JP7377101B2 - 放熱経路診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、放熱経路診断装置に関する。

電子部品等で構成されたシステムは、様々な分野、用途に利用されている。システムの温度上昇はシステムを構成する電子部品、機械部品等の熱ストレスの要因となり、システムの特性や、システムを搭載した製品の寿命に影響を及ぼすことが一般的に知られている。

そのため、使用時に温度上昇が予想されるシステムでは、システムで発生した熱をシステム外に放熱するための放熱経路を設けることで、システムの特性や製品寿命に影響を及ぼさないような設計がなされている。しかし、放熱経路は定常的に熱がかかる部位であり、用いられる部材に熱特性の変化が起こりやすいことが知られている。

また、システムの温度変化により、放熱経路上にある部材間の熱膨張係数差に起因する機械的ストレスや、外力による機械的ストレスなどが発生する。このようなストレスが発生すると、放熱経路上の部材間の接触圧力や接触面積が変化した場合にも熱特性の変化が起こりやすくなることが知られている。これらの要因により、部材の熱特性が変化した際は、システムの放熱特性が変わり、システムの特性、製品寿命に影響を及ぼす可能性があるため、特に自動車用など高信頼性が要求される分野では大きな課題となっている。

システムに設けられる放熱経路の異常を検出するため、例えば、特許文献１に開示された技術が知られていた。この特許文献１には、「絶縁配線基板上に複数のパワー半導体素子を実装して構成されるパワーモジュールにおいて、パワー半導体素子の表面中央部及び表面周辺部の２箇所の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段によって検出された温度を基にして温度勾配を監視する温度勾配監視手段と、パワー半導体素子の動作状態を検出する動作状態検出手段と、表面周辺部の温度が表面中央部の温度以上となる温度勾配を温度勾配監視手段が検出し、かつ、パワー半導体素子が動作していることを動作状態検出手段が検出したとき、寿命信号を出力する寿命推定手段とを備える」と記載されている。

特開２０１１－２３５６９号公報

近年、半導体製造プロセスの微細化が進み、半導体チップサイズが小さくなるにつれて、半導体を用いた電子部品は小型化、高集積化が進む傾向がある。自動車用の電子部品は、ＥＣＵユニット内の各種ＩＣ，インバータ駆動用ＩＣ，ソレノイド駆動用ドライバＩＣ，インジェクタ用ＩＣ，イグナイタ用ＩＣなど、様々な用途に利用されている。近年、自動車の電装ユニット設置エリアの省スペース化や特性向上などの要請から、これらの電子部品が、エンジンやモーターなど熱源となるアクチュエータ近傍に配置される傾向がある。この傾向に伴い、半導体チップ自体の高温化に対応するため、ＳｉＣ材料を用いた半導体チップの開発も進んでいる。これらの背景から、自動車に搭載される電子部品等で構成されるシステムは、今後さらなる高温条件下や温度変化が大きい環境での使用が予想され、構成部品への熱ストレス軽減のため、システムの放熱経路の状態を正しく診断することが重要となってきている。

従来の方式では、半導体プロセスで製造された半導体チップ内部に設置した電極や温度素子の電気特性から、半導体チップ内の温度監視や放熱に関わる接合部の寿命予測を行うことで、放熱経路の異常有無を確認することができると考えられていた。しかし、従来方式では、電子部品などの能動素子直近に設けられた温度素子や電極等の電気特性の測定結果から、能動素子の近辺で放熱経路となる接合部の寿命を推定することが可能であっても、システム全体の放熱経路をリアルタイムに診断することはできなかった。

また、特許文献１に開示された技術では、パワー半導体素子がオンされている時しか温度勾配を監視していない。このため、パワー半導体素子がオフされてからの温度変化がパワー半導体素子の寿命に与える影響が考慮されていなかった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、システム全体の放熱経路の状態を診断し、放熱経路の異常を検知することを目的とする。

本発明に係る放熱経路診断装置は、熱源となる発熱部品を内部に有するシステムにおいて、発熱部品から発生した熱が放熱される放熱経路に沿って設けられる熱抵抗及び熱容量の組み合わせをシステムの第１熱回路モデルとして記憶する記憶素子と、記憶素子から読み出した第１熱回路モデルに基づいて、発熱部品がオン又はオフされてからシステムの全体の温度が平衡状態に達するまでのシステムの所定部位における温度挙動を予測する温度挙動予測部と、予測された温度挙動と、所定部位で計測された温度の温度情報から求めた温度挙動とを比較して比較結果を出力する温度挙動比較部と、比較結果に基づいて、システムの所定部位ごとの状態を診断した診断結果を出力する診断結果出力部と、発熱部品の消費電力を表す内部熱源消費電力情報を入力とし、発熱部品の発熱開始からの経過時間を計測するタイマと、を備え、システムの外部からシステムの内部に熱が伝わる外部熱源が設けられ、外部熱源から発生した熱を放熱するための放熱経路に沿って設けられる熱抵抗及び熱容量の組み合わせが第２熱回路モデルとして記憶素子に記憶され、温度挙動予測部は、外部熱源の消費電力を表す外部熱源消費電力情報、及び内部熱源消費電力情報を入力とし、記憶素子から読み出した第２熱回路モデルに基づいて、発熱部品及び外部熱源がオン又はオフされてからシステムの全体の温度が平衡状態になるまでのシステムの所定部位における温度挙動を予測し、温度挙動比較部は、内部熱源消費電力情報が入力された時点を経過時間の開始として、放熱経路における所定部位での温度挙動をリアルタイムに比較し、診断結果出力部は、温度挙動比較部により比較された、温度挙動予測部が予測した所定部位の温度挙動と、所定部位から提供された温度情報から算出される温度挙動とが異なる場合に、所定部位に異常が発生したと診断する。
また、本発明に係る放熱経路診断装置は、熱源となる発熱部品を内部に有するシステムにおいて、発熱部品から発生した熱が放熱される放熱経路に沿って設けられる熱抵抗及び熱容量の組み合わせをシステムの第１熱回路モデルとして記憶する記憶素子と、記憶素子から読み出した第１熱回路モデルに基づいて、発熱部品がオン又はオフされてからシステムの全体の温度が平衡状態に達するまでのシステムの所定部位における温度挙動を予測する温度挙動予測部と、予測された温度挙動と、所定部位で計測された温度の温度情報から求めた温度挙動とを比較して比較結果を出力する温度挙動比較部と、比較結果に基づいて、システムの所定部位ごとの状態を診断した診断結果を出力する診断結果出力部と、発熱部品の消費電力を表す内部熱源消費電力情報を入力とし、発熱部品の発熱開始からの経過時間を計測するタイマと、を備え、所定部位は、発熱部品及びシステムの構成部品の、境界又は内部であり、システムには、温度を計測して温度挙動比較部に温度情報を提供する温度素子が複数の所定部位に設けられ、システムの外部からシステムの内部に熱が伝わる外部熱源が設けられ、外部熱源から発生した熱を放熱するための放熱経路に沿って設けられる熱抵抗及び熱容量の組み合わせが第２熱回路モデルとして記憶素子に記憶され、温度挙動予測部は、外部熱源の消費電力を表す外部熱源消費電力情報、及び内部熱源消費電力情報を入力とし、記憶素子から読み出した第２熱回路モデルに基づいて、発熱部品及び外部熱源がオン又はオフされてからシステムの全体の温度が平衡状態になるまでのシステムの所定部位における温度挙動を予測し、温度挙動比較部は、内部熱源消費電力情報が入力された時点を経過時間の開始として、放熱経路における所定部位での温度挙動をリアルタイムに比較し、診断結果出力部は、温度挙動比較部により比較された、温度挙動予測部が予測した所定部位の温度挙動と、所定部位から提供された温度情報から算出される温度挙動とが異なる場合に、所定部位に異常が発生したと診断する。

本発明によれば、発熱部品がオン又はオフされてからシステムの全体の温度が平衡状態に達するまでのシステム全体の放熱経路の状態を診断し、放熱経路の異常を検知することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態に係る放熱経路診断装置の構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る演算ユニットの内部構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る計算機のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシステムの熱回路モデルの一例を示した図である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体部品がオフからオンされた時における、システムに設けられた各温度素子の理想的な温度変化の例を示した概念図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシステムにおいて、熱伝導材からヒートシンクの間の放熱経路に異常が生じた際の各温度素子の温度変化の例を示した概念図である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体部品がオンからオフされた時における、システムに設けられた各温度素子の理想的な温度変化の例を示した概念図である。 本発明の第２の実施の形態に係る放熱経路診断装置の構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係るシステムの熱回路モデルの一例を示した図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体部品がオフからオンされた時における、システムに設けられた各温度素子の理想的な温度変化の例を示した概念図である。 本発明の第３の実施の形態に係る放熱経路診断装置の構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る放熱経路診断装置１の構成図である。
本実施の形態に係る放熱経路診断装置１は、電子部品等で構成されたシステム１００の放熱経路の異常又は正常を含む放熱経路の状態を診断する。システム１００として、例えば、自動車等に搭載される電子制御装置（Electronic Control Unit）が想定される。そして、放熱経路診断装置１は、放熱経路が何らかの要因により変化した際の熱挙動を検知することで、システム１００全体の特性変動や製品寿命の短化に至る前に放熱経路の異常を検出可能な放熱経路の診断方法を提供する。

電子部品等で構成されたシステム１００の熱の流入と流出に関わる放熱経路は、既知の熱評価方法により熱抵抗、熱容量等で表現された熱回路としてモデル化が可能である。そこで、モデル化された熱回路（以下、「熱回路モデル」という）に対応する熱源となるシステム１００の内部に構成される電子部品の発熱情報を放熱経路診断装置１が入手可能な構成とする。また放熱経路上の複数個所に温度監視用の温度素子（熱電対等）を設ける。温度素子は、熱回路モデルの熱抵抗や熱容量の温度に対応するように構成する。

システム１００の内部には、システム１００の機能を実現するための半導体部品１０１を有する。半導体部品１０１は電子部品であるので、電気的な動作により必然的に熱の発生を伴う。そこで、半導体部品１０１の内部には、半導体部品１０１の内部温度を計測するための温度素子１０２が設置される。温度素子１０２が計測した半導体部品１０１の内部温度の温度情報１０７は、演算ユニット１１１に提供される。
また、半導体部品１０１に印加される電圧、電流等の消費電力情報１１０についても、演算ユニット１１１に提供される。

また、半導体部品１０１には、放熱用の熱伝導材１０３が設置されている。熱伝導材１０３の内部又はその近傍には熱伝導材１０３の温度を計測するための温度素子１０４が設置されており、温度素子１０４が計測した熱伝導材１０３の温度の温度情報１０８は、演算ユニット１１１に提供される。

熱伝導材１０３の半導体部品１０１と接する面の反対側の面には、放熱用のヒートシンク１０５が設置されている。ヒートシンク１０５の内部には、ヒートシンク１０５の温度を計測するための温度素子１０６が設置されており、温度素子１０６が計測したヒートシンク１０５の温度の温度情報１０９は、演算ユニット１１１に提供される。

なお、温度素子１０２は、半導体部品１０１と熱伝導材１０３との境界に設置され、この境界の温度が温度情報１０７として演算ユニット１１１に提供されてもよい。また、温度素子１０４は、熱伝導材１０３とヒートシンク１０５との境界に設置され、この境界の温度が温度情報１０８として演算ユニット１１１に提供されてもよい。また、温度素子１０６は、ヒートシンク１０５と外部環境との境界（例えば、ヒートシンク１０５とシステム１００の筐体との間）に設置され、この境界の温度が温度情報１０９として演算ユニット１１１に提供されてもよい。

システム１００の熱特性は既知の熱評価測定等により熱回路モデル１１２として定義される。不揮発性の記憶素子（記憶素子１１３）は、システム（システム１００）の第１熱回路モデル（熱回路モデル１１２）を記憶する。熱回路モデル１１２は、演算ユニット１１１が、発熱情報（例えば、消費電力情報１１０）を入力とした数値演算により、放熱経路上の所定部位における理想的な温度挙動を求めるために用いられる。所定部位は、発熱部品（半導体部品１０１）及びシステム（システム１００）の構成部品の境界又は内部である。すなわち、所定部位は、発熱部品（半導体部品１０１）の内部、システム（システム１００）の構成部品の内部、発熱部品（半導体部品１０１）とシステム（システム１００）の構成部品との境界、又は複数のシステム（システム１００）の構成部品との境界が想定される。上述したように、システム（システム１００）には、温度を計測して温度挙動比較部（後述する図２に示す温度挙動比較部１３）に温度情報を提供する温度素子（温度素子１０２，１０４，１０６）が複数の所定部位に設けられる。

第１熱回路モデル（熱回路モデル１１２）は、熱源となる発熱部品（半導体部品１０１）を内部に有するシステム（システム１００）において、発熱部品（半導体部品１０１）から発生した熱が放熱される放熱経路に沿って設けられる熱抵抗及び熱容量の組み合わせで構成される。

熱容量は、例えば、温度が１℃変化するのに要するエネルギーを表し、熱抵抗は、熱の伝わりにくさ（熱の遅延）を表す。熱回路モデル１１２の詳細な構成は、後述する図４にて説明する。そして、記憶素子１１３から読み出された熱回路モデル１１２が演算ユニット１１１に提供される。

演算ユニット１１１は、システム１００の熱回路モデル１１２と、システム１００の熱源である半導体部品１０１の消費電力情報１１０とを入力とした数値演算を行う。そして、演算ユニット１１１は、熱回路モデル１１２で定義されている放熱経路上の所定部位における理想的な温度挙動（時間変化）を予測する。

その後、演算ユニット１１１は、熱回路モデル１１２に基づく演算により予測した放熱経路上の理想的な温度挙動と、複数の所定部位における温度情報１０７～１０９から算出した実際の温度挙動とを比較することで、システム１００の現在の発熱状態における放熱経路をリアルタイムに監視する放熱経路の異常診断を行う。そして、演算ユニット１１１は、放熱経路の異常有無を診断した放熱経路診断結果１１４を作成する。放熱経路診断結果１１４には、例えば、異常フラグ、アラーム情報等が含まれる。この放熱経路診断結果１１４は、演算ユニット１１１によりシステム１００及び外部システム１２０に提供される。

演算ユニット１１１から診断結果（放熱経路診断結果１１４）を受け取ったシステム（システム１００）は、発熱部品（半導体部品１０１）を低動作又は停止させる等のフェールセーフ制御を行う。

外部システム１２０は、例えば、システム１００として構成される電子制御装置以外の他の装置が想定される。演算ユニット１１１から診断結果（放熱経路診断結果１１４）を受け取った外部システム（システム１２０）は、異常を報知する。例えば、外部システム１２０は、システム１００に異常が発生したことを運転者等に報知する。この際、外部システム１２０は、放熱経路診断結果１１４から取り出した異常の内容に基づいて、車内に設けられた不図示のモニタにアラームの発生や、異常フラグで指定された部位の異常発生を表示したり、車内の警報ランプを点灯させたりする。

次に、演算ユニット１１１の機能構成について説明する。
図２は、演算ユニット１１１の内部構成例を示すブロック図である。

演算ユニット１１１は、温度挙動予測部１１、発熱開始タイマ１２、温度挙動比較部１３及び診断結果出力部１４を備える。
温度挙動予測部（温度挙動予測部１１）は、記憶素子（記憶素子１１３）から読み出した第１熱回路モデル（熱回路モデル１１２）に基づいて、発熱部品（半導体部品１０１）がオン又はオフされてからシステム（システム１００）の全体の温度が平衡状態に達するまでのシステム（システム１００）の所定部位における温度挙動を予測する。この際、温度挙動予測部１１は、半導体部品１０１から提供される消費電力情報１１０と、記憶素子１１３から読み出した熱回路モデル１１２に規定される、システム１００の所定部位における熱容量及び熱抵抗に基づいて、各所定部位での温度挙動を予測する。

タイマ（発熱開始タイマ１２）は、半導体部品１０１から提供され、発熱部品（半導体部品１０１）の消費電力を表す内部熱源消費電力情報（消費電力情報１１０）を入力とし、発熱部品（半導体部品１０１）の発熱開始からの経過時間を計測する。なお、半導体部品１０１の発熱開始からの時間は、システム１００が動作開始してからの時間としてもよい。発熱開始タイマ１２が計測した時間を示す時間情報は、温度挙動比較部１３に出力される。

温度挙動比較部（温度挙動比較部１３）は、温度挙動予測部１１により予測された温度挙動と、所定部位で計測された温度の温度情報（温度情報１０７～１０９）から求めた温度挙動とを比較して比較結果を出力する。ここで、温度挙動比較部１３は、温度挙動を比較する際に、消費電力情報１１０に基づいて半導体部品１０１がオン又はオフされたことを検出する。そして、温度挙動比較部（温度挙動比較部１３）は、内部熱源消費電力情報（消費電力情報１１０）が入力された時点を経過時間の開始として、放熱経路における所定部位での温度挙動をリアルタイムに比較する。その後、温度挙動比較部１３は、温度情報の比較結果を診断結果出力部１４に出力する。

診断結果出力部（診断結果出力部１４）は、温度挙動比較部１３から入力した温度挙動の比較結果に基づいて、システム（システム１００）の部位ごとの状態を診断した診断結果を出力する。この際、診断結果出力部（診断結果出力部１４）は、温度挙動比較部（温度挙動比較部１３）により比較された、温度挙動予測部（温度挙動予測部１１）が予測した所定部位の温度挙動と、所定部位から提供された温度情報から算出される温度挙動とが異なる場合に、所定部位に異常が発生したと診断する。

例えば、後述する図６に示すように、診断結果出力部１４は、熱回路モデル１１２から予測される時間毎に各温度素子の温度変化を示すグラフの傾きが、各温度素子が実際に計測して描画されるグラフに現れない場合に、システム１００に異常が発生したと検知する。診断結果出力部（診断結果出力部１４）は、システム（システム１００）に異常が発生したと診断した場合に、異常フラグをセットした診断結果（放熱経路診断結果１１４）をシステム（システム１００）及び外部システム（システム１２０）に出力する。なお、診断結果出力部１４がシステム１００を正常と診断した場合、特段の処理は行われず、引き続きシステム１００の温度監視が行われる。

次に、放熱経路診断装置１を構成する計算機２０のハードウェア構成を説明する。
図３は、計算機２０のハードウェア構成例を示すブロック図である。計算機２０は、放熱経路診断装置１として動作可能なコンピューターとして用いられるハードウェアの一例である。

計算機２０は、バス２４にそれぞれ接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３及びバス２４を備える。さらに、計算機２０は、不揮発性ストレージ２５及びネットワークインターフェイス２６を備える。

ＣＰＵ２１は、本実施の形態に係る各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ２２から読み出してＲＡＭ２３にロードし、実行する。ＲＡＭ２３には、ＣＰＵ２１の演算処理の途中で発生した変数やパラメーター等が一時的に書き込まれ、これらの変数やパラメーター等がＣＰＵ２１によって適宜読み出される。ただし、ＣＰＵ２１に代えてＭＰＵ（Micro Processing Unit）を用いてもよい。図２に示した温度挙動予測部１１、温度挙動比較部１３、発熱開始タイマ１２及び診断結果出力部１４の機能は、ＣＰＵ２１が実行するプログラムによって実現される。

不揮発性ストレージ２５としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ又は不揮発性のメモリ等が用いられる。この不揮発性ストレージ２５には、ＯＳ（Operating System）、各種のパラメーターの他に、計算機２０を機能させるためのプログラムが記録されている。ＲＯＭ２２及び不揮発性ストレージ２５は、計算機２０によって実行されるプログラムを格納したコンピューター読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。図１と図２に示した熱回路モデル１１２は、不揮発性ストレージ２５に構成される。

ネットワークインターフェイス２６には、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等が用いられ、ＮＩＣの端子に接続されネットワークを介して各種のデータを装置間で送受信することが可能である。例えば、ネットワークインターフェイス２６を介して演算ユニット１１１に温度情報１０７～１０９、消費電力情報１１０が入力され、異常判定時のデータ等が出力される。また、ネットワークインターフェイス２６を介して、システム１００、外部システム１２０に放熱経路診断結果１１４が出力される。

図４は、システム１００の熱回路モデル１１２の一例を示した図である。

半導体部品１０１が通電されていない（オフ）時は、半導体部品１０１が発熱していないため、システム１００全体の温度も外部環境温度に等しい。外部環境温度とは、システム１００が稼働する環境の温度であり、例えば、外気温に相当する。半導体部品１０１が通電されると（オン）、半導体部品１０１が発熱する。半導体部品１０１で発生した熱は、放熱経路に沿って移動するため、半導体部品１０１以外の構成部品の温度も上昇する。

熱回路モデル１１２は、熱抵抗Ｒｔｈ１～Ｒｔｈ３、及び熱容量Ｃｔｈ１～Ｃｔｈ３により構成される。
熱抵抗Ｒｔｈ１、熱容量Ｃｔｈ１は、それぞれ半導体部品１０１から熱伝導材１０３までの熱抵抗及び熱容量に相当する。半導体部品１０１と熱抵抗Ｒｔｈ１の間の温度情報１０７に相当する温度情報が演算ユニット１１１に提供される。

熱抵抗Ｒｔｈ２、熱容量Ｃｔｈ２は、それぞれ熱伝導材１０３からヒートシンク１０５までの熱抵抗及び熱容量に相当する。熱抵抗Ｒｔｈ１と熱抵抗Ｒｔｈ２の間の温度情報１０８に相当する温度情報が演算ユニット１１１に提供される。
また、熱抵抗Ｒｔｈ３、熱容量Ｃｔｈ３は、それぞれヒートシンク１０５から外部環境までの熱抵抗及び熱容量に相当する。熱抵抗Ｒｔｈ２と熱抵抗Ｒｔｈ３の間の温度情報１０９に相当する温度情報が演算ユニット１１１に提供される。
これら熱抵抗Ｒｔｈ１～Ｒｔｈ３、及び熱容量Ｃｔｈ１～Ｃｔｈ３は、いずれも既知の熱特性評価により事前に得られた情報が用いられる。

図５は、半導体部品１０１がオフからオンされた時における、システム１００に設けられた各温度素子の理想的な温度変化の例を示した概念図である。図５の最下部に示すように、半導体部品１０１が時間ｔ＝ｔ０でオンされ、発熱を開始し、半導体部品１０１の発熱が維持されているものとする。

半導体部品１０１内部に設けられた温度素子１０２の温度上昇のグラフに現れる領域（１）は、発熱開始直後の温度情報から示される温度の変化（ｔ０≦ｔ＜ｔ１）を表す。温度素子１０２から提供される温度情報１０７は、熱抵抗Ｒｔｈ１と熱容量Ｃｔｈ１の影響が支配的である。概念的には、熱容量Ｃｔｈ１に十分に熱が溜まってから熱抵抗Ｒｔｈ１を通して熱伝導が開始される。このため、ｔ０≦ｔ＜ｔ１の範囲においては、半導体部品１０１から離れた温度素子１０４、１０６に半導体部品１０１の発熱の影響は伝わっておらず、温度変化はほとんど見られない。

熱伝導材１０３の内部又はその近傍に設けられた温度素子１０４の温度上昇のグラフに現れる領域（２）は、温度素子１０４の温度情報から示される温度の変化（ｔ１≦ｔ＜ｔ２）を表す。時間が経過し、発熱開始からの時間がｔ１≦ｔ＜ｔ２の範囲では、熱容量Ｃｔｈ１が熱飽和し、温度素子１０４に半導体部品１０１の発熱が伝わり始め、熱抵抗Ｒｔｈ２と熱容量Ｃｔｈ２の影響が支配的となる。ｔ１≦ｔ＜ｔ２の範囲で温度が上昇しても熱容量Ｃｔｈ２が飽和していないので、温度素子１０６には半導体部品１０１の発熱の影響は伝わっていない。

ヒートシンク１０５の内部に設けられた温度素子１０６の温度上昇のグラフに現れる領域（３）は、温度素子１０６の温度情報から示される温度の変化（ｔ２≦ｔ＜ｔ３）を表す。さらに時間が経過し、ｔ２≦ｔ＜ｔ３の範囲では、熱容量Ｃｔｈ２が飽和し、熱抵抗Ｒｔｈ３と熱容量Ｃｔｈ３の影響が支配的となるので、ヒートシンク１０５から外部環境に熱が伝わり始める。

また、領域（４）は、温度素子１０６の温度情報から示される温度の変化（ｔ３≦ｔ）を表す。ｔ３≦ｔの範囲では、熱容量Ｃｔｈ３が飽和し、システム１００全体の温度が平衡状態に達し、システム１００全体が温度飽和している。このため、ｔ３≦ｔ以降は、システム１００の各部位の温度は変化しない。

上述したように演算ユニット１１１は、システム１００の熱回路モデル１１２、半導体部品１０１の消費電力情報１１０から、熱回路モデルとして定義された経路上の理想的な温度挙動を求めることが可能である。そして、演算ユニット１１１は、演算した理想的な熱挙動と、各温度素子から得られた実際の温度情報１０７～１０９から演算される熱挙動を比較し、両者の熱挙動に差異が生じた場合に異常フラグを立てた放熱経路診断結果１１４を出力する。ここで、実際の温度情報１０７～１０９から演算される熱挙動が、理想的な熱挙動と差異が生じる様子について、図６を参照して説明する。

図６は、システム１００において、熱伝導材１０３からヒートシンク１０５の間の放熱経路に異常が生じた際の各温度素子の温度変化の例を示した概念図である。図６に破線で示す各温度素子の温度変化は、図５に示した各温度素子の理想的な温度変化を重ねて表示したものである。つまり、本実施の形態における温度挙動の差異とは、各所定部位における時間当たりの温度勾配の違いを表す。

領域（１）は、発熱開始直後の温度情報から示される温度の変化（ｔ０≦ｔ＜ｔ１）のを表す。領域（１）における熱挙動は、図５に示した領域（１）における熱挙動と同様である。

領域（２）は、温度素子１０４の温度情報から示される温度の変化（ｔ１≦ｔ＜ｔ２’）を表す。領域（２）以降は、図５に示した領域（２）以降の熱挙動と異なる。領域（２）以降の熱挙動を図４の熱回路モデル１１２に当てはめると、領域（２）の温度上昇は、熱抵抗Ｒｔｈ２が増大したことに相当する。

領域（３）は、温度素子１０６の温度情報から示される温度の変化（ｔ２’≦ｔ＜ｔ３’）を表す。図６の領域（３）に示すように、温度素子１０６は、図５に示した時間（ｔ＝ｔ２）より遅い時間（ｔ＝ｔ２’）で温度上昇を開始する。このように温度素子１０６の温度上昇が遅れたのは、熱伝導材１０３からヒートシンク１０５の間の放熱経路に異常が生じたためである。

領域（４）は、温度素子１０６の温度情報から示される温度の変化（ｔ３’≦ｔ）を表す。ｔ３’≦ｔの範囲では、熱容量Ｃｔｈ３が飽和し、システム１００全体の温度が平衡状態に達し、システム１００全体が温度飽和している。

演算ユニット１１１は、熱回路モデル１１２の領域（２）に対応する部位において、熱伝導材１０３の材料特性の変化による放熱経路異常、又は熱伝導材１０３からヒートシンク１０５の間の放熱経路に異常が生じたことを検知可能である。このように演算ユニット１１１は、図５に示した各温度素子の理想的な温度挙動と、図６に示した実際の熱挙動とに基づいて、放熱経路上のどの場所の状態が変化し、放熱経路に異常が発生したかを検出できる。

図７は、半導体部品１０１がオンからオフされた時における、システム１００に設けられた各温度素子の理想的な温度変化の例を示した概念図である。

図７の最下部に示すように、半導体部品１０１が時間ｔ＝ｔ２０でオフされると、消費電力情報１１０に示される半導体部品１０１の消費電力もゼロとなる。そして、半導体部品１０１が発熱を停止し、冷え始めるため、システム１００の温度も全体に下降していく。

図７に示す各温度素子の理想的な温度変化は、図５に示した各温度素子の理想的な温度変化をほぼ対称に表現したものとなる。つまり、温度素子１０２、温度素子１０４、温度素子１０６の順に温度が下降する。

図２に示した温度挙動予測部１１は、熱回路モデル１１２に基づいて、半導体部品１０１がオフされたときの各部位の温度変化を予測することができる。このため、温度挙動比較部１３は、半導体部品１０１がオフされたときに予測した各部位の理想的な温度挙動と、各温度素子が計測した温度情報から求めた各部位の温度挙動とを比較し、比較結果を診断結果出力部１４に出力する。診断結果出力部１４は、比較結果に基づいて、半導体部品１０１がオフされたときのシステム１００の各部の正常又は異常を診断することが可能となる。

以上説明した第１の実施の形態に係る放熱経路診断装置１では、電子部品等で構成されるシステム１００の発熱部（半導体部品１０１）から放熱部（外部環境）に至る放熱経路上の熱回路モデル１１２から演算した温度挙動と、実際に計測された温度情報から演算した温度挙動とに基づいて、システム１００全体の放熱経路状態をリアルタイムに監視し、放熱経路の異常を検知する構造及び手法を提供することが可能となる。

この際、放熱経路診断装置１の演算ユニット１１１では、熱回路モデル１１２から予測された温度挙動と、システム１００内に設置された各温度素子から提供される温度情報１０７～１０９から算出した温度挙動とを比較する。そして、演算ユニット１１１は、消費電力情報１１０により半導体部品１０１が発熱状態であるときの放熱経路の状態をリアルタイムに監視することが可能となる。診断結果に異常があると判断された場合は、外部システム１２０やシステム１００に放熱経路診断結果１１４を伝達することで、システム１００に異常情報を発信したり、システム１００に低動作指示等を行い、システム１００を安全動作に移行させたりすることで、システム１００の機能安全を提供する。

また、放熱経路診断装置１は、半導体部品１０１がオンされた時の放熱経路における温度上昇の様子から放熱経路を診断するだけでなく、半導体部品１０１がオフされた時の放熱経路における温度下降の様子から放熱経路を診断することが可能である。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る放熱経路診断装置１Ａの構成例及び動作例について、図８～図１０を参照して説明する。
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る放熱経路診断装置１Ａの構成図である。第２の実施の形態に係る放熱経路診断装置１Ａでは、第１の実施の形態に係るシステム１００の外部に、モーターなどのアクチュエータを想定した外部熱源２００が隣接した状態を想定する。このため、外部熱源（外部熱源２００）で発生した熱が、システム（システム１００）の外部からシステム（システム１００）の内部に伝わる。

システム１００に設置される温度素子２０１は、外部熱源２００が発生した熱がシステム１００に最も影響を及ぼすと想定される箇所近傍におけるシステム１００の温度を計測する。そして、温度素子２０１が計測した温度の温度情報２０２は演算ユニット１１１に提供される。また、外部熱源２００の稼働状況を表す電圧、電流等の消費電力情報２０３についても演算ユニット１１１に提供される。このため、本実施の形態では、熱源の発熱情報として、半導体部品１０１の消費電力情報１１０に加えて、外部熱源２００の消費電力情報２０３も含まれる。なお、発熱情報としては、例えば、外部熱源２００がオンされたことを示す情報であってもよい。

記憶素子（記憶素子１１３）には、外部熱源（外部熱源２００）から発生した熱を放熱するための放熱経路に沿って設けられる熱抵抗及び熱容量の組み合わせが第２熱回路モデル（熱回路モデル１１２Ａ）として記憶される。

図２に示すように、演算ユニット１１１の温度挙動予測部１１は、システム１００及び外部熱源２００の熱回路モデル１１２Ａと、温度情報１０７～１９及び消費電力情報１１０、２０３とを入力として、熱回路モデル１１２Ａで定義されている放熱経路上の各所定部位における理想的な温度挙動を予測する。この際、温度挙動予測部（温度挙動予測部１１）は、外部熱源（外部熱源２００）の消費電力を表す外部熱源消費電力情報（消費電力情報２０３）、及び内部熱源消費電力情報（消費電力情報１１０）を入力とし、記憶素子（記憶素子１１３）から読み出した第２熱回路モデル（熱回路モデル１１２Ａ）に基づいて、発熱部品（半導体部品１０１）及び外部熱源（外部熱源２００）がオン又はオフされてからシステム（システム１００）の全体の温度が平衡状態になるまでのシステム（システム１００）の所定部位における温度挙動を予測する。

そして、演算ユニット１１１の温度挙動比較部１３は、予測された理想的な温度挙動と、システム１００内に設置された各温度素子からの温度情報１０７～１０９、２０２で示される温度挙動とを比較する。そして、診断結果出力部１４は、半導体部品１０１、外部熱源２００のそれぞれの発熱状態における放熱経路の状態をリアルタイムに監視することが可能となる。

ここで、診断結果出力部１４が、比較結果に基づいて放熱経路に異常があると判断した場合、外部システム１２０やシステム１００、外部熱源２００に放熱経路診断結果１１４を提供する。診断結果出力部１４が、放熱経路診断結果１１４を提供することで、システム１００及び外部システム１２０に異常情報を発信したり、システム１００に低動作指示等を行って、システム１００を安全動作に移行させたりすることで、システム１００の機能安全を提供する。

なお、図８に示すように、第２の実施の形態に係る熱源は、半導体部品１０１、外部熱源２００の２つである。そこで、放熱経路として、半導体部品に取り付けられたヒートシンク１０５から外部環境への第１放熱経路、システム１００の基板自体から外部環境への第２放熱経路、外部熱源２００筐体から外部環境への第３放熱経路、の３通りが設定される。各放熱経路は、放熱の影響を互いに受ける。

次に、図８に示すシステム１００及び外部熱源２００の熱回路モデル１１２Ａについて説明する。
図９は、図８の熱回路モデル１１２Ａの一例を示したものである。

ここでは、熱回路モデル１１２Ａについて、第１放熱経路、第２放熱経路、第３放熱経路の順に説明する。
第１放熱経路は、図４に示した熱回路モデル１１２と同様の放熱経路を表す。第１放熱経路に含まれる、熱抵抗Ｒｔｈ１、熱容量Ｃｔｈ１は、それぞれ半導体部品１０１から熱伝導材１０３までの熱抵抗及び熱容量に相当する。半導体部品１０１と熱抵抗Ｒｔｈ１の間は、温度情報１０７に相当する温度情報が演算ユニット１１１に提供される。

同様に、熱抵抗Ｒｔｈ２、熱容量Ｃｔｈ２は、それぞれ熱伝導材１０３からヒートシンク１０５までの熱抵抗及び熱容量に相当する。熱抵抗Ｒｔｈ１と熱抵抗Ｒｔｈ２の間は、温度情報１０８に相当する温度情報が演算ユニット１１１に提供される。
熱抵抗Ｒｔｈ３、熱容量Ｃｔｈ３は、それぞれヒートシンク１０５から外部環境までの熱抵抗及び熱容量に相当する。熱抵抗Ｒｔｈ２と熱抵抗Ｒｔｈ３の間は、温度情報１０９に相当する温度情報が演算ユニット１１１に提供される。

第２放熱経路では、熱抵抗Ｒｔｈ４～Ｒｔｈ９、熱容量Ｃｔｈ４～Ｃｔｈ６，Ｃｔｈ８，Ｃｔｈ９が構成される。
熱抵抗Ｒｔｈ４は、外部熱源２００の筐体の熱抵抗を表す。
熱抵抗Ｒｔｈ５は、外部熱源２００とシステム１００との境界の熱抵抗を表し、熱抵抗Ｒｔｈ６は、システム１００の基板の一部の熱抵抗を表す。
熱抵抗Ｒｔｈ７は、半導体部品１０１の一部の熱抵抗を表し、熱抵抗Ｒｔｈ８は、システム１００の基板の一部の熱抵抗を表す。
そして、熱抵抗Ｒｔｈ９は、システム１００の基板から外部環境への熱抵抗を表す。

外部熱源２００と熱抵抗Ｒｔｈ４との間に熱容量Ｃｔｈ４が設けられ、熱抵抗Ｒｔｈ４と熱抵抗Ｒｔｈ５との間に熱容量Ｃｔｈ５が設けられる。
また、熱抵抗Ｒｔｈ５と熱抵抗Ｒｔｈ６との間に熱容量Ｃｔｈ６が設けられ、温度情報２０２に相当する温度情報が演算ユニット１１１に提供される。
熱抵抗Ｒｔｈ７と熱抵抗Ｒｔｈ８との間に熱容量Ｃｔｈ８が設けられる。
また、熱抵抗Ｒｔｈ６及び熱抵抗Ｒｔｈ８と、熱抵抗Ｒｔｈ９との間に熱容量Ｃｔｈ９が設けられる。なお、熱抵抗Ｒｔｈ６、Ｒｔｈ８及びＲｔｈ９は、共に接続され、互いに熱の影響が及ぶ。

第３放熱経路では、熱抵抗Ｒｔｈ１０が設けられる。
熱抵抗Ｒｔｈ１０は、外部熱源２００の筐体から外部環境までの熱抵抗を表す。なお、熱抵抗Ｒｔｈ４、Ｒｔｈ５及びＲｔｈ１０は、共に接続され、互いに熱の影響が及ぶ。
これら熱抵抗Ｒｔｈ１～Ｒｔｈ１０、及び熱容量Ｃｔｈ１～Ｃｔｈ６，Ｃｔｈ８，Ｃｔｈ９は、いずれも既知の熱特性評価により事前に得られた情報が用いられる。

図１０は、半導体部品１０１がオフからオンされた時における、システム１００に設けられた各温度素子の理想的な温度変化の例を示した概念図である。図１０の最下部と、その一つ上に示すように、半導体部品１０１が時間ｔ＝ｔ０でオンされ、発熱を開始し、外部熱源２００が時間ｔ＝ｔ２＿３で発熱を開始する。その後、半導体部品１０１及び外部熱源２００の発熱が維持されているものとする。

領域（１）～（３）までの時間（ｔ０≦ｔ＜ｔ３）の各部位における熱挙動は、システム１００に外部熱源２００が無い場合における図５に示した熱挙動と同じである。
時間ｔ＝ｔ２＿３で外部熱源２００が発熱を開始すると、外部熱源２００の熱が熱容量Ｃｔｈ４、熱抵抗Ｒｔｈ４及び熱容量Ｃｔｈ５を経由して、第２放熱経路及び第３放熱経路に分岐する。すなわち、外部熱源２００の熱の一部は、熱抵抗Ｒｔｈ５を経由して温度素子２０１に到達する。また、外部熱源２００の熱の他の一部は、熱抵抗Ｒｔｈ１０を経由する第３放熱経路を通して外部環境に放熱される。

放熱経路上に設けられた熱抵抗及び熱容量の関係から、外部熱源２００の発熱開始（ｔ＝ｔ２＿３）から温度素子２０１に熱が伝わるまでには熱抵抗Ｒｔｈ４、Ｒｔｈ５、熱容量Ｃｔｈ４、Ｃｔｈ５を経由するため、一定の遅延が生じる。ここではｔ＝ｔ４で温度素子２０１に熱が到達すると想定した。このため、温度素子２０１の温度上昇のグラフに現れる領域（４）に示すｔ２＿３≦ｔ＜ｔ４の範囲の熱挙動は変化しない。

温度素子２０１の温度上昇のグラフに現れる領域（５）に示すｔ４≦ｔ＜ｔ５の範囲の熱挙動は、熱抵抗Ｒｔｈ６と熱容量Ｃｔｈ６の影響が支配的となる。このため、領域（７）に示すｔ４≦ｔ＜ｔ１０の範囲では、温度素子１０２の温度があまり変化しない。

しかし、領域（６）に示すｔ５≦ｔ＜ｔ６の範囲では、熱容量Ｃｔｈ６が飽和し、熱抵抗Ｒｔｈ９、Ｒｔｈ８及び熱容量Ｃｔｈ９の影響が支配的となる。この時、温度素子１０２がわずかに温度上昇する。その後は、熱容量Ｃｔｈ５，Ｃｔｈ６が飽和し、ｔ＝ｔ６以降は温度素子２０１の温度は変化しなくなる。

上述したように外部熱源２００から伝達される熱の一部は、第２放熱経路を通して外部環境に放熱される。また、外部熱源２００から伝達される熱の他の一部は、熱抵抗Ｒｔｈ８、Ｒｔｈ７と熱容量Ｃｔｈ８を経由するため、一定の遅延が生じる。ここでは、外部熱源２００からの熱の他の一部が、半導体部品１０１の第１放熱経路上の温度素子１０２に時間ｔ＝１０で到達する。

また、温度素子１０４の温度上昇のグラフに現れる領域（８）に示すｔ１０≦ｔ＜ｔ１１の範囲では、外部熱源２００からの熱の他の一部が、熱抵抗Ｒｔｈ２、熱容量Ｃｔｈ２を経由するため、一定の遅延が生じる。そして、外部熱源２００からの熱の他の一部が、時間ｔ＝ｔ１１で温度素子１０４に到達し、温度素子１０４の温度が上昇する。

また、温度素子１０６の温度上昇のグラフに現れる領域（９）に示すｔ１１≦ｔ＜ｔ１２の範囲では、外部熱源２００からの熱の他の一部が、熱抵抗Ｒｔｈ３、熱容量Ｃｔｈ３を経由するため、一定の遅延が生じる。そして、外部熱源２００からの熱の他の一部が、時間ｔ＝ｔ１２で温度素子１０６に到達し、温度素子１０６の温度が上昇する。

なお、第２の実施の形態においても、外部熱源２００の発熱が停止し、半導体部品１０１がオンからオフされると、システム１００全体の温度が外部環境温度まで下降する。このときのグラフは、図１０に示した各温度素子の理想的な温度変化をほぼ対称に表現したものとなる。このため、第２の実施の形態では、第１の実施の形態で示した半導体部品１０１がオンからオフされた時における、システム１００に設けられた各温度素子の理想的な温度変化の例に対応する図の記載は省略する。

以上説明した第２の実施の形態に係る放熱経路診断装置１Ａでは、システム１００の外部に隣接した外部熱源２００を加えた熱回路モデル１１２Ａ及び各温度素子の理想的な温度変化に基づいて、半導体部品１０１及び外部熱源２００の発熱に応じた各温度素子の温度変化の様子を比較することができる。この際、演算ユニット１１１は、外部熱源２００の消費電力情報２０３に基づいて、外部熱源２００の発熱によるシステム１００への影響を診断可能である。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る放熱経路診断装置１Ｂの構成例について、図１１を参照して説明する。
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る放熱経路診断装置１Ｂの構成図である。

本実施の形態に係るシステム１００は、半導体部品１０１Ａ、熱伝導材１０３、ヒートシンク１０５及び温度素子１０２，１０４，１０６を備える。
そして、半導体部品１０１Ａは、内部に放熱経路診断装置１Ｂを備える。放熱経路診断装置１Ｂは、図１に示した第１の実施の形態に係る演算ユニット１１１、及び不揮発性の記憶素子１１３を有する。このため、システム（システム１００）には、記憶素子（記憶素子１１３）、温度挙動予測部（温度挙動予測部１１）、温度挙動比較部（温度挙動比較部１３）及び診断結果出力部（診断結果出力部１４）が搭載されるように構成される。

そして、半導体部品１０１Ａ自体で、放熱経路の診断を行い、異常診断時には異常フラグをセットした放熱経路診断結果１１４を外部システム１２０に提供したり、放熱経路診断結果１１４に基づく低動作処理を行ったりすることが可能である。半導体部品１０１Ａが演算ユニット１１１、及び不揮発性の記憶素子１１３を備える構成とした以外の、各部の構成及び動作については、第１の実施の形態に係る放熱経路診断装置１と同様である。

このように放熱経路診断装置１Ｂを構成したことで、システム１００全体を小型化することが可能となる。

なお、第２の実施の形態と同様に、システム１００に隣接して外部熱源２００が設けられた場合、演算ユニット１１１は、外部熱源２００から提供される消費電力情報２０３により、外部熱源２００の発熱に応じた、温度挙動の比較処理、及びシステム１００の診断を行ってもよい。

［変形例］
上述した各実施の形態に係る放熱経路診断装置は、自動車の各部を制御する電子制御装置の他に、例えば、エンジンの動作を制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ：Engine Control Unit）に搭載されてもよい。また、放熱経路診断装置は、これらの制御装置に限らず、様々な装置の放熱経路を診断可能に構成してよい。

また、上述した各実施の形態に係る放熱経路診断装置は、リアルタイムに放熱経路の状態を診断するものとしたが、システム１００の各温度素子から提供される温度情報を蓄積し、バッチ処理にて放熱経路の状態を診断してもよい。

また、上述した各実施の形態に係る放熱経路診断装置が診断対象とするシステム１００は一つに限らない。複数のシステム１００に対して予め構築された複数の熱回路モデル１１２，１１２Ａを記憶素子１１３に記憶することで、演算ユニット１１１は、複数のシステム１００の放熱経路を診断してもよい。

なお、本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために放熱経路診断装置の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…放熱経路診断装置、１１…温度挙動予測部、１２…発熱開始タイマ、１３…温度挙動比較部、１４…診断結果出力部、１００…システム、１０１…半導体部品、１０２…温度素子、１０３…熱伝導材、１０４…温度素子、１０５…ヒートシンク、１０６…温度素子、１０７～１０９…温度情報、１１０…消費電力情報、１１１…演算ユニット、１１２…熱回路モデル、１１３…記憶素子、１１４…放熱経路診断結果

Claims (4)

1. 熱源となる発熱部品を内部に有するシステムにおいて、前記発熱部品から発生した熱が放熱される放熱経路に沿って設けられる熱抵抗及び熱容量の組み合わせを前記システムの第１熱回路モデルとして記憶する記憶素子と、
   前記記憶素子から読み出した前記第１熱回路モデルに基づいて、前記発熱部品がオン又はオフされてから前記システムの全体の温度が平衡状態に達するまでの前記システムの所定部位における温度挙動を予測する温度挙動予測部と、
   予測された前記温度挙動と、前記所定部位で計測された温度の温度情報から求めた温度挙動とを比較して比較結果を出力する温度挙動比較部と、
   前記比較結果に基づいて、前記システムの前記所定部位ごとの状態を診断した診断結果を出力する診断結果出力部と、
   前記発熱部品の消費電力を表す内部熱源消費電力情報を入力とし、前記発熱部品の発熱開始からの経過時間を計測するタイマと、を備え、
   前記システムの外部から前記システムの内部に熱が伝わる外部熱源が設けられ、前記外部熱源から発生した熱を放熱するための放熱経路に沿って設けられる熱抵抗及び熱容量の組み合わせが第２熱回路モデルとして前記記憶素子に記憶され、
   前記温度挙動予測部は、前記外部熱源の消費電力を表す外部熱源消費電力情報、及び前記内部熱源消費電力情報を入力とし、前記記憶素子から読み出した前記第２熱回路モデルに基づいて、前記発熱部品及び前記外部熱源がオン又はオフされてから前記システムの全体の温度が平衡状態になるまでの前記システムの所定部位における温度挙動を予測し、
   前記温度挙動比較部は、前記内部熱源消費電力情報が入力された時点を前記経過時間の開始として、前記放熱経路における前記所定部位での温度挙動をリアルタイムに比較し、
   前記診断結果出力部は、前記温度挙動比較部により比較された、前記温度挙動予測部が予測した前記所定部位の前記温度挙動と、前記所定部位から提供された前記温度情報から算出される温度挙動とが異なる場合に、前記所定部位に異常が発生したと診断する
   放熱経路診断装置。
2. 熱源となる発熱部品を内部に有するシステムにおいて、前記発熱部品から発生した熱が放熱される放熱経路に沿って設けられる熱抵抗及び熱容量の組み合わせを前記システムの第１熱回路モデルとして記憶する記憶素子と、
   前記記憶素子から読み出した前記第１熱回路モデルに基づいて、前記発熱部品がオン又はオフされてから前記システムの全体の温度が平衡状態に達するまでの前記システムの所定部位における温度挙動を予測する温度挙動予測部と、
   予測された前記温度挙動と、前記所定部位で計測された温度の温度情報から求めた温度挙動とを比較して比較結果を出力する温度挙動比較部と、
   前記比較結果に基づいて、前記システムの前記所定部位ごとの状態を診断した診断結果を出力する診断結果出力部と、
   前記発熱部品の消費電力を表す内部熱源消費電力情報を入力とし、前記発熱部品の発熱開始からの経過時間を計測するタイマと、を備え、
   前記所定部位は、前記発熱部品及び前記システムの構成部品の、境界又は内部であり、
   前記システムには、温度を計測して前記温度挙動比較部に前記温度情報を提供する温度素子が複数の前記所定部位に設けられ、
   前記システムの外部から前記システムの内部に熱が伝わる外部熱源が設けられ、前記外部熱源から発生した熱を放熱するための放熱経路に沿って設けられる熱抵抗及び熱容量の組み合わせが第２熱回路モデルとして前記記憶素子に記憶され、
   前記温度挙動予測部は、前記外部熱源の消費電力を表す外部熱源消費電力情報、及び前記内部熱源消費電力情報を入力とし、前記記憶素子から読み出した前記第２熱回路モデルに基づいて、前記発熱部品及び前記外部熱源がオン又はオフされてから前記システムの全体の温度が平衡状態になるまでの前記システムの所定部位における温度挙動を予測し、
   前記温度挙動比較部は、前記内部熱源消費電力情報が入力された時点を前記経過時間の開始として、前記放熱経路における前記所定部位での温度挙動をリアルタイムに比較し、
   前記診断結果出力部は、前記温度挙動比較部により比較された、前記温度挙動予測部が予測した前記所定部位の前記温度挙動と、前記所定部位から提供された前記温度情報から算出される温度挙動とが異なる場合に、前記所定部位に異常が発生したと診断する
   放熱経路診断装置。
3. 前記診断結果出力部は、前記システムに前記異常が発生したと診断した場合に、異常フラグをセットした前記診断結果を前記システム及び外部システムに出力し、
   前記診断結果を受け取った前記システムは、前記発熱部品を低動作又は停止させ、
   前記診断結果を受け取った前記外部システムは、前記異常を報知する
   請求項１又は２に記載の放熱経路診断装置。
4. 前記記憶素子、前記温度挙動予測部、前記温度挙動比較部、前記診断結果出力部及び前記タイマが前記システムに搭載される
   請求項１又は２に記載の放熱経路診断装置。

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