(57)【要約】  メインリレーの故障を低減可能であるとともにコストを抑制可能な電子制御システムを提案する。  バッテリからの電流がメインリレーの接点及び該接点に連続するＵＢラインを通って電源ＩＣの入力端子に入力される電子制御装置において、電子制御装置は、一端が前記ＵＢラインに接続され、他端が接地されるキャパシタと、一端がＵＢラインのキャパシタよりも上流側に接続され、他端が前記バッテリに接続される突入電流防止部とを備え、突入電流防止部は、メインリレーがＯＮに切り替えられる前にバッテリからの電流を他端から入力して一端から出力することによりキャパシタを充電し、所定条件が成立した場合、バッテリからの電流の入力を停止することによりキャパシタの充電を停止する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ（３５）からの電流がメインリレー（３２）の接点（３２Ａ）及び該接点（３２Ａ）に連続するＵＢライン（４４）を通って電源ＩＣ（３７）の入力端子（３７Ｃ）に入力される電子制御装置（１００）において、
前記電子制御装置（１００）は、
一端が前記ＵＢライン（４４）に接続され、他端が接地されるキャパシタ（３８）と、
一端が前記ＵＢライン（４４）の前記キャパシタ（３８）よりも上流側に接続され、他端が前記バッテリ（３５）に接続される突入電流防止部（５０）とを備え、
前記突入電流防止部（５０）は、
前記メインリレー（３２）がＯＮに切り替えられる前に前記バッテリ（３５）からの電流を前記他端から入力して前記一端から出力することにより前記キャパシタ（３８）を充電し、所定条件が成立した場合、前記バッテリ（３５）からの電流の入力を停止することにより前記キャパシタ（３８）の充電を停止する
ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記突入電流防止部（５０）は、
前記所定条件の成立として一定時間が経過したことを契機として前記キャパシタ（３８）への充電を停止する
請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記突入電流防止部（５０）は、
前記所定条件の成立として、前記突入電流防止部（５０Ａ）を流れる電流が前記キャパシタ（３８）の充電が進むにつれて少なくなり所定の閾値電流（Ｉｔ）を下回ったことを契機として前記キャパシタ（３８）への充電を停止する
請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記突入電流防止部（５０）は、
前記所定条件の成立として、前記ＵＢライン（４４）の電圧を複数の抵抗（５２、５３）で分圧した電圧が所定の閾値電圧を超えたことを契機として前記キャパシタ（３８）への充電を停止する
請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記突入電流防止部（５０）は、
前記所定条件の成立として、前記ＵＢライン（４４）の電圧を複数の抵抗（５２，５３）で分圧した電圧を一定間隔で測定し前回測定時の電圧と今回測定時の電圧との差分が所定の閾値電圧を下回ったことを契機として前記キャパシタ（３８）への充電を停止する
請求項１に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置に関し、特にエンジンの動作を制御する電子制御装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの動作を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）と、バッテリとの間にはバッテリ関連回路が配置されており、このバッテリ関連回路にはリレー（以下「メインリレー」と呼ぶ）が設置されている。メインリレーは、大電流を扱いかつイグニッションオフ時などに確実にバッテリからＥＣＵを切り離すことが必要とされる。しかしながらメインリレーはバッテリからＥＣＵに対して電圧が供給された際に流れる突入電流に起因して接点が固着して故障してしまうことがある。そのような突入電流は主として車両のハーネス及びＥＣＵ内のキャパシタンスに応じて電流量が決まる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年、電解コンデンサのＥＳＲ（Equivalent Series Resistance）を低く抑えて低消費電力化が図られていることから、さらに突入電流が大きくなるおそれがある。そしてこのような突入電流によりメインリレーの接点が固着するおそれも高まる。一方で接点の固着を防止するために許容電流の高いメインリレーを使用すればよいが、許容電流の高いメインリレーは高価であり、製造コストが上昇するという新たな問題が生じる。【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、メインリレーの故障を低減可能であるとともにコストを抑制可能な電子制御装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため、本発明においては、バッテリからの電流がメインリレーの接点及び該接点に連続するＵＢラインを通って電源ＩＣの入力端子に入力される電子制御装置において、前記電子制御装置は、一端が前記ＵＢラインに接続され、他端が接地されるキャパシタと、一端が前記ＵＢラインの前記キャパシタよりも上流側に接続され、他端が前記バッテリに接続される突入電流防止部と、前記突入電流制御部を制御するＣＰＵとを備え、前記突入電流防止部は、前記メインリレーがＯＮに切り替えられる前に前記バッテリからの電流を前記他端から入力して前記一端から出力することにより前記キャパシタを充電し、所定条件が成立した場合、前記バッテリからの電流の入力を停止することにより前記キャパシタの充電を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、メインリレーの故障を低減可能であるとともにコストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態による電子制御システムの概略構成図である。
【図２】起動処理を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施の形態による電子制御システムの概略構成図である。
【図４】電流特性を示す図である。
【図５】第３の実施の形態による電子制御システムの概略構成図である。
【図６】電圧特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお以下の説明は、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で適宜変更することができる。
【００１０】
（１）第１の実施の形態
図１は第１の実施の形態による電子制御システムの概略構成を示す。第１の実施の形態による電子制御システムでは電子制御装置（以下「ＥＣＵ」と呼ぶ）１００がイグニッションスイッチ３１及びリレー（以下「メインリレー」と呼ぶ）３２を介して電源としてのバッテリ３５に接続されている。
【００１１】
バッテリ３５はマイナス端子が接地されているとともにプラス端子がイグニッションスイッチ３１、メインリレー３２及び後述するキャパシタチャージ用ＦＥＴ４１のソースに接続されている。イグニッションスイッチ３１はバッテリ３５からＥＣＵ１００への電力供給を開始又は停止するためのスイッチの一種である。
【００１２】
メインリレー３２はバッテリ３５と、ＥＣＵ１００との間に設けられている。メインリレー３２は接点３２Ａがインダクタンス３２Ｂの励磁力によりオンオフされることによりバッテリ３５からＥＣＵ１００への電力の供給を制御する。
【００１３】
ＥＣＵ１００は抵抗３３，３４、電源ＩＣ３７、キャパシタ３８，３９、インダクタンス３６及び突入電流防止部５０を備える。突入電流防止部５０の詳細については後述する。
【００１４】
電源ＩＣ３７はイグニッションスイッチ入力端子３７Ａ、ＭＲ出力端子３７Ｂ及びバッテリ電圧入力端子３７Ｃを備える。イグニッションスイッチ入力端子３７Ａは抵抗３４を介してイグニッションスイッチ３１に接続されている。イグニッションスイッチ入力端子３７Ａにはイグニッションスイッチ３１がオンされた際のバッテリ３５のバッテリ電圧が印加される。ＭＲ出力端子３７Ｂにはメインリレー３２のインダクタンス３２Ｂが接続されている。バッテリ電圧入力端子３７Ｃにはインダクタンス３６を介してメインリレー３２の接点３２Ａに連続するＵＢライン４４が接続されている。
【００１５】
キャパシタ３８，３９はその一端がメインリレー３２とＥＣＵ１００のバッテリ電圧入力端子３７Ｃとの間におけるＵＢライン４４に接続されているとともにその他端が接地されている。以下、主としてキャパシタ３８を取り上げて説明する。
【００１６】
突入電流防止部５０は逆流防止ダイオード４０及びキャパシタチャージ用ＦＥＴ４１を備えている。逆流防止ダイオード４０はバッテリ３５からの電流をＵＢライン４４にのみ供給する一方、その逆方向には電流を流さないようにするためのダイオードである。
【００１７】
キャパシタチャージ用ＦＥＴ４１はその一端がメインリレー３２とキャパシタ３８との間におけるＵＢライン４４に接続されているとともにその他端がバッテリ３５のプラス端子に接続されている。キャパシタチャージ用ＦＥＴ４１はＣＰＵ２００によるオンオフ制御によってバッテリ３５からの電流を逆流防止ダイオード４０を介してＵＢライン４４に供給することによりキャパシタ３８を充電し、また充電を停止する機能を有する。即ちこのキャパシタチャージ用ＦＥＴ４１はバッテリ３５の電力供給によってキャパシタ３８に充電するか否かを制御するためのキャパシタ充電切換部に相当する。
【００１８】
図２は起動処理を示す。ＣＰＵ２００はイグニッションスイッチ３１がオンされたことを契機として（ステップＳ１０１）まずキャパシタチャージ用ＦＥＴ４１をオン状態に切り替える（ステップＳ１０２）。即ちＣＰＵ２００はメインリレー３２がオン状態にされる直前にキャパシタ３８の充電を開始するようキャパシタチャージ用ＦＥＴ４１を切り替える。これによりキャパシタ３８に電流が流れ込まないようにすることができる。
【００１９】
その後ＣＰＵ２００は後述する所定条件が成立したことを契機としてキャパシタチャージ用ＦＥＴ４１をオフ状態に切り替えてキャパシタ３８への充電を停止する（ステップＳ１０３）。この所定条件としては例えば一定時間が経過したことを挙げることができる。
【００２０】
次に電源ＩＣ３７はＭＲ出力端子３７Ｂをオン状態としてインダクタンス３２Ｂを通電する（ステップＳ１０４）。するとメインリレー３２ではインダクタンス３２Ｂの励磁力により接点３２Ａが閉成してオフ状態からオン状態に切り替えられ、バッテリ３５からＥＣＵ１００に対してバッテリ電圧が供給される（ステップＳ１０５）。以降エンジン制御が開始される。
【００２１】
本実施の形態によればイグニッションスイッチ３１をオンした際に突入電流が流入することにより接点３２Ａが固着してメインリレー３２が故障することを低減することができる。さらにはメインリレー３２として許容電流が高く高価なリレーを採用する必要がなくなるため、全体としてコストを抑制可能な電子制御システムを提供することができる。
【００２２】
（２）第２の実施の形態
第２の実施の形態による電子制御システムは第１の実施の形態による電子制御システムとほぼ同様の構成及び動作であるため、第２の実施の形態では第１の実施の形態とは異なる点を中心として説明する。
【００２３】
図３は第２の実施の形態による電子制御システムの概略構成を示す。第２の実施の形態では第１の実施の形態とは突入電流防止部５０Ａの構成が異なっている。突入電流防止部５０Ａは第１の実施の形態における突入電流防止部５０とほぼ同様の構成であるが、新たにシャント抵抗４５Ａ及び電流検出回路４５が設けられている点が第１の実施の形態とは異なっている。
【００２４】
シャント抵抗４５Ａはその一端が逆流防止ダイオード４０のアノードに接続されているとともにその他端がキャパシタチャージ用ＦＥＴ４１のドレインに接続されている。
【００２５】
一方電流検出回路４５はシャント抵抗４５Ａに対して並列に接続されており、シャント抵抗４５Ａを流れる電流を計測する。
【００２６】
第２の実施の形態ではＣＰＵ２００が既述の所定条件の成立として、例えばキャパシタチャージ用ＦＥＴ４１の下流に接続されたシャント抵抗４５Ａを流れる電流が図４に示すようにイグニッションスイッチ３１がオフ状態（図示の「ＩＧ  ＯＦＦ」に相当）からオン状態（図示の「ＩＧ  ＯＮ」に相当）になってキャパシタ３８の充電が進むにつれて大きくなった後に少なくなり所定の閾値電流Ｉｔを下回るタイミングＴとなったことを契機としてキャパシタチャージ用ＦＥＴ４１を切り替えてキャパシタ３８への充電を停止する。
【００２７】
本実施の形態によればシャント抵抗４５Ａを実際に流れる電流に基づいてより適切なタイミングＴでキャパシタ３８への充電を停止することにより、第１の実施の形態のように一定時間で判定するよりもさらに確実にメインリレー３２に突入電流が流れにくくできるため、突入電流によるメインリレー３２の故障をさらに確実に防止することができる。
【００２８】
（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態による電子制御システムは第１の実施の形態による電子制御システムとほぼ同様の構成及び動作であるため、第３の実施の形態では第１の実施の形態とは異なる点を中心として説明する。
【００２９】
図５は第３の実施の形態による電子制御システムの概略構成を示す。第３の実施の形態では第１の実施の形態とは異なり監視電圧検出部５１が設けられている。監視電圧検出部５１はＣＰＵ２００とＵＢライン４４との間に設けられている。監視電圧検出部５１は抵抗５２，５３及びアナログデジタルコンバータ（以下「ＡＤＣ」と省略する）４２を備えている。
【００３０】
抵抗５２，５３はＵＢライン４４とグランドとの間において直列に接続されている。つまり抵抗５２はその一端がＵＢライン４４に接続されていると共にその他端が抵抗５３の一端に接続されている（抵抗５２と抵抗５３との接続点を「特定接続点」と呼ぶ）。抵抗５３の他端は接地されている。
【００３１】
ＡＤＣ４２はその一端がＣＰＵ２００に接続されているとともにその他端が上記特定接続点に接続されている。ＡＤＣ４２はＵＢライン４４における電圧が抵抗５２，５３による分圧比による電圧を計測してアナログデジタル変換を実行し、その電圧値をＣＰＵ２００に提供する。
【００３２】
第３の実施の形態ではＣＰＵ２００が既述の所定条件の成立として、例えばＵＢライン４４の電圧を複数の抵抗５２，５３で分圧してＡＤＣ４２より出力した電圧が図６に示すようにイグニッションスイッチ３１がオフ状態（図示の「ＩＧ  ＯＦＦ」に相当）からオン状態（図示の「ＩＧ  ＯＮ」に相当）になった後所定の閾値電圧Ｖｔを超えるタイミングＴとなったことを契機としてキャパシタチャージ用ＦＥＴ４１を切り替えてキャパシタ３８への充電を停止する。
【００３３】
本実施の形態によれば第１の実施の形態による効果に加えてさらに、ＵＢライン４４における電圧に基づいてより適切なタイミングＴでキャパシタ３８への充電を停止することにより、第１の実施の形態のように一定時間で判定するよりもさらに確実にメインリレー３２に突入電流が流れにくくできるため、突入電流によるメインリレー３２の故障をさらに確実に防止することができる。
【００３４】
一方本実施の形態ではＣＰＵ２００が既述の所定条件の成立として、例えばＵＢライン４４の電圧を複数の抵抗５２，５３で分圧してＡＤＣ４２により出力した電圧を一定間隔で測定して前回測定時の電圧と今回測定時の電圧との差分が所定の閾値電圧Ｖｔを下回ったことを契機として、キャパシタチャージ用ＦＥＴ４１を切り替えてキャパシタ３８への充電を停止するようにしても良い。
【００３５】
このようにすると第１の実施の形態による効果に加えてさらに、ＵＢライン４４における時間的な電圧差に基づいてより適切なタイミングでキャパシタ３８への充電を停止することにより、第１の実施の形態のように一定時間で判定するよりもさらに確実にメインリレー３２に突入電流が流れにくくできるため、突入電流によるメインリレー３２の故障をさらに確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００３６】
３１……イグニッションスイッチ、３２……メインリレー、３５……バッテリ、３７……電源ＩＣ、４１……キャパシタチャージ用ＦＥＴ、５０，５０Ａ……突入電流防止部、５１……監視電圧検出部、１００……ＥＣＵ、２００……ＣＰＵ。
【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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【国際調査報告】
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