(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の所定の制御対象の動作状態を表す各種情報を入力し、これらの情報に基づき前記制御対象を制御するための制御量を演算し、その演算結果に応じて前記制御対象に設けられたアクチュエータに対する駆動信号を発生するマイクロコンピュータと、
車載バッテリ電源の供給による通電動作に応じて発熱を伴う電気部品と、
前記マイクロコンピュータ及び前記電気部品を実装する導体配線が印刷された基板と、
前記基板に実装された前記電気部品から前記マイクロコンピュータへの熱伝達経路で、前記マイクロコンピュータに対する前記電気部品からの熱的な影響を検知する前記マイクロコンピュータの近傍に実装される温度検出素子と
を具備することを特徴とする車両用電子制御装置。
【請求項２】
前記電気部品は、前記バッテリ電源を所定の電圧に調整する電源回路を形成する電源用トランジスタと前記アクチュエータへの駆動信号を出力する出力回路を形成する出力ドライバとのうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の車両用電子制御装置。
【請求項３】
前記電気部品は、前記バッテリ電源を所定の電圧に調整する電源回路を形成する電源用トランジスタと前記アクチュエータへの駆動信号を出力する出力回路を形成する出力ドライバとからなり、これらは前記基板面に固設された放熱部材に隣接し実装されることを特徴とする請求項１に記載の車両用電子制御装置。
【請求項４】
前記マイクロコンピュータは、前記温度検出素子が所定温度以上であることを検出したときには、自らに対する冷却制御を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の車両用電子制御装置。
【請求項５】
前記マイクロコンピュータは、書換可能な不揮発性の読出し専用メモリを備え、前記温度検出素子が所定温度以上であることを検出したときには、前記メモリへの書込処理を禁止することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の車両用電子制御装置。
【請求項６】
車両のエンジンルーム内に搭載されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の車両用電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用電子制御装置に関し、例えば、車両のエンジンルーム内の熱的環境の悪い場所に搭載される内燃機関用電子制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の内燃機関を制御するための電子制御装置は熱的環境の比較的良いところとして例えば、車室内コンソールボックス内やトランクルーム内等に搭載されていた。このように、内燃機関用電子制御装置を内燃機関が配置されているエンジンルームから遠ざかると、その間を接続するワイヤハーネスが長くなってしまう。また、バッテリ電源もエンジンルーム内に配置されていることが多く、内燃機関用電子制御装置に限らず車両制御のための電子制御装置においては、熱的環境が悪いことを除けばエンジンルーム内に搭載されることが好ましいと言える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子制御装置で考慮されるべき熱的要素としては、エンジンルーム内の雰囲気から受ける外的な熱に加え、その内部の基板に実装された電気部品によっては通電動作に応じて発熱を伴うものがある。また、電気部品によって発熱量が異なることで、基板では温度の高い部分と低い部分とが存在することとなる。ここで、基板に実装されているマイクロコンピュータは、他の電気部品に比べて熱的な影響を受け易く、その過熱を防止しないと動作が不安定になる可能性が想定される。
【０００４】
そこで、この発明はかかる不具合の予測性を解消するためになされたもので、電子制御装置内で基板に実装されている発熱を伴う電気部品からマイクロコンピュータへの熱的な影響を正確に検出し、適切な冷却等を行い過熱を防止可能な車両用電子制御装置の提供を課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の車両用電子制御装置によれば、基板面上にはマイクロコンピュータや電気部品等が実装され、車載バッテリ電源の供給による通電動作に応じて発熱する電気部品からマイクロコンピュータへの熱伝達経路でマイクロコンピュータの近傍には、前記マイクロコンピュータに対する前記電気部品からの熱的な影響を検知する温度検出素子が実装されている。このため、温度検出素子にて検出される温度によってマイクロコンピュータに対する電気部品からの熱的な悪影響を的確に知ることができる。
【０００６】
請求項２の車両用電子制御装置では、電気部品としてのバッテリ電源の供給による通電動作に応じた電源回路の電源用トランジスタや出力回路の出力ドライバからの発熱は相当なものである。このため、電源用トランジスタや出力ドライバからマイクロコンピュータへの熱伝達経路が考慮されることでマイクロコンピュータの不安定な動作をなくすことが可能となる。
【０００７】
請求項３の車両用電子制御装置では、電気部品としてのバッテリ電源の供給による通電動作に応じた電源回路の電源用トランジスタや出力回路の出力ドライバからの発熱は相当なものである。このため、電源用トランジスタや出力ドライバは、その放熱を助けるため基板面に固設された放熱部材に隣接して実装されることで、効率良く放熱が行われる。
【０００８】
請求項４の車両用電子制御装置では、基板に配置されたマイクロコンピュータが他の電気部品に比べて熱的な影響を受け易いため、温度検出素子で所定温度以上であることが検出されたときには、自らに対する冷却制御が実行される。これにより、マイクロコンピュータは過熱が防止され、熱的環境が変化しても常に安定した動作を行うことができる。
【０００９】
請求項５の車両用電子制御装置では、基板に配置されたマイクロコンピュータが他の電気部品に比べて熱的な影響を受け易いため、温度検出素子で所定温度以上であることが検出されたときには、マイクロコンピュータ内の書換可能な不揮発性の読出し専用メモリへの書込処理が禁止される。このように、マイクロコンピュータは熱的環境が悪いと動作が不安定となるため、メモリへの異常な書込処理が禁止され、書込処理の失敗によるプログラムの誤動作が防止される。
【００１０】
請求項６の車両用電子制御装置では、車両のエンジンルーム内に搭載されており、熱的環境が良くないマイクロコンピュータに対する熱的な悪影響をも的確に知ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用電子制御装置が適用され車両に搭載された内燃機関用電子制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、１０は内燃機関用電子制御装置（Electronic Control Unit;以下、単に、『ＥＣＵ』と記す）であり、ＥＣＵ１０には図示しない内燃機関の運転状態を検出する各種センサ１からのセンサ信号が入力される。これらセンサ信号はＥＣＵ１０内の入力回路１６により波形整形処理、Ａ／Ｄ変換処理等が実行されたのちマイクロコンピュータ１１に入力される。マイクロコンピュータ１１では入力回路１６からのセンサ信号に基づき内燃機関に対する最適な制御量が演算され、その演算結果としての制御信号が出力回路１７に出力される。そして、出力回路１７からの駆動信号は内燃機関のアクチュエータとしてのイグナイタ２、インジェクタ（燃料噴射弁）３及び各種警告灯４に入力される。これらイグナイタ２、インジェクタ３及び警告灯４には車載バッテリ（図示略）からのバッテリ電源＋Ｂが供給されており、出力回路１７からの駆動信号によりイグナイタ２、インジェクタ３が駆動され、必要に応じて警告灯４が点灯される。また、ＥＣＵ１０は、供給されるバッテリ電源＋ＢをＥＣＵ動作電圧５〔Ｖ〕に調整する電源回路１８を備えており、この電源回路１８からの動作電圧５〔Ｖ〕はマイクロコンピュータ１１、入力回路１６、出力回路１７等に供給される。
【００１４】
ＥＣＵ１０内のマイクロコンピュータ１１は、周知の中央処理装置としてのＣＰＵ１２、制御プログラムやデータを格納するフラッシュＲＯＭ１３、各種データを格納するＲＡＭ１４、入力回路１６からの信号を受取ると共に、出力回路１７に制御信号を出力するＩ／Ｏ（Input-Output）回路１５及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。なお、フラッシュＲＯＭ１３は一旦書込まれたプログラムやデータを消去し再度、書込可能なメモリ、即ち、書換可能な不揮発性の読出し専用メモリであり、ＥＥＰＲＯＭ等を用いることもできる。
【００１５】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用電子制御装置が適用されたＥＣＵ１０における具体的な実装を示す図２のレイアウト図を参照して説明する。
【００１６】
ＥＣＵ１０を構成するプリント基板２０面上にはマイクロコンピュータ１１、入力回路１６、出力回路１７、電源回路１８がそれぞれの制御役割毎にまとめられ実装されている。このうち、出力回路１７の出力ドライバ１７ａ及び電源回路１８の電源用トランジスタ１８ａは、通電動作による消費電流が多いことで発熱量も多く、ＥＣＵ１０のプリント基板２０で高温になる部分である。このため、これらの出力ドライバ１７ａ及び電源用トランジスタ１８ａ等はアルミニウム製ブロックからなる放熱フィン２２に固定され、更に、図示しない金属製のケースに放熱フィン２２が固定され、出力ドライバ１７ａ及び電源用トランジスタ１８ａ等の発熱に対する放熱が促進されるように構成されている。
【００１７】
ここで、プリント基板２０に実装されているマイクロコンピュータ１１は、他の電気部品に比べて熱的な影響を受け易く、その過熱を防止しないと動作が不安定になる可能性が想定される。このため、マイクロコンピュータ１１は、プリント基板２０に実装された出力回路１７の出力ドライバ１７ａ及び電源回路１８の電源用トランジスタ１８ａ等が固定された放熱フィン２２から極力遠ざけて配置される。そして、プリント基板２０に実装された出力ドライバ１７ａ、電源用トランジスタ１８ａ及びそれらが固定された放熱フィン２２等からマイクロコンピュータ１１への熱伝達経路（図２に示す二点鎖線の矢印）のうちで、マイクロコンピュータ１１の近傍の適当な位置にはチップサーミスタ２１が表面実装されている。なお、プリント基板２０の左端面には各種センサ１からのセンサ信号を入力し、イグナイタ２、インジェクタ３及び警告灯４等に駆動信号を出力するためのコネクタ２３が配設されている。このような配置によれば、特に、チップサーミスタ２１がプリント基板２０上に直接接触するよう表面実装されるので、チップサーミスタ２１で検出されるマイクロコンピュータ１１の近傍のプリント基板２０の温度を正確に検出することができる。このため、プリント基板２０を介してマイクロコンピュータ１１に熱伝達され、マイクロコンピュータ１１が受ける熱的な影響を正確に知ることができる。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用電子制御装置が適用されたＥＣＵ１０の車両への搭載状態を示す図３の概略図を参照して説明する。
【００１９】
図３において、ＥＣＵ１０は放熱フィン２２等からの熱を効率良く外部に逃がすことができるよう、防塵・防水を兼ねたアルミダイキャスト製のケース４０に納められている。このように、ＥＣＵ１０が納められたケース４０は更に、車両のエンジンルーム３０内に配置されたＥＣＵ収納箱４１内に収納されることでケース４０とＥＣＵ収納箱４１との間には風路４２が形成されることとなる。また、ケース４０とＥＣＵ収納箱４１との間の風路４２は送風ダクト４３を介してエアコンユニット５０に接続されている。この送風ダクト４３のエアコンユニット５０側には、エアコンユニット５０からの冷風を通常の車室内とは別に、送風ダクト４３を通してＥＣＵ収納箱４０側に送るための送風ファン５１が配設されている。
【００２０】
この送風ファン５１は、ＥＣＵ１０のマイクロコンピュータ１１の近傍に配置されたチップサーミスタ２１で検出される温度が所定温度以上となると、図３に破線の矢印で示すように、ＥＣＵ１０からの駆動信号によりＯＮ（オン）制御される。これにより、エアコンユニット５０からの冷風がＥＣＵ収納箱４０内の風路４２に流され、ケース４０内に収納されたＥＣＵ１０が効率良く冷却される。したがって、ＥＣＵ１０のプリント基板２０に実装された出力回路１７の出力ドライバ１７ａ、電源回路１８の電源用トランジスタ１８ａ及び放熱フィン２２等からの熱的な影響をマイクロコンピュータ１１が受けないようにできる。
【００２１】
このように、本実施例のＥＣＵ１０は、所定の制御対象としての内燃機関の動作状態を表す各種センサ１からのセンサ信号を入力し、これらのセンサ信号に基づき内燃機関を制御するための制御量を演算し、その演算結果に応じて内燃機関に設けられたアクチュエータとしてのイグナイタ２、インジェクタ３及び警告灯４等に対する駆動信号を発生するマイクロコンピュータ１１と、バッテリ電源＋Ｂの供給による通電動作に応じて発熱を伴う電気部品と、マイクロコンピュータ１１及び前記電気部品を実装する導体配線が印刷されたプリント基板２０と、プリント基板２０に実装された前記電気部品からマイクロコンピュータ１１への熱伝達経路で、マイクロコンピュータ１１の近傍に実装される温度検出素子としてのチップサーミスタ２１とを具備するものである。また、本実施例のＥＣＵ１０は、車両のエンジンルーム３０内に搭載されるものである。
【００２２】
このため、チップサーミスタ２１にて検出される温度によってマイクロコンピュータ１１に対する電気部品からの熱的な悪影響を的確に知ることができる。更には、熱的環境が良くない車両のエンジンルーム３０に搭載されるＥＣＵ１０のマイクロコンピュータ１１に対する熱的な悪影響をも的確に知ることができる。
【００２３】
更に、本実施例のＥＣＵ１０のマイクロコンピュータ１１は、温度検出素子としてのチップサーミスタ２１が所定温度以上であることを検出したときには、自らに対する冷却制御を実行するので、マイクロコンピュータ１１は過熱が防止され、熱的環境が変化しても常に安定した動作を行うことができる。
【００２４】
なお、本実施例のＥＣＵ１０のマイクロコンピュータ１１はフラッシュＲＯＭ１３を内蔵しているが、マイクロコンピュータ１１の動作が不安定なときにフラッシュＲＯＭ１３へのプログラムやデータの書込みを行うと誤書込みするおそれがあるので、温度検出素子としてのチップサーミスタ２１が所定温度以上であることを検出したときには、フラッシュＲＯＭ１３へのプログラム・データ書込処理を禁止するようにしてもよい。つまり、ＥＣＵ１０のプリント基板２０に配置されたマイクロコンピュータ１１は、他の電気部品に比べて熱的な影響を受け易いため、チップサーミスタ２１で所定温度以上であることが検出されたときに、フラッシュＲＯＭ１３へのプログラム・データ書込処理を禁止することで書込処理の失敗によるプログラムの誤動作が防止される。
【００２５】
ところで、上記実施例では、図２に示すように、ＥＣＵ１０のマイクロコンピュータ１１の近傍に１つのチップサーミスタ２１を配置し、通電動作に応じた発熱量が大きな出力ドライバ１７ａや電源用トランジスタ１８ａからマイクロコンピュータ１１へのプリント基板２０の熱伝達経路における温度を検出するように構成されているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではない。即ち、図４に示すように、通電動作に応じた発熱量が大きな出力ドライバ１７ａや電源用トランジスタ１８ａからマイクロコンピュータ１１へのプリント基板２０の熱伝達経路（図４に示す二点鎖線の矢印）で、ＥＣＵ１０のマイクロコンピュータ１１の近傍に複数の例えば、３つのチップサーミスタ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを配置し、これらにて検出される温度のうち何れか１つが所定温度以上となったときに、マイクロコンピュータ１１によりＥＣＵ１０を冷却制御するようにしてもよい。このように構成することで、マイクロコンピュータ１１の近傍のプリント基板２０の温度をより正確に検出することができ、制御条件等の変化によりプリント基板２０の温度分布が変化したときにも適切に対処することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用電子制御装置が適用され車両に搭載されたＥＣＵの全体構成を示すブロック図である。
【図２】  図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用電子制御装置が適用されたＥＣＵにおける具体的な実装を示すレイアウト図である。
【図３】  図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用電子制御装置が適用されたＥＣＵの車両への搭載状態を示す概略図である。
【図４】  図４は本発明の実施の形態の一実施例にかかる車両用電子制御装置が適用されたＥＣＵにおけるチップサーミスタの実装の変形例を示すレイアウト図である。
【符号の説明】
１    各種センサ
１０    ＥＣＵ（内燃機関用電子制御装置）
１１    マイクロコンピュータ
１７ａ  出力ドライバ
１８ａ  電源用トランジスタ
２０    プリント基板
２１    チップサーミスタ（温度検出素子）
２２    放熱フィン（放熱部材）
３０    エンジンルーム
【図１】
0004319710.tif 000002
【図２】
0004319710.tif 000003
【図３】
0004319710.tif 000004
【図４】
0004319710.tif 000005