JP7495846B2 - 制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置及び制御方法に関する。
電動車両は、車輪を駆動するためのモータと、モータに電力を供給するためのインバータ回路を備えた電力供給部と、モータ等を制御する制御部を有する（例えば、特許文献１参照）。
このような電動車両において、モータを駆動させるときに発熱する回路部品の熱源の温度をサーミスタによって検出し、当該回路部品が破損する温度以上にならないように、制御部により熱源の温度に基づいて温度保護機構を実行させる必要がある。
しかし、回路部品から発熱する熱源の温度を直接検出することができない場合がある。そのため、熱源の近傍ではあるけれど、熱源から少し離れた場所にサーミスタを配置し、そのサーミスタによって熱源の温度を検出することになる。このような場合、サーミスタによって検出された温度が熱源の実際の温度と乖離することがある。
そこで、熱伝導や周囲温度の影響を考慮した物理モデルに沿って、トランジスタ等の熱源の温度を精度良く推定することが求められている。
また、電動車両に限らず、他の製品においても回路部品から発熱する熱源の温度を精度良く推定することが求められることは多い。
また、電動車両に限らず、他の製品においても回路部品から発熱する熱源の温度を精度良く推定することが求められることは多い。
本発明の種々の態様は、熱源の温度を直接検出できなくても、熱伝導や周囲温度の影響を考慮し、熱源の温度を精度良く推定できる制御装置、及び、制御方法を提供することを目的とする。
以下に本発明の種々の態様について説明する。
［１］発熱する回路と、
前記回路に電流を供給する電流源と、
前記回路及び前記電流源を制御する制御部と、
前記回路で発熱する熱源の近傍の温度を検出する温度検出部と、
前記回路から出力される電流値及び前記回路から出力される電流の周波数の組み合わせと、前記熱源の熱が飽和する最大の温度である飽和温度と、を関連付けた飽和温度情報テーブルを記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、
前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得し、
前記温度検出部が検出した実温度を取得し、
前記電流値、前記周波数、前記記憶部に記憶された前記飽和温度情報テーブル、及び、前記実温度を用いて制御用推定温度を算出し、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御する
ことを特徴とする制御装置。
［２］前記制御部は、
前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得した後に、
前記飽和温度情報テーブルを参照して、前記電流値と前記周波数との組み合わせに対応する、前記熱源の現在の飽和温度を算出するａ工程と、
前記現在の飽和温度と第１係数を用いることで、前記熱源の温度を推定した現在推定熱源温度を算出するｃ工程と、
前記現在推定熱源温度と第２係数を用いることで、前記熱源の近傍の温度を推定した現在推定検出部温度を算出するｅ工程と、
前記温度検出部が検出した実温度を取得するｆ工程と、
前記現在推定検出部温度から前記実温度を減算することで、温度差分を算出するｇ工程と、
前記温度差分に予め設定された温度補正係数を乗算することで、温度補正値を算出するｈ工程と、
前記現在推定熱源温度に前記温度補正値を加算することで、制御用推定温度を算出するｉ工程と、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御するｊ工程と、を実行する機能を備える
ことを特徴とする上記［１］に記載の制御装置。
［３］前記ｃ工程の前記現在推定熱源温度は、
前記現在の飽和温度が過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｐ閾値以上である場合は、前記第１係数を第１Ｐ係数とし、下記式３１で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｐ閾値未満である場合は、前記第１係数を前記第１Ｐ係数より小さい第２Ｐ係数とし、下記式３２で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｎ閾値以下である場合は、前記第１係数を第１Ｎ係数とし、下記式３３で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｎ閾値より大きい場合は、前記第１係数を前記第１Ｎ係数より小さい第２Ｎ係数とし、下記式３４で算出され、
前記過去推定熱源温度は、第１の時間前に現在推定熱源温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度であり、
前記ｅ工程の前記現在推定検出部温度は、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｐ閾値以上である場合は、前記第２係数を第３Ｐ係数とし、下記式４１で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が前記第２Ｐ閾値未満である場合は、前記第２係数を前記第３Ｐ係数より小さい第４Ｐ係数とし、下記式４２で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値以下である場合は、前記第２係数を第３Ｎ係数とし、下記式４３で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値より大きい場合は、前記第２係数を前記第３Ｎ係数より小さい前記第４Ｎ係数とし、下記式４４で算出され、
前記過去推定検出部温度は、前記第１の時間前に現在推定検出部温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度である
ことを特徴とする上記［２］に記載の制御装置。
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３１）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３２）
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３３）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３４）
現在推定検出部温度 ＝第３Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４１)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４２)
現在推定検出部温度 ＝第３Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４３)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４４)
前記回路に電流を供給する電流源と、
前記回路及び前記電流源を制御する制御部と、
前記回路で発熱する熱源の近傍の温度を検出する温度検出部と、
前記回路から出力される電流値及び前記回路から出力される電流の周波数の組み合わせと、前記熱源の熱が飽和する最大の温度である飽和温度と、を関連付けた飽和温度情報テーブルを記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、
前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得し、
前記温度検出部が検出した実温度を取得し、
前記電流値、前記周波数、前記記憶部に記憶された前記飽和温度情報テーブル、及び、前記実温度を用いて制御用推定温度を算出し、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御する
ことを特徴とする制御装置。
［２］前記制御部は、
前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得した後に、
前記飽和温度情報テーブルを参照して、前記電流値と前記周波数との組み合わせに対応する、前記熱源の現在の飽和温度を算出するａ工程と、
前記現在の飽和温度と第１係数を用いることで、前記熱源の温度を推定した現在推定熱源温度を算出するｃ工程と、
前記現在推定熱源温度と第２係数を用いることで、前記熱源の近傍の温度を推定した現在推定検出部温度を算出するｅ工程と、
前記温度検出部が検出した実温度を取得するｆ工程と、
前記現在推定検出部温度から前記実温度を減算することで、温度差分を算出するｇ工程と、
前記温度差分に予め設定された温度補正係数を乗算することで、温度補正値を算出するｈ工程と、
前記現在推定熱源温度に前記温度補正値を加算することで、制御用推定温度を算出するｉ工程と、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御するｊ工程と、を実行する機能を備える
ことを特徴とする上記［１］に記載の制御装置。
［３］前記ｃ工程の前記現在推定熱源温度は、
前記現在の飽和温度が過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｐ閾値以上である場合は、前記第１係数を第１Ｐ係数とし、下記式３１で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｐ閾値未満である場合は、前記第１係数を前記第１Ｐ係数より小さい第２Ｐ係数とし、下記式３２で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｎ閾値以下である場合は、前記第１係数を第１Ｎ係数とし、下記式３３で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｎ閾値より大きい場合は、前記第１係数を前記第１Ｎ係数より小さい第２Ｎ係数とし、下記式３４で算出され、
前記過去推定熱源温度は、第１の時間前に現在推定熱源温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度であり、
前記ｅ工程の前記現在推定検出部温度は、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｐ閾値以上である場合は、前記第２係数を第３Ｐ係数とし、下記式４１で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が前記第２Ｐ閾値未満である場合は、前記第２係数を前記第３Ｐ係数より小さい第４Ｐ係数とし、下記式４２で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値以下である場合は、前記第２係数を第３Ｎ係数とし、下記式４３で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値より大きい場合は、前記第２係数を前記第３Ｎ係数より小さい前記第４Ｎ係数とし、下記式４４で算出され、
前記過去推定検出部温度は、前記第１の時間前に現在推定検出部温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度である
ことを特徴とする上記［２］に記載の制御装置。
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３１）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３２）
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３３）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３４）
現在推定検出部温度 ＝第３Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４１)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４２)
現在推定検出部温度 ＝第３Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４３)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４４)
［４］前記ａ工程、前記ｃ工程、前記ｅ工程及び前記ｉ工程は、前記第１の時間毎に繰り返し、
前記ｆ工程、前記ｇ工程及び前記ｈ工程は、前記第１の時間より長い第２の時間毎に繰り返す
ことを特徴とする上記［２］又は［３］に記載の制御装置。
前記ｆ工程、前記ｇ工程及び前記ｈ工程は、前記第１の時間より長い第２の時間毎に繰り返す
ことを特徴とする上記［２］又は［３］に記載の制御装置。
［５］前記第１係数は、０より大きく且つ１より小さい値であり、前記第２係数は、０より大きく且つ１より小さい値である
ことを特徴とする上記［２］から［４］のいずれか一項に記載の制御装置。
ことを特徴とする上記［２］から［４］のいずれか一項に記載の制御装置。
［６］前記回路から出力される電流値及び前記回路から出力される電流の周波数の組み合わせは、予め設定された回路動作期間だけ連続して前記回路を動作させたときにおける、前記回路から出力される電流値及び前記回路から出力される電流の周波数の組み合わせである
ことを特徴とする上記［１］から［５］のいずれか一項に記載の制御装置。
ことを特徴とする上記［１］から［５］のいずれか一項に記載の制御装置。
［７］前記第１係数は、前記現在の飽和温度に対する前記熱源の温度の時間変化の一次遅れの関係に基づいた時定数であり、
前記第２係数は、前記熱源から前記サーミスタへの熱伝導の時間変化の一次遅れの関係に基づき且つ前記第１係数と異なる時定数である
ことを特徴とする上記［２］から［５］のいずれか一項に記載の制御装置。
前記第２係数は、前記熱源から前記サーミスタへの熱伝導の時間変化の一次遅れの関係に基づき且つ前記第１係数と異なる時定数である
ことを特徴とする上記［２］から［５］のいずれか一項に記載の制御装置。
［８］前記飽和温度は、少なくとも前記回路動作期間において、前記制御部が前記回路から所定電力を連続して出力するように前記回路を制御することで、飽和する前記熱源の温度である
ことを特徴とする上記［６］又は［７］に記載の制御装置。
ことを特徴とする上記［６］又は［７］に記載の制御装置。
［９］前記温度検出部は、前記熱源の近傍に配置されている
ことを特徴とする上記［１］から［８］のいずれか一項に記載の制御装置。
ことを特徴とする上記［１］から［８］のいずれか一項に記載の制御装置。
［１０］電流源から電流を供給する回路を制御する方法において、
前記回路から出力される電流値及び前記回路から出力される電流の周波数の組み合わせと、前記回路で発熱する熱源の熱が飽和する最大の温度である飽和温度と、を関連付けた飽和温度情報テーブルを用意し、
前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得し、
前記回路で発熱する熱源の近傍に配置された温度検出部が検出した実温度を取得し、
前記電流値、前記周波数、前記飽和温度情報テーブル、及び、前記実温度を用いて制御用推定温度を算出し、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御する
ことを特徴とする制御方法。
［１１］前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得した後に、
前記飽和温度情報テーブルを参照して、前記電流値と前記周波数との組み合わせに対応する、前記熱源の現在の飽和温度を算出するａ工程と、
前記現在の飽和温度と第１係数を用いることで、前記熱源の温度を推定した現在推定熱源温度を算出するｃ工程と、
前記現在推定熱源温度と第２係数を用いることで、前記熱源の近傍の温度を推定した現在推定検出部温度を算出するｅ工程と、
前記温度検出部が検出した実温度を取得するｆ工程と、
前記現在推定検出部温度から前記実温度を減算することで、温度差分を算出するｇ工程と、
前記温度差分に予め設定された温度補正係数を乗算することで、温度補正値を算出するｈ工程と、
前記現在推定熱源温度に前記温度補正値を加算することで、制御用推定温度を算出するｉ工程と、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御するｊ工程と、を備える
ことを特徴とする上記［１０］に記載の制御方法。
［１２］前記ｃ工程の前記現在推定熱源温度は、
前記現在の飽和温度が過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｐ閾値以上である場合は、前記第１係数を第１Ｐ係数とし、下記式３１で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｐ閾値未満である場合は、前記第１係数を前記第１Ｐ係数より小さい第２Ｐ係数とし、下記式３２で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｎ閾値以下である場合は、前記第１係数を第１Ｎ係数とし、下記式３３で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｎ閾値より大きい場合は、前記第１係数を前記第１Ｎ係数より小さい第２Ｎ係数とし、下記式３４で算出され、
前記過去推定熱源温度は、第１の時間前に現在推定熱源温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度であり、
前記ｅ工程の前記現在推定検出部温度は、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｐ閾値以上である場合は、前記第２係数を第３Ｐ係数とし、下記式４１で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が前記第２Ｐ閾値未満である場合は、前記第２係数を前記第３Ｐ係数より小さい第４Ｐ係数とし、下記式４２で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値以下である場合は、前記第２係数を第３Ｎ係数とし、下記式４３で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値より大きい場合は、前記第２係数を前記第３Ｎ係数より小さい前記第４Ｎ係数とし、下記式４４で算出され、
前記過去推定検出部温度は、前記第１の時間前に現在推定検出部温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度である
ことを特徴とする上記［１１］に記載の制御方法。
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３１）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３２）
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３３）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３４）
現在推定検出部温度 ＝第３Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４１)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４２)
現在推定検出部温度 ＝第３Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４３)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４４)
前記回路から出力される電流値及び前記回路から出力される電流の周波数の組み合わせと、前記回路で発熱する熱源の熱が飽和する最大の温度である飽和温度と、を関連付けた飽和温度情報テーブルを用意し、
前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得し、
前記回路で発熱する熱源の近傍に配置された温度検出部が検出した実温度を取得し、
前記電流値、前記周波数、前記飽和温度情報テーブル、及び、前記実温度を用いて制御用推定温度を算出し、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御する
ことを特徴とする制御方法。
［１１］前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得した後に、
前記飽和温度情報テーブルを参照して、前記電流値と前記周波数との組み合わせに対応する、前記熱源の現在の飽和温度を算出するａ工程と、
前記現在の飽和温度と第１係数を用いることで、前記熱源の温度を推定した現在推定熱源温度を算出するｃ工程と、
前記現在推定熱源温度と第２係数を用いることで、前記熱源の近傍の温度を推定した現在推定検出部温度を算出するｅ工程と、
前記温度検出部が検出した実温度を取得するｆ工程と、
前記現在推定検出部温度から前記実温度を減算することで、温度差分を算出するｇ工程と、
前記温度差分に予め設定された温度補正係数を乗算することで、温度補正値を算出するｈ工程と、
前記現在推定熱源温度に前記温度補正値を加算することで、制御用推定温度を算出するｉ工程と、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御するｊ工程と、を備える
ことを特徴とする上記［１０］に記載の制御方法。
［１２］前記ｃ工程の前記現在推定熱源温度は、
前記現在の飽和温度が過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｐ閾値以上である場合は、前記第１係数を第１Ｐ係数とし、下記式３１で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｐ閾値未満である場合は、前記第１係数を前記第１Ｐ係数より小さい第２Ｐ係数とし、下記式３２で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｎ閾値以下である場合は、前記第１係数を第１Ｎ係数とし、下記式３３で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｎ閾値より大きい場合は、前記第１係数を前記第１Ｎ係数より小さい第２Ｎ係数とし、下記式３４で算出され、
前記過去推定熱源温度は、第１の時間前に現在推定熱源温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度であり、
前記ｅ工程の前記現在推定検出部温度は、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｐ閾値以上である場合は、前記第２係数を第３Ｐ係数とし、下記式４１で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が前記第２Ｐ閾値未満である場合は、前記第２係数を前記第３Ｐ係数より小さい第４Ｐ係数とし、下記式４２で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値以下である場合は、前記第２係数を第３Ｎ係数とし、下記式４３で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値より大きい場合は、前記第２係数を前記第３Ｎ係数より小さい前記第４Ｎ係数とし、下記式４４で算出され、
前記過去推定検出部温度は、前記第１の時間前に現在推定検出部温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度である
ことを特徴とする上記［１１］に記載の制御方法。
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３１）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３２）
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３３）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３４）
現在推定検出部温度 ＝第３Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４１)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４２)
現在推定検出部温度 ＝第３Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４３)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４４)
［１３］前記ａ工程、前記ｃ工程、前記ｅ工程及び前記ｉ工程は、前記第１の時間毎に繰り返し、
前記ｆ工程、前記ｇ工程及び前記ｈ工程は、前記第１の時間より長い第２の時間毎に繰り返す
ことを特徴とする上記［１１］又は［１２］に記載の制御方法。
前記ｆ工程、前記ｇ工程及び前記ｈ工程は、前記第１の時間より長い第２の時間毎に繰り返す
ことを特徴とする上記［１１］又は［１２］に記載の制御方法。
本発明の種々の態様によれば、熱源の温度を直接検出できなくても、熱伝導や周囲温度の影響を考慮し、熱源の温度を精度良く推定できる制御装置、及び、制御方法を提供することができる。
以下では、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
＜制御装置＞
図１は、本発明の一態様に係る制御装置を示す模式図である。図２は、図１に示す筐体３０を示す図である。
図１は、本発明の一態様に係る制御装置を示す模式図である。図２は、図１に示す筐体３０を示す図である。
図１に示すように、制御装置は、発熱する回路１２を有し、この回路１２には電流を供給する電流源２が電気的に接続されている。回路１２は、例えばインバータ回路又はコンバータ回路であるとよい。回路１２及び電流源２は制御部１０によって制御される。詳細な制御方法は後述する。
図２に示すように、回路１２は筐体３０に配置されており、筐体３０には温度検出部１１が配置されている。温度検出部１１は回路１２で発熱する熱源１２ａの近傍に配置されており、その熱源の近傍の温度を検出するものである。温度検出部１１は、例えばサーミスタである。
また、図１に示すように、制御装置は、回路１２から出力される電流値及び回路１２から出力される電流の周波数の組み合わせと、前記熱源の熱が飽和する最大の温度である飽和温度と、を関連付けた飽和温度情報テーブルを記憶する記憶部２０を備えている。また、回路１２には、回路１２から出力される電力が供給される部品（図示せず）が電気的に接続されている。
ここでの飽和温度情報テーブルとは、回路１２から所定の電力を予め設定された回路動作期間だけ連続して出力させたときにおける、回路１２から出力される電流の電流値及び回路１２から出力される電流の周波数の組み合わせと、回路１２で発熱する熱源の熱が飽和する最大の温度である飽和温度と、を関連付けたテーブルである。この飽和温度は、少なくとも上記の回路動作期間において、制御部１０が回路１２から所定電力を連続して出力するように回路１２を制御することで、飽和する熱源の温度である。このような飽和温度を用いることで、熱源の温度を推定するのに役立つと考えられる。
ここで、回路１２が動作することによる熱源１２ａの温度上昇と、筐体３０の熱容量、筐体３０の周囲温度との熱伝導（図２の矢印４１～４８参照）による物理モデルを考える。そして、熱源１２ａの熱が飽和するまで時間経過した際の飽和温度６４から熱源１２ａの温度を推測する。この推測温度と、計算誤差による実温度との乖離を防ぐために実温度を用いた手法とするものである（図３参照）。
＜制御方法＞
図１の制御部１０は、回路１２及び電流源２を以下のように制御する。
制御部１０は、回路１２から出力される電流値を取得するとともに、回路１２から出力される電流の周波数を取得し、温度検出部１１が検出した実温度を取得し、前記電流値、前記周波数、記憶部２０に記憶された前記飽和温度情報テーブル、及び、前記実温度を用いて制御用推定温度を算出し、前記制御用推定温度に基づいて、回路１２から出力される電力を制御する。飽和温度情報テーブルを用いることで、より正確な制御用推定温度を算出することが可能となる。
以下に詳細に説明する。
図１の制御部１０は、回路１２及び電流源２を以下のように制御する。
制御部１０は、回路１２から出力される電流値を取得するとともに、回路１２から出力される電流の周波数を取得し、温度検出部１１が検出した実温度を取得し、前記電流値、前記周波数、記憶部２０に記憶された前記飽和温度情報テーブル、及び、前記実温度を用いて制御用推定温度を算出し、前記制御用推定温度に基づいて、回路１２から出力される電力を制御する。飽和温度情報テーブルを用いることで、より正確な制御用推定温度を算出することが可能となる。
以下に詳細に説明する。
（ａ工程）制御部１０ａは、記憶部２０ａに記憶された飽和温度情報テーブルを参照して、取得した電流値と取得した周波数との組み合わせに対応する（関連付けた）、熱源１２ａの現在の飽和温度（例えば９０℃）を算出する。
このように、現在の電流値と周波数の各計測データに基づいて、予め設定された飽和温度情報テーブルを参照して、熱源１２ａの現在の飽和温度を算出する。
次に、制御部１０は、以下の（式３）に示すように、現在の飽和温度に対する熱源１２ａの温度の時間変化の一次遅れの関係に基づいた第１係数（時定数）を用いることで、暫定的に推定した熱源１２ａの温度として現在推定熱源温度を算出する。つまり、図３に示すように、熱源１２ａの温度は、現在の飽和温度に対する一次遅れの関係６５に基づく時定数（第１係数）を用いることで推定される。
なお、この第１係数は、例えば、０より大きく且つ１より小さい値である。この第１係数によって現在の飽和温度に対する一次遅れを補正することができる。
なお、この第１係数は、例えば、０より大きく且つ１より小さい値である。この第１係数によって現在の飽和温度に対する一次遅れを補正することができる。
以下に、上記の現在推定熱源温度の算出方法を詳細に説明する。
まず、第１係数について以下に詳細に説明する。図４は、一定の電流で回路から電力を出力させて熱源の温度が上昇する場合の通電時間と熱源の温度との関係を示す図である。図５は、一定の電流で回路から電力を出力させても熱源の温度が下降する場合の通電時間と熱源の温度との関係を示す図である。
まず、第１係数について以下に詳細に説明する。図４は、一定の電流で回路から電力を出力させて熱源の温度が上昇する場合の通電時間と熱源の温度との関係を示す図である。図５は、一定の電流で回路から電力を出力させても熱源の温度が下降する場合の通電時間と熱源の温度との関係を示す図である。
（ｂ工程）上記の現在の飽和温度と第１の時間（例えば１０ｍｓ）前（１回前）に算出した過去推定熱源温度（例えば１００℃）を比較する。このとき、現在の飽和温度が過去推定熱源温度以上である以下の（式ａ）の場合は熱源の温度が上昇するものと判断する。このときの第１係数は正（Ｐ）となる。
（現在の飽和温度 －過去推定熱源温度）≧ ０ ・・・（式ａ）
なお、過去推定熱源温度は、前記第１の時間前に、現在推定熱源温度の算出方法と同様の方法で算出された温度である。また、過去推定熱源温度が算出されていない場合はサーミスタＳで検出した実サーミスタ温度を用いてもよい。
（現在の飽和温度 －過去推定熱源温度）≧ ０ ・・・（式ａ）
なお、過去推定熱源温度は、前記第１の時間前に、現在推定熱源温度の算出方法と同様の方法で算出された温度である。また、過去推定熱源温度が算出されていない場合はサーミスタＳで検出した実サーミスタ温度を用いてもよい。
第１係数が正（Ｐ）となる場合で、現在の飽和温度と過去推定熱源温度との温度差がＰ傾き閾値（第１Ｐ閾値；例えば２０℃）以上である以下の（式ｂ）の場合は熱源の温度上昇が急激である以下の(i)と判断する。Ｐ傾き閾値は、ともいう。
（現在の飽和温度 －過去推定熱源温度） ≧ Ｐ傾き閾値 ・・・（式ｂ）
(i) 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて急激に上昇する場合（図４に示す符号８１）であり、第１係数としてＰ係数（急）を使用する。このＰ係数（急）は例えば０．０５である。このＰ係数（急）は、第１Ｐ係数ともいう。
（現在の飽和温度 －過去推定熱源温度） ≧ Ｐ傾き閾値 ・・・（式ｂ）
(i) 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて急激に上昇する場合（図４に示す符号８１）であり、第１係数としてＰ係数（急）を使用する。このＰ係数（急）は例えば０．０５である。このＰ係数（急）は、第１Ｐ係数ともいう。
また、第１係数が正（Ｐ）となる場合で、現在の飽和温度と過去推定熱源温度との温度差がＰ傾き閾値（第１Ｐ閾値；例えば２０℃）未満である以下の（式ｃ）の場合は熱源の温度上昇が緩やかである以下の(ii)と判断する。
（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＜ Ｐ傾き閾値 ・・・（式ｃ）
(ii) 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて緩やかに上昇する場合（図４に示す符号８２）であり、第１係数としてＰ係数（緩）を使用する。このＰ係数（緩）は例えば０．０３である。このＰ係数（緩）は、Ｐ係数（急）より小さく、第２Ｐ係数ともいう
（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＜ Ｐ傾き閾値 ・・・（式ｃ）
(ii) 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて緩やかに上昇する場合（図４に示す符号８２）であり、第１係数としてＰ係数（緩）を使用する。このＰ係数（緩）は例えば０．０３である。このＰ係数（緩）は、Ｐ係数（急）より小さく、第２Ｐ係数ともいう
また、現在の飽和温度が過去推定熱源温度より低い以下の（式ｄ）の場合は熱源の温度が下降するものと判断する。このときの第１係数は負（Ｎ）となる。
（現在の飽和温度 －過去推定熱源温度）＜ ０ ・・・（式ｄ）
第１係数が負（Ｎ）となる場合で、現在の飽和温度と過去推定熱源温度との温度差がＮ傾き閾値（第１Ｎ閾値；例えば－３０℃）以下である以下の（式ｅ）の場合は熱源の温度下降が急激である以下の(iii)と判断する。
（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度） ≦ Ｎ傾き閾値 ・・・（式ｅ）
(iii) 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて急激に下降する場合（図５に示す符号８３）であり、第１係数としてＮ係数（急）を使用する。このＮ係数（急）は例えば０．０６である。このＮ係数（急）は、第１Ｎ係数ともいう。
（現在の飽和温度 －過去推定熱源温度）＜ ０ ・・・（式ｄ）
第１係数が負（Ｎ）となる場合で、現在の飽和温度と過去推定熱源温度との温度差がＮ傾き閾値（第１Ｎ閾値；例えば－３０℃）以下である以下の（式ｅ）の場合は熱源の温度下降が急激である以下の(iii)と判断する。
（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度） ≦ Ｎ傾き閾値 ・・・（式ｅ）
(iii) 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて急激に下降する場合（図５に示す符号８３）であり、第１係数としてＮ係数（急）を使用する。このＮ係数（急）は例えば０．０６である。このＮ係数（急）は、第１Ｎ係数ともいう。
また、第１係数が負（Ｎ）となる場合で、現在の飽和温度と過去推定熱源温度との温度差がＮ傾き閾値（第１Ｎ閾値；例えば－３０℃）より大きい以下の（式ｆ）の場合は熱源の温度下降が緩やかである以下の(iv)と判断する。
（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度） ＞ Ｎ傾き閾値 ・・・（式ｆ）
(iv) 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて緩やかに下降する場合（図５に示す符号８４）であり、第１係数としてＮ係数（緩）を使用する。このＮ係数（緩）は例えば０．０４である。なお、Ｎ係数（緩）は、Ｎ係数（急）より小さく、第２Ｎ係数ともいう。
（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度） ＞ Ｎ傾き閾値 ・・・（式ｆ）
(iv) 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて緩やかに下降する場合（図５に示す符号８４）であり、第１係数としてＮ係数（緩）を使用する。このＮ係数（緩）は例えば０．０４である。なお、Ｎ係数（緩）は、Ｎ係数（急）より小さく、第２Ｎ係数ともいう。
上記の判断に基づき、第１係数として上記の(i)から(iv)のＰ係数（急）からＮ係数（緩）のいずれかを使用する。
なお、第１係数は時定数であるため、温度が上昇する場合も下降する場合も係数は複雑なものとなるが、時定数を上記の４つの場合に近似することで、計算負荷を減らすことができるとともに熱源の温度推定の精度を高めることができる。
なお、第１係数は時定数であるため、温度が上昇する場合も下降する場合も係数は複雑なものとなるが、時定数を上記の４つの場合に近似することで、計算負荷を減らすことができるとともに熱源の温度推定の精度を高めることができる。
（ｃ工程）次に、以下の（式３）に示すように、上記の説明のとおり判断した第１係数（即ち、Ｐ係数（急）、Ｐ係数（緩）、Ｎ係数（急）、Ｎ係数（緩））を、前述した方法で算出した現在の飽和温度（例えば９０℃）と過去推定熱源温度（例えば１００℃）の差分に乗算し過去推定熱源温度に加算することで、暫定的に推定した熱源の温度として現在推定熱源温度（例えば９９．６℃）を算出する。
現在推定熱源温度 ＝ 第１係数（Ｐ係数（急）、Ｐ係数（緩）、Ｎ係数（急）、Ｎ係数（緩）のいずれか）×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３）
現在推定熱源温度 ＝ 第１係数（Ｐ係数（急）、Ｐ係数（緩）、Ｎ係数（急）、Ｎ係数（緩）のいずれか）×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３）
上記の式３を上記の(i)から(iv)の各々に対応する式は以下のとおりである。
(i)現在の飽和温度が過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｐ閾値以上である場合は、前記第１係数を第１Ｐ係数とし、下記式３１で算出される。
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３１）
(i)現在の飽和温度が過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｐ閾値以上である場合は、前記第１係数を第１Ｐ係数とし、下記式３１で算出される。
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３１）
(ii) 前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｐ閾値未満である場合は、前記第１係数を前記第１Ｐ係数より小さい第２Ｐ係数とし、下記式３２で算出される。
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３２）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３２）
(iii)前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｎ閾値以下である場合は、前記第１係数を第１Ｎ係数とし、下記式３３で算出される。
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３３）
(iv)前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｎ閾値より大きい場合は、前記第１係数を前記第１Ｎ係数より小さい第２Ｎ係数とし、下記式３４で算出される。
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３４）
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３３）
(iv)前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｎ閾値より大きい場合は、前記第１係数を前記第１Ｎ係数より小さい第２Ｎ係数とし、下記式３４で算出される。
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３４）
このように、時定数を計数化した第１係数を用いて、現在の飽和温度から、熱源１２ａの温度を暫定的に推測する。
次に、制御部１０ａは、以下の（式４）に示すように、熱源１２ａからサーミスタ（図２に示す温度検出部１１）への熱伝導の時間変化の一次遅れの関係（図２に示す矢印４９，５９参照）に基づき且つ既述の第１係数と異なる第２係数（時定数）を用いることで、暫定的に推定したサーミスタの温度である現在推定サーミスタ温度を算出する。つまり、図３に示すように、実サーミスタ温度は、熱源１２ａからサーミスタ１１への熱伝導の時間変化の一次遅れの関係６６に基づく時定数（第２係数）を用いることで推定される。
なお、現在推定サーミスタ温度は、現在推定検出部温度ともいう。
また、この第２係数は、例えば、０より大きく且つ１より小さい値である。この第２係数によって熱源１２ａからサーミスタ１１への熱伝導の時間変化の一次遅れを補正することができる。
なお、現在推定サーミスタ温度は、現在推定検出部温度ともいう。
また、この第２係数は、例えば、０より大きく且つ１より小さい値である。この第２係数によって熱源１２ａからサーミスタ１１への熱伝導の時間変化の一次遅れを補正することができる。
以下に、上記の現在推定サーミスタ温度（現在推定検出部温度）の算出方法を詳細に説明する。
まず、第２係数について以下に詳細に説明する。
（ｄ工程）上記（式３）で算出した現在推定熱源温度と第１の時間（例えば１０ｍｓ）前（１回前）に算出した過去推定サーミスタ温度を比較する。このとき、現在推定熱源温度が過去推定サーミスタ温度より高い以下の（式ｇ）の場合はサーミスタの温度が上昇するものと判断する。このときの第２係数は正（Ｐ）となる。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度）≧ ０ ・・・（式ｇ）
なお、過去推定サーミスタ温度は、前記第１の時間前に、現在推定サーミスタ温度の算出方法と同様の方法で算出された温度である。また、過去推定サーミスタ温度が算出されていない場合はサーミスタＳで検出した実サーミスタ温度を用いてもよい。
（ｄ工程）上記（式３）で算出した現在推定熱源温度と第１の時間（例えば１０ｍｓ）前（１回前）に算出した過去推定サーミスタ温度を比較する。このとき、現在推定熱源温度が過去推定サーミスタ温度より高い以下の（式ｇ）の場合はサーミスタの温度が上昇するものと判断する。このときの第２係数は正（Ｐ）となる。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度）≧ ０ ・・・（式ｇ）
なお、過去推定サーミスタ温度は、前記第１の時間前に、現在推定サーミスタ温度の算出方法と同様の方法で算出された温度である。また、過去推定サーミスタ温度が算出されていない場合はサーミスタＳで検出した実サーミスタ温度を用いてもよい。
第２係数が正（Ｐ）となる場合で、現在推定熱源温度と過去推定サーミスタ温度との温度差がＰ傾き閾値（第２Ｐ閾値；例えば２０℃）以上である以下の（式ｈ）の場合はサーミスタの温度上昇が急激である以下の(i)と判断する。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度） ≧ Ｐ傾き閾値 ・・・（式ｈ）
(i)サーミスタの温度が急激に上昇する場合であり、第２係数としてＰ係数（急）を使用する。このＰ係数（急）は例えば０．０３である。このＰ係数（急）は、第３Ｐ係数ともいう。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度） ≧ Ｐ傾き閾値 ・・・（式ｈ）
(i)サーミスタの温度が急激に上昇する場合であり、第２係数としてＰ係数（急）を使用する。このＰ係数（急）は例えば０．０３である。このＰ係数（急）は、第３Ｐ係数ともいう。
また、第２係数が正（Ｐ）となる場合で、現在推定熱源温度と過去推定サーミスタ温度との温度差がＰ傾き閾値（第２Ｐ閾値；例えば２０℃）未満である以下の（式ｉ）の場合はサーミスタの温度上昇が緩やかである以下の(ii)と判断する。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度）＜ Ｐ傾き閾値・・・（式ｉ）
(ii) サーミスタの温度が緩やかに上昇する場合であり、第２係数としてＰ係数（緩）を使用する。このＰ係数（緩）は例えば０．０２である。このＰ係数（緩）は、Ｐ係数（急）より小さく、第４Ｐ係数ともいう。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度）＜ Ｐ傾き閾値・・・（式ｉ）
(ii) サーミスタの温度が緩やかに上昇する場合であり、第２係数としてＰ係数（緩）を使用する。このＰ係数（緩）は例えば０．０２である。このＰ係数（緩）は、Ｐ係数（急）より小さく、第４Ｐ係数ともいう。
また、現在推定熱源温度が過去推定サーミスタ温度より低い以下の（式ｊ）の場合はサーミスタの温度が下降するものと判断する。このときの第２係数は負（Ｎ）となる。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度）＜ ０ ・・・（式ｊ）
第２係数が負（Ｎ）となる場合で、現在推定熱源温度と過去推定サーミスタ温度との温度差がＮ傾き閾値（第２Ｎ閾値；例えば－１０℃）以下である以下の（式ｋ）の場合はサーミスタの温度下降が急激である以下の(iii)と判断する。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度） ≦ Ｎ傾き閾値・・・（式ｋ）
(iii) サーミスタの温度が急激に下降する場合であり、第２係数としてＮ係数（急）を使用する。このＮ係数（急）は例えば０．０２である。Ｎ係数（急）は、第３Ｎ係数ともいう。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度）＜ ０ ・・・（式ｊ）
第２係数が負（Ｎ）となる場合で、現在推定熱源温度と過去推定サーミスタ温度との温度差がＮ傾き閾値（第２Ｎ閾値；例えば－１０℃）以下である以下の（式ｋ）の場合はサーミスタの温度下降が急激である以下の(iii)と判断する。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度） ≦ Ｎ傾き閾値・・・（式ｋ）
(iii) サーミスタの温度が急激に下降する場合であり、第２係数としてＮ係数（急）を使用する。このＮ係数（急）は例えば０．０２である。Ｎ係数（急）は、第３Ｎ係数ともいう。
また、第２係数が負（Ｎ）となる場合で、現在推定熱源温度と過去推定サーミスタ温度との温度差がＮ傾き閾値（第２Ｎ閾値；例えば－１０℃）より大きい以下の（式ｍ）の場合はサーミスタの温度下降が緩やかである以下の(iv)と判断する。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度） ＞ Ｎ傾き閾値・・・（式ｍ）
(iv) サーミスタの温度が緩やかに下降する場合であり、第２係数としてＮ係数（緩）を使用する。このＮ係数（緩）は例えば０．０１である。Ｎ係数（緩）は、第３Ｎ係数より小さく、第４Ｎ係数ともいう。
（現在推定熱源温度 －過去推定サーミスタ温度） ＞ Ｎ傾き閾値・・・（式ｍ）
(iv) サーミスタの温度が緩やかに下降する場合であり、第２係数としてＮ係数（緩）を使用する。このＮ係数（緩）は例えば０．０１である。Ｎ係数（緩）は、第３Ｎ係数より小さく、第４Ｎ係数ともいう。
上記の判断に基づき、第２係数として上記の(i)から(iv)のＰ係数（急）からＮ係数（緩）のいずれかを使用する。
なお、第２係数は時定数であるため、温度が上昇する場合も下降する場合も係数は複雑なものとなるが、時定数を上記の４つの場合に近似することで、計算負荷を減らすことができるとともに熱源の温度推定の精度を高めることができる。
なお、第２係数は時定数であるため、温度が上昇する場合も下降する場合も係数は複雑なものとなるが、時定数を上記の４つの場合に近似することで、計算負荷を減らすことができるとともに熱源の温度推定の精度を高めることができる。
（ｅ工程）次に、以下の（式４）に示すように、上記の説明のとおり判断した第２係数（即ち、Ｐ係数（急）、Ｐ係数（緩）、Ｎ係数（急）、Ｎ係数（緩））を、上記(式３)で算出した現在推定熱源温度（例えば４６．６５℃）と過去推定サーミスタ温度（例えば３０℃）の差分に乗算し過去推定サーミスタ温度に加算することで、暫定的に推定したサーミスタの温度である現在推定サーミスタ温度（例えば３０．５）を算出する。
現在推定サーミスタ温度 ＝ 第２係数(Ｐ係数(急)、Ｐ係数(緩)、Ｎ係数（急）、Ｎ係数（緩）のいずれか) ×（現在推定熱源温度 － 過去推定サーミスタ温度）＋過去推定サーミスタ温度・・・(式４)
現在推定サーミスタ温度 ＝ 第２係数(Ｐ係数(急)、Ｐ係数(緩)、Ｎ係数（急）、Ｎ係数（緩）のいずれか) ×（現在推定熱源温度 － 過去推定サーミスタ温度）＋過去推定サーミスタ温度・・・(式４)
上記の式４を上記の(i)から(iv)の各々に対応する式は以下のとおりである。
(i)前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｐ閾値以上である場合は、前記第２係数を第３Ｐ係数とし、下記式４１で算出される。
現在推定検出部温度 ＝第３Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４１)
(i)前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｐ閾値以上である場合は、前記第２係数を第３Ｐ係数とし、下記式４１で算出される。
現在推定検出部温度 ＝第３Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４１)
(ii)前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が前記第２Ｐ閾値未満である場合は、前記第２係数を前記第３Ｐ係数より小さい第４Ｐ係数とし、下記式４２で算出され、
現在推定検出部温度 ＝第４Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４２)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４２)
(iii)前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値以下である場合は、前記第２係数を第３Ｎ係数とし、下記式４３で算出され、
現在推定検出部温度 ＝第３Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４３)
現在推定検出部温度 ＝第３Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４３)
(iv)前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値より大きい場合は、前記第２係数を前記第３Ｎ係数より小さい前記第４Ｎ係数とし、下記式４４で算出され、
現在推定検出部温度 ＝第４Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４４)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４４)
前記過去推定検出部温度は、前記第１の時間前に現在推定検出部温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度である。
このように、時定数を計数化した第２係数を用いて、サーミスタＳの温度を推測する。
（ｆ工程）次に、制御部１０ａは、サーミスタＳが検出した実サーミスタ温度（例えば３０．９℃）を取得する。
（ｇ工程）次に、制御部１０ａは、以下の（式５）に示すように、上記（式４）の現在推定サーミスタ温度（例えば３０．５℃）からサーミスタＳが検出した実サーミスタ温度（例えば３０．９℃）を減算することで、温度差分（例えば０．４℃）を算出する。
現在推定サーミスタ温度－実サーミスタ温度＝温度差分 ・・・（式５）
なお、実サーミスタ温度は、実温度ともいう。
現在推定サーミスタ温度－実サーミスタ温度＝温度差分 ・・・（式５）
なお、実サーミスタ温度は、実温度ともいう。
（ｈ工程）次に、制御部１０ａは、以下の（式６）に示すように、予め設定された温度補正係数（例えば０．９）を、上記（式５）で算出した温度差分に乗算することで、上記（式３）の現在推定熱源温度（例えば４６．６５℃）を補正するための温度補正値（例えば０．３６℃）を算出することができる。
温度差分×温度補正係数＝温度補正値 ・・・（式６）
なお、温度補正係数は、温度検出部（例えばサーミスタ）の種類や個体のバラツキから温度差分を制御用推定温度に反映させる割合である。
温度差分×温度補正係数＝温度補正値 ・・・（式６）
なお、温度補正係数は、温度検出部（例えばサーミスタ）の種類や個体のバラツキから温度差分を制御用推定温度に反映させる割合である。
（ｉ工程）次に、制御部１０ａは、以下の（式７）に示すように、上記（式３）の現在推定熱源温度に上記（式６）の温度補正値を加算することで、制御用推定温度（例えば４７．０１℃）を算出する。
現在推定熱源温度＋温度補正値＝制御用推定温度 ・・・（式７）
現在推定熱源温度＋温度補正値＝制御用推定温度 ・・・（式７）
（ｊ工程）次に、上記（式７）で算出された制御用推定温度に基づいて、回路１２から出力される電力を制御部１０により制御する。
上記の（ａ工程）から（ｅ工程）と（ｉ工程）は、第１の時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し、上記の（ｆ工程）から（ｈ工程）は第２の時間毎（例えば１００ｍｓ毎）に繰り返す。これにより、温度の誤差を補正する温度補正値を算出する（ｆ工程）から（ｈ工程）については第１の時間より長い第２の時間毎とすることで、制御用推定温度の精度を保持しつつ制御部の負荷を低減することができる。なお、（ｈ工程）の温度補正値は１００ｍｓ毎にしか得られないので、１０ｍｓ毎に行われる（ｉ工程）で使用する温度補正値は１０回同じ値が用いられる。
また、第１の時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に得られた制御用推定温度及び計算過程の現在推定熱源温度は記憶部に記憶され、第２の時間毎（例えば１００ｍｓ毎）に得られた温度補正値及び計算過程の現在推定サーミスタ温度は記憶部に記憶される。また、第１の時間毎に得られた現在の飽和温度も記憶部に記憶されてもよいし、第２の時間毎に得られた実温度も記憶部に記憶されてもよい。
また、第１の時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に得られた制御用推定温度及び計算過程の現在推定熱源温度は記憶部に記憶され、第２の時間毎（例えば１００ｍｓ毎）に得られた温度補正値及び計算過程の現在推定サーミスタ温度は記憶部に記憶される。また、第１の時間毎に得られた現在の飽和温度も記憶部に記憶されてもよいし、第２の時間毎に得られた実温度も記憶部に記憶されてもよい。
なお、過去推定サーミスタ温度は一定間隔にて実サーミスタ温度に戻すとよい。その理由は、制御用推定温度の誤差が積み立てでずれていくので、それの対応策として誤差による実温度との差分が大きく乖離する前に補正して戻すためである。例えば、１０ｍｓｅｃ毎に現在推定熱源温度と現在推定サーミスタ温度を算出し、実サーミスタ温度を使った現在推定熱源温度の補正は１００ｍｓｅｃ毎に実施する。
これにより、熱伝導や周囲温度の影響を考慮して、サーミスタの検出温度、回路から出力される電流及びその電流の周波数に基づいて、熱源１２ａの温度を精度良く推定することが可能となる。
２ 電流源
１０ 制御部
１１ 温度検出部
１２ 回路
１２ａ 熱源
２０ 記憶部
３０ 筐体
４１～５０ 矢印
６１ 回路から出力される電流の電流値
６２ サーミスタが検出した実サーミスタ温度
６３ 熱源の実際の温度
６４ 熱源の飽和温度
６５ 現在の飽和温度に対する一次遅れの関係
６６ 熱源からサーミスタへの熱伝導の時間変化の一次遅れの関係
８１ 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて急激に上昇する場合
８２ 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて緩やかに上昇する場合
８３ 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて急激に下降する場合
８４ 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて緩やかに下降する場合
１０ 制御部
１１ 温度検出部
１２ 回路
１２ａ 熱源
２０ 記憶部
３０ 筐体
４１～５０ 矢印
６１ 回路から出力される電流の電流値
６２ サーミスタが検出した実サーミスタ温度
６３ 熱源の実際の温度
６４ 熱源の飽和温度
６５ 現在の飽和温度に対する一次遅れの関係
６６ 熱源からサーミスタへの熱伝導の時間変化の一次遅れの関係
８１ 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて急激に上昇する場合
８２ 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて緩やかに上昇する場合
８３ 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて急激に下降する場合
８４ 熱源の温度が現在の飽和温度に向けて緩やかに下降する場合
Claims (10)
- 発熱する回路と、
前記回路に電流を供給する電流源と、
前記回路及び前記電流源を制御する制御部と、
前記回路で発熱する熱源の近傍の温度を検出する温度検出部と、
前記回路から出力される電流値及び前記回路から出力される電流の周波数の組み合わせと、前記熱源の熱が飽和する最大の温度である飽和温度と、を関連付けた飽和温度情報テーブルを記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、
前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得し、
前記温度検出部が検出した実温度を取得し、
前記電流値、前記周波数、前記記憶部に記憶された前記飽和温度情報テーブル、及び、前記実温度を用いて制御用推定温度を算出し、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御する
ことを特徴とする制御装置。 - 前記制御部は、
前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得した後に、
前記飽和温度情報テーブルを参照して、前記電流値と前記周波数との組み合わせに対応する、前記熱源の現在の飽和温度を算出するａ工程と、
前記現在の飽和温度と第１係数を用いることで、前記熱源の温度を推定した現在推定熱源温度を算出するｃ工程と、
前記現在推定熱源温度と第２係数を用いることで、前記熱源の近傍の温度を推定した現在推定検出部温度を算出するｅ工程と、
前記温度検出部が検出した実温度を取得するｆ工程と、
前記現在推定検出部温度から前記実温度を減算することで、温度差分を算出するｇ工程と、
前記温度差分に予め設定された温度補正係数を乗算することで、温度補正値を算出するｈ工程と、
前記現在推定熱源温度に前記温度補正値を加算することで、制御用推定温度を算出するｉ工程と、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御するｊ工程と、を実行する機能を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 - 前記ｃ工程の前記現在推定熱源温度は、
前記現在の飽和温度が過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｐ閾値以上である場合は、前記第１係数を第１Ｐ係数とし、下記式３１で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度以上である場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｐ閾値未満である場合は、前記第１係数を前記第１Ｐ係数より小さい第２Ｐ係数とし、下記式３２で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が第１Ｎ閾値以下である場合は、前記第１係数を第１Ｎ係数とし、下記式３３で算出され、
前記現在の飽和温度が前記過去推定熱源温度より低い場合で、かつ、前記現在の飽和温度から前記過去推定熱源温度を減算した温度差が前記第１Ｎ閾値より大きい場合は、前記第１係数を前記第１Ｎ係数より小さい第２Ｎ係数とし、下記式３４で算出され、
前記過去推定熱源温度は、第１の時間前に現在推定熱源温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度であり、
前記ｅ工程の前記現在推定検出部温度は、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｐ閾値以上である場合は、前記第２係数を第３Ｐ係数とし、下記式４１で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度より高い場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が前記第２Ｐ閾値未満である場合は、前記第２係数を前記第３Ｐ係数より小さい第４Ｐ係数とし、下記式４２で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値以下である場合は、前記第２係数を第３Ｎ係数とし、下記式４３で算出され、
前記現在推定熱源温度が過去推定検出部温度以下である場合で、かつ、前記現在推定熱源温度から前記過去推定検出部温度を減算した温度差が第２Ｎ閾値より大きい場合は、前記第２係数を前記第３Ｎ係数より小さい第４Ｎ係数とし、下記式４４で算出され、
前記過去推定検出部温度は、前記第１の時間前に現在推定検出部温度の算出方法と同様の算出方法で算出された温度である
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３１）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｐ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３２）
現在推定熱源温度 ＝ 第１Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３３）
現在推定熱源温度 ＝ 第２Ｎ係数 ×（現在の飽和温度 － 過去推定熱源温度）＋過去推定熱源温度 ・・・（式３４）
現在推定検出部温度 ＝第３Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４１)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｐ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４２)
現在推定検出部温度 ＝第３Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４３)
現在推定検出部温度 ＝第４Ｎ係数 ×（現在推定熱源温度 － 過去推定検出部温度）＋過去推定検出部温度・・・(式４４) - 前記ａ工程、前記ｃ工程、前記ｅ工程及び前記ｉ工程は、前記第１の時間毎に繰り返し、
前記ｆ工程、前記ｇ工程及び前記ｈ工程は、前記第１の時間より長い第２の時間毎に繰り返す
ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。 - 前記第１係数は、０より大きく且つ１より小さい値であり、前記第２係数は、０より大きく且つ１より小さい値である
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記回路から出力される電流値及び前記回路から出力される電流の周波数の組み合わせは、予め設定された回路動作期間だけ連続して前記回路を動作させたときにおける、前記回路から出力される電流値及び前記回路から出力される電流の周波数の組み合わせである
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記第１係数は、前記現在の飽和温度に対する前記熱源の温度の時間変化の一次遅れの関係に基づいた時定数であり、
前記第２係数は、前記熱源からサーミスタへの熱伝導の時間変化の一次遅れの関係に基づき且つ前記第１係数と異なる時定数である
ことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記飽和温度は、少なくとも前記回路動作期間において、前記制御部が前記回路から所定電力を連続して出力するように前記回路を制御することで、飽和する前記熱源の温度である
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。 - 前記温度検出部は、前記熱源の近傍に配置されている
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の制御装置。 - 電流源から電流を供給する回路を制御する方法において、
前記回路から出力される電流値及び前記回路から出力される電流の周波数の組み合わせと、前記回路で発熱する熱源の熱が飽和する最大の温度である飽和温度と、を関連付けた飽和温度情報テーブルを用意し、
前記回路から出力される電流値を取得するとともに、前記回路から出力される電流の周波数を取得し、
前記回路で発熱する熱源の近傍に配置された温度検出部が検出した実温度を取得し、
前記電流値、前記周波数、前記飽和温度情報テーブル、及び、前記実温度を用いて制御用推定温度を算出し、
前記制御用推定温度に基づいて、前記回路から出力される電力を制御する
ことを特徴とする制御方法。
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