JP2019092256A - 電動機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの温度センサの検出温度が正常偏差閾値を超えて乖離しているとき、温度情報処理部が処理に使用する検出温度を適切に選択する電動機制御装置を提供する。【解決手段】電動機制御装置の温度情報処理部は、第１温度センサによる検出温度である第１検出温度（Ｔｓ１）、及び、第２温度センサによる検出温度である第２検出温度（Ｔｓ２）の少なくとも一方の温度情報を使用して所定の処理を行う。温度情報処理部は、異常判定部により、第１温度センサ及び第２温度センサがいずれも正常と判定された場合、第１検出温度又は第２検出温度のいずれか一方又は両方を使用する。また、第１温度センサ又は第２温度センサのいずれか一方が異常で他方が正常と判定された場合、正常な温度センサの検出温度を使用する。また、正常範囲外と判定された場合、第１検出温度又は第２検出温度のうち予め規定された条件に適合する方の温度を使用する。【選択図】図６

Description

本発明は、電動機の通電を制御する電動機制御装置に関する。

従来、電動機の通電を制御する制御部が搭載された基板の温度を温度センサにより検出し、検出温度に応じて電流制限値等を変更する電動機制御装置が知られている。

例えば特許文献１に記載の装置は、基板上及びヒートシンク上に、２つの温度センサが設けられている。この装置は、温度センサの検出温度を所定の上限値及び下限値と比較することにより、温度センサの上限値故障及び下限値故障を判定する。また、この装置は、電動機に流れる電流から推定した推定温度が上昇しているとき、検出温度の変化と推定温度の変化とを比較することにより、温度センサの固着故障を判定する。

特開２００４−８２７５７号公報

特許文献１の装置は、各温度センサの故障を個別に判定するものである。しかし、個別の判定では各温度センサが異常と判定されなくても、２つの温度センサの検出温度に所定温度差を超える乖離が生じる場合がある。このような場合、少なくとも一方の温度センサが異常であると考えられるが、いずれの温度センサが異常であるのかは不明である。

温度センサの検出温度は、例えば温度情報処理部が所定の処理を行うための温度情報として使用される。仮に異常な温度センサの検出温度が使用されると、温度情報処理部による処理に誤りが生じるおそれがある。ここで本明細書では、「２つの温度センサの検出温度が正常偏差閾値を超えて乖離しており、且つ、いずれの温度センサが異常であるか判別不能な状態」を「正常範囲外」と定義する。特許文献１の従来技術では、２つの温度センサの検出温度が所定温度差を超えて乖離する異常や、正常範囲外の概念について何ら言及されていない。したがって、そのような場合、温度情報処理部が処理に使用する検出温度が適切に選択されず、温度情報処理部による処理の信頼性が低下するという問題がある。

本発明は上述の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、２つの温度センサの検出温度が正常偏差閾値を超えて乖離しているとき、温度情報処理部が処理に使用する検出温度を適切に選択する電動機制御装置を提供することにある。

電動機（８０）の通電を制御する本発明の電動機制御装置は、基板（１１）と、基板に搭載された複数のスイッチング素子（６１〜６６）、駆動回路ＩＣ（５０）、及び制御回路ＩＣ（４０）と、第１温度センサ及び第２温度センサ（１２１、１２２、１４、１５、１６、１８）と、温度情報処理部（３５）と、異常判定部（３４）と、を備える。

基板は、通電時の発熱をヒートシンク（２０）に放熱可能に設置されている。複数のスイッチング素子は、電動機に電力供給する電力変換器（６０）を構成する。駆動回路ＩＣは、複数のスイッチング素子に駆動信号を出力するプリドライバ（５１）を有する。制御回路ＩＣは、電動機に対する出力指令に基づきプリドライバへの指令信号を演算する電流制御部（４１）を有する。

第１温度センサ及び第２温度センサは、ヒートシンク、制御回路ＩＣ、駆動回路ＩＣ、スイッチング素子及び電動機のうち、いずれか１箇所又は２箇所の温度を検出する。温度情報処理部は、第１温度センサによる検出温度である第１検出温度（Ｔｓ１）、及び、第２温度センサによる検出温度である第２検出温度（Ｔｓ２）の少なくとも一方の温度情報を用いて所定の処理を行う。温度センサの出力、又は当該出力から変換された検出温度を「検出温度相当量」とすると、異常判定部は、第１温度センサ及び第２温度センサの検出温度相当量に基づき、温度センサの異常状態を判定する。

ここで、「第１温度センサ及び第２温度センサの検出温度相当量の差の絶対値である温度偏差（ΔＴｓ）が正常偏差閾値（ΔｔｈＯ）を超えており、且つ、いずれの温度センサが異常であるか判別不能な状態」を「正常範囲外」と定義する。

温度情報処理部は、異常判定部により、第１温度センサ及び第２温度センサがいずれも正常と判定された場合、第１検出温度又は第２検出温度のいずれか一方又は両方を使用する。また、温度情報処理部は、異常判定部により、第１温度センサ又は第２温度センサのいずれか一方が異常で他方が正常と判定された場合、正常な温度センサの検出温度を使用する。また、温度情報処理部は、異常判定部により、第１温度センサ及び第２温度センサが正常範囲外と判定された場合、第１検出温度又は第２検出温度のうち予め規定された条件に適合する方の温度を使用する。例えば温度情報処理部は、第１検出温度又は第２検出温度のうち高い方の温度を使用する。

これにより本発明では、２つの温度センサが正常範囲外にあるときでも、温度情報処理部は、予め規定された条件に従って、温度情報処理部が使用する検出温度を適切に選択することができる。

第１実施形態による電動機制御装置の全体構成図。 温度センサが（ａ）基板上、（ｂ）ＩＣパッケージ内部に設置される構成を示す模式図。 第１実施形態による電動機制御装置の全体的な制御ブロック図。 評価箇所の推定温度と電流制限値との関係を示すマップ。 複数の評価箇所推定温度毎に設定された複数の電流制限値の最小値を用いて電流指令値を制限する構成図。 第１実施形態による温度センサ異常状態判定処理の全体フローチャート。 （ａ）正常、（ｂ）Ｈｉ固着異常、（ｃ）Ｌｏ固着異常のタイムチャート。 Ｈｉ／Ｌｏ張り付き判定のフローチャート。 変化量過大異常のタイムチャート。 第１実施形態による変化量過大判定（Ａ）のフローチャート。 中間固着異常のタイムチャート。 第１実施形態による中間値固着判定（Ａ）のフローチャート。 中間オフセット異常のタイムチャート。 中間オフセット判定のフローチャート。 第２実施形態による電動機制御装置の全体構成図。 第２実施形態による温度センサ異常状態判定処理の全体フローチャート。 図１６のＳ８６Ｂの使用温度選択処理のサブフローチャート。 第２実施形態による中間値固着判定（Ｂ）のフローチャート。 第３実施形態による変化量過大判定（Ｂ）のフローチャート。 第４実施形態による変化量過大判定（Ｃ）のフローチャート。 第５実施形態による変化量過大判定（Ｄ）のフローチャート。 図２１の最大値／最小値更新処理のサブフローチャート。

以下、電動機制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において同一の構成、及びフローチャートの実質的に同一のステップには、同一の符号又は同一のステップ番号を付して説明を省略する。本実施形態の電動機制御装置は、車両の電動パワーステアリングシステムにおいて、運転者の操舵を補助する操舵アシストモータとして使用される三相交流電動機の通電を制御する。

（第１実施形態）
第１実施形態の電動機制御装置について、図１〜図１４を参照して説明する。ここで、特開２０１７−７３８９８号公報を「特許文献２」と称する。なお、特許文献２は「背景技術」の欄には記載せず、実施形態の説明でのみ引用される。本実施形態の図１は、特許文献２の図１に対し一部の構成を追加したものである。また、図２〜図４は特許文献２の図２〜図４に対応し、図５は特許文献２の図８に対応する。特許文献２と共通する内容については適宜説明を省略する。

電動機制御装置１０１は、基本的に、基板１１に搭載された電子部品により構成されている。つまり、バッテリＢＴ、電動機８０及びヒートシンク２０は電動機制御装置１０１に含まれない。電動機制御装置１０１は、制御回路ＩＣ４０、駆動回路ＩＣ５０、「電力変換器」としてのインバータ６０を構成する複数のスイッチング素子６１〜６６、及び、少なくとも２つの温度センサを備える。また、電動機制御装置１０１は、異常判定部３４、及び、「温度情報処理部」としての評価箇所温度推定部３５を備える。異常判定部３４及び評価箇所温度推定部３５は、例えば制御回路ＩＣ４０に含まれてもよく、又は、制御回路ＩＣ４０とは別のＩＣ内に構成されてもよい。

制御回路ＩＣ４０及び駆動回路ＩＣ５０は、ＩＣパッケージの形態で基板１１に搭載されている。制御回路ＩＣ４０は、電動機８０に対するトルク指令に基づいて通電に係る指令信号を演算する電流制御部４１を有する。制御回路ＩＣ４０は、典型的にはマイコンで構成される。駆動回路ＩＣ５０は、電流制御部４１が演算した指令信号に基づいてインバータ６０の複数のスイッチング素子６１〜６６に駆動信号を出力するプリドライバ５１を有する。駆動回路ＩＣ５０は、例えば、カスタム化されたＡＳＩＣの形態で用いられる。

インバータ６０は、基板１１に搭載された６個のスイッチング素子６１〜６６がブリッジ接続されている。インバータ６０の入力部には、バッテリＢＴから印加電圧Ｖｉｎｖが印加される。インバータ６０は、プリドライバ５１からの駆動信号に従って各相のスイッチング素子６１〜６６が動作することにより直流電力を交流電力に変換し、各相巻線８１、８２、８３に相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを供給する。これにより、電動機８０は、トルク指令に応じたトルクを出力するように駆動される。

各相の低電位側スイッチング素子６４、６５、６６とグランドとの間には相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出するシャント抵抗７１、７２、７３が設けられている。各シャント抵抗７１、７２、７３をまとめて電流センサ７０と記す。電流センサ７０は、インバータ６０から巻線８１、８２、８３への電流経路に設けられてもよい。また、固定座標系の相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、及び回転座標系のｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑを含み、電動機８０に流れる電流を広く包括して「電動機電流Ｉｍ」という。

インバータ６０のスイッチング動作による電動機８０への通電に伴って、特にスイッチング素子６１〜６６や基板１１上のパワー電流経路が発熱する。発生した熱は基板１１を伝わり、制御回路ＩＣ４０や駆動回路ＩＣ５０の温度も上昇する。発熱が過大となると、スイッチング素子６１〜６６をはじめとする電子素子が故障するおそれがある。そこで、基板１１は、通電時の発熱をアルミニウム筐体等のヒートシンク２０に放熱可能に設置されている。例えば、基板１１のグランド経路がヒートシンク２０に接触するように取り付けられている。

「温度情報処理部」としての評価箇所温度推定部３５は、基板１１に設置された２つの温度センサの検出温度のうち少なくとも一方の温度情報を使用して所定の処理を行う。以下、評価箇所温度推定部３５の処理に使用される検出温度を出力する２つの温度センサを「第１温度センサ」及び「第２温度センサ」という。また、第１温度センサの検出温度を「第１検出温度Ｔｓ１」、第２温度センサの検出温度を「第２検出温度Ｔｓ２」と記す。

第１温度センサ及び第２温度センサの設置例として、図１には、基板１１の数箇所に、複数の温度センサ１２１、１２２、１４、１５、１６、１８が図示されている。これらの温度センサが全て基板１１に設置されるわけではなく、数箇所のうちいずれか１箇所又は２箇所に２つの温度センサが設置されればよい。２つの温度センサは、異なる２箇所に設置されてもよいし、温度センサ１２１、１２２のように同一箇所に並べて設置されてもよい。温度センサは、典型的にはサーミスタで構成される。

各箇所に設置される温度センサの役割及び設置形態について順に説明する。温度センサ１２１、１２２は、ヒートシンク２０の温度Ｔｈｓを検出する。図１の例では、ヒートシンク２０に当接する基板１１上のグランド経路部分に温度センサ１２１、１２２が設置される。温度センサ１４は、制御回路ＩＣ４０の温度Ｔｃｏｎを検出する。温度センサ１５は、駆動回路ＩＣ５０の温度Ｔｄｒを検出する。

ここで、駆動回路ＩＣ５０を代表として図２（ａ）に示すように、温度センサ１５は、駆動回路ＩＣ５０のリード部５９付近における基板１１上に設置されてもよい。また、図２（ｂ）に示すように、ＩＣパッケージ内部に設けると、基板１１に曲げ応力が作用したとき等に温度センサ１５が脱落することを防止することができる。したがって、温度センサ１４及び温度センサ１５は、ＩＣパッケージ内部に設けられる方が好ましい。

温度センサ１６は、スイッチング素子６１〜６６の温度Ｔｓｗを検出する。各相上下アームのスイッチング発熱が同等と仮定すると、例えば温度センサ１６は、いずれか代表のスイッチング素子の近辺に設置される。例えば複数のスイッチング素子６１〜６６がモジュール化されＩＣパッケージに埋め込まれている形態では、温度センサ１６はＩＣパッケージ内部に設けられることが好ましい。また、スイッチング素子の内部に感温ダイオードを有する形態では、感温ダイオードを温度センサとして使用してもよい。温度センサ１８は、電動機８０の温度Ｔｍを検出する。図１の例では、各相巻線８１、８２、８３に接続される基板１１上の電流経路の近辺に温度センサ１８が設置される。

以上のように、第１温度センサ及び第２温度センサは、ヒートシンク２０、基板１１、制御回路ＩＣ４０、駆動回路ＩＣ５０、スイッチング素子６１〜６６及び電動機８０のうち、いずれか１箇所又は２箇所の温度を検出する。ただし、第１温度センサ及び第２温度センサの少なくとも一方は、ヒートシンク２０に当接する基板１１上に設けられることが好ましい。

図１では、ヒートシンク２０の温度Ｔｈｓを検出する温度センサ１２１、１２２を第１温度センサ及び第２温度センサと仮定し、第１検出温度Ｔｓ１及び第２検出温度Ｔｓ２が異常判定部３４及び評価箇所温度推定部３５へ入力されるように図示している。なお、他の箇所に温度センサ１４、１５、１６、１８が設置される場合、二点鎖線で示すように、各温度センサの検出温度は、選択的に異常判定部３４及び評価箇所温度推定部３５に入力される。

評価箇所温度推定部３５は、少なくとも一方の検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２及び電動機電流Ｉｍを用いて行う所定の処理として、１箇所以上の「評価箇所」の温度Ｔｘを推定する。評価箇所は、ヒートシンク２０、制御回路ＩＣ４０、駆動回路ＩＣ５０、スイッチング素子６１〜６６、及び電動機８０のうちから選択される。図１には、評価箇所として電動機８０の温度を推定する例を示す。

具体的に評価箇所温度推定部３５は、電動機電流Ｉｍの二乗積算値に基づいて評価箇所の上昇温度を推定し、取得した検出温度に加算する。また、評価箇所温度推定部３５は、通電時における発熱部からの距離や放熱特性の違い、通電停止からの経過時間等に応じた補正を行って評価箇所の温度Ｔｘを推定する。評価箇所温度推定部３５が推定した推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔは電流制御部４１に出力される。なお、上昇温度の推定では、電流センサ７０が検出した電動機電流Ｉｍを用いる構成に限らず、例えば電動機電流Ｉｍと相関するインバータ印加電圧Ｖｉｎｖに基づいて上昇温度を推定してもよい。「電動機に流れる電流に基づいて推定する」には、このような場合が含まれるものと解釈する。

次に図３を参照し、電動機制御装置１０１の全体的な制御構成について説明する。電流制御部４１は、電流指令値演算部４２、電流制限値演算部４３、電流指令値制限部４５、減算器４６、制御器４７等を有する。電流指令値演算部４２は、「電動機８０に対する出力指令」であるトルク指令ｔｒｑ^*に基づいて電流指令値Ｉ^*を演算する。

電流制限値演算部４３は、評価箇所温度推定部３５が推定した評価箇所の推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔに基づいて、電流指令値Ｉ^*に対する電流制限値Ｉ_LIMを演算する。例えば図４に示すような推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔと電流制限値Ｉ_LIMとの関係を規定したマップが用いられる。電流制御部４１は、推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔが低温側温度αから高温側温度βまでの範囲において、推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔが高いほど、電流制限値Ｉ_LIMを低く設定する。例えば推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔが温度α以下のとき、低温用の電流制限値Ｉ_{LIM_}Ｌを設定し、推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔが温度β以上のとき、高温用の電流制限値Ｉ_{LIM_}Ｈを設定する。

このマップによると、評価箇所の推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔが温度α以下のとき、素子の耐熱性に影響を及ぼさないと判断し、電流指令値Ｉ^*をなるべく制限しないで電動機８０の出力を向上させる。一方、評価箇所の推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔが温度αを超えたとき、素子の耐熱性に影響を及ぼす可能性があると判断し、電流指令値Ｉ^*を低く制限して素子の故障を防止する。ただし、電流制限値Ｉ_LIMをゼロ付近まで低下させると、実質的に電動機８０の駆動が停止することになる。本実施形態では、たとえ低出力でも電動機８０の駆動を継続することを優先し、評価箇所の推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔが温度β以上のとき、必要最小限の電流制限値Ｉ_{LIM_}Ｈを設定する。

電流指令値制限部４５は、電流制限値Ｉ_LIMにより電流指令値Ｉ^*を制限し、制限後の電流指令値Ｉ^**を出力する。減算器４６は、電流センサ７０が検出した電動機電流Ｉｍと制限後電流指令値Ｉ^**との電流偏差ΔＩを算出する。制御器４７は、電流偏差ΔＩをゼロに近づけるように、ＰＩ制御演算等により電圧指令等の指令信号を演算する。こうして電流制御部４１が演算した指令信号は、プリドライバ５１に出力される。

次に図５を参照し、評価箇所温度推定部３５が複数の評価箇所の温度を推定する構成について説明する。評価箇所温度推定部３５は、３箇所の評価箇所（１）、（２）、（３）の温度を推定する評価箇所温度推定部３５１、３５２、３５３を含む。電流制御部４１は、図３の電流制限値演算部４３と電流指令値制限部４５との間に、さらにＭＩＮ選択部４４を含む。

各評価箇所温度推定部３５１、３５２、３５３は、異常判定部３４による温度センサ異常判定の結果、使用することが判定された第１検出温度Ｔｓ１又は第２検出温度Ｔｓ２、及び電動機電流Ｉｍを共通に取得する。そして、各評価箇所温度推定部３５１、３５２、３５３は、これらの情報に基づき、各評価箇所（１）、（２）、（３）の温度Ｔｘ＿ｅｓｔ１、Ｔｘ＿ｅｓｔ２、Ｔｘ＿ｅｓｔ３を推定する。

電流制御部４１の電流制限値演算部４３は、評価箇所温度推定部３５１、３５２、３５３に対応する電流制限値演算部４３１、４３２、４３３を含む。各電流制限値演算部４３１、４３２、４３３は、マップ等により、推定温度Ｔｘ＿ｅｓｔ１、Ｔｘ＿ｅｓｔ２、Ｔｘ＿ｅｓｔ３に対応する電流制限値Ｉ_LIM１、Ｉ_LIM２、Ｉ_LIM３を設定し、ＭＩＮ選択部４４に出力する。このとき、評価箇所毎に異なるマップを用いてもよい。ＭＩＮ選択部４４は、電流制限値Ｉ_LIM１、Ｉ_LIM２、Ｉ_LIM３のうち最小値Ｉ_LIM＿ＭＩＮを選択し、電流制限値演算部４５に出力する。電流制限値演算部４５は、電流制限値の最小値Ｉ_LIM＿ＭＩＮにより、電流指令値Ｉ^*を制限する。

複数の評価箇所の推定温度に基づいて電流指令値Ｉ^*を制限することで、電動機駆動システムの各部分の温度情報を、くまなく、通電に伴う発熱の抑制に反映させることができる。また、フェイルセーフを優先する観点から、電流制限値の最小値Ｉ_LIM＿ＭＩＮにより電流指令値Ｉ^*を制限するため、発熱による素子の故障をより適切に防止することができる。

ところで、評価箇所温度推定部３５が実行する処理の信頼性が確保されるためには、第１温度センサ及び第２温度センサが正常であることが前提となる。そこで、異常判定部３４は、２つの温度センサの検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２等に基づき、第１温度センサ及び第２温度センサの異常を判定する。そして、異常判定部３４が判定した温度センサ異常状態に基づいて、検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２のうち、評価箇所温度推定部３５が処理に使用する温度が選択される。異常判定部３４による異常判定の詳細については後述する。

次に図６を参照し、異常判定部３４が温度センサ異常状態を判定する全体フローについて説明する。本実施形態では、Ｈｉ／Ｌｏ張り付き判定、変化量過大判定、及び、中間値固着判定により温度センサ異常状態が判定される。温度センサ異常状態としては、（１）第１、第２温度センサの両方とも正常、（２）第１温度センサ異常、（３）第２温度センサ異常、（４）第１、第２温度センサの両方とも異常、（５）正常範囲外、の５つのモードが定義される。

ここで「正常範囲外」とは、第１検出温度Ｔｓ１と第２検出温度Ｔｓ２とが正常偏差閾値を超えて乖離しており、且つ、いずれの温度センサが異常であるか判別不能な状態をいう。図６の例では、中間値固着判定において、正常範囲外と判定される場合がある。その他、後述する中間オフセット判定等においても正常範囲外と判断される場合がある。

例えば特許文献１（特開２００４−８２７５７号公報）に開示された従来技術では、２つの温度センサの故障が個別に判定される。しかしこの従来技術では、２つの温度センサが個別には異常と判定されないが、２つの温度センサの検出温度が正常偏差閾値を超えて乖離する異常について言及されていない。それに対し本実施形態は、２つの温度センサの検出温度が正常偏差閾値を超えて乖離する場合を含めて、温度センサの異常状態をより広範囲に判定する。そして、「温度情報処理部」としての評価箇所温度推定部３５が処理に使用する検出温度をより適切に選択可能とすることを目的とするものである。

図６以下のフローチャートの説明において記号「Ｓ」はステップを表す。また、図６のＳ２０、Ｓ３０、Ｓ６０は、それぞれ後述のフローチャートに詳細な処理が記載される。そのうち、代替可能な複数の実施例が存在する処理については、ステップ番号の末尾に、Ａ〜Ｄの記号を付加する。また、図６のＳ８６Ａについては、後述の図８６Ｂと代替可能であることを意味する。

異常判定部３４は、Ｓ２０でＨｉ／Ｌｏ張り付き判定を実施し、Ｓ３０で変化量過大判定を実施する。この２つの判定では、温度センサ毎に異常を判定可能である。ここまでのステップで第１、第２温度センサが両方とも正常の場合、Ｓ５１でＹＥＳと判定され、Ｓ６０に移行する。既に一方又は両方の温度センサが異常と判定された場合、Ｓ８３に移行する。第２温度センサのみが異常の場合、Ｓ８３でＹＥＳと判定される。第１温度センサのみが異常の場合、Ｓ８３でＮＯ、Ｓ８４でＹＥＳと判定される。第１、第２温度センサが両方とも異常の場合、Ｓ８４でＮＯと判定される。

Ｓ６０の中間値固着判定では、第１検出温度Ｔｓ１と第２検出温度Ｔｓ２との温度偏差ΔＴｓ（＝｜Ｔｓ１−Ｔｓ２｜）が閾値と比較される。温度偏差ΔＴｓが閾値以下の場合、第１、第２温度センサが両方とも正常であり、Ｓ８１でＹＥＳと判定される。温度偏差ΔＴｓが閾値を超える場合、Ｓ８１でＮＯと判定される。このとき、いずれの温度センサの異常か判別可能である場合にはＳ８２でＮＯと判定され、Ｓ８３に移行する。いずれの温度センサの異常か判別不能である場合には「正常範囲外」として、Ｓ８２でＹＥＳと判定される。

異常判定部３４による温度センサ異常状態の判定結果に基づき、評価箇所温度推定部３５が評価箇所温度を推定する処理に使用する検出温度が選択される。Ｓ８１でＹＥＳと判定された場合、Ｓ８５で、検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２の両方又は一方が使用される。両方の検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２が使用される場合、例えば単純平均値や加重平均値が用いられてもよい。いずれか一方が使用される場合、例えば電流制限値の設定において安全サイドとなる高い方の温度が選択されてもよい。或いは、一方の検出温度を優先して使用するようにしてもよい。

Ｓ８２でＹＥＳと判定された場合、Ｓ８６Ａでは、いずれが正常か不明である２つの温度センサの検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２のうち高い方の温度が使用される。すなわち、第１実施形態では、高い方の温度が「予め規定された条件に適合する方の温度」に相当する。これにより、電流制御部４１において電流制限値が安全サイドに設定される。Ｓ８３でＹＥＳと判定された場合、Ｓ８７では正常な第１温度センサの検出温度Ｔｓ１が使用される。Ｓ８４でＹＥＳと判定された場合、Ｓ８８では正常な第２温度センサの検出温度Ｔｓ２が使用される。Ｓ８４でＮＯと判定された場合、Ｓ８９ではいずれの検出温度も使用されない。この場合、電動機制御装置１０１は、例えば電動機駆動停止等の異常時処置を行う。

続いて、Ｓ２０のＨｉ／Ｌｏ張り付き判定、Ｓ３０の変化量過大判定、Ｓ６０の中間値固着判定の詳細について順に説明する。第１実施形態では各判定について１つずつの実施例を記載し、中間値固着判定の別の実施例については第２実施形態に、変化量過大判定の別の実施例については第３〜第５実施形態に記載する。なお、Ｈｉ／Ｌｏ張り付き判定については第１実施形態の実施例のみである。

以下の各判定の説明では、例えば閾値と比較される評価量として検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２そのものが用いられる。ただし、一般に検出温度は温度センサが出力する電圧値が変換された量であり、変換される前の電圧値が評価量として用いられてもよい。そこで、「温度センサの出力、又は当該出力から変換された検出温度」を「検出温度相当量」とする。一般化して表現すると、異常判定部３４は、第１温度センサ及び第２温度センサの検出温度相当量に基づき、第１温度センサ及び第２温度センサの異常を判定する。例えば検出温度相当量として電圧値に基づいて判定を行う場合、以下の実施形態中の判定に用いられる「＊＊温度」の用語を、適宜「＊＊温度相当電圧」と読み替えて解釈すればよい。

また、以下の各判定処理は、基本的に所定の判定周期で繰り返し実行される。ここで、温度変化の応答性や制御回路の追従能力等を考慮して、各状態を判定するための判定時間を設定してもよい。なお、各判定のフローチャートに対応する明細書の説明で同様のフレーズが繰り返される箇所では、例えば「下限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｌｏ」を「Ｔｔｈ＿Ｌｏ」というように、適宜用語の記載を省略し、記号のみで記載する。

Ｈｉ／Ｌｏ張り付き判定について、図７のタイムチャート及び図８のフローチャートを参照して説明する。図７（ａ）に示すように、第１温度センサ及び第２温度センサのいずれも正常の場合、第１検出温度Ｔｓ１及び第２検出温度Ｔｓ２は、下限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｌｏと上限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｈｉとの間で同じように推移する。第１検出温度Ｔｓ１と第２検出温度Ｔｓ２とはほぼ等しく、温度偏差ΔＴｓは０に近い。

図７（ｂ）に示すように、時刻ｔ０に第２温度センサがＨｉ固着した場合、以後、第２検出温度Ｔｓ２は上限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｈｉを上回る。また、図７（ｃ）に示すように、時刻ｔ０に第２温度センサがＬｏ固着した場合、以後、第２検出温度Ｔｓ２は下限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｌｏを下回る。これらの場合、異常判定部３４は、第２温度センサがＨｉ固着異常又はＬｏ固着異常であると判定する。

図８のＳ２１で、異常判定部３４は、第１検出温度Ｔｓ１及び第２検出温度Ｔｓ２を取得する。Ｓ２３〜Ｓ２５では、各検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２が下限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｌｏ以上、且つ上限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｈｉ以下であるか否か判断される。Ｔｓ１、Ｔｓ２がいずれも「Ｔｔｈ＿Ｌｏ以上、且つＴｔｈ＿Ｈｉ以下」である場合、Ｓ２３でＹＥＳと判定され、Ｓ２６で第１、第２温度センサがいずれも正常と判定される。

Ｔｓ１が「Ｔｔｈ＿Ｌｏ以上、Ｔｔｈ＿Ｈｉ以下」であり、Ｔｓ２が「Ｔｔｈ＿Ｌｏより低い、又はＴｔｈ＿Ｈｉより高い」場合、Ｓ２３でＮＯ、Ｓ２４でＹＥＳと判定され、Ｓ２７で第２温度センサが異常と判定される。Ｔｓ２が「Ｔｔｈ＿Ｌｏ以上、Ｔｔｈ＿Ｈｉ以下」であり、Ｔｓ１が「Ｔｔｈ＿Ｌｏより低い、又はＴｔｈ＿Ｈｉより高い」場合、Ｓ２４でＮＯ、Ｓ２５でＹＥＳと判定され、Ｓ２８で第１温度センサが異常と判定される。Ｓ２５でＮＯの場合、Ｓ２９で第１、第２温度センサがいずれも異常と判定される。

次に変化量過大判定について、図９のタイムチャート及び図１０のフローチャートを参照して説明する。図９に、各温度センサの検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２、及びその時間微分値Ｔｓ１＿ｄｉｆ、Ｔｓ２＿ｄｉｆを示す。第１検出温度Ｔｓ１は、下限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｌｏと上限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｈｉとの間で正常に推移する。第２検出温度Ｔｓ２は、時刻ｔ０以後、高周波波形の異常変動が発生するが、下限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｌｏと上限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｈｉとの間で変化するため、Ｈｉ／Ｌｏ張り付き判定では異常検出されない。

そこで、検出温度の微分値、すなわち単位時間当たりの変化量に着目すると、時刻ｔ０以前の正常期間には各検出温度はゆっくり変化するため、微分値Ｔｓ１＿ｄｉｆ、Ｔｓ２＿ｄｉｆは０付近で推移する。しかし、時刻ｔ０以後、第２検出温度の微分値Ｔｓ２＿ｄｉｆは、正側のピ−クが正の微分閾値＋Ｄｔｈを上回り、負側のピークが負の微分閾値−Ｄｔｈを下回る。このとき異常判定部３４は、第２温度センサが変化量過大異常であると判定する。

図１０のＳ３１Ａで、異常判定部３４は、第１、第２検出温度の今回値Ｔｓ１(ｎ)、Ｔｓ２(ｎ)、及び、Ｎ回目（以下、Ｎは任意の整数）にサンプルした値Ｔｓ１(ｎ−Ｎ)、Ｔｓ２(ｎ−Ｎ)を取得する。Ｓ３２Ａでは、各検出温度の時間微分値Ｔｓ１＿ｄｉｆ、Ｔｓ２＿ｄｉｆが下式により算出される。
Ｔｓ１＿ｄｉｆ＝Ｔｓ１(ｎ)−Ｔｓ１(ｎ−Ｎ)
Ｔｓ２＿ｄｉｆ＝Ｔｓ２(ｎ)−Ｔｓ２(ｎ−Ｎ)

Ｓ３３Ａ〜Ｓ３５Ａでは、各微分値の絶対値｜Ｔｓ１＿ｄｉｆ｜、｜Ｔｓ２＿ｄｉｆ｜が微分閾値Ｄｔｈ以下であるか否か判断される。｜Ｔｓ１＿ｄｉｆ|及び｜Ｔｓ２＿ｄｉｆ｜がいずれもＤｔｈ以下である場合、Ｓ３３ＡでＹＥＳと判定され、Ｓ３６で第１、第２温度センサがいずれも正常と判定される。

｜Ｔｓ１＿ｄｉｆ｜がＤｔｈ以下であり、｜Ｔｓ２＿ｄｉｆ｜がＤｔｈより大きい場合、Ｓ３３ＡでＮＯ、Ｓ３４ＡでＹＥＳと判定され、Ｓ３７で第２温度センサが異常と判定される。｜Ｔｓ２＿ｄｉｆ｜がＤｔｈ以下であり、｜Ｔｓ１＿ｄｉｆ｜がＤｔｈより大きい場合、Ｓ３４ＡでＮＯ、Ｓ３５ＡでＹＥＳと判定され、Ｓ３８で第１温度センサが異常と判定される。Ｓ３５ＡでＮＯの場合、Ｓ３９で第１、第２温度センサがいずれも異常と判定される。

なお、微分値の絶対値を共通の微分閾値Ｄｔｈと比較するのでなく、正負の微分値を、それぞれ正の微分閾値＋Ｄｔｈ及び負の微分閾値−Ｄｔｈと比較するようにしてもよい。その場合、微分値が「−Ｄｔｈ以上、且つ＋Ｄｔｈ以下」である温度センサが正常であり、微分値が「−Ｄｔｈより小さい、又は＋Ｄｔｈより大きい」温度センサが異常であると判定される。また、判定時間を設ける場合、微分値がピーク付近となる状態が継続しにくい場合がある。そこで、所定期間において異常判定条件を満たす回数が所定回数以上の場合に異常と判定してもよい。

次に中間値固着判定について、図１１のタイムチャート及び図１２のフローチャートを参照して説明する。図１１に示すように、第１検出温度Ｔｓ１は、下限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｌｏと上限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｈｉとの間で正常に推移する。第２検出温度Ｔｓ２は、時刻ｔ０以後、下限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｌｏと上限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｈｉとの間の中間値で固着する。時刻ｔ０以後、第１検出温度Ｔｓ１と第２検出温度Ｔｓ２との乖離が大きくなるため、ある時点で温度偏差ΔＴｓが所定値を超えたとき、いずれかの温度センサが異常であることは判定可能である。しかし、どちらの温度センサが異常であるか判別することはできない。この場合、本実施形態では各検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２の変化量に着目する。

ここで、各検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２の乖離の程度を判断するための正常偏差閾値ΔｔｈＯ及び乖離大閾値ΔｔｈＸを定義する。温度偏差ΔＴｓが正常偏差閾値ΔｔｈＯ以下の場合、第１温度センサ及び第２温度センサはいずれも正常と判定される。温度偏差ΔＴｓが正常偏差閾値ΔｔｈＯを超える場合、少なくとも一方の温度センサが異常と判定される。乖離大閾値ΔｔｈＸは、正常偏差閾値ΔｔｈＯより大きい値に設定され、次に述べる温度変化量算出の到達時点を決める値である。また、温度偏差ΔＴｓが正常偏差閾値ΔｔｈＯを超え、且つ、いずれの温度センサの異常であるか判別不能である状態が「正常範囲外」に相当する。

時刻ｔ０以後、温度偏差ΔＴｓは次第に増加し、時刻ｔ１に正常偏差閾値ΔｔｈＯを超えた後、時刻ｔ２に乖離大閾値ΔｔｈＸに到達する。ここで、時刻ｔ１を「保持時点」、時刻ｔ２を「到達時点」と定義する。保持時点ｔ１は、温度偏差ΔＴｓが正常範囲を逸脱する直前の時点であり、また、到達時点ｔ２から遡って１サンプル以上前のサンプル時点である。異常判定部３４は、保持時点ｔ１における第１検出温度及び第２検出温度を、それぞれ第１検出温度保持値Ｔｓ１１及び第２検出温度保持値Ｔｓ２１として保持する。また、到達時点ｔ２における第１検出温度をＴｓ１２、第２検出温度をＴｓ２２とする。

保持時点ｔ１から到達時点ｔ２までの各検出温度の温度変化量δＴｓ１、δＴｓ２は下式で表される。なお本明細書では、２つの検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２間の温度偏差ΔＴｓに大文字の「Δ」を用い、各検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２の温度変化量に小文字の「δ」を用いて区別する。
δＴｓ１＝Ｔｓ１２−Ｔｓ１１
δＴｓ２＝Ｔｓ２２−Ｔｓ２１

第２温度センサが中間値固着している場合、第２検出温度の温度変化量δＴｓ２≒０となるため、異常判定部３４は、第２温度センサが異常であると判別することができる。なお、保持時点ｔ１は、上記の例のように温度偏差ΔＴｓが正常偏差閾値ΔｔｈＯを超える時点に限らず、例えば、到達時点ｔ２から所定時間前、或いは所定サンプル回数前のサンプル時点に設定されてもよい。

異常判定部３４は、図１２のＳ６１Ａで第１検出温度Ｔｓ１及び第２検出温度Ｔｓ２を取得し、Ｓ６２で温度偏差ΔＴｓ（＝｜Ｔｓ１−Ｔｓ２｜）を算出する。温度偏差ΔＴｓが乖離大閾値ΔｔｈＸより大きい場合、Ｓ６３でＹＥＳと判定され、Ｓ６４Ａに移行し、各検出温度の温度変化量δＴｓ１、δＴｓ２が算出される。温度偏差ΔＴｓが乖離大閾値ΔｔｈＸ以下の場合、Ｓ６３でＮＯと判定され、Ｓ６８に移行する。

Ｓ６４Ａに続くＳ６６Ａ、Ｓ６７Ａでは、各検出温度の変化量の絶対値｜δＴｓ１｜、｜δＴｓ２｜が変化量閾値δｔｈと比較される。｜δＴｓ１｜がδｔｈより大きく｜δＴｓ２｜がδｔｈ以下である場合、Ｓ６６ＡでＹＥＳと判定され、Ｓ７４で第１温度センサの異常と判定される。｜δＴｓ２｜が｜δｔｈより大きく｜δＴｓ１｜がδｔｈ以下である場合、Ｓ６６ＡでＮＯ、Ｓ６７ＡでＹＥＳと判定され、Ｓ７３で第２温度センサの異常と判定される。Ｓ６７ＡでＮＯの場合、すなわち、いずれの温度センサの異常であるか特定できない場合、Ｓ７２で正常範囲外と判定される。

一方、Ｓ６８に移行する場合、時刻ｔ１２での検出温度Ｔｓ１２、Ｔｓ２２が存在しないため温度変化量δＴｓ１、δＴｓ２は算出されない。温度偏差ΔＴｓが正常偏差閾値ΔｔｈＯより大きい場合、Ｓ６８でＹＥＳと判定され、Ｓ６９Ａで、各検出温度保持値Ｔｓ１１、Ｔｓ２１の前回値が検出温度保持値Ｔｓ１１、Ｔｓ２１として更新される。また、Ｓ７２で正常範囲外と判定される。

温度偏差ΔＴｓが正常偏差閾値ΔｔｈＯ以下である場合、Ｓ６８でＮＯと判定され、Ｓ７０Ａで、各検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２の今回値が検出温度保持値Ｔｓ１１、Ｔｓ２１として更新される。また、Ｓ７１で第１、第２温度センサがいずれも正常と判定される。なお、図１２のＳ７１〜Ｓ７４は、図６のＳ８１〜Ｓ８４に対し２桁目の数字が対応している。

このように本実施形態では、中間値固着判定において、温度偏差ΔＴｓが乖離大閾値ΔｔｈＸを超える場合、各検出温度の温度変化量δＴｓ１、δＴｓ２に基づいていずれのセンサが異常であるか判別することができる。したがって、正常範囲外の場合を含め、温度センサの中間値固定異常状態を適切に判別することができる。

本実施形態による中間値固着判定の考え方は、下限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｌｏと上限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｈｉとの間で検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２が固着する異常に限らず、検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２がオフセットする中間オフセット異常の判定にも適用可能である。続いて、中間オフセット判定について、図１３のタイムチャート及び図１４のフローチャートを参照して説明する。

図１３に示すように、第２検出温度Ｔｓ２は、時刻ｔ０以後、下限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｌｏと上限温度閾値Ｔｔｈ＿Ｈｉとの間で、正常な第１検出温度Ｔｓ１に対してオフセットする。温度偏差ΔＴｓが正常偏差閾値ΔｔｈＯを超える場合、いずれかの温度センサが異常であることは判定可能であるが、どちらの温度センサが異常であるかを判別することはできない。すなわち、「正常範囲外」の状態となる。

異常判定部３４は、図１４のＳ６１Ａで第１検出温度Ｔｓ１及び第２検出温度Ｔｓ２を取得し、Ｓ６２で温度偏差ΔＴｓ（＝｜Ｔｓ１−Ｔｓ２｜）を算出する。温度偏差ΔＴｓが正常偏差閾値ΔｔｈＯより大きい場合、Ｓ６８でＹＥＳと判定され、Ｓ７２で正常範囲外と判定される。温度偏差ΔＴｓが正常偏差閾値ΔｔｈＯ以下の場合、Ｓ６８でＮＯと判定され、Ｓ７１で第１、第２温度センサがいずれも正常と判定される。

（第２実施形態）
第２実施形態について図１５〜図１８を参照して説明する。図１５に示すように、第２実施形態の電動機制御装置１０２は、図１の電動機制御装置１０１に対し検出温度推定部３３をさらに備える。検出温度推定部３３は、電動機電流Ｉｍに基づいて、第１検出温度の推定値Ｔｓ１＿ｅｓｔ、又は、第２検出温度の推定値Ｔｓ２＿ｅｓｔのうち少なくとも一方を推定する。検出温度推定値Ｔｓ１＿ｅｓｔ、Ｔｓ２＿ｅｓｔは、異常判定部３４及び評価箇所温度推定部３５に通知される。なお、上述の評価箇所温度推定部３５の説明と同様に、「電動機に流れる電流に基づいて推定する」には、電動機電流Ｉｍと相関するインバータ印加電圧Ｖｉｎｖ等に基づいて温度を推定する場合が含まれるものと解釈する。

図１６に示すように、第２実施形態では、図６の全体フローチャートにおいてＳ８２で正常範囲外と判定されたとき、高い方の温度を選択するＳ８６Ａに代えてＳ８６Ｂが実行される。Ｓ８６Ｂでは、第１検出温度Ｔｓ１及び第２検出温度Ｔｓ２のうち、検出温度推定値Ｔｓ１＿ｅｓｔ、Ｔｓ２＿ｅｓｔとの差が小さい方の温度が選択され、評価箇所温度推定部３５の処理に使用される。すなわち、第１実施形態では、検出温度推定値との差が小さい方の温度が「予め規定された条件に適合する方の温度」に相当する。これにより、推定値に近い検出温度が温度情報処理に使用されるため、処理の信頼性が向上する。

詳しくは図１７に示すように、異常判定部３４は、Ｓ８６１Ｂで第１検出温度Ｔｓ１、第２検出温度Ｔｓ２、第１検出温度推定値Ｔｓ１＿ｅｓｔ及び第２検出温度推定値Ｔｓ２＿ｅｓｔを取得する。Ｓ８６２Ｂでは、各検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２と検出温度推定値Ｔｓ１＿ｅｓｔ、Ｔｓ２＿ｅｓｔとの偏差Ｔｓ１＿ｅｒｒ、Ｔｓ２＿ｅｒｒが下式により算出される。
Ｔｓ１＿ｅｒｒ＝｜Ｔｓ１−Ｔｓ１＿ｅｓｔ|
Ｔｓ２＿ｅｒｒ＝｜Ｔｓ２−Ｔｓ２＿ｅｓｔ|

Ｓ８６３ＢでＴｓ１＿ｅｒｒがＴｓ２＿ｅｒｒ以下であると判定された場合、Ｓ８７で第１検出温度Ｔｓ１が処理に使用され、Ｔｓ１＿ｅｒｒがＴｓ２＿ｅｒｒより大きいと判定された場合、Ｓ８８で第２検出温度Ｔｓ２が処理に使用される。

図１８に、検出温度推定値Ｔｓ＿ｅｓｔを用いた中間値固着判定の別の実施例を示す。タイムチャートは第１実施形態と同じ図１１を参照し、図１２と同一のステップの説明を省略する。異常判定部３４は、保持時点ｔ１における第１検出温度及び第２検出温度を、それぞれ第１検出温度保持値Ｔｓ１１及び第２検出温度保持値Ｔｓ２１として保持する。また、異常判定部３４は、保持時点ｔ１における第１検出温度推定値及び第２検出温度推定値を、それぞれ第１検出温度推定値保持値Ｔｓ１１＿ｅｓｔ及び第２検出温度推定値保持値Ｔｓ２１＿ｅｓｔとして保持する。

図１８のＳ６１Ｂで異常判定部３４は、第１検出温度Ｔｓ１、第２検出温度Ｔｓ２、第１検出温度推定値Ｔｓ1＿ｅｓｔ及び第２検出温度推定値Ｔｓ２＿ｅｓｔを取得する。温度偏差ΔＴｓが乖離大閾値ΔｔｈＸより大きく、Ｓ６３でＹＥＳと判定された場合、Ｓ６４Ｂでは、各検出温度の温度変化量δＴｓ１、δＴｓ２、及び、各検出温度推定値の温度変化量δＴｓ１＿ｅｓｔ、δＴｓ２＿ｅｓｔが下式により算出される。
δＴｓ１＝Ｔｓ１−Ｔｓ１１
δＴｓ２＝Ｔｓ２−Ｔｓ２１
δＴｓ１＿ｅｓｔ＝Ｔｓ１＿ｅｓｔ−Ｔｓ１１＿ｅｓｔ
δＴｓ２＿ｅｓｔ＝Ｔｓ２＿ｅｓｔ−Ｔｓ２１＿ｅｓｔ

Ｓ６５Ｂでは、各検出温度の温度変化量と検出温度推定値の温度変化量との温度変化量偏差δＴｓ１＿ｅｒｒ、δＴｓ２＿ｅｒｒが下式により算出される。
δＴｓ１＿ｅｒｒ＝｜δＴｓ１−δＴｓ１＿ｅｓｔ｜
δＴｓ２＿ｅｒｒ＝｜δＴｓ２−δＴｓ２＿ｅｓｔ｜

Ｓ６６Ｂ、Ｓ６７Ｂでは、各検出温度の温度変化量偏差δＴｓ１＿ｅｒｒ、δＴｓ２＿ｅｒｒが変化量偏差閾値Ｅｔｈと比較される。δＴｓ１＿ｅｒｒがＥｔｈより大きくδＴｓ２＿ｅｒｒがＥｔｈ以下である場合、Ｓ６６ＢでＹＥＳと判定され、Ｓ７４で第１温度センサの異常と判定される。なお、Ｓ６６Ｂの判定条件は、所定の正の値Ｋを用いて下式のようにしてもよい。
δＴｓ１＿ｅｒｒ＞δＴｓ２＿ｅｒｒ＋Ｋ

δＴｓ２＿ｅｒｒがＥｔｈより大きくδＴｓ１＿ｅｒｒがＥｔｈ以下である場合、６６ＢでＮＯ、Ｓ６７ＢでＹＥＳと判定され、Ｓ７３で第２温度センサの異常と判定される。Ｓ６７ＢでＮＯの場合、Ｓ７２で正常範囲外と判定される。なお、Ｓ６７Ｂの判定条件は、所定の正の値Ｋを用いて下式のようにしてもよい。
δＴｓ２＿ｅｒｒ＞δＴｓ１＿ｅｒｒ＋Ｋ

一方、Ｓ６３でＮＯ、Ｓ６８でＹＥＳと判定された場合、Ｓ６９Ｂに移行する。Ｓ６９Ｂでは、各検出温度保持値Ｔｓ１１、Ｔｓ２１及び各検出温度推定値保持値Ｔｓ１１＿ｅｓｔ、Ｔｓ２１＿ｅｓｔの前回値が検出温度保持値Ｔｓ１１、Ｔｓ２１及び検出温度推定値保持値Ｔｓ１１＿ｅｓｔ、Ｔｓ２１＿ｅｓｔとして更新される。また、Ｓ７２で正常範囲外と判定される。

Ｓ６８でＮＯの場合、Ｓ７０Ｂでは、各検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２及び各検出温度推定値Ｔｓ１＿ｅｓｔ、Ｔｓ２＿ｅｓｔの今回値が検出温度保持値Ｔｓ１１、Ｔｓ２１及び検出温度推定値保持値Ｔｓ１１＿ｅｓｔ、Ｔｓ２１＿ｅｓｔとして更新される。また、Ｓ７１で第１、第２温度センサがいずれも正常と判定される。

このように第２実施形態では、各温度センサの検出温度と、検出温度推定部３３が推定した検出温度推定値とを比較して中間値固着判定を行うことにより、正常範囲外の場合を含めて適切な異常判定をすることができる。この手法は、中間オフセット判定にも同様に適用可能である。

（第３実施形態）
次に、変化量過大判定に関する別の実施例として、第３、第４、第５実施形態を示す。まず、第３実施形態について図１９のフローチャートを参照して説明する。第３実施形態の異常判定部３４は、内部にローパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」）を有し、各検出温度のＬＰＦ前後の値を比較する。ＬＰＦ前後の差分は、検出温度に含まれる高周波成分を意味する。正の高周波成分が正の高周波成分閾値を上回るか、負の高周波成分が負の高周波成分閾値を下回る場合、異常判定部３４は、その温度センサが変化量過大異常であると判定する。

異常判定部３４は、Ｓ３１Ｂで、第１検出温度Ｔｓ１、第２検出温度Ｔｓ２、ＬＰＦ後の第１検出温度Ｔｓ１＿ＬＰＦ、及び、ＬＰＦ後の第２検出温度Ｔｓ２＿ＬＰＦを取得する。Ｓ３２Ｂでは、各検出温度のＬＰＦ前後の差分Ｔｓ１＿ｈｆ、Ｔｓ２＿ｈｆが下式により算出される。
Ｔｓ１＿ｈｆ＝Ｔｓ１−Ｔｓ１＿ＬＰＦ
Ｔｓ２＿ｈｆ＝Ｔｓ２−Ｔｓ２＿ＬＰＦ

Ｓ３３Ｂ〜Ｓ３５Ｂでは、各検出温度のＬＰＦ前後の差分の絶対値｜Ｔｓ１＿ｈｆ｜、｜Ｔｓ２＿ｈｆ｜が、高周波成分閾値Ｈｔｈ以下であるか否か判断される。｜Ｔｓ１＿ｈｆ｜、｜Ｔｓ２＿ｈｆ｜がいずれもＨｔｈ以下である場合、Ｓ３３ＢでＹＥＳと判定され、Ｓ３６で第１、第２温度センサがいずれも正常と判定される。

｜Ｔｓ１＿ｈｆ｜がＨｔｈ以下であり、｜Ｔｓ２＿ｈｆ｜がＨｔｈより大きい場合、Ｓ３３ＢでＮＯ、Ｓ３４ＢでＹＥＳと判定され、Ｓ３７で第２温度センサが異常と判定される。｜Ｔｓ２＿ｈｆ｜がＨｔｈ以下であり、｜Ｔｓ１＿ｈｆ｜がＨｔｈより大きい場合、Ｓ３４ＢでＮＯ、Ｓ３５ＢでＹＥＳと判定され、Ｓ３８で第１温度センサが異常と判定される。Ｓ３５ＢでＮＯの場合、Ｓ３９で第１、第２温度センサがいずれも異常と判定される。

なお、微分値を用いる第１実施形態と同様に、各検出温度のＬＰＦ前後の差分の絶対値を共通の高周波成分閾値Ｈｔｈと比較するのでなく、ＬＰＦ前後の正負の差分値を、それぞれ正の高周波成分閾値＋Ｈｔｈ及び負の高周波成分閾値−Ｈｔｈと比較するようにしてもよい。その場合、差分値が「−Ｈｔｈ以上、且つ＋Ｈｔｈ以下」である温度センサが正常であり、差分値が「−Ｈｔｈより小さい、又は＋Ｈｔｈより大きい」温度センサが異常であると判定される。

（第４実施形態）
第４実施形態について図２０のフローチャートを参照して説明する。第４実施形態の異常判定部３４は、サンプル周期のＮ周期に相当する所定期間における各検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２の最大値及び最小値を算出し、その差分を変動幅Ｔｓ１＿Ｒ、Ｔｓ２＿Ｒとする。変動幅が上限値Ｒｍａｘより大きい場合、異常判定部３４は、その温度センサが変化量過大異常であると判定する。

異常判定部３４は、Ｓ３１１Ｃで、第１検出温度Ｔｓ１及び第２検出温度Ｔｓ２を取得する。Ｓ３１２Ｃでは、Ｎ回前から今回までのサンプルでの各検出温度の最大値Ｔｓ１＿ｍａｘ、Ｔｓ２＿ｍａｘ、及び、最小値Ｔｓ１＿ｍｉｎ、Ｔｓ２＿ｍｉｎが取得される。例えば第１検出温度の今回値を「Ｔｓ１(ｎ)」と記すと、最大値Ｔｓ１＿ｍａｘ及び最小値Ｔｓ１＿ｍｉｎは下式で表される。第２検出温度Ｔｓ２についても同様である。
Ｔｓ１＿ｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｔｓ１(ｎ−Ｎ)、・・・Ｔｓ１(ｎ−１)、Ｔｓ１(ｎ)）
Ｔｓ１＿ｍｉｎ＝ＭＩＮ（Ｔｓ１(ｎ−Ｎ)、・・・Ｔｓ１(ｎ−１)、Ｔｓ１(ｎ)）

Ｓ３２Ｃでは、所定期間での変動幅Ｔｓ１＿Ｒ、Ｔｓ２＿Ｒが下式により算出される。
Ｔｓ１＿Ｒ＝Ｔｓ１＿ｍａｘ−Ｔｓ１＿ｍｉｎ
Ｔｓ２＿Ｒ＝Ｔｓ２＿ｍａｘ−Ｔｓ２＿ｍｉｎ

Ｓ３３Ｃ〜Ｓ３５Ｃでは、各検出温度の変動幅Ｔｓ１＿Ｒ、Ｔｓ２＿Ｒが、変動幅上限値Ｒｍａｘ以下であるか否か判断される。Ｔｓ１＿Ｒ、Ｔｓ２＿ＲがいずれもＲｍａｘ以下の場合、Ｓ３３ＣでＹＥＳと判定され、Ｓ３６で第１、第２温度センサがいずれも正常と判定される。

Ｔｓ１＿ＲがＲｍａｘ以下であり、Ｔｓ２＿ＲがＲｍａｘより大きい場合、Ｓ３３ＣでＮＯ、Ｓ３４ＣでＹＥＳと判定され、Ｓ３７で第２温度センサが異常と判定される。Ｔｓ２＿ＲがＲｍａｘ以下であり、Ｔｓ１＿ＲがＲｍａｘより大きい場合、Ｓ３４ＣでＮＯ、Ｓ３５ＣでＹＥＳと判定され、Ｓ３８で第１温度センサが異常と判定される。Ｓ３５ＣでＮＯの場合、Ｓ３９で第１、第２温度センサがいずれも異常と判定される。

（第５実施形態）
第５実施形態について図２１、図２２のフローチャートを参照して説明する。第４実施形態では予め定められた所定期間に変動幅が監視されるのに対し、第５実施形態では、検出温度Ｔｓ１、Ｔｓ２の温度偏差ΔＴｓが正常範囲を逸脱した後の所定期間に変動幅が監視される。変動幅の監視は、温度偏差ΔＴｓが所定回数連続して正常範囲となるまで継続される。

異常判定部３４は、図２１のＳ３１１Ｄで第１検出温度Ｔｓ１及び第２検出温度Ｔｓ２を取得し、Ｓ３１２Ｄで温度偏差ΔＴｓを算出する。温度偏差ΔＴｓが正常閾値以下の場合、Ｓ３１３ＤでＹＥＳと判定され、Ｓ３１４Ｄで正常カウンタがインクリメントされる。Ｓ３１５Ｄで正常カウンタがＸ回に達すると、異常判定部３４は、変動幅を監視する必要が無いと判断し、Ｓ３１６Ｄに移行して、各検出温度の最大値Ｔｓ１＿ｍａｘ、Ｔｓ２＿ｍａｘ、及び、最小値Ｔｓ１＿ｍｉｎ、Ｔｓ２＿ｍｉｎを初期値として更新する。そしてＳ３１７Ｄで、第１、第２温度センサがいずれも正常と判定される。

一方、温度偏差ΔＴｓが正常閾値を超えＳ３１３ＤでＮＯと判定された場合、又は、正常カウンタがＸ回未満でありＳ３１５ＤでＮＯと判定された場合、Ｓ４０で最大値／最小値更新処理が行われる。

図２２に、第１検出温度Ｔｓ１についての最大値／最小値更新処理を示す。検出温度の今回値Ｔｓ１(ｎ)が現時点での最大値Ｔｓ１＿ｍａｘより大きい場合、Ｓ４１でＹＥＳと判定され、Ｓ４３で、今回値Ｔｓ１(ｎ)が最大値Ｔｓ１＿ｍａｘとして更新される。今回値Ｔｓ１(ｎ)が現時点での最小値Ｔｓ１＿ｍｉｎより小さい場合、Ｓ４１でＮＯ、Ｓ４２でＹＥＳと判定され、Ｓ４４で、今回値Ｔｓ１(ｎ)が最小値Ｔｓ１＿ｍｉｎとして更新される。Ｓ４２でＮＯの場合、Ｓ４５で最大値Ｔｓ１＿ｍａｘ及び最小値Ｔｓ１＿ｍｉｎが保持される。第２検出温度Ｔｓ２についても同様である。

図２１に戻り、Ｓ３２Ｄでは、更新された最大値／最小値に基づき、正常範囲を逸脱した後の所定期間における変動幅が図２０のＳ３２Ｃと同様の式で算出される。その後、図２０のＳ３３Ｃ〜Ｓ３９と同様のステップが実行され、温度センサの異常状態が判別される。このように第５実施形態では、温度偏差ΔＴｓが正常範囲を逸脱した後の所定期間にのみ最大値、最小値から変動幅を算出するため、第４実施形態に対し異常判定部３４の演算負荷を低減することができる。

（その他の実施形態）
温度情報処理部は、評価箇所温度推定部として限らず、温度情報に基づくどのような処理をするものであってもよい。また、本発明の電動機制御装置は、車両の電動パワーステアリングシステムに限らず、どのような電動機を駆動するシステムに適用されてもよい。なお、温度センサの配置、電力変換器の種類、電流制御部による制御方法等に関するバリエーションについては、特許文献２の「その他の実施形態」の記載を援用する。

上記実施形態では、「正常範囲外」と判定される場合がある例として、中間値固着異常及び中間オフセット異常の場合が示される。それ以外にも、温度偏差ΔＴｓが正常偏差閾値ΔｔｈＯを超えており、且つ、Ｈｉ／Ｌｏ張り付き判定や変化量過大判定で、各温度センサの異常が個別に判定不能な場合には、「正常範囲外」と判定される場合がある。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０１、１０２・・・電動機制御装置、
１１・・・基板、
１２１、１２２、１４、１５、１６、１８・・・（第１、第２）温度センサ、
２０・・・ヒートシンク、
３３・・・検出温度推定部、
３４・・・異常判定部、
３５・・・評価箇所温度推定部（温度情報処理部）、
４０・・・制御回路ＩＣ、 ４１・・・電流制御部、
５０・・・駆動回路ＩＣ、 ５１・・・プリドライバ、
６０・・・インバータ（電力変換器）、 ６１〜６６・・・スイッチング素子、
８０・・・電動機。

Claims (15)

1. 電動機（８０）の通電を制御する電動機制御装置であって、
   通電時の発熱をヒートシンク（２０）に放熱可能に設置された基板（１１）と、
   前記基板に搭載され、前記電動機に電力供給する電力変換器（６０）を構成する複数のスイッチング素子（６１〜６６）と、
   前記基板に搭載され、前記複数のスイッチング素子に駆動信号を出力するプリドライバ（５１）を有する駆動回路ＩＣ（５０）と、
   前記基板に搭載され、前記電動機に対する出力指令に基づき前記プリドライバへの指令信号を演算する電流制御部（４１）を有する制御回路ＩＣ（４０）と、
   前記ヒートシンク、前記基板、前記制御回路ＩＣ、前記駆動回路ＩＣ、前記スイッチング素子及び前記電動機のうち、いずれか１箇所又は２箇所の温度を検出する第１温度センサ及び第２温度センサ（１２１、１２２、１４、１５、１６、１８）と、
   前記第１温度センサの検出温度である第１検出温度（Ｔｓ１）、及び、前記第２温度センサの検出温度である第２検出温度（Ｔｓ２）のうち少なくとも一方の温度情報を使用して所定の処理を行う温度情報処理部（３５）と、
   温度センサの出力、又は当該出力から変換された検出温度を検出温度相当量とすると、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度相当量に基づき、温度センサの異常状態を判定する異常判定部（３４）と、
   を備え、
   前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度相当量の差の絶対値である温度偏差（ΔＴｓ）が正常偏差閾値（ΔｔｈＯ）を超えており、且つ、いずれの温度センサが異常であるか判別不能な状態を正常範囲外と定義すると、
   前記温度情報処理部は、前記異常判定部により、
   前記第１温度センサ及び前記第２温度センサがいずれも正常と判定された場合、前記第１検出温度又は前記第２検出温度のいずれか一方又は両方を使用し、
   前記第１温度センサ又は前記第２温度センサのいずれか一方が異常で他方が正常と判定された場合、正常な温度センサの検出温度を使用し、
   前記第１温度センサ及び前記第２温度センサが前記正常範囲外と判定された場合、前記第１検出温度又は前記第２検出温度のうち予め規定された条件に適合する方の温度を使用する電動機制御装置。
2. 前記異常判定部により、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサが前記正常範囲外と判定された場合、前記温度情報処理部は、前記第１検出温度又は前記第２検出温度のうち高い方の温度を使用する請求項１に記載の電動機制御装置。
3. 前記電動機に流れる電流（Ｉｍ）に基づいて、前記第１温度センサ又は前記第２温度センサの少なくとも一方の前記検出温度相当量の推定値である検出温度推定値（Ｔｓ１＿ｅｓｔ、Ｔｓ２＿ｅｓｔ）を推定する検出温度推定部（３３）をさらに備え、
   前記異常判定部により、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサが前記正常範囲外と判定された場合、前記温度情報処理部は、前記第１検出温度又は前記第２検出温度のうち、前記検出温度推定値との差が小さい方の温度を使用する請求項１に記載の電動機制御装置。
4. 前記異常判定部により、前記第１温度センサ及び前記第２温度センサがいずれも正常と判定された場合、前記温度情報処理部は、前記第１検出温度又は前記第２検出温度のうち高い方の温度を使用する請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
5. 前記異常判定部は、
   前記温度偏差が所定の乖離大閾値（ΔｔｈＸ）に到達した時点である到達時点（ｔ２）から遡って１サンプル以上前の時点である保持時点（ｔ１）における前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度相当量を検出温度保持値（Ｔｓ１１、Ｔｓ２１）として保持し、
   前記到達時点における前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度相当量から前記検出温度保持値を減算して温度変化量（δＴｓ１、δＴｓ２）を算出し、
   前記第１温度センサ及び第２温度センサのうち一方の温度センサの前記温度変化量の絶対値が変化量閾値（δｔｈ）より大きく、他方の温度センサの前記温度変化量の絶対値が前記変化量閾値以下である場合、
   前記一方の温度センサが異常であると判定する請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
6. 前記電動機に流れる電流（Ｉｍ）に基づいて、前記第１温度センサ又は前記第２温度センサの少なくとも一方の前記検出温度相当量の推定値である検出温度推定値（Ｔｓ１＿ｅｓｔ、Ｔｓ２＿ｅｓｔ）を推定する検出温度推定部（３３）をさらに備え、
   前記異常判定部は、
   前記温度偏差が所定の乖離大閾値（ΔｔｈＸ）に到達した時点である到達時点（ｔ２）から遡って１サンプル以上前の時点である保持時点（ｔ１）における前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度相当量を検出温度保持値（Ｔｓ１１、Ｔｓ２１）として保持し、且つ、前記保持時点における前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度推定値を検出温度推定値保持値（Ｔｓ１１＿ｅｓｔ、Ｔｓ２１＿ｅｓｔ）として保持し、
   前記到達時点における前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度相当量から前記検出温度保持値を減算して温度変化量（δＴｓ１、δＴｓ２）を算出し、
   前記到達時点における前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度推定値から前記検出温度推定値保持値を減算して温度推定値変化量（δＴｓ１＿ｅｓｔ、δＴｓ２＿ｅｓｔ）を算出し、
   さらに、前記温度変化量と前記温度推定値変化量との偏差である温度変化量偏差（δＴｓ１＿ｅｒｒ、δＴｓ２＿ｅｒｒ）を算出し、
   前記第１温度センサ及び第２温度センサのうち一方の温度センサの前記温度変化量偏差が変化量偏差閾値（Ｅｔｈ）より大きく、他方の温度センサの前記温度変化量偏差が前記変化量偏差閾値以下である場合、
   前記一方の温度センサが異常であると判定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
7. 前記異常判定部は、
   前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度相当量の時間微分値を算出し、
   前記第１温度センサ及び第２温度センサのうち一方の温度センサの前記検出温度相当量の時間微分値が負の微分閾値（−ＤＴｈ）より小さいか又は正の微分閾値（＋Ｄｔｈ）より大きく、且つ、他方の温度センサの前記検出温度相当量が前記負の微分閾値以上、前記正の微分閾値以下である場合、
   前記一方の温度センサが異常であると判定する請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
8. 前記異常判定部は、
   前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度相当量をローパスフィルタで処理した値を算出し、
   前記第１温度センサ及び第２温度センサのうち一方の温度センサの前記検出温度相当量のローパスフィルタ前後の差分が負の高周波成分閾値（−ＨＴｈ）より小さいか又は正の高周波成分閾値（＋Ｈｔｈ）より大きく、且つ、他方の温度センサの前記検出温度相当量のローパスフィルタ前後の差分が前記負の高周波成分閾値以上、前記正の高周波成分閾値以下である場合、
   前記一方の温度センサが異常であると判定する請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
9. 前記異常判定部は、
   前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの前記検出温度相当量の所定期間における最大値（Ｔｓ１＿ｍａｘ、Ｔｓ２＿ｍａｘ）と最小値（Ｔｓ１＿ｍｉｎ、Ｔｓ２＿ｍｉｎ）との差分である変動幅（Ｔｓ１＿Ｒ、Ｔｓ２＿Ｒ）を算出し、
   前記第１温度センサ及び第２温度センサのうち一方の温度センサの前記検出温度相当量の変動幅が変動幅上限値（Ｒｍａｘ）より大きく、且つ、他方の温度センサの前記検出温度相当量の変動幅が前記変動幅上限値以下である場合、
   前記一方の温度センサが異常であると判定する請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
10. 前記異常判定部は、
    前記第１温度センサ及び第２温度センサのうち一方の温度センサの前記検出温度相当量が下限温度閾値（Ｔｔｈ＿Ｌｏ）より低いか又は上限温度閾値（Ｔｔｈ＿Ｈｉ）より高く、且つ、他方の温度センサの前記検出温度相当量が前記下限温度閾値以上、前記上限温度閾値以下である場合、
    前記一方の温度センサが異常であると判定する請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
11. 前記第１温度センサ又は前記第２温度センサの少なくとも一方は、前記制御回路ＩＣ、前記駆動回路ＩＣ、又は、ＩＣパッケージに埋め込まれた前記スイッチング素子の温度を検出するものであり、当該温度センサは、ＩＣパッケージ内部に設けられている請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
12. 前記第１温度センサ又は前記第２温度センサの少なくとも一方は、前記ヒートシンクに当接する前記基板上に設けられている請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
13. 前記温度情報処理部は、
    前記第１第１検出温度又は前記第２検出温度の少なくともいずれか一方と前記電動機に流れる電流（Ｉｍ）とに基づいて、前記ヒートシンク、前記基板、前記制御回路ＩＣ、前記駆動回路ＩＣ、前記スイッチング素子及び前記電動機のうちから選択された１箇所以上の評価箇所の温度（Ｔｘ）を推定する評価箇所温度推定部として機能する請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
14. 前記電流制御部は、前記評価箇所の推定温度が所定の温度範囲において、前記評価箇所の推定温度が高いほど、電流指令値に対する電流制限値を低く設定する請求項１３に記載の電動機制御装置。
15. 前記評価箇所温度推定部は、複数の前記評価箇所の温度を推定し、
    前記電流制御部は、複数の推定温度毎に設定された複数の電流制限値の最小値を用いて電流指令値を制限する請求項１３または１４に記載の電動機制御装置。

Images