−交流変換動作を制御すること、等々も先の図5に例示したシステムの場合と同様である。
【0040】
こうした電気自動車システムに対し、この実施形態にかかる電流検出装置80は、走行モータ30への電流供給線31a、31b、及び31cにそれぞれ配設される電流センサ81a、81b、及び81cを中心に、同図1に示される態様で、その給電回路80Sをはじめ、分岐回路80B、過電流検出部82、出力バッファ83a〜83c等々がユニット化された構成となっている。
【0041】
ここで、給電回路80Sは、電流センサ81a、81b、81cの後述する各磁界検出素子に対してその駆動電流を一括供給する回路であり、分岐回路80Bは、同電流センサ81a、81b、81cを通じて検出される電流情報IU、IV、IWを、上記過電流検出部82と出力バッファ83a〜83cとにそれぞれ分岐する回路である。
【0042】
また、過電流検出部82は、この分岐された電流情報IU、IV、IWを取り込み、その電流レベルを上記電流供給線31a、31b、31cに流れる電流の過電流判定用基準値OVCrefと比較して過電流判定を行う部分であり、出力バッファ83a〜83cは、同分岐された電流情報IU、IV、IWを電子制御装置40に対して出力する部分である。
【0043】
なお同実施形態の装置にあって、これら給電回路80S、分岐回路80B、過電流検出部82、及び出力バッファ83a〜83cは何れも、共通の基板に形成されている。
【0044】
また、上記出力バッファ83a〜83cから出力される電流情報IU、IV、IWは、同電流検出装置80としての後述する装置構造上、インバータ回路20を介して電子制御装置40に取り込まれ、さらに上記過電流検出部82による過電流判定信号OVCは、インバータ回路20にはそのスイッチング動作の停止を指令する信号(遮断指令ICP)として、また電子制御装置40には自己診断の開始を指令する信号として、それぞれ適宜の信号線を介して入力される。
【0045】
電子制御装置40では、上記インバータ回路20による直流−交流変換動作を制御する際、こうして電流検出装置80から出力される電流情報IU、IV、IWを併せモニタしつつ、その電流位相等についての更に木目の細かい制御を行うこと、またこの制御信号としては通常、上記生成すべき3相交流電流の各相に対応したパルス幅変調信号PWMU、PWMV、及びPWMWが用いられ、これら各パルス幅変調信号が電子制御装置40からインバータ回路20に対して付与されること、等も基本的には先の図5に例示したシステムの場合と同様である。
【0046】
インバータ回路20は、大きくは、上記バッテリ11から印加される直流電圧を3相交流に変換する部分であるインバータパワー回路21と、それら変換態様を制御する部分であるインバータ制御回路22とを有して構成されている。
【0047】
このうち、インバータパワー回路21は前述のように、例えばIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)等からなるスイッチング素子211a、211b〜213a、213bと、これらスイッチング素子のスイッチング動作に際して直流入力に生じる電流及び電圧リプルを平滑化する平滑コンデンサ214とを有する構成となっている。
【0048】
他方、インバータ制御回路22は、駆動回路221、給電回路222、及び上記電流検出装置80の過電流検出部82から加えられる過電流判定信号OVCを処理する回路を有して構成される。
【0049】
ここで、駆動回路221は、前述同様、電子制御装置40から付与されるパルス幅変調信号PWMU、PWMV、及びPWMWに基づいて上記スイッチング素子のスイッチング動作(チョッパー動作)を制御する部分であり、また給電回路222も、基本的には前述同様、補助電源であるバッテリ12の直流出力電圧(例えば12V)を所定に昇圧若しくは降圧してインバータ制御回路22としての内部電源電圧や上記電流検出装置80の電源電圧をはじめ、当該電気自動車各部の電源電圧を生成供給する部分である。
【0050】
なお、同実施形態の電流検出装置にあっては上述のように、その給電回路80Sを通じて電流センサ81a、81b、81cの各磁界検出素子に対しその駆動電流を一括供給する構成となっていることから、上記給電回路222から同電流検出装置80に対して配線される給電線は1系統で足りる。
【0051】
また同インバータ制御回路22において、入力フィルタ226は、上記過電流判定信号OVCから不要な高周波成分や外乱を除去する回路であり、ヒステリシス反転回路227は、CMOS等の素子から構成されて同判定信号OCVの論理レベルを所定のヒステリシスをもって急峻に反転せしめる回路である。
【0052】
ヒステリシス反転回路227によって論理レベルが反転された過電流判定信号OVCは、スイッチング動作の停止を指令する遮断指令ICPとして上記駆動回路221に加えられる。同指令ICPを受けた駆動回路221では、上記スイッチング素子211a、211b〜213a、213bの駆動を停止することによって走行モータ30に流れる電流を遮断する。
【0053】
一方、同ヒステリシス反転回路227によって論理レベルが反転された過電流判定信号OVCは、出力バッファ228のトランジスタをオフせしめて、電子制御装置40に対し自己診断の開始を指令する。同指令を受けた電子制御装置40では、その電流制御内容に誤りがなかったか等を診断すべくダイアグ処理を開始する。
【0054】
同実施形態にかかる電流検出装置が適用される電気自動車システムにあってはこのように、電流検出装置80としてのユニット内部に配設された過電流検出部82を通じて過電流の有無を検出することができるようになる。そして、過電流が検出される際には前述同様、電流供給線31a〜31cに供給される電流を遮断することで、走行モータ30をはじめ、インバータパワー回路21を構成するスイッチング素子211a、211b〜213a、213b等を破壊から保護することができるようになる。
【0055】
しかも同電気自動車システムとしての上記構成によれば、インバータ制御回路22では、従来内蔵されていた過電流検出部223(図5参照)が不要になるとともに、上記検出された電流情報IU、IV、IWを電子制御装置40に対して転送するために必要とされていたフィルタ224a〜224cや出力バッファ225a〜225c等(図5参照)も併せて排除することができるようになり、同インバータ制御回路としての構成が大幅に簡素化されることとなる。
【0056】
また、電子制御装置40にあっても、電流情報IU、IV、IWをモニタするに際し、上記フィルタ224a〜224cによる位相遅れ等の生じていない情報が直接取り込まれることで、インバータ回路20のスイッチング動作に対するより精度の高いフィードバック制御を行うことができるようになる。
【0057】
そして何よりも、電流検出装置80自身上述のように、過電流検出部82をそのユニット内部に持つことで、上記過電流判定用基準値OCVrefの設定を同ユニット単体で正確に行うことができるようになり、ひいてはその過電流判定に基づく電流遮断条件の設定も極めて的確に行うことができるようになる。
【0058】
次に、図2〜図4を併せ参照して、同実施形態にかかる電流検出装置の構成、並びに動作を更に詳述する。
図2は、上記電流検出装置80の電気的な構成について、過電流検出部82を中心にさらにその具体例を示したものである。
【0059】
この電流検出装置80において、その電流センサ81a〜81c自身は、基本的に先の特開平6−289059号公報に記載のものと同様、それぞれバスバー(電流供給線)31a〜31cが通るコア811a〜811cに設けられた磁界検出素子(ホール素子)812a〜812cを通じてそれら各バスバーを流れる電流の電流レベルや電流位相を検出するものである。上記給電回路80Sを通じて共通に印加された電圧は各定電流回路813a〜813cを通じて定電流化され、これが駆動電流として上記各ホール素子812a〜812cに供給される。また、これらホール素子812a〜812cによる各磁界検出信号(電流情報)は、各々増幅器814a〜814cにより所定に増幅されて上記分岐回路80Bに出力される。
【0060】
分岐回路80Bでは上述のように、これら電流センサ81a〜81cによって検出された電流情報IU、IV、IWをボルテージホロワ回路からなる出力バッファ83a〜83cと過電流検出部82とに対してそれぞれ分岐する。出力バッファ83a〜83cから出力された電流情報IU、IV、IWがフィードバック信号として電子制御装置40に取り込まれるようになることは上述した。
【0061】
一方、過電流検出部82に取り込まれた電流情報IU、IV、IWは、同検出部82において最大値検出回路821及び最小値検出回路822にそれぞれ入力される。
【0062】
最大値検出回路821は、これら入力される電流情報IU、IV、IWの正の電流レベルからその最大値を検出する回路であり、最小値検出回路822は逆に、同入力される電流情報IU、IV、IWの負の電流レベルからその最小値を検出する回路である。最大値検出回路821によって検出された最大値はそのまま最大値選択回路824に入力され、最小値検出回路822によって検出された最小値は、増幅率1倍反転増幅回路823によって正の値に等倍反転されて同最大値選択回路824に入力される。
【0063】
最大値選択回路824は、これら入力される2つの最大値のうちのより大きな値を選択出力する回路である。すなわち、同最大値選択回路824からは、上記電流情報IU、IV、IWの正負の電流レベルについて、それぞれその絶対値の最大値が出力されるようになる。そして、この出力された最大値が次に比較回路825に対して取り込まれる。
【0064】
比較回路825は、この取り込まれる最大値が基準値設定回路826を通じて設定される過電流判定用基準値OVCrefを超えているか否かに基づいて上記バスバー(電流供給線)31a〜31cに流れている電流が過電流か否かを判定する回路である。この比較回路825によって過電流である旨判定されるとき、その比較出力(論理ローレベル信号)は、次のラッチ回路827により時間LTMだけラッチされ、その間、出力バッファ828のトランジスタをオフとする。すなわち、過電流判定信号OVCを論理ハイレベルとする。因みにこの場合、該過電流判定信号OVCが入力される上記インバータ制御回路22並びに電子制御装置40では、同過電流判定信号OVCが論理ハイレベルとなるとき、上記スイッチング素子211a、211b〜213a、213bの駆動を停止し、或いはダイアグ処理を開始する。
【0065】
また同過電流検出部82にあって、上記比較回路825は、その判定出力に応じて基準値設定回路826に設定される過電流判定用基準値OVCrefの値が切り換わるいわゆるヒステリシス比較回路として構成されている。そして、その切り換えられる基準値はこの場合、上記ラッチ回路827に設定されたラッチ時間LTMだけ維持されるようになる。同実施形態の装置にあっては特に、このラッチ時間LTMとして、上記スイッチング素子211a、211b〜213a、213bのスイッチング周期より長い時間を選ぶことにより、上記インバータ回路20の過熱を防ぎ、ひいてはその信頼性の維持を図るようにしている。このことを、図3を併せ参照して更に詳述する。
【0066】
例えばいま、上記スイッチング素子211a、211b〜213a、213bが図3(a)に示される駆動信号に基づきスイッチング動作を行っているとするとき、時刻t1に上記過電流判定が行われ、その直後の時刻t2に同判定が解除されたとすると、上記過電流判定信号OVCは、図3(b)に2点鎖線にて示される態様で推移するようになる。そしてこの場合には、同過電流判定信号OVCに基づく制御後の駆動信号も、図3(c)に2点鎖線にて示される態様で上記スイッチング素子を駆動することとなり、同スイッチング素子の見かけ上のスイッチング周波数が上がるようになる。
【0067】
この点、同実施形態の装置のように、上記過電流判定信号OVCを一旦ラッチし、そのラッチ時間LTMを上記スイッチング素子のスイッチング周期STMと同等の時間(例えば100マイクロ秒)に設定するようにすれば、同過電流判定信号OVCは図3(b)に実線にて示される態様で推移することとなり、同過電流判定信号OVCに基づく制御後の駆動信号も、図3(c)に実線にて示されるように、見かけ上、低い周波数でスイッチング素子を駆動するようになる。
【0068】
すなわち、バスバー(電流供給線)31a〜31cに流れる電流を上記判定信号OVCに基づき遮断し、またその後復帰せしめる際、たとえそれら遮断及び復帰が繰り返される場合でも、上記態様で同判定信号OVCをラッチすることにより、インバータ回路20の見かけ上のスイッチング周波数を下げることができるようになる。こうしてスイッチング周波数を下げることができれば、そのスイッチング損失も自ずと減少し、過電流下であれ、同インバータ回路20の損失発熱は好適に軽減されるようになる。
【0069】
なお、インバータ回路20から過電流が出力される主な原因としては、
・電子制御装置40自身の演算誤差によって、その出力されるパルス幅変調信号PWMU、PWMV、PWMWに異常が来たす。
・電子制御装置40にフィードバック信号として帰還される電流情報IU、IV、IWのゲインがその信号線の地絡などによって低下する。
等々があるが、特に前者の場合には、上記判定信号OVCに基づき電子制御装置40においてダイアグ処理が行われることで、インバータ回路20が再起動されたときには、その電流値も正常値に復帰されるようになる。
【0070】
また同実施形態の装置にあって、電流検出装置80を構成する上記全ての回路が共通の基板に形成されていることは上述した通りである。このため、従来それら回路間で引き回されていた信号線も大幅に削減されるようになる。
【0071】
最後に、図4を参照して、こうした電流検出装置80の組み立て構造について説明する。
この図4に示されるように、同電流検出装置80は、非磁性で且つ絶縁性のセンサケース810内に一体に組み込まれるようになる。また、このセンサケース810は、その取付足810a及び810bを通じてインバータ筺体(図示せず)に固定されるようになる。
【0072】
一方、同センサケース810には、上記バスバー(電流供給線)31a〜31cが貫通される3つの開口部819a〜819cが設けられており、それら貫通されるバスバー31a〜31cを各々取り囲むかたちで、磁性体からなる略コの字形状のコア811a〜811cが配設される。これら各コア811a〜811cの間隙部には、それぞれ磁界検出素子としてのホール素子が装着されるようになる(図4においては図示を割愛)。そして、図2に示したそれらホール素子の給電回路80Sをはじめ、分岐回路80Bや過電流検出部82、出力バッファ83a〜83c等々の各回路は、同図4に示されるプリント基板815上に共通に形成されている。同プリント基板815は、基板固定ネジ816a〜816hによって上記センサケース810に固定されるようになる。
【0073】
また、前記インバータ制御回路22の給電回路222から引き込まれる給電線や同インバータ制御回路22に対して引き出される上記過電流判定信号OVCの信号線及び電流情報IU、IV、IWの各信号線は、信号線束817として上記センサケース810から導出され、コネクタ818を介して、同インバータ制御回路22の各対応する回路端子に電気的に接続される。
【0074】
電流検出装置80がこうしてユニット化されることにより、各電流センサ自身の検出保証精度(許容最大誤差)が同ユニットとしての検出保証精度、更には同ユニットがインバータに組み付けられた状態での検出保証精度とほぼ等価となり、検出された電流情報が他の回路や装置を経由することによる同保証精度の低下等も好適に回避されるようになる。因みに従来は、電流センサの最大誤差にインバータ制御回路の出力段で生じる誤差を加算したものを検出保証精度としているため、同保証精度も自ずと低いものになっている。
【0075】
以上説明したように、同実施形態にかかる電流検出装置によれば、
(イ)上記過電流判定用基準値の設定を同電流検出装置としてのユニット単体で行うことができるため、従来、精度よく設定することが困難とされていた同過電流判定用基準値についてこれを上記電流センサ自身の検出精度実力値のみに基づき容易に、しかも高い精度で設定することができるようになる。
【0076】
(ロ)少なくとも電流センサの給電回路80S、分岐回路80B、及び過電流検出部82が共通の基板に形成されることで、従来それら回路間で引き回されていた信号線も大幅に削減されるようになる。
【0077】
(ハ)また、上記給電回路80Sを通じて電流センサの各磁界検出素子に対しその駆動電流が一括供給される構成としたことから、インバータ制御回路22の給電回路222から当該電流検出装置80に対して配線される給電線も1系統で足りる。
【0078】
(ニ)また、こうして給電回路80Sから上記各磁界検出素子にその駆動電流が一括供給されることで、複数の電流センサに同一品質の電源を供給することができるとともに、それら各電流センサからはほぼ同一品質の電流情報を取り出すことができるようにもなる。すなわち、それら複数の電流センサの検出精度実力値を均一化することができ、その意味でも、上記過電流検出部82においては、それら検出される電流情報に対する精度の高い過電流判定用基準値を容易に設定することができるようになる。
【0079】
(ホ)一方、過電流検出部82にあっては、比較回路825の後段にラッチ回路827を設け、該比較回路825による過電流判定信号をインバータ回路20のスイッチング周期と同等の期間だけ保持するようにしたことで、電流の遮断・復帰が繰り返される場合でも、同インバータ回路20の見かけ上のスイッチング周波数を下げ、ひいてはその過熱を防ぐことができるようになる。
【0080】
(ヘ)また、電流検出装置80が上記態様でユニット化されることにより、電流センサ自身の検出保証精度が同ユニットとしての検出保証精度、更には同ユニットがインバータに組み付けられた状態での検出保証精度とほぼ等価となり、検出された電流情報が他の回路や装置を経由することによる同保証精度の低下等も好適に回避されるようになる。なおこのことは、同電流検出装置ユニットがインバータに組み付けられた状態での電流センサ精度の測定が不要となることをも併せ意味するものであり、その分、生産コストの低減が図られるようにもなる。
【0081】
(ト)また、インバータ制御回路22にあっては、従来内蔵されていた過電流検出部が不要になるとともに、上記検出された電流情報を電子制御装置40に転送するために必要とされていた前記フィルタや出力バッファ等も併せて排除することができるようになる。このため、同インバータ制御回路22としての構成が大幅に簡素化されるようになる。
【0082】
(チ)また、電子制御装置40にあっても、電流情報をモニタするに際し、フィルタによる位相遅れ等の生じていない情報が直接取り込まれることで、インバータ回路20のスイッチング動作に対するより精度の高いフィードバック制御を行うことができるようになる。
等々、多くの優れた効果が奏せられるようになる。
【0083】
なお、同実施形態の電流検出装置では、その過電流判定に際し、取り込まれる電流情報の正負の電流レベルについてそれぞれその絶対値の最大値を前記過電流判定用基準値OVCrefと比較することとした。しかしその手法は任意であり、他に例えば、
・同取り込まれる電流情報の正の電流レベルについてその最大値と比較される第1の過電流判定用基準値と、同電流情報の負の電流レベルについてその最小値と比較される第2の過電流判定用基準値との2つの基準値を持ち、それら第1の過電流判定用基準値よりも大きい、若しくは第2の過電流判定用基準値よりも小さい電流レベルが検出されることに基づいて同過電流判定を行う。
といった構成なども適宜採用することができる。
【0084】
また、同実施形態の電流検出装置では、その電流センサとして磁束測定式のものを採用したが、これも任意であり、他に磁気平衡式のものなども採用することができる。
【0085】
また、それら電流センサを構成する磁界検出素子も、上述したホール素子には限られない。他に例えば磁気抵抗効果素子なども同磁界検出素子として採用することができる。
【0086】
また、ユニットとして統合する同電流センサの数も、3個に限られることなく任意である。例えば上述した3相交流電流の検出を行う場合であれ、電流センサを2つだけ設け、U相、V相、W相の何れか2相の電流を検出する構成、或いはインバータ回路20への入力電流も併せ検出すべく4つの電流センサを統合する構成なども適宜採用することができる。更に、走行モータが単相モータからなる場合には、只1つの電流センサを具える装置としてこれをユニット化することもできる。
【0087】
そして、この発明にかかる電流検出装置は、上述した電気自動車システムへの適用に限られるものでもない。電流供給線に対して電流センサを設け、その検出される電流情報に基づき過電流判定を行うシステムの全てに対し、上記実施形態に準じたかたちで適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる電流検出装置の一実施形態を示すブロック図。
【図2】同実施形態の装置の主に過電流検出部の構成例を示すブロック図。
【図3】同過電流検出部のラッチ回路の機能を示すタイムチャート。
【図4】同実施形態の装置の組み立て構造を示す斜視図。
【図5】従来の電流検出装置が搭載された電気自動車システムを示すブロック図。
【符号の説明】
11…バッテリ(主電源)、12…バッテリ(補助電源)、20…インバータ回路、21…インバータパワー回路、211a、211b〜213a〜213b…スイッチング素子(IGBT)、214…平滑コンデンサ、22、22’…インバータ制御回路、221…駆動回路、222…給電回路、223…過電流検出部、224a〜224c…フィルタ、225a〜225c…出力バッファ、226…入力フィルタ、227…ヒステリシス反転回路、228…出力バッファ、30…走行モータ、31a〜31c…電流供給線(バスバー)、40…電子制御装置、50…アクセルペダル、60a〜60c…電流センサ、70a〜70c…出力バッファ、80…電流検出装置、80S…給電回路、80B…分岐回路、81a〜81c…電流センサ、810…センサケース、810a、810b…センサケース取付足、811a〜811c…コア、812a〜812c…磁界検出素子(ホール素子)、813a〜813c…定電流回路、814a〜814c…増幅器、815…プリント基板、816a〜816h…基板固定ネジ、817…信号線束、818…コネクタ、819a〜819c…センサケース開口部、82…過電流検出部、821…最大値検出回路、822…最小値検出回路、823…反転増幅回路、824…最大値選択回路、825…比較回路、826…基準値設定回路、827…ラッチ回路、828…出力バッファ、83a〜83c…出力バッファ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a current detection device for detecting a current level and a current phase of a current supplied to a motor in, for example, an electric vehicle or the like, and in particular, detects whether or not an overcurrent exists based on comparison with a predetermined reference value. The present invention relates to an embodiment of the same current detection device structure that is useful for detecting the current.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of current detection device, for example, a device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-289059 is known. In this device, a current level and a current phase of a current flowing through the current supply line are detected through a magnetic field detection element (Hall element) arranged near the current supply line.
[0003]
When such a current detecting device is used for detecting a current level or a current phase of a current supplied to a traveling motor of an electric vehicle, the current detecting device is usually mounted in a manner shown in FIG. It is well known that
[0004]
Hereinafter, the configuration of each circuit of the drive system and the control system of the electric vehicle system will be briefly described with reference to FIG.
In this electric vehicle, the
[0005]
On the other hand, the traveling
[0006]
Basically, in an electric vehicle having such a configuration, the current detection device is provided as
[0007]
When controlling the DC-AC conversion operation by the
[0008]
The
[0009]
Among them, the
[0010]
On the other hand, the inverter control circuit 22 'includes a
Here, the
[0011]
In the inverter control circuit 22 ', the
[0012]
When an overcurrent is detected in this manner, a cutoff command ICP is issued from the
[0013]
In addition, the inverter control circuit 22 'electronically controls the
[0014]
When mounting the current detection devices (
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the current detection device is mounted, the reliability of the system to which the overcurrent detection unit is applied can be significantly improved by additionally providing the
[0016]
However, in order to accurately monitor the presence / absence of a current level abnormality through the
The generated current is frequently interrupted, or
・ The switching element etc. may be destroyed without interrupting the current.
Such inconveniences will be caused.
[0017]
For this reason, even in the above-described electric vehicle system, special consideration is required for setting the reference value OVCref for the
[0018]
That is, the current information IU, IV, and IW, which are the determination targets in the
[0019]
Further, even if the
[0020]
In addition to the above-described electric vehicle system, in a system in which a current sensor is provided for a current supply line, an overcurrent is determined based on detected current information, and the power supply is cut off, Are also common.
[0021]
The present invention has been made in view of such circumstances, and is directed to a system in which the current sensor and a means for performing overcurrent determination based on the detection output thereof are used together, and a reference value for the overcurrent determination is set. An object of the present invention is to provide a current detection device that can be set with high accuracy.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, according to the present invention, as described in claim 1,
(A) A current sensor that detects a current flowing through a current supply line through a magnetic field detection element disposed near the line.
(B) a power supply circuit for supplying a drive current to the magnetic field detection element of the current sensor.
(C) a branch circuit for branching current information detected by the current sensor.
And (d) an output circuit for externally outputting the one of the branched current information.
(E) Overcurrent detecting means for fetching information on the other of the same branch and comparing the current level with a reference value for overcurrent determination of the current flowing through the current supply line to determine overcurrent.
And at least the power supply circuit, the branch circuit, and the overcurrent detection means are formed on a common substrate.In addition, the branch circuit that branches to the overcurrent detection means is interposed between the current sensor and the output circuit.
[0023]
According to such a configuration as the current detection device, the setting of the overcurrent determination reference value can be performed by a single unit as the current detection device.
That is, after the current information detected by the current sensor is branched by the branch circuit, the current information is directly input to the overcurrent detection means formed on the power supply circuit and the common substrate with the branch circuit. Therefore, the offset and the phase delay due to the output buffer and the filter described above are not added to the information, and the disturbance described above is not superimposed. Therefore, the current information to be determined by the overcurrent detection means reflects the content detected by the current sensor as it is, and the overcurrent determination reference value also serves as the overcurrent determination reference value. It can be set for the accuracy ability value.
[0024]
Therefore, the reference value for overcurrent determination, which has conventionally been difficult to set with high accuracy, can be set easily and with high accuracy based only on the detection accuracy actual value of the current sensor itself. Become like
[0025]
Further, according to the configuration as the current detection device, the power supply circuit and the branch circuit of the current sensor and the overcurrent detection unit are all formed on a common substrate, so that the circuit is conventionally routed between the circuits. The signal lines that have been used will be greatly reduced.
[0026]
In addition, since the current detection device is unitized in this manner, the detection guarantee accuracy (maximum allowable error) of the current sensor itself becomes substantially equivalent to the detection guarantee accuracy of the same unit, and the detected current information is used for other circuits and devices. , The decrease in the accuracy of the guarantee and the like can be suitably avoided.
[0027]
It should be noted that the above-mentioned overcurrent detecting means is, for example,
(E1) The overcurrent determination is performed by comparing the absolute value of each of the positive and negative current levels of the fetched current information with the overcurrent determination reference value.
Or, according to the invention described in
(E2) a first overcurrent determination reference value that is compared with the value of the positive current level of the fetched current information, and a second overcurrent that is compared with the value of the negative current level of the current information. It has two reference values, a reference value for determination and a reference level for detecting a current level larger than the first reference value for overcurrent determination or smaller than the second reference value for overcurrent determination. A device for performing the overcurrent determination.
With this configuration, the current level of any current flowing through the current supply line can be properly determined.
[0028]
In addition, when the current supply line is a line to which an AC current that is DC-AC converted by an inverter circuit is supplied, the overcurrent detection unit may be configured as follows.
(E3) a comparison circuit that outputs a determination signal indicating overcurrent when the current level of the current information exceeds the reference value for overcurrent determination, and that the determination signal output from the comparison circuit is output only for a predetermined period. And a latch circuit for holding.
Is effective in preventing overheating of the inverter circuit and maintaining its reliability.
[0029]
That is, when the current flowing through the current supply line is interrupted based on the determination signal and then restored, even if the interruption and return are repeated, the same determination signal is latched in the above-described manner, whereby the inverter circuit is latched. Can be reduced. If the switching frequency can be reduced in this way, the switching loss naturally decreases, and even under an overcurrent, the loss heat generation of the inverter circuit can be suitably reduced.
[0030]
On the other hand, even when the current sensor includes a plurality of sensor groups provided corresponding to a plurality of current supply lines,
(B ')A power supply circuit for collectively supplying a drive current to the magnetic field detection elements of the plurality of current sensors.
(C ') a branch circuit provided for each of the plurality of current sensors for branching current information detected by the plurality of current sensors.
(D ')An output circuit is provided in a number corresponding to the number of the current sensors that externally outputs the one of the branched current information.
(E ')Overcurrent detecting means for collectively taking in the other current information of the same branch and comparing each current level with a reference value for overcurrent determination of a current flowing through the current supply line to perform overcurrent determination.
And at least the power supply circuit, the branch circuit, and the overcurrent detection means are formed on a common substrate, and the overcurrent detection means is provided between the current sensor and the output circuit. The intervening branch circuit is provided.
According to this configuration, it is possible to supply power of the same quality to the plurality of current sensor groups in particular, and to take current information of substantially the same quality from each of the current sensors into the overcurrent detection means. Will be able to do it.
[0031]
In other words, the detection accuracy actual values of the plurality of current sensors can be made uniform, and the overcurrent detection means can easily set a highly accurate overcurrent determination reference value for the detected current information. Will be able to do it.
[0032]
On the other hand, in the case where the current supply line is one or a plurality of lines for supplying an AC current converted from a DC to an AC by an inverter circuit to a traveling motor in an electric vehicle, the present invention according to claim 6 is provided. To
The current sensors are selectively arranged on all of the current supply lines or on any of the current supply lines;
The current information externally output from the output circuit is directly taken into the electronic control unit of the electric vehicle.
The result of the overcurrent determination by the overcurrent detection means is provided as a switching stop command (current cutoff command) to an inverter control circuit that controls the switching operation of the inverter circuit, and as self-diagnosis information to the electronic control unit. Each is input via a signal line.
Such a configuration is effective in applying the current detection device to an electric vehicle.
[0033]
That is, with the same configuration, the inverter control circuit eliminates the need for a conventionally built-in overcurrent detection unit, and is required to transfer the detected current information to the electronic control device. A filter, an output buffer, and the like can also be eliminated, and the configuration of the inverter control circuit is greatly simplified.
[0034]
Further, even in the above electronic control device, when monitoring current information, information without phase delay caused by a filter is directly taken in, so that more accurate feedback control on the switching operation of the inverter circuit is performed. Will be able to
[0035]
Above all, the current detection device itself has the overcurrent detection means inside the unit as described above, so that the setting of the overcurrent determination reference value can be accurately performed by the same unit alone, and as a result, The setting of the current cutoff condition based on the overcurrent determination can also be performed very accurately.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 4 show an embodiment of a current detection device according to the present invention.
[0037]
The current detection device according to this embodiment is applied to an electric vehicle system, similarly to the device illustrated in FIG. 5, and can accurately and easily set the overcurrent determination reference value. It is configured as a device that can.
[0038]
First, the outline of the configuration of the electric vehicle system and the configuration of the current detection device according to this embodiment will be described with reference to FIG.
Even in this electric vehicle system, the
[0039]
The traveling
[0040]
With respect to such an electric vehicle system, the
[0041]
Here, the power supply circuit 80S is a circuit that collectively supplies a drive current to each of the magnetic field detection elements (described later) of the
[0042]
Further, the
[0043]
In the apparatus of the embodiment, the power supply circuit 80S, the
[0044]
Further, the current information IU, IV, IW output from the
[0045]
When controlling the DC-AC conversion operation by the
[0046]
The
[0047]
Among them, as described above, the
[0048]
On the other hand, the
[0049]
Here, the
[0050]
As described above, the current detection device of the embodiment has a configuration in which the drive current is collectively supplied to the respective magnetic field detection elements of the
[0051]
In the
[0052]
The overcurrent determination signal OVC whose logic level has been inverted by the hysteresis inverting circuit 227 is applied to the
[0053]
On the other hand, the overcurrent determination signal OVC whose logic level has been inverted by the hysteresis inversion circuit 227 turns off the transistor of the output buffer 228 and instructs the
[0054]
In the electric vehicle system to which the current detection device according to the embodiment is applied, the presence or absence of the overcurrent is detected through the
[0055]
Moreover, according to the above-described configuration of the electric vehicle system, the
[0056]
Further, even when the
[0057]
Most of all, by providing the
[0058]
Next, the configuration and operation of the current detection device according to the embodiment will be described in further detail with reference to FIGS.
FIG. 2 shows a specific example of the electrical configuration of the
[0059]
In the
[0060]
As described above, the
[0061]
On the other hand, the current information IU, IV, IW captured by the
[0062]
The maximum
[0063]
The maximum
[0064]
The
[0065]
In the
[0066]
For example, assuming that the
[0067]
In this regard, as in the device of the embodiment, the overcurrent determination signal OVC is temporarily latched, and the latch time LTM is set to a time (for example, 100 microseconds) equivalent to the switching cycle STM of the switching element. Then, the overcurrent determination signal OVC changes in the manner shown by the solid line in FIG. 3B, and the drive signal after control based on the overcurrent determination signal OVC also becomes the solid line in FIG. As indicated by, the switching element is apparently driven at a low frequency.
[0068]
That is, when the current flowing through the bus bars (current supply lines) 31a to 31c is interrupted based on the determination signal OVC and then restored, even if the interruption and the return are repeated, the same determination signal OVC is latched in the above-described manner. By doing so, the apparent switching frequency of the
[0069]
The main cause of the overcurrent output from the
An abnormality occurs in the output pulse width modulation signals PWMU, PWMV, and PWMW due to a calculation error of the
The gain of the current information IU, IV, IW that is fed back as a feedback signal to the
In the former case, in particular, in the
[0070]
Further, in the device of the embodiment, as described above, all the circuits constituting the
[0071]
Finally, an assembly structure of such a
As shown in FIG. 4, the current detecting
[0072]
On the other hand, the
[0073]
A power supply line drawn from the
[0074]
By unitizing the
[0075]
As described above, according to the current detection device according to the embodiment,
(B) Since the setting of the overcurrent determination reference value can be performed by the unit as the current detection device alone, the overcurrent determination reference value which has conventionally been difficult to set with high accuracy is used. Can be set easily and with high accuracy based only on the detection accuracy actual value of the current sensor itself.
[0076]
(B) Since at least the power supply circuit 80S, the
[0077]
(C) Further, since the drive current is collectively supplied to each magnetic field detection element of the current sensor through the power supply circuit 80S, the
[0078]
(D) In addition, since the driving current is supplied from the power supply circuit 80S to each of the magnetic field detecting elements in a lump, power of the same quality can be supplied to a plurality of current sensors. Current information of almost the same quality can be extracted. That is, the detection accuracy ability values of the plurality of current sensors can be made uniform, and in that sense, the
[0079]
(E) On the other hand, in the
[0080]
(F) In addition, since the
[0081]
(G) In the
[0082]
(H) Even when the
For example, many excellent effects can be achieved.
[0083]
In the overcurrent determination, the current detection device of the embodiment compares the maximum value of the absolute value of each of the positive and negative current levels of the fetched current information with the overcurrent determination reference value OVCref. However, the method is arbitrary, and for example,
A first overcurrent determination reference value that is compared with the maximum value of the positive current level of the current information to be captured, and a second overcurrent value that is compared with the minimum value of the negative current level of the same current information It has two reference values, a current determination reference value and a current level larger than the first overcurrent determination reference value or smaller than the second overcurrent determination reference value. To determine the overcurrent.
Such a configuration can be appropriately adopted.
[0084]
Further, in the current detecting device of the embodiment, a magnetic flux measuring type sensor is used as the current sensor, but this is also optional, and a magnetic balance type sensor or the like can also be used.
[0085]
Further, the magnetic field detecting elements constituting these current sensors are not limited to the Hall elements described above. In addition, for example, a magnetoresistive element can be adopted as the magnetic field detecting element.
[0086]
Further, the number of the current sensors integrated as a unit is not limited to three, but is arbitrary. For example, even when the above-described three-phase AC current is detected, only two current sensors are provided to detect any two-phase current of the U phase, the V phase, and the W phase, or an input to the
[0087]
The current detection device according to the present invention is not limited to the application to the electric vehicle system described above. The present invention can be applied to all systems in which a current sensor is provided for a current supply line and an overcurrent is determined based on detected current information in a manner similar to the above-described embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a current detection device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram mainly showing a configuration example of an overcurrent detection unit of the device of the embodiment.
FIG. 3 is a time chart showing a function of a latch circuit of the overcurrent detection unit.
FIG. 4 is an exemplary perspective view showing an assembly structure of the apparatus according to the embodiment;
FIG. 5 is a block diagram showing an electric vehicle system equipped with a conventional current detection device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該電流センサの前記磁界検出素子に駆動電流を供給する給電回路と、
同電流センサにて検出される電流情報を分岐する分岐回路と、
この分岐された一方の電流情報を外部出力する出力回路と、
同分岐された他方の電流情報を取り込み、その電流レベルを前記電流供給線路に流れる電流の過電流判定用基準値と比較して過電流判定を行う過電流検出手段と、
を具え、少なくとも前記給電回路、及び前記分岐回路、及び前記過電流検出手段を共通の基板に形成するとともに、前記電流センサと前記出力回路との間に前記過電流検出手段に分岐する前記分岐回路を介在させた
ことを特徴とする電流検出装置。A current sensor that detects a current flowing through the current supply line through a magnetic field detection element disposed near the line,
A power supply circuit for supplying a drive current to the magnetic field detection element of the current sensor;
A branch circuit for branching current information detected by the current sensor;
An output circuit for externally outputting the one of the branched current information;
Overcurrent detection means for taking in the other current information of the same branch, comparing the current level with an overcurrent determination reference value of the current flowing through the current supply line, and performing overcurrent determination,
The branch circuit, wherein at least the power supply circuit, the branch circuit, and the overcurrent detection unit are formed on a common substrate, and the branch circuit branches to the overcurrent detection unit between the current sensor and the output circuit. A current detection device characterized by interposing an electric current.
請求項1記載の電流検出装置。2. The current detection device according to claim 1, wherein the overcurrent detection means performs an overcurrent determination by comparing an absolute value of each of the positive and negative current levels of the acquired current information with the reference value for overcurrent determination.
請求項1記載の電流検出装置。The overcurrent detection means is configured to compare a first current reference value for the positive current level of the acquired current information with a value thereof and a second current reference value for a negative current level of the current information. And two overcurrent determination reference values, and a current level larger than the first overcurrent determination reference value or smaller than the second overcurrent determination reference value is detected. The current detection device according to claim 1, wherein the overcurrent determination is performed based on the following.
前記過電流検出手段は、
前記電流情報の電流レベルが前記過電流判定用基準値を超えるとき過電流である旨示す判定信号を出力する比較回路と、
該比較回路から出力される前記判定信号を所定の期間だけ保持するラッチ回路と、
を具えて構成される
請求項1または2または3記載の電流検出装置。The current supply line is a line to which an AC current that is DC-AC converted by an inverter circuit is supplied,
The overcurrent detection means,
A comparison circuit that outputs a determination signal indicating overcurrent when the current level of the current information exceeds the overcurrent determination reference value,
A latch circuit for holding the determination signal output from the comparison circuit for a predetermined period,
4. The current detecting device according to claim 1, wherein the current detecting device comprises:
該複数の電流センサの前記磁界検出素子に駆動電流を一括供給する給電回路と、
同複数の電流センサにてそれぞれ検出される電流情報を分岐する前記複数の電流センサ毎に設けられた分岐回路と、
この分岐された一方の電流情報を外部出力する前記電流センサの数に対応した数だけ設けられた出力回路と、
同分岐された他方の電流情報を一括して取り込み、その各電流レベルを前記電流供給線路に流れる電流の過電流判定用基準値と比較して過電流判定を行う過電流検出手段と、
を具え、少なくとも前記給電回路、及び前記分岐回路、及び前記過電流検出手段を共通の基板に形成するとともに、前記電流センサと前記出力回路との間に前記過電流検出手段に分岐する前記分岐回路を介在させた
ことを特徴とする電流検出装置。 A plurality of current sensors for respectively detecting a current flowing through the current supply line through a magnetic field detection element disposed corresponding to the current supply line,
A power supply circuit that collectively supplies a drive current to the magnetic field detection elements of the plurality of current sensors;
A branch circuit provided for each of the plurality of current sensors for branching current information detected by the plurality of current sensors,
An output circuit provided by the number corresponding to the number of the current sensors that externally outputs the one of the branched current information;
Overcurrent detection means for collectively capturing the other current information of the same branch, comparing each current level with a reference value for overcurrent determination of a current flowing through the current supply line, and performing overcurrent determination,
The branch circuit, wherein at least the power supply circuit, the branch circuit, and the overcurrent detection unit are formed on a common substrate, and the branch circuit branches to the overcurrent detection unit between the current sensor and the output circuit. Intervened
A current detection device characterized by the above-mentioned .
前記電流センサは、該電流供給線路の全てに、若しくは任意の電流供給線路に選択的に配設され、
前記出力回路から外部出力された電流情報は、当該電気自動車の電子制御装置に直接取り込まれ、
前記過電流検出手段による過電流判定結果は、前記インバータ回路のスイッチング動作を制御するインバータ制御回路にはそのスイッチング停止指令として、且つ、前記電子制御装置には自己診断情報として、それぞれ信号線を介して入力される
請求項1〜5の何れかに記載の電流検出装置。The current supply line is one or a plurality of lines in an electric vehicle, which supply an AC current that is DC-AC converted by an inverter circuit to a traveling motor,
The current sensor is selectively disposed on all of the current supply lines or on an arbitrary current supply line,
The current information externally output from the output circuit is directly taken into the electronic control device of the electric vehicle,
The result of the overcurrent determination by the overcurrent detection means is sent to the inverter control circuit for controlling the switching operation of the inverter circuit as a switching stop command, and to the electronic control unit as self-diagnosis information via signal lines. The current detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the current detection device is input.
ことを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の電流検出装置。 The current detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein
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