(57)【要約】【課題】被測定物の温度を低コストで精度良く測定することができる温度測定装置及び温度測定方法を提供する。【解決手段】温度測定装置１は、ＣＰＵ１９が、温度センサ１１により測定された被測定物温度をサンプリング周期ごとに取得し、今回の被測定物温度（Ｔｎｏｗ）と前回の被測定物温度（Ｔｂｅｆｏｒｅ）との差分の絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下となる場合、今回の被測定物温度を出力し、今回の被測定物温度（Ｔｎｏｗ）を前回の被測定物温度（Ｔｂｅｆｏｒｅ）として保持する。閾値ΔＴｍａｘは、サンプリング周期時間ｔｓにおける被測定物３の少なくとも発熱量Ｐ、熱抵抗Ｒ、及び熱容量Ｃに基づいて算出される被測定物３の温度変化の最大値である。【選択図】図２
2019200050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の被測定物温度を測定する温度測定手段と、
測定された前記被測定物温度を所定時間ごとに取得する取得手段と、
取得された今回の前記被測定物温度と前回の前記被測定物温度との差分の絶対値が閾値以下か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて前記差分の絶対値が前記閾値以下となる場合には、今回の前記被測定物温度を出力する出力手段と、
今回の前記被測定物温度を前回の前記被測定物温度として保持する保持手段と、を備え、
前記閾値は、
前記所定時間における前記被測定物の少なくとも発熱量、熱抵抗、及び熱容量に基づいて算出される前記被測定物の温度変化の最大値である、
ことを特徴とする温度測定装置。
【請求項２】
前記閾値は、
前記被測定物の前記発熱量をＰ、前記熱抵抗をＲ、前記熱容量をＣ、及び前記所定時間をｔｓとすると、
Ｒ＊Ｐ＊｛１−ｅｘｐ（−ｔｓ／（Ｃ＊Ｒ））｝
である請求項１に記載の温度測定装置。
【請求項３】
前記被測定物は、
車両に搭載され、通電することで駆動する半導体部品であり、
前記温度測定装置は、さらに、
前記被測定物が通電状態にある場合の通電電流を測定する電流測定手段と、
前記通電電流が前記被測定物の許容通電電流の範囲外にあり、かつ前記被測定物温度が前記被測定物の許容温度を超える場合、前記被測定物の通電を遮断する電流遮断手段と、を備え、
前記閾値は、
前記所定時間における前記被測定物の少なくとも前記熱抵抗、前記熱容量、電気抵抗、及び前記通電電流に基づいて算出される前記被測定物の温度変化の最大値である、
請求項１に記載の温度測定装置。
【請求項４】
前記閾値は、
前記被測定物の前記熱抵抗をＲ、前記熱容量をＣ、前記電気抵抗をＲＬ、前記通電電流をＩ、及び前記所定時間をｔｓとすると、
Ｒ＊Ｉ２＊ＲＬ＊｛１−ｅｘｐ（−ｔｓ／（Ｃ＊Ｒ））｝
である請求項３に記載の温度測定装置。
【請求項５】
被測定物の被測定物温度を測定する温度測定工程と、
測定された前記被測定物温度を所定時間ごとに取得する取得工程と、
取得された今回の前記被測定物温度と前回の前記被測定物温度との差分の絶対値が閾値以下か否かを判定する判定工程と、
前記判定工程による判定結果に基づいて前記差分の絶対値が前記閾値以下となる場合には、今回の前記被測定物温度を出力する出力工程と、
今回の前記被測定物温度を前回の前記被測定物温度として保持手段に保持する保持工程と、
を備え、
前記閾値は、
前記所定時間における前記被測定物の少なくとも発熱量、熱抵抗、及び熱容量に基づいて算出される前記被測定物の温度変化の最大値である、
ことを特徴とする温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度測定装置及び温度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両では、外気や車室内の環境温度、エンジンや電子部品等の部品温度を測定し、測温結果に応じて必要な制御が行われている。ところが、車両では、環境変化が大きいことから、様々なノイズの影響により、測温結果が大きくばらつくおそれがある。そこで、例えば、複数の温度素子により車室内温度を測定し、測定値の１つが大きく変化してもそれを無視することでノイズの影響を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
近年、電気自動車等の駆動部には半導体部品が使用されている。半導体部品は、一般的に過電流等により発熱して故障するおそれがある。そのため、例えば、半導体部品の温度を常時監視し、閾値温度を超えた場合に通電を遮断するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１３０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来技術では、１つの半導体部品に複数の温度センサが必要となり、複数の温度センサに応じて複数のＡ／Ｄコンバータを用意しなければならない場合があることから、コストやサイズの点で改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、被測定物の温度を低コストで精度良く測定することができる温度測定装置及び温度測定方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る温度測定装置は、被測定物の被測定物温度を測定する温度測定手段と、測定された前記被測定物温度を所定時間ごとに取得する取得手段と、取得された今回の前記被測定物温度と前回の前記被測定物温度との差分の絶対値が閾値以下か否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて前記差分の絶対値が前記閾値以下となる場合には、今回の前記被測定物温度を出力する出力手段と、今回の前記被測定物温度を前回の前記被測定物温度として保持する保持手段と、を備え、前記閾値は、前記所定時間における前記被測定物の少なくとも発熱量、熱抵抗、及び熱容量に基づいて算出される前記被測定物の温度変化の最大値であることを特徴とする。
【０００８】
上記温度測定装置において、前記閾値は、前記被測定物の前記発熱量をＰ、前記熱抵抗をＲ、前記熱容量をＣ、及び前記所定時間をｔｓとすると、Ｒ＊Ｐ＊｛１−ｅｘｐ（−ｔｓ／（Ｃ＊Ｒ））｝であるものとする。
【０００９】
上記温度測定装置において、前記被測定物は、車両に搭載され、通電することで駆動する半導体部品であり、前記温度測定装置は、さらに、前記被測定物が通電状態にある場合の通電電流を測定する電流測定手段と、前記通電電流が前記被測定物の許容通電電流の範囲外にあり、かつ前記被測定物温度が前記被測定物の許容温度を超える場合、前記被測定物の通電を遮断する電流遮断手段と、を備え、前記閾値は、前記所定時間における前記被測定物の少なくとも前記熱抵抗、前記熱容量、電気抵抗、及び前記通電電流に基づいて算出される前記被測定物の温度変化の最大値であるものとする。
【００１０】
上記温度測定装置において、前記閾値は、前記被測定物の前記熱抵抗をＲ、前記熱容量をＣ、前記電気抵抗をＲＬ、前記通電電流をＩ、及び前記所定時間をｔｓとすると、Ｒ＊Ｉ２＊ＲＬ＊｛１−ｅｘｐ（−ｔｓ／（Ｃ＊Ｒ））｝であるものとする。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る温度測定方法は、被測定物の被測定物温度を測定する温度測定工程と、測定された前記被測定物温度を所定時間ごとに取得する取得工程と、取得された今回の前記被測定物温度と前回の前記被測定物温度との差分の絶対値が閾値以下か否かを判定する判定工程と、前記判定工程による判定結果に基づいて前記差分の絶対値が前記閾値以下となる場合には、今回の前記被測定物温度を出力する出力工程と、今回の前記被測定物温度を前回の前記被測定物温度として保持手段に保持する保持工程と、を備え、前記閾値は、前記所定時間における前記被測定物の少なくとも発熱量、熱抵抗、及び熱容量に基づいて算出される前記被測定物の温度変化の最大値であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る温度測定装置及び温度測定方法によれば、被測定物の温度を低コストで精度良く測定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る温度測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る温度測定装置にて実行される温度測定処理の一例を示すフローチャート図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る被測定物の発熱温度特性の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る被測定物の放熱温度特性の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る被測定物の発熱温度の最大値の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る被測定物の放熱温度の最大値の一例を示す図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る温度測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る温度測定装置にて実行される温度測定処理の一例を示すフローチャート図である。
【図９】図９は、第１及び第２実施形態におけるＣＰＵの信号取り込みタイミングの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る温度測定装置及び温度測定方法の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００１５】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る温度測定装置１は、例えば、自動車等の車両に搭載される。温度測定装置１は、被測定物３の温度（以下、「被測定物温度」とも呼ぶ）を測定し、測定した被測定物温度に対応する温度データを外部に出力するものである。ここで被測定物３は、測温対象物であり、例えば外気や室内気等、エンジン部品や電子部品等が含まれる。温度測定装置１は、例えば、車両に搭載されたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ；電子制御ユニット）に接続され、当該ＥＣＵに温度データを出力する。温度測定装置１は、図１に示すように、温度センサ１１と、Ｉ／Ｆ回路１３と、アナログフィルタ１５と、Ａ／Ｄコンバータ１７と、ＣＰＵ１９とを含んで構成される。
【００１６】
温度センサ１１は、温度測定手段の一例であり、被測定物３に接触してまたは被測定物３の近傍に配置され、被測定物３の温度を測定するものである。温度センサ１１は、接触式と非接触式とに大別されるが、いずれであってもよい。温度センサ１１が接触式の場合、被測定物３に接触して配置される。接触式の温度センサとしては、例えば、熱電対、サーミスタ等がある。温度センサ１１が非接触式の場合、被測定物３の近傍に配置される。非接触式の温度センサは、被測定物３から放射される赤外線を測定し、その赤外線量から温度を測定するものがある。温度センサ１１は、Ｉ／Ｆ回路１３に電気的に接続され、被測定物温度に応じた温度信号を出力する。この温度信号は、例えば電圧値であってもよい。
【００１７】
Ｉ／Ｆ回路１３は、温度センサ１１から温度信号を入力し、当該温度信号をＣＰＵ１９が読み取り可能な形式に変換するインターフェース回路である。Ｉ／Ｆ回路１３は、アナログフィルタ１５に電気的に接続され、変換された温度信号をアナログフィルタ１５に出力する。
【００１８】
アナログフィルタ１５は、Ｉ／Ｆ回路１３から温度信号を入力し、当該温度信号に含まれるノイズの影響を低減させるためのフィルタ回路である。アナログフィルタ１５は、例えば、温度信号において、不要な周波数成分を除去するものである。アナログフィルタ１５は、Ａ／Ｄコンバータ１７に電気的に接続され、不要な周波数成分が除去された温度信号をＡ／Ｄコンバータ１７に出力する。
【００１９】
Ａ／Ｄコンバータ１７は、アナログフィルタ１５から温度信号を入力し、当該温度信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する変換回路である。Ａ／Ｄコンバータ１７は、ＣＰＵ１９に電気的に接続され、温度信号をＣＰＵ１９が読み取り可能な温度データに変換して出力する。なお、本実施形態のＡ／Ｄコンバータ１７は、ＣＰＵ１９と別体で構成されるが、ＣＰＵ１９と一体的に構成されていてもよい。
【００２０】
ＣＰＵ１９は、Ａ／Ｄコンバータ１７から入力された温度データに基づいて所定の処理を行う制御部である。ＣＰＵ１９は、例えば、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の中央演算処理装置、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。
【００２１】
ＣＰＵ１９は、測定された被測定物３の被測定物温度に対応する温度データを所定時間（以下、「サンプリング周期時間」とも呼ぶ）ごとに取得する取得手段としての機能を有する。具体的には、ＣＰＵ１９は、図９に示すように、Ａ／Ｄコンバータ１７から入力された温度データの中から、サンプリング周期時間をｔｓ［ｓｅｃ］とするサンプリング周期ごとに温度データを取得する。
【００２２】
ＣＰＵ１９は、取得された今回の温度データＴｎｏｗと前回の温度データＴｂｅｆｏｒｅとの差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下か否かを判定する判定手段としての機能を有する。ＣＰＵ１９は、例えば、２つのデータアドレスに対して、一方に今回の温度データＴｎｏｗを格納し、他方に前回の温度データＴｂｅｆｏｒｅを格納し、温度データＴｎｏｗと温度データＴｂｅｆｏｒｅとの差分ΔＴの絶対値を演算する。ＣＰＵ１９は、差分ΔＴの絶対値と、予めＲＯＭ等に保持された閾値ΔＴｍａｘとを比較して、差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下か否かを判定する。
【００２３】
ＣＰＵ１９は、上述した判定手段としての機能による判定結果に基づいて差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下となる場合には、今回の温度データＴｎｏｗを出力する出力手段としての機能を有する。具体的には、ＣＰＵ１９は、差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下となる場合、温度データＴｎｏｗを外部機器、例えばＥＣＵ等に向けて出力する。また、ＣＰＵ１９は、今回の温度データＴｎｏｗを前回の温度データＴｂｅｆｏｒｅとして保持する保持手段としての機能を有する。具体的には、ＣＰＵ１９は、温度データＴｂｅｆｏｒｅが格納されているデータアドレスの値を、温度データＴｎｏｗに置き換える。
【００２４】
本実施形態の閾値ΔＴｍａｘは、サンプリング周期時間における被測定物３の発熱量、熱抵抗、及び熱容量に基づいて算出される被測定物３の温度変化の最大値である。具体的には、閾値ΔＴｍａｘは、被測定物３の発熱量をＰ［Ｗ］、熱抵抗をＲ［℃／Ｗ］、熱容量をＣ［Ｊ／℃］、及びサンプリング周期時間をｔｓ［ｓｅｃ］とすると、下記の式（１）で表される。
ΔＴｍａｘ＝Ｒ＊Ｐ＊｛１−ｅｘｐ（−ｔｓ／（Ｃ＊Ｒ））｝  ・・・（１）
【００２５】
被測定物３は、図３〜図６に示すように、発熱量Ｐ、熱抵抗Ｒ、及び熱容量Ｃに基づく熱特性を有する。図３及び図５に示す熱特性は、被測定物３が発熱した場合の発熱特性であり、被測定物３が雰囲気温度Ｔａ［℃］から上限温度（Ｔａ＋Ｒ＊Ｐ）［℃］まで上昇した場合の一例である。図示の発熱特性は、下記の式（２）で表される。
Ｔ＝Ｔａ＋Ｒ＊Ｐ＊｛１−ｅｘｐ（−ｔ／（Ｃ＊Ｒ））｝      ・・・（２）
ここで、被測定物３の発熱開始時から時間ｔｃ［ｓｅｃ］経過後の温度変化ΔＴ（ｔｃ）は下記の式（３）で表される。
ΔＴ（ｔｃ）＝Ｒ＊Ｐ＊｛１−ｅｘｐ（−ｔｃ／（Ｃ＊Ｒ））｝・・・（３）
したがって、発熱開始時から被測定物３のサンプリング周期ごとの温度変化の最大値は上記の式（１）で表すことができる。
図４及び図６に示す熱特性は、被測定物３から熱が放出した場合の放熱特性であり、被測定物３が上限温度（Ｔａ＋Ｒ＊Ｐ）［℃］から雰囲気温度Ｔａ［℃］まで下降した場合の一例である。図示の放熱特性は、下記の式（４）で表される。
Ｔ＝Ｔａ＋Ｒ＊Ｐ＊ｅｘｐ（−ｔ／（Ｃ＊Ｒ））              ・・・（４）
ここで、被測定物３の放熱開始時から時間ｔｃ経過後の温度変化ΔＴ（ｔｃ）は下記の式（５）で表される。
ΔＴ（ｔｃ）＝Ｒ＊Ｐ＊｛１−ｅｘｐ（−ｔｃ／（Ｃ＊Ｒ））｝・・・（５）
したがって、上限温度から放熱後の被測定物３のサンプリング周期ごとの温度変化の最大値は上記の式（１）で表すことができる。
【００２６】
次に、温度測定装置１における温度測定動作について図２を参照して説明する。
【００２７】
まず、ステップＳ１では、被測定物３の温度測定が行われる。ステップＳ１では、例えば、車両の始動（例えばイグニッションスイッチＯＮ）後に温度センサ１１による被測定物３の測温動作が繰り返される。
【００２８】
次に、ステップＳ２では、ＣＰＵ１９は、被測定物３の温度データをサンプリング周期ごとに取得する。
【００２９】
次に、ステップＳ３では、ＣＰＵ１９は、ステップＳ２で取得した温度データのうち、初期の温度データＴｉ（ｉ＝０）を前回の温度データＴｂｅｆｏｒｅに代入する。
【００３０】
次に、ステップＳ４では、ＣＰＵ１９は、今回の温度データＴｉ（ｉ＝ｉ＋１）を今回の温度データＴｎｏｗに代入する。
【００３１】
次に、ステップＳ５では、ＣＰＵ１９は、今回の温度データＴｎｏｗと前回の温度データＴｂｅｆｏｒｅとの差分ΔＴの絶対値と閾値ΔＴｍａｘとを比較し、差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下か否かを判定する。この判定の結果、差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下となる場合には、ステップＳ６に移行する。一方、差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘを超える場合には、ステップＳ９に移行する。
【００３２】
次に、ステップＳ６では、ＣＰＵ１９は、今回の温度データＴｎｏｗを出力する。
【００３３】
次に、ステップＳ７では、ＣＰＵ１９は、今回の温度データＴｎｏｗを前回の温度データＴｂｅｆｏｒｅに代入する。
【００３４】
次に、ステップＳ８では、ＣＰＵ１９は、測定が終了したか否かを判定する。例えば、ＣＰＵ１９は、車両が停止（例えばイグニッションスイッチＯＦＦ）したか否かを判定して、停止していない場合にはステップＳ４以降のステップを実行する一方、停止していない場合には本処理を終了する。
【００３５】
ステップＳ９では、ＣＰＵ１９は、今回の温度データＴｎｏｗを破棄して、ステップＳ８へ移行する。例えば、ステップＳ９では、ＣＰＵ１９は、今回の温度データＴｎｏｗが格納されているデータアドレスの値を削除する。
【００３６】
以上説明した温度測定装置１は、ＣＰＵ１９が、温度センサ１１により測定された被測定物温度をサンプリング周期ごとに取得し、被測定物温度（Ｔｎｏｗ）と被測定物温度（Ｔｂｅｆｏｒｅ）との差分の絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下となる場合、今回の被測定物温度を出力し、今回の被測定物温度を前回の被測定物温度として保持する。閾値ΔＴｍａｘは、サンプリング周期時間ｔｓにおける被測定物３の少なくとも発熱量Ｐ、熱抵抗Ｒ、及び熱容量Ｃに基づいて算出される被測定物３の温度変化の最大値である。上記構成により、一定の周期で測定された被測定物温度がノイズの影響により閾値ΔＴｍａｘを超えて変化した場合、変化した被測定物温度を使用せず、閾値ΔＴｍａｘ以下の被測定物温度のみを使用することができる。この結果、温度測定時にノイズの影響があっても精度良く測定することができる。また、ノイズの影響を低減させるための各種機能部品を追加する必要がないので、低コストで温度の測定精度を向上させることができる。従来の温度測定装置がノイズの影響を受けた場合、例えば温度センサから出力される温度信号そのものやＩ／Ｆ回路から出力されるアナログ信号が変化してしまう。この変化をノイズフィルタで除去できないときは、図９に示すグラフの右側の波形のように変化が大きい信号がＣＰＵ１９に入力されてしまう。ＣＰＵ１９において移動平均処理等により平滑化を図ったとしても、ノイズにより変化した信号から当該ノイズを除去することは困難である。そこで、今回と前回の被測定物温度の差分の絶対値が閾値ΔＴｍａｘを超えた場合には、ノイズにより大きく温度変化したと判断して、今回の被測定物温度を破棄すれば、温度測定の精度を向上させることができる。
【００３７】
また、温度測定装置１の温度測定方法は、温度センサ１１により測定された被測定物温度をサンプリング周期ごとに取得する工程、被測定物温度（Ｔｎｏｗ）と被測定物温度（Ｔｂｅｆｏｒｅ）との差分の絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下となる場合、今回の被測定物温度を出力する工程、及び、今回の被測定物温度を前回の被測定物温度として保持する工程が含まれる。閾値ΔＴｍａｘは、サンプリング周期時間ｔｓにおける被測定物３の少なくとも発熱量Ｐ、熱抵抗Ｒ、及び熱容量Ｃに基づいて算出される被測定物３の温度変化の最大値である。これにより、上記温度測定装置１と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
また、温度測定装置１は、閾値ΔＴｍａｘが、被測定物３の発熱量をＰ、熱抵抗をＲ、熱容量をＣ、及びサンプリング周期時間をｔｓとすると、上記の式（１）となる。これにより、閾値ΔＴｍａｘを、サンプリング周期時間ｔｓにおける被測定物３の少なくとも発熱量Ｐ、熱抵抗Ｒ、及び熱容量Ｃに基づいて算出することができる。
【００３９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る温度測定装置１Ａについて図７及び図８を参照して説明する。温度測定装置１Ａは、その構成が、上記温度測定装置１に対して、被測定物３Ａの通電電流Ｉを測定する電流測定回路が追加されている点で異なる。本実施形態の被測定物３Ａは、例えば、車両に搭載され、通電することで駆動する半導体部品（例えば半導体スイッチ等）で構成される。なお、以下では、上述した第１実施形態と同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する。
【００４０】
温度測定装置１Ａは、上述した温度測定装置１の構成に加えて、電流センサ２１と、Ｉ／Ｆ回路１３Ａと、アナログフィルタ１５Ａと、Ａ／Ｄコンバータ１７Ａと、ＣＰＵ１９Ａとを含んで構成される。電流センサ２１、Ｉ／Ｆ回路１３Ａ、アナログフィルタ１５Ａ、及びＡ／Ｄコンバータ１７Ａは、電流測定回路を構成する。
【００４１】
電流センサ２１は、電流測定手段の一例であり、被測定物３Ａが通電状態にある場合の通電電流Ｉを測定するものである。電流センサ２１は、例えば、被測定物３Ａに接続された電線３１と直列に接続されたシャント抵抗器である。なお、電流センサ２１は、電線３１を挟み込むような形態で構成されたＣＴ（カレントトランス）型やホール素子型であってもよい。電流センサ２１は、Ｉ／Ｆ回路１３Ａに電気的に接続され、Ｉ／Ｆ回路１３Ａに通電電流Ｉに対応する電流値信号を出力する。
【００４２】
Ｉ／Ｆ回路１３Ａは、電流センサ２１から電流値信号を入力し、当該電流値信号をＣＰＵ１９Ａが読み取り可能な形式に変換するインターフェース回路である。Ｉ／Ｆ回路１３は、アナログフィルタ１５Ａに電気的に接続され、変換した電流値信号をアナログフィルタ１５Ａに出力する。
【００４３】
アナログフィルタ１５Ａは、Ｉ／Ｆ回路１３Ａから電流値信号を入力し、当該電流値信号に含まれるノイズを低減させるためのフィルタ回路である。アナログフィルタ１５Ａは、例えば、電流値信号において、不要な周波数成分を除去するものである。アナログフィルタ１５Ａは、Ａ／Ｄコンバータ１７Ａに電気的に接続され、不要な周波数成分が除去された電流値信号をＡ／Ｄコンバータ１７Ａに出力する。
【００４４】
Ａ／Ｄコンバータ１７Ａは、アナログフィルタ１５Ａから電流値信号を入力し、当該電流値信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する変換回路である。Ａ／Ｄコンバータ１７Ａは、ＣＰＵ１９に電気的に接続され、電流値信号をＣＰＵ１９が読み取り可能な電流値データに変換して出力する。なお、本実施形態のＡ／Ｄコンバータ１７Ａは、ＣＰＵ１９Ａと別体で構成されるが、ＣＰＵ１９Ａと一体的に構成されていてもよい。また、Ａ／Ｄコンバータ１７についても、ＣＰＵ１９Ａと一体的に構成されていてもよい。
【００４５】
ＣＰＵ１９Ａは、Ａ／Ｄコンバータ１７から入力された温度データ及びＡ／Ｄコンバータ１７Ａから入力された電流値データに基づいて所定の処理を行う制御部である。ＣＰＵ１９Ａは、上述したＣＰＵ１９が有する各種機能に加えて、以下の機能を有する。すなわち、ＣＰＵ１９Ａは、今回の温度データＴｎｏｗと前回の温度データＴｂｅｆｏｒｅとの差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘを超えている場合、通電電流Ｉに対応する電流値データが被測定物３Ａの許容通電電流の範囲外にあるか否かを判定する他の判定手段としての機能を有する。ここで被測定物３Ａの許容通電電流の範囲とは、例えば、被測定物３Ａが半導体スイッチである場合、当該半導体スイッチの定格電流の範囲である。また、ＣＰＵ１９Ａは、電流値データが許容通電電流の範囲外にある場合、被測定物３Ａの通電を遮断する電流遮断手段としての機能とを有する。また、ＣＰＵ１９Ａは、閾値ΔＴｍａｘを算出する算出手段としての機能を有する。本実施形態の閾値ΔＴｍａｘは、サンプリング周期時間における被測定物３Ａの熱抵抗、熱容量、電気抵抗、及び通電電流に基づいて算出される被測定物３Ａの温度変化の最大値である。具体的には、閾値ΔＴｍａｘは、被測定物３Ａの熱抵抗をＲ、熱容量をＣ、通電電流をＩ、及びサンプリング周期時間をｔｓとすると、下記の式（６）で表される。式（６）は、上記の式（１）における発熱量Ｐ（＝Ｉ２＊ＲＬ）を通電電流Ｉに基づく式に置き換えたものとなる。
ΔＴｍａｘ＝Ｒ＊Ｉ２＊ＲＬ＊｛１−ｅｘｐ（−ｔｓ／（Ｃ＊Ｒ））｝…（６）
【００４６】
ＣＰＵ１９Ａは、今回の温度データＴｎｏｗと、予め定められた被測定物３Ａの最大許容温度データＴｔｈとを比較し、今回の温度データＴｎｏｗが最大許容温度データＴｔｈを超えるか否かを判定する他の判定手段としての機能を有する。ここで被測定物３Ａの最大許容温度データＴｔｈとは、例えば、被測定物３Ａが半導体スイッチである場合、当該半導体スイッチの動作温度範囲（許容温度範囲）の上限値である。
【００４７】
次に、温度測定装置１Ａにおける温度測定及び電流値測定動作について図８を参照して説明する。なお、図８のステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１６，Ｓ１９〜Ｓ２２は、図２に示すステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６〜Ｓ９と同様であり、それらの説明を省略する。
【００４８】
まず、ステップＳ１１では、被測定物３Ａの温度測定及び通電電流の測定が行われる。ステップＳ１１では、車両の始動（例えばイグニッションスイッチＯＮ）後に温度センサ１１による被測定物３Ａの測温動作が繰り返され、かつ電流センサ２１による通電電流Ｉの測定動作が繰り返される。
【００４９】
ステップＳ１４では、ＣＰＵ１９Ａは、被測定物３Ａの電流値データを取得する。なお、ＣＰＵ１９Ａは、電流値データを温度データの取得タイミングと同期させて取得するように構成してもよいし、異なるタイミングで取得する構成であってもよい。
【００５０】
ステップＳ１５では、ＣＰＵ１９Ａは、閾値ΔＴｍａｘを算出する。ＣＰＵ１９Ａは、ステップＳ１４で取得した電流値データに対応する通電電流Ｉと、被測定物３Ａの熱抵抗Ｒ、熱容量Ｃ、電気抵抗ＲＬ、及びサンプリング周期時間ｔｓに基づいて、上記の式（６）から閾値ΔＴｍａｘを算出する。これにより、リアルタイムに算出されたΔＴｍａｘを閾値とすることができ、検出の精度を向上させることができる。
【００５１】
ステップＳ１７では、ＣＰＵ１９Ａは、通電電流Ｉが正常範囲か否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１９Ａは、ステップＳ１４で取得した電流値データに対応する通電電流Ｉが、被測定物３Ａの定格電流の範囲に含まれるか否かを判定する。この判定の結果、通電電流Ｉが定格電流の範囲外にある場合は、ステップＳ２３に移行する。一方、通電電流Ｉが定格電流の範囲に含まれる場合、ステップＳ１８に移行する。
【００５２】
ステップＳ１８では、ＣＰＵ１９Ａは、今回の温度データＴｎｏｗと前回の温度データＴｂｅｆｏｒｅとの差分ΔＴの絶対値と閾値ΔＴｍａｘとを比較し、差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下か否かを判定する。この判定の結果、差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘ以下となる場合には、ステップＳ１９に移行する。一方、差分ΔＴの絶対値が閾値ΔＴｍａｘを超える場合には、ステップＳ２２に移行する。
【００５３】
ステップＳ２３では、ＣＰＵ１９Ａは、今回の温度データＴｎｏｗと、予め定められた被測定物３Ａの最大許容温度データＴｔｈとを比較し、今回の温度データＴｎｏｗが最大許容温度データＴｔｈを超えるかを判定する。この判定の結果、今回の温度データＴｎｏｗが最大許容温度データＴｔｈを超える場合には、ステップＳ２４に移行する。一方、今回の温度データＴｎｏｗが最大許容温度データＴｔｈ以下となる場合には、ステップＳ１８に移行する。
【００５４】
ステップ２４では、ＣＰＵ１９Ａは、通電遮断処理を実行して、被測定物３Ａの動作を停止させる。具体的には、ＣＰＵ１９Ａは、外部のＥＣＵに通知信号を出力し、当該ＥＣＵにより被測定物３Ａへの通電を遮断させて動作を停止させる。
【００５５】
以上説明した温度測定装置１Ａは、ＣＰＵ１９Ａが、温度センサ１１により測定された被測定物温度をサンプリング周期ごとに取得し、通電電流Ｉが被測定物３Ａの許容通電電流の範囲外にあり、かつ今回の被測定物温度（Ｔｎｏｗ）が被測定物の許容温度（Ｔｔｈ）を超える場合、被測定物３Ａの通電を遮断する。また、閾値ΔＴｍａｘは、サンプリング周期時間における被測定物３Ａの熱抵抗、熱容量、電気抵抗、及び通電電流に基づいて算出される被測定物３Ａの温度変化の最大値である。上記構成により、上記温度測定装置１と同様の効果を得ることができる。さらに、温度測定装置１Ａは、被測定物３Ａの過電流による故障を防止すると共に、過電流による温度上昇とノイズによる温度変化とを区別して、温度測定の精度を向上させることができる。被測定物３Ａが通電駆動する半導体部品の場合、短絡に起因して想定以上の発熱が生じて、今回の被測定物温度（Ｔｎｏｗ）が半導体部品の許容温度（Ｔｔｈ）を超えてしまう可能性がある。このような場合、半導体部品の故障につながる。そこで、被測定物３Ａの通電電流Ｉを監視し、通電電流Ｉが定格電流の範囲外で、かつ今回の被測定物温度（Ｔｎｏｗ）が半導体部品の許容温度（Ｔｔｈ）を超える場合には、短絡等により発熱が生じたと判断して通電を遮断し、半導体部品の故障等を防止する。一方、通電電流Ｉが定格電流の範囲内、または、通電電流Ｉが定格電流の範囲外かつ今回の被測定物温度（Ｔｎｏｗ）が許容温度（Ｔｔｈ）以下の場合において、今回と前回の被測定物温度の差分の絶対値が閾値ΔＴｍａｘを超えたときには、ノイズにより大きく温度変化したと判断して今回の被測定物温度を破棄することで、温度測定の精度を向上させることができる。
【００５６】
また、温度測定装置１Ａの温度測定方法は、温度センサ１１により測定された被測定物温度をサンプリング周期ごとに取得する工程、及び、通電電流Ｉが被測定物３Ａの許容通電電流の範囲外にあり、かつ今回の被測定物温度（Ｔｎｏｗ）が被測定物３Ａの許容温度（Ｔｔｈ）を超える場合、被測定物３Ａの通電を遮断する工程が含まれる。また、閾値ΔＴｍａｘは、サンプリング周期時間における被測定物３Ａの少なくとも熱抵抗、熱容量、電気抵抗、及び通電電流に基づいて算出される被測定物３Ａの温度変化の最大値である。これにより、上記温度測定装置１Ａと同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、温度測定装置１Ａは、閾値ΔＴｍａｘが、被測定物３Ａの熱抵抗をＲ、熱容量をＣ、電気抵抗をＲＬ、通電電流をＩ、及びサンプリング周期時間をｔｓとすると、上記の式（６）となる。これにより、被測定物３Ａの通電電流Ｉからリアルタイムに閾値ΔＴｍａｘを算出することができ、当該閾値ΔＴｍａｘを利用してノイズに起因する温度変化や被測定物３Ａの異常発熱による温度変化を除外することができる。この結果、温度測定の精度をさらに向上させることができる。
【００５８】
なお、上記第２実施形態では、ＣＰＵ１９Ａが、例えば図８のステップＳ１５において閾値ΔＴｍａｘを算出しているが、これに限定されるものではない。例えば、ＣＰＵ１９Ａは、予め通電電流Ｉをパラメータとする閾値ΔＴｍａｘのテーブル情報を保持し、取得した電流値データ（通電電流Ｉ）に基づいて当該テーブル情報を参照してΔＴｍａｘを割り出す構成であってもよい。
【００５９】
（変形例）
上記第１及び第２実施形態では、ＣＰＵ１９，１９Ａは、図２のステップＳ６及び図８のステップＳ１９において、今回の温度データＴｎｏｗを出力しているが、これに限定されるものではない。例えば、ＣＰＵ１９，１９Ａは、ステップＳ６，Ｓ１９において、今回の温度データＴｎｏｗを含む複数の温度データによる演算処理を行い、処理結果を出力してもよい。この演算処理には、例えば、差分ΔＴの絶対値が閾値以下となる今回の温度データＴｎｏｗを含む複数の温度データの移動平均処理が含まれる。この場合、ステップＳ６，Ｓ１９における温度データの移動平均処理の処理結果として温度データＴｍが算出され、当該温度データＴｍが出力される。さらに、図２のステップＳ７及び図８のステップＳ２０では、ＣＰＵ１９，１９Ａは、今回の温度データＴｎｏｗに代えて温度データＴｍを前回の温度データＴｂｅｆｏｒｅに代入する。上記構成により、ノイズに起因して温度変化した温度データを除外し、温度変化前の複数の温度データを利用して被測定物温度を推定できるので、温度の測定精度を維持することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ  温度測定装置
３，３Ａ  被測定物
１１  温度センサ
１３，１３Ａ  Ｉ／Ｆ回路
１５，１５Ａ  アナログフィルタ
１７，１７Ａ  Ａ／Ｄコンバータ
１９，１９Ａ  ＣＰＵ
２１  電流センサ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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