JP4282938B2 - 制御回路モジュール - Google Patents
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Description
【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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