(57)【要約】【課題】半導体デバイス状態判定装置において、外来ノイズの影響をできるだけ抑制し、ひいては感温ダイオードの故障有無など半導体デバイス状態の誤判定を抑制する。【解決手段】制御装置１２は、電圧−温度変換部５１ｃによって算出された検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きく、かつ、変化量算出部５２ｄによって算出された検出温度Ｔｈの変化量ΔＴｈが、スイッチング素子４１の作動時においてスイッチング素子４１の温度が制御サイクル時間ＴＭの間に上昇する昇温量より大きい値に設定されている第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きい場合に、第一判定部５２ｅによるスイッチング素子４１が過熱状態であるとの判定が誤判定であると判定する第二判定部５２ｆを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象への通電・非通電を切り替える複数のスイッチング素子と、前記各スイッチング素子に隣設されて前記各スイッチング素子の温度を検出するための複数の感温ダイオードと、を備えた半導体デバイスに係る状態を判定する半導体デバイス状態判定装置であって、
前記各スイッチング素子の温度に応じた前記各感温ダイオードの順方向電圧を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された取得値から、制御サイクル時間毎に前記取得値に相当する前記スイッチング素子の検出温度を算出する検出温度算出部と、
前記取得部によって取得された取得値から、制御サイクル時間毎に前記取得値の変化量に相当する前記スイッチング素子の検出温度の変化量を算出する変化量算出部と、
前記検出温度算出部によって算出された前記検出温度が検出温度判定閾値より大きい場合に、前記スイッチング素子が過熱状態であると判定する第一判定部と、
前記検出温度算出部によって算出された前記検出温度が検出温度判定閾値より大きく、かつ、前記変化量算出部によって算出された前記検出温度の変化量が、前記スイッチング素子の作動時において前記スイッチング素子の温度が前記制御サイクル時間の間に上昇する昇温量より大きい値に設定されている第一変化量判定閾値より大きい場合に、前記第一判定部による前記スイッチング素子が過熱状態であるとの判定が誤判定であると判定する第二判定部と、を備えている半導体デバイス状態判定装置。
【請求項２】
前記半導体デバイスが冷却装置により冷却されている場合において、
前記半導体デバイス状態判定装置は、前記変化量算出部によって算出された前記検出温度の変化量が、前記第一変化量判定閾値より小さく、かつ、前記第一変化量判定閾値より小さい値に設定されている第二変化量判定閾値より大きい場合に、前記冷却装置が故障であると判定する第三判定部をさらに備えている請求項１記載の半導体デバイス状態判定装置。
【請求項３】
前記変化量算出部によって算出された前記検出温度の変化量が、前記スイッチング素子の作動時において前記スイッチング素子の温度が前記制御サイクル時間の間に上昇する昇温量より大きい値に設定されている前記第一変化量判定閾値より大きい場合であって、かつ、前記取得部によって取得された前記取得値が取得値判定閾値より小さい場合に、前記感温ダイオードが異常であると判定する第四判定部をさらに備えている請求項１または請求項２記載の半導体デバイス状態判定装置。
【請求項４】
前記半導体デバイス状態判定装置は、前記スイッチング素子の駆動用ドライバと前記駆動用ドライバを制御するＣＰＵとを備え、
前記第二判定部によって前記第一判定部による前記スイッチング素子が過熱状態であるとの判定が誤判定であると判定した時点から所定時間経過した時点以降に、前記検出温度算出部によって算出された前記検出温度が前記検出温度判定閾値より大きい場合に、前記駆動用ドライバと前記ＣＰＵとの間を接続する電線が異常であると判定する第五判定部をさらに備えている請求項１乃至請求項３の何れか一項記載の半導体デバイス状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス状態判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス状態判定装置の一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の過熱保護回路（半導体デバイス状態判定装置）は、特許文献１の図１に示すように、スイッチング素子（２４）と同一の基板（２６）に形成された感温ダイオード（１２）と、スイッチング素子のオンに対応して、感温ダイオードに第１定電流（Ｉａ）を供給し、スイッチング素子のオフのうち、少なくとも一部に対応して、感温ダイオードに第１定電流よりも小さい第２定電流（Ｉｂ）を供給する電流供給部（１４）と、第１定電流（Ｉａ）が供給されるときの検出値が過熱検出用の閾値よりも小さい場合に、異常検出信号を出力し、第２定電流（Ｉｂ）が供給されるときの検出値が感温ダイオードの故障を示す閾値よりも小さい場合に、異常検出信号を出力する電圧検出部（１６）と、第１定電流が供給され、電圧検出部から異常検出信号が出力されている場合に、スイッチング素子をオフさせるオフ手段（１８）と、を備えている。
これによれば、スイッチング素子（２４）のオンに対応して、過熱検出をすることができる。また、過熱検出に際し、感温ダイオード（１２）に、第２定電流（Ｉｂ）よりも大きい第１定電流（Ｉａ）を供給するため、これにより順方向降下電圧の電位レベルを高めてノイズマージンを稼ぎ、外来ノイズの影響を受けにくくすることができる。すなわち、外来ノイズによる誤動作を、従来よりも低減することができる。
【０００３】
また、特許文献１の過熱保護回路は、駆動制御信号と電圧検出部（１６）の出力信号とに基づいて、感温ダイオード（１２）の故障有無を判定し、判定結果に応じた判定信号を出力する故障診断部（２０）を備え、故障診断部（２０）は、第２定電流（Ｉｂ）が供給されるときの検出値が感温ダイオード（１２）の故障を示す閾値よりも小さい場合に、判定信号として、感温ダイオード（１２）に故障が生じたことを示す故障信号を出力するようになっている。
これによれば、スイッチング素子（２４）のオフに対応して、感温ダイオード（１２）に第２定電流（Ｉｂ）が供給されるのを利用し、感温ダイオード（１２）における故障有無を判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０３９２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係る過熱保護回路においては、電圧検出部（１６）への入力信号や第２定電流（Ｉｂ）が供給されるときの検出値に対する外来ノイズによる誤動作を低減するとともに、感温ダイオード（１２）における故障有無を判定するようになっている。しかし、外来ノイズによる誤作動は完全には低減することはできず、故障診断部（２０）は第２定電流（Ｉｂ）が供給されるときの検出値に対する外来ノイズに起因して感温ダイオード（１２）における故障有無を誤判定するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、半導体デバイス状態判定装置において、外来ノイズの影響をできるだけ抑制し、ひいては感温ダイオードの故障有無など半導体デバイス状態の誤判定を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る半導体デバイス状態判定装置は、制御対象への通電・非通電を切り替える複数のスイッチング素子と、各スイッチング素子に隣設されて各スイッチング素子の温度を検出するための複数の感温ダイオードと、を備えた半導体デバイスに係る状態を判定する半導体デバイス状態判定装置であって、各スイッチング素子の温度に応じた各感温ダイオードの順方向電圧を取得する取得部と、取得部によって取得された取得値から、制御サイクル時間毎に取得値に相当するスイッチング素子の検出温度を算出する検出温度算出部と、取得部によって取得された取得値から、制御サイクル時間毎に取得値の変化量に相当するスイッチング素子の検出温度の変化量を算出する変化量算出部と、検出温度算出部によって算出された検出温度が検出温度判定閾値より大きい場合に、スイッチング素子が過熱状態であると判定する第一判定部と、検出温度算出部によって算出された検出温度が検出温度判定閾値より大きく、かつ、変化量算出部によって算出された検出温度の変化量が、スイッチング素子の作動時においてスイッチング素子の温度が制御サイクル時間の間に上昇する昇温量より大きい値に設定されている第一変化量判定閾値より大きい場合に、第一判定部によるスイッチング素子が過熱状態であるとの判定が誤判定であると判定する第二判定部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
半導体デバイス状態判定装置においては、変化量算出部によって算出された検出温度の変化量が、スイッチング素子の作動時においてスイッチング素子の温度が制御サイクル時間の間に上昇する昇温量より大きい値に設定されている第一変化量判定閾値より大きい場合は、すなわち、取得部にて取得された取得値が実際の取得値でなく外来ノイズである場合である。よって、第二判定部は、検出温度算出部によって算出された検出温度が検出温度判定閾値より大きく、かつ、検出温度の変化量が第一変化量判定閾値より大きい場合は、取得部にて取得された取得値が外来ノイズであると判定することができ、ひいては、たとえ第一判定部でスイッチング素子が過熱状態であると判定しても、その判定が誤判定であると判定することができる。その結果、半導体デバイス状態判定装置は、外来ノイズの影響をできるだけ抑制し、ひいては感温ダイオードの故障有無など半導体デバイス状態の誤判定を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による半導体デバイス状態判定装置の一実施形態を示す概要図である。
【図２】図１に示すインバータ装置の概要ブロック図である。
【図３】３つのパターンの検出温度の変化を示す図である。
【図４】図２に示す制御装置が実行するフローチャートである。
【図５】過熱検知および過熱誤検知の一例を示すタイムチャートである。
【図６】感温ダイオードが故障であるときの検出温度および順方向電圧を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明による半導体デバイス状態判定装置がインバータ装置に適用された一実施形態について説明する。本実施形態のインバータ装置１０は、ハイブリッド車両の回転電機であるモータ２０にバッテリＢＡＴの直流電力を供給したり、モータ２０で発電した電気をバッテリＢＡＴに充電したりするものである。モータ２０は、例えば三相ブラシレスモータである。インバータ装置１０は、図１に示すように、冷却装置３０を備えている。
【００１１】
インバータ装置１０は、図２に示すように、半導体デバイス１１および半導体デバイス状態判定装置である制御装置１２を備えている。
【００１２】
半導体デバイス１１は、モータ２０（制御対象）への通電・非通電を切り替える複数のスイッチング素子４１と、各スイッチング素子４１に隣設されて各スイッチング素子４１の温度を検出するための複数の感温ダイオード４２と、を備えている。半導体デバイス１１は、６つ（３相に上下各アーム分に相当する数）のスイッチング素子４１を備えているが、図２では、１つだけを模式的に示しており、他のスイッチング素子を省略する。感温ダイオード４２も同様に１つだけを模式的に示しており、他の感温ダイオードは省略されている。
【００１３】
なお、半導体デバイス１１は、スイッチング素子４１に逆並列接続された還流ダイオード４３を備えている。還流ダイオード４３は、スイッチング素子４１のコレクターとエミッターとの間に並列されている。還流ダイオード４３も同様に１つだけを模式的に示しており、他の還流ダイオードは省略されている。
【００１４】
スイッチング素子４１は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチング素子４１は、ゲート信号作成部５１ａからゲートに入力されるゲート信号に応じてオン・オフが切り替えられる。
【００１５】
感温ダイオード４２には、感温ダイオード４２に流れる電流値を所定電流値とする定電流回路５１ｄが接続されている。定電流回路５１ｄは、駆動用ドライバ５１に設けられている。
【００１６】
感温ダイオード４２の順方向電圧値とスイッチング素子４１の温度とは、スイッチング素子４１の温度が高くなるにしたがって、感温ダイオード４２の順方向電圧値が低くなる相関関係を有する。相関関係は、予め実験等による実測されて導出されている。相関関係は、制御装置１２（電圧−温度変換部５１ｃ）に記憶されている。感温ダイオード４２の順方向電圧値は、取得部５１ｂに入力される。
【００１７】
制御装置１２は、スイッチング素子４１の駆動用ドライバ５１と駆動用ドライバ５１を制御するＣＰＵ５２とを備えている。駆動用ドライバ５１は、ゲート信号作成部５１ａ、取得部５１ｂ、電圧−温度変換部５１ｃ、および定電流回路５１ｄを備えている。
【００１８】
ゲート信号作成部５１ａは、ＰＷＭ信号作成部５２ｂからＰＷＭ信号を取得し、ＰＷＭ信号からゲート信号を作成し各スイッチング素子４１のゲートに出力する。各スイッチング素子４１は、ゲート信号に基づいてオン・オフ制御されるようになっている。
取得部５１ｂは、各スイッチング素子４１の温度に応じた各感温ダイオード４２の順方向電圧を取得する。
【００１９】
電圧−温度変換部５１ｃは、取得部５１ｂによって取得された取得値から、制御サイクル時間ＴＭ毎に取得値に相当するスイッチング素子４１の検出温度を算出（変換）する検出温度算出部である。すなわち、電圧−温度変換部５１ｃは、取得部５１ｂから感温ダイオード４２の順方向電圧を取得し、上記相関関係を使用して取得した順方向電圧に対応するスイッチング素子４１の温度を検出温度として算出する。
定電流回路５１ｄは、感温ダイオード４２に定電流を供給するための回路である。
【００２０】
ＣＰＵ５２は、駆動信号作成部５２ａ、ＰＷＭ信号作成部５２ｂ、入力部５２ｃ、変化量算出部５２ｄ、第一判定部５２ｅ、第二判定部５２ｆ、第三判定部５２ｇ、第四判定部５２ｈ、および第五判定部５２ｉを備えている。
【００２１】
駆動信号作成部５２ａは、制御対象であるモータ２０を駆動するための信号である駆動信号を作成する。ＰＷＭ信号作成部５２ｂは、駆動信号作成部５２ａから駆動信号を取得し、駆動信号に基づいてスイッチング素子４１（モータ２０）に対するＰＷＭ信号を作成する。
入力部５２ｃは、取得部５１ｂから取得値（スイッチング素子４１の順方向電圧）を取得したり、電圧−温度変換部５１ｃからスイッチング素子４１の検出温度を取得したりする。
変化量算出部５２ｄは、取得部５１ｂによって取得された取得値から、制御サイクル時間ＴＭ毎に取得値の変化量に相当するスイッチング素子４１の検出温度の変化量ΔＴｈを算出する。
【００２２】
第一判定部５２ｅは、電圧−温度変換部５１ｃ（検出温度算出部）によって算出された検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きい場合に、スイッチング素子４１が過熱状態であると判定する。具体的には、第一判定部５２ｅは、入力部５２ｃから電圧−温度変換部５１ｃによって算出された検出温度Ｔｈを取得し、その取得した検出温度Ｔｈと検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈとを比較する。例えば、検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈは、スイッチング素子４１の正常動作が保証される温度範囲の上限温度より低い温度に設定されている。
さらに、第一判定部５２ｅは、変化量算出部５２ｄから検出温度の変化量ΔＴｈを取得し、検出温度の変化量ΔＴｈが第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より小さく、かつ、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きい場合に、スイッチング素子４１が過熱状態であると判定するのがより好ましい。
【００２３】
第二判定部５２ｆは、変化量算出部５２ｄによって算出された検出温度の変化量ΔＴｈが、スイッチング素子４１の作動時においてスイッチング素子４１の温度が制御サイクル時間ＴＭの間に上昇する昇温量より大きい値に設定されている第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きい場合に、第一判定部５２ｅによるスイッチング素子４１が過熱状態であるとの判定が誤判定であると判定する。具体的には、第二判定部５２ｆは、変化量算出部５２ｄから検出温度の変化量ΔＴｈを取得し、その取得した検出温度の変化量ΔＴｈと第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１とを比較する。
【００２４】
さらに、第二判定部５２ｆは、変化量算出部５２ｄから検出温度の変化量ΔＴｈを取得し、検出温度の変化量ΔＴｈが第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きく、かつ、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きい場合に、第一判定部５２ｅによるスイッチング素子４１が過熱状態であるとの判定が誤判定（ノイズによる誤過熱検知）であると判定するのがより好ましい。
【００２５】
さらに、第二判定部５２ｆは、取得部５１ｂから取得値（感温ダイオード４２の順方向電圧）を取得し、検出温度の変化量ΔＴｈが第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きく、かつ、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きく、かつ、取得値（Ｖｆ）が取得値判定閾値Ｖｆ_ｔｈより大きい場合に、第一判定部５２ｅによるスイッチング素子４１が過熱状態であるとの判定が誤判定（ノイズによる誤過熱検知）であると判定するのがより好ましい。
【００２６】
なお、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１は、冷却装置３０が正常でありかつスイッチング素子４１の作動時においてスイッチング素子４１の温度が制御サイクル時間ＴＭの間に上昇する昇温量（例えば図３にてΔＴｈ＿ｂ）より大きい値に設定されている。さらに、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１は、スイッチング素子４１の作動時であり冷却装置３０が故障している場合において、スイッチング素子４１の温度が制御サイクル時間ＴＭの間に上昇する昇温量（例えば図３にてΔＴｈ＿ｃ）より大きい値に設定されている。また、ノイズに係る検出温度の昇温量ΔＴｈ＿ａは、通常の検出温度の昇温量ΔＴｈ＿ｂや冷却装置３０の故障時の検出温度の昇温量ΔＴｈ＿ｃより大きい値である。
【００２７】
図３は、前回の処理時刻ｔｎ−１からの３つのタイプの温度変化を示している。１番目は、冷却装置３０が正常時でありかつスイッチング素子４１の通常作動時におけるスイッチング素子４１の検出温度の上昇であり、上昇率（変化率）が一番小さい。２番目は、冷却装置３０の故障時でありかつスイッチング素子４１の通常作動時におけるスイッチング素子４１の検出温度の上昇である。この場合、冷却装置３０が故障しているため、冷却装置３０が正常である場合と比較して上昇率（制御サイクル時間毎の昇温量）は大きくなる。３番目は、ノイズに係る検出温度の上昇であり、ノイズを温度として検出することとなるため、実際の温度上昇による上昇率と比較して大きい上昇率となる。また、比較的短い時間である制御サイクル時間ＴＭにおけるノイズに係る変化量は、実際の温度変化と比較して大きいものとなる。
前述のことから理解できるように、制御サイクル時間ＴＭの変化量から、検出温度の上昇がノイズによるものか実際の温度上昇によるものかを判別することが可能となる。
【００２８】
第三判定部５２ｇは、変化量算出部５２ｄによって算出された検出温度の変化量ΔＴｈが、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より小さく、かつ、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より小さい値に設定されている第二変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ２より大きい場合に、冷却装置３０が故障であると判定する。具体的には、第三判定部５２ｇは、変化量算出部５２ｄから検出温度の変化量ΔＴｈを取得し、その取得した検出温度の変化量ΔＴｈと、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１および第二変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ２とを比較する。なお、第二変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ２は、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より小さい値に設定されている。第二変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ２は、通常の検出温度の昇温量ΔＴｈ＿ｂより大きい値であり、かつ、冷却装置３０の故障時の検出温度の昇温量ΔＴｈ＿ｃより小さい値に設定されている。
【００２９】
第四判定部５２ｈは、変化量算出部５２ｄによって算出された検出温度の変化量ΔＴｈが、スイッチング素子４１の作動時においてスイッチング素子４１の温度が制御サイクル時間ＴＭの間に上昇する昇温量より大きい値に設定されている第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きい場合であって、かつ、取得部５１ｂによって取得された取得値が取得値判定閾値Ｖｆ_ｔｈより小さい場合に、感温ダイオード４２が異常であると判定する。具体的には、第四判定部５２ｈは、変化量算出部５２ｄから検出温度の変化量ΔＴｈを取得し、その取得した検出温度の変化量ΔＴｈと、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１とを比較する。第四判定部５２ｈは、取得部５１ｂから取得値を取得し（入力部５２ｃを介して）、その取得した取得値と取得値判定閾値Ｖｆ_ｔｈとを比較する。
【００３０】
さらに、第四判定部５２ｈは、入力部５２ｃから電圧−温度変換部５１ｃによって算出された検出温度Ｔｈを取得し、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きく、かつ、検出温度の変化量ΔＴｈが第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きく、かつ、取得値が取得値判定閾値Ｖｆ_ｔｈより小さい場合に、感温ダイオード４２が異常であると判定するのがより好ましい。
なお、取得値判定閾値Ｖｆ_ｔｈは、感温ダイオードと使用されるダイオードの順方向電圧値より小さい値であり、かつ、０Ｖ以上の値に設定されている。取得値判定閾値Ｖｆ_ｔｈは、０Ｖより大きい値に設定してもよい。
【００３１】
第五判定部５２ｉは、第二判定部５２ｆによって第一判定部５２ｅによるスイッチング素子４１が過熱状態であるとの判定が誤判定であると判定した時点から所定時間経過した時点以降に、電圧−温度変換部５１ｃによって算出された検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きい場合に、駆動用ドライバ５１とＣＰＵ５２との間を接続する電線６１（後述する）が異常であると判定する。
【００３２】
電線６１は、電線６１ａ、電線６１ｂおよび電線６１ｃから少なくとも構成されている。電線６１ａは、ＰＷＭ信号作成部５２ｂとゲート信号作成部５１ａとを接続し、電線６１ｂは、取得部５１ｂと入力部５２ｃとを接続し、電線６１ｃは、電圧−温度変換部５１ｃと入力部５２ｃとを接続する。
【００３３】
電線６２は、電線６２ａ、電線６２ｂ、電線６２ｃおよび電線６２ｄから少なくとも構成されている。電線６２ａは、ゲート信号作成部５１ａとスイッチング素子４１のゲートとを接続し、電線６２ｂは、定電流回路５１ｄ（電源Ｖ）と感温ダイオード４２のアノードとを接続し、電線６２ｃは、感温ダイオード４２のカソードを接地し、電線６２ｄは、電線６２ｂと取得部５１ｂとを接続する。
【００３４】
冷却装置３０は、半導体デバイス１１ひいてはインバータ装置１０を冷却するものである。冷却装置３０は、図１に示すように、循環路３１、ポンプ３２、熱交換部３３およびラジエータ３４を備えている。循環路３１は、熱交換部３３およびラジエータ３４において熱交換する冷媒が循環する流通路（管）である。ポンプ３２は、循環路３１に冷媒を流通させる送出装置である。熱交換部３３は、半導体デバイス１１ひいてはインバータ装置１０と冷媒との間で熱交換が行われ、半導体デバイス１１ひいてはインバータ装置１０の熱が冷媒に回収されるものである。ラジエータ３４は、例えば外気と冷媒との間で熱交換が行われ、冷媒の熱が外気に回収されるものである。
【００３５】
次に、半導体デバイス状態判定装置の作動について図４のフローチャートを参照して説明する。制御装置１２は、図４に示すフローチャートに対応するプログラムを制御サイクル時間ＴＭ毎に実行する。制御サイクル時間ＴＭは、数マイクロ秒である。
【００３６】
制御装置１２は、ステップＳ１０２において、上述した検出温度算出部（電圧−温度変換部５１ｃ）と同様に、取得部５１ｂによって取得された取得値から、制御サイクル時間ＴＭ毎に取得値に相当するスイッチング素子４１の検出温度Ｔｈを算出する。
制御装置１２は、ステップＳ１０４において、上述した変化量算出部５２ｄと同様に、取得部５１ｂによって取得された取得値から、制御サイクル時間ＴＭ毎に取得値の変化量に相当するスイッチング素子４１の検出温度の変化量ΔＴｈを算出する。具体的には、検出温度の変化量ΔＴｈは、今回算出した検出温度Ｔｈ（ｎ）から前回算出した検出温度Ｔｈ（ｎ−１）を減算して算出する。
【００３７】
制御装置１２は、上述した第一判定部５２ｅと同様に、検出温度の変化量ΔＴｈが第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より小さく（ステップＳ１０６にて「ＹＥＳ」と判定）、かつ、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きい（ステップＳ１１０にて「ＹＥＳ」と判定）場合に、スイッチング素子４１が過熱状態であると判定する（ステップＳ１１２）。
例えば、図５の上段の図で示すように、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈを超えた時点である時刻ｔ２に、制御装置１２は、過熱を検知する。
【００３８】
制御装置１２は、上述した第三判定部５２ｇと同様に、検出温度の変化量ΔＴｈが、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より小さく（ステップＳ１０６にて「ＹＥＳ」）、かつ、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より小さい値に設定されている第二変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ２より大きい（ステップＳ１０８にて「ＮＯ」）場合に、冷却装置３０が故障であると判定する（ステップＳ１１４）。
【００３９】
制御装置１２は、上述した第二判定部５２ｆと同様に、検出温度の変化量ΔＴｈが第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きく（ステップＳ１０６にて「ＮＯ」）、かつ、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きく（ステップＳ１１６にて「ＹＥＳ」）、かつ、取得値（Ｖｆ）が取得値判定閾値Ｖｆ_ｔｈより大きい（ステップＳ１１８にて「ＮＯ」）場合に、第一判定部５２ｅによるスイッチング素子４１が過熱状態であるとの判定が誤判定（ノイズによる誤過熱検知）であると判定する（ステップＳ１２２）。
例えば、図５の下段の図で示すように、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈを超えた時点である時刻ｔ１に、制御装置１２は、ノイズによる過熱誤検知であると判定する。その後、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈを超えた時点である時刻ｔ２に、制御装置１２は、過熱を検知する。
【００４０】
制御装置１２は、上述した第四判定部５２ｈと同様に、検出温度の変化量ΔＴｈが第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きく（ステップＳ１０６にて「ＮＯ」）、かつ、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きく（ステップＳ１１６にて「ＹＥＳ」）、かつ、取得値が取得値判定閾値Ｖｆ_ｔｈより小さい（ステップＳ１１８にて「ＹＥＳ」）場合に、感温ダイオード４２が異常であると判定する（ステップＳ１２０）。
例えば、図６の上段の図で示すように、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈを超えた時点である時刻ｔ１１に、制御装置１２は、ノイズによる過熱誤検知であると判定するが、図６の下段の図で示すように、取得値が取得値判定閾値Ｖｆ_ｔｈより小さいため、最終的には感温ダイオード４２が異常であると判定する。
【００４１】
制御装置１２は、上述した第五判定部５２ｉと同様に、第一判定部５２ｅによるスイッチング素子４１が過熱状態であるとの判定が誤判定であると判定した時点から所定時間経過した時点以降に、電圧−温度変換部５１ｃによって算出された検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きい（ステップＳ１２４にて「ＹＥＳ」）場合に、駆動用ドライバ５１とＣＰＵ５２との間を接続する電線６１（後述する）が異常であると判定する。
【００４２】
なお、制御装置１２は、過熱を検知した場合、インバータ装置１０を停止するようにしてもよい。このとき、ノイズによる過熱誤検知の場合には、制御装置１２は、インバータ装置１０を停止しないのが好ましい。
【００４３】
上述した説明から明らかなように、本実施形態に係る制御装置１２（半導体デバイス状態判定装置）は、モータ２０（制御対象）への通電・非通電を切り替える複数のスイッチング素子４１と、各スイッチング素子４１に隣設されて各スイッチング素子４１の温度を検出するための複数の感温ダイオード４２と、を備えた半導体デバイス１１に係る状態を判定する半導体デバイス状態判定装置である。制御装置１２は、各スイッチング素子４１の温度に応じた各感温ダイオード４２の順方向電圧を取得する取得部５１ｂと、取得部５１ｂによって取得された取得値から、制御サイクル時間ＴＭ毎に取得値に相当するスイッチング素子４１の検出温度Ｔｈを算出する検出温度算出部（電圧−温度変換部５１ｃ）と、取得部５１ｂによって取得された取得値から、制御サイクル時間ＴＭ毎に取得値の変化量に相当するスイッチング素子４１の検出温度Ｔｈの変化量ΔＴｈを算出する変化量算出部５２ｄと、電圧−温度変換部５１ｃによって算出された検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きい場合に、スイッチング素子４１が過熱状態であると判定する第一判定部５２ｅと、電圧−温度変換部５１ｃによって算出された検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きく、かつ、変化量算出部５２ｄによって算出された検出温度Ｔｈの変化量ΔＴｈが、スイッチング素子４１の作動時においてスイッチング素子４１の温度が制御サイクル時間ＴＭの間に上昇する昇温量より大きい値に設定されている第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きい場合に、第一判定部５２ｅによるスイッチング素子４１が過熱状態であるとの判定が誤判定であると判定する第二判定部５２ｆと、を備えている。
【００４４】
制御装置１２（半導体デバイス状態判定装置）においては、変化量算出部５２ｄによって算出された検出温度Ｔｈの変化量ΔＴｈが、スイッチング素子４１の作動時においてスイッチング素子４１の温度が制御サイクル時間ＴＭの間に上昇する昇温量より大きい値に設定されている第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きい場合は、すなわち、取得部５１ｂにて取得された取得値が実際の取得値でなく外来ノイズである場合である。よって、第二判定部５２ｆは、電圧−温度変換部５１ｃによって算出された検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きく、かつ、検出温度Ｔｈの変化量ΔＴｈが第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きい場合は、取得部５１ｂにて取得された取得値が外来ノイズであると判定することができ、ひいては、たとえ第一判定部５２ｅでスイッチング素子４１が過熱状態であると判定しても、その判定が誤判定であると判定することができる。その結果、制御装置１２は、外来ノイズの影響をできるだけ抑制し、ひいては感温ダイオード４２の故障有無など半導体デバイス状態の誤判定を抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る制御装置１２（半導体デバイス状態判定装置）においては、ノイズに起因して比較的長い時間にて検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きくなる場合（高温側に温度がはりつく場合）、検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈを超えた時点での検出温度Ｔｈの変化量ΔＴｈが第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きいか否かに基づいて、誤判定を抑制することができる。よって、スパイクノイズをフィルタするためのフィルタリング時間を長く設定した場合において、フィルタリング時間中に、スイッチング素子４１の実際の温度がスイッチング素子４１の正常作動温度範囲の上限を超えることを抑制することができる。
【００４６】
半導体デバイス１１が冷却装置３０により冷却されている場合において、制御装置１２は、変化量算出部５２ｄによって算出された検出温度Ｔｈの変化量ΔＴｈが、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より小さく、かつ、第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より小さい値に設定されている第二変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ２より大きい場合に、冷却装置３０が故障であると判定する第三判定部５２ｇをさらに備えている。
これによれば、第三判定部５２ｇによって半導体デバイス１１の冷却装置３０の故障を判定することができる。その結果、半導体デバイス１１に係る状態をより的確に判定することができる。
【００４７】
制御装置１２は、変化量算出部５２ｄによって算出された検出温度Ｔｈの変化量ΔＴｈが、スイッチング素子４１の作動時においてスイッチング素子４１の温度が制御サイクル時間ＴＭの間に上昇する昇温量より大きい値に設定されている第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きい場合であって、かつ、取得部５１ｂによって取得された取得値が取得値判定閾値より小さい場合に、感温ダイオード４２が異常であると判定する第四判定部５２ｈをさらに備えている。
これによれば、第四判定部５２ｈは、変化量算出部５２ｄによって算出された検出温度Ｔｈの変化量ΔＴｈが第一変化量判定閾値ΔＴｈ_ｔｈ１より大きい場合であっても、取得部５１ｂにて取得された取得値が外来ノイズでなく実際の取得値であると判定することができ、ひいては、感温ダイオード４２が異常であると判定することができる。その結果、制御装置１２は、半導体デバイス状態の誤判定をより抑制することができる。
【００４８】
制御装置１２は、スイッチング素子４１の駆動用ドライバ５１と駆動用ドライバ５１を制御するＣＰＵ５２とを備え、第二判定部５２ｆによって第一判定部５２ｅによるスイッチング素子４１が過熱状態であるとの判定が誤判定であると判定した時点から所定時間経過した時点以降に、電圧−温度変換部５１ｃによって算出された検出温度Ｔｈが検出温度判定閾値Ｔｈ_ｔｈより大きい場合に、駆動用ドライバ５１とＣＰＵ５２との間を接続する電線６１が異常であると判定する第五判定部５２ｉをさらに備えている。
これによれば、第五判定部５２ｉによって駆動用ドライバ５１とＣＰＵ５２との間を接続する電線６１の異常を判定することができる。その結果、半導体デバイス１１に係る状態をより的確に判定することができる。
【００４９】
また、上述した実施形態において、インバータ装置１０は、ハイブリッド車両に適用されているが、これに代えて、エアコンのコンプレッサを駆動するモータに適用するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１２…制御装置（半導体デバイス状態判定装置）、２０…モータ（制御対象）、４１…スイッチング素子、４２…感温ダイオード、１１…半導体デバイス、５１ｂ…取得部、５１ｃ…電圧−温度変換部（検出温度算出部）、５２…ＣＰＵ、５２ｄ…変化量算出部、５２ｅ…第一判定部、５２ｆ…第二判定部、３０…冷却装置、５２ｇ…第三判定部、５２ｈ…第四判定部、６１…電線、５２ｉ…第五判定部。
【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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