JP6854849B2 - 電流検出装置および電流検出装置の製造方法 - Google Patents

Description

本願は、電流検出装置に関する。

例えば、２組の３相巻線を有する交流回転機のそれぞれの相の巻線の電流を検出する磁気センサを用いた電流検出装置においては、それぞれの巻線の磁気センサに、他の相の電流による磁界が外乱磁界となって混入することによる電流検出誤差が含まれることになる。この誤差を低減するための構成が種々提案されている。

特許文献１に記載の電流検出装置は、第１対向部と第２対向部の電流の向きが逆となるように第１磁気センサと第２磁気センサを配置し、外乱磁界によって生じる電流検出誤差を低減している。特許文献２に記載の電流検出装置は、他相より影響を受ける磁束の大きさに対応する補正電流を補正導体に流すことで隣接する他相の磁束の影響による電流検出誤差を低減している。

特開２０１８−９６７９５号公報 国際公開第２０１７／１８７８１３号

特許文献１に記載の電流検出装置は、１相の電流を検出するために２つの磁気センサが必要となる。例えば、２群３相モータの場合であれば１２個の磁気センサが必要となるため、各相を１つの検出素子で検出する場合に比べて空間が多く必要となる。

また、特許文献２に記載の電流検出装置は、補正電流を流すための補正導体が必要となるため、空間が多く必要となる上、補正導体を実装しない場合に比べて補正導体の発熱によって温度上昇しやすくなる。部品の許容温度内で使用するためには、温度上昇を抑制するため高温時には電流量を制限する。熱的に厳しい環境下で使用される場合には、補正導体の発熱によって出力トルクの制限が早めにかかる。

本願は、上記の問題点を解決するための技術を開示するものであり、空間を多く必要とせず、電流検出誤差の小さい電流検出装置を提供することを目的としている。

本願に開示される電流検出装置は、交流回転機の２ｎ相（ｎは３の倍数）のそれぞれの巻線へのそれぞれの電流経路にそれぞれ対向配置された磁気センサを有する電流検出装置において、２ｎ個のそれぞれの電流経路配置位置に、それぞれ磁気センサが対向配置された電流経路が、２ｎ相のうちのｌ番目の相であるｌ相（ｌ＝１〜２ｎ）の電流Ｉ_ｌ、ｌ相の電流経路と２ｎ相のうちのｋ番目の相であるｋ相（ｋ＝１〜２ｎ）の電流経路に対向配置された磁気センサとの結合係数ａ_ｌ＿ｋとにより表記されるｋ相の電流経路に対向配置された磁気センサが検出する検出電流ｉ_ｋｓの表記

による２ｎ個の検出電流ｉ_ｋｓを、Ｉ_ｌの振幅が全て同じであるとして２軸座標系にｄｑ変換された電流表記によるｄ軸和電流およびｑ軸和電流のそれぞれの直流成分と交流成分のそれぞれを同位相の正弦関数で表される項ごとにまとめて表記したそれぞれの項のうち、誤差成分となる項の振幅が、ｌ≠ｋである複数の係数ａ_ｌ＿ｋにより相殺される条件となる位置関係に配置されているものである。

また、本願に開示される電流検出装置の製造方法は、それぞれ磁気センサが対向配置された２ｎ個の電流経路を配置する位置として、２ｎ個の電流経路配置位置を決定する配置位置決定工程、決定された２ｎ個のそれぞれの電流経路配置位置に、それぞれ磁気センサが対向配置された２ｎ個の電流経路のそれぞれを、２ｎ相のうちのｌ番目の相であるｌ相（ｌ＝１〜２ｎ）の電流Ｉ_ｌ、ｌ相の電流経路と２ｎ相のうちのｋ番目の相であるｋ相（ｋ＝１〜２ｎ）の電流経路に対向配置された磁気センサとの結合係数ａ_ｌ＿ｋとにより表記される、ｋ相の電流経路に対向配置された磁気センサが検出する検出電流ｉ_ｋｓの表記

による２ｎ個の検出電流ｉ_ｋｓを、Ｉ_ｌの振幅が全て同じであるとして２軸座標系にｄｑ変換された電流表記によるｄ軸和電流およびｑ軸和電流のそれぞれの直流成分と交流成分のそれぞれを同位相の正弦関数で表される項ごとにまとめて表記したそれぞれの項のうち、誤差成分となる項の振幅が、ｌ≠ｋである複数の係数ａ_ｌ＿ｋにより相殺される条件となるよう割り当てる電流経路割り当て工程、電流経路割り当て工程において割り当てられた電流経路配置位置に、それぞれ磁気センサが対向配置されたそれぞれの電流経路を配置する電流経路配置工程、を備えたものである。

本願に開示される電流検出装置および電流検出装置の製造方法によれば、空間を多く必要とせず、電流検出誤差の小さい電流検出装置を実現できる。

実施の形態１による電流検出装置を含む電動駆動装置の全体構成を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の各相の電流位相の関係を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路配置位置を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路と磁気センサの位置関係の一例を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路と磁気センサの位置関係の別の例を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路の配置の割り当てを説明するための表を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路と磁気センサの位置関係のさらに別の例を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路と磁気センサの位置関係のさらに別の例を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の各電流経路配置位置における電流経路と磁気センサの配置の一例を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路配置位置の一部の位置がずれた場合を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路配置位置の別の例を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路の配置の別の割り当てを説明するための表を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路配置位置のさらに別の例を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路の配置のさらに別の割り当てを説明するための表を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路配置位置のさらに別の例を示す図である。 実施の形態１による電流検出装置の電流経路配置位置のさらに別の例を示す図である。 実施の形態２による電流検出装置の各相の電流位相の関係を示す図である。 実施の形態３による電流検出装置の各相の電流位相の関係を示す図である。 実施の形態４による電流検出装置の電流経路配置位置を示す図である。 実施の形態４による電流検出装置の電流経路と磁気センサの位置関係の一例を示す図である。 実施の形態４による電流検出装置の電流経路の配置の割り当てを説明するための表を示す図である。 実施の形態４による電流検出装置の電流経路と磁気センサの位置関係の別の例を示す図である。 実施の形態４による電流検出装置の電流経路と磁気センサの位置関係のさらに別の例を示す図である。 実施の形態４による電流検出装置の電流経路と磁気センサの位置関係のさらに別の例を示す図である。 実施の形態４による電流検出装置の電流経路と磁気センサの位置関係のさらに別の例を示す図である。 実施の形態５による電流検出装置の製造方法を説明するためのフロー図である。

実施の形態１．
以下、各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。

図１は、実施の形態１による電流検出装置を含む電動駆動装置の全体構成を示す図である。図１に示すように、電動駆動装置は、平滑コンデンサ３、第１の電力変換器４ａ、第２の電力変換器４ｂ、および、制御部６を備えている。電力変換装置は、電源としての直流電源２に接続されている。また、電力変換装置には、負荷として、交流回転機１が接続されている。電力変換装置は、直流電源２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流回転機１に供給する。

交流回転機１は、第１の３相巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の３相巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２とを有する３相交流回転機である。第１の３相巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の３相巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２とは、互いに電気的に接続されることなく、交流回転機１の固定子に納められている。３相交流回転機としては、例えば、永久磁石同期回転機、誘導回転機、同期リラクタンス回転機等が挙げられる。本願は、ｎ相×２（ｎは３の倍数）の巻線を有する交流回転機であれば、どのような回転機にでも適用できる。本実施の形態１では、第１の３相巻線と第２の３相巻線とは、図２に示すように位相差がπ／６（単位はｒａｄ（ラジアン）、以降、位相の単位が記載されていないときは、単位はｒａｄである）であるものとして説明する。

直流電源２は、電力変換器４に直流電圧Ｖｄｃを出力する。この直流電源２は、バッテリー、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ダイオード整流器、ＰＷＭ整流器等、直流電圧を出力する直流電源であれば、どのような構成であっても良い。平滑コンデンサ３は、直流電源２に並列に接続され、母線電流の変動を抑制して安定した直流電流を実現する。

電力変換器４ａは、逆変換回路（インバータ）を用いて、オン／オフ信号Ｑｕｐ１〜Ｑｗｎ１に基づいて、高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１および低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｎ１をオンオフすることによって、直流電源２から入力した直流電圧Ｖｄｃを電力変換して交流回転機１の３相巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に交流電圧を印加し、電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を通電する。ここで、オンオフ信号Ｑｕｐ１、Ｑｕｎ１、Ｑｖｐ１、Ｑｖｎ１、Ｑｗｐ１、Ｑｗｎ１は、電力変換器４ａにおいて、それぞれＳｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１をオンオフするためのオンオフ信号である。半導体スイッチＳｕｐ１〜Ｓｗｎ１として、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳパワートランジスタ等の半導体スイッチとダイオードを逆並列に接続したものを用いる。

電力変換器４ｂは、逆変換回路（インバータ）を用いて、オン／オフ信号Ｑｕｐ１〜Ｑｗｎ１に基づいて、高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２および低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｎ２をオンオフすることによって、直流電源２から入力した直流電圧Ｖｄｃを電力変換して交流回転機１の３相巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に交流電圧を印加し、電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を通電する。ここで、オンオフ信号Ｑｕｐ２、Ｑｕｎ２、Ｑｖｐ２、Ｑｖｎ２、Ｑｗｐ２、Ｑｗｎ２は、電力変換器４ｂにおいて、それぞれＳｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２をオンオフするためのオンオフ信号である。以後、Ｑｕｐ２〜Ｑｗｎ２において、その値が１ならば対応するスイッチをオンするための信号が出力され、その値が０ならば対応するスイッチをオフするための信号が出力されるものとする。半導体スイッチＳｕｐ２〜Ｓｗｎ２として、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳパワートランジスタ等の半導体スイッチとダイオードを逆並列に接続したものを用いる。

電流検出装置５は、交流回転機１の３相巻線Ｕ１、Ｖ１およびＷ１に流れる電流Ｉｕ１、電流Ｉｖ１および電流Ｉｗ１の値を、それぞれ、電流検出値ｉ_ｕ１ｓ、ｉ_ｖ１ｓおよびｉ_ｗ１ｓとして検出するとともに、交流回転機１の３相巻線Ｕ２、Ｖ２およびＷ２に流れる電流Ｉｕ２、電流Ｉｖ２および電流Ｉｗ２の値を、それぞれ、電流検出値ｉ_ｕ２ｓ、ｉ_ｖ２ｓおよびｉ_ｗ２ｓとして検出する。図１のように電力変換器４ａと交流回転機１の３相巻線の間、電力変換器４ｂと交流回転機１の３相巻線の間に電流検出装置５を設けることで、電力変換器４ａおよび電力変換器４ｂのスイッチング素子の状態に拘らず常時電流を検出できるという効果を得ることができる。仮に、低電位側スイッチング素子に直列に電流検出装置５を設けた場合、低電位側スイッチング素子がオンの場合に電流を検出するため、高変調率になると、いずれか１相の電流を検出できない状態が生じる。出力に制限をかけることによって、一部の相で電流検出ができない状態を回避することはできるが、出力トルクが低下する。つまり、図１の位置に電流検出装置５を置く構成は、電流検出可否を考慮せずにスイッチング素子のオン／オフを決定することで最大出力を得ることが可能となるため、本実施の形態に好適である。

続いて、電圧指令演算器６とオン／オフ信号発生器８を備えた制御部６について述べる。制御部６は、例えば、演算処理を実行するマイクロコンピュータと、プログラムデータ、固定値データ等のデータを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、格納されているデータを更新して順次書き換えられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とによって実現される。

電圧指令演算器７は、外部から入力される制御指令に基づいて、交流回転機１を駆動するための第１の３相巻線Ｕ１、Ｖ１およびＷ１に印加する電圧に係る第１の３相電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を演算するとともに、第２の３相巻線Ｕ２、Ｖ２およびＷ２に印加する電圧に係る第２の３相電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を演算して、オン／オフ信号発生器８に出力する。電圧指令演算器７における、第１の３相電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１およびＶｗ１、および第２の３相電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２およびＶｗ２の演算方法としては、例えば、電流フィードバック制御などを使用する。なお、電圧利用率を向上させるために、空間ベクトル変調あるいは二相変調などの公知の変調方式を用いてもよい。

オン／オフ信号発生器８は、電力変換器４ａおよび電力変換器４ｂの各半導体スイッチをパルス幅変調（ＰＷＭ変調）するための信号を発生する。具体的には、第１の３相電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１およびＶｗ１に基づいて、電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に応じたパルス幅を持つオンオフ信号Ｑｕｐ１、Ｑｕｎ１、Ｑｖｐ１、Ｑｖｎ１、Ｑｗｐ１、Ｑｗｎ１を出力するとともに、第２の３相電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２およびＶｗ２に基づいて、電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に応じたパルス幅を持つオンオフ信号Ｑｕｐ２、Ｑｕｎ２、Ｑｖｐ２、Ｑｖｎ２、Ｑｗｐ２、Ｑｗｎ２を出力する。

図３は、交流回転機１のロータの軸１００の伸びる方向から見た、電流検出装置５における電流検出器の配置位置を示す概略図である。以降、各相の電流経路に磁気センサを対向配置して構成する電流検出器を配置する位置を電流経路配置位置と称することにする。図３に示すように、ロータの軸１００に対して、第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を交互に円周上に等間隔に配置している。ここでは第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を同一円上に配置しているが、第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を半径が異なる同心円上に、隣り合う２個の電流経路配置位置と中心を結ぶ線がなす角、すなわち中心に対する隣り合う２個の電流経路配置位置の配置角が全て同一となるように配置すれば同様の効果を得られる。電流検出装置５は、第１電流経路配置位置Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ１３と第２電流経路配置位置Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３に配置される６個の電流検出器で構成される。電流経路配置位置Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３に配置される電流検出器を構成する磁気センサは、それぞれ電流検出値ｉ_ｕ１ｓ、ｉ_ｖ１ｓ、ｉ_ｗ１ｓ、ｉ_ｕ２ｓ、ｉ_ｖ２ｓおよびｉ_ｗ２ｓのいずれかを検出する。電流経路配置位置Ｙ１１、Ｙ２１、Ｙ１２、Ｙ２２、Ｙ１３、Ｙ２３はこの順に、同心円上に、隣り合う電流経路配置位置のロータの軸１００に対する配置角がπ／３となるように配置している。第１電流経路配置位置Ｙ１１では、図４のように第１電流経路Ｘ１１が発生する磁界を第１磁気センサＳ１１で検知してｉ１１を得る。紙面裏側に電力変換器４ａまたは電力変換器４ｂが、紙面表側に交流回転機１が接続されることを示し、電力変換器から交流回転機に向けて正の電流が流れる場合の方向を示す。図示しないが、第１電流経路配置位置Ｙ１１と同様に、第１電流経路配置位置Ｙ１２では、第１電流経路Ｘ１２が発生する磁界を第１磁気センサＳ１２で検知してｉ１２を得て、第１電流経路配置位置Ｙ１３では、第１電流経路Ｘ１３が発生する磁界を第１磁気センサＳ１３で検知してｉ１３を得る。また、第２電流経路配置位置Ｙ２１では、第１電流経路Ｘ２１が発生する磁界を第２磁気センサＳ２１で検知してｉ２１を得て、第２電流経路配置位置Ｙ２２では、第２電流経路Ｘ２２が発生する磁界を第２磁気センサＳ２２で検知してｉ２２を得て、第２電流経路配置位置Ｙ２３では、第２電流経路Ｘ２３が発生する磁界を第２磁気センサＳ２３で検知してｉ２３を得る。

図４では、第１電流経路Ｘ１１と第１磁気センサＳ１１を左右に並べて配置したが、例えば、図５のように磁性体５０を用いて第１電流経路Ｘ１１が発生する磁界を集磁して第１磁気センサＳ１１で検知する構成としてもよい。また、図３では第１電流経路配置位置および第２電流経路配置位置における電流経路を放射状の電流経路としたが、紙面表から裏、紙面裏から表など他の経路の向きであっても同様の効果を得られる。

交流回転機の回転子が生成する磁界はロータの軸となるシャフトを経由して、磁気センサの外乱要因となるが、図３のように、電流経路配置位置をロータの軸１００を中心とする同心円状に配置することでそれぞれの磁気センサにおける外乱磁界を等価なものにすることができる。同相ノイズはｄｑ軸上では相殺することができるため、出力トルクへの影響を抑制できる。ただし、同心円の中心がロータの軸１００と一致することは、必須要件ではない。例えば磁気センサを配置する位置におけるシャフトからの磁界の漏れが小さければ、同心円の中心がロータの軸と一致していなくても、シャフトからの磁界の漏れに起因するノイズの影響は小さい。

以下では、Ｕ１〜Ｗ２の６相のそれぞれの電流経路をどの電流経路配置位置に配置するのが適当であるかについて説明する。全ての相の電流の振幅が同一であるとして規格化した場合、電流検出値ｉ_ｕ１ｓ、ｉ_ｖ１ｓ、ｉ_ｗ１ｓ、ｉ_ｕ２ｓ、ｉ_ｖ２ｓおよびｉ_ｗ２ｓは、電気角をθ、電流の位相角をβとしたとき、式（１）で与えられる。

ここで、ａ_{ｌｊ＿ｋｉ}（ｋ、ｌ：ｕ、ｖ、ｗ ｉ、ｊ：１、２）は電流経路ｋｉに対向配置されている磁気センサが電流経路ｌｊの電流による磁界を感じる割合、すなわち結合係数を表す。例えば、ａ_{ｕ１＿ｕ１}は、電流経路Ｕ１に対向配置されている磁気センサが電流経路Ｕ１の電流による磁界を感じる割合、すなわち検出したい電流経路との結合係数である。また、ａ_{ｖ１＿ｕ１}は、電流経路Ｕ１に対向配置されている磁気センサが電流経路Ｖ１の電流による磁界を感じる割合、すなわち、電流経路Ｕ１に対向配置されている磁気センサと電流経路Ｖ１との結合係数である。このように、係数ａ_{ｌｊ＿ｋｉ}で、ｋｉとｌｊが同一のものは検出したい電流そのものの係数、ｋｉとｌｊが異なるものはノイズ成分となる係数である。

検出した３相電流は、式（２）および式（３）に基づきｄｑ軸電流に変換できる。

和電流（Ｉ_ｄ１＋Ｉ_ｄ２＝Ｉ_ｄおよびＩ_ｑ１＋Ｉ_ｑ２＝Ｉ_ｑ）に比べて差電流（Ｉ_ｄ１−Ｉ_ｄ２およびＩ_ｑ１−Ｉ_ｑ２）が微小であることを利用して、出力トルクは式（４）で与えられる。和電流に含まれる検出誤差を低減することで出力トルク精度を向上、あるいは出力トルクリプルを抑制できる。

ここで、Ｐｍは極対数、φはロータの磁束、Ｌ_ｄおよびＬ_ｑはそれぞれｄ軸インダクタンスおよびｑ軸インダクタンスである。

ｄ軸和電流Ｉ_ｄは直流成分Ｉ_{ｄ＿ｓｕｍ＿ｄｃ}と交流成分Ｉ_{ｄ＿ｓｕｍ＿ａｃ}の和で、ｑ軸和電流Ｉ_ｑは直流成分Ｉ_{ｑ＿ｓｕｍ＿ｄｃ}と交流成分Ｉ_{ｑ＿ｓｕｍ＿ａｃ}の和で表現でき、それぞれ式（５）〜（８）で与えられる。

各式において、同位相の正弦関数で表される項を１つの項としたとき、式（５）および式（７）では、第２項から第６項までが誤差成分である。第２項から第４項までは位相が２／３π異なるものとなっており、各項の正弦関数に係る係数の値、すなわち振幅が等しければ第２項から第４項までの和は零となる（第２項から第４項までの複数の項により相殺されるという、後述の条件（Ｂ））。つまり、式（５）および式（７）において誤差成分を零とするには、第２項から第４項までの振幅が等しく、第５項および第６項の振幅が零（誤差成分となる項の振幅が複数の係数により相殺されて零となるという、後述の条件（Ａ））であればよい。式（６）および式（８）において、第１項から第９項までが誤差成分である。第１項から第３項までは位相が２／３π異なるものとなっており、各項の振幅が等しければ第１項から第３項までの和は零となる（後述の条件（Ｂ））。第４項から第６項までは位相が２／３π異なるものとなっており、各項の振幅が等しければ第４項から第６項までの和は零となる（後述の条件（Ｂ））。第７項から第９項までは位相が２／３π異なるものとなっており、各項の振幅が等しければ第７項から第９項までの和は零となる（後述の条件（Ｂ））。つまり、式（６）および式（８）において誤差成分を零とするには、第１項から第３項までの振幅が等しく、第４項から第６項までの振幅が等しく、第７項から第９項までの振幅が等しければよい。

以上ように、ｎが３の倍数であり、全ての相の電流の振幅が同一であるとして規格化することにより、ｄｑ変換された電流表記によるｄ軸和電流およびｑ軸和電流を、同位相の正弦関数で表される項をそれぞれまとめて、同位相の正弦関数ごとの項により表記することができる。交流回転機が、例えば、ｎ＝３、すなわち３相巻線が２個、図２のように２個の巻線の位相差がπ／６であるような、２ｎ＝６相の交流回転機である場合、例えば式（５）から式（８）のように表記できる。同位相の正弦関数の項における、有効な値を有する複数の係数a_{l_k}（ｌ≠ｋ）による相殺を利用して、ｄｑ変換した電流表記の誤差項が、以下の（Ａ）、（Ｂ）の条件の少なくともどちらかを満たすように、それぞれ電流経路に磁気センサが対向配置された２ｎ個の電流経路のそれぞれを２ｎ個の電流経路配置位置に割り当てることにより、誤差が小さい電流検出装置が実現できる。すなわち、各磁気センサを他相から遠く離して配置する必要がないため、空間を多く必要とせず、補正導体あるいは磁気シールドといった付加部材も必要としない、誤差の少ない電流検出装置が得られる。
（Ａ）誤差成分となる項の係数の値、すなわち振幅が、少なくとも一つの項において、その項に含まれる複数の係数により相殺される条件
（Ｂ）誤差成分のうちの、それぞれの正弦関数の位相が異なる複数の項により誤差成分の振幅が相殺される条件

以下、（Ａ）、（Ｂ）いずれかの条件を満たす電流検出器、すなわち各相の電流経路の具体的な配置を説明する。第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１３および第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２３の通電相の組み合わせとして、図６の６つの配置を考える。Ｘ１１をＶ１相とする場合には、図１１のＵをＶに、ＶをＷに、ＷをＵに読み替えればよく、Ｘ１１をＷ１相とする場合には、図１１のＵをＷに、ＶをＵに、ＷをＶに読み替えればよい。

以下では式（１）の係数を式（９）のように規格化して説明する。

図６の配置Ｃ１の場合には、他の係数は式（１０）で与えられる。式（５）の第２項の係数の値は−６ｋ_１、第３項および第４項の係数の値は３ｋ_１、第５項の係数の値は−６ｋ_２、第６項の係数の値は６ｋ_２となるため、和電流の直流成分誤差は残る。しかし、例えば式（６）の第３項の係数の値は、−ｋ_１＋０＋ｋ_１−ｋ_１＋０＋ｋ_１となって零となる。このように、式（６）の第１項から第９項までの係数の値は、それぞれの項の複数の係数による相殺により全て零となり、和電流の交流成分誤差は抑制できる。すなわち交流成分の誤差項が（Ａ）の条件を満足する。

図６の配置Ｃ２の場合には、他の係数は式（１１）で与えられる。式（５）の第２項から第６項の係数、式（６）の第１項から第９項の係数は全て零となり和電流の直流成分誤差および交流成分誤差はともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項および交流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足する。

同様に、図６の配置Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５とすることで、和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち交流成分の誤差項が（Ａ）の条件を満足する。図６の配置Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５では、第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１３を流れる電流の位相は、この順に２π／３ずつ進んでおり、第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２３を流れる電流の位相も、この順に２π／３ずつ進んでいる。ｎが３の倍数である２組のｎ相巻線を有する交流回転機についても同様であり、第１電流経路配置位置、すなわち一の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相が、電流経路配置位置が配置されている円周についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、第２電流経路配置位置、すなわち他の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相も、同巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進むように電流経路を配置することで、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。なお、上記の一巡回方向は、図３および図６を参照すると時計回りであるが、例えば図３のＹ１１をＹ１３の位置に、Ｙ１３をＹ１１の位置に、Ｙ２１をＹ２３の位置に、Ｙ２３をＹ２１の位置に交換した巡回方向が逆の場合であっても、上記の説明は全く同様である。すなわち、上記の一巡回方向は、時計回り、反時計回り、いずれかであれば良いのは言うまでもない。以降も同様である。

また、図６の配置Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項および交流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足する。図６の配置Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６では、第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１３を流れる電流の位相は、この順に２π／３ずつ進んでおり、第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２３を流れる電流の位相は、この順に２π／３ずつ遅れている。ｎが３の倍数である２組のｎ相巻線を有する交流回転機についても同様であり、一の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相が、電流経路配置位置が配置されている円周についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、他の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相は、同巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ遅れるように電流経路を配置することで、出力トルクの精度を向上しつつ、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。

例えば、出力トルクの精度が必要な制御対象、例えば車両用発電電動機に本実施の形態の電流検出装置を用いる場合には、配置Ｃ２、Ｃ４またはＣ６を選択すればよく、出力トルクリプルを抑制したい制御対象、例えば電動パワーステアリング用回転機に本実施の形態の電流検出装置を用いる場合には、組み合わせＣ１からＣ６のいずれかを選択すればよい。

和電流の直流成分および交流成分の誤差項の係数の値を複数の係数による相殺により零にするために、ａ_{ｕ１＿ｕ２}が−ａ_{ｕ２＿ｕ１}となることを利用しているため、第２電流経路Ｘ２１が第１磁気センサＳ１１に生成する磁界の検出軸方向成分と、第１電流経路Ｘ１１が第２磁気センサＳ２１に生成する磁界の検出軸方向成分の大きさが等しくなるように配置することが望ましい。例えば、電流経路が、図３に示すように、同一平面上の電流経路配置位置に放射状に配置されている場合、図７のように電流経路の上側（紙面の表側）、あるいは図８のように電流経路の下側（紙面の裏側）に磁気センサを配置したりすることで、実現することができる。つまり、第１磁気センサが配置された平面と第１電流経路が配置された平面との距離を、第２磁気センサが配置された平面と第２電流経路が配置された平面との距離と等しくすることで、干渉し合う磁気センサの影響を等価にできる。また、図９のように電流経路が紙面に垂直に配置される場合、電流経路の配置される円と同心となる同心円上に磁気センサを配置してもよい。図９では磁気センサを電流経路の内径側に配置したが、外径側に配置しても問題は無く、第１電流経路が配置された円と、第２電流経路が配置された円と、第１磁気センサが配置された円と、第２磁気センサが配置された円を同心円とすることで、干渉し合う磁気センサの影響を等価にできる。

図３に対して一部の電流経路配置位置がずれている場合の影響について図１０を用いて説明する。図１０は図３に対してＹ２３の位置のみがずれている。図３において図６の配置Ｃ２で電流経路を配置すると、式（１１）により式（５）〜（８）の各係数が零になり、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差を零にすることができていた。図１０の場合には、例えば、Ｙ２３の位置がずれていない場合に比べてＵ１相とＵ２相は離れ、Ｗ１相とＵ２相は近づくため、Ｙ２３の位置がずれていない場合に比べてａ_{ｕ１＿ｕ２}は小さい値となり、ａ_{ｕ２＿ｗ１}は大きい値となる。このため、例えば、式（１２）および式（１３）のように各係数は与えられ、和電流において０．６％程度の直流成分の誤差となる。式（１２）および式（１３）において、ａ_{ｕ２＿ｗ１}およびａ_{ｗ１＿ｕ２}が最大値0.12となっており、各相のうち最大１２％の検出誤差があるにもかかわらず、適正な配置にすることで検出誤差を低減できている。つまり、完全に等間隔で無くても、後述する出力トルクの誤差上限内に収まる程度のずれであれば、同様の効果が得られる。

図３では第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を交互に円周上に等間隔に配置したが、図１１のように第１電流経路配置位置同士は等間隔に、第２電流経路配置位置同士は等間隔に、第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を交互に不等間隔に配置してもよい。第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１３および第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２３の通電相の組み合わせとして、図１２の２つの配置を考える。図１２の配置Ｃ１の場合には、他の係数は式（１４）で与えられ、和電流の直流成分誤差は残るが、交流成分誤差は抑制できる。すなわち、交流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足する。図１２の配置Ｃ１では、第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１３を流れる電流の位相は、この順に２π／３ずつ進んでおり、第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２３を流れる電流の位相も、この順に２π／３ずつ進んでいる。ｎが３の倍数である２組のｎ相巻線を有する交流回転機についても同様であり、一の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相が、電流経路配置位置が配置されている円周についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、他の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相も、同巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進むように電流経路を配置することで、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。

図１２の配置Ｃ２の場合には、他の係数は式（１５）で与えられ、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差はともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の第２項〜第４項が条件（Ｂ）を、第５項〜第６項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足する。図１２の配置Ｃ２では、第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１３を流れる電流の位相は、この順に２π／３ずつ進んでおり、第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２３を流れる電流の位相は、この順に２π／３ずつ遅れている。ｎが３の倍数である２組のｎ相巻線を有する交流回転機についても同様であり、一の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相が、電流経路配置位置が配置されている円周についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、他の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相は、同巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ遅れるように電流経路を配置することで、出力トルクの精度を向上しつつ、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。

また、図１３のようにそれぞれ３個の電流経路配置位置が等間隔に配置された第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を円周方向でπの範囲に分けて配置してもよい。第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１３および第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２３の通電相の組み合わせとして、図１４の２つの配置を考える。図１４の配置Ｃ１の場合には、他の係数は式（１６）で与えられ、和電流の直流成分誤差は残るが、交流成分誤差は抑制できる。すなわち、交流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足する。図１４の配置Ｃ１では、第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１３を流れる電流の位相は、この順に２π／３ずつ進んでおり、第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２３を流れる電流の位相も、この順に２π／３ずつ進んでいる。ｎが３の倍数である２組のｎ相巻線を有する交流回転機についても同様であり、一の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相が、電流経路配置位置が配置されている円周についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、他の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相も、同巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進むように電流経路を配置することで、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。

図１４の配置Ｃ２の場合には、他の係数は式（１７）で与えられ、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差はともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項および交流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足する。図１４の配置Ｃ２では、第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１３を流れる電流の位相は、この順に２π／３ずつ進んでおり、第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２３を流れる電流の位相は、この順に２π／３ずつ遅れている。ｎが３の倍数である２組のｎ相巻線を有する交流回転機についても同様であり、一の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相が、電流経路配置位置が配置されている円周についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、他の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相は、同巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ遅れるように電流経路を配置することで、出力トルクの精度を向上しつつ、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。

また、図１５のように第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を点対称に配置してもよい。第１電流経路配置位置同士、第２電流経路配置位置同士に比べると第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置は相対的に離れているため、式（１８）のように近似できる。

図１４の配置Ｃ１の場合には、他の係数は式（１９）で与えられ、和電流の直流成分誤差は残るが、交流成分誤差は抑制できる。すなわち、交流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足する。一方、図１４の配置Ｃ２の場合には、他の係数は式（２０）で与えられ、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差はともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項および交流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足する。ｎが３の倍数である２組のｎ相巻線を有する交流回転機についても同様であり、一の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相が、電流経路配置位置が配置されている円周についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、他の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相も、同巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進むように電流経路を配置することで、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。さらに、一の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相が、電流経路配置位置が配置されている円周についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、他の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相は、同巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ遅れるように電流経路を配置することで、出力トルクの精度を向上しつつ、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。

また、図１６のように第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を線対称に配置してもよい。第１電流経路配置位置同士、第２電流経路配置位置同士に比べると第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置は相対的に離れているため、式（２１）のように近似できる。

図１４の配置Ｃ１の場合には、他の係数は式（２２）で与えられ、和電流の直流成分誤差は残るが、交流成分誤差は抑制できる。すなわち、交流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足する。一方、図１４の配置Ｃ２の場合には、他の係数は式（２３）で与えられ、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差はともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項および交流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足する。ｎが３の倍数である２組のｎ相巻線を有する交流回転機についても同様であり、一の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相が、電流経路配置位置が配置されている円周についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、他の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相も、同巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進むように電流経路を配置することで、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。さらに、一の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相が、電流経路配置位置が配置されている円周についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、他の組のｎ個の電流経路配置位置に配置されるｎ個の電流経路を流れる電流の位相は、同巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ遅れるように電流経路を配置することで、出力トルクの精度を向上しつつ、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。

本実施の形態では、電流検出誤差を誤差成分に含まれる複数の係数による相殺により零に抑制する方法について説明してきたが、相殺により正確に零となる必要はなく、要求性能をみたす電流検出誤差とすればよいことは言うまでもない。第１電流経路配置位置に配置される磁気センサの検出誤差をΔＩ_ｄ１、ΔＩ_ｑ１、真値をＩ_ｄ１ｒ、Ｉ_ｑ１ｒ、第２電流経路配置位置に配置される磁気センサの検出誤差をΔＩ_ｄ２、ΔＩ_ｑ２、真値をＩ_ｄ２ｒ、Ｉ_ｑ２ｒとすると、出力トルクＴは式（２４）となる。

出力トルクの誤差成分Ｔｅｒｒは、式（２５）で与えられる。

要求される出力トルク精度または出力トルクリプル内に式（２４）中の誤差成分を抑制するには、式（２６）あるいは式（２７）を満たすようにすればよい。

ここで、ΔＩ_ｄ＝ΔＩ_ｄ１＋ΔＩ_ｄ２、ΔＩ_ｑ＝ΔＩ_ｑ１＋ΔＩ_ｑ２であり、ΔＩ_ｄはｄ軸和電流の誤差成分、ΔＩ_ｑはｑ軸和電流の誤差成分を表す。

例えば、Ｌ_ｄ＝Ｌ_ｑの突極性の無い交流回転機であれば、出力トルクの誤差成分は式（２８）となるので、出力トルクの誤差上限がＴｌｉｍであればδ_ｑは式（２９）で与えればよい。同様の考え方でδ_ｄも上限値を与えることができる。例えば、式（１８）および式（２１）の近似誤差の分だけ出力トルクの誤差が生じるが、出力トルクの誤差上限内であれば問題無い。

なお、本実施の形態で述べた等間隔、点対称、線対称は、出力トルクの誤差上限内に入る程度の位置ばらつきを許容したものであることは言うまでも無い。

実施の形態２．
本実施の形態２では図１７のような２個の３相巻線の位相差が零である場合について、どの電流経路配置位置にどの相の電流経路を配置すればよいかを説明する。本実施の形態２の電流検出装置は、実施の形態１とは第１の３相巻線と第２の３相巻線の位相差のみが異なるので、実施の形態１と説明が重なる点については説明を省略する。

対応する相の電流がほぼ同等であるため、第１の３相巻線と第２の３相巻線の位相差が零である場合、２つを比較して故障を検知したり、いずれかの一方の磁気センサが故障の場合にもう一方の磁気センサの検出値を用いて継続運転したりする公知の制御を適用することができる。

ｄ軸和電流の直流成分Ｉｄ＿ｓｕｍ＿ｄｃと交流成分Ｉｄ＿ｓｕｍ＿ａｃは、それぞれ式（３０）および式（３１）で与えられる。ｑ軸和電流はｑ軸和電流に対して位相がπ／２異なる同様の係数を持つ式となるため以下ではｄ軸和電流における誤差成分の抑制について説明する。

図３のように第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を交互に円周上に配置する場合、図６の配置Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５とすることで和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち、交流成分誤差の項が条件（Ｂ）を満足する。また、図６の配置Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の項が条件（Ｂ）を満足する。

図１１のように第１電流経路配置位置同士は等間隔に、第２電流経路配置位置同士は等間隔に、第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を交互に不等間隔に配置する場合、図１２の配置Ｃ１とすることで和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち、交流成分誤差の項が条件（Ｂ）を満足する。また、図１２の配置Ｃ２とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の項が条件（Ｂ）を満足する。

図１３のように第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を円周方向でπずつ分けて配置する場合、図１４の配置Ｃ１とすることで和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち、交流成分誤差の項が条件（Ｂ）を満足する。また、図１４の配置Ｃ２とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の項が条件（Ｂ）を満足する。

図１５のように第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を点対称に配置する場合、図１４の配置Ｃ１とすることで和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち、交流成分誤差の項が条件（Ｂ）を満足する。また、図１４の配置Ｃ２とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の項が条件（Ｂ）を満足する。

図１６のように第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を線対称に配置する場合、図１４の配置Ｃ１とすることで和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち、交流成分誤差の項が条件（Ｂ）を満足する。また、図１４の配置Ｃ２とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の項が条件（Ｂ）を満足する。

実施の形態３．
本実施の形態３では図１８のような、２個の３相巻線の位相差がπ／３である場合について、どの電流経路配置位置にどの相の電流経路を配置すればよいかを説明する。本実施の形態３の電流検出装置は、実施の形態１とは第１の３相巻線と第２の３相巻線の位相差のみが異なるので、実施の形態１と説明が重なる点については説明を省略する。

第１の３相巻線と第２の３相巻線の位相差がπ／３である場合、位相がπ異なる相の電流が存在するため、２つを比較して故障を検知したり、いずれかの一方の磁気センサが故障の場合にもう一方の磁気センサの検出値を用いて継続運転したりする公知の制御を適用することができる。

ｄ軸和電流の直流成分Ｉｄ＿ｓｕｍ＿ｄｃと交流成分Ｉｄ＿ｓｕｍ＿ａｃは、それぞれ式（３２）および式（３３）で与えられる。ｑ軸和電流はｑ軸和電流に対して位相がπ／２異なる同様の係数を持つ式となるため以下ではｄ軸和電流における誤差成分の抑制について説明する。

図３のように第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を交互に円周上に配置する場合、図６の配置Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５とすることで和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち、交流成分誤差の第１項〜第３項が条件（Ｂ）を、第４項〜第６項が条件（Ａ）を満足する。また、図６の配置Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の第１項〜第３項が条件（Ｂ）を、第４項〜第６項が条件（Ａ）を満足する。

図１１のように第１電流経路配置位置同士は等間隔に、第２電流経路配置位置同士は等間隔に、第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を交互に不等間隔に配置する場合、図１２の配置Ｃ１とすることで和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち、交流成分誤差の第１項〜第３項が条件（Ｂ）を、第４項〜第６項が条件（Ａ）を満足する。また、図１２の配置Ｃ２とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の第１項〜第３項が条件（Ｂ）を、第４項〜第６項が条件（Ａ）を満足する。

図１３のように第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を円周方向でπずつ分けて配置する場合、図１４の配置Ｃ１とすることで和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち、交流成分誤差の第１項〜第３項が条件（Ｂ）を、第４項〜第６項が条件（Ａ）を満足する。また、図１４の配置Ｃ２とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の第１項〜第３項が条件（Ｂ）を、第４項〜第６項が条件（Ａ）を満足する。

図１５のように第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を点対称に配置する場合、図１４の配置Ｃ１とすることで和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち、交流成分誤差の第１項〜第３項が条件（Ｂ）を、第４項〜第６項が条件（Ａ）を満足する。また、図１４の配置Ｃ２とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の第１項〜第３項が条件（Ｂ）を、第４項〜第６項が条件（Ａ）を満足する。

図１６のように第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置を線対称に配置する場合、図１４の配置Ｃ１とすることで和電流の直流成分誤差は残るが、和電流の交流成分誤差を抑制できる。すなわち、交流成分誤差の第１項〜第３項が条件（Ｂ）を、第４項〜第６項が条件（Ａ）を満足する。また、図１４の配置Ｃ２とすることで、和電流の直流成分誤差および交流成分誤差をともに抑制できる。すなわち、直流成分誤差の項が条件（Ａ）を満足するとともに、交流成分誤差の第１項〜第３項が条件（Ｂ）を、第４項〜第６項が条件（Ａ）を満足する。

なお、１組の６相巻線の交流回転機であっても、本実施の形態のＵ１〜Ｗ２にそれぞれ対応する相を割り当てて考えることで、同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
図１９は、実施の形態４による電流検出装置の、交流回転機１のロータの軸１００の伸びる方向から見た電流経路配置位置を示す概略図である。２ｎ＝６相分ある電流検出器の配置位置として３個、すなわちｎ個の電流経路配置位置を与える。電流検出装置５は、第１電流経路配置位置Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ１３と第２電流経路配置位置Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３に配置される電流検出器で構成される。Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３に配置される電流検出器を構成する磁気センサは、それぞれ電流検出値ｉｕ１ｓ、ｉｖ１ｓ、ｉｗ１ｓ、ｉｕ２ｓ、ｉｖ２ｓおよびｉｗ２ｓのいずれかを検出する。Ｙ１１とＹ２１、Ｙ１２とＹ２２、Ｙ１３とＹ２３は同一の電流経路配置位置に隣接して配置する。第１電流経路配置位置Ｙ１１では、図４のように第１電流経路Ｘ１１が発生する磁界を第１磁気センサＳ１１で検知してｉ１１を得る。また、例えば、図５のように磁性体５０を用いて第１電流経路Ｘ１１が発生する磁界を集磁して第１磁気センサＳ１１で検知する構成としてもよい。紙面裏側に電力変換器４ａまたは電力変換器４ｂが、紙面表側に交流回転機１が接続されることを示し、電力変換器から交流回転機に向けて正の電流が流れる場合の方向を示す。図示しないが、第１電流経路配置位置Ｙ１１と同様に、第１電流経路配置位置Ｙ１２では、第１電流経路Ｘ１２が発生する磁界を第１磁気センサＳ１２で検知してＩ１２を得て、第１電流経路配置位置Ｙ１３では、第１電流経路Ｘ１３が発生する磁界を第１磁気センサＳ１３で検知してｉ１３を得る。また、第２電流経路配置位置Ｙ２１では、第１電流経路Ｘ２１が発生する磁界を第２磁気センサＳ２１で検知してｉ２１を得て、第２電流経路配置位置Ｙ２２では、第２電流経路Ｘ２２が発生する磁界を第２磁気センサＳ２２で検知してｉ２２を得て、第２電流経路配置位置Ｙ２３では、第２電流経路Ｘ２３が発生する磁界を第２磁気センサＳ２３で検知してｉ２３を得る。

以下では、Ｕ１〜Ｗ２の６相の電流検出器をどの電流経路配置位置に配置するのが適当であるかについて説明する。全ての相の電流の振幅が同一であるとして規格化した場合、電流検出値ｉ_ｕ１ｓ、ｉ_ｖ１ｓ、ｉ_ｗ１ｓ、ｉ_ｕ２ｓ、ｉ_ｖ２ｓおよびｉ_ｗ２ｓは、実施の形態１で説明した式（１）のように与えられる。検出した３相電流は、式（２）および式（３）に基づきｄｑ軸電流に変換できる。和電流（Ｉ_ｄ１＋Ｉ_ｄ２＝Ｉ_ｄおよびＩ_ｑ１＋Ｉ_ｑ２＝Ｉ_ｑ）に比べて差電流（Ｉ_ｄ１−Ｉ_ｄ２およびＩ_ｑ１−Ｉ_ｑ２）が微小であることを利用して、出力トルクは式（４）で与えられる。和電流に含まれる検出誤差を低減することで出力トルク精度、出力トルクリプルは抑制できる。

ｄ軸和電流Ｉ_ｄ１＋Ｉ_ｄ２＝Ｉ_ｄは直流成分_{Ｉｄ＿ｓｕｍ＿ｄｃ}と交流成分Ｉ_{ｄ＿ｓｕｍ＿ａｃ}の和で、ｑ軸和電流Ｉ_ｑ１＋Ｉ_ｑ２＝Ｉ_ｑは直流成分Ｉ_{ｑ＿ｓｕｍ＿ｄｃ}と交流成分Ｉ_{ｑ＿ｓｕｍ＿ａｃ}の和で表現でき、それぞれ式（５）〜（８）で与えられる。

各式において、同位相の正弦関数で表される項を１つの項としたとき、式（５）および式（７）では、第２項から第６項までが誤差成分である。第２項から第４項までは位相が２／３π異なるものとなっており、各項の正弦関数に係る係数の値、すなわち振幅が等しければ第２項から第４項までの和は零となる（実施の形態１で説明した条件（Ｂ））。つまり、式（５）および式（７）において誤差成分を零とするには、第２項から第４項までの係数が等しく、第５項および第６項の振幅が零（実施の形態１で説明した条件（Ａ））であればよい。式（６）および式（８）において、第１項から第９項までが誤差成分である。第１項から第３項までは位相が２／３π異なるものとなっており、各項の振幅が等しければ第１項から第３項までの和は零となる（条件（Ｂ））。第４項から第６項までは位相が２／３π異なるものとなっており、各項の振幅が等しければ第４項から第６項までの和は零となる。第７項から第９項までは位相が２／３π異なるものとなっており、各項の振幅が等しければ第７項から第９項までの和は零となる（条件（Ｂ））。つまり、式（６）および式（８）において誤差成分を零とするには、第１項から第３項までの振幅が等しく、第４項から第６項までの振幅が等しく、第７項から第９項までの振幅が等しければよい。

図２０は、同一の配置位置に隣接して配置される第１電流経路配置位置Ｙ１２および第２電流経路配置位置Ｙ２２における電流経路と磁気センサの配置を示した概略図である。第１電流経路Ｘ１２、第１磁気センサＳ１２、第２磁気センサＳ２２、第２電流経路Ｘ２２の順に並ぶ。第１電流経路Ｘ１２が第１磁気センサＳ１２で生成する磁界の方向は下向きであるから検出軸はＰ１２となる。第２電流経路Ｘ２２が第２磁気センサＳ２２で生成する磁界の方向は上向きであるから検出軸はＰ２２となる。第２電流経路Ｘ２２が第１磁気センサＳ１２の位置に生成する磁界の方向は上向きであるから検出軸Ｐ１２とは逆向きとなる。第１電流経路Ｘ１２が第２磁気センサＳ２２の位置に生成する磁界の方向は下向きであるから検出軸Ｐ２２とは逆向きとなる。つまり、第１磁気センサＳ１１〜Ｓ１３、第２磁気センサＳ２１〜Ｓ２３のいずれにおいても、本来取得したい成分に対してノイズ成分は逆方向の成分となる。

式（５）の第５項および第６項の係数を見ると、第１の３相巻線同士、第２の３相巻線同士のノイズ成分の和となっているので、第１の３相巻線の電流検出器同士または第２の３相巻線の電流検出器同士を隣接させなければ、係数を零とすることができる。第２項の係数は、Ｕ１相の電流経路がＷ２相の磁気センサに与えたノイズ成分から、Ｗ２相の電流経路がＵ１相の磁気センサに与えたノイズ成分を減算しているので、それぞれノイズ成分があったとしても相殺されて零となる。第３項および第４項の係数が第２項の係数と等しくなるには零となる必要がある。

第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１３および第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２３の通電相の組み合わせは、図２１の６通りが考えられる。Ｘ１１をＶ１相とする場合には、図２１のＵをＶに、ＶをＷに、ＷをＵに読み替えればよく、Ｘ１１をＷ１相とする場合には、図２１のＵをＷに、ＶをＵに、ＷをＶに読み替えればよい。

組み合わせＣ３の場合には、隣接する電流経路配置位置に配置される２個の電流経路の組み合わせ、すなわち（Ｘ１１、Ｘ２１）、（Ｘ１２、Ｘ２２）および（Ｘ１３、Ｘ２３）となる係数は式（３４）で与えられる。

式（９）および式（３４）以外の係数は、１およびｋ_１よりも微小であるため零とみなしてよい。式（５）の第３項と第４項の係数を零にすることができないが、式（６）の位相が異なる第４項から第６項までの係数を等しくすることができ、位相が異なる第４項から第６項の３つの項によって相殺されることにより第４項から第６項の全体で誤差項の振幅が零となる。すなわち、実施の形態１で説明した条件（Ｂ）を満足する。これにより、出力トルクの精度は出ないものの、出力トルクリプルは低減できる。組み合わせＣ５でも同様である。
以上のように、隣接する電流経路配置位置がどの程度隣接していればよいかは、隣接していない２個の電流経路間における係数ａ_ｌ＿ｋの値が、隣接して配置される２個の電流経路間における係数ａ_ｌ＿ｋの値に対して無視できる程度になるくらい隣接していればよい。具体的には、隣接して配置される２個の電流経路間の距離が、隣接していない最も距離が短い電流経路間の距離の０．２倍以下の距離になっていればよい。

一方、組み合わせＣ２の場合には、隣接する電流経路配置位置に配置される２個の電流経路の組み合わせとなる係数は式（３５）で与えられる。

式（９）および式（３５）以外の係数は、１およびｋ_１よりも微小であるため零とみなしてよい。式（６）の第４項から第６項までの係数を等しくすることができないが、式（５）の第３項と第４項の係数を零にすることができる。すなわち、条件（Ａ）を満足する。これにより、出力トルクリプルは低減できないものの、出力トルクの精度は出すことができる。組み合わせＣ４およびＣ６でも同様である。

さらに、組み合わせＣ１は、隣接する電流経路配置位置に配置される２個の電流経路の組み合わせとなる係数は式（３６）で与えられる。

式（９）および式（３６）以外の係数は、１およびｋ_１よりも微小であるため零とみなしてよい。式（５）の第３項と第４項の係数を零にすることができる上、式（６）の第４項から第６項までの係数を等しくすることができる。すなわち、条件（Ａ）と条件（Ｂ）を満足する。これにより、出力トルクの精度は出る上、出力トルクリプルも低減できる。すなわち、例えば、出力トルクの精度が必要な制御対象、例えば車両用発電電動機に本実施の形態の電流検出装置を用いる場合には、組み合わせＣ１、Ｃ２、Ｃ４またはＣ６を選択すればよく、出力トルクリプルを抑制したい制御対象、例えば電動パワーステアリング用回転機に本実施の形態の電流検出装置を用いる場合には、組み合わせＣ１、Ｃ３またはＣ５を選択すればよい。

つまり、第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１ｎを流れる電流を順に２π／ｎずつ位相が進んだものとするとともに、第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２ｎを流れる電流を順に２π／ｎずつ位相が進んだものとすることで、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。第１電流経路Ｘ１１〜Ｘ１ｎを流れる電流を順に２π／ｎずつ位相が進んだものとするとともに、第２電流経路Ｘ２１〜Ｘ２ｎを流れる電流を順に２π／ｎずつ位相が遅れたものとすることで、出力トルクの精度を向上できるという従来に無い効果を得ることができる。さらに、ｋを１〜ｎの自然数としたとき第１電流経路Ｘ１ｋと第２電流経路Ｘ２ｋを流れる電流の位相が、それぞれπ／２異なる（図２１ Ｃ１）設定とすることで、出力トルクの精度を向上しつつ、出力トルクリプルを低減できるという従来に無い効果を得ることができる。

なお、ここでは２組の３相巻線を持つ交流回転機について説明したが、誤差成分を表す式が２π／３ずれた３つの正弦関数で構成されればよいので、ｎが３の倍数であれば２組のｎ相巻線においても同様の効果を得ることが可能である。

図２０では、第１電流経路Ｘ１２が発生する磁界の第１磁気センサＳ１２の検出軸Ｐ１２における第２電流経路Ｘ２２が発生する磁界の方向と、第２電流経路Ｘ２２が発生する磁界の第２磁気センサＳ２２の検出軸Ｐ２２における第１電流経路Ｘ１２が発生する磁界の方向が、ともに検出軸の方向に対して逆方向になるように配置することで、式（５）の第２項において３つの組み合わせ（Ｕ１とＷ２、Ｖ１とＵ２、Ｗ１とＶ２）のパラメータが異なる符号で２回登場することを利用して、出力トルクリプルの低減に加えて出力トルクの精度の向上まで可能としている。

自相の磁気センサに対して最も近い電流経路を自相のものとし、２番目に近い電流経路を隣接する電流検出器の相のものとすることで、残りの４相の電流経路の影響を相対的に小さいものとすることができ、式（１）のａ_{ｕ１＿ｕ１}〜ａ_{ｗ２＿ｗ２}の３６個のパラメータのうち電流検出誤差を低減するのに考慮すべき対象を１２個に絞れるという従来に無い効果を得ることができる。

ここまでは図２０のように配置した場合について説明したが、第１電流経路配置位置Ｙ１２および第２電流経路配置位置Ｙ２２では、第１磁気センサＳ１２、第１電流経路Ｘ１２、第２電流経路Ｘ２２、第２磁気センサＳ２２の順に並ぶ図２２のような配置としてもよい。このとき、第１電流経路Ｘ１２が第１磁気センサＳ１２の位置に生成する磁界の方向は上向きであるから検出軸はＰ１２となる。第２電流経路Ｘ２２が第２磁気センサＳ２２の位置に生成する磁界の方向は下向きであるから検出軸はＰ２２となる。第２電流経路Ｘ２２が第１磁気センサＳ１２の位置に生成する磁界の方向は上向きであるから検出軸Ｐ１２とは同じ向きとなる。第１電流経路Ｘ１２が第２磁気センサＳ２２の位置に生成する磁界の方向は下向きであるから検出軸Ｐ２２とは同じ向きとなる。この場合も式（５）〜式（８）は同様に成り立つため、第１電流経路Ｘ１２が発生する磁界の第１磁気センサＳ１２の検出軸Ｐ１２において第２電流経路Ｘ２２が発生する磁界の方向と、第２電流経路Ｘ２２が発生する磁界の第２磁気センサＳ２２の検出軸Ｐ２２において第１電流経路Ｘ１２が発生する磁界の方向が、ともに検出軸の方向に対して同方向になるように配置することで、式（５）の第２項において３つの組み合わせ（Ｕ１とＷ２、Ｖ１とＵ２、Ｗ１とＶ２）のパラメータが異なる符号で２回登場することを利用して、出力トルクリプルの低減に加えて出力トルクの精度の向上まで可能となる。なお、図２０および図２２にように磁気センサと電流経路を直線上に並べて配置することで、電流検出装置の紙面上下方向のサイズを抑制するという効果も得ることができる。

また、図２０および図２２では磁気センサと電流経路を直線上に並べて配置したが、図２３のように電流経路と磁気センサを別の直線上に並べて配置しても出力トルクにおいて同様の効果が得られる。隣接する第１電流経路配置位置と第２電流経路配置位置において、第１電流経路と第２電流経路を同一平面上に、第１磁気センサと第２磁気センサを別の同一平面上に配置することができるため、搭載性を向上することができる。

なお、図２４あるいは図２５のように、電力変換器４ａまたは電力変換器４ｂおよび交流回転機１と、第１電流経路Ｘ１２と第２電流経路Ｘ２２の接続方向が逆であっても、６相を適切な配置にすることで同様の効果を得ることは可能である。ただし、図２０、図２２および図２３のように電力変換器４ａまたは電力変換器４ｂおよび交流回転機１と、第１電流経路Ｘ１２と第２電流経路Ｘ２２の接続方向が同じである方が、配線の取り回しがしやすく小型化に寄与することは言うまでも無い。隣接する２個の電流経路配置位置における電流経路と磁気センサの配置は、複数の種類の配置を組み合わせて使用してもよい。

交流回転機の回転子が生成する磁界は回転軸となるシャフトを経由して、磁気センサの外乱要因となるが、図１９のように、ロータの軸１００を中心とする同心円状に配置することでそれぞれの磁気センサにおける外乱磁界を等価なものにすることができる。同相ノイズはｄｑ軸上では相殺することができるため、出力トルクへの影響を抑制できる。ただし、同心円の中心がロータの軸１００と一致することは、必須要件ではない。例えば磁気センサを配置する位置におけるシャフトからの磁界の漏れが小さければ、同心円の中心がロータの軸と一致していなくても、シャフトからの磁界の漏れに起因するノイズの影響は小さい。

実施の形態５．
実施の形態５では、実施の形態１から４で説明した、各相の電流経路の配置を決定して電流検出装置を製造する、電流検出装置の製造方法をまとめて説明する。図２６は、実施の形態５による電流検出装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。

まず、２ｎ相の各巻線の磁気センサが検出するそれぞれの検出電流i_ksを、a_{l_k}（ｋ、ｌは１からｎの整数）を用いて式（３７）のように表記する。

ここで、Ｉ_ｌはｌ相の電流値、係数a_{l_k}は、ｋ相の電流経路に対向配置された磁気センサがｌ相の電流を検出する割合、すなわちｋ相の磁気センサとｌ相の電流経路との結合係数である。

式（３７）は、ｎ＝３、すなわち３相巻線が２個、２個の巻線の位相差がπ／６であるような、２ｎ＝６相の交流回転機である場合の式（１）を、２ｎ相の巻線を有する回転機における電流検出装置について、一般的な式として表記した式である。式（１）では、Ｉ_ｌの振幅が全て同じであるとして電流を規格化して表記している。係数a_{l_k}は、例えばa_{k_k}を１として、ｋ相の電流検出器がｌ相の電流をどれだけ検出するかの割合で表すことができる。このとき、ｋ相とｌ相の電流の向きの関係、ｌ相の電流によりｋ相の電流検出器の位置で発生する磁束の向きを考量して係数の符号を決定する必要がある。従来の電流検出装置では、例えば電流検出器を磁気シールドする、あるいはｋ相の電流検出器を、ｌ≠ｋであるｌ相のすべての電流経路から十分遠い距離に配置する、あるいは補正導体を設置して補正電流を付加する、などして係数a_{l_k}のうちｌ≠ｋの係数の値が、a_{k_k}の値に比較して無視できるくらい小さな値となる、あるいは無視できるくらい小さな値と等価な値となるようにしていた。本願では実施の形態１から４で説明したように、少なくとも複数の係数a_{l_k}（ｌ≠ｋ）が、a_{k_k}の値に比較して無視できない、有効な値を有する場合に、その有効な値を有する複数の係数a_{l_k}（ｌ≠ｋ）間による相殺により、誤差項の値が低減あるいは零になる電流経路の配置があることに着目して、電流経路の配置を決定することに特徴がある。

次に、式（３７）で表わされる２ｎ相の電流表記を用いて、電流表記を２軸座標系に、すなわちｄｑ変換する（ステップＳＴ１）。次に、それぞれ磁気センサが対向配置された２ｎ個の電流経路を配置する電流経路配置位置として、２ｎ個の電流経路配置位置を設定する（ステップＳＴ２）。この段階で、どの位相の電流経路をどの電流経路配置位置に配置するかまでは決定されていない。また、ステップＳＴ１とステップＳＴ２は順番が逆であってもよい。

ｎが３の倍数であり、Ｉ_ｌの振幅が全て同じであるとして、ｄｑ変換された電流表記によるｄ軸和電流およびｑ軸和電流を、同位相の正弦関数で表される項をそれぞれまとめて、同位相の正弦関数ごとの項により表記する。交流回転機が、例えば、ｎ＝３、すなわち３相巻線が２個、図２のように２個の巻線の位相差がπ／６であるような、２ｎ＝６相の交流回転機である場合、例えば式（５）から式（８）のように表記できる。このように、ｎが３の倍数であり、Ｉ_ｌの振幅が全て同じであるとしたとき、ｄｑ変換された電流表記によるｄ軸和電流およびｑ軸和電流は、同位相の正弦関数で表される項をそれぞれまとめて、同位相の正弦関数ごとの項により表記できる。この、同位相の正弦関数ごとの項により、有効な値を有する複数の係数a_{l_k}（ｌ≠ｋ）による相殺を利用して、ｄｑ変換した電流表記の誤差項が、下記（Ａ）、（Ｂ）の条件の少なくともどちらかを満たすように、２ｎ個の電流経路のそれぞれを２ｎ個の電流経路配置位置に割り当てる（ステップＳＴ３）。
（Ａ）誤差成分となる項の係数の値、すなわち振幅が、少なくとも一つの項において、その項に含まれる複数の係数により相殺される条件
（Ｂ）誤差成分のうちの、それぞれの正弦関数の位相が異なる複数の項により誤差成分の振幅が相殺される条件

なお、実施の形態４による電流検出装置では、２ｎ個の電流経路配置位置を、ｎ個のそれぞれの位置に、隣接した２個の配置位置を設けた電流経路配置位置として設定することになる。

以上により、それぞれの電流経路配置位置に、割り当てられた相の電流経路を配置して電流検出装置を製造する（ステップＳＴ４）。このようにして製造された電流検出装置は、上記（Ａ）、（Ｂ）の条件のいずれかの条件を満たすよう、それぞれの配置位置に、それぞれの相の電流経路が配置された構成の電流検出装置となる。

以上のように、（Ａ）、（Ｂ）の条件の少なくとも一つを満たすように、それぞれ電流経路に磁気センサが対向配置された２ｎ個の電流経路のそれぞれを２ｎ個の電流経路配置位置に割り当てることにより、誤差が小さい電流検出装置が実現できる。すなわち、各磁気センサを他相から遠く離して配置する必要がないため、空間を多く必要とせず、補正導体あるいは磁気シールドといった付加部材も必要としない、誤差の少ない電流検出装置が得られる。

本願には、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 交流回転機、５ 電流検出装置、１００ ロータの軸、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３ 磁気センサ、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３ 電流経路、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３ 電流経路配置位置

Claims (32)

1. 交流回転機の２ｎ相（ｎは３の倍数）のそれぞれの巻線へのそれぞれの電流経路にそれぞれ対向配置された磁気センサを有する電流検出装置において、
   ２ｎ個のそれぞれの電流経路配置位置に、それぞれ前記磁気センサが対向配置された前記電流経路が、
   前記２ｎ相のうちのｌ番目の相であるｌ相（ｌ＝１〜２ｎ）の電流Ｉ_ｌ、前記ｌ相の電流経路と前記２ｎ相のうちのｋ番目の相であるｋ相（ｋ＝１〜２ｎ）の電流経路に対向配置された前記磁気センサとの結合係数ａ_ｌ＿ｋとにより表記されるｋ相の電流経路に対向配置された前記磁気センサが検出する検出電流ｉ_ｋｓの表記
   

   

   による２ｎ個の検出電流ｉ_ｋｓを、Ｉ_ｌの振幅が全て同じであるとして２軸座標系にｄｑ変換された電流表記によるｄ軸和電流およびｑ軸和電流のそれぞれの直流成分と交流成分のそれぞれを同位相の正弦関数で表される項ごとにまとめて表記したそれぞれの項のうち、誤差成分となる項の振幅が、ｌ≠ｋである複数の係数ａ_ｌ＿ｋにより相殺される条件となる位置関係に配置されていることを特徴とする電流検出装置。
2. 前記誤差成分となる項の振幅が、ｌ≠ｋである複数の係数ａ_ｌ＿ｋにより相殺される条件は、
   前記誤差成分となる項の振幅が、少なくとも一つの項において、当該一つの項に含まれる複数の係数により相殺される条件、
   前記誤差成分のうちの、それぞれの前記正弦関数の位相が異なる複数の項により誤差成分の振幅が相殺される条件、
   のうち少なくとも一つの条件であることを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
3. 前記相殺される条件により、
   前記交流回転機の出力トルク精度または出力トルクリプルに基づいて決定された誤差δ_ｄ、および誤差δ_ｑを用いて、
   前記ｄ軸和電流の誤差成分ΔＩ_ｄが|ΔＩ_ｄ|＜δ_ｄ、または前記ｑ軸和電流の誤差成分ΔＩ_ｑが|ΔＩ_ｑ|＜δ_ｑ
   を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の電流検出装置。
4. 前記２ｎ相の巻線は、２組のｎ相の巻線で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電流検出装置。
5. 前記２組のｎ相の巻線の位相差がπ／６ｒａｄであることを特徴とする請求項４に記載の電流検出装置。
6. 前記２組のｎ相の巻線の位相差が零であることを特徴とする請求項４に記載の電流検出装置。
7. 前記２組のｎ相の巻線の位相差がπ／３ｒａｄであることを特徴とする請求項４に記載の電流検出装置。
8. 前記２ｎ個の前記電流経路配置位置は、同一円上に配置されていることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の電流検出装置。
9. 前記同一円の中心が前記交流回転機のロータの軸の位置であることを特徴とする請求項８に記載の電流検出装置。
10. 前記２ｎ個の前記電流経路配置位置は等間隔に配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の電流検出装置。
11. 前記２ｎ個の前記電流経路配置位置は、２組の等間隔に配置されたｎ個の前記電流経路配置位置として設定され、それぞれの組のｎ個の前記電流経路配置位置に、前記２組のｎ相の巻線のそれぞれの組のｎ相の巻線に対応する前記電流経路が配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の電流検出装置。
12. 前記２ｎ個の前記電流経路配置位置は、互いに点対称の位置に配置された２組のｎ個の前記電流経路配置位置として設定され、それぞれの組のｎ個の前記電流経路配置位置に、前記２組のｎ相の巻線のそれぞれの組のｎ相の巻線に対応する前記電流経路が配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の電流検出装置。
13. 前記２ｎ個の前記電流経路配置位置は、互いに線対象の位置に配置された２組のｎ個の前記電流経路配置位置として設定され、それぞれの組のｎ個の前記電流経路配置位置に、前記２組のｎ相の巻線のそれぞれの組のｎ相の巻線に対応する前記電流経路が配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の電流検出装置。
14. 一の組のｎ個の前記電流経路配置位置に配置されるｎ個の前記電流経路を流れる電流の位相は、前記電流経路配置位置が配置されている前記同一円についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進み、他の組のｎ個の前記電流経路配置位置に配置されるｎ個の前記電流経路を流れる電流の位相は、前記一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ遅れていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の電流検出装置。
15. 前記２ｎ個の前記電流経路配置位置は、前記２組のｎ相の巻線への電流経路に対応して２組のｎ個の前記電流経路配置位置として、一の組のｎ個の前記電流経路配置位置が同一円上であり、他の組のｎ個の前記電流経路配置位置が前記同一円とは半径の異なる同心円上であって、隣り合う前記電流経路配置位置の前記同心円の中心に対する配置角が同一となるよう設定されていることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の電流検出装置。
16. 前記２ｎ相の巻線は、１組の２ｎ相の巻線であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電流検出装置。
17. 交流回転機の２ｎ相（ｎは３の倍数）のそれぞれの巻線へのそれぞれの電流経路にそれぞれ対向配置された磁気センサを有する電流検出装置の製造方法において、
    それぞれ前記磁気センサが対向配置された２ｎ個の前記電流経路を配置する位置として、２ｎ個の電流経路配置位置を設定する配置位置設定工程、
    設定された２ｎ個のそれぞれの前記電流経路配置位置に、それぞれ前記磁気センサが対向配置された２ｎ個の前記電流経路のそれぞれを、
    前記２ｎ相のうちのｌ番目の相であるｌ相（ｌ＝１〜２ｎ）の電流Ｉ_ｌ、前記ｌ相の電流経路と前記２ｎ相のうちのｋ番目の相であるｋ相（ｋ＝１〜２ｎ）の電流経路に対向配置された前記磁気センサとの結合係数ａ_ｌ＿ｋとにより表記される、ｋ相の電流経路に対向配置された前記磁気センサが検出する検出電流ｉ_ｋｓの表記
    

    

    による２ｎ個の検出電流ｉ_ｋｓを、Ｉ_ｌの振幅が全て同じであるとして２軸座標系にｄｑ変換された電流表記によるｄ軸和電流およびｑ軸和電流のそれぞれの直流成分と交流成分のそれぞれを同位相の正弦関数で表される項ごとにまとめて表記したそれぞれの項のうち、誤差成分となる項の振幅が、ｌ≠ｋである複数の係数ａ_ｌ＿ｋにより相殺される条件となるよう割り当てる電流経路割り当て工程、
    前記電流経路割り当て工程において割り当てられた前記電流経路配置位置に、それぞれ前記磁気センサが対向配置されたそれぞれの前記電流経路を配置する電流経路配置工程
    を備えたことを特徴とする電流検出装置の製造方法。
18. 前記電流経路割り当て工程における、前記誤差成分となる項の振幅が、ｌ≠ｋである複数の係数ａ_ｌ＿ｋにより相殺される条件は、
    前記誤差成分となる項の振幅が、少なくとも一つの項において、当該一つの項に含まれる複数の係数により相殺される条件、
    前記誤差成分のうちの、それぞれの前記正弦関数の位相が異なる複数の項により誤差成分の振幅が相殺される条件、
    のうち少なくとも一つの条件であることを特徴とする請求項１７に記載の電流検出装置の製造方法。
19. 前記相殺される条件により、
    前記交流回転機の出力トルク精度または出力トルクリプルに基づいて決定された誤差δ_ｄ、および誤差δ_ｑを用いて、
    前記ｄ軸和電流の誤差成分ΔＩ_ｄが|ΔＩ_ｄ|＜δ_ｄ、または前記ｑ軸和電流の誤差成分ΔＩ_ｑが|ΔＩ_ｑ|＜δ_ｑ
    を満たすことを特徴とする請求項１７または１８に記載の電流検出装置の製造方法。
20. 前記２ｎ相の巻線は、２組のｎ相の巻線で構成されていることを特徴とする請求項１７から１９のいずれか１項に記載の電流検出装置の製造方法。
21. 前記２組のｎ相の巻線の位相差がπ／６ｒａｄであることを特徴とする請求項２０に記載の電流検出装置の製造方法。
22. 前記２組のｎ相の巻線の位相差が零であることを特徴とする請求項２０に記載の電流検出装置の製造方法。
23. 前記２組のｎ相の巻線の位相差がπ／３ｒａｄであることを特徴とする請求項２０に記載の電流検出装置の製造方法。
24. 前記配置位置設定工程において、前記２ｎ個の前記電流経路配置位置を、同一円上に設定することを特徴とする請求項２０から２３のいずれか１項に記載の電流検出装置の製造方法。
25. 前記同一円の中心を前記交流回転機のロータの軸の位置に設定することを特徴とする請求項２４に記載の電流検出装置の製造方法。
26. 前記配置位置設定工程において、前記２ｎ個の前記電流経路配置位置を、等間隔に設定することを特徴とする請求項２４または２５に記載の電流検出装置の製造方法。
27. 前記配置位置設定工程において、前記２ｎ個の前記電流経路配置位置を、２組の等間隔に配置されたｎ個の前記電流経路配置位置として設定し、
    前記電流経路割り当て工程において、それぞれの組のｎ個の前記電流経路配置位置に、前記２組のｎ相の巻線のそれぞれの組のｎ相の巻線に対応する前記電流経路を割り当てることを特徴とする請求項２４または２５に記載の電流検出装置の製造方法。
28. 前記配置位置設定工程において、前記２ｎ個の前記電流経路配置位置を、互いに点対称の位置に配置された２組のｎ個の前記電流経路配置位置として設定し、
    前記電流経路割り当て工程において、それぞれの組のｎ個の前記電流経路配置位置に、前記２組のｎ相の巻線のそれぞれの組のｎ相の巻線に対応する前記電流経路を割り当てることを特徴とする請求項２４または２５に記載の電流検出装置の製造方法。
29. 前記配置位置設定工程において、前記２ｎ個の前記電流経路配置位置を、互いに線対象の位置に配置された２組のｎ個の前記電流経路配置位置として設定し、
    前記電流経路割り当て工程において、それぞれの組のｎ個の前記電流経路配置位置に、前記２組のｎ相の巻線のそれぞれの組のｎ相の巻線に対応する前記電流経路を割り当てることを特徴とする請求項２４または２５に記載の電流検出装置の製造方法。
30. 前記電流経路割り当て工程において、一の組のｎ個の前記電流経路配置位置に割り当てるｎ個の前記電流経路を流れる電流の位相が、前記電流経路配置位置が配置されている前記同一円についての一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ進むようｎ個の前記電流経路を割り当て、他の組のｎ個の前記電流経路配置位置に割り当てるｎ個の前記電流経路を流れる電流の位相が、前記一巡回方向に順に２π／ｎ ｒａｄずつ遅れるようｎ個の前記電流経路を割り当てることを特徴とする請求項２８または２９に記載の電流検出装置の製造方法。
31. 前記配置位置設定工程において、前記２ｎ個の前記電流経路配置位置を、前記２組のｎ相の巻線への電流経路に対応して２組のｎ個の前記電流経路配置位置として、一の組のｎ個の前記電流経路配置位置が同一円上であり、他の組のｎ個の前記電流経路配置位置が前記同一円とは半径の異なる同心円上であって、隣り合う前記電流経路配置位置の前記同心円の中心に対する配置角が同一となるよう設定することを特徴とする請求項２０から２３のいずれか１項に記載の電流検出装置の製造方法。
32. 前記２ｎ相の巻線は、１組の２ｎ相の巻線であることを特徴とする請求項１７から１９のいずれか１項に記載の電流検出装置の製造方法。

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