(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、冷却水を循環させて前記内燃機関を冷却する機関冷却装置を含み、前記内燃機関に付帯する付帯装置とを備える車両の制御装置であって、前記内燃機関及び前記付帯装置の少なくとも１つを制御対象とする電子制御ユニットを備える制御装置において、
前記電子制御ユニットは、プリント配線基板と、該プリント配線基板上に配置された電子部品とによって構成され、かつ合成樹脂で防水コーティングされて、前記機関冷却装置を構成するラジエータ内において冷却水に浸された状態で装着されており、
前記ラジエータには、冷却水が排出される排出口を有するロアタンクが最下部に設けられており、前記電子制御ユニットは、前記ロアタンク内に装着され、
前記ロアタンクは前記電子制御ユニットを装着するための取付部を備え、
該取付部は、取付口と、該取付口から内側へ向かって延びる筒状のコネクタ固定部とを有し、
前記電子制御ユニットと、前記制御対象からの接続線が接続可能なコネクタとが一体化されて、コネクタ付き電子制御ユニットが構成され、前記コネクタは前記コネクタ固定部に嵌め込まれたときに、前記ロアタンク内の冷却水が漏れないように前記コネクタ固定部を封止可能に構成されており、
前記コネクタ付き電子制御ユニットは、前記コネクタが前記コネクタ固定部に嵌め込まれ、かつ前記電子制御ユニットが前記ロアタンク内部に位置する状態で装着されることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記コネクタの周縁部にはオーリングを装着可能な溝が設けられており、前記コネクタは、前記オーリングが装着された状態で前記コネクタ固定部に嵌め込まれることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記コネクタ固定部は、前記コネクタに装着されたオーリングが嵌入可能なオーリング固定部材を有することを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記取付部は、内壁面から突出し、前記電子制御ユニットを支持可能な支持部材を有し、
前記電子制御ユニットは、前記ロアタンク内に装着された状態で前記支持部材によって支持されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記取付部は、前記コネクタ付き電子制御ユニットを装着したときに、前記ラジエータの上下方向とほぼ垂直に前記プリント配線基板が配置されるように設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記取付部は、前記コネクタ付き電子制御ユニットを装着したときに、前記ラジエータの上下方向とほぼ平行に前記プリント配線基板が配置されるように設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記電子制御ユニットは、前記冷却水の温度を検出する温度検出素子を備えることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及びその冷却装置を搭載した車両の制御装置に関し、特に電子制御ユニットによって内燃機関やその冷却装置などを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両用空気調和装置のブロアレジスタ冷却構造が示されている。この冷却構造においては、ブロアレジスタが配設された基板に固定された防水カバーによって、ブロアレジスタが被覆され、防水カバーによって被覆されたブロアレジスタがエンジンの冷却水路系内に配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６１−２０１９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関などの制御には、ＣＰＵ(Central Processing Unit)及び記憶回路などで構成される電子制御ユニットが広く使用されている。この電子制御ユニットは、内燃機関が収容された機関室内、あるいは機関室の近傍に配置されるため、ＣＰＵやその他の電子部品の温度が上限温度を超える可能性がある。そのため、電子制御ユニットを機関室内に配置し、しかも安定的に冷却することが望まれている。
【０００５】
上記特許文献１に示されるブロアレジスタに代えて電子制御ユニットをエンジンの冷却水路系に配置することにより、電子制御ユニットを安定的に冷却することができるが、同文献に示されるように防水カバーで被覆すると、全体として体積が大きくなり、冷却水路系を循環する冷却水への抵抗が増加するという課題がある。
【０００６】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、車両に搭載される内燃機関、あるいはその冷却装置を含む付帯装置を制御する電子制御ユニットを備え、その電子制御ユニットを比較的簡単な構造で安定的に冷却することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（１）と、冷却水を循環させて前記内燃機関を冷却する機関冷却装置（１０）を含み、前記内燃機関に付帯する付帯装置とを備える車両の制御装置であって、前記内燃機関及び前記付帯装置の少なくとも１つを制御対象とする電子制御ユニット（２０）を備える制御装置において、前記電子制御ユニット（２０）は、プリント配線基板（３１）と、該プリント配線基板上に配置された電子部品（３２〜３５）とによって構成され、かつ合成樹脂（３０）で防水コーティングされて、前記機関冷却装置（１０）を構成するラジエータ（２）内において冷却水に浸された状態で装着されており、前記ラジエータ（２）には、冷却水が排出される排出口（１５）を有するロアタンク（１３）が最下部に設けられており、前記電子制御ユニット（２０）は、前記ロアタンク（１３）内に装着され、前記ロアタンク（１３）は前記電子制御ユニット（２０）を装着するための取付部（１６）を備え、該取付部は、取付口（２１）と、該取付口から内側へ向かって延びる筒状のコネクタ固定部（２２）とを有し、前記電子制御ユニット（２０）と、前記制御対象からの接続線が接続可能なコネクタ（４１）とが一体化されて、コネクタ付き電子制御ユニット（１０１）が構成され、前記コネクタ（４１）は前記コネクタ固定部（２２）に嵌め込まれたときに、前記ロアタンク（１３）内の冷却水が漏れないように前記コネクタ固定部（２２）を封止可能に構成されており、前記コネクタ付き電子制御ユニット（１０１）は、前記コネクタ（４１）が前記コネクタ固定部（２２）に嵌め込まれ、かつ前記電子制御ユニット（２０）が前記ロアタンク（１３）内部に位置する状態で装着されることを特徴とする。
上記付帯装置としては、機関冷却装置の他には例えば排気還流装置、蒸発燃料処理装置などがある。
【０００８】
この構成によれば、電子制御ユニットが合成樹脂で防水コーティングされるので、比較的薄いコーティングで防水が可能となる。したがって、防水コーティングされた電子制御ユニットをラジエータ内において冷却水に浸された状態で装着しても、循環する冷却水への抵抗の増加を最小限に抑制することができ、かつ電子制御ユニットの安定的な冷却が可能となる。またラジエータには内燃機関の振動が直接的に伝達されることがないので、振動による問題が発生し難いという利点、及び冷却水ポンプの吐出孔からは離れた位置にあって水圧が比較的低いので防水性の確保が容易であるという利点もある。また、冷却水が排出される排出口付近のロアタンク内では、冷却水の温度が冷却系の中で最低に近い温度となるため、冷却効果を高めることができる。また、コネクタ付き電子制御ユニットを、電子制御ユニットを前にして取付口からロアタンク内に挿入し、コネクタをコネクタ固定部に嵌め込んでコネクタ固定部を封止しつつ固定することが可能となり、電子制御ユニットをロアタンク内に装着するときの作業性を高めることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の制御装置において、前記コネクタ（４１）の周縁部にはオーリング（４４）を装着可能な溝（４３）が設けられており、前記コネクタ（４１）は、前記オーリング（４４）が装着された状態で前記コネクタ固定部（２２）に嵌め込まれることを特徴とする。
この構成によれば、コネクタは、オーリングが装着された状態でコネクタ固定部に嵌め込まれるので、電子制御ユニットを装着した状態で冷却水の漏出を確実に防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両の制御装置において、前記コネクタ固定部（２２）は、前記コネクタ（４１）に装着されたオーリング（４４）が嵌入可能なオーリング固定部材（２４）を有することを特徴とする。
この構成によれば、コネクタがコネクタ固定部に嵌め込まれたときに、コネクタに装着されたオーリングがオーリング固定部材に嵌入するので、コネクタを確実に固定し、かつ冷却水の漏出をより確実に防止することが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の車両の制御装置において、前記取付部（１６）は、内壁面から突出し、前記電子制御ユニット（２０）を支持可能な支持部材（２３）を有し、前記電子制御ユニット（２０）は、前記ロアタンク（１３）内に装着された状態で前記支持部材（２３）によって支持されることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、電子制御ユニットは、ロアタンク内に装着された状態で取付部に設けられた支持部材によって支持されるので、車両の走行に伴う振動が加わってもプリント配線基板が破損するような事態を確実に回避できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載の車両の制御装置において、前記取付部（１６）は、前記コネクタ付き電子制御ユニット（１０１）を装着したときに、前記ラジエータ（２）の上下方向とほぼ垂直に前記プリント配線基板（３１）が配置されるように設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、取付部の構造が比較的簡単なものとなり、ロアタンクの後方（内燃機関側）にスペースの余裕がある場合に適している。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載の車両の制御装置において、前記取付部（５１）は、前記コネクタ付き電子制御ユニット（１０１）を装着したときに、前記ラジエータ（２）の上下方向とほぼ平行に前記プリント配線基板（３１）が配置されるように設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、取付部の水平方向の長さが短くなり、ロアタンクの後方にスペースの余裕がない場合であっても取付部を設けることができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６の何れか１項に記載の車両の制御装置において、前記電子制御ユニット（２０）は、前記冷却水の温度（ＴＷ）を検出する温度検出素子（３３）を備えることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、電子制御ユニットをロアタンク内に装着することによって、冷却水温度を検出する温度検出素子も同時に装着することができる。車両の制御装置では、機関の温度を監視するために、冷却水の温度を検出することが必須であり、冷却水温度センサを別途装着する工数を削減することができる。さらに温度検出素子によって検出される冷却水温度は電子制御ユニットで直ちにデジタルデータに変換して、そのまま制御に使用したり、他の電子制御ユニットへ伝達することが可能となる。その結果、温度検出素子と電子制御ユニットとの間の接続線を削減することできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両に搭載された内燃機関の冷却装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ラジエータ（２）の構成を説明するための図である。
【図３】ロアタンク（１３）における電子制御ユニットの取付部（１６）の構造を説明するための図である。
【図４】電子制御ユニット（２０）及びコネクタ付き電子制御ユニット（１０１）の構成を説明するための図である。
【図５】コネクタ付き電子制御ユニット（１０１）を図３に示す取付部（１６）に装着した状態を示す図である。
【図６】図５に示す構成の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる車両に搭載された内燃機関の冷却装置（機関冷却装置）の概略構成を示すブロック図であり、この機関冷却装置１０は、内燃機関（以下「エンジン」という）１に設けられた冷却水通路１ａと、ラジエータ２と、冷却ファン３と、水ポンプ４と、これらの接続する冷却水通路５，６，７とを備えている。ラジエータ２内には、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０が設けられており、ＥＣＵ２０は図示しない他の電子制御ユニットとＣＡＮ（Control Area Network）を介して接続されるとともに、冷却ファン３の駆動制御を行う。
【００２２】
水ポンプ４から吐出される冷却水は、冷却水通路５、エンジン１の冷却水通路１ａ、及び冷却水通路６を介してラジエータ２に流入し、ラジエータ２によって冷却水の温度が低下する。温度が低下した冷却水は、冷却水通路７を介して水ポンプ４に還流する。
【００２３】
ラジエータ２は、図２に示すように、アッパタンク１１、ラジエータコア１２、ロアタンク１３によって構成される。アッパタンク１１には冷却水通路６が接続され、冷却水が流入する流入口１４が設けられ、ロアタンク１３には冷却水通路７が接続され、冷却水が排出される排出口１５が設けられている。ロアタンク１３は、ＥＣＵ２０を装着するための取付部１６を備えている。アッパタンク１１及びロアタンク１３は合成樹脂製である。
【００２４】
図３（ａ）は、取付部１６をより詳細に説明するための図（ロアタンク１３の部分断面図）であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す取付部１６を矢印Ｂの方向からみた図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。取付部１６は、ロアータンク本体から突出して、断面矩形の筒状に形成されており、取付口２１と、取付口２１からロアタンク１３の内部に向かって延びる筒状のコネクタ固定部２２と、後述するコネクタ４１に装着されるオーリング４４が嵌入可能なオーリング固定部材２４と、ＥＣＵ２０を支持する支持部材２３とを備えている。オーリング固定部材２４は、コネクタ固定部２２の内壁の一部が突出して矩形環状に（内壁の全周に亘って）形成される。支持部材２３は、取付部１６の左右の内壁から突出し、ＥＣＵ２０を上側及び下側から支持するための複数の突出部によって構成される。
【００２５】
ＥＣＵ２０は、図４（ａ）に示すように、プリント配線基板３１の上に配置される集積回路３２、他の電子部品３３，３４，３５、及び図示しない他の電子部品によって構成され、防水皮膜３０によって全体がコーティング（防水コーティング）されている。防水皮膜３０は、合成樹脂製であり、合成樹脂としては例えばパラキシリレン系ポリマーが使用可能である。防水皮膜３０の厚さは、例えば２５μｍ程度であり、ＥＣＵ２０の防水コーティングによって増加する体積はほとんど無視できる程度である。なお、図４では説明のために防水皮膜３０は実際より厚く示されている。防水皮膜３０をコーティングする手法としては、例えば蒸着が適用される。防水皮膜３０をコーティングすることによって、防水効果だけでなく、冷却水に混入している異物による傷つきや、微量の不純成分による電子部品の化学変化などを防止することができる。
【００２６】
本実施形態では、電子部品３３として温度検出素子が装着され、冷却水温度ＴＷの検出に適用される。検出した冷却水温度ＴＷは、冷却ファン３の作動制御に使用されるとともに、ＣＡＮを介して他のＥＣＵ（例えばエンジン制御ＥＣＵ）に伝達される。
【００２７】
本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、ＥＣＵ２０を合成樹脂製のコネクタ４１と一体化することによりコネクタ付きＥＣＵ１０１が構成され、コネクタ付きＥＣＵ１０１が図３に示すロアタンク１３の取付部１６に装着される。コネクタ４１は、コネクタ固定部２２に嵌め込まれたときに、ロアタンク１３内の冷却水が漏れないようにコネクタ固定部２２を封止可能に構成されている。
【００２８】
図４（ｂ）にはコネクタ付きＥＣＵ１０１の側面図とともに、コネクタ４１を図の右側からみた正面図も示されている。コネクタ４１にはゴム製のオーリング４４を装着可能な複数の溝４３が設けられ、また複数のコネクタピン４２が設けられている。ＥＣＵ２０にはコネクタピン４２を介して制御対象からの接続線、電源供給線、ＣＡＮ接続線などが接続される。コネクタピン４２は、プリント配線基板３１上の金属配線パターンと接続されている。なお、その接続部分では防水皮膜３０は削除される。図４（ｃ）は、オーリング４４が溝４３に装着された状態を示している。
【００２９】
図５は、ロアタンク１３内にコネクタ付きＥＣＵ１０１を装着した状態（実線）を示す図であり、破線で示すようにコネクタ付きＥＣＵ１０１にオーリング４４が装着され、矢印Ｃで示すようにＥＣＵ２０を前にして取付口２１から挿入される。このときＥＣＵ２０は支持部材２３の間に挿入されて支持部材２３によって支持される。コネクタ４１はオーリング４４がオーリング固定部材２４に嵌入した状態でコネクタ固定部２２に固定される。コネクタ付きＥＣＵ１０１をオーリング４４とともに装着することによって、ＥＣＵ２０がロアタンク１３内に装着されるとともに、コネクタ固定部２２がオーリング４４及びコネクタ４１によって密閉され、冷却水が漏出することが防止される。
【００３０】
以上のように本実施形態では、ＥＣＵ２０が合成樹脂の防水皮膜３０で被覆されるので、比較的薄いコーティングで防水が可能となる。したがって、防水コーティングされたＥＣＵ２０をラジエータ２内において冷却水に浸された状態で装着しても、循環する冷却水への抵抗の増加を最小限に抑制することができ、かつＥＣＵ２０の安定的な冷却が可能となる。またラジエータ２にはエンジン１の振動が直接的に伝達されることがないので、振動による問題が比較的発生し難いという利点、及び水ポンプ４の吐出孔から離れた位置にあって水圧が比較的低いので防水性の確保が容易であるという利点もある。
【００３１】
また冷却水が排出される排出口１５付近のロアタンク１３内では、冷却水の温度が冷却装置１０の中で最低に近い温度となるため、冷却効果を高めることができる。なお、冷却水温度ＴＷは、エンジン１の暖機完了後は７０〜８０℃程度となるが、ＥＣＵ２０の電子部品の使用上限温度は１１０℃程度であるため、十分な冷却効果が得られる。
【００３２】
また予めＥＣＵ２０とコネクタ４１とを一体化してコネクタ付きＥＣＵ１０１を構成し、そのコネクタ付きＥＣＵ１０１をＥＣＵ２０を前にして取付口２１からロアタンク１３内に挿入し、コネクタ４１をコネクタ固定部２２に嵌め込んで固定するようにしたので、コネクタ付きＥＣＵ１０１を装着することによって、ＥＣＵ２０をロアタンク１３内に装着するときの作業性を高めることができる。またコネクタ４１は、オーリング４４が装着された状態でコネクタ固定部２２に嵌め込まれるので、ＥＣＵ２０を装着した状態で冷却水の漏出を確実に防止することができる。
【００３３】
またコネクタ４１がコネクタ固定部２２に嵌め込まれたときに、コネクタ４１に装着されたオーリング４４がオーリング固定部材２４に嵌入するので、コネクタ４１を確実に固定し、かつ冷却水の漏出をより確実に防止することが可能となる。
【００３４】
またＥＣＵ２０は、ロアタンク１３内に装着された状態で取付部１６に設けられた支持部材２３によって支持されるので、車両の走行に伴う振動が加わってもプリント配線基板３１が破損するような事態を確実に回避できる。
【００３５】
また取付部１６は、コネクタ付きＥＣＵ１０１を装着したときに、プリント配線基板３１がラジエータ２の上下方向と垂直または垂直に近い角度で配置されるように設けられているので、取付部１６の構造が比較的簡単なものとなり、ロアタンク１３の後方（エンジン１側）にスペースの余裕がある場合に適している。
【００３６】
またプリント配線基板２１上の電子部品３３として温度検出素子を配置し、冷却水温ＴＷの検出に使用可能としたので、ＥＣＵ２０をロアタンク１３内に装着することによって、冷却水温度ＴＷを検出することができる。車両の制御装置では、エンジン１の温度を監視するために、冷却水温度ＴＷを検出することが必須であり、冷却水温度センサを別途装着する工数を削減することができる。さらに温度検出素子によって検出される冷却水温度ＴＷはＥＣＵ２０で直ちにデジタルデータに変換して、そのまま冷却ファン３の制御に使用したり、他のＥＣＵへ伝達することが可能となる。その結果、温度検出素子とＥＣＵとの間の接続線を削減することできる。
【００３７】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、ロアタンク１３の後方（エンジン１側）にスペースの余裕がない場合には、図６に示すロアタンク１３ａのように、ラジエータ２の上下方向と平行、または平行に近い状態でプリント配線基板３１が配置されるように取付部５１を設けることが望ましい。取付部５１は、取付口５２と、コネクタ固定部５３と、支持部材５４と、オーリング固定部材５３とを備えており、図の上方からコネクタ付きＥＣＵ１０１を取付口５２から挿入することによって、ＥＣＵ２０がロアタンク１３ａ内に装着される。
【００３８】
この変形例によれば、取付部５１の水平方向の長さが短くなり、ロアタンク１３の後方にスペースの余裕がない場合であっても取付部５１を設けることが可能となる。
【００３９】
またＥＣＵ２０は、冷却ファン３の制御を行うものに限るものではなく、例えばエンジン１の制御（燃料噴射制御、点火時期制御）の一部の制御を行うもの、エンジン１の付帯装置である排気還流装置及び／または蒸発燃料処理装置の制御を行うものなどであってもよい。エンジン１の制御を行う場合には、エンジン１のクランク軸の回転角度位置を検出するクランク角度位置センサの出力信号からクランク角度パルス信号を生成する処理を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  内燃機関
２  ラジエータ
１０  冷却装置
１３  ロアタンク
１５  排出口
１６  取付部
２０  電子制御ユニット
２１  取付口
２２  コネクタ固定部
２３  支持部材
２４  オーリング固定部材
３０  防水皮膜
３１  プリント配線基板
３２  集積回路
４１  コネクタ
４２  コネクタピン
４３  溝
４４  オーリング
１０１  コネクタ付きＥＣＵ（コネクタ付き電子制御ユニット）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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