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控制装置

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40


控制装置

技术领域

本发明涉及控制继电器的控制装置。

背景技术

在车辆中例如搭载有对电源与电负载之间的电连接进行接通断开的继电器。在低温环境下,在与车辆的驱动源的停止相应地断开继电器之后,若满足预定的条件,则有时在继电器的触点处发生结冰。若发生该结冰,则在之后的车辆启动时接通继电器时,有可能触点因该结冰而被绝缘,无法适当地进行触点的通电。例如,在专利文献1中公开了如下技术:在输入了用于停止车辆的驱动的停止信号之后,对继电器的励磁线圈施加预定时间的PWM调制后的电压。在该技术中,以维持继电器的触点的通电的程度的占空比进行了PWM调制的电压被施加于励磁线圈。在该技术中,通过维持继电器的触点的通电,触点持续发热,能够抑制结冰的发生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-210385号公报

发明内容

技术问题

但是,在专利文献1中,虽然在维持触点的通电后断开继电器,但根据该断开后的条件,有可能发生结冰。并且,若发生该结冰,则在之后的车辆启动时在将继电器接通时,有可能因该结冰而触点被绝缘,无法适当地进行触点的通电。

因此,本发明的目的在于,提供一种适当地应对在继电器的触点发生的结冰的控制装置。

技术方案

为了解决上述问题,本发明的一实施方式的控制装置对搭载于车辆且具有固定触点和可动触点的继电器进行控制,所述控制装置具有:

一个或多个处理器;以及

与所述处理器连接的一个或多个存储器,

所述处理器执行包括如下操作的处理:

所述处理器根据所述车辆的热源的状态和外部气体温度中的至少任一方,判定在所述车辆的驱动源的动作停止后是否满足结冰发生条件,所述结冰发生条件是能够在所述继电器的触点发生结冰的条件;

在满足所述结冰发生条件的情况下,所述处理器在与所述驱动源的动作停止对应地断开所述继电器的时间点后的预定的碎冰期间,以预定的时间间隔间歇性地反复进行碎冰动作,所述碎冰动作通过使断开状态的所述继电器接通后断开而利用所述可动触点敲击所述固定触点,

所述预定的碎冰期间根据所述继电器的触点的温度与所述继电器的内部气氛的温度之间的温度差而设定,

所述预定的时间间隔是在所述继电器的触点上生长的结冰生长到预定的大小为止的时间。

发明效果

根据本发明,能够适当地应对在继电器的触点发生的结冰。

附图说明

图1是表示具备本实施方式的继电器的车辆的概略图。

图2是表示搭载于本实施方式的车辆的继电器的结构的一例的纵剖视图。

图3是表示本实施方式的继电器和控制装置的连接结构的一例的框图。

图4是说明本实施方式的发生结冰和继电器控制部的动作的图。

图5是说明本实施方式的继电器控制部的动作的流程的流程图。

图6是说明本实施方式的碎冰处理的流程的流程图。

符号说明

1:车辆

4:发动机

10:继电器

12:控制装置

22:固定触点

24:可动触点

60:处理器

62:存储器

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。该实施方式所示的具体的尺寸、材料、数值等只不过是用于容易理解发明的示例,除了特别说明的情况以外,并不限定本发明。应予说明,在本说明书和附图中,对于实质上具有相同的功能、结构的要素,通过标注相同的附图标记而省略重复说明,此外对于与本发明没有直接关系的要素,省略图示。

图1是表示具备本实施方式的继电器10的车辆1的概略图。车辆1是设置有发动机4作为行驶用的驱动源的发动机车。应予说明,车辆1可以是设置有发动机和马达作为行驶用驱动源的混合动力车,也可以是设置有马达作为行驶用的驱动源的电动车。

在车辆1的前部,在发动机盖2的内部设置有发动机室3。在发动机室3内设置有驱动装置、冷却装置、空调装置、电源、控制装置、传感器等各种装置。例如,在发动机室3内设置有发动机4、散热器5、未图示的变速器等。而且,在发动机室3内还设置有收容继电器10的继电器箱8。在图1的例子中,继电器箱8配置于发动机室3内的左后方的上部侧,但也可以设置于发动机室3内的其他位置。通过在继电器箱8内设置继电器10,能够抑制水分、粉尘等侵入继电器。

继电器10例如是连接于作为电负载的一例的控制装置12与电源7之间的主继电器。继电器10是切换从电源7向控制装置12的电力供给的接通和断开(电力的供给和切断)的开关装置。继电器10例如用于接通或断开发动机4或变速器等各种装置的控制所需的电力的供给。

控制装置12例如是控制发动机4的空燃比、点火时机、电子控制式节气门等的电子控制单元(ECU)。应予说明,控制装置12也可以是控制变速器的变速器控制单元(TCU)、或者控制其他各种车载装置的控制装置等。

继电器10不限于连接于控制装置12与电源7之间的方式。例如,继电器10也可以连接于除控制装置12以外的其他电负载与电源7之间。电负载例如可以是车辆驱动用马达、其他马达等驱动装置,也可以是辅机、冷却装置、空调装置、传感器、汽车导航装置、显示装置、音响装置、电动滑动门等需要电力的各种车载电气安装部件。即,继电器10不限于主继电器,也可以是各种继电器。

电源7是储存向电负载供给的电力的电池。电源7由搭载于车辆1的电池、例如辅机用电池构成。然而,电源7不限于该例,也可以是搭载于车辆1的各种电池比如用于混合动力车辆或电动车辆的驱动用马达的高压电池、或外部电源等。

图2是表示搭载于本实施方式的车辆1的继电器10的结构的一例的纵向剖视图。如图2所示,继电器10由电磁继电器等机械继电器构成。机械继电器是具有机械地接近或分离的触点的继电器。应予说明,继电器10的具体结构不限于图2所示例的结构,也可以是构成机械继电器的任意结构。

继电器10具有壳体20、固定触点22、可动触点24、施力部件26以及励磁线圈28。壳体20例如由合成树脂等绝缘体形成为中空的箱状。固定触点22、可动触点24、施力部件26以及励磁线圈28容纳于壳体20内。应予说明,有时将固定触点22和可动触点24仅统称为触点21。

固定触点22隔着固定侧基座部30被壳体20支承,并且固定地设置于壳体20内。固定触点22例如形成为圆柱状。固定侧基座部30从壳体20的底部的内表面沿上下方向延伸设置。在固定侧基座部30的前端部连接有固定触点22的中心轴方向的第一端部。固定触点22的中心轴方向上的与固定侧基座部30相反的一侧的第二端部的表面形成为平面状。

在固定侧基座部30的基端部连接有向壳体20外突出的固定侧端子32。固定触点22、固定侧基座部30以及固定侧端子32由具有导电性的材料,例如铜、铁、磷青铜等金属材料形成。固定触点22、固定侧基座部30以及固定侧端子32可以由一个金属部件一体地构成,也可以组合多个部件而构成。固定触点22通过固定侧基座部30与固定侧端子32电连接。

可动触点24经由可动侧基座部40、可动部42以及延伸设置部44被壳体20支承,在壳体20内可动地设置。可动触点24例如形成为圆柱状。可动侧基座部40从壳体20的底部的内表面沿上下方向延伸设置。在可动侧基座部40的前端部连结有从可动侧基座部40以接近固定触点22的方式延伸的可动部42。可动部42能够以与可动侧基座部40的连结部分为支点摆动。可动部42例如由铁等磁性材料形成。在可动部42的前端连接有像使可动部42延长那样的延伸设置部44。

在延伸设置部44中的壳体20的底部侧的面连接有可动触点24的中心轴方向的第一端部。可动触点24的中心轴方向上的与延伸设置部44相反的一侧的第二端部的表面形成为平面状。

在壳体20设置有向壳体20外突出的可动侧端子46。可动触点24、延伸设置部44以及可动侧端子46由具有导电性的材料,例如铜、铁、磷青铜等金属材料形成。可动触点24和延伸设置部44可以由一个金属部件一体地构成,也可以组合多个部件而构成。可动侧端子46例如通过电线等与延伸设置部44电连接。可动触点24通过延伸设置部44和电线等与可动侧端子46电连接。

可动触点24以与固定触点22相对的方式配置。可动触点24经由延伸设置部44被可动部42支承,因此随着可动部42的摆动而摆动。可动触点24能够根据可动部42的摆动而向接近固定触点22的方向或远离固定触点22的方向移动。在可动触点24相对于固定触点22分离的状态下,可动触点24与固定触点22被电切断。若可动触点24向接近固定触点22的方向移动,则可动触点24的表面与固定触点22的表面接触。若可动触点24与固定触点22接触,则可动触点24与固定触点22电连接。之后,有时将可动触点24向接近固定触点22的方向移动称为接通继电器10,有时将可动触点24向远离固定触点22的方向移动称为断开继电器10。

施力部件26例如是弹簧等,但也可以是板簧或橡胶等。施力部件26例如设置于可动部42与壳体20之间,但也可以设置于可动部42与可动侧基座部40之间。施力部件26对可动触点24向远离固定触点22的方向施力。

在壳体20的底部设置有沿上下方向延伸的圆柱状的铁芯50。铁芯50配置于可动部42的下方侧。励磁线圈28卷绕在铁芯50的周围。

在壳体20设置有向壳体20外突出的第一励磁端子52和第二励磁端子54。第一励磁端子52和第二励磁端子54由具有导电性的材料、例如铜、铁、磷青铜等金属材料形成。第一励磁端子52和第二励磁端子54分别与励磁线圈28电连接。

电流通过第一励磁端子52和第二励磁端子54在励磁线圈28流通。励磁线圈28通过电流流通而作为电磁铁发挥功能。铁芯50是为了提高电磁铁的效果而设置的。

在励磁线圈28中没有电流流通时,可动部42被施力部件26向远离固定触点22的方向施力。在该情况下,可动触点24远离固定触点22,相对于固定触点22绝缘。即,继电器10成为断开状态。

与此相对,若电流在励磁线圈28流通,则励磁线圈28作为电磁铁而发挥功能,励磁线圈28吸引可动部42。可动部42通过励磁线圈28的磁力,克服施力部件26的作用力,向接近励磁线圈28的方向移动。在该情况下,可动触点24与可动部42一起向接近固定触点22的方向移动,与固定触点22接触。即,继电器10接通。在使励磁线圈28产生克服施力部件26的作用力的磁力的电流在励磁线圈28流通的期间,继电器10维持接通状态。

若在励磁线圈28中不流通电流,则励磁线圈28不产生磁力,因此励磁线圈28不吸引可动部42。由此,可动部42和可动触点24通过施力部件26的作用力向远离固定触点22的方向移动。即,继电器10断开。由此,继电器10通过使可动触点24相对于固定触点22向接近的方向或远离的方向移动而接通、断开。

图3是表示本实施方式的继电器10和控制装置12的连接构成的一例的框图。控制装置12具备一个或多个处理器60、与处理器60连接的一个或多个存储器62。存储器62包括存储有程序等的ROM、作为工作区域的RAM。控制装置12的处理器60与存储器62所包含的程序协作来控制整个车辆1。例如,处理器60控制发动机4。此外,处理器60还作为控制继电器10的继电器控制部64而发挥功能。在后面详细叙述继电器控制部64。

在图3的例子中,电源7与继电器10的可动侧端子46电连接,并且向可动触点24供给电力。继电器10的固定侧端子32经由控制装置12与作为控制装置12的控制对象的各种电气安装部件70电连接。电气安装部件70例如是电子控制节气门等,但不限于该例,也可以是任意的电气安装部件。若继电器10接通,则电源7向电气安装部件70供给电力。应予说明,在图3的例子中,示出了电源7与可动侧端子46连接的例子,但电源7也可以与固定侧端子32侧连接。在该情况下,电气安装部件70经由控制装置12与可动侧端子46侧连接。

控制装置12具备控制开关71。控制开关71例如是半导体开关。控制开关71电连接在继电器10与电气安装部件70之间。例如,控制开关71的第一端子与固定侧端子32连接,并且经由继电器10与电源7电连接。控制开关71的第二端子与电气安装部件70的第一端子70a连接。电气安装部件70的第二端子70b接地。应予说明,不限于控制开关71与电气安装部件70的第一端子70a侧连接的例子,控制开关71也可以与电气安装部件70的第二端子70b侧连接。处理器60例如通过控制作为半导体开关的控制开关71的控制端子的电流或电压来控制控制开关71的接通断开。若继电器10和控制开关71接通,则电源7向电气安装部件70供给电力。

控制装置12具备电容器72。电容器72的第一电极与继电器10的固定侧端子32连接,并且经由控制开关71与电气安装部件70连接。电容器72的第二电极接地。电容器72使向电气安装部件70或控制装置12供给的电力平滑化。

此外,电源7也与处理器60电连接,也向处理器60供给电力。

控制装置12具备励磁开关74。励磁开关74例如是半导体开关。励磁开关74电连接在励磁线圈28与电源7之间。例如,励磁开关74的第一端子与电源7连接,励磁开关74的第二端子与第一励磁端子52连接。第二励磁端子54接地。应予说明,不限于励磁开关74与第一励磁端子52侧连接的例子,励磁开关74也可以与第二励磁端子54侧连接。处理器60例如通过控制作为半导体开关的励磁开关74的控制端子的电流或电压,从而控制励磁开关74的接通断开。如果励磁开关74接通,则电源7向励磁线圈28供给电力。

车辆1具备外部气体温度传感器80、水温传感器82以及点火开关84。外部气体温度传感器80检测车辆1的外部、即车外的外部气体温度。水温传感器82检测冷却发动机4的冷却水的温度。水温传感器82通过检测冷却水的温度,间接地检测作为驱动源的发动机4的温度。即,水温传感器82作为检测驱动源的温度的驱动源温度传感器而发挥功能。

点火开关84接收由搭乘者进行的点火开启(IG-ON)或点火断开(IG-OFF)的操作。点火开关84若接收IG-ON操作,则将用于启动作为驱动源的发动机4的启动信号发送到控制装置12。继电器控制部64若从点火开关84取得基于IG-ON的启动信号,则将继电器10接通,使发动机4启动。此外,点火开关84若接收IG-OFF操作,则向控制装置12发送用于使作为驱动源的发动机4停止的停止信号。继电器控制部64若从点火开关84取得基于IG-OFF的停止信号,则在使发动机4停止之后,将继电器10断开。

在与发动机4的停止相应地断开继电器10后,若继电器10满足预定的温度条件,则有时在继电器10的触点21发生结冰。若发生该结冰,则在之后的车辆1的启动时在将继电器10接通时,由于该结冰而触点21被绝缘,有可能无法适当地进行触点21的通电。

因此,继电器控制部64在发生结冰那样的条件下,有意地使继电器10接通断开,用可动触点24敲击固定触点22,由此使触点21上的结冰破碎。之后,有时将使结冰破碎称为碎冰。以下,对结冰发生的条件进行说明,然后,对由继电器控制部64进行的与碎冰相关的控制进行说明。

图4是说明本实施方式的结冰的发生和继电器控制部64的动作的图。

在图4所示的四个时序图中,从上数第二个第二时序图的实线A10是继电器10的触点21的温度Tc的时间变化的一例。更详细而言,考虑到固定触点22的温度比可动触点24的温度更容易降低,温度Tc被设为固定触点22的温度,但也可以设为可动触点24的温度。此外,第二时序图的单点划线A11表示继电器10的内部气氛的温度Tin的时间变化的一例。此外,如双点划线A12所示,从上数第一个第一时序图表示从继电器10的内部气氛的温度Tin减去继电器10的触点21的温度Tc而得到的温度差ΔT(ΔT=Tin-Tc)。更详细而言,温度差ΔT是从继电器10的内部气氛的温度Tin减去继电器10的固定触点22的温度而得到的值,但也可以是从继电器10的内部气氛的温度Tin减去继电器10的可动触点24的温度而得到的值。此外,从上数第三个第三时序图表示继电器10的触点21的状态的一例。此外,从上数第四个第四时序图表示作为继电器控制部64而发挥功能的处理器60的状态的一例。第一时序图~第四时序图各自的时间轴是共通的。以下,有时将继电器10的触点21的温度Tc简称为触点21的温度Tc,有时将继电器10的内部气氛的温度Tin简称为内部气氛的温度Tin。

在图4的例子中,在时间点T10,外部气体温度为冰点以下、即0℃以下。并且,在时间点T10,进行IG-ON操作,继电器控制部64根据该IG-ON操作使继电器10接通。此外,在时间点T10,继电器控制部64在继电器10接通的同时启动了发动机4。在时间点T10,触点21的温度Tc和内部气氛的温度Tin均为冰点以下,大致一致。

若发动机4在时间点T10启动,则发动机4被暖机,发动机室3内因发动机4的发热而逐渐被加热。这样,配置于发动机室3内的继电器箱8内的空气也逐渐被加热,配置于继电器箱8内的继电器10的壳体20逐渐被加热。其结果是,如单点划线A11所示,内部气氛的温度Tin、即继电器10的壳体20内的空气的温度逐渐上升。

此外,若继电器10在时间点T10接通,则可动触点24与固定触点22接触,电流在触点21间流通。如此,通过触点21通电,触点21发热,如实线A10所示,触点21的温度Tc上升。此时,由于触点21由导电性的材料形成,所以触点21的热容量比空气的热容量大,实线A10所示的触点21的温度Tc比单点划线A11所示的内部气氛的温度Tin更快地上升。此外,若车辆1在时间点T10之后行驶,则行驶风被供给到发动机室3内,继电器10的壳体20被该行驶风冷却。继电器10的内部气氛比继电器10的触点21更容易被该行驶风冷却,温度上升更被抑制。如此,即使触点21的温度Tc为冰点以下,若触点21的温度Tc为内部气氛的温度Tin以上,则在触点21也不发生结冰。

在此,假设在时间点T11进行了IG-OFF操作。若继电器控制部64在时间点T11接收到基于IG-OFF的停止信号,则使发动机4停止。继电器控制部64在发动机4停止后进行电气安装部件70等各装置的自我诊断。在该自我诊断中,根据成为诊断对象的装置的不同,需要使该装置动作。例如,在进行电子控制节气门的自我诊断的情况下,继电器控制部64使电子控制节气门动作。即,需要向成为诊断对象的装置供给电力。因此,继电器控制部64在发动机4停止后至少到自我诊断结束为止的期间,将继电器10维持为接通状态,维持向成为诊断对象的装置的电力供给。并且,继电器控制部64在自我诊断结束之后,使继电器10断开。在图4的例子中,继电器控制部64在时间点T12使继电器10断开。以下,有时将从驱动源的停止时间点(时间点T11)起到断开继电器10为止的时间称为自关断时间。

若继电器10断开,则触点21间被绝缘,因此触点21不会发热。而且,固定触点22经由在继电器10的外部露出的固定侧端子32散热,可动触点24经由在继电器10的外部露出的可动侧端子46散热。因此,如实线A10所示,在时间点T12后,触点21的温度Tc降低。

另一方面,由于发动机4的质量和热容量较大,所以通过时间点T11之前的暖机,在发动机4中蓄积有较多的热。然后,发动机4在时间点T11停止后,将蓄积的热逐渐向发动机室3内散热。由此,在继电器10断开的时间点T12以后,继电器10的壳体20也被从发动机4散出的热加热。此外,在发动机4停止后,不进行基于行驶风的继电器10的壳体20的冷却。因此,如单点划线A11所示,在时间点T12后,内部气氛的温度Tin上升。

如此,触点21的温度Tc降低,内部气氛的温度Tin上升,因此在时间点T12后,如双点划线A12所示,从内部气氛的温度Tin减去触点21的温度Tc而得到的温度差ΔT增加。这样一来,触点21的温度Tc为冰点以下,并且触点21的温度Tc比内部气氛的温度Tin低。若成为该条件,则在触点21发生结冰。更详细而言,继电器10内的空气中的水蒸气与比继电器10内的空气的温度低的触点21接触,从而该水蒸气达到饱和水蒸气量,该水蒸气在触点21上结露。而且,结露产生的水与冰点以下的触点21接触,从而在触点21上发生结冰。结冰是通过形成冰晶核且水在该冰晶核的周围聚集而生长的。而且,触点21的温度Tc与内部气氛的温度Tin之间的温度差ΔT越扩大,触点21上的结冰越容易发生和生长。

如上所述,在时间点T12后,触点21对该触点21的热进行散热。并且,如果触点21的散热结束,则触点21与继电器10的壳体20同样地被从发动机4散出的热加热。因此,如实线A10所示,触点21的温度Tc从下降转为上升。这样一来,如双点划线A12所示,温度差ΔT的增加量变低。而且,温度差ΔT随着时间经过而从增加变为恒定,然后减少。而且,若时间进一步经过,则最终触点21的温度Tc与内部气氛的温度Tin大致相同。

图4中的从时间点T12到时间点T13的期间是触点21的温度Tc与内部气氛的温度Tin之间的温度差ΔT随着时间的经过而增加的第一期间。从时间点T13到时间点T14的期间是触点21的温度Tc与内部气氛的温度Tin之间的温度差ΔT大致恒定的第二期间。时间点T14以后是触点21的温度Tc与内部气氛的温度Tin之间的温度差ΔT随着时间的经过而减少的第三期间。应予说明,虽然省略图示,但是第三期间是直至触点21的温度Tc与内部气氛的温度Tin大致相同为止的期间。

如上所述,继电器控制部64根据IG-OFF而在时间点T11使发动机4停止,在时间点T12使继电器10断开。继电器控制部64在断开继电器10的时间点T12,基于车辆1的热源的状态和外部气体温度中的至少任意一方,判定是否满足结冰发生条件。

在此,热源表示可能成为使继电器10的内部气氛的温度上升的主要原因的继电器10的周围的热源。作为该热源,例如可列举作为驱动源的发动机4。应予说明,热源不限于驱动源,例如也可以是车载空调装置等配置于继电器10的周围并发热的各种设备。此外,热源的状态可以包括热源的温度,也可以包括作为热源的设备的动作的有无的状态。

结冰发生条件是能够在继电器10的触点发生结冰的条件。更详细而言,结冰发生条件例如是外部气体温度为冰点以下并且驱动源的温度为预定温度以上那样的温度条件。例如,继电器控制部64从水温传感器82取得水温传感器82的水温作为驱动源的温度,并从外部气体温度传感器80获取外部气体温度。

继电器控制部64在从外部气体温度传感器80获得的外部气体温度为冰点以下并且从水温传感器82获得的水温为预定温度以上的情况下,判定为满足结冰发生条件。水温的预定温度例如被设定为70℃等能够区分发动机4被充分暖机的温度。

应予说明,结冰发生条件不限于外部气体温度为冰点以下并且驱动源的温度为预定温度以上的温度条件。例如,也可以是,无论外部气体温度是否为冰点以下,都将在从IG-ON到IG-OFF为止的一个驾驶周期期间存在作为热源的预定的设备启动的历史作为结冰发生条件。即,在该例中,也可以假定在根据IG-OFF使继电器10断开的时间点T12,热源成为预定温度以上,或者产生外部气体温度与热源的温度之间的预定温度差,从而视为发生结冰。此外,也可以将外部气体温度为冰点以下并且在一个驾驶周期期间存在作为热源的预定的设备启动的历史设为结冰发生条件。此外,也可以与热源的温度或热源的启动历史这样的热源的状态无关地,仅将外部气体温度为冰点以下作为结冰发生条件。如此,结冰发生条件也可以使用热源的状态和外部气体温度中的至少任一方的指标来设定。

这里,在判定为满足结冰发生条件的情况下,如图4的第三时序图所示,继电器控制部64在时间点T12后,通过使断开状态的继电器10接通后断开,从而进行利用可动触点24敲击固定触点22的碎冰动作。继电器控制部64在预定的碎冰期间,以预定的碎冰时间间隔间歇地反复进行该碎冰动作。

在碎冰动作中,继电器控制部64在使继电器10接通之后,无延迟地使继电器10断开。碎冰动作中的从继电器接通到继电器断开的时间比碎冰时间间隔短很多,例如,从降低功耗的观点出发,优选为1秒以下,但不限于该例,也可以为任意的时间。

当通过碎冰动作使继电器10接通时,固定触点22被可动触点24敲击。这样一来,在固定触点22的与可动触点24接触的接触面、或者可动触点24的与固定触点22接触的接触面发生结冰的情况下,能够通过触点21彼此的碰撞的冲击而将该结冰破碎。通过利用碎冰动作将触点21上的结冰破碎,从而能够去除在固定触点22的表面发生的结冰,能够抑制因该结冰而使触点21间绝缘。

此外,在碎冰动作中,能够将固定触点22和可动触点24的接触面上的结冰直接破碎。由此,能够抑制该接触面上的结冰的生长。应予说明,对于固定触点22的侧面或可动触点24的侧面的结冰而言,由于难以直接破碎,所以有时该侧面的结冰生长。但是,即使该侧面的结冰生长,触点21间被绝缘的可能性也低,因此能够允许该侧面的结冰的生长。

此外,在进行了碎冰动作后,若容易发生结冰的状态持续,则有时会再次在触点21上发生结冰。但是,继电器控制部64以碎冰时间间隔间歇地反复进行碎冰动作,因此,即使再次在触点21上发生结冰,也能够通过反复进行的碎冰动作而将该结冰破碎。

碎冰时间间隔是反复进行碎冰动作的时间间隔,例如,如图4的第三时序图所示,是从继电器断开起到继电器接通的期间。碎冰时间间隔被设定为在继电器10的触点上生长的结冰生长到预定的大小为止的时间。预定的大小也可以被设定为通过一次碎冰动作就能够碎冰的结冰的大小的最大值以下。由此,通过以碎冰时间间隔执行的碎冰动作,能够更可靠地破碎并去除继电器10的触点上的结冰。

在此,发明人进行了关于碎冰时间间隔的实验。其结果是,若碎冰时间间隔在4分钟以下,则能够破碎结冰的概率高,若碎冰时间间隔超过4分钟,则无法破碎结冰的概率高。即,该例中的4分钟相当于在继电器10的触点上生长的结冰生长为通过一次碎冰动作能够碎冰的结冰大小的最大值为止的时间。此外,若碎冰时间间隔短,则继电器10的接通断开的功耗有可能变大。因此,碎冰时间间隔优选为30秒以上且4分钟以下。若碎冰时间间隔为30秒以上且4分钟以下,则能够在触点上的结冰小且柔软的状态下进行碎冰动作,能够容易地将触点21上的结冰破碎。碎冰时间间隔例如可以被设定为1分钟。应予说明,碎冰时间间隔不限于示例的1分钟,也可以被设定为30秒以上且4分钟以下的范围内的任意时间。

如图4的第三时序图所示,碎冰期间以根据驱动源的动作停止而断开继电器10的时间点T12为开始时间点。碎冰期间是根据触点21的温度Tc与内部气氛的温度Tin之间的温度差ΔT而设定的期间。即,碎冰期间至少被设定在产生该温度差ΔT的期间内。例如,碎冰期间被设定为将第一期间和第二期间相加而成的期间。在该情况下,在第三期间不进行碎冰动作。在第三期间,由于温度差ΔT减小,因此结冰的生长钝化。因此,若在第三期间之前进行碎冰动作而将结冰破碎,则结冰在第三期间进一步生长的可能性变低。碎冰期间比碎冰时间间隔长,例如为20分钟~30分钟左右,但也可以任意地设定。

应予说明,碎冰期间不限于将第一期间和第二期间相加而成的期间。碎冰期间可以被设定为第一期间,也可以设定为将第一期间、第二期间以及第三期间相加而成的期间。碎冰期间优选包括该温度差ΔT随着时间的经过而增加的期间,即优选包括第一期间。继电器控制部64通过在结冰容易生长的第一期间进行碎冰动作,从而能够适当地破碎结冰。

碎冰期间和碎冰时间间隔也可以根据继电器10或发动机4的规格等而不同。例如,也可以通过实验或模拟等,针对每个继电器10或发动机4的每个规格,预先确定碎冰期间和碎冰时间间隔。所确定的碎冰期间和碎冰时间间隔可以预先存储在存储器62中。

此外,碎冰时间间隔也可以在30秒以上且4分钟以内的范围内,根据碎冰动作中的接通继电器10时的可动触点24与固定触点22之间的冲击电流的大小而设定。与可动触点24或固定触点22电连接的电容器72的静电电容越大,冲击电流的大小越大。

例如,在通过碎冰动作使继电器10接通的时机,为了将电容器72充电,在固定触点22与可动触点24之间流通电流值暂时比稳态电流大的冲击电流。因此,在固定触点22与可动触点24之间,除了触点21彼此的冲击以外,还产生由该冲击电流引起的发热、或者进一步在冲击的瞬间因可动触点24弹跳而电连接被切断时的电弧放电引起的发热。该冲击电流越大,由该冲击电流引起的发热越大。触点21上的结冰通过因固定触点22与可动触点24之间的冲击和因冲击电流引起的发热这两者而破碎。即,即使仅通过固定触点22与可动触点24之间的冲击而无法使结冰破碎,也能够通过施加因该冲击电流引起的发热,从而使该结冰破碎。其结果是,随着该冲击电流变大,能够延长碎冰时间间隔。

此外,碎冰时间间隔也可以在30秒以上且4分钟以内的范围内,根据碎冰动作中的通过继电器10的接通而可动触点24与固定触点22碰撞时的冲击力而设定。该冲击力能够基于继电器10的物理结构而导出,例如,能够基于可动触点24的质量和可动触点24的移动速度等导出。可动触点24的质量和可动触点24的移动速度越大,该冲击力越大。可动触点24的质量和可动触点24的移动速度根据继电器10的规格而不同。此外,可动触点24的移动速度也根据在励磁线圈28中流通的电流的大小而变化。例如,若增大励磁线圈28的电流值,则励磁线圈28的吸引力变强,可动触点24的移动速度变大。

例如,即使无法以预定的冲击力将结冰破碎,通过以比该预定的冲击力大的冲击力将继电器10接通,也能够将该结冰破碎。其结果是,随着固定触点22与可动触点24之间的冲击力变大,能够延长碎冰时间间隔。

应予说明,碎冰时间间隔也可以在30秒以上且4分钟以内的范围内,根据上述冲击电流的大小和上述冲击力的大小两者而设定。

在此,作为继电器控制部64而发挥功能的处理器60具有运行状态和休眠状态。运行状态是处理器60的通常的动作状态,运行状态的处理器60能够执行各种处理。休眠状态是与运行状态相比能够执行的处理被限制,并且抑制功耗而待机的状态。处理器60能够从运行状态向休眠状态转换。此外,处理器60具有从休眠状态自主唤醒并转换到运行状态的自唤醒功能。

如上所述,继电器控制部64在作为碎冰期间的开始时间点的时间点T12将继电器10断开。继电器控制部64在该时间点T12使继电器10断开,并且如图4的第四时序图所示那样向休眠状态转换。

如图4的第四时序图所示,若经过碎冰时间间隔,换言之,若碎冰动作的执行时机到来,则继电器控制部64从休眠状态唤醒。唤醒而成为运行状态的继电器控制部64进行在使继电器10接通后无延迟地断开的碎冰动作。然后,在执行碎冰动作后,继电器控制部64从运行状态转换为休眠状态。继电器控制部64每当碎冰动作的执行时机到来时,都反复进行唤醒并在碎冰动作执行后休眠的动作。

如此,继电器控制部64在碎冰期间仅在进行碎冰动作时处于运行状态。因此,与在碎冰期间中持续运行状态的方式相比,继电器控制部64能够抑制功耗。

图5是说明本实施方式的继电器控制部64的动作的流程的流程图。在IG-ON状态下,继电器控制部64在以预定的控制周期访问的预定的中断时机,反复进行图5的一系列的处理。

若成为该预定的中断时机,则继电器控制部64判定是否从点火开关84获取了表示IG-OFF的信号(S10)。在未获得表示IG-OFF的信号的情况下(S10中的否),继电器控制部64结束图5的一系列的处理。

在获取到表示IG-OFF的信号的情况下(S10中的是),继电器控制部64使作为驱动源的发动机4停止(S11)。然后,继电器控制部64使继电器10仅以预定的自关断时间维持接通状态(S12)。控制装置12在继电器10维持在接通状态的期间,进行各装置的自我诊断。

若经过了自关断时间,则继电器控制部64获取热源的状态(S13)。例如,继电器控制部64获取驱动源的温度作为热源的状态的一例。更详细而言,继电器控制部64获取水温传感器82的检测结果作为驱动源的温度。接着,继电器控制部64从外部气体温度传感器80获取外部气体温度(S14)。

接着,继电器控制部64根据获取到的热源的状态和外部气体温度,判定是否满足结冰发生条件(S15)。结冰发生条件是能够在继电器10的触点发生结冰的条件。例如,继电器控制部64在外部气体温度为冰点以下并且作为热源的状态的一例的驱动源的温度为预先设定的预定温度以上的情况下,判定为满足结冰发生条件。与驱动源的温度相关的预定温度被设定为能够区分驱动源被充分暖机的温度。

在判定为不满足结冰发生条件的情况下(S15中的否),继电器控制部64将继电器10断开(S16)。例如,继电器控制部64通过断开励磁开关74来切断励磁线圈28的电流。这样一来,励磁线圈28的吸引力消失,通过施力部件26的作用力,可动触点24向远离固定触点22的方向移动,继电器10被断开。在使继电器10断开之后,继电器控制部64转换到休眠状态(S17),结束一系列的处理。

另一方面,在判定为满足结冰发生条件的情况下(S15中的是),继电器控制部64进行碎冰期间的设定(S20)。例如,在存储器62中,按照针对每个驱动源和每个继电器10的规格而预先存储有碎冰期间。继电器控制部64从存储器62读出并设定与本车辆的驱动源和继电器10的规格对应的碎冰期间。

接着,继电器控制部64进行碎冰时间间隔的设定(S21)。例如,在存储器62中,针对每个驱动源、每个继电器10以及每个电容器72的规格而预先存储有碎冰时间间隔。继电器控制部64从存储器62读出并设定与本车辆的驱动源、继电器10以及电容器72的规格对应的碎冰时间间隔。具体而言,碎冰时间间隔被设定为30秒以上且4分钟以下的范围内的特定的时间间隔。

接着,继电器控制部64使继电器断开(S22)。例如,继电器控制部64通过断开励磁开关74来切断励磁线圈28的电流。这样一来,励磁线圈28的吸引力消失,通过施力部件26的作用力,可动触点24向远离固定触点22的方向移动,继电器10被断开。在使继电器10断开之后,继电器控制部64转换到休眠状态(S23)。然后,继电器控制部64在进行了碎冰处理(S24)之后,结束一系列的处理。碎冰处理是在所设定的碎冰期间内,以所设定的碎冰时间间隔间歇地反复进行预定的碎冰动作的处理。

图6是说明本实施方式的碎冰处理(S24)的流程的流程图。若开始碎冰处理,则继电器控制部64判定是否经过了碎冰期间(S30)。例如,继电器控制部64具有进行碎冰期间的计时的第一计时器。继电器控制部64在开始了碎冰处理的时机开始第一计时器的计时。在第一计时器的计时成为表示碎冰期间的预定时间以上的情况下,继电器控制部64判定为经过了碎冰期间。

在判定为未经过碎冰期间的情况下(S30中的否),继电器控制部64判定作为执行碎冰动作的时机的碎冰时机是否到来(S31)。例如,继电器控制部64具有进行碎冰时间间隔的计时的第二计时器。继电器控制部64在开始了碎冰处理的时机开始第二计时器的计时。在第二计时器的计时成为表示碎冰时间间隔的预定时间以上的情况下,继电器控制部64判定为碎冰时机到来。

在判定为碎冰时机未到来的情况下(S31中的否),继电器控制部64返回步骤S30的处理,重复步骤S30以后的处理。

应予说明,作为继电器控制部64而发挥功能的处理器60在休眠状态下执行步骤S30的与碎冰期间相关的判定和步骤S31的与碎冰时机的到来相关的判定。在休眠状态下,执行的功能受到限制,但能够执行步骤S30和步骤S31那样的必要的处理。

在判定为碎冰时机到来的情况下(S31中的是),继电器控制部64从休眠状态唤醒而转换到运行状态(S32)。由此,处理器60中的功能的限制被解除。

在唤醒后,继电器控制部64将继电器10接通(S33)。例如,继电器控制部64通过将励磁开关74接通而使电流在励磁线圈28流通。

这样一来,在励磁线圈28产生吸引力,通过该吸引力,可动触点24向接近固定触点22的方向移动,继电器10被接通。此时,可动触点24敲击固定触点22。即使在触点21上发生结冰,也能够通过可动触点24敲击固定触点22的冲击而使该结冰破碎。

在步骤S33中使继电器10接通之后,继电器控制部64无延迟地使继电器10断开(S34)。例如,继电器控制部64通过断开励磁开关74来切断励磁线圈28的电流。这样一来,励磁线圈28的吸引力消失,通过施力部件26的作用力,可动触点24向远离固定触点22的方向移动,继电器10被断开。从步骤S33的继电器10的接通起到步骤S34的继电器10的断开为止的时间与碎冰时间间隔相比足够短。

在步骤S34中使继电器10断开之后,继电器控制部64从运行状态转换为休眠状态(S35)。然后,继电器控制部64返回步骤S30的处理,反复进行步骤S30以后的处理。

应予说明,虽然在图6中进行了省略,但在步骤S34中将继电器10断开时,继电器控制部64将第二计时器的计时复位,开始计时。这样一来,经由步骤S32至步骤S35的处理,再次进行步骤S31的碎冰时机的处理时,对从最近的继电器断开起的时间进行计时。由此,继电器控制部64能够适当地管理碎冰时间间隔。

继电器控制部64反复进行步骤S30至步骤S35的处理,直至经过碎冰期间为止。在经过了碎冰期间的情况下(S30中的是),继电器控制部64结束碎冰处理。

如上所述,本实施方式的继电器10的控制装置12根据热源的状态和外部气体温度中的至少任一方,判定在驱动源的动作停止后是否满足结冰发生条件。在判定为满足结冰发生条件的情况下,控制装置12在预定的碎冰期间,以预定的碎冰时间间隔间歇地反复进行通过使断开状态的继电器10在接通后断开而利用可动触点24敲击固定触点22的碎冰动作。并且,该碎冰期间是根据继电器10的触点21的温度Tc与继电器10的内部气氛的温度Tin之间的温度差ΔT而设定的期间。该碎冰时间间隔是在继电器10的触点上生长的结冰生长到预定的大小为止的时间。因此,即使在继电器10的触点21发生结冰,本实施方式的控制装置12也能够通过碎冰动作将结冰碎掉。

因此,根据本实施方式的控制装置12,能够适当地应对在继电器10的触点21发生的结冰。

此外,在本实施方式中,预定的大小也可以设定为通过一次碎冰动作能够碎冰的结冰的大小的最大值以下。由此,本实施方式的控制装置12能够通过碎冰动作可靠地破碎并去除结冰。

此外,在本实施方式中,碎冰时间间隔更优选为相当于在继电器10的触点上生长的结冰生长到通过一次碎冰动作能够碎冰的结冰大小的最大值为止的时间的4分钟以下。此外,为了抑制继电器10的接通断开的功耗,碎冰时间间隔更优选为30秒以上。即,碎冰时间间隔更优选为30秒以上且4分钟以下。

此外,在本实施方式中,预定的碎冰期间也可以包括触点21的温度Tc与内部气氛的温度Tin之间的温度差ΔT经时地增加的期间。因此,在本实施方式的控制装置12中,在容易发生结冰的期间进行碎冰动作,能够适当地破碎结冰。

此外,在本实施方式中,预定的碎冰时间间隔也可以根据碎冰动作中的接通继电器10时的可动触点24与固定触点22之间的冲击电流的大小而设定。由此,在本实施方式的控制装置12中,能够根据冲击电流的大小来延长碎冰时间间隔等,将碎冰时间间隔设定为适当的时间间隔。

此外,在本实施方式中,预定的碎冰时间间隔也可以根据碎冰动作中的通过继电器10的接通而使可动触点24与固定触点22碰撞时的冲击力而设定。由此,在本实施方式的控制装置12中,能够根据冲击力的大小来延长碎冰时间间隔等,将碎冰时间间隔设定为适当的间隔。

此外,本实施方式的继电器控制部64在碎冰期间的开始时间点断开继电器10并且向休眠状态转换。若碎冰动作的执行时机每隔预定的碎冰时间间隔到来,则继电器控制部64从休眠状态唤醒而进行碎冰动作。继电器控制部64在执行碎冰动作后转换到休眠状态。由此,在本实施方式的控制装置12中,与在碎冰期间中持续运行状态的方式相比,能够抑制功耗。即,在本实施方式的控制装置12中,能够抑制功耗,并且应对在继电器10的触点21发生的结冰。

以上,参照附图对本发明的实施方式进行了说明,但本发明当然不限于该实施方式。显然,只要是本领域技术人员,就能够在权利要求书所记载的范畴内想到各种变更例或修改例,应了解这些变更例或修改例当然也属于本发明的技术范围。

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