JP2015200633A

JP2015200633A - サーミスタの温度特性補正装置及びサーミスタの温度特性補正方法

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Publication number: JP2015200633A
Application number: JP2014260385A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　正道; Masamichi Ito; 正道伊藤; 利恭酒井; Toshitaka Sakai; 正人石原; Masato Ishihara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2015-11-12

Abstract

【課題】より効率的に、サーミスタが検出した温度に応じて出力されるデータ値の特性を線形に補正する。
【解決手段】測定回路部２を、サーミスタ１に対して測定回路２（１〜３）を選択的に接続可能に構成し、それらの各測定回路２（１〜３）は、サーミスタ１が検出する異なる温度範囲についてその抵抗値の変化に応じた電圧変化にそれぞれ疑似線形特性を持たせるように設定する。ＣＰＵ４は、測定回路部２が出力する電圧信号のＡ／Ｄ変換データ値の変化に応じて、サーミスタ１と各測定回路２（１〜３）との接続を切換えると共に、サーミスタ１に接続されている測定回路に対応する係数をフラッシュメモリ６より読み出して３次関数近似演算し、Ａ／Ｄ変換値に応じた温度を求める。そして、要求される出力特性より導かれる出力変化量の閾値に応じて定義される領域について、各温度につき線形特性を成すように変換したデータを出力する。
【選択図】図８

Description

本発明は、サーミスタが検出した温度に応じて出力されるデータ値の特性が線形となるように補正する装置及び方法に関する。

温度検出素子であるサーミスタが出力する電圧の特性は非線形であるため、そのままでは使い難いことから、出力電圧特性を線形に変換するための技術が従来様々に提案されている。例えば、特許文献１には、サーミスタの検知可能温度範囲−１０℃〜＋８０℃を分３つの温度範囲（−１０℃〜＋２０℃，＋２０℃〜＋５０℃，＋５０℃〜＋８０℃）に分割し、可変抵抗回路により夫々に異なる抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を割り当てる。そして、サーミスタの検知温度が属する分割温度範囲に対応する抵抗値を発生させ、各温度範囲夫々において、検知温度の変化に対して温度検知回路部の出力電圧を略正比例に変化させる構成が開示されている。

特開平６−１６８３８７号公報

しかしながら、特許文献１では、各温度範囲について正比例変化する範囲を設定するための明確な基準が無いため、本来は正比例変化する範囲であるにもかかわらず、使用範囲外として排除されている部分が存在する可能性がある。そのように排除される範囲があると、結果として温度範囲をカバーするために使用する抵抗素子数が多くなり、部品点数が徒に増加してしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より効率的に、サーミスタが検出した温度に応じて出力されるデータ値の特性を線形に補正できるサーミスタの温度特性補正装置及びサーミスタの温度特性補正方法を提供することにある。

請求項１記載のサーミスタの温度特性補正装置によれば、電圧変換回路は、複数の分圧抵抗回路がサーミスタに対して選択的に接続可能に構成されており、それらの各分圧抵抗値は、サーミスタが検出する異なる温度範囲について、サーミスタの抵抗値の変化に応じた電圧変化に、それぞれ疑似線形特性を持たせるように設定されている。すなわち、本来のサーミスタの抵抗値の変化は指数関数的特性を示すが、その抵抗値の変化を、分圧抵抗回路を介した電圧の変化として検出すると略線形を示す領域が得られる。

記憶回路には、各分圧抵抗回路によって付与される疑似線形特性を示す領域について、温度の変化に対して、分圧抵抗値が一定である場合に実際のＡ／Ｄ変換値が示す特性を予め多次関数近似した係数が記憶されている。演算回路は、電圧変換回路が出力する電圧信号のＡ／Ｄ変換データ値の変化に応じて、サーミスタと電圧変換回路における各分圧抵抗回路との接続を切換えると共に、サーミスタに接続されている分圧抵抗回路に対応する係数を記憶回路より読み出して多次関数近似演算を行う。これにより、各分圧抵抗回路における抵抗値に基づき、実際の特性より近い温度を連続的に得ることができる。そして、要求される出力特性より導かれる出力変化量の閾値に応じて定義される領域について、各温度について線形特性を成すように変換したデータを出力する。

このように構成すれば、サーミスタにより検出されて、温度特性補正装置より出力される温度データは、要求される出力特性を満たす範囲で線形となる。そして、そのために必要とされる分圧抵抗回路の数が最小限になるので、温度特性補正装置を従来よりも少ない部品数で構成できる。

第１実施形態であり、温度特性補正装置の動作を示すフローチャート起動時のステップＳ４の処理内容を示すフローチャート通常動作時の図２相当図（ａ）は各測定回路について割り付けた温度範囲及びＡ／Ｄ変換値の値域を示す図、（ｂ）は各値域が最終的に線形特性に割り付けられた状態を示す図図４（ａ）に対応する各測定回路の数値の一覧を示す図（ａ）は実際のＡ／Ｄ変換値の特性、（ｂ）は（ａ）を３次関数近似した曲線を示す図、（ｃ）は温度に応じて温度特性補正装置より出力されるデータ値の特性を示す図最終的に得られたＡ／Ｄ変換データの検出精度の一例を示す図（ａ）は温度特性補正装置の構成を示す図、（ｂ）は各測定回路における抵抗値の一例を示す図測定回路の変形例を示す図擬似線形領域と、検出精度との関係を示す図温度の変化に応じたサーミスタの抵抗変化特性を示す図（ａ）は、サーミスタの抵抗変化をＡ／Ｄ変換した場合の特性を示す図、（ｂ）は最終的に出力されるＡ／Ｄ変換値の特性を示す図第２実施形態を示す図１相当図フィルタによる演算処理を説明する図第３実施形態であり、温度特性補正装置の構成を示す図各測定回路及び各診断回路における抵抗値の一例を示す図起動時及び通常動作時の処理を示すフローチャート第４実施形態であり、温度特性補正装置の構成を示す図各診断回路における抵抗値の一例を示す図（ａ）は図７と同じ図、（ｂ）は各診断回路について得られるＡ／Ｄ変換データの検出精度の一例を示す図起動時及び通常動作時の処理を示すフローチャート第５実施形態であり、温度特性補正装置の構成を示す図診断回路における抵抗値の一例を示す図診断回路について得られるＡ／Ｄ変換データの検出精度の一例を示す図

（第１実施形態）
先ず、本実施形態において、検出した温度に対応したＡ／Ｄ変換データを得るための原理について説明する。図１１に示すように、一般的なサーミスタの温度に対する抵抗値の変化は指数関数的特性を示す。このサーミスタの抵抗値の変化は、サーミスタを分圧抵抗回路等に接続し、電圧の変化をＡ／Ｄ変換して検出することが多い。この際、温度に応じたＡ／Ｄ変換値は図１２（ａ）に示すようになり、低温域と高温域とで非線形に変化するが、それらの間の中温域では概ね線形な変化を示す。これを、以下では擬似線形特性領域と称す。

サーミスタによって温度を検出するに当たり、Ａ／Ｄ変換値の擬似線形特性領域を使用できれば都合が良い。また、同じサーミスタであっても、擬似線形特性領域となる温度範囲や傾きは、接続される分圧抵抗回路の分圧抵抗値に応じて変化するので、特許文献１では、温度範囲に応じて可変抵抗回路の抵抗値を変化させている。

図１２（ａ）に示す温度のＡ／Ｄ変換特性は、多次関数を用いて近似できるので、各分圧抵抗回路の分圧抵抗値に応じて多次関数近似演算して補正すれば、実際のＡ／Ｄ変換値に応じたより正確な温度を得ることができる。ここで、補正演算を行うに当たり、その精度がどの程度まで要求されるのかは、適用されるアプリケーションの仕様に応じて決まる。したがって、補正演算により仕様を満たす範囲が得られる擬似線形特性領域を、複数の分圧抵抗回路の接続を切換えて、それらを連結させて用いることで仕様を満たすようにする。最終的には、図１２（ｂ）に示すように、検出温度に応じたＡ／Ｄ変換データが線形（単調増加）となるように出力する。以下、より具体的に説明する。

図８（ａ）に示すように、本実施形態の温度特性補正装置は、サーミスタ１に接続される測定回路部２（電圧変換回路），検出部３，ＣＰＵ４（演算回路），出力部５及びフラッシュメモリ６（記憶回路）で構成されている。測定回路部２は、複数例えば３つの測定回路２（１）〜２（３）（分圧抵抗回路）を備えている。測定回路２（１）〜２（３）は、電源とグランドとの間に、３つの抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３と３つのスイッチＳＷ（１〜３，４〜６，７〜９）とを直列に接続して構成されている。

例えば、測定回路２（１）は、抵抗素子Ｒ１及びＲ２の共通接続点，抵抗素子Ｒ２及びＲ３の共通接続点，抵抗素子Ｒ３とグランドとの間に、それぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３が挿入されている。測定回路２（２）では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３に替えてスイッチＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６が、測定回路２（３）では同じくＳＷ７，ＳＷ８，ＳＷ９が挿入されている。これらのスイッチＳＷ１〜９のオンオフ切替えはＣＰＵ４により制御されて、測定回路２（１）〜２（３）のうち何れか１つがサーミスタ１に接続される。尚、図８（ｂ）に示すように、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値は、測定回路２（１）〜２（３）それぞれにおいて異なる。

測定回路部２を介して出力される電圧信号は、検出部３に入力される。なお、検出部３には、抵抗素子Ｒ２の両端電圧が入力される。検出部３は、増幅回路及びＡ／Ｄ変換器を備えており、入力される電圧信号を増幅した後Ａ／Ｄ変換してＣＰＵ４に出力する。フラッシュメモリ６には、ＣＰＵ４が実行する制御プログラムや補正演算用の係数データ等が記憶されている。ＣＰＵ４は、入力されるデータを読み込んで補正演算等を行った後、演算結果を出力部５に出力する。出力部５は、例えばＳＥＮＴ（Single Edge Nibble Transmission）等の通信規格に対応したインターフェイスであり（ＳＥＮＴトランスミッタ）、入力されるデータを通信規格に応じたデータフォーマットで外部に出力する。

尚、測定回路部２における測定回路は、必ずしも３つ抵抗素子を用いる必要はなく、例えば図９（ａ）に示すように２つの抵抗素子Ｒ１，Ｒ２を用いたり、図９（ｂ）に示すように電流源と抵抗素子Ｒ１との直列回路で構成しても良い。また、電源電圧は例えば３．３Ｖであり、Ａ／Ｄ変換のビット数は１２ビットであるとする。

次に、本実施形態の作用について説明する。図１に示すように、サーミスタ１の抵抗値が温度に応じて変化すると（Ｓ１）、その変化は測定回路部２において電圧の変化になる（Ｓ２）。その電圧は、検出部３において増幅されて（Ｓ３）Ａ／Ｄ変換されると（Ｓ４）、ＣＰＵ４により補正演算が行われる（Ｓ５）。そして、要求される感度に応じて出力データ値の調整が行われ（Ｓ６）、出力部５により例えばＳＥＮＴ通信のデータフォーマットにより外部に出力される（Ｓ７）。尚、上記のステップＳ４では、Ａ／Ｄ変換が行われると共に、そのＡ／Ｄ変換データ値に応じて測定回路２（１〜３）の選択も行われる。

図４（ａ）に示すように、３つの測定回路２（１〜３）を切換えて使用することで、概ね測定温度範囲−３０℃〜１８０℃をカバーする。そして、各測定回路２（１〜３）について、それぞれの検出温度範囲とその温度範囲に応じて出力が期待されるＡ／Ｄ変換値とは、図５に示すように設定されている。ここで各測定回路２（１〜３）それぞれの期待Ａ／Ｄ変換値は、擬似線形特性領域が得られる値域として選択されている。

例えば、測定回路の１つを介して得られるＡ／Ｄ変換値が、図１０（ａ）のような特性を示す場合、図１０（ｂ）に示す各検出温度に応じた検出分解能［ＬＳＢ／℃］は、低温域及び高温域で低下し、中温域で上昇する。この検出分解能がどこまで要求されるかに応じて、擬似線形特性領域と見なすことができる温度範囲が異なる。したがって、要求される検出分解能を例えば８ＬＳＢ／℃と明確にすることで、１つの測定回路について擬似線形特性領域と見なせる温度範囲を最大限に確保できる。

そこで、ステップＳ４では、以下のように測定回路２（１〜３）の切換え制御を行う。図２に示すように、温度特性補正装置の起動時は、ＣＰＵ４が、先ず最初に測定回路２（１〜３）のそれぞれに切り換えて得られるＡ／Ｄ変換値を読み込む（Ｓ１１〜Ｓ１３）。そして、各測定回路２（１〜３）を介して得られたＡ／Ｄ変換値が、それぞれ対応した期待値の範囲にあるかどうかに応じて、測定回路２（１〜３）の１つを初期選択する。

尚、図４（ａ）及び図５に示しているように、各測定回路２（１〜３）についての期待Ａ／Ｄ変換値には、各測定回路２（１）及び２（２），測定回路２（２）及び（３）の間でオーバーラップする値域がある。これは、ヒステリシス特性を持たせて、測定回路２（１〜３）の切替を円滑に行うためである。

測定回路２（１）のＡ／Ｄ変換値のみが期待値であれば（Ｓ１４：ＹＥＳ）、測定回路２（１）を初期選択し（Ｓ１７）、測定回路２（３）のＡ／Ｄ変換値のみが期待値であれば（Ｓ１８：ＹＥＳ）、測定回路２（３）を初期選択する（Ｓ１９）。そして、測定回路２（１）及び２（２），又は測定回路２（２）及び２（３）のＡ／Ｄ変換値が期待値であれば（Ｓ１６：ＹＥＳ）、測定回路２（２）を初期選択する（Ｓ１７）。これは、測定回路２（２）が中温域に設定されているので、優先的に選択した方が、以降に切り替えを行う頻度が低下することが期待できるからである。

初期選択した以降のステップＳ４では、図３に示す処理となる。初期選択の結果に応じて、それぞれ測定回路２（１），２（２），２（３）によりＡ／Ｄ変換を行う（Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ２６）。図５（ａ）に示すように、測定回路２（１），２（２）で使用するＡ／Ｄ変換値の下限はそれぞれα１，α２に設定されており、測定回路２（２），２（３）で使用するＡ／Ｄ変換値の上限はそれぞれβ２，β３に設定されている。測定回路２（１）でＡ／Ｄ変換を行った場合（Ｓ２１）、そのＡ／Ｄ変換値がα１以下であれば（Ｓ２２：ＹＥＳ）ステップＳ２１に戻り、測定回路２（１）の使用を継続する。前記Ａ／Ｄ変換値がα１を超えると（Ｓ２２：ＮＯ）ステップＳ２３に移行する。

測定回路２（２）でＡ／Ｄ変換を行った場合（Ｓ２３）、そのＡ／Ｄ変換値がβ２以上であり（Ｓ２４：ＹＥＳ）且つα２以下であれば（Ｓ２５：ＹＥＳ）ステップＳ２３に戻り、測定回路２（２）の使用を継続する。ステップＳ２４で「ＮＯ」と判断するとステップＳ２１に戻り、ステップＳ２５で「ＮＯ」と判断するとステップＳ２６に移行する。
測定回路２（３）でＡ／Ｄ変換を行った場合（Ｓ２６）、そのＡ／Ｄ変換値がβ３以上であれば（Ｓ２７：ＹＥＳ）ステップＳ２６に戻り、測定回路２（３）の使用を継続する。ステップＳ２７で「ＮＯ」と判断するとステップＳ２３に移行する。

再び図１を参照する。以上のように、ステップＳ４において測定回路２（１）〜２（３）を選択すると、ＣＰＵ４は、Ａ／Ｄ変換値について３次関数近似を用いて補正を行う（Ｓ５）。実際に得られたＡ／Ｄ変換値Ｘ_１について、測定回路２（１）〜２（３）それぞれの抵抗値に応じたＡ／Ｄ変換特性として想定される３次関数の係数Ａ〜Ｄを求めておき、予めフラッシュメモリ６に記憶しておく。そして、
Ｙ_１＝ＡＸ_１ ^３＋ＢＸ_１ ^２＋ＣＸ_１＋Ｄ
により温度Ｙ_１を求める。このようにして得られた温度Ｙ_１は、図６（ｂ）に示したような、実際のＡ／Ｄ変換特性を３次近似した曲線に応じた値となっている。

最後に、図４（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、ＳＥＮＴ通信において温度データを伝送する際に満たす必要がある出力特性（≒８ＬＳＢ／℃）に従うデジタル値を出力するため、温度Ｙ_１を温度Ｘ_２として出力関数に代入し、単調増加するデジタル値Ｙ_２を出力する。尚、Ｅ，Ｆは係数である。
Ｙ_２＝ＥＸ_２＋Ｆ
以上のように処理した結果、図７に示すように、サーミスタ１による温度検出範囲−３０°〜１８０℃の範囲について、要求される出力特性（検出精度）８ＬＳＢ／℃が確保されている。尚、図６（ｃ）の出典を記す（「SAEJ2716＿Revised JAN2010 Page42 of 56」）。

以上のように本実施形態によれば、測定回路部２を、サーミスタ１に対して測定回路２（１）〜２（３）を選択的に接続可能に構成し、それらの各測定回路２（１）〜２（３）は、サーミスタ１が検出する異なる温度範囲について、サーミスタ１の抵抗値の変化に応じた電圧変化にそれぞれ疑似線形特性を持たせるように設定する。

ＣＰＵ４は、測定回路部２が出力する電圧信号のＡ／Ｄ変換データ値の変化に応じて、サーミスタ１と各測定回路２（１）〜２（３）との接続を切換えると共に、サーミスタ１に接続されている測定回路に対応する係数をフラッシュメモリ６より読み出して３次関数近似演算を行い、Ａ／Ｄ変換値に応じた温度を求める。そして、要求される出力特性より導かれる出力変化量の閾値に応じて定義される領域について、各温度につき線形特性を成すように変換したデータを出力する。

これにより、サーミスタ１により検出されて、温度特性補正装置より出力される温度データは、要求される出力特性を満たす範囲で線形となる。そして、そのために必要とされる測定回路の数が最小限になるので、温度特性補正装置を従来よりも少ない部品数で構成できる。また、ＣＰＵ４は、サーミスタ１が検出する温度が上昇する過程における各測定回路２（１）〜２（３）との接続切換えを行うための閾値データと、サーミスタ１が検出する温度が低下する過程における前記接続切換えを行うための閾値データとに差を持たせているので、切換え制御を安定して行うことができる。

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図１３に示すように、第２実施形態では、ＣＰＵ４がステップＳ５，Ｓ６の間に、フィルタ処理の演算を実行する（Ｓ１１）。このフィルタ処理は、測定回路２（１）〜２（３）の間で接続切替えを行う際に、３次関数近似した温度に対応するＡ／Ｄ変換値の変化を滑らかにするため、例えば重み付き平均処理として行う。

例えば図１４に示すように、最新のデータ，その１つ前，２つ前に得られたデータにそれぞれ係数α，β，γ（α＋β＋γ＝１）を乗じてそれらを加算したものを今回の出力値とする。これにより、例えば測定回路２（１）から測定回路２（２）に切り換えた際のＡ／Ｄ変換値に多少のずれがあったとしても、そのずれに応じた変動がより小さくなるようにデータ値が補正される。

（第３実施形態）
第１実施形態の温度特性補正装置は、電圧変換回路２が測定回路２（１）〜２（３）を備えているので、例えばスイッチＳＷ１〜ＳＷ９の何れかがＯＦＦ状態，又はＯＮ状態のまま固着したり、或いは、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値が経時変化して温度測定値が変動する可能性がある。そこで、第３実施形態では、上記のような異常を検出して故障判定をするための構成を備える。

図１５に示すように、第３実施形態の温度特性補正装置は、第１実施形態の電圧変換回路２を、電圧変換回路１１に置き換えている。電圧変換回路１１は、測定回路部１１Ｍ及び診断回路部１１Ｄからなり、測定回路部１１Ｍは、第１実施形態の電圧変換回路２と同じ構成である。また、診断回路部１１Ｄは、測定回路部１１Ｍの測定回路２（１）〜２（３）に対応して、それぞれ同じ抵抗値で構成される（図１６参照）診断回路１２（１）〜１２（３）（診断用分圧抵抗回路）を備えている。

診断回路１２（１）〜１２（３）において、測定回路２（１）〜２（３）のスイッチＳＷ１〜ＳＷ９に対応するスイッチは、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１９となっている。そして、ＣＰＵ４に替わるＣＰＵ１３（演算回路）は、診断回路１２（１）〜１２（３）を用いて電圧変換回路１１の故障診断（異常検出）を行う。

次に、第３実施形態の作用について説明する。図１７に示すように、ＣＰＵ１３は、第１実施形態のステップＳ１１〜Ｓ１９を起動時処理として行い（Ｓ３１）、温度測定に使用する測定回路２を選択する。そして、ステップＳ２１〜Ｓ２７を実行する通常処理を第１実施形態と同様に行ない、温度測定値（１）を得る（Ｓ３２）。それに続いて、測定に使用した測定回路２に対応する診断回路１２を用いて通常処理を同様に実行し、温度測定値（２）を得る（Ｓ３３）。

次に、測定値（１）と測定値（２）との差の絶対値を求め、その差の絶対値が故障判定の閾値α以上か否かを判断する（Ｓ３４）。前記絶対値が閾値α未満であれば（ＮＯ）ステップＳ３２に戻り、通常動作を継続する。一方、前記絶対値が閾値α以上であれば（ＹＥＳ）故障と判定する（Ｓ３５）。尚、閾値αは、予め設定してフラッシュメモリ６に格納しておく。

以上のように第３実施形態によれば、測定回路２（１）〜２（３）によりカバーされているサーミスタ１の検出温度範囲に対応する診断回路１２（１）〜１２（３）を備え、ＣＰＵ１３は、測定回路２（１）〜２（３）により得られた温度データと診断回路１２（１）〜１２（３）より得られた温度データとの差を求め、前記差の絶対値が閾値α以上となるか否かにより故障診断を行う。したがって、測定回路２又は診断回路１２の少なくとも何れか一方に発生した、スイッチＳＷのＯＮ固着やＯＦＦ固着等による故障が検出可能となり、温度特性補正装置の信頼性を向上させることができる。

そして、診断回路１２（１）〜１２（３）の抵抗値を、対応する測定回路２（１）〜２（３）と同じ値に設定した。これにより、診断回路１２（１）〜１２（３）は、測定回路２（１）〜２（３）と同じ線形性を有することになるので、故障診断をより高い精度で行うことができる。

（第４実施形態）
図１８に示すように、第４実施形態の温度特性補正装置は電圧変換回路１４を備えており、電圧変換回路１４は電圧変換回路１１の診断回路部１１Ｄを診断回路部１４Ｄに置き換えたものである。診断回路部１４Ｄは、測定回路２（１）〜２（３）に対応して診断回路１５（４），１５（５）（分圧抵抗回路）を備えている。診断回路１５（４），１５（５）における抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３の各抵抗値は、図１９に示す値となっている。

図２０（ａ）は図７と同じものであり、図２０（ｂ）は、診断回路１５（４），１５（５）について、測定回路２と同じ３次関数近似演算を行った結果である。すなわち、診断回路１５（４），１５（５）によって、測定回路２（１）〜２（３）と同じくサーミスタ１による温度検出範囲−３０°〜１８０℃の範囲をカバーしており、誤差の最大値は約１０ＬＳＢとなっている。これについては、線形性の厳密さを、測定回路２（１）〜２（３）よりも若干緩和した設定となっている。そして、診断回路１５（４），１５（５）について、上記３次関数近似演算を行うための係数は、予めフラッシュメモリ６に記憶されている。

次に、第４実施形態の作用について説明する。図２１に示すように、ＣＰＵ１３に替わるＣＰＵ１６（演算回路）は、ステップＳ３１に続いて、診断回路１５（４），１５（５）を用いた起動時処理を行う（Ｓ３６）。すなわち、測定対象の温度範囲が診断回路１５（４），１５（５）の何れに適合するかを判定する。そして、ステップＳ３２の実行後は、診断回路１５（４），１５（５）の何れかにより温度測定値（２）を得る（Ｓ３７）。以降はステップＳ３４，Ｓ３５を第３実施形態と同様に実行する。

以上のように第４実施形態によれば、測定回路２（１）〜２（３）に対応して、より少ない数の診断回路１５（４），１５（５）を備えて測定温度範囲をカバーするようにした。また、フラッシュメモリ６に、診断回路１５（４），１５（５）について、３次関数近似演算を行うための係数も予め記憶し、ＣＰＵ１６は、前記係数を読み出して、診断回路１５（４），１５（５）を介してＡ／Ｄ変換されたデータ値について３次関数近似演算により補正した温度を求め、疑似線形特性を線形特性に変換したデータを演算する。

そして、第３実施形態と同様に、診断回路１２（１）〜１２（３）より得られた温度データと診断回路１５（４），１５（５）より得られた温度データとの差を求めて故障診断を行う。これにより、故障診断精度については第３実施形態に及ばないが、診断回路１５側に故障が発生する確率が低減するので、信頼性をより向上させることができる。

（第５実施形態）
図２２に示すように、第５実施形態の温度特性補正装置は電圧変換回路１７を備えており、電圧変換回路１７は、第４実施形態の診断回路部１４Ｄを診断回路部１７Ｄに置き換えたものである。診断回路部１７Ｄは、測定回路２（１）〜２（３）に対応して１つの診断回路１５（６）のみを備えている。診断回路１５（６）における抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３の各抵抗値は、図２３に示すように、測定温度範囲の中間領域に対応する測定回路２（２）と同じ値になっている。

そして、第５実施形態では、診断回路１５（６）については、測定回路２について行っている３次関数近似演算よりも高い次数の関数近似演算を行う。図２４は、６次関数近似演算と、８次関数近似演算とを行った結果を示しており、縦軸は、図２０の２倍のスケールとなっている。すなわち、診断回路１５（６）によって、測定回路２（１）〜２（３）と同じくサーミスタ１による温度検出範囲−３０°〜１８０℃の範囲をカバーしており、６次関数近似演算における誤差の最大値は３０ＬＳＢ強であり、８次関数近似演算における誤差の最大値は２０ＬＳＢ弱である。

フラッシュメモリ６には、診断回路１５（６）について、高次関数近似演算を行うための係数も予め記憶し、ＣＰＵ１６に替わるＣＰＵ１８は、前記係数を読み出して、診断回路１５（６）を介してＡ／Ｄ変換されたデータ値について高次関数近似演算により補正した温度を求め、疑似線形特性を線形特性に変換したデータを演算する。

そして、ＣＰＵ１８は、第３実施形態で図１６に示すステップＳ３３では、診断回路１５（６）により温度測定値（２）を得て、以降はステップＳ３４，Ｓ３５を第３実施形態と同様に実行する。

以上のように第５実施形態によれば、診断回路１５について使用する多次関数近似演算に、測定回路２について使用する３次関数近似演算よりも高次の関数を使用するので、線形性の厳密さを緩和して、診断回路１５の数をより削減することが可能になる。そして、診断回路１５（６）を１つだけ設け、その抵抗値を測定回路２（１）と同じ値に設定したので、極力高い信頼性を維持した状態で故障診断を行うことができる。

本発明は上記した、又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
測定回路の数は「３」に限らず、測定対象とする温度範囲等に応じて適宜選択すれば良い。
補正は３次関数近似に限らず、２次又は４次以上の関数を用いても良い。
電源電圧やＡ／Ｄ変換のビット数等は、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。また、検出精度についても８ＬＳＢ／℃に限ることはない。

第３，第５実施形態において、診断回路１２，１５の抵抗値を、測定回路２と異なる値に設定しても良い。
診断回路１２，１５について行う高次関数近似演算は、６次，８次に限ることなく、測定回路側の次数よりも高い次数であれば良い。
出力部５は、ＳＥＮＴ以外の通信規格に対応するものでも良い。また、出力部５は、必要に応じて設ければ良い。
記憶回路はフラッシュメモリ６に限ることはなく、ＳＲＡＭやＤＲＡＭなどでも良い。

図面中、１はサーミスタ、２は測定回路部（電圧変換回路），２（１）〜２（３）は測定回路（分圧抵抗回路）、３は検出部（Ａ/Ｄ変換器）、４はＣＰＵ（演算回路）、６はフラッシュメモリ（記憶回路）を示す。

Claims

分圧抵抗値が異なる複数の分圧抵抗回路（２（１）〜（３））を備え、各分圧抵抗回路にサーミスタ（１）が選択的に接続可能に構成され、前記各分圧抵抗値は、前記サーミスタが検出する異なる温度範囲について、前記サーミスタの抵抗値の変化に応じた電圧変化に、それぞれ疑似線形特性を持たせるように設定されている電圧変換回路（２）と、
この電圧変換回路が出力する電圧信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（３）と、
前記Ａ／Ｄ変換されたデータが入力され、演算を行う演算回路（４，１３，１６，１８）と、
前記各分圧抵抗回路によって付与される疑似線形特性を線形特性に変換するため、予め多次関数近似した係数が記憶されている記憶回路（６）とを備え、
前記演算回路は、前記Ａ／Ｄ変換されたデータ値の変化に応じて、前記サーミスタと前記電圧変換回路における各分圧抵抗回路との接続を切換えると共に、
前記サーミスタに接続されている分圧抵抗回路に対応する係数を前記記憶回路より読み出して、前記Ａ／Ｄ変換されたデータ値について多次関数近似演算により補正した温度を求め、前記疑似線形特性を、要求される出力特性より導かれる出力変化量の閾値に応じて定義される領域について線形特性に変換したデータを出力することを特徴とするサーミスタの温度特性補正装置。
前記多次関数近似演算を、３次関数近似演算とすることを特徴とする請求項１記載のサーミスタの温度特性補正装置。
前記演算回路は、前記サーミスタが検出する温度が上昇する過程における前記サーミスタと前記各分圧抵抗回路との接続切換えを行うための閾値データと、前記サーミスタが検出する温度が低下する過程における前記接続切換えを行うための閾値データとに差を持たせることを特徴とする請求項１又は２記載のサーミスタの温度特性補正装置。
前記演算回路は、前記サーミスタと前記各分圧抵抗回路との接続切換えを行う前後に出力するデータについて、重み付き平均によるフィルタ演算処理を行うことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のサーミスタの温度特性補正装置。
前記複数の分圧抵抗回路によりカバーされている前記サーミスタの検出温度範囲に対応する故障診断用の分圧抵抗回路（以下、診断用分圧抵抗回路と称す）を備え、
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記診断用分圧抵抗回路（１２，１５）が出力する電圧信号もＡ／Ｄ変換し、
前記記憶回路には、前記診断用分圧抵抗回路についても、当該回路よって付与される疑似線形特性を線形特性に変換するため、予め多次関数近似した係数が記憶され、
前記演算回路（１３，１６，１８）は、前記サーミスタに接続されている分圧抵抗回路に対応する診断用分圧抵抗回路の係数も前記記憶回路より読み出して、前記診断用分圧抵抗回路を介してＡ／Ｄ変換されたデータ値について多次関数近似演算により補正した温度を求め、前記疑似線形特性を前記線形特性に変換したデータを演算し、
前記分圧抵抗回路により得られたデータと、前記診断用分圧抵抗回路により得られたデータとの差を求め、前記差が所定の閾値以上となるか否かにより故障診断を行うことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のサーミスタの温度特性補正装置。
前記診断用分圧抵抗回路（１２（１）〜１２（３））は、前記複数の分圧抵抗回路に対応して複数設けられ、それぞれが対応する分圧抵抗回路と同じ抵抗値に設定されていことを特徴とする請求項５項記載のサーミスタの温度特性補正装置。
前記診断用分圧抵抗回路について使用する多次関数近似演算は、前記分圧抵抗回路について使用する多次関数近似演算よりも高次の関数を使用することを特徴とする請求項５項記載のサーミスタの温度特性補正装置。
前記診断用分圧抵抗回路を１つ（１５（６））だけ設け、その抵抗値を、前記分圧抵抗回路の１つと同じ値に設定することを特徴とする請求項７項記載のサーミスタの温度特性補正装置。
分圧抵抗値が異なる複数の分圧抵抗回路を用い、前記各分圧抵抗値は、サーミスタが検出する異なる温度範囲について、前記サーミスタの抵抗値の変化に応じた電圧変化に、それぞれ疑似線形特性を持たせるように設定されており、
前記サーミスタが、前記分圧抵抗回路の何れかに接続された状態で出力される電圧信号をＡ／Ｄ変換し、
前記Ａ／Ｄ変換されたデータ値の変化に応じて、前記サーミスタと前記電圧変換回路における各分圧抵抗回路との接続を切換え、
前記サーミスタに接続されている分圧抵抗回路によって付与される疑似線形特性を線形特性に変換するために、予め多次関数近似した係数を用いて多次関数近似演算を行い、前記疑似線形特性を、要求される出力特性より導かれる出力変化量の閾値に応じて定義される領域について線形特性に変換したデータを出力することを特徴とするサーミスタの温度特性補正方法。
前記多次関数近似演算を、３次関数近似演算とすることを特徴とする請求項９記載のサーミスタの温度特性補正方法。