(57)【要約】【課題】半導体スイッチング素子および周辺部品に熱影響を与えることなく異常検出を行うことが可能な半導体スイッチング素子の異常検出方法を提供すること。【解決手段】電源１と負荷４とを電気的に断続する半導体スイッチング素子２をＯＮとする際に、まず、電源電圧検出部３ｂにより電源電圧Ｖ０を検出し、次に、電源電圧Ｖ０を印加した場合に、半導体スイッチング素子２の許容発熱量Ｐを越えることのない時間であるＯＮ可能時間ｔｓｅｔを設定し、次に、半導体スイッチング素子２を、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ以内だけＯＮ状態を継続するとともに、その間の負荷電圧Ｖｌｄを、負荷電圧検出部３ｃにより検出し、次に、この検出した負荷電圧Ｖｌｄが正常値であるか否かに基づいて、半導体スイッチング素子２の異常を判定することを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出方法とした。【選択図】図１
2014052286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、抵抗およびインダクタンスを有する負荷と、を電気的に断続し、かつ、ＯＮ時の抵抗値が、正常時の抵抗値よりも大きな値となる故障状態を有した半導体スイッチング素子の異常検出方法であって、
前記半導体スイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦを切り換えるＯＮ−ＯＦＦ切換部により、前記半導体スイッチング素子をＯＮとした際に、
まず、前記半導体スイッチング素子へ印加する電源電圧を、電源電圧検出部により検出し、
次に、前記検出した電源電圧を前記故障状態の前記半導体スイッチング素子に印加した場合に、予め設定された前記半導体スイッチング素子の許容発熱量を越えることのない時間であるＯＮ可能時間を設定し、
次に、前記半導体スイッチング素子のＯＮ状態を、前記ＯＮ可能時間以内だけ継続するとともに、その間の負荷電圧を、負荷電圧検出部により検出し、
次に、この検出した負荷電圧が正常値であるか否かに基づいて、前記半導体スイッチング素子の異常を判定することを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載の半導体スイッチング素子の異常検出方法において、
前記ＯＮ可能時間の設定は、
前記ＯＮ可能時間の上限をｔｍａｘ、前記電源電圧をＶ０、前記許容発熱量をＰ、前記負荷の抵抗値をＲ、前記負荷のインダクタンスをＬとした場合に、
ｔｍａｘ＝（Ｌ／２Ｒ）ｌｏｇ［Ｖ０２／（Ｖ０２−４Ｐ・Ｒ）］の演算により得られる前記上限ｔｍａｘを超えない範囲で設定することを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体スイッチング素子の異常検出方法において、
前記半導体スイッチング素子の異常判定は、前記ＯＮ可能時間以内のＯＮ状態継続後のＯＦＦ時間中に行うことを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体スイッチング素子の異常検出方法において、
前記半導体スイッチング素子を、前記ＯＮ可能時間以内だけＯＮ状態を継続させる際に、前記ＯＮ可能時間内に、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを複数回繰り返し、各ＯＮ状態における前記負荷電圧測定を行い、
前記半導体スイッチング素子の異常判定は、これら複数の前記負荷電圧を前記正常値と比較して行うことを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出方法。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体スイッチング素子の異常検出方法において、
前記異常の判定は、前記複数測定された負荷電圧のうちの予め設定された設定個数以上が正常値である場合に正常と判定することを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体スイッチング素子の異常検出方法において、
前記正常値は、前記半導体スイッチング素子の正常時の抵抗値をｒ、前記負荷の抵抗をＲ、前記電源電圧をＶ０とした時に、[Ｒ／（Ｒ＋ｒ）]×Ｖ０の演算により得られる値とし、
前記異常判定時に、前記負荷電圧が前記正常値以上の場合に正常と判定し、前記正常値未満である場合に異常と判定することを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出方法。
【請求項７】
請求項２または請求項６に記載の半導体スイッチング素子の異常検出方法において、
前記演算に用いる前記半導体スイッチング素子の負荷抵抗を、前記負荷の温度を検出する温度検出手段が検出する前記負荷温度に基づいて補正することを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出方法。
【請求項８】
電源と、抵抗およびインダクタンスを有する負荷と、を電気的に断続し、かつ、ＯＮ時の抵抗値が、正常時の抵抗値よりも大きな値となる故障状態を有した半導体スイッチング素子と、
前記半導体スイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦを切り換えるＯＮ−ＯＦＦ切換部と、
前記電源の電圧を検出する電源電圧検出部および前記負荷の電圧を検出する負荷電圧検出部と、
前記電源電圧検出部により検出された電源電圧を前記故障状態の前記半導体スイッチング素子に印加した場合に、予め設定された前記半導体スイッチング素子の許容発熱量を越えることのないＯＮ可能時間を設定するＯＮ可能時間設定部と、
前記ＯＮ−ＯＦＦ切換部の切り換え作動により、前記半導体スイッチング素子をＯＮとした際に、前記半導体スイッチング素子のＯＮ状態を、前記ＯＮ可能時間以下の時間だけ継続し、かつ、その間に前記負荷電圧検出部により検出した負荷電圧が正常値であるか否かに基づいて、前記半導体スイッチング素子の異常を判定する異常判定部と、
を備えていることを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出装置。
【請求項９】
前記請求項８に記載の半導体スイッチング素子の異常検出装置において、
前記ＯＮ可能時間設定部のＯＮ可能時間の設定は、
前記ＯＮ可能時間の上限をｔｍａｘ、前記電源電圧をＶ０、前記許容発熱量をＰ、前記負荷の抵抗をＲ、前記負荷のインダクタンスをＬとした場合に、
ｔｍａｘ＝（Ｌ／２Ｒ）ｌｏｇ［Ｖ０２／（Ｖ０２−４Ｐ・Ｒ）］の演算により得られる前記上限ｔｍａｘを超えない範囲で設定することを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の半導体スイッチング素子の異常検出装置において、
前記半導体スイッチング素子の正常時の抵抗値をｒ、前記負荷の抵抗をＲ、電源電圧をＶ０とした時に、Ｒ／（Ｒ＋ｒ）×Ｖ０の演算で得られる値を前記正常値として設定する正常値設定部を備え、
前記異常判定部は、前記負荷電圧が前記正常値以上の場合に正常と判定し、前記正常値未満である場合に異常と判定することを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の半導体スイッチング素子の異常検出装置において、
前記負荷の温度を検出する温度検出手段と、
前記負荷抵抗を、前記温度検出手段が検出する負荷温度に基づいて補正する温度補正部と、
を備え、
前記ＯＮ可能時間設定部および／または前記正常値設定部は、演算に用いる前記負荷抵抗として、前記温度補正部が補正した補正負荷抵抗を用いることを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体スイッチング素子の異常検出方法および半導体スイッチング素子の異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関を用いない、もしくは充電用の内燃機関を備えた、電気自動車が普及し始めている。これら電気自動車は、走行時に消費される電気量の削減が求められる。
そこで、このような車両において、リレーの励磁コイル消費電力を削減するために、半導体スイッチング素子への置き換え技術が一般的に知られており、適用される領域が拡大している。
【０００３】
しかし、これら半導体スイッチング素子は、ＯＮ時の抵抗が、正常時のＯＮ状態よりも大きい抵抗値となるモードの故障状態が存在することが知られている。この故障状態では、通電が継続された場合に、抵抗と電流の二乗で表されるジュール熱が発生し、素子自体さらには周辺部品に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
そこで、この問題を解決するために、半導体スイッチング素子の異常を検出する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術は、半導体スイッチング素子（ＦＥＴ（Field effect transistor））のドレイン−ソース間電圧Ｖと電流Ｉとを検出し、これらから抵抗値（＝Ｖ／Ｉ）を算出し、この抵抗値が所定の値以上であると異常と判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４７２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術では、半導体スイッチング素子を通電状態として異常判定を行っていたため、異常発生時には、異常検出結果が出るまでの間の通電により、温度上昇が生じ、素子自体および周辺部品に悪影響を与えるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、半導体スイッチング素子および周辺部品に熱影響を与えることなく異常検出を行うことが可能な半導体スイッチング素子の異常検出方法および半導体スイッチング素子の異常検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の半導体スイッチング素子の異常検出方法は、
半導体スイッチング素子に印加した電源電圧を検出し、この電源電圧を故障状態の半導体スイッチング素子に印加した場合に、予め設定された半導体スイッチング素子の許容発熱量を越えることのないＯＮ可能時間を設定し、
前記半導体スイッチング素子を、前記ＯＮ可能時間以内だけＯＮ状態を継続し、かつ、その間に検出した負荷電圧が正常値であるか否かに基づいて、前記半導体スイッチング素子の異常を判定する
ことを特徴とする半導体スイッチング素子の異常検出方法とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の半導体スイッチング素子の異常検出方法では、異常判定時に、半導体スイッチング素子に対して、予め設定された許容発熱量を越えることのないＯＮ可能時間だけ通電して、その間の負荷電圧により異常判定を行うようにした。
このため、半導体スイッチング素子が故障状態であっても、半導体スイッチング素子は、異常判定の通電時の発熱量緒が許容発熱量を超えることがない。
したがって半導体スイッチング素子および周辺部品に熱影響を与えることなく異常検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１の半導体スイッチング素子の異常検出装置を適用した負荷制御システムの全体構成を示す全体システム図である。
【図２】実施の形態１における半導体スイッチング素子の特性説明図であり（ａ）はＯＮ可能時間だけ半導体スイッチング素子をＯＮとした場合の負荷電流の立ち上がりを示し、（ｂ）は半導体スイッチング素子のＯＮ時間と発熱量との関係を示している。
【図３】実施の形態１における異常判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２の半導体スイッチング素子の異常検出装置を適用した負荷制御システムの全体構成を示す全体システム図である。
【図５】実施の形態２における異常判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施の形態３の半導体スイッチング素子の異常検出装置を適用した負荷制御システムの全体構成を示す全体システム図である。
【図７】実施の形態３における異常判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施の形態４における異常判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施の形態５の半導体スイッチング素子の異常検出装置を適用した車両制御システムの全体構成を示す全体システム図である。
【図１０】実施の形態５における異常判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態６の半導体スイッチング素子の異常検出装置を適用した車両制御システムの全体構成を示す全体システム図である。
【図１２】実施の形態６における異常判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態６における半導体スイッチング素子の特性説明図であり（ａ）はＯＮ可能時間内にて半導体スイッチング素子を複数回ＯＮとした場合の負荷電流の立ち上がりを示し、（ｂ）は半導体スイッチング素子のＯＮ時間と発熱量との関係を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の半導体スイッチング素子の異常検出方法および半導体スイッチング素子の異常検出装置を実現する形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、実施の形態１の半導体スイッチング素子の異常検出装置について説明する。
図１は、実施の形態１の半導体スイッチング素子の異常検出装置を適用した負荷制御システムの全体構成を示す全体システム図である。
【００１２】
この負荷制御システムは、電源１により負荷４を駆動させるものであり、電源１と負荷４との間には、両者を断続される半導体スイッチング素子２が設けられている。
なお、負荷４は、電気的特性として負荷抵抗Ｒと負荷インダクタンスＬを備えている。このような負荷として、例えば、ＰＭＷ制御されるモータのコイルが挙げられる。
【００１３】
半導体スイッチング素子２は、例えば、ＦＥＴ（Field effect transistor）などが用いられる。この半導体スイッチング素子２は、正常時にＯＮとしたときの抵抗値ｒよりも大きな抵抗値となるモードの故障状態を備えている。
【００１４】
半導体スイッチング素子２は、制御部３によりＯＮ−ＯＦＦの切り換えを制御される。
この制御部３は、ＯＮ−ＯＦＦ切換部３ａと電源電圧検出部３ｂと負荷電圧検出部３ｃとＯＮ可能時間設定部３ｄと異常判定部３ｅとを備えている。
【００１５】
ＯＮ−ＯＦＦ切換部３ａは、半導体スイッチング素子２のＯＮ、ＯＦＦを切り換える指令を出力する。
電源電圧検出部３ｂは、電源１の電圧である電源電圧Ｖ０を検出する。
負荷電圧検出部３ｃは、負荷４の電圧である負荷電圧Ｖｌｄを検出する。
【００１６】
ＯＮ可能時間設定部３ｄは、電源電圧検出部３ｂにより検出された電源電圧Ｖ０を故障状態の半導体スイッチング素子２に印加した場合に、予め設定された半導体スイッチング素子２の許容発熱量Ｐを越えることのないＯＮ可能時間ｔｓｅｔを設定する。
すなわち、上記モードの故障状態の半導体スイッチング素子２をＯＮとして通電すると、図２（ｂ）に示すように、発熱量が上昇し、ＯＦＦとして通電を停止すると発熱量は低下する。
そこで、半導体スイッチング素子２それ自体、あるいは周辺部品の特性に基づいて、これらに悪影響を与えない発熱量である許容発熱量Ｐを予め設定することができる。
そして、この発熱量は、図２（ａ）に示すように、半導体スイッチング素子２をＯＮとする時間の長さに比例するため、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔを図示のように設定することができる。ここで、本実施の形態１では、ＯＮ可能時間の上限ｔｍａｘを、以下の式（１）により演算し、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔを設定する。
ｔｓｅｔ＜ｔｍａｘ＝（Ｌ／２Ｒ）ｌｏｇ［Ｖ０２／（Ｖ０２−４Ｐ・Ｒ）］  ・・・（１）
なお、Ｒは前述した負荷抵抗、Ｌは負荷インダクタンス、Ｖ０は電源電圧、Ｐは予め設定した許容発熱量である。また、許容発熱量Ｐは、熱計算で求めてもよいし、実際の熱実験を行って求めてもよい。
したがって、本実施の形態１では、上記式（１）で得られたｔｍａｘ未満の時間をＯＮ可能時間ｔｓｅｔとする。
【００１７】
異常判定部３ｅは、図３のフローチャートに示す異常判定処理により半導体スイッチング素子２における前記故障状態であるか否かを判定する。
すなわち、本実施の形態１では、予め正常値が設定されており、半導体スイッチング素子２をＯＮとした際に、まず、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔだけＯＮとして、このときに検出した負荷電圧Ｖｌｄにより正常であるか異常であるかを判定する異常判定処理を実行する。
【００１８】
この異常判定処理の実行時の処理の流れを図３のフローチャートに基づいて説明する。この異常判定処理は、上述したように、半導体スイッチング素子２をＯＮとする制御を実行するのに伴って実行する。
まず、最初のステップＳ１では、初期設定を行い、半導体スイッチング素子２をＯＮとする時間を０にリセットした上で、ＯＮ−ＯＦＦ切換部３ａの作動により半導体スイッチング素子２をＯＮとするとともに、負荷電圧Ｖｌｄの検出を行う。
【００１９】
続くステップＳ２では、ＯＮ可能時間設定部３ｄにより半導体スイッチング素子２をＯＮとするＯＮ可能時間ｔｓｅｔを設定し、半導体スイッチング素子２のＯＮ時間が、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔを経過した時点で、負荷電圧Ｖｌｄの検出を終了し、ステップＳ３に進む。なお、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔは、前述したように、電源電圧検出部３ｂが検出する電源電圧Ｖ０、予め入力された負荷抵抗Ｒ、負荷インダクタンスＬ、許容発熱量Ｐに基づいて上記式（１）により演算したＯＮ可能時間の上限ｔｍａｘ未満の値とする。
【００２０】
ステップＳ３では、ＯＮ−ＯＦＦ切換部３ａの作動により半導体スイッチング素子２をＯＦＦとして、ステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、負荷電圧検出部３ｃにより検出した負荷電圧Ｖｌｄが正常値であるか否か判定し、正常値であればステップＳ５に進んで、正常と判定する。また、ステップＳ４にて、負荷電圧Ｖｌｄが正常値で無ければ、ステップＳ６に進んで異常と判定する。すなわち、半導体スイッチング素子２が、その抵抗値が正常時よりも大きな値となる故障状態の場合、半導体スイッチング素子２における電圧が大きくなる分、負荷電圧Ｖｌｄが相対的に小さくなる。したがって、負荷電圧Ｖｌｄは、半導体スイッチング素子２が正常時の抵抗値の場合の正常値と比較することにより、異常を判定することができる。
【００２１】
（実施の形態１の作用）
実施の形態１の作用を図２に基づいて説明する。
実施の形態１では、半導体スイッチング素子２をＯＮとした際に、異常判定を行う。この際、半導体スイッチング素子２に印加した電源電圧Ｖ０を電源電圧検出部３ｂにて検出する。そして、異常判定のために半導体スイッチング素子２のＯＮ状態を継続するＯＮ可能時間ｔｓｅｔを、ＯＮ可能時間設定部３ｄにて、上記式（１）に基づいて設定する（ステップＳ２）。
このＯＮ可能時間ｔｓｅｔは、半導体スイッチング素子２が故障状態であっても、図２に示すように、通電時の発熱量が、許容発熱量Ｐ以下に制限される時間である。
この場合、上記式（１）に用いる負荷抵抗Ｒ、負荷インダクタンスＬは、予め分かっている値であるので、この演算を瞬時に行うことができる。また、電源電圧Ｖ０として、測定値を用いることにより、電源電圧Ｖ０が変化しても、適正なＯＮ可能時間ｔｓｅｔを設定することができる。
【００２２】
次に、半導体スイッチング素子２を、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔだけＯＮ状態を継続させた後、ＯＦＦとし（ステップＳ２、Ｓ３）、このＯＮ状態の間に、負荷電圧Ｖｌｄを、負荷電圧検出部３ｃにより測定する。
【００２３】
したがって、このＯＮ可能時間ｔｓｅｔの通電を行った際に、仮に、半導体スイッチング素子２が故障状態となっていても、その発熱量は許容発熱量Ｐ未満に抑えられ、半導体スイッチング素子２およびその周辺部品に悪影響が生じることがない。
すなわち、負荷電流Ｉは、図２（ａ）に示すように、立ち上がりが遅れるため、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔの通電とすることにより、その発熱量を抑えることができる。また、負荷電圧Ｖｌｄは、瞬時の計測が可能であり、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔの短時間の通電の間に、計測可能である。
【００２４】
その後、半導体スイッチング素子２をＯＦＦとした後に、異常判定部３ｅにて、負荷電圧Ｖｌｄと正常値とを比較して、異常判定を行なう（ステップＳ４〜Ｓ６）。
このように、異常判定に、瞬時に検出できる負荷電圧Ｖｌｄを用いるため、このＯＮ可能時間ｔｓｅｔの短時間の通電であっても検出可能である。
しかも、この異常判定は、半導体スイッチング素子２をＯＦＦとした後に行うため、判定の際に半導体スイッチング素子２をＯＮとするものと比較して、半導体スイッチング素子２のＯＮ時間を短くし、上記発熱を抑制できる。
【００２５】
（実施の形態１の効果）
１）実施の形態１の半導体スイッチング素子の異常検出方法では、
電源１と、負荷抵抗Ｒおよび負荷インダクタンスＬを有する負荷４と、を電気的に断続し、かつ、ＯＮ時の抵抗値が、正常時の抵抗値ｒよりも大きな値となる故障状態を有した半導体スイッチング素子２の異常検出方法であって、
半導体スイッチング素子２のＯＮ、ＯＦＦを切り換えるＯＮ−ＯＦＦ切換部３ａにより、半導体スイッチング素子２をＯＮとした際に、
まず、電源電圧検出部３ｂにより電源電圧Ｖ０を検出し、
次に、この検出した電源電圧Ｖ０を故障状態の半導体スイッチング素子２に印加した場合に、予め設定された半導体スイッチング素子２の許容発熱量Ｐを越えることのない時間であるＯＮ可能時間ｔｓｅｔを設定し、
次に、半導体スイッチング素子２のＯＮ状態を、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ以内だけ継続するとともに、その間の負荷電圧Ｖｌｄを、負荷電圧検出部３ｃにより検出し、
次に、この負荷電圧Ｖｌｄが正常値であるか否かに基づいて、半導体スイッチング素子２の異常を判定することを特徴とする。
このように、異常判定時に半導体スイッチング素子２に通電する時間は、半導体スイッチング素子２が故障状態であっても、発熱量が許容発熱量Ｐを越えることがないＯＮ可能時間ｔｓｅｔ以内とした。
このため、半導体スイッチング素子２の異常判定のための通電時に、発熱量が許容発熱量Ｐを超えることがなく、半導体スイッチング素子２および周辺部品に熱影響を与えることなく異常検出を行うことができる。
そして、この異常検出に、瞬時に検出できる負荷電圧Ｖｌｄを用いることにより、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔを短く設定して、負荷電流量が大きくなる前に計測可能であり、これによっても、上記熱影響の抑制が可能となる。
【００２６】
２）実施の形態１の半導体スイッチング素子の異常検出方法では、
ＯＮ可能時間ｔｓｅｔの設定は、ＯＮ可能時間の上限をｔｍａｘ、前記電源電圧をＶ０、前記許容発熱量をＰ、前記負荷抵抗をＲ、前記負荷インダクタンスをＬとした場合に、
ｔｍａｘ＝（Ｌ／２Ｒ）ｌｏｇ[Ｖ０２／（Ｖ０２−４Ｐ・Ｒ）]
の演算により得られる上限ｔｍａｘを超えない範囲で設定することを特徴とする。
この演算を用いることにより、負荷抵抗Ｒ、負荷インダクタンスＬは、予め分かっている値であるので、この演算を瞬時に行うことができる。また、電源電圧Ｖ０は測定値を用いるが、この電源電圧Ｖ０は、瞬時に測定可能であるとともに、測定値を用いることにより電源電圧Ｖ０が変化しても、適正なＯＮ可能時間ｔｓｅｔを設定することができる。
【００２７】
３）実施の形態１の半導体スイッチング素子の異常検出方法では、
半導体スイッチング素子２の異常判定は、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ以内のＯＮ状態継続後のＯＦＦ時間中に行うことを特徴とする。
したがって、異常判定の間、半導体スイッチング素子２をＯＮとする必要がないため、異常判定の間に半導体スイッチング素子２のＯＮ状態を継続するものと比較して、半導体スイッチング素子２のＯＮ時間を短くし、半導体スイッチング素子２の発熱量を抑制できる。
【００２８】
４）実施の形態１の半導体スイッチング装置の異常検出装置は、
電源１と、負荷抵抗Ｒおよび負荷インダクタンスＬを有する負荷４と、を電気的に断続し、かつ、ＯＮ時の抵抗値が、通常時の抵抗値よりも大きな値となる故障状態を有した半導体スイッチング素子２と、
半導体スイッチング素子２のＯＮ、ＯＦＦを切り換えるＯＮ−ＯＦＦ切換部３ａと、
電源１の電圧を検出する電源電圧検出部３ｂおよび負荷４の電圧を検出する負荷電圧検出部３ｃと、
電源電圧検出部３ｂにより検出された電源電圧Ｖ０を故障状態の半導体スイッチング素子２に印加した場合に、予め設定された半導体スイッチング素子２の許容発熱量Ｐを越えることのないＯＮ可能時間ｔｓｅｔを設定するＯＮ可能時間設定部３ｄと、
ＯＮ−ＯＦＦ切換部３ａの切り換え作動により、半導体スイッチング素子２をＯＮとした際に、まず、半導体スイッチング素子２のＯＮ状態を、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ以内だけ継続し、かつ、その間に負荷電圧検出部３ｃにより検出した負荷電圧Ｖｌｄが正常値であるか否かに基づいて、半導体スイッチング素子２の異常を判定する異常判定部３ｅと、
を備えていることを特徴とする。
したがって、この半導体スイッチ素子の異常検出装置にあっても、上記１）に記載したのと同様の理由により上記１）に記載した効果を奏する。
【００２９】
５）実施の形態１のスイッチング素子の異常検出装置は、
ＯＮ可能時間設定部３ｄにおけるＯＮ可能時間ｔｓｅｔの設定は、
ＯＮ可能時間ｔｓｅｔの上限をｔｍａｘ、電源電圧をＶ０、許容発熱量をＰ、負荷４の抵抗をＲ、負荷４のインダクタンスをＬとした場合に、
ｔｍａｘ＝（Ｌ／２Ｒ）ｌｏｇ［Ｖ０２／（Ｖ０２−４Ｐ・Ｒ）］
の演算により得られる上限ｔｍａｘを超えない範囲で設定することを特徴とする。
したがって、上記２）に記載したのと同様の理由により上記２）に記載した効果を奏する。
【００３０】
（他の実施の形態）
次に、他の実施の形態の電流検出装置について説明する。
なお、他の実施の形態を説明するのにあたり、実施の形態１および各実施の形態間にて共通する構成には同じ符号を付して説明を省略し、相違点のみ説明する。
【００３１】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１の変形例であり、その相違点を説明する。
図４に示すように、制御部２３は、正常値としての正常電圧値Ｖｒｅｆを設定する正常値設定部２３ｆを備えている。すなわち、正常値設定部２３ｆは、異常判定部２３ｅにて使用する正常値としての正常電圧値Ｖｒｅｆを、下記の演算式（２）により演算する。
Ｖｒｅｆ＝（Ｒ／Ｒ＋ｒ）×Ｖ０  ・・・（２）
なお、ｒは半導体スイッチング素子２の正常時にＯＮとしたときの抵抗値、Ｒは負荷抵抗、Ｖ０は電源電圧である。ここで、抵抗値ｒと負荷抵抗Ｒとは、事前に測定されて予め入力された値を用いる。また、電源電圧Ｖ０としては、電源電圧検出部３ｂの計測値を用いる。
【００３２】
そこで、異常判定部２３ｅは、負荷電圧Ｖｌｄを正常電圧値Ｖｒｅｆと比較し、負荷電圧Ｖｌｄが正常電圧値Ｖｒｅｆ以上の場合に正常と判定し、正常電圧値Ｖｒｅｆ未満である場合に異常と判定する。
【００３３】
図５は、実施の形態２の異常判定処理の流れを示すフローチャートである。
このフローチャートに示す処理は、半導体スイッチング素子２をＯＮとする制御を実行する際に実行（スタート）される。
【００３４】
また、実施の形態２では、ステップＳ３の実行後に進むステップＳ４−２における異常判定の処理が実施の形態１と異なる。すなわち、ステップＳ４−２では、負荷電圧Ｖｌｄと、正常値設定部２３ｆにて設定した正常電圧値Ｖｒｅｆと比較して異常判定を行う。そして、ステップＳ４−２では、負荷電圧Ｖｌｄが正常電圧値Ｖｒｅｆ以上の場合に、正常であるとしてステップＳ５に進み、負荷電圧Ｖｌｄが正常電圧値Ｖｒｅｆ未満の場合に異常としてステップＳ６に進む。
【００３５】
さらに、本実施の形態２では、ステップＳ５にて正常と判定された場合はステップＳ５−２に進んで、半導体スイッチング素子２をＯＮとした後、エンドに進む。
【００３６】
このように、実施の形態２では、半導体スイッチング素子２をＯＮとする場合に、まず、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔのＯＮに基づいて異常判定を行い、正常と判定された場合に、ＯＮとする。
【００３７】
（実施の形態２の作用）
実施の形態２における実施の形態１との相違点を説明すると、半導体スイッチング素子２にＯＮ可能時間ｔｓｅｔの通電を行なった後の異常判定の際に、負荷電圧Ｖｌｄと比較する正常値としての正常電圧値Ｖｒｅｆを、演算により求める。
【００３８】
この正常電圧値Ｖｒｅｆの演算に使用する負荷抵抗Ｒと半導体スイッチング素子２の正常時の抵抗値ｒとは、予め入力可能である。
一方、電源電圧Ｖ０は計測値を用いる。
したがって、負荷抵抗Ｒと抵抗値ｒとに、予め入力された値を用いるため、演算を短時間に行うことができる。また、電源電圧Ｖ０が変化するものにおいて、電源電圧Ｖ０の変化に応じた適正な正常電圧値Ｖｒｅｆを設定することができる。
【００３９】
（実施の形態２の効果）
６）実施の形態２の半導体スイッチング素子の異常検出方法では、
正常値としての正常電圧値Ｖｒｅｆは、半導体スイッチング素子２の正常時の抵抗値をｒ、負荷４の抵抗をＲ、電源電圧をＶ０とした時に、[Ｒ／（Ｒ＋ｒ）]×Ｖ０の演算により得られる値とし、
異常判定時に、負荷電圧Ｖｌｄが正常電圧値Ｖｒｅｆ以上の場合に正常と判定し、正常電圧値Ｖｒｅｆ未満である場合に異常と判定することを特徴とする。
このように、正常電圧値Ｖｒｅｆの演算に、予め入力可能な負荷抵抗Ｒと半導体スイッチング素子２の正常時の抵抗値ｒとを用いるため、その都度計測を行うものと比較して、短時間の演算が可能である。
また、正常電圧値Ｖｒｅｆの演算に使用する、走行状態に応じて変化する電源電圧Ｖ０は、計測値を用いるため、固定値を用いるものと比較して、正常電圧値Ｖｒｅｆの適正化を図り、より適正な異常判定を行うことができる。
【００４０】
７）実施の形態２の半導体スイッチング素子の異常検出装置は、
半導体スイッチング素子２の正常時の抵抗値をｒ、負荷抵抗をＲ、電源電圧をＶ０とした時に、Ｒ／（Ｒ＋ｒ）×Ｖ０の演算で得られる値を正常電圧値Ｖｒｅｆとして設定する正常値設定部２３ｆを備え、
異常判定部２３ｅは、負荷電圧Ｖｌｄが正常電圧値Ｖｒｅｆ以上の場合に正常と判定し、正常電圧値Ｖｒｅｆ未満である場合に異常と判定することを特徴とする。
したがって、上記６）に記載したのと同様の理由により上記６）に記載した効果を奏する。
【００４１】
なお、実施の形態２にあっても、上述した１）〜５）にて述べた理由により、１）〜５）の効果を奏する。
【００４２】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３の半導体スイッチング素子の異常検出装置について説明する。
この実施の形態３の半導体スイッチング素子の異常検出装置は、図６に示すように、負荷４の温度を検出する温度センサ３５を備えている。また、この温度センサ３５が検出する負荷温度Ｔｌｄは、制御部３３の温度補正部３３ｇに入力され、負荷４の負荷抵抗Ｒを温度特性に応じて補正した補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを形成する。
【００４３】
この温度補正部３３ｇにて補正された補正負荷抵抗Ｒｒｅｖは、ＯＮ可能時間設定部３３ｄおよび正常値設定部３３ｆに出力され、両設定部３３ｄ，３３ｆでは、負荷抵抗Ｒとしてこの補正負荷抵抗Ｒｒｅｖが用いられる。
【００４４】
図７は、実施の形態３の異常判定処理の流れを示しており、まず、ステップＳ１−３では、温度センサ３５が測定する負荷温度Ｔｌｄを読み込み、この負荷温度Ｔｌｄに基づいて、温度補正部３３ｇにて補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを演算する。
【００４５】
この補正負荷抵抗Ｒｒｅｖは、ステップＳ２−３において、ＯＮ可能時間設定部３３ｄによりＯＮ可能時間ｔｓｅｔおよび上限ｔｍａｘを演算するのに使用される。したがって、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔは、温度影響による負荷抵抗Ｒの変化に応じて適正な値に設定することができる。
【００４６】
同様に、補正負荷抵抗Ｒｒｅｖは、ステップＳ４−３において、正常値設定部３３ｆにより正常電圧値Ｖｒｅｆを演算するのに使用される。したがって、正常電圧値Ｖｒｅｆも、温度影響による負荷抵抗Ｒの変化に応じて適正な値に設定することができる。
なお、他のステップについては、実施の形態１もしくは実施の形態２と同様であり、説明を省略する。
【００４７】
８）実施の形態３の半導体スイッチング素子の異常検出方法では、
演算に用いる半導体スイッチング素子２の負荷抵抗Ｒとして、温度センサ３５が検出する負荷温度Ｔｌｄに基づいて補正した補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを用いることを特徴とする。
したがって、負荷抵抗Ｒを用いた演算を行なうＯＮ可能時間設定部３３ｄ（ステップＳ２−３）や正常値設定部３３ｆ（ステップＳ４−３）において、負荷温度Ｔｌｄに応じた補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを用いることができる。このため、常時、一定の負荷抵抗Ｒを用いる場合と比較して、両設定部３３ｄ、３３ｆで演算されるＯＮ可能時間ｔｓｅｔおよび上限ｔｍａｘや正常電圧値Ｖｒｅｆとして、より状況に応じた値を使用し、異常判定精度の向上を図ることができる。
特に、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔの精度を高めることにより、より確実に半導体スイッチング素子２の発熱が許容発熱量Ｐを超えないようにできる。
【００４８】
９）実施の形態２の半導体スイッチング素子の異常検出装置は、
負荷４の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ３５と、
負荷抵抗Ｒを、温度センサ３５が検出する負荷温度Ｔｌｄに基づいて補正する温度補正部３３ｇと、
を備え、
ＯＮ可能時間設定部３３ｄおよび／または正常値設定部３３ｆは、演算に用いる負荷抵抗として、温度補正部３３ｇが補正した補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを用いることを特徴とする。
したがって、上記８）に記載したのと同様の理由により上記８）に記載した効果を奏する。
【００４９】
なお、実施の形態３にあっても、上述した１）〜７）にて述べた理由により、１）〜７）の効果を奏する。
【００５０】
（実施の形態４）
実施の形態４は、実施の形態１および実施の形態３の変形例であり、実施の形態３で示した補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを、ＯＮ可能時間設定部３３ｄ（ステップＳ２−３）におけるＯＮ可能時間ｔｓｅｔおよび上限ｔｍａｘの演算のみに使用した例である。
【００５１】
この実施の形態４の異常判定処理の流れを示すフローチャートを図８に示す。
具体的な処理は、実施の形態１および実施の形態３と同様であるので、これら実施の形態１，３で使用したステップ符号を付して説明を省略する。
【００５２】
この実施の形態４にあっても、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔの演算に負荷温度Ｔｌｄを用いて補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを補正する。したがって、負荷抵抗Ｒとして一定値を用いるものと比較して、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔの精度を高め、より確実に半導体スイッチング素子２の発熱が許容発熱量Ｐを超えないようにできる。
【００５３】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５の半導体スイッチング素子の異常検出装置について説明する。
この実施の形態５の半導体スイッチング素子の異常検出装置は、車両制御システムに適用した例である。
【００５４】
この車両制御システムは、車両のモータの駆動制御部位に適用したもので、図９に示すように、電源５１とモータの駆動制御部位に設けられた半導体スイッチング素子５２および負荷５４と、車両制御装置５３とを備えている。
【００５５】
電源５１としては、車載のバッテリ５１ａと図示を省略した内燃機関からの回転入力により発電を行なうオルタネータ５１ｂとを備えている。なお、バッテリ５１ａは、オルタネータ５１ｂにより発電された電力を蓄電する。
負荷５４は、オルタネータ５１ｂもしくはバッテリ５１ａからの電力供給により作動する装置であり、例えば、モータをＰＷＭ制御により駆動させる駆動装置や、その他の車載の装置である。
半導体スイッチング素子５２は、電源５１と負荷５４とを断続するものでる。
【００５６】
車両制御装置５３は、予め設定された制御則に基づいて、半導体スイッチング素子５２のＯＮ・ＯＦＦを切り換えるとともに、半導体スイッチング素子５２の異常を検出する。
そこで、車両制御装置５３は、実施の形態１などで説明したのと同様のＯＮ−ＯＦＦ切換部５３ａ、電源電圧検出部５３ｂ、負荷電圧検出部５３ｃ、ＯＮ可能時間設定部５３ｄ、異常判定部５３ｅ、正常値設定部５３ｆを備えている。
【００５７】
次に、実施の形態５において実施する異常判定処理の流れを図１０のフローチャートに基づいて説明する。
この異常判定処理は、ＯＮ−ＯＦＦ切換部５３ａが半導体スイッチング素子５２をＯＮとする制御を実行する際に実行される。
【００５８】
まず、ステップＳ５０１では、電源電圧検出部５３ｂが計測する電源５１（基本的にはオルタネータ５１ｂ）の電圧である電源電圧Ｖ０を読み込み、ステップＳ２に進む。
ステップＳ５０２では、正常値設定部５３ｆにより、後述するステップＳ５０６の異常判定に用いる正常電圧値Ｖｒｅｆを、前述した抵抗値ｒ、負荷抵抗Ｒ、電源電圧Ｖ０を用いて前述した式（２）により演算し、ステップＳ５０３に進む。なお、正常電圧値Ｖｒｅｆは、負荷抵抗Ｒのバラつきや、抵抗値ｒのバラつきや、電源電圧Ｖ０の測定精度などを加味して値を調整してもよい。
【００５９】
ステップＳ５０３では、ＯＮ可能時間設定部５３ｄにより、前述した式（１）によりＯＮ可能時間ｔｓｅｔを演算し、ステップＳ５０４に進む。
なお、上述した正常電圧値ＶｒｅｆおよびＯＮ可能時間ｔｓｅｔは、その都度演算をしてもよいし、電源電圧Ｖ０が一定であれば固定値を記憶しておいてもよい。
ステップＳ５０４では、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ未満の時間だけ半導体スイッチング素子５２をＯＮし、この間の負荷電圧Ｖｌｄを計測した後、ステップＳ５０５に進んで半導体スイッチング素子５２をＯＦＦとした後、ステップＳ５０６に進む。
【００６０】
ステップＳ５０６では、ステップＳ５０２にて演算した正常電圧値Ｖｒｅｆと、実測した負荷電圧Ｖｌｄとを比較し、Ｖｌｄ≧Ｖｒｅｆの場合は、ステップＳ５０７に進み、それ以外の場合（Ｖｌｄ＜Ｖｒｅｆの場合）は、ステップＳ５０９に進む。
ステップＳ５０６にてＶｌｄ≧Ｖｒｅｆの場合に進むステップＳ５０７では、半導体スイッチング素子５２が正常（温度正常）であると判定し、ステップＳ５０８に進んで、半導体スイッチング素子５２をＯＮとする。
【００６１】
一方、ステップＳ５０６にてＶｌｄ＜Ｖｒｅｆの場合に進むステップＳ５０９では、半導体スイッチング素子５２の抵抗値が正常時の値よりも大きい異常状態であると判定し、半導体スイッチング素子５２をＯＦＦとしたまま、エンドに進む。
【００６２】
（実施の形態５の作用）
次に、実施の形態５における半導体スイッチング素子の異常検出方法を説明する。
まず、電源電圧検出部５３ｂによりオルタネータ電圧である電源電圧Ｖ０を検出する（ステップＳ５０１）。
そして、この電源電圧Ｖ０および予め入力されている負荷抵抗Ｒおよび正常時の半導体スイッチング素子５２の抵抗値ｒに基づいて、正常電圧値Ｖｒｅｆを演算する（ステップＳ５０２）。
さらに、検出した電源電圧Ｖ０および予め入力されている負荷抵抗Ｒ、負荷インダクタンスＬならびに許容発熱量Ｐに基づいて、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔを求める（ステップＳ５０３）。このＯＮ可能時間ｔｓｅｔは、故障状態の半導体スイッチング素子５２に通電した場合に、半導体スイッチング素子５２および周辺部品に悪影響を与える発熱が生じない時間である。
【００６３】
次に、半導体スイッチング素子５２を、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ以内だけＯＮ状態を継続し、かつ、その間の負荷電圧Ｖｌｄを、負荷電圧検出部５３ｃにより検出した後、一旦、半導体スイッチング素子５２をＯＦＦとする（ステップＳ５０４、Ｓ５０５）。
【００６４】
この半導体スイッチング素子５２をＯＦＦとした状態で、負荷電圧Ｖｌｄが正常電圧値Ｖｒｅｆ以上であるか否かに基づいて、半導体スイッチング素子５２の異常を判定する（ステップＳ５０６）。
すなわち、負荷電圧Ｖｌｄが正常電圧値Ｖｒｅｆ以上であれば、正常と判断し（ステップＳ５０７）、半導体スイッチング素子５２をＯＮとする制御を実行する（ステップＳ５０８）。
一方、負荷電圧Ｖｌｄが正常電圧値Ｖｒｅｆであれば、半導体スイッチング素子５２は異常（温度異常）と判定し、半導体スイッチング素子５２はＯＦＦ状態を継続され、ＯＮとする制御はキャンセルする。
【００６５】
（実施の形態５の効果）
実施の形態５にあっても、上述した１）〜７）にて述べた理由により、１）〜７）の効果を奏する。
【００６６】
（実施の形態６）
次に、実施の形態６の半導体スイッチング素子の異常検出装置について説明する。
この実施の形態６は、実施の形態５の変形例であり、車両制御システムに適用したもので、図１１に示すように、実施の形態３と同様に、負荷５４の温度を測定する温度センサ６５を設けている。
【００６７】
また、車両制御装置６３は、温度センサ６５から得られる負荷温度Ｔｌｄにより負荷５４の負荷抵抗Ｒを補正した補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを演算する温度補正部６３ｇを備えている。
【００６８】
さらに、本実施の形態６では、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ内におけるＯＮの出力方法、これに基づく負荷電圧Ｖｌｄの検出方法および異常判定方法が異なるもので、これを図１２のフローチャートに基づいて説明する。
【００６９】
ステップＳ６０１にて電源電圧Ｖ０を読み込んだ後に進むステップＳ６０２では、温度センサ６５にて計測される負荷温度Ｔｌｄを読み込み、この負荷温度Ｔｌｄに基づいて、温度に依存する負荷抵抗を補正して補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを演算する。
【００７０】
続くステップＳ６０３では、ステップＳ５０２と同様に正常電圧値Ｖｒｅｆを演算するが、この際に、負荷抵抗として補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを用いて演算する。
同様に、次のステップＳ６０４にて演算するＯＮ可能時間ｔｓｅｔも、負荷抵抗として補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを用いて演算する。
【００７１】
続くステップＳ６０５では、ＯＮ回数のカウント値Ｎを１にセットする。すなわち、本実施の形態６では、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ内に、図１３（ａ）に示すように、３回のＯＮとその間の２回のＯＦＦとを形成するようにしている。
このステップＳ６０５におけるカウント値Ｎは、このＯＮ回数のカウント行なうものである。
【００７２】
続くステップＳ６０６では、ＯＮ−ＯＦＦ切換部５３ａにより半導体スイッチング素子５２をＯＮとし、かつ、その間に負荷電圧Ｖｌｄを計測する。このとき、半導体スイッチング素子５２のＯＮ時間は、その３回の継続時間を合計してもＯＮ可能時間ｔｓｅｔを越えないようにする。さらに、本実施の形態６では、図１３（ａ）に示すように、３回のＯＮ時間と、２回のＯＦＦ時間との合計がＯＮ可能時間ｔｓｅｔを越えないように、１回のＯＮとする時間は、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔの１／５程度の時間としている。
【００７３】
続くステップＳ６０８では、カウント値Ｎに１を加算してステップＳ６０９に進み、この加算したカウント値Ｎが４以上でない場合は、ステップＳ６０６に戻り、カウント値Ｎが４を超えると、ステップＳ６１０に進む。
【００７４】
このステップＳ６０６〜Ｓ６０９の処理に基づき、図１３（ａ）に示す半導体スイッチング素子５２の３回のＯＮが形成され、１回目のＯＮ時の負荷電圧Ｖｌｄ（１）、２回目のＯＮ時の負荷電圧Ｖｌｄ（２）、３回目のＯＮ時の負荷電圧Ｖｌｄ（３）が計測される。
【００７５】
ステップＳ６１０では、各負荷電圧Ｖｌｄ（１）〜Ｖｌｄ（３）と、正常値設定部５３ｆにて演算した正常電圧値Ｖｒｅｆとに基づいて、異常判定を行なう。すなわち、実施の形態６では、各負荷電圧Ｖｌｄ（１）〜Ｖｌｄ（３）のうち、２つ以上が正常電圧値Ｖｒｅｆを超えるとステップＳ６１１に進んで正常と判定し、正常電圧値Ｖｒｅｆが超えるのが２つ未満の場合、ステップＳ６１３に進んで異常と判定する。
また、ステップＳ６１１にて正常判定時には、ステップＳ６１２に進んで、半導体スイッチング素子５２をＯＮに制御する。
【００７６】
（実施の形態６の作用）
次に、実施の形態６の半導体スイッチング素子の異常検出方法について説明する。
電源電圧Ｖ０を検出して、正常電圧値ＶｒｅｆおよびＯＮ可能時間ｔｓｅｔを演算するまでは、負荷抵抗として補正負荷抵抗Ｒｒｅｖを用いる点以外は、実施の形態５と同様であるので説明を省略する。
【００７７】
その後、実施の形態３では、半導体スイッチング素子５２を、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ以内だけＯＮ状態を継続させる際に、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ内に、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを複数回繰り返し、複数回のＯＮ状態における負荷電圧Ｖｌｄの測定を行なう。
すなわち、図１３（ａ）に示すように、半導体スイッチング素子５２の３回のＯＮ状態と２回のＯＦＦ状態とを交互に形成し、ＯＮ状態の間に、それぞれ、負荷電圧Ｖｌｄ（１）、Ｖｌｄ（２）、Ｖｌｄ（３）を測定する。
【００７８】
そして、半導体スイッチング素子５２を、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ内の３回のＯＮ状態を形成した後にＯＦＦ状態とした時点で、これら複数の負荷電圧Ｖｌｄ（１）〜Ｖｌｄ（３）を正常電圧値Ｖｒｅｆと比較して半導体スイッチング素子５２の異常判定を行う。
この異常判定では、複数測定された負荷電圧Ｖｌｄ（１）〜Ｖｌｄ（３）のうちの予め設定された個数である２以上が正常である場合に正常と判定する。そして、正常判定時に、半導体スイッチング素子５２をＯＮに制御する。
【００７９】
（実施の形態６の効果）
１０）実施の形態６の半導体スイッチング素子の異常検出方法は、
半導体スイッチング素子５２を、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ以内だけＯＮ状態を継続させる際に、ＯＮ可能時間ｔｓｅｔ内に、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを複数回繰り返し、各ＯＮ状態における負荷電圧測定を行い、
半導体スイッチング素子５２の異常判定は、これら複数の負荷電圧Ｖｌｄ（１）〜Ｖｌｄ（３）を正常電圧値Ｖｒｅｆと比較して行うことを特徴とする。
複数の電圧測定結果である負荷電圧Ｖｌｄ（１）〜Ｖｌｄ（３）を用いて、半導体スイッチング素子５２の異常を判定するため、ノイズや測定バラつきによる誤判定を抑制することができる。よって、半導体スイッチング素子５２が異常検出精度を向上できる。
なお、この場合、実施の形態６にて示したように、各負荷電圧負荷電圧Ｖｌｄ（１）〜Ｖｌｄ（３）を、それぞれ正常電圧値（正常値）Ｖｒｅｆと比較して異常判定を行っているが、これに限定されず、その平均値を求めて正常値と比較してもよい。この場合も、上記のノイズや測定バラつきによる誤判定を抑制できる。
【００８０】
１１）実施の形態６の半導体スイッチング素子の異常検出方法は、
異常の判定は、複数測定された負荷電圧Ｖｌｄ（１）〜Ｖｌｄ（３）のうちの予め設定された設定個数である２以上が正常値である場合に正常と判定することを特徴とする。
このように、複数測定された負荷電圧Ｖｌｄ（１）〜Ｖｌｄ（３）の一部であって、過半数以上を使用することにより、上記１０）のノイズや測定バラつきによる誤判定を、いっそう排除可能になる。
なお、実施の形態６にあっても、上述した１）〜７）にて述べた理由により、１）〜９）の効果を奏する。
【００８１】
以上、本発明の半導体スイッチング素子の異常検出方法および半導体スイッチング素子の異常検出装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８２】
例えば、実施の形態５，６では、車両に搭載した例を示したが、電源と負荷との間の半導体スイッチング素子を制御するものであれば、車両に限らず適用することができる。
また、実施の形態６において、ＯＮ可能時間内に複数回ＯＮとするのにあたり、その回数として３回を例示したが、この回数は複数であれば、３回に限定されるものではない。
また、実施の形態では、ＯＮ可能時間を求めるのに用いる数式として、
（Ｌ／２Ｒ）ｌｏｇ［Ｖ０２／（Ｖ０２−４Ｐ・Ｒ）］を示したが、要は、故障状態の半導体スイッチング素子に通電しても、許容発熱量に達しない時間を求めることのできれば、これに限定されない。
【符号の説明】
【００８３】
１     電源
２     半導体スイッチング素子
３     制御部
３ａ   ＯＮ−ＯＦＦ切換部
３ｂ   電源電圧検出部
３ｃ   負荷電圧検出部
３ｄ   ＯＮ可能時間設定部
３ｅ   異常判定部
４     負荷
２３   制御部
２３ｅ 異常判定部
２３ｆ 正常値設定部
３３           制御部
３３ｄ ＯＮ可能時間設定部
３３ｆ 正常値設定部
３３ｇ 温度補正部
３５   温度センサ（温度検出手段）
５１   電源
５２   半導体スイッチング素子
５３   車両制御装置
５３ａ ＯＮ−ＯＦＦ切換部
５３ｂ 電源電圧検出部
５３ｃ 負荷電圧検出部
５３ｄ ＯＮ可能時間設定部
５３ｅ 異常判定部
５３ｆ 正常値設定部
５４   負荷
６３   車両制御装置
６３ｇ 温度補正部
６５   温度センサ（温度検出手段）
Ｉ     負荷電流
Ｌ     負荷インダクタンス
Ｐ     許容発熱量
ｒ     抵抗値
Ｒ     負荷抵抗
Ｒｒｅｖ      補正負荷抵抗
Ｔｌｄ 負荷温度
ｔｍａｘ      （ＯＮ可能時間の）上限
ｔｓｅｔ      ＯＮ可能時間
Ｖ０   電源電圧
Ｖｌｄ 負荷電圧
Ｖｒｅｆ      正常電圧値
【図１】
2014052286.tif 000003
【図２】
2014052286.tif 000004
【図３】
2014052286.tif 000005
【図４】
2014052286.tif 000006
【図５】
2014052286.tif 000007
【図６】
2014052286.tif 000008
【図７】
2014052286.tif 000009
【図８】
2014052286.tif 000010
【図９】
2014052286.tif 000011
【図１０】
2014052286.tif 000012
【図１１】
2014052286.tif 000013
【図１２】
2014052286.tif 000014
【図１３】
2014052286.tif 000015