JP5928430B2 - 電流センサ、電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電流センサ、及び電力変換装置に関するものである。

従来から、過電流による弊害を防止するため、配線に流れる過電流を検出し、過電流が流れた配線を断線させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の電力変換装置は、三相交流の回転電機との接続配線に過電流検出手段により過電流が検出された場合、接続配線の一部を破壊する（例えば、ピストン等の押圧部材により配線を破断する）。これにより、過電流が流れ続けることによる回転電機の故障や電力変換装置及び回転電機を含む回路の異常発熱等を防止している。

特開２００７−３１２４９１号公報 特開２０１２−０２９４５９号公報

しかしながら、過電流検出手段としての電流センサに加え、回路断線手段（例えば、ピストンと該ピストンを駆動するパイロ機構等）を設ける必要があるため、レイアウトスペース、コストの点で問題が生じるおそれがある。

そこで、上記課題に鑑み、レイアウトスペース、及びコストを抑制しつつ、配線の過電流を検出し、該配線を断線することが可能な電流センサ等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、一実施形態において、電流センサは、
配線に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記配線を断線させる断線機構であって、前記配線の一部分に押圧力を加えることにより前記配線を破断する押圧部材を有する断線機構と、
前記断線機構を駆動する駆動回路と、を同一の筐体内に含み、
前記電流検出部に含まれる電流検出回路と、前記駆動回路とは、同一の基板に配置され、
前記電流検出部は、前記配線を断面視で取り囲むように配置された磁気コアと、前記磁気コアの周方向の一部に挿入されたホール素子と、前記電流検出回路に含まれる出力回路であって、前記ホール素子からの出力に基づいて、前記配線に流れる電流に応じた出力信号を出力する出力回路と、を含み、
前記磁気コアには、前記押圧部材が作動方向に貫通可能な切り欠き部分が設けられ、
前記押圧部材は、前記配線の前記切り欠き部分により露出した部分に押圧力を加えることを特徴とする。

本実施の形態によれば、レイアウトスペース、及びコストを抑制しつつ、配線の過電流を検出し、該配線を断線することが可能な電流センサ等を提供することができる。

第１の実施形態に係る電流センサ、及び電力変換装置を含む車両のシステム構成図である。 第１の実施形態に係る電流センサの配置の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る電流センサの構造の一例を示す概略断面図である。 第２の実施形態に係る電流センサの配置の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る電流センサの構造の一例を示す概略断面図である。 第３の実施形態に係る電流センサ、及び電力変換装置を含む車両のシステム構成図である。 第３の実施形態に係る電流センサの配置の一例を示す図である。 第３の実施形態に係る電流センサの構造の一例を示す概略図である。 電流センサの構造の変形例を示す概略図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係る電流センサ、及び電力変換装置を含む車両のシステム構成を示すブロック図である。

車両１は、電動機を駆動源の一つとして有する電動車両である。なお、車両１は、エンジンを併せて搭載したハイブリッド車であってもよいし、電動機のみを駆動源とする電気自動車であってもよい。

車両１は、バッテリ３０、モータジェネレータ（以下、ＭＧと呼ぶ）４０、電力変換装置２、ＭＧ−ＥＣＵ５０、電流センサ１００等を含む。

バッテリ３０は、ＭＧ４０に電力を供給する蓄電装置である。例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等を用いることができるが、これらに限られず、任意の二次電池を用いてよいし、キャパシタ等を用いてもよい。

ＭＧ４０は、車両１の駆動源の１つとしての回転電動機であり、発電機でもある。例えば、ＭＧ４０は、バッテリ３０から供給された電力により車両１を駆動し、車両１の減速時には、回生動作により発電機として機能し、発電された電力をバッテリ３０に充電してよい。又、車両１がハイブリッド車の場合、ＭＧ４０は、エンジン（不図示）により駆動され、発電を行ってよい。なお、発電された電力は、車両１に設けられた他の回転電動機に供給されたり、バッテリ３０に充電されたりしてよい。ＭＧ４０は、後述する電力変換装置２に含まれるインバータ２０を介して供給される三相交流電力により駆動される。

電力変換装置２は、バッテリ３０から供給された電力を用いてＭＧ４０を駆動するための駆動装置であり、昇圧コンバータ１０、インバータ２０を含む。

昇圧コンバータ１０は、バッテリ３０の電圧を所定の電圧（ＭＧ４０の駆動電圧）に昇圧する。昇圧コンバータ１０は、入力コンデンサ１１、リアクトル１２、トランジスタＳＷ１１、ＳＷ１２等を含み、後述するＭＧ−ＥＣＵ５０によりトランジスタＳＷ１１、ＳＷ１２のスイッチング制御が行われることにより昇圧動作が実現される。なお、昇圧コンバータ１０は、例えば、ＭＧ４０が発電を行う場合には、インバータ２０を介して供給される発電電力を降圧し、バッテリ３０に供給する。降圧の場合も、昇圧の場合と同様、ＭＧ−ＥＣＵ５０によるトランジスタＳＷ１１、ＳＷ１２のスイッチング制御が行われることにより降圧動作が実現される。なお、昇圧コンバータ１０は、トランジスタＳＷ１１、ＳＷ１２の駆動回路（不図示）を含み、ＭＧ−ＥＣＵ５０によるスイッチング制御は、該駆動回路を介して行われる。

インバータ２０は、昇圧コンバータ１０を介してバッテリ３０から供給された直流電力を三相交流電力に変換して、ＭＧ４０に供給する。インバータ２０は、Ｕ相用のトランジスタＳＷ２１（上アーム）、ＳＷ２２（下アーム）と、Ｖ相用のトランジスタＳＷ２３（上アーム）、ＳＷ２４（下アーム）と、Ｗ相用のトランジスタＳＷ２５（上アーム）、ＳＷ２６（下アーム）とを含む。インバータ２０は、後述するＭＧ−ＥＣＵ５０によりトランジスタＳＷ２１〜ＳＷ２６のスイッチング制御が行われることにより直流電力を三相交流電力に変換して、ＭＧ４０に供給することができる。なお、インバータ２０は、トランジスタＳＷ２１〜ＳＷ２６の駆動回路（不図示）を含み、ＭＧ−ＥＣＵ５０によるスイッチング制御は、該駆動回路を介して行われる。

また、インバータ２０は、平滑コンデンサ２１を含む。平滑コンデンサ２１は、インバータ２０に入力される電流を平滑化し、ノイズの放射やサージ電圧を抑制するために設けられる。

ＭＧ−ＥＣＵ５０は、ＭＧ４０の駆動制御を行う制御ユニットである。ＭＧ−ＥＣＵ５０は、制御プログラムを格納するＲＯＭ、ＲＯＭから所定の制御プログラムをロードして演算処理を行うＣＰＵ、演算結果等を格納する読み書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入出力インターフェイス等を含む。ＭＧ−ＥＣＵ５０は、各制御プログラムをＣＰＵ上で実行することにより、後述する昇圧コンバータ１０の制御、インバータ２０を介したＭＧ４０の制御、電流センサ１００の断線機構の駆動制御等の各種処理を実行する。

ＭＧ−ＥＣＵ５０は、昇圧コンバータ１０の昇圧動作を制御する。具体的には、バッテリ３０からの供給電圧を所定の電圧（ＭＧ４０の駆動電圧）に昇圧するため、昇圧コンバータ１０の出力側の電圧を測定する電圧センサ（不図示）からの信号に基づくフィードバック制御を行う。ＭＧ−ＥＣＵ５０は、トランジスタＳＷ１１、ＳＷ１２のデューティ比等を演算し、昇圧コンバータ１０（駆動回路）にＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力する。

また、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、車両１の統合制御ＥＣＵ（不図示）が運転者によるアクセル操作量、バッテリ３０の状態、車両状態等に基づき算出したトルク指令を受信し、該トルク指令に沿ったトルクが出力されるように、インバータ２０を介してＭＧ４０の制御を行う。具体的には、ＭＧ４０に設けられた回転速度センサからの信号、ＭＧ４０のＵ相、Ｗ相のコイルに接続する接続配線１１０（１１０ｕ、１１０ｗ）に設けられた電流センサ１００（１００ｕ、１００ｗ）からの信号等に基づくフィードバック制御によりＭＧ４０を制御してよい。ＭＧ−ＥＣＵ５０は、トランジスタＳＷ２１〜ＳＷ２６のデューティ比等を演算し、インバータ２０（駆動回路）にＰＷＭ信号を出力する。

さらに、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、電流センサ１００からの出力信号に基づき、ＭＧ４０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルに接続する接続配線１１０（１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗ）に過電流が流れたか否かを判断する。過電流が流れていると判断した場合、後述する断線機構を駆動する駆動回路に駆動信号を送信し、接続配線１１０（１１０ｕ、１１０ｖ）を断線させる。過電流が流れた場合における接続配線１１０ｕ、１１０ｖの断線処理の詳細については、後述する。

電流センサ１００は、インバータ２０からＭＧ４０に繋がる接続配線１１０（１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗ）のうち、ＭＧ４０のＵ相、Ｗ相に接続する接続配線１１０ｕ、１１０ｗの電流を検出する。電流センサ１００は、Ｕ相の接続配線１１０ｕの電流を検出する電流センサ１００ｕ、Ｗ相の接続配線１１０ｗの電流を検出する電流センサ１００ｗを含む。電流センサ１００ｕ、１００ｗの出力信号は、上述したとおり、ＭＧ−ＥＣＵ５０に入力され、ＭＧ４０の制御（フィードバック制御）に用いられる。また、上述したとおり、電流センサ１００ｕ、１００ｗの出力信号に基づいて、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、過電流が接続配線１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗに流れたか否かを判断する。なお、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、電流センサ１００ｕ、１００ｗからの出力信号に基づく、接続配線１１０ｕ、１１０ｗの電流値から接続配線１１０ｖの電流値を算出することができる。

また、電流センサ１００は、同一筐体内に断線機構を有する。該断線機構は、電流センサ１００により電流が検出される配線を断線するために設けられる。詳細は後述するが、電流センサ１００は、断線機構を駆動する駆動回路を有し、過電流が流れていると判断したＭＧ−ＥＣＵ５０から該駆動回路に駆動信号が送信されることにより断線機構が駆動される。

以下、本実施形態に係る電流センサ１００について詳しく説明をする。

図２は、本実施形態に係る電流センサ１００（１００ｕ、１００ｗ）の配置の一例を示す図である。図２は、電力変換装置２の出力部分を平面視で示しており、インバータ２０と出力端子１２０の間に三相交流におけるＵ相の接続配線１１０ｕ、Ｖ相の接続配線１１０ｖ、Ｗ相の接続配線１１０ｗが設けられる。なお、出力端子１２０は、ＭＧ４０に接続するワイヤハーネス（不図示）と接続するための端子である。

図２を参照するに、接続配線１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗは、導体板で構成されたバスバーであり、電流センサ１００ｕは、Ｕ相の接続配線１１０ｕを取り囲むように配置され、電流センサ１００ｗは、Ｗ相の接続配線１１０ｗを取り囲むように配置される。

図３は、電流センサ１００（１００ｕ、１００ｗ）の構造を示す概略断面図であり、各断面（Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面）は、図２における各断面指示に対応している。図３（ａ）は、電流センサ１００ｕのＡ−Ａ断面図、即ち、接続配線１１０ｕに直交する方向から見た電流センサ１００ｕの側面視断面図である。図３（ａ）の左図は、通常時（接続配線１１０ｕに過電流が流れていない場合）における電流センサ１００ｕの状態を示しており、図３（ａ）の右図は、断線機構が駆動された場合における電流センサ１００ｕの状態を示している。図３（ｂ）は、電流センサ１００ｕ、１００ｗのＢ−Ｂ断面図、即ち、接続配線１１０に平行する方向からみた電流センサ１００ｕ、１００ｗの側面視断面図である。図３（ｃ）は、電流センサ１００ｕ、１００ｗのＣ−Ｃ断面図、即ち、接続配線１１０に平行する方向からみた電流センサ１００ｕ、１００ｗの断線機構を含む部位の側面視断面図である。なお、電流センサ１００ｕと電流センサ１００ｗの構造は、同様であるため、電流センサ１００ｕを中心に説明を行う。

図３（ａ）〜（ｃ）を参照するに、電流センサ１００ｕは、磁気コア１０１ｕ、ホール素子１０２ｕ、回路基板１０３ｕ、ピストン１０４ｕ、シリンダ１０５ｕ、筐体１０６ｕ、貫通孔１０７ｕ等を含む。接続配線１１０ｕは、貫通孔１０７ｕを貫通しており、電流センサ１００ｕは、バスバーである接続配線１１０ｕを取り囲むように配置される。

図３（ａ）、（ｂ）を参照するに、電流センサ１００ｕは、非接触式（磁気式）電流センサであり、電流検出部として磁気コア１０１ｕ、ホール素子１０２ｕ、回路基板１０３ｕ等を含んでよい。磁気コア１０１ｕ、ホール素子１０２ｕ、回路基板１０３ｕは、筐体１０６ｕ内に収められる。磁気コア１０１ｕは接続配線１０１ｕを断面視で取り囲むように配置され、磁気コア１０１ｕの周方向に設けられたギャップ（不連続部分）にホール素子１０２ｕが挿入されている。磁気コア１０１ｕは、高透磁率で残留磁気が少ない珪素鋼板、ダストコア、パーマロイコア等を用いてよい。

接続配線１１０ｕに流れる電流により発生した磁界がホール素子１０２ｕの感磁面に印加されることにより該電流に応じたホール素子１０２ｕからの出力が得られ、該出力から接続配線１１０ｕに流れる電流を求めることができる。例えば、磁気比例式電流センサであれば、ホール素子１０２ｕの感磁面に印加される磁界の強さは被測定電流に比例するので、ホール素子１０２ｕの出力電圧から接続配線１１０ｕに流れる電流を求めることができる。また、磁気平衡式電流センサであれば、被測定電流によって発生する磁界を相殺するようにホール素子１０２ｕからフィードバックコイル（磁気コア１０１ｕに巻線を設けて構成）にフィードバック電流が供給され、該フィードバック電流から接続配線１１０ｕに流れる電流を求めることができる。

回路基板１０３ｕには、ホール素子１０２ｕからの出力を接続配線１１０ｕに流れる電流に応じた出力信号として出力する出力回路（電流検出回路）が設けられる。例えば、磁気比例式電流センサであれば、出力回路には、ホール素子１０２ｕの出力電圧を増幅させて出力させるための増幅回路等が含まれてよい。また、磁気平衡式電流センサであれば、出力回路には、ホール素子１０２ｕから供給されるフィードバック電流を電圧として出力するための検出抵抗や検出抵抗の両端電圧を増幅させて出力させるための増幅回路等が含まれてよい。なお、回路基板１０３ｕには、電流センサ１００ｕを駆動するための電源等も含まれてよい。

また、図３（ａ）、（ｃ）を参照するに、断線機構としてピストン１０４ｕがシリンダ１０５ｕ内に摺動可能に設けられている。該断線機構（ピストン１０４ｕ、シリンダ１０５ｕ）は、上記電流検出部（磁気コア１０１ｕ、ホール素子１０２ｕ、回路基板１０３ｕ等）と同一の筐体１０６ｕに収められる。図３（ａ）の右図に示すように、ピストン１０４ｕが駆動され、下方に突出することにより、接続配線１１０ｕを押圧、破断させ、接続配線１１０ｕを断線させることができる。押圧部材であるピストン１０４ｕの先端（接続配線１１０ｕを押圧する部分）は、図３（ａ）に示すように尖頭状の形状であってよく、これにより接続配線１１０ｕを確実に破断することができる。また、接続配線１１０ｕはバスバーであるため、突出したピストン１０４ｕによる押圧力による撓みが少なくなり、より確実に接続配線１１０ｕの断線を行うことができる。また、接続配線１１０ｕのピストン１０４ｕによる押圧がされる部分の近傍には、バスバーを断面視で取り囲むように設けられた磁気コア１０１ｕが配置されている。よって、磁気コア１０１ｕ及び該磁気コア１０１ｕを保持する筐体１０６ｕが接続配線１１０ｕにおけるピストン１０４ｕによる押圧部分の近傍を下から支えることで、より確実に接続配線１１０ｕを断線させることができる。

ピストン１０４ｕは、少なくとも接続配線１１０ｕを押圧する部分や接続配線１１０ｕに接触する可能性のある部分は（電気的）絶縁部材により構成される。例えば、金属で基本形状を構成し、表面に樹脂等の絶縁部材をコーティングすることによりピストン１０４ｕを構成してもよいし、ピストン１０４ｕ全体をセラミック等の絶縁部材により構成してもよい。

ピストン１０４ｕは、例えば、いわゆるパイロ方式により下方へ突出されてよい。具体的には、点火器（不図示）を作動させることにより火薬に着火し、火薬を通じてガス生成剤等に着火することで高圧の燃焼生成物（火炎、高温ガス、衝撃波等）を発生させる。発生した該燃焼生成物がシリンダ１０５ｕ内に流入することによりピストン１０４ｕが軸方向に移動し、ピストン１０４ｕが突出する。断線機構を駆動する（点火器に点火信号を出力する）回路（駆動回路）は、上記出力回路と同じ回路基板１０３ｕに設けられる。駆動回路は、ＭＧ−ＥＣＵ５０から送信される断線機構を駆動する駆動信号に応じて、点火信号を点火器に出力する。このように、ピストン１０４ｕの駆動力として、火薬による爆発力を用いることにより、過電流の検出に即応して接続配線１１０ｕを断線させることが可能となる。なお、ピストン１０４ｕの駆動方法としては、上記火薬による方法以外を用いてもよく、例えば、電磁力、空気圧、油圧等の動力による方法を用いてもよい。

このように、過電流検出手段としての電流検出部と過電流が検出された場合に配線を断線させる断線機構とを同一筐体内に配置することにより、電流センサと断線機構を別々に設ける場合に比してスペース効率を向上させることができる。即ち、電流検出部と断線機構とに必要なスペースを抑制することができ、例えば、接続配線１００ｕ、１００ｖ、１００ｗを長くする等の必要がなくなる。また、電流センサの電流検出回路（例えば、上記出力回路等）と断線機構を駆動する駆動回路（例えば、点火器に点火信号を出力する回路）を同一基板に搭載し、上記同一筐体内に配置することによりスペース効率の向上とコストの抑制を図ることができる。

また、ＭＧ４０の制御（フィードバック制御）において、接続配線１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗの三相のうち、二相分の電流を検出する電流センサが必要である。よって、ＭＧ４０の制御に用いる電流センサを上述した電流検出部と断線機構とを同一筐体に配置した電流センサに置き換えることにより、断線機構の追加によるスペース及びコストの増加を最小限に抑制することができる。

なお、本実施形態では、電流センサ１００は、ホール素子を用いた磁気式の電流センサであったが、電流検出部として他の方式を用いてもよい。例えば、電流検出部は、シャント抵抗を用いたものであってもよい。この場合においても、同様に、電流検出部と断線機構とを同一筐体内に配置することによりスペース効率を向上させることができる。また、シャント抵抗の両端電圧を出力する回路等を含む電流検出回路と断線機構を駆動する駆動回路とを同一基板に搭載し、同一の筐体内に配置することにより、スペース効率の向上とコストの抑制を図ることができる。

次に、過電流が検出された場合におけるＭＧ−ＥＣＵ５０の動作を説明する。

ＭＧ−ＥＣＵ５０は、電流センサ１００ｕ、１００ｗからの出力信号に基づき、接続配線１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗの電流値を算出し、過電流が流れているか否かを判断する。過電流か否かの判断は、通常時における電流値の範囲を超えているか否かや、通常時における電流波形（交流波形）に対するずれが発生しているか否か等により行われてよい。なお、ＭＧ−ＥＣＵ５０による電流値の算出は、ＭＧ−ＥＣＵ５０内のＲＡＭ等に予め定められた電流センサ１００ｕ、１００ｗの出力特性を記憶させておき、当該出力特性に基づいて行われてよい。

ＭＧ−ＥＣＵ５０は、接続配線１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗのいずれかに過電流が流れていると判断した場合、電流センサ１００ｕ、１００ｗの回路基板１０３ｕ、１０３ｗに含まれる各駆動回路に駆動信号を送信する。

電流センサ１００ｕ、１００ｗの各駆動回路は、駆動信号に基づいて断線機構（ピストン１０４ｕ、１０４ｗ）を駆動することにより、接続配線１１０ｕ、１１０ｗを破断し、断線させる。

例えば、インバータ２０に含まれるトランジスタＳＷ２１〜ＳＷ２６のいずれかに短絡故障が発生した場合、トランジスタＳＷ２１〜ＳＷ２６には、並列にダイオードＤ２１〜Ｄ２６が設けられているため、短絡故障したトランジスタとＭＧ４０との間に短絡回路が構成される。ここで、インバータ２０とＭＧ４０とは、３本の接続配線１００ｕ、１００ｖ、１００ｗで接続されているため、２つの短絡回路が構成される。当該２つの短絡回路は、常時導通状態であるため、ＭＧ４０により発電が行われた場合、その電流が２つの短絡回路に流れる結果、インバータ２０とＭＧ４０の間に過電流が流れることになる。

よって、２つの電流センサ１００ｕ、１００ｗに設けられた断線機構（ピストン１０４ｕ、１０４ｗ）により２本の接続配線１００ｕ、１００ｗを断線させることによりインバータ２０（電力変換装置２）とＭＧ４０とを電気的に切り離すことができる。これにより、過電流が流れ続けることによるＭＧ４０の故障や回路の異常発熱等を防止することができる。

［第２の実施形態］
次いで、第２の実施形態について説明をする。

本実施形態に係る電流センサ１００は、Ｕ相、Ｖ相の２つの接続配線１１０ｕ、１１０ｖの電流を検出する電流検出部と、２つの接続配線１１０ｕ、１１０ｖを断線させる断線機構とを同一の筐体に収めた（統合した）点において、第１の実施形態と主に異なる。以下、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して、異なる部分を中心に説明する。

本実施形態に係る電流センサ、及び電力変換装置を含む車両のシステム構成は、電流センサ１００の配置を除いて、第１の実施形態に係る図１と同様であるため、説明は省略する。

以下、本実施形態に係る電流センサ１００について詳しく説明をする。

図４は、本実施形態に係る電流センサ１００の配置の一例を示す図である。図４は、電力変換装置２の出力部分を平面視で示しており、インバータ２０と出力端子１２０の間に三相交流におけるＵ相の接続配線１１０ｕ、Ｖ相の接続配線１１０ｖ、Ｗ相の接続配線１１０ｗが設けられる。なお、出力端子１２０は、ＭＧ４０に接続するワイヤハーネス（不図示）と接続するための端子である。

電流センサ１００は、インバータ２０からＭＧ４０に繋がる接続配線１１０（１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗ）のうち、ＭＧ４０のＵ相、Ｖ相に接続する接続配線１１０ｕ、１１０ｖの電流を検出する。電流センサ１００の出力信号は、ＭＧ−ＥＣＵ５０に入力され、ＭＧ４０の制御（フィードバック制御）に用いられる。また、電流センサ１００の出力信号に基づいて、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、過電流が接続配線１１０ｕ、１１０ｖに流れているか否かを判断する。

また、電流センサ１００は、同一筐体内に断線機構を有する。該断線機構は、電流センサ１００により電流が検出される配線を断線するために設けられる。詳細は後述するが、電流センサ１００は、断線機構を駆動する駆動回路を有し、過電流が流れていると判断したＭＧ−ＥＣＵ５０から該駆動回路に駆動信号が送信されることにより断線機構が駆動される。

図５は、電流センサ１００の構造を示す概略断面図であり、各断面（Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面）は、図４における各断面指示に対応している。図５（ａ）は、電流センサ１００のＡ−Ａ断面図、即ち、接続配線１１０に直交する方向から見た電流センサ１００の側面視断面図である。なお、図５（ａ）は、接続配線１１０ｕの電流を検出する電流検出部と接続配線１１０ｕを断線させる断線機構とが配置される部分の断面図であるが、接続配線１１０ｖの電流を検出する電流検出部と接続配線１１０ｖを断線させる断線機構とが配置される部分の断面図についても図５（ａ）と同様に表される。図５（ａ）の左図は、通常時（接続配線１１０に過電流が流れていない場合）における電流センサ１００の状態を示しており、図５（ａ）の右図は、断線機構が駆動された場合における電流センサ１００の状態を示している。図５（ｂ）は、電流センサ１００のＢ−Ｂ断面図、即ち、接続配線１１０に平行する方向からみた電流センサ１００の側面視断面図である。図５（ｃ）は、電流センサ１００のＣ−Ｃ断面図、即ち、接続配線１１０に平行する方向からみた電流センサ１００の断線機構を含む部位の側面視断面図である。

図５（ａ）〜（ｃ）を参照するに、電流センサ１００は、接続配線１１０ｕに関して、磁気コア１０１ｕ、ホール素子１０２ｕ、回路基板１０３、ピストン１０４ｕ、シリンダ１０５、筐体１０６、貫通孔１０７ｕ等を含む。また、電流センサ１００は、接続配線１１０ｖに関して、磁気コア１０１ｖ、ホール素子１０２ｖ、回路基板１０３、ピストン１０４ｖ、シリンダ１０５、筐体１０６、貫通孔１０７ｖ等を含む。接続配線１１０ｕ、１１０ｖは、それぞれ、貫通孔１０７ｕ、１０７ｖを貫通しており、電流センサ１０１は、バスバーである接続配線１１０ｕ、１１０ｖを取り囲むように配置される。

図５（ａ）、（ｂ）を参照するに、電流センサ１００は、第１の実施形態と同様、非接触式（磁気式）電流センサであり、接続配線１１０ｕの電流検出部として磁気コア１０１ｕ、ホール素子１０２ｕ、回路基板１０３等を含んでよい。また、接続配線１１０ｖの電流検出部として磁気コア１０１ｖ、ホール素子１０２ｖ、回路基板１０３等を含んでよい。接続配線１１０ｕの電流検出部（磁気コア１０１ｕ、ホール素子１０２ｕ）と、接続配線１１０ｖの電流検出部（磁気コア１０１ｖ、ホール素子１０２ｖ）とは、接続配線１１０ｕ、１１０ｖと同様に、並列に配置される。また、磁気コア１０１ｕ、１０１ｖ、ホール素子１０２ｕ、１０２ｖ、回路基板１０３は、同一の筐体１０６内に収められる。なお、接続配線１１０ｖの電流検出部としての磁気コア１０１ｖ、ホール素子１０２ｖ等の構造は、接続配線１１０ｕの電流検出部としての磁気コア１０１ｕ、ホール素子１０２ｕと同様であるため、以下、接続配線１１０ｕの電流検出部を中心に説明する。

磁気コア１０１ｕは、第１の実施形態と同様、接続配線１０１ｕを断面視で取り囲むように配置され、磁気コア１０１ｕの周方向に設けられたギャップ（不連続部分）にホール素子１０２ｕが挿入されている。

第１の実施形態と同様、接続配線１１０ｕに流れる電流により発生した磁界がホール素子１０２ｕの感磁面に印加されることにより該電流に応じたホール素子１０２ｕからの出力が得られ、該出力から接続配線１１０ｕに流れる電流を求めることができる。

回路基板１０３には、第１の実施形態と同様、ホール素子１０２ｕからの出力を接続配線１１０ｕに流れる電流に応じた出力信号として出力する出力回路（電流検出回路）が設けられる。また、回路基板１０３には、ホール素子１０２ｖからの出力を接続配線１１０ｖに流れる電流に応じた出力信号として出力する出力回路（電流検出回路）が設けられる。なお、回路基板１０３には、第１の実施形態と同様、電流センサ１００を駆動するための電源等も含まれてよい。

また、図５（ａ）、（ｃ）を参照するに、接続配線１１０ｕ、１１０ｖの断線機構としてピストン１０４がシリンダ１０５内に摺動可能に設けられている。ピストン１０４は、接続配線１１０ｕを押圧して断線させるピストン１０４ｕと、接続配線１１０ｖを押圧して断線さえるピストン１０４ｖとを含む。ピストン１０４ｕ、１０４ｖは、一体構造となっており、ピストン１０４ｕ、１０４ｖは、一体として動作する。該断線機構（ピストン１０４、シリンダ１０５）は、上記電流検出部（磁気コア１０１ｕ、１０１ｖ、ホール素子１０２ｕ、１０２ｖ、回路基板１０３ｕ等）と同一の筐体１０６内に収められる。

図５（ａ）の右図に示すように、第１の実施形態と同様、ピストン１０４（１０４ｕ）が駆動され、下方に突出することにより、接続配線１１０ｕを押圧、破断させ、接続配線１１０ｕを断線させることができる。また、同様に、ピストン１０４ｖも下方に突出することにより、接続配線１１０ｖを押圧、破断させ、接続配線１１０ｖを断線させることができる。ピストン１０４の具体的な構造や駆動方法等の詳細は、ピストン１０４ｕ、１０４ｖが一体構造であり、一体で動作する点以外は、第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

このように、第１の実施形態と同様、過電流検出手段としての電流検出部と過電流が検出された場合に配線を断線させる断線機構とを同一筐体内に配置することにより、電流センサと断線機構を別々に設ける場合に比してスペース効率を向上させることができる。即ち、電流検出部と断線機構とに必要なスペースを抑制することができ、例えば、接続配線１００ｕ、１００ｖ、１００ｗを長くする等の必要がなくなる。また、電流センサの電流検出回路（例えば、上記出力回路等）と断線機構を駆動する駆動回路（例えば、点火器に点火信号を出力する回路）を同一基板に搭載し、上記同一筐体内に配置することによりスペース効率の向上とコストの抑制を図ることができる。

また、ＭＧ４０の制御（フィードバック制御）において、接続配線１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗの三相のうち、二相分の電流を検出する電流センサが必要である。よって、隣り合うＵ相、Ｖ相の接続配線１１０ｕ、１１０ｖそれぞれの電流を検出する電流検出部を同一筐体内に収める（統合する）ことにより電流センサに要するスペースを抑制することが可能となる。また、これにより、接続配線１１０ｕ、１１０ｖを断線させるための断線機構を統合する（接続配線１１０ｕ、１１０ｖを断線させるピストンを１つにする）ことが可能となり、断線機構の追加に必要なスペースを更に抑制することができる。また、断線機構を統合することにより断線機構を駆動する回路も統合することができるため、断線機構の追加に必要なスペースとコストの抑制を更に図ることができる。

なお、本実施形態では、電流センサ１００は、ホール素子を用いた磁気式の電流センサであったが、電流検出部として他の方式を用いてもよい点も第１の実施形態と同様である。また、上述した電流センサ１００は、Ｕ相、Ｖ相の接続配線１１０ｕ、１１０ｖにおける電流を検出し、接続配線１１０ｕ、１１０ｖを断線させるものであったが、隣接するＶ相、Ｗ相の接続配線１１０ｖ、１１０ｗにおける電流を検出し、接続配線１１０ｖ、１１０ｗを断線させるものであってもよい。

次に、過電流が検出された場合におけるＭＧ−ＥＣＵ５０の動作を説明する。

ＭＧ−ＥＣＵ５０は、電流センサ１００からの出力信号に基づき、接続配線１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗの電流値を算出し、過電流が流れているか否かを判断する。

ＭＧ−ＥＣＵ５０は、接続配線１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗのいずれかに過電流が流れていると判断した場合、電流センサ１００の回路基板１０３に含まれる駆動回路に駆動信号を送信する。

電流センサ１００の駆動回路は、駆動信号に基づいて断線機構（ピストン１０４）を駆動することにより、接続配線１１０ｕ、１１０ｖを破断し、断線させる。

従って、第１の実施形態と同様、２本の接続配線１００ｕ、１００ｖを断線させることができ、インバータ２０（電力変換装置２）とＭＧ４０とを電気的に切り離すことができる。これにより、過電流が流れ続けることによるＭＧ４０の故障や回路の異常発熱等を防止することができる。

［第３の実施形態］
次いで、第３の実施形態について説明をする。

本実施形態に係る電流センサは、第２の実施形態と同様、電力変換装置２からＭＧ４０への三相交流の接続配線のうちの二相分の電流検出部及び断線機構を統合している。第２の実施形態と異なる点は、本実施形態に係る電力変換装置２は、２つのＭＧ４０（ＭＧ４０ａ、ＭＧ４０ｂ）に三相交流電力を供給し、本実施形態に係る電流センサは、２つの三相交流の接続配線のうち、各二相分の電流検出部及び断線機構を更に統合している点である。以下、第１、第２の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して、異なる部分を中心に説明する。

図６は、本実施形態に係る電流センサ、及び電力変換装置を含む車両のシステム構成を示すブロック図である。なお、第１、第２の実施形態と異なる部分を中心に説明をする。

車両１は、電動機を駆動源の一つとして有する電動車両である。なお、車両１は、エンジンを併せて搭載したハイブリッド車であってもよいし、電動機のみを駆動源とする電気自動車であってもよい。

車両１は、バッテリ３０、モータジェネレータ（以下、ＭＧと呼ぶ）４０、電力変換装置２、ＭＧ−ＥＣＵ５０、電流センサ１００等を含む。

バッテリ３０は、ＭＧ４０に電力を供給する蓄電装置であり、第１、第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ＭＧ４０は、車両１の駆動源の１つとしての回転電動機であり、発電機でもある。ＭＧ４０は、ＭＧ４０ａ、４０ｂを含む。例えば、ＭＧ４０ａは、バッテリ３０から供給された電力により車両１を駆動し、車両１の減速時には、回生動作により発電機として機能し、発電された電力をバッテリ３０に充電してよい。又、車両１がハイブリッド車の場合、ＭＧ４０ｂは、バッテリ３０から供給された電力によりエンジン（不図示）をアシスト駆動し、該エンジンにより駆動され、発電を行ってよい。なお、発電された電力は、車両１に設けられた他の回転電動機に供給されたり、バッテリ３０に充電されたりしてよい。ＭＧ４０ａ、４０ｂは、後述する電力変換装置２に含まれるインバータ２０を介して供給される三相交流電力により駆動される。

電力変換装置２は、バッテリ３０から供給された電力を用いてＭＧ４０を駆動するための駆動装置であり、昇圧コンバータ１０、インバータ２０を含む。

昇圧コンバータ１０は、バッテリ３０の電圧を所定の電圧（ＭＧ４０の駆動電圧）に昇圧するものであり、第１、第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

インバータ２０は、昇圧コンバータ１０を介してバッテリ３０から供給された直流電力を三相交流電力に変換して、ＭＧ４０ａ、４０ｂに供給する。インバータ２０は、ＭＧ４０ａに三相交流電力を供給する部位として、Ｕ相用のトランジスタＳＷ２１（上アーム）、ＳＷ２２（下アーム）と、Ｖ相用のトランジスタＳＷ２３（上アーム）、ＳＷ２４（下アーム）と、Ｗ相用のトランジスタＳＷ２５（上アーム）、ＳＷ２６（下アーム）とを含む。また、インバータ２０は、ＭＧ４０ｂに三相交流電力を供給する部位として、Ｕ相用のトランジスタＳＷ３１（上アーム）、ＳＷ３２（下アーム）と、Ｖ相用のトランジスタＳＷ３３（上アーム）、ＳＷ３４（下アーム）と、Ｗ相用のトランジスタＳＷ３５（上アーム）、ＳＷ３６（下アーム）とを含む。インバータ２０は、後述するＭＧ−ＥＣＵ５０によりトランジスタＳＷ２１〜ＳＷ２６、ＳＷ３１〜ＳＷ３６のスイッチング制御が行われることにより直流電力を三相交流電力に変換して、ＭＧ４０ａ、４０ｂに供給することができる。なお、インバータ２０は、トランジスタＳＷ２１〜ＳＷ２６、ＳＷ３１〜ＳＷ３６の駆動回路（不図示）を含み、ＭＧ−ＥＣＵ５０によるスイッチング制御は、該駆動回路を介して行われる。

ＭＧ−ＥＣＵ５０は、ＭＧ４０の駆動制御を行う制御ユニットである。ＭＧ−ＥＣＵ５０は、各制御プログラムをＣＰＵ上で実行することにより、第１、第２の実施形態と同様、後述する昇圧コンバータ１０の制御、インバータ２０を介したＭＧ４０（ＭＧ４０ａ、４０ｂ）の制御、電流センサ１００の断線機構の駆動制御等の各種処理を実行する。

ＭＧ−ＥＣＵ５０は、昇圧コンバータ１０の昇圧動作を制御し、第１、第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

また、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、車両１の統合制御ＥＣＵ（不図示）が運転者によるアクセル操作量、バッテリ３０の状態、車両状態等に基づき算出したトルク指令を受信し、該トルク指令に沿ったトルクが出力されるように、インバータ２０を介してＭＧ４０ａ、４０ｂの制御を行う。具体的には、ＭＧ４０ａに設けられた回転速度センサからの信号、ＭＧ４０ａのＶ相、Ｗ相のコイルに接続する接続配線１１０（１１０ｖ１、１１０ｗ１）に設けられた電流センサ１００からの信号等に基づくフィードバック制御によりＭＧ４０ａを制御してよい。また、ＭＧ４０ｂに設けられた回転速度センサからの信号、ＭＧ４０ｂのＵ相、Ｖ相のコイルに接続する接続配線１１０（１１０ｕ２、１１０ｖ２）に設けられた電流センサ１００からの信号等に基づくフィードバック制御によりＭＧ４０ｂを制御してよい。ＭＧ−ＥＣＵ５０は、トランジスタＳＷ２１〜ＳＷ２６、ＳＷ３１〜ＳＷ３６のデューティ比等を演算し、インバータ２０（駆動回路）にＰＷＭ信号を出力する。

さらに、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、電流センサ１００からの出力信号に基づき、接続配線１１０（１１０ｕ１、１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２、１１０ｗ２）に過電流が流れたか否かを判断する。過電流が流れたと判断した場合、後述する断線機構を駆動する駆動回路に駆動信号を送信し、接続配線１１０（１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２）を断線させる。過電流が流れた場合における接続配線１００の断線処理の詳細については、後述する。

電流センサ１００は、インバータ２０からＭＧ４０ａに繋がる接続配線１１０のうち、ＭＧ４０ａのＶ相、Ｗ相に接続する接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１の電流を検出する。また、電流センサ１００は、インバータ２０からＭＧ４０ｂに繋がる接続配線１１０のうち、ＭＧ４０ｂのＵ相、Ｖ相に接続する接続配線１１０ｕ２、１１０ｖ２の電流を検出する。電流センサ１００の出力信号は、上述したとおり、ＭＧ−ＥＣＵ５０に入力され、ＭＧ４０の制御（フィードバック制御）に用いられる。また、上述したとおり、電流センサ１００の出力信号に基づいて、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、過電流が接続配線１１０（１１０ｕ１、１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２、１１０ｗ２）に流れたか否かを判断する。なお、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、電流センサ１００からの出力信号に基づく、接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１の電流値から接続配線１１０ｕ１の電流値を算出することができる。また、電流センサ１００からの出力信号に基づく、接続配線１１０ｕ２、１１０ｖ２の電流値から接続配線１１０ｗ２を算出することができる。

また、電流センサ１００は、第１、第２の実施形態と同様、同一筐体内に断線機構を有する。該断線機構は、電流センサ１００により電流が検出される配線を断線するために設けられる。詳細は後述するが、電流センサ１００は、断線機構を駆動する駆動回路を有し、過電流が流れたと判断したＭＧ−ＥＣＵ５０から該駆動回路に駆動信号が送信されることにより断線機構が駆動される。

以下、本実施形態に係る電流センサ１００について詳しく説明をする。

図７は、本実施形態に係る電流センサ１００の配置の一例を示す図である。図７は、電力変換装置２の出力部分を平面視で示しており、インバータ２０と出力端子１２０の間にＭＧ４０ａに対するＵ相の接続配線１１０ｕ１、Ｖ相の接続配線１１０ｖ１、Ｗ相の接続配線１１０ｗ１が設けられる。また、ＭＧ４０ａに対する接続配線１１０ｕ１、１１０ｖ１、１１０ｗ１と並列に、ＭＧ４０ｂに対するＵ相の接続配線１１０ｕ２、Ｖ相の接続配線１１０ｖ２、Ｗ相の接続配線１１０ｗ２が設けられる。なお、出力端子１２０は、ＭＧ４０ａ、４０ｂのそれぞれに接続するワイヤハーネス（不図示）と接続するための端子である。

図７を参照するに、接続配線１１０（１１０ｕ１、１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２、１１０ｗ２）は、導体板で構成されたバスバーである。また、電流センサ１００は、ＭＧ４０ａに対するＶ相、Ｗ相の接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１と、ＭＧ４０ｂに対するＵ相、Ｖ相の接続配線１１０ｕ２、１１０ｖ２とを取り囲むように配置されている。

図８は、電流センサ１００の構造を示す概略断面図であり、各断面（Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面）は、図７における各断面指示に対応している。図８（ａ）は、電流センサ１００のＡ−Ａ断面図、即ち、接続配線１１０に直交する方向から見た電流センサ１００の側面視断面図である。なお、図８（ａ）は、接続配線１１０ｖ１の電流を検出する電流検出部と接続配線１１０ｖ１を断線させる断線機構とが配置される部分の断面図であるが、接続配線１１０ｗ１の電流を検出する電流検出部と接続配線１１０ｗ１を断線させる断線機構とが配置される部分の断面図についても図５（ａ）と同様に表される。また、接続配線１１０ｕ２の電流を検出する電流検出部と接続配線１１０ｕ２を断線させる断線機構とが配置される部分の断面図、及び接続配線１１０ｖ２の電流を検出する電流検出部と接続配線１１０ｖ２を断線させる断線機構とが配置される部分の断面図についても同様である。図８（ａ）の左図は、通常時（接続配線１１０に過電流が流れていない場合）における電流センサ１００の状態を示しており、図８（ａ）の右図は、断線機構が駆動された場合における電流センサ１００の状態を示している。図８（ｂ）は、電流センサ１００のＢ−Ｂ断面図、即ち、接続配線１１０に平行する方向からみた電流センサ１００の側面視断面図である。図８（ｃ）は、電流センサ１００のＣ−Ｃ断面図、即ち、接続配線１１０に平行する方向からみた電流センサ１００の断線機構を含む部位の側面視断面図である。

図８（ａ）〜（ｃ）を参照するに、電流センサ１００は、接続配線１１０ｖ１に関して、磁気コア１０１ｖ１、ホール素子１０２ｖ１、回路基板１０３、ピストン１０４（１０４ｖ１）、シリンダ１０５、筐体１０６、貫通孔１０７ｖ１等を含む。また、電流センサ１００は、接続配線１１０ｗ１に関して、磁気コア１０１ｗ１、ホール素子１０２ｗ１、回路基板１０３、ピストン１０４（１０４ｗ１）、シリンダ１０５、筐体１０６、貫通孔１０７ｗ１等を含む。また、電流センサ１００は、接続配線１１０ｕ２に関して、磁気コア１０１ｕ２、ホール素子１０２ｕ２、回路基板１０３、ピストン１０４（１０４ｕ２）、シリンダ１０５、筐体１０６、貫通孔１０７ｕ２等を含む。また、電流センサ１００は、接続配線１１０ｖ２に関して、磁気コア１０１ｖ２、ホール素子１０２ｖ２、回路基板１０３、ピストン１０４（１０４ｖ２）、シリンダ１０５、筐体１０６、貫通孔１０７ｖ２等を含む。接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２は、それぞれ、貫通孔１０７ｖ１、１０７ｗ１、１０７ｕ２、１０７ｖ２を貫通している。即ち、電流センサ１００は、バスバーである接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２を取り囲むように配置される。

図８（ａ）、（ｂ）を参照するに、第１、第２の実施形態と同様、電流センサ１００は、非接触式（磁気式）電流センサであり、磁気コアとホール素子を用いた電流検出部が各接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２に対して設けられている。また、各ホール素子１０２ｖ１、１０２ｗ１、１０２ｕ２、１０２ｖ２からの出力を各接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２に流れる電流に応じた出力信号として出力する出力回路は、回路基板１０３に設けられる。なお、回路基板１０３には、第１、第２の実施形態と同様、電流センサ１００を駆動するための電源等が含まれてよい。磁気コア１０１ｖ１、１０１ｗ１、１０１ｕ２、１０１ｖ２、ホール素子１０２ｖ１、１０２ｗ１、１０２ｕ２、１０２ｖ２、回路基板１０３は、同一の筐体１０６内に収められる。

また、図８（ａ）、（ｃ）を参照するに、第１、第２の実施形態と同様、接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２の断線機構としてピストン１０４がシリンダ１０５内に摺動可能に設けられている。ピストン１０４は、接続配線１１０ｖ１を押圧して断線させるピストン１０４ｖ１と、接続配線１１０ｗ１を押圧して断線させるピストン１０４ｗ１と、接続配線１１０ｕ２を押圧して断線させるピストン１０４ｕ２と、接続配線１１０ｖ２を押圧して断線させるピストン１０４ｖ２とを含む。ピストン１０４ｖ１、１０４ｗ１、１０４ｕ２、１０４ｖ２は、一体構造となっており、一体として動作する。該断線機構（ピストン１０４、シリンダ１０５）は、上記電流検出部（磁気コア１０１ｖ１、１０１ｗ１、１０１ｕ２、１０１ｖ２、ホール素子１０２ｖ１、１０２ｗ１、１０２ｕ２、１０２ｖ２、回路基板１０３等）と同一の筐体１０６内に収められる。

図８（ａ）の右図に示すように、第１、第２の実施形態と同様、ピストン１０４（１０４ｖ１）が駆動され、下方に突出することにより、接続配線１１０（１１０ｖ１）を押圧、破断させ、接続配線１１０ｖ１を断線させることができる。また、同様に、ピストン１０４ｗ１、１０４ｕ２、１０４ｖ２も下方に突出することにより、接続配線１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２を押圧、破断させ、接続配線１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２を断線させることができる。ピストン１０４の具体的な構造や駆動方法等の詳細は、第１、第２の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

このように、２系統の３相交流を出力する電力変換装置２においても、第１、第２の実施形態と同様、電流検出部と断線機構とを同一筐体内に配置することにより、電流センサと断線機構を別々に設ける場合に比してスペース効率を向上させることができる。また、電流センサの電流検出回路（例えば、上記出力回路等）と断線機構を駆動する駆動回路（例えば、点火器に点火信号を出力する回路）を同一基板に搭載し、上記同一筐体内に配置することによりスペース効率の向上とコストの抑制を図ることができる。

また、ＭＧ４０ａの制御（フィードバック制御）において、接続配線１１０ｕ１、１１０ｖ１、１１０ｗ１の三相のうち、二相分の電流を検出する電流センサが必要である。また、ＭＧ４０ｂの制御（フィードバック制御）において、接続配線１１０ｕ２、１１０ｖ２、１１０ｗ２の三相のうち、二相分の電流を検出する電流センサが必要である。よって、ＭＧ４０ａにおける隣接するＶ相、Ｗ相の接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１それぞれの電流を検出する電流検出部と、ＭＧ４０ｂにおける隣接するＵ相、Ｖ相の接続配線１１０ｕ２、１１０ｖ２それぞれの電流を検出する電流検出部とを同一筐体内に収める（統合する）。これにより、電流センサに要するスペースを抑制することが可能となる。また、これにより、接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２を断線させるための断線機構を統合する（接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２を断線させるピストンを１つにする）ことが可能となり、断線機構の追加に必要なスペースを更に抑制することができる。また、断線機構を統合することにより断線機構を駆動する回路も統合することができるため、断線機構の追加に必要なスペースとコストの抑制を更に図ることができる。

なお、本実施形態では、電流センサ１００は、ホール素子を用いた磁気式の電流センサであったが、電流検出部として他の方式を用いてもよい点も第１、第２の実施形態と同様である。

次に、過電流が検出された場合におけるＭＧ−ＥＣＵ５０の動作を説明する。

ＭＧ−ＥＣＵ５０は、電流センサ１００からの出力信号に基づき、接続配線１１０（１１０ｕ１、１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２、１１０ｗ２）の電流値を算出し、過電流が流れているか否かを判断する。

ＭＧ−ＥＣＵ５０は、接続配線１１０（１１０ｕ１、１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２、１１０ｗ２）のいずれかに過電流が流れていると判断した場合、電流センサ１００の回路基板１０３に含まれる駆動回路に駆動信号を送信する。

電流センサ１００の駆動回路は、駆動信号に基づいて断線機構（ピストン１０４）を駆動することにより、接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１、１１０ｕ２、１１０ｖ２を破断し、断線させる。

従って、第１の実施形態と同様、ＭＧ４０ａへの２本の接続配線１１０ｖ１、１１０ｗ１と、ＭＧ４０ｂへの２本の接続配線１１０ｕ２、１１０ｖ２を断線させることができ、インバータ２０（電力変換装置２）とＭＧ４０ａ、４０ｂとを電気的に切り離すことができる。これにより、過電流が流れ続けることによるＭＧ４０ａ、４０ｂの故障や回路の異常発熱等を防止することができる。

［変形例］
次いで、上述した各実施形態における電流センサの変形例について説明をする。

なお、以下に説明する電流センサは、上述した各実施形態のいずれにも適用が可能であるが、第１の実施形態に適用した場合について、説明をする。

図９は、電流センサ１００の変形例を示す図である。図９（ａ）は、変形例に係る電流センサ１００（１００ｕ）における磁気コア１０１ｕの構造を示す斜視図である。図９（ｂ）は、変形例に係る電流センサ１００（１００ｕ）の（図２における）Ａ−Ａ断面図、即ち、接続配線１１０ｕに直交する方向から見た電流センサ１００（１００ｕ）の側面視断面図である。図９（ｂ）の左図は、通常時（接続配線１１０ｕに過電流が流れていない場合）における電流センサ１００ｕの状態を示しており、図９（ｂ）の右図は、断線機構が駆動された場合における電流センサ１００ｕの状態を示している。なお、図９には、電流センサ１００ｕの構造が示されているが、電流センサ１００ｗについても同様の構造である。

図９（ａ）を参照するに、変形例に係る電流センサ１００（１００ｕ）の磁気コア１０１ｕには、切り欠き部分１０１ｕｃが設けられている。切り欠き部分１０１ｕｃは、ピストン１０４ｕの作動方向、及びその反対側から見て、バスバーである接続配線１１０ｕが露出するように（視認可能に）設けられる。即ち、ピストン１０４ｕが作動方向に突出した場合に、磁気コア１０１ｕを貫通可能とされている。

図９（ｂ）を参照するに、磁気コア１０１ｕと断線機構（ピストン１０４ｕ、シリンダ１０５ｕ）とは、接続配線１１０ｕの配策方向に対してオーバーラップして設けられている。断線機構が駆動された場合、ピストン１０４ｕは下方に突出し、磁気コア１０１ｕの切り欠き部分１０１ｕｃを通過しながら、接続配線１１０ｕを押圧し、破断させることにより、接続配線１１０ｕを断線させる。ここで、ピストン１０４ｕが接続配線１１０ｕを押圧する際に、磁気コア１０１ｕが切り欠き部分１０１ｕｃの両端で接続配線１１０ｕを下から支えることができるため、接続配線１１０ｕの撓みを抑制し、より確実に接続配線１１０ｕを断線させることができる。また、図９（ｂ）の左図に示すとおり、バスバーである接続配線１１０ｕに破断しやすくなるように溝部１１０ｕｃをピストン１０４ｕによる押圧部分の両端付近に設けてもよい。これにより、より確実に接続配線１１０を断線させることができる。また、磁気コア１０１ｕの切り欠き部分１０１ｕｃを通じてピストン１０４ｕが接続配線１１０ｕを押圧する構成を採用することにより、磁気コア１０１ｕと断線機構とを接続配線の配策方向に対してオーバーラップさせることができる。これにより、断線機構（ピストン１０４ｕ、シリンダ１０５ｕ）を追加するためのスペースを更に抑制することができる。

なお、バスバーである接続配線１１０ｕに上記溝部１１０ｕｃを設ける以外に、ピストン１０４ｕによる押圧部分の幅を他の部分より細くする等により、接続配線１１０ｕの破断を容易にしてもよい。また、これらの接続配線１１０ｕの破断を容易にする構造は、上述した各実施形態における接続配線１１０に適用されてよい。

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、本発明の一実施形態に係る電流センサ、及び電力変換装置について、車両１に搭載された電流センサ１００と該電流センサ１００を出力側の接続配線に設けた電力変換装置２（インバータ２０）とを用いて説明を行った。しかしながら、電流センサは、任意の配線に設けられてよく、該配線の過電流を検出し、該配線の断線させるものであってよい。また、電力変換装置は、車両以外に設けられるものでよい。

１ 車両
２ 電力変換装置
１０ 昇圧コンバータ
１１ 入力コンデンサ
１２ リアクトル
２０ インバータ
２１ 平滑コンデンサ
３０ バッテリ
４０ モータジェネレータ（ＭＧ）
５０ ＭＧ−ＥＣＵ
１００ 電流センサ
１０１ｕ、１０１ｖ、１０１ｗ 磁気コア
１０１ｖ１、１０１ｗ１、１０１ｕ２、１０１ｖ２ 磁気コア
１０２ｕ、１０２ｖ、１０２ｗ ホール素子
１０２ｖ１、１０２ｗ１、１０２ｕ２、１０２ｖ２ ホール素子
１０３ 回路基板（基板）
１０３ｕ、１０３ｗ 回路基板（基板）
１０４ ピストン（押圧部材）
１０４ｕ、１０４ｖ、１０４ｗ ピストン（押圧部材）
１０４ｖ１、１０４ｗ１、１０４ｕ２、１０４ｖ２ ピストン（押圧部材）
１０５ シリンダ
１０５ｕ、１０５ｗ シリンダ
１０６ 筐体
１０６ｕ、１０６ｗ 筐体
１１０ 接続配線
１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗ 接続配線
１１０ｕ１、１１０ｖ１、１１０ｗ１ 接続配線
１１０ｕ２、１１０ｖ２、１１０ｗ２ 接続配線
１２０ 接続端子
ＳＷ１１、１２ トランジスタ
ＳＷ２１〜ＳＷ２６ トランジスタ
ＳＷ３１〜ＳＷ３６ トランジスタ

Claims (5)

1. 配線に流れる電流を検出する電流検出部と、
   前記配線を断線させる断線機構であって、前記配線の一部分に押圧力を加えることにより前記配線を破断する押圧部材を有する断線機構と、
   前記断線機構を駆動する駆動回路と、を同一の筐体内に含み、
   前記電流検出部に含まれる電流検出回路と、前記駆動回路とは、同一の基板に配置され、
   前記電流検出部は、前記配線を断面視で取り囲むように配置された磁気コアと、前記磁気コアの周方向の一部に挿入されたホール素子と、前記電流検出回路に含まれる出力回路であって、前記ホール素子からの出力に基づいて、前記配線に流れる電流に応じた出力信号を出力する出力回路と、を含み、
   前記磁気コアには、前記押圧部材が作動方向に貫通可能な切り欠き部分が設けられ、
   前記押圧部材は、前記配線の前記切り欠き部分により露出した部分に押圧力を加えることを特徴とする、
   電流センサ。
2. 前記配線は、
   バスバーであることを特徴とする、
   請求項１に記載の電流センサ。
3. 所定の負荷に接続された電力変換装置であって、
   請求項１又は２に記載の電流センサを含み、
   前記電流センサは、
   前記所定の負荷との接続配線に流れる電流を検出するように設けられることを特徴とする、
   電力変換装置。
4. 前記電流検出部は、
   前記接続配線に含まれる複数の接続配線に流れる電流を検出し、
   前記断線機構は、
   前記複数の接続配線を断線させることを特徴とする、
   請求項３に記載の電力変換装置。
5. 前記所定の負荷は、
   三相交流により駆動する回転電動機であり、
   前記複数の接続配線は、
   前記回転電動機に電力を供給するためのＵ相線、Ｖ相線、及びＷ相線のうち、少なくともいずれか２つの配線であることを特徴とする、
   請求項４に記載の電力変換装置。
   
   

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