(57)【要約】【課題】ソフトウェアによって温度を算出する温度算出装置、温度算出方法、及び温度算出プログラムを提供する。【解決手段】温度の算出式において固定値が算出される部分である固定値部分の算出結果と、前記温度の算出式における可変の入力値とをパラメータとして取得する取得手段３１と、取得手段３１によって取得されたパラメータを用いて、前記温度の算出式に基づいて温度を算出する算出手段３２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度の算出式において固定値が算出される部分である固定値部分の算出結果と、前記温度の算出式における可変の入力値とをパラメータとして取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得されたパラメータを用いて、前記温度の算出式に基づいて温度を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする温度算出装置。
【請求項２】
前記温度算出装置の電源が切られた時刻である電源切り時刻と、前記電源切り時刻に算出された温度である電源切り時刻温度とを記憶手段に書き込む書き込み手段を備え、
前記算出手段は、前記電源切り時刻から前記電源が再投入された時刻である電源再投入時刻までの経過時間と、前記記憶手段に書き込まれた電源切り時刻温度とに基づいて前記電源再投入時刻における温度を算出することを特徴とする請求項１記載の温度算出装置。
【請求項３】
前記算出手段は、電圧、抵抗値、サンプリング時間、通流率をパラメータとして、車両に用いられるブレーキ抵抗の温度を算出することを特徴とする請求項１記載の温度算出装置。
【請求項４】
前記算出手段は、電流、周波数、サンプリング時間、冷却係数をパラメータとして、車両に用いられるモーターの温度を算出することを特徴とする請求項１記載の温度算出装置。
【請求項５】
前記算出手段は、ＩＧＢＴ損失、ＢＣ等価損失、サンプリング時間、冷却器熱抵抗をパラメータとして、車両に用いられるＩＧＢＴ素子の温度を算出することを特徴とする請求項１記載の温度算出装置。
【請求項６】
温度の算出式において固定値が算出される部分である固定値部分の算出結果と、前記温度の算出式における可変の入力値とをパラメータとして取得する取得工程と、
前記取得工程において取得されたパラメータを用いて、前記温度の算出式に基づいて温度を算出する算出工程とを備えたことを特徴とする温度算出方法。
【請求項７】
温度の算出式において固定値が算出される部分である固定値部分の算出結果と、前記温度の算出式における可変の入力値とをパラメータとして取得する取得工程と、
前記取得工程において取得されたパラメータを用いて、前記温度の算出式に基づいて温度を算出する算出工程とをコンピュータに実行させるための温度算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度算出装置、温度算出方法、及び温度算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイコン応用製品における組み込みソフトウェアが知られている。このようなソフトウェアでは、温度上昇によって機器や素子が破壊されることを未然に防止するために、温度上昇の保護検知が実施されている。一般に、温度を測定するセンサとしてはサーミスタが利用されている（例えば、特許文献１参照）。サーミスタとは、温度変化に対して電気抵抗の変化の大きい抵抗体のことである。サーミスタ等のセンサによって温度を測定し、測定した温度情報をソフトウェア内部に取り込めば、ソフトウェアによる温度上昇の保護検知を実施することができ、温度上昇によって機器や素子が破壊されることを未然に防止することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０１７０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ソフトウェアが組み込まれている製品によっては、サーミスタ等のセンサを備えていない場合がある。このような場合は、ソフトウェア内部に温度情報を取り込むことができないので、ソフトウェアによる温度上昇の保護検知を実施することができず、温度上昇によって機器や素子が破壊される事態にも繋がりかねない状態であった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ソフトウェアによって温度を算出する温度算出装置、温度算出方法、及び温度算出プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、温度算出装置において、温度の算出式において固定値が算出される部分である固定値部分の算出結果と、前記温度の算出式における可変の入力値とをパラメータとして取得する取得手段と、前記取得手段によって取得されたパラメータを用いて、前記温度の算出式に基づいて温度を算出する算出手段とを備える。
【０００７】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、温度算出方法において、温度の算出式において固定値が算出される部分である固定値部分の算出結果と、前記温度の算出式における可変の入力値とをパラメータとして取得する取得工程と、前記取得工程において取得されたパラメータを用いて、前記温度の算出式に基づいて温度を算出する算出工程とを備える。
【０００８】
本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、温度算出プログラムにおいて、温度の算出式において固定値が算出される部分である固定値部分の算出結果と、前記温度の算出式における可変の入力値とをパラメータとして取得する取得工程と、前記取得工程において取得されたパラメータを用いて、前記温度の算出式に基づいて温度を算出する算出工程とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ソフトウエアによって温度が算出されるので、ソフトウェアによる温度上昇の保護検知を実施することができる。これによって、サーミスタ等のセンサを備えていない場合でも、温度上昇によって機器や素子が破壊される事態を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における車両制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における温度算出式を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態における車両制御装置のブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における車両制御装置１のブロック図である。
【００１３】
この車両制御装置１は、自動車などの車両に用いられるブレーキ抵抗の温度をソフトウェアによって算出する装置であって、図１に示すように、パラメータ決定手段２と温度算出ソフトウェア３とを備えている。パラメータ決定手段２は、図示しない入力手段からの入力値に基づいてパラメータを決定し、決定したパラメータを温度算出ソフトウェア３に渡す。温度算出ソフトウェア３は、ブレーキ抵抗の温度を算出するためのソフトウェアであって、取得手段３１と算出手段３２とを備えている。取得手段３１は、パラメータ決定手段２によって決定されたパラメータを取得して算出手段３２に渡すとともに、図示しない入力手段からの入力値をパラメータとして取得して算出手段３２に渡す。算出手段３２は、渡されたパラメータを用いて、後述する温度算出式に基づいてブレーキ抵抗の温度を算出し、算出した結果を出力する。
【００１４】
その他、車両制御装置１は、算出手段３２によって算出されたブレーキ抵抗の温度が所定の温度以下であるかどうかを監視する手段や、ブレーキ抵抗の温度が所定の温度を超えた場合にその温度上昇を抑えるための制御を司る手段等を備えている。これらの手段は一般的なものでよく、本発明の主眼とするところではないので詳しい説明を省略する。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施の形態における温度算出式を示す図である。
【００１６】
この温度算出式は、ブレーキ抵抗の温度を算出するための式である。式１に示すように、ブレーキ抵抗の現在の温度Ｔｎは、１サンプル前の温度Ｔｎ−１と、電圧ＥＦＣと、通流率ｒと、温度上昇率Ｔsatと、負荷条件Ｐと、抵抗値Ｒと、演算周期Δｔと、時定数τとを用いて表すことができる。
【００１７】
ここで、式１を式２のように展開すると、現在の温度Ｔｎは、放熱部分Ａと加熱部分Ｂとに大きく分けられる。放熱部分Ａは、演算周期Δｔ、時定数τといった固定値で計算することができる。更に、式２を式３のように展開すると、加熱部分Ｂは、加熱部分Ｃと加熱部分Ｄとに分けられる。加熱部分Ｃは、負荷条件Ｐ、温度上昇率Ｔsat、抵抗値Ｒ、演算周期Δｔ、時定数τといった固定値で計算することができる。一方、加熱部分Ｄは、電圧ＥＦＣ、通流率ｒといった可変値を含んでいる。
【００１８】
図３は、本発明の第１の実施の形態における車両制御装置１の動作を示すフローチャートである。以下、図２及び図３を用いて、車両制御装置１がブレーキ抵抗の温度を算出する動作について説明する。
【００１９】
既に説明した通り、式１を式２のように展開すると、現在の温度Ｔｎは、放熱部分Ａと加熱部分Ｂとに大きく分けられる。放熱部分Ａは、演算周期Δｔ、時定数τといった固定値で計算することができる。そこで、パラメータ決定手段２は、演算周期Δｔ、時定数τといった固定値を図示しない入力手段から受け取ると、これら固定値に基づいて放熱部分Ａを計算し、その計算結果をパラメータとして温度算出ソフトウェア３へ渡す（Ｓ１）。
【００２０】
更に、式２を式３のように展開すると、加熱部分Ｂは、加熱部分Ｃと加熱部分Ｄとに分けられる。加熱部分Ｃは、負荷条件Ｐ、温度上昇率Ｔsat、抵抗値Ｒ、演算周期Δｔ、時定数τといった固定値で計算することができる。そこで、パラメータ決定手段２は、負荷条件Ｐ、温度上昇率Ｔsat、抵抗値Ｒ、演算周期Δｔ、時定数τといった固定値を図示しない入力手段から受け取ると、これら固定値に基づいて加熱部分Ｃを計算し、その計算結果をパラメータとして温度算出ソフトウェア３へ渡す（Ｓ２）。一方、加熱部分Ｄは、電圧ＥＦＣ、通流率ｒといった可変値を含んでいる。そこで、図示しない入力手段は、電圧ＥＦＣ、通流率ｒといった可変値をパラメータとして温度算出ソフトウェア３へ渡す（Ｓ３）。
【００２１】
ここで、固定値部分の算出結果（放熱部分Ａの計算結果、加熱部分Ｃの計算結果）は、少なくとも一度だけ温度算出ソフトウェア３に渡せばよい。一方、可変の入力値（電圧ＥＦＣ、通流率ｒ）は、所定の時間間隔で温度算出ソフトウェア３に渡すか、あるいは、その値が変わったタイミングで温度算出ソフトウェア３に渡す必要がある。
【００２２】
温度算出ソフトウェア３に渡された４つのパラメータ（放熱部分Ａの計算結果、加熱部分Ｃの計算結果、電圧ＥＦＣ、通流率ｒ）は、温度算出ソフトウェア３の取得手段３１を介して算出手段３２に受け取られる。そこで、算出手段３２は、受け取った４つのパラメータを用いて、温度算出式に基づいてブレーキ抵抗の温度Ｔｎを算出する（Ｓ４）。具体的には、固定値部分の計算結果（放熱部分Ａの計算結果、加熱部分Ｃの計算結果）と、可変の入力値（電圧ＥＦＣ、通流率ｒ）とを受け取って、残りの計算を毎サンプル実施し、毎サンプル温度Ｔｎを算出する。以降は、算出手段３２によって算出されたブレーキ抵抗の温度Ｔｎが所定の温度以下であるかどうかが監視され、所定の温度を超えた場合はその温度上昇を抑えるため制御処理が実施されるようになっている。
【００２３】
以上のように、本発明の第１の実施の形態によれば、ソフトウエアによって温度が算出されるので、ソフトウェアによる温度上昇の保護検知を実施することができる。これによって、サーミスタ等のセンサを備えていない場合でも、温度上昇によって機器や素子が破壊される事態を未然に防止することが可能となる。
【００２４】
また、本発明の第１の実施の形態によれば、温度算出式を固定値部分と可変値部分とに展開し、予め固定値部分の計算結果をパラメータとして温度算出ソフトウェア３に渡すようにしている。これによって、温度算出ソフトウェア３側では可変値部分の計算をするだけでよく、計算処理が軽減されるという効果がある。
【００２５】
（第２の実施の形態）
ところで、故障等が原因で、車両制御装置１の制御電源が一時的に切れる場合がある。このように電源が切れると、温度Ｔｎの値はゼロとなる。そのため、電源の再投入時には温度Ｔｎの値がゼロの状態から計算されることになり、温度算出ソフトウェア３の内部で算出した温度が実際の温度と大きく異なってしまう。その結果、温度上昇の保護検知も意味をなさなくなり、結局は、温度上昇によって機器や素子が破壊される事態にも繋がりかねない状態であった。
【００２６】
そこで、本発明の第２の実施の形態では、電源が切れても、電源を再投入した時に精度よく温度を算出するための手法を採用している。以下、本発明の第２の実施の形態を前記第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００２７】
図４は、本発明の第２の実施の形態における車両制御装置１のブロック図である。
【００２８】
本発明の第２の実施の形態における車両制御装置１は、図４に示すように、パラメータ決定手段２と温度算出ソフトウェア３とに加え、新たに時刻管理手段４と記憶手段５とを備えている。時刻管理手段４は、現在の時刻を管理する時計などである。記憶手段５は、電源を供給しなくても記憶内容を保持することが可能な不揮発性メモリなどである。
【００２９】
また、本発明の第２の実施の形態における温度算出ソフトウェア３は、取得手段３１と算出手段３２とに加え、新たに書き込み手段３３と読み出し手段３４とを備えている。書き込み手段３３は、算出手段３２によって算出された温度や、時刻管理手段４によって管理されている現在の時刻などの情報を記憶手段５に書き込む。読み出し手段３４は、記憶手段５から温度や時刻などの情報を読み出して算出手段３２に渡す。算出手段３２は、読み出し手段３４によって読み出された温度や時刻などの情報を用いて、電源の再投入時における温度を算出し、算出した結果を出力する。
【００３０】
図５は、本発明の第２の実施の形態における車両制御装置１の動作を示すフローチャートである。以下、図５を用いて、車両制御装置１がブレーキ抵抗の温度を算出する動作を前記第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００３１】
まず、算出手段３２は、電源投入後の１回目の処理であるかどうかを判断する（Ｓ１１）。「１回目の処理であるかどうか」とは、ブレーキ抵抗の温度を算出する処理を実行するのが初めてであるかどうか、という意味である。
【００３２】
算出手段３２は、電源投入後の１回目の処理である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、電源が切れた時刻（以下、「電源切り時刻」という。）とその電源切り時刻における温度とを読み出し手段３４を介して記憶手段５から読み出す（Ｓ１２）。そして、このように読み出した電源切り時刻と、時刻管理手段４によって管理されている現在の時刻との差分Δｔを算出し（Ｓ１３）、このように算出した差分Δｔと、記憶手段５から読み出した電源切り時刻における温度とに基づいてブレーキ抵抗の温度Ｔｎを算出する（Ｓ１４）。この算出方法については後に詳しく説明する。
【００３３】
一方、算出手段３２は、電源投入後の１回目の処理でない場合、すなわち、電源投入後の２回目以降の処理である場合（Ｓ１１：ＮＯ）、前記第１の実施の形態で説明した通り、前述した４つのパラメータを用いてブレーキ抵抗の温度Ｔｎを算出する（Ｓ１５）。そして、このように算出した温度Ｔｎを電源切り時刻における温度として書き込み手段３３を介して記憶手段５に書き込む（Ｓ１６）。また、時刻管理手段４によって管理されている現在の時刻を電源切り時刻として書き込み手段３３を介して記憶手段５に書き込む（Ｓ１７）。
【００３４】
図６は、本発明の第２の実施の形態の効果を説明するための図である。
【００３５】
すなわち、前記第１の実施の形態によれば、図６（ａ）に示すように、時刻ｔ１において電源が切れると、温度Ｔｎの値はゼロとなる。そのため、電源の再投入時ｔ２には温度Ｔｎの値がゼロの状態から計算されることになり、温度算出ソフトウェア３の内部で算出した温度が実際の温度と大きく異なってしまう。
【００３６】
それに対して、第２の実施の形態によれば、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ１において電源が切れると、電源切れ時刻ｔ１と電源切れ時刻ｔ１における温度ＴＬとが記憶手段５に書き込まれる。その後、時刻ｔ２において電源が再投入されると、電源切り時刻ｔ１と電源切れ時刻ｔ１における温度ＴＬとが記憶手段５から読み出される。そして、電源切り時刻ｔ１と現在の時刻ｔ２との差分Δｔが算出された後、この差分Δｔだけ放熱部分Ａ（図２の式２参照）が算出される。これによって、電源切り時刻ｔ１における温度ＴＬから放熱部分Ａの計算結果を差し引けば、電源が再投入された現在の時刻ｔ２における温度ＴＳを算出することが可能である。
【００３７】
以上のように、本発明の第２の実施の形態によれば、電源が切れても、電源を再投入した時に精度よく温度が算出されるので、温度上昇によって機器や素子が破壊される事態を未然に防止することが可能となる。また、故障が原因で電源が切れても、記憶しておいた電源切れ時刻における温度を故障原因の解析に役立てることができるので、機器や素子の品質向上だけでなく装置全体の信頼性を向上させることも可能となる。
【００３８】
なお、ここでは、電圧、抵抗値、通流率などをパラメータとして温度算出ソフトウェア３に渡すこととしているが、パラメータの種類はこれに限定されるものではない。例えば、サンプリング時間（演算時間間隔）をパラメータとして温度算出ソフトウェア３に渡すようにしてもよい。また、固定値のパラメータ（抵抗値等）を温度算出ソフトウェア３の内部に予め保持しておけば、抵抗値等をパラメータとして温度算出ソフトウェア３に渡す必要がなくなる。
【００３９】
また、ここでは、車両に用いられるブレーキ抵抗の温度を算出することとしているが、温度の算出対象はこれに限定されるものではない。すなわち、他の部材の温度でも、その部材の温度変化に影響を与えるパラメータを用いて同様の方法で算出することができる。
【００４０】
例えば、電流、周波数、サンプリング時間、冷却係数、時定数などをパラメータとすれば、車両に用いられるモーターの温度を算出することが可能である。この場合も、サンプリング時間、冷却係数、時定数といった固定の入力値については、その固定値部分の計算結果を予めパラメータとして温度算出ソフトウェア３に渡しておけばよい。一方、電流、周波数といった可変の入力値は、例えば所定の時間間隔でパラメータとして温度算出ソフトウェア３に渡せばよい。このようにすれば、温度算出ソフトウェア３によって、車両に用いられるモーターの温度を算出することが可能である。
【００４１】
あるいは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）損失、ＢＣ等価損失、サンプリング時間、冷却器熱抵抗などをパラメータとすれば、車両に用いられるＩＧＢＴ素子の温度を算出することが可能である。この場合も、サンプリング時間、冷却器熱抵抗といった固定の入力値については、その固定値部分の計算結果を予めパラメータとして温度算出ソフトウェア３に渡しておけばよい。一方、ＩＧＢＴ損失、ＢＣ等価損失といった可変の入力値は、例えば所定の時間間隔でパラメータとして温度算出ソフトウェア３に渡せばよい。このようにすれば、温度算出ソフトウェア３によって、車両に用いられるＩＧＢＴ素子の温度を算出することが可能である。
【００４２】
また、ここでは、入力手段（図示せず）やパラメータ決定手段２は温度算出ソフトウェア３に含まれないこととしているが、温度算出ソフトウェア３として実現する機能は特に限定されるものではない。例えば、パラメータ決定手段２の全部または一部の機能を温度算出ソフトウェア３が備えるようにすることも可能である。
【００４３】
また、ここでは、可変の入力値（電圧ＥＦＣ、通流率ｒ）それぞれをパラメータとして温度算出ソフトウェア３に渡すこととしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、図２の式３に示すように、最終的には温度算出ソフトウェア３側で「電圧ＥＦＣ＾２×通流率ｒ」を算出する必要がある。従って、予めパラメータ決定手段２が「電圧ＥＦＣ＾２×通流率ｒ」を算出しておき、この算出結果をパラメータとして温度算出ソフトウェア３に渡すようにしてもよい。
【００４４】
また、図２に示す式１を式３に展開するタイミングについては言及しなかったが、式１を式３に展開するタイミングは、温度を算出する処理を実行する前であればよく、特に限定されるものではない。もちろん、予め式１を式３に展開しておき、展開後の式３を算出手段３２等に設定しておけば、式１を式３に展開する処理を毎回実行する必要はない。
【００４５】
なお、本発明の第１又は第２の実施の形態における車両制御装置１は、本発明に係る温度算出装置の一例である。本発明は、このような温度算出装置として実現することができるだけでなく、このような温度算出装置が備えた特徴的な手段を工程とする温度算出方法として実現したり、それらの工程をコンピュータに実行させる温度算出プログラムとして実現したりすることもできる。このような温度算出プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４６】
１…車両制御装置、２…パラメータ決定手段、３…温度算出ソフトウェア、４…時刻管理手段、５…記憶手段、３１…取得手段、３２…算出手段、３３…書き込み手段、３４…読み出し手段、ｔ１…電源切れ時刻、ＴＬ…電源切れ時刻ｔ１における温度、ｔ２…電源再投入時刻、ＴＳ…電源再投入時刻における温度、Δｔ…電源切り時刻ｔ１から電源再投入時刻ｔ２までの経過時間（差分）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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