(57)【要約】  【課題】温度を検出する複数の対象物のそれぞれに温度検出用の素子を設けることなしに全対象物の温度を検出する温度検出装置を提供する。  【解決手段】半導体素子温度検出部８は、温度検出の対象とするＩＧＢＴで発生する熱量Ｐ［Ｗ］を算出し、冷却システムの熱抵抗Ｒ［℃/Ｗ］を用いて冷却システムを循環する冷却水温Ｔｗ［℃］および当該ＩＧＢＴの温度Ｔｊ［℃］間の温度差ΔＴ'ｊ［℃］を算出する。発熱量Ｐ［Ｗ］の算出は、半導体モジュールの各相に流れる電流値、半導体モジュールにかかる直流電圧値、各ＩＧＢＴの駆動情報、および前回の検出（たとえば、１００μsec前）で得られたＩＧＢＴの温度に基づいて行う。半導体素子温度検出部８は、算出した温度差ΔＴ'ｊ［℃］から過渡的な影響を除いた温度上昇ΔＴｊ［℃］を算出した上で、ＩＧＢＴの温度Ｔｊ［℃］（＝Ｔｗ［℃］＋ΔＴｊ［℃］）を算出する。  【選択図】図１
2005269832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の駆動比率で駆動される温度検出対象物に流れる電流値を検出する電流検出手段と、
前記温度検出対象物に印加される電圧値を検出する電圧検出手段と、
前記温度検出対象物を冷却する冷却システムの冷媒の温度を演算する冷媒温度演算手段と、
前記検出された電流値、前記検出された電圧値、前記温度検出対象物に対する駆動比率情報、前記温度検出対象物と前記冷媒との間の熱抵抗、および前記冷媒の温度に基づいて前記温度検出対象物の温度を演算する温度演算手段とを備えることを特徴とする温度検出装置。
【請求項２】
所定の駆動比率で駆動される温度検出対象物に印加される電圧値を検出する電圧検出手段と、
前記温度検出対象物を冷却する冷却システムの冷媒の温度を演算する冷媒温度演算手段と、
前記検出された電圧値、前記温度検出対象物に対するベクトル制御情報、前記温度検出対象物と前記冷媒との間の熱抵抗、および前記冷媒の温度に基づいて前記温度検出対象物の温度を演算する温度演算手段とを備えることを特徴とする温度検出装置。
【請求項３】
交流モータへ供給する交流電力を生成するようにスイッチング駆動される温度検出対象物の温度を演算する請求項１に記載の第１の温度検出装置と、
前記温度検出対象物の温度を演算する請求項２に記載の第２の温度検出装置と、
前記交流モータの回転速度が所定速度より低い場合は前記第１の温度検出装置による演算温度を選択し、前記回転速度が前記所定速度以上の場合は前記第２の温度検出装置による演算温度を選択する制御手段とを備えることを特徴とする温度検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の温度検出装置において、
前記冷媒温度演算手段は、前記温度検出対象物の周辺の温度を検出し、前記検出された電流値、前記検出された電圧値、前記温度検出対象物に対する駆動比率情報、前記温度を検出した位置と前記冷媒との間の熱抵抗、および前記検出した周辺の温度に基づいて前記冷媒の温度を演算することを特徴とする温度検出装置。
【請求項５】
請求項２に記載の温度検出装置において、
前記冷媒温度演算手段は、前記温度検出対象物の周辺の温度を検出し、前記検出された電圧値、前記温度検出対象物に対するベクトル制御情報、前記温度を検出した位置と前記冷媒との間の熱抵抗、および前記検出した周辺の温度に基づいて前記冷媒の温度を演算することを特徴とする温度検出装置。
【請求項６】
請求項１に記載の温度検出装置において、
前記温度検出対象物は複数存在し、
前記冷媒温度演算手段は、前記複数の温度検出対象物のうち１つの温度検出対象物の温度を検出し、前記検出された電流値、前記検出された電圧値、前記温度検出対象物に対する駆動比率情報、前記温度を検出した位置と前記冷媒との間の熱抵抗、および前記検出した温度検出対象物の温度に基づいて前記冷媒の温度を演算することを特徴とする温度検出装置。
【請求項７】
請求項２に記載の温度検出装置において、
前記温度検出対象物は複数存在し、
前記冷媒温度演算手段は、前記複数の温度検出対象物のうち１つの温度検出対象物の温度を検出し、前記検出された電圧値、前記温度検出対象物に対するベクトル制御情報、前記温度を検出した位置と前記冷媒との間の熱抵抗、および前記検出した温度検出対象物の温度に基づいて前記冷媒の温度を演算することを特徴とする温度検出装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の温度検出装置において、
前記冷媒温度演算手段が温度を検出する温度検出対象物は、前記複数の温度検出対象物のうち最も温度が高くなる温度検出対象物であることを特徴とする温度検出装置。
【請求項９】
請求項１または２に記載の温度検出装置において、
前記温度演算手段は、前記温度検出対象物における発熱量を演算し、前記演算した熱量および前記熱抵抗を用いて前記温度検出対象物と前記冷媒との間の温度差を演算し、前記演算した温度差から前記冷却システムの過渡応答分を除く演算を行い、前記演算された冷媒の温度に前記過渡応答分を除いた温度差を加算して前記温度検出対象物の温度を演算することを特徴とする温度検出装置。
【請求項１０】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の温度検出装置において、
前記冷媒温度演算手段は、前記温度検出対象物における発熱量を演算し、前記演算した熱量および前記熱抵抗を用いて前記検出した温度と冷媒温度との間の温度差を演算し、前記演算した温度差から前記冷却システムの過渡応答分を除く演算を行い、前記検出された温度に前記過渡応答分を除いた温度差を加算して前記冷媒の温度を演算することを特徴とする温度検出装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の温度検出装置において、
前記温度検出対象物は交流モータへ供給する交流電力を生成するスイッチング素子であり、
前記温度演算手段は、前記温度検出対象物の温度に応じて前記発熱量を補正し、前記交流モータの回転速度および前記発熱量に応じて前記熱抵抗を補正し、前記回転速度に応じて前記過渡応答分をそれぞれ補正することを特徴とする温度検出装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の温度検出装置において、
前記温度検出対象物は交流モータへ供給される交流電力を生成するスイッチング素子であり、
前記冷媒温度演算手段は、前記温度検出対象物の温度に応じて前記発熱量を補正し、前記交流モータの回転速度および前記発熱量に応じて前記熱抵抗を補正し、前記回転速度に応じて前記過渡応答分をそれぞれ補正することを特徴とする温度検出装置。
【請求項１３】
温度検出対象物における発熱量を演算する処理と、
前記演算した熱量と、前記温度検出対象物および前記温度検出対象物を冷却する冷却システムの冷媒間の熱抵抗とを用いて前記温度検出対象物および前記冷媒間の温度差を演算する処理と、
前記演算した温度差から前記冷却システムの過渡応答分を除く処理と、
入力された冷媒の温度もしくは演算された冷媒の温度に前記過渡応答分を除いた温度差を加算して前記温度検出対象物の温度を演算する処理とをコンピュータ装置で実行する温度検出用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールなどの温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などのモータを駆動する電力を発生するために、半導体スイッチング素子などによってインバータ回路を構成した電力変換器が使用されている。このような電力変換器では、半導体モジュールを過度の温度上昇から保護するために、半導体モジュールの温度が検出される（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１には、半導体モジュールを構成する６つの半導体素子のそれぞれに、温度検出用ダイオードならびに温度検出回路が設けられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３４０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
温度検出の対象とする半導体素子のそれぞれに温度検出用の素子および回路を設けると、部品点数の増加に伴って温度検出装置の大型化およびコスト上昇の要因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、温度検出対象物に流れる電流値、温度検出対象物に印加される電圧値、温度検出対象物に対する駆動比率情報、温度検出対象物を冷却する冷却システムの冷媒温度、および温度検出対象物と冷媒との間の熱抵抗に基づいて温度検出対象物の温度を演算するようにしたものである。
本発明は、温度検出対象物に印加される電圧値、温度検出対象物に対するベクトル制御情報、温度検出対象物を冷却する冷却システムの冷媒温度、および温度検出対象物と冷媒との間の熱抵抗に基づいて温度検出対象物の温度を演算するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、温度を検出する複数の対象物のそれぞれに温度検出用素子を設けることなく、全ての温度検出対象物の温度を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態による温度検出装置を用いて半導体モジュールの温度を検出する電気車両の要部構成を説明する図である。図１において、６つの絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｔｕａ、Ｔｕｂ、Ｔｖａ、Ｔｖｂ、ＴｗａおよびＴｗｂによって半導体モジュールが構成されている。半導体モジュールは、車両を駆動するモータ５へ電力を供給するためのインバータを構成し、各ＩＧＢＴを所定のキャリア周波数でスイッチングすることによってバッテリＢによる直流電源を３相交流電源に変換する。３相は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相が対応し、ＩＧＢＴＴｕａおよびＴｕｂがＵ相を、ＩＧＢＴＴｖａおよびＴｖｂがＶ相を、ＩＧＢＴＴｗａおよびＴｗｂがＷ相を、それぞれ構成する。
【０００８】
直流電圧センサ１は、半導体モジュールの各相に印加される直流電圧を検出し、電圧検出信号を電流制御部７へ送信する。Ｕ相電流センサ２は、半導体モジュールのＵ相に流れる電流を検出し、電流検出信号を電流制御部７へ送信する。Ｖ相電流センサ３は、半導体モジュールのＶ相に流れる電流を検出し、電流検出信号を電流制御部７へ送信する。Ｗ相電流センサ４は、半導体モジュールのＷ相に流れる電流を検出し、電流検出信号を電流制御部７へ送信する。
【０００９】
位置センサ６は、モータ５のロータ位置を検出し、位置検出信号を電流制御部７へ送信する。電流制御部７は、電流目標値に応じて半導体モジュールをスイッチング駆動し、モータ５の駆動制御を行う。具体的には、半導体モジュールの各相に流れる電流を磁石軸またはインダクタンス最小軸成分ｉdと、磁石直交軸またはインダクタンス最大軸成分ｉqとの直交２軸成分にそれぞれ分解し、電流をベクトルとして制御するベクトル制御を行う。ｄ軸およびｑ軸からなる直交座標系は、モータ５の回転に同期して回転する座標系である。電流制御部７はさらに、半導体モジュールの各相に流れる電流値を示す信号、半導体モジュールにかかる直流電圧値を示す信号、各ＩＧＢＴ（Ｔｕａ、Ｔｕｂ、Ｔｖａ、Ｔｖｂ、ＴｗａおよびＴｗｂ）の駆動情報（ＯＮ時間比率など）などを半導体素子温度検出部８へ送信する。
【００１０】
半導体モジュールは、不図示の水冷式冷却システムによって冷却するように構成されている。水温センサ９は、冷却システム内を循環する冷却水の温度を検出し、温度検出信号を半導体素子温度検出部８へ送信する。半導体素子温度検出部８は、温度検出信号を用いて所定の演算を行うことにより、水温センサ９が配設されている位置における冷却水の温度を得る。水温センサ９の温度検出位置は、たとえば、冷却システムを循環する冷却水が半導体モジュール部へ流入する付近とする。
【００１１】
半導体素子温度検出部８は、電流制御部７から送出された電流検出検出信号による半導体モジュールの各相に流れる電流値、電流制御部７から送出された電圧検出信号による半導体モジュールにかかる直流電圧値、水温センサ９から送出された温度検出信号による冷却水温、および電流制御部７から送出された各ＩＧＢＴの駆動情報を用いて各ＩＧＢＴの温度をそれぞれ演算する。半導体素子温度検出部８はさらに、ＩＧＢＴの検出温度が所定の判定閾値を超えている場合に保護回路２０へ温度異常信号を送信する。
【００１２】
保護回路２０は、半導体素子温度検出部８から温度異常信号が入力されると電流制御部７へ指令を出力し、キャリア周波数を低下させたり、ＩＧＢＴに流れる電流を減少させたりするフェイルセーフ動作を行わせる。
【００１３】
本発明は、半導体素子温度検出部８で行われる温度検出動作に特徴を有する。第一の実施形態では、半導体素子温度検出部８は、各ＩＧＢＴの温度を検出したい回転数範囲に応じた周期ごとにそれぞれ演算する。最高回転数まで検出する場合、キャリア周期（たとえば、１００μsec）ごとに演算する必要があり、低い回転数のみを検出する場合、回転数に応じてキャリア周期より遅い周期で演算することができる。ただし、後述する過渡モデルの時定数により決まる最低限の演算周期（たとえば、５０msec）以上は必要である。本例では、演算周期を１００μsecとして説明する。
【００１４】
図２は、半導体素子温度検出部８の構成を説明するブロック図である。図２において、半導体素子温度検出部８は、発熱（損失）モデル１０と、熱抵抗モデル１１と、過渡（熱容量）モデル１２とを含む。発熱（損失）モデル１０は、ＩＧＢＴで発生する熱量、すなわち、ＩＧＢＴの損失を算出する処理を行う。
【００１５】
発熱量Ｐ［Ｗ］は、半導体モジュールの各相に流れる電流値、半導体モジュールにかかる直流電圧値、各ＩＧＢＴの駆動情報、および前回（本例では１００μsec前）検出されたＩＧＢＴの温度に基づいて以下のように算出される。なお、電流値は、温度検出の対象とするＩＧＢＴに対応する相電流が用いられる。ＩＧＢＴの駆動情報は、温度検出の対象とするＩＧＢＴの駆動情報が用いられる。
【００１６】
発熱量Ｐ［Ｗ］は、次式（１）のように、損失Ｐsatおよびスイッチング損失Ｐswの和として表される。
【数１】
2005269832.tif 000003
【００１７】
上式（１）の第１項の損失Ｐsat［Ｗ］は、次式（２）で表される。
【数２】
2005269832.tif 000004
ただし、ｉ［Ａ］は温度検出の対象とするＩＧＢＴのコレクタ電流である。コレクタ電流ｉ［Ａ］は、電流センサで検出される相電流の値（ｉ'［Ａ］とする）に応じて以下のようにする。温度検出の対象とするＩＧＢＴが上アームを構成する場合は、ｉ'≧０ならばｉ＝ｉ'とし、ｉ'＜０ならばｉ＝０とする。温度検出の対象とするＩＧＢＴが下アームを構成する場合には、ｉ'≧０ならばｉ＝０とし、ｉ'＜０ならばｉ＝−ｉ'とする。ｔONは、温度検出の対象とするＩＧＢＴのオン時間比率であり、０から１までのいずれかの値である。モータ５が低速回転（単位時間当たりの回転数が所定数より小）時は、ｔONを固定値０．５としてもよい。モータ５の回転速度（回転数）は、位置センサ６による検出信号や、半導体モジュールに流れる相電流の変動周期などから検出される。
【００１８】
上式（２）におけるＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧Ｖce［Ｖ］は、次式（３）で表される。
【数３】
2005269832.tif 000005
ただし、Ｖce0［Ｖ］はコレクタ電流ｉ＝０［Ａ］時のコレクタ−エミッタ間電圧であり、Ｖce(sat)［Ｖ］はコレクタ電流ｉ＝ｋ0［Ａ］時のコレクタ−エミッタ間電圧である。図３は上式（３）によって表される、ある半導体素子温度におけるコレクタ電流とコレクタ−エミッタ間電圧Ｖceとの関係を示す図である。図３によれば、コレクタ電流の増加とともにコレクタ−エミッタ間電圧Ｖceが上昇する。
【００１９】
コレクタ−エミッタ間電圧Ｖceは、半導体素子温度によっても変化する。図４は、ある半導体素子温度における半導体素子温度とコレクタ−エミッタ間電圧Ｖceとの関係を示す図である。なお、図４の縦軸スケールは図３の縦軸スケールと一致させたものではない。図４によれば、半導体素子温度の上昇とともにコレクタ−エミッタ間電圧Ｖceがわずかに上昇する。
【００２０】
上式（３）に含まれるコレクタ−エミッタ間電圧Ｖce0について、半導体素子温度（すなわち、温度検出の対象とするＩＧＢＴの温度）の関数として表すと次式（４）のようになる。この式は実測データに基づいて実験的に求められ、あらかじめ半導体素子温度検出部８内のメモリに格納されている。
【数４】
2005269832.tif 000006
ただし、ｋ2、ｋ3は実験的に得られた係数である。Ｔj［℃］は、前回（本例では１００μsec前）検出されたＩＧＢＴの温度である。半導体素子温度検出部８は、上式（４）による演算結果を上式（３）へ代入する。半導体素子温度検出部８は、半導体素子温度Ｔj（すなわち、前回検出されたＩＧＢＴの温度）を用いて上式（４）を演算することにより、半導体素子温度Ｔjに対応するコレクタ−エミッタ間電圧Ｖce0を得ることができる。
【００２１】
上式（３）に含まれるコレクタ−エミッタ間電圧Ｖce(sat)についても、半導体素子温度（すなわち、温度検出の対象とするＩＧＢＴの温度）の関数として次式（５）のように表せる。この式についても実験的に求められ、あらかじめ半導体素子温度検出部８内のメモリに格納されている。
【数５】
2005269832.tif 000007
ただし、ｋ4、ｋ5、ｋ6は実験的に得られた係数である。Ｔj［℃］は、前回（本例では１００μsec前）検出されたＩＧＢＴの温度である。半導体素子温度検出部８は、上式（５）による演算結果を上式（３）へ代入する。半導体素子温度検出部８は、半導体素子温度Ｔj（すなわち、前回検出されたＩＧＢＴの温度）を用いて上式（５）を演算することにより、半導体素子温度Ｔjに対応するコレクタ−エミッタ間電圧Ｖce(sat)を得ることができる。
【００２２】
一方、上式（１）における第２項のスイッチング損失Ｐswは、次式（６）で表される。
【数６】
2005269832.tif 000008
ただし、ｆc［Ｈｚ］はスイッチング周波数である。Ｅsw(sat)［Ｊ］はコレクタ電流ｉ＝ｋ1［Ａ］時のスイッチング損失である。スイッチング損失は、半導体素子温度の上昇とともに増加する特性を有する。図５は、半導体素子温度とスイッチング損失Ｅsw(sat)との関係を示す図である。
【００２３】
図５のようなスイッチング損失Ｅsw(sat)を温度検出の対象とするＩＧＢＴの温度の関数として表すと次式（７）のようになる。この式は実測データに基づいて実験的に求められ、あらかじめ半導体素子温度検出部８内のメモリに格納されている。
【数７】
2005269832.tif 000009
ただし、ｋ7、ｋ8、ｋ9、ｋ10は実験的に得られた係数である。Ｔj［℃］は、前回（本例では１００μsec前）検出されたＩＧＢＴの温度である。Ｖdc［Ｖ］は、半導体モジュールにかかる直流電圧値である。半導体素子温度検出部８は、上式（７）による演算結果を上式（６）へ代入する。
【００２４】
以上説明したように、半導体素子温度検出部８は上式（１）〜（７）を演算することにより、温度検出の対象とするＩＧＢＴによる発熱量Ｐ［Ｗ］を算出する。
【００２５】
熱抵抗モデル１１は、温度検出の対象とするＩＧＢＴの発熱量Ｐ［Ｗ］と冷却システムの熱抵抗Ｒ［℃/Ｗ］とを用いて、水温センサ９による冷却水温Ｔw［℃］と、温度検出の対象とするＩＧＢＴの温度Ｔj［℃］との温度差ΔＴ'j［℃］を算出する。
【００２６】
熱抵抗［℃/Ｗ］は、モータ５の回転数（単位時間当たりの回転数）に応じた値を用いる。図６は、回転数と熱抵抗Ｒ１との関係例を示す図である。図６によれば、回転数の上昇とともに熱抵抗Ｒ１が上昇し、所定の回転数に達すると熱抵抗Ｒ１はほぼ一定となる。半導体素子温度検出部８には、図６のように回転数に依存する熱抵抗Ｒ１があらかじめ実測され、実測データがメモリ（不図示）に格納されている。半導体素子温度検出部８は、電流制御部７からモータ５の回転数を示す信号を取得してメモリに格納されているデータを参照し、回転数に対応する熱抵抗Ｒ１を得る。
【００２７】
発熱モデルには誤差があるため、熱抵抗［℃/Ｗ］を温度検出の対象とするＩＧＢＴの発熱量Ｐ［Ｗ］に応じて熱抵抗値を変化させる。発熱（損失）と熱抵抗Ｒ２との関係例では、発熱量Ｐの増加とともに熱抵抗Ｒ２が上昇する。半導体素子温度検出部８には、発熱量に依存する熱抵抗Ｒ２があらかじめ実測され、実測データがメモリ（不図示）に格納されている。半導体素子温度検出部８は、発熱（損失）モデル１０で算出した発熱量Ｐ［Ｗ］を用いてメモリに格納されているデータを参照し、発熱量Ｐ［Ｗ］に対応する熱抵抗Ｒ２を得る。
【００２８】
なお、わかりやすく説明するために半導体素子温度検出部８に熱抵抗Ｒ１のテーブルデータと熱抵抗Ｒ２のテーブルデータとをそれぞれ有するように説明したが、実際には熱抵抗Ｒ１および熱抵抗Ｒ２の二次元テーブルとして構成する。半導体素子温度検出部８は、モータ５の回転数および発熱量Ｐを引数として二次元テーブルを参照し、回転数および発熱量Ｐに対応する熱抵抗Ｒ［℃/Ｗ］を得る。
【００２９】
半導体素子温度検出部８は、次式（８）を演算することにより、発熱量Ｐ［Ｗ］によって生じる温度差ΔＴ'j［℃］を算出する。ΔＴ'j［℃］を、温度検出の対象とするＩＧＢＴの最終到達温度上昇と呼ぶ。
【数８】
2005269832.tif 000010
【００３０】
過渡（熱容量）モデル１２は、半導体モジュールに対する通電後に生じる温度検出装置の過渡温度特性を補償し、温度検出の対象とするＩＧＢＴの温度上昇ΔＴj［℃］を算出する。ΔＴj［℃］は、上記算出した温度差ΔＴ'j［℃］から通電開始後の過渡的な影響を考慮したものである。
【００３１】
通常、半導体モジュールに通電を開始する前はＩＧＢＴおよび冷却水の温度は同一である。半導体モジュールに通電を開始した後は、ＩＧＢＴにおける発熱量Ｐ［Ｗ］に応じてＩＧＢＴおよび冷却水間に温度差が生じる。この温度差は、発熱量Ｐ［Ｗ］が一定の場合には、通電開始から熱平衡に到達するまで増加し、熱平衡に到達した以降は上記ΔＴj［℃］となる。
【００３２】
図７は、通電開始からの経過時間と温度上昇との関係例を示す図である。図７によれば、通電開始直後は温度上昇率が高く、時間の経過とともに温度上昇率が鈍り、やがて収束する。図７において、モータ５の回転数が小の場合の温度上昇曲線と、回転数が大の場合の温度上昇曲線とを比較すると、回転数が小の場合の曲線の方が回転数が大の場合の曲線より早く収束することを示している。
【００３３】
図７の曲線は、あらかじめ実測データをカーブフィットさせて求めたものである。ＩＧＢＴの温度上昇ΔＴj［℃］と、最終到達温度上昇ΔＴ'j［℃］とは、ラプラス演算子を用いて次式（９）で表わされる。
【数９】
2005269832.tif 000011
ただし、ｓはラプラス演算子、ａ1、ａ0、ｂ0、およびｂ1は実験的に得られる係数である。半導体素子温度検出部８は、上記算出した温度差ΔＴ'j［℃］に上式（９）で表されるフィルタ演算を行って、過渡的な影響を考慮した温度上昇ΔＴj［℃］を得る。
【００３４】
上式（９）は、半導体素子温度検出部８内のメモリにあらかじめ格納されている。なお、実際にはモータ５の回転数に応じた複数通りの式が格納される。半導体素子温度検出部８は、モータ５の回転数に応じて格納されている式を選択し、選択した式を用いて温度上昇ΔＴj［℃］を得る。
【００３５】
半導体素子温度検出部８は、水温センサ９による水温Ｔw［℃］と、温度検出の対象とするＩＧＢＴについて得た上記温度上昇ΔＴj［℃］とを次式（１０）のように加算し、温度検出の対象とするＩＧＢＴの温度Ｔj［℃］を得る。
【数１０】
2005269832.tif 000012
【００３６】
半導体素子温度検出部８は、以上のようにＩＧＢＴの温度を演算する動作をキャリア周期ごとに各ＩＧＢＴについてそれぞれ繰り返し、演算結果を保護回路２０へ送信する。また、演算で得た各ＩＧＢＴの温度をそれぞれ次回の当該ＩＧＢＴの温度検出演算（とくに、上式（４）、（５）、（７））に用いる。
【００３７】
以上説明した第一の実施形態についてまとめる。
（１）温度検出装置の半導体素子温度検出部８は、温度検出の対象とするＩＧＢＴにおいて発生する熱量Ｐ［Ｗ］を算出し（発熱（損失）モデル１０）、冷却システムの熱抵抗Ｒ［℃/Ｗ］を用いて冷却システムを循環する冷却水温Ｔw［℃］および当該ＩＧＢＴの温度Ｔj［℃］間の温度差ΔＴ'j［℃］を算出する（熱抵抗モデル１１）。発熱量Ｐ［Ｗ］の算出は、半導体モジュールの各相に流れる電流値、半導体モジュールにかかる直流電圧値、各ＩＧＢＴの駆動情報、および前回の検出（たとえば、１００μsec前）で得られたＩＧＢＴの温度に基づいて行う。この方式によれば、温度センサをＩＧＢＴに直接設けることなしに、ＩＧＢＴの温度を得ることができる。複数のＩＧＢＴを組み合わせて半導体モジュールを構成する場合でも温度センサを１つだけ備えればよいので、ＩＧＢＴごとに温度センサをそれぞれ設ける場合に比べて、半導体モジュールの小型化および低コスト化に効果が得られる。
【００３８】
（２）発熱量Ｐ［Ｗ］の算出の際に、ＩＧＢＴの温度Ｔjの変化に起因してコレクタ−エミッタ間電圧Ｖceが変化することによる発熱量の変動を補正するように上式（４）および（５）を設けたので、発熱量Ｐ［Ｗ］を正確に算出できる。これにより、算出される温度差ΔＴ'j［℃］の確度が向上する結果、算出されるＩＧＢＴの温度の確度も向上する。
【００３９】
（３）発熱量Ｐ［Ｗ］の算出の際に、ＩＧＢＴの温度Ｔjの変化に起因してスイッチング損失Ｅsw(sat)が変化することによる発熱量の変動を補正するように上式（７）を設けたので、発熱量Ｐ［Ｗ］を正確に算出できる。これにより、算出される温度差ΔＴ'j［℃］の確度が向上する結果、算出されるＩＧＢＴの温度の確度も向上する。
【００４０】
（４）熱抵抗Ｒをモータ５の回転数、および温度検出の対象とするＩＧＢＴの発熱量Ｐ［Ｗ］のそれぞれの変化に応じて補正するようにしたので、算出される温度差ΔＴ'j［℃］の確度が向上する結果、算出されるＩＧＢＴの温度の確度も向上する。
【００４１】
（５）半導体モジュールに通電開始後の過渡的な影響を除くように上式（９）を設け、上記算出した温度差ΔＴ'j［℃］から過渡的な影響を除いた温度上昇ΔＴj［℃］を得るようにした（過渡（熱容量）モデル１２）。したがって、通電開始直後であってもＩＧＢＴの温度Ｔj［℃］（＝Ｔw［℃］＋ΔＴj［℃］）を正確に得ることができる。
【００４２】
（６）各ＩＧＢＴごとの温度を算出するので、モータ５がロックすることによっていずれか１つのＩＧＢＴのみに過度の温度上昇が発生する場合でも、当該ＩＧＢＴの温度Ｔj［℃］を正確に得ることができる。
【００４３】
冷却システムを循環する冷却水の温度について、半導体モジュール部へ流入する冷却水の温度を水温センサ９を用いて検出する例を説明したが、冷却水温は半導体モジュール部や半導体モジュール部から流出する側などの他の場所で検出してもよい。ただし、半導体モジュール以外の熱源や冷却源によって冷却水に温度変動が生じる場所は除外するために、冷却水流路上の半導体モジュールの前側もしくは後側に熱源や冷却源がある場合には、冷却水流路上で熱源や冷却源よりも半導体モジュール側で冷却水の温度を検出することが望ましい。
【００４４】
（第二の実施形態）
図８は、本発明の第二の実施形態による温度検出装置を用いて半導体モジュールの温度を検出する電気車両の要部構成を説明する図である。図８において、図１の構成要素と同一のものには同一番号の符号を記して説明を省略する。図１との相違点は、半導体素子温度検出部８の代わりに半導体素子温度検出部８Ａが設けられている点である。
【００４５】
図９は、半導体素子温度検出部８Ａの構成を説明するブロック図である。図９において、半導体素子温度検出部８Ａは、発熱（損失）モデル１０Ａと、熱抵抗モデル１１と、過渡（熱容量）モデル１２とを含む。半導体素子温度検出部８Ａは、各ＩＧＢＴの温度を、過渡モデルの時定数により決まる最低限の演算周期（たとえば、５０msec）ごとにそれぞれ検出する。熱抵抗モデル１１および過渡（熱容量）モデル１２は、それぞれ図２の構成と同一であるので説明を省略する。
【００４６】
発熱（損失）モデル１０Ａは、ＩＧＢＴで発生する熱量、すなわち、ＩＧＢＴの損失を以下のように算出する。発熱量Ｐ［Ｗ］は、ｄおよびｑ軸電流値、ｄおよびｑ軸電圧値、半導体モジュールにかかる直流電圧値、および前回（本例では１０μsec前）検出されたＩＧＢＴの温度に基づいて以下のように算出される。なお、電流値は、温度検出の対象とするＩＧＢＴに対応する相電流が用いられる。ＩＧＢＴの駆動情報は、温度検出の対象とするＩＧＢＴの駆動情報が用いられる。
【００４７】
上式（１）の第１項の損失Ｐsat［Ｗ］を、次式（１１）のように表す。
【数１１】
2005269832.tif 000013
ただし、ｉaはｄｑ軸電流ベクトルの大きさであり、次式（１２）で表される。Ｖce0［Ｖ］はコレクタ電流ｉ＝０［Ａ］時のコレクタ−エミッタ間電圧であり、Ｖce(sat)［Ｖ］はコレクタ電流ｉ＝ｋ0［Ａ］時のコレクタ−エミッタ間電圧である。ＤはＰＷＭ変調率であり、次式（１３）で表される。cosθは力率であり、次式（１４）で表される。Ｖce0［Ｖ］は、第一の実施形態と同様に上式（４）を用いる。Ｖce(sat)［Ｖ］は、第一の実施形態と同様に上式（５）を用いる。
【００４８】
【数１２】
2005269832.tif 000014
ただし、ｉdはｄ軸電流値である。ｉqはｑ軸電流値である。
【数１３】
2005269832.tif 000015
ただし、ｖaはｄｑ軸電圧ベクトルの大きさであり、次式（１５）で表される。Ｖdc［Ｖ］は、半導体モジュールにかかる直流電圧値である。
【数１４】
2005269832.tif 000016
ただし、ｖdはｄ軸電圧値である。ｖqはｑ軸電圧値である。
【数１５】
2005269832.tif 000017
【００４９】
一方、上式（１）における第２項のスイッチング損失Ｐswを次式（１６）で表す。
【数１６】
2005269832.tif 000018
ただし、ｆc［Ｈｚ］はスイッチング周波数である。Ｅsw(sat)［Ｊ］はコレクタ電流ｉ＝ｋ1［Ａ］時のスイッチング損失である。Ｅsw(sat)［Ｊ］は、第一の実施形態と同様に上式（７）を用いる。
【００５０】
以上説明した第二の実施形態についてまとめる。
（１）温度検出装置の半導体素子温度検出部８Ａは、温度検出の対象とするＩＧＢＴにおいて発生する熱量Ｐ［Ｗ］を算出し（発熱（損失）モデル１０Ａ）、冷却システムの熱抵抗Ｒ［℃/Ｗ］を用いて冷却システムを循環する冷却水温Ｔw［℃］および当該ＩＧＢＴの温度Ｔj［℃］間の温度差ΔＴ'j［℃］を算出する（熱抵抗モデル１１）。発熱量Ｐ［Ｗ］の算出は、電流制御部７で決定されるｄおよびｑ軸電流値、ｄおよびｑ軸電圧値、半導体モジュールにかかる直流電圧値、および前回（たとえば、１０μsec前）検出されたＩＧＢＴの温度に基づいて行う。第二の実施形態でも、温度センサをＩＧＢＴに直接設けることなしに、ＩＧＢＴの温度を得ることができる。したがって、第一の実施形態と同様に、複数のＩＧＢＴを組み合わせて半導体モジュール化する場合でも半導体モジュールの小型化および低コスト化に効果が得られる。
（２）第二の実施形態では、少なくともモータ駆動周波数の１周期の間はＩＧＢＴの温度がほぼ一定であると仮定して演算するので、過渡モデルの時定数により決まる回転数以上でないと正しい結果が得られないが、過渡モデルの時定数により決まる最低限の演算周期（たとえば、５０msec）で、最高回転数まで適用が可能である。
【００５１】
（３）発熱量Ｐ［Ｗ］の算出の際に、ＩＧＢＴの温度Ｔjの変化に起因してコレクタ−エミッタ間電圧Ｖceが変化することによる発熱量の変動を補正するように上式（４）および（５）を設け、ＩＧＢＴの温度Ｔjの変化に起因してスイッチング損失Ｅsw(sat)が変化することによる発熱量の変動を補正するように上式（７）を設けた。これにより、第一の実施形態と同様に、算出される温度差ΔＴ'j［℃］の確度が向上する結果、算出されるＩＧＢＴの温度の確度も向上する。
【００５２】
（第三の実施形態）
上述した第一の実施形態による温度検出装置と、第二の実施形態による温度検出装置とをモータ５の回転速度（単位時間当たりの回転数）に応じて切り換えてもよい。この場合には、モータ５の回転速度が所定速度より低い場合は第一の実施形態による温度検出を行い、モータ５の回転速度が所定速度以上になると第二の実施形態による温度検出を行う。
【００５３】
第三の実施形態によれば、モータ５の回転速度によらず、モータ５がロック（回転速度０）してしまう場合を含めて低速から高速まで適用することができる。
【００５４】
（第四の実施形態）
冷却システムを循環する冷却水温Ｔw［℃］を水温センサを用いて直接検出する代わりに、冷却水以外の温度を用いて冷却水温Ｔw［℃］を演算によって求めてもよい。図１０は、本発明の第四の実施形態による温度検出装置を有する車両の要部構成を説明する図である。図１０において、図１の構成要素と同一のものには同一番号の符号を記して説明を省略する。図１との相違点は、水温センサ９の代わりに温度センサ１３が設けられるとともに、冷却水温検出部１４が設けられている点である。温度センサ１３は、半導体温度モジュールの周辺（たとえば、６つのＩＧＢＴの中でＩＧＢＴＴｗａに一番近い位置）の温度を検出し、温度検出信号を冷却水温検出部１４へ送信する。冷却水温検出部１４は、温度検出信号を用いて所定の演算を行うことにより、温度センサ１３が配設されている位置の温度を得る。
【００５５】
図１１は、冷却水温検出部１４の構成を説明するブロック図である。図１１において、冷却水温検出部１４は、発熱（損失）モデル１０Ｂと、熱抵抗モデル１１Ｂと、過渡（熱容量）モデル１２Ｂとを含む。冷却水温検出部１４は、冷却水の温度を、第一の実施形態と同等の周期（たとえば、１００μsec）ごとにそれぞれ検出する。
【００５６】
発熱（損失）モデル１０Ｂは、ＩＧＢＴＴｗａにおいて発生する熱量、すなわち、ＩＧＢＴＴｗａの損失ＰTwa［Ｗ］を算出する処理を行う。演算処理は、第一の実施形態における発熱（損失）モデル１０による処理と同様なので、詳細な説明は省略する。
【００５７】
熱抵抗モデル１１Ｂは、ＩＧＢＴＴｗａの発熱量ＰTwa［Ｗ］と冷却システムの熱抵抗Ｒ13［℃/Ｗ］とを用いて、温度センサ１３の配設位置の温度Ｔ13［℃］と、冷却水の温度ＴWW［℃］との温度差ΔＴ'WW［℃］を算出する。熱抵抗Ｒ13［℃/Ｗ］は、あらかじめ実測され、実測データが冷却水温検出部１４内のメモリ（不図示）に格納されている。冷却水温検出部１４は、発熱（損失）モデル１０Ｂで算出した発熱量ＰTwa［Ｗ］を用いてメモリに格納されているデータを参照し、発熱量ＰTwa［Ｗ］に対応する熱抵抗Ｒ13を得る。
【００５８】
冷却水温検出部１４は、次式（１７）を演算することにより、発熱量ＰTwa［Ｗ］によって生じる温度差ΔＴ'WW［℃］を算出する。
【数１７】
2005269832.tif 000019
【００５９】
過渡（熱容量）モデル１２Ｂは、半導体モジュールに対する通電後に生じる温度検出装置の過渡温度特性を補償し、冷却水の温度差ΔＴWW［℃］を算出する。ΔＴWW［℃］は、上記算出した温度差ΔＴ'WW［℃］から通電開始後の過渡的な影響を考慮したものである。
【００６０】
上式（９）と同様の手順により、冷却水の温度差ΔＴWW［℃］と、過渡影響を含む温度差ΔＴ'WW［℃］とは、ラプラス演算子を用いて次式（１８）で表わされる。
【数１８】
2005269832.tif 000020
ただし、ｓはラプラス演算子、ｃ1、ｃ0、ｄ0、およびｄ1は実験的に得られる係数である。冷却水温検出部１４は、上記算出した温度差ΔＴ'WW［℃］を上式（１８）に代入し、過渡的な影響を考慮した温度差ΔＴWW［℃］を得る。
【００６１】
冷却水温検出部１４は、温度センサ１３による温度Ｔ13［℃］と、上記温度差ΔＴWW［℃］とを次式（１９）のように加算し、冷却水の温度ＴWW［℃］を得る。
ＴWW［℃］＝Ｔ13［℃］＋ΔＴWW［℃］                  （１９）
【００６２】
冷却水温検出部１４は、得られたＴWW［℃］を第一の実施形態の半導体素子温度検出部８、もしくは第二の実施形態の半導体素子温度検出部８Ａへ送信する。半導体素子温度検出部８、および半導体素子温度検出部８Ａは、それぞれ冷却水温検出部１４によって演算された冷却水温ＴWW［℃］を上述した第一の実施形態（もしくは第二の実施形態）の水温センサ９による冷却水温Ｔw［℃］に代えて用い、それぞれ温度検出の対象とするＩＧＢＴの温度を演算する。
【００６３】
以上説明した第四の実施形態によれば、水温センサの代わりにＩＧＢＴＴｗａ近くの温度を検出する温度センサ１３を設け、温度センサ１３による検出温度を用いて冷却水温を演算により求めるようにしたので、冷却水中に水温センサを配設しなくてもよい。この結果、水温センサで生じる水漏れのおそれを排除できる。
【００６４】
（第五の実施形態）
第五の実施形態は、冷却水温Ｔw［℃］を演算によって求める構成の変形例である。図１２は、第五の実施形態による温度検出装置を有する車両の要部構成図である。図１２において、図１０（第四の実施形態）の構成要素と同一のものには同一番号の符号を記して説明を省略する。図１０との相違点は、温度センサ１３の代わりにオンチップセンサ１５が設けられるとともに、冷却水温検出部１４Ａが設けられている点である。オンチップセンサ１５は、半導体温度モジュールの中で最も温度が高くなるＩＧＢＴ（たとえば、ＩＧＢＴＴｗａ）のチップ中央の温度を検出するように配設され、温度検出信号を冷却水温検出部１４Ａへ送信する。冷却水温検出部１４Ａは、温度検出信号を用いて所定の演算を行うことにより、オンチップセンサ１５が配設されている位置の温度を得る。
【００６５】
図１３は、冷却水温検出部１４Ａの構成を説明するブロック図である。図１３において、冷却水温検出部１４Ａは、発熱（損失）モデル１０Ｃと、熱抵抗モデル１１Ｃと、過渡（熱容量）モデル１２Ｃとを含む。冷却水温検出部１４Ａは、冷却水の温度を、第一の実施形態と同等の周期（たとえば、１００μsec）ごとにそれぞれ検出する。
【００６６】
発熱（損失）モデル１０Ｃは、ＩＧＢＴＴｗａにおいて発生する熱量、すなわち、ＩＧＢＴＴｗａの損失ＰTwa［Ｗ］を算出する処理を行う。演算処理は、第一の実施形態における発熱（損失）モデル１０による処理と同様なので、詳細な説明は省略する。ただし、前回検出されたＩＧＢＴの温度の代わりに、オンチップセンサ１５によるＩＧＢＴＴｗａのチップ温度を用いる。
【００６７】
熱抵抗モデル１１Ｃは、ＩＧＢＴＴｗａの発熱量ＰTwa［Ｗ］と冷却システムの熱抵抗Ｒ15［℃/Ｗ］とを用いて、オンチップセンサ１５による温度Ｔ15［℃］と、冷却水の温度ＴWW［℃］との温度差ΔＴ'WW［℃］を算出する。熱抵抗Ｒ15［℃/Ｗ］は、あらかじめ実測され、実測データが冷却水温検出部１４Ａ内のメモリ（不図示）に格納されている。冷却水温検出部１４Ａは、発熱（損失）モデル１０Ｃで算出した発熱量ＰTwa［Ｗ］を用いてメモリに格納されているデータを参照し、発熱量ＰTwa［Ｗ］に対応する熱抵抗Ｒ15を得る。
【００６８】
冷却水温検出部１４Ａは、次式（２０）を演算することにより、発熱量ＰTwa［Ｗ］によって生じる温度差ΔＴ'WW［℃］を算出する。
ΔＴ'WW［℃］＝Ｒ15［℃/Ｗ］×ＰTwa［Ｗ］            （２０）
【００６９】
過渡（熱容量）モデル１２Ｃは、半導体モジュールに対する通電後に生じる温度検出装置の過渡温度特性を補償し、冷却水の温度差ΔＴWW［℃］を算出する。ΔＴWW［℃］は、上記算出した温度差ΔＴ'WW［℃］から通電開始後の過渡的な影響を考慮したものである。
【００７０】
上式（９）と同様の手順により、冷却水の温度差ΔＴWW［℃］と、過渡影響を含む温度差ΔＴ'WW［℃］とは、ラプラス演算子を用いて上式（１８）で表わされる。ただし、実際の係数の値は第四の実施形態の場合と異なる。冷却水温検出部１４Ａは、上記算出した温度差ΔＴ'WW［℃］を上式（１８）に代入し、過渡的な影響を考慮した温度差ΔＴWW［℃］を得る。
【００７１】
冷却水温検出部１４Ａは、オンチップセンサ１５による温度Ｔ15［℃］と、上記温度差ΔＴWW［℃］とを次式（２１）のように加算し、冷却水の温度ＴWW［℃］を得る。
ＴWW［℃］＝Ｔ15［℃］＋ΔＴWW［℃］                  （２１）
【００７２】
冷却水温検出部１４Ｃは、得られたＴWW［℃］を第一の実施形態の半導体素子温度検出部８、もしくは第二の実施形態の半導体素子温度検出部８Ａへ送信する。半導体素子温度検出部８、および半導体素子温度検出部８Ａは、それぞれ冷却水温検出部１４によって演算された冷却水温ＴWW［℃］を上述した第一の実施形態（もしくは第二の実施形態）の水温センサ９による検出水温Ｔw［℃］に代えて用い、それぞれ温度検出の対象とするＩＧＢＴの温度を演算する。
【００７３】
以上説明した第五の実施形態によれば、水温センサの代わりにＩＧＢＴＴｗａのチップ温度を検出するオンチップセンサ１５を設け、オンチップセンサ１５による検出温度を用いて冷却水温を演算により求めるようにしたので、第四の実施形態と同様に、水温センサを不要にできる。
【００７４】
第五の実施形態により演算された冷却水温を用いて演算する半導体素子温度検出部８（もしくは半導体素子温度検出部８Ａ）は、オンチップセンサ１５が設けられているＩＧＢＴ（本例ではＩＧＢＴＴｗａ）についての温度検出演算を省略し、オンチップセンサ１５による検出温度をそのままＩＧＢＴＴｗａの温度として用いてよい。
【００７５】
また、第五の実施形態により演算された冷却水温を用いて演算する半導体素子温度検出部８Ａは、モータ５が回転中（ロックしていない）の場合に限り、各ＩＧＢＴについての温度検出演算を省略してもよい。モータ５が回転中の場合は、半導体温度モジュールの中で最も温度が高くなるＩＧＢＴは同一（上記例ではＩＧＢＴＴｗａ）なので、最高温度であるＩＧＢＴＴｗａが温度異常とならない限り、他のＩＧＢＴの温度も正常とみなせるからである。
【００７６】
以上の説明では、水冷システムで冷却される場合の温度を検出する例を説明したが、ガスやオイルなどを冷媒とする他の冷却システムで冷却する場合にも本発明を適用できる。
【００７７】
ＩＧＢＴの温度を検出する例を説明したが、スイッチングトランジスタに限らず、通電がオン／オフされる回路素子の温度を検出する場合にも本発明を適用できる。
【００７８】
また、温度検出の対象物（上記例ではＩＧＢＴ）に温度センサを直接配設できない場合（たとえば、検出温度が非常に高温であったり、温度検出対象物が非常に小さかったり、温度検出対象物が複雑な形状であったり、温度センサを配設できない雰囲気中に温度検出対象物が存在する場合など）にも本発明を適用できる。
【００７９】
上述した説明では、半導体素子温度検出部８に熱抵抗Ｒ１および熱抵抗Ｒ２の二次元テーブルを構成するように説明した。二次元テーブルは、各ＩＧＢＴごとに構成するのが好ましいが、代表するＩＧＢＴに関する二次元テーブルを全てのＩＧＢＴについての演算に用いるようにしてもよい。代表するＩＧＢＴは、半導体温度モジュールの中で最も温度が高くなる（すなわち、熱抵抗値が最大となる）ＩＧＢＴとする。
【００８０】
上述した半導体素子温度検出部８（８Ａ）で行った温度検出演算を行うプログラムを用意し、このプログラムをパーソナルコンピュータなどに取込んで温度検出装置として使用することができる。この場合には、パーソナルコンピュータのデータストレージ装置にプログラムをローディングした上で当該プログラムを実行させることにより、温度検出装置として使用する。プログラムのローディングは、プログラムを格納した記録媒体をパーソナルコンピュータにセットして行ってもよいし、ネットワークを経由する方法でパーソナルコンピュータなどにローディングしてもよい。
【００８１】
図１４は、温度検出用プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。ステップＳ１１において、コンピュータ装置は、温度を検出する対象物（ＩＧＢＴ）で発生する熱量Ｐ［Ｗ］を算出してステップＳ１２へ進む。
【００８２】
ステップＳ１２において、コンピュータ装置は、発熱量Ｐ［Ｗ］と冷却システムの熱抵抗Ｒ［℃/Ｗ］とを用いて、温度センサ（水温センサ９）によって検出された温度（水温Ｔw［℃］）と、温度を検出する対象物（ＩＧＢＴ）の温度Ｔj［℃］との温度差ΔＴ'j［℃］を算出してステップＳ１３へ進む。
【００８３】
ステップＳ１３において、コンピュータ装置は、温度を検出する対象物を起動した後（通電後）の過渡的な影響を考慮した温度上昇ΔＴj［℃］を算出してステップＳ１４へ進む。
【００８４】
ステップＳ１４において、コンピュータ装置は、温度センサ（水温センサ９）によって検出された温度（水温Ｔw［℃］）と、過渡的な影響を考慮した温度上昇ΔＴj［℃］とを加算して対象物の温度Ｔj［℃］を算出し、ステップＳ１５へ進む。
【００８５】
ステップＳ１５において、コンピュータ装置は、終了か否かを判定する。コンピュータ装置は、終了操作が行われている場合にステップＳ１５を肯定判定して図１４による処理を終了する。一方、コンピュータ装置は、終了操作が行われていない場合には図１４による処理を否定判定し、ステップＳ１１へ戻る。
【００８６】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明を実施するための最良の形態における各構成要素との対応について説明する。温度検出対象物は、たとえば、ＩＧＢＴによって構成される。電流検出手段は、たとえば、Ｕ相電流センサ２、Ｖ相電流センサ３およびＷ相電流センサ４によって構成される。電圧検出手段は、たとえば、直流電圧センサ１によって構成される。冷媒は、たとえば、冷却水が対応する。冷媒温度演算手段は、たとえば、半導体素子温度検出部８（冷却水温検出部１４、冷却水温検出部１４Ａ）によって構成される。温度演算手段は、たとえば、半導体素子温度検出部８（８Ａ）によって構成される。ベクトル制御情報は、たとえば、ｄおよびｑ軸電流値、ｄおよびｑ軸電圧値が対応する。制御手段は、たとえば、電流制御部７および半導体素子温度検出部８（８Ａ）によって構成される。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第一の実施形態による温度検出装置を用いて半導体モジュールの温度を検出する電気車両の要部構成図である。
【図２】半導体素子温度検出部の構成を説明するブロック図である。
【図３】コレクタ電流とコレクタ−エミッタ間電圧との関係を示す図である。
【図４】半導体素子温度とコレクタ−エミッタ間電圧との関係を示す図である。
【図５】半導体素子温度とスイッチング損失との関係を示す図である。
【図６】回転数と熱抵抗との関係例を示す図である。
【図７】通電開始からの経過時間と温度上昇との関係例を示す図である。
【図８】本発明の第二の実施形態による温度検出装置を用いて半導体モジュールの温度を検出する電気車両の要部構成図である。
【図９】半導体素子温度検出部の構成を説明するブロック図である。
【図１０】本発明の第四の実施形態による温度検出装置を有する車両の要部構成図である。
【図１１】冷却水温検出部の構成を説明するブロック図である。
【図１２】本発明の第五の実施形態による温度検出装置を有する車両の要部構成図である。
【図１３】冷却水温検出部の構成を説明するブロック図である。
【図１４】温度検出プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１…直流電圧センサ
２…Ｕ相電流センサ
３…Ｖ相電流センサ
４…Ｗ相電流センサ
５…モータ
６…位置センサ
７…電流制御部
８、８Ａ…半導体素子温度検出部
９…水温センサ
１０、１０Ａ〜Ｃ…発熱（損失）モデル
１１、１１Ｂ〜Ｃ…熱抵抗モデル
１２、１２Ｂ〜Ｃ…過渡（熱容量）モデル
１３…温度センサ
１４、１４Ａ…冷却水温検出部
１５…オンチップセンサ
２０…保護回路
【図１】
2005269832.tif 000021
【図２】
2005269832.tif 000022
【図３】
2005269832.tif 000023
【図４】
2005269832.tif 000024
【図５】
2005269832.tif 000025
【図６】
2005269832.tif 000026
【図７】
2005269832.tif 000027
【図８】
2005269832.tif 000028
【図９】
2005269832.tif 000029
【図１０】
2005269832.tif 000030
【図１１】
2005269832.tif 000031
【図１２】
2005269832.tif 000032
【図１３】
2005269832.tif 000033
【図１４】
2005269832.tif 000034