WO2014081028A1 - 電子制御装置 - Google Patents

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鈴木　正志
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矢崎総業株式会社
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    • H03K17/14—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • H03K17/145—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature in field-effect transistor switches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K2017/0803—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage against radiation hardening

Definitions

  • the present invention relates to an electronic control device for controlling a plurality of semiconductor relays provided in a load control unit corresponding to a plurality of loads mounted on an automobile.
  • Patent Document 1 discloses an example of a power supply control device using a semiconductor switching element as a semiconductor relay.
  • a plurality of semiconductor relays are provided corresponding to the plurality of loads.
  • a plurality of semiconductor relays are collectively mounted on a substrate according to the type of load, etc., and a load control unit including a plurality of semiconductor relays is provided in a case or the like. Composed.
  • the upper limit of the operable temperature range is set lower than that of the mechanical relay, and when the temperature of the semiconductor relay exceeds the upper limit, the open control (off control) is forcibly performed.
  • a self-protection cutoff function for cutting off the current is provided. If for some reason the load control unit receives thermal interference from the outside or an overcurrent exceeding the specified level flows in some semiconductor relays, the temperature inside the load control unit rises and the temperature of the semiconductor relays The above upper limit was exceeded, and there was a possibility that the self-protection cutoff function would work in all semiconductor relays. As a result, for example, there is a problem that the current is interrupted and the function is stopped even for a load having a high degree of importance for traveling such as a headlamp or a radiator fan.
  • an object of the present invention is to provide an electronic control device that can prevent all of a plurality of semiconductor relays from being forcibly controlled to open by a self-protection cutoff function.
  • a plurality of loads L1 to Ln (n is a natural number of 2 or more) mounted on an automobile are used.
  • an electronic control device E for controlling a plurality of semiconductor relays D1 to Dn provided in the load control unit U, temperature measuring means P1 for measuring the temperature around the semiconductor relays D1 to Dn, and the temperature
  • the plurality of loads L1 Operation restricting means P2 for controlling the opening of the semiconductor relay Dj provided corresponding to a part of loads Lj (j is one or a plurality of natural numbers between 1 and n) of Ln.
  • the invention described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in claim 1, the partial load Lj is a less important load among the plurality of loads L1 to Ln. To do.
  • the ambient temperature of the semiconductor relay is measured, and the measured temperature is set within a predetermined ambient temperature range where the self-protection cutoff function of the semiconductor relay does not work.
  • the semiconductor relays provided for some of the multiple loads are controlled to open, so the number of semiconductor relays supplying current to the load is reduced to reduce the number of semiconductor relays.
  • An increase in the ambient temperature due to the relay can be suppressed. Thereby, it can suppress that all the several semiconductor relays are forced to be controlled to open by the self-protection cutoff function.
  • the loads Lj are the less important loads among the plurality of loads L1 to Ln, they are provided corresponding to the less important loads.
  • the semiconductor relay is controlled to open so as to cut off the current to the load. Therefore, all of the multiple semiconductor relays are forcibly controlled to open by the self-protection cut-off function while continuing the operation of the highly important load. This can be suppressed.
  • This load control unit performs on / off control of the headlamp, the radiator fan, the position lamp, and the fog lamp.
  • the headlamp, the radiator fan, and the position lamp are loads that are indispensable for the traveling of the automobile, and are highly important loads for the traveling of the automobile.
  • the fog lamp is an auxiliary load, and is a less important load than the head lamp, the radiator fan, and the position lamp.
  • FIG. 2 is a perspective view of a load control unit incorporating an electronic control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a connection relationship between an electronic control device and a plurality of semiconductor relays built in the load control unit of FIG. 2 and a load mounted on an automobile.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing (operation regulation processing) according to the present invention which is executed by the CPU of the microcomputer of the load control unit of FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing (control processing by operating an operation switch or the like) executed by the CPU of the microcomputer of the load control unit in FIG.
  • FIG. 6 is a graph schematically showing a temperature change in the load control unit of FIG.
  • the load control unit (indicated by reference numeral 1 in the figure) includes a case 5, a printed circuit board 6, a plurality of semiconductor relays 11 to 14, a connector 15, a temperature sensor 21, and a microcomputer 22. And an electronic control unit 20 as an electronic control device including FIG. 2 shows the load control unit 1 as seen through the case 5.
  • the case 5 is formed, for example, in a box shape having a rectangular shape in a plan view using a synthetic resin, and an opening for projecting a connector 15 to be described later on one surface (a surface facing downward in the figure). 5a is provided.
  • the case 5 houses a rectangular printed circuit board 6.
  • the semiconductor relays 11 to 14 are configured using, for example, a semiconductor switching element of an N-channel power MOSFET (also called a thermal FET or the like) having a self-protection cutoff function due to overtemperature.
  • the semiconductor relays 11 to 14 may be configured using other types of semiconductor switching elements such as transistors and FETs in addition to the power MOSFET.
  • These semiconductor relays 11 to 14 are mounted in a row in close proximity to one surface 6a of the printed circuit board 6. As shown in FIG. 3, each of the semiconductor relays 11 to 14 has a drain terminal D-source terminal S between a power source B and a headlamp 61, a radiator fan 62, a position lamp 63, and a fog lamp 64 as a plurality of loads. Connected in series. Further, the gate terminals G of the semiconductor relays 11 to 14 are connected to the microcomputer 22 of the electronic control unit 20 described later, and are controlled to be opened and closed by a control signal from the microcomputer 22.
  • the connector 15 is connected to a wire harness (not shown).
  • This wire harness is routed in an automobile to connect a plurality of electronic control devices, and constitutes a CAN network together with the plurality of electronic control devices.
  • the connector 15 is mounted on one edge 6a of the printed board 6 so that the fitting portion 15a protrudes to the outside through the opening 5a of the case 5.
  • the electronic control unit 20 includes a temperature sensor 21 and a microcomputer 22 (hereinafter referred to as ⁇ COM 22).
  • the temperature sensor 21 is composed of a thermistor element, for example, and outputs a signal (analog signal) corresponding to the ambient temperature.
  • the temperature sensor 21 is mounted on the one surface 6a of the printed circuit board 6 so as to be close to the semiconductor relays 11 to 14 to such an extent that the ambient temperature is substantially the same as the ambient temperature of the semiconductor relays 11 to 14.
  • the temperature sensor 21 is connected to the ⁇ COM 22, and the ⁇ COM 22 measures the temperature around the temperature sensor 21, that is, the temperature around the semiconductor relays 11 to 14, based on the signal from the temperature sensor 21.
  • ⁇ COM 22 is configured to include a CPU, ROM, RAM, and the like, and controls the entire load control unit 1.
  • the ROM stores in advance a control program for causing the CPU to function as various means such as a temperature measuring means and an operation restricting means, and the CPU functions as various means by executing the control program.
  • the ROM of the ⁇ COM 22 includes, for example, (1) a temperature conversion table indicating the relationship between the numerical value indicated by the signal output from the temperature sensor 21 and the ambient temperature of the semiconductor relays 11 to 14, and (2) the semiconductor relays 11 to 14.
  • the operation regulation temperature threshold (for example, 120 ° C.) set within the ambient temperature range (for example, 0 ° C.
  • An operation restriction cancellation temperature threshold (for example, 100 ° C.) set to a low temperature, and (3) an output port to be described later to which a semiconductor relay provided corresponding to a load of low importance with respect to vehicle driving is connected Parameters such as information (for example, information indicating the output port PO4 to which the semiconductor relay 14 corresponding to the fog lamp 64 is connected) are stored.
  • ⁇ COM 22 further incorporates an external interface unit including output ports PO1 to PO4, an analog-digital conversion input port ADI, and a communication port CAN for CAN communication.
  • Semiconductor relays 11 to 14 are connected to the output ports PO1 to PO4, respectively, and these semiconductor relays 11 to 14 are controlled to open and close based on control signals output from the output ports PO1 to PO4.
  • a temperature sensor 21 is connected to the analog-digital conversion input port ADI. When an analog signal output from the temperature sensor 21 is input, the analog signal is quantized and a numerical value corresponding to the analog signal, that is, a temperature is set. The indicated numerical value is passed to the CPU.
  • a connector 15 is connected to the communication port CAN, and communication is performed with another electronic control device via a wire harness (not shown) connected to the connector 15.
  • the electronic control unit 20 of the load control unit 1 controls each of the loads 61 to 64 (specifically, opening / closing control of the semiconductor relays 11 to 14) based on the transmitted information.
  • the CPU of the ⁇ COM 22 advances the process to step S110 periodically (for example, every minute) in order to execute the operation restriction process.
  • step S110 the ambient temperature of the semiconductor relays 11 to 14 is measured. Specifically, the CPU applies the numerical value indicated in the signal from the temperature sensor 21 to the temperature conversion table stored in the ROM, thereby setting the temperature corresponding to the numerical value as the ambient temperature of the semiconductor relays 11 to 14. Acquire (ie, measure). Then, the process proceeds to step S120.
  • step S120 the CPU determines whether or not the temperature around the semiconductor relays 11 to 14 measured in step S120 is equal to or higher than the operation restriction temperature threshold stored in the ROM, and the temperature is equal to or higher than the operation restriction temperature threshold. If there is, the process proceeds to step S130 (Y in S120), and if the temperature is lower than the operation regulation temperature threshold, the process proceeds to step S150 (N in S120).
  • step S130 the CPU sets an operation restricting flag provided on the RAM, that is, turns on the operation restricting flag. This indicates that some of the plurality of semiconductor relays are in an operation restricted state in which operation is restricted. Then, the process proceeds to step S140.
  • step S140 the semiconductor relay provided corresponding to the less important load is controlled to open.
  • the CPU reads out the information (output port PO4) of the output port connected to a part of the semiconductor relays provided corresponding to the load of low importance regarding the travel of the automobile stored in the ROM.
  • a signal for controlling the opening of the semiconductor relay is output from the output port PO4 indicated by this information.
  • the semiconductor relays 14 connected to the output port PO4 are opened, and the current to the fog lamps 64 connected to these semiconductor relays 14 is interrupted. And the process of this flowchart is complete
  • step S150 the CPU determines whether or not the temperature around the semiconductor relays 11 to 14 measured in step S120 is equal to or lower than the operation restriction release temperature threshold stored in the ROM, and the temperature is the operation restriction release temperature threshold. If it is below, the process proceeds to step S160 (Y in S150). If the temperature is higher than the operation regulation temperature threshold, the process of this flowchart is terminated (N in S150).
  • step S160 the CPU lowers the operation restricting flag provided on the RAM, that is, turns off the operation restricting flag. This indicates that some of the plurality of semiconductor relays are not in the operation restricted state in which the operation is restricted (that is, in the normal operable state). And the process of this flowchart is complete
  • step S110 and the temperature sensor 21 corresponds to the temperature measuring unit in the claims
  • step S140 corresponds to the operation regulating unit in the claims.
  • This load control command includes load identification information indicating the load to be controlled and control content information indicating the load control content (ON / OFF).
  • the electronic control unit 20 of the load control unit 1 receives a load control command (Y in T110 in FIG. 5), a semiconductor relay provided corresponding to the load indicated by the load identification information included in the command is connected.
  • the output port specified is specified (T120).
  • the identified output port is information on an output port to which a semiconductor relay provided corresponding to a load of low importance with respect to driving of the automobile stored in the ROM is connected (hereinafter referred to as “output port information”). It is determined whether it corresponds to the output port indicated by () (T130).
  • the specified output port corresponds to the output port indicated in the output port information, that is, a semiconductor relay provided corresponding to a load that is less important for driving a vehicle (a load that is not important for driving) is connected.
  • the operation restricting flag provided in the RAM is determined.
  • the flag is off (N in T140)
  • the normal operation is enabled and the specified output port is selected.
  • a control signal corresponding to the control content information included in the load control command is output (T150).
  • the flag is on (Y in T140)
  • the control signal is output from the specified output port as the operation restriction state. The operation is terminated (that is, the load control command is discarded).
  • the specified output port PO1 does not correspond to the output port PO4 indicated by the output port information, and the control content information (ON) included in the load control command is specified from the specified output port PO1.
  • Output control signals. As a result, the headlamp 61 is turned on (lit). The same operation is performed when the operation switch of the headlamp 61 is switched from the lighting position to the extinguishing position (headlamp extinguishing operation). The same operation is performed when the position lamp 63 is turned on / off. In the case of the radiator fan 62, the operation is the same as that of the headlamp 61 except that a load control command is transmitted from another electronic control device in accordance with the temperature of the cooling water instead of operating the operation switch. is there.
  • an operation restricting flag is determined.
  • a control signal corresponding to the control content information (on) included in the load control command is output from the specified output port PO4.
  • the flag is on, the specified output port The operation is terminated without outputting a control signal from PO4.
  • the fog lamp 64 is turned on when the normal operation is possible, and the lighting of the fog lamp 64 is restricted when the operation is restricted.
  • the same operation is performed when the operation switch of the fog lamp 64 is switched from the lighting position to the extinguishing position (fog lamp extinguishing operation).
  • the electronic control unit 20 of the load control unit 1 periodically measures the temperature around the semiconductor relays 11 to 14 (S110 in FIG. 4), and determines whether this temperature is equal to or higher than the operation regulation temperature threshold. If it is equal to or higher than the operation regulation temperature threshold value (Y in S120), the operation regulation flag provided in the RAM is turned on (S130), and the semiconductor relay 14 provided corresponding to the fog lamp 64 that is not important for traveling is turned on. Regardless of the state of the operation switch, the opening control is performed (S140), and the current to the fog lamp 64 is cut off. In the operation restriction state in which the operation restriction flag is on, as described above, the lighting operation of the fog lamp 64 is not accepted, and the fog lamp 64 remains off (Y at T130 in FIG.
  • the lighting operation of the fog lamp 64 is accepted, and is turned on or off according to the operation input to these operation switches (in FIG. 5). Y at T130, N at T140, T150). Further, even in a normal operation enabled state, lighting operations and the like for the head lamp 61, the radiator fan 62, and the position lamp 63 are accepted (N and T150 at T130 in FIG. 5).
  • FIG. 6 is a graph schematically showing an example of the temporal change in the ambient temperature of the semiconductor relays 11 to 14.
  • the electronic control unit 20 of the present embodiment is an electronic control unit 20 that controls a plurality of semiconductor relays 11 to 14 provided in the load control unit 1 corresponding to a plurality of loads 61 to 64 mounted on an automobile.
  • a temperature measuring means 21 comprising a temperature sensor 21 for measuring the ambient temperature of the semiconductor relays 11 to 14 and a CPU of the ⁇ COM 22, and the temperature measured by the temperature measuring means functioning as a self-protection cutoff function in the semiconductor relays 11 to 14 Of the ⁇ COM 22 for controlling the opening of the semiconductor relay 14 provided corresponding to some of the loads 64 among the plurality of loads 61 to 64 when the temperature is equal to or higher than the operation regulation temperature threshold set within a predetermined ambient temperature range without any And an operation restricting means comprising a CPU.
  • some of the loads 64 are fog lights 64 having a low importance among the plurality of loads 61 to 64.
  • the ambient temperature of the semiconductor relays 11 to 14 is measured, and the measured temperature is within a predetermined ambient temperature range in which the self-protection cutoff function of the semiconductor relays 11 to 14 does not work.
  • the semiconductor relay 14 provided corresponding to a part of the loads 64 among the plurality of loads 61 to 64 is controlled to open, so that current is supplied to the loads.
  • the number of semiconductor relays can be reduced to suppress an increase in ambient temperature due to the semiconductor relays. As a result, it is possible to prevent all of the plurality of semiconductor relays 11 to 14 from being forcibly opened by the self-protection cutoff function.
  • the semiconductor relay 14 provided corresponding to the fog lamp 64 having the low importance. Therefore, all of the plurality of semiconductor relays 11 to 14 are controlled while continuing the operation of the head lamp 61, the radiator fan 62, and the position lamp 63, which are highly important loads. Can be prevented from being forcibly opened by the self-protection cutoff function.
  • the load control unit 1 is provided with the electronic control unit 20 that controls the semiconductor relays 11 to 14.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the function of the control unit 20 may be cut out to configure a separate electronic control device.

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Abstract

　複数の半導体リレーのすべてが自己保護遮断機能により強制的に開制御されてしまうことを抑制できる電子制御装置を提供する。　自動車に搭載された負荷（Ｌ１～Ｌｎ）に対応して負荷制御ユニット（Ｕ）に設けられた半導体リレー（Ｄ１～Ｄｎ）を制御する電子制御装置（Ｅ）であって、半導体リレー（Ｄ１～Ｄｎ）の周囲の温度を測定する温度測定手段（Ｐ１）と、温度測定手段（Ｐ１）によって測定された温度が、半導体リレー（Ｄ１～Ｄｎ）における自己保護遮断機能の働くことのない周囲温度範囲内で設定された動作規制温度閾値以上のとき、複数の負荷（Ｌ１～Ｌｎ）のうち一部の負荷（Ｌｊ）に対応して設けられた半導体リレー（Ｄｊ）を開制御する動作規制手段（Ｐ２）と、を有している。

Description

電子制御装置
　本発明は、自動車に搭載された複数の負荷に対応して負荷制御ユニットに設けられた複数の半導体リレーを制御する電子制御装置に関するものである。
　従来、自動車に搭載されたヘッドランプやラジエータファン、ポジションランプ、フォグランプなどの負荷は、電磁的に接点を開閉する機械式リレーを介して電源装置と接続され、機械式リレーを開閉制御して通電、遮断することにより、負荷の動作を制御していた。そして、近年では、負荷のＰＷＭ制御や負荷制御ユニットの小型化などの要請により、機械式リレーに代えて半導体スイッチング素子を用いた半導体リレーが多用されている。例えば、特許文献１には、半導体リレーとして半導体スイッチング素子を用いた電源供給制御装置の一例が開示されている。
　自動車には複数の負荷が搭載されているため、これら複数の負荷に対応して複数の半導体リレーが設けられている。また、組立性向上などのため、複数の半導体リレーは、負荷の種類等に応じてまとめて基板上に実装され、この基板がケース等に収められて複数の半導体リレーを備えた負荷制御ユニットが構成される。
特開２０００－２３６２４７号公報
　このような半導体リレーは、機械式リレーに比べて動作可能な温度範囲の上限値が低く設定されており、半導体リレーの温度がこの上限値を超えた場合に強制的に開制御（オフ制御）して電流を遮断する自己保護遮断機能が設けられている。そして、何らかの原因により、負荷制御ユニットが外部から熱干渉を受けたり、一部の半導体リレーにおいて規定以上の過電流が流れたりすると、負荷制御ユニット内の温度が上昇して、半導体リレーの温度が上記上限値を超え、すべての半導体リレーにおいて自己保護遮断機能が働いてしまうおそれがあった。これにより、例えば、ヘッドランプやラジエータファンなど走行に関して重要度の高い負荷に対しても電流が遮断されて機能停止してしまうという問題があった。
　本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、複数の半導体リレーのすべてが自己保護遮断機能により強制的に開制御されてしまうことを抑制できる電子制御装置を提供することを目的としている。
　請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、図１の基本構成図に示すように、自動車に搭載された複数の負荷Ｌ１～Ｌｎ（ｎは、２以上の自然数）に対応して負荷制御ユニットＵに設けられた複数の半導体リレーＤ１～Ｄｎを制御する電子制御装置Ｅであって、前記半導体リレーＤ１～Ｄｎの周囲の温度を測定する温度測定手段Ｐ１と、前記温度測定手段Ｐ１によって測定された前記温度が、前記半導体リレーＤ１～Ｄｎにおける自己保護遮断機能の働くことのない所定の周囲温度範囲内で設定された動作規制温度閾値以上のとき、前記複数の負荷Ｌ１～Ｌｎのうち一部の負荷Ｌｊ（ｊは、１～ｎの間の１又は複数の自然数）に対応して設けられた前記半導体リレーＤｊを開制御する動作規制手段Ｐ２と、を有していることを特徴とする電子制御装置である。
　請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記一部の負荷Ｌｊが、前記複数の負荷Ｌ１～Ｌｎのうち重要度の低い負荷とされていることを特徴とするものである。
　請求項１に記載された発明によれば、半導体リレーの周囲の温度を測定して、この測定した温度が、半導体リレーにおける自己保護遮断機能の働くことのない所定の周囲温度範囲内で設定された動作規制温度閾値以上のとき、複数の負荷のうち一部の負荷に対応して設けられた半導体リレーを開制御するので、負荷に電流を供給している半導体リレーの数を減少させて半導体リレーによるその周囲温度の上昇を抑制することができる。これにより、複数の半導体リレーのすべてが自己保護遮断機能により強制的に開制御されてしまうことを抑制できる。
　請求項２に記載された発明によれば、一部の負荷Ｌｊが、複数の負荷Ｌ１～Ｌｎのうち重要度の低い負荷とされているので、重要度の低い負荷に対応して設けられた半導体リレーについて負荷への電流を遮断するように開制御し、そのため、重要度の高い負荷の動作を継続しつつ、複数の半導体リレーのすべてが自己保護遮断機能により強制的に開制御されてしまうことを抑制できる。
本発明の電子制御装置の基本構成を示す図である。 本発明の一実施形態の電子制御装置を内蔵した負荷制御ユニットの透視斜視図である。 図２の負荷制御ユニットに内蔵された電子制御装置及び複数の半導体リレー、並びに、自動車に搭載された負荷の接続関係を模式的に示した図である。 図３の負荷制御ユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵが実行する本発明に係る処理（動作規制処理）の一例を示すフローチャートである。 図３の負荷制御ユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵが実行する処理（操作スイッチの操作等による制御処理）の一例を示すフローチャートである。 図２の負荷制御ユニット内の温度変化を模式的に示すグラフである。
　以下、本発明の一実施形態の電子制御装置を備えた負荷制御ユニットについて、図２～図６を参照して説明する。この負荷制御ユニットは、ヘッドランプ、ラジエータファン、ポジションランプ及びフォグランプのオン・オフ制御を行うものである。ここで、ヘッドランプ、ラジエータファン及びポジションランプは、自動車の走行に欠かせない負荷であり、自動車の走行に関して重要度の高い負荷である。また、フォグランプは、補助的な負荷であり、ヘッドランプ、ラジエータファン及びポジションランプに比べると重要度の低い負荷である。
　図２は、本発明の一実施形態の電子制御装置を内蔵した負荷制御ユニットの透視斜視図である。図３は、図２の負荷制御ユニットに内蔵された電子制御装置及び複数の半導体リレー、並びに、自動車に搭載された負荷の接続関係を模式的に示した図である。図４は、図３の負荷制御ユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵが実行する本発明に係る処理（動作規制処理）の一例を示すフローチャートである。図５は、図３の負荷制御ユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵが実行する処理（操作スイッチの操作等による制御処理）の一例を示すフローチャートである。図６は、図２の負荷制御ユニット内の温度変化を模式的に示すグラフである。
　図２に示すように、負荷制御ユニット（図中、符号１で示す）は、ケース５と、プリント基板６と、複数の半導体リレー１１～１４と、コネクタ１５と、温度センサ２１及びマイクロコンピュータ２２を備えた電子制御装置としての電子制御部２０と、を有している。図２では、負荷制御ユニット１についてケース５を透視した状態を示している。
　ケース５は、例えば、合成樹脂を用いて平面視矩形状の箱形に形成されており、その１の面（図中、下方を向く面）に後述するコネクタ１５を外部に突出させるための開口５ａが設けられている。ケース５には、矩形板状のプリント基板６が収容されている。
　半導体リレー１１～１４は、例えば、過温度による自己保護遮断機能を備えたＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ（サーマルＦＥＴ等とも呼ばれる）の半導体スイッチング素子を用いて構成されている。勿論、半導体リレー１１～１４は、パワーＭＯＳＦＥＴ以外にも、トランジスタやＦＥＴなどの他の種類の半導体スイッチング素子を用いて構成されていてもよい。これら半導体リレー１１～１４は、プリント基板６の一面６ａに互いに近接して一列に並べて実装されている。半導体リレー１１～１４は、図３に示すように、それぞれのドレイン端子Ｄ－ソース端子Ｓが、電源Ｂと複数の負荷としてのヘッドランプ６１、ラジエータファン６２、ポジションランプ６３及びフォグランプ６４との間に直列に接続されている。また、半導体リレー１１～１４は、それぞれのゲート端子Ｇが後述する電子制御部２０のマイクロコンピュータ２２に接続されており、マイクロコンピュータ２２からの制御信号により開閉制御される。
　コネクタ１５は、図示しないワイヤハーネスに接続される。このワイヤハーネスは、自動車内に配索されて複数の電子制御装置間を接続し、これら複数の電子制御装置とともにＣＡＮネットワークを構成する。コネクタ１５は、プリント基板６の一面６ａの一縁部に、その嵌合部分１５ａがケース５の開口５ａを通じて外部に突出されるように実装されている。
　電子制御部２０は、温度センサ２１と、マイクロコンピュータ２２（以下、μＣＯＭ２２という）と、を有している。
　温度センサ２１は、例えば、サーミスタ素子などで構成されており、その周囲の温度に応じた信号（アナログ信号）を出力する。温度センサ２１は、その周囲の温度が半導体リレー１１～１４の周囲の温度とほぼ同一となる程度にこれら半導体リレー１１～１４に近接されてプリント基板６の一面６ａに実装されている。また、温度センサ２１は、μＣＯＭ２２に接続されており、μＣＯＭ２２は、温度センサ２１からの信号に基づいて、温度センサ２１の周囲の温度、即ち、半導体リレー１１～１４の周囲の温度を測定する。
　μＣＯＭ２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを内蔵して構成されており、負荷制御ユニット１全体の制御を司る。ＲＯＭには、ＣＰＵを温度測定手段及び動作規制手段などの各種手段として機能させるための制御プログラムが予め記憶されており、ＣＰＵは、この制御プログラムを実行することにより各種手段として機能する。また、μＣＯＭ２２のＲＯＭには、例えば、（１）温度センサ２１が出力した信号に示される数値と半導体リレー１１～１４の周囲温度との関係を示す温度変換テーブル、（２）半導体リレー１１～１４における自己保護遮断機能の働くことのない正常動作可能な周囲温度範囲（例えば、０℃～１５０℃）内で設定された動作規制温度閾値（例えば、１２０℃）、及び、この動作規制温度閾値より低い温度に設定された動作規制解除温度閾値（例えば、１００℃）、並びに、（３）自動車の走行に関して重要度の低い負荷に対応して設けられた半導体リレーが接続された後述の出力ポートの情報（例えば、フォグランプ６４に対応する半導体リレー１４が接続された出力ポートＰＯ４を示す情報）などのパラメータが記憶されている。
　μＣＯＭ２２は、出力ポートＰＯ１～ＰＯ４、アナログ－デジタル変換入力ポートＡＤＩ、及び、ＣＡＮ通信のための通信ポートＣＡＮを備えた外部インタフェース部をさらに内蔵している。出力ポートＰＯ１～ＰＯ４には、それぞれ半導体リレー１１～１４が接続されており、これら半導体リレー１１～１４は、出力ポートＰＯ１～ＰＯ４から出力された制御信号に基づいて開閉制御される。また、アナログ－デジタル変換入力ポートＡＤＩには、温度センサ２１が接続されており、温度センサ２１が出力したアナログ信号が入力されると量子化されて当該アナログ信号に応じた数値、即ち、温度を示す数値がＣＰＵに渡される。通信ポートＣＡＮには、コネクタ１５が接続されており、コネクタ１５に接続された図示しないワイヤハーネスを介して、他の電子制御装置との間で通信が行われる。
　自動車の乗員によって、例えば、ヘッドランプの点灯・消灯などの各負荷に対する操作が各種スイッチに入力されると、他の電子制御装置がこの入力された操作を検出するとともにＣＡＮネットワークを通じて当該操作に応じた情報を負荷制御ユニット１に送信する。そして、負荷制御ユニット１の電子制御部２０は、送信されてきた情報に基づいて各負荷６１～６４の制御（具体的には、半導体リレー１１～１４の開閉制御）を行う。
　次に、上述したμＣＯＭ２２のＣＰＵが実行する本発明に係る処理（動作規制処理）の一例を、図４に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
　μＣＯＭ２２のＣＰＵは、動作規制処理を実行するために、周期的（例えば、１分毎）に処理をステップＳ１１０に進める。
　ステップＳ１１０では、半導体リレー１１～１４の周囲の温度を測定する。具体的には、ＣＰＵは、温度センサ２１からの信号に示される数値を、ＲＯＭに記憶された温度変換テーブルに当てはめることにより、当該数値に対応する温度を半導体リレー１１～１４の周囲の温度として取得（即ち、測定）する。そして、ステップＳ１２０に進む。
　ステップＳ１２０では、ＣＰＵは、ステップＳ１２０で測定した半導体リレー１１～１４の周囲の温度が、ＲＯＭに記憶された動作規制温度閾値以上か否かを判定して、当該温度が動作規制温度閾値以上であると、ステップＳ１３０に進み（Ｓ１２０でＹ）、当該温度が動作規制温度閾値未満であると、ステップＳ１５０に進む（Ｓ１２０でＮ）。
　ステップＳ１３０では、ＣＰＵは、ＲＡＭ上に設けられた動作規制中フラグを立てる、即ち、動作規制中フラグをオンにする。これにより、複数の半導体リレーのうちの一部が動作を規制される動作規制状態にあることを示す。そして、ステップＳ１４０に進む。
　ステップＳ１４０では、重要度の低い負荷に対応して設けられた半導体リレーを開制御する。具体的には、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された自動車の走行に関して重要度の低い負荷に対応して設けられた一部の半導体リレーが接続された出力ポートの情報（出力ポートＰＯ４）を読み出して、この情報に示される出力ポートＰＯ４から、半導体リレーを開制御するための信号を出力する。これにより、出力ポートＰＯ４に接続された半導体リレー１４は開状態となり、これら半導体リレー１４に接続されたフォグランプ６４への電流が遮断される。そして、本フローチャートの処理を終了する。
　ステップＳ１５０では、ＣＰＵは、ステップＳ１２０で測定した半導体リレー１１～１４の周囲の温度が、ＲＯＭに記憶された動作規制解除温度閾値以下か否かを判定して、当該温度が動作規制解除温度閾値以下であると、ステップＳ１６０に進み（Ｓ１５０でＹ）、当該温度が動作規制温度閾値より大きいと、本フローチャートの処理を終了する（Ｓ１５０でＮ）。
　ステップＳ１６０では、ＣＰＵは、ＲＡＭ上に設けられた動作規制中フラグを下ろす、即ち、動作規制中フラグをオフにする。これにより、複数の半導体リレーのうちの一部が動作を規制される動作規制状態にない（即ち、通常動作可能状態にある）ことを示す。そして、本フローチャートの処理を終了する。
　上述したステップＳ１１０と温度センサ２１とを合わせた構成が、請求項中の温度測定手段に相当し、ステップＳ１４０が、請求項中の動作規制手段に相当する。
　次に、上述した負荷制御ユニット１の電子制御部２０における動作の一例について、図４、図５を参照して説明する。
　（操作スイッチの操作等による制御処理）
　自動車の乗員が各負荷に対応した操作スイッチの操作等を行うと、他の電子制御装置によってこの操作が検出されて、当該操作に応じた情報（以下、「負荷制御命令」という）が負荷制御ユニット１（具体的には、電子制御部２０）に向けて送信される。この負荷制御命令には、制御対象となる負荷を示す負荷識別情報と負荷の制御内容（オン・オフ）を示す制御内容情報とが含まれている。
　負荷制御ユニット１の電子制御部２０では、負荷制御命令を受信すると（図５のＴ１１０でＹ）、当該命令に含まれる負荷識別情報に示される負荷に対応して設けられた半導体リレーが接続された出力ポートを特定する（Ｔ１２０）。次に、この特定した出力ポートが、ＲＯＭに記憶された自動車の走行に関して重要度の低い負荷に対応して設けられた半導体リレーが接続された出力ポートの情報（以下、「出力ポート情報」という）に示される出力ポートに該当するか否かを判定する（Ｔ１３０）。
　特定した出力ポートが、上記出力ポート情報に示される出力ポートに該当しない場合、つまり、自動車の走行に関して重要度の高い（走行上重要な負荷）に対応して設けられた半導体リレーが接続された出力ポートの場合は（Ｔ１３０でＮ）、特定した出力ポートから上記負荷制御命令に含まれる制御内容情報に応じた制御信号を出力する（Ｔ１５０）。
　特定した出力ポートが、上記出力ポート情報に示される出力ポートに該当する場合、つまり、自動車の走行に関して重要度の低い負荷（走行上重要でない負荷）に対応して設けられた半導体リレーが接続された出力ポートの場合は（Ｔ１３０でＹ）、ＲＡＭに設けられた動作規制中フラグを判定して、当該フラグがオフのときは（Ｔ１４０でＮ）、通常動作可能状態として、特定した出力ポートから上記負荷制御命令に含まれる制御内容情報に応じた制御信号を出力し（Ｔ１５０）、当該フラグがオンのときは（Ｔ１４０でＹ）、動作規制状態として、特定した出力ポートから制御信号を出力せずに動作を終了する（即ち、負荷制御命令を破棄する）。
　例えば、自動車の乗員がヘッドランプ６１の操作スイッチを消灯位置から点灯位置に切り換える操作（ヘッドランプ点灯操作）を行うと、他の電子制御装置によってこの操作が検出されて、当該操作に応じた負荷制御命令［負荷識別情報：ヘッドランプ６１、制御内容情報：オン］が負荷制御ユニット１に向けて送信される。負荷制御ユニット１の電子制御部２０では、負荷制御命令を受信すると、当該命令に含まれる負荷識別情報に示される負荷（ヘッドランプ６１）に対応して設けられた半導体リレー１１が接続された出力ポートＰＯ１を特定する。次に、この特定した出力ポートＰＯ１が、上記出力ポート情報に示される出力ポートＰＯ４に該当しないと判定して、特定した出力ポートＰＯ１から上記負荷制御命令に含まれる制御内容情報（オン）に応じた制御信号を出力する。これにより、ヘッドランプ６１がオン（点灯）される。ヘッドランプ６１の操作スイッチを点灯位置から消灯位置に切り換える操作（ヘッドランプ消灯操作）の場合も同様の動作である。また、ポジションランプ６３の点灯操作・消灯操作の場合も同様の動作である。また、ラジエータファン６２の場合は、操作スイッチの操作に代えて、冷却水の温度に応じて他の電子制御装置から負荷制御命令が送信される点を除いて、ヘッドランプ６１と同様の動作である。
　また、例えば、自動車の乗員がフォグランプ６４の操作スイッチを消灯位置から点灯位置に切り換える操作（フォグランプ点灯操作）を行うと、他の電子制御装置によってこの操作が検出されて、当該操作に応じた負荷制御命令［負荷識別情報：フォグランプ６４、制御内容情報：オン）が負荷制御ユニット１に向けて送信される。負荷制御ユニット１の電子制御部２０では、負荷制御命令を受信すると、当該命令に含まれる負荷識別情報に示される負荷（フォグランプ６４）に対応して設けられた半導体リレー１４が接続された出力ポートＰＯ４を特定する。次に、この特定した出力ポートＰＯ４が、上記出力ポート情報に示される出力ポートＰＯ４に該当すると判定し、次に、動作規制中フラグを判定する。当該フラグがオフのときは、特定した出力ポートＰＯ４から上記負荷制御命令に含まれる制御内容情報（オン）に応じた制御信号を出力し、また、当該フラグがオンのときは、特定した出力ポートＰＯ４から制御信号を出力せずに動作を終了する。これにより、通常動作可能状態のときは、フォグランプ６４が点灯され、動作規制状態のときは、フォグランプ６４の点灯が規制される。フォグランプ６４の操作スイッチを点灯位置から消灯位置に切り換える操作（フォグランプ消灯操作）の場合も同様の動作である。
　（動作規制処理）
　負荷制御ユニット１の電子制御部２０は、周期的に半導体リレー１１～１４の周囲の温度を測定し（図４のＳ１１０）、この温度が動作規制温度閾値以上であるか否かを判定して、動作規制温度閾値以上であると（Ｓ１２０でＹ）、ＲＡＭに設けられた動作規制中フラグをオンするとともに（Ｓ１３０）、走行上重要でないフォグランプ６４に対応して設けられた半導体リレー１４をその操作スイッチの状態にかかわらず開制御して（Ｓ１４０）、フォグランプ６４への電流を遮断する。動作規制中フラグがオンとなる動作規制状態においては、上述したように、フォグランプ６４の点灯操作が受け付けられず、フォグランプ６４は消灯のままとなる（図５のＴ１３０でＹ、Ｔ１４０でＹ）。また、動作規制状態でも、ヘッドランプ６１、ラジエータファン６２及びポジションランプ６３に対する点灯操作等は受け付けられる（図５のＴ１３０でＮ、Ｔ１５０）。また、半導体リレー１１～１４の周囲の温度が動作規制温度閾値未満でかつ動作規制解除温度閾値より大きいと（Ｓ１２０でＮ、Ｓ１５０でＮ）、動作規制状態であればその状態を維持し、または、通常動作可能状態であればその状態を維持する。また、半導体リレー１１～１４の周囲の温度が動作規制解除温度閾値以下であると（Ｓ１２０でＮ、Ｓ１５０でＹ）、動作規制中フラグをオフする。動作規制中フラグがオフとなる通常動作可能状態においては、上述したように、フォグランプ６４の点灯操作が受け付けられ、これらの操作スイッチに入力された操作に応じて点灯又は消灯される（図５のＴ１３０でＹ、Ｔ１４０でＮ、Ｔ１５０）。また、通常動作可能状態でも、ヘッドランプ６１、ラジエータファン６２及びポジションランプ６３に対する点灯操作等は受け付けられる（図５のＴ１３０でＮ、Ｔ１５０）。
　これらの処理を行うことにより、半導体リレー１１～１４の周囲の温度が動作規制温度閾値以上になると、動作規制状態となり一部の半導体リレー１４が開状態とされて、これら半導体リレー１４の発熱が抑制されるので、半導体リレー１１～１４の周囲の温度の上昇が抑制される。また、半導体リレー１１～１４の周囲の温度が、動作規制温度閾値より低い動作規制解除温度閾値以下になると、動作規制状態が解除されて、全ての半導体リレー１１～１４において通常動作が可能となる。図６に、半導体リレー１１～１４の周囲温度の時間変化の一例を模式的に示したグラフを示す。
　本実施形態の電子制御部２０は、自動車に搭載された複数の負荷６１～６４に対応して負荷制御ユニット１に設けられた複数の半導体リレー１１～１４を制御する電子制御部２０であって、半導体リレー１１～１４の周囲の温度を測定する温度センサ２１及びμＣＯＭ２２のＣＰＵからなる温度測定手段と、温度測定手段によって測定された温度が、半導体リレー１１～１４における自己保護遮断機能の働くことのない所定の周囲温度範囲内で設定された動作規制温度閾値以上のとき、複数の負荷６１～６４のうち一部の負荷６４に対応して設けられた前記半導体リレー１４を開制御するμＣＯＭ２２のＣＰＵからなる動作規制手段と、を有している。
　また、一部の負荷６４が、複数の負荷６１～６４のうち重要度の低いフォグランプ６４とされている。
　以上より、本実施形態によれば、半導体リレー１１～１４の周囲の温度を測定して、この測定した温度が、半導体リレー１１～１４における自己保護遮断機能の働くことのない所定の周囲温度範囲内で設定された動作規制温度閾値以上のとき、複数の負荷６１～６４のうち一部の負荷６４に対応して設けられた半導体リレー１４を開制御するので、負荷に電流を供給している半導体リレーの数を減少させて半導体リレーによるその周囲温度の上昇を抑制することができる。これにより、複数の半導体リレー１１～１４のすべてが自己保護遮断機能により強制的に開制御されてしまうことを抑制できる。
　また、上記開制御される一部の負荷６４が、複数の負荷６１～６４のうち重要度の低いフォグランプ６４とされているので、重要度の低いフォグランプ６４に対応して設けられた半導体リレー１４について負荷への電流を遮断するように開制御し、そのため、重要度の高い負荷であるヘッドランプ６１、ラジエータファン６２及びポジションランプ６３の動作を継続しつつ、複数の半導体リレー１１～１４のすべてが自己保護遮断機能により強制的に開制御されてしまうことを抑制できる。
　上述した実施形態では、負荷制御ユニット１に半導体リレー１１～１４を制御する電子制御部２０が設けられた構成であったが、この構成に限定されるものではなく、負荷制御ユニット１から、電子制御部２０の機能を切り出して、別体の電子制御装置を構成してもよい。
　なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
　１　　　　　負荷制御ユニット
　１１～１４　半導体リレー
　２０　　　　電子制御部（電子制御装置）
　２１　　　　温度センサ（温度測定手段）
　２２　　　　マイクロコンピュータ（温度測定手段、動作規制手段）
　６１　　　　ヘッドランプ（負荷）
　６２　　　　ラジエータファン（負荷）
　６３　　　　ポジションランプ（負荷）
　６４　　　　フォグランプ（重要度の低い負荷）

Claims (2)

  1. 　自動車に搭載された複数の負荷に対応して負荷制御ユニットに設けられた複数の半導体リレーを制御する電子制御装置であって、
    　前記半導体リレーの周囲の温度を測定する温度測定手段と、
    　前記温度測定手段によって測定された前記温度が、前記半導体リレーにおける自己保護遮断機能の働くことのない所定の周囲温度範囲内で設定された動作規制温度閾値以上のとき、前記複数の負荷のうち一部の負荷に対応して設けられた前記半導体リレーを開制御する動作規制手段と、を有していることを特徴とする電子制御装置。
  2. 　前記一部の負荷が、前記複数の負荷のうち重要度の低い負荷とされていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
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