JP4282938B2 - 制御回路モジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両におけるエンジンの電子制御装置に係り、特にエンジン電子制御装置を構成する制御回路モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両組み立て工数の削減、信号ハーネスのコストや重量の低減を目的として、エンジン電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵと称する）は、従来のような車室内に搭載するものから、より温度環境の厳しいエンジンルーム内またはエンジンに直に搭載される構成になっている。一方では、エンジンルーム内のスペース等の制約から、エンジンＥＣＵにはさらなる小型化が求められ、この結果、エンジンＥＣＵの放熱がより困難になる。
【０００３】
エンジンＥＣＵを吸気管側面に取り付けるものとしては、特開昭５８−１７４１４５号公報が、電子制御スロットルボディ上に搭載するものとして、特開平９−５０８９５４号公報が、また特開平７−８３１３２号公報、特開平１０−２７４１１１号公報には、エンジンＥＣＵをエアクリーナ内部に設けるものなどが知られている。
【０００４】
また、特開平５−２３１８９９号公報には、吸入空気流量測定装置の検出素子を含むブリッジ回路及び制御回路で発生した熱を吸入空気に放熱するものが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来技術の構成では、エンジンＥＣＵからの発熱を十分に放熱することができないという課題がある。エアクリーナ内部に設けて吸入空気で冷却するものでは、組立性に難点がある。また、エンジンＥＣＵは回路基板サイズが吸入空気流量測定装置に比べて大きいため、吸気通路内に設けるには吸気通路内の吸気抵抗を大きく増やすことになるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、吸気通路内の吸気抵抗を大きく増やすことなく、放熱性に優れた制御回路モジュールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
１．吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、吸気通路内に装着される制御回路モジュールであって、前記吸気通路を構成する吸気通路体に固定される樹脂モールドコネクタ部と、前記吸気通路に配置される金属板上に固定された回路基板とを備えたものにおいて，
前記金属板は、前記吸気通路の径方向若しくは周方向の長さより空気の流れに沿った方向に長く形成されており、
前記樹脂モールドコネクタ部は、前記金属板の長手方向に沿って細長く形成され、当該樹脂モールドコネクタ部内部には複数の電気端子が整列配置された状態でモールド成形されており、
前記金属板と前記樹脂モールドコネクタ部の接合部に前記電気端子と前記回路の電気的接続部が集中配置されており，
前記金属板上には、空気流量検出装置と、前記空気流量測定装置からの信号に基づいて、最適な燃料噴射量を計算するマイクロコンピュータ及び当該マイクロコンピュータの指令を受けてインジェクタを駆動するドライバー回路を含む回路基板とが設けられており、前記回路基板上のマイクロコンピュータと前記ドライバー回路とは前記空気流量検出装置の空気取り入れ口より下流側に設けられており、
前記制御回路モジュールは、前記コネクタ部形成側とは異なる前記吸気通路を構成する吸気通路体の吸気通路の内壁面に面する側端部で、前記空気流量検出装置の下流側に設けられた固定部によって固定されており、
前記回路基板上を金属製のカバーで覆うか、または前記回路基板上を樹脂モールドすることによって前記回路基板上に取り付けられる電気回路部品を密封し、
前記制御回路モジュールの形状を前記吸気通路に挿入された際の空気の流れの上流側端で薄く、中央が膨らんでおり、下流端で再度薄くなる流線型に形成されている。
【００１０】
２．好ましくは、前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと内燃機関の点火装置とが電気的に接続されている。
【００１１】
３．好ましくは、前記回路基板には複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと内燃機関の絞り弁駆動用モータとが電気的に接続されている。
【００１２】
４．好ましくは、前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと内燃機関の燃料ポンプのモータとが電気的に接続されている。
【００１３】
５．好ましくは、前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと外部信号線とが電気的に接続されている。
【００１４】
６．好ましくは、前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の制御アクチュエータと電気的に接続されるものであり、前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサと電気的に接続されるものであり、前記回路基板に取り付けられている前記マイクロコンピューは前記センサからの信号を取り込んで前記電気端子に前記アクチュエータ駆動信号を出力するようになっている。
【００１５】
７．吸気通路を構成する吸気通路体は、前記回路基板に取り付けられた前記マイクロコンピューは前記クランク角信号を取り込んで前記電気端子に前記点火装置のための点火信号を出力するようになっている。
【００１６】
８．吸気通路を構成する吸気通路体は、外壁面に電気端子を備えており、当該電気端子の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサからの信号を受け入れる電気端子として構成されており、また前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の制御装置のいくつかと電気的に接続される電気端子として構成されており、前記吸気通路体の内部には空気の流れに沿う方向に金属板が配置されており、前記センサはアクセル開度センサを含み、前記制御回路モジュールは前記吸気通路体を流れる空気量を前記アクセル開度センサの出力に関連して制御するモータ駆動指揮のスロットバルブ装置と一体に組み立てられているか若しくは着脱可能に接合されている。
【００１７】
９．好ましくは、前記金属板と前記スロットバルブの回転シャフトとは並行に配置されている。
【００１８】
１０．吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、空気流量検出装置と内燃機関の制御装置を駆動するためのドライバー回路を備えたものにおいて、前記ドライバー回路は前記空気流量検出装置の空気取り入れ口より下流側に設けられている。
【００１９】
１１．前記回路基板上にマイクロコンピュータと、その周辺回路である入力インタフェース回路、出力ドライバー回路、電源回路、シリアル通信回路を含む回路部品が実装されたものである。
【００２０】
１２．吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、前記回路基板を前記金属板上に密着して固定するようにしたものである。
【００２１】
１３．吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、前記回路基板を金属部材上に密着して固定し、この回路基板を金属製のカバーで覆い、該カバーを前記金属部材に密着させて固定することにより密封する。
【００２２】
１４．好ましくは、前記金属板に加えて前記金属製カバーにも回路部品を実装した制御回路基板を密着固定し、前記金属板上の制御回路基板と前記金属製カバー上の制御回路基板とを電気的に接続して構成した。
【００２３】
１５．好ましくは、前記金属板上に回路基板を密着させたモジュールを２つ設け、前記回路基板側を向かい合わせるように両者を対向せしめ、前記一方の金属板上の第１の回路基板と前記他方の金属板上の第２の回路基板とを電気的に接続して構成してある。
【００２４】
１６．好ましくは、前記回路基板を樹脂モールドして構成した。
【００２５】
１７．好ましくは、前記樹脂モールドする樹脂は、樹脂成分中に異方性構造が存在する熱伝導率の高い樹脂に金属あるいは無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導樹脂で構成した。
【００２６】
１８．好ましくは、前記回路基板は、入力インタフェース回路、出力ドライバ回路、電源回路の少なくとも一つの回路が、ＬＳＩチップを用いて構成してある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明を用いた実施例の基本構成を図１３及び図４に従い説明する。
【００３０】
１．通気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、複数の制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）とコネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）とを備え、当該コネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は複数の電気端子（コネクタ端子２０）を備え、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）の少なくとも一つと内燃機関の燃料噴射弁（インジェクタ５５）とが電気的に接続される。
【００３１】
２．吸気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、複数の制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）とコネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）とを備え、当該コネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は複数の電気端子（コネクタ端子２０）を備え、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）の少なくとも一つと内燃機関の点火装置（イグナイタ５６）とが電気的に接続される。
【００３２】
３．吸気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、複数の制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御巣路津取るモジュール制御回路８１）とコネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）とを備え、当該コネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は複数の電気端子（コネクタ端子２０）を備え、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）の少なくとも一つと内燃機関の絞り弁駆動用モータ（直流モータ８０）とが電気的に接続される。
【００３３】
４．吸気通路内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、複数の制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）とコネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）とを備え、当該コネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は複数の電気端子（コネクタ端子２０）を備え、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）の少なくとも一つと内燃機関の燃料ポンプのモータとが電気的に接続される。
【００３４】
５．吸気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、複数の制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）とコネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）とを備え、当該コネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は複数の電気端子（コネクタ端子２０）を備え、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）の少なくとも一つと外部信号線（２０Ｘ）とが電気的に接続される。
【００３５】
６．吸気通路３を構成する吸気通路体（吸気管２）は、外壁面に電気端子（コネクタ端子２０）を備えており、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかは内燃機関の制御用アクチュエータ（インジェクタ５５，イグナイタ５６，燃料ポンプ５７，警告ランプ５８、スロットルモータ８０）と電気的に接続されるものであり、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサ（クランク角センサ５２，ノックセンサ５３、酸素センサ５４，スロットル開度センサ７９）と電気的に接続されるものであり、当該センサからのセンサ（クランク角センサ５２，ノックセンサ５３、酸素センサ５４，スロットル開度センサ７９）からの信号を取り込んで前記電気端子（コネクタ端子２０）に制御用アクチュエータ（インジェクタ５５，イグナイタ５６，燃料ポンプ５７，警告ランプ５８、スロットルモータ８０）の駆動信号を出力するマイクロコンピュータ３０が取り付けられている。
【００３６】
７．吸気通路３を構成する吸気通路体（吸気管２）は、外壁面に電気端子（コネクタ端子２０）を備えており、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつか（コネクタ端子２０ａ）は内燃機関の燃料噴射弁（インジェクタ５５）と電気的に接続されるものであり、前記吸気通路体（吸気管２）の内部には空気の流れに沿う方向に金属板（メタルベース１２）が配置されており、当該金属板（メタルベース１２）には空気流量検出装置（吸入空気流量測定装置６０）と、当該空気流量検出装置（吸入空気流量測定装置６０）からの信号を取り込んで前記電気端子（コネクタ端子２０ａ）に燃料噴射弁駆動信号を出力するマイクロコンピュータ３０が取り付けられている。
【００３７】
８．吸気通路３を構成する吸気通路体（吸気管２）は、外壁面に電気端子（コネクタ端子２０）を備えており、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかはクランク角を示す信号を受け入れる電気端子（コネクタ端子２０Ａ）として構成されており、また前記電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかは内燃機関の点火装置（イグナイタ５６）と電気的に接続される電気端子（コネクタ端子２０ｂ）として構成されており、前記吸気通路体（吸気管２）の内部には空気の流れに沿う方向に金属板（メタルベース１２）が配置されており、当該金属板（メタルベース１２）には前記クランク角信号を取り込んで前記電気端子（コネクタ端子２０ｂ）に前記点火装置（イグナイタ５６）のための点火信号を出力するマイクロコンピュータ３０が取り付けられている。
【００３８】
９．吸気通路３を構成する吸気通路体（吸気管２）は、外壁面に電気端子（コネクタ端子２０）を備えており、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサ（クランク角センサ５２，ノックセンサ５３、酸素センサ５４，スロットル開度センサ７９）からの信号を受け入れる電気端子（コネクタ端子２０）として構成されており、また前記電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかは内燃機関の制御装置のいくつかと電気的に接続される電気端子（コネクタ端子２０）として構成されており、前記吸気通路体（吸気管２）の内部には空気の流れに沿う方向に金属板が配置されており、当該金属板には前記電気端子（コネクタ端子２０）を介して前記センサからの信号を取り込んで前記電気端子（コネクタ端子２０）に前記内燃機関の制御装置（インジェクタ５５，イグナイタ５６，燃料ポンプ５７，警告ランプ５８、スロットルモータ８０）のための制御信号を出力するマイクロコンピュータ３０が取り付けられており、前記センサはアクセル開度センサ（アクセルセンサ５１）を含み、前記制御装置は前記吸気通路体（吸気管２）を流れる空気量を前記アクセル開度センサから信号に関連して制御するモータ駆動式のスロットバルブ装置（スロットルモータ８０）を含み、前記吸気通路体（吸気管２）は前記モータ駆動式のスロットバルブ装置（スロットルモータ８０）と一体に組み立てられているか若しくは着脱可能に接合されている。
【００３９】
１０．好ましくは、前記金属板（メタルベース１２）と前記スロットバルブの回転シャフト（スロットル軸７２）とは並行に配置されている。
【００４０】
１１．吸気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、空気流量検出装置（吸入空気流量測定装置６０）と内燃機関の制御装置（インジェクタ５５，イグナイタ５６，燃料ポンプ５７，警告ランプ５８、スロットルモータ８０）を駆動するためのドライバー回路（出力ドライバ４１、出力ドライバＬＳＩ４１０、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）を備え、前記ドライバー回路（出力ドライバ４１、出力ドライバＬＳＩ４１０）は前記空気流量検出装置（吸入空気流量測定装置６０）の空気取り入れ口（流路６５）より下流側に設けられている。
【００４１】
１２．吸気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、吸気通路体（吸気管２）に固定される樹脂モールドコネクタ部（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）と、吸気通路３に配置される金属板（メタルベース１２）と、当該金属板（メタルベース１２）上に固定された制御回路基板（回路基板１１）とを備え、前記金属板（メタルベース１２）は前記吸気通路３の径方向若しくは周方向の長さより空気の流れに沿った方向に長く形成されており、前記樹脂モールドコネクタ部（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は前記金属板（メタルベース１２）の長手方向に沿って細長く形成され、当該樹脂モールドコネクタ部（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）内部には複数の電気端子（コネクタ端子２０）が整列配置されており、前記金属板（メタルベース１２）と前記樹脂モールドコネクタ部（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）の接合部に前記電気端子（コネクタ端子２０）と前記制御回路基板（回路基板１１）側との電気的接続部（ワイヤーボンディング部２００）が集中配置されている。
【００４２】
１３．好ましくは、前記樹脂モールドコネクタ部（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は異なった方向に向いて開口する少なくとも２つの部分（コネクタ部２１、エンジンＥＣＵの電子制御スロットルモジュールとの接続用コネクタ部７５）から構成されている。
【００４３】
以下、図面に基づき本発明のエンジンＥＣＵと、これを取り付けた自動車エンジンの吸気装置の実施の形態について説明する。
【００４４】
図１、図２及び図３に本発明第１の実施例に関するエンジンＥＣＵの模式図を示す。本実施例は、吸気装置のエアクリーナハウジングより下流の吸気管内にエンジンＥＣＵを挿入して吸気管に固定した実施例である。
【００４５】
図１は吸気管の断面図を示している。この図において、エンジンＥＣＵ１は、吸気管２に設けた貫通孔４を通して吸気通路３に、この吸気通路３を形成する吸気管２の面に対してほぼ垂直な方向になるように挿入されている。
【００４６】
エンジンＥＣＵ１は、図４の回路ブロック図に示すように、クランク角センサ５２、ノックセンサ５３、酸素センサ５４などの各種センサの信号を入力回路４０経由でマイクロコンピュータ３０のＩ／Ｏ３５に入力し、この入力信号に基づき、マイクロコンピュータ３０のＣＰＵ３１がＲＯＭ３３にあらかじめ記憶している制御プログラムに従い、ＲＡＭ３２等を用いて演算を行い、最適な制御信号をＩ／Ｏ３５経由で出力ドライバ４１に送り、この出力ドライバ４１によりインジェクタ５５、イグナイタ５６、燃料ポンプ５７、警告ランプ５８などの各種アクチュエータを駆動するものである。
【００４７】
また、マイクロコンピュータ３０に内蔵されている通信コントローラである通信インタフェース３４と、トランシーバであるシリアル通信回路４２を介して他の電子制御ユニットと通信を行う。このようにＥＣＵ１は、マイクロコンピュータ３０をはじめとして、入力回路４０、出力ドライバ４１、シリアル通信回路４２、電源回路４３などの多種の回路から構成され、各種回路部品は回路基板上に実装される。
【００４８】
再び図１に戻り、本実施例のエンジンＥＣＵの構造について説明する。エンジンＥＣＵ１を構成するＬＳＩなどの回路部品１０は回路基板１１上に実装され、アルミ線あるいは金線などの金属線１４を用いて、回路基板１１とコネクタ端子２０の間を電気的に接続する。この回路基板１１を金属製のベース（メタルベース）１２に接着し、オイルやガソリンなどの汚れ防止や防水のため、金属製のカバー（メタルカバー）１３をネジ１５を用いてメタルベース１２に密着させる。パワーＭＯＳトランジスタ等の発熱をする回路部品１０の発熱は回路基板１１を介してメタルベース１２及びメタルカバー１３の両面から吸気通路３内を流れる吸入空気中に放熱する。
【００４９】
エンジンＥＣＵ１はコネクタ部２１に固定用フランジ２２を設けて、ネジ２３により吸気管２に固定する。吸気管２通路内の吸気抵抗を低減するために、エンジンＥＣＵ１の吸気通路に対する断面積はできるだけ小さくする必要があるため、回路基板１０の吸気管の直径方向の長さを短くすることが望ましい。このため、本実施例では、エンジンＥＣＵ１は吸気管下部には達せず、振動による回路基板の破損を防止するためには、エンジンＥＣＵ１のコネクタ部２１と反対側の端部を固定することが必要となる。これを実現するために、吸気管内部に固定用レール５を突出させて、このレールにエンジンＥＣＵ１のメタルベース１２とメタルカバー１３の先端を嵌め込む構造としている。
【００５０】
図１は、吸気装置のエアクリーナハウジングより下流の吸気管内にエンジンＥＣＵを挿入して吸気管に固定した実施例であるが、エアクリーナーハウジングの壁面に同様な方法でエンジンＥＣＵを取り付けてもよい。また、回路基板１１はセラミック基板であるが、回路規模が小さく回路部品数が少ない場合（回路を密に設ける場合）には、ガラスエポキシ基板を用いることによってコスト削減を図ることができる。また、ＬＳＩのセラミック基板への接続方法としては、ワイヤボンディングだけではなく、ハンダバンプによる接続であってもよい。さらに、吸気管内部の固定用レール５は、図１に示すように吸気管２と一体成形できるようにしても、図５に示すように吸気管２の下方に凹部６を形成し、ここに固定用レール５を差込み、吸気管外部からネジ止めすることによって配設してもよい。
【００５１】
図２は図１のＡ−Ａにおける断面図、すなわち吸気管の長手方向の断面図を示している。回路基板１１上には、例えばマイクロコンピュータ３０や、出力ドライバＬＳＩ４１０、電源ＬＳＩ４３０などが搭載されている。マイコン３０はフリップチップ実装、出力ドライバＬＳＩ４１０や電源ＬＳＩ４３０はワイヤボンディングにより実装されている。出力ドライバＬＳＩ４１０や電源ＬＳＩ４３０はともに発熱量が大きいため、吸入空気１００の流れが最も速い、吸気管の径方向の中央部に配置して放熱効率を向上させている。
【００５２】
本実施例に示すように、出力ドライバＬＳＩ４１０、電源ＬＳＩ４３０などのＬＳＩを用いることにより、回路基板面積を小さくすることができ、これにより初めて、エンジンＥＣＵを吸気通路内に挿入して配置することが可能になる。これらのＬＳＩの一例として、図６に出力ドライバＬＳＩ４１０の回路ブロック図を示す。図６の出力ドライバＬＳＩ４１０は、インジェクタやソレノイドのコイルなど各種負荷９８を駆動するＮ型パワーＭＯＳトランジスタ９０及び保護・診断ロジックをｎチャンネル分１チップに集積化したものである。Ｎ型ＭＯＳトランジスタ９０のゲートＧをマイクロコンピュータからの信号で制御することでトランジスタ９０のオン／オフを行い、ドレインＤに接続した負荷９８を駆動する。ゲートオンの場合にはソース・ドレイン間に数アンペア程度の電流が流れ、前述したように、オン抵抗（０．２Ω程度）により発熱する。ドレインＤとゲートＧの間のツェナーダイオード９１は、ドレインに誘導性負荷を接続した場合、ゲートオフ時の逆起電圧によりＭＯＳが破壊されるのを防ぐためのものである。また、図６の出力ドライバＬＳＩ４１０は、負荷断線又はドレインＤのグランド短絡診断回路９３、過電流又はドレインＤの電源短絡診断回路９４、過熱診断回路９５の自己診断回路を内蔵し、これらの異常状態を検出すると診断出力制御回路９６及びシリアル通信制御部９７を通じて、異常状態に応じた信号をマイクロコンピュータに出力することができる。さらに、過熱検出時又は過電流／電源短絡検出時には、ゲート制御回路９２に異常検出信号を伝えることによりＭＯＳトランジスタ９０をオフし、ＭＯＳトランジスタ９０の破壊を防止する。
【００５３】
図３は図２のＢ−Ｂにおける断面図を示している。エンジンＥＣＵ１を吸気管内２に挿入することにより、吸入空気１００の流れを乱して、吸気抵抗を増大させないようにするために、エンジンＥＣＵ１のメタルベース１２とメタルカバー１３をネジ１５で止めたときに、エンジンＥＣＵ１の吸気管上流側、もしくは上流、下流側がともに流線形になるように、メタルベース１２及びメタルカバー１３に丸みを施している。
【００５４】
以上説明した本発明第１の実施例によって生じる効果について述べる。
【００５５】
第一に、エンジンＥＣＵ１を吸気通路３内部に挿入することによって、吸気管２外部に比べて温度の低い吸入空気の流れを利用してエンジンＥＣＵ１を冷却できるため、放熱効率が飛躍的に向上し、エンジンＥＣＵ１を小型化した場合でも、特別な放熱部品を設けることなく、放熱が可能になる。本実施例はエンジンＥＣＵ１のメタルベースだけでなく、メタルカバーも金属製にしているため、エンジンＥＣＵ１の両面から放熱が可能になり、さらに放熱効率が向上するという特徴がある。特に、吸気管を樹脂で製造している場合は、エンジンＥＣＵ１を吸気管２外部に置くという従来の構造では放熱が困難になるため、本発明のようなエンジンＥＣＵ１の配置が有利であることは明らかである。
【００５６】
第二に、エンジンＥＣＵ１をエアクリーナーハウジングの下流に搭載しているため、制御対象であるエンジン機器までの距離がエアクリーナーハウジングに搭載するよりも近くなり、ハーネス長を短くすることができるとともに、吸気管の外部にはエンジンＥＣＵ本体は出ておらず、コネクタのみが出ているため、吸気系をコンパクトにまとめることが可能となる。
【００５７】
第三に、吸気管に固定用レールを設けてエンジンＥＣＵのコネクタ部と反対側の端部を固定することにより、エンジンの振動による回路基板の破損を防止することができる。また、この固定用レールを吸気管下部のみに設けているため、吸気抵抗を大きく増やすことなく、耐振性に優れた構造を実現している。
【００５８】
図７に本発明第２の実施例に関するエンジンＥＣＵの模式図を示す。本実施例は、本発明第１の実施例におけるメタルカバー１３の代わりに、高熱伝導性樹脂１６をモールドすることにより回路基板１１上の回路部品１０を保護している。
【００５９】
高熱伝導性樹脂は、樹脂の中に熱伝導率の高い金属や無機セラミックスのフィラを混合するなどの方法でつくることができる。また、本実施例は、メタルカバーを用いない構造であるため、メタルベース１２のみを固定用レール５に挟み込み、エンジンＥＣＵ１のコネクタ部２１と反対側の端部を固定している。
【００６０】
高熱伝導性樹脂でモールドすることにより、回路部品からの発熱を回路基板側からだけではなく、高熱伝導性樹脂経由で吸気管通路を流れる空気に放熱することができる。また、メタルカバーや、このメタルカバーとメタルベースを止めるネジが不要になるため、部品数を減らすことができる。
【００６１】
さらに、高熱伝導性樹脂として、樹脂自体の熱伝導率の高い樹脂に、熱伝導率の高い金属や無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導性樹脂を用いることで、より放熱性の優れたエンジン電子制御装置となる。樹脂自体の熱伝導率が高い樹脂としては、樹脂成分中に異方性構造単位が共有結合部を有しており、該異方性構造単位の径の最大値が４００ｎｍ以上で樹脂成分中に含まれる異方性構造の割合が２５ｖｏｌ％以上であることが望ましい。
【００６２】
このような樹脂の一例として、エポキシ樹脂モノマとして４−（オキシラニルメトキシ）ベンゾイックアシッド−４，４’−［１、８−オクタンジイルビス（オキシ）］ビスフェノールエステルを、エポキシ樹脂用硬化剤として４，４’−ジアミノジフェニルメタンを用いた樹脂がある。
【００６３】
図８に本発明第３の実施例に関するエンジンＥＣＵの模式図を示す。本実施例は、回路部品１０を搭載した回路基板１１を２枚に分けて、メタルベース１２上だけではなく、メタルカバー１３上にも接着剤によって固定している。２枚の回路基板は、例えば樹脂製のフレキシブル基板１７を用いて電気的に接続する。図８に示すように、高さのある回路部品の対面にはベアチップ部品を配置するなどの工夫をすることで、２枚の基板を用いてもエンジンＥＣＵ１の厚みを小さくすることができる。
【００６４】
本実施例によれば、基板を２枚にして回路部品の実装面積を増やしているため、入出力数が多い多機能なエンジンＥＣＵも吸気管内に置くことができる。多機能なエンジンＥＣＵは回路部品数が多いため、発熱量も増すが、２枚の基板をともに金属板に接着することにより、回路部品から吸気管通路を流れる空気までの熱抵抗を減少させることができ、放熱が容易になる。
【００６５】
図９に本発明第４の実施例に関するエンジンＥＣＵの模式図を示す。本実施例のエンジンＥＣＵは、吸気管２の両側に貫通孔４を設けて、回路基板１１の吸気管径方向長さを増やし、両方の貫通孔にコネクタ部２１を突出させた構造としている。
【００６６】
本実施例によれば、吸気管の両側において、コネクタ部２１に設けた固定用フランジ２２を吸気管に固定しているため、エンジンＥＣＵのコネクタ部２１と反対側の端部を固定する吸気管内部の固定用レールを設ける必要はない。また、回路基板面積を大きくすることができるため、本発明第３の実施例と同様に、入出力数が多い多機能なエンジンＥＣＵも吸気管内に置くことができる。
【００６７】
図１０に本発明第５の実施例に関するエンジンＥＣＵの模式図を示す。本実施例のエンジンＥＣＵは、回路部品１０を例えばフレキシブル基板１７上に実装し、このフレキシブル基板１７を吸気管２の内壁に密着させ固定する構造としている。
【００６８】
また、ゲル材１８を用いて、フレキシブル基板１７上の回路部品１０をオイルやガソリンなどの汚れや水分から保護している。本発明第１の実施例等で説明したように、エンジンＥＣＵ１のコネクタ部２１は、吸気管２に設けた貫通孔４から吸気管２の外部に突出させ、コネクタ部２１の固定用フランジ２２において吸気管２にネジ止めして固定する。
【００６９】
本実施例によれば、回路部品を実装したフレキシブル基板を吸気管の内壁に直接密着させているため、エンジンＥＣＵのコネクタ部と反対側の端部を固定する吸気管内部の固定用レールが不要となり、さらに、メタルベース及びメタルカバー、このメタルカバーとメタルベースを止めるネジ等が不要になるため、部品数を大幅に減らすことができる。また、エンジンＥＣＵが吸気通路内に挿入されている構造ではないため、吸気抵抗を低減することが可能となる。本実施例は、これまで述べてきた実施例のように、エンジンＥＣＵの両面から吸入空気に放熱する構造を有してはいないが、基板面積を大きくしても吸気抵抗を増やすことがないため、基板面積を大きくし、発熱部品を疎に配置して、発熱密度を小さくすることによって、十分な放熱性を保つことが可能である。
【００７０】
さらに、上記の実施例に用いたゲル材の代わりに、樹脂自体の熱伝導率の高い樹脂に、熱伝導率の高い金属や無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導性樹脂を用いることで、より放熱性の優れたエンジン電子制御装置となる。樹脂自体の熱伝導率が高い樹脂としては、樹脂成分中に異方性構造が存在する樹脂を用いることができる。特に好ましくは、該異方性構造を構成する異方性構造単位が共有結合部を有しており、該異方性構造単位の径の最大値が４００ｎｍ以上で樹脂成分中に含まれる異方性構造の割合が２５ｖｏｌ％以上であることが望ましい。
【００７１】
このような樹脂の一例として、エポキシ樹脂モノマとして４−（オキシラニルメトキシ）ベンゾイックアシッド−４，４’−［１、８−オクタンジイルビス（オキシ）］ビスフェノールエステルを、エポキシ樹脂用硬化剤として４，４’−ジアミノジフェニルメタンを用いた樹脂がある。
【００７２】
図１１に本発明第６の実施例に関する吸入空気流量測定装置付きエンジンＥＣＵの模式図を示す。図１１は、吸入空気流量測定装置付きエンジンＥＣＵの吸気管長手方向の断面図を示している。
エンジンＥＣＵ１のメタルベース１２上に、エンジンＥＣＵ１を構成する回路部品を搭載した回路基板１１とともに、吸入空気流量測定装置６０を取り付ける。吸入空気流量測定装置６０は、樹脂製のハウジング６４の内部に設けられた、流量測定用の発熱抵抗体６１及び温度検出用の感温抵抗体６２により吸気通路３内の空気流量及び吸気温度を測定する。吸入空気流量測定装置による吸入空気量の測定方法については公知であるので、ここでは詳細は省略する。吸入空気流量測定装置６０の出力信号は、支持ターミナル６３から、吸入空気流量測定装置６０の計測回路６７を介して、エンジンＥＣＵ１のマイクロコンピュータ３０に送られる。ここで、吸入空気流量測定装置６０の計測回路６７には、発熱抵抗体６１の加熱温度と吸気温度との温度差を一定に制御するための制御回路も含むものとする。エンジンＥＣＵ１のマイクロコンピュータ３０は吸入空気流量測定装置６０の信号に基づいて、最適な燃料噴射量を計算し、出力ドライバＬＳＩ４１０によって、図示していないインジェクタを駆動する。ハウジング６４は、本実施例では、コの字状通路を形成しており、吸気通路３内を流れる吸入空気１００を流路６５から出口開口面６６へと導く構造としている。エンジンＥＣＵ１の構造や固定用レール５での吸気管２への取り付け方法等については、本発明第１の実施例で説明した通りである。本実施例では、本発明第１の実施例のエンジンＥＣＵをエンジンＥＣＵ１として用いているが、他の実施例のエンジンＥＣＵを適用することも可能である。
【００７３】
本実施例によれば、エンジンＥＣＵ１と吸入空気流量測定装置６０を一体化することにより、吸入空気流量測定装置６０専用のメタルベース、コネクタ部、吸気管への取り付け部、さらには出力信号をエンジンＥＣＵへ送信するためのハーネス等が不要になるため、低コストでかつコンパクトな吸気系を構成することができる。その他に、エンジンＥＣＵの放熱効率向上等の効果については、本発明第一の実施例において詳述した通りである。
【００７４】
図１２に、本発明第６の実施例に関する吸入空気流量測定装置付きエンジンＥＣＵをエンジンの吸気装置に実装した実施例を示す。
図１２において、エンジンの吸気装置は、エアクリーナーハウジング１０２、吸入空気流量測定装置６０を取り付けたエンジンＥＣＵ１、吸気ダクト１０４から構成される。エアクリーナーハウジング１０２は、新気を取り込むための新気導入口１０１と、空気中の塵や埃を除去するためのフィルタ１０３から成っている。吸入空気流量測定装置６０を取り付けたエンジンＥＣＵ１は、エアクリーナーハウジング１０２の下流に位置する吸気管２に設けた貫通孔から、吸気通路３内に挿入して固定用フランジ２２を吸気管２に固定することにより、吸気装置に実装する。
【００７５】
図１３に本発明第７の実施例に関する吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジンＥＣＵの模式図を示す。図１３は、吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジンＥＣＵの吸気管長手方向の断面図を示している。
電子制御スロットルモジュール７０は、図示していないアクセルペダルの踏み込み量に応じて、エンジンの各気筒に供給する空気量を電気的に制御する装置であり、スロットル軸７２に固定したスロットル弁７１、スロットル軸７２を回転させるための直流モータ８０及びギア７８、直流モータ８０の出力がない時にスロットル弁７１をある開度に保つためのバネ７７、スロットル軸７２の位置からスロットル弁７１の開度を測定するためのスロットル弁開度センサ７９から構成されている。バネ７７、ギア７８、スロットル弁開度センサ７９、直流モータ８０は、吸気管２と一体に形成されたスロットルボディ７６に収容されている。
【００７６】
本実施例において、エンジンＥＣＵ１の回路基板１１上には、スロットル弁開度センサ７９からの信号をマイクロコンピュータ３０に入力するための入力インタフェース回路及び直流モータ８０を駆動するドライバ回路から成る電子制御スロットルモジュール制御回路８１が実装されており、エンジンＥＣＵ１に設けられた電子制御スロットルモジュール７０との接続用コネクタ部７４のコネクタ端子７３を、電子制御スロットルモジュール７０に設けられたエンジンＥＣＵ１との接続用コネクタ部７５に嵌合することにより、エンジンＥＣＵ１と電子制御スロットルモジュール７０とを電気的に接続する。また、吸気管２に挿入したエンジンＥＣＵ１の回路基板１１とスロットル軸７２を平行に配置することによって、吸気通路３内の吸気抵抗を低減している。
【００７７】
さらに、本実施例においても、本発明第６の実施例において説明したように、エンジンＥＣＵ１のメタルベース１２上に、エンジンＥＣＵ１を構成する回路部品を搭載した回路基板１１とともに、吸入空気流量測定装置６０を取り付けている。このような構成を用いて、図示していないアクセルペダルの踏み込み量に応じて、エンジンの各気筒に供給する空気量を電気的に制御し、この時の吸気通路内を流れる空気流量を計測する吸気モジュールを一体で成形することができる。本実施例では、本発明第１の実施例のエンジンＥＣＵをエンジンＥＣＵ１として用いているが、他の実施例のエンジンＥＣＵを適用することも可能である。
【００７８】
エンジンＥＣＵ１と吸入空気流量測定装置６０及び電子制御スロットルモジュール７０を一体化して、本実施例のような吸気モジュールを構成することで、吸入空気流量測定装置専用のメタルベース、コネクタ部、吸気管への取り付け部、出力信号をエンジンＥＣＵへ送信するためのハーネス、さらにはエンジンＥＣＵと電子制御スロットルモジュールの間のハーネス等が不要になるため、低コストでかつコンパクトな吸気系を構成することができる。また、このような吸気モジュールを用いることによって、エンジンの吸気系の試験やマッチング等の工程を簡略化することができる。エンジンＥＣＵ、吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュールを一体化した吸気モジュールの以上のような効果は公知であるが、本実施例では、特に、エンジンＥＣＵを吸気管内に挿入した吸気モジュールとすることで、さらなる吸気系のコンパクト化及びエンジンＥＣＵの放熱効率向上を実現することが可能となる。
【００７９】
図１４に、本発明第７の実施例に関する吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジンＥＣＵをエンジンの吸気装置に実装した実施例を示す。
図１４において、エンジンの吸気装置は、エアクリーナーハウジング１０２、吸入空気流量測定装置６０を取り付けたエンジンＥＣＵ１、吸気ダクト１０４から構成される。エアクリーナーハウジング１０２は、新気を取り込むための新気導入口１０１と、空気中の塵や埃を除去するためのフィルタ１０３からなっている。吸入空気流量測定装置６０及び電子制御スロットルモジュール７０を取り付けたエンジンＥＣＵ１は、吸気ダクト１０４の下流に位置する吸気管２に設けた貫通孔から、吸気通路３内に挿入して吸気管２に固定することにより、吸気装置に実装する。
【００８０】
以下に更なる実施例の特徴を説明する。
【００８１】
図１３において、スロットルボディ７６はエンジンＥＣＵ１が取り付けられた部分とスロットル弁７１が取り付けられた部分との２つの部分から構成されている。
【００８２】
この実施例では吸気管２が両方の部分に共通の一つのボディを提供している。吸気管２のスロットル弁７１の上流側にエンジンＥＣＵ１を差し込むための貫通孔４が形成されているが、この貫通孔４は空気の流れに沿う方向に長く形成されている。
【００８３】
エンジンＥＣＵ１のコネクタ２１は、この貫通孔４を塞ぐために、空気の流れに沿った方向の寸法が、それに直角あるいは周方向の寸法に対して長い、細長い形成をなしている。
【００８４】
したがって、コネクタ２１内にモールドされている電気端子２０は、図１３に示すように空気の流れに沿って複数個配置されている。電気端子２０は、アクセルセンサ５１からの信号が入力される端子２０Ｅ、クランク角センサ５２からの信号（エンジンの回転数及び気筒判別信号）が入力される端子２０Ａ、ノックセンサ５３からの信号が入力される端子２０Ｂ、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ５４からの信号が入力される端子２０Ｃを備える。スロットル開度センサ７９からの信号が入力される端子は、後述するコネクタ７４の端子７３ａの中に形成されている。
【００８５】
さらに、コネクタ２１内にモールドされている電気端子２０は、インジェクタ５５へ駆動電流を出力する端子２０ａ、イグナイタ５６へ点火信号を出力する端子２０ｂ、燃料ポンプ５７へ駆動電流を出力する端子２０ｃ、インストゥルメントパネルに設けた警告ランプ５８に駆動電流を供給する端子２０ｄを備える。 スロットル弁７１を駆動する直流モータ８０への駆動電流の出力端子は後述するコネクタ７４の端子７３ｂの中に形成される。
【００８６】
図示していないが、紙面直角方向に電気端子の同じような別の列が２乃至４列並列に形成されている。
【００８７】
このコネクタ２１には下流側に配置された電子制御スロットルモジュール７０の駆動用モータである直流モータ８０、及びスロットル開度センサ７９と電気的に接続するためのコネクタ部７４が形成されている。この実施例ではコネクタ２１は、空気の流れに直角な方向に開口し、コネクタ部７４は空気の流れに沿って下流側に開口している。
【００８８】
これらコネクタ２１、コネクタ部７４の電気端子２０、７３はコネクタを形成する樹脂剤によってモールド成形される。
【００８９】
メタルベース１２に接着剤で接着された制御回路基板１１の一片に対面して電気端子（２０、７３）の吸気通路側の端部が整列している。そしてそこで制御回路基板１１側の複数のパッド１４Ａとの間に複数の金属線１４が張り渡され、自動ワイヤボンディングによってワイヤボンディング部２００が形成される。この構成は端子の接続を自動化するのに効果がある。
【００９０】
複数のパッド１４Ａは、それぞれ、制御回路基板上のしかるべき電気素子と印刷配線によって接続される。
【００９１】
電子制御スロットルモジュール７０は吸気管２に取り付けられた直流モータ８０を備える。直流モータ８０のモータシャフト８０ａは、スロットル弁７１のスロットルシャフト７２と並行に配置される。
【００９２】
モータシャフト８０ａの一端には、出力ギア７８ａが取り付けられている。モータシャフト８０ａの回転は、中間ギア７８ｂの大径ギアに伝達され、同軸に形成された中間ギア（図示せず）を介してスロットルシャフト７２の一端に取り付けられた扇型の終段ギア７８ｃに伝達される。モータの回転はこれらのギアで約２５分の１に減速され、スロットル弁７１を全閉から全開の約９０度回転させる。バネ７７はスロットル弁７１に対し、全開側からデフォルト位置（待避走行位置）までの範囲では閉じる方向の力を付与し、全閉位置側からデフォルト位置（待避走行位置）までの範囲では、開く方向の力を付与する。
【００９３】
これらギア７８は、樹脂製のカバー７６ａで覆われている。ギアカバー７６ａには、スロットル開度センサ７９が取り付けられている。スロットルシャフト７２の端部は、このスロットル開度センサ７９の位置まで延びていて、その回転変位をスロットル開度センサ７９が電気的あるいは磁気的に検出する。
【００９４】
検出信号は、スロットル開度センサ７９の電気端子とギアカバー７６ａにモールドされた電気導体端子と接合部７９ａ―ギアカバー７６ａにモールドされた電気導体７９ｂを介してギアカバー７６ａに形成されたコネクタ７５の部分の電気端子に至る。
【００９５】
コネクタ７５は、このギアカバー７６ａに一体に形成されている。
【００９６】
エンジンＥＣＵ１側のコネクタ７４と電子制御スロットルモジュール側のコネクタ７５は、互いに差し込み結合により電気的に接続される。
【００９７】
直流モータ８０への駆動電流はエンジン制御ＥＣＵ１の電子制御スロットルモジュール制御回路８１で演算され、このコネクタを介して直流モータ８０へ送られる。
【００９８】
具体的には、エンジン制御ＥＣＵ１は、コネクタ２１の電気端子２０のどれかに入ってきたアクセル開度センサからの信号に基づいて、目標スロットル弁開度をマイクロコンピュータ３０で演算し、電子制御スロットルモジュール制御回路８１に送る。電子制御スロットルモジュール制御回路８１は、電子制御スロットルモジュール７０のスロットル開度センサ７９から送られてきたスロットル弁７１の実際の開度とマイクロコンピュータ３０から送られてきた目標開度指令との偏差が最小になるよう、直流モータ８０への駆動電流をフィードバック制御する。
【００９９】
メタルベース１２の空気の流れに対し上流部に位置する部位に吸入空気量測定装置６０が取り付けられている。
【０１００】
測定用空気の流路６５は、樹脂の成形体で形成されたハウジング６４の中に形成されている。このハウジング６４は制御回路基板１１の一部が切り欠かれた部位でメタルベース１２に直接固定される。
【０１０１】
樹脂成形体製のハウジング６４には、発熱抵抗体６１と感温抵抗体６２が固定され、流路６５に上流側から発熱抵抗体６１、感温抵抗体６２の順に並んで配置されている。
【０１０２】
ハウジング６４からは、これら抵抗体６１、６２が接続された電気端子としての支持ターミナル６３が制御回路基板１１側に突出しており、制御回路基板１１側に設けたパッド１４Ｂとワイヤボンディング部２０１によって電気的に接続されている。
【０１０３】
この吸入空気量測定装置６０は、制御回路基板１１に設置した出力ドライバー４１、電源回路４３、電子制御スロットルモジュール制御回路８１に対して上流側に取り付けられている。
【０１０４】
これら制御回路（４１、４３、８１）の発生した熱で温められた空気を流路６５内に導いて測定したのでは正確な質量流量は求められない。
【０１０５】
また、これら制御回路（４１、４３、８１）の発生する熱が、メタルベース１２を介して吸入空気量測定装置６０に伝わったのではやはり正確な吸入空気量は測定できない。
【０１０６】
本実施例の構成であれば、空気量の測定に対して上記したような制御回路の発生する熱の影響を少なくするのに効果がある。
【０１０７】
また、マイクロコンピュータ３０を制御回路基板１１の中心に配置し、上流側に吸入空気量測定装置６０及びその出力処理回路を配置し、下流側にドライバー回路４１、電源回路４３、電子制御スロットルモジュール制御回路８１を配置し、コネクタ側の一片にパッド１４Ａを整列させた構成は配線のレイアウト及び素子の配置スペースの観点からも無駄が無く、好ましい。
【０１０８】
図６において、ＯＵＴ１−ｎの接続される電気負荷９８としては（すべての負荷にソレノイドの記号が代表して記載されているが）図４の各負荷が接続されている。
【０１０９】
この実施例では、シリアル通信制御部９７を介して外部の診断装置とシリアル通信で信号の授受を行う者を記載している。
【０１１０】
この考えを拡張すれば、エンジンＥＣＵ１のコネクタ２１の電気端子２０に直接センサの信号を入力したり、電気負荷への駆動電流を出力したりするのではなく、外部の別の制御モジュールに設けた通信制御回路との間で通信によって信号の授受を行うことができる。
【０１１１】
本実施例においても、自動変速機のコントロールユニットとは通信によって接続されており、変速段のデータが通信によってマイクロコンピュータ３０に取り込まれ燃料噴射量や点火時期あるいはスロットル開度信号の演算に用いられている。
【０１１２】
逆にマイクロコンピュータの演算したエンジン制御用の燃料噴射データ、点火データあるいはスロットル開度データや、あるいはエンジンＥＣＵ１がクランク角センサやスロットル開度センサから取り込んだデータなどは、通信制御部９７を介して自動変速機のコントロールユニットに送られる。
【０１１３】
この実施例では、スロットル開度センサ７９からの信号は短い信号ライン（７９ｂ、７３）を介してエンジンＥＣＵ１に取り込まれるので、信号線の途中で電磁的ノイズを疲労可能性が低く、エンジンＥＣＵ１を吸気管２に装着した効果が顕著である。
【０１１４】
スロットル開度センサ７９を非接触式のホールＩＣセンサで構成した場合、センサのホールＩＣ内でデジタル信号に変換して温度補償や零スパン調整を施し、再度アナログ信号に変換して出力し、マイクロコンピュータで再びデジタル信号に変換する方法が開発されているが、信号変換回数が多いためセンサからマイクロコンピュータに入力されるまでに時間が掛かり、制御遅れの原因になっている。
【０１１５】
本実施例の構成をとることによって信号ラインが短くなって、温度の影響や電磁ノイズの影響を受け難くなれば、ホール素子から直接あるいはアナログ信号増幅しただけの状態でマイクロコンピュータに送り、マイクロコンピュータ内でデジタル的に温度補償や零スパン調整することが可能となる。これによりホール素子からの信号入力遅れが解消されて制御遅れの問題を解消できる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明によれば、吸気通路内の吸気抵抗を大きく増やすことなく、放熱性優れたエンジンＥＣＵあるいは制御回路モジュールを実現することができる。
【０１１７】
また、このようなエンジンＥＣＵあるいは制御回路モジュールを用いることにより、組み立て作業性が良くかつコンパクトなエンジンの吸気装置あるいは吸気通路体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジン電子制御装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１に図示実施の形態のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２に図示の第１の実施の形態のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１に図示の第１の実施の形態のエンジン電子制御装置の回路ブロック図である。
【図５】吸気管内部に設けるエンジン電子制御装置の固定用レールの別実施の形態を示す図である。
【図６】図２に図示の出力ドライバＬＳＩの回路ブロック図である。
【図７】本発明に係るエンジン電子制御装置の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図８】本発明に係るエンジン電子制御装置の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図９】本発明に係るエンジン電子制御装置の第４の実施の形態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るエンジン電子制御装置の第５の実施の形態を示す断面図である。
【図１１】本発明に係るエンジン電子制御装置の第６の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】図１１に図示の第６の実施の形態を実装したエンジン吸気装置の模式図である。
【図１３】本発明に係るエンジン電子制御装置の第７の実施の形態を示す吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジン電子制御装置の断面図である。
【図１４】図１３に図示の第７の実施の形態を実装したエンジン吸気装置の模式図である。
【符号の説明】
１…エンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）、２…吸気管、３…吸気通路、４…貫通孔、５…固定用レール、６…固定用レール差し込み用の吸気管凹部、１０…回路部品、１１…回路基板、１２…メタルベース、１３…メタルカバー、１４…金属線、１５…ネジ、１６…高熱伝導性樹脂、１７…フレキシブル基板、１８…ゲル材、２０…コネクタ端子、２１…コネクタ、２２…固定用フランジ、２３…ネジ、３０…マイクロコンピュータ、３１…ＣＰＵ、３２…ＲＡＭ、３３…ＲＯＭ、３４…通信インタフェース、３５…Ｉ／Ｏ、４０…入力回路、４１…出力ドライバ、４１０…出力ドライバＬＳＩ、４２…シリアル通信回路、４３…電源回路、４３０ …電源ＬＳＩ、５２…クランク角センサ、５３…ノックセンサ、５４…酸素センサ、５５…インジェクタ、５６…イグナイタ、５７…燃料ポンプ、５８…警告ランプ、６０…吸入空気流量測定装置、６１…発熱抵抗体、６２…感温抵抗体、６３…支持ターミナル、６４…吸入空気流量測定装置のハウジング、６５…流路、６６…出口開口面、６７…吸入空気流量測定装置の計測回路、７０…電子制御スロットルモジュール、７１…スロットル弁、７２…スロットル軸、７３…エンジンＥＣＵの電子制御スロットルモジュールとの接続用コネクタ端子、７４…エンジンＥＣＵの電子制御スロットルモジュールとの接続用コネクタ部、７５…電子制御スロットルモジュールのエンジンＥＣＵとの接続用コネクタ部、７６…スロットルボディ、７６ａ…カバー（樹脂）、７７…バネ、７８…ギア、７９…スロットル開度センサ、８０…スロットルモータ（直流モータ）、８１…電子制御スロットルモジュール制御回路、９０…ＭＯＳトランジスタ、９１…ツェナーダイオード、９２…ゲート制御回路、９３…負荷断線又はドレインＤのグランド短絡診断回路、９４…過電流又はドレインＤの電源短絡診断回路、９５…過熱診断回路、９６…診断出力制御回路、９７…シリアル通信制御部、９８…負荷、１００…吸入空気、１０１…新気導入口、１０２…エアクリーナーハウジング、１０３…フィルタ、１０４…吸気ダクト
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両におけるエンジンの電子制御装置に係り、特にエンジン電子制御装置を構成する制御回路モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両組み立て工数の削減、信号ハーネスのコストや重量の低減を目的として、エンジン電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵと称する）は、従来のような車室内に搭載するものから、より温度環境の厳しいエンジンルーム内またはエンジンに直に搭載される構成になっている。一方では、エンジンルーム内のスペース等の制約から、エンジンＥＣＵにはさらなる小型化が求められ、この結果、エンジンＥＣＵの放熱がより困難になる。
【０００３】
エンジンＥＣＵを吸気管側面に取り付けるものとしては、特開昭５８−１７４１４５号公報が、電子制御スロットルボディ上に搭載するものとして、特開平９−５０８９５４号公報が、また特開平７−８３１３２号公報、特開平１０−２７４１１１号公報には、エンジンＥＣＵをエアクリーナ内部に設けるものなどが知られている。
【０００４】
また、特開平５−２３１８９９号公報には、吸入空気流量測定装置の検出素子を含むブリッジ回路及び制御回路で発生した熱を吸入空気に放熱するものが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来技術の構成では、エンジンＥＣＵからの発熱を十分に放熱することができないという課題がある。エアクリーナ内部に設けて吸入空気で冷却するものでは、組立性に難点がある。また、エンジンＥＣＵは回路基板サイズが吸入空気流量測定装置に比べて大きいため、吸気通路内に設けるには吸気通路内の吸気抵抗を大きく増やすことになるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、吸気通路内の吸気抵抗を大きく増やすことなく、放熱性に優れた制御回路モジュールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
１．吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、吸気通路内に装着される制御回路モジュールであって、前記吸気通路を構成する吸気通路体に固定される樹脂モールドコネクタ部と、前記吸気通路に配置される金属板上に固定された回路基板とを備えたものにおいて，
前記金属板は、前記吸気通路の径方向若しくは周方向の長さより空気の流れに沿った方向に長く形成されており、
前記樹脂モールドコネクタ部は、前記金属板の長手方向に沿って細長く形成され、当該樹脂モールドコネクタ部内部には複数の電気端子が整列配置された状態でモールド成形されており、
前記金属板と前記樹脂モールドコネクタ部の接合部に前記電気端子と前記回路の電気的接続部が集中配置されており，
前記金属板上には、空気流量検出装置と、前記空気流量測定装置からの信号に基づいて、最適な燃料噴射量を計算するマイクロコンピュータ及び当該マイクロコンピュータの指令を受けてインジェクタを駆動するドライバー回路を含む回路基板とが設けられており、前記回路基板上のマイクロコンピュータと前記ドライバー回路とは前記空気流量検出装置の空気取り入れ口より下流側に設けられており、
前記制御回路モジュールは、前記コネクタ部形成側とは異なる前記吸気通路を構成する吸気通路体の吸気通路の内壁面に面する側端部で、前記空気流量検出装置の下流側に設けられた固定部によって固定されており、
前記回路基板上を金属製のカバーで覆うか、または前記回路基板上を樹脂モールドすることによって前記回路基板上に取り付けられる電気回路部品を密封し、
前記制御回路モジュールの形状を前記吸気通路に挿入された際の空気の流れの上流側端で薄く、中央が膨らんでおり、下流端で再度薄くなる流線型に形成されている。
【００１０】
２．好ましくは、前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと内燃機関の点火装置とが電気的に接続されている。
【００１１】
３．好ましくは、前記回路基板には複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと内燃機関の絞り弁駆動用モータとが電気的に接続されている。
【００１２】
４．好ましくは、前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと内燃機関の燃料ポンプのモータとが電気的に接続されている。
【００１３】
５．好ましくは、前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと外部信号線とが電気的に接続されている。
【００１４】
６．好ましくは、前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の制御アクチュエータと電気的に接続されるものであり、前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサと電気的に接続されるものであり、前記回路基板に取り付けられている前記マイクロコンピューは前記センサからの信号を取り込んで前記電気端子に前記アクチュエータ駆動信号を出力するようになっている。
【００１５】
７．吸気通路を構成する吸気通路体は、前記回路基板に取り付けられた前記マイクロコンピューは前記クランク角信号を取り込んで前記電気端子に前記点火装置のための点火信号を出力するようになっている。
【００１６】
８．吸気通路を構成する吸気通路体は、外壁面に電気端子を備えており、当該電気端子の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサからの信号を受け入れる電気端子として構成されており、また前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の制御装置のいくつかと電気的に接続される電気端子として構成されており、前記吸気通路体の内部には空気の流れに沿う方向に金属板が配置されており、前記センサはアクセル開度センサを含み、前記制御回路モジュールは前記吸気通路体を流れる空気量を前記アクセル開度センサの出力に関連して制御するモータ駆動指揮のスロットバルブ装置と一体に組み立てられているか若しくは着脱可能に接合されている。
【００１７】
９．好ましくは、前記金属板と前記スロットバルブの回転シャフトとは並行に配置されている。
【００１８】
１０．吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、空気流量検出装置と内燃機関の制御装置を駆動するためのドライバー回路を備えたものにおいて、前記ドライバー回路は前記空気流量検出装置の空気取り入れ口より下流側に設けられている。
【００１９】
１１．前記回路基板上にマイクロコンピュータと、その周辺回路である入力インタフェース回路、出力ドライバー回路、電源回路、シリアル通信回路を含む回路部品が実装されたものである。
【００２０】
１２．吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、前記回路基板を前記金属板上に密着して固定するようにしたものである。
【００２１】
１３．吸気通路内に装着される制御回路モジュールは、前記回路基板を金属部材上に密着して固定し、この回路基板を金属製のカバーで覆い、該カバーを前記金属部材に密着させて固定することにより密封する。
【００２２】
１４．好ましくは、前記金属板に加えて前記金属製カバーにも回路部品を実装した制御回路基板を密着固定し、前記金属板上の制御回路基板と前記金属製カバー上の制御回路基板とを電気的に接続して構成した。
【００２３】
１５．好ましくは、前記金属板上に回路基板を密着させたモジュールを２つ設け、前記回路基板側を向かい合わせるように両者を対向せしめ、前記一方の金属板上の第１の回路基板と前記他方の金属板上の第２の回路基板とを電気的に接続して構成してある。
【００２４】
１６．好ましくは、前記回路基板を樹脂モールドして構成した。
【００２５】
１７．好ましくは、前記樹脂モールドする樹脂は、樹脂成分中に異方性構造が存在する熱伝導率の高い樹脂に金属あるいは無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導樹脂で構成した。
【００２６】
１８．好ましくは、前記回路基板は、入力インタフェース回路、出力ドライバ回路、電源回路の少なくとも一つの回路が、ＬＳＩチップを用いて構成してある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明を用いた実施例の基本構成を図１３及び図４に従い説明する。
【００３０】
１．通気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、複数の制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）とコネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）とを備え、当該コネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は複数の電気端子（コネクタ端子２０）を備え、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）の少なくとも一つと内燃機関の燃料噴射弁（インジェクタ５５）とが電気的に接続される。
【００３１】
２．吸気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、複数の制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）とコネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）とを備え、当該コネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は複数の電気端子（コネクタ端子２０）を備え、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）の少なくとも一つと内燃機関の点火装置（イグナイタ５６）とが電気的に接続される。
【００３２】
３．吸気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、複数の制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御巣路津取るモジュール制御回路８１）とコネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）とを備え、当該コネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は複数の電気端子（コネクタ端子２０）を備え、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）の少なくとも一つと内燃機関の絞り弁駆動用モータ（直流モータ８０）とが電気的に接続される。
【００３３】
４．吸気通路内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、複数の制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）とコネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）とを備え、当該コネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は複数の電気端子（コネクタ端子２０）を備え、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）の少なくとも一つと内燃機関の燃料ポンプのモータとが電気的に接続される。
【００３４】
５．吸気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、複数の制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）とコネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）とを備え、当該コネクタ（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は複数の電気端子（コネクタ端子２０）を備え、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかの端子を介して前記制御回路素子（マイクロコンピュータ３０，出力ドライバ４１，電源回路４３，吸入空気流量測定装置の計測回路６７、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）の少なくとも一つと外部信号線（２０Ｘ）とが電気的に接続される。
【００３５】
６．吸気通路３を構成する吸気通路体（吸気管２）は、外壁面に電気端子（コネクタ端子２０）を備えており、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかは内燃機関の制御用アクチュエータ（インジェクタ５５，イグナイタ５６，燃料ポンプ５７，警告ランプ５８、スロットルモータ８０）と電気的に接続されるものであり、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサ（クランク角センサ５２，ノックセンサ５３、酸素センサ５４，スロットル開度センサ７９）と電気的に接続されるものであり、当該センサからのセンサ（クランク角センサ５２，ノックセンサ５３、酸素センサ５４，スロットル開度センサ７９）からの信号を取り込んで前記電気端子（コネクタ端子２０）に制御用アクチュエータ（インジェクタ５５，イグナイタ５６，燃料ポンプ５７，警告ランプ５８、スロットルモータ８０）の駆動信号を出力するマイクロコンピュータ３０が取り付けられている。
【００３６】
７．吸気通路３を構成する吸気通路体（吸気管２）は、外壁面に電気端子（コネクタ端子２０）を備えており、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつか（コネクタ端子２０ａ）は内燃機関の燃料噴射弁（インジェクタ５５）と電気的に接続されるものであり、前記吸気通路体（吸気管２）の内部には空気の流れに沿う方向に金属板（メタルベース１２）が配置されており、当該金属板（メタルベース１２）には空気流量検出装置（吸入空気流量測定装置６０）と、当該空気流量検出装置（吸入空気流量測定装置６０）からの信号を取り込んで前記電気端子（コネクタ端子２０ａ）に燃料噴射弁駆動信号を出力するマイクロコンピュータ３０が取り付けられている。
【００３７】
８．吸気通路３を構成する吸気通路体（吸気管２）は、外壁面に電気端子（コネクタ端子２０）を備えており、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかはクランク角を示す信号を受け入れる電気端子（コネクタ端子２０Ａ）として構成されており、また前記電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかは内燃機関の点火装置（イグナイタ５６）と電気的に接続される電気端子（コネクタ端子２０ｂ）として構成されており、前記吸気通路体（吸気管２）の内部には空気の流れに沿う方向に金属板（メタルベース１２）が配置されており、当該金属板（メタルベース１２）には前記クランク角信号を取り込んで前記電気端子（コネクタ端子２０ｂ）に前記点火装置（イグナイタ５６）のための点火信号を出力するマイクロコンピュータ３０が取り付けられている。
【００３８】
９．吸気通路３を構成する吸気通路体（吸気管２）は、外壁面に電気端子（コネクタ端子２０）を備えており、当該電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサ（クランク角センサ５２，ノックセンサ５３、酸素センサ５４，スロットル開度センサ７９）からの信号を受け入れる電気端子（コネクタ端子２０）として構成されており、また前記電気端子（コネクタ端子２０）の内のいくつかは内燃機関の制御装置のいくつかと電気的に接続される電気端子（コネクタ端子２０）として構成されており、前記吸気通路体（吸気管２）の内部には空気の流れに沿う方向に金属板が配置されており、当該金属板には前記電気端子（コネクタ端子２０）を介して前記センサからの信号を取り込んで前記電気端子（コネクタ端子２０）に前記内燃機関の制御装置（インジェクタ５５，イグナイタ５６，燃料ポンプ５７，警告ランプ５８、スロットルモータ８０）のための制御信号を出力するマイクロコンピュータ３０が取り付けられており、前記センサはアクセル開度センサ（アクセルセンサ５１）を含み、前記制御装置は前記吸気通路体（吸気管２）を流れる空気量を前記アクセル開度センサから信号に関連して制御するモータ駆動式のスロットバルブ装置（スロットルモータ８０）を含み、前記吸気通路体（吸気管２）は前記モータ駆動式のスロットバルブ装置（スロットルモータ８０）と一体に組み立てられているか若しくは着脱可能に接合されている。
【００３９】
１０．好ましくは、前記金属板（メタルベース１２）と前記スロットバルブの回転シャフト（スロットル軸７２）とは並行に配置されている。
【００４０】
１１．吸気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、空気流量検出装置（吸入空気流量測定装置６０）と内燃機関の制御装置（インジェクタ５５，イグナイタ５６，燃料ポンプ５７，警告ランプ５８、スロットルモータ８０）を駆動するためのドライバー回路（出力ドライバ４１、出力ドライバＬＳＩ４１０、電子制御スロットルモジュール制御回路８１）を備え、前記ドライバー回路（出力ドライバ４１、出力ドライバＬＳＩ４１０）は前記空気流量検出装置（吸入空気流量測定装置６０）の空気取り入れ口（流路６５）より下流側に設けられている。
【００４１】
１２．吸気通路３内に装着される制御回路モジュール（エンジンＥＣＵ１）は、吸気通路体（吸気管２）に固定される樹脂モールドコネクタ部（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）と、吸気通路３に配置される金属板（メタルベース１２）と、当該金属板（メタルベース１２）上に固定された制御回路基板（回路基板１１）とを備え、前記金属板（メタルベース１２）は前記吸気通路３の径方向若しくは周方向の長さより空気の流れに沿った方向に長く形成されており、前記樹脂モールドコネクタ部（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は前記金属板（メタルベース１２）の長手方向に沿って細長く形成され、当該樹脂モールドコネクタ部（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）内部には複数の電気端子（コネクタ端子２０）が整列配置されており、前記金属板（メタルベース１２）と前記樹脂モールドコネクタ部（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）の接合部に前記電気端子（コネクタ端子２０）と前記制御回路基板（回路基板１１）側との電気的接続部（ワイヤーボンディング部２００）が集中配置されている。
【００４２】
１３．好ましくは、前記樹脂モールドコネクタ部（コネクタ部２１、固定用フランジ２２）は異なった方向に向いて開口する少なくとも２つの部分（コネクタ部２１、エンジンＥＣＵの電子制御スロットルモジュールとの接続用コネクタ部７５）から構成されている。
【００４３】
以下、図面に基づき本発明のエンジンＥＣＵと、これを取り付けた自動車エンジンの吸気装置の実施の形態について説明する。
【００４４】
図１、図２及び図３に本発明第１の実施例に関するエンジンＥＣＵの模式図を示す。本実施例は、吸気装置のエアクリーナハウジングより下流の吸気管内にエンジンＥＣＵを挿入して吸気管に固定した実施例である。
【００４５】
図１は吸気管の断面図を示している。この図において、エンジンＥＣＵ１は、吸気管２に設けた貫通孔４を通して吸気通路３に、この吸気通路３を形成する吸気管２の面に対してほぼ垂直な方向になるように挿入されている。
【００４６】
エンジンＥＣＵ１は、図４の回路ブロック図に示すように、クランク角センサ５２、ノックセンサ５３、酸素センサ５４などの各種センサの信号を入力回路４０経由でマイクロコンピュータ３０のＩ／Ｏ３５に入力し、この入力信号に基づき、マイクロコンピュータ３０のＣＰＵ３１がＲＯＭ３３にあらかじめ記憶している制御プログラムに従い、ＲＡＭ３２等を用いて演算を行い、最適な制御信号をＩ／Ｏ３５経由で出力ドライバ４１に送り、この出力ドライバ４１によりインジェクタ５５、イグナイタ５６、燃料ポンプ５７、警告ランプ５８などの各種アクチュエータを駆動するものである。
【００４７】
また、マイクロコンピュータ３０に内蔵されている通信コントローラである通信インタフェース３４と、トランシーバであるシリアル通信回路４２を介して他の電子制御ユニットと通信を行う。このようにＥＣＵ１は、マイクロコンピュータ３０をはじめとして、入力回路４０、出力ドライバ４１、シリアル通信回路４２、電源回路４３などの多種の回路から構成され、各種回路部品は回路基板上に実装される。
【００４８】
再び図１に戻り、本実施例のエンジンＥＣＵの構造について説明する。エンジンＥＣＵ１を構成するＬＳＩなどの回路部品１０は回路基板１１上に実装され、アルミ線あるいは金線などの金属線１４を用いて、回路基板１１とコネクタ端子２０の間を電気的に接続する。この回路基板１１を金属製のベース（メタルベース）１２に接着し、オイルやガソリンなどの汚れ防止や防水のため、金属製のカバー（メタルカバー）１３をネジ１５を用いてメタルベース１２に密着させる。パワーＭＯＳトランジスタ等の発熱をする回路部品１０の発熱は回路基板１１を介してメタルベース１２及びメタルカバー１３の両面から吸気通路３内を流れる吸入空気中に放熱する。
【００４９】
エンジンＥＣＵ１はコネクタ部２１に固定用フランジ２２を設けて、ネジ２３により吸気管２に固定する。吸気管２通路内の吸気抵抗を低減するために、エンジンＥＣＵ１の吸気通路に対する断面積はできるだけ小さくする必要があるため、回路基板１０の吸気管の直径方向の長さを短くすることが望ましい。このため、本実施例では、エンジンＥＣＵ１は吸気管下部には達せず、振動による回路基板の破損を防止するためには、エンジンＥＣＵ１のコネクタ部２１と反対側の端部を固定することが必要となる。これを実現するために、吸気管内部に固定用レール５を突出させて、このレールにエンジンＥＣＵ１のメタルベース１２とメタルカバー１３の先端を嵌め込む構造としている。
【００５０】
図１は、吸気装置のエアクリーナハウジングより下流の吸気管内にエンジンＥＣＵを挿入して吸気管に固定した実施例であるが、エアクリーナーハウジングの壁面に同様な方法でエンジンＥＣＵを取り付けてもよい。また、回路基板１１はセラミック基板であるが、回路規模が小さく回路部品数が少ない場合（回路を密に設ける場合）には、ガラスエポキシ基板を用いることによってコスト削減を図ることができる。また、ＬＳＩのセラミック基板への接続方法としては、ワイヤボンディングだけではなく、ハンダバンプによる接続であってもよい。さらに、吸気管内部の固定用レール５は、図１に示すように吸気管２と一体成形できるようにしても、図５に示すように吸気管２の下方に凹部６を形成し、ここに固定用レール５を差込み、吸気管外部からネジ止めすることによって配設してもよい。
【００５１】
図２は図１のＡ−Ａにおける断面図、すなわち吸気管の長手方向の断面図を示している。回路基板１１上には、例えばマイクロコンピュータ３０や、出力ドライバＬＳＩ４１０、電源ＬＳＩ４３０などが搭載されている。マイコン３０はフリップチップ実装、出力ドライバＬＳＩ４１０や電源ＬＳＩ４３０はワイヤボンディングにより実装されている。出力ドライバＬＳＩ４１０や電源ＬＳＩ４３０はともに発熱量が大きいため、吸入空気１００の流れが最も速い、吸気管の径方向の中央部に配置して放熱効率を向上させている。
【００５２】
本実施例に示すように、出力ドライバＬＳＩ４１０、電源ＬＳＩ４３０などのＬＳＩを用いることにより、回路基板面積を小さくすることができ、これにより初めて、エンジンＥＣＵを吸気通路内に挿入して配置することが可能になる。これらのＬＳＩの一例として、図６に出力ドライバＬＳＩ４１０の回路ブロック図を示す。図６の出力ドライバＬＳＩ４１０は、インジェクタやソレノイドのコイルなど各種負荷９８を駆動するＮ型パワーＭＯＳトランジスタ９０及び保護・診断ロジックをｎチャンネル分１チップに集積化したものである。Ｎ型ＭＯＳトランジスタ９０のゲートＧをマイクロコンピュータからの信号で制御することでトランジスタ９０のオン／オフを行い、ドレインＤに接続した負荷９８を駆動する。ゲートオンの場合にはソース・ドレイン間に数アンペア程度の電流が流れ、前述したように、オン抵抗（０．２Ω程度）により発熱する。ドレインＤとゲートＧの間のツェナーダイオード９１は、ドレインに誘導性負荷を接続した場合、ゲートオフ時の逆起電圧によりＭＯＳが破壊されるのを防ぐためのものである。また、図６の出力ドライバＬＳＩ４１０は、負荷断線又はドレインＤのグランド短絡診断回路９３、過電流又はドレインＤの電源短絡診断回路９４、過熱診断回路９５の自己診断回路を内蔵し、これらの異常状態を検出すると診断出力制御回路９６及びシリアル通信制御部９７を通じて、異常状態に応じた信号をマイクロコンピュータに出力することができる。さらに、過熱検出時又は過電流／電源短絡検出時には、ゲート制御回路９２に異常検出信号を伝えることによりＭＯＳトランジスタ９０をオフし、ＭＯＳトランジスタ９０の破壊を防止する。
【００５３】
図３は図２のＢ−Ｂにおける断面図を示している。エンジンＥＣＵ１を吸気管内２に挿入することにより、吸入空気１００の流れを乱して、吸気抵抗を増大させないようにするために、エンジンＥＣＵ１のメタルベース１２とメタルカバー１３をネジ１５で止めたときに、エンジンＥＣＵ１の吸気管上流側、もしくは上流、下流側がともに流線形になるように、メタルベース１２及びメタルカバー１３に丸みを施している。
【００５４】
以上説明した本発明第１の実施例によって生じる効果について述べる。
【００５５】
第一に、エンジンＥＣＵ１を吸気通路３内部に挿入することによって、吸気管２外部に比べて温度の低い吸入空気の流れを利用してエンジンＥＣＵ１を冷却できるため、放熱効率が飛躍的に向上し、エンジンＥＣＵ１を小型化した場合でも、特別な放熱部品を設けることなく、放熱が可能になる。本実施例はエンジンＥＣＵ１のメタルベースだけでなく、メタルカバーも金属製にしているため、エンジンＥＣＵ１の両面から放熱が可能になり、さらに放熱効率が向上するという特徴がある。特に、吸気管を樹脂で製造している場合は、エンジンＥＣＵ１を吸気管２外部に置くという従来の構造では放熱が困難になるため、本発明のようなエンジンＥＣＵ１の配置が有利であることは明らかである。
【００５６】
第二に、エンジンＥＣＵ１をエアクリーナーハウジングの下流に搭載しているため、制御対象であるエンジン機器までの距離がエアクリーナーハウジングに搭載するよりも近くなり、ハーネス長を短くすることができるとともに、吸気管の外部にはエンジンＥＣＵ本体は出ておらず、コネクタのみが出ているため、吸気系をコンパクトにまとめることが可能となる。
【００５７】
第三に、吸気管に固定用レールを設けてエンジンＥＣＵのコネクタ部と反対側の端部を固定することにより、エンジンの振動による回路基板の破損を防止することができる。また、この固定用レールを吸気管下部のみに設けているため、吸気抵抗を大きく増やすことなく、耐振性に優れた構造を実現している。
【００５８】
図７に本発明第２の実施例に関するエンジンＥＣＵの模式図を示す。本実施例は、本発明第１の実施例におけるメタルカバー１３の代わりに、高熱伝導性樹脂１６をモールドすることにより回路基板１１上の回路部品１０を保護している。
【００５９】
高熱伝導性樹脂は、樹脂の中に熱伝導率の高い金属や無機セラミックスのフィラを混合するなどの方法でつくることができる。また、本実施例は、メタルカバーを用いない構造であるため、メタルベース１２のみを固定用レール５に挟み込み、エンジンＥＣＵ１のコネクタ部２１と反対側の端部を固定している。
【００６０】
高熱伝導性樹脂でモールドすることにより、回路部品からの発熱を回路基板側からだけではなく、高熱伝導性樹脂経由で吸気管通路を流れる空気に放熱することができる。また、メタルカバーや、このメタルカバーとメタルベースを止めるネジが不要になるため、部品数を減らすことができる。
【００６１】
さらに、高熱伝導性樹脂として、樹脂自体の熱伝導率の高い樹脂に、熱伝導率の高い金属や無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導性樹脂を用いることで、より放熱性の優れたエンジン電子制御装置となる。樹脂自体の熱伝導率が高い樹脂としては、樹脂成分中に異方性構造単位が共有結合部を有しており、該異方性構造単位の径の最大値が４００ｎｍ以上で樹脂成分中に含まれる異方性構造の割合が２５ｖｏｌ％以上であることが望ましい。
【００６２】
このような樹脂の一例として、エポキシ樹脂モノマとして４−（オキシラニルメトキシ）ベンゾイックアシッド−４，４’−［１、８−オクタンジイルビス（オキシ）］ビスフェノールエステルを、エポキシ樹脂用硬化剤として４，４’−ジアミノジフェニルメタンを用いた樹脂がある。
【００６３】
図８に本発明第３の実施例に関するエンジンＥＣＵの模式図を示す。本実施例は、回路部品１０を搭載した回路基板１１を２枚に分けて、メタルベース１２上だけではなく、メタルカバー１３上にも接着剤によって固定している。２枚の回路基板は、例えば樹脂製のフレキシブル基板１７を用いて電気的に接続する。図８に示すように、高さのある回路部品の対面にはベアチップ部品を配置するなどの工夫をすることで、２枚の基板を用いてもエンジンＥＣＵ１の厚みを小さくすることができる。
【００６４】
本実施例によれば、基板を２枚にして回路部品の実装面積を増やしているため、入出力数が多い多機能なエンジンＥＣＵも吸気管内に置くことができる。多機能なエンジンＥＣＵは回路部品数が多いため、発熱量も増すが、２枚の基板をともに金属板に接着することにより、回路部品から吸気管通路を流れる空気までの熱抵抗を減少させることができ、放熱が容易になる。
【００６５】
図９に本発明第４の実施例に関するエンジンＥＣＵの模式図を示す。本実施例のエンジンＥＣＵは、吸気管２の両側に貫通孔４を設けて、回路基板１１の吸気管径方向長さを増やし、両方の貫通孔にコネクタ部２１を突出させた構造としている。
【００６６】
本実施例によれば、吸気管の両側において、コネクタ部２１に設けた固定用フランジ２２を吸気管に固定しているため、エンジンＥＣＵのコネクタ部２１と反対側の端部を固定する吸気管内部の固定用レールを設ける必要はない。また、回路基板面積を大きくすることができるため、本発明第３の実施例と同様に、入出力数が多い多機能なエンジンＥＣＵも吸気管内に置くことができる。
【００６７】
図１０に本発明第５の実施例に関するエンジンＥＣＵの模式図を示す。本実施例のエンジンＥＣＵは、回路部品１０を例えばフレキシブル基板１７上に実装し、このフレキシブル基板１７を吸気管２の内壁に密着させ固定する構造としている。
【００６８】
また、ゲル材１８を用いて、フレキシブル基板１７上の回路部品１０をオイルやガソリンなどの汚れや水分から保護している。本発明第１の実施例等で説明したように、エンジンＥＣＵ１のコネクタ部２１は、吸気管２に設けた貫通孔４から吸気管２の外部に突出させ、コネクタ部２１の固定用フランジ２２において吸気管２にネジ止めして固定する。
【００６９】
本実施例によれば、回路部品を実装したフレキシブル基板を吸気管の内壁に直接密着させているため、エンジンＥＣＵのコネクタ部と反対側の端部を固定する吸気管内部の固定用レールが不要となり、さらに、メタルベース及びメタルカバー、このメタルカバーとメタルベースを止めるネジ等が不要になるため、部品数を大幅に減らすことができる。また、エンジンＥＣＵが吸気通路内に挿入されている構造ではないため、吸気抵抗を低減することが可能となる。本実施例は、これまで述べてきた実施例のように、エンジンＥＣＵの両面から吸入空気に放熱する構造を有してはいないが、基板面積を大きくしても吸気抵抗を増やすことがないため、基板面積を大きくし、発熱部品を疎に配置して、発熱密度を小さくすることによって、十分な放熱性を保つことが可能である。
【００７０】
さらに、上記の実施例に用いたゲル材の代わりに、樹脂自体の熱伝導率の高い樹脂に、熱伝導率の高い金属や無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導性樹脂を用いることで、より放熱性の優れたエンジン電子制御装置となる。樹脂自体の熱伝導率が高い樹脂としては、樹脂成分中に異方性構造が存在する樹脂を用いることができる。特に好ましくは、該異方性構造を構成する異方性構造単位が共有結合部を有しており、該異方性構造単位の径の最大値が４００ｎｍ以上で樹脂成分中に含まれる異方性構造の割合が２５ｖｏｌ％以上であることが望ましい。
【００７１】
このような樹脂の一例として、エポキシ樹脂モノマとして４−（オキシラニルメトキシ）ベンゾイックアシッド−４，４’−［１、８−オクタンジイルビス（オキシ）］ビスフェノールエステルを、エポキシ樹脂用硬化剤として４，４’−ジアミノジフェニルメタンを用いた樹脂がある。
【００７２】
図１１に本発明第６の実施例に関する吸入空気流量測定装置付きエンジンＥＣＵの模式図を示す。図１１は、吸入空気流量測定装置付きエンジンＥＣＵの吸気管長手方向の断面図を示している。
エンジンＥＣＵ１のメタルベース１２上に、エンジンＥＣＵ１を構成する回路部品を搭載した回路基板１１とともに、吸入空気流量測定装置６０を取り付ける。吸入空気流量測定装置６０は、樹脂製のハウジング６４の内部に設けられた、流量測定用の発熱抵抗体６１及び温度検出用の感温抵抗体６２により吸気通路３内の空気流量及び吸気温度を測定する。吸入空気流量測定装置による吸入空気量の測定方法については公知であるので、ここでは詳細は省略する。吸入空気流量測定装置６０の出力信号は、支持ターミナル６３から、吸入空気流量測定装置６０の計測回路６７を介して、エンジンＥＣＵ１のマイクロコンピュータ３０に送られる。ここで、吸入空気流量測定装置６０の計測回路６７には、発熱抵抗体６１の加熱温度と吸気温度との温度差を一定に制御するための制御回路も含むものとする。エンジンＥＣＵ１のマイクロコンピュータ３０は吸入空気流量測定装置６０の信号に基づいて、最適な燃料噴射量を計算し、出力ドライバＬＳＩ４１０によって、図示していないインジェクタを駆動する。ハウジング６４は、本実施例では、コの字状通路を形成しており、吸気通路３内を流れる吸入空気１００を流路６５から出口開口面６６へと導く構造としている。エンジンＥＣＵ１の構造や固定用レール５での吸気管２への取り付け方法等については、本発明第１の実施例で説明した通りである。本実施例では、本発明第１の実施例のエンジンＥＣＵをエンジンＥＣＵ１として用いているが、他の実施例のエンジンＥＣＵを適用することも可能である。
【００７３】
本実施例によれば、エンジンＥＣＵ１と吸入空気流量測定装置６０を一体化することにより、吸入空気流量測定装置６０専用のメタルベース、コネクタ部、吸気管への取り付け部、さらには出力信号をエンジンＥＣＵへ送信するためのハーネス等が不要になるため、低コストでかつコンパクトな吸気系を構成することができる。その他に、エンジンＥＣＵの放熱効率向上等の効果については、本発明第一の実施例において詳述した通りである。
【００７４】
図１２に、本発明第６の実施例に関する吸入空気流量測定装置付きエンジンＥＣＵをエンジンの吸気装置に実装した実施例を示す。
図１２において、エンジンの吸気装置は、エアクリーナーハウジング１０２、吸入空気流量測定装置６０を取り付けたエンジンＥＣＵ１、吸気ダクト１０４から構成される。エアクリーナーハウジング１０２は、新気を取り込むための新気導入口１０１と、空気中の塵や埃を除去するためのフィルタ１０３から成っている。吸入空気流量測定装置６０を取り付けたエンジンＥＣＵ１は、エアクリーナーハウジング１０２の下流に位置する吸気管２に設けた貫通孔から、吸気通路３内に挿入して固定用フランジ２２を吸気管２に固定することにより、吸気装置に実装する。
【００７５】
図１３に本発明第７の実施例に関する吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジンＥＣＵの模式図を示す。図１３は、吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジンＥＣＵの吸気管長手方向の断面図を示している。
電子制御スロットルモジュール７０は、図示していないアクセルペダルの踏み込み量に応じて、エンジンの各気筒に供給する空気量を電気的に制御する装置であり、スロットル軸７２に固定したスロットル弁７１、スロットル軸７２を回転させるための直流モータ８０及びギア７８、直流モータ８０の出力がない時にスロットル弁７１をある開度に保つためのバネ７７、スロットル軸７２の位置からスロットル弁７１の開度を測定するためのスロットル弁開度センサ７９から構成されている。バネ７７、ギア７８、スロットル弁開度センサ７９、直流モータ８０は、吸気管２と一体に形成されたスロットルボディ７６に収容されている。
【００７６】
本実施例において、エンジンＥＣＵ１の回路基板１１上には、スロットル弁開度センサ７９からの信号をマイクロコンピュータ３０に入力するための入力インタフェース回路及び直流モータ８０を駆動するドライバ回路から成る電子制御スロットルモジュール制御回路８１が実装されており、エンジンＥＣＵ１に設けられた電子制御スロットルモジュール７０との接続用コネクタ部７４のコネクタ端子７３を、電子制御スロットルモジュール７０に設けられたエンジンＥＣＵ１との接続用コネクタ部７５に嵌合することにより、エンジンＥＣＵ１と電子制御スロットルモジュール７０とを電気的に接続する。また、吸気管２に挿入したエンジンＥＣＵ１の回路基板１１とスロットル軸７２を平行に配置することによって、吸気通路３内の吸気抵抗を低減している。
【００７７】
さらに、本実施例においても、本発明第６の実施例において説明したように、エンジンＥＣＵ１のメタルベース１２上に、エンジンＥＣＵ１を構成する回路部品を搭載した回路基板１１とともに、吸入空気流量測定装置６０を取り付けている。このような構成を用いて、図示していないアクセルペダルの踏み込み量に応じて、エンジンの各気筒に供給する空気量を電気的に制御し、この時の吸気通路内を流れる空気流量を計測する吸気モジュールを一体で成形することができる。本実施例では、本発明第１の実施例のエンジンＥＣＵをエンジンＥＣＵ１として用いているが、他の実施例のエンジンＥＣＵを適用することも可能である。
【００７８】
エンジンＥＣＵ１と吸入空気流量測定装置６０及び電子制御スロットルモジュール７０を一体化して、本実施例のような吸気モジュールを構成することで、吸入空気流量測定装置専用のメタルベース、コネクタ部、吸気管への取り付け部、出力信号をエンジンＥＣＵへ送信するためのハーネス、さらにはエンジンＥＣＵと電子制御スロットルモジュールの間のハーネス等が不要になるため、低コストでかつコンパクトな吸気系を構成することができる。また、このような吸気モジュールを用いることによって、エンジンの吸気系の試験やマッチング等の工程を簡略化することができる。エンジンＥＣＵ、吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュールを一体化した吸気モジュールの以上のような効果は公知であるが、本実施例では、特に、エンジンＥＣＵを吸気管内に挿入した吸気モジュールとすることで、さらなる吸気系のコンパクト化及びエンジンＥＣＵの放熱効率向上を実現することが可能となる。
【００７９】
図１４に、本発明第７の実施例に関する吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジンＥＣＵをエンジンの吸気装置に実装した実施例を示す。
図１４において、エンジンの吸気装置は、エアクリーナーハウジング１０２、吸入空気流量測定装置６０を取り付けたエンジンＥＣＵ１、吸気ダクト１０４から構成される。エアクリーナーハウジング１０２は、新気を取り込むための新気導入口１０１と、空気中の塵や埃を除去するためのフィルタ１０３からなっている。吸入空気流量測定装置６０及び電子制御スロットルモジュール７０を取り付けたエンジンＥＣＵ１は、吸気ダクト１０４の下流に位置する吸気管２に設けた貫通孔から、吸気通路３内に挿入して吸気管２に固定することにより、吸気装置に実装する。
【００８０】
以下に更なる実施例の特徴を説明する。
【００８１】
図１３において、スロットルボディ７６はエンジンＥＣＵ１が取り付けられた部分とスロットル弁７１が取り付けられた部分との２つの部分から構成されている。
【００８２】
この実施例では吸気管２が両方の部分に共通の一つのボディを提供している。吸気管２のスロットル弁７１の上流側にエンジンＥＣＵ１を差し込むための貫通孔４が形成されているが、この貫通孔４は空気の流れに沿う方向に長く形成されている。
【００８３】
エンジンＥＣＵ１のコネクタ２１は、この貫通孔４を塞ぐために、空気の流れに沿った方向の寸法が、それに直角あるいは周方向の寸法に対して長い、細長い形成をなしている。
【００８４】
したがって、コネクタ２１内にモールドされている電気端子２０は、図１３に示すように空気の流れに沿って複数個配置されている。電気端子２０は、アクセルセンサ５１からの信号が入力される端子２０Ｅ、クランク角センサ５２からの信号（エンジンの回転数及び気筒判別信号）が入力される端子２０Ａ、ノックセンサ５３からの信号が入力される端子２０Ｂ、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ５４からの信号が入力される端子２０Ｃを備える。スロットル開度センサ７９からの信号が入力される端子は、後述するコネクタ７４の端子７３ａの中に形成されている。
【００８５】
さらに、コネクタ２１内にモールドされている電気端子２０は、インジェクタ５５へ駆動電流を出力する端子２０ａ、イグナイタ５６へ点火信号を出力する端子２０ｂ、燃料ポンプ５７へ駆動電流を出力する端子２０ｃ、インストゥルメントパネルに設けた警告ランプ５８に駆動電流を供給する端子２０ｄを備える。 スロットル弁７１を駆動する直流モータ８０への駆動電流の出力端子は後述するコネクタ７４の端子７３ｂの中に形成される。
【００８６】
図示していないが、紙面直角方向に電気端子の同じような別の列が２乃至４列並列に形成されている。
【００８７】
このコネクタ２１には下流側に配置された電子制御スロットルモジュール７０の駆動用モータである直流モータ８０、及びスロットル開度センサ７９と電気的に接続するためのコネクタ部７４が形成されている。この実施例ではコネクタ２１は、空気の流れに直角な方向に開口し、コネクタ部７４は空気の流れに沿って下流側に開口している。
【００８８】
これらコネクタ２１、コネクタ部７４の電気端子２０、７３はコネクタを形成する樹脂剤によってモールド成形される。
【００８９】
メタルベース１２に接着剤で接着された制御回路基板１１の一片に対面して電気端子（２０、７３）の吸気通路側の端部が整列している。そしてそこで制御回路基板１１側の複数のパッド１４Ａとの間に複数の金属線１４が張り渡され、自動ワイヤボンディングによってワイヤボンディング部２００が形成される。この構成は端子の接続を自動化するのに効果がある。
【００９０】
複数のパッド１４Ａは、それぞれ、制御回路基板上のしかるべき電気素子と印刷配線によって接続される。
【００９１】
電子制御スロットルモジュール７０は吸気管２に取り付けられた直流モータ８０を備える。直流モータ８０のモータシャフト８０ａは、スロットル弁７１のスロットルシャフト７２と並行に配置される。
【００９２】
モータシャフト８０ａの一端には、出力ギア７８ａが取り付けられている。モータシャフト８０ａの回転は、中間ギア７８ｂの大径ギアに伝達され、同軸に形成された中間ギア（図示せず）を介してスロットルシャフト７２の一端に取り付けられた扇型の終段ギア７８ｃに伝達される。モータの回転はこれらのギアで約２５分の１に減速され、スロットル弁７１を全閉から全開の約９０度回転させる。バネ７７はスロットル弁７１に対し、全開側からデフォルト位置（待避走行位置）までの範囲では閉じる方向の力を付与し、全閉位置側からデフォルト位置（待避走行位置）までの範囲では、開く方向の力を付与する。
【００９３】
これらギア７８は、樹脂製のカバー７６ａで覆われている。ギアカバー７６ａには、スロットル開度センサ７９が取り付けられている。スロットルシャフト７２の端部は、このスロットル開度センサ７９の位置まで延びていて、その回転変位をスロットル開度センサ７９が電気的あるいは磁気的に検出する。
【００９４】
検出信号は、スロットル開度センサ７９の電気端子とギアカバー７６ａにモールドされた電気導体端子と接合部７９ａ―ギアカバー７６ａにモールドされた電気導体７９ｂを介してギアカバー７６ａに形成されたコネクタ７５の部分の電気端子に至る。
【００９５】
コネクタ７５は、このギアカバー７６ａに一体に形成されている。
【００９６】
エンジンＥＣＵ１側のコネクタ７４と電子制御スロットルモジュール側のコネクタ７５は、互いに差し込み結合により電気的に接続される。
【００９７】
直流モータ８０への駆動電流はエンジン制御ＥＣＵ１の電子制御スロットルモジュール制御回路８１で演算され、このコネクタを介して直流モータ８０へ送られる。
【００９８】
具体的には、エンジン制御ＥＣＵ１は、コネクタ２１の電気端子２０のどれかに入ってきたアクセル開度センサからの信号に基づいて、目標スロットル弁開度をマイクロコンピュータ３０で演算し、電子制御スロットルモジュール制御回路８１に送る。電子制御スロットルモジュール制御回路８１は、電子制御スロットルモジュール７０のスロットル開度センサ７９から送られてきたスロットル弁７１の実際の開度とマイクロコンピュータ３０から送られてきた目標開度指令との偏差が最小になるよう、直流モータ８０への駆動電流をフィードバック制御する。
【００９９】
メタルベース１２の空気の流れに対し上流部に位置する部位に吸入空気量測定装置６０が取り付けられている。
【０１００】
測定用空気の流路６５は、樹脂の成形体で形成されたハウジング６４の中に形成されている。このハウジング６４は制御回路基板１１の一部が切り欠かれた部位でメタルベース１２に直接固定される。
【０１０１】
樹脂成形体製のハウジング６４には、発熱抵抗体６１と感温抵抗体６２が固定され、流路６５に上流側から発熱抵抗体６１、感温抵抗体６２の順に並んで配置されている。
【０１０２】
ハウジング６４からは、これら抵抗体６１、６２が接続された電気端子としての支持ターミナル６３が制御回路基板１１側に突出しており、制御回路基板１１側に設けたパッド１４Ｂとワイヤボンディング部２０１によって電気的に接続されている。
【０１０３】
この吸入空気量測定装置６０は、制御回路基板１１に設置した出力ドライバー４１、電源回路４３、電子制御スロットルモジュール制御回路８１に対して上流側に取り付けられている。
【０１０４】
これら制御回路（４１、４３、８１）の発生した熱で温められた空気を流路６５内に導いて測定したのでは正確な質量流量は求められない。
【０１０５】
また、これら制御回路（４１、４３、８１）の発生する熱が、メタルベース１２を介して吸入空気量測定装置６０に伝わったのではやはり正確な吸入空気量は測定できない。
【０１０６】
本実施例の構成であれば、空気量の測定に対して上記したような制御回路の発生する熱の影響を少なくするのに効果がある。
【０１０７】
また、マイクロコンピュータ３０を制御回路基板１１の中心に配置し、上流側に吸入空気量測定装置６０及びその出力処理回路を配置し、下流側にドライバー回路４１、電源回路４３、電子制御スロットルモジュール制御回路８１を配置し、コネクタ側の一片にパッド１４Ａを整列させた構成は配線のレイアウト及び素子の配置スペースの観点からも無駄が無く、好ましい。
【０１０８】
図６において、ＯＵＴ１−ｎの接続される電気負荷９８としては（すべての負荷にソレノイドの記号が代表して記載されているが）図４の各負荷が接続されている。
【０１０９】
この実施例では、シリアル通信制御部９７を介して外部の診断装置とシリアル通信で信号の授受を行う者を記載している。
【０１１０】
この考えを拡張すれば、エンジンＥＣＵ１のコネクタ２１の電気端子２０に直接センサの信号を入力したり、電気負荷への駆動電流を出力したりするのではなく、外部の別の制御モジュールに設けた通信制御回路との間で通信によって信号の授受を行うことができる。
【０１１１】
本実施例においても、自動変速機のコントロールユニットとは通信によって接続されており、変速段のデータが通信によってマイクロコンピュータ３０に取り込まれ燃料噴射量や点火時期あるいはスロットル開度信号の演算に用いられている。
【０１１２】
逆にマイクロコンピュータの演算したエンジン制御用の燃料噴射データ、点火データあるいはスロットル開度データや、あるいはエンジンＥＣＵ１がクランク角センサやスロットル開度センサから取り込んだデータなどは、通信制御部９７を介して自動変速機のコントロールユニットに送られる。
【０１１３】
この実施例では、スロットル開度センサ７９からの信号は短い信号ライン（７９ｂ、７３）を介してエンジンＥＣＵ１に取り込まれるので、信号線の途中で電磁的ノイズを疲労可能性が低く、エンジンＥＣＵ１を吸気管２に装着した効果が顕著である。
【０１１４】
スロットル開度センサ７９を非接触式のホールＩＣセンサで構成した場合、センサのホールＩＣ内でデジタル信号に変換して温度補償や零スパン調整を施し、再度アナログ信号に変換して出力し、マイクロコンピュータで再びデジタル信号に変換する方法が開発されているが、信号変換回数が多いためセンサからマイクロコンピュータに入力されるまでに時間が掛かり、制御遅れの原因になっている。
【０１１５】
本実施例の構成をとることによって信号ラインが短くなって、温度の影響や電磁ノイズの影響を受け難くなれば、ホール素子から直接あるいはアナログ信号増幅しただけの状態でマイクロコンピュータに送り、マイクロコンピュータ内でデジタル的に温度補償や零スパン調整することが可能となる。これによりホール素子からの信号入力遅れが解消されて制御遅れの問題を解消できる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明によれば、吸気通路内の吸気抵抗を大きく増やすことなく、放熱性優れたエンジンＥＣＵあるいは制御回路モジュールを実現することができる。
【０１１７】
また、このようなエンジンＥＣＵあるいは制御回路モジュールを用いることにより、組み立て作業性が良くかつコンパクトなエンジンの吸気装置あるいは吸気通路体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジン電子制御装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１に図示実施の形態のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２に図示の第１の実施の形態のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１に図示の第１の実施の形態のエンジン電子制御装置の回路ブロック図である。
【図５】吸気管内部に設けるエンジン電子制御装置の固定用レールの別実施の形態を示す図である。
【図６】図２に図示の出力ドライバＬＳＩの回路ブロック図である。
【図７】本発明に係るエンジン電子制御装置の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図８】本発明に係るエンジン電子制御装置の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図９】本発明に係るエンジン電子制御装置の第４の実施の形態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るエンジン電子制御装置の第５の実施の形態を示す断面図である。
【図１１】本発明に係るエンジン電子制御装置の第６の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】図１１に図示の第６の実施の形態を実装したエンジン吸気装置の模式図である。
【図１３】本発明に係るエンジン電子制御装置の第７の実施の形態を示す吸入空気流量測定装置及び電子制御スロットルモジュール付きエンジン電子制御装置の断面図である。
【図１４】図１３に図示の第７の実施の形態を実装したエンジン吸気装置の模式図である。
【符号の説明】
１…エンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）、２…吸気管、３…吸気通路、４…貫通孔、５…固定用レール、６…固定用レール差し込み用の吸気管凹部、１０…回路部品、１１…回路基板、１２…メタルベース、１３…メタルカバー、１４…金属線、１５…ネジ、１６…高熱伝導性樹脂、１７…フレキシブル基板、１８…ゲル材、２０…コネクタ端子、２１…コネクタ、２２…固定用フランジ、２３…ネジ、３０…マイクロコンピュータ、３１…ＣＰＵ、３２…ＲＡＭ、３３…ＲＯＭ、３４…通信インタフェース、３５…Ｉ／Ｏ、４０…入力回路、４１…出力ドライバ、４１０…出力ドライバＬＳＩ、４２…シリアル通信回路、４３…電源回路、４３０ …電源ＬＳＩ、５２…クランク角センサ、５３…ノックセンサ、５４…酸素センサ、５５…インジェクタ、５６…イグナイタ、５７…燃料ポンプ、５８…警告ランプ、６０…吸入空気流量測定装置、６１…発熱抵抗体、６２…感温抵抗体、６３…支持ターミナル、６４…吸入空気流量測定装置のハウジング、６５…流路、６６…出口開口面、６７…吸入空気流量測定装置の計測回路、７０…電子制御スロットルモジュール、７１…スロットル弁、７２…スロットル軸、７３…エンジンＥＣＵの電子制御スロットルモジュールとの接続用コネクタ端子、７４…エンジンＥＣＵの電子制御スロットルモジュールとの接続用コネクタ部、７５…電子制御スロットルモジュールのエンジンＥＣＵとの接続用コネクタ部、７６…スロットルボディ、７６ａ…カバー（樹脂）、７７…バネ、７８…ギア、７９…スロットル開度センサ、８０…スロットルモータ（直流モータ）、８１…電子制御スロットルモジュール制御回路、９０…ＭＯＳトランジスタ、９１…ツェナーダイオード、９２…ゲート制御回路、９３…負荷断線又はドレインＤのグランド短絡診断回路、９４…過電流又はドレインＤの電源短絡診断回路、９５…過熱診断回路、９６…診断出力制御回路、９７…シリアル通信制御部、９８…負荷、１００…吸入空気、１０１…新気導入口、１０２…エアクリーナーハウジング、１０３…フィルタ、１０４…吸気ダクト
Claims (18)
- 吸気通路内に装着される制御回路モジュールであって、前記吸気通路を構成する吸気通路体に固定される樹脂モールドコネクタ部と、前記吸気通路に配置される金属板上に固定された回路基板とを備えたものにおいて，
前記金属板は、前記吸気通路の径方向若しくは周方向の長さより空気の流れに沿った方向に長く形成されており、
前記樹脂モールドコネクタ部は、前記金属板の長手方向に沿って細長く形成され、当該樹脂モールドコネクタ部内部には複数の電気端子が整列配置された状態でモールド成形されており、
前記金属板と前記樹脂モールドコネクタ部の接合部に前記電気端子と前記回路の電気的接続部が集中配置されており，
前記金属板上には、空気流量検出装置と、前記空気流量測定装置からの信号に基づいて、最適な燃料噴射量を計算するマイクロコンピュータ及び当該マイクロコンピュータの指令を受けてインジェクタを駆動するドライバー回路を含む回路基板とが設けられており、前記回路基板上のマイクロコンピュータと前記ドライバー回路とは前記空気流量検出装置の空気取り入れ口より下流側に設けられており、
前記制御回路モジュールは、前記コネクタ部形成側とは異なる前記吸気通路を構成する吸気通路体の吸気通路の内壁面に面する側端部で、前記空気流量検出装置の下流側に設けられた固定部によって固定されており、
前記回路基板上を金属製のカバーで覆うか、または前記回路基板上を樹脂モールドすることによって前記回路基板上に取り付けられる電気回路部品を密封し、
前記制御回路モジュールの形状を前記吸気通路に挿入された際の空気の流れの上流側端で薄く、中央が膨らんでおり、下流端で再度薄くなる流線型に形成した
ことを特徴とする制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと内燃機関の点火装置とが電気的に接続される制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記回路基板には複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと内燃機関の絞り弁駆動用モータとが電気的に接続される制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと内燃機関の燃料ポンプのモータとが電気的に接続される制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかの端子を介して前記回路素子の少なくとも一つと外部信号線とが電気的に接続される制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記回路基板にはさらに複数の回路素子が設けられており、前記樹脂モールドコネクタ部に形成された前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の制御アクチュエータと電気的に接続されるものであり、前記電気端子の内のいくつかは内燃機関の運転状態を検出するセンサと電気的に接続されるものであり、前記回路基板に取り付けられている前記マイクロコンピュータは前記センサからの信号を取り込んで前記電気端子に前記アクチュエータ駆動信号を出力する制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記金属板には前記クランク角信号を取り込んで前記電気端子に前記点火装置のための点火信号を出力するマイクロコンピュータが取り付けられている制御回路モジュール。 - 請求項７に記載したものにおいて，
前記センサはアクセル開度センサを含み、前記制御回路モジュールは前記吸気通路体を流れる空気量を前記アクセル開度センサの出力に関連して制御するモータ駆動式のスロットバルブ装置と一体に組み立てられているか若しくは着脱可能に接合されている制御回路モジュール。 - 請求項８に記載したものにおいて，
前記金属板と前記スロットバルブの回転シャフトとは並行に配置されている制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記樹脂モールドコネクタ部は異なった方向に向いて開口する少なくとも２つの部分から構成されている制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記回路基板上には前記マイクロコンピュータと、その周辺回路である入出力インタフェース回路、出力ドライバー回路、電源回路を含む回路部品が実装されている制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記回路基板を前記金属板上に密着して固定するようにした制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記回路基板を覆う、前記金属製カバーを前記金属板に密着させて固定することにより前記回路基板を密封するようにした制御回路モジュール。 - 請求項１３に記載したものにおいて，
前記金属板に加えて前記金属製カバーにも回路部品を実装した制御回路基板を密着固定し、前記金属板上の制御回路基板と前記金属製カバー上の制御回路基板とを電気的に接続して構成した制御回路モジュール。 - 請求項７に記載したものにおいて，
前記金属板上に回路基板を密着させたモジュールを２つ設け、前記回路基板側を向かい合わせるように両者を対向せしめ、前記一方の金属板上の第１の回路基板と前記他方の金属板上の第２の回路基板とを電気的に接続して構成した制御回路モジュール。 - 請求項１に記載したものにおいて，
前記回路基板を樹脂モールドすることにより密封した制御回路モジュール。 - 請求項１６に記載したものにおいて，
前記樹脂モールドする樹脂は、樹脂成分中に異方性構造が存在する熱伝導率の高い樹脂に金属あるいは無機セラミックスのフィラを混合した高熱伝導樹脂である制御回路モジュール。 - 請求項１１に記載したものにおいて，
前記回路基板は、入力インタフェース回路、出力ドライバ回路、電源回路の少なくとも一つの回路が、ＬＳＩチップを用いて構成されている制御回路モジュール。
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