CN104411546B - 发动机控制单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机控制单元，其能够抑制产生因水、药品、振动、热量、干扰等引起的问题。ECU具备搭载了微机(21)的大致长方形的印刷电路板(1)。在印刷电路板(1)上具备在沿其长度方向的一个侧缘部排列设置有连接端子(5)的连接器部(2)。连接器部(2)的连接端子以设定位置为边界，长度方向的一方侧为输入用连接端子(5a)，另一方侧为输出用连接端子(5b)。在印刷电路板(1)的长度方向的大致中央部配置微机。在长度方向的一方侧配置作为输入接口电路(22)的电子部件，在另一方侧配置作为输出接口电路(23)的电子部件。

Description

发动机控制单元
技术领域
本发明涉及具备安装有微型控制器的印刷电路板，能在摩托车等车辆或具备发动机的各种通用设备中使用的发动机控制单元。
背景技术
在汽车的FI(燃料喷射)系统中，在燃料喷射系统的控制方面使用发动机控制单元(以下存在简称为ECU的情况)。近年来，即使在摩托车(例如自动双轮车、带动力机自行车)中也使用ECU，并且即使在更小型的摩托车中也使用ECU。另外，作为燃料喷射系统的控制，ECU例如进行燃料喷射装置中的燃料喷射时机的控制、控制燃料的喷射量，并且进行点火机构(点火火花塞)的点火时期的控制与空载转数(空载速度控制)的控制。另外，根据包括四轮汽车的车辆的种类，除了包括燃料喷射的燃料系统的控制、点火机构的控制以外，还存在例如进行吸排气系统、气门机构、起动控制、其他控制的情况。
进行这种控制的ECU例如具备安装有微型控制器(微机)并且一个侧缘部为具有多个连接端子的阳型连接器部的印刷电路板、和覆盖并收纳该印刷电路板的连接器部以外的部分的壳体(例如参照专利文献1)。
ECU的印刷电路板的连接器部连接在车辆侧的阴型连接器上。车辆侧的连接器一并连接从设在车辆上且输出信号的各种传感器、所控制的车辆的装置(被控制装置)引出的配线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-316650号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在车辆所搭载的ECU、尤其摩托车所搭载的ECU中，存在雨水的侵入、行驶时的振动或冲击、行驶时等有可能接触的药品的问题、ECU发热的问题、各种干扰的问题等。另外，在摩托车中，车辆越小型，越制约ECU的搭载空间，从而要求ECU小型化。并且，在ECU中混合了从各种传感器输入低电压的信号的部分、输出用于控制被控制装置的比较大的电流的部分，存在在流经较大电流的部分产生的热或干扰对输入低电压信号的部分带来不良影响之类的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够抑制由水、药品、振动、热量、干扰等引起的问题的产生的发动机控制单元。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的，本发明的发动机控制单元具备搭载了微型控制器的大致长方形的印刷电路板，该发动机控制单元的特征在于，沿上述印刷电路板的长度方向的该印刷电路板的一个侧缘部为在该侧缘部的至少一面侧具有沿上述长度方向排列设置的多个连接端子的连接器部，在上述连接器部上，以上述长度方向上所设定的位置为边界，在上述长度方向的一方侧设有信号输入用的上述连接端子，在上述长度方向的另一方侧设有控制输出用的上述连接端子，在上述印刷电路板上，在上述长度方向的大致中央部设有上述微型控制器，并且，以上述印刷电路板的上述长度方向的大致中央部为边界，在上述长度方向的一方侧设有与上述信号输入用的上述连接端子连接并且与上述微型控制器连接的输入接口用部件，在上述长度方向的另一方侧设有与上述控制输出用的上述连接端子连接并且与上述微型控制器连接的输出接口用部件。
根据这种结构，例如在ECU的印刷电路板中，例如沿长度方向的一个侧缘部为多个连接端子沿长度方向排列的连接器部。在该情况下，在长方形的印刷电路板中，例如沿车辆等具备发动机的连接器装置(发动机装置侧连接器装置)所连接的连接器部的印刷电路板的长度比与之正交的印刷电路板的进深长。
因此，印刷电路板的连接在发动机装置侧连接器装置上的部分的宽度比印刷电路板的进深长，在较长的距离范围内印刷电路板连接在发动机装置侧连接器装置上，从而构成经得住振动的结构。即，由于支撑印刷电路板的连接部分(连接器部)的宽度长，印刷电路板的离开上述连接部分的方向的距离(进深)短，因此，能够提高在连接部分的支撑印刷电路板(ECU)的强度，并且，能够减小由于ECU在振动时或冲击时振动而作用在上述连接部分的应力。另外，ECU以印刷电路板为主要的构成部件，纵横的长度大致由印刷电路板的纵横的长度决定。
另外，由于印刷电路板的连接器部设在印刷电路板的沿长度方向的侧缘部，因此，与在较短的一方的侧缘部设置连接器部的场合相比，能够较多地设置连接端子。由此，能够防止连接端子不足。另外，能够使剩下的连接端子作为预备连接端子，即使在设置多种ECU的情况、改进ECU而重新制造的情况下需要连接端子数比现状数量多的连接器部，也能以与现状的形状相同的连接器部对应。即，在制造比现状品级高的ECU或制造改进了的ECU时，即使所需的连接端子的数量增加，连接器部的形状也不会改变，因此，即使ECU为新的，也可以不改变发动机装置侧连接器装置侧的连接器的形状。
另外，在连接器部中，如上所述，在设定位置的一方侧配设信号输入用连接端子，在另一方侧配设控制输出用连接端子。另外，在印刷电路板的长度方向的大致中央部配置进行信号的输入或输出的微机，将从传感器等输入的信号输入微机的输入接口用部件配置在印刷电路板的长度方向的一方侧，向被控制装置供给控制用的信号(或电力)的输出接口用部件配置在印刷电路板的长度方向的另一方侧。
另外，由此，在印刷电路板上，在比其长度方向的大致中央部更靠一方侧，配置与信号输入用连接端子、输入接口用部件、及微机连接的配线图案。另外，在印刷电路板上，在比其长度方向的大致中央部靠另一方侧，配置与控制输出用连接端子、输出接口用部件、微机连接的配线图案。
这样，通过以进行信号的输入或输出的微机为中心，将电子部件、连接端子、配线图案分为输入侧与输出侧，能够使电子部件、配线图案配置的空间效率最优化，能够实现印刷电路板的面积的减小。由此，能够实现ECU的小型化。
另外，输出侧对被控制部件供给比较大的电力，因此，为容易与发热一起产生干扰的状况，但由于输出侧的电子部件及配线图案与输入侧的电子部件及配线图案分开配置，因此，能够实现输入侧的电子部件及配线图案不易受到输出侧的热量或干扰的影响的结构。
另外，通过如上那样提高配线图案的空间效率，配线图案中的配线的距离变短，成为更难以受到干扰影响的结构。
在本发明的上述结构中，优选上述印刷电路板的除了连接器部的部分被转送成形而成的树脂覆盖而封闭。
根据这种结构，由于印刷电路板的除了连接器部的部分由由转送成形而成的模制树脂封闭，因此，耐水性、耐药品性优异。另外，通过由模制树脂覆盖电子部件，虽然存在热量容易闷在内部的担忧，但如上所述，由于输出侧的电子部件或配线图案与输入侧的电子部件或配线图案分开配置，因此，能够抑制输入侧的信号输入相关的电子部件受到热量的影响。
另外，模制树脂具有比较大的弹性，并且，以比成形时高的收缩率收缩而产生变形，因此，在成形后产生应力。因此，当模制树脂部分的体积较大时，有可能在成形后产生翘曲。因此，印刷电路板为了减小模制树脂的尺寸，优选面积小，优选通过为上述那样的空间效率高的配置而减小印刷电路板的面积，减小模制树脂的尺寸，从而抑制产生翘曲。
另外，在本发明的上述结构中，上述印刷电路板为四层以上，分为设有与上述输入接口用部件连接的小电力用接地部的层、与设有与上述输出接口用部件连接的大电力用接地部的层。
根据这种结构，在具有四层以上的层的基板中，由于分为设有连接输入接口用部件的小电力用接地部的层与设有连接输出接口用部件的大电力用接地部的层，因此，能够防止输出侧的热量或干扰影响到输入侧。
发明效果
根据本发明，能够使ECU成为经得住行驶时的振动或冲击的结构。另外，通过分开配置存在流经较大的电流的情况的输出侧的电子部件与输入侧的电子部件，能够提高电子部件及配线图案的空间效率，并且，防止在输出侧的电子部件等产生的热量或干扰影响到输入侧的电子部件。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的ECU的印刷电路板的俯视图。
图2是表示上述ECU的立体图。
图3是表示上述ECU的俯视图。
图4是表示上述ECU的仰视图。
图5是表示上述ECU的主视图。
图6是表示上述ECU的侧视图。
图7是表示上述印刷电路板的概略结构的方框图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
该实施方式的ECU例如用于作为车辆的摩托车，是FI系统中控制燃料喷射装置的燃料喷射时机及燃料的喷射量、空载转数(空载速度控制阀)以及点火机构的点火时期的ECU。在该ECU上例如连接有燃料喷射装置、燃料泵、空载速度控制阀的驱动装置、以及点火线圈的驱动电路等被控制装置，为了进行这些装置的控制，例如连接有曲轴转角传感器、吸气温度传感器、吸气压力传感器、发动机温度传感器以及节气门传感器等传感器。
这种ECU具备图1所示的印刷电路板1，如图2～图6所示，在该印刷电路板1上，通过转送成形设有覆盖并封闭除了后述的连接器部2的部分的模制树脂3。另外，在图1中未图示，但印刷电路板1具有两个侧面，在各侧面形成电路图案并且安装有电子部件。另外，在此，将印刷电路板1的一方的侧面设为表面，将另一方侧的侧面设为背面。另外，可以交换表面与背面。
印刷电路板1是四层基板，例如具备作为两个露出的侧面的两个层与内部的两个层，在露出的两个层上设有配线图案且安装有电子部件。内部的两层分别为具备电源及接地用的图案的层。
印刷电路板1大致是长方形(矩形)，长边相对于短边例如为1.1倍以上，在该实施方式中，为1.8倍左右(1.6至2倍左右)，但可以为其以上的倍率。
该大致长方形的印刷电路板1的沿长度方向的侧缘部(较长的一方的侧缘部)之一为连接器部2。在连接器部2上，在其两面沿印刷电路板1的长度方向等间隔地排列设置有多个连接端子5。另外，在印刷电路板1的连接器部2的左右设有半圆状的切口部8，从该切口部8到印刷电路板1的连接器部2侧的侧缘为连接器部2，其从模制树脂3露出。
另外，在连接器部2上，在印刷电路板1的长度方向的中央部附近，稍微离开中央的位置设有向连接器部2的侧缘侧敞开且长度沿与印刷电路板1的长度方向正交的方向的狭缝6。狭缝6的沿上述长度方向的宽度为能配置一个连接端子5的长度，由于存在狭缝6，因此，不配置连接端子5，隔着该狭缝6配置的连接端子5彼此的间隔比其他部分长。另外，连接器部2作为印刷电路板1的一部分为板状的构件，分别设在连接器部2的两面(表背面)的连接端子5例如是镀铜等金属并固定在连接器部2的表背面。
另外，为了能够在向印刷电路板1上成形模制树脂3时、向车辆侧连接器连结印刷电路板1的连接器部2时，判别印刷电路板1的表背面，狭缝6偏移配置在连接器部2的相对于印刷电路板1的长度方向的中央稍微偏离的位置。
如图2～图6所示，连接器部2以外的部分由模制树脂3覆盖。模制树脂3内部基本上以尽量没有空隙的方式成形，即形成为实心。模制树脂3以覆盖印刷电路板1的除了连接器部2的部分的表背面以及除了连接器部2的三个侧缘部的方式形成。
模制树脂3形成为厚壁的板状，并且，印刷电路板的较短侧的侧缘部的侧面为大致弯曲为半圆柱状的形状。因此，当从印刷电路板1的连接器部2露出的正面侧观察模制树脂3时，左右的侧面为半圆状。
另外，在为模制树脂3的厚度的大致一半的位置配置印刷电路板。
另外，在模制树脂3的表面(上表面)设有卡定用凸部7，该卡定用凸部7卡定在设于连接ECU的连接器部2的车辆侧连接器(省略图示)上并覆盖ECU的模制树脂3的外周的筒状的罩的卡定孔中。由此，ECU的连接器部2不会从车辆侧连接器脱离。
另外，在模制树脂3的左右侧面分别设有肋状的导向凸部12，该导向凸部12被设在上述罩的内周面并用于对ECU向罩内的插入进行导向的导向部引导。另外，在模制树脂3的表面设有一对凸部10，在模制树脂3的背面设有一对凸部11，这些凸部11、12为与罩的内周面大致抵接的状态。利用这些凸部10、11、导向凸部12、卡定用凸部7来限制ECU在罩内的移动(振动)。
在这种ECU中，在印刷电路板1中，如图7的方框图所示，配置有电子部件(省略图示)而进行表面安装。
在长方形的印刷电路板1上，如上所述，在印刷电路板1的沿长度方向的一个侧缘部设置具有沿长度方向排列设置的连接端子5的连接器部2。在该连接器部2中，以作为印刷电路板1的长度方向的设定位置配置在长度方向的大致中央部的狭缝6为边界，长度方向的一方侧(图7中右侧)的连接端子5例如为与从上述各种传感器引出的配线连接且输入来自传感器的信号的信号输入用连接端子5a。另外，在输入用连接端子5a中存在未连接配线的预备连接端子。存在预备连接端子例如用于变更了ECU的规格的新产品中的情况。
另外，在连接器部2中，以作为印刷电路板1的长度方向的设定位置的狭缝6为边界，长度方向的另一方侧(图7中左侧)的连接端子5例如为用于向上述燃料喷射装置等被ECU控制的被控制装置输出作为控制用输出的控制信号或驱动电力等的控制输出用连接端子5b。另外，在控制输出用连接端子5b上也存在未连接配线的预备连接端子。存在预备连接端子例如用于变更了ECU的规格的新产品的情况。
在印刷电路板1上，例如设有用于进行上述燃料喷射装置等被控制装置的控制的周知的微机21。微机21配置在印刷电路板1的一方的侧面(例如表面)的长度方向的大致中央部。微机21是例如具备CPU核，并且具备ROM、RAM等存储器的例如单片微机。
来自上述各种传感器的信号通过信号输入用连接端子5a、作为输入接口电路22的输入接口用部件、设在印刷电路板1上的配线图案而输入微机21。
作为该输入接口电路22的多个电子部件(可以是一个电子部件)配置在印刷电路板1的比长度方向的大致中央部更靠该长度方向的一方侧(图7中右侧)。作为该输入接口电路22的多个电子部件例如将从外部输入的信号转换为能从微机21的输入端子输入的形式。基本上，输入接口用的电子部件处理0.5V等低电压的信号，不需要较高的电流，以较小的电力进行动作。
另外，从微机21向上述各种被控制装置输入的、用于控制这些被控制装置的控制信号或驱动被控制装置的驱动电力从微机21经由作为输出接口电路23的输出接口用电子部件、设在印刷电路板1上的配线图案，从控制输出用连接端子5a输出至被控制装置。
作为该输出接口电路22的多个电子部件(可以是一个电子部件)配置在印刷电路板1的比长度方向的大致中央部更靠该长度方向的另一方侧(图7中左侧)。作为该输出接口电路22的电子部件根据从微机输出的控制用信号，输出与被控制装置对应的控制信号或驱动电流。该输出的电流根据情况，存在例如近似为2安培的可能性。
另外，在作为四层基板的印刷电路板1中，设有连接作为输入接口电路22的输入接口用部件的接地端子的上述接地部的内部层与设有连接作为输出接口电路23的输出接口用部件的接地端子的接地部的内部层为不同的层。
印刷电路板1能在表面的层与背面的层双方上安装电子部件，例如在表面安装微机21，并且如上述那样安装输入接口用部件及输出接口用部件，即使在背面侧，也如上述那样将输入接口用部件与输出接口用部件分别配置在长度方向的一方侧与另一方侧。
在这种ECU中，在处理比较大的电力的输出接口电路23侧，由发热引起的温度上升或干扰的产生量比输入接口电路22侧大，这有可能对输入接口侧带来不良影响。相对于此，在本实施方式中，如上所述，由于将配置输入侧的连接端子5a、基板上的输入侧的配线图案、输入侧的电子部件(输入接口电路22)的区域与配置输出侧的连接端子5b、基板上的输出侧的配线图案、输出侧的电子部件(输出接口电路23)的区域分开，因此，能够抑制输出侧的热或干扰对输入侧带来不良影响。
另外，在长方形状的印刷电路板1中，在其长度方向的大致中央部配置具有输入输出端子的微机，通过将与该微机21的输入端子侧连接的配线图案、输入侧电子部件、输入侧的连接端子5a、和与微机21的输出端子侧连接的配线图案、输出侧电子部件、输出侧的连接端子5b分别配置在印刷电路板1的比长度方向的大致中央靠一方侧与靠另一方侧，能有效地配置这些部件，防止由配置电子部件引起的配线变长，从而缩短配线图案的配线。
由此，能够实现印刷电路板1的面积的缩小，实现ECU的小型化。另外，通过缩短配线图案的配线，能够提高对干扰的耐受性。另外，在作为四层基板的印刷电路板1中，通过使设有连接输入接口用部件的接地端子的接地部的内部层与设有连接输出接口用部件的接地端子的接地部的内部层互相为不同的层，能进一步防止输出侧的干扰或热量对输入侧带来不良影响。
另外，由于将连接器部2设置在印刷电路板1的沿长度方向的较长一侧的侧缘部，因此，与在较短侧的侧缘部设置连接器部的场合相比，能设置更多的连接端子5。在该情况下，在现状的产品中剩余有连接端子的情况下，则即使开发新产品时所需的连接端子数增加，也能使用与现状相同形状的连接器部2。由此，即使为所需的连接端子增加的新产品，作为连接器部2及连接在连接器部2上的车辆侧的连接器，也能使用与旧产品相同形状的装置，因此，不需要重新设计连接器部2、连接在该连接器部2上的连接器或改变制造装置的一部分，能够实现成本的降低。
另外，在车辆行驶时，振动或冲击作用在ECU上，但连接在车辆侧的连接器上的连接器部2的长度比沿离开连接器的方向的ECU的长度长，能够为难以受到振动或冲击的影响的结构。另外，ECU的印刷电路板1的除了连接器部2的部分被模制树脂覆盖而变重，但通过如上所述缩短从ECU的连接器部2延伸的长度，能够减少振动时或冲击时作用在连接器部2与车辆侧连接器的连接部的应力，能够防止在连接部上作用较大的负荷。
本发明的ECU除了在车辆中使用以外，例如能够在割草机、链锯、农药喷洒机、家用发电机等各种通用设备中用于发动机控制。
符号的说明
1—印刷电路板，2—连接器部，3—模制树脂，5—连接端子，5a—信号输入用连接端子，5b—控制输出用连接端子，6—狭缝(设定位置)，21—微机(微型控制器)，22—输入接口电路(输入接口用部件)，23—输出接口电路(输出接口用部件)。

Claims (3)

1.一种发动机控制单元，其具备搭载了微型控制器的大致长方形的印刷电路板，该发动机控制单元的特征在于，
沿上述印刷电路板的长度方向的该印刷电路板的一个侧缘部为在该侧缘部的至少一面侧具有沿上述长度方向排列设置的多个连接端子的连接器部，
在上述连接器部上，以上述长度方向上所设定的位置为边界，在上述长度方向的一方侧设有信号输入用的上述连接端子，在上述长度方向的另一方侧设有控制输出用的上述连接端子，
在上述连接器部上，在相对于上述长度方向的中央偏离的位置偏移设置狭缝，该狭缝向上述连接器部的侧缘侧敞开，且沿着与上述长度方向正交的方向，在上述印刷电路板上，在上述长度方向的大致中央部设有上述微型控制器，并且，以上述印刷电路板的上述长度方向的大致中央部为边界，在上述长度方向的一方侧设有与上述信号输入用的上述连接端子连接并且与上述微型控制器连接的输入接口用部件，在上述长度方向的另一方侧设有与上述控制输出用的上述连接端子连接并且与上述微型控制器连接的输出接口用部件。
2.根据权利要求1所述的发动机控制单元，其特征在于，
上述印刷电路板的除了连接器部的部分被转送成形而成的树脂覆盖而封闭。
3.根据权利要求1或2所述的发动机控制单元，其特征在于，
上述印刷电路板为四层以上，分为设有与上述输入接口用部件连接的小电力用接地部的层、与设有与上述输出接口用部件连接的大电力用接地部的层。
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