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JP6134280B2 - Electronic control module for internal combustion engine - Google Patents

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JP6134280B2 JP2014045940A JP2014045940A JP6134280B2 JP 6134280 B2 JP6134280 B2 JP 6134280B2 JP 2014045940 A JP2014045940 A JP 2014045940A JP 2014045940 A JP2014045940 A JP 2014045940A JP 6134280 B2 JP6134280 B2 JP 6134280B2
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Description

本発明は、内燃機関を制御する電子制御装置に温度センサが実装された内燃機関の電子制御モジュールに関する。   The present invention relates to an electronic control module for an internal combustion engine in which a temperature sensor is mounted on an electronic control device that controls the internal combustion engine.

近年、自動車に搭載される内燃機関の電子制御装置(ECU)は、信号ハーネスのコスト削減や組み立て工数の削減などを目的として、従来のように車室に設けるのではなく、より温度が高いエンジンルーム内に設置されるようになってきている。一方、エンジンECUは、高性能化および小型化が進んでおり、小型化によって表面積が小さくなることにより放熱が困難になっている。   In recent years, an electronic control unit (ECU) for an internal combustion engine mounted on an automobile has not been provided in a passenger compartment as in the past, but has a higher temperature for the purpose of reducing the cost of a signal harness and reducing the number of assembly steps. It is becoming installed in the room. On the other hand, the engine ECU has been improved in performance and size, and the heat dissipation is difficult because the surface area is reduced by the size reduction.

このような背景のもと、エンジンECUを吸気通路内に設けることで放熱性を高めたうえで、吸気通路における吸気抵抗の増大を抑制することなどを目的として、吸気通路体に固定される樹脂モールドコネクタ部と、吸気通路に配置される金属板上に固定され、電気回路部品が取り付けられる回路基板とを備え、金属板が空気の流れに沿った方向に長く形成された発明が提案されている(特許文献1)。また、特許文献1においては、空気流量測定用の発熱抵抗体および吸気温度測定用の感温抵抗体がハウジング内部に設けられた吸入空気量測定装置が金属板上に取り付けられ、エンジンECUと吸入空気流量測定装置とが一体化されることにより、ハーネス等が不要になり低コストでコンパクトな吸気系が構成されることも開示されている。   Against this background, the resin that is fixed to the intake passage body for the purpose of suppressing the increase in intake resistance in the intake passage after improving heat dissipation by providing the engine ECU in the intake passage An invention has been proposed in which a molded connector part and a circuit board fixed on a metal plate disposed in an intake passage and to which an electric circuit component is attached are provided, and the metal plate is formed long in a direction along the air flow. (Patent Document 1). Further, in Patent Document 1, an intake air amount measuring device in which a heating resistor for measuring air flow rate and a temperature sensitive resistor for measuring intake air temperature are provided inside a housing is mounted on a metal plate, and the engine ECU and the intake air are measured. It is also disclosed that a compact intake system is constructed at low cost by eliminating the need for a harness and the like by integrating the air flow rate measuring device.

特許第4282938号公報Japanese Patent No. 4282938

しかしながら、特許文献1の電子制御モジュールは、吸気管内に配置されたエンジンECUに一体化される感温抵抗体によって吸気温度を検出しているだけである。そのため、エンジンECUの温度を管理するためのセンサをこの構成に取り付ける場合、電子制御モジュールに温度センサが複数搭載されることになってスペース効率が悪化する。   However, the electronic control module disclosed in Patent Document 1 only detects the intake air temperature with a temperature-sensitive resistor integrated with an engine ECU disposed in the intake pipe. Therefore, when a sensor for managing the temperature of the engine ECU is attached to this configuration, a plurality of temperature sensors are mounted on the electronic control module, and space efficiency is deteriorated.

本発明は、このような背景に鑑み、スペース効率の低下を招くことなくエンジンECUの温度管理と吸気温度の検出との両方を可能にできる内燃機関の電子制御モジュールを提供することを課題とする。   In view of such a background, an object of the present invention is to provide an electronic control module for an internal combustion engine that can perform both temperature management of an engine ECU and detection of intake air temperature without causing reduction in space efficiency. .

このような課題を解決するために、本発明に係る内燃機関(1)の電子制御モジュール(10)は、内燃機関(1)の吸気通路(5)の内部に少なくとも一部(13a)が配置されるように、前記吸気通路(5)を画成する吸気通路体(6)に取り付けられ、前記内燃機関(1)を制御する電子制御装置(11)と、前記電子制御装置(11)における前記吸気通路(5)の内部に配置される部分(13a)に実装される温度センサ(12)とを備え、前記温度センサ(12)が前記電子制御装置(11)の温度測定と吸気温度測定とを兼ねることを特徴とする。   In order to solve such a problem, at least a part (13a) of the electronic control module (10) of the internal combustion engine (1) according to the present invention is disposed inside the intake passage (5) of the internal combustion engine (1). In the electronic control device (11) for controlling the internal combustion engine (1) attached to the intake passage body (6) that defines the intake passage (5), and the electronic control device (11) A temperature sensor (12) mounted on a portion (13a) disposed inside the intake passage (5), and the temperature sensor (12) measures the temperature of the electronic control unit (11) and measures the intake air temperature. It is also characterized by serving.

この構成によれば、電子制御装置に実装される温度センサを1つにしてスペース効率を低下させずに、この温度センサによって電子制御装置の温度測定と吸気温度測定との両方を行うことができる。   According to this configuration, it is possible to perform both the temperature measurement of the electronic control device and the intake air temperature measurement with this temperature sensor without reducing the space efficiency by using a single temperature sensor mounted on the electronic control device. .

また、上記の発明において、前記電子制御装置(11)は、電子素子(13b)が実装され、少なくとも一部が前記吸気通路(5)の内部に配置される回路基板(13a)を有し、前記温度センサ(12)は、前記回路基板(13a)における前記電子素子(13b)の発熱時に最も熱の影響を受けにくい領域(15)に設置される構成とすることができる。   In the above invention, the electronic control unit (11) includes a circuit board (13a) on which the electronic element (13b) is mounted and at least a part of the electronic control unit (11b) is disposed inside the intake passage (5). The temperature sensor (12) can be configured to be installed in a region (15) that is least susceptible to heat when the electronic element (13b) generates heat in the circuit board (13a).

この構成によれば、温度センサの検出値を吸気温度に近付けさせ、吸気温度の測定精度を向上させることができる。   According to this configuration, the detection value of the temperature sensor can be brought close to the intake air temperature, and the measurement accuracy of the intake air temperature can be improved.

また、上記の発明において、前記電子制御装置(11)は、前記温度センサ(12)が検出した温度を吸気温度とし、前記温度センサ(12)が検出した温度に基づいて前記電子制御装置(11)の温度を推定する構成とすることができる。   In the above invention, the electronic control unit (11) uses the temperature detected by the temperature sensor (12) as an intake air temperature, and the electronic control unit (11) based on the temperature detected by the temperature sensor (12). ) Temperature).

この構成によれば、温度センサが検出した温度を補正することによって正確に電子制御装置の温度を推定することができる。   According to this configuration, the temperature of the electronic control device can be accurately estimated by correcting the temperature detected by the temperature sensor.

また、上記の発明において、前記電子制御装置(11)は、前記温度センサ(12)が実装され、前記吸気通路(5)の内部に配置される制御装置本体部(13)と、前記吸気通路(5)の外部に配置され、前記制御装置本体部(13)に対して無線で給電およびデータの送受信を行う制御装置無線部(14)とを有する構成とすることができる。   In the above invention, the electronic control device (11) includes the control device main body (13) in which the temperature sensor (12) is mounted and disposed in the intake passage (5), and the intake passage. (5) It can be set as the structure which has the control apparatus radio | wireless part (14) which is arrange | positioned outside and performs the electric power feeding and data transmission / reception by radio | wireless with respect to the said control apparatus main-body part (13).

この構成によれば、制御装置本体部に対する給電およびデータの送受信用のハーネスを通すために吸気通路体に貫通孔を設ける必要がなくなるため、吸気通路体の気密性が向上する。   According to this configuration, since it is not necessary to provide a through hole in the intake passage body in order to pass the harness for power supply and data transmission / reception to the control device main body, the airtightness of the intake passage body is improved.

また、上記の発明において、前記制御装置本体部(13)は、前記吸気通路体(6)の壁内面(6i)に取り付けられ、前記制御装置無線部(14)は、前記吸気通路体(6)の壁(6w)を挟んで前記制御装置本体部(13)と対向する位置で前記吸気通路体(6)の壁外面(6o)に取り付けられた構成とすることができる。   In the above invention, the control device main body (13) is attached to the inner wall surface (6i) of the intake passage body (6), and the control device wireless portion (14) is connected to the intake passage body (6). ) On the wall outer surface (6o) of the intake passage body (6) at a position facing the control device main body (13) across the wall (6w).

この構成によれば、制御装置無線部と制御装置本体部とを近接配置することができるため、給電性およびデータ通信性を良好にすることができる。   According to this configuration, since the control device radio unit and the control device main body unit can be disposed close to each other, power supply performance and data communication performance can be improved.

このように本発明によれば、スペース効率の低下を招くことなくエンジンECUの温度管理と吸気温度の検出とを可能にした内燃機関の電子制御モジュールを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electronic control module for an internal combustion engine that enables the temperature management of the engine ECU and the detection of the intake air temperature without causing a reduction in space efficiency.

実施形態に係る内燃機関の電子制御モジュールの配置構造を示す模式図The schematic diagram which shows the arrangement structure of the electronic control module of the internal combustion engine which concerns on embodiment 図1に示す電子制御モジュールの取付状態を示す平面図The top view which shows the attachment state of the electronic control module shown in FIG. 図1に示す電子制御モジュールの取付状態を示す平断面図FIG. 1 is a cross-sectional plan view showing a mounting state of the electronic control module shown in FIG. 図2に示す回路基板の温度分布を示す正面図Front view showing temperature distribution of circuit board shown in FIG. ECU中心雰囲気温度推定用データの説明図Illustration of ECU center ambient temperature estimation data

以下、図面を参照して、本発明を自動車の内燃機関1に適用した実施形態について詳細に説明する。内燃機関1は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、HCCIエンジン等の公知のエンジンであってよい。本実施形態では、内燃機関1がガソリンエンジンの例について説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an internal combustion engine 1 of an automobile will be described in detail with reference to the drawings. The internal combustion engine 1 may be a known engine such as a gasoline engine, a diesel engine, or an HCCI engine. In the present embodiment, an example in which the internal combustion engine 1 is a gasoline engine will be described.

図1に示すように、内燃機関1は自動車のエンジンルーム2に設置される。詳細な図示は省略するが、内燃機関1は、4つのシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に接合され、燃焼室及び吸気ポート、排気ポートを有するシリンダヘッドと、シリンダヘッドの上部に接合され、シリンダヘッドとの間に動弁室を形成するヘッドカバーと、シリンダブロックの下部に接合されたオイルパンとを含む。内燃機関1のシリンダブロックには吸気系3及び排気系4が接合されている。   As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 is installed in an engine room 2 of an automobile. Although detailed illustration is omitted, the internal combustion engine 1 includes a cylinder block in which four cylinder bores are formed, a cylinder head joined to an upper part of the cylinder block and having a combustion chamber, an intake port and an exhaust port, and an upper part of the cylinder head. And a head cover that forms a valve operating chamber with the cylinder head, and an oil pan joined to the lower part of the cylinder block. An intake system 3 and an exhaust system 4 are joined to the cylinder block of the internal combustion engine 1.

吸気系3は、吸気通路5(図3参照)を画成する管部材6aなどの吸気通路体6(6a、6b、6c、6d、6e)によって構成される。排気系4は、排気通路を画成する管部材7aなどの排気通路体7(7a、7b・・)によって構成される。吸気系3は、上流端から内燃機関1までの経路上に、吸気口5aを形成するインテーク管6bや、エアクリーナ6c、スロットルボディ6d、吸気マニホールド6e等をそれぞれ吸気通路体6として含んでいる。排気系4は、内燃機関1から下流端までの経路上に、排気マニホールド7b、触媒コンバータ、消音器等をそれぞれ排気通路体7として含んでいる。   The intake system 3 includes an intake passage body 6 (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) such as a pipe member 6a that defines an intake passage 5 (see FIG. 3). The exhaust system 4 is configured by an exhaust passage body 7 (7a, 7b,...) Such as a pipe member 7a that defines an exhaust passage. The intake system 3 includes an intake pipe 6b that forms an intake port 5a, an air cleaner 6c, a throttle body 6d, an intake manifold 6e, and the like as intake passage bodies 6 on the path from the upstream end to the internal combustion engine 1. The exhaust system 4 includes an exhaust manifold 7b, a catalytic converter, a silencer, and the like as an exhaust passage body 7 on a path from the internal combustion engine 1 to the downstream end.

エンジンルーム2には、電源としてバッテリ8が搭載されている。インテーク管6bは、概ね矩形の閉断面形状を呈しており、概ね鉛直に延在するその側壁には電子制御モジュール10が取り付けられている。   The engine room 2 is equipped with a battery 8 as a power source. The intake pipe 6b has a substantially rectangular closed cross-sectional shape, and the electronic control module 10 is attached to a side wall extending substantially vertically.

電子制御モジュール10は、内燃機関1やスロットルボディ6dに設けられた各種電動機器を制御する電子制御装置11と、吸気温度を測定する温度センサ12とを備えており、バッテリ8からハーネス9を介して供給される電力で作動する。電子制御装置11の制御対象となる電動機器には、内燃機関1の始動用電動機、燃料噴射装置、電動フューエルポンプ、点火装置、スロットルバルブ、EGRバルブ、オイルコントロールバルブなどが含まれる。   The electronic control module 10 includes an electronic control device 11 that controls various electric devices provided in the internal combustion engine 1 and the throttle body 6d, and a temperature sensor 12 that measures the intake air temperature. It operates with the power supplied. The electric devices to be controlled by the electronic control unit 11 include an electric motor for starting the internal combustion engine 1, a fuel injection device, an electric fuel pump, an ignition device, a throttle valve, an EGR valve, an oil control valve, and the like.

図2および図3に示すように、電子制御装置11は、内燃機関1やスロットルボディ6dに設けられた各種電動機器を制御する制御装置本体部13と、制御装置本体部13に対して無線で給電およびデータの送受信を行う制御装置無線部14とを有している。制御装置本体部13は、インテーク管6bの壁内面6iに取り付けられ、吸気通路5の内部に配置される。制御装置無線部14は、インテーク管6bの壁6wを挟んで制御装置本体部13と対向する位置でインテーク管6bの壁外面6oに取り付けられ、吸気通路5の外部すなわちエンジンルーム2に露出するように配置される。したがって、インテーク管6bの壁6wには貫通孔は形成されていない。   As shown in FIGS. 2 and 3, the electronic control unit 11 wirelessly controls the control device main body 13 that controls various electric devices provided in the internal combustion engine 1 and the throttle body 6 d, and the control device main body 13. And a control unit radio unit 14 that performs power feeding and data transmission / reception. The control device main body 13 is attached to the wall inner surface 6 i of the intake pipe 6 b and is disposed inside the intake passage 5. The control device radio section 14 is attached to the wall outer surface 6o of the intake pipe 6b at a position facing the control apparatus main body section 13 across the wall 6w of the intake pipe 6b so as to be exposed to the outside of the intake passage 5, that is, the engine room 2. Placed in. Accordingly, no through hole is formed in the wall 6w of the intake pipe 6b.

制御装置本体部13は、インテーク管6bの壁内面6iに接合される回路基板13aと、回路基板13aの表面(本実施形態では片面)に実装されたCPUなどの複数の電子素子13bと、回路基板13aにおける電子素子13bが実装された側の表面に実装された無線受電部13cおよび無線通信部13dとを有している。前述した温度センサ12も、回路基板13aにおける電子素子13bが実装された側の表面に実装されている。   The control device main body 13 includes a circuit board 13a joined to the wall inner surface 6i of the intake pipe 6b, a plurality of electronic elements 13b such as a CPU mounted on the surface (one side in this embodiment) of the circuit board 13a, and a circuit A wireless power receiving unit 13c and a wireless communication unit 13d are mounted on the surface of the substrate 13a on the side where the electronic element 13b is mounted. The above-described temperature sensor 12 is also mounted on the surface of the circuit board 13a on the side where the electronic element 13b is mounted.

回路基板13aは、絶縁層上に外部回路層がプリントされたプリント基板であり、本実施形態では外部回路層が片面のみに形成された片面基板、かつセラミックを素材とするセラミック基板とされている。なお、回路基板13aは、外部回路層が両面に形成された両面基板や、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラス・エポキシ基板、絶縁層に挟まれた高熱伝導層としてコアメタル層を有するメタルコア基板、一方の面のみに絶縁層が積層されるメタルベース層を高熱伝導層として有するメタルベース基板、比較的剛性の高いリジッド基板、変形可能なフレキシブル基板、剛性の高い部分と変形可能な部分とを有するリジッド・フレキシブル基板などであってもよい。   The circuit board 13a is a printed board in which an external circuit layer is printed on an insulating layer. In this embodiment, the circuit board 13a is a single-sided board in which the external circuit layer is formed only on one side, and a ceramic board made of ceramic. . The circuit board 13a includes a double-sided board with external circuit layers formed on both sides, a glass / epoxy board in which glass fiber is impregnated with an epoxy resin, and a metal core board having a core metal layer as a high thermal conductive layer sandwiched between insulating layers. , A metal base substrate having a metal base layer with an insulating layer laminated on only one surface as a high thermal conductive layer, a relatively rigid rigid substrate, a deformable flexible substrate, a rigid portion and a deformable portion. It may be a rigid flexible substrate or the like.

温度センサ12は、本実施形態では、酸化物の電気抵抗変化を利用して温度を測定するサーミスタ測温体とされており、吸気通路5の内部に設けられて、吸気温度を検出する。なお、温度センサ12は、金属の電気抵抗変化を利用する温度を測定する測温抵抗体や、2種類の異なる金属の接点間に生じる起電力を利用して温度を測定する熱電対などであってもよい。   In the present embodiment, the temperature sensor 12 is a thermistor temperature sensor that measures the temperature using the change in the electrical resistance of the oxide, and is provided inside the intake passage 5 to detect the intake air temperature. The temperature sensor 12 is a resistance thermometer that measures the temperature using a change in electric resistance of a metal, a thermocouple that measures the temperature using an electromotive force generated between two different metal contacts, and the like. May be.

制御装置無線部14は、インテーク管6bの壁外面6oに接合される回路基板14aと、回路基板14aの表面(本実施形態では片面)にそれぞれ実装された無線送電部14cおよび無線通信部14dと、回路基板14aの側面(吸気上流側の側面)に設けられ、ハーネス9(図1)が接続されるコネクタ14eとを有している。   The control device radio unit 14 includes a circuit board 14a joined to the wall outer surface 6o of the intake pipe 6b, a radio power transmission unit 14c and a radio communication unit 14d mounted on the surface (one side in this embodiment) of the circuit board 14a, respectively. And a connector 14e provided on the side surface (side surface on the upstream side of intake air) of the circuit board 14a to which the harness 9 (FIG. 1) is connected.

制御装置無線部14は、コネクタ14eに接続されたハーネス9から電力の供給を受け、無線送電部14cを介して制御装置本体部13の無線受電部13cに電力を供給する。無線送電部14cから無線受電部13cへの電力の伝送は、相互誘導作用を利用して行われる。また、ハーネス9は、図示しない各種センサユニットに接続されている。センサユニットには、クランク角を検出するクランク角センサ、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、アクセルペダルの操作量(踏み込み量)を検出するアクセルペダルセンサ、排気系4に設けられ、排気ガス中の酸素濃度を検出する排ガス酸素濃度センサ、吸気系3に設けられ、吸気系3内の吸気流量を検出するエアフローセンサ、シリンダブロック内を流れる冷却水の温度を検出する冷却水温センサ、シリンダブロックに設けられ、シリンダブロックの振動からノッキングの有無を検出するノックセンサ等が含まれる。センサユニットから送信される検出値信号は、ハーネス9からコネクタ14eを介して制御装置無線部14に入力され、無線通信部14dを介して制御装置本体部13の無線通信部13dに送信される。   The control device wireless unit 14 receives supply of power from the harness 9 connected to the connector 14e, and supplies power to the wireless power reception unit 13c of the control device main body 13 through the wireless power transmission unit 14c. Transmission of power from the wireless power transmission unit 14c to the wireless power reception unit 13c is performed using a mutual induction effect. The harness 9 is connected to various sensor units (not shown). The sensor unit includes a crank angle sensor that detects a crank angle, a throttle opening sensor that detects the opening of a throttle valve, an accelerator pedal sensor that detects an operation amount (depression amount) of an accelerator pedal, and an exhaust system 4. An exhaust gas oxygen concentration sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas, an air flow sensor that is provided in the intake system 3 and detects the intake flow rate in the intake system 3, a cooling water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water flowing in the cylinder block, A knock sensor or the like that is provided in the cylinder block and detects the presence or absence of knocking from the vibration of the cylinder block is included. The detection value signal transmitted from the sensor unit is input from the harness 9 to the control device wireless unit 14 via the connector 14e and transmitted to the wireless communication unit 13d of the control device main body 13 via the wireless communication unit 14d.

制御装置本体部13は、無線受電部13cで受けた電力で作動し、通信部で受信した各種センサユニットからの検出値信号や、温度センサ12の検出値信号に基づいて、ROMに予め記憶されたプログラムを実行して各種電動機器に対する制御信号を生成し、無線通信部13dから制御信号を送信する。送信された制御信号は、制御装置無線部14の無線通信部14dで受信され、コネクタ14eからハーネス9を介して各電動機器に送られる。このようにして内燃機関1やスロットルボディ6dに設けられた電動機器が電子制御装置11によって制御される。   The control device main body 13 operates with the electric power received by the wireless power receiving unit 13c, and is stored in advance in the ROM based on detection value signals from various sensor units received by the communication unit and detection value signals of the temperature sensor 12. The control program is executed to generate control signals for various electric devices, and the control signals are transmitted from the wireless communication unit 13d. The transmitted control signal is received by the wireless communication unit 14d of the control device wireless unit 14, and is transmitted from the connector 14e to each electric device via the harness 9. In this way, the electric devices provided in the internal combustion engine 1 and the throttle body 6d are controlled by the electronic control unit 11.

電子素子13bのうち、パワーMOSトランジスタ等からなるCPU、電源回路、駆動回路等の発熱量が大きい素子は、負荷が大きくなると発熱して回路基板13aや制御装置本体部13、電子制御装置11全体を昇温させる。そのため、詳細は後述するが電子制御モジュール10は、温度センサ12が検出した温度(検出値信号)に基づいて、電子制御装置11の中心部付近の雰囲気温度(空気温度)を測定(推定)し、この値を電子制御装置11の温度とみなして電子制御装置11の温度管理を行う。なお、本実施形態では、電子制御装置11が制御装置本体部13と制御装置通信部とを有しているため、制御装置本体部13の中心部付近の雰囲気温度を電子制御装置11の中心部付近の雰囲気温度、すなわち電子制御装置11の温度とする。   Among the electronic elements 13b, elements having a large heat generation amount such as a CPU, a power supply circuit, a driving circuit, and the like composed of a power MOS transistor or the like generate heat when the load increases, and the circuit board 13a, the control device main body 13, and the entire electronic control device 11 Raise the temperature. Therefore, although the details will be described later, the electronic control module 10 measures (estimates) the ambient temperature (air temperature) near the center of the electronic control unit 11 based on the temperature (detection value signal) detected by the temperature sensor 12. The temperature management of the electronic control device 11 is performed by regarding this value as the temperature of the electronic control device 11. In the present embodiment, since the electronic control device 11 includes the control device main body 13 and the control device communication unit, the ambient temperature near the central portion of the control device main body 13 is set to the central portion of the electronic control device 11. The ambient temperature, that is, the temperature of the electronic control device 11 is used.

ここで、電子制御モジュール10が行う電子制御装置11の温度管理は、例えば温度によって変化する回路特性の補正を目的とするものである。具体的には、電子制御装置11が電流を検出する場合に検出される電流値は温度によって実電流と異なった値となるため、電子制御装置11の温度を−40℃、40℃、120℃等の比較的大きな温度範囲で区切って各温度範囲に応じた補正を検出電流に加えることで、精度よく電流を検出することが可能になる。また、電子制御モジュール10は、例えば電子制御装置11の保護目的でも温度管理を行う。具体的には、電子制御装置11の温度が異常に高い場合、電子制御モジュール10が電子制御装置11の負荷を下げることにより、電子制御装置11の暴走や破損を防止する。   Here, the temperature management of the electronic control device 11 performed by the electronic control module 10 is intended to correct, for example, circuit characteristics that change with temperature. Specifically, since the current value detected when the electronic control device 11 detects a current differs from the actual current depending on the temperature, the temperature of the electronic control device 11 is set to −40 ° C., 40 ° C., 120 ° C. The current can be detected with high accuracy by dividing the detected current into a relatively large temperature range and adding a correction corresponding to each temperature range to the detected current. The electronic control module 10 also performs temperature management for the purpose of protecting the electronic control device 11, for example. Specifically, when the temperature of the electronic control device 11 is abnormally high, the electronic control module 10 reduces the load on the electronic control device 11, thereby preventing the electronic control device 11 from being runaway or damaged.

図4は、温度シミュレーションに基づく回路基板13aの温度分布を示している。図示するように、回路基板13aは、図中に破線で示す電子素子13b(引出線を付していないものを含む)の発熱時に、引出線を付して示すCPU、電源回路、駆動回路などの電子素子13bが取り付けられた領域で最も温度が高くなり、これらの電子素子13bが取り付けられた領域から遠ざかるほど低くなっている。図4は、回路基板13aが鉛直に設置された状態での温度分布を示しており、これらの領域(13bで示す領域)から水平方向に同じ距離だけ離れた位置では、これらの領域に対して上側に離れた領域よりも、同じ距離だけ下側に離れた領域で温度がより低くなる。そして、回路基板13aの図中右下の隅部15において温度が最も低くなっており、この隅部15に温度センサ12が設けられる。なお、温度センサ12は、図3に示すように吸気通路5の上流側かつ下側の隅部15に配置される。   FIG. 4 shows the temperature distribution of the circuit board 13a based on the temperature simulation. As shown in the figure, the circuit board 13a includes a CPU, a power supply circuit, a drive circuit, and the like that are provided with leader lines when the electronic elements 13b (including those that are not provided with leader lines) generate heat. The temperature is highest in the region where the electronic elements 13b are attached, and becomes lower as the distance from the region where the electronic elements 13b are attached. FIG. 4 shows the temperature distribution in a state where the circuit board 13a is installed vertically. At positions separated by the same distance in the horizontal direction from these regions (regions indicated by 13b), The temperature is lower in the region separated downward by the same distance than in the region separated upward. The temperature is lowest at the lower right corner 15 of the circuit board 13a, and the temperature sensor 12 is provided at the corner 15. The temperature sensor 12 is disposed at the corner 15 on the upstream side and the lower side of the intake passage 5 as shown in FIG.

したがって、電子制御装置11が作動して電子素子13bが発熱したときに最も電子素子13bの熱の影響を受けにくい位置に温度センサ12が配置され、電子制御装置11は、温度センサ12が検出する温度を吸気温度として各種電動機器の制御に利用する。一方、前述したように、電子制御装置11は、温度センサ12が検出する温度に基づいて、電子制御装置11の温度を推定する。   Accordingly, when the electronic control device 11 is activated and the electronic element 13b generates heat, the temperature sensor 12 is disposed at a position that is least affected by the heat of the electronic element 13b, and the electronic control device 11 detects the temperature sensor 12. The temperature is used as an intake air temperature to control various electric devices. On the other hand, as described above, the electronic control device 11 estimates the temperature of the electronic control device 11 based on the temperature detected by the temperature sensor 12.

具体的には、電子制御装置11は、ROMに予め記憶されたテーブルを読み出し、温度センサ12の検出値すなわち吸気温度をアドレスとして電子制御装置11の温度(制御装置本体部13の中心部付近の雰囲気温度)を推定する。このテーブルは次にようにして予め設定されている。まず、回路基板13aの最大負荷モード(最大発熱モード)の条件において温度シミュレーションと流体シミュレーションとを行い、温度センサ12設置領域の温度と制御装置本体部13の中心部付近の雰囲気温度との相関データをとる(図5のグラフ中の実線)。また、これとは別に実機について、回路基板13aの最大負荷モード(最大発熱モード)の条件において実際に測温を行い、温度センサ12設置領域の温度と制御装置本体部13の中心部付近の雰囲気温度との相関データをとる(図5のグラフ中の破線)。そして、両相関データに基づいて、温度センサ12が検出した温度と制御装置本体部13の中心部付近の雰囲気温度との相関を決定する。本実施形態では、両相関データ(図5のグラフ中の実線および破線)の中間値を温度推定用データ(図5のグラフ中の一点鎖線)とする。   Specifically, the electronic control unit 11 reads a table stored in advance in the ROM, and uses the detection value of the temperature sensor 12, that is, the intake air temperature as an address, the temperature of the electronic control unit 11 (near the central part of the control unit main body 13). Estimate the ambient temperature. This table is preset as follows. First, a temperature simulation and a fluid simulation are performed under the condition of the maximum load mode (maximum heat generation mode) of the circuit board 13a, and correlation data between the temperature of the temperature sensor 12 installation region and the ambient temperature near the center of the control device main body 13 is obtained. (A solid line in the graph of FIG. 5). Separately from this, for the actual machine, the temperature is actually measured under the condition of the maximum load mode (maximum heat generation mode) of the circuit board 13 a, and the temperature in the temperature sensor 12 installation region and the atmosphere near the center of the control device main body 13. Correlation data with temperature is taken (broken line in the graph of FIG. 5). Then, based on both correlation data, the correlation between the temperature detected by the temperature sensor 12 and the ambient temperature near the center of the control device main body 13 is determined. In the present embodiment, an intermediate value between the two correlation data (solid line and broken line in the graph of FIG. 5) is set as temperature estimation data (one-dot chain line in the graph of FIG. 5).

このように、電子制御装置11は、吸気通路5の内部に配置される制御装置本体部13を有し、制御装置本体部13に実装された温度センサ12の検出値を吸気温度とし、シミュレーションの結果と実測の結果とに基づくテーブルを用いて、温度センサ12の検出値に基づいて電子制御装置11の温度を推定する。すなわち、温度センサ12が吸気温度測定と電子制御装置11の温度測定とを兼ねるものとなる。これにより、電子制御装置11に実装される温度センサ12を1つにしてスペース効率を低下させずに、電子制御装置11の温度測定と吸気温度測定との両方を行うことが可能になる。また、温度センサ12の検出値を補正することによって正確に電子制御装置11の温度を推定することが可能になる。なお、推定した電子制御装置11の温度は、最大発熱モードでの温度すなわち電子制御装置11の中心部付近がとり得る最高温度ということになるが、電子制御装置11の温度管理が上記目的で行われることから、この推定値を用いることで用が足りる。   As described above, the electronic control device 11 has the control device main body 13 disposed inside the intake passage 5, and the detected value of the temperature sensor 12 mounted on the control device main body 13 is set as the intake air temperature. The temperature of the electronic control unit 11 is estimated based on the detection value of the temperature sensor 12 using a table based on the result and the actual measurement result. That is, the temperature sensor 12 serves as both intake air temperature measurement and temperature measurement of the electronic control device 11. Thereby, it is possible to perform both the temperature measurement of the electronic control device 11 and the intake air temperature measurement without reducing the space efficiency by using one temperature sensor 12 mounted on the electronic control device 11. In addition, it is possible to accurately estimate the temperature of the electronic control unit 11 by correcting the detection value of the temperature sensor 12. The estimated temperature of the electronic control device 11 is the temperature in the maximum heat generation mode, that is, the maximum temperature that can be taken near the center of the electronic control device 11, and the temperature control of the electronic control device 11 is performed for the above purpose. Therefore, it is sufficient to use this estimated value.

また、本実施形態では、電子素子13bが実装されて吸気通路5の内部に配置される回路基板13aを電子制御装置11の制御装置本体部13が有し、温度センサ12が回路基板13aにおける電子素子13bの発熱時に最も温度が低い領域に設置される。これにより、回路基板13a上における電子素子13bの熱の影響を最も受けにくい領域に温度センサ12が設置され、温度センサ12の検出値が実際の吸気温度に近付き、吸気温度の測定精度が向上する。   In the present embodiment, the control device main body 13 of the electronic control device 11 has the circuit board 13a on which the electronic element 13b is mounted and disposed inside the intake passage 5, and the temperature sensor 12 is an electronic device in the circuit board 13a. The element 13b is installed in a region where the temperature is lowest when heat is generated. As a result, the temperature sensor 12 is installed in a region that is least susceptible to the heat of the electronic element 13b on the circuit board 13a, the detection value of the temperature sensor 12 approaches the actual intake air temperature, and the measurement accuracy of the intake air temperature is improved. .

本実施形態では、温度センサ12が実装され、吸気通路5の内部に配置された制御装置本体部13と、吸気通路5の外部に配置され、制御装置本体部13に対して無線で給電およびデータの送受信を行う制御装置無線部14とを、電子制御装置11が有している。これにより、制御装置本体部13に対する給電およびデータの送受信用のハーネス9を通すために吸気通路体6に貫通孔を設ける必要がなく、吸気通路体6の気密性が向上する。   In the present embodiment, the temperature sensor 12 is mounted, the control device main body 13 disposed inside the intake passage 5, and the control device main body 13 disposed outside the intake passage 5. The electronic control device 11 has a control device wireless unit 14 that performs transmission and reception. Thereby, there is no need to provide a through hole in the intake passage body 6 in order to pass the harness 9 for power supply and data transmission / reception to the control device main body 13, and the airtightness of the intake passage body 6 is improved.

さらに本実施形態では、制御装置本体部13が吸気通路体6の壁内面6iに取り付けられ、制御装置無線部14が吸気通路体6の壁6wを挟んで制御装置本体部13と対向する位置で吸気通路体6の壁外面6oに取り付けられている。これにより、制御装置無線部14と制御装置本体部13との近接配置が可能になり、給電性およびデータ通信性が良好になる。   Further, in the present embodiment, the control device main body 13 is attached to the wall inner surface 6i of the intake passage body 6 and the control device radio section 14 is opposed to the control device main body 13 across the wall 6w of the intake passage body 6. It is attached to the wall outer surface 6 o of the intake passage body 6. As a result, the control device radio unit 14 and the control device main body unit 13 can be arranged close to each other, and the power supply performance and data communication performance are improved.

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として自動車の内燃機関1に電子制御モジュール10を適用して説明を行ったが、鉄道車両や航空機などにも広く適用することができる。また、上記実施形態では、電子制御モジュール10がインテーク管6bに取り付けられているが、エアクリーナ6cや吸気マニホールド6e、管部材6aなどの吸気通路体6に取り付けられてもよい。さらに、上記実施形態では、制御装置本体部13と制御装置無線部14とから電子制御装置11が構成されているが、電子制御装置11は、単一部材として構成されて少なくとも一部が吸気通路5の内部に配置されてもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した電子制御モジュール10の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。   Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in the above-described embodiment, the electronic control module 10 is applied to the internal combustion engine 1 of an automobile as an example, but the present invention can be widely applied to a railway vehicle, an aircraft, and the like. Moreover, in the said embodiment, although the electronic control module 10 is attached to the intake pipe 6b, you may attach to intake passage bodies 6, such as the air cleaner 6c, the intake manifold 6e, and the pipe member 6a. Furthermore, in the above-described embodiment, the electronic control device 11 is configured by the control device main body 13 and the control device radio unit 14, but the electronic control device 11 is configured as a single member and at least a part of the intake passage. 5 may be disposed inside. In addition, the specific configuration, arrangement, quantity, angle, and the like of each member and part can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. On the other hand, all the components of the electronic control module 10 shown in the above embodiment are not necessarily essential, and can be selected as appropriate.

1 内燃機関
5 吸気通路
6 吸気通路体
6b インテーク管
6i 壁内面
6o 壁外面
6w 壁
10 電子制御モジュール
11 電子制御装置
12 温度センサ
13 制御装置本体部
13a 回路基板
13b 電子素子
14 制御装置無線部
15 隅部(最も温度が低い領域)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 5 Intake passage 6 Intake passage body 6b Intake pipe 6i Wall inner surface 6o Wall outer surface 6w Wall 10 Electronic control module 11 Electronic control device 12 Temperature sensor 13 Control device main-body part 13a Circuit board 13b Electronic element 14 Control device radio | wireless part 15 Corner (Lowest temperature area)

Claims (4)

内燃機関の吸気通路の内部に少なくとも一部が配置されるように、前記吸気通路を画成する吸気通路体に取り付けられ、前記内燃機関を制御する電子制御装置と、
前記電子制御装置における前記吸気通路の内部に配置される部分に実装される温度センサとを備え、
前記電子制御装置は、電子素子が実装され、少なくとも一部が前記吸気通路の内部に配置される回路基板を有し、
前記温度センサは、前記回路基板における前記電子素子の発熱時に最も熱の影響を受けにくい領域に設置され、前記電子制御装置の温度測定と吸気温度測定とを兼ねることを特徴とする内燃機関の電子制御モジュール。
An electronic control device for controlling the internal combustion engine, which is attached to an intake passage body defining the intake passage so that at least a part thereof is disposed inside the intake passage of the internal combustion engine;
A temperature sensor mounted on a portion arranged inside the intake passage in the electronic control unit,
The electronic control device includes a circuit board on which an electronic element is mounted and at least a part of the electronic control device is disposed inside the intake passage.
The temperature sensor is installed in an area of the circuit board that is least susceptible to heat when the electronic element generates heat, and serves as both temperature measurement of the electronic control unit and intake air temperature measurement. Control module.
前記電子制御装置は、前記温度センサが検出した温度を吸気温度とし、前記温度センサが検出した温度に基づいて前記電子制御装置の温度を推定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の電子制御モジュール。 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the electronic control unit estimates the temperature of the electronic control unit based on the temperature detected by the temperature sensor using the temperature detected by the temperature sensor as an intake air temperature. Electronic control module. 前記電子制御装置は、前記温度センサが実装され、前記吸気通路の内部に配置される制御装置本体部と、前記吸気通路の外部に配置され、前記制御装置本体部に対して無線で給電およびデータの送受信を行う制御装置無線部とを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の電子制御モジュール。 The electronic control device is mounted with the temperature sensor, and is disposed inside the intake passage, and is disposed outside the intake passage. The electronic control device wirelessly supplies power and data to the control device main body. engine electronic control module according to claim 1 or claim 2, characterized in that a control unit radio section for transmitting and receiving. 前記制御装置本体部は、前記吸気通路体の壁内面に取り付けられ、前記制御装置無線部は、前記吸気通路体の壁を挟んで前記制御装置本体部と対向する位置で前記吸気通路体の壁外面に取り付けられたことを特徴とする請求項に記載の内燃機関の電子制御モジュール。 The control device main body is attached to the inner wall surface of the intake passage body, and the control device radio section is located at a position facing the control device main body with the wall of the intake passage body interposed therebetween. 4. The electronic control module for an internal combustion engine according to claim 3 , wherein the electronic control module is attached to an outer surface.
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