JP2014002081A - 温度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の感温ダイオードＴ１＃（＃＝ｐ，ｎ）の検出値である第１の電圧降下量Ｖｆ１や、第２の感温ダイオードＴ２＃の検出値である第２の電圧降下量Ｖｆ２に含まれる誤差を精度よく算出できる温度検出装置を提供する。
【解決手段】第１のスイッチング素子Ｓ１＃及び第２のスイッチング素子Ｓ２＃の駆動前において、差動増幅回路２６によって第１の電圧降下量Ｖｆ１及び第２の電圧降下量Ｖｆ２の差に応じた値を算出する。そして、算出された値をコンパレータ２８及びキャリア生成回路３４によって時比率信号に変換し、変換された時比率信号をインターフェース１８を介して制御装置１４に伝達させる。そして、制御装置１４において、伝達された上記時比率信号に基づき第１の電圧降下量Ｖｆ１及び第２の電圧降下量Ｖｆ２の誤差を算出する。そして、算出された誤差に基づきパワーセーブ処理で用いる閾値温度を更新する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の温度検出対象のそれぞれに対応して設けられ、該温度検出対象の温度を検出する温度検出手段を備える温度検出装置に関する。

従来、下記特許文献１に見られるように、所定の温度検出対象（例えば、半導体スイッチング素子）の温度を検出する温度センサについて、その検出値を較正する技術が知られている。この技術について説明すると、まず、温度センサが内蔵される製品の製造工程において、相違する一対の温度のそれぞれに対応した温度センサの検出値等のデータを取得する。そして、取得されたデータに基づき、温度センサの検出値を較正するための較正用データを算出し、算出された較正用データを製品内の回路基板に実装された不揮発性メモリに記憶させる。

こうした構成によれば、不揮発性メモリに記憶された較正用データに基づき温度センサの検出値を較正することができる。これにより、温度センサの検出値に含まれる誤差が温度検出対象の温度の把握に及ぼす影響を抑制することができる。

特開２００８−１９７０１１号公報

ここで、製品の出荷後、較正用データがなくなったり、較正用データが適切なデータではなくなったりすることがある。これは、例えば、製品に故障が生じ、製品の修理工場において不揮発性メモリが実装された回路基板が交換されたり、製品に経年劣化が生じたりすることで生じる。この場合、温度センサの検出値に含まれる誤差が温度検出対象の温度の把握に及ぼす影響を抑制できなくなるおそれがある。こうした問題に対処する上では、例えば製品の出荷後においても、温度センサの検出値に含まれる誤差を算出可能な技術が要求される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、上記検出値に含まれる誤差を算出することのできる新たな温度検出装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、複数の温度検出対象（Ｓ１＃，Ｓ２＃；＃＝ｐ，ｎ）のそれぞれに対応して設けられ、該温度検出対象の温度を検出する温度検出手段（Ｔ１＃，Ｔ２＃）と、複数の前記温度検出対象のそれぞれの温度が互いに同一であると想定される状況下、複数の前記温度検出手段の検出値（Ｖｆ１，Ｖｆ２）同士の差（ΔＶｆ）に応じた値を算出する第１の算出手段（２６）と、前記第１の算出手段によって算出された前記差に応じた値に基づき、前記温度検出手段の検出値に含まれる誤差を算出する第２の算出手段（１４）と、を備えることを特徴とする。

温度検出手段の検出値に誤差が含まれている場合、複数の温度検出対象のそれぞれの温度が互いに同一である状況下における上記検出値同士の差に応じた値は、当初想定した値からずれ得る。このため、複数の温度検出対象のそれぞれの温度が互いに同一である状況下における上記差に応じた値は、上記検出値に含まれる誤差を把握するためのパラメータとなる。この点に鑑み、上記発明では、第１の算出手段及び第２の算出手段を備えた。このため、温度検出手段の検出値に含まれる誤差を精度よく算出することができる。これにより、例えば、上記検出値を用いた温度検出対象の温度に関する処理を適切に行うことができる。

さらに、上記発明によれば、例えば、上記特許文献１に記載された技術と異なり、温度検出装置の出荷後において、この装置の内部部品等が交換されたり、この装置に経年劣化が生じたりする場合であっても、上記誤差を算出することもできる。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかるスイッチング素子の温度検出に関する構成を示す図。 同実施形態にかかるパワーセーブ処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる誤差範囲の概要を示す図。 同実施形態にかかる閾値温度更新処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる閾値温度更新処理の一例を示すタイムチャート。 第２の実施形態にかかる異常判断処理の概要を示す図。 その他の実施形態にかかるインバータに接続される回路基板を示す平面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる温度検出装置をパラレルシリーズハイブリッド車両に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるモータジェネレータの制御システムを示す。

図示される第１のモータジェネレータ１０ａ及び第２のモータジェネレータ１０ｂは、図示しない動力分割装置を介して駆動輪や車載主機としてのエンジンに連結されている。第１のモータジェネレータ１０ａは、第１のインバータＩＶ１に接続され、エンジンのクランク軸に初期回転を付与するスタータや、車載機器に給電するための発電機等の役割を果たす。一方、第２のモータジェネレータ１０ｂは、第２のインバータＩＶ２に接続され、車載主機等の役割を果たす。これらインバータＩＶ１，ＩＶ２は、コンバータＣＶを介して高電圧バッテリ１２に接続されている。

コンバータＣＶは、コンデンサＣと、リアクトルＬと、高電位側（上アーム側）のスイッチング素子Ｓｃｐ及び低電位側（下アーム側）のスイッチング素子Ｓｃｎの直列接続体とを備えている。詳しくは、コンデンサＣには、スイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎの直列接続体が並列接続され、上記直列接続体の接続点と高電圧バッテリ１２の正極とは、リアクトルＬを介して接続されている。コンバータＣＶは、スイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎの開閉操作によって、高電圧バッテリ１２の電圧（例えば「２８８Ｖ」）を所定の電圧（例えば「６６６Ｖ」）を上限として昇圧する機能を有する。

第１のインバータＩＶ１は、上アーム側のスイッチング素子Ｓｗｐ及び下アーム側のスイッチング素子Ｓｗｎの直列接続体が３つ並列接続されて構成されている。これら各スイッチング素子Ｓｗｐ及びスイッチング素子Ｓｗｎの接続点は、第１のモータジェネレータ１０ａのＵ，Ｖ，Ｗ相にそれぞれ接続されている。

第２のインバータＩＶ２は、上アーム側の一対のスイッチング素子Ｓｐ１，Ｓｐ２の並列接続体と、下アーム側の一対のスイッチング素子Ｓｎ１，Ｓｎ２の並列接続体との直列接続体を３つ備えて構成されている。詳しくは、これら直列接続体は、互いに並列接続され、これら直列接続体の接続点のそれぞれは、第２のモータジェネレータ１０ｂのＵ，Ｖ，Ｗ相にそれぞれ接続されている。

なお、本実施形態において、第２のインバータＩＶ２を構成するスイッチング素子Ｓ￥＃（￥＝１，２；＃＝ｐ，ｎ）を一対のスイッチング素子の並列接続体としているのは、第２のインバータＩＶ２の出力電流の最大値を大きくするためである。これは、第２のモータジェネレータ１０ｂが車載主機として用いられているためである。

ちなみに、本実施形態では、スイッチング素子Ｓ＊＃（＊＝ｃ，ｗ），Ｓ￥＃として、電圧制御形のものが用いられており、より具体的には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられている。このため、スイッチング素子Ｓ＊＃，Ｓ￥＃は、その開閉制御端子（ゲート）に対する出力端子（エミッタ）の電位差（ゲート電圧）によって開閉操作される。

また、これらスイッチング素子Ｓ＊＃，Ｓ￥＃にはそれぞれ、フリーホイールダイオードＤ＊＃，Ｄ￥＃が逆並列に接続されている。さらに、図示しないが、これらスイッチング素子Ｓ＊＃，Ｓ￥＃付近には、スイッチング素子Ｓ＊＃，Ｓ￥＃の温度を検出する感温ダイオードが備えられている。感温ダイオードについては、後に詳述する。

制御装置１４は、低電圧バッテリ１６を電源とし、マイクロコンピュータを主体として構成されている。制御装置１４は、インターフェース１８を介して、コンバータＣＶや、第１のインバータＩＶ１、第２のインバータＩＶ２を操作することで、第１のモータジェネレータ１０ａや第２のモータジェネレータ１０ｂを制御する。

詳しくは、制御装置１４は、コンバータＣＶのスイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎを開閉操作することで、コンバータＣＶの出力電圧をその指令値に制御する。また、制御装置１４は、第１のインバータＩＶ１のスイッチング素子Ｓｗｐ，Ｓｗｎを開閉操作することで、第１のモータジェネレータ１０ａの制御量をその指令値に制御し、第２のインバータＩＶ２のスイッチング素子Ｓ１ｐ，Ｓ２ｐ，Ｓ１ｎ，Ｓ２ｎを開閉操作することで、第２のモータジェネレータ１０ｂの制御量をその指令値に制御する。本実施形態では、第１，第２のモータジェネレータ１０ａ，１０ｂの制御量として、トルクを想定している。

なお、上アーム側のスイッチング素子Ｓ＊ｐ，Ｓ￥ｐと、対応する下アーム側のスイッチング素子Ｓ＊ｎ，Ｓ￥ｎとは、交互にオン状態とされる。また、制御量としてのトルクの指令値（以下、トルク指令値Ｔｒｑ＊）は、例えば、車両の制御を統括する上位の制御装置から制御装置１４に入力される。

上記インターフェース１８は、高電圧バッテリ１２を備える高電圧システムと低電圧バッテリ１６を備える低電圧システムとの間を電気的に絶縁しつつ、これらの間の信号の授受を行うための伝達手段である。本実施形態では、インターフェース１８として、光絶縁素子（フォトカプラ）を備えたものを用いている。なお、本実施形態において、高電圧システムが第１の領域に相当し、低電圧システムが第２の領域に相当する。

続いて、コンバータＣＶ、第１のインバータＩＶ１及び第２のインバータＩＶ２のそれぞれに備えられるスイッチング素子の温度を検出する構成について説明する。本実施形態では、図２に示すように、第２のインバータＩＶ２を例にして説明する。なお、図２では、スイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃を開閉操作するための部品の記載を省略している。また、本実施形態では、以降、スイッチング素子Ｓ１＃を第１のスイッチング素子と称し、スイッチング素子Ｓ２＃を第２のスイッチング素子と称することとする。

図示されるように、高電圧システムにおいて第１のスイッチング素子Ｓ１＃付近には、この素子の温度を検出する第１の感温ダイオードＴ１＃が設けられている。一方、第２のスイッチング素子Ｓ２＃付近には、この素子の温度を検出する第２の感温ダイオードＴ２＃が設けられている。本実施形態では、これら感温ダイオードＴ＃１，Ｔ＃２として、互いに同一仕様の感温ダイオードを用いている。

ちなみに、スイッチング素子Ｓ￥＃（￥＝１，２；＃＝ｐ，ｎ）、フリーホイールダイオードＤ￥＃及び感温ダイオードＴ￥＃は、実際には、パワーカードＰＷＣに収納されることでパッケージ化されている。

高電圧システムには、ドライブＩＣ２０が備えられている。ドライブＩＣ２０は、１チップ化された半導体集積回路であり、第１の定電圧電源２２ａ、第２の定電圧電源２２ｂ、第１の定電流電源２４ａ、第２の定電流電源２４ｂ、差動増幅回路２６及びコンパレータ２８等を備えている。ドライブＩＣ２０は、第２のインバータＩＶ２に備えられる６対のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃のそれぞれに対応して備えられている。

第１の定電圧電源２２ａは、その端子電圧が「ＶＨ」であり、第１の定電圧電源２２ａの電力供給源となる。第１の定電流電源２４ａは、その出力側がドライブＩＣ２０の端子Ｔ１を介して第１の感温ダイオードＴ１＃のアノードに接続されている。第１の感温ダイオードＴ１＃のカソードは、接地されている。

一方、第２の定電圧電源２２ｂは、その端子電圧が第１の定電圧電源２２ａの端子電圧と同一であり、第２の定電流電源２４ｂの電力供給源となる。第２の定電流電源２４ｂは、その出力電流が第１の定電流電源２４ａの出力電流と同一である。第２の定電流電源２４ｂの出力側は、ドライブＩＣ２０の端子Ｔ２を介して第２の感温ダイオードＴ２＃のアノードに接続され、カソードは、接地されている。

こうした構成によれば、第１の感温ダイオードＴ１＃は、第１のスイッチング素子Ｓ１＃の温度を自身における電圧降下量（以下、第１の電圧降下量Ｖｆ１）として検出する温度検出手段となる。また、第２の感温ダイオードＴ２＃は、第２のスイッチング素子Ｓ２＃の温度を自身における電圧降下量（以下、第２の電圧降下量Ｖｆ２）として検出する温度検出手段となる。詳しくは、第１の電圧降下量Ｖｆ１は、第１のスイッチング素子Ｓ１＃の温度と負の相関を有し、第２の電圧降下量Ｖｆ２は、第２のスイッチング素子Ｓ２＃の温度と負の相関を有する。

端子Ｔ１，Ｔ２は、差動増幅回路２６に接続されている。詳しくは、端子Ｔ１は、差動増幅回路２６の非反転入力端子側に接続されており、端子Ｔ２は、差動増幅回路２６の反転入力端子側に接続されている。なお、差動増幅回路２６の非反転入力端子には、差動増幅回路２６の出力電圧をシフトさせるための定電圧電源２７が接続されている。

差動増幅回路２６の出力端子及び端子Ｔ１は、スイッチ３０を介してコンパレータ２８の非反転入力端子に接続可能とされている。スイッチ３０は、差動増幅回路２６の出力端子及び端子Ｔ１のうちいずれかとコンパレータ２８の非反転入力端子とを選択的に接続するための部材である。なお、本実施形態において、スイッチ３０は、基本的には、端子Ｔ１とコンパレータ２８の非反転入力端子とを接続するように操作されている。

コンパレータ２８の反転入力端子には、キャリア信号（三角波信号）を出力するキャリア生成回路３４が接続されている。

コンパレータ２８の出力端子は、ドライブＩＣ２０の端子Ｔ３及びインターフェース１８を構成するフォトカプラ３６の１次側（フォトダイオード３６ａ）を介して接地されている。端子Ｔ３及びフォトダイオード３６ａの接続点には、抵抗体３８を介して定電圧電源４０が接続されている。

一方、フォトカプラ３６の２次側（フォトトランジスタ３６ｂ）のコレクタは、抵抗体４２を介して定電圧電源４４に接続されており、フォトトランジスタ３６ｂのエミッタは、接地されている。なお、抵抗体４２及び定電圧電源４４の接続点は、コンデンサ４６を介して接地されている。

抵抗体４２の両端のうちフォトトランジスタ３６ｂのコレクタ側は、抵抗体及びコンデンサからなるローパスフィルタ４８を介して制御装置１４に接続されている。

こうした構成によれば、コンパレータ２８の非反転入力端子の入力信号がパルス幅変調されたものが制御装置１４に入力されることとなる。

端子Ｔ１，Ｔ２は、さらに、駆動制御部５０に接続されている。駆動制御部５０は、スイッチ３０を操作したり、ローカルシャットダウン処理を行ったりする。ローカルシャットダウン処理は、第１の電圧降下量Ｖｆ１が規定電圧を下回る（第１のスイッチング素子Ｓ１＃の温度が規定温度を上回る）との条件と、第２の電圧降下量Ｖｆ２が規定電圧を下回る（第２のスイッチング素子Ｓ２＃の温度が規定温度を上回る）との条件との論理和が真であると判断された場合、スイッチング素子が過熱状態であるとして第１，第２のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃の駆動を禁止する処理である。ここで、上記規定温度は、スイッチング素子の信頼性が短時間に大きく低下するスイッチング素子の温度の下限値であり、上記規定電圧は、スイッチング素子の温度が規定温度となる場合の感温ダイオードにおける電圧降下量に設定されている。ローカルシャットダウン処理によれば、スイッチング素子を迅速にオフ状態とさせることができ、スイッチング素子の過熱によってスイッチング素子の信頼性が大きく低下する事態を回避できる。

上記制御装置１４には、第１の電圧降下量Ｖｆ１や差動増幅回路２６の出力信号に関する情報がインターフェース１８を介して伝達される。制御装置１４は、第１の電圧降下量Ｖｆ１に関する情報に基づくソフトウェア処理によって第１のスイッチング素子Ｓ１＃の温度を算出する温度算出処理を行う。本実施形態では、第１の電圧降下量Ｖｆ１に関する情報として、キャリア生成回路３４から出力される三角波信号と第１の電圧降下量Ｖｆ１との大小比較によってコンパレータ２８から出力される時比率信号を採用している。この時比率信号は、第１のスイッチング素子Ｓ１＃の温度と相関を有する。

なお、差動増幅回路２６、コンパレータ２８、スイッチ３０、キャリア生成回路３４及び端子Ｔ３に接続されたインターフェース１８は、実際には、第２のインバータＩＶ２に備えられる６対のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃のそれぞれに対応するドライブＩＣ２０のうちいずれか１つのみに対応して備えられている。具体的には、これら６対のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃のうち温度が最も高くなると想定されるものに対応したドライブＩＣ２０のみに備えられている。これにより、これら６対のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃のそれぞれに対応するドライブＩＣ２０に差動増幅回路２６及びインターフェース１８等が備えられる構成と比較して、部品数の低減を図ることができる。なお、差動増幅回路２６及びスイッチ３０等の利用手法については、後に説明する。

また、第１のインバータＩＶ１に備えられるスイッチング素子Ｓｗ＃（＃＝ｐ，ｎ）に対応するドライブＩＣ２０等の構成について説明すると、６つのスイッチング素子Ｓｗ＃のそれぞれに対応するドライブＩＣ２０が備えられている。ここで、本実施形態では、差動増幅回路２６及びスイッチ３０は、第１のインバータＩＶ１のドライブＩＣ２０に備えられていない。また、コンパレータ２８、キャリア生成回路３４及び端子Ｔ３に接続されたインターフェース１８は、実際には、上記６つのスイッチング素子Ｓｗ＃のそれぞれに対応するドライブＩＣ２０のうち温度が最も高くなると想定されるドライブＩＣ２０のみに対応して備えられている。ちなみに、コンバータＣＶに備えられる６つのスイッチング素子Ｓｃ＃のそれぞれに対応するドライブＩＣ２０等の構成については、第１のインバータＩＶ１のドライブＩＣ２０等の構成と同様である。

続いて、制御装置１４によって実行されるパワーセーブ処理について説明する。

この処理は、コンバータＣＶ、第１のインバータＩＶ１及び第２のインバータＩＶ２のそれぞれについて、温度算出処理によって算出されたスイッチング素子の温度Ｔｓｗが上記規定温度よりも低い閾値温度Ｔｏｃを超えたと判断された場合、トルク指令値Ｔｒｑ＊を制限する処理であり、スイッチング素子の加熱保護に関する処理である。この処理によれば、スイッチング素子の駆動を制限してコレクタ電流を制限し、スイッチング素子の過熱を回避することができる。

図３に、パワーセーブ処理の手順を示す。この処理は、制御装置１４によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、トルク指令値Ｔｒｑ＊が制限されているか否かを示すフラグＦが「１」であるか否かを判断する。ここで、フラグＦは、「１」によってトルク指令値Ｔｒｑ＊が制限されていることを示し、「０」によって制限されていないことを示す。

ステップＳ１０において否定判断された場合には、ステップＳ１２に進み、スイッチング素子の温度Ｔｓｗが閾値温度Ｔｏｃを超えたか否かを判断する。この処理は、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限を開始するか否かを判断するための処理である。なお、閾値温度Ｔｏｃは、パワーセーブ処理によってスイッチング素子の駆動を制限することなくスイッチング素子を駆動可能なこの素子の実際の温度の許容上限値に基づき設定されている。

ステップＳ１２において肯定判断された場合には、ステップＳ１４に進み、フラグＦを「１」としてかつ、トルク指令値Ｔｒｑ＊をガード処理するためのトルクガード値ＭＡＸＴｒｑを、第１の制限値Ｔｒｑｔｈ１とする。ここで、第１の制限値Ｔｒｑｔｈ１は、コンバータＣＶや、第１のインバータＩＶ１、第２のインバータＩＶ２の通常制御時におけるトルクガード値ＭＡＸＴｒｑである第２の制限値Ｔｒｑｔｈ２よりも小さい値に設定されている。

上記ステップＳ１０において肯定判断された場合には、トルク指令値Ｔｒｑ＊が制限されていると判断し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、スイッチング素子の温度Ｔｓｗが閾値温度Ｔｏｃ以下となったか否かを判断する。この処理は、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限を解除する条件が成立したか否かを判断するためのものである。

ステップＳ１６において肯定判断された場合には、ステップＳ１８に進み、フラグＦを初期化するとともに、トルクガード値ＭＡＸＴｒｑを第２の制限値Ｔｒｑｔｈ２に変更する。これにより、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限が解除される。

なお、上記ステップＳ１２、Ｓ１６において否定判断された場合や、ステップＳ１４、Ｓ１８の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

次に、制御装置１４によって実行される閾値温度更新処理について説明する。

この処理は、第２のインバータＩＶ２に対するパワーセーブ処理において、上記閾値温度Ｔｏｃを更新する処理であり、感温ダイオードにおける電圧降下量に誤差が含まれ得ることに鑑みて行われる処理である。ここで、電圧降下量に含まれる誤差とは、スイッチング素子の実際の温度が所定温度となる場合の感温ダイオードにおける電圧降下量について、実際の値と中央特性値との差のことである。中央特性値とは、スイッチング素子の実際の温度が所定温度となる場合において、量産された複数の感温ダイオードにおける電圧降下量の平均値のことである。上記誤差は、感温ダイオードの個体差等に起因して生じる。以下、閾値温度更新処理について詳述する。

まず、上記処理を説明するに際し、上記誤差が取り得る範囲（以下、誤差範囲）について説明する。

第２のインバータＩＶ２において、第１の電圧降下量Ｖｆ１と、第２の電圧降下量Ｖｆ２とは下式（ｃ１），（ｃ２）で表される。

Ｖｆ１＝Ｖ１ｒ＋ΔＶ１ …（ｃ１）
Ｖｆ２＝Ｖ２ｒ＋ΔＶ２ …（ｃ２）
上式において、「Ｖ１ｒ」は、第１の電圧降下量Ｖｆ１の中央特性値を示し、「ΔＶ１」は、第１の電圧降下量Ｖｆ１に含まれる誤差（以下、第１の誤差）を示す。また、「Ｖ２ｒ」は、第２の電圧降下量Ｖｆ２の中央特性値を示し、「ΔＶ２」は、第２の電圧降下量Ｖｆ２に含まれる誤差（以下、第２の誤差）を示す。

第１の電圧降下量Ｖｆ１から第２の電圧降下量Ｖｆ２を減算した値である差分情報ΔＶｆを下式（ｃ３）に示す。

ΔＶｆ＝Ｖｆ１−Ｖｆ２
＝（Ｖ１ｒ−Ｖ２ｒ）＋（ΔＶ１−ΔＶ２） …（ｃ３）
ここで、第１のスイッチング素子Ｓ１＃の温度と第２のスイッチング素子Ｓ２＃の温度とが同一であるとすると、「Ｖ１ｒ＝Ｖ２ｒ」が成立する。この場合、差分情報ΔＶｆは下式（ｃ４）で表される。

ΔＶｆ＝ΔＶ１−ΔＶ２ …（ｃ４）
第１の誤差ΔＶ１や第２の誤差ΔＶ２が「０」となる場合、上式（ｃ４）で表される差分情報ΔＶｆは「０」となる。これに対し、第１の誤差ΔＶ１や第２の誤差ΔＶ２が「０」以外の値となる場合、差分情報ΔＶｆは当初想定した値「０」からずれ得る。

ここで、本実施形態において、第１の誤差ΔＶ１及び第２の誤差ΔＶ２のそれぞれの当初の誤差範囲を同一とし、これら誤差範囲を下式（ｃ５）で表すこととする。

−ａ≦ΔＶ１≦ａ、−ａ≦ΔＶ２≦ａ （ａ＞０） …（ｃ５）
上記誤差範囲は、感温ダイオードの仕様等に応じて定まる固定範囲であり、感温ダイオード等の耐用期間において保証される範囲である。第１の誤差ΔＶ１及び第２の誤差ΔＶ２のそれぞれの誤差範囲が上式（ｃ５）で保証されていることと、上式（ｃ４）の関係とを用いることで、第１の誤差ΔＶ１及び第２の誤差ΔＶ２のそれぞれの誤差範囲を更新することができる。詳しくは、図４に示すように、上記差分情報ΔＶｆが負の値である場合、第１の誤差ΔＶ１及び第２の誤差ΔＶ２のそれぞれの誤差範囲は、下式（ｃ６）で表すことができる。

−ａ≦ΔＶ１≦ａ−｜ΔＶｆ｜、−ａ＋｜ΔＶｆ｜≦ΔＶ２≦ａ …（ｃ６）
一方、差分情報ΔＶｆが正の値である場合、第１の誤差ΔＶ１及び第２の誤差ΔＶ２のそれぞれの誤差範囲は、下式（ｃ７）で表すことができる。

−ａ＋｜ΔＶｆ｜≦ΔＶ１≦ａ、−ａ≦ΔＶ２≦ａ−｜ΔＶｆ｜ …（ｃ７）
続いて、上記誤差に基づく閾値温度Ｔｏｃの更新手法について説明する。

本実施形態では、上記差分情報ΔＶｆに基づき算出された誤差が当初の誤差範囲「−ａ≦ΔＶ１≦ａ」のうち正側の境界値「ａ」を小さくするものである場合、上記差分情報ΔＶｆに基づき閾値温度Ｔｏｃを更新する。これにより、パワーセーブ処理に変更を加える。

詳しくは、上式（ｃ６）によって表される第１の誤差ΔＶ１の誤差範囲は、当初の誤差範囲「−ａ≦ΔＶ１≦ａ」のうち正側の境界値を「ａ」から「ａ−｜ΔＶｆ｜」に小さくするものである。ここで、パワーセーブ処理で用いられる閾値温度Ｔｏｃは、実際には、第１のスイッチング素子Ｓ１＃の信頼性を維持する観点から、第１の誤差ΔＶ１が当初の誤差範囲の正側の境界値「ａ」となる特性を有する第１の感温ダイオードＴ１＃を用いた場合において、第１のスイッチング素子Ｓ１＃の実際の温度が上記許容上限値となるときに温度算出処理によって算出されるスイッチング素子の温度Ｔｓｗに設定されている。第１の電圧降下量Ｖｆ１と第１のスイッチング素子Ｓ１＃の温度とは上述したように負の相関を有することから、正側の境界値が差分情報ΔＶｆの絶対値だけ小さくなる場合、温度検出誤差が低減するため、差分情報ΔＶｆに対応する温度である温度情報ΔＴｆだけ閾値温度Ｔｏｃを高い側に更新する。これにより、パワーセーブ処理によってトルク指令値Ｔｒｑ＊が制限される頻度を低下させることができる。

図５に、閾値温度更新処理の手順を示す。この処理は、制御装置１４によって実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ２０において、トルク指令値Ｔｒｑ＊の入力が開始されたか否かを判断する。この処理は、第１のスイッチング素子Ｓ１＃及び第２のスイッチング素子Ｓ２＃のそれぞれの温度が同一であるか否かを判断するための処理である。つまり、トルク指令値Ｔｒｑ＊の入力前においては、未だスイッチング素子の駆動が開始されていないことから、第１のスイッチング素子Ｓ１＃及び第２のスイッチング素子Ｓ２＃のそれぞれの温度が同一である蓋然性が高い。こうした状況で差分情報ΔＶｆを算出することで、閾値温度Ｔｏｃの更新精度を高めることができる。

なお、第２のインバータＩＶ２が前回停止されてから現在までの経過時間が規定時間以下であると判断された場合、閾値温度更新処理を行わないことが望ましい。これは、上記経過時間が短いと、第１のスイッチング素子Ｓ１＃及び第２のスイッチング素子Ｓ２＃のそれぞれが熱的に平衡状態となっておらず、これらスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃のそれぞれの温度が同一となっていない蓋然性が高いことによる。

ステップＳ２０において否定判断された場合には、コンパレータ２８の非反転入力端子及び差動増幅回路２６の出力端子を接続するようにスイッチ３０を操作し、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、インターフェース１８を介して伝達されたコンパレータ２８の出力信号（差分情報ΔＶｆに関する情報）に基づき、上記温度情報ΔＴｆを算出する。ちなみに、本実施形態において、差分情報ΔＶｆは、コンパレータ２８において差分情報ΔＶｆと相関を有する時比率信号に変換される。ここで、本実施形態では、差分情報ΔＶｆが「０」となる場合に時比率信号の時比率が「５０％」となるように定電圧電源２７の端子電圧が設定されている。このため、上記時比率信号によれば、制御装置１４において差分情報ΔＶｆの絶対値とともに、その符号を把握することができる。

続くステップＳ２４では、温度情報ΔＴｆに基づき閾値温度Ｔｏｃを更新する。

なお、上記ステップＳ２０において肯定判断された場合や、ステップＳ２４の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

図６に、閾値温度更新処理の一例を示す。詳しくは、図６（ａ）は、低電圧バッテリ１６から車載機器への給電の有無の推移を示し、図６（ｂ）は、インターフェース１８を介して制御装置１４に入力される差分情報ΔＶｆに関する情報の推移を示し、図６（ｃ）は、スイッチング素子のゲートに入力される駆動信号の推移を示し、図６（ｄ）は、インターフェース１８を介して制御装置１４に入力される第１の電圧降下量Ｖｆ１に関する情報の推移を示す。

図示される例では、時刻ｔ１において、例えば、車両のユーザによってイグニッションスイッチがオン操作されることで、車両の制御システムが起動され、低電圧バッテリ１６から各種車載機器に給電が開始される。そしてその後、制御装置１４にトルク指令値Ｔｒｑ＊が入力される時刻ｔ２以前の所定のタイミングにおいて、差分情報ΔＶｆに関する情報が制御装置１４に入力され、閾値温度更新処理が行われる。

そして、時刻ｔ２において、制御装置１４からスイッチング素子のゲートに対して駆動信号が出力されることで、スイッチング素子の駆動が開始される。これに伴い、インターフェース１８を介して制御装置１４に第１の電圧降下量Ｖｆ１に関する情報が入力され始める。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）車両の制御システムの起動毎に上記閾値温度更新処理を行った。このため、例えば、車両の修理工場においてドライブＩＣ２０が実装された回路基板が交換されたり、感温ダイオード等の経年劣化によって電圧降下量に含まれる誤差が変化したりする場合であっても、これらがパワーセーブ処理に及ぼす影響を好適に抑制することができる。

（２）高電圧システムに備えられる差動増幅回路２６において差分情報ΔＶｆを算出し、これを低電圧システムに備えられる制御装置１４にインターフェース１８を介して伝達する構成を採用した。高電圧システムから低電圧システムに情報を伝達する構成において、情報の伝送経路にインターフェース１８（フォトカプラ３６やローパスフィルタ４８）が存在すること等に起因して、制御装置１４に入力される情報が高電圧システムから出力された当初の情報から変化することがある。ここで、例えば、第１の電圧降下量Ｖｆ１及び第２の電圧降下量Ｖｆ２のそれぞれを高電圧システムから制御装置１４に伝達し、制御装置１４において差分情報ΔＶｆを算出する構成を採用することも考えられる。ただし、この場合、第１の電圧降下量Ｖｆ１及び第２の電圧降下量Ｖｆ２の双方に関する情報が当初の情報から変化することに起因して、差分情報ΔＶｆの算出精度が低下する懸念がある。

これに対し、本実施形態にかかる構成によれば、制御装置１４に入力される差分情報ΔＶｆに関する情報が上記伝送経路から受ける影響が小さい。このため、差分情報ΔＶｆに対応した温度情報ΔＴｆに基づく閾値温度Ｔｏｃの更新精度を高めることができる。

（３）第２のインバータＩＶ２に備えられる互いに並列接続された第１のスイッチング素子Ｓ１＃及び第２のスイッチング素子Ｓ２＃のそれぞれを、差分情報ΔＶｆを算出するための温度検出対象とした。これらスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃は、共通のドライブＩＣ２０によって駆動されて同一のスイッチング動作をする。このため、これらスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃に加わる熱履歴は略同一であり、これにより、これらスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃の経年劣化の進行度合いも略同一であると考えられる。したがって、温度検出対象を第１のスイッチング素子Ｓ１＃及び第２のスイッチング素子Ｓ２＃とすることで、差分情報ΔＶｆに基づく第１の誤差ΔＶ１の算出精度を高めることができ、ひいては閾値温度Ｔｏｃの更新精度を高めることができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、閾値温度更新処理が行われる直前において、制御装置１４によって、第１の感温ダイオードＴ１＃又は第２の感温ダイオードＴ２＃による温度検出に関する異常の有無を判断する異常判断処理を行う。ここで、上記温度検出に関する異常には、例えば、第１の感温ダイオードＴ１＃、第２の感温ダイオードＴ２＃、端子Ｔ１、端子Ｔ２、端子Ｔ１から第１の感温ダイオードＴ１＃までの電気経路、及び端子Ｔ２から第２の感温ダイオードＴ２＃までの電気経路のうち少なくとも１つのオープン故障が含まれる。以下、図７を用いて、この処理によって上記異常を検出可能な原理を説明する。なお、図７の縦軸は、差分情報ΔＶｆの絶対値を示している。

上記温度検出に関する異常が生じていない場合、差分情報ΔＶｆの絶対値は、その最小値Ｖｍｉｎ及び最大値Ｖｍａｘで規定される規定範囲内となる。

これに対し、上記温度検出に関する異常が生じる場合には、差動増幅回路２６の一対の入力端子のうちいずれかの印加電圧が第１の定電圧電源２２ａ又は第２の定電圧電源２２ｂの端子電圧ＶＨまで上昇することとなる。この場合、差分情報ΔＶｆの絶対値は、上記最大値Ｖｍａｘを超えることとなる。

こうした点に鑑み、インターフェース１８を介して伝達されるコンパレータ２８の出力信号に基づき、差分情報ΔＶｆの絶対値が上記最大値Ｖｍａｘを超えたと判断された場合、上記温度検出に関する異常が生じている旨判断する。なお、本実施形態では、上記温度検出に関する異常が生じている旨判断された場合、閾値温度更新処理は行われず、上記異常が生じている旨をユーザに報知する処理が行われる。

このように、異常判断処理によれば、第１の感温ダイオードＴ１＃又は第２の感温ダイオードＴ２＃による温度検出に関する異常を検出することができる。このため、信頼性の低い差分情報ΔＶｆに基づき更新された閾値温度Ｔｏｃがパワーセーブ処理で用いられることを回避できる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・温度検出手段としては、感温ダイオードに限らず、例えば測温抵抗体であってもよい。

・上記第１の実施形態では、誤差範囲のうち正側の境界値及び負側の境界値のそれぞれの絶対値同士が同一「ａ」となる感温ダイオードを採用したがこれに限らず、上記絶対値同士が相違する感温ダイオードを採用してもよい。

・上記第１の実施形態では、第２のインバータＩＶ２に備えられる６対のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃（＃＝ｐ，ｎ）のうち一対のみに対応して差動増幅回路２６、コンパレータ２８、キャリア生成回路３４及びインターフェース１８を備える構成を採用したがこれに限らない。例えば、６対のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃のそれぞれに対応して差動増幅回路２６等を備える構成を採用してもよい。

・複数の温度検出対象としては、互いに並列接続された一対のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃に限らない。例えば、互いに並列接続された３つ以上のスイッチング素子であってもよい。ここで、複数の温度検出対象を互いに並列接続された３つのスイッチング素子とし、これらスイッチング素子のそれぞれの温度を検出する感温ダイオードを、第１の感温ダイオード、第２の感温ダイオード及び第３の感温ダイオードと称することとする場合における誤差範囲の正側の境界値を小さくする手法について説明する。

詳しくは、まず、第１の電圧降下量Ｖｆ１及び第２の電圧降下量Ｖｆ２の差である第１の差分情報と、第３の感温ダイオードにおける電圧降下量（第３の電圧降下量Ｖｆ３）及び第２の電圧降下量Ｖｆ２の差である第２の差分情報とを算出する。そして、第１〜第３の電圧降下量Ｖｆ１〜Ｖｆ３のそれぞれの誤差範囲が所定範囲（例えば上式（ｃ５））で保証されていることを前提として、第１の差分情報及び第２の差分情報に基づき、第１〜第３の電圧降下量Ｖｆ１〜Ｖｆ３のうち少なくとも１つの誤差範囲を小さくすることができる。

また、複数の温度検出対象としては、第２のインバータＩＶ２に備えられる対となるスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃に限らない。例えば、図８に示すように、第１のインバータＩＶ１に備えられる下アーム側のスイッチング素子Ｓｗｎ及び第２のインバータＩＶ２に備えられる下アーム側のスイッチング素子Ｓｎ１，Ｓｎ２のうち少なくとも２つ以上としてもよい。ここで、図８は、第１のインバータＩＶ１及び第２のインバータＩＶ２のスイッチング素子が収容されるパワーカードが実装された回路基板の平面図である。なお、複数の温度検出対象の候補となる下アーム側のスイッチング素子に、コンバータＣＶに備えられる下アーム側のスイッチング素子を含めてもよい。

ちなみに、図８において、上アーム側のスイッチング素子と下アーム側のスイッチング素子とを含めたものを複数の温度検出対象としていない。これは、図８に示すように、上アーム側のスイッチング素子のそれぞれを互いに絶縁してかつ、これら上アーム側のスイッチング素子のそれぞれと、下アーム側のスイッチング素子とを電気的に絶縁するために、回路基板に絶縁領域ＩＡが設けられているためである。なお、第２のインバータＩＶ２のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃同士は絶縁されていない。これは、これら一対のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃のエミッタ同士が短絡され、これら一対のスイッチング素子Ｓ１＃，Ｓ２＃のエミッタ電位が同一であるためである。

さらに、複数の温度検出対象としては、上述したものに限らない。コンバータＣＶや第１のインバータＩＶ１に備えられるスイッチング素子が一対のスイッチング素子の並列接続体である場合、コンバータＣＶや第１のインバータＩＶ１に備えられる一対のスイッチング素子を複数の温度検出対象としてもよい。この場合、コンバータＣＶや、第１のインバータＩＶ１、第２のインバータＩＶ２に備えられる感温ダイオードにおける電圧降下量に含まれる誤差に関する情報を制御装置１４に集約することができる。これにより、他の誤差に関する情報を参考にして閾値温度Ｔｏｃを更新したり、誤差に関する情報に基づく処理の実行主体を制御装置１４に統一したりすることなどができる。

・第１の領域及び第２の領域としては、上記第１の実施形態に例示したものに限らない。例えば、低電圧システムにおける何らかの温度検出値を低電圧システムから高電圧システムへと伝達する必要があるなら、低電圧システムを第１の領域とし、高電圧システムを第２の領域としてもよい。

・上記第１の実施形態では、第１の感温ダイオードＴ１＃及び第２の感温ダイオードＴ２＃として、同一仕様のもの（同一の定電流が供給された場合に電圧降下量が基本的には同一となるもの）を用いたがこれに限らない。例えば、直列接続される感温ダイオードの数が相違することで、上記電圧降下量が相違するものを用いてもよい。この場合であっても、感温ダイオードにおける電圧降下量に誤差が含まれるなら、一対の感温ダイオードにおける電圧降下量同士の差が当初想定した値からずれることとなる。このため、差分情報に基づき、誤差を算出することができる。

・第１の算出手段には、一対の感温ダイオードにおける電圧降下量同士の差に応じた値（差分情報ΔＶｆ）を算出する差動増幅回路２６のみならず、上記電圧降下量同士の差を直接算出する回路も含まれる。

・上記第１の実施形態では、第１の算出手段としての差動増幅回路２６と、第２の算出手段としての制御装置１４とが互いに異なる領域に備えられる構成を採用したがこれに限らない。例えば、第１の算出手段及び第２の算出手段の双方が高電圧システムに備えられる構成を採用してもよい。この場合、上記第２の実施形態で説明した異常判断処理を高電圧システムにおいて行ってもよい。具体的には、例えば、差分情報ΔＶｆの絶対値を示す信号及び上記最大値Ｖｍａｘを示す信号が入力されるコンパレータをドライブＩＣ２０に備え、このコンパレータの出力信号の論理値に基づき異常判断処理を行えばよい。ここでは、異常判断処理を、閾値温度更新処理の実行タイミング近傍のタイミングで行えばよい。

・上記第１の実施形態では、高電圧システムにおいて差分情報ΔＶｆを算出し、これをインターフェース１８を介して制御装置１４に伝達させる構成を採用したがこれに限らない。例えば、第１の電圧降下量Ｖｆ１及び第２の電圧降下量Ｖｆ２をインターフェース１８を介して制御装置１４に伝達させ、制御装置１４において差分情報ΔＶｆを算出する構成を採用してもよい。

・パワーセーブ処理による制限対象となるパラメータとしては、トルク指令値Ｔｒｑ＊に限らない。例えば、電流であってもよい。これは、例えば、トルク指令値Ｔｒｑ＊に基づき指令電流ｉｄ＊，ｉｑ＊を設定し、実際の電流ｉｄ，ｉｑをそれら指令電流ｉｄ＊，ｉｑ＊にフィードバック制御する周知の電流フィードバック制御を行ってかつ、指令電流ｉｄ＊，ｉｑ＊にガード処理を施すことで行うことができる。

・温度保護に関する処理としては、パワーセーブ処理等、スイッチング素子の過熱保護に関する処理に限らない。例えば、スイッチング素子の温度Ｔｓｗが上記閾値温度Ｔｏｃよりも十分低い第２の閾値温度を下回ったと判断された場合にスイッチング素子を低温状態から保護する処理（例えば、スイッチング素子を加熱する処理）を行うことがあるなら、この処理であってもよい。この場合、低温状態から保護する処理に変更を加える変更手段として、差分情報ΔＶｆに基づき算出された誤差が当初の誤差範囲のうち負側の境界値を「−ａ」から「−ａ＋｜ΔＶｆ｜」に変更するものであるとき、差分情報ΔＶｆに対応する上記温度情報ΔＴｆだけ上記第２の閾値温度を低い側に更新するものを採用すればよい。

・上記第１の実施形態の図３のステップＳ１６において、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限を解除するための閾値を、閾値温度Ｔｏｃに代えて、閾値温度Ｔｏｃよりもやや低い温度に設定してもよい。これにより、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限の開始と解除との間にヒステリシスを持たせることができ、スイッチング素子の温度Ｔｓｗが閾値温度Ｔｏｃ近傍で変動することに起因してパワーセーブ処理の開始及び解除が頻繁に繰り返される事態を回避できる。

・温度検出対象となるスイッチング素子としては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳＦＥＴであってもよい。また、温度検出対象としては、スイッチング素子に限らず、さらに、コンバータやインバータ等の電力変換回路に備えられるものに限らない。

・インターフェース１８としては、光絶縁素子を備えるものに限らず、例えば、磁気絶縁素子（例えばパルストランス）を備えるものであってもよい。

１４…制御装置、２６…差動増幅回路、Ｓ１＃（＃＝ｐ，ｎ）…第１のスイッチング素子、Ｓ２＃…第２のスイッチング素子、Ｔ１＃…第１の感温ダイオード、Ｔ２＃…第２の感温ダイオード。

Claims (6)

1. 複数の温度検出対象（Ｓ１＃，Ｓ２＃；＃＝ｐ，ｎ）のそれぞれに対応して設けられ、該温度検出対象の温度を検出する温度検出手段（Ｔ１＃，Ｔ２＃）と、
   複数の前記温度検出対象のそれぞれの温度が互いに同一であると想定される状況下、複数の前記温度検出手段の検出値（Ｖｆ１，Ｖｆ２）同士の差（ΔＶｆ）に応じた値を算出する第１の算出手段（２６）と、
   前記第１の算出手段によって算出された前記差に応じた値に基づき、前記温度検出手段の検出値に含まれる誤差を算出する第２の算出手段（１４）と、
   を備えることを特徴とする温度検出装置。
2. 前記第１の算出手段は、前記温度検出対象及び前記温度検出手段が備えられる第１の領域に備えられ、
   前記第２の算出手段は、前記第１の領域とは異なる第２の領域に備えられ、
   前記第１の算出手段によって算出された前記差に応じた値を前記第２の算出手段に伝達する伝達手段（１８）を更に備えることを特徴とする請求項１記載の温度検出装置。
3. 高電位側のスイッチング素子（Ｓ￥ｐ；￥＝１，２）及び低電位側のスイッチング素子（Ｓ￥ｎ）の直列接続体を備える電力変換回路（ＩＶ２）に適用され、
   前記スイッチング素子は、その開閉制御端子に対する出力端子の電位差によって開閉操作され、
   複数の前記温度検出対象とは、前記電力変換回路に備えられる前記スイッチング素子のうち前記出力端子の電位が互いに同一である少なくとも２つであり、
   前記第２の算出手段によって算出された前記誤差に基づき、前記温度検出対象の温度保護に関する処理に変更を加える変更手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の温度検出装置。
4. 前記スイッチング素子は、互いに並列接続された複数のスイッチング素子（Ｓ１＃，Ｓ２＃）であり、
   複数の前記温度検出対象とは、前記複数のスイッチング素子であることを特徴とする請求項３記載の温度検出装置。
5. 前記互いに同一であると想定される状況とは、前記スイッチング素子の駆動が開始される前の状況であることを特徴とする請求項３又は４記載の温度検出装置。
6. 前記第１の算出手段によって算出された前記差に応じた値の絶対値が規定値（Ｖｍａｘ）を超えたことに基づき、前記温度検出手段による温度検出に関する異常が生じている旨判断する異常判断手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の温度検出装置。

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