WO2013111380A1 - 異常検出装置、ハイブリッド自動車および異常検出方法、並びにプログラム - Google Patents

異常検出装置、ハイブリッド自動車および異常検出方法、並びにプログラム Download PDF

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abnormality
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temperature sensor
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大樹 坂下
福田　好史
智孝 米満
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日野自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an abnormality detection device, a hybrid vehicle, an abnormality detection method, and a program.
  • temperature detection means such as a thermistor for detecting the temperature of an element constituting an electric motor or inverter circuit.
  • a technique for detecting such abnormality of the temperature detecting means itself for example, it is determined whether or not a value corresponding to an estimated temperature of a portion that generates heat due to current has changed by a predetermined value or more, and has changed by a predetermined value or more.
  • a method of determining that the temperature detection means itself is abnormal when the detected temperature in this case does not change more than a predetermined temperature see Patent Document 1).
  • a temperature condition that is a range in which an abnormality determination of the temperature detecting means is performed is defined.
  • the thermistor generally used as the temperature detecting means has nonlinear output characteristics with respect to temperature changes.
  • the thermistor is designed and adjusted so that the output characteristic in the temperature region where abnormality determination needs to be performed with high accuracy becomes as linear as possible.
  • the thermistor has a small output change with respect to an actual temperature change except for a predetermined temperature condition that is a range in which abnormality determination is performed, and may cause erroneous determination. That is, in the method disclosed in Patent Document 1, there is a possibility that an erroneous determination is caused under a condition lower than a predetermined temperature range, so that the thermistor abnormality cannot be appropriately detected.
  • An object of the present invention is to provide an abnormality detection device, a hybrid vehicle, an abnormality detection method, and a program capable of appropriately detecting an abnormality of a temperature sensor.
  • the abnormality detection device of the present invention is an abnormality detection device for detecting an abnormality of a temperature sensor, a calorific value calculating means for calculating an amount of heat in a predetermined time generated from a temperature detection target of the temperature sensor, and a predetermined time of the temperature detection target.
  • the temperature change calculation means for calculating the temperature change amount and the heat amount information calculated by the heat amount calculation means are represented as one coordinate axis, and the temperature change amount information of the temperature sensor calculated by the temperature change calculation means is represented as another coordinate axis.
  • the coordinate value calculating means for calculating the coordinate value in the coordinate system, and the coordinate value calculated by the coordinate value calculating means is included in a predetermined abnormality detection determination area in the coordinate system continuously for a certain period of time.
  • an abnormality detection means for detecting an abnormality for detecting an abnormality.
  • the predetermined abnormality detection determination area includes a time integration value obtained from a current value and a current supply time generated from a temperature detection target when the temperature sensor operates normally, and a temperature of the temperature detection target at a predetermined time. It is a coordinate area that is not included in the normal operation pattern area formed from a plurality of coordinate values obtained from the relationship of the amount of change, and the abnormality detection means has the coordinate value calculated by the coordinate value calculation means in the normal operation pattern area.
  • the second temperature change difference is smaller in the amount of temperature change calculated by the temperature change calculation means. If included continuously a certain time in the region, it is preferable to detect the abnormality of the temperature sensor when any of the.
  • the hybrid vehicle of the present invention is a hybrid vehicle having a temperature sensor, and calculates a heat amount calculation means for calculating a heat amount at a predetermined time generated from a temperature detection target of the temperature sensor, and calculates a temperature change amount at the predetermined time of the temperature detection target.
  • Coordinates in the coordinate system represented by the temperature change calculation means and the heat quantity information calculated by the heat quantity calculation means as one coordinate axis, and the temperature change information of the temperature sensor calculated by the temperature change calculation means as another coordinate axis A coordinate value calculating means for calculating a value, and an abnormality detecting a temperature sensor abnormality when the coordinate value calculated by the coordinate value calculating means is continuously included in a predetermined abnormality detection determination area in the coordinate system for a certain period of time Detecting means.
  • the abnormality detection method of the present invention is an abnormality detection method for detecting an abnormality of a temperature sensor, a calorific value calculating step for calculating an amount of heat generated from a temperature detection target of the temperature sensor at a predetermined time, and a temperature detection target at a predetermined time.
  • the temperature change calculation step for calculating the temperature change amount and the heat amount information calculated by the heat amount calculation step are represented as one coordinate axis, and the temperature change amount information of the temperature sensor calculated by the temperature change calculation step is represented as another coordinate axis.
  • a coordinate value calculation step for calculating a coordinate value in the coordinate system, and a coordinate value calculated in the coordinate value calculation step is included in a predetermined abnormality detection determination area in the coordinate system for a certain period of time.
  • an abnormality detection step for detecting an abnormality for detecting an abnormality.
  • the program of the present invention uses a computer that detects an abnormality of the temperature sensor to calculate the amount of heat in a predetermined time generated from the temperature detection target of the temperature sensor, and the temperature change amount in the predetermined time of the temperature detection target.
  • the temperature change calculation means to be calculated and the heat quantity information calculated by the heat quantity calculation means are set as one coordinate axis
  • the temperature change information of the temperature sensor calculated by the temperature change calculation means is set as another coordinate axis.
  • an abnormality detection device it is possible to provide an abnormality detection device, a hybrid vehicle, an abnormality detection method, and a program that can appropriately detect an abnormality of a temperature sensor.
  • FIG. 3 is an example of a diagram in which an X axis is an energization time (T) to the main circuit element of the inverter shown in FIG. 1 and a Y axis is a square of a current value (A 2 ) flowing into the main circuit element of the inverter. .
  • T energization time
  • a 2 current value
  • FIG. 6 is an example of a diagram in which an X-axis is time integrated value information (Y [A 2 ⁇ S]) and a Y-axis is temperature deviation information ( ⁇ T
  • abnormality detection apparatus the abnormality detection apparatus, hybrid vehicle, abnormality detection method, and program of the present invention are not limited to the configurations shown in the drawings.
  • FIG. 1 is a block diagram of a main part of a hybrid vehicle 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a hybrid vehicle 1 includes an engine 10, an engine ECU (Electronic Control Unit) 11, a clutch 12, an electric motor 13, an inverter 14, a battery 15, a transmission 16, an electric motor ECU 17, a hybrid ECU 18, a temperature sensor 19, and wheels. 20 is provided.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the hybrid vehicle 1 has a temperature sensor 19 that detects a temperature change of the inverter 14, and the hybrid ECU 18 detects an abnormality of the temperature sensor 19 itself.
  • the engine 10 is an example of an internal combustion engine, and is controlled by the engine ECU 11.
  • the engine 10 internally burns gasoline, light oil, CNG (Compressed Natural Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), or alternative fuel, generates power to rotate the shaft, and transmits the generated power to the clutch 12. To do.
  • the engine ECU 11 is a computer that operates in cooperation with the electric motor ECU 17 by following instructions from the hybrid ECU 18.
  • the engine ECU 11 controls the operation of the engine 10 such as the fuel injection amount and valve timing.
  • the engine ECU 11 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a microprocessor (microcomputer), a DSP (Digital Signal Processor), and the like. O (Input / Output) port and the like.
  • the clutch 12 is controlled by the hybrid ECU 18.
  • the clutch 12 transmits the shaft output from the engine 10 to the wheels 20 via the electric motor 13 and the transmission 16. That is, the clutch 12 mechanically connects the rotating shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 to transmit the shaft output of the engine 10 to the electric motor 13. Further, the clutch 12 is configured such that the shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 can be rotated at different rotational speeds by cutting the mechanical connection between the rotating shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13. To. For example, the clutch 12 rotates the rotation shaft of the engine 10 when the electric power is generated by the electric motor 13 using the power of the engine 10, when the engine 10 is assisted by the driving force of the electric motor 13, or when the electric motor 13 starts the engine 10.
  • the clutch 12 is in a state where the engine 10 is stopped or idling and the hybrid vehicle 1 is running by the driving force of the electric motor 13, or the engine 10 is stopped or idling and the hybrid vehicle 1 is decelerated.
  • the mechanical connection between the rotating shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 is disconnected.
  • the clutch 12 is different from a clutch that is operated by a driver operating a clutch pedal.
  • the electric motor 13 is a so-called electric motor generator.
  • the electric motor 13 generates power for rotating the shaft by the electric power supplied from the inverter 14 and supplies the shaft output to the transmission 16.
  • the electric motor 13 generates electric power with the power that rotates the shaft supplied from the transmission 16 and supplies the electric power to the inverter 14.
  • the electric motor 13 when the hybrid vehicle 1 is accelerating or traveling at a constant speed, the electric motor 13 generates power for rotating the shaft, supplies the shaft output to the transmission 16, and cooperates with the engine 10.
  • the hybrid vehicle 1 is driven to work. Further, for example, when the electric motor 13 is driven by the engine 10, or when the hybrid vehicle 1 is decelerating or traveling downhill, the electric motor 13 operates as a generator.
  • the electric power is generated by the power that rotates the shaft supplied from the transmission 16, and the electric power is supplied to the inverter 14.
  • the inverter 14 is controlled by the electric motor ECU 17.
  • the inverter 14 converts the DC voltage from the battery 15 into an AC voltage. Further, the inverter 14 converts the AC voltage from the electric motor 13 into a DC voltage.
  • the inverter 14 converts the DC voltage of the battery 15 into an AC voltage and supplies electric power to the electric motor 13.
  • the inverter 14 converts the AC voltage from the electric motor 13 into a DC voltage. That is, in this case, the inverter 14 serves as a rectifier and a voltage regulator for supplying a DC voltage to the battery 15.
  • the battery 15 is a chargeable / dischargeable secondary battery.
  • the battery 15 supplies electric power to the electric motor 13 via the inverter 14 when the electric motor 13 generates power. Further, the battery 15 is charged by the electric power generated by the electric motor 13 when the electric motor 13 is generating electric power.
  • the transmission 16 has a semi-automatic transmission (not shown) for selecting one of a plurality of gear ratios (speed ratios) in accordance with a speed change instruction signal from the hybrid ECU 18.
  • the transmission 16 switches the gear ratio by a semi-automatic transmission, and transmits the shifted power of the engine 10 and power of the electric motor 13 to the wheels 20.
  • the transmission 16 switches the gear ratio by a semi-automatic transmission and transmits the shifted power of the engine 10 or power of the electric motor 13 to the wheels 20.
  • the transmission 16 transmits the power from the wheels 20 to the electric motor 13 when decelerating or traveling downhill.
  • the driver can manually change the gear position to an arbitrary gear stage by operating the shift unit 23.
  • the electric motor ECU 17 is a computer that operates in cooperation with the engine ECU 11 under the control of the hybrid ECU 18.
  • the electric motor ECU 17 controls the electric motor 13 by controlling the inverter 14.
  • the electric motor ECU 17 is configured by a CPU, an ASIC, a microprocessor (microcomputer), a DSP, and the like, and has an arithmetic unit, a memory, an I / O port, and the like.
  • the hybrid ECU 18 is an example of a computer.
  • the hybrid ECU 18 acquires various information necessary for the hybrid travel (for example, accelerator opening information, brake operation information, vehicle speed information, gear position information, engine rotation speed information, charging state, etc.). Based on the acquired information, the hybrid ECU 18 controls the clutch 12 and controls the transmission 16 by supplying a shift instruction signal, and gives a control instruction for the electric motor 13 and the inverter 14 to the electric motor ECU 17. A control instruction for the engine 10 is given to the engine ECU 11. Further, the hybrid ECU 18 acquires temperature information of the inverter 14 and current value information input to the inverter 14 via the electric motor ECU 17 and detects an abnormality of the temperature sensor 19 based on the acquired information.
  • various information necessary for the hybrid travel for example, accelerator opening information, brake operation information, vehicle speed information, gear position information, engine rotation speed information, charging state, etc.
  • the hybrid ECU 18 controls the clutch 12 and controls the transmission 16 by supplying a shift instruction signal, and gives a control instruction for the electric motor
  • the hybrid ECU 18 includes a CPU, an ASIC, a microprocessor (microcomputer), a DSP, and the like, and includes an arithmetic unit, a memory, and an I / O port. Etc.
  • the program executed by the hybrid ECU 18 can be installed in advance in the hybrid ECU 18 that is a computer by storing the program in a nonvolatile memory inside the hybrid ECU 18 in advance.
  • the engine ECU 11, the electric motor ECU 17, and the hybrid ECU 18 are connected to each other by a bus that conforms to a standard such as CAN (Control Area Network).
  • CAN Controller Area Network
  • the temperature sensor 19 is a sensor for measuring the temperature of a main circuit element (for example, IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor) constituting the inverter 14.
  • the detection output from the temperature sensor 19 is taken into the hybrid ECU 18 via the electric motor ECU 17.
  • the hybrid ECU 18 may directly take in the detection output from the temperature sensor 19.
  • the temperature sensor 19 is constituted by a temperature sensitive element such as a thermocouple, a thermistor, or a temperature sensitive diode (diode thermometer).
  • Wheel 20 is a driving wheel that transmits driving force to the road surface. Although only one wheel 20 is shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 1 actually has a plurality of wheels 20.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration example of the hybrid ECU 18 shown in FIG. 1 for realizing the abnormality detection process.
  • the hybrid ECU 18 executes a predetermined program
  • the information acquisition unit 31 the calorie estimation unit 32 (a calorific value calculation unit in the claims)
  • the temperature deviation calculation unit 33 the temperature change calculation unit in the claims
  • the coordinate value calculation unit 34 The functions of the (coordinate calculation means in the claims) and the abnormality detection unit 35 (abnormality detection means in the claims) are realized.
  • the abnormality determination area data 36 referred to by the abnormality detection unit 35 is stored in a nonvolatile memory inside the hybrid ECU 18.
  • the information acquisition unit 31 acquires information necessary for determining an abnormality of the temperature sensor 19. Specifically, the information acquisition unit 31 includes information indicating a transition of a current value within a predetermined time input to the inverter 14 at a predetermined time, information on a time (energization time) when current is input to the inverter 14 at a predetermined time, and The temperature information of the temperature sensor 19 at a predetermined time is acquired.
  • the predetermined time here is, for example, 10 seconds, 20 seconds, or the like.
  • the information acquisition unit 31 outputs the current value information (A) at a predetermined time and the energization time information (S) at a predetermined time to the heat quantity estimation unit 32 among the acquired information. Further, the information acquisition unit 31 outputs information (Te) indicating the transition of the temperature detected by the temperature sensor 19 in a predetermined time to the temperature deviation calculation unit 33.
  • the heat quantity estimation unit 32 estimates the heat quantity flowing into the inverter 14.
  • the heat quantity estimation unit 32 calculates the amount of heat generated from the inverter 14 from the current value information (A) at a predetermined time output from the information acquisition unit 31 and the energization time information (S) at the predetermined time.
  • the amount of heat is calculated, for example, as a time integrated value obtained by integrating the square of the current value and the energization time.
  • the current value may be a cube.
  • the heat quantity estimation unit 32 outputs the calculated time integration value information (Y [A 2 ⁇ S]) to the coordinate value calculation unit 33.
  • the temperature deviation calculation unit 33 calculates a temperature deviation in a predetermined time detected by the temperature sensor 19 in order to grasp the temperature change of the inverter 14.
  • the temperature deviation calculation unit 33 specifies the maximum temperature (Max) and the minimum temperature (Min) detected by the temperature sensor 19 at a predetermined time from the temperature information (T) output from the information acquisition unit 31, and the absolute value of the difference between them. Is calculated as temperature deviation information ( ⁇ T
  • the temperature deviation calculation unit 33 outputs the calculated temperature deviation information ( ⁇ T
  • the coordinate value calculation unit 34 calculates a coordinate value when the time integrated value (Y) is the X axis and the temperature deviation ( ⁇ T) is the Y axis.
  • the coordinate value calculation unit 34 coordinates the time integrated value information (Y [A 2 ⁇ S]) output from the heat quantity estimation unit 32 and the temperature deviation information ( ⁇ T
  • a value (Xn, Ym) is calculated.
  • the coordinate value calculation unit 34 outputs the calculated coordinate values (Xn, Ym) to the abnormality detection unit 35.
  • the abnormality detection unit 35 records the coordinate value (Xn, Ym) output by the coordinate value calculation unit 34 in the memory, and the coordinate value (Xn, Ym) is included in the abnormality determination region data 36 continuously for a certain period of time. If so, an abnormality of the temperature sensor 19 is detected. When detecting an abnormality in the temperature sensor 19, the abnormality detection unit 35 outputs an abnormality detection signal SG.
  • the hybrid vehicle 1 that has detected the abnormality for example, turns on a dedicated LED lamp or the like or issues a sound or the like to notify the driver of the abnormality of the temperature sensor 19.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an abnormality detection process of the temperature sensor 19 executed by the hybrid ECU 18 of FIG. Note that the steps from “START” to “END” in the flowchart of FIG. 3 show processing for one cycle, and even if the processing once becomes “END”, the conditions for “START” are satisfied. If so, the process is started again.
  • step S1 For example, when the operation key is operated and the hybrid ECU 18 is activated, the hybrid ECU 18 executes a predetermined program, and when the function shown in FIG. 2 can be realized, the process proceeds to step S1.
  • Step S1 The information acquisition unit 31 of the hybrid ECU 18 acquires a change in temperature of the main circuit element constituting the inverter 14 for a predetermined time based on the temperature information notified from the temperature sensor 19, and also sends the inverter 14 a predetermined time. Get the transition of the current value input to.
  • the hybrid ECU 18 proceeds to the process of step S2.
  • Step S2 The heat quantity estimation unit 32 of the hybrid ECU 18 estimates the heat quantity input to the inverter 14 from the current value acquired in step S1 and the energization time.
  • the amount of heat input to the inverter 14 is obtained by calculating the time integrated value information (Y [A 2 ⁇ S]) described above.
  • Step S3 The temperature deviation calculation unit 33 of the hybrid ECU 18 calculates the temperature change amount of the inverter 14 acquired in step S1.
  • the temperature change amount is obtained by calculating the above-described temperature deviation information ( ⁇ T
  • the order in which step S2 and step S3 are executed may be executed in the reverse order, or may be executed in parallel.
  • Step S4 The coordinate value calculation unit 34 of the hybrid ECU 18 uses the time integrated value information (Y [A 2 ⁇ S]) calculated in Step S2 as the X axis, and the temperature deviation information ( ⁇ T
  • Step S5 The abnormality detection unit 35 of the hybrid ECU 18 determines whether or not the coordinate value (Xn, Ym) recorded in the internal memory in Step S4 is included in the abnormality determination area data 36 for a certain period of time.
  • Step S6 When the abnormality detection unit 35 of the hybrid ECU 18 determines that the abnormality is included in Step S5 (YES in Step S5), the abnormality detection unit 35 outputs an abnormality detection signal SG to notify the abnormality of the temperature sensor 19. An LED lamp or the like is turned on or the driver of the hybrid vehicle 1 is notified by sound or the like, and the abnormality detection process is terminated (END). Even when the operation key is operated and the hybrid ECU 18 is stopped, the abnormality detection process is ended (END).
  • Step S7 If the abnormality detection unit 35 of the hybrid ECU 18 determines that it is not included in Step S5 (No in Step S5), it determines that there is no abnormality in the temperature sensor 19 and ends the abnormality detection process ( END).
  • FIG. 4 shows the X axis as the energization time (TIME) to the main circuit element of the inverter 14 shown in FIG. 1, and the Y axis as the square of the current value flowing into the main circuit element of the inverter 14 (A 2 ).
  • TIME energization time
  • T1 the amount of heat (energy) that flows into the main circuit element of the inverter 14 at a predetermined time T1 corresponds to the area of the hatched portion S shown in FIG.
  • FIG. 5 is an example of a diagram in which the X axis is time integrated value information (Y [A 2 ⁇ S]) and the Y axis is temperature deviation information ( ⁇ T
  • the normal operation pattern area A is a coordinate area in which the extension of a plurality of coordinate values obtained from experiments using various driving patterns in the hybrid vehicle 1 is connected.
  • the abnormality determination regions B and C shown in FIG. 5 are regions other than the normal operation pattern region A, and when included in any one of these regions for a certain period of time, the abnormality detection unit of the hybrid ECU 18 Reference numeral 35 denotes a region where an abnormality of the temperature sensor 19 is detected.
  • the coordinate value calculated by the coordinate value calculation unit 34 of the hybrid ECU 18 is included in the abnormality determination region B shown in FIG. 5, it means that a large temperature change is seen compared to a normal temperature change. That is, although the current flowing through the inverter 14 is small, the change in temperature detected by the temperature sensor 19 is large compared with that in the normal state, even though not much energy (heat amount) is flowing into the main circuit element of the inverter 14. Is the case.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a temperature change when included in the abnormality determination region B illustrated in FIG.
  • the X axis in FIG. 6 is the energization time (Time) to the main circuit element of the inverter 14 shown in FIG. 1, and the Y axis shows the change in the temperature (° C.) of the main circuit element of the inverter 14 detected by the temperature sensor 19. ing.
  • Te3 shown in FIG. 6 is a difference between the minimum temperature (Min) and the maximum temperature (Max) of the temperature of the main circuit element of the inverter 14 detected by the temperature sensor 19 at a predetermined time T1. In the example shown in FIG. 6, a temperature change exceeding the range of Te2 is observed. Therefore, when the behavior shown in FIG. 6 is continuously confirmed for a certain time, it is included in the abnormality determination region B shown in FIG. 5, so the abnormality detection unit 35 of the hybrid ECU 18 detects the abnormality of the temperature sensor 19. To detect.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a temperature change when included in the abnormality determination region C shown in FIG.
  • the X axis in FIG. 7 is the energization time (Time) to the main circuit element of the inverter 14 shown in FIG. 1, and the Y axis shows the change in the temperature (° C.) of the main circuit element of the inverter 14 detected by the temperature sensor 19. ing.
  • Te5 shown in FIG. 7 is a difference between the minimum temperature (Min) and the maximum temperature (Max) of the temperature of the main circuit element of the inverter 14 detected by the temperature sensor 19 at the predetermined time T1.
  • the unit 35 detects an abnormality of the temperature sensor 19.
  • the hybrid ECU 18, which is an example of an abnormality detection device that detects an abnormality of the temperature sensor 19, calculates the amount of heat in a predetermined time generated from the main circuit element of the inverter 14 that is the temperature detection target of the temperature sensor 19.
  • 32 heat quantity calculation means
  • a temperature deviation calculation section 33 temperature change calculation means for calculating a temperature change amount of the main circuit element of the inverter 14 for a predetermined time, and heat quantity information calculated by the heat quantity calculation section 32 are combined into one piece.
  • the coordinate value calculated by the value calculating unit 34 (coordinate value calculating means) and the coordinate value calculating unit 34 is the abnormality determination region B or C (predetermined abnormality detection determination area) includes an abnormality detection unit 35 (abnormality detection means) that detects an abnormality of the temperature sensor 19 when it is continuously included for a certain period of time. According to this, since an abnormality is detected when an abnormal temperature change is observed for a certain period of time, erroneous detection can be reduced and abnormality of the temperature sensor 19 can be detected appropriately.
  • the abnormality determination region B or C includes time integrated value information (Y [A 2] obtained from the current value and the energization time in a predetermined time generated from the main circuit element of the inverter 14 when the temperature sensor 19 operates normally. S]) (time integrated value) and a plurality of coordinate values obtained from a relationship between temperature deviation information ( ⁇ T
  • the coordinate area is not included in the normal operation pattern area A (normal operation pattern area).
  • the abnormality detection unit 35 compares the coordinate value calculated by the coordinate value calculation unit 34 with the coordinate value included in the normal operation pattern region A, and the amount of change in temperature calculated by the temperature deviation calculation unit 33 is large.
  • the abnormality determination region B first temperature change abnormality region
  • the coordinate value calculated by the coordinate value calculation unit 34 is compared with the coordinate value included in the normal operation pattern region
  • the temperature variation calculated by the temperature deviation calculation unit 33 is continuously included in the small abnormality determination region C (second temperature variation abnormal region) for a certain period of time, an abnormality of the temperature sensor 19 is detected. To do.
  • the temperature sensor 19 is detected when the change in temperature detected by the temperature sensor 19 is abnormally small compared to the normal time. It is possible to detect abnormalities. That is, since the abnormality of the temperature sensor 19 is detected by comparing with the behavior pattern in the normal operation, the abnormality of the temperature sensor 19 can be detected more appropriately. In the abnormality detection determination process described with reference to FIG.
  • the abnormality detection determination area B and the abnormality detection determination area C are used, but the abnormality detection determination process may be executed using only one. . If a thermistor is used as the temperature sensor 19, the range that can be accurately detected is limited. If there is a risk that the temperature sensor 19 exhibits a behavior that does not change during normal operation or failure, the temperature sensor 19 is used as a temperature sensor. When a diode (diode thermometer) is employed, the possibility of erroneous detection is further reduced as compared with the case where a thermistor is used.
  • the hybrid vehicle 1 having the hybrid ECU 18 described above, the abnormality detection method executed by the hybrid ECU 18, and various programs for causing the computer to function as the hybrid ECU 18 exhibit the same effects as the above-described effects.
  • the hybrid ECU 18 may be configured by a general-purpose information processing device that operates according to a predetermined program.
  • a general-purpose information processing apparatus has a memory, a CPU, an input / output port, and the like.
  • the CPU of the general-purpose information processing apparatus reads and executes a control program as a predetermined program from a memory or the like.
  • the function of the hybrid ECU 18 is realized in the general-purpose information processing apparatus.
  • functions that can be realized by software can be realized by a general-purpose information processing apparatus and a program.
  • An ASIC, a microprocessor (microcomputer), a DSP, or the like may be used instead of the CPU described above.
  • control program executed by the general-purpose information processing apparatus is stored in the memory or the like of the general-purpose information processing apparatus before shipment of the hybrid ECU 18, the general-purpose information processing apparatus is shipped after the hybrid ECU 18 is shipped. It may be stored in a memory or the like. A part of the control program may be stored in a memory of a general-purpose information processing device after the hybrid ECU 18 is shipped.
  • the control program stored in the memory or the like of the general-purpose information processing apparatus after the hybrid ECU 18 is shipped may be, for example, an installed program stored in a computer-readable recording medium such as a CD-ROM. What was downloaded via transmission media, such as the internet, may be installed.
  • control program includes not only a program that can be directly executed by a general-purpose information processing apparatus but also a program that can be executed by installing it on a hard disk or the like. Also included are those that are compressed or encrypted.
  • the temperature sensor 19 is illustrated inside the inverter 14, this does not limit the installation position of the temperature sensor 19 within the inverter 14.
  • the temperature of the inverter 14 may be estimated indirectly by installing the temperature sensor 19 outside the inverter 14 and measuring the temperature of the casing of the inverter 14.
  • the temperature sensor 19 may measure the ambient temperature around the inverter 14 and indirectly estimate the temperature of the inverter 14 by measuring the ambient temperature around the inverter 14. it can.
  • a camera device may be provided instead of the temperature sensor 19, and an image analysis method such as thermography may be used.
  • the present invention can also be applied to abnormality detection of a temperature sensor installed other than the inverter 14.
  • the present invention can be similarly applied to abnormality detection of a temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of elements constituting the electric motor 13.
  • the temperature detection target of the temperature sensor 19 is the electric motor 13
  • it may be estimated from the current value input to the electric motor 13, or the product of the rotation speed and torque of the electric motor 13 is multiplied by a predetermined coefficient.
  • the amount of heat generated from the electric motor 13 may be estimated from the calculated mechanical output.
  • the engine 10 has been described as an internal combustion engine, it may be a heat engine including an external combustion engine.
  • each ECU (engine ECU 11, electric motor ECU 17, and hybrid ECU 18) may be realized by an ECU in which these are combined into one, or an ECU that further subdivides the functions of each ECU is provided. Also good. Further, the function realized in the hybrid ECU 18 shown in FIG. 2 may be realized in the electric motor ECU 17.
  • the hybrid vehicle 1 is of a so-called parallel system, the engine is used only for power generation, the motor system is used only for driving and regenerating the axle, and the power from the engine is planetary gear.
  • a split method may be used in which the power is split by a power split mechanism and distributed to a generator and a motor.
  • the program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.

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Abstract

　温度センサの異常を適切に検出することができる異常検出装置、ハイブリッド自動車および異常検出方法、並びにプログラムを提供すること。　温度センサ１９の温度検出対象であるインバータ１４の主回路素子から発生する所定時間における熱量を算出する熱量算出手段と、インバータ１４の主回路素子の所定時間における温度変化量を算出する温度変化算出手段と、熱量算出手段により算出される熱量情報を１つの座標軸とし、温度変化算出手段により算出される温度センサ１９の温度変化量情報をもう一つの座標軸として表される座標系における座標値を算出する座標値算出手段と、座標値算出手段により算出された座標値が座標系における所定の異常検出判定領域に一定時間継続して含まれている場合に温度センサ１９の異常を検出する異常検出手段とを有するハイブリッドＥＣＵ１８（異常検出装置）とする。

Description

異常検出装置、ハイブリッド自動車および異常検出方法、並びにプログラム
　本発明は、異常検出装置、ハイブリッド自動車および異常検出方法、並びにプログラムに関する。
　ハイブリッド自動車において、電動モータやインバータの回路を構成する素子の温度を検出するサーミスタなどの温度検出手段が知られている。そして、このような温度検出手段自体の異常を検出する技術として、たとえば、電流により発熱する部分の推定温度に応じた値が所定値以上変化したか否かを判定すると共に、所定値以上変化した場合の検出温度が所定温度以上変化していない場合に温度検出手段自体が異常であると判定する方法が知られている（特許文献１参照）。
特許３４０９７５６号
　ところで、温度検出手段自体の異常を検出する方法としては、２つの温度検出手段を設け、これら２つの温度検出手段から検出される値を参照して監視することで、温度検出手段の異常を検出する方法が考えられる。しかし、２つの温度検出手段を設けるため、コストが高くなってしまう。
　また、特許文献１に開示される方法では、温度検出手段の異常判定を行なう範囲となる温度条件が定められている。これは、温度検出手段として一般的に用いられるサーミスタは、温度変化に対し非線形な出力特性を有していることによる。そのため、サーミスタは、精度よく異常判定を行なう必要がある温度領域内の出力特性をできるだけ線形な出力特性となるように設計・調整される。したがって、サーミスタは、異常判定を行なう範囲となる所定の温度条件以外では実際の温度変化に対する出力変化が小さいため、誤判定を引き起こすおそれがある。つまり、特許文献１に開示される方法において、所定の温度領域より低い条件下では誤判定を引き起こすおそれがあることから、サーミスタの異常を適切に検出することができない。
　本発明は、このような背景の下に行われたものであって、温度センサの異常を適切に検出することができる異常検出装置、ハイブリッド自動車および異常検出方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。
　本発明の１つの観点は、異常検出装置としての観点である。すなわち、本発明の異常検出装置は、温度センサの異常を検出する異常検出装置において、温度センサの温度検出対象から発生する所定時間における熱量を算出する熱量算出手段と、温度検出対象の所定時間における温度変化量を算出する温度変化算出手段と、熱量算出手段により算出される熱量情報を一つの座標軸とし、温度変化算出手段により算出される温度センサの温度変化量情報をもう一つの座標軸として表される座標系における座標値を算出する座標値算出手段と、座標値算出手段により算出された座標値が座標系における所定の異常検出判定領域に一定時間継続して含まれている場合に温度センサの異常を検出する異常検出手段と、を有するものである。
　さらに、所定の異常検出判定領域は、温度センサが正常に動作する際の、温度検出対象から発生する所定時間における電流値および通電時間から求められる時間積算値と、温度検出対象の所定時間における温度変化量の関係から求められる複数の座標値から形成される正常動作パターン領域には含まれない座標領域であり、異常検出手段は、座標値算出手段により算出された座標値が正常動作パターン領域に含まれる座標値と比較して、温度変化算出手段により算出された温度の変化量が大きい第１の温度変化異常領域に一定時間継続して含まれている場合、または、座標値算出手段により算出された座標値が正常動作パターン領域に含まれる座標値と比較して、温度変化算出手段により算出された温度の変化量が小さい第２の温度変化異常領域に一定時間継続して含まれている場合、のいずれかに該当すると温度センサの異常を検出することが好ましい。
　本発明の他の観点は、ハイブリッド自動車としての観点である。すなわち、本発明のハイブリッド自動車は、温度センサを有するハイブリッド自動車において、温度センサの温度検出対象から発生する所定時間における熱量を算出する熱量算出手段と、温度検出対象の所定時間における温度変化量を算出する温度変化算出手段と、熱量算出手段により算出される熱量情報を一つの座標軸とし、温度変化算出手段により算出される温度センサの温度変化量情報をもう一つの座標軸として表される座標系における座標値を算出する座標値算出手段と、座標値算出手段により算出された座標値が座標系における所定の異常検出判定領域に一定時間継続して含まれている場合に温度センサの異常を検出する異常検出手段と、を有するものである。
　本発明のさらに他の観点は、異常検出方法としての観点である。すなわち、本発明の異常検出方法は、温度センサの異常を検出する異常検出方法において、温度センサの温度検出対象から発生する所定時間における熱量を算出する熱量算出ステップと、温度検出対象の所定時間における温度変化量を算出する温度変化算出ステップと、熱量算出ステップにより算出される熱量情報を一つの座標軸とし、温度変化算出ステップにより算出される温度センサの温度変化量情報をもう一つの座標軸として表される座標系における座標値を算出する座標値算出ステップと、座標値算出ステップにより算出された座標値が座標系における所定の異常検出判定領域に一定時間継続して含まれている場合に温度センサの異常を検出する異常検出ステップと、を有するものである。
　本発明の他の観点は、プログラムとしての観点である。すなわち、本発明のプログラムは、温度センサの異常を検出するコンピュータを、温度センサの温度検出対象から発生する所定時間における熱量を算出する熱量算出手段と、温度検出対象の所定時間における温度変化量を算出する温度変化算出手段と、熱量算出手段により算出される熱量情報を一つの座標軸とし、温度変化算出手段により算出される温度センサの温度変化量情報をもう一つの座標軸として表される座標系における座標値を算出する座標値算出手段と、座標値算出手段により算出された座標値が座標系における所定の異常検出判定領域に一定時間継続して含まれている場合に温度センサの異常を検出する異常検出手段、として機能させるものである。
　本発明によれば、温度センサの異常を適切に検出することができる異常検出装置、ハイブリッド自動車および異常検出方法、並びにプログラムを提供することができる。
本発明の実施の形態のハイブリッド自動車の要部ブロック構成図である。 異常検出処理を実現するための図１に示すハイブリッドＥＣＵの機能構成例を示すブロック図である。 図１のハイブリッドＥＣＵにより実行される温度センサの異常検出処理を示すフローチャートである。 Ｘ軸を図１に示すインバータの主回路素子への通電時間（Ｔ）とし、Ｙ軸をインバータの主回路素子に流入される電流値の２乗（Ａ２）として表した図の一例である。 Ｘ軸を時間積算値情報（Ｙ〔Ａ２・Ｓ〕）とし、Ｙ軸を温度偏差情報（ΔＴ|Ｍａｘ－Ｍｉｎ|）として表した図の一例である。 図５に示す異常判定領域Ｂに含まれる場合の温度変化の一例を示す図である。 図５に示す異常判定領域Ｃに含まれる場合の温度変化の一例を示す図である。
　以下、本発明の一実施の形態に係るについて、図面を用いて説明する。しかしながら、本発明の異常検出装置、ハイブリッド自動車および異常検出方法、並びにプログラムは、図面に示した構成に限定されるものではない。
（構成）
　図１は、本発明の実施の形態のハイブリッド自動車１の要部ブロック構成図である。図１に示すように、ハイブリッド自動車１は、エンジン１０、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、クラッチ１２、電動機１３、インバータ１４、バッテリ１５、トランスミッション１６、電動機ＥＣＵ１７、ハイブリッドＥＣＵ１８、温度センサ１９および車輪２０が設けられている。なお、図１の構成では、直接説明に関わらない構成の図示は省略してある。
（概要）
　ハイブリッド自動車１は、インバータ１４の温度変化を検出する温度センサ１９を有しており、この温度センサ１９自体の異常をハイブリッドＥＣＵ１８が検出する。
　エンジン１０は、内燃機関の一例であり、エンジンＥＣＵ１１によって制御される。エンジン１０は、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、または代替燃料等を内部で燃焼させて、軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力をクラッチ１２に伝達する。
　エンジンＥＣＵ１１は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、電動機ＥＣＵ１７と連携動作するコンピュータである。エンジンＥＣＵ１１は、たとえば、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン１０の動作を制御する。エンジンＥＣＵ１１は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏ（Input/Output）ポートなどを有する。
　クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８によって制御される。クラッチ１２は、エンジン１０からの軸出力を、電動機１３およびトランスミッション１６を介して車輪２０に伝達させる。すなわち、クラッチ１２は、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続することにより、エンジン１０の軸出力を電動機１３に伝達させる。また、クラッチ１２は、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断することにより、エンジン１０の軸と、電動機１３の回転軸とが互いに異なる回転速度で回転できるようにする。たとえば、クラッチ１２は、エンジン１０の動力によって電動機１３に発電させる場合、電動機１３の駆動力によってエンジン１０がアシストされる場合、または電動機１３によってエンジン１０を始動させる場合などに、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続する。また、たとえば、クラッチ１２は、エンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、電動機１３の駆動力によってハイブリッド自動車１が走行している場合、またはエンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、ハイブリッド自動車１が減速中または下り坂を走行中であり、電動機１３が発電している（電力回生している）場合、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断する。なお、クラッチ１２は、運転者がクラッチペダルを操作して動作しているクラッチとは異なるものである。
　電動機１３は、いわゆる電動機ジェネレータである。電動機１３は、インバータ１４から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給する。また、電動機１３は、トランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ１４に供給する。たとえば、ハイブリッド自動車１が加速しているときまたは定速で走行しているときにおいて、電動機１３は、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給し、エンジン１０と協働してハイブリッド自動車１を走行させる。また、たとえば、電動機１３がエンジン１０によって駆動されているとき、またはハイブリッド自動車１が減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなどにおいて、電動機１３は、発電機として動作する。電動機１３が発電機として動作する場合、トランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電し、電力をインバータ１４に供給する。
　インバータ１４は、電動機ＥＣＵ１７によって制御される。インバータ１４は、バッテリ１５からの直流電圧を交流電圧に変換する。また、インバータ１４は、電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。電動機１３が動力を発生させる場合、インバータ１４は、バッテリ１５の直流電圧を交流電圧に変換して、電動機１３に電力を供給する。電動機１３が発電する場合、インバータ１４は、電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。すなわち、この場合、インバータ１４は、バッテリ１５に直流電圧を供給するための整流器および電圧調整装置としての役割を果たす。
　バッテリ１５は、充放電可能な二次電池である。バッテリ１５は、電動機１３が動力を発生させるとき、電動機１３にインバータ１４を介して電力を供給する。また、バッテリ１５は、電動機１３が発電しているとき、電動機１３が発電する電力によって充電される。
　トランスミッション１６は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの変速指示信号に従って、複数のギア比（変速比）のいずれかを選択する半自動トランスミッション（不図示）を有する。トランスミッション１６は、半自動トランスミッションにより変速比を切り換えて、変速されたエンジン１０の動力および電動機１３の動力を車輪２０に伝達する。または、トランスミッション１６は、半自動トランスミッションにより変速比を切り換えて、変速されたエンジン１０の動力または電動機１３の動力を車輪２０に伝達する。また、減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなど、トランスミッション１６は、車輪２０からの動力を電動機１３に伝達する。なお、半自動トランスミッションは、運転者がシフト部２３を操作して手動で任意のギア段にギア位置を変更することもできる。
　電動機ＥＣＵ１７は、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御に従って、エンジンＥＣＵ１１と連携動作するコンピュータである。電動機ＥＣＵ１７は、インバータ１４を制御することによって電動機１３を制御する。たとえば、電動機ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。
　ハイブリッドＥＣＵ１８は、コンピュータの一例である。ハイブリッドＥＣＵ１８は、ハイブリッド走行のために必要となる各種情報（たとえば、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、ギア位置情報、エンジン回転速度情報、充電状態など）などを取得する。ハイブリッドＥＣＵ１８は、取得したこれらの情報に基づいて、クラッチ１２を制御すると共に、変速指示信号を供給することでトランスミッション１６を制御し、電動機ＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与え、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与える。また、ハイブリッドＥＣＵ１８は、電動機ＥＣＵ１７を介してインバータ１４の温度情報、インバータ１４へ入力される電流値情報などを取得し、取得したこれらの情報に基づいて、温度センサ１９の異常を検出する。なおこの処理（以下、異常検出処理の詳細については後述する。ハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。
　なお、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールしておくことができる。
　エンジンＥＣＵ１１、電動機ＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＡＮ（Control Area Network）などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続されている。
　温度センサ１９は、インバータ１４を構成する主回路素子（たとえば、ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）などの温度を測定するためのセンサである。温度センサ１９からの検出出力は電動機ＥＣＵ１７を介してハイブリッドＥＣＵ１８に取り込まれる。なお、温度センサ１９からの検出出力を直接ハイブリッドＥＣＵ１８が取り込むように構成してもよい。温度センサ１９は、たとえば熱電対、サーミスタ、感温ダイオード（ダイオード温度計）などの感温素子によって構成される。
　車輪２０は、路面に駆動力を伝達する駆動輪である。なお、図１において、１つの車輪２０のみが図示されているが、実際には、ハイブリッド自動車１は、複数の車輪２０を有する。
　図２は、異常検出処理を実現するための図１に示すハイブリッドＥＣＵ１８の機能構成例を示すブロック図である。ハイブリッドＥＣＵ１８が所定のプログラムを実行すると、情報取得部３１、熱量推定部３２（請求項でいう熱量算出手段）、温度偏差算出部３３（請求項でいう温度変化算出手段）、座標値算出部３４（請求項でいう座標算出手段）、および異常検出部３５（請求項でいう異常検出手段）の機能が実現される。なお、異常検出部３５が参照する異常判定領域データ３６は、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリに記憶されている。
　情報取得部３１は、温度センサ１９の異常を判定するために必要な情報を取得する。具体的には、情報取得部３１は、所定時間におけるインバータ１４に入力された所定時間内の電流値の推移を示す情報、所定時間においてインバータ１４に電流が入力された時間（通電時間）情報および所定時間における温度センサ１９の温度情報を取得する。ここでいう所定時間とは、たとえば１０秒間、２０秒間などである。情報取得部３１は、取得したこれらの情報のうち、所定時間における電流値情報（Ａ）、所定時間における通電時間情報（Ｓ）を熱量推定部３２へ出力する。また、情報取得部３１は、所定時間における温度センサ１９が検出する温度の推移を示す情報（Ｔｅ）を温度偏差算出部３３へ出力する。
　熱量推定部３２は、インバータ１４へ流入する熱量を推定する。熱量推定部３２は、情報取得部３１が出力した所定時間における電流値情報（Ａ）および所定時間における通電時間情報（Ｓ）から、インバータ１４から発生する熱量を算出する。熱量は、たとえば、電流値の二乗と通電時間を積算した時間積算値として算出する。なお、電流値は三乗であってもよい。熱量推定部３２は、算出した時間積算値情報（Ｙ〔Ａ２・Ｓ〕）を座標値算出部３３へ出力する。
　温度偏差算出部３３は、インバータ１４の温度変化を把握するため、温度センサ１９が検出した所定時間における温度の偏差を算出する。温度偏差算出部３３は、情報取得部３１が出力した温度情報（Ｔ）から所定時間における温度センサ１９が検出した最高温度（Ｍａｘ）と最低温度（Ｍｉｎ）を特定し、これらの差分の絶対値を温度偏差情報（ΔＴ|Ｍａｘ－Ｍｉｎ|）として算出する。温度偏差算出部３３は、算出した温度偏差情報（ΔＴ|Ｍａｘ－Ｍｉｎ|）を座標値算出部３４へ出力する。
　座標値算出部３４は、時間積算値（Ｙ）をＸ軸とし、温度偏差（ΔＴ）をＹ軸とした場合の座標値を算出する。座標値算出部３４は、熱量推定部３２が出力した時間積算値情報（Ｙ〔Ａ２・Ｓ〕）と、温度偏差算出部３３が出力した温度偏差情報（ΔＴ|Ｍａｘ－Ｍｉｎ|）から座標値（Ｘｎ，Ｙｍ）を算出する。座標値算出部３４は、算出した座標値（Ｘｎ，Ｙｍ）を異常検出部３５へ出力する。
　異常検出部３５は、座標値算出部３４が出力した座標値（Ｘｎ，Ｙｍ）をメモリに記録していき、一定時間継続して異常判定領域データ３６に座標値（Ｘｎ，Ｙｍ）が含まれている場合には温度センサ１９の異常を検出する。異常検出部３５は、温度センサ１９の異常を検出すると、異常検出信号ＳＧを出力する。異常を検出したハイブリッド自動車１は、たとえば、専用のＬＥＤランプなどを点灯させる、または音などを発報し、温度センサ１９の異常をドライバーに知らせる。
（動作）
　図３は、図１のハイブリッドＥＣＵ１８により実行される温度センサ１９の異常検出処理を示すフローチャートである。なお、図３のフローチャートの「ＳＴＡＲＴ」から「ＥＮＤ」までの工程は、１周期分の処理を示したものであり、処理がいったん「ＥＮＤ」になっても「ＳＴＡＲＴ」の条件が整っている場合、再び処理は開始される。
　ＳＴＡＲＴ：たとえば、運転キーが操作されて、ハイブリッドＥＣＵ１８が起動されると、ハイブリッドＥＣＵ１８は所定のプログラムを実行し、図２に示した機能が実現可能となると、ステップＳ１の処理へ移行する。
　ステップＳ１：ハイブリッドＥＣＵ１８の情報取得部３１は、温度センサ１９から通知される温度情報に基づきインバータ１４を構成する主回路素子の所定時間の温度の変移を取得するとともに、インバータ１４に所定時間の間に入力される電流値の変移を取得する。インバータ１４を構成する主回路素子の温度およびインバータ１４に入力される電流値を所定時間取得すると、ハイブリッドＥＣＵ１８は、ステップＳ２の処理へ移行する。
　ステップＳ２：ハイブリッドＥＣＵ１８の熱量推定部３２は、ステップＳ１で取得した電流値と通電時間からインバータ１４に入力される熱量を推定する。インバータ１４に入力される熱量は、上述した時間積算値情報（Ｙ〔Ａ２・Ｓ〕）を算出することで求められる。
　ステップＳ３：ハイブリッドＥＣＵ１８の温度偏差算出部３３は、ステップＳ１で取得したインバータ１４の温度変化量を算出する。温度変化量は、上述した温度偏差情報（ΔＴ|Ｍａｘ－Ｍｉｎ|）を算出することで求められる。なお、ステップＳ２とステップＳ３の実行される順番は逆の順番で実行されてもよいし、並列的に実行されてもよい。
　ステップＳ４：ハイブリッドＥＣＵ１８の座標値算出部３４は、ステップＳ２で算出された時間積算値情報（Ｙ〔Ａ２・Ｓ〕）をＸ軸とし、ステップＳ３で算出した温度偏差情報（ΔＴ|Ｍａｘ－Ｍｉｎ|）をＹ軸として表される座標系における座標値（Ｘｎ，Ｙｍ）を内部のメモリに記録していく。
　ステップＳ５：ハイブリッドＥＣＵ１８の異常検出部３５は、ステップＳ４で内部のメモリに記録した座標値（Ｘｎ，Ｙｍ）が一定時間継続して異常判定領域データ３６に含まれるか否かを判定する。
　ステップＳ６：ハイブリッドＥＣＵ１８の異常検出部３５は、ステップＳ５で含まれると判定した場合（ステップＳ５でＹＥＳ）には、異常検出信号ＳＧを出力することで、温度センサ１９の異常を通知する専用のＬＥＤランプなどを点灯させる、あるいは音などでハイブリッド自動車１の運転者に知らせ、異常検出処理を終了する（ＥＮＤ）。なお、運転キーが操作されて、ハイブリッドＥＣＵ１８が停止される場合でも、異常検出処理を終了する（ＥＮＤ）。
　ステップＳ７：ハイブリッドＥＣＵ１８の異常検出部３５は、ステップＳ５で含まれないと判定した場合（ステップＳ５でＮｏ）には、温度センサ１９に異常はないと判断して、異常検出処理を終了する（ＥＮＤ）。
　図４は、Ｘ軸を図１に示すインバータ１４の主回路素子への通電時間（ＴＩＭＥ）とし、Ｙ軸をインバータ１４の主回路素子に流入される電流値の２乗（Ａ２）として表した図の一例である。インバータ１４の主回路素子に所定の時間Ｔ１に流入される熱量（エネルギー）は、図４に示す斜線部分Ｓの面積に相当するものである。
　図５は、Ｘ軸を時間積算値情報（Ｙ〔Ａ２・Ｓ〕）とし、Ｙ軸を温度偏差情報（ΔＴ|Ｍａｘ－Ｍｉｎ|）として表した図の一例である。図５に正常動作パターン領域Ａは、ハイブリッド自動車１での様々な走行パターンによる実験から得られた複数の座標値の外延を結んだ座標領域である。また、図５に示す異常判定領域Ｂ，Ｃは、正常動作パターン領域Ａ以外の領域であり、これらのいずれかの領域に一定時間継続して含まれている場合にはハイブリッドＥＣＵ１８の異常検出部３５が温度センサ１９の異常を検出する領域である。
　ハイブリッドＥＣＵ１８の座標値算出部３４が算出した座標値が図５に示す異常判定領域Ｂに含まれる場合は、正常時の温度変化と比較して大きな温度変化が見られるということを意味する。すなわち、インバータ１４を流れる電流が少なくインバータ１４の主回路素子に対してエネルギー（熱量）があまり流入されていないにもかかわらず、温度センサ１９が検出する温度の変化が正常時と比較して大きい場合である。
　図６は、図５に示す異常判定領域Ｂに含まれる場合の温度変化の一例を示す図である。図６のＸ軸は図１に示すインバータ１４の主回路素子への通電時間（Ｔｉｍｅ）であり、Ｙ軸は温度センサ１９が検出したインバータ１４の主回路素子の温度（℃）の変化を示している。
　図６に示すＴ１は、図４に示すＴ１と同一の所定の時間である。図６に示すＴｅ２は、異常判定閾値である。この異常判定閾値は、図５に示した異常判定領域Ｂに対応しており、温度センサ１９が正常に動作する際に、様々な走行パターンによる実験から得られた複数の座標値の外延を結んだ座標領域に基づいて定められている。図６に示すＴｅ３は、所定の時間Ｔ１において、温度センサ１９が検出したインバータ１４の主回路素子の温度の最低温度（Ｍｉｎ）と最高温度（Ｍａｘ）の差分である。図６に示す例では、Ｔｅ２の領域範囲を超える温度変化が見られる。したがって、図６に示す挙動が一定時間継続して確認された場合には図５に示した異常判定領域Ｂに含まれることになるため、ハイブリッドＥＣＵ１８の異常検出部３５が温度センサ１９の異常を検出する。
　図５に戻り、ハイブリッドＥＣＵ１８が算出した座標値が異常判定領域Ｃに含まれる場合は、正常時の温度変化と比較して小さな温度変化が見られるということを意味する。すなわち、インバータ１４の主回路素子に対して大きなエネルギーが流入されているにもかかわらず、温度センサ１９が検出する温度の変化が正常時と比較して小さい場合である。
　図７は、図５に示す異常判定領域Ｃに含まれる場合の温度変化の一例を示す図である。図７のＸ軸は図１に示すインバータ１４の主回路素子への通電時間（Ｔｉｍｅ）であり、Ｙ軸は温度センサ１９が検出したインバータ１４の主回路素子の温度（℃）の変化を示している。
　図７に示すＴ１は、図４に示すＴ１と同一の所定の時間である。図７に示すＴｅ４は、異常判定閾値である。この異常判定閾値は、図５に示した異常判定領域Ｃに対応しており、温度センサ１９が正常に動作する際に、様々な走行パターンによる実験から得られた複数の座標値の外延を結んだ座標領域に基づいて定められている。図７に示すＴｅ５は、所定の時間Ｔ１において、温度センサ１９が検出したインバータ１４の主回路素子の温度の最低温度（Ｍｉｎ）と最高温度（Ｍａｘ）の差分である。図７に示す例では、Ｔｅ４の領域範囲を超えない温度変化が一定時間継続して確認された場合には図５に示した異常判定領域Ｃに含まれることになるため、ハイブリッドＥＣＵ１８の異常検出部３５が温度センサ１９の異常を検出する。
（効果）
　以上により、温度センサ１９の異常を検出する異常検出装置の一例であるハイブリッドＥＣＵ１８は、温度センサ１９の温度検出対象であるインバータ１４の主回路素子から発生する所定時間における熱量を算出する熱量算出部３２（熱量算出手段）と、インバータ１４の主回路素子の所定時間における温度変化量を算出する温度偏差算出部３３（温度変化算出手段）と、熱量算出部３２により算出される熱量情報を一つの座標軸とし、温度偏差算出部３３により算出される温度センサ１９の温度偏差情報（ΔＴ|Ｍａｘ－Ｍｉｎ|、温度変化量情報）をもう一つの座標軸として表される座標系における座標値を算出する座標値算出部３４（座標値算出手段）と、座標値算出部３４により算出された座標値が座標系における異常判定領域ＢまたはＣ（所定の異常検出判定領域）に一定時間継続して含まれている場合に温度センサ１９の異常を検出する異常検出部３５（異常検出手段）とを有するものである。これによれば、一定時間継続して異常な温度変化が見られる場合に異常を検出することから、誤検出を低減させ、温度センサ１９の異常を適切に検出させることができる。
　また、異常判定領域ＢまたはＣは、温度センサ１９が正常に動作する際の、インバータ１４の主回路素子から発生する所定時間における電流値および通電時間から求められる時間積算値情報（Ｙ〔Ａ２・Ｓ〕）（時間積算値）と、インバータ１４の主回路素子の所定時間における温度偏差情報（ΔＴ|Ｍａｘ－Ｍｉｎ|）（温度変化量）の関係から求められる複数の座標値から形成される正常動作パターン領域Ａ（正常動作パターン領域）には含まれない座標領域である。そして、異常検出部３５は、座標値算出部３４により算出された座標値が正常動作パターン領域Ａに含まれる座標値と比較して、温度偏差算出部３３により算出された温度の変化量が大きい異常判定領域Ｂ（第１の温度変化異常領域）に一定時間継続して含まれている場合、または、座標値算出部３４により算出された座標値が正常動作パターン領域に含まれる座標値と比較して、温度偏差算出部３３により算出された温度の変化量が小さい異常判定領域Ｃ（第２の温度変化異常領域）に一定時間継続して含まれている場合、温度センサ１９の異常を検出するものである。これによれば、インバータ１４の主回路素子に対してエネルギー（熱量）があまり流入されていないにもかかわらず、温度センサ１９が検出する温度の変化が正常時と比較して異常に大きい場合、または、インバータ１４の主回路素子に対して大きなエネルギー（熱量）が流入されているにもかかわらず、温度センサ１９が検出する温度の変化が正常時と比較して異常に小さい場合に温度センサ１９の異常を検出することが可能となる。すなわち、温度センサ１９の異常を、正常時の動作における挙動パターンと比較して検出するようにしているため、より適切に温度センサ１９の異常を検出することができる。なお、図３で説明した異常検出判定処理では、異常検出判定領域Ｂおよび異常検出判定領域Ｃの２つを用いたが、１つのみを用いて異常検出判定処理を実行するようにしてもよい。なお、温度センサ１９としてサーミスタを利用すると、精度よく検出できる範囲が限られてしまい、その範囲外では正常時も故障時も変わらない挙動を示すおそれがある場合には、温度センサ１９は感温ダイオード（ダイオード温度計）を採用すると、サーミスタを利用する場合と比較して誤検出のおそれがより低減される。
　また、上述したハイブリッドＥＣＵ１８を有するハイブリッド自動車１、ハイブリッドＥＣＵ１８が実行する異常検出方法、およびコンピュータをハイブリッドＥＣＵ１８として機能させるための各種プログラムは、上述した各効果と同様の効果を奏するものである。
（プログラムを用いた実施の形態について）
　また、ハイブリッドＥＣＵ１８は、所定のプログラムにより動作する汎用の情報処理装置によって構成されてもよい。例えば、汎用の情報処理装置は、メモリ、ＣＰＵ、入出力ポートなどを有する。汎用の情報処理装置のＣＰＵは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、汎用の情報処理装置には、ハイブリッドＥＣＵ１８の機能が実現される。また、その他の機能についてもソフトウェアにより実現可能な機能については汎用の情報処理装置とプログラムとによって実現することができる。なお、上述したＣＰＵの代わりにＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどを用いてもよい。
　なお、汎用の情報処理装置が実行する制御プログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８の出荷前に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、ハイブリッドＥＣＵ１８の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、制御プログラムの一部が、ハイブリッドＥＣＵ１８の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。ハイブリッドＥＣＵ１８の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶される制御プログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。
　また、制御プログラムは、汎用の情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。
　このように、汎用の情報処理装置とプログラムによってハイブリッドＥＣＵ１８の機能を実現することにより、大量生産や仕様変更（または設計変更）に対して柔軟に対応可能となる。
（その他の実施の形態）
　本発明の実施の形態は、その要旨を逸脱しない限り様々に変更が可能である。たとえば、温度センサ１９をインバータ１４の内部に図示したが、これは温度センサ１９の設置位置をインバータ１４の内部に限定するものではない。たとえば温度センサ１９をインバータ１４の外部に設置し、インバータ１４の筐体の温度を測定することによって間接的にインバータ１４の温度を推定してもよい。あるいは、温度センサ１９は、インバータ１４が設置されている周辺の気温を測定するようにし、インバータ１４が設置されている周囲の気温を測定することによって間接的にインバータ１４の温度を推定することができる。また、インバータ１４の外部からインバータ１４の筐体の温度を測定するために、温度センサ１９に代えてカメラ装置を設け、サーモグラフィーのような画像解析手法を用いてもよい。
　また、インバータ１４の温度センサ１９の異常検出としたが、インバータ１４以外に設置される温度センサの異常検出についても適用可能である。たとえば、電動機１３を構成する素子の温度検出をするための温度センサ（不図示）の異常検出にも同様に適用できる。
　なお、温度センサ１９の温度検出対象が電動機１３の場合には、電動機１３に入力される電流値から推定するようにしてもよいし、電動機１３の回転数、トルクの積に所定の係数を乗じて算出された機械的出力から電動機１３から発生する熱量の推定をするようにしてもよい。
　また、エンジン１０は、内燃機関であると説明したが、外燃機関を含む熱機関であってもよい。
　また、各ＥＣＵ（エンジンＥＣＵ１１、電動機ＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８）は、これらを１つにまとめたＥＣＵにより実現してもよいし、あるいは、各ＥＣＵの機能をさらに細分化したＥＣＵを新たに設けてもよい。また、図２に示したハイブリットＥＣＵ１８において実現する機能は電動機ＥＣＵ１７において実現するようにしてもよい。
　また、ハイブリッド自動車１は、いわゆるパラレル方式のものとしたが、エンジンを発電のみに使用し、モータを車軸の駆動と回生のみに使用するシリーズ方式、エンジンからの動力をプラネタリーギアなどを用いた動力分割機構により分割し、発電機とモータに振り分けるスプリット方式などであってもよい。
　また、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。
１…ハイブリッド自動車、１０…エンジン、１３…電動機、１５…バッテリ、１８…ハイブリッドＥＣＵ（異常検出装置の一例）、１９…温度センサ、３２…熱量計算部（熱量算出手段の一例）、３３…温度偏差算出部（温度変化算出手段の一例）、３４…座標値算出部（座標値算出手段の一例）、３５…異常検出部（異常検出手段の一例）、

Claims (5)

  1. 　温度センサの異常を検出する異常検出装置において、
    　前記温度センサの温度検出対象から発生する所定時間における熱量を算出する熱量算出手段と、
    　前記温度検出対象の前記所定時間における温度変化量を算出する温度変化算出手段と、
    　前記熱量算出手段により算出される熱量情報を一つの座標軸とし、前記温度変化算出手段により算出される前記温度センサの温度変化量情報をもう一つの座標軸として表される座標系における座標値を算出する座標値算出手段と、
    　前記座標値算出手段により算出された座標値が前記座標系における所定の異常検出判定領域に一定時間継続して含まれている場合に前記温度センサの異常を検出する異常検出手段と、
    を有することを特徴とする異常検出装置。
     
  2. 　請求項１記載の異常検出装置であって、
    　前記所定の異常検出判定領域は、
    　前記温度センサが正常に動作する際の、前記温度検出対象から発生する所定時間における電流値および通電時間から求められる時間積算値と、前記温度検出対象の前記所定時間における温度変化量の関係から求められる複数の座標値から形成される正常動作パターン領域には含まれない座標領域であり、
    　前記異常検出手段は、
    　前記座標値算出手段により算出された座標値が前記正常動作パターン領域に含まれる座標値と比較して、前記温度変化算出手段により算出された温度の変化量が大きい第１の温度変化異常領域に一定時間継続して含まれている場合、または、
    　前記座標値算出手段により算出された座標値が前記正常動作パターン領域に含まれる座標値と比較して、前記温度変化算出手段により算出された温度の変化量が小さい第２の温度変化異常領域に一定時間継続して含まれている場合、
    のいずれかに該当すると前記温度センサの異常を検出する、
    ことを特徴とする異常検出装置。
     
  3. 　温度センサを有するハイブリッド自動車において、
    　前記温度センサの温度検出対象から発生する所定時間における熱量を算出する熱量算出手段と、
    　前記温度検出対象の前記所定時間における温度変化量を算出する温度変化算出手段と、
    　前記熱量算出手段により算出される熱量情報を一つの座標軸とし、前記温度変化算出手段により算出される前記温度センサの温度変化量情報をもう一つの座標軸として表される座標系における座標値を算出する座標値算出手段と、
    　前記座標値算出手段により算出された座標値が前記座標系における所定の異常検出判定領域に一定時間継続して含まれている場合に前記温度センサの異常を検出する異常検出手段と、
    　を有することを特徴とするハイブリッド自動車。
     
  4. 　温度センサの異常を検出する異常検出方法において、
    　前記温度センサの温度検出対象から発生する所定時間における熱量を算出する熱量算出ステップと、
    　前記温度検出対象の前記所定時間における温度変化量を算出する温度変化算出ステップと、
    　前記熱量算出ステップにより算出される熱量情報を一つの座標軸とし、前記温度変化算出ステップにより算出される前記温度センサの温度変化量情報をもう一つの座標軸として表される座標系における座標値を算出する座標値算出ステップと、
    　前記座標値算出ステップにより算出された座標値が前記座標系における所定の異常検出判定領域に一定時間継続して含まれている場合に前記温度センサの異常を検出する異常検出ステップと、
    を有することを特徴とする異常検出方法。
     
  5. 　温度センサの異常を検出するコンピュータを、
    　前記温度センサの温度検出対象から発生する所定時間における熱量を算出する熱量算出手段と、
    　前記温度検出対象の前記所定時間における温度変化量を算出する温度変化算出手段と、
    　前記熱量算出手段により算出される熱量情報を一つの座標軸とし、前記温度変化算出手段により算出される前記温度センサの温度変化量情報をもう一つの座標軸として表される座標系における座標値を算出する座標値算出手段と、
    　前記座標値算出手段により算出された座標値が前記座標系における所定の異常検出判定領域に一定時間継続して含まれている場合に前記温度センサの異常を検出する異常検出手段、
    として機能させるためのプログラム。
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