JP2019041025A - Electronic control device - Google Patents
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Abstract
Description
この明細書の開示は、ファン冷却型の電子制御装置に関する。 The disclosure of this specification relates to a fan-cooled electronic control device.
車両において、例えばエンジンの駆動を制御する電子制御装置は小型化が進んでいる。電子制御装置の小型化にともない放熱フィンの設置領域が狭くなり、放熱性を確保することが困難となってきている。そこで、特許文献1に開示されるように、車両制御装置本体を冷却する冷却システムが知られている。 In a vehicle, for example, an electronic control device that controls driving of an engine has been reduced in size. With the downsizing of the electronic control device, the installation area of the heat dissipating fins is narrowed, and it has become difficult to ensure heat dissipation. Therefore, as disclosed in Patent Document 1, a cooling system for cooling the vehicle control device main body is known.
ところで、特許文献1に開示された冷却システムにおいては、ファンの回転により筐体を冷却することができるが、ファンの回転には電力の消費を伴う。このため、筐体を必要以上に冷却せずファンを適時回転させることが省電力の観点から好ましい。しかしながら、故障等によって送風ユニットが常時オンとなりファンが回転し続けると、過度な電力消費を招く虞がある。一方、ファンの回転が常時オフとなり回転しない状態では、冷却という本来の目的を達成することができない。このため、ファンの意図しない常時オンまたは常時オフの状態を検出する要請がある。すなわち、ファンに関するダイアグ機能が求められている。 By the way, in the cooling system disclosed in Patent Document 1, the housing can be cooled by the rotation of the fan, but the rotation of the fan is accompanied by the consumption of electric power. For this reason, it is preferable from the viewpoint of power saving to rotate the fan in a timely manner without cooling the housing more than necessary. However, if the blower unit is always turned on due to a failure or the like and the fan continues to rotate, excessive power consumption may be caused. On the other hand, in the state where the rotation of the fan is always off and does not rotate, the original purpose of cooling cannot be achieved. For this reason, there is a request to detect the always-on or always-off state that the fan does not intend. That is, there is a demand for a diagnostic function related to the fan.
ファンの回転に係るダイアグの方法として、例えば、ファンに対して強制的に回転させる旨の指令を発出し、その後の冷却の度合いに基づいてファンの故障の有無を発見しようとするものが考えられる。 As a method of diagnosing fan rotation, for example, a command for forcibly rotating the fan may be issued, and then a fan failure may be detected based on the degree of cooling thereafter. .
しかしながら、ファンの冷却能力を上回る筐体外部の温度上昇があった場合には、ファンの異常と外部要因による温度上昇とを切り分けることができない。すなわち、ファンの異常停止による温度上昇か、筐体外部の異常な温度上昇かを判別できず、ファンの異常を誤検出してしまう虞がある。 However, when there is a temperature increase outside the housing that exceeds the cooling capacity of the fan, it is not possible to distinguish between a fan abnormality and a temperature increase due to an external factor. That is, it is impossible to determine whether the temperature rises due to an abnormal stop of the fan or an abnormal temperature rise outside the housing, and there is a possibility that a fan abnormality is erroneously detected.
そこで、この明細書の開示は、ファン異常の誤検出を防止できる電子制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the disclosure of this specification is to provide an electronic control device that can prevent erroneous detection of fan abnormality.
この明細書の開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The disclosure of this specification employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
上記目的を達成するために、この明細書に開示される電子制御装置は、制御回路部(34)が実装された回路基板(30)と、内部に回路基板が収容された筐体(20)と、制御回路部により駆動を制御されるファン(41)を有し、筐体を空冷する送風ユニット(40)と、回路基板の温度(T)に相関する物理量を検出する温度検出部(35)と、筐体の外部の温度(Tout)に相関する物理量を推定する外気温推定部(36)を備え、制御回路部は、制御モードとして、温度検出部の検出する物理量に基づいてファンの異常を判定する診断モードと、空冷のための通常のファンの制御を行う通常モードと、を有し、診断モードは、回路基板の温度が所定の診断閾値(T1)を上回ると開始され、通常モードでは、回路基板の温度が所定の第1空冷閾値(Ton1)以上になるとファンの回転が開始され、回路基板の温度が所定の第2空冷閾値(Toff)以上になるとファンの回転が停止されるものであり、制御回路部は、推定された筐体の外部の温度が診断閾値よりも高いときには、診断モードにおけるファンの異常の判断を保留する仮異常フラグをオンにする。 In order to achieve the above object, an electronic control device disclosed in this specification includes a circuit board (30) on which a control circuit unit (34) is mounted, and a housing (20) in which the circuit board is accommodated. And a fan unit (41) whose drive is controlled by the control circuit unit, air blowing unit (40) for cooling the casing, and a temperature detection unit (35) for detecting a physical quantity correlated with the temperature (T) of the circuit board. ) And an outside air temperature estimating unit (36) for estimating a physical quantity correlated with the temperature (Tout) outside the housing, and the control circuit unit controls the fan based on the physical quantity detected by the temperature detecting unit as a control mode. A diagnosis mode for determining an abnormality and a normal mode for controlling a normal fan for air cooling. The diagnosis mode is started when the temperature of the circuit board exceeds a predetermined diagnosis threshold (T1). In mode, the temperature of the circuit board The rotation of the fan is started when the first air cooling threshold (Ton1) is exceeded, and the rotation of the fan is stopped when the temperature of the circuit board exceeds the predetermined second air cooling threshold (Toff). When the estimated outside temperature of the housing is higher than the diagnosis threshold, the temporary abnormality flag for holding the determination of the abnormality of the fan in the diagnosis mode is turned on.
診断モードにおいては、温度検出部が検出する温度に相関する物理量に基づいてファンの異常の有無を検出する。すなわち、回路基板の温度に基づいてファンの異常を検出する。筐体外部の温度が過度に高い場合には、ファンが正しく回転していても回路基板の温度が十分に下がらず、診断モードにおいてファンの異常を誤って判定してしまう虞がある。これに対して、開示される電子制御装置は、推定された筐体の外部の温度が診断閾値よりも高いときには、診断モードにおけるファンの異常の判断を保留する。このため、診断モードにおいてファンが異常であると判定された場合でも、直ちにその異常がファンに起因するものであると断定しない。よって、ファンの異常の誤検出を防止することができる。 In the diagnosis mode, the presence or absence of an abnormality of the fan is detected based on a physical quantity correlated with the temperature detected by the temperature detection unit. That is, the fan abnormality is detected based on the temperature of the circuit board. If the temperature outside the housing is excessively high, the temperature of the circuit board does not drop sufficiently even if the fan is rotating correctly, and there is a risk that the abnormality of the fan is erroneously determined in the diagnosis mode. On the other hand, when the estimated temperature outside the housing is higher than the diagnosis threshold, the disclosed electronic control device suspends the determination of the fan abnormality in the diagnosis mode. For this reason, even if it is determined that the fan is abnormal in the diagnosis mode, it is not immediately determined that the abnormality is caused by the fan. Therefore, erroneous detection of fan abnormality can be prevented.
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that combinations are possible in each form, but also forms may be partially combined even if they are not clearly specified, as long as there is no problem with the combination. Is possible.
なお、以下において、回路基板の板厚方向をZ方向と示す。また、Z方向に直交する一方向であって、コネクタの長手方向をY方向、Z方向及びY方向の両方向に直交する方向をX方向と示す。特に断りのない限り、XY平面に沿う形状を平面形状とする。 In the following, the thickness direction of the circuit board is indicated as the Z direction. Moreover, it is one direction orthogonal to the Z direction, and the longitudinal direction of the connector is indicated as the Y direction, and the direction orthogonal to both the Z direction and the Y direction is indicated as the X direction. Unless otherwise specified, the shape along the XY plane is a planar shape.
(第1実施形態)
最初に、図1〜図3を参照して、本実施形態に係る電子制御装置の概略構成について説明する。なお、図2では、ファンの回転にともなう空気の流れを一点鎖線の矢印で示している。
(First embodiment)
Initially, with reference to FIGS. 1-3, schematic structure of the electronic controller which concerns on this embodiment is demonstrated. In FIG. 2, the air flow accompanying the rotation of the fan is indicated by a one-dot chain line arrow.
図1および図2に示すように、電子制御装置10は、防水筐体20、回路基板30、および送風ユニット40を備えている。この電子制御装置10は、車両の内燃機関を制御する電子制御装置(ECU)として構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
防水筐体20は、回路基板30を収容する内部空間20sとして防水空間を提供する。防水筐体20は、回路基板30の板厚方向であるZ方向において2つの部材に分割されており、一方がケース21、他方がカバー22とされている。防水筐体20は、図示しないシール部材を介して、ケース21及びカバー22を相互に組み付けて構成される。
The
ケース21は、一面が開口する箱状をなしている。本実施形態では、放熱のために、ケース21が金属材料を用いて形成されている。具体的には、ケース21がアルミダイカストによって成形されている。
The
ケース21の底壁210は、平面略矩形状をなしている。ケース21の底壁210における外部に面する一面がケースの外面21aであり、本実施形態では、防水筐体20のうち後述の送風ユニット40が搭載される搭載面である。底壁210に連なる4つの側壁のひとつには、図示しない切り欠きが設けられている。この切り欠きは、ケース21の一面の開口につながっている。
The
底壁210には、複数の貫通孔211が形成されている。貫通孔211は、ケース21の外面21aから内面21bにわたって貫いて形成されている。本実施形態では、ケース21が、底壁210の一部として、底壁210の他の部分に対して凹んで設けられた第1収容部212及び第2収容部213を有している。
A plurality of through
第1収容部212は、コネクタ33を収容すべくX方向における一端側に設けられている。第2収容部213は、回路基板30を構成する電子部品32のうち、アルミ電解コンデンサなどの高背部品を収容すべく設けられている。第2収容部213は、X方向に延設されるとともに、一端が第1収容部212に連なっている。貫通孔211は、底壁210のうち、第1収容部212及び第2収容部213を除く部分に形成されている。貫通孔211は、底壁210のうち、略平坦な部分に形成されている。
The first
なお、図1に示す符号214は電子制御装置10を車両に取り付けるための取り付け部であり、符号215は、ケース21とカバー22とを固定するための固定孔である。固定孔215には、図示しないねじが挿入される。これら取り付け部214及び固定孔215は、ケース21と一体に設けられている。
In addition, the code |
カバー22は、ケース21とともに防水筐体20の内部空間20sを形成する。ケース21とカバー22を組み付けることで、カバー22によりケース21における一面の開口が閉塞される。また、カバー22によりケース21の一面の開口が閉塞されることで、側壁に形成された切り欠きが区画され、図示しない開口部となる。この開口部により、コネクタ33の一部が外部に露出される。
The
本実施形態では、放熱性向上のために、カバー22も金属材料を用いて形成されている。カバー22も、アルミダイカストによって成形されている。カバー22は、一面が開口する底の浅い箱状をなしている。カバー22は、外面側に複数の放熱フィン220を有している。
In the present embodiment, the
防水筐体20のシール部材は、ケース21とカバー22との間、ケース21とコネクタ33との間、及びカバー22とコネクタ33との間を介して、内部空間20sが防水筐体20の外部の空間と連通するのを遮断するように設けられている。このシール部材は、内部空間20sを取り囲むようにケース21及びカバー22の周縁部に配置されている。シール部材により、ケース21及びカバー22の周縁部が水密に封止されている。シール部材として、たとえば硬化前において液状の接着材を採用することができる。
The sealing member of the
回路基板30は、ケース21に固定されている。回路基板30は、プリント基板31、及び、プリント基板31に実装された電子部品32を有している。プリント基板31は、樹脂などの電気絶縁材料を用いて形成された基材に、配線が配置されてなる。そして、配線と電子部品32とにより、回路が形成されている。プリント基板31は、平面略矩形状をなしている。電子部品32は、プリント基板31におけるケース21側の面である一面31a及びカバー22側の面である裏面31bの少なくとも一方に実装されている。本実施形態では、電子部品32のうち、パワーMOSFETやマイコンなどの発熱素子が、図2に示すように、プリント基板31の一面31aであって、XY平面において送風ユニット40の周囲に配置されている。電子部品32は、後述する送風ユニットの駆動の制御を担う制御回路部34を含んでいる。制御回路部34はプリント基板31上に実装されている。
The
また、電子部品32には例えばPN接合ダイオードを利用した温度センサなどの温度検出部35を含む。温度検出部35は回路基板30の温度Tを、直接的あるいは間接的に検出する素子である。温度検出部35により検出される物理量は回路基板30の温度に相関する物理量である。回路基板30の温度に相関する物理量とは、例えば回路基板30の直接的な温度、回路基板30から伝熱する内部空間20sの雰囲気温度、防水筐体20の温度であり、また、それらに対応して温度検出部35から出力される電圧値や電流値も含む。
The
さらに、電子部品32には、防水筐体20の外部の温度Toutを推定する外気温推定部36を含む。電子制御装置10が内燃機関を制御する装置であって、エンジンルームに搭載されていると仮定するとき、外気温推定部36には、例えば、内燃機関の水温と吸気温の情報が入力され、これらの情報に基づいてエンジンルーム内の温度を推定する。防水筐体20の内部に置かれた回路基板30から見れば、エンジンルーム内の温度は防水筐体20の外部の温度Toutである。なお、エンジンルーム内に、エンジンルーム内の温度を直接的に検出する温度計等が設置されているならば、外気温推定部36は、該温度計から直接的に外気の温度Toutの情報を取得しても良い。
Furthermore, the
回路基板30には、コネクタ33が実装されている。コネクタ33は、回路基板30におけるX方向の一端側に実装されている。コネクタ33の一部は防水筐体20の上記した開口部を介して外部に露出され、残りの部分は内部空間20sに収容されている。図示を省略するが、コネクタ33は、樹脂材料を用いて形成されたハウジング、及び、導電性材料を用いて形成され、ハウジングに保持された複数の端子を有している。
A connector 33 is mounted on the
送風ユニット40は、ケース21の底壁210に取り付けられている。具体的には、底壁210のうち、防水筐体20の外部に面する外面21aに搭載されている。送風ユニット40は、ケース21の複数の貫通孔211を覆うように取り付けられている。送風ユニット40は、回転により空気の流れを形成し、これによりケース21、ひいては回路基板30を冷却する。送風ユニット40は、ファン41、ハウジング42、及び端子43を備えている。ファン41の構造は、軸流ファンにおける周知の構造と同じである。このため、図2では、ファン41を簡略化して図示している。
The
ファン41は、軸部410及び複数の羽根411を有している。軸部410は、回転シャフト410aを含んでいる。羽根411は、回転シャフト410aと一体に回転する。よって、回転シャフト410aが、ファン41の回転軸となる。回転シャフト410aの軸方向、すなわちファン41の回転軸の方向が、Z方向と一致するように、送風ユニット40がケース21に取り付けられている。すなわち、羽根411は、外面21aに平行なXY面内で回転するようになっている。ファン41の回転に伴って発生する空気の流れは、主にZ方向であり、本実施形態において羽根411が正回転する場合には、空気が、外部から外面21aに吹き付ける向きの流れとなる。
The
軸部410は、回転シャフト410a以外にも、ボス410bを有している。ボス410bは、Z方向において回路基板30側に開口し、他端側に閉じた有底の円筒形状をなしている。ボスの外周面には、複数の羽根411が等間隔で設けられている。羽根411は、Z方向において、貫通孔211の周囲部分の外面21aよりも上方に位置している。ボス410b及び羽根411は、所謂インペラとして一体に成形されている。回転シャフト410aは、ボス410bの内部に設けられており、一端がボス410bの略中心に固定されている。金属製の回転シャフト410aは、樹脂製のインペラにインサート成形されて、インペラに一体化されている。ボス410bの内周面には、マグネット410cが取り付けられている。このように、ボス410b、羽根411、回転シャフト410a、及びマグネット410cを含んでロータが構成されている。
The
軸部410は、上記以外にも、図示しない軸受、コイル410d、軸受ホルダ410eなどを有している。軸受は、回転シャフト410aを回転可能に支持している。軸受ホルダ410eは、軸受を保持している。軸受ホルダ410eは、ハウジング42の底壁420からZ方向に突出している。本実施形態では、軸受ホルダ410eが、ハウジング42と同一材料を用いて一体に設けられている。軸受は、軸受ホルダ410eの内周面に配置されている。コイル410dは、軸受ホルダ410eの外周面に配置されている。このように、コイル410d、軸受、及び軸受ホルダ410eを含んでステータが構成されている。すなわち、ファン41は、モータを有している。
In addition to the above, the
ハウジング42は、ファン41を回転可能に収容している。ハウジング42は、外面21aにおける貫通孔211の周囲部分に対向しつつ貫通孔211に被せるように配置されている。ハウジング42には、複数の通気口が形成されている。複数の通気口は、ファン41(羽根411)の回転にともなって、底壁210の外面21aに沿った空気の流れが形成されるように、Z方向において異なる位置に形成されている。
The
ハウジング42は、底壁420及び側壁421を有している。ハウジング42は樹脂材料を用いて形成されている。側壁421は、Z方向において両端が開口する筒形状をなしている。この筒の一方の開口が後述する第1通気口423とされている。他方の開口を底壁420が閉塞して、ハウジング42は全体として有底筒状をなしている。隣り合う側壁421の角部、すなわち連結部分は丸みをもったラウンド形状をなしている。
The
ハウジング42は、第1通気口423及び第2通気口424を有している。ファン41が正回転するとき、第1通気口423が空気の吸気口として機能し、第2通気口424が排気口として機能する。第1通気口423はXY平面で開口し、ケース21から見ればファン41よりもZ方向に遠い位置に形成されている。つまり、Z方向から第1通気口を覗けばファン41の羽根411が視認できる。第2通気口424は、ハウジング42の側壁421に開口した通気口である。側壁421は、Z方向から正面視すると角がラウンドした略矩形を成しており、第2通気口424はX方向に開口した2つ開口部と、Y方向に開口した2つの開口部とから成る。第2通気口424はZ方向において、羽根411と外面21aの間に開口している。つまり、いずれの通気口423,424も、Z方向において貫通孔211の開口周囲の外面21aよりも上方に位置している。
The
本実施形態において、上記のようにファン41の正回転にともなう空気の流れが、第1通気口423を吸込口とするような流れであるとすれば、空気は第1通気口423からZ方向に吸気されてからXY平面に沿う方向に流れを変え、第2通気口424から排出されてケース21の外面21aに沿って外側に逃げる。ところで、蓄熱しやすい防水筐体20の近傍は空気が温められている傾向にあるため、逆回転による空気の流通よりも、正回転により防水筐体20からより遠いところにある空気を防水筐体20側へ流入されるほうが冷却効果が高くなる。
In the present embodiment, if the air flow accompanying the forward rotation of the
底壁420は、図示しないシール部材を介してケース21の外面21aに固定されている。底壁420は、貫通孔211を覆うように、貫通孔211の周囲の外面21aに接触固定されている。シール部材は貫通孔211を囲むようにして底壁420と外面21aとの間に介在し、外部から水や塵が貫通孔211に浸入しないようにされている。
The
端子43は、ハウジング42から内部空間20s側に突出しており、回路基板30と電気的に接続されている。端子43は、ハウジング42の底壁420を貫通している。端子43は、ケース21における貫通孔211に挿通されつつ内部空間20sに突出している。端子43の一端は、ハウジング42内に配置されたファン基板44と電気的に接続され、他端は回路基板30と接続されている。このように、端子43を介して、ファン基板44、すなわち送風ユニット40と、回路基板30とが電気的に接続されている。なお、金属製の端子43は、樹脂製のハウジング42にインサート成形されて、一体化されている。
The terminal 43 protrudes from the
ファン基板44には、ファン41を回転させるための駆動回路が形成されている。ファン基板44には、軸部410を構成するコイル410dが電気的に接続されている。回路基板30、端子43、及びファン基板44を通じてコイル410dが通電されることにより、上記したロータが回転する。そして、羽根411の所定の形状によりハウジング42内に空気の圧力差が発生し、図2に示すように、第1通気口423から吸入した空気が第2通気口424から排出される。なお、ロータを正方向とは反対の方向に回転させると、第2通気口424から吸入した空気が第1通気口423から排出される。
A drive circuit for rotating the
ファン基板44は、ハウジング42内において、羽根411よりも下方に配置されている。ファン基板44はハウジング42に固定されている。本実施形態では、ファン基板44がポッティング体45によって封止されている。ファン基板44は、端子43及びポッティング体45により、ハウジング42に固定されている。ポッティング体45は、ハウジング42内において、第2通気口424を閉塞せず、且つ、ボスや羽根411などのロータの動きを阻害しない深さで設けられている。なお、ファン基板44の封止は、ポッティング体45に限定されない。たとえば、端子43が実装されたファン基板44が、ハウジング42にインサート成形され、底壁420によってファン基板44が封止された構成を採用することもできる。
The
上記のとおり、回路基板30とファン基板44は端子43により電気的に接続されており、ファン41の回転の制御が回路基板30上に実装された制御回路部34によって行われている。具体的には、図3に示すように、制御回路部34は、回路基板30に形成されたスイッチSWを介してコイル410dへの通電を制御している。つまり、スイッチSWの開閉のための制御信号の送信は制御回路部34が行う。図3においては、説明の簡単化のために電源VBとスイッチSWとの間にコイル410dが直列接続されたように図示しているが、実際は、ファン基板44が3相交流を成すインバータ回路を有している。上記したように、回路基板33とファン基板44は電源ラインと信号ラインとで互いに接続されている。なお、電源ラインは別途外部から配線しても良い。
As described above, the
本実施形態における回路基板30は、上記のように、制御回路部34と温度検出部35と外気温推定部36とを備えている。
The
上記のように、制御回路部34は、スイッチSWに制御信号を出力してスイッチSWの開閉を制御している。スイッチSWが閉成すると電源VBと基準電位GNDとの間にコイル410dが介在するように回路が構成され、ファン41が回転する。このとき制御回路部34がスイッチSWに対して出力する制御信号をオン信号と称する。一方、スイッチSWが開放されると電源VBと基準電位GNDとの間のコイル410dに電流が流れず、ファン41は回転しない、あるいは回転を停止する。このとき制御回路部34がスイッチSWに対して出力する制御信号をオフ信号と称する。すなわち、制御回路部34は、オン信号あるいはオフ信号をファン基板44のスイッチSWに出力することによりファン41の回転を制御している。
As described above, the
温度検出部35は、例えばPN接合ダイオードを利用した温度センサであり、回路基板30の温度Tを、直接的あるいは間接的に検出する素子である。温度検出部35により検出される物理量は回路基板30の温度Tに相関する物理量である。回路基板30の温度Tに相関する物理量とは、例えば回路基板30の直接的な温度、回路基板30から伝熱する内部空間20sの雰囲気温度、防水筐体20の温度である。なお、温度検出部35は、温度を、対応した電圧値や電流値に変換して制御回路部34に出力するので、上記する物理量としては、それら電圧値や電流値も含む。以下、温度検出部35が検出する物理量を、単に温度Tと称する。
The
外気温推定部36は、例えば、内燃機関の水温と吸気温の情報に基づいてエンジンルーム内の温度、すなわち防水筐体20の外部の温度Toutを推定する。外気温推定部36は、温度の情報を、対応した電圧値や電流値に変換して制御回路部34に出力するので、外気温推定部36が出力する温度に相関する物理量には、電圧値や電流値も含む。以下、外気温推定部36が出力する物理量を、単に温度Toutと称する。
The outside air
次に、図4〜図6を参照して、上記した電子制御装置10のダイアグ制御の一例について説明するとともに、電子制御装置10を採用することによる作用効果について説明する。
Next, with reference to FIGS. 4 to 6, an example of the diagnosis control of the
図4に示すように、制御回路部34は、制御モードとして、診断モードと通常モードとを有している。
As shown in FIG. 4, the
診断モードは、送風ユニット40の異常を診断するモードであり、具体的にはファン41が正しく回転しているか否かを診断するモードである。本実施形態では、例えば、温度検出部35が検出する温度Tが所定の診断閾値T1以上になると、制御回路部34がオン信号を発出する。ファン41が正しく回転すれば温度Tは下降する。制御回路部34は、ファン41が回転することによる温度Tの下降、あるいはこの温度変化に対応する物理量の変化に基づいて送風ユニット40の異常の有無を検出する。送風ユニット40の異常の有無を検出する一例として、図4において、時刻t1に回路基板30の温度が診断閾値T1に達してファン41が回転を開始した後、回路基板30の降温量ΔTが所定の量に達しない場合には、制御回路部34は送風ユニット40に異常があると判定する。
The diagnosis mode is a mode for diagnosing an abnormality of the
通常モードは、ファン41の回転によって防水筐体20ひいては回路基板30を空冷するモードである。温度検出部35が検出する温度Tが所定の第1空冷閾値Ton1以上になると、制御回路部34はオン信号を発出してファン41を回転させる。温度Tが第2空冷閾値Toffを下回ると、制御回路部34はオフ信号を発出してファン41の回転を停止させる。制御回路部34は、温度検出部35が検出する温度Tに基づいてオン信号およびオフ信号を発出することにより、回路基板30が過熱することを防止しつつ、ファン41の回転による過剰な電力消費を抑制している。
The normal mode is a mode in which the
加えて、本実施形態における制御回路部34は、外気温推定部36により推定された外気の温度Toutに基づいて、診断モードにおけるファン41の異常の誤検出を防止できるようになっている。図5および図6に示すフローチャートを参照しつつ、以下に詳しく説明する。
In addition, the
図5に示すように、先ず、ステップS101が実行される。ステップS101は、制御回路部34が、外気温推定部36により推定される外気温Toutを取得するステップである。
As shown in FIG. 5, step S101 is first executed. Step S <b> 101 is a step in which the
次いで、ステップS102が実行される。ステップS102は、制御回路部34が、温度Toutと所定の閾値温度Tthとを比較するステップである。イグニッションスイッチがオンされた後に最初に実行されるステップS102では、閾値温度Tthは診断閾値T1に設定される。すなわち、ステップS102は、制御回路部34が、温度Toutと所定の診断閾値T1とを比較するステップである。
Next, step S102 is executed. Step S102 is a step in which the
Tout≧T1の条件を満たすとステップS102はYES判定となり、ステップS103に進む。ステップS103は、制御回路部34が、仮異常フラグをオンにするステップである。仮異常フラグとは、診断モードにおいて判定される送風ユニット40の異常判定に対して、その真偽を検証するためのフラグであり、詳細は後述する。一方、Tout<T1の条件を満たすときはステップS102がNO判定となってステップS110に進み、仮異常フラグがオフされた後にステップS104に進む。
If the condition of Tout ≧ T1 is satisfied, step S102 is YES and the process proceeds to step S103. Step S103 is a step in which the
ステップS104は、制御回路部34が診断モードにおいて送風ユニット40の正常異常の判定を行うステップである。本実施形態における電子制御装置10では、制御回路部34が図4に示すΔTを算出して所定の閾値と比較することで送風ユニット40の異常の判定を行う。ΔTが十分に大きくない場合には送風ユニット40に異常が生じていると判定する。なお、診断モードにおける送風ユニット40の異常診断の方法は、ΔTに基づいた方法に限定されない。回路基板30の温度Tに基づく種々の方法で送風ユニット40の異常診断が可能である。
Step S104 is a step in which the
次いで、ステップS105が実行される。ステップS105は、制御回路部34が、ステップS104において送風ユニット40に異常判定がされたか否かを判定するステップである。ステップS104において送風ユニット40に異常が発見されず、ステップS105がNO判定であれば、ステップS106に進み、仮異常フラグのオンオフに依らず送風ユニット40の正常が確定する。
Next, step S105 is executed. Step S105 is a step in which the
一方、送風ユニット40に異常判定がなされると、ステップS105はYES判定となり、ステップS107に進む。ステップS107は、制御回路部34が、仮異常フラグがオンされているか否かを判定するステップである。仮異常フラグがオフの条件下であればステップS107はNO判定であり、ステップS108に進んで送風ユニット40の異常が確定する。ステップS103において仮異常フラグがオンされているとステップS107はYES判定となり、ステップS109に進む。
On the other hand, if an abnormality determination is made for the
ステップS109は、仮異常フラグがオンの状態のときに制御回路部34が実行する仮異常処理である。図6を参照して詳しく説明する。
Step S109 is a temporary abnormality process executed by the
仮異常処理では、先ずステップS201が実行される。ステップS201は、制御回路部34が、通常モードにおけるファン41の回転を開始すべき空冷閾値を、通常の第1空冷閾値Ton1から、第1空冷閾値Ton1よりも低い第3空冷閾値Ton2へ変更するステップである。
In the temporary abnormality process, step S201 is first executed. In step S201, the
次いで、ステップS202が実行される。ステップS202は送風ユニット40の制御モードを診断モードから通常モードに移行させるステップである。
Next, step S202 is executed. Step S202 is a step in which the control mode of the
次いで、ステップS203が実行される。ステップS203は、温度Tと第3空冷閾値Ton2とを比較するステップである。ステップS203においてT<Ton2を満たせば、ステップS204に進み、ステップS202で通常モードに移行してからの時間を確認する。通常モードに移行してから所定時間を経過していない場合は、ステップS203に戻り、再度、温度Tと第3空冷閾値Ton2とを比較する。ステップS203においてT<Ton2を満たし、ステップS204において通常モードに移行してから所定時間が経過したと判断される場合は、外気温Toutが比較的高いと想定(Tout≧T1)されつつも、回路基板30の温度Tがファン41の回転開始の閾値である第3空冷閾値Ton2に達していないことから、診断モードにおいてファン41が正常に回転していたことを示唆している。よって、ステップS205に進み、送風ユニット40の正常が確定する。
Next, step S203 is executed. Step S203 is a step of comparing the temperature T with the third air cooling threshold Ton2. If T <Ton2 is satisfied in step S203, the process proceeds to step S204, and the time from the transition to the normal mode is confirmed in step S202. If the predetermined time has not elapsed since the transition to the normal mode, the process returns to step S203, and the temperature T and the third air cooling threshold Ton2 are compared again. If it is determined in step S203 that T <Ton2 is satisfied and a predetermined time has elapsed since the transition to the normal mode in step S204, it is assumed that the outside air temperature Tout is relatively high (Tout ≧ T1). Since the temperature T of the
一方、ステップS203においてT≧Ton2を満たせば、ステップS206に進み、ファン41の回転が開始される。次いで、ステップS207が実行される。ステップS207は、ファン41の回転開始から所定の時間、ファン41の回転を維持するステップである。ステップS207における所定の時間をウェイトタイム1と称する。
On the other hand, if T ≧ Ton2 is satisfied in step S203, the process proceeds to step S206, and the rotation of the
次いで、ステップS208が実行される。ステップS208は、制御回路部34が、回路基板30の温度Tと第2冷却閾値Toffとを比較するステップである。ここで、T<Toffを満たせば、ファン41の回転開始からウェイトタイム1だけ経過した状態で温度Tが第2冷却Toffを下回ったことを意味し、ファン41が正しく回転していることを示す。よって、T<Toffを満たせば、ステップS208はNO判定となり、ステップS205に進んで送風ユニット40の正常が確定する。
Next, step S208 is executed. Step S208 is a step in which the
一方、T≧Toffを満たせば、ステップS208はYES判定となり、ステップS209に進む。ステップS209は、制御回路部34が、回路基板30の温度Tと第1冷却閾値Ton1とを比較するステップである。
On the other hand, if T ≧ Toff is satisfied, the determination in step S208 is YES, and the process proceeds to step S209. Step S209 is a step in which the
ステップS209においてT≧Ton1を満たすとYES判定となる。T≧Ton1を満たすことは、ファン41の回転に係るオン信号が発出されているにもかかわらず、回路基板30の温度Tが第3冷却閾値Ton2を超えて、さらに第1冷却閾値Ton1に達していることを意味している。この場合にはステップS210に進み、所定の時間だけファン41の回転を維持する。ステップS210における所定の時間をウェイトタイム2と称する。その後、ステップS211に進む。ステップS211は、回路基板30の温度Tと第1冷却閾値Ton1とを、再度比較するステップである。ステップS211の実行時点で、ファン41の回転開始からウェイトタイム1+ウェイトタイム2だけ時間が経過している。この時点でT<Ton1を満たせば、ステップS211はNO判定となる。これは、ファン41が正しく回転して回路基板30を冷却していることを意味するので、ステップS205に進んで送風ユニット40の正常が確定する。一方で、T≧Ton1が維持されていれば、ステップS211はYES判定となる。これは、ファン41が回転していたとしても、外気温Toutが送風ユニット40による冷却能力を超えていることが示唆される。よって、ステップS212に進んで送風ユニット40の異常が確定する。
If T ≧ Ton1 is satisfied in step S209, a YES determination is made. Satisfying T ≧ Ton1 means that the temperature T of the
ステップS209においてT<Ton1を満たすとNO判定となる。T<Ton1を満たすことは、ファン41の回転に係るオン信号が発出されているにもかかわらず、回路基板30の温度Tが第1冷却閾値Ton1と第3冷却閾値Ton2との間で変動していることを意味している。この場合にはステップS213に進み、所定の時間だけファン41の回転を維持する。ステップS213における所定の時間をウェイトタイム3と称する。その後、ステップS214に進む。ステップS214は、回路基板30の温度Tと第2冷却閾値Toffとを、比較するステップである。ステップS214の実行時点で、ファン41の回転開始からウェイトタイム1+ウェイトタイム3だけ時間が経過している。この時点でT<Toffを満たせば、ステップS214はNO判定となる。これは、ファン41が正しく回転して回路基板30を冷却していることを意味するので、ステップS205に進んで送風ユニット40の正常が確定する。一方で、T≧Toffが維持されていれば、ステップS214はYES判定となる。これは、外気からの伝熱による回路基板30の加熱量が小さい、すなわち温度Tが第1冷却閾値Ton1を超えないと想定されるにもかかわらず、ファン41の回転によって回路基板30の温度が停止指示温度である第2冷却閾値Toffまで下がらないことを示唆している。よって、ステップS212に進んで送風ユニット40の異常が確定する。
If T <Ton1 is satisfied in step S209, a NO determination is made. Satisfying T <Ton1 means that the temperature T of the
以上のように、本実施形態における電子制御装置10は、診断モードにおいて送風ユニット40の異常を検出しても、外気温Toutが比較的高い(Tout≧T1)場合には直ちに送風ユニット40の異常を断定せず、通常モードにおいて再検証を行うようになっている。そして、通常モードにおけるファン41の回転による回路基板30の温度の変化に応じて送風ユニット40の正常または異常を確定する。このように、ファン41の異常の誤検出を抑制することができる。
(その他の実施形態)
以上、好ましい実施形態について説明したが、上記した実施形態になんら制限されることなく、この明細書に開示する主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
As described above, even when the
(Other embodiments)
The preferred embodiment has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist disclosed in this specification.
上記した実施形態においては、送風ユニット40の正常が確定した後の動作や、送風ユニット40の異常が確定した後の動作について言及していないが、例えば送風ユニット40の異常が確定した場合には、エンジン回転数を低下させたり、回路制御部34の処理負荷を軽減させたりといったフェールセーフ動作を実行することが好ましい。
In the above-described embodiment, the operation after the normality of the
また、送風ユニット40の正常が確定した場合には、通常モードにおけるファン41の回転開始の閾値温度を第3冷却閾値Ton2から本来の第1冷却閾値Ton1に戻すようにしても良い。
Further, when the normality of the
また、図5に示す電子制御装置10の制御フローにおけるステップS102において、推定される外気温Toutとの比較対象として、予め決められた診断閾値T1を採用する例を記載したが、外気温Toutとの比較対象は可変にしても良い。例えば、イグニッションスイッチがオンされた直後においては、ステップS102において外気温Toutと診断閾値T1とを比較するようにし、イグニッションスイッチがオンされてからしばらく時間が経過した状態での診断では、ステップS102において外気温Toutと第1冷却閾値Ton1とを比較するようにしても良い。これは、イグニッションスイッチがオンされてからしばらく時間が経過した状態では、外気温Tout、回路基板30ともにある程度加熱された状態にあるからである。
In addition, in step S102 in the control flow of the
また、電子制御装置10が、車両エンジンを制御する制御装置として構成される例を示したが、これに限定されない。
Moreover, although the
10…電子制御装置、20…防水筐体、20s…内部空間、21…ケース、21a…外面、21b…内面、210…底壁、211…貫通孔、212…第1収容部、213…第2収容部、214…取り付け部、215…固定孔、22…カバー、220…放熱フィン、30…回路基板、31…プリント基板、31a…一面、31b…裏面、32…電子部品、33…コネクタ、34…制御回路部、35…温度検出部、36…外気温推定部、40…送風ユニット、41…ファン、410…軸部、410a…回転シャフト、411…羽根、42…ハウジング、420…底壁、421…側壁、422…フランジ、423…第1通気口、424…第2通気口、43…端子、44…ファン基板、45…ポッティング体,50…第2のハウジング,523…第3通気口,524…第4通気口
DESCRIPTION OF
Claims (6)
内部に前記回路基板が収容された筐体(20)と、
前記制御回路部により駆動を制御されるファン(41)を有し、前記筐体を空冷する送風ユニット(40)と、
前記回路基板の温度(T)に相関する物理量を検出する温度検出部(35)と、
前記筐体の外部の温度(Tout)に相関する物理量を推定する外気温推定部(36)を備え、
前記制御回路部は、制御モードとして、
前記温度検出部の検出する物理量に基づいて前記ファンの異常を判定する診断モードと、
空冷のための通常の前記ファンの制御を行う通常モードと、を有し、
前記診断モードは、前記回路基板の温度が所定の診断閾値(T1)以上になると開始され、
前記通常モードでは、前記回路基板の温度が所定の第1空冷閾値(Ton1)以上になると前記ファンの回転が開始され、前記回路基板の温度が所定の第2空冷閾値(Toff)を下回ると前記ファンの回転が停止されるものであり、
前記制御回路部は、推定された前記筐体の外部の温度が前記診断閾値よりも高いときには、前記診断モードにおける前記ファンの異常の判断を保留する仮異常フラグをオンにする、電子制御装置。 A circuit board (30) on which a control circuit unit (34) is mounted;
A housing (20) in which the circuit board is housed;
A fan unit (41) whose driving is controlled by the control circuit unit, and a fan unit (40) for air-cooling the housing;
A temperature detector (35) for detecting a physical quantity correlated with the temperature (T) of the circuit board;
An outside air temperature estimating unit (36) for estimating a physical quantity correlated with the temperature outside the housing (Tout),
The control circuit unit, as a control mode,
A diagnostic mode for determining an abnormality of the fan based on a physical quantity detected by the temperature detection unit;
A normal mode for controlling the normal fan for air cooling, and
The diagnostic mode is started when the temperature of the circuit board becomes equal to or higher than a predetermined diagnostic threshold (T1),
In the normal mode, the fan starts rotating when the temperature of the circuit board becomes equal to or higher than a predetermined first air cooling threshold (Ton1), and when the temperature of the circuit board falls below a predetermined second air cooling threshold (Toff). The fan will stop spinning,
The electronic control device, wherein the control circuit unit turns on a temporary abnormality flag for suspending determination of abnormality of the fan in the diagnosis mode when the estimated temperature outside the casing is higher than the diagnosis threshold value.
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