DE112019000311T5

DE112019000311T5 - Elektronische Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE112019000311T5
Application number: DE112019000311.9T
Authority: DE
Inventors: Yoko Ohkubo; Masahiro Toyama; Hideyuki Sakamoto
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2020-09-10
Also published as: US11246246B2; WO2019181290A1; JPWO2019181290A1; JP7158463B2; US20210015008A1

Abstract

Es wird eine elektronische Steuereinrichtung geschaffen, die einen Austritt von Hochfrequenzstrahlungsrauschen, das von einer Rauschquelle abgestrahlt wird, zur Außenseite unterdrücken kann.Die elektronische Steuereinrichtung enthält eine Hochfrequenzschaltung 104, von der mindestens ein Teil mit einer Hochfrequenz angesteuert wird, eine gedruckte Leiterplatte 101, auf der eine Niederfrequenzschaltung 103, die mit einer Niederfrequenz angesteuert wird, montiert ist, ein Gehäuse 100, das aus Metall hergestellt ist und das die gedruckte Leiterplatte 101 gemeinsam mit der Hochfrequenzschaltung 104 und der Niederfrequenzschaltung 103 enthält, mehrere Hochfrequenzverbinder 106a bis 106f, um Signale, die mit der Hochfrequenzschaltung 104, die auf der gedruckten Leiterplatte 101 montiert ist, in Beziehung stehen, zu und von der Außenseite des Gehäuses zu senden bzw. zu empfangen, einen Niederfrequenzverbinder 105 um Signale, die mit der Niederfrequenzschaltung 103, die auf der gedruckten Leiterplatte 101 montiert ist, in Beziehung stehen, zu und von der Außenseite des Gehäuses zu senden bzw. zu empfangen, und eine Trennwand 203, um die Ausbreitung von Strahlungsrauschen, das durch Ansteuern der Hochfrequenzschaltung 104 abgestrahlt wird, zum Niederfrequenzverbinder 105 zu unterdrücken.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuereinrichtung.
Technischer Hintergrund
Eine elektronische Steuereinrichtung, die in einem Personenkraftwagen oder dergleichen verwendet werden soll, enthält eine gedruckte Leiterplatte, auf der eine Halbleitervorrichtung und dergleichen montiert sind. Die elektronische Steuereinrichtung besitzt die hohe Rechenleistungsfähigkeit, die erforderlich ist, um ein Fahrunterstützungssystem wie z. B. ein Kollisionsschadensverringerungsbremsen und ein automatisches Fahren zu realisieren. Deshalb ist es erforderlich, eine Halbleitervorrichtung mit hoher Betriebsfrequenz in eine elektronische Steuereinrichtung eines Personenkraftwagens einzubauen. Ferner ist es erforderlich, eine Halbleitervorrichtung mit einer niedrigen Betriebsfrequenz einzubauen, um ein herkömmliches Kommunikationssystem wie z. B. eine Controllerbereichsnetzkommunikation (CAN-Kommunikation) zu unterstützen.
Andererseits erzeugt eine Halbleitervorrichtung unnötiges Strahlungsrauschen aufgrund ihres Betriebsstroms und es ist erforderlich, den Einfluss von derartigem Strahlungsrauschen auf weitere Vorrichtungen zu unterdrücken. Der zulässige Pegel von derartigem Strahlungsrauschen ist durch das Comité International Special des Perturbations Radioélectriques (CISPR), das ein Spezialkomitee der internationalen elektrotechnischen Kommission (IEC) ist, genormt, wobei z. B. Frequenzen von Strahlungsrauschen von Komponentenmodulen, die in Personenkraftmagen eingebaut sind, bis zu 960 MHz definiert sind.
Als eine Technik in Bezug auf die Unterdrückung von Strahlungsrauschen offenbart z. B. PTL 1 ein Hochfrequenzabschirmgehäuse, das aus Metall hergestellt ist und in einer Gehäuseform gebildet ist, die eine Außenwand besitzt, die mit einem Durchgangsloch versehen ist, wobei der Innenraum des Gehäuses durch eine Trennwand, die mit einem Durchgangsloch versehen ist, unterteilt ist. In der Umfangsfläche des Durchgangslochs der Trennwand sind mehrere versenkte Nuten in vorgegebenen Intervallen entlang der Umfangsfläche in einem Zustand gebildet, in dem sie die Durchgangsrichtung des Durchgangslochs schneiden. Ferner sind mehrere Vorsprünge zwischen den versenkten Nuten und auf ihren beiden Seiten derart vorgesehen, dass sie gegenläufig zueinander vorstehen.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2010-245232 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Währenddessen ist es in einer elektronischen Steuereinrichtung eines Personenkraftwagens aufgrund eines Anstiegs der erforderlichen Rechenleistung nötig, eine Halbleitervorrichtung (Hochfrequenzschaltung) mit einer hohen Betriebsfrequenz einzubauen.
Deshalb ist es nötig, eine Hochfrequenzschaltung und eine Halbleitervorrichtung mit einer niedrigen Betriebsfrequenz (Niederfrequenzschaltung) auf einer Platine anzuordnen. Zusammen damit ist es nötig, die elektronische Steuereinrichtung zum Verbinden mit einer externen Vorrichtung mit einem Niederfrequenzverbinder und einem Hochfrequenzverbinder zu versehen. Allerdings weist ein Niederfrequenzverbinder eine größere Größe als ein Hochfrequenzverbinder auf, weil er zum Eingeben nicht nur von Kommunikationssignalen wie z. B. CAN sondern auch Leistung und Masse verwendet wird, und ist häufig aus Harz hergestellt. Deshalb besteht Sorge über einen Austritt von Strahlungsrauschen aus der Hochfrequenzschaltung zur Außenseite der elektronischen Steuereinrichtung durch den Niederfrequenzverbinder.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Umstände gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Steuereinrichtung zu schaffen, die einen Austritt von Hochfrequenzstrahlungsrauschen, das von einer Rauschquelle abgestrahlt wird, zur Außenseite unterdrücken kann.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung enthält mehrere Mittel für die Lösung der oben beschriebenen Probleme. Ein Beispiel davon enthält eine Platine, auf der eine elektronische Hochfrequenzkomponente montiert ist, das mit einer vorgegebenen oder einer höheren Frequenz arbeitet, ein Gehäuse, das aus Metall hergestellt ist und die Platine enthält, einen Hochgeschwindigkeitskommunikationsverbinder, der auf der Platine montiert ist und zum Verbinden zur Außenseite verwendet wird, und einen Niedergeschwindigkeitskommunikationsverbinder, der auf der Platine montiert ist, zum Verbinden zur Außenseite verwendet wird und eine Kommunikationsgeschwindigkeit besitzt, die kleiner als die Kommunikationsgeschwindigkeit des Hochgeschwindigkeitsverbinders ist. Das Gehäuse enthält eine Trennwand, die zwischen der elektronischen Hochfrequenzkomponente und dem Niedergeschwindigkeitskommunikationsverbinder vorgesehen ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Austritt von Hochfrequenzstrahlungsrauschen, das von einer Rauschquelle abgestrahlt wird, zur Außenseite unterdrückt werden.
Figurenliste

[1] 1 ist eine perspektivische Ansicht, die die äußere Erscheinung einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform schematisch zeigt.
[2] 2 ist eine Explosionsdarstellung der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
[3] 3 ist eine Querschnittansicht, die entlang einer Ebene entlang einer Oberseite einer Platine der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform genommen wurde.
[4] 4 ist eine Explosionsdarstellung einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß Änderung 1 der ersten Ausführungsform.
[5] 5 ist eine Querschnittansicht bei einer Position einer Trennwand der elektronischen Steuereinrichtung gemäß Änderung 1 der ersten Ausführungsform.
[6] 6 ist eine Explosionsdarstellung einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß Änderung 2 der ersten Ausführungsform.
[7] 7 ist eine Querschnittansicht, die entlang einer Ebene entlang einer Oberseite einer Platine einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß Änderung 3 der ersten Ausführungsform genommen wurde.
[8] 8 ist eine Querschnittansicht bei einer Position einer Trennwand der elektronischen Steuereinrichtung gemäß Änderung 3 der ersten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist festzuhalten, dass in der unten gegebenen Beschreibung eine elektronische Steuereinrichtung, die in einem Personenkraftwagen oder dergleichen (eine sogenannte an einem Fahrzeug montierte elektronische Steuereinrichtung) verwendet wird, als ein Beispiel beschrieben wird. Allerdings ist die vorliegende Erfindung auf eine elektronische Steuereinrichtung außer eine an einem Fahrzeug montierte elektronische Steuereinrichtung anwendbar. Ferner kann in der unten gegebenen Beschreibung dann, wenn mehrere gleiche Komponenten vorhanden sind, ein Buchstabe am Ende eines Bezugszeichens (einer Zahl) angefügt werden, jedoch kann der Buchstabe ausgelassen werden und diese Komponenten können insgesamt ausgedrückt werden. Das heißt z. B. dann, wenn sechs gleiche Hochfrequenzverbinder 106a bis 106f vorhanden sind, kann auf sie gemeinsam als ein Hochfrequenzverbinder 106 Bezug genommen werden.
<Erste Ausführungsform>
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die die äußere Erscheinung einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform schematisch zeigt, 2 ist eine Explosionsdarstellung und 3 ist eine Querschnittansicht in einer Ebene entlang einer Oberseite einer Platine.
Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, enthält eine elektronische Steuereinrichtung 1 eine gedruckte Leiterplatte 101, auf der elektronische Komponenten montiert sind, ein Gehäuse 100, das aus Metall hergestellt ist und das die gedruckte Leiterplatte 101 enthält, und Verbinder 105 und 106, die auf der gedruckten Leiterplatte 101 montiert sind und zum Durchführen einer Kommunikation mit der Außenseite verwendet werden. Wie in 2 gezeigt ist, sind auf der gedruckten Leiterplatte 101 eine Hochfrequenzschaltung 104 (elektronische Hochfrequenzkomponenten), die mit einer Hochfrequenz angesteuert wird, und eine Niederfrequenzschaltung 103 (elektronische Niederfrequenzkomponenten), die mit einer niedrigen Frequenz angesteuert wird, gemeinsam derart montiert, dass sie in einen Hochfrequenzbereich und einen Niederfrequenzbereich getrennt sind. Die Niederfrequenzschaltung 103 ist auf der Seite des Niederfrequenzverbinders 105 angeordnet und die Hochfrequenzschaltung 104 ist auf der Seite des Hochfrequenzverbinders 106 angeordnet. Ferner ist die gedruckte Leiterplatte 101 mit mehreren (z. B. sechs) Hochfrequenzverbindern 106a bis 106f zum Senden und Empfangen von Signalen, die mit der Hochfrequenzschaltung 104 in Beziehung stehen, zu bzw. von der Außenseite des Gehäuses und dem Niederfrequenzverbinder 105 zum Senden und Empfangen von Signalen, die mit der Niederfrequenzschaltung 103 in Beziehung stehen, zu bzw. von der Außenseite des Gehäuses versehen. Der Niederfrequenzverbinder 105 und der Hochfrequenzverbinder 106 sind derart angeordnet, dass sie durch das Gehäuse 100 zur Außenseite des Gehäuses 100 verlaufen.
Die gedruckte Leiterplatte 101 ist derart gebildet, dass sie eine mehrschichtige Struktur besitzt, die eine Masse (eine sogenannte Signalmasse), die als ein Bezugspotential zum Ansteuern in der Hochfrequenzschaltung 104 und der Niederfrequenzschaltung 103 dient, und eine Masse (eine sogenannte Rahmenmasse), die während der Trennung von der Signalmasse vorgesehen ist, enthält. Auf einer Oberflächenseite der gedruckten Leiterplatte 101 (oberste Oberflächenseite) sind die Niederfrequenzschaltung 103 und die Hochfrequenzschaltung 104 montiert. Ferner ist der Niederfrequenzverbinder 105 in der Nähe der Niederfrequenzschaltung 103 montiert und ist der Hochfrequenzverbinder 106 in der Nähe der Hochfrequenzschaltung 104 montiert. Es ist festzuhalten, dass zur Zweckmäßigkeit der Erklärung auf eine Oberfläche auf der oberen Seite der gedruckten Leiterplatte 101 z. B. in 3 als eine Oberseite Bezug genommen wird und auf eine Oberfläche auf der unteren Seite als eine Unterseite Bezug genommen wird.
Die Niederfrequenzschaltung 103 enthält z. B. einen Steuerprozessor, eine umfangreiche Integration (LSI), eine Sende-/Empfangseinrichtung eines Controllerbereichsnetzes (CAN) und eine Stromversorgungsschaltung, um sie anzusteuern. Die Niederfrequenzschaltung 103 ist auf der Oberseite der gedruckten Leiterplatte 101 durch Löten oder dergleichen montiert.
Der Niederfrequenzverbinder 105 wird verwendet, um eine Stromversorgung, eine Masse und dergleichen einzugeben und Niedergeschwindigkeitskommunikationssignale wie z. B. CAN zwischen der gedruckten Leiterplatte 101 und der Außenseite des Gehäuses 100 zu senden und zu empfangen, und ist z. B. aus Harz oder dergleichen hergestellt. Der Niederfrequenzverbinder 105 ist auf derselben Oberseite der gedruckten Leiterplatte 101 wie die Niederfrequenzschaltung 103 und in der Nähe der Niederfrequenzschaltung 103 durch Löten oder dergleichen montiert.
Die Hochfrequenzschaltung 104 enthält z. B. einen Steuerprozessor, eine LSI, eine feldprogrammierbare Gate-Anordnung (FPGA), einen Speicher, eine Sende-/Empfangseinrichtung für Ethernet (eingetragenes Warenzeichen) und eine Leistungsversorgungsschaltung, um sie anzusteuern. Die Hochfrequenzschaltung 104 besitzt in mindestens einem ihrer Teile eine elektronische Komponente, die mit einer Betriebsfrequenz von 1 GHz oder höher (einer sogenannten Hochfrequenz) angesteuert wird.
Der Hochfrequenzverbinder 106 wird verwendet, um Hochgeschwindigkeitskommunikationssignale wie z. B. des Ethernet (eingetragenes Warenzeichen) zwischen der gedruckten Leiterplatte 101 und der Außenseite des Gehäuses 100 zu senden und zu empfangen und ist z. B. als ein Metallkoaxialverbinder gebildet. Der Hochfrequenzverbinder 106 ist auf derselben Oberfläche der gedruckten Leiterplatte 101 wie die Hochfrequenzschaltung 104 und in der Nähe der Hochfrequenzschaltung 104 durch Löten oder dergleichen montiert. Der Hochfrequenzverbinder 106 ist ein Verbinder zur Hochgeschwindigkeitskommunikation, die eine höhere Kommunikationsgeschwindigkeit als die des Niederfrequenzverbinders 105 besitzt.
Es ist festzuhalten, dass die Definition von Hochfrequenz und Niederfrequenz abhängig von der Schaltungskonfiguration der elektronischen Steuereinrichtung 1 verschiedene Einstellungen enthalten kann. Zum Beispiel kann 10 kHz zuvor als eine Bezugsfrequenz (erste Bezugsfrequenz) bestimmt worden sein und eine Ansteuerfrequenz von 10 kHz oder höher (d. h. eine Frequenz höher als 1 GHz) kann als eine Hochfrequenz betrachtet werden. Ferner kann eine Bezugsfrequenz (zweite Bezugsfrequenz) zuvor niedriger als 10 kHz bestimmt worden sein und eine Ansteuerfrequenz niedriger als diese Frequenz kann als eine Niederfrequenz definiert sein. Ferner kann erwogen werden, eine gemeinsame Bezugsfrequenz für Hochfrequenz und Niederfrequenz zu definieren (d. h. die erste Bezugsfrequenz und die zweite Bezugsfrequenz sind dieselbe Frequenz).
Das Gehäuse 100 enthält eine Metallgrundplatte 201, die derart angeordnet ist, dass sie die gedruckte Leiterplatte 101 von einer Oberflächenseite (d. h. der Oberseite) abdeckt, und eine Metallabdeckung 202, die derart angeordnet ist, dass sie die gedruckte Leiterplatte 101 von der anderen Oberflächenseite (d. h. der Unterseite) gemeinsam mit der Metallgrundplatte 201 abdeckt.
Die Metallgrundplatte 201 besitzt z. B. eine rechteckige parallelepipedartige Außenform, die einen Raum zum Aufnehmen der gedruckten Leiterplatte 101 auf der Unterseite besitzt. Bei den vier Ecken auf ihrer Unterseite sind mehrere Befestigungslöcher (Schraubenlöcher) 205 zum Befestigen der Metallabdeckungen 202 mit Metallschrauben vorgesehen. Die Metallabdeckung 202 besitzt z. B. eine rechteckige Außenform, die der Metallgrundplatte 201 entspricht, und besitzt mehrere Befestigungslöcher (Schraubenlöcher) 204 zum Befestigen an der Metallgrundplatte 201 bei Positionen in ihren vier Ecken, die den Befestigungslöchern 205 entsprechen. Die Metallabdeckung 202 ist an der Metallgrundplatte 201 durch Befestigen der Befestigungslöcher (Schraubenlöcher) 204 der Metallabdeckung 202 und der Befestigungslöcher 205 der Metallgrundplatte 201 mit Metallschrauben befestigt.
In den Befestigungslöchern 205 auf der Unterseite der Metallgrundplatte 201 sind mehrere Befestigungslöcher (Schraubenlöcher) 207 zum Befestigen der gedruckten Leiterplatte 101 vorgesehen. Ferner sind bei Positionen, die den Befestigungslöchern 207 der gedruckten Leiterplatte 101 entsprechen, mehrere Befestigungslöcher 102 zum Befestigen der Metallgrundplatte 201 vorgesehen. Die gedruckte Leiterplatte 101 ist an der Metallgrundplatte 201 durch Befestigen der Befestigungslöcher (Schraubenlöcher) 102 der gedruckten Leiterplatte und der Befestigungslöcher 207 der Metallgrundplatte 201 mit Metallschrauben befestigt.
Das Befestigungsloch 102 der gedruckten Leiterplatte 101 ist mit einer Rahmenmasse in der gedruckten Leiterplatte 101 verbunden. Das heißt, die Rahmenmasse der gedruckten Leiterplatte 101 und die Metallgrundplatte 201 sind durch eine Metallschraube elektrisch gekoppelt.
In der Metallgrundplatte 201 ist dann, wenn sie als das Gehäuse 100 montiert ist, auf mindestens einer Oberflächenseite (hier der Oberseite) der gedruckten Leiterplatte 101 eine Trennwand 203 vorgesehen, um den Innenraum des Gehäuses 100 in einen Raum, in dem die Hochfrequenzschaltung 104 und der Hochfrequenzverbinder 106 angeordnet sind, (Hochfrequenzbereich) und einen Raum, in dem die Niederfrequenzschaltung 103 und der Niederfrequenzverbinder 105 angeordnet sind, (Niederfrequenzbereich) zu unterteilen. In 2 ist die Position, die der Trennwand 203 entspricht, durch gestrichelte Linien mit einem Bezugszeichen 203 angegeben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Trennwand 203 mit der Metallgrundplatte 201 einteilig gebildet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und eine getrennt Gebildete kann später verbunden werden. Der Wert ihres einteiligen Gestaltens ist, dass eine Lücke zwischen der Trennwand 203 und der Metallgrundplatte 201 unterdrückt werden kann, derart, dass die Rauschdämpfungswirkung verbessert werden kann und die Herstellungskosten verringert werden können.
Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann durch Vorsehen der Trennwand 203 zwischen der Hochfrequenzschaltung 104 und dem Niederfrequenzverbinder 105 das Strahlungsrauschen, das sich zur Seite der Niederfrequenzschaltung 103 ausbreitet, des Strahlungsrauschens, das durch das Ansteuern der Hochfrequenzschaltung 104 in den Innenraum des Gehäuses 100 abgestrahlt wird, gedämpft werden und die Ausbreitung zum Niederfrequenzverbinder 105 kann unterdrückt werden. Mit anderen Worten bildet die Trennwand 203 eine Unterdrückungseinheit, die Rauschen, das von der Hochfrequenzschaltung 104 zum Niederfrequenzverbinder 105 abgestrahlt wird, unterdrückt.
Außerdem sind elektronische Komponenten derart auf der gedruckten Leiterplatte 101 montiert, dass sie in einen Hochfrequenzbereich, in dem lediglich die Hochfrequenzschaltung montiert ist, und einen Niederfrequenzbereich, in dem lediglich die Niederfrequenzschaltung montiert ist, unterteilt ist, und die Trennwand 203 ist zwischen dem Niederfrequenzbereich und dem Hochfrequenzbereich vorgesehen. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, Rauschen zum Niederfrequenzverbinder 105 mit einem wirksamen Montagebereich auf der Platine zu unterdrücken.
In einem Zustand, in dem die gedruckte Leiterplatte 101 an der Metallgrundplatte 201 befestigt ist, ist ein Zwischenraum zwischen der Trennwand 203 und der gedruckten Leiterplatte 101 vorgesehen, um zu verhindern, dass die Trennwand 203 mit der gedruckten Leiterplatte 101 und den elektronischen Komponenten, die auf der gedruckten Leiterplatte 101 montiert sind, in Kontakt ist. Auf der Unterseite der Trennwand 203 ist mindestens ein Befestigungsloch (Schraubenloch) 206 vorgesehen.
Zwischen der Niederfrequenzschaltung 103 und der Hochfrequenzschaltung 104 der gedruckten Leiterplatte 101 ist ein Befestigungsloch (Schraubenloch) 208 bei einer Position vorgesehen, die dem Befestigungsloch 206 der Trennwand 203 entspricht. Ferner ist die Metallabdeckung 202 mit Befestigungslöchern (Schraubenlöchern) 209 bei Positionen, die den Befestigungslöchern 206 und 208 entsprechen, versehen. Durch Befestigen des Befestigungslochs 209 der Metallabdeckung 202 und des Befestigungslochs 206 der Trennwand 203 aneinander mit einer Metallschraube über das Befestigungsloch 208 der gedruckten Leiterplatte 101 werden die Metallgrundplatte 201 und die Metallabdeckung 202 und die Rahmenmasse der gedruckten Leiterplatte 101 gleichstromgekoppelt, um dasselbe Potential zu besitzen.
Die Metallgrundplatte 201 und die Metallabdeckung 202 sind durch Befestigen der Schraubenlöcher 207 und der Schraubenlöcher 204 mit Metallschrauben gleichstromgekoppelt. Die Metallschraube, die in das Schraubenloch 207 und das Schraubenloch 204 eingesetzt ist, die Metallschraube, die in das Schraubenloch 209 und das Schraubenloch 206 eingesetzt ist, die Metallgrundplatte 201 und die Metallabdeckung 202 bilden eine elektromagnetische Schleife, die die Hochfrequenzschaltung umgibt.
Mit dieser Konfiguration kann eine elektromagnetische Schleife, die die Hochfrequenzschaltung umgibt, durch die Metallgrundplatte 201, die Metallabdeckung 202 und die Trennwand 203 gebildet werden und die Wirkung der Rauschunterdrückung kann weiter verbessert werden, was stärker bevorzugt ist.
Hier ist es stärker bevorzugt, zu bilden, dass zwischen einem Abstand L und einer Wellenlänge λ die Beziehung λ / 4 > L erfüllt ist. Der Abstand L ist ein Abstand eines längsten Abschnitts in einem Querschnitt, der entlang einer Ebene entlang der Trennwand 203 genommen wurde (ein Abstand zwischen dem Befestigungsloch 208 und der Innenfläche in der Außenumfangsrichtung der Metallgrundplatte 201), in einem Abschnitt, in dem der Raum, in dem die Hochfrequenzschaltung 104 angeordnet ist, und der Raum, in dem die Niederfrequenzschaltung 103 angeordnet ist, im Gehäuse 100 miteinander kommunizieren (ein Abstand zwischen der Trennwand 203 und der gedruckten Leiterplatte 101). Die Wellenlänge λ ist eine Wellenlänge von Strahlungsrauschen, das durch Ansteuern der Hochfrequenzschaltung 104 erzeugt wird.
Auf diese Weise wird durch Setzen des Abstands L, der unterdrückt werden soll (der gedämpft werden soll), kürzer als 1 / 4 der Wellenlänge der Frequenz des Strahlungsrauschens das Strahlungsrauschen, das durch das Ansteuern der Hochfrequenzschaltung 104 abgestrahlt wird (das sogenannte Hochfrequenzrauschen), durch die Trennwand 203 gedämpft.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, da das Strahlungsrauschen, das sich zur Seite der Niederfrequenzschaltung 103 im Raum innerhalb des Gehäuses 100 ausbreitet, gedämpft wird, ein Austritt von Hochfrequenzrauschen aus der Öffnung des Niederfrequenzverbinders 105 zur Außenseite des Gehäuses 100 unterdrückt werden. Das heißt, die Befestigungslöcher 208 (die die Befestigungslöcher 206 und 207 enthalten), die derart angeordnet sind, dass sie die Bedingung λ / 4 > L erfüllen, bilden gemeinsam mit der Trennwand 203 die Funktion als eine Unterdrückungseinheit.
Es ist festzuhalten, dass in der vorliegenden Ausführungsform z. B. in 3 und an anderer Stelle die Metallgrundplatte 201 Ausschnitte besitzt, um den Niederfrequenzverbinder 105 und den Hochfrequenzverbinder 106 an Positionen, die dem Niederfrequenzverbinder 105 und dem Hochfrequenzverbinder 106 entsprechen, nachdem das Gehäuse 100 zusammengesetzt worden ist, zu vermeiden. Allerdings wird die Darstellung zur Vereinfachung der Erklärung ausgelassen.
Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, werden beschrieben.
In einer elektronischen Steuereinrichtung für einen Personenkraftwagen ist es zusammen mit einem Anstieg der erforderlichen Rechenleistung nötig, eine Halbleitervorrichtung mit einer hohen Betriebsfrequenz (Hochfrequenzschaltung) einzubauen. Deshalb ist es nötig, eine Hochfrequenzschaltung und eine Halbleitervorrichtung mit einer niedrigen Betriebsfrequenz (Niederfrequenzschaltung) auf einer Leiterplatte anzuordnen. Zusammen damit ist es nötig, die elektronische Steuereinrichtung mit einem Niederfrequenzverbinder und einem Hochfrequenzverbinder zum Verbinden mit einer externen Vorrichtung zu versehen. Allerdings besitzt ein Niederfrequenzverbinder eine größere Größe als ein Hochfrequenzverbinder, weil er zum Eingeben nicht nur von Kommunikationssignalen wie z. B. CAN sondern auch Leistung und Masse verwendet wird, und ist häufig aus Harz hergestellt. Deshalb besteht Sorge über einen Austritt von Strahlungsrauschen aus der Hochfrequenzschaltung zur Außenseite der elektronischen Steuereinrichtung durch den Niederfrequenzverbinder.
Andererseits ist in der vorliegenden Ausführungsform die elektronische Steuereinrichtung derart konfiguriert, dass sie die gedruckte Leiterplatte 101, auf der die Hochfrequenzschaltung 104 (elektronische Hochfrequenzkomponente), von der mindestens ein Teil mit einer Hochfrequenz angesteuert wird, und eine Niederfrequenzschaltung 103 (elektronische Niederfrequenzkomponente), die mit einer niedrigen Frequenz angesteuert wird, montiert sind, das Gehäuse 100, das aus Metall hergestellt ist und das die gedruckte Leiterplatte 101 zusammen mit der Hochfrequenzschaltung 104 und der Niederfrequenzschaltung 103 enthält, mehrere (z. B. sechs) Hochfrequenzverbinder 106a bis 106f, die derart angeordnet sind, dass sie von der gedruckten Leiterplatte 101 durch das Gehäuse 100 zur Außenseite des Gehäuses 100 verlaufen und zum Senden und Empfangen von Signalen, die mit der Hochfrequenzschaltung 104, die auf der gedruckten Leiterplatte 101 montiert ist, in Beziehung stehen, zu bzw. von der Außenseite des Gehäuses verwendet werden, den Niederfrequenzverbinder 105, der derart angeordnet ist, dass er von der gedruckten Leiterplatte 101 durch das Gehäuse 100 zur Außenseite des Gehäuses 100 verläuft und zum Senden und Empfangen von Signalen, die mit der Niederfrequenzschaltung 103, die auf der gedruckten Leiterplatte 101 montiert ist, in Beziehung stehen, zu bzw. von der Außenseite des Gehäuses verwendet wird, und die Trennwand 203, die die Ausbreitung des Strahlungsrauschens, das durch das Ansteuern der Hochfrequenzschaltung 104 abgestrahlt wird, zum Niederfrequenzverbinder 105 unterdrückt, enthält. Deshalb ist es möglich, einen Austritt von Hochfrequenzstrahlungsrauschen, das von einer Rauschquelle abgestrahlt wird, zur Außenseite zu unterdrücken.
<Änderung 1 der ersten Ausführungsform>
Eine Änderung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben. In der vorliegenden Änderung werden lediglich die Unterschiede von der ersten Ausführungsform beschrieben. In den Zeichnungen, die in der vorliegenden Änderung verwendet werden, werden dieselben Elemente wie die der ersten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird unterlassen.
In der vorliegenden Änderung sind die Metallabdeckung 202 und die Trennwand 203 mittels der gedruckten Leiterplatte 101 wechselstromgekoppelt.
4 ist eine Explosionsdarstellung einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Änderung und 5 ist eine Querschnittansicht bei der Position der Trennwand.
In 4 und 5 ist mindestens ein dielektrisches Material 306a unter der Trennwand 203 bei einer Position angeordnet, die einer Position zwischen der Niederfrequenzschaltung 103 und der Hochfrequenzschaltung 104 der gedruckten Leiterplatte 101 entspricht. Außerdem ist ein dielektrisches Material 306b zwischen der Unterseite der gedruckten Leiterplatte 101 und der Metallabdeckung 202 bei einer Position, die dem dielektrischen Material 306a entspricht, angeordnet. Mit einer derartigen Konfiguration sind die Metallabdeckung 202, die Trennwand 203 und die gedruckte Leiterplatte 101 mittels der dielektrischen Materialien 306a und 306b wechselstromgekoppelt.
Die weiteren Konfigurationen sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform.
Selbst in der vorliegenden Änderung, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, können dieselben Wirkungen wie die der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Ferner ist es selbst dann, wenn die Metallabdeckung 202 und die Trennwand 203 nicht mittels der gedruckten Leiterplatte 101 gleichstromgekoppelt werden können, d. h. selbst wenn das Befestigungsloch 208 in der gedruckten Leiterplatte 101 nicht vorgesehen werden kann, möglich, einen Austritt von Hochfrequenzstrahlungsrauschen, das von der Rauschquelle abgestrahlt wird, zur Außenseite zu unterdrücken.
<Änderung 2 der ersten Ausführungsform> Eine weitere Änderung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In der vorliegenden Änderung werden lediglich die Differenzen von der ersten Ausführungsform beschrieben. In den Zeichnungen, die in der vorliegenden Änderung verwendet werden, werden dieselben Elemente wie die der ersten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird unterlassen.
In der vorliegenden Änderung sind mehrere Befestigungslöcher entlang der Trennwand vorgesehen.
6 ist eine Explosionsdarstellung einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Änderung.
In 6 sind mehrere (z. B. vier) Befestigungslöcher (Schraubenlöcher) 406a bis 406d unter der Trennwand 203 entlang der Trennwand 203 vorgesehen.
Zwischen der Niederfrequenzschaltung 103 und der Hochfrequenzschaltung 104 der gedruckten Leiterplatte 101 sind die Befestigungslöcher (Schraubenlöcher) 408a bis 408d bei Positionen vorgesehen, die jeweils den Befestigungslöchern 406a bis 406d der Trennwand 203 entsprechen. Außerdem ist die Metallabdeckung 202 mit Befestigungslöchern (Schraubenlöchern) 409a bis 409d bei Positionen versehen, die den Befestigungslöchern 406 bzw. 408 entsprechen. Die Befestigungslöcher 409a bis 409d der Metallabdeckung 202 und die Befestigungslöcher 406a bis 406d der Trennwand 203 sind mit Metallschrauben über die Befestigungslöcher 408a bis 408d der gedruckten Leiterplatte 101 derart aneinander befestigt, dass die Metallgrundplatte 201 und die Metallabdeckung 202 und die Rahmenmasse der gedruckten Leiterplatte 101 derart gleichstromgekoppelt sind, dass sie dasselbe Potential besitzen.
Hier ist in einem Abschnitt, in dem der Raum, in dem die Hochfrequenzschaltung 104 angeordnet ist, und der Raum, in dem die Niederfrequenzschaltung 103 angeordnet ist, im Gehäuse 100 miteinander kommunizieren, d. h. im Zwischenraum zwischen der Trennwand 203 und der gedruckten Leiterplatte 101, zwischen einem Abstand L2 und einer Wellenlänge λ eine Beziehung λ / 4 > L2 erfüllt, wobei der Abstand L2 den Abstand des längsten Teils im Querschnitt, der entlang einer Ebene entlang der Trennwand 203 genommen wurde, d. h. den Abstand zwischen den Befestigungslöchern 408a bis 408d und den Abstand zwischen dem Befestigungsloch 408 und der Innenfläche der Metallabdeckung 202 in der Außenumfangsrichtung repräsentiert und die Wellenlänge λ die Wellenlänge des Strahlungsrauschens aufgrund des Ansteuerns der Hochfrequenzschaltung 104 repräsentiert.
Die weiteren Konfigurationen sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform.
Selbst in der vorliegenden Änderung, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, können dieselben Wirkungen wie die der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Ferner ist es selbst dann, wenn die Außengröße der gedruckten Leiterplatte 101 in Bezug auf die Wellenlänge des Strahlungsrauschens (Hochfrequenzrauschen) groß wird, durch Anpassen der Anzahl von Befestigungslöchern (Schraubenlöchern) und der Positionsbeziehung (d. h. der Einstellung des Abstands L2) möglich, einen Austritt von Hochfrequenzstrahlungsrauschen, das von der Rauschquelle abgestrahlt wird, zur Außenseite zu unterdrücken.
<Änderung 3 der ersten Ausführungsform> Noch eine weitere Änderung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben. In der vorliegenden Änderung werden lediglich die Differenzen von der ersten Ausführungsform beschrieben. In den Zeichnungen, die in der vorliegenden Änderung verwendet werden, werden dieselben Elemente wie die der ersten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird unterlassen.
In der vorliegenden Änderung ist ein Ausschnittsabschnitt bei einer Position vorgesehen, die der Trennwand der gedruckten Leiterplatte entspricht, und ein Vorsprung ist bei einer Position vorgesehen, die dem Ausschnittsabschnitt der Metallgrundplatte entspricht.
7 ist eine Querschnittansicht, die entlang einer Ebene entlang der Oberseite der Platine einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Änderung genommen wurde, und 8 ist eine Querschnittansicht bei der Position der Trennwand.
In 7 und 8 besitzt eine gedruckte Leiterplatte 101A Ausschnitte 502a und 502b bei Positionen, die der Trennwand 203 entsprechen. Ferner besitzt die Metallgrundplatte 201 Vorsprünge 501a und 501b bei Positionen, die den Ausschnitten 502a bzw. 502b der gedruckten Leiterplatte 101A entsprechen. Es ist festzuhalten, dass in 7 die Position, die der Trennwand 203 entspricht, durch gestrichelte Linien angegeben ist. Die Vorsprünge 501a und 501b der Metallgrundplatte 201 sind derart gebildet, dass sie entlang der Ausschnitte 502a und 502b derart, dass sie nicht mit der gedruckten Leiterplatte 101A in Kontakt sind, in einer Richtung vom Außenumfang der Metallgrundplatte 201 zur gedruckten Leiterplatte 101A bei den Positionen der Ausschnitte 502a und 502b der gedruckten Leiterplatte 101A vorstehen. Mit anderen Worten kann man sagen, dass die Vorsprünge 501a und 501b der Metallgrundplatte 201 derart gebildet sind, dass sie in Bezug auf die Trennwand 203, die mit einem Zwischenraum in Bezug auf die Oberseite der gedruckten Leiterplatte 101A angeordnet ist, eine von ihrer Unterseite bis zu einer Position der Unterseite der gedruckten Leiterplatte 101A nach unten vorstehende Form besitzen.
Hier ist in einem Abschnitt, in dem der Raum, in dem die Hochfrequenzschaltung 104 angeordnet ist, und der Raum, in dem die Niederfrequenzschaltung 103 angeordnet ist, im Gehäuse 100 miteinander kommunizieren, d. h. im Zwischenraum zwischen der Trennwand 203 und der gedruckten Leiterplatte 101A, zwischen einem Abstand L3 und einer Wellenlänge λ eine Beziehung λ / 4 > L3 erfüllt, wobei der Abstand L3 den Abstand des längsten Teils im Querschnitt, der entlang einer Ebene entlang der Trennwand 203 genommen wurde, d. h. den Abstand zwischen dem Befestigungsloch 208 und der Innenfläche der Metallgrundplatte 201 in der Außenumfangsrichtung (hier die Vorsprünge 501a und 501b) repräsentiert und die Wellenlänge λ die Wellenlänge des Strahlungsrauschens aufgrund des Ansteuerns der Hochfrequenzschaltung 104 repräsentiert.
Die weiteren Konfigurationen sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform.
Selbst in der vorliegenden Änderung, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, können dieselben Wirkungen wie die der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Außerdem ist es selbst dann, wenn die Außengröße der gedruckten Leiterplatte 101A in Bezug auf die Wellenlänge des Strahlungsrauschens (Hochfrequenzrauschen) groß wird, da die gedruckte Leiterplatte 101A mit den Ausschnitten 502a und 502b versehen ist und die Metallgrundplatte 201 mit den Vorsprüngen 501a und 501b versehen ist, derart, dass der Abstand zwischen dem Befestigungsloch 208 und der Innenfläche in der Außenumfangsrichtung der Metallgrundplatte 201 (hier die Vorsprünge 501a und 501b) derart eingestellt werden kann, dass er kurz ist, möglich, einen Austritt von Hochfrequenzstrahlungsrauschen, das von der Rauschquelle abgestrahlt wird, zur Außenseite zu unterdrücken.
<Ergänzende Anmerkung>
Es sollte festgehalten werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Änderungen und Kombinationen im Umfang der Erfindung enthalten sind. Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine beschränkt, die mit allen Konfigurationen, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben sind, versehen ist, und enthält eine, in der einige der Konfigurationen entfernt sind.
Bezugszeichenliste

1: Elektronische Steuereinrichtung
100: Gehäuse
101, 101A: Gedruckte Leiterplatte
102: Befestigungsloch (Schraubenloch)
103: Niederfrequenzschaltung
104: Hochfrequenzschaltung
105: Niederfrequenzverbinder
106(106a bis 106f): Hochfrequenzverbinder
201: Metallgrundplatte
202: Metallabdeckung
203: Trennwand
204 bis 209: Befestigungsloch (Schraubenloch)
306a, 306b: Dielektrisches Material
406(406a bis 406d): Befestigungsloch (Schraubenloch)
408(408a bis 408d): Befestigungsloch (Schraubenloch)
409(409a bis 409d): Befestigungsloch (Schraubenloch)
501a, 501b: Vorsprung
502a, 502b: Ausschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010245232 A [0005]

Claims

Elektronische Steuereinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Platine, auf der eine elektronische Hochfrequenzkomponente, die mit einer vorgegebenen oder einer höheren Frequenz arbeitet, montiert ist; ein Gehäuse, das aus Metall hergestellt ist, wobei das Gehäuse die Platine enthält; einen Hochgeschwindigkeitskommunikationsverbinder zum Verbinden zur Außenseite, wobei der Hochgeschwindigkeitskommunikationsverbinder auf der Platine montiert ist; und einen Niedergeschwindigkeitskommunikationsverbinder zum Verbinden zur Außenseite, wobei der Niedergeschwindigkeitskommunikationsverbinder auf der Platine montiert ist und eine Kommunikationsgeschwindigkeit besitzt, die niedriger als die Kommunikationsgeschwindigkeit des Hochgeschwindigkeitskommunikationsverbinders ist, wobei das Gehäuse eine Trennwand enthält, die zwischen der elektronischen Hochfrequenzkomponente und dem Niedergeschwindigkeitskommunikationsverbinder vorgesehen ist.
Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei eine elektronische Niederfrequenzkomponente, die mit einer Frequenz arbeitet, die niedriger als eine vorgegebene Frequenz ist, auf der Platine montiert ist, die elektronische Niederfrequenzkomponente und die elektronische Hochfrequenzkomponente derart auf der Platine montiert sind, dass die Platine in einen Niederfrequenzbereich, in dem die elektronische Niederfrequenzkomponente montiert ist, und einen Hochfrequenzbereich, in dem die elektronische Hochfrequenzkomponente montiert ist, unterteilt ist, und die Trennwand zwischen dem Niederfrequenzbereich und dem Hochfrequenzbereich vorgesehen ist.
Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse eine Metallgrundplatte und eine Metallabdeckung enthält und die Trennwand an die Metallgrundplatte und die Metallabdeckung elektrisch gleichstromgekoppelt ist.
Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse eine Metallgrundplatte und eine Metallabdeckung enthält und die Trennwand an die Metallgrundplatte und die Metallabdeckung elektrisch wechselstromgekoppelt ist.
Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Trennwand mit der Metallgrundplatte einteilig gebildet ist, die Trennwand und die Metallabdeckung mit einer Metallschraube miteinander verbunden sind und ein Schraubenloch zum Ermöglichen, dass die Metallschraube durchdringt, in der Platine gebildet ist.
Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 5, wobei λ / 4 > L erfüllt ist, wobei L unter Abständen vom Schraubenloch zu Seitenflächen des Gehäuses einen längeren Abstand von Abständen entlang der Trennwand repräsentiert und λ eine Wellenlänge von Strahlungsrauschen, das durch Ansteuern der elektronischen Hochfrequenzkomponente abgestrahlt wird, repräsentiert.
Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Platine eine Signalmasse und eine Rahmenmasse enthält und das Schraubenloch ein Schraubenloch ist, das in der Rahmenmasse gebildet ist.
Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Trennwand und die Metallabdeckung mit mehreren Metallschrauben miteinander verbunden sind und mehrere Schraubenlöcher zum Ermöglichen, dass die mehreren Metallschrauben durchdringen, in der Platine gebildet sind.
Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 8, wobei λ / 4 > L2 erfüllt ist, wobei L2 ein Intervall zwischen den Schraubenlöchern repräsentiert und λ eine Wellenlänge von Strahlungsrauschen, das durch Ansteuern der elektronischen Hochfrequenzkomponente abgestrahlt wird, repräsentiert.
Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 4, die ferner Folgendes umfasst: ein erstes dielektrisches Material, das zwischen der Trennwand und der Platine vorgesehen ist; und ein zweites dielektrisches Material, das zwischen der Platine und der Metallabdeckung vorgesehen ist.