(57)【要約】【課題】  制御装置が動作保証温度範囲を超えた場合に、その範囲を超えた瞬間に熱履歴の情報を確実に記録することができる信頼性の高い制御装置を提供する。【解決手段】  制御装置１１は、温度を計測するための温度センサ１４と、温度センサ１４により計測された温度が所定の温度を超えた場合に、所定の信号を出力するＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２から出力された信号に基づいてオン／オフ制御される駆動素子１３と、駆動素子１３がオンすることにより溶断されるように構成されたヒューズ１５と、を有する。ＣＰＵ１２は、ヒューズ１５の両端に印加される電圧を計測することにより、ヒューズ１５が溶断されているか否かを確認することができる。【選択図】図１
2008305286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度を計測するための温度センサと、
前記温度センサにより計測された温度が所定の温度を超えた場合に、所定の信号を出力するＣＰＵと、
前記ＣＰＵから出力された前記信号に基づいてオン／オフ制御される駆動素子と、
前記駆動素子がオンすることにより溶断されるように構成されたヒューズと、を有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置において、
前記ＣＰＵは、前記ヒューズの両端に印加される電圧を計測することにより、該ヒューズが溶断されているか否かを確認することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の制御装置において、
さらに、前記ヒューズが溶断されたことを記憶するための記録媒体を有し、
溶断された前記ヒューズが交換された場合に、該ヒューズを溶断させた情報を後から確認するように構成されていることを特徴する制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の制御装置において、
前記制御装置は、前記ヒューズの両端にかかる電圧を計測するための電圧計を有し、
前記電圧計で計測される電圧に基づいて、前記ヒューズが溶断されているか否かを判定することを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の制御装置において、
前記制御装置は、前記ＣＰＵを介在することなく、前記ヒューズが溶断されているか否かを判定することを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一に記載の制御装置において、
前記駆動素子及び前記ヒューズは複数設けられていることを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の制御装置において、
前記制御装置は、前記複数のヒューズのそれぞれが溶断されているか否かを個別に確認することを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の制御装置において、
さらに、前記所定の温度を超えている時間を計測するための計測装置を有し、
前記所定の温度を超えている時間の間、所定の時間間隔で前記ヒューズを溶断させることにより、前記所定の温度を超えて動作した累積時間を確認するように構成されていることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用の制御装置に係り、特に、制御装置自身の素子故障による温度上昇やシステム異常による周囲温度上昇により、制御装置の動作保証温度範囲を超える状態が発生した場合、動作保証温度範囲を超えた状態で動作した熱履歴を記録する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、温度センサ及びＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭ等の記憶媒体を制御装置に実装していた。そして、制御装置に実装した温度センサを用いて制御装置の温度をモニタし、モニタした温度が所定の温度を超える状態が生じた場合に、熱履歴をＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュＲＯＭへ記録させるという構成を有していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６７５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、制御装置が動作保証温度範囲を超えた場合に記憶媒体に情報を記録するものである。しかし、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュＲＯＭ等の記憶媒体の動作保証温度範囲は、通常、制御装置の動作保証温度範囲に対して低い。このため、制御装置が所定の動作保証温度範囲を超えると、記憶媒体に情報を書き込むことができないか、または、記憶媒体の温度が下がるまで待たなければならない等の問題があった。
【０００５】
また、記憶媒体の温度が下がるまで待つ場合は、一時的に、ＣＰＵのＲＡＭに情報を保存する必要がある。しかし、ＲＡＭは揮発性であり、制御装置の電源がＯＦＦされた場合に情報が消えてしまう。このため、熱履歴記録の確実性が十分でないという問題があった。
【０００６】
また、熱履歴を記録する方法として、温度ヒューズを用いることも考えられる。しかし、制御装置を樹脂封止する構造の場合、樹脂モールド時の熱によって温度ヒューズが溶断してしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の制御装置のうち代表的な一つは、温度を計測するための温度センサと、前記温度センサにより計測された温度が所定の温度を超えた場合に、所定の信号を出力するＣＰＵと、前記ＣＰＵから出力された前記信号に基づいてオン／オフ制御される駆動素子と、前記駆動素子がオンすることにより溶断されるように構成されたヒューズとを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、信頼性の高い制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
（実施例１）
本発明の実施例１の構成を図１に示す。
【００１１】
制御装置１１は、制御装置１１に電源を供給する電源１８、電源１８から供給された電圧を入力して安定した所定電圧を生成するための電源回路２５、制御装置１１の内部温度を検出するために制御装置１１の内部に設けられた温度センサ１４、温度センサ１４からの温度情報を取り込み、所定の条件に基づいて演算処理を行うＣＰＵ１２、ＣＰＵ１２に接続され、ＣＰＵ１２にて演算処理された情報により負荷を駆動する駆動素子１３、駆動素子１３により駆動されるヒューズ１５、ヒューズ１５と電源１８との間に介在する抵抗２３、及び、電源回路２５と温度センサ１４との間に介在する抵抗２４を備える。
【００１２】
電源１８から供給された電圧は、電源回路２５に入力され、安定した所定電圧として出力される。電源回路２５から出力された電圧は、ＣＰＵ１２の電源電圧として用いられる。また、電源回路２５の出力部は、抵抗２４の一端に接続される。抵抗２４の他方の端は温度センサ１４の一端に接続され、温度センサ１４の他方の端は接地される。
【００１３】
抵抗２４と温度センサ１４の接続部は、ＣＰＵ１２へ入力される。温度センサ１４は、その抵抗値に温度依存性を有しており、制御装置１１の内部温度が変化することにより、抵抗２４と温度センサ１４の接続部における電圧値が変化する。ＣＰＵ１２は、この接続部の電圧値を計測することにより、所定の温度を超えたか否かを判定することができる。
【００１４】
ヒューズ１５の一端は接地され、他方の端は抵抗２３の一端に接続されている。また、抵抗２３の他方の端は電源１８に接続されている。このような構成により、電源１８から供給される電流は、直列接続された抵抗２３及びヒューズ１５を介して流れる。この電流値はヒューズ１５を溶断しない程度の大きさの電流に設定されている。
【００１５】
また、電源１８は駆動素子の一端と接続されている。ただし、正常状態のときには、駆動素子１３はオフ状態であり、駆動素子１３を介して電流は流れない。
【００１６】
ＣＰＵ１２は、所定の温度を超えたと判定すると、駆動素子１３をオンするための所定の信号を出力する。駆動素子１３は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子で構成されていることが多い。駆動素子１３に所定の信号が入力されると、駆動素子１３はオン状態となり、駆動素子１３は導通状態となる。
【００１７】
この結果、電源１８から供給される電流は、駆動素子１３を介してヒューズ１５へと流れる。駆動素子１３がオン状態の場合、駆動素子１３の抵抗は極めて小さい。このため、ヒューズ１５には大電流が流れ、ヒューズ１５は溶断される。
【００１８】
本実施例の構成では、温度センサ１４にて検出された制御装置１１の内部温度が制御装置１１の動作保証温度の上限値を超えていない場合、制御装置１１は正常に動作する。すなわち、ＣＰＵ１２は、演算処理された制御の目標値に従って負荷を正常に駆動する。このとき、駆動素子１３はオフ状態となっており、ヒューズ１５には電源１８から供給された所定の電流が抵抗２３を介して流れている。
【００１９】
一方、制御装置１１の負荷駆動条件が変化して負荷電流が増加した場合や、制御装置１１の外部温度が何らかの要因で上昇した場合、制御装置１１の内部温度が上昇し始める。このまま制御装置１１の内部温度が上昇し続けると、制御装置１１の動作保証温度の上限値に達する。制御装置１１の内部温度が制御装置１１の動作保証温度の上限値を超えると、ＣＰＵ１２は、駆動素子１３をオンにする信号を出力する。駆動素子１３がオンになると、電源１８から供給される電流がオンした駆動素子１３を介してヒューズ１５に流れる。この結果、ヒューズ１５には大電流が流れるため、ヒューズ１５は溶断する。
【００２０】
また、ＣＰＵ１２は、ヒューズ１５の接地端とは反対側の一端における電圧値を検知することにより、ヒューズ１５が溶断しているか否かの状態を把握できる構成となっている。このような構成により、制御装置１１が過去に動作保証温度の上限値に達したかどうかの熱履歴を確認することができる。
【００２１】
本実施例の構成によれば、制御装置１１の内部温度が制御装置１１の動作保証温度の上限値を超えた場合、駆動素子１３をオンにしてヒューズ１５を溶断させることにより、熱履歴を確認することができる。このため、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭ等の記憶装置の動作保証温度範囲が制御装置１１の動作保証温度範囲に対して低いことに起因する従来技術の問題が生じることがない。この結果、信頼性の高い制御装置を提供することが可能になる。
【００２２】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２の構成を図２に示す。
【００２３】
本実施例は、ヒューズ１５が過去に溶断したことを記憶するための記憶媒体１７がＣＰＵ１２に設けられている点で、実施例１の構成とは異なる。その他の構成は実施例１と同様であるため、本実施例において他の構成の説明は省略する。
【００２４】
図２では、記憶媒体１７がＣＰＵ１２の内部に設けられているが、これに代えて、ＣＰＵ１２の外部、または、制御装置１１の外部に記憶媒体１７を設けることもできる。制御装置１１の外部に記憶媒体１７を設けた場合には、ヒューズ１５が過去に溶断した情報を、通信用インターフェース等を用いて、制御装置１１の外部に設けた記憶媒体１７に記憶させる構成とすることが可能である。
【００２５】
本実施例では、過去に制御装置１１の内部温度が制御装置１１の動作保証温度の上限値を超えた場合、ＣＰＵ１２がヒューズ１５を溶断させた情報を記憶媒体１７に記憶させる構成を採用している。これにより、ヒューズ１５が交換された場合でも、後から熱履歴を確認することができる。
【００２６】
（実施例３）
次に、本発明の実施例３の構成を図３に示す。
【００２７】
本実施例は、ヒューズ１５が溶断しているか否かの状態を確認するための電圧計１９を設けている点で、実施例１の構成とは異なる。その他の構成は実施例１と同様であるため、本実施例において他の構成の説明は省略する。
【００２８】
制御装置１１は、ヒューズ１５の接地側とは反対側の一端に接続される端子２１を備える。電圧計１９は、制御装置１１の外部に設けられており、端子２１と接地面との電圧を計測するように接続されている。
【００２９】
ヒューズ１５が溶断していない場合には、電圧計１９は、所定の電圧値を示す。この所定の電圧値は、電源１８の電圧，抵抗２３の抵抗値、及び、ヒューズ１５の抵抗値から算出される値となる。これに対し、ヒューズ１５が溶断している場合には、電圧計１９は、電源１８の電圧に相当する電圧値を示すことになる。
【００３０】
このように、本実施例では、ヒューズ１５が溶断しているか否かの状態を確認するための電圧計１９が、制御装置１１の外部に設けられている。このため、ＣＰＵ１２を介在することなく、ヒューズ１５の状態を確認することができる。例えば、制御装置１１が、動作温度保証範囲を超えた状態で動作を継続した結果、ＣＰＵ１２が故障した場合でも、電圧計１９によりヒューズ１５の状態を確認して熱履歴を確認することが可能となる。
【００３１】
（実施例４）
次に、本発明の実施例４の構成を図４に示す。
【００３２】
本実施例は、複数個の駆動素子及び複数のヒューズが設けられている点で、実施例１の構成とは異なる。その他の構成は実施例１と同様であるため、本実施例において他の構成の説明は省略する。
【００３３】
本実施例において、１３ａ，１３ｂは、ＣＰＵ１２に接続され、ＣＰＵ１２において演算処理された情報により負荷を駆動する駆動素子である。また、１５ａ，１５ｂは、それぞれ、駆動素子１３ａ，１３ｂにより駆動されるヒューズである。
【００３４】
制御装置１１の内部温度が制御装置の動作保証温度の上限値を超えていない場合、制御装置１１は正常に動作しており、ＣＰＵ１２は演算処理された制御の目標値に従い負荷を駆動する。制御装置１１の負荷駆動条件が変化して負荷電流が増加した場合や、制御装置１１の外部温度が何らかの要因で上昇した場合等には、制御装置１１の内部温度が上昇し始める。このまま制御装置１１の内部温度が上昇し続けると、温度センサ１４により検出された温度が、制御装置１１の動作保証温度の上限値に達する。
【００３５】
温度センサ１４により検出された制御装置１１の内部温度が、制御装置１１の動作保証温度の上限値を超えると、ＣＰＵ１２は、駆動素子１３ａをオンにする。このとき、電源１８から供給された電流が駆動素子１３ａを介してヒューズ１５ａに流れる。この結果、ヒューズ１５ａには大電流が流れるため、ヒューズ１５は溶断する。
【００３６】
ＣＰＵ１２は、ヒューズ１５ａが溶断しているか否かの状態を検知する。このような構成により、制御装置１１が過去に動作保証温度の上限値に達したかどうかの熱履歴を確認することができる。
【００３７】
また、ヒューズ１５ａが溶断した以降において、制御装置１１の負荷駆動条件が変化して負荷電流が増加する、または、制御装置１１の外部温度が何らかの要因で上昇することで制御装置１１の内部温度が上昇することもある。制御装置１１の内部温度が制御装置１１の動作保証温度の上限値を超えると、ＣＰＵ１２は今度は駆動素子１３ｂをオンにして、ヒューズ１５ｂを溶断させる。
【００３８】
ＣＰＵ１２は、ヒューズ１５ａ，１５ｂの両方が溶断しているか否かの状態を検知する。このような構成により、制御装置１１が過去に動作保証温度の上限値に達したか否かを確認することができる。また、動作保証温度の上限値に達した場合には、その回数を含めて熱履歴を確認することが可能になる。
【００３９】
なお、本実施例では、２個のヒューズ１５ａ，１５ｂを備えた構成について説明したが、必要に応じて３個以上のヒューズを備えるものであってもよい。
【００４０】
次に、本実施例における動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
図５のフローチャートは、制御装置１１に搭載されている全ヒューズ数Ｆｎのうち溶断しているヒューズ数Ｆｎｇをカウントするステップ６１、制御装置１１に搭載している全ヒューズ数Ｆｎと溶断しているヒューズ数Ｆｎｇを比較するステップ６２、制御装置内部温度Ｔｏｐのパラメータをモニタするステップ６３、制御装置内部温度Ｔｏｐ  が制御装置の動作保証温度範囲の上限値Ｔｍａｘを超えていないかを比較するステップ６４、制御装置内部温度Ｔｏｐより制御装置の動作保証温度範囲の上限値Ｔｍａｘが大きい場合に溶断していないヒューズを溶断させるステップ６５から構成される。
【００４２】
本制御が開始されると、まず、溶断しているヒューズ数Ｆｎｇがカウントされる（ステップ６１）。次に、制御装置１１に搭載している全ヒューズ数Ｆｎと溶断しているヒューズ数Ｆｎｇを比較する（ステップ６２）。
【００４３】
ステップ６２において、制御装置１１に搭載している全ヒューズ数Ｆｎと溶断しているヒューズ数Ｆｎｇが等しいとき（Ｆｎ＝Ｆｎｇ）、すなわち、制御装置１１に搭載されているヒューズが全て溶断されている場合には、最初に戻る。
【００４４】
一方、制御装置１１に搭載している全ヒューズ数Ｆｎが溶断しているヒューズ数Ｆｎｇより多いとき（Ｆｎ＞Ｆｎｇ）、すなわち、溶断されていないヒューズが残っている場合、制御装置内部温度Ｔｏｐをモニタする（ステップ６３）。ステップ６３において、モニタした制御装置内部温度Ｔｏｐと制御装置１１における動作保証温度範囲の上限値Ｔｍａｘとを比較して、制御装置内部温度Ｔｏｐが動作保証温度の上限値Ｔｍａｘを超えているか否かを判断する（ステップ６４）。
【００４５】
ステップ６４において、制御装置内部温度Ｔｏｐが制御装置１１の動作保証温度範囲の上限値Ｔｍａｘを超えていない場合（Ｔｏｐ＜Ｔｍａｘ）、最初に戻る。
【００４６】
一方、制御装置内部温度Ｔｏｐが動作保証温度範囲の上限値Ｔｍａｘを超えている場合（Ｔｏｐ≧Ｔｍａｘ）、ステップ６５では、駆動素子１３ａまたは駆動素子１３ｂをオン状態にして、溶断していないヒューズ１５ａまたはヒューズ１５ｂを溶断させる。これらの動作が終了した後、最初に戻る。
【００４７】
（実施例５）
次に、本発明の実施例５の構成を図６に示す。
【００４８】
本実施例は、複数のヒューズ１５ａ，１５ｂが過去に溶断したことを記憶するための記憶媒体１７がＣＰＵ１２に設けられている点で、実施例４の構成とは異なる。その他の構成は実施例４と同様であるため、本実施例において他の構成の説明は省略する。
【００４９】
図６では、実施例２と同様に、記憶媒体１７がＣＰＵ１２の内部に設けられているが、これに代えて、ＣＰＵ１２の外部、または、制御装置１１の外部に記憶媒体１７を設けることもできる。制御装置１１の外部に記憶媒体１７を設けた場合には、複数のヒューズ１５ａ，１５ｂが過去に溶断した情報を、通信用インターフェース等を用いて、制御装置１１の外部に設けた記憶媒体１７に記憶させる構成とすることが可能である。
【００５０】
本実施例では、過去に制御装置１１の内部温度が制御装置１１の動作保証温度の上限値を超えた場合、ＣＰＵ１２が複数のヒューズ１５ａ，１５ｂを溶断させた情報を記憶媒体１７に記憶させる構成を採用している。これにより、複数のヒューズ１５ａ，１５ｂが交換された場合でも、後から熱履歴を確認することができる。
【００５１】
（実施例６）
次に、本発明の実施例６の構成を図７に示す。
【００５２】
本実施例は、ヒューズ１５ａが溶断しているか否かを確認するための電圧計１９ａ、及び、ヒューズ１５ｂが溶断しているか否かを確認するための電圧計１９ｂを設けている点で、実施例４の構成とは異なる。その他の構成は実施例４と同様であるため、本実施例において他の構成の説明は省略する。
【００５３】
制御装置１１は、ヒューズ１５ａ，１５ｂの接地側とは反対側の一端にそれぞれ接続される端子２１ａ，２１ｂを備える。電圧計１９ａ，１９ｂは、制御装置１１の外部に設けられており、端子２１ａ，２１ｂと接地面との電圧を計測するように接続されている。なお、ヒューズ１５ａ，１５ｂが溶断している場合としていない場合の電圧計１９ａ，１９ｂが示す電圧は、実施例３のものと同様であるため、本実施例での詳細な説明は省略する。
【００５４】
本実施例では、複数のヒューズ１５ａ，１５ｂが溶断しているか否かの状態をそれぞれ確認するための複数の電圧計１９ａ，１９ｂが、制御装置１１の外部に設けられている。このため、ＣＰＵ１２を介在することなく、複数のヒューズ１５ａ，１５ｂの状態を確認することができる。例えば、制御装置１１が、動作温度保証範囲を超えた状態で動作を継続した結果、ＣＰＵ１２が故障した場合でも、複数のヒューズ１５ａ，１５ｂの状態を確認して熱履歴を確認することが可能となる。
【００５５】
なお、上記実施例において、制御装置１１が動作保証温度を超えている時間を計測する計測装置（図示なし）を設けることもできる。このような計測装置を設けることにより、以下の効果が得られる。
【００５６】
制御装置１１が動作保証温度を超えている時間を計測し、動作保証温度を超えた所定の時間間隔でヒューズ１５ａ，１５ｂを溶断させることにより、動作保証温度を超えて制御装置１１が動作した累積時間を確認することができる。ここで、ヒューズ１５ａ，１５ｂを交換することにより、動作保証温度を超えて制御装置が動作した累積時間の計測を延長することができる。
【００５７】
以上、上記実施例によれば、制御装置が動作保証温度範囲を超えた場合には、その範囲を超えた瞬間にヒューズを溶断させるため、熱履歴の情報を確実に記録することができる。この結果、信頼性の高い制御装置を提供することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、制御装置が高温環境で使用される製品で、制御装置の自己発熱を含めた内部温度が制御装置の動作保証温度の上限を超える可能性があり、高温熱履歴の記録が必要となる製品において産業上の利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施例１の制御装置を示す構成図である。
【図２】実施例２の制御装置を示す構成図である。
【図３】実施例３の制御装置を示す構成図である。
【図４】実施例４の制御装置を示す構成図である。
【図５】本発明の実施例の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施例５の制御装置を示す構成図である。
【図７】実施例６の制御装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１１  制御装置
１２  ＣＰＵ
１３，１３ａ，１３ｂ  駆動素子
１４  温度センサ
１５，１５ａ，１５ｂ  ヒューズ
１７  記憶媒体
１８  電源
１９，１９ａ，１９ｂ  電圧計
【図１】
2008305286.tif 000003
【図２】
2008305286.tif 000004
【図３】
2008305286.tif 000005
【図４】
2008305286.tif 000006
【図５】
2008305286.tif 000007
【図６】
2008305286.tif 000008
【図７】
2008305286.tif 000009