JP2003014552A - Temperature detector - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発熱部自体に温度センサを設けずに発熱部の動
作温度を正確に検知できる温度検知装置を提供する。
【解決手段】温度を検知したい第１の部分（ブラシとコ
ミュニテータの摺動部）の近傍に設定した第２の部分
（ブラシホルダ）の温度をＴ２<ｋ>とした場合に、第１
の部分の動作温度Ｔ１<ｋ>を、その時の推定発熱量Ｐ<
ｋ>と、Δｔ時間前における動作温度Ｔ１<ｋ−１>と、
△ｔ時間前における第２の部分の温度Ｔ２<ｋ−１>か
ら、下記の式を用いて計算する温度検知装置。
Ｔ１<ｋ>＝(１／Ｃ１)×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１)×(Ｔ１<
ｋ−１>−Ｔ２<ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ１<ｋ−１>
Ｔ２<ｋ>＝(１／Ｃ２)×{(１／Ｒ１)×(Ｔ１<ｋ−１>−
Ｔ２<ｋ−１>)−(１／Ｒ２)×Ｔ２<ｋ−１>}×△ｔ＋Ｔ
２<ｋ−１>
(57) [Problem] To provide a temperature detecting device capable of accurately detecting the operating temperature of a heating unit without providing a temperature sensor in the heating unit itself. When the temperature of a second portion (brush holder) set near a first portion (a sliding portion between a brush and a communicator) whose temperature is to be detected is set to T2 <k>,
The operating temperature T1 <k> of the portion is changed to the estimated heating value P <
k>, the operating temperature T1 <k−1> before Δt time,
A temperature detection device that calculates from the temperature T2 <k-1> of the second portion before Δt time using the following equation. T1 <k> = (1 / C1) × {P <k> − (1 / R1) × (T1 <
k−1> −T2 <k−1>)} × {t + T1 <k−1> T2 <k> = (1 / C2) × {(1 / R1) × (T1 <k−1> −
T2 <k−1>) − (1 / R2) × T2 <k−1>} × {t + T
2 <k-1>
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電動機やパ
ワートランジスタ等における動作温度を発熱部から離れ
た位置で検知する温度検知装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature detecting device for detecting an operating temperature of, for example, an electric motor or a power transistor at a position apart from a heat generating portion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電動機やパワートランジスタ等において
は、動作温度を測定し、それが過温度にならないように
動作を制御する必要がある。上記の動作温度測定に際
し、発熱部に温度センサを設けて直接的に温度を検出し
ようとすると下記のごとき問題がある。例えば、図７に
断面概略図を示す一般的なブラシ付き直流モータにおい
ては、フィールドコイル１やアマーチャコイル２におけ
る電気抵抗、ブラシ３とコミュニテータ４における整流
時の銅損、摩擦などによる機械損、渦電流など磁気的な
ものによる鉄損等の損失があり、それらの損失は発熱と
して放出される。一般的にブラシ付き直流モータでは、
ブラシ３の整流による損失すなわち発熱が大きく、ブラ
シ３やコミュテータ４の耐熱温度を超えないように使用
しなければならない。ブラシ３やコミュテータ４を耐熱
限界から守るために、従来は、ブラシ３の近傍（例えば
ブラシホルダ５）に温度センサを取り付けて温度を測定
し、その温度があらかじめ定めた所定の温度を超えた場
合には、モータの出力を下げたり、あるいは停止させた
りしていた。しかしながら、発熱部の温度を正確にモニ
タしようとした場合、温度センサを発熱部近傍（例えば
コミュテータ４の内側など）に取付けなければならず、
構造と製造工程が複雑になり、コスト高になってしまう
という問題点があった。上記の問題を解決するため、特
公平７−１２０９０３号公報（国際公開番号ＷＯ８８／
０７２６７号）に記載の発明においては、間欠的に動作
する熱発生装置の動作温度を、熱発生装置から離れた位
置の動作温度と間欠動作の経過時間を計測し、下記の方
程式によって計測するように構成している。
Ｔｏｎ＝ＴＥＱ｛１−ｅ−(ｔｏｎ／τＣＡＰ)｝
Ｔｏｆｆ＝Ｔｏｎ｛ｅ−(ｔｏｆｆ／τＣＡＰ)｝
ただし、ｔｏｎ ：オン状態の経過時間
ｔｏｆｆ：オフ状態の経過時間
Ｔｏｎ ：計測された現在の動作温度である基準温度
Ｔｏｆｆ：基準温度に対する温度降下
ＴＥＱ ：熱的平衡定数
τＣＡＰ：熱的時定数2. Description of the Related Art In electric motors, power transistors, etc., it is necessary to measure the operating temperature and control the operation so that the operating temperature does not become excessive. When measuring the above operating temperature, if a temperature sensor is provided in the heat generating portion to directly detect the temperature, the following problems occur. For example, in a general DC motor with a brush whose schematic cross section is shown in FIG. 7, electric resistance in the field coil 1 and the armature coil 2, copper loss during commutation of the brush 3 and the communicator 4, mechanical loss due to friction, etc. There is a loss such as iron loss due to a magnetic substance such as eddy current, and those losses are released as heat generation. Generally in brushed DC motors,
The brush 3 has a large loss due to rectification, that is, heat generation, and must be used so as not to exceed the heat resistant temperature of the brush 3 and the commutator 4. In order to protect the brush 3 and the commutator 4 from the heat resistance limit, conventionally, a temperature sensor is attached near the brush 3 (for example, the brush holder 5) to measure the temperature, and the temperature exceeds a predetermined temperature. Had to reduce or stop the output of the motor. However, in order to accurately monitor the temperature of the heat generating portion, the temperature sensor must be installed near the heat generating portion (for example, inside the commutator 4),
There is a problem that the structure and the manufacturing process become complicated and the cost becomes high. In order to solve the above problems, Japanese Patent Publication No. 7-120903 (International Publication No. WO88 /
In the invention described in No. 07267), the operating temperature of the heat generating device that operates intermittently is measured by the following equation by measuring the operating temperature at a position away from the heat generating device and the elapsed time of the intermittent operation. Is configured. T on = T EQ {1- e - (ton / τCAP)} T off = T on {e - (toff / τCAP)} However, t on: the elapse of the on-state time t off: elapsed time in an OFF state T on : Measured current operating temperature reference temperature Toff : Temperature drop with respect to reference temperature T EQ : Thermal equilibrium constant τ CAP : Thermal time constant
【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術におい
ては、熱発生装置の動作温度の計算が前記の方程式を用
いて行なうようになっていたため、或る一定値の負荷の
間欠動作に対してのみしか動作温度の計算ができず、時
間的に変化するような負荷に対しての動作温度を計算す
ることができないという問題があった。また、熱発生装
置の動作温度の計算が前記の方程式のように、１つの熱
時定数（τＣＡＰ）で計算していたため、実際の動作温
度に計算値を適合させることが困難で、計算された動作
温度に誤差が生じてしまうという問題や、その計算誤差
がある故に熱発生装置から離れた位置の動作温度を計測
して誤差を小さくする必要があり、温度センサが不可欠
であるという問題があった。In the above-mentioned prior art, since the operating temperature of the heat generating device is calculated by using the above equation, the intermittent operation of a load having a certain constant value is performed. There is a problem that only the operating temperature can be calculated, and the operating temperature for a load that changes with time cannot be calculated. Also, since the operating temperature of the heat generator is calculated with one thermal time constant (τ CAP ) as in the above equation, it is difficult to adapt the calculated value to the actual operating temperature, There is a problem that the temperature sensor is indispensable because there is a problem that the error occurs in the operating temperature and that there is an error in the calculation and it is necessary to measure the operating temperature at a position away from the heat generator to reduce the error. there were.
【０００３】本発明は上記のごとき従来技術の問題を解
決するためになされたものであり、発熱部自体に温度セ
ンサを設けることなしに発熱部の動作温度を正確に検知
することのできる温度検知装置を提供することを目的と
する。The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is possible to accurately detect the operating temperature of the heat generating portion without providing a temperature sensor in the heat generating portion itself. The purpose is to provide a device.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては特許請求の範囲に記載するように
構成している。まず、請求項１は温度センサを用いない
構成であり、温度を検知したい第１の部分の近傍に設定
した第２の部分の温度をＴ２<ｋ>とした場合に、第１の
部分の動作温度Ｔ１<ｋ>を、その時の推定発熱量Ｐ<ｋ>
と、Δｔ時間前における動作温度Ｔ１<ｋ−１>と、△ｔ
時間前における第２の部分の温度Ｔ２<ｋ−１>から、下
記の式を用いて逐次計算することにより求める手段を備
えるように構成している。
Ｔ１<ｋ>＝(１／Ｃ１)×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１)×(Ｔ１<
ｋ−１>−Ｔ２<ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ１<ｋ−１>
Ｔ２<ｋ>＝(１／Ｃ２)×{(１／Ｒ１)×(Ｔ１<ｋ−１>−
Ｔ２<ｋ−１>)−(１／Ｒ２)×Ｔ２<ｋ−１>}×△ｔ＋Ｔ
２<ｋ−１>
ただし、Ｒ１：第１の部分から第２の部分までの熱抵抗
定数
Ｒ２：第２の部分から周囲環境までの熱抵抗定数
Ｃ１：第１の部分から第２の部分までの熱容量定数
Ｃ２：第２の部分から周囲環境までの熱容量定数
なお、上記第２の部分とは、温度を検知したい第１の部
分の近傍に想定した位置であり、例えば図７において
は、ブラシホルダ５の部分に設定する。また、演算の最
初におけるΔｔ時間前における動作温度Ｔ１<ｋ−１>
と、△ｔ時間前における第２の部分の温度Ｔ２<ｋ−１>
は、予め設定した初期値を用いる。また、周囲環境と
は、例えば図７においては、モータ外部の周囲の空気を
意味し、その温度はモータの設置場所に応じて室温やエ
ンジンルームの温度などになる。In order to achieve the above object, the present invention is constructed as described in the claims. First, claim 1 is a configuration that does not use a temperature sensor, and when the temperature of the second portion set near the first portion whose temperature is to be detected is T2 <k>, the operation of the first portion is performed. Estimated heat generation amount P <k> at that temperature T1 <k>
And the operating temperature T1 <k-1> before Δt time, and Δt
It is configured to include means for sequentially calculating from the temperature T2 <k-1> of the second portion before time by using the following formula. T1 <k> = (1 / C1) × {P <k> − (1 / R1) × (T1 <
k-1> -T2 <k-1>) × Δt + T1 <k-1> T2 <k> = (1 / C2) × {(1 / R1) × (T1 <k-1>-
T2 <k-1>)-(1 / R2) × T2 <k-1>} × Δt + T
2 <k-1> However, R1: thermal resistance constant from the first part to the second part R2: thermal resistance constant from the second part to the ambient environment C1: from the first part to the second part Heat capacity constant C2: Heat capacity constant from the second part to the ambient environment The second part is a position assumed in the vicinity of the first part whose temperature is to be detected. For example, in FIG. Set in the holder 5. Further, the operating temperature T1 <k-1> at the time point Δt at the beginning of the calculation
And the temperature T2 <k-1> of the second portion before Δt time.
Uses a preset initial value. Further, the surrounding environment means, for example, the air around the outside of the motor in FIG. 7, and the temperature thereof becomes room temperature or the temperature of the engine room depending on the installation location of the motor.
【０００５】また、請求項２に記載の発明は、第２の部
分よりも遠い個所に温度センサを設置した構成であり、
温度を検知したい第１の部分の近傍に設定した第２の部
分の温度をＴ２'<ｋ>とし、第１の部分の近傍であって
第２の部分よりは遠い第３の部分に温度センサを設置
し、温度を検知したい第１の部分の動作温度Ｔ１<ｋ>
を、その時の温度センサ出力Ｔｍ<ｋ>と、推定発熱量Ｐ
<ｋ>と、△ｔ時間前における動作温度と温度センサ出力
との差Ｔ１'<ｋ−１>と、△ｔ時間前における第２の部
分の温度と温度センサ出力との差Ｔ２'<ｋ−１>から、
下記の式で逐次計算することにより求める手段を備える
ように構成している。
Ｔ１'<ｋ>＝(１／Ｃ１')×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１')×(Ｔ
１'<ｋ−１>−Ｔ２'<ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ１'<ｋ−１>
Ｔ２'<ｋ>＝(１／Ｃ２')×{(１／Ｒ１')×(Ｔ１'<ｋ−
１>−Ｔ２'<ｋ−１>)−(１／Ｒ２')×Ｔ２'<ｋ−１>}×
△ｔ＋Ｔ２'<ｋ−１>
Ｔ１<ｋ>＝Ｔ１'<ｋ>＋Ｔｍ<ｋ>
ただし、Ｒ１'：第１の部分から第２の部分までの熱抵
抗定数
Ｒ２'：第２の部分から第３の部分までの熱抵抗定数
Ｃ１'：第１の部分から第２の部分までの熱容量定数
Ｃ２'：第２の部分から第３の部分までの熱容量定数。The invention according to claim 2 has a structure in which a temperature sensor is installed at a position farther than the second part,
Let T2 ′ <k> be the temperature of the second portion set near the first portion whose temperature is to be detected, and set the temperature sensor at the third portion near the first portion and far from the second portion. Is installed, and the operating temperature T1 <k> of the first part whose temperature you want to detect
Is the temperature sensor output Tm <k> at that time and the estimated heating value P
<k>, the difference T1 ′ <k−1> between the operating temperature and the temperature sensor output before Δt time, and the difference T2 ′ <k between the temperature of the second portion and the temperature sensor output before Δt time. From -1>,
It is configured so as to have a means for obtaining it by sequentially calculating it by the following formula. T1 ′ <k> = (1 / C1 ′) × {P <k> − (1 / R1 ′) × (T
1 '<k-1>-T2'<k-1>)} * [Delta] t + T1 '<k-1>T2'<k> = (1 / C2 ') * {(1 / R1') * (T1 '<k-
1> −T2 ′ <k−1>) − (1 / R2 ′) × T2 ′ <k−1>} ×
Δt + T2 ′ <k−1> T1 <k> = T1 ′ <k> + Tm <k> where R1 ′: thermal resistance constant from the first part to the second part R2 ′: second part to the second Thermal resistance constant C1 ′ up to the third part: Thermal capacity constant C2 ′ from the first part to the second part: Thermal capacity constant from the second part to the third part.
【０００６】また、請求項３に記載の発明は、温度セン
サの故障検知機能を備えたものであり、温度を検知した
い第１の部分の近傍に設定した第３の部分に温度センサ
を設置し、第１の部分の動作温度Ｔ１<ｋ>を、その時の
推定発熱量Ｐ<ｋ>と、Δｔ時間前における動作温度Ｔ１
<ｋ−１>と、△ｔ時間前における第３の部分の温度Ｔ３
<ｋ−１>から、下記の式を用いて逐次計算することによ
り求める手段と、温度センサを設置した第３の部分の温
度の計算値Ｔｍｓ<ｋ>を、その時の推定発熱量Ｐ<ｋ>
と、Δｔ時間前における動作温度Ｔ１<ｋ−１>と、△ｔ
時間前における第３の部分の温度Ｔ３<ｋ−１>から、下
記の式で逐次計算することにより求める手段と、計算で
求められた温度センサ設置部分の温度Ｔｍｓ<ｋ>と実際
の温度センサの出力Ｔｍ<ｋ>とを比較し、両者に所定値
以上の偏差がある場合に温度センサの故障と判定する手
段と、を備えるように構成している。
Ｔ１<ｋ>＝(１／Ｃ１")×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１")×(Ｔ１
<ｋ−１>−Ｔ３<ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ１<ｋ−１>
Ｔ３<ｋ>＝(１／Ｃ３")×{(１／Ｒ１")×(Ｔ１<ｋ−１>
−Ｔ３<ｋ−１>)−(１／Ｒ３")×Ｔ３<ｋ−１>}×△ｔ
＋Ｔ３<ｋ−１>
Ｔｍｓ<ｋ>＝Ｔ３<ｋ>
ただし、Ｒ１"：第１の部分から第３の部分までの熱抵
抗定数
Ｒ３"：第３の部分から周囲環境までの熱抵抗定数
Ｃ１"：第１の部分から第３の部分までの熱容量定数
Ｃ３"：第３の部分から周囲環境までの熱容量定数。Further, the invention according to claim 3 is provided with a failure detecting function of the temperature sensor, and the temperature sensor is installed in the third portion set near the first portion whose temperature is to be detected. , The operating temperature T1 <k> of the first portion, the estimated heat generation amount P <k> at that time, and the operating temperature T1 before Δt time.
<k-1> and the temperature T3 of the third portion before Δt time
A calculated value Tms <k> of the temperature of the third part in which the temperature sensor is installed and a means for sequentially calculating from <k-1> by using the following formula, and the estimated heat generation amount P <k at that time >
And the operating temperature T1 <k-1> before Δt time, and Δt
Means for sequentially calculating from the temperature T3 <k-1> of the third portion before time by the following formula, and the temperature Tms <k> of the temperature sensor installation portion obtained by the calculation and the actual temperature sensor The output Tm <k> is compared with the output Tm <k>, and when both of them have a deviation of a predetermined value or more, it is determined that the temperature sensor has failed. T1 <k> = (1 / C1 ″) × {P <k> − (1 / R1 ″) × (T1
<k−1> −T3 <k−1>)} × Δt + T1 <k−1> T3 <k> = (1 / C3 ″) × {(1 / R1 ″) × (T1 <k−1>
−T3 <k−1>) − (1 / R3 ″) × T3 <k−1>} × Δt
+ T3 <k−1> Tms <k> = T3 <k> where R1 ″: thermal resistance constant from the first part to the third part R3 ″: thermal resistance constant C1 from the third part to the ambient environment ": Heat capacity constant C3 from the first part to the third part": Heat capacity constant from the third part to the ambient environment.
【０００７】また、請求項４に記載の発明は、３組の熱
時定数を用いる構成であり、温度を検知したい第１の部
分の近傍に設定した第２の部分の温度をＴ２<ｋ>とし、
第１の部分の近傍であって第２の部分よりは遠い第３の
部分の温度をＴ３<ｋ>とし、第１の部分の動作温度Ｔ１
<ｋ>と、第２の部分の温度Ｔ２<ｋ>と、第３の部分の温
度Ｔ３<ｋ>とを、その時の推定発熱量Ｐ<ｋ>と、Δｔ時
間前における動作温度Ｔ１<ｋ−１>と、△ｔ時間前にお
ける前記第２の部分の温度Ｔ２<ｋ−１>と、△ｔ時間前
における第３の部分の温度Ｔ３<ｋ−１>とから、下記の
式を用いて、逐次計算することにより求める手段を備え
るように構成している。
Ｔ１<ｋ>＝(１／Ｃ１)×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１)×(Ｔ１<
ｋ−１>−Ｔ２<ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ１<ｋ−１>
Ｔ２<ｋ>＝(１／Ｃ２)×{(１／Ｒ１)×(Ｔ１<ｋ−１>−
Ｔ２<ｋ−１>)−(１／Ｒ２)×(Ｔ２<ｋ−１>−Ｔ３<ｋ
−１>)}×△ｔ＋Ｔ２<ｋ−１>
Ｔ３<ｋ>＝(１／Ｃ３)×{(１／Ｒ２)×(Ｔ２<ｋ−１>−
Ｔ３<ｋ−１>)−(１／Ｒ３)×Ｔ３<ｋ−１>}×△ｔ＋Ｔ
３<ｋ−１>
ただし、Ｒ１：第１の部分から第２の部分までの熱抵抗
定数
Ｒ２：第２の部分から第３の部分までの熱抵抗定数
Ｒ３：第３の部分から周囲環境までの熱抵抗定数
Ｃ１：第１の部分から第２の部分までの熱容量定数
Ｃ２：第２の部分から第３の部分までの熱容量定数
Ｃ３：第３の部分から周囲環境までの熱容量定数。The invention according to claim 4 is a structure using three sets of thermal time constants, and the temperature of the second portion set near the first portion whose temperature is to be detected is T2 <k>. age,
Let T3 <k> be the temperature of the third portion near the first portion and farther from the second portion, and let the operating temperature T1 of the first portion be T3 <k>.
<k>, the temperature T2 <k> of the second portion, and the temperature T3 <k> of the third portion, the estimated heat generation amount P <k> at that time, and the operating temperature T1 <k before Δt time. −1>, the temperature T2 <k−1> of the second portion before Δt time, and the temperature T3 <k−1> of the third portion before Δt time, the following equation is used. Then, it is configured so as to have a means for obtaining it by sequentially calculating. T1 <k> = (1 / C1) × {P <k> − (1 / R1) × (T1 <
k-1> -T2 <k-1>) × Δt + T1 <k-1> T2 <k> = (1 / C2) × {(1 / R1) × (T1 <k-1>-
T2 <k-1>)-(1 / R2) * (T2 <k-1> -T3 <k
−1>)} × Δt + T2 <k−1> T3 <k> = (1 / C3) × {(1 / R2) × (T2 <k-1> −
T3 <k-1>)-(1 / R3) × T3 <k-1>} × Δt + T
3 <k-1> However, R1: thermal resistance constant from the first part to the second part R2: thermal resistance constant from the second part to the third part R3: from the third part to the ambient environment Thermal resistance constant C1: heat capacity constant from the first part to the second part C2: heat capacity constant from the second part to the third part C3: heat capacity constant from the third part to the ambient environment.
【０００８】また、請求項５は推定発熱量の演算に関す
る構成であり、電動機の動作温度を検知する場合に、推
定発熱量Ｐ<ｋ>を下記の式により求める手段を備えるよ
うに構成している。
Ｐ<ｋ>＝ｋ１×Ｉｍ２＋ｋ２×Ｖｍ×Ｉｍ＋ｋ３×Ｒｅ
ｖ
ただし、 Ｉｍ：モータ電流
Ｖｍ：モータ電圧
Ｒｅｖ：モータ回転数
ｋ１、ｋ２、ｋ３：定数。A fifth aspect of the present invention is a configuration relating to the calculation of the estimated heat generation amount, and is provided with a means for obtaining the estimated heat generation amount P <k> by the following equation when detecting the operating temperature of the electric motor. There is. P <k> = k1 × Im 2 + k2 × Vm × Im + k3 × Re
v where: Im: motor current Vm: motor voltage Rev: motor rotation speeds k1, k2, k3: constants.
【０００９】また、請求項６も推定発熱量の演算に関す
る構成であり、電動機の動作温度を検知する場合に、推
定発熱量Ｐ<ｋ>を、モータ電流Ｉｍ、モータ電圧Ｖｍ、
モータ回転数Ｒｅｖのうち１つ以上をパラメータとした
マップから求めるように構成している。A sixth aspect of the present invention is also related to the calculation of the estimated heat generation amount. When the operating temperature of the electric motor is detected, the estimated heat generation amount P <k> is set to the motor current Im and the motor voltage Vm.
It is configured to be obtained from a map using one or more of the motor rotation speed Rev as a parameter.
【００１０】また、請求項７に記載の発明は、半導体パ
ワー素子における推定発熱量の演算に関するものであ
り、半導体パワー素子の動作温度を検知する場合に、推
定発熱量Ｐ<ｋ>を下記の式により求めるように構成して
いる。
Ｐ<ｋ>＝ｋ４×Ｉｃ２
ただし、Ｉｃ：半導体パワー素子電流
ｋ４：定数。Further, the invention according to claim 7 is a semiconductor package.
Related to the calculation of the estimated heat value of the power element
Therefore, when detecting the operating temperature of a semiconductor power device,
Configured so that the constant calorific value P <k> is obtained by the following formula
There is.
P <k> = k4 × IcTwo
However, Ic: Semiconductor power element current
k4: a constant.
【００１１】また、請求項８も推定発熱量の演算に関す
る構成であり、半導体パワー素子の動作温度を検知する
場合に、推定発熱量Ｐ<ｋ>を、半導体パワー素子電流Ｉ
ｃをパラメータとしたマップから求めるように構成して
いる。Further, claim 8 is also a configuration relating to the calculation of the estimated heat generation amount, and when the operating temperature of the semiconductor power element is detected, the estimated heat generation amount P <k> is set to the semiconductor power element current I.
It is configured to be obtained from a map using c as a parameter.
【００１２】また、請求項９に記載の発明は、過温度検
知機能を備えた構成であり、検出した動作温度Ｔ１<ｋ>
を予め設定した所定温度と比較し、動作温度Ｔ１<ｋ>が
所定温度以上の場合に過温度と判定する手段を備えるよ
うに構成している。The invention according to claim 9 is a structure having an overtemperature detecting function, and the detected operating temperature T1 <k>
Is compared with a predetermined temperature set in advance, and means for determining an overtemperature when the operating temperature T1 <k> is equal to or higher than the predetermined temperature is provided.
【００１３】[0013]
【発明の効果】請求項１においては、推定発熱量Ｐ<ｋ>
とΔｔ時間前における温度Ｔ１<ｋ−１>及びＴ２<ｋ−
１>から逐次計算することにより、温度を検知したい部
分（発熱部：過熱保護したい部分）の動作温度を計算で
求めるように構成しているので、時間的に負荷が変化し
て発熱量も変化するような装置であっても、保護したい
部分の動作温度を正確に求めることが出来る。また、モ
デル化した熱等価回路網で２つの熱時定数(Ｒ１×Ｃ
１、Ｒ２×Ｃ２)を設けて計算するので、計算値を実際
の動作温度に正確に適合させることが可能となり、誤差
の少ない動作温度の計算値を得ることができる。また、
温度センサを用いずに誤差の少ない動作温度の計算値を
得ることができるので、構造が簡略になり、製造コスト
を低下させることが出来る。According to the first aspect of the present invention, the estimated heat generation amount P <k>
And temperatures T1 <k−1> and T2 <k− before Δt time.
By sequentially calculating from 1>, the operating temperature of the part whose temperature you want to detect (heat generating part: part you want to protect from overheat) is calculated, so the load changes over time and the amount of heat generation also changes. Even with such a device, the operating temperature of the portion to be protected can be accurately obtained. In addition, two thermal time constants (R1 × C
1, R2 × C2) is provided for the calculation, the calculated value can be accurately adapted to the actual operating temperature, and the calculated value of the operating temperature with less error can be obtained. Also,
Since the calculated value of the operating temperature with less error can be obtained without using the temperature sensor, the structure can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
【００１４】請求項２においては、温度を検知したい部
分の近傍でやや離れた部分に温度センサを設けているの
で、周囲環境温度などが変化した場合であっても、その
変化は温度センサの出力により補正されるので、周囲温
度などの変化が大きい装置にも適用することができる。
また、温度を検知したい部分と温度センサとの温度差を
計算させるので、モデル化する熱等価回路網の範囲を狭
くすることができ、温度の計算値の誤差をさらに少なく
することができる。それにより、さらに精度の高い動作
温度の計算値を得ることができる。According to the present invention, since the temperature sensor is provided near the portion where the temperature is desired to be detected and at a position slightly distant from it, even if the ambient temperature changes, the change is output from the temperature sensor. Since it is corrected by the method, it can be applied to an apparatus having a large change in ambient temperature.
Further, since the temperature difference between the temperature sensor and the temperature sensor is calculated, the range of the thermal equivalent circuit network to be modeled can be narrowed and the error in the calculated temperature value can be further reduced. This makes it possible to obtain a more accurate calculated value of the operating temperature.
【００１５】また、請求項３においては、温度センサの
故障を容易に検知することが出来る。従来の温度センサ
において、温度センサや配線のオープン故障あるいは電
源やＧＮＤへのショート故障については、その出力値が
電源電圧あるいはＧＮＤ電圧近辺になることで判定して
いた。しかし、温度センサ自体の出力感度（温度に対す
る出力値の関係）故障については簡便な方法が無かった
が、本発明によれば温度センサ自体の異常を容易に検出
することが出来る。Further, in the third aspect, it is possible to easily detect the failure of the temperature sensor. In the conventional temperature sensor, an open failure of the temperature sensor or wiring or a short-circuit failure to the power supply or GND is judged by the output value being near the power supply voltage or the GND voltage. However, although there is no simple method for the output sensitivity (relationship of the output value to the temperature) failure of the temperature sensor itself, according to the present invention, the abnormality of the temperature sensor itself can be easily detected.
【００１６】また、請求項４においては、モデル化した
熱等価回路網で３組もしくはそれ以上の熱時定数の逐次
計算式としたため、さらに、計算値を実際の動作温度に
より正確に適合させることが可能となり、誤差の少ない
動作温度の計算値を得ることができる。Further, in the present invention, since three sets or more of thermal time constants are successively calculated in the modeled thermal equivalent circuit network, the calculated values should be more accurately adapted to the actual operating temperature. Therefore, it is possible to obtain a calculated value of the operating temperature with less error.
【００１７】また、請求項５および請求項６において
は、本発明をモータに適用する場合において、推定発熱
量を容易に求めることが出来る。According to the fifth and sixth aspects, when the present invention is applied to a motor, the estimated heat generation amount can be easily obtained.
【００１８】また、請求項７および請求項８において
は、本発明を半導体パワー素子に適用する場合におい
て、推定発熱量を容易に求めることが出来る。According to the seventh and eighth aspects, when the present invention is applied to the semiconductor power device, the estimated heat generation amount can be easily obtained.
【００１９】また、請求項９においては、本発明の温度
検知を用いて、過温度の判定を容易に行うことが出来る
ので、正確な過温度保護機能を実現することが出来る。Further, according to the ninth aspect, since it is possible to easily determine the overtemperature by using the temperature detection of the present invention, it is possible to realize an accurate overtemperature protection function.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】（第１の実施例）まず、第１の実
施例として、本発明をブラシ付き直流モータに適用した
例について説明する。図７は、一般的なブラシ付き直流
モータの断面概略図である。ブラシ付き直流モータの作
用としては、フィールドコイル１による界磁磁界と、ブ
ラシ３とコミュテータ４により整流されてアマーチャコ
イル２を流れるモータ電流との電磁力により、アマーチ
ャコイル２に回転トルクが生じて出力軸６に伝えられる
ものである。モータは駆動された時に、フィールドコイ
ル１とアマーチャコイル２の電気抵抗やブラシ３の整流
などの銅損、摩擦などによる機械損、渦電流など磁気的
なものによる鉄損等があり、それらの損失は発熱として
放出される。一般的にブラシ付き直流モータでは、ブラ
シ３の整流による損失すなわち発熱が大きく、ブラシ３
やコミュテータ４の耐熱温度を超えないように使用しな
ければならない。そのためには、過温度保護行いたい部
分（発熱部）、すなわち、この例ではブラシ３とコミュ
テータ４との接触部の温度を検知する必要があるが、実
際のモータで摺動部自体に温度センサを取り付けるため
には構造が複雑になってコスト高になるという問題があ
る。したがって出来れば温度センサを用いずに、或いは
発熱部から離れた位置に設置した温度センサで、発熱部
の温度を正確に検知することが望まれる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) First, as a first embodiment, an example in which the present invention is applied to a DC motor with a brush will be described. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a general brush DC motor. The action of the brush DC motor is that a rotating torque is generated in the armature coil 2 by the electromagnetic force of the field magnetic field generated by the field coil 1 and the motor current rectified by the brush 3 and the commutator 4 and flowing through the armature coil 2. Is transmitted to the output shaft 6. When the motor is driven, there are copper loss such as electric resistance of the field coil 1 and the armature coil 2 and rectification of the brush 3, mechanical loss due to friction, iron loss due to magnetic things such as eddy current. The loss is released as heat. Generally, in a DC motor with a brush, the loss due to the rectification of the brush 3, that is, the heat generation, is large.
The commutator 4 must be used so that it does not exceed the heat-resistant temperature. For that purpose, it is necessary to detect the temperature of the portion (heat generating portion) to be protected from overtemperature, that is, the contact portion between the brush 3 and the commutator 4 in this example. However, there is a problem in that the structure becomes complicated and the cost becomes high. Therefore, if possible, it is desired to accurately detect the temperature of the heat generating portion without using the temperature sensor or with a temperature sensor installed at a position distant from the heat generating portion.
【００２１】そのため第１の実施例においては、図１
（ａ）に示すごとき熱等価回路を採用し、その熱等価回
路における２組の熱時定数（熱抵抗定数Ｒ１と熱容量定
数Ｃ１、熱抵抗定数Ｒ２と熱容量定数Ｃ２）の値を予め
決定（詳細後述）しておくことにより、過温度保護した
い発熱部における動作中の温度Ｔ１<ｋ>を、その時の推
定発熱量Ｐ<ｋ>と、Δｔ時間前における動作温度Ｔ１<
ｋ−１>と、△ｔ時間前における第２の部分の温度Ｔ２<
ｋ−１>から下記の（数１）式、（数２）式を用いて演
算で求めるように構成したものである。
Ｔ１<ｋ>＝(１／Ｃ１)×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１)×(Ｔ１<ｋ−１>−Ｔ２<ｋ−
１>)}×△ｔ＋Ｔ１<ｋ−１> …（数１）
Ｔ２<ｋ>＝(１／Ｃ２)×{(１／Ｒ１)×(Ｔ１<ｋ−１>−Ｔ２<ｋ−１>)−(１
／Ｒ２)×Ｔ２<ｋ−１>}×△ｔ＋Ｔ２<ｋ−１> …（数２）
ただし、Ｒ１：第１の部分から第２の部分までの熱抵抗
定数
Ｒ２：第２の部分から周囲環境までの熱抵抗定数
Ｃ１：第１の部分から第２の部分までの熱容量定数
Ｃ２：第２の部分から周囲環境までの熱容量定数
なお、上記第２の部分とは、温度を検知したい第１の部
分の近傍に想定した位置であり、例えば図７において
は、ブラシホルダ５の部分に設定する。また、演算の最
初におけるΔｔ時間前における動作温度Ｔ１<ｋ−１>
と、△ｔ時間前における第２の部分の温度Ｔ２<ｋ−１>
は、予め設定した初期値を用いる。また、周囲環境と
は、例えばモータ外部の周囲の空気を意味し、温度はモ
ータの設置場所に応じて室温やエンジンルームの温度等
になる。Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG.
A heat equivalent circuit as shown in (a) is adopted, and the values of two sets of heat time constants (heat resistance constant R1 and heat capacity constant C1, heat resistance constant R2 and heat capacity constant C2) in the heat equivalent circuit are predetermined (details). As will be described later, the operating temperature T1 <k> of the heat generating part desired to be protected against overtemperature is calculated from the estimated heat generation amount P <k> at that time and the operating temperature T1 <t before Δt time.
k-1> and the temperature T2 <of the second portion before Δt time
It is configured such that it is calculated from k-1> by using the following equations (1) and (2). T1 <k> = (1 / C1) × {P <k> − (1 / R1) × (T1 <k−1> −T2 <k−1>)} × Δt + T1 <k−1> ... (Number 1) T2 <k> = (1 / C2) * {(1 / R1) * (T1 <k-1> -T2 <k-1>)-(1 / R2) * T2 <k-1>} * Δt + T2 <k-1> (Equation 2) where R1: thermal resistance constant from the first part to the second part R2: thermal resistance constant from the second part to the ambient environment C1: first part To the second part C2: heat capacity constant from the second part to the ambient environment The second part is a position assumed near the first part whose temperature is to be detected, for example, In FIG. 7, the brush holder 5 is set. Further, the operating temperature T1 <k-1> at the time point Δt at the beginning of the calculation
And the temperature T2 <k-1> of the second portion before Δt time.
Uses a preset initial value. Further, the ambient environment means, for example, the air around the outside of the motor, and the temperature becomes room temperature, the temperature of the engine room or the like depending on the installation location of the motor.
【００２２】以下、上記熱等価回路における２組の熱時
定数（熱抵抗定数Ｒ１と熱容量定数Ｃ１、熱抵抗定数Ｒ
２と熱容量定数Ｃ２）の値の決定方法について説明す
る。まず、１つの方法としては、図７のモータ各部の熱
抵抗や熱容量を材料定数から計算して、図１（ａ）の熱
等価回路に落とし込んでいく方法がある。また、他の方
法としては、実験セットも用い、発熱部に実験用の温度
センサを取り付けておき、モータをステップ的に動作さ
せた時の温度変化を測定して、これに前記（数１）式、
（数２）式で計算させた結果を合わせ込むという方法で
ある。また、この時、温度を検知したい部分（過温度保
護したい部分）の発熱量を予めモータ損失から求めてお
く。In the following, two sets of thermal time constants (thermal resistance constant R1, heat capacity constant C1 and thermal resistance constant R in the above thermal equivalent circuit will be described.
2 and the method of determining the values of the heat capacity constant C2) will be described. First, as one method, there is a method of calculating the thermal resistance and the thermal capacity of each part of the motor shown in FIG. 7 from the material constants and putting the calculated values into the thermal equivalent circuit shown in FIG. As another method, an experimental set is also used, an experimental temperature sensor is attached to the heat generating part, and the temperature change when the motor is operated stepwise is measured. formula,
This is a method of combining the results calculated by the equation (2). Further, at this time, the heat generation amount of the portion whose temperature is desired to be detected (the portion where overtemperature protection is desired) is obtained in advance from the motor loss.
【００２３】図２は、演算で求めた動作温度特性と実測
値との対応を示す特性図であり、上記のようにして設定
したＲ１、Ｃ１、Ｒ２、Ｃ２を用いて、（数１）式、
（数２）式から計算で求めた動作温度特性（太実線）
と、図７のモータをステップ的に動作させた場合におけ
る発熱部（過温度保護したい部分）の温度Ｔ１の実測値
（黒丸印）との一例を示す。図２においては、時間０か
ら１２０秒までの間、モータをステップ的に動作させた
例を示す。図２から判るように、予めＲ１、Ｃ１、Ｒ
２、Ｃ２を適合するように設定しておけば、（数１）
式、（数２）式による計算結果と実測値とが非常によく
一致することが判る。なお、図２において、細実線は第
２の部分の温度Ｔ２を示し、中太線は発熱量を示す。FIG. 2 is a characteristic diagram showing the correspondence between the operating temperature characteristic obtained by calculation and the actual measurement value. Using R1, C1, R2 and C2 set as described above, the equation (1) is used. ,
Operating temperature characteristics calculated from equation (2) (thick solid line)
And an actual measurement value (black circle) of the temperature T1 of the heat generating portion (portion desired to be overheated) when the motor of FIG. 7 is operated stepwise. FIG. 2 shows an example in which the motor is operated stepwise from time 0 to 120 seconds. As can be seen from FIG. 2, R1, C1, R
If you set 2 and C2 to match, (Equation 1)
It can be seen that the calculation results of the equations and (Equation 2) and the measured values match very well. In addition, in FIG. 2, the thin solid line indicates the temperature T2 of the second portion, and the middle thick line indicates the amount of heat generation.
【００２４】なお、前記従来例のように、１組の熱時定
数（Ｒ１とＣ１）で計算した場合には、図６に示すよう
に、実測値と計算値Ｔ(Ａ）あるいはＴ(Ｂ）が合わなく
なってくる。図６において、Ｔ(Ａ）あるいはＴ(Ｂ）は
それぞれ１つの熱時定数で計算したものであるが、Ｔ
(Ａ）のように温度の立上り部分を合わせようとすると
飽和温度近辺が合わなくなり、Ｔ(Ｂ）のように飽和温
度近辺を合わせ込もうとすると立上り部分が合わなくな
ってくる。When the calculation is performed with one set of thermal time constants (R1 and C1) as in the conventional example, the measured value and the calculated value T (A) or T (B) as shown in FIG. ) Will not fit. In FIG. 6, T (A) and T (B) are calculated with one thermal time constant, respectively.
When trying to match the rising part of the temperature like (A), the vicinity of the saturation temperature becomes unmatched, and when trying to match the vicinity of the saturation temperature like T (B), the rising part becomes unmatched.
【００２５】次に、図３は、モータの動作（負荷）が時
間的に変化する場合の実測値と計算結果を示す図であ
る。この例は、モータを最初の５秒間大出力、次の８５
秒間を中間出力、その後３０秒間は少しずつ出力を下げ
るように動作させた場合の実測値と計算値の結果である
が、図３から判るように、このようにモータの負荷が変
動した場合でも、前記（数１）式、（数２）式を用いて
計算した結果は実測値に良く適合している。Next, FIG. 3 is a diagram showing measured values and calculation results when the operation (load) of the motor changes with time. In this example, the motor has a large output for the first 5 seconds and the next 85
It is the result of the actual measured value and the calculated value when the output is operated so that the output is intermediate output for a second and then gradually decreased for 30 seconds. As can be seen from FIG. 3, even when the load of the motor fluctuates in this way, The results calculated using the equations (1) and (2) are in good agreement with the measured values.
【００２６】なお、この例では、温度を検知した部分の
発熱量を、下記（数３）式を用いて計算で求めている。
Ｐ<ｋ>＝ｋ１×Ｉｍ２＋ｋ２×Ｖｍ×Ｉｍ＋ｋ３×Ｒｅｖ …(数３)
ただし、 Ｉｍ：モータ電流
Ｖｍ：モータ電圧
Ｒｅｖ：モータ回転数
ｋ１、ｋ２、ｋ３：定数
上記のように発熱量を（数３）式を用いて計算で求める
方法の他に、モータ電流Ｉｍ、モータ電圧Ｖｍ、モータ
回転数Ｒｅｖのうち１つ以上をパラメータとしたマップ
を予め作成しておき、そのマップを用いて発熱量を求め
るように構成してもよい。In this example, the calorific value of the portion where the temperature is detected is calculated by using the following equation (3). P <k> = k1 × Im 2 + k2 × Vm × Im + k3 × Rev (Equation 3) where, Im: motor current Vm: motor voltage Rev: motor revolutions k1, k2, k3: constant In addition to the calculation method using the equation (3), a map is prepared in advance with one or more of the motor current Im, the motor voltage Vm, and the motor rotation speed Rev as a parameter, and the map is used. The heat generation amount may be obtained.
【００２７】上記のように、第１の実施例においては、
温度センサを設置することなしに、実験等で予め求めた
熱抵抗定数や熱容量定数などの熱時定数、および推定発
熱量を用いて、演算で発熱部の動作温度を正確に検知す
ることが出来る。そして動作（負荷）が変化した場合で
も良く適合させることが出来る。As described above, in the first embodiment,
Without installing a temperature sensor, it is possible to accurately detect the operating temperature of the heat generating part by calculation using the thermal time constants such as the thermal resistance constant and the heat capacity constant obtained in advance by experiments and the estimated heat generation amount. . And even if the operation (load) changes, it can be well adapted.
【００２８】第１の実施例を具体化する構成としては、
上記の各熱時定数やマップ等を記憶しておく記憶手段
と、推定発熱量を求める手段と、それらを用いて動作温
度を演算する演算手段と、からなる装置を用いることが
出来る。As a configuration for embodying the first embodiment,
It is possible to use a device including a storage means for storing the above-mentioned thermal time constants and maps, a means for obtaining an estimated heat generation amount, and a calculation means for calculating an operating temperature using them.
【００２９】上記のようにして検知した発熱部の動作温
度は、例えば過温度保護のために設定した所定温度と比
較し、動作温度が所定温度を越えたらモータ等の負荷を
低下させたり、動作を停止させる等の制御を行うことに
より、過温度保護を実行することが出来る。具体的に
は、検出した動作温度Ｔ１<ｋ>を予め設定した所定温度
と比較し、動作温度Ｔ１<ｋ>が所定温度以上の場合に過
温度と判定する手段と、その手段の結果に応じてモータ
やパワートランジスタ等の動作を制御する手段とを設け
れば良い。The operating temperature of the heat generating portion detected as described above is compared with, for example, a predetermined temperature set for overtemperature protection, and when the operating temperature exceeds the predetermined temperature, the load of the motor or the like is reduced or the operation is performed. Overtemperature protection can be performed by performing control such as stopping. Specifically, means for comparing the detected operating temperature T1 <k> with a predetermined temperature set in advance and determining an overtemperature when the operating temperature T1 <k> is equal to or higher than the predetermined temperature, And a means for controlling the operation of the motor and the power transistor.
【００３０】（第２の実施例）この実施例は、発熱部
（第１の部分）の近傍であって第２の部分よりは遠い第
３の部分に温度センサを設けた例であり、熱等価回路は
図１（ｂ）に示すようになる。なお、第３の部分は、例
えば図７のブラシホルダ５の取付け部周辺の支持部であ
り、ここに温度センサ７を取り付けている。(Second Embodiment) This embodiment is an example in which a temperature sensor is provided in a third portion near the heat generating portion (first portion) and far from the second portion. The equivalent circuit is as shown in FIG. The third portion is, for example, a support portion around the attachment portion of the brush holder 5 in FIG. 7, and the temperature sensor 7 is attached here.
【００３１】この実施例においては、温度を検知したい
第１の部分の近傍に設定した第２の部分の温度をＴ２<
ｋ>とし、第１の部分の近傍であって第２の部分よりは
遠い第３の部分に温度センサを設置し、温度を検知した
い第１の部分の動作温度Ｔ１<ｋ>を、その時の温度セン
サ出力Ｔｍ<ｋ>と、推定発熱量Ｐ<ｋ>と、Δｔ時間前に
おける動作温度と温度センサ出力との差Ｔ１'<ｋ−１>
と、△ｔ時間前における第２の部分の温度と温度センサ
出力との差Ｔ２'<ｋ−１>から、下記（数４）式、（数
５）式、（数６）式を用いて逐次計算することによって
求めるように構成している。
Ｔ１'<ｋ>＝(１／Ｃ１')×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１')×(Ｔ１'<ｋ−１>−Ｔ２'<
ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ１'<ｋ−１> …（数４）
Ｔ２'<ｋ>＝(１／Ｃ２')×{(１／Ｒ１')×(Ｔ１'<ｋ−１>−Ｔ２'<ｋ−１>)
−(１／Ｒ２')×Ｔ２'<ｋ−１>}×△ｔ＋Ｔ２'<ｋ−１> …（数５）
Ｔ１<ｋ>＝Ｔ１'<ｋ>＋Ｔｍ<ｋ> …（数６）
ただし、Ｒ１'：第１の部分から第２の部分までの熱抵
抗定数
Ｒ２'：第２の部分から第３の部分までの熱抵抗定数
Ｃ１'：第１の部分から第２の部分までの熱容量定数
Ｃ２'：第２の部分から第３の部分までの熱容量定数
Ｔ１'<ｋ>：動作温度と温度センサ出力との差
Ｔ１'<ｋ−１>：Δｔ時間前における動作温度と温度セ
ンサ出力との差
Ｔ２'<ｋ>：第２の部分の温度と温度センサ出力との差
Ｔ２'<ｋ−１>：△ｔ時間前における第２の部分の温度
と温度センサ出力との差
この実施例においても、前記第１の実施例と同様な方法
で、上記の各熱時定数Ｒ１'、Ｒ２'、Ｃ１'、Ｃ２'を予
め設定しておくことにより、発熱部の動作温度Ｔ１<ｋ>
を求めることが出来る。In this embodiment, the temperature of the second portion set near the first portion whose temperature is desired to be detected is T2 <
k>, a temperature sensor is installed in a third portion near the first portion and farther from the second portion, and the operating temperature T1 <k> of the first portion whose temperature is to be detected is Temperature sensor output Tm <k>, estimated heat generation amount P <k>, and difference T1 ′ <k-1> between the operating temperature and the temperature sensor output Δt time ago.
And from the difference T2 ′ <k−1> between the temperature of the second portion and the temperature sensor output before Δt time, the following (Equation 4), (Equation 5), and (Equation 6) are used. The configuration is such that it is calculated by successive calculations. T1 ′ <k> = (1 / C1 ′) × {P <k> − (1 / R1 ′) × (T1 ′ <k−1> −T2 ′ <k−1>)} × Δt + T1 ′ <k −1> (Equation 4) T2 ′ <k> = (1 / C2 ′) × {(1 / R1 ′) × (T1 ′ <k-1> −T2 ′ <k-1>) − (1 / R2 ′) × T2 ′ <k−1>} × Δt + T2 ′ <k−1> (Equation 5) T1 <k> = T1 ′ <k> + Tm <k> (Equation 6) where R1 ′: Thermal resistance constant R2 ′ from the first part to the second part: Thermal resistance constant C1 ′ from the second part to the third part: Thermal capacity constant C2 ′ from the first part to the second part: Heat capacity constant T1 '<k> from the second part to the third part: difference T1'<k-1> between operating temperature and temperature sensor output: difference T2 between operating temperature and temperature sensor output before Δt time. '<k>: the difference T2 between the temperature of the second part and the temperature sensor output'<k-1>: the temperature of the second part and the temperature sensor output Δt time ago Difference In this embodiment as well, the operating temperature of the heat generating part is set by presetting the respective thermal time constants R1 ′, R2 ′, C1 ′, C2 ′ in the same manner as in the first embodiment. T1 <k>
Can be asked.
【００３２】図４は、第２の実施例において、演算で求
めた動作温度特性と実測値との対応を示す特性図であ
り、上記のようにして設定したＲ１'、Ｒ２'、Ｃ１'、
Ｃ２'を用いて、（数４）式、（数５）式、（数６）式
から求めた動作温度特性（太実線）と、図７のモータを
ステップ的に動作させた場合における発熱部（過温度保
護したい部分）の温度Ｔ１の実測値（黒丸印）との一例
を示す。図４においては、時間０から１２０秒までの
間、モータをステップ的に動作させた例を示す。図４か
ら判るように、予めＲ１'、Ｒ２'、Ｃ１'、Ｃ２'を適合
するように設定しておけば、計算結果と実測値とが非常
によく一致することが判る。なお、図４において、細実
線は第２の部分の温度Ｔ２'を示し、中太線は発熱量を
示す。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the correspondence between the operating temperature characteristic obtained by calculation and the actual measured value in the second embodiment, and R1 ', R2', C1 ', set as described above,
Using C2 ′, the operating temperature characteristics (thick solid line) obtained from the equations (4), (5), and (6), and the heat generation part when the motor of FIG. 7 is operated stepwise An example of the measured value (black circle) of the temperature T1 of (the portion to be protected from overtemperature) is shown. FIG. 4 shows an example in which the motor is operated stepwise from time 0 to 120 seconds. As can be seen from FIG. 4, if R1 ′, R2 ′, C1 ′, and C2 ′ are set in advance so that they match each other, it can be seen that the calculation result and the actually measured value match very well. In FIG. 4, the thin solid line indicates the temperature T2 ′ of the second portion, and the medium thick line indicates the amount of heat generation.
【００３３】また、本実施例においては、第３の部分に
温度センサを設けたことにより、モータの使用環境、特
に周囲温度が変化しても、その変化が温度センサによっ
て補正されるので、周囲温度等の変化が大きい場所でモ
ータが使われる場合であっても適用することができる。
例えば、自動車に用いるモータは低温から高温まで周囲
温度が変化するが、その場合でも本実施例は適用でき
る。Further, in the present embodiment, since the temperature sensor is provided in the third portion, even if the operating environment of the motor, especially the ambient temperature changes, the change is corrected by the temperature sensor. It can be applied even when the motor is used in a place where the temperature changes greatly.
For example, the ambient temperature of a motor used in an automobile changes from a low temperature to a high temperature, and even in that case, this embodiment can be applied.
【００３４】また、前記第１の実施例に比べて、第１の
部分（発熱部）と温度センサの温度差を用いているの
で、モデル化する熱等価回路網も狭くなり、計算精度も
おのずから向上する。また、本実施例では、温度センサ
７を追加しているが、発熱部と温度センサの温度差を計
算させるので、温度センサを発熱部から多少離れた位置
に設置しても差し支えない。そのため取付け位置に自由
度があり、複雑な構造や製造工程を避けることができ
る。なお、推定発熱量の演算方法や過温度保護等につい
ては、前記第１の実施例と同様である。Further, as compared with the first embodiment, since the temperature difference between the first portion (heat generating portion) and the temperature sensor is used, the heat equivalent circuit network to be modeled is narrowed and the calculation accuracy is naturally high. improves. Further, in this embodiment, the temperature sensor 7 is added, but since the temperature difference between the heat generating part and the temperature sensor is calculated, the temperature sensor may be installed at a position slightly apart from the heat generating part. Therefore, there is a degree of freedom in the mounting position, and it is possible to avoid complicated structures and manufacturing processes. The method of calculating the estimated heat generation amount and the overtemperature protection are the same as those in the first embodiment.
【００３５】（第３の実施例）この実施例は、温度セン
サの故障検知機能を有するものであり、熱等価回路は図
１（ｃ）のようになる。この実施例においては、前記第
２の実施例と同様に、温度を検知したい第１の部分の近
傍に設定した第３の部分に温度センサを設置し、下記
（数７）式を用いて第１の部分の動作温度Ｔ１<ｋ>を計
算すると共に、（数８）式を用いて温度センサ設置部分
の温度の計算値Ｔｍｓ<ｋ>を求め、計算で求められた温
度センサ設置部分の温度Ｔｍｓ<ｋ>と実際の温度センサ
の出力Ｔｍ<ｋ>とを比較し、両者に所定値以上の偏差が
ある場合に温度センサの故障と判定するように構成した
ものである。なお、（数９）式に示すように、第３の部
分の温度Ｔ３<ｋ>は、温度センサ設置部分の温度Ｔｍｓ
<ｋ>に等しい。
Ｔ１<ｋ>＝(１／Ｃ１")×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１")×(Ｔ１<ｋ−１>−Ｔ３<ｋ
−１>)}×△ｔ＋Ｔ１<ｋ−１> …（数７）
Ｔ３<ｋ>＝(１／Ｃ３")×{(１／Ｒ１")×(Ｔ１<ｋ−１>−Ｔ３<ｋ−１>)−(
１／Ｒ３")×Ｔ３<ｋ−１>}×△ｔ＋Ｔ３<ｋ−１> …（数８）
Ｔｍｓ<ｋ>＝Ｔ３<ｋ> …（数９）
ただし、Ｒ１"：第１の部分から第３の部分までの熱抵
抗定数
Ｒ３"：第３の部分から周囲環境までの熱抵抗定数
Ｃ１"：第１の部分から第３の部分までの熱容量定数
Ｃ３"：第３の部分から周囲環境までの熱容量定数
なお、温度センサを設置する第３の部分は、前記第２の
実施例と同様に、例えば図７のブラシホルダ５近傍の支
持部に設定する。(Third Embodiment) This embodiment has a temperature sensor failure detection function, and its thermal equivalent circuit is as shown in FIG. 1 (c). In this embodiment, as in the case of the second embodiment, a temperature sensor is installed in the third portion set near the first portion whose temperature is desired to be detected, and the temperature sensor is set by using the following equation (7). The operating temperature T1 <k> of part 1 is calculated, and the calculated value Tms <k> of the temperature of the temperature sensor installation part is calculated using the formula (8), and the temperature of the temperature sensor installation part calculated Tms <k> is compared with the actual output Tm <k> of the temperature sensor, and if there is a deviation of a predetermined value or more, it is determined that the temperature sensor has failed. As shown in the equation (9), the temperature T3 <k> of the third portion is the temperature Tms of the temperature sensor installation portion.
Equal to <k>. T1 <k> = (1 / C1 ″) × {P <k> − (1 / R1 ″) × (T1 <k−1> −T3 <k−1>)} × Δt + T1 <k−1> ... (Equation 7) T3 <k> = (1 / C3 ″) × {(1 / R1 ″) × (T1 <k−1> −T3 <k−1>) − (1 / R3 ″) × T3 <k −1>} × Δt + T3 <k−1> (Equation 8) Tms <k> = T3 <k> (Equation 9) where R1 ″: thermal resistance constant from the first portion to the third portion R3 ": thermal resistance constant from the third part to the ambient environment C1": heat capacity constant from the first part to the third part C3 ": heat capacity constant from the third part to the ambient environment The third portion to be installed is set, for example, in the supporting portion near the brush holder 5 in FIG. 7, as in the second embodiment.
【００３６】この実施例においても、前記第１の実施例
と同様な方法で、上記の各熱時定数Ｒ１"、Ｒ３"、Ｃ
１"、Ｃ３"を予め設定しておくことにより、発熱部の動
作温度Ｔ１<ｋ>および第３の部分の温度Ｔ３<ｋ>を求め
ることが出来る。このＴ３<ｋ>は温度センサ設置部の温
度Ｔｍｓ<ｋ>に等しいので、この値と実際の温度センサ
出力とを比較することにより、温度センサの故障を検知
することが出来る。この構成としては、計算で求められ
た温度センサ設置部分の温度Ｔｍｓ<ｋ>と実際の温度セ
ンサの出力Ｔｍ<ｋ>とを比較し、両者に所定値以上の偏
差がある場合に温度センサの故障と判定する手段を設け
ればよい。Also in this embodiment, the thermal time constants R1 ", R3", and C are set in the same manner as in the first embodiment.
By setting 1 "and C3" in advance, the operating temperature T1 <k> of the heat generating portion and the temperature T3 <k> of the third portion can be obtained. Since this T3 <k> is equal to the temperature Tms <k> of the temperature sensor installation portion, a failure of the temperature sensor can be detected by comparing this value with the actual temperature sensor output. As this configuration, the temperature Tms <k> of the temperature sensor installation portion obtained by the calculation is compared with the actual output Tm <k> of the temperature sensor, and when there is a deviation of a predetermined value or more, the temperature sensor Means for determining a failure may be provided.
【００３７】図５は、第３の実施例において、計算で求
められた温度センサ設置部分の温度Ｔｍｓ<ｋ>と実際の
温度センサの出力Ｔｍ<ｋ>との対応を示す特性図であ
り、細実線は計算値Ｔｍｓを、黒丸は実際の温度センサ
の出力Ｔｍを示す。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the correspondence between the temperature Tms <k> of the temperature sensor installation portion obtained by calculation and the actual output Tm <k> of the temperature sensor in the third embodiment. The thin solid line shows the calculated value Tms, and the black circle shows the actual output Tm of the temperature sensor.
【００３８】（第４実施例）第４の実施例は、３組の熱
時定数（Ｒ１、Ｃ１とＲ２、Ｃ２とＲ３、Ｃ３）を用い
て演算する例である。この実施例においては、温度を検
知したい第１の部分の近傍に設定した第２の部分の温度
をＴ２とし、第１の部分の近傍であって第２の部分より
は遠い第３の部分の温度をＴ３とし、第１の部分の動作
温度Ｔ１<ｋ>と、第２の部分の温度Ｔ２<ｋ>と、第３の
部分の温度Ｔ３<ｋ>とを、それぞれ３つの熱抵抗定数Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３と３つの熱容量定数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を
用いて、下記（数１０）式、（数１１）式、（数１２）
式を用いて逐次計算することにより求めるように構成し
ている。
Ｔ１<ｋ>＝(１／Ｃ１)×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１)×(Ｔ１<ｋ−１>−Ｔ２<ｋ−
１>)}×△ｔ＋Ｔ１<ｋ−１> …（数１０）
Ｔ２<ｋ>＝(１／Ｃ２)×{(１／Ｒ１)×(Ｔ１<ｋ−１>−Ｔ２<ｋ−１>)−(１
／Ｒ２)×(Ｔ２<ｋ−１>−Ｔ３<ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ２<ｋ−１>…（数１１）
Ｔ３<ｋ>＝(１／Ｃ３)×{(１／Ｒ２)×(Ｔ２<ｋ−１>−Ｔ３<ｋ−１>)−(１
／Ｒ３)×Ｔ３<ｋ−１>}×△ｔ＋Ｔ３<ｋ−１> …（数１２）
ただし、Ｒ１：第１の部分から第２の部分までの熱抵抗
定数
Ｒ２：第２の部分から第３の部分までの熱抵抗定数
Ｒ３：第３の部分から周囲環境までの熱抵抗定数
Ｃ１：第１の部分から第２の部分までの熱容量定数
Ｃ２：第２の部分から第３の部分までの熱容量定数
Ｃ３：第３の部分から周囲環境までの熱容量定数
上記のように、熱時定数を３組にすることによって、よ
り広い範囲の時間応答（短い時間から長い時間）にも実
測値と計算値を合わせ込むことが可能になり、より誤差
の少ない計算値を得ることが可能になる。また同様の考
え方で、必要に応じ４つ以上の熱時定数で計算させるこ
とも可能である。(Fourth Embodiment) The fourth embodiment is an example of calculation using three sets of thermal time constants (R1, C1 and R2, C2 and R3, C3). In this embodiment, the temperature of the second portion set near the first portion whose temperature is to be detected is set to T2, and the temperature of the third portion near the first portion and far from the second portion is set. Assuming that the temperature is T3, the operating temperature T1 <k> of the first portion, the temperature T2 <k> of the second portion, and the temperature T3 <k> of the third portion are respectively three thermal resistance constants R.
Using (1, R2, R3) and three heat capacity constants (C1, C2, C3), the following (Equation 10) equation, (Equation 11) equation, (Equation 12)
The configuration is such that it is obtained by sequential calculation using an equation. T1 <k> = (1 / C1) × {P <k> − (1 / R1) × (T1 <k−1> −T2 <k−1>)} × Δt + T1 <k−1> ... (Number 10) T2 <k> = (1 / C2) * {(1 / R1) * (T1 <k-1> -T2 <k-1>)-(1 / R2) * (T2 <k-1>- T3 <k-1>)} Δt + T2 <k-1> ... (Equation 11) T3 <k> = (1 / C3) × {(1 / R2) × (T2 <k-1> −T3 <k −1>) − (1 / R3) × T3 <k−1>} × Δt + T3 <k−1> (Equation 12) where R1: thermal resistance constant R2 from the first portion to the second portion : Thermal resistance constant R3 from the second part to the third part: Thermal resistance constant C3 from the third part to the ambient environment C1: Heat capacity constant C2 from the first part to the second part C: Second part To the third part of the heat capacity constant C3: heat capacity constant from the third part to the ambient environment As described above, by setting the thermal time constant to three sets. Also becomes possible is intended to adjust the calculated and measured values in the time response of the broader range (long time since a short time), it is possible to obtain a more little error calc. It is also possible to calculate with four or more thermal time constants, if necessary, based on the same idea.
【００３９】なお、各熱時定数の設定方法、推定発熱量
の演算方法や過温度保護等については、前記第１の実施
例と同様である。また、前記第１〜第３の実施例におい
て、本実施例のように３組の熱時定数を用いるように構
成することももちろん可能である。The method of setting each thermal time constant, the method of calculating the estimated heat generation amount, the overtemperature protection, etc. are the same as those in the first embodiment. Further, in the first to third embodiments, it is of course possible to use three sets of thermal time constants as in the present embodiment.
【００４０】（第５実施例）本実施例は、本発明を半導
体パワー素子の温度検知に適用した例である。図８は、
半導体パワー素子の一例の断面図である。図８におい
て、８は半導体パワー素子、９は固定用のはんだ、１０
は電極、１１は絶縁板、１２はヒートシンク、１３はボ
ンディングワイヤである。(Fifth Embodiment) This embodiment is an example in which the present invention is applied to temperature detection of a semiconductor power element. Figure 8
It is sectional drawing of an example of a semiconductor power element. In FIG. 8, 8 is a semiconductor power element, 9 is fixing solder, and 10
Is an electrode, 11 is an insulating plate, 12 is a heat sink, and 13 is a bonding wire.
【００４１】半導体パワー素子をオン状態にして電流を
流すと、オン抵抗による発熱が生じる。一般的に、半導
体パワー素子特性や実装構造の耐熱性から半導体パワー
素子の使用温度が限られており、過温度保護が必要とな
る。そのため半導体パワー素子の温度を検知する必要が
ある。例えば図８の装置で、発熱部は半導体パワー素子
８自体であるが、半導体パワー素子８自体に温度センサ
を設けると、製造工程を複雑にしたり、半導体パワー素
子のチップサイズを大きくなるなどの問題がある。本実
施例は、温度センサを設けずに、或いは半導体パワー素
子自体からやや離れた位置に設置することによって、半
導体パワー素子の温度を検知するものである。When the semiconductor power element is turned on and a current is passed, heat is generated due to the on resistance. Generally, the operating temperature of the semiconductor power element is limited due to the characteristics of the semiconductor power element and the heat resistance of the mounting structure, and thus overtemperature protection is required. Therefore, it is necessary to detect the temperature of the semiconductor power element. For example, in the device of FIG. 8, the heat generating portion is the semiconductor power element 8 itself, but if a temperature sensor is provided on the semiconductor power element 8 itself, there are problems such as complicating the manufacturing process and increasing the chip size of the semiconductor power element. There is. In this embodiment, the temperature of the semiconductor power element is detected without providing the temperature sensor or by installing the temperature sensor at a position slightly apart from the semiconductor power element itself.
【００４２】構成は、前記第１、第２、第４の実施例と
同様である。第２の実施例のように温度センサを設ける
場合には、例えば図８のヒートシンク１２に温度センサ
１４を設ける。また、第３の実施例と同様に、温度セン
サの故障検知を行うように構成することも出来る。The structure is the same as that of the first, second and fourth embodiments. When the temperature sensor is provided as in the second embodiment, the temperature sensor 14 is provided on the heat sink 12 shown in FIG. 8, for example. Further, similarly to the third embodiment, it can be configured to detect the failure of the temperature sensor.
【００４３】本実施例のように、半導体パワー素子の動
作温度を検知する場合に、推定発熱量Ｐ<ｋ>は下記（数
１３）式を用いて求めることが出来る。
Ｐ<ｋ>＝ｋ４×Ｉｃ２
ただし、Ｉｃ：半導体パワー素子電流
ｋ４：定数
また、推定発熱量Ｐ<ｋ>を、半導体パワー素子電流Ｉｃ
をパラメータとしたマップから求めることも出来る。As in this embodiment, the operation of the semiconductor power device is
When detecting the operating temperature, the estimated heating value P <k> is
It can be obtained by using the equation (13).
P <k> = k4 × IcTwo
However, Ic: Semiconductor power element current
k4: constant
In addition, the estimated heat generation amount P <k> is calculated as the semiconductor power element current Ic.
It can also be obtained from a map using as a parameter.
【００４４】以上、ブラシ付き直流モータのブラシ近傍
の発熱と半導体パワー素子の発熱に対する温度検知に本
発明を適用する例を説明してきたが、他の発熱部位を有
する装置（システム）にも本発明を適用することが出来
る。Although the example of applying the present invention to the temperature detection for the heat generation in the vicinity of the brush of the brush DC motor and the heat generation of the semiconductor power element has been described above, the present invention is also applicable to an apparatus (system) having another heat generation portion. Can be applied.
【図１】本発明における熱等価回路を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing a thermal equivalent circuit in the present invention.
【図２】第１の実施例における計算値と実測値との対比
を示す特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a comparison between a calculated value and an actually measured value in the first embodiment.
【図３】第１の実施例のおいて負荷が変動する場合の計
算値と実測値との対比を示す特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a comparison between a calculated value and an actually measured value when the load changes in the first embodiment.
【図４】第２の実施例における計算値と実測値との対比
を示す特性図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a comparison between a calculated value and an actually measured value in the second embodiment.
【図５】第３の実施例における計算値と実測値との対比
を示す特性図。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a comparison between a calculated value and an actually measured value in the third embodiment.
【図６】１組の熱時定数を用いた場合の計算値と実測値
との対比を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a comparison between a calculated value and an actually measured value when one set of thermal time constants is used.
【図７】一般的なブラシ付き直流モータの断面概略図。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a general brush DC motor.
【図８】一般的な半導体パワー素子の一例の断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of an example of a general semiconductor power device.
１…フィールドコイル ２…アマーチ
ャコイル
３…ブラシ ４…コミュニ
テータ
５…ブラシホルダ ６…出力軸
７…温度センサ ８…半導体パ
ワー素子
９…固定用のはんだ １０…電極
１１…絶縁板 １２…ヒート
シンク
１３…ボンディングワイヤ1 ... Field coil 2 ... Armature coil 3 ... Brush 4 ... Communicator 5 ... Brush holder 6 ... Output shaft 7 ... Temperature sensor 8 ... Semiconductor power element 9 ... Fixing solder 10 ... Electrode 11 ... Insulation plate 12 ... Heat sink 13 … Bonding wire
Claims (9)
した第２の部分の温度をＴ２<ｋ>とした場合に、 前記第１の部分の動作温度Ｔ１<ｋ>を、その時の推定発
熱量Ｐ<ｋ>と、Δｔ時間前における動作温度Ｔ１<ｋ−
１>と、△ｔ時間前における前記第２の部分の温度Ｔ２<
ｋ−１>から、下記の式を用いて逐次計算することによ
り求める手段を備えたことを特徴とする温度検知装置。 Ｔ１<ｋ>＝(１／Ｃ１)×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１)×(Ｔ１<
ｋ−１>−Ｔ２<ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ１<ｋ−１> Ｔ２<ｋ>＝(１／Ｃ２)×{(１／Ｒ１)×(Ｔ１<ｋ−１>−
Ｔ２<ｋ−１>)−(１／Ｒ２)×Ｔ２<ｋ−１>}×△ｔ＋Ｔ
２<ｋ−１> ただし、Ｒ１：第１の部分から第２の部分までの熱抵抗
定数 Ｒ２：第２の部分から周囲環境までの熱抵抗定数 Ｃ１：第１の部分から第２の部分までの熱容量定数 Ｃ２：第２の部分から周囲環境までの熱容量定数1. When the temperature of a second portion set near the first portion whose temperature is to be detected is T2 <k>, the operating temperature T1 <k> of the first portion is Estimated heat generation amount P <k> and operating temperature T1 <k− before Δt time
1> and the temperature T2 <of the second portion before Δt time
A temperature detecting device comprising means for sequentially calculating from k-1> using the following formula. T1 <k> = (1 / C1) × {P <k> − (1 / R1) × (T1 <
k-1> -T2 <k-1>) × Δt + T1 <k-1> T2 <k> = (1 / C2) × {(1 / R1) × (T1 <k-1>-
T2 <k-1>)-(1 / R2) × T2 <k-1>} × Δt + T
2 <k-1> However, R1: thermal resistance constant from the first part to the second part R2: thermal resistance constant from the second part to the ambient environment C1: from the first part to the second part Heat capacity constant C2: Heat capacity constant from the second part to the ambient environment
した第２の部分の温度をＴ２'<ｋ>とし、前記第１の部
分の近傍であって前記第２の部分よりは遠い第３の部分
に温度センサを設置し、 温度を検知したい第１の部分の動作温度Ｔ１<ｋ>を、そ
の時の前記温度センサ出力Ｔｍ<ｋ>と、推定発熱量Ｐ<
ｋ>と、△ｔ時間前における動作温度と前記温度センサ
出力との差Ｔ１'<ｋ−１>と、△ｔ時間前における前記
第２の部分の温度と前記温度センサ出力との差Ｔ２'<ｋ
−１>から、下記の式で逐次計算することにより求める
手段を備えたことを特徴とする温度検知装置。 Ｔ１'<ｋ>＝(１／Ｃ１')×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１')×(Ｔ
１'<ｋ−１>−Ｔ２'<ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ１'<ｋ−１> Ｔ２'<ｋ>＝(１／Ｃ２')×{(１／Ｒ１')×(Ｔ１'<ｋ−
１>−Ｔ２'<ｋ−１>)−(１／Ｒ２')×Ｔ２'<ｋ−１>}×
△ｔ＋Ｔ２'<ｋ−１> Ｔ１<ｋ>＝Ｔ１'<ｋ>＋Ｔｍ<ｋ> ただし、Ｒ１'：第１の部分から第２の部分までの熱抵
抗定数 Ｒ２'：第２の部分から第３の部分までの熱抵抗定数 Ｃ１'：第１の部分から第２の部分までの熱容量定数 Ｃ２'：第２の部分から第３の部分までの熱容量定数2. A temperature of a second portion set near the first portion whose temperature is to be detected is set to T2 ′ <k>, and the temperature is near the first portion and farther from the second portion. A temperature sensor is installed in the third part, and the operating temperature T1 <k> of the first part whose temperature is desired to be detected, the temperature sensor output Tm <k> at that time, and the estimated heat generation amount P <
k>, the difference T1 ′ <k−1> between the operating temperature and the temperature sensor output before Δt time, and the difference T2 ′ between the temperature of the second portion and the temperature sensor output before Δt time. <k
A temperature detecting device, characterized in that it is provided with means for sequentially calculating from -1> by the following formula. T1 ′ <k> = (1 / C1 ′) × {P <k> − (1 / R1 ′) × (T
1 '<k-1>-T2'<k-1>)} * [Delta] t + T1 '<k-1>T2'<k> = (1 / C2 ') * {(1 / R1') * (T1 '<k-
1> −T2 ′ <k−1>) − (1 / R2 ′) × T2 ′ <k−1>} ×
Δt + T2 ′ <k−1> T1 <k> = T1 ′ <k> + Tm <k> where R1 ′: thermal resistance constant from the first part to the second part R2 ′: second part to the second Heat resistance constant C1 ′ up to the third part: Heat capacity constant C1 ′ from the first part to the second part C2 ′: Heat capacity constant from the second part to the third part
した第３の部分に温度センサを設置し、 前記第１の部分の動作温度Ｔ１<ｋ>を、その時の推定発
熱量Ｐ<ｋ>と、Δｔ時間前における動作温度Ｔ１<ｋ−
１>と、△ｔ時間前における前記第３の部分の温度Ｔ３<
ｋ−１>から、下記の式を用いて逐次計算することによ
り求める手段と、 前記温度センサを設置した第３の部分の温度の計算値Ｔ
ｍｓ<ｋ>を、その時の推定発熱量Ｐ<ｋ>と、Δｔ時間前
における動作温度Ｔ１<ｋ−１>と、△ｔ時間前における
前記第３の部分の温度Ｔ３<ｋ−１>から、下記の式で逐
次計算することにより求める手段と、 前記計算で求められた温度センサ設置部分の温度Ｔｍｓ
<ｋ>と実際の温度センサの出力Ｔｍ<ｋ>とを比較し、両
者に所定値以上の偏差がある場合に温度センサの故障と
判定する手段と、 を備えたことを特徴とする温度検知装置。 Ｔ１<ｋ>＝(１／Ｃ１")×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１")×(Ｔ１
<ｋ−１>−Ｔ３<ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ１<ｋ−１> Ｔ３<ｋ>＝(１／Ｃ３")×{(１／Ｒ１")×(Ｔ１<ｋ−１>
−Ｔ３<ｋ−１>)−(１／Ｒ３")×Ｔ３<ｋ−１>}×△ｔ
＋Ｔ３<ｋ−１> Ｔｍｓ<ｋ>＝Ｔ３<ｋ> ただし、Ｒ１"：第１の部分から第３の部分までの熱抵
抗定数 Ｒ３"：第３の部分から周囲環境までの熱抵抗定数 Ｃ１"：第１の部分から第３の部分までの熱容量定数 Ｃ３"：第３の部分から周囲環境までの熱容量定数3. A temperature sensor is installed in a third portion set near the first portion whose temperature is desired to be detected, and an operating temperature T1 <k> of the first portion is set to an estimated heat generation amount P <at that time. k> and the operating temperature T1 <k− before Δt time
1> and the temperature T3 <of the third portion before Δt time
From k-1>, means for sequentially calculating using the following equation, and a calculated value T of the temperature of the third portion in which the temperature sensor is installed.
ms <k> is calculated from the estimated heat generation amount P <k> at that time, the operating temperature T1 <k−1> before Δt time, and the temperature T3 <k−1> of the third portion before Δt time. , Means for sequentially calculating by the following formula, and temperature Tms of the temperature sensor installation portion obtained by the above calculation
<k> is compared with the actual output Tm <k> of the temperature sensor, and if there is a deviation of a predetermined value or more, it is determined that the temperature sensor has failed, and the temperature detection is provided. apparatus. T1 <k> = (1 / C1 ″) × {P <k> − (1 / R1 ″) × (T1
<k−1> −T3 <k−1>)} × Δt + T1 <k−1> T3 <k> = (1 / C3 ″) × {(1 / R1 ″) × (T1 <k−1>
−T3 <k−1>) − (1 / R3 ″) × T3 <k−1>} × Δt
+ T3 <k−1> Tms <k> = T3 <k> where R1 ″: thermal resistance constant from the first part to the third part R3 ″: thermal resistance constant C1 from the third part to the ambient environment ": Heat capacity constant C3 from the first part to the third part": Heat capacity constant from the third part to the ambient environment
した第２の部分の温度をＴ２<ｋ>とし、前記第１の部分
の近傍であって前記第２の部分よりは遠い第３の部分の
温度をＴ３<ｋ>とし、 前記第１の部分の動作温度Ｔ１<ｋ>と、前記第２の部分
の温度Ｔ２<ｋ>と、前記第３の部分の温度Ｔ３<ｋ>と
を、その時の推定発熱量Ｐ<ｋ>と、Δｔ時間前における
動作温度Ｔ１<ｋ−１>と、△ｔ時間前における前記第２
の部分の温度Ｔ２<ｋ−１>と、△ｔ時間前における前記
第３の部分の温度Ｔ３<ｋ−１>とから、下記の式を用い
て、逐次計算することにより求める手段を備えたことを
特徴とする温度検知装置。 Ｔ１<ｋ>＝(１／Ｃ１)×{Ｐ<ｋ>−(１／Ｒ１)×(Ｔ１<
ｋ−１>−Ｔ２<ｋ− １>)}×△ｔ＋Ｔ１<ｋ−１>Ｔ２<ｋ>＝(１／Ｃ２)×
{(１／Ｒ１)×(Ｔ１<ｋ−１>−Ｔ２<ｋ−１>)−(１／Ｒ
２)×(Ｔ２<ｋ−１>−Ｔ３<ｋ−１>)}×△ｔ＋Ｔ２<ｋ
−１> Ｔ３<ｋ>＝(１／Ｃ３)×{(１／Ｒ２)×(Ｔ２<ｋ−１>−
Ｔ３<ｋ−１>)−(１／Ｒ３)×Ｔ３<ｋ−１>}×△ｔ＋Ｔ
３<ｋ−１> ただし、Ｒ１：第１の部分から第２の部分までの熱抵抗
定数 Ｒ２：第２の部分から第３の部分までの熱抵抗定数 Ｒ３：第３の部分から周囲環境までの熱抵抗定数 Ｃ１：第１の部分から第２の部分までの熱容量定数 Ｃ２：第２の部分から第３の部分までの熱容量定数 Ｃ３：第３の部分から周囲環境までの熱容量定数4. A temperature of a second portion set near the first portion whose temperature is to be detected is set to T2 <k>, and a temperature of the second portion which is near the first portion and is distant from the second portion is set. The temperature of the third portion is T3 <k>, the operating temperature T1 <k> of the first portion, the temperature T2 <k> of the second portion, and the temperature T3 <k> of the third portion. And the estimated heat generation amount P <k> at that time, the operating temperature T1 <k−1> before Δt time, and the second temperature before Δt time.
Means for sequentially calculating from the temperature T2 <k-1> of the portion and the temperature T3 <k-1> of the third portion before Δt time by using the following formula. A temperature detecting device characterized by the above. T1 <k> = (1 / C1) × {P <k> − (1 / R1) × (T1 <
k−1> −T2 <k−1>)} × Δt + T1 <k−1> T2 <k> = (1 / C2) ×
{(1 / R1) × (T1 <k-1> -T2 <k-1>)-(1 / R
2) × (T2 <k−1> −T3 <k−1>)} × Δt + T2 <k
−1> T3 <k> = (1 / C3) × {(1 / R2) × (T2 <k−1> −
T3 <k-1>)-(1 / R3) × T3 <k-1>} × Δt + T
3 <k-1> However, R1: thermal resistance constant from the first part to the second part R2: thermal resistance constant from the second part to the third part R3: from the third part to the ambient environment Thermal resistance constant C1: heat capacity constant from the first part to the second part C2: heat capacity constant from the second part to the third part C3: heat capacity constant from the third part to the ambient environment
推定発熱量Ｐ<ｋ>を下記の式により求める手段を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載
の温度検知装置。 Ｐ<ｋ>＝ｋ１×Ｉｍ２＋ｋ２×Ｖｍ×Ｉｍ＋ｋ３×Ｒｅ
ｖ ただし、 Ｉｍ：モータ電流 Ｖｍ：モータ電圧 Ｒｅｖ：モータ回転数 ｋ１、ｋ２、ｋ３：定数5. The method according to claim 1, further comprising means for obtaining the estimated heat generation amount P <k> by the following equation when detecting the operating temperature of the electric motor. Temperature detection device. P <k> = k1 × Im 2 + k2 × Vm × Im + k3 × Re
v where: Im: motor current Vm: motor voltage Rev: motor revolutions k1, k2, k3: constant
推定発熱量Ｐ<ｋ>を、モータ電流Ｉｍ、モータ電圧Ｖ
ｍ、モータ回転数Ｒｅｖのうち１つ以上をパラメータと
したマップから求めることを特徴とする請求項１乃至請
求項４の何れかに記載の温度検知装置。6. When the operating temperature of an electric motor is detected, the estimated heat generation amount P <k> is set to a motor current Im and a motor voltage V.
5. The temperature detecting device according to claim 1, wherein the temperature detecting device is obtained from a map using at least one of m and the motor rotation speed Rev as a parameter.
合に、前記推定発熱量Ｐ<ｋ>を下記の式により求めるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の
温度検知装置。 Ｐ<ｋ>＝ｋ４×Ｉｃ２ ただし、Ｉｃ：半導体パワー素子電流 ｋ４：定数7. A device for detecting the operating temperature of a semiconductor power device.
In this case, the estimated calorific value P <k> should be calculated by the following formula.
5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that
Temperature detection device. P <k> = k4 × IcTwo However, Ic: Semiconductor power element current k4: constant
合に、前記推定発熱量Ｐ<ｋ>を、半導体パワー素子電流
Ｉｃをパラメータとしたマップから求めることを特徴と
する請求項１乃至請求項４の何れかに記載の温度検知装
置。8. The method according to claim 1, wherein when the operating temperature of the semiconductor power element is detected, the estimated heat generation amount P <k> is obtained from a map using the semiconductor power element current Ic as a parameter. 4. The temperature detection device according to any one of 4.
定した所定温度と比較し、動作温度Ｔ１<ｋ>が前記所定
温度以上の場合に過温度と判定する手段を備えたことを
特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の温度
検知装置。9. A means for comparing the detected operating temperature T1 <k> with a preset predetermined temperature, and determining an over temperature when the operating temperature T1 <k> is equal to or higher than the predetermined temperature. The temperature detecting device according to any one of claims 1 to 8, which is characterized.
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