JP2014181981A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】電流センサにおいて、センサ素子を２個用いなくても自己診断を可能とする。
【解決手段】電流センサ１０は、被検出電流Ｉが流れることによって生じる電流磁界Ｂｉに対して垂直方向にバイアス磁界Ｂｂを発生させるバイアス磁石３０を備えている。また、電流センサ１０は、複数の磁気抵抗素子４１〜４８が外部の磁場の影響を受けたときの各磁気抵抗素子４１〜４８の抵抗値の変化に基づき、バイアス磁界Ｂｂと、電流磁界Ｂｉ及びバイアス磁界Ｂｂで構成される合成磁界Ｂｓと、の成す角度θに応じた正弦値を含む正弦波信号及び余弦値を含む余弦波信号を出力するセンサ素子４０を備えている。さらに、電流センサ１０は、センサ素子４０から正弦波信号及び余弦波信号を入力し、正弦波信号及び余弦波信号に基づいてセンサ素子４０の故障判定を行う自己診断回路５５を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、自己診断回路を備えた電流センサに関する。

従来より、故障診断機能を備えた電流検出器が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、磁性体コアの一つのギャップに二つの感磁素子が配置され、各感磁素子に対して同じ構成の信号処理回路が備えられており、各信号処理回路の出力を比較することにより故障を判定する電流検出器の構成が提案されている。すなわち、電流検出器には、感磁素子と信号処理回路とで構成された回路が２つ設けられている。

特開２０００−２７５２７９号公報

しかしながら、上記従来の技術では、電流検出器の故障を診断するために電流を検出するための回路と全く同じ構成の故障診断用の回路が別個に設けられている。このため、電流検出器の全体構成が煩雑になると共に故障診断を行うためのコストが高くなるという問題がある。

本発明は上記点に鑑み、磁気を検出するセンサ素子を用いて電流を検出する電流センサにおいて、センサ素子を２個用いなくても自己診断を可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電流センサは、被検出電流経路（８０）に被検出電流が流れることによって生じる第１磁界（Ｂｉ）に対して垂直方向に第２磁界（Ｂｂ）を発生させる磁界発生手段（３０）を備えている。

電流センサは、複数の磁気抵抗素子（４１〜４８）を有し、複数の磁気抵抗素子（４１〜４８）が外部の磁場の影響を受けたときの複数の磁気抵抗素子（４１〜４８）の抵抗値の変化に基づいて、第２磁界（Ｂｂ）と、第１磁界（Ｂｉ）及び第２磁界（Ｂｂ）で構成される合成磁界（Ｂｓ）と、の成す角度θに応じた正弦値を含む正弦波信号及び余弦値を含む余弦波信号を出力するセンサ素子（４０）を備えている。

また、電流センサは、センサ素子（４０）から正弦波信号及び余弦波信号を入力し、正弦波信号及び余弦波信号に対して所定の演算を行うことにより被検出電流の大きさに対応したセンサ信号を出力する出力演算回路（５４）を備えている。

さらに、電流センサは、センサ素子（４０）から正弦波信号及び余弦波信号を入力すると共に、正弦波信号及び余弦波信号に基づいてセンサ素子（４０）の故障判定を行う自己診断回路（５５）を備えていることを特徴とする。

このように、センサ素子（４０）が出力する正弦波信号及び余弦波信号の２つの信号に基づいて故障診断を行う自己診断回路（５５）を備えているので、故障診断のためのセンサ素子（４０）及び出力演算回路（５４）を別途設ける必要がない。したがって、１つのセンサ素子（４０）及び１つの出力演算回路（５４）を備えた電流センサにおいて自己診断を可能とすることができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における電流センサをバスバーに取り付けたときの模式図である。 図１に示す電流センサの断面図である。 図１に示す電流センサの回路図である。 自己診断結果が正常の場合の電流値とＶｓ²＋Ｖｃ²との関係を示した図である。 Ｖｓにオフセット変動が生じた場合の電流値とＶｓ²＋Ｖｃ²との関係を示した図である。 Ｖｃにオフセット変動が生じた場合の電流値とＶｓ²＋Ｖｃ²との関係を示した図である。 自己診断回路からダイアグ端子を介して出力される出力電圧を示した図である。 本発明の第２実施形態に係る自己診断回路が描いた正常なリサージュ波形を示した図である。 第２実施形態において、Ｖｓにオフセット変動が生じた場合に自己診断回路が描いたリサージュ波形を示した図である。 第２実施形態において、Ｖｃにオフセット変動が生じた場合に自己診断回路が描いたリサージュ波形を示した図である。 本発明の第４実施形態に係る電流センサの回路図である。 第４実施形態において、出力端子を介して出力される出力電圧を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る電流センサは、例えば、車載バッテリ等に接続されるバスバーに流れる被検出電流を検出するものである。

図１及び図２に示されるように、電流センサ１０は、基板２０、バイアス磁石３０、センサ素子４０、回路チップ５０、リード６０、及びモールド樹脂７０を備えて構成されている。

バイアス磁石３０は、検出対象であるバスバー８０に被検出電流Ｉが流れることによって生じる電流磁界Ｂｉに対して垂直方向にバイアス磁界Ｂｂを発生させるものである。バイアス磁石３０は、基板２０の一面２１に設置されている。バイアス磁石３０は、このバイアス磁界Ｂｂをセンサ素子４０に印加する役割を果たす。

センサ素子４０は、外部の磁場の影響を受けたときに抵抗値が変化する複数の磁気抵抗素子を有する板状のチップ部品である。図２に示されるように、センサ素子４０はバイアス磁石３０の上に配置されている。このため、例えば、センサ素子４０が矩形状のバイアス磁石３０の角部近傍等に配置される場合と比較して、各磁気抵抗素子に影響するバイアス磁界Ｂｂの角度のばらつきが抑制される。

回路チップ５０は、センサ素子４０から入力した信号に対して予め設定された演算を行うための信号処理回路を備えている。回路チップ５０は、基板２０の一面２１に設置されている。

リード６０は、外部と電流センサ１０とを電気的に接続するための接続部品である。本実施形態では、複数のリード６０が当該リード６０の長手方向に垂直な方向に並べられている。そして、各リード６０が図示しないワイヤを介して回路チップ５０と電気的に接続されている。

モールド樹脂７０は、基板２０、バイアス磁石３０、センサ素子４０、回路チップ５０、及びリード６０の一部を封止した封止部材である。具体的には、モールド樹脂７０は、リード６０のうち基板２０側とは反対側の部分すなわちアウターリードの部分が露出するように、各部品２０、３０、４０、５０、６０を封止している。これにより、電流センサ１０はモールドＩＣ化されている。モールド樹脂７０の材料として、例えばエポキシ樹脂等が採用される。

上記の構成を有する電流センサ１０は、図１に示されるように、バスバー８０に組み付けられる。具体的には、電流センサ１０は、バスバー８０に流れる電流方向すなわちバスバー８０の長手方向とバイアス磁界Ｂｂとが平行になるように、バスバー８０に組み付けられる。言い換えると、電流センサ１０は、バスバー８０に流れる被検出電流Ｉによって生成される電流磁界Ｂｉとバイアス磁界Ｂｂとが垂直となるように、バスバー８０に組み付けられる。そして、センサ素子４０には、バイアス磁界Ｂｂ及び電流磁界Ｂｉで構成される合成磁界Ｂｓが印加されるようになっている。

次に、電流センサ１０におけるセンサ素子４０と回路チップ５０の回路構成について説明する。図３に示されるように、センサ素子４０は、第１検出部４０ａと、第２検出部４０ｂと、を有している。第１検出部４０ａは、４つの磁気抵抗素子４１〜４４がブリッジ回路を形成するように構成されている。また、第２検出部４０ｂは、４つの磁気抵抗素子４５〜４８がブリッジ回路を形成するように構成されている。

磁気抵抗素子４１〜４８は、図示しないが、下部電極の上にピン磁性層、トンネル層、フリー磁性層、及び上部電極が順に形成されたＴＭＲ素子として構成されている。ピン磁性層は磁化の向きが固定された強磁性金属層である。トンネル層はトンネル効果によりフリー磁性層からピン磁性層に電流を流すための絶縁層である。フリー磁性層は、外部の磁場の影響を受けて磁化の向きが変化する強磁性金属層である。

ここで、第１検出部４０ａを構成する各磁気抵抗素子４１〜４４はそれぞれピン磁性層の磁化方向が互いに平行とされている。また、第２検出部４０ｂを構成する各磁気抵抗素子４５〜４８のピン磁性層の磁化方向は、第１検出部４０ａを構成する各磁気抵抗素子４１〜４４のピン磁性層の磁化方向に対して垂直とされている。

そして、センサ素子４０は、第１検出部４０ａの各磁気抵抗素子４１〜４４の磁化方向がバイアス磁界Ｂｂと垂直となると共に、第２検出部４０ｂの各磁気抵抗素子４５〜４８の磁化方向がバイアス磁界Ｂｂと平行となるようにバイアス磁石３０の上に設置される。このため、図１に示されるように、バイアス磁界Ｂｂと合成磁界Ｂｓとの成す角度をθとすると、第１検出部４０ａから出力される電圧信号Ｖｓ＋、Ｖｓ−は、正弦値すなわちｓｉｎθを含む信号（ＳＩＮ出力）となる。一方、第２検出部４０ｂから出力される電圧信号Ｖｃ＋、Ｖｃ−は余弦値すなわちｃｏｓθを含む信号（ＣＯＳ出力）となる。

したがって、センサ素子４０は、複数の磁気抵抗素子４１〜４８が外部の磁場の影響を受けたときの複数の磁気抵抗素子４１〜４８の抵抗値の変化に基づいて、バイアス磁界Ｂｂと合成磁界Ｂｓとの成す角度θに応じた電圧信号を出力する。

回路チップ５０は、電源回路５１、第１増幅回路５２、第２増幅回路５３、出力演算回路５４、及び自己診断回路５５を有している。さらに、回路チップ５０は、電源端子５６（Ｖ）、出力端子５７（Ｖｏｕｔ）、ダイアグ端子５８（Ｄｉａｇ）、及びグランド端子５９（ＧＮＤ）を備えている。

電源回路５１は、電源端子５６を介して外部の電源から印加される電源電圧Ｖに基づいて一定の電圧を生成する定電圧回路である。具体的には、電源回路５１は、電源電圧Ｖから生成した定電圧Ｖｃｃをセンサ素子４０の第１検出部４０ａの磁気抵抗素子４１、４４の中点、及び第２検出部４０ｂの磁気抵抗素子４５、４８の中点に印加する。また、電源回路５１は、各増幅回路５２、５３、出力演算回路５４、及び自己診断回路５５を動作させるための電圧を生成してそれぞれに印加する。

第１増幅回路５２は、センサ素子４０の第１検出部４０ａから入力した電圧信号Ｖｓ＋、Ｖｓ−を増幅して正弦値すなわちｓｉｎθを含む正弦波信号Ｖｓを出力する回路である。第１増幅回路５２は、例えば差動増幅回路として構成されている。この場合、第１増幅回路５２の一方の入力端子が第１検出部４０ａの磁気抵抗素子４３、４４の中点に接続され、当該入力端子に電圧信号Ｖｓ＋が入力される。また、第１増幅回路５２の他方の入力端子が磁気抵抗素子４１、４２の中点に接続され、当該入力端子に電圧信号Ｖｓ−が入力される。したがって、第１増幅回路５２は、入力された電圧信号Ｖｓ＋、Ｖｓ−を差動増幅して出力演算回路５４に正弦波信号Ｖｓを出力する。

第２増幅回路５３は、センサ素子４０の第２検出部４０ｂから入力した電圧信号Ｖｃ＋、Ｖｃ−を増幅して余弦値すなわちｃｏｓθを含む余弦波信号Ｖｃを出力する回路である。第２増幅回路５３は、第１増幅回路５２と同様に差動増幅回路として構成されている。この場合、第２増幅回路５３の一方の入力端子が第２検出部４０ｂの磁気抵抗素子４７、４８の中点に接続され、当該入力端子に電圧信号Ｖｃ＋が入力される。また、第２増幅回路５３の他方の入力端子が磁気抵抗素子４５、４６の中点に接続され、当該入力端子に電圧信号Ｖｃ−が入力される。したがって、第２増幅回路５３は、入力された電圧信号Ｖｃ＋、Ｖｃ−を差動増幅して出力演算回路５４に余弦波信号Ｖｃを出力する。

上記の正弦波信号Ｖｓは、例えばＶｓ＝Ａ・ｓｉｎθとして表される。また、余弦波信号Ｖｃは、例えばＶｃ＝Ａ・ｃｏｓθとして表される。ここで、各増幅回路５２、５３は同じ構成であるので、増幅率は同じ値となる。また、各検出部４０ａ、４０ｂは、ピン磁性層の磁化方向以外は同じ構成とされている磁気抵抗素子４１〜４８にて構成されているので、温度特性も同じ値となる。したがって、「Ａ」は正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃで共通のパラメータである。

出力演算回路５４は、センサ素子４０から正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃを入力し、正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃに対して所定の演算を行うことにより被検出電流Ｉの大きさに対応したセンサ信号を出力する回路である。具体的には、出力演算回路５４は、各増幅回路５２、５３から入力した正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃを用いてバイアス磁界Ｂｂと合成磁界Ｂｓとの成す角度θにおける正接値（ｔａｎθ）を演算し、この正接値に対応する信号をセンサ信号として出力端子５７を介して外部に出力する。すなわち、出力演算回路５４は、正弦波信号Ｖｓを余弦波信号Ｖｃで除算して正接値（ｔａｎθ）を取得する演算を行い、この演算結果に対応する信号をセンサ信号として出力する。

図１に示されるように、ｔａｎθ＝（電流磁界Ｂｉ）／（バイアス磁界Ｂｂ）となることと、バイアス磁界Ｂｂはバイアス磁石３０により構成されるもので一定であることにより、センサ信号はバスバー８０に流れる被検出電流Ｉが生成する電流磁界Ｂｉに比例する信号となる。つまり、センサ信号はバスバー８０に流れる被検出電流Ｉに対してリニアに変化する信号となる。出力演算回路５４はこのｔａｎθに対応する信号をセンサ信号として出力する。

なお、「正接値に対応する信号をセンサ信号として出力する」とは、演算した正接値に対して所定のオフセットを付加した値をセンサ信号として出力したり、演算した正接値をそのままセンサ信号として出力したりすることである。本実施形態では演算した正接値をそのまま出力する。

自己診断回路５５は、センサ素子４０から正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃを入力すると共に、正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃに基づいてセンサ素子４０もしくは各増幅回路５２、５３の故障判定を行う回路である。正弦波信号Ｖｓや余弦波信号Ｖｃはセンサ素子４０及び各増幅回路５２、５３を経由して得られた信号であるので、自己診断回路５５はセンサ素子４０及び各増幅回路５２、５３のいずれかに故障の可能性があることを診断することとなる。

具体的に、自己診断回路５５は、Ｖｓ²とＶｃ²との和を演算し、この演算結果と予め設定された故障判定値とを比較することにより、センサ素子４０の故障判定を行う。故障判定値は、Ｖｓ²＋Ｖｃ²の正常値の範囲と異常値の範囲との境界値すなわち閾値であり、製品出荷時に自己診断回路５５に設けられた記憶手段に記憶される。

そして、センサ素子４０が正常に動作している場合、上述のように、正弦波信号ＶｓはＶｓ＝Ａ・ｓｉｎθで表され、余弦波信号ＶｃはＶｃ＝Ａ・ｃｏｓθで表される。したがって、Ｖｓ²とＶｃ²との和は、Ｖｓ²＋Ｖｃ²＝Ａ²（ｓｉｎ²θ＋ｃｏｓ²θ）＝Ａ²となる。すなわち、Ｖｓ²とＶｃ²との和は、図４に示されるように、被検出電流Ｉの電流値に関らず一定の値となる。このような場合、自己診断回路５５はＡ²と故障判定値とを比較し、演算結果であるＡ²が正常範囲に含まれていると判定すると共にセンサ素子４０や各増幅回路５２、５３は正常であると判定する。

一方、センサ素子４０が劣化等したことにより、異常が発生した場合、正弦波信号Ｖｓや余弦波信号Ｖｃに故障の成分が含まれる。例えば、正弦波信号Ｖｓにオフセット変動が生じた場合、正弦波信号ＶｓはＶｓ＝Ａ・ｓｉｎθ＋Ｖｏｆｆｓで表される。このため、Ｖｓ²とＶｃ²との和にはＶｏｆｆｓの成分やｓｉｎθの成分が含まれる。したがって、図５に示されるように、Ｖｓ²とＶｃ²との和は電流値に対して一定にならない。

また、余弦波信号Ｖｃにオフセット変動が生じた場合、余弦波信号ＶｃはＶｃ＝Ａ・ｃｏｓθ＋Ｖｏｆｆｃで表される。このため、Ｖｓ²とＶｃ²との和にはＶｏｆｆｃの成分やｃｏｓθの成分が含まれる。したがって、図６に示されるように、Ｖｓ²とＶｃ²との和は電流値に対して一定にならない。

このように、Ｖｓ²とＶｃ²との和が電流値に対して一定にならない場合、Ｖｓ²とＶｃ²との和は、正常範囲を超えてしまう。したがって、自己診断回路５５はＶｓ²とＶｃ²との和と故障判定値とを比較し、演算結果が異常であると判定すると共にセンサ素子４０や各増幅回路５２、５３のいずれかに異常が発生していると判定する。

自己診断回路５５は、上記のように故障判定を行った後、ダイアグ端子５８を介して故障診断結果を外部に出力する。具体的には、図７に示されるように、自己診断結果が正常の場合、自己診断回路５５は通常動作時の出力電圧を自己診断正常時の出力電圧として出力する。すなわち、自己診断正常時、自己診断回路５５はダイアグ端子５８に印加する電圧を変化させない。

一方、自己診断結果が異常の場合、自己診断回路５５は通常動作時よりも高い出力電圧を出力する。すなわち、自己診断異常時、自己診断回路５５はダイアグ端子５８に印加する電圧を変化させる。このようにして、自己診断回路５５は外部に異常を伝える。

以上説明したように、本実施形態では、正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃの２つの信号に基づいて故障診断を行う自己診断回路５５を備えていることが特徴となっている。また、自己診断回路５５は、正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃの角度成分を利用して故障診断を行っているので、故障診断のためのセンサ素子４０及び出力演算回路５４の別途の構成を不要とすることができる。したがって、電流センサ１０に備えられた１つのセンサ素子４０及び１つの出力演算回路５４によって自己診断を可能とすることができる。

ここで、バスバー８０に流れる被検出電流Ｉは常に一定の値ではない。このような「電流」という測定対象に対して電流センサ１０は電流値の平均値やピーク値を検出することになる。したがって、電流センサ１０が検出した電流値が本当に正しい値であるかを確かめるためには、従来は全く同じ構成の電流検出部を設けて両者の値を比較しなければならなかった。しかしながら、本実施形態に係る電流センサ１０は、故障の成分が含まれた正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃを用いて故障判定を行っている。したがって、センサ素子４０の出力と、全く同じ構成の他のセンサ素子の出力と、の比較を行う必要がなく、自己診断回路５５を設けるだけで電流センサ１０の自己診断機能を実現することができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、電流磁界Ｂｉが特許請求の範囲の「第１磁界」に対応し、バイアス磁界Ｂｂが特許請求の範囲の「第２磁界」に対応する。また、バイアス磁石３０が特許請求の範囲の「磁界発生手段」に対応し、バスバー８０が特許請求の範囲の「被検出電流経路」に対応する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、自己診断回路５５は、正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃによって描かれるリサージュ波形に基づいて故障判定を行う。

すなわち、自己診断回路５５は各増幅回路５２、５３から入力した正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃによってリサージュ波形を描く。リサージュ波形は、図８に示されるように、正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃの二つの単振動を合成して直交座標上に描かれる平面図形である。図８は、例えば製品出荷時の正常なリサージュ波形である。

そして、正弦波信号Ｖｓにオフセット変動が生じた場合、図９に示されるように、リサージュ波形は正常時からｓｉｎθ軸方向に移動する。一方、余弦波信号Ｖｃにオフセット変動が生じた場合、図１０に示されるように、リサージュ波形は正常時からｃｏｓθ軸方向に移動する。

したがって、自己診断回路５５は、正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃによって描かれたリサージュ波形と、予め設定された製品出荷時のリサージュ波形に基づく故障判定値と、を比較することにより、センサ素子４０の故障判定を行う。すなわち、自己診断回路５５は、製品出荷時の円波形から所定量だけ外れたか否かを判定する。以上のように、リサージュ波形を描くことにより、故障を視覚的に容易に判定することができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、自己診断回路５５は、ｓｉｎθと（１−ｃｏｓ²θ）^1/2とを比較するか、または、（１−ｓｉｎ²θ）^1/2とｃｏｓθとを比較することにより、センサ素子４０の故障判定を行う。このように、正弦及び余弦をｓｉｎθもしくはｃｏｓθで表すことができる。したがって、自己診断回路５５は、故障判定値を用いずに、正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃを用いて故障判定を行うこともできる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。図１１に示されるように、本実施形態に係る回路チップ５０では、自己診断回路５５が出力端子５７（Ｖｏｕｔ／Ｄｉａｇ）に接続されている。これにより、自己診断回路５５は、出力端子５７を介して外部に自己診断結果を出力する。言い換えると、出力端子５７はセンサ信号と自己診断結果の両方を出力する兼用の端子として機能する。

通常、出力演算回路５４は、図１２に示されるように、一定範囲内の通常状態出力電圧の電圧を出力する。しかしながら、自己診断回路５５は、センサ素子４０が故障していると判定した場合、出力演算回路５４の出力を変化させる。

具体的には、自己診断回路５５は、一定範囲の通常状態出力電圧を超えた電圧値を出力端子５７に印加する。本実施形態では、自己診断回路５５は、自己診断異常時、一定範囲の通常状態出力電圧の最大値よりも高い電圧を出力する。このようにして、出力端子５７を介して自己診断結果を外部に出力することもできる。また、ダイアグ端子５８を不要とすることができ、回路チップ５０の構成を簡略化することができる。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された電流センサ１０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、バイアス磁石３０とセンサ素子４０との配置関係については、上述のように各磁気抵抗素子４１〜４８のピン磁性層の磁化方向とバイアス磁界Ｂｂの方向との関係が維持できれば、どのような配置関係でも良い。

上記各実施形態では、センサ素子４０の各磁気抵抗素子４１〜４８はＴＭＲ素子として構成されていたが、ＧＭＲ素子として構成されていても良い。

上記各実施形態では、各増幅回路５２、５３が回路チップ５０に設けられていたが、センサ素子４０に設けられていても良い。この場合であっても、出力演算回路５４は正弦波信号Ｖｓ及び余弦波信号Ｖｃに対して所定の演算を行うことになる。

第４実施形態では、自己診断回路５５は、自己診断異常時、一定範囲の通常状態出力電圧の最大値よりも高い電圧を出力していたが、一定範囲の通常状態出力電圧の最小値よりも低い電圧を出力するようにしても良い。

さらに、上記各実施形態では、電流センサ１０は車載バッテリ等に接続されるバスバー８０に流れる被検出電流Ｉを測定するように構成されていたが、これは電流センサ１０の適用の一例である。したがって、測定対象は車両用のバスバー８０に限られず、他の用途に用いられる配線に電流センサ１０を適用しても良い。

３０ バイアス磁石（磁界発生手段）
４０ センサ素子
４１〜４８ 磁気抵抗素子
５４ 出力演算回路
５５ 自己診断回路
５８ ダイアグ端子
８０ バスバー（被検出電流経路）
Ｂｉ 電流磁界（第１磁界）
Ｂｂ バイアス磁界（第２磁界）

Claims (6)

1. 被検出電流経路（８０）に被検出電流が流れることによって生じる第１磁界（Ｂｉ）に対して垂直方向に第２磁界（Ｂｂ）を発生させる磁界発生手段（３０）と、
   複数の磁気抵抗素子（４１〜４８）を有し、前記複数の磁気抵抗素子（４１〜４８）が外部の磁場の影響を受けたときの前記複数の磁気抵抗素子（４１〜４８）の抵抗値の変化に基づいて、前記第２磁界（Ｂｂ）と、前記第１磁界（Ｂｉ）及び前記第２磁界（Ｂｂ）で構成される合成磁界（Ｂｓ）と、の成す角度θに応じた正弦値を含む正弦波信号及び余弦値を含む余弦波信号を出力するセンサ素子（４０）と、
   前記センサ素子（４０）から前記正弦波信号及び前記余弦波信号を入力し、前記正弦波信号及び前記余弦波信号に対して所定の演算を行うことにより前記被検出電流の大きさに対応したセンサ信号を出力する出力演算回路（５４）と、
   を備え、さらに、
   前記センサ素子（４０）から前記正弦波信号及び前記余弦波信号を入力すると共に、前記正弦波信号及び前記余弦波信号に基づいて前記センサ素子（４０）の故障判定を行う自己診断回路（５５）を備えていることを特徴とする電流センサ。
2. 前記正弦波信号をＶｓとし、前記余弦波信号をＶｃと定義すると、
   前記自己診断回路（５５）は、Ｖｓ²とＶｃ²との和と、故障判定値と、を比較することにより、前記センサ素子（４０）の故障判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
3. 前記自己診断回路（５５）は、前記正弦波信号及び前記余弦波信号によって描かれるリサージュ波形と、故障判定値と、を比較することにより、前記センサ素子（４０）の故障判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
4. 前記正弦波信号はｓｉｎθを含んだ信号であると共に、前記余弦波信号はｃｏｓθを含んだ信号であり、
   前記自己診断回路（５５）は、ｓｉｎθと（１−ｃｏｓ²θ）^1/2とを比較することにより、または、（１−ｓｉｎ²θ）^1/2とｃｏｓθとを比較することにより、前記センサ素子（４０）の故障判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
5. 前記自己診断回路（５５）の故障診断結果を外部に出力するダイアグ端子（５８）を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電流センサ。
6. 前記自己診断回路（５５）は、前記センサ素子（４０）が故障していると判定した場合、前記出力演算回路（５４）の出力を変化させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電流センサ。

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