KR20080081027A

KR20080081027A - 온도추정방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080081027A
Application number: KR1020087016558A
Authority: KR
Inventors: 타다히사 오노; 하야토 모토하시
Original assignee: 야마타케 코포레이션
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2008-09-05
Also published as: KR101026432B1; JP2007192661A; JP4658818B2; CN101360983A; CN101360983B; WO2007083498A1

Abstract

온도추정장치(50)는, 히터(3)와 워크(1)에 관한 열전달 모델의 파라미터를 기억하는 기억부와, 히터(3)의 온도를 측정하는 온도 측정부와, 히터(3)의 온도로부터 구해지는 히터(3)의 온도 변화량과, 열전달 모델에 의거하여 히터(3)의 온도 변화량을 추정한 값인 히터 온도 변화량의 가추정값과, 열전달 모델에 의거하여 워크(1)의 온도 변화량을 추정한 값인 워크 온도 변화량의 가추정값으로부터, 워크 온도 변화량의 참값을 추정하는 워크 온도 변화량 추정부와, 추정한 워크 온도 변화량의 참값으로부터 워크 온도의 참값을 추정하는 워크 온도 추정부를 갖는다.

온도추정장치, 히터, 워크, 온도 변화량, 온도 측정부

Description

온도추정방법 및 장치{TEMPERATURE ESTIMATION METHOD AND DEVICE}

본 발명은, 예를 들면 반도체 제조장치 등의 가열냉각 처리장치에 관하며, 특히 추정 대상과의 사이에 열저항을 갖는 히터 등의 온도측정 가능점의 온도에 의거하여 추정 대상의 온도를 추정하는 온도추정방법 및 장치에 관한 것이다.

반도체 제조장치와 같이 실제로 가열냉각 처리하는 피가열 냉각물(반도체 제조장치의 경우에는 웨이퍼)의 온도를 운전중에는 측정할 수 없을 경우, 미리 장치의 시험 운전이나 조정시에 피가열 냉각물에 온도센서를 부착하여, 가열냉각 처리부와 피가열 냉각물에 관한 모델을 작성하고, 본 운전시는, 모델에 의거하여 피가열 냉각물의 온도를 추정하면서 처리를 행하는 것이 자주 행해지고 있다. 단, 이 방법에서는 모델과 실제의 피가열 냉각물 사이에 차이가 생기면, 온도추정 오차가 발생한다는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 수치해석수법을 사용하여 모델 동정(同定)을 실시간으로 행하는 기술(예를 들면 특허 제3331758호 참조)을 반도체 제조장치에 적용하는 것을 생각할 수 있다. 특허 제3331758호에 개시된 기술을 반도체 제조장치에 적용하면, 온도를 알고 싶은 장소(이하, 추정 대상과 부른다)의 온도를 직접 측정할 수 없고, 또한 본 운전시에 온도센서를 부착하는 온도측정 가능점과 추정 대상 사이의 열저항이나 추정 대상의 열용량도 불분명할 경우에, 열저항값과 열용량값을 계수로 하는 모델로부터 산출되는 온도측정 가능점의 온도 추정값과 온도측정 가능점의 온도 실측값이 일치할 때까지, 온도측정 가능점과 추정 대상 사이의 열저항값, 추정 대상의 열용량값을 차차 최소 2승법이나 구배법, 최대 추정법에 의해 계산해서 구하여, 계산한 열저항값을 사용하여 추정 대상의 온도를 추정할 수 있다(이하, 종래기술 1이라고 부른다). 이러한 종래기술 1에 의하면, 동정시의 모델과 실제의 추정 대상 사이에 차이가 존재하는 경우라도 추정 대상의 온도를 정밀하게 추정할 수 있다.

또한 별도의 추정 수법을 사용한 기술로서, 지중에 매설된 관로내 전력케이블의 도체온도를 추정하는 기술이 일본국 공개특허공보 특개2000-88666호에 개시도어 있다(이하, 종래기술 2라고 부른다). 이 종래기술 2에서는, 도체온도를 구하는 목표관로내부의 온도, 토양온도 및 모든 관로의 통전 전류값을 측정하여, 토양 열저항값을 기초로 주위의 관로로부터의 열영향을 구하는 동시에 각 관로의 통전 전류값으로부터 도체의 열류값을 구함으로써 목표관로 근방의 토양온도변화를 구하고, 토양이 깊이마다 원래 가지고 있는 기저온도와 토양온도변화로부터 계산상의 토양온도를 구하고, 이 토양온도와 목표관로 내의 도체의 열류값으로부터 도체온도를 포함하는 해석모델에 따라 관로 내의 온도를 산출하여, 관로내 온도의 계산값과 관로내 온도의 실측값을 비교하여, 비교 결과가 일치하는 경우에는 해석모델에서 사용한 도체온도를 옳은 추정 결과로서 확정하고, 비교 결과가 일치하지 않는 경우 에는 토양 열저항, 기저 온도 및 계산에 사용하는 열정수를 재검검 한 후 재계산하도록 하고 있다.

[발명의 개시]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 수치해석수법을 사용한 열저항값의 동정(同定)을 하면서 온도추정을 행하는 종래기술 1은, 열저항값과 열용량값의 추정 초기값이 부정확할 경우, 정확한 온도추정을 시작할 때까지 시간이 걸리며, 계수의 값이 구해질 때까지 계수오차에 의해 추정 온도가 부정확하게 된다는 문제점이 있었다. 또한 종래기술 1은, 열저항이나 열용량 등의 열정수가 가열 냉각 처리시에 변화될 경우, 정확한 온도추정을 시작할 때까지 시간이 걸린다는 문제점이 있었다. 또한 일반적으로 차차 최소 2승법 등의 추정 수속 속도가 빠른 방법으로는, 계산량이 많아진다는 문제점이 있었다.

마찬가지로, 종래기술 2에 있어서도, 토양의 열저항값 등의 열정수의 추정 초기값이 부정확한 경우, 열정수의 재검토에 시간이 걸리고, 정확한 온도추정을 시작할 때까지 시간이 걸린다는 문제점이 있었다. 종래기술 2는, 관로내 전력케이블의 도체온도나 토양의 열저항값을 산출하는 예로서, 온도추정의 정밀도나 추정 수속 속도도 그만큼 고레벨일 필요는 없지만, 온도의 추정 정밀도에 의해 피가열 냉각물의 품질이 크게 변화되는 가열냉각 처리에서의 온도추정에서는, 그 정밀도 및 추정 수속 속도의 향상은 매우 중요한 의미를 갖는다. 즉, 피가열 냉각물의 온도를 정확하게 추정할 수 없는 경우에는, 적절한 가열냉각 처리가 행해지지 않게 된다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 행해진 것으로, 추정 대상의 온도를 직접 측정할 수 없고, 추정 대상과 온도측정 가능점 사이의 열저항이 가열냉각 처리시에 변화되는 경우라도, 추정 대상의 온도를 정밀하고 신속하게, 또한 가벼운 연산 처리로 추정할 수 있는 온도추정방법 및 장치를 제공하는 것을 제1의 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 추정 대상의 온도를 직접 측정할 수 없고, 추정 대상과 온도측정 가능점 사이의 열저항이나 추정 대상의 열용량이 가열냉각 처리시에 변화되는 경우라도, 추정 대상의 온도를 정밀하고 신속하게, 또한 가벼운 연산 처리로 추정할 수 있는 온도추정방법 및 장치를 제공하는 것을 제2의 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 온도추정방법은, 추정 대상과의 사이에 열저항을 갖는 온도측정 가능점의 온도를 측정하는 측정 스텝과, 상기 온도측정 가능점의 온도로부터 구해지는 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량과, 상기 온도측정 가능점과 상기 추정 대상에 관한 열전달 모델에 의거하여 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량을 추정한 값인 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값과, 상기 열전달 모델에 의거하여 상기 추정 대상의 온도 변화량을 추정한 값인 추정 대상의 온도 변화량 가추정값으로부터, 상기 추정 대상의 온도 변화량의 참값을 추정하는 온도 변화량 추정 스텝과, 이 온도 변화량 추정 스텝에서 추정된 온도 변화량의 참값으로부터 상기 추정 대상의 온도의 참값을 추정하는 온도추정 스텝을 갖는 것이다.

또한 본 발명의 온도추정장치는, 추정 대상과의 사이에 열저항을 갖는 온도측정 가능점과 상기 추정 대상에 관한 열전달 모델의 파라미터를 기억하는 기억부와, 상기 온도측정 가능점의 온도를 측정하는 온도 측정부와, 상기 온도측정 가능점의 온도로부터 구해지는 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량과, 상기 열전달 모델에 의거하여 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량을 추정한 값인 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값과, 상기 열전달 모델에 의거하여 상기 추정 대상의 온도 변화량을 추정한 값인 추정 대상의 온도 변화량 가추정값으로부터, 상기 추정 대상의 온도 변화량의 참값을 추정하는 온도 변화량 추정부와, 이 온도 변화량 추정부에서 추정된 온도 변화량의 참값으로부터 상기 추정 대상의 온도의 참값을 추정하는 온도 추정부를 갖는 것이다.

또한 본 발명의 온도추정방법은, 추정 대상과의 사이에 열저항을 갖는 온도측정 가능점의 온도를 측정하는 측정 스텝과, 상기 온도측정 가능점의 온도로부터 구해지는 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량의 실측값과, 상기 온도측정 가능점과 상기 추정 대상에 관한 열전달 모델에 의거하여 추정한 값인 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값과, 상기 열전달 모델에 의거하여 추정한 값인 상기 추정 대상의 온도 변화량 제1가추정값으로부터, 상기 추정 대상의 열용량값이 변화되지 않는다고 간주한 값인 상기 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값을 구하는 온도 변화량 추정 스텝과, 상기 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값과 상기 열전달 모델로부터 상기 열저항값의 변화분을 추정하는 열저항값 변화 계수 추정스텝과, 다른 샘플링 시각의 상기 온도측정 가능점의 온도와 상기 열저항값의 변화분으로부터 상기 추정 대상의 온도의 참값을 추정하는 온도추정 스텝을 갖는 것이다.

또한 본 발명의 온도추정장치는, 추정 대상과의 사이에 열저항을 갖는 온도측정 가능점과 상기 추정 대상에 관한 열전달 모델의 파라미터를 기억하는 기억부와, 상기 온도측정 가능점의 온도를 측정하는 온도 측정부와, 상기 온도측정 가능점의 온도로부터 구해지는 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량의 실측값과, 상기 열전달 모델에 의거하여 추정한 값인 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값과, 상기 열전달 모델에 의거하여 추정한 값인 상기 추정 대상의 온도 변화량 제1가추정값으로부터, 상기 추정 대상의 열용량값이 변화되지 않는다고 간주한 값인 상기 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값을 구하는 온도 변화량 추정부와, 상기 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값과 상기 열전달 모델로부터 상기 열저항값의 변화분을 추정하는 열저항값 변화 계수 추정부와, 다른 샘플링 시각의 상기 온도측정 가능점의 온도와 상기 열저항값의 변화분으로부터 상기 추정 대상의 온도의 참값을 추정하는 온도 추정부를 갖는 것이다.

[발명의 효과]

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 온도측정 가능점의 온도를 측정하는 측정 스텝과, 온도측정 가능점의 온도로부터 구해지는 온도측정 가능점의 온도 변화량과, 온도측정 가능점과 추정 대상에 관한 열전달 모델에 의거하여 온도측정 가능점의 온도 변화량을 추정한 값인 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값과, 열전달 모델에 의거하여 추정 대상의 온도 변화량을 추정한 값인 추정 대상의 온도 변화량 가추정값으로부터, 추정 대상의 온도 변화량의 참값을 추정하는 온도 변화량 추정 스텝과, 이 온도 변화량 추정 스텝에서 추정된 온도 변화량의 참값으로부터 추정 대상의 온도의 참값을 추정하는 온도추정 스텝을 실행함으로써, 추정 대상의 온도를 직접 측정할 수 없고, 추정 대상과 온도측정 가능점 사이의 열저항이 추정 대상마다 변동하거나, 가열냉각 처리중에 열저항이 열전달 모델의 동정시의 값으로부터 변화하는 경우라도, 추정 대상의 온도를 정밀하고 신속하게 추정할 수 있다. 또한 본 발명에서는, 열저항이 온도추정 중에 계속해서 변화되고 있어도, 열저항 변화의 영향을 받지 않기 때문에, 추정 대상의 온도를 신속하고 정밀하게 추정할 수 있다. 또한 본 발명에서는, 수치해석적인 처리나 통계적인 처리를 필요로 하지 않기 때문에, 계산량을 상당히 적게 할 수 있고, 비교적 처리 능력이 부족한 가열냉각 처리장치의 온도제어 프로세서를 있어서도 실시간 처리에 충분히 견딜 수 있을 정도의 가벼운 연산으로 온도 추정처리를 행할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 온도측정 가능점의 온도를 측정하는 측정 스텝과, 온도측정 가능점의 온도로부터 구해지는 온도측정 가능점의 온도 변화량의 실측값과, 온도측정 가능점과 추정 대상에 관한 열전달 모델에 의거하여 추정한 값인 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값과, 열전달 모델에 의거하여 추정한 값인 추정 대상의 온도 변화량 제1가추정값으로부터, 추정 대상의 열용량값이 변화되지 않는다고 간주한 값인 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값을 구하는 온도 변화량 추정 스텝과, 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값과 열전달 모델로부터 열저항값의 변화분을 추정하는 열저항값 변화계수 추정스텝과, 다른 샘플링 시각의 온도측정 가능점의 온도와 열저항값의 변화분으로부터 추정 대상의 온도의 참값을 추정하는 온도추정 스텝을 실행함으로써, 추정 대상의 온도를 직접 측정할 수 없고, 추정 대상과 온도측정 가능점 사이의 열저항값이나 추정 대상의 열용량값이 불분명하여, 열저항값이나 열용량값이 추정 대상마다 변동하거나, 가열냉각 처리중에 열저항값이나 열용량값이 열전달 모델의 동정시의 값으로부터 변화되거나 하는 경우라도, 추정 대상의 온도를 정밀하고 신속하게 추정할 수 있다. 또한 본 발명에서는, 추정 대상과 온도측정 가능점 사이의 열저항값이나 추정 대상의 열용량값이 온도추정 중에 계속해서 변화되고 있어도, 그것들의 변화에 비하여 충분히 빠른 주기로 연산을 실행하면, 열저항값의 변화나 열용량값의 변화의 영향을 받지 않기 때문에 , 추정 대상의 온도를 신속하고 정밀하게 추정할 수 있다. 또한 본 발명에서는, 추정 대상과 온도측정 가능점 사이의 열저항값의 변화를 신속하고 정밀하게 산출할 수 있다. 또한 본 발명에서는, 시간축 방향으로 불과 수 샘플링의 수치계산을 할 뿐이며, 수치해석적인 처리나 통계적인 처리를 필요로 하지 않기 때문에, 계산량을 상당히 적게 할 수 있고, 비교적 처리 능력이 부족한 가열냉각 처리장치의 온도제어 프로세서에 있어서도 실시간 처리에 충분히 견딜 수 있을 정도의 가벼운 연산으로 온도추정 처리 및 열저항값 변화 계수추정 처리를 행할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 가열냉각 처리장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 2는, 도 1의 가열냉각 처리장치에 있어서의 콘트롤러의 온도추정장치의 구성예를 나타내는 블럭도다.

도 3은, 도 2의 온도추정장치의 동작을 나타내는 플로챠트다.

도 4는, 도 2의 온도추정장치에 의한 워크 온도의 추정 결과와 워크 온도의 실제로 실측값의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 5는, 도 2의 온도추정장치에 의한 열저항값 변화 계수의 추정 결과와 열저항값 변화 계수의 실측값의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 6은, 도 2의 온도추정장치에 의한 워크 온도의 추정 결과와 워크 온도의 실측값의 다른 예를 나타내는 도다.

도 7은, 도 2의 온도추정장치에 의한 열저항값 변화 계수의 추정 결과와 열저항값 변화 계수의 실측값의 다른 예를 나타내는 도다.

도 8은, 도 2의 온도추정장치에 의한 워크 온도의 추정 결과와 워크 온도의 실측값의 다른 예를 나타내는 도다.

도 9는, 도 2의 온도추정장치에 의한 열저항값 변화 계수의 추정 결과와 열저항값 변화 계수의 실측값의 다른 예를 나타내는 도다.

도 10은, 본 발명의 제2실시예에 따른 가열냉각 처리장치에 있어서의 콘트롤러의 온도추정장치의 구성 예를 나타내는 블럭도다.

도 11은, 도 10의 온도추정장치의 동작을 나타내는 플로챠트다.

도 12는, 도 10의 온도추정장치에 의한 워크 온도의 추정 결과와 워크 온도의 실측값의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 13은, 도 10의 온도추정장치에 의한 워크 온도의 추정 결과와 워크 온도의 실측값의 다른 예를 나타내는 도다.

도 14는, 도 10의 온도추정장치에 의한 열저항값 변화 계수의 추정 결과와 열저항값 변화 계수의 실측값의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 15는, 도 10의 온도추정장치에 의한 열용량값 변화 계수의 추정 결과와 열용량값 변화 계수의 실측값의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 16은, 도 10의 온도추정장치에 의한 워크 온도의 추정 결과와 워크 온도의 실측값의 다른 예를 나타내는 도다.

도 17은, 도 10의 온도추정장치에 의한 열저항값 변화 계수의 추정 결과와 열저항값 변화 계수의 실측값의 다른 예를 나타내는 도다.

도 18은, 도 10의 온도추정장치에 의한 열용량값 변화 계수의 추정 결과와 열용량값 변화 계수의 실측값의 다른 예를 나타내는 도다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

[제1실시예]

도 1에 본 발명의 제1실시예에 따른 가열냉각 처리장치의 구성을 나타낸다. 도 1에 있어서, 2는 워크(1)를 올려놓는 열판, 3은 열판(2)에 부착된 히터, 4는 히터(3)에 부착된 온도센서, 5는 콘트롤러, 6은 환경온도센서다. 콘트롤러(5)는, 온도추정장치(50)와, 제어장치(51)를 갖는다. 콘트롤러(5)는, CPU, 기억장치 및 인터페이스를 구비한 컴퓨터와 이들의 하드웨어 자원을 제어하는 프로그램에 의해 실현할 수 있다. CPU는, 기억장치에 격납된 프로그램에 따라 이하와 같은 처리를 실행한다.

이하, 온도추정장치(50)에 의한 온도추정의 원리를 설명한다. 히터(3)의 온도를 T_h, 추정하고자 하는 워크(1)의 온도를 T_w, 주위의 환경온도를 T_e, 콘트롤러(5)의 제어장치(51)로부터 히터(3)에 출력되는 콘트롤러 출력값을 MV, 샘플링 시각(샘플링 주기)을 t_s로 하고, 히터 온도 T_h와 워크 온도 T_W에 대해, 온도측정 가능점(히터(3))과 추정대상(워크(1))에 관한 열전달 모델로부터 식을 세우고 그것을 이산화하여 정리하면, 다음과 같이 된다.

… (1)

… (2)

식(1), 식(2)에 있어서, T_w(n)은 시각 n에 있어서의 워크 온도, T_w(n+1)은 시각 n부터 샘플링 시간 t_s후의 시각 n+1에 있어서의 워크 온도, T_h(n)은 시각 n에 있어서의 히터 온도, T_h(n+1)은 시각 n+1에 있어서의 히터 온도다. 또한 계수 a, b, c, d는, 열전달 모델의 파라미터다. 이 계수 a, b, c, d는, 장치의 메인티넌스중에, 히터 온도 T_h, 워크 온도 T_w 및 환경온도 T_e를 시계열적으로 계측하여, 최소 2승법 등을 사용함으로써 동정한 값이다. 또한, 히터 온도 T_h와 환경온도 T_e는 메인터넌스시 및 본 운전시 중 어디에 있어서도 측정가능하지만, 워크 온도 T_w는 메인터넌스시만 측정가능하고, 본 운전중은 측정 불가능으로 한다. 단, 워크 초기 온도는 측정 가능 또는 다른 개소의 온도에서 근사 가능하게 한다.

또한 본 운전시에 있어서는, 온도측정 가능점인 히터(3)와 추정 대상인 워크(1) 사이의 열저항값은, 워크 마다 변동하여, 불분명하다고 하자. 열전달 모델의 동정시에 구한 열저항값에 대하여 본 운전중에 변화된 열저항의 변화분(정확하게는, 열저항의 역수의 변화분)을 열저항값 변화 계수 m_r으로 하고, 열저항값 변화 계수 m_r를 고려한 본 운전시의 열전달 모델에 의한 식을 이산화하여 정리한 결과는, 다음과 같이 된다.

… (3)

… (4)

식(1), 식(2)는 동정시의 열전달 모델에 의거하여 워크 온도 T_w, 히터 온도 T_h를 추정하는 식이지만, 전술한 바와 같이 식(3), 식(4)는 또한 열저항값 변화 계수 m_r를 고려하여 워크 온도 T_w, 히터 온도 T_h를 추정하는 식으로, 식(3), 식(4)에서 구하는 워크 온도 T_w(n+1), 히터 온도 T_h(n+1)는 참값에 상당한다.

시각 n까지의 히터 온도 T_h, 워크 온도 T_w 및 환경온도 T_e가 기존에 알려진 혹은 적절하게 추정되고 있을 때, 시각 n부터 시각 n+1까지의 2샘플링간의 워크 온도 변화량은, 동정시의 열전달 모델에 근거하는 추정에 의하면, 식(1)로부터 다음 식과 같이 된다.

… (5)

식(5)에 나타내는 값을 워크 온도 변화량의 가추정값으로 부른다.

또한 본 운전시의 워크 마다의 열저항값 변화 계수 m_r를 고려하면, 워크 온도 변화량은 식(3)으로부터 다음 식과 같이 된다.

… (6)

식(6)에 나타내는 값을 워크 온도 변화량의 참값이라고 부른다.

2샘플링 간의 워크 온도 변화량의 가추정값과 참값의 차이는, 식(5)의 우변과 식(6)의 우변의 차가 되며, 다음 식과 같이 된다.

… (7)

마찬가지로, 시각 n까지의 히터 온도 T_h, 워크 온도 T_w 및 환경온도 T_e가 기존에 알려진 혹은 적절히 추정되고 있을 때, 시각 n부터 시각 n+1까지의 2샘플링 사이의 히터 온도 변화량은, 동정시의 열전달 모델에 근거하는 추정에 의하면, 식(2)로부터 다음 식과 같이 된다.

… (8)

식(8)에 나타내는 값을 히터 온도 변화량의 가추정값이라 부른다.

또한 본 운전시의 워크 마다의 열저항값 변화 계수 m_r를 고려하면, 히터 온도 변화량은 식(4)로부터 다음 식과 같이 된다.

… (9)

식(9)에 나타내는 값을 히터 온도 변화량의 참값이라고 부른다.

2샘플링간의 히터 온도 변화량의 가추정값과 참값의 차이는, 식(8)의 우변과 식(9)의 우변의 차이가 되고, 다음 식과 같이 된다.

… (10)

여기에서, 식(7), 식(10)을 잘 보면, 다음 식이 성립하는 것을 알 수 있다.

(워크 온도 변화량의 가추정값-워크 온도 변화량의 참값)

/ (히터 온도 변화량의 참값-히터 온도 변화량의 가추정값)=a/d ·‥ (11)

즉, 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값을 실제의 측정값으로부터 구하여, 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값과 가추정값의 차이를 계산하고, 계산한 값에 a/d를 곱하는 것으로, 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 가추정값과 참값의 차이를 구할 수 있다.

동정시의 열전달 모델에 근거하는 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 가추정값은 계산가능하다. 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값을 △T_h, 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 가추정값을 헷△T_h _,model(이하, 마찬가지로 문자 위에 첨부한 「∧」을 헷이라고 부른다), 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 가추정값을 헷△T_W _, _model이라고 하면, 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 참값의 추정값 헷△T_w은, 다음 식과 같이 구해진다.

[수1］

… (12)

식(12)의 관계를 사용하여, 시각 n부터 시각 n+1까지의 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 참값의 추정값을 헷△T_w(n)이라고 하면, 시각 n+1에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n+1)은, 시각 n에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)으로부터 다음 식과 같이 계산할 수 있다.

[수2]

… (13)

또한, 식(6)에 있어서, 시각 n에 있어서의 워크 온도 T_w(n) 대신에 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)을 사용하여, 워크 온도 변화량 T_w(n+1)-T_w(n) 대신에 워크 온도 변화량의 추정값 헷△T_w(n)을 사용하면, 시각 n에 있어서의 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)은 다음 식으로 구할 수 있다.

[수3]

… (14)

도 2에 나타내는 바와 같이, 온도추정장치(50)는, 미리 동정된 열전달 모델의 파라미터와 측정 데이터와 계산 데이터를 기억하는 기억부(500)와, 온도 측정부(501)와, 워크 온도 변화량 추정부(502)와, 워크 온도 추정부(503)와, 열저항값 변화 계수 추정부(504)를 갖는다.

도 3을 사용하여 온도추정장치(50)의 동작을 설명한다. 우선, 온도 측정부(501)는, 본 운전 전의 초기 상태에 있어서, 온도센서(4)에 의해 측정된 히터 온도 T_h와, 환경 온도 센서(6)에 의해 측정된 환경온도 T_e와, 초기 상태만 사용가능한 온도센서에 의해 측정된 워크 온도 T_w를 취득한다. 기억부(500)는, 온도 측정부(501)가 취득한 히터 온도 T_h와 환경온도 T_e와 워크 온도 T_w를 기억한다(도 3스텝S1).

계속해서, 본 운전이 개시되면, 온도 측정부(501)는, 현 시각 n+1에 있어서의 히터 온도 T_h(n+1)와 환경온도 T_e(n+1)를 취득한다. 기억부(500)는, 온도 측정부(501)가 취득한 히터 온도 T_h(n+1)와 환경온도 T_e(n+1)를 기억한다(스텝S2).

다음에 워크 온도 변화량 추정부(502)는, 기억부(500)에 기억된 값을 참조하여, 현 시각 n+1의 히터 온도 T_h(n+1)와 1샘플링전의 시각 n의 히터 온도 T_h(n)의 차이, 즉 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값△T_h을 계산하고, 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 가추정값 헷△T_h _, _model을 식(8)에 의해 계산하고, 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 가추정값 헷△T_w _, _model을 식(5)에 의해 계산하고, 이들의 계산한 값으로부터 식(12)에 의해 시각 n부터 시각 n+1까지의 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 추정값 헷△T_w(n)을 계산한다(스텝S3). 기억부(500)는, 이 워크 온도 변화량의 추정값 헷△T_w(n)을 기억한다.

이 때, 현 시각 n+1이 워크 투입후의 최초의 샘플링 시각인 경우에는, 식(5), 식(8)에 있어서의 히터 온도 T_h(n)는 초기 상태에서 측정된 온도, 워크 온도 T_w(n)는 초기 상태에서 측정된 온도 또는 다른 개소의 온도에서 근사된 온도가 된다. 또한 식(8)에 있어서의 콘트롤러 출력값 MV(n)은 시각 n에 있어서 제어장치(51)가 산출한 값이지만, 현 시각 n+1이 워크 투입후의 최초의 샘플링 시각인 경우에는, 초기 상태에서 출력된 값이 된다.

계속해서, 워크 온도 추정부(503)는, 기억부(500)에 기억된 워크 온도 변화량의 추정값 헷△T_w(n)과 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)으로부터 식(13)에 의해, 현 시각 n+1에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n+1)을 계산한다(스텝S4). 기억부(500)는, 이 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n+1)을 기억한다. 또한, 현 시각 n+1이 워크 투입후의 최초의 샘플링 시각인 경우, 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)으로서는 초기 상태에서 측정 또는 다른 개소의 온도에서 근사된 워크 온도 T_w가 사용된다.

다음에 열저항값 변화 계수 추정부(504)는, 기억부(500)에 기억된 워크 온도변화량의 추정값 헷△T_w(n)과 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)과 히터 온도 T_h(n)와 환경 온도 T_e(n)로부터 식(14)에 의해, 시각 n에 있어서의 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)을 계산한다(스텝S5). 기억부(500)는, 이 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)을 기억한다. 또한, 현 시각 n+1이 워크 투입후의 최초의 샘플링 시각인 경우에는, 환경온도 T_e(n)는 초기 상태에서 측정된 값이 된다.

이하, 마찬가지로 가열냉각 처리장치의 동작이 정지할 때까지(스텝S6에 있어서 YES), 스텝S2∼S5의 처리가 샘플링 시간마다 반복된다. 현 시각 n+1이 워크 투입후의 최초의 샘플링 시각이 아닐 경우에는, 히터 온도 T_h(n)와 환경온도 T_e(n)는 1샘플링전에 취득된 값이 되고, 식(5), 식(8)의 워크 온도 T_w(n)로서는 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)이 사용된다.

이러한 온도추정장치(50)의 동작과 병행하여, 콘트롤러(5)의 제어장치(51)는, 온도추정장치(50)가 계산한 시각 n에 있어서의 워크 온도의 추정값을 취득하여, 이 워크 온도의 추정값이 목표온도와 일치하도록 콘트롤러 출력값 MV을 산출하고, 이 콘트롤러 출력값 MV을 시각 n+1에 있어서 히터(3)에 출력한다.

이상과 같이, 본 실시예에서는, 본 운전중에 워크(1)와 히터(3) 사이의 열저항값이 모델 동정시의 값으로부터 변화되었다고 해도, 그 변화량을 알지 못하고 바로 워크 온도를 추정할 수 있다. 또한 본 실시예에서는, 산출한 워크 온도를 이용 하여 바로 열저항값의 변화량을 추정할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 열저항값의 변화량을 몰라도 신속하게 온도 추정할 수 있기 때문에, 온도추정 중에 연속해서 열저항값이 변화되는 경우에도 바로 온도추정이 가능하며, 그것을 이용하여 연속해서 변화되고 있는 열저항값도 산출가능하다. 또한 본 실시예에서는, 온도의 추정 연산에 수치해석이나 통계적인 연산을 사용하고 있지 않기 때문에, 계산 부하가 가벼워, 기능이 약한 프로세서에서도 실장가능하다.

또한 본 실시예에서는, 워크 온도의 참값과 열전달 모델로부터, 워크(1)와 히터(3) 사이의 열저항의 변화분을 추정하는 열저항값 변화계수 추정스텝을 실행함으로써, 열저항값의 변화를 신속하고 정밀하게 산출할 수 있다. 이 경우, 열저항값의 변화는, 예기하지 않는 변화라도 상관없다. 또한 본 실시예에서는, 그때까지 구한 열저항값을 고정값으로서 이용하여, 히터(3)의 온도변화가 측정오차정도에 가까운 레벨까지 작아진 후라도 워크 온도를 정밀하게 구할 수 있다.

도 4∼도 9에 본 실시예의 효과를 나타낸다. 도 4, 도 6, 도 8은 본 실시예에 의한 워크 온도의 추정 결과와 워크 온도의 실측값의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 5, 도 7, 도 9는 본 실시예에 의한 열저항값 변화 계수의 추정 결과와 열저항값 변화 계수의 실측값의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 4, 도 5의 예에서는, 워크(1)와 히터(3) 사이의 열저항값이 본 운전시에 모델 동정시의 값으로부터 변화되어 일정한 값이 되었을 경우를 상정하고 있지만, 워크 온도의 추정값 헷 T_w과 워크 온도의 실측값 T_w은 자주 일치하고 있으며, 마찬가지로 열저항값 변화 계수의 추 정값 헷 m_r과 열저항값 변화 계수의 실측값 m_r도 자주 일치하고 있어, 워크 온도, 열저항값 모두 정밀하게 추정할 수 있음을 알았다. 또한 도 6, 도 7의 예에서는, 워크(1)와 히터(3) 사이의 열저항값이 온도추정중에 계속해서 변화되는 경우를 상정하고 있지만, 워크 온도, 열저항값 모두 정밀하게 추정할 수 있음을 알았다. 또한, 도 8, 도 9의 예에서는, 워크(1)와 히터(3) 사이의 열저항값이 온도추정중에 불규칙적으로 계속해서 변화하는 경우를 상정하고 있지만, 워크 온도, 열저항값 모두 정밀하게 추정할 수 있음을 알았다.

본 실시예에서는, 히터 온도 변화량의 실측값과 열전달 모델에 근거하는 히터 온도 변화량의 가추정값의 차이가, 열전달 모델에 근거하는 워크 온도 변화량의 가추정값과 워크 온도 변화량의 참값의 차이와 a/d로 나타내는 일정한 관계가 되고 있다. 이 비 a／d는, 원래의 열전달 모델에서의 미분 방정식으로 되돌아와 생각하면, 히터 온도로 대표되는 온도측정 가능점과 워크 온도로 대표되는 추정 대상의 열용량비가 되고 있다.

또한 본 실시예에서는, 워크가 추정 대상으로, 히터를 온도측정 가능점으로 하고 있지만, 반대로 워크 온도가 측정가능하고, 히터 온도가 측정 불가능한 경우에도 식(11)의 관계는 완전 동일하므로, 히터 온도 변화량의 참값의 추정값 헷△T_h은, △T_w를 워크 온도 변화량의 실측값으로서, 다음 식과 같이 산출할 수 있다.

[수4]

… (15)

유도가열장치 등은, 워크측에서 열이 발생하므로, 워크를 가열원으로 간주할 수 있으며, 워크 온도를 측정할 수 없는 경우가 많다. 이러한 경우에는, 워크 온도를 T_h, 장치측정 가능점의 온도를 T_w로 두고, 식(15)를 사용하여 워크 온도를 추정하는 방법이 적절하다.

또한 본 실시예에서는, 온도측정요소는, 히터 온도, 워크 온도, 환경온도뿐이지만, 본 운전중 모델의 모델 동정시로부터의 변화가 히터와 워크 사이의 열저항값뿐인 경우에는, 히터·워크간 이외의 모델 요소의 수를 늘려도 식(5), 식(6)이나, 식(8), 식(9)에서 사라지게 되는 항이 늘어날 뿐으로, 결과적으로 식(11)을 도출할 수 있기 때문에, 같은 방식을 적용할 수 있다. 상기한 바와 같이 워크 온도가 측정가능하고, 히터 온도가 측정 불가능할 경우, 유도가열장치 등과 같이 워크를 가열원으로 간주할 수 있고, 워크 온도를 측정 불가능할 경우, 또는 콘트롤러의 출력과 히터 사이에 별도의 모델 요소가 들어가는 경우라도 히터·워크간 이외의 모델 요소의 수를 늘려도 마찬가지로 식(11)을 도출할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 히터 온도는, 콘트롤러 출력값의 영향을 직접 받도록 모델화되고 있지만, 하기의 식(16), 식(17)과 같이, 콘트롤러의 출력과 히터 사이에 별도의 모델 요소를 넣어도 된다. 식(16), 식(17)에서는, 모델 요소 p의 온도를 T_p로 하고 있다.

… (16)

… (17)

식(8), 식(9) 대신에, 식(16)의 우변과 식(17)의 우변의 차이를 구하면, 히터 온도와 워크 온도 이외의 요소는 사라지고, 결국 식(10)이 산출되어, 역시 결과적으로 식(11)을 도출할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)의 계산시에, 식(6)을 변형한 식(14)를 사용하고 있기 때문에, 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)과 워크 온도 변화량의 추정값 헷△T_w(n)을 사용하고 있지만, 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)은, 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)과 식(9)를 변형시킨 하기의 식(18)에 의해서도 구할 수 있다.

[수5]

… (18)

마찬가지로, 콘트롤러의 출력과 히터 사이에 별도의 모델 요소가 들어갈 경우에는, 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)은, 식(17)을 변형시킨 하기의 식(19)에 의해서도 구할 수 있다.

[수6]

… (19)

마찬가지로, 유도가열장치 등과 같이 워크를 가열원으로 간주할 수 있고, 워크 온도를 측정 불가능할 경우에는, 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷m_r(n)은, 식(14) 또는 식(18)의 T_h를 헷 T_w, 헷 T_w를 T_h로 치환한 식에 의해 구할 수 있다.

[제2실시예]

다음에 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예에 있어서도, 가열냉각 처리장치의 구성은 제1실시예과 동일하므로, 도 1의 부호를 사용하여 설명한다.

최초에, 본 실시예의 온도추정장치(50)에 의한 온도추정의 원리를 설명한다. 히터 온도 T_h와 워크 온도 T_w에 대해, 온도측정 가능점(히터(3))과 추정 대상(워크(1))에 관한 열전달 모델로부터 식을 세우고 그것을 이산화하여 정리하면, 시각 n+1에 있어서의 워크 온도 T_w(n+1)는 상기의 식(1)과 같이 되고, 시각 n+1에 있어서의 히터 온도 T_h(n+1)는 상기의 식(2)와 같이 된다.

본 운전시에 있어서는, 추정 대상인 워크(1)의 열용량값은, 워크 마다 변동하여 불분명하다고 하자. 열전달 모델의 동정시에 구한 열용량값에 대하여 본 운전중에 변화된 열용량의 변화분을 열용량값 변화 계수 k_r로 하고, 열용량값 변화 계수 k_r을 고려한 본 운전시에서의 열전달 모델에 의한 식을 이산화하여 정리한 결과는, 다음과 같이 된다.

… (20)

… (21)

식(21)을 보면 알 수 있는 바와 같이, 히터 온도 T_h에 관한 모델식에는 워크(1)의 열용량의 변화는 직접적으로는 나타나지 않는다. 워크 온도 T_w에 관해, 시각 n까지의 온도가 기존에 알려진 또는 적절하게 추정되고 있다고 할 때, 시각 n로부터 시각 n+1까지의 히터 온도 T_h의 변화에 관한 식은, 다음 식이 된다.

[수7］

… (22)

마찬가지로, 워크 온도 T_w에 관해, 시각 n까지의 온도가 기존에 알려진 혹은 적절히 추정되고 있다고 할 때, 시각 n+1부터 시각 n+2까지의 히터 온도 T_h의 변화에 관한 식은, 다음 식이 된다.

[수8]

… (23)

식(22), 식(23) 안에서 측정 불능 혹은 알지 못하는 파라미터는, 시각 n에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)(이하, 마찬가지로 문자 위에 붙인 「∧」을 헷이라고 부른다), 시각 n+1에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n+1)이다. 헷 T_w(n), 헷 T_w(n+1)을 각각 1시점 앞의 히터 온도를 사용하여 추정한다. 즉, 시각 n+1의 히터 온도 T_h(n+1)를 사용하여 추정한, 시각 n에 있어서의 워크 온도의 추정값을 헷 T_w _, _rev(n)으로 하면, 헷 T_w _, _rev(n)은 식(22)로부터 다음 식과 같이 추정할 수 있다.

[수9]

… (24)

마찬가지로, 시각 n+2의 히터 온도 T_h(n+2)를 사용하여 추정한, 시각 n+1에 있어서의 워크 온도의 추정값을 헷 T_w _, _rev(n+1)로 하면, 헷 T_w _, _rev(n+1)은 식(23)으로부터 다음 식과 같이 추정할 수 있다.

[수10]

… (25)

또한 식(20)으로부터 이하의 식(26)을 얻을 수 있다.

[수11]

… (26)

단, 식(24), 식(25)로부터 시각 n+2의 히터 온도 T_h(n+2)를 계측했을 때, 식(26)의 좌변의 헷 T_w(n+1)-헷 T_w(n)의 부분은, 헷 T_w _, _rev(n+1)-헷 T_w _, _rev(n)으로서 추정할 수 있다. 식(26)의 우변은, 헷 T_w(n)이 시각 n+1에 있어서 헷 T_w _, _rev(n)으로서 추정 가능하기 때문에, 결국 n+2의 시점에서, 시각 n에 있어서의 열용량값 변화 계수의 추정값 헷 k_r(n)을 계산할 수 있게 된다.

이상으로부터, 열전달 모델의 동정시에 구한 워크(1)의 열용량값에 대하여 본 운전중의 열용량값의 변화 정도가 불분명한 경우에도, 워크 온도 및 워크 열용량값을 계산할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한 모델 식의 1스텝이 워크 열용량값의 변화에 비하여 충분히 짧은 간격이면, 열용량값이 동적으로 변화되어도 동일한 계산이 가능하다.

다음에 본 운전시에 있어서, 온도측정 가능점인 히터(3)와 추정 대상인 워크(1) 사이의 열저항값 및 워크(1)의 열용량값이 워크 마다 변동하여 불분명할 경우에, 워크 온도, 워크 열용량값, 히터(3)와 워크(1) 사이의 열저항값을 추정한다. 열전달 모델의 동정시에 구한 열저항값에 대하여 본 운전중에 변화된 열저항값의 변화분(정확하게는, 열저항값의 역수의 변화분)을 열저항값 변화 계수 m_r로 하고, 열전달 모델의 동정시에 구한 열용량값에 대하여 본 운전중에 변화된 열용량값의 변화분을 상기와 같이 열용량값 변화 계수 k_r로 하여, 이것들의 변화 계수를 고려한 본 운전시의 열전달 모델에 의한 식을 이산화하여 정리한 결과는, 다음과 같아진다.

… (27)

… (28)

시각 n부터 시각 n+1까지의 2샘플링간의 워크 온도 변화량은, 동정시의 열전달 모델에 근거하는 추정에 의하면 다음 식과 같아진다.

… (29)

식(29)에 나타내는 워크 온도 변화량 T_w(n+1)-T_w(n)을 워크 온도 변화량의 제1가추정값으로 부른다.

또한 본 운전시의 워크 마다의 열저항값 및 열용량값의 모델 동정시와의 차이를 고려하면, 2샘플링간의 워크 온도 변화량은 다음 식과 같이 된다.

… (30)

식(30)에 나타내는 워크 온도 변화량 k_r·(T_w(n+1)-T_w(n))을 워크 온도 변화량의 제2가추정으로 부른다. 이 제2가추정값은, 워크 온도 변화량의 참값(T_w(n+1)- T_w(n))을 k_r배로 한 것이며, 워크(1)의 열용량값이 변화되지 않는다고(즉, 열용량값 변화 계수 k_r을 1로 한다) 간주한 값이다. 또한, 이 제2가추정값은, 히터(3)와 워크(1) 사이의 열저항값에 대해서는 변화되는 것으로서 고려하고 있다.

2샘플링간의 워크 온도 변화량의 제1가추정값과 제2가추정값의 차이는, 식(29)의 우변과 식(30)의 우변의 차이가 되며, 다음 식과 같이 된다.

… (31)

마찬가지로, 시각 n부터 시각 n+1까지의 2샘플링간의 히터 온도 변화량은, 동정시의 열전달 모델에 근거하는 추정에 의하면 다음 식과 같이 된다.

… (32)

식(32)에 나타내는 히터 온도 변화량 T_h(n+1)-T_h(n)을 히터 온도 변화량의 가추정값이라고 부른다.

또한 열저항값의 차이를 고려하면, 히터 온도 변화량은 다음 식과 같이 된다.

… (33)

식(33)에 나타내는 히터 온도 변화량 T_h(n+1)-T_h(n)을 히터 온도 변화량의 참값이라고 부른다.

2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값과 가추정값의 차이는, 식(32)의 우변 과 식(33)의 우변의 차이가 되고, 다음 식과 같이 된다.

t_s·(1-m_r)·d·(T_h(n)-T_w(n)) … (34)

여기에서, 식(31), 식(34)를 잘 보면, 다음 식이 성립하는 것을 알 수 있다.

(워크 온도 변화량의 제1가추정값-워크 온도 변화량의 제2가추정값)

/ (히터 온도 변화량의 참값-히터 온도 변화량의 가추정값)=a/d

·‥ (35)

즉, 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값을 실제의 측정값으로부터 구하고, 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값과 가추정값의 차이를 계산하여, 계산한 값에 a/d를 곱하는 것으로, 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 제1가추정값과 제2가추정값의 차이를 구할 수 있다.

동정시의 열전달 모델에 근거하는 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 제1가추정값은 계산가능하다. 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값을 △T_h(n), 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 가추정값을 헷△T_h _, _model(n), 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 제1가추정값을 헷△T_w _. _model(n), 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 제2가추정값을 헷△T_w,tmp(n)으로 하면, 헷△T_w _, _tmp(n)은 다음 식과 같이 구해진다.

[수12]

… (36)

시각 n+1에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w _, _tmp(n+1)은, 시각 n에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)으로부터 다음 식과 같이 계산할 수 있다.

[수13]

… (37)

한편, 식(30)에 있어서, 시각 n에 있어서의 워크 온도 T_w(n) 대신에 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)을 사용하고, k_r·(T_w(n+1)-T_w(n))=헷△T_w _, _tmp(n)으로서 m_r에 대하여 풀면, 시각 n에 있어서의 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)은 다음 식으로 구할 수 있다.

[수14]

… (38)

식(38)은, 시각 n의 워크 온도 추정값 헷 T_w(n)이 확실하면, 열용량값 변화 계수 k_r를 몰라도, 열저항값 변화 계수 m_r를 추정할 수 있음을 나타내고 있다.

다음에 식(33)을 사용하여, 시각 n부터 시각 n+1까지의 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값△T_h(n)=T_h(n+1)-T_h(n)과, 식(38)에서 구한 시각 n에 있어서의 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)으로부터, 시각 n에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w _, _rev(n)을 역으로 구한다.

[수15]

… (39)

또한, 다음의 샘플링 시각의 계측 스텝에서, 마찬가지로 시각 n+1부터 시각 n+2까지의 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값△T_h(n+1)=T_h(n+2)-T_h(n＋1)을 사용하여, 시각 n+1에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w _, _rev(n+1)을 역으로 구한다.

[수16]

… (40)

온도추정의 계산 주기가 열저항값의 변화 속도에 비해 충분히 빠른 경우에는, 시각 n+1에 있어서의 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n+1)과 시각 n에 있어서의 추정값 헷 m_r(n)이 거의 같은 값이므로, 식(40)에서는 시각 n에 있어서의 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)을 헷 m_r(n+1) 대신에 사용하고 있다. 즉, 본 실시예에서는, 열전달 모델식을 2샘플링 주기 돌릴 정도의 짧은 시간으로는 열저항값은 변화되지 않는 것으로서, 워크 온도를 추정한다.

식(40)에 나타낸 시각 n+1에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w _, _rev(n+1)과 식(39)에 나타낸 시각 n에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)의 차이를, 식(41)과 같이 시각 n부터 시각 n+1까지의 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 제3가추정값헷△T_w, _rev(n)으로서 구한다.

[수17]

… (41)

식(36)에서 구한 워크 온도 변화량의 제2가추정값 헷△T_w _, _tmp(n)은, 헷△T_w,_tmp(n)=k_r·(T_w(n+1)-T_w(n))으로, 이 (T_w(n+1)-T_w(n))을 헷△T_w _, _rev(n)으로 치환하여 k_r에 대해 풀면, 시각 n에 있어서의 열용량값 변화 계수 k_r의 추정값 헷 k_r(n)은 다음식과 같이 구할 수 있다.

[수18]

… (42)

또한, 워크 온도 변화량의 제3가추정값 헷△T_w _, _rev(n)이 시각 n부터 시각 n+1까지의 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 참값의 추정값 헷△T_w에 거의 같게 하면, 시각 n+1에 있어서의 워크 온도의 참값의 추정값 헷 T_w(n+1)은 식(41)을 역으로 풀면 다음 식에서 산출할 수 있다.

[수19]

… (43)

이후, 동일한 연산을 반복함으로써, 계속해서 열저항값, 열용량값 및 온도추정값의 각 스텝의 추정값을 계산할 수 있다.

다음에 이상과 같은 원리에 근거하는 본 실시예의 온도추정장치(50)의 동작을 설명한다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 온도추정장치(50)는, 미리 동정된 열전달 모델의 파라미터와 측정 데이터와 계산 데이터를 기억하는 기억부(600)와, 온도 측정부(601)와, 워크 온도 변화량 추정부(602)와, 워크 온도 추정부(603)와, 열저항값 변화 계수 추정부(604)와, 열용량값 변화 계수 추정부(605)를 갖는다.

도 11을 사용하여 본 실시예의 온도추정장치(50)의 동작을 설명한다. 우선, 온도 측정부(601)는 본 운전전의 초기 상태에 있어서, 온도센서(4)에 의해 측정된 히터 온도 T_h와, 환경온도센서(6)에 의해 측정된 환경온도 T_e와, 초기 상태만 사용 가능한 온도센서에 의해 측정된 워크 온도 T_w를 취득한다. 기억부(600)는, 온도 측정부(601)가 취득한 히터 온도 T_h와 환경온도 T_e와 워크 온도 T_w를 기억한다(도 11스텝S10).

계속해서, 본 운전이 개시되면, 온도 측정부(601)는, 현 시각 n+1에 있어서의 히터 온도 T_h(n+1)와 환경온도 T_e(n+1)를 취득한다. 기억부(600)는, 온도 측정부(601)가 취득한 히터 온도 T_h(n+1)와 환경온도 T_e(n+1)를 기억한다(스텝S11).

다음에 현 시각 n+1이 운전 개시 후의 최초의 샘플링 시각인 경우에는(스텝S12에 있어서 NO), 스텝S13으로 진행되고, 현 시각 n+1이 운전 개시 후의 2회째 이후의 샘플링 시각인 경우는(스텝S12에 있어서 YES), 스텝S15로 진행된다.

여기에서는, 최초의 샘플링 시각이므로, 워크 온도 변화량 추정부(602)는, 기억부(600)에 기억된 값을 참조하여, 현 시각 n+1의 히터 온도 T_h(n+1)와 1샘플링 전의 시각 n의 히터 온도 T_h(n)의 차이, 즉 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값△T_h(n)을 계산하고, 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 가추정값 헷△T_h _, _model(n)을 식(32)에 의해 계산하고, 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 제1가추정값 헷△T_w,model(n)을 식(29)에 의해 계산하고, 이들의 계산한 값으로부터 식(36)에 의해 시각 n부터 시각 n+1까지의 2샘플링간의 워크 온도 변화량의 제2가추정값 헷△T_w,tmp(n)을 계산한다(스텝S13). 기억부(600)는, 이 워크 온도 변화량의 제2가추정값 헷△T_w, _tmp(n)을 기억한다.

이 때, 현 시각 n+1이 운전 개시후의 최초의 샘플링 시각인 경우에는, 식(29), 식(32)에 있어서의 히터 온도 T_h(n)는 초기 상태에서 측정된 온도, 워크 온도 T_w(n)는 초기 상태에서 측정된 온도 또는 다른 개소의 온도에서 근사된 온도가 된다. 또한 식(32)에 있어서의 콘트롤러 출력값 MV(n)은 시각 n에 있어서 제어장치(51)가 산출한 값이지만, 현 시각 n+1이 운전 개시후의 최초의 샘플링 시각인 경우에는, 초기 상태에서 출력된 값이 된다.

계속해서, 열저항값 변화 계수 추정부(604)는, 기억부(600)에 기억된 워크 온도 변화량의 제2가추정값 헷△T_w _, _tmp(n)과 시각 n에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)과 히터 온도 T_h(n)와 환경온도 T_e(n)로부터, 식(38)에 의해 시각 n에 있어서의 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)을 계산한다(스텝S14). 기억부(600)는, 이 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)을 기억한다. 또한, 현 시각 n+1이 운전 개시 후의 최초의 샘플링 시각인 경우, 워크 온도의 추정값 헷 T_w(n)으로서는 초기 상태에서 측정 또는 다른 개소의 온도에서 근사된 워크 온도 T_w가 사용된다.

다음에 1샘플링 주기가 경과하여 현 시각 n+1이 운전 개시후의 2회째의 샘플링 시각이 된 경우의 동작을 설명한다. 스텝S11의 처리는 상기한 바와 같다.

현 시각 n+2가 운전 개시후의 2회째의 샘플링 시각이 되었을 경우, 워크 온도 추정부(603)는, 2샘플링간의 히터 온도 변화량의 참값△T_h(n+1)과 열저항값 변화 계수 추정부(604)가 계산한 열저항값 변화 계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n)과 히터 온도 T_h(n)와 콘트롤러 출력값 MV(n)으로부터, 식(40)에 의해 1주기 앞의 시각 n+1에 있어서의 워크 온도의 추정값 헷 T_w _, _rev(n+1)을 계산한다(스텝S15).

현 시각 n+2가 운전 개시 후의 2회째의 샘플링 시각인 경우, 워크 온도 변화량의 제3가추정값 헷△T_w _, _rev(n)을 식(41)에 의해, 이미 구해진 시각 n의 워크 온도 의 참값의 추정값 헷 T_w(n) 및 시각 n+1의 워크 온도의 추정값 헷 T_w _, _rev(n+1)으로부터 계산한다. 또 워크 온도의 참값의 추정값 헷 T_w(n+1)을 식(43)으로부터 구한다. 기억부(600)는, 워크 온도의 추정값 헷 T_w _, _rev(n+1)과 워크 온도의 참값의 추정값 헷 T_w(n+1)을 기억한다.

다음에 열용량값 변화 계수 추정부(605)는, 워크 온도 변화량 추정부(602)가 계산한 워크 온도 변화량의 제2가추정값 헷△T_w _, _tmp(n)과 워크 온도 추정부(603)가 계산한 워크 온도 변화량의 제3가추정값 헷△T_w _, _rev(n)으로부터, 식(42)에 의해 2주기 앞의 시각 n에 있어서의 열용량값 변화 계수 k_r의 추정값 헷 k_r(n)을 계산한다(스텝S16). 기억부(600)는, 이 열용량값 변화 계수 k_r의 추정값 k_r(n)을 기억한다.

이하, 마찬가지로 가열냉각 처리장치의 동작이 정지할 때까지(스텝S17에 있어서 YES), 스텝S11∼S16의 처리가 샘플링 시각마다 반복된다. 현 시각이 운전 개시 후의 최초의 샘플링 시각이 아닐 경우에는, 히터 온도 T_h(n)와 환경온도 T_e(n)는 1샘플링전에 취득된 값이 되고, 식(29), 식(32)의 워크 온도 T_w(n), 식(38), 식(43)의 워크 온도의 참값의 추정값 헷 T_w(n)으로서는 1시점 앞의 히터 온도 T_h(n+1)를 사용하여 계산된 값이 사용된다.

이러한 온도추정장치(50)의 동작과 병행하여, 콘트롤러(5)의 제어장치(51)는, 온도추정장치(50)가 계산한 시각 n에 있어서의 워크 온도의 참값의 추정값 헷 T_w(n)을 취득하고, 이 워크 온도의 추정값이 목표온도와 일치하도록 콘트롤러 출력값 MV를 산출하여, 시각 n+2이후에 히터(3)에 MV(n+i)로서 출력한다(i>1).

이상과 같이, 본 실시예에서는, 워크(1)의 온도를 직접 측정할 수 없고, 워크(1)와 히터(3) 사이의 열저항값이나 워크(1)의 열용량값이 불분명하여, 열저항값이나 열용량값이 워크(1) 마다 변동하거나, 본 운전중에 열저항값이나 열용량값이 열전달 모델의 동정시의 값으로부터 변화되거나 하는 경우라도, 워크(1)의 온도를 정밀하고 신속하게 추정할 수 있다. 또한 본 실시예에서는, 워크(1)와 히터(3) 사이의 열저항값의 변화 및 워크(1)의 열용량값의 변화를 신속하고 정밀하게 산출할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 열저항값의 변화량 및 열용량값의 변화량을 몰라도 신속하게 워크 온도를 추정할 수 있기 때문에, 온도추정중에 열저항값 및 열용량값이 변화되는 경우에도 바로 워크 온도의 추정이 가능하며, 그것을 이용하여 연속해서 변화되고 있는 열저항값 및 열용량값도 산출가능하다. 또한 본 실시예에서는, 시간축 방향으로 불과 수 샘플링의 수치계산을 할 뿐으로, 온도의 추정 연산에 수치해석이나 통계적인 연산을 사용하고 있지 않기 때문에, 계산 부하가 가볍고, 기능이 약한 프로세서에서도 실장가능하다.

또한, 본 실시예에서는, 워크 온도 변화량의 제2가추정값과 복수의 샘플링 시각에 있어서 추정된 워크 온도로부터 구해지는 워크 온도 변화량의 제3가추정값과의 비가 열전달 모델의 동정시부터 변화된, 워크(1)의 열용량값의 변화분인 것을 이용함으로써, 워크(1)의 열용량값이 불분명하여, 열용량값이 워크(1) 마다 변동하거나, 가열냉각 처리중에 열용량값이 열전달 모델의 동정시의 값으로부터 변화되거나 하는 경우라도, 워크(1)의 열용량값의 변화를 신속하고 정밀하게 산출할 수 있다. 또한 본 실시예에서는, 가열냉각 처리장치의 온도제어 프로세서에 있어서도 실시간 처리에 충분히 견딜 수 있을 정도의 가벼운 연산으로 열용량값 변화 계수추정 처리를 행할 수 있다.

도 12∼도 18에 본 실시예의 효과를 나타낸다. 도 12, 도 13, 도 16은 본 실시예에 의한 워크 온도의 추정 결과와 워크 온도의 실측값의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 14, 도 17은 본 실시에에 의한 열저항값 변화 계수의 추정 결과와 열저항값 변화 계수의 실측값의 일 예를 나타내는 도면, 도 15, 도 18은 본 실시예에 의한 열용량값 변화 계수의 추정 결과와 열용량값 변화 계수의 실측값의 일 예를 나타내는 도면이다. 또한, 도 12∼도 18에 나타낸 실측값은, 모두 시뮬레이션에 의해 계산한 값이지만, 여기에서는 기재를 간단하게 하기 위해 모두 실측값으로 부르기로 한다.

도 12∼도 15의 예에서는, 워크(1)와 히터(3) 사이의 열저항값 및 워크(1)의 열용량값이 본 운전시에 모델 동정시의 값으로부터 변화되어서 일정한 값이 되었을 경우를 상정하고 있지만, 워크 온도의 추정값 헷 T_w과 워크 온도의 실측값 T_w은 자주 일치하고 있고, 열저항값 변화 계수의 추정값 헷 m_r과 열저항값 변화 계수의 실측값 m_r도 자주 일치하고 있으며, 또한 열용량값 변화 계수의 추정값 헷 k_r과 열용 량값 변화계수의 실측값 k_r도 자주 일치하고 있어, 워크 온도, 열저항값 변화 계수,및 열용량값 변화 계수를 신속하고 정밀하게 추정할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한 도 16∼도 18의 예에서는, 워크(1)와 히터(3) 사이의 열저항값 및 워크(1)의 열용량값이 온도추정중에 계속해서 변화되는 경우를 상정하고 있지만, 워크 온도, 열저항값 변화 계수 및 열용량값 변화 계수의 각 추정값은 각각의 실측값과 자주 일치하고 있어, 워크 온도, 열저항값 변화 계수 및 열용량값 변화 계수를 신속하고 정밀하게 추정할 수 있는 것을 알 수 있다.

본 실시예에서는, 히터 온도 변화량의 실측값(참값)과 열전달 모델에 근거하는 히터 온도 변화량의 가추정값의 차이가, 열전달 모델에 근거하는 워크 온도 변화량의 제1가추정값과 워크 온도 변화량의 제2가추정값의 차이와 a/d로 나타내는 일정한 관계가 된다.

또한 본 실시예에서는, 워크(1)가 추정 대상으로, 히터(3)를 온도측정 가능점으로 하고 있지만, 반대로 워크 온도가 측정가능하고, 히터 온도가 측정 불능할 때에는, 시각 n에서의 워크 온도 추정식(식(44))에 더하여, 1샘플링후의 워크 온도 추정식(식(45))을 사용하고, 또한 시각 n+1에 있어서의 열용량값 변화 계수 k^r의 추정값 헷 k_r(n+1)과 시각 n에 있어서의 추정값 헷 k_r(n)이 거의 같고, 시각 n+1에 있어서의 열저항값 변화계수 m_r의 추정값 헷 m_r(n+1)과 시각 n에 있어서의 추정값 헷 m_r(n)이 거의 동일하다는 관계를 사용하여, 시각 n+1에 있어서의 히터 온도의 참값 의 추정값 헷 T_h(n+1)을 식(46)과 같이 산출할 수 있다.

[수20]

… (44)

[수21]

… (45)

[수22]

… (46)

유도가열장치 등은, 워크측에서 열이 발생하므로, 워크를 가열원으로 간주할 수 있고, 워크 온도를 측정 불가능할 경우가 많다. 이러한 경우에는, 워크 온도를 T_h, 장치측정 가능점의 온도를 T_w로 두고, 식(46)을 사용하여 워크 온도를 추정하는 방법이 적절하다.

또한 본 실시예에서는, 온도측정요소는, 히터 온도, 워크 온도, 환경온도뿐이지만, 본 운전중 모델의 모델 동정시부터의 변화가 히터(3)와 워크(1) 사이의 열저항값 및 워크(1)의 열용량값뿐인 경우에는, 열전달 모델식에 다른 측정가능한 포인트를 추가해도, 식에 대한 미지량의 수는 바뀌지 않으므로, 결과적으로 식(35)를 도출할 수 있기 때문에 같은 방식을 적용할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 히터 온도는, 콘트롤러 출력값의 영향을 직접 받도록 모델화되어 있지만, 하기의 식(47)과 같이, 콘트롤러의 출력과 히터 사이에 별도의 모델 요소를 넣어도 된다. 식(47)에서는, 모델 요소 p의 온도를 T_p(n)로 하고 있다. 온도 T_p(n)를 측정가능하면, 지금까지의 논의가 그대로 사용가능하다.

… (47)

또한 제1실시예 및 제2실시예에서는, 환경온도센서(6)를 사용하여 환경온도를 측정하고 있지만, 환경온도가 일정하다고 간주 될 수 있는 경우에는, 환경온도를 측정하지 않고 고정값을 사용하여 계산해도 계산 방법에는 영향을 주지 않는다.

또한 제1실시예 및 제2실시예에서는, 온도 측정값의 측정오차를 고려하지 않지만, 온도변화 트렌드나 열저항값 변화 속도에 비하여 충분히 빠른 필터를 사용하여 측정 오차를 캔슬 한 결과를 온도 측정값으로서 생각하면, 논의의 일반성을 잃지 않는다.

또한 제1실시예 및 제2실시예에서는, 주로 가열처리에 대해 기재하고 있지만, 냉각 처리에도 본 발명을 적용할 수 있다.

본 발명은, 반도체 제조장치 등의 가열냉각 처리장치에 적용할 수 있다.

Claims

추정 대상과의 사이에 열저항을 갖는 온도측정 가능점의 온도를 측정하는 측정 스텝과,

상기 온도측정 가능점의 온도로부터 구해지는 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량과, 상기 온도측정 가능점과 상기 추정 대상에 관한 열전달 모델에 의거하여 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량을 추정한 값인 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값과, 상기 열전달 모델에 의거하여 상기 추정 대상의 온도 변화량을 추정한 값인 추정 대상의 온도 변화량 가추정값으로부터, 상기 추정 대상의 온도 변화량의 참값을 추정하는 온도 변화량 추정 스텝과,

이 온도 변화량 추정 스텝에서 추정된 온도 변화량의 참값으로부터 상기 추정 대상의 온도의 참값을 추정하는 온도추정 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 온도추정방법.
제 1항에 있어서,

상기 온도 변화량 추정 스텝은, 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량의 실측값과 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값의 차이가, 상기 추정 대상의 온도 변화량 가추정값과 상기 추정 대상의 온도 변화량의 참값의 차이와 일정한 관계에 있는 것을 이용하여, 상기 추정 대상의 온도 변화량의 참값을 추정하는 스텝 을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도추정방법.
제 1항에 있어서,

상기 추정 대상의 온도의 참값과 상기 열전달 모델로부터, 상기 온도측정 가능점과 상기 추정 대상 사이의 열저항의 변화분을 추정하는 열저항값 변화계수 추정스텝을 더 갖는 것을 특징으로 하는 온도추정방법.
추정 대상과의 사이에 열저항을 갖는 온도측정 가능점과 상기 추정 대상에 관한 열전달 모델의 파라미터를 기억하는 기억부와,

상기 온도측정 가능점의 온도를 측정하는 온도 측정부와,

상기 온도측정 가능점의 온도로부터 구해지는 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량과, 상기 열전달 모델에 의거하여 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량을 추정한 값인 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값과, 상기 열전달 모델에 의거하여 상기 추정 대상의 온도 변화량을 추정한 값인 추정 대상의 온도 변화량 가추정값으로부터, 상기 추정 대상의 온도 변화량의 참값을 추정하는 온도 변화량 추정부와,

이 온도 변화량 추정부에서 추정된 온도 변화량의 참값으로부터 상기 추정 대상의 온도의 참값을 추정하는 온도 추정부를 갖는 것을 특징으로 하는 온도추정 장치.
제 4항에 있어서,

상기 온도 변화량 추정부는, 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량의 실측값과 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값의 차이가, 상기 추정 대상의 온도 변화량 가추정값과 상기 추정 대상의 온도 변화량의 참값의 차이와 일정한 관계에 있는 것을 이용하여, 상기 추정 대상의 온도 변화량의 참값을 추정하는 것을 특징으로 하는 온도추정장치.
제 4항에 있어서,

상기 추정 대상의 온도의 참값과 상기 열전달 모델로부터, 상기 온도측정 가능점과 상기 추정 대상 사이의 열저항의 변화분을 추정하는 열저항값 변화 계수 추정부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 온도추정장치.
추정 대상과의 사이에 열저항을 갖는 온도측정 가능점의 온도를 측정하는 측정 스텝과,

상기 온도측정 가능점의 온도로부터 구해지는 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량의 실측값과, 상기 온도측정 가능점과 상기 추정 대상에 관한 열전달 모델에 의거하여 추정한 값인 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값과, 상기 열전달 모델에 의거하여 추정한 값인 상기 추정 대상의 온도 변화량 제1가추정값으로부터, 상기 추정 대상의 열용량값이 변화되지 않는다고 간주한 값인 상기 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값을 구하는 온도 변화량 추정 스텝과,

상기 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값과 상기 열전달 모델로부터 상기 열저항값의 변화분을 추정하는 열저항값 변화 계수 추정 스텝과,

다른 샘플링 시각의 상기 온도측정 가능점의 온도와 상기 열저항값의 변화분으로부터 상기 추정 대상의 온도의 참값을 추정하는 온도추정 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 온도추정방법.
제 7항에 있어서,

상기 온도 변화량 추정 스텝은, 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량의 실측값과 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값의 차이가, 상기 추정 대상의 온도 변화량 제1가추정값과 상기 추정대상의 온도 변화량 제2가추정값의 차이와 일정한 관계에 있는 것을 이용하여, 상기 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값을 추정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도추정방법.
제 7항에 있어서,

복수의 샘플링 시각에 있어서 추정된 상기 추정 대상의 온도로부터 구해지는 상기 추정 대상의 온도 변화량 제3가추정값과 상기 온도 변화량 제2가추정값으로부터 상기 추정 대상의 열용량값의 변화분을 추정하는 열용량값 변화계수 추정 스텝을 더 갖는 것을 특징으로 하는 온도추정방법.
추정 대상과의 사이에 열저항을 갖는 온도측정 가능점과 상기 추정 대상에 관한 열전달 모델의 파라미터를 기억하는 기억부와,

상기 온도측정 가능점의 온도를 측정하는 온도 측정부와,

상기 온도측정 가능점의 온도로부터 구해지는 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량의 실측값과, 상기 열전달 모델에 의거하여 추정한 값인 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값과, 상기 열전달 모델에 의거하여 추정한 값인 상기 추정 대상의 온도 변화량 제1가추정값으로부터, 상기 추정 대상의 용량값이 변화되지 않는다고 간주한 값인 상기 추정 대상의 오도 변화량 제2가추정값을 구하는 온도변화량 추정부와,

상기 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값과 상기 열전달 모델로부터 상기 열저항값의 변화분을 추정하는 열저항값 변화계수 추정부와,

다른 샘플링 시각의 상기 온도측정 가능점의 온도와 상기 열저항값의 변화분으로부터 상기 추정 대상의 온도의 참값을 추정하는 온도 추정부를 갖는 것을 특징 으로 하는 온도추정장치.
제 10항에 있어서,

상기 온도 변화량 추정부는, 상기 온도 측정 가능점의 온도 변화량의 실측값과 상기 온도측정 가능점의 온도 변화량 가추정값의 차이가, 상기 추정 대상의 온도 변화량 제1가추정값과 상기 추정대상의 온도 변화량 제2가추정값의 차이와 일정한 관계에 있음을 이용하여, 상기 추정 대상의 온도 변화량 제2가추정값을 추정하는 것을 특징으로 하는 온도추정장치.
제 10항에 있어서,

복수의 샘플링 시각에 있어서 추정된 상기 추정 대상의 온도로부터 구해지는 상기 추정 대상의 온도 변화량 제3가추정값과 상기 온도 변화량 제2가추정값으로부터 상기 추정대상의 열용량값의 변화분을 추정하는 열용량값 변화계수 추정부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 온도추정장치.