JP2007168691A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 イグニッションスイッチのオン操作によりメインリレーが通電するように構成された電子制御装置において、低外気温の状況下でイグニッションスイッチがオフ操作された後に、メインリレーの接点部が氷結することを回避する。
【解決手段】 イグニッションスイッチがオン操作されることによりエンジンルーム内に設置されたメインリレーを通電してバッテリから電力供給されるコントロールユニットを有する電子制御装置であって、外気温度を検出する外気温度検出手段が備えられ、かつ、前記コントロールユニットは、イグニッションスイッチがオフ操作された後、メインリレーを所定時間継続して通電させると共に、該所定時間は、前記外気温度検出手段により検出された外気温度が低い時には高い時に比べて、長く設定される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両の各機器を制御する電子制御装置の技術分野に属する。

車両の各機器を制御する電子制御装置には、イグニッションスイッチのオン操作によりエンジンルーム内に設置されているメインリレーを通電し、バッテリからコントロールユニットに電力供給されるように構成されたものがある。

そして、このような電子制御装置の例として例えば特許文献１に開示されたものがある。この装置は、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサと電磁式のスロットル弁とを備え、コントロールユニットは、アクセル開度に基づいてスロットル弁に制御信号を出力するようになっている。また、コントロールユニットは、スロットル開度を検出するスロットル開度センサからの出力値を入力するようになっており、この出力値に基づいてスロットル弁が基準開度（例えば全開位置）になるときの制御信号の値を学習補正する。

さらに、この特許文献１の装置では、イグニッションスイッチがオフ操作された後でも、メインリレーの通電状態を継続し、コントロールユニットへの電力供給を継続するセルフシャットオフ期間を設け、この期間中にスロットル弁を強制的に全閉位置に作動させ、スロットル弁が全閉になるときの制御信号の値を学習補正するようになっている。
特開平９−２８７５１５号公報

ところで、前記のような電子制御装置においては、図５に示すように、イグニッションスイッチがオン操作されてエンジンが作動し、かつメインリレーが通電状態となると、メインリレーの接点部と周囲の雰囲気の温度とが上昇する。雰囲気の温度はエンジンルームの温度上昇に伴って上昇すると共に、接点部の温度は、雰囲気から影響される温度にジュール熱が加えられるので、雰囲気温度よりも高い温度で上昇する。そして、時刻Ｔにおいてイグニッションスイッチがオフ操作されてエンジンが停止すると共に、メインリレーの通電が停止されると、接点部と雰囲気の温度が低下する。このとき、接点部は熱容量の大きいハーネスに接続されているため、雰囲気よりも温度の低下速度が速い。この結果、時間の経過に伴って両者の温度が逆転することになる。

このような逆転が低外気温の状況下で起こると、メインリレーの周囲に存在する水分が接点部に集中して結露となる。そして、接点部の温度が低下して、氷点下で結露が氷結し、次にイグニッションスイッチがオンされてもメインリレーが閉じずにコントロールユニットへの電力供給が適正に行われないという不具合が生じることになる。また、メインリレーは樹脂製のケースで覆われることはあるが、水蒸気の透過性によりケース内の水分を完全に無くすことはできないので、そのような不具合を防止することはできない。

一方、前記特許文献１に開示された構成においては、イグニッションスイッチがオフ操作されてもセルフシャットオフ期間中はメインリレーの通電状態が維持されるので、低外気温の状況下であっても、接点部の温度は昇温或いは維持される。

しかしながら、前記セルフシャットオフ期間はスロットル弁が全閉時の制御信号の値を学習するためのものであり、前記のような問題に対しては必ずしも効果的でない。つまり、このようにセルフシャットオフ期間を設けても、期間の長さによっては、接点部と雰囲気の温度が逆転することにより水分が接点部に集中して結露となり、これが氷結しうるのである。

そこで、本発明は、イグニッションスイッチのオン操作によりメインリレーが通電するように構成された電子制御装置において、低外気温の状況下でイグニッションスイッチがオフ操作された後に、メインリレーの接点部が氷結することを回避することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、イグニッションスイッチがオン操作されることによりエンジンルーム内に設置されたメインリレーを通電してバッテリから電力供給されるコントロールユニットを有する電子制御装置であって、外気温度を検出する外気温度検出手段が備えられ、かつ、前記コントロールユニットは、イグニッションスイッチがオフ操作された後、メインリレーを所定時間継続して通電させると共に、該所定時間は、前記外気温度検出手段により検出された外気温度が低い時には高い時に比べて、長く設定されることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の電子制御装置において、イグニッションスイッチがオン操作されてからオフ操作されるまでの時間を計時する計時手段が備えられ、前記所定時間は、該計時手段により計時された時間が予め設定された時間未満であるときには、更に長く設定されることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、イグニッションスイッチがオフ操作された後に、外気温度検出手段により検出された外気温度が低い時には高い時に比べて長く設定される所定時間が経過するまでメインリレーの通電を継続するようになっている。この所定時間が経過するまでの間は、エンジンルームの温度低下に伴ってメインリレーの周囲の雰囲気の温度は低下するが、メインリレーの通電により接点部の温度は上昇或いは維持されることになる。従って、この所定時間の間に接点部と雰囲気との温度差が大きくなる。

そして、所定時間経過後にメインリレーの通電が停止されたときは、接点部の温度が雰囲気の温度よりも低下速度が速いため、両者の温度差は小さくなるのであるが、両者の温度が逆転するまでには至らず、雰囲気の温度が接点部の温度よりも先に氷点下に達することになる。この結果、メインリレーの周囲に存在する水分は雰囲気中で氷結し、接点部に集中して結露して氷結する不具合の発生が回避される。

ところで、イグニッションスイッチがオン操作されると、ジュール熱により接点部の温度は雰囲気の温度よりも昇温速度が速いため、時間の経過と共に両者の温度差は拡大することになる。そのため、イグニッションスイッチがオン操作されてからオフ操作されるまでの時間が短い時には、比較的温度差が小さな状態になる。この状態から所定時間が経過してイグニッションスイッチとメインリレーが共にオフとなったときに、温度差が小さいので接触点の温度と雰囲気の温度とが早くに逆転することになるため、接触点に集中して結露が生じることが考えられる。

これに対して、請求項２に記載の発明によれば、イグニッションスイッチがオン操作されてからオフ操作されるまでの時間が予め設定された時間未満であるときには、前記所定時間が更に長く設定されるので、イグニッションスイッチがオフ操作されてから所定時間経過するまでの間に、接触点と雰囲気との温度差がより大きくなる。この結果、接触点に集中して結露して氷結する不具合が確実に回避されることになる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

まず、図１に本実施の形態に係る電子制御装置１のシステム図を示す。

コントロールユニット２は、イグニッションスイッチ４がオン操作されたときにバッテリ３から電力供給されると共に、メインリレー５を通電させることにより電力供給されるようになっている。また、コントロールユニット２は、電磁式のスロットル弁６などに制御信号を出力すると共に、外気温度を検出する外気温度センサ７やスロットル開度を検出するスロットル開度センサ８などから各種信号を入力するようになっている。

前記メインリレー５は、コイル５ａとリレースイッチ５ｂとを有し、コイル５ａに通電することによりリレースイッチ５ｂが両接点部５ｃ，５ｃに接触し、該リレースイッチ５ｂを介して両接点部５ｃ，５ｃが導通状態となる。そして、両接点部５ｃ，５ｃが導通状態となると、バッテリ３からコントロールユニット２に電力供給が行われる。また、コイル５ａへの通電が停止されると、リレースイッチ５ｂは両接点部５ｃ，５ｃから離反し、バッテリ３からコントロールユニット２への電力供給が停止される。なお、前記メインリレー５は、樹脂製のケース５ｄにより覆われている。

前記スロットル弁６は、吸気通路１０を開閉する弁体６ａと、該弁体６ａを回転させるモータ６ｂとを有している。コントロールユニット２は、アクセル開度、車速、エンジン回転数等のパラメータに基づいてモータ６ｂに制御信号を出力し、所望のスロットル開度を実現させるようになっている。

また、前記コントロールユニット２は、スロットル開度の学習制御を行うようになっている。この学習制御は、所定のスロットル開度（例えば全開時）に応じた前記スロットル開度センサ８からの出力値を読み込み、この出力値に基づいてスロットル弁６に出力する制御信号を較正するようになっている。

さらに、前記学習制御のために、イグニッションスイッチ４がオフ操作された後に、５分間メインリレー５の通電を継続するようになっている。この５分間の間に、スロットル弁６を強制的に例えば全閉位置に作動させ、このときのスロットル開度センサ８の出力値に基づいて制御信号の値を学習するのである。

このように、スロットル開度の学習制御のためにイグニッションスイッチ４がオフ操作された後も、メインリレー５の通電が継続されるのであるが、図２のフローチャートに示すように、前記外気温度センサ７に検出された外気温度に応じて異なる制御を行うようになっている。

図２のフローチャートについて説明すると、まず、ステップＳ１で、前記外気温度センサ７により検出された外気温度τをコントロールユニット２に入力する。

次に、ステップＳ２で、イグニッションスイッチ４がオフ操作されたか否かを判定し、オフ操作されていないときはステップＳ１に戻り、オフ操作されたときはステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、前記ステップＳ１で入力した外気温度τが予め設定された所定温度τ_０（ここではτ_０＝−１０℃）以下か否かを判定する。τ≦−１０℃のときは、ステップＳ４に進み、イグニッションスイッチ４がオン操作されてから前記ステップＳ２でオフ操作されるまでの時間Ｔが予め設定された時間Ｔ_１（ここではＴ_１＝１０分）未満か否かについての判定を行う。

そして、ステップＳ４の判定のおいてＴ≧１０分（ＮＯ）のときは、ステップＳ５に進み、メインリレー５の通電時間を１０分に設定する。次に、ステップＳ６でメインリレー５の通電時間１０分が経過したか否かについて判定し、経過しない間はステップＳ６の判定を繰り返すと共に、経過したと判定されたときはステップＳ７に進み、メインリレー５の通電を停止させる。

このように、外気温度τが−１０℃以下、即ち低外気温であることが検出されており、かつ、イグニッションスイッチ４がオン操作されてからオフ操作されるまでの時間Ｔが十分に長く、メインリレー５におけるケース５ｄの内部の雰囲気５ｅの温度が十分に昇温されている場合には、イグニッションスイッチ４がオフ操作された後に継続されるメインリレー５の通電時間が、スロットル開度の学習制御のみを行う場合（５分）に比べて長い１０分に設定されるようになっている。

次に、このような状況下の制御において、メインリレー５の接点部５ｃ，５ｃの温度及び雰囲気５ｅの温度についての時間的変化を図３に基づいて説明する。なお、この図例においては、外気温度センサ７により検出された外気温度が約−２５℃であると共に、イグニッションスイッチ４がオン操作されてからオフ操作されるまでの時間はＴ分（≧１０分）となっている。

まず、イグニッションスイッチ４がオン操作され、これと略同時にメインリレー５が通電状態になる。このとき、メインリレー５を介した電力供給により接点部５ｃ，５ｃの温度が上昇すると共に、エンジンルーム内の温度の昇温に伴ってメインリレー５内部の温度が昇温する。さらに、ジュール熱によって接点部５ｃ，５ｃの昇温速度の方が雰囲気５ｅの昇温速度よりも大きく、両者の温度差ΔＴｅｍｐ_１は時間の経過に伴って大きくなる。

そして、時刻Ｔにおいて、イグニッションスイッチ４がオフ操作されるが、この後１０分間はメインリレー５の通電状態が継続される。このため、メインリレー５を介した電力供給により接点部５ｃ，５ｃの温度は上昇或いは維持されることになるが、エンジンルーム内の温度低下に伴って雰囲気５ｅ温度は低下する。この結果、両者の温度差ΔＴｅｍｐ_２は時間の経過に伴って大きくなる。なお、この１０分の間に、スロットル開度の学習制御が行われている。

さらに、イグニッションスイッチ４がオフ操作された後１０分が経過すると、メインリレー５の通電が停止され、接点部５ｃ，５ｃの温度が急激に低下することになる。しかしながら、前記のように温度差ΔＴｅｍｐ_２が拡大されているため、接点部５ｃ，５ｃの温度が急激に低下しても、ある程度大きな温度差ΔＴｅｍｐ_３が確保される。このとき、接点部５ｃ，５ｃは熱容量の大きいハーネス側へ逃げ易いので、接点部５ｃ，５ｃの温度は雰囲気５ｅの温度よりも低下速度は高いが、温度差ΔＴｅｍｐ_３が確保されているので、両者の温度が逆転するまでの時間が長くなり、点Ａで示すように、逆転する前に雰囲気５ｅの温度が先に氷点下に達することになる。

このように、温度差ΔＴｅｍｐ_３が確保されるので、接点部５ｃ，５ｃの温度と雰囲気５ｅの温度とが氷点下に達する前に逆転することが回避され、接点部５ｃ，５ｃに集中して結露が発生して該接点部５ｃ，５ｃが氷で覆われる不具合が回避されることになる。

一方、前記ステップＳ４において、イグニッションスイッチ４がオン操作されてからオフ操作されるまでの時間Ｔが１０分未満（ＹＥＳ）であると判定されたときは、ステップＳ８に進み、メインリレー５の通電時間を１５分に設定し、ステップＳ６に進む。

即ち、外気温度τが−１０℃以下、即ち低外気温であることが検出されており、かつ、イグニッションスイッチ４がオン操作されてからオフ操作されるまでの時間Ｔが１０分未満と短く、メインリレー５の内部の雰囲気５ｅの温度が十分に昇温されていない場合には、イグニッションスイッチ４がオフ操作された後に継続されるメインリレー５の通電時間が、前述のイグニッションスイッチ４がオン操作されてからオフ操作されるまでの時間が１０分以上経過しているときに比べて、更に長い１５分に設定されるようになっている。

次に、このような状況下の制御において、メインリレー５の接点部５ｃ，５ｃの温度及び雰囲気５ｅの温度についての時間的変化を図４に基づいて説明する。なお、この図例においては、外気温度センサ７により検出された外気温度が約−２５℃であると共に、イグニッションスイッチ４がオン操作されてからオフ操作されるまでの時間はＴ分（＜１０分）となっている。

まず、イグニッションスイッチ４がオン操作され、図３に示したものと同様に接点部５ｃ，５ｃの温度と雰囲気５ｅの温度とが上昇する。そして、時刻Ｔでイグニッションスイッチ４がオフ操作される。このとき、イグニッションスイッチ４がオン操作されてからオフ操作されるまでの時間が１０分未満と短いため、接点部５ｃ，５ｃと雰囲気５ｅの温度差ΔＴｅｍｐ_１′が比較的小さくなる。

そして、イグニッションスイッチ４がオフ操作された後、１５分間はメインリレー５の通電が継続される。このとき、メインリレー５を介した電力供給により接点部５ｃ，５ｃの温度は上昇或いは維持されることになるが、エンジンルーム内の温度低下に伴って雰囲気５ｅ温度は低下する。この結果、両者の温度差ΔＴｅｍｐ_２は時間の経過に伴って大きくなる。しかも、メインリレー５の通電の継続時間が１５分であるから、この間に接点部５ｃ，５ｃと雰囲気５ｅとの温度差ΔＴｅｍｐ_２′がより大きくなる。なお、この１５分の間に、スロットル開度の学習制御が行われている。

さらに、イグニッションスイッチ４がオフ操作された後１５分が経過すると、メインリレー５の通電が停止され、接点部５ｃ，５ｃの温度が急激に低下することになる。しかしながら、前記のように温度差ΔＴｅｍｐ_２′が拡大されているため、接点部５ｃ，５ｃの温度が急激に低下しても、ある程度大きな温度差ΔＴｅｍｐ_３′が確保される。前述のように接点部５ｃ，５ｃの温度は雰囲気５ｅの温度よりも低下速度は高いが、温度差ΔＴｅｍｐ_３′が確保されているので、両者の温度が逆転するまでの時間が長くなり、点Ｂで示すように、逆転する前に雰囲気５ｅの温度が先に氷点下に達することになる。

このように、イグニッションスイッチ４がオン操作されてからオフ操作されるまでの時間が短い場合でも、温度差ΔＴｅｍｐ_３′が確保されているので、接点部５ｃ，５ｃの温度と雰囲気５ｅの温度とが氷点下に達する前に逆転することが回避され、接点部５ｃ，５ｃに集中して結露が発生して該接点部５ｃ，５ｃが氷で覆われる不具合が回避されることになる。

一方、ステップＳ３における判定で、外気温度τ＞−１０℃（ＮＯ）のときは、ステップＳ９に進み、メインリレー５の通電時間を５分に設定し、ステップＳ６に進む。

このときは、外気温度が高いので、スロットル開度の学習制御のために十分な通電時間（５分）に設定されるのである。

なお、以上のような外気温度とイグニッションスイッチ４のオン操作からオフ操作されるまでの時間Ｔとに応じたイグニッションスイッチ４のオフ操作後の通電時間の傾向をまとめると、表１に示すようになる。

本発明は、車両の各機器を制御する電子制御装置に関し、自動車産業に広く利用可能である。

本発明の実施の形態に係る電子制御装置のシステム図である。 同電子制御装置の制御に係るフローチャートである。 Ｔ≧Ｔ_１のときのメインリレーの接点部及び雰囲気の温度変化の説明図である。 Ｔ＜Ｔ_１のときのメインリレーの接点部及び雰囲気の温度変化の説明図である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

１ 電子制御装置
３ バッテリ
４ イグニッションスイッチ
５ メインリレー
７ 外気温度センサ

Claims (2)

1. イグニッションスイッチがオン操作されることによりエンジンルーム内に設置されたメインリレーを通電してバッテリから電力供給されるコントロールユニットを有する電子制御装置であって、
   外気温度を検出する外気温度検出手段が備えられ、かつ、
   前記コントロールユニットは、イグニッションスイッチがオフ操作された後、メインリレーを所定時間継続して通電させると共に、
   該所定時間は、前記外気温度検出手段により検出された外気温度が低い時には高い時に比べて、長く設定されることを特徴とする電子制御装置。
2. 前記請求項１に記載の電子制御装置において、
   イグニッションスイッチがオン操作されてからオフ操作されるまでの時間を計時する計時手段が備えられ、
   前記所定時間は、該計時手段により計時された時間が予め設定された時間未満であるときには、更に長く設定されることを特徴とする電子制御装置。

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