JP2007290526A - 大気圧センサが組み付けられた電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体に大気導入用フィルタを設けなくても、筐体に大気圧センサを組み込むことができ、かつ、大気圧センサを異物から保護できる構造の大気圧センサが組み付けられた電子制御装置を提供する。
【解決手段】大気圧センサ６の検出結果に応じて、制御用信号を出力する電子部品１が搭載された基板２と、基板２を内部に収納する筐体３と、筐体３に固定され、電子部品１と外部とを電気的に接続する筐体側コネクタ４と、筐体側コネクタ４と電気的に接続される相手側コネクタ５とを備えるＥＣＵにおいて、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とが嵌合された状態のとき、筐体側ハウジング４ｂと相手側ハウジング５ｂによって、大気圧センサ６を収容でき、かつ、外部から空気を導入しつつ外部からの異物の侵入を防止できる空間７を形成し、この空間内に大気圧センサ６が配置された構造とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、大気圧センサが組み付けられた電子制御装置に関するものである。

車両に関する各種制御を行う電子制御装置（Electronic Control Unit、以下、ＥＣＵと略す）は、制御を行うための電子部品およびこの電子部品が実装された基板と、この基板を収容する筐体と、電子部品と電気的に接続された電子部品側コネクタおよびこのコネクタと接続する相手側コネクタとを有している（例えば、特許文献１参照）。

また、このようなＥＣＵとしては、例えば、車両のエンジン制御用のＥＣＵがあり、エンジン制御用のＥＣＵの実施品としては、図８に示すように、大気圧センサがＥＣＵの筐体に組み込まれた構成のものがある。図８に、従来のＥＣＵの断面図を示す。

図８に示すＥＣＵは、筐体３の内部に、電子部品１が実装された基板２が収容されており、電子部品１と電気的に接続された電子部品側コネクタ２１が筐体３に固定されており、この電子部品側コネクタ２１に相手側コネクタ２２が接続されるようになっている。そして、このＥＣＵでは、大気圧センサ６をＥＣＵの電子部品１と同じ基板２に実装し、ＥＣＵの筐体３に収容している。また、筐体３には開口部２３が設けられており、この開口部２３に筐体内への大気の導入のための大気導入フィルタ２４が設けられている。この大気導入フィルタ２４は、筐体内部への異物の侵入を防ぎ、大気圧センサや電子部品等を水や埃から守るためのものである。

このような構造のＥＣＵは、大気圧センサ６をＥＣＵに組み込むことで、大気圧センサ６がＥＣＵと別体の場合と比較して、これらの取り扱いを容易にできるという利点がある。
特開２００５−１５３８２２号公報

しかし、上記した構造のＥＣＵでは、大気導入用フィルタ２４を設けていたが、この大気導入用フィルタは、ＥＣＵの構成としては、本来、必要な構成要素ではないため、大気圧センサをＥＣＵに組み込む場合、ＥＣＵの部品点数が増加するという問題があった。

本発明は、上記点に鑑み、筐体に大気導入用フィルタを設けなくても、筐体に大気圧センサを組み込むことができ、かつ、大気圧センサを異物から保護できる構造の大気圧センサが組み付けられた電子制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、一対のコネクタ（４、５）が、電子部品（１）と電気的に接続された電子部品側の端子（４ａ）と、電子部品側の端子（４ａ）に対して電気的に接続される相手側の端子（５ａ）と、コネクタ（４、５）同士が互いに結合された状態のときに、内部に両方の端子（４ａ、５ａ）および大気圧センサ（６）を収容でき、外部から空気を導入しつつ外部からの異物の侵入を防止できる密閉空間（７）を形成するハウジング（４ｂ、５ｂ）とを有しており、大気圧センサ（６）が、そのハウジング（４ｂ、５ｂ）の内部に収容されていることを特徴としている。

このように、本発明では、筐体の内部ではなく、コネクタのハウジングの内部に、大気圧センサを搭載するので、筐体に大気導入用フィルタを設けなくても、大気圧センサを電子制御装置に組み込むことができる。この結果、筐体内部に大気圧センサを搭載する場合と比較して、電子制御装置の部品点数を削減できる。

また、コネクタのハウジングは、異物の侵入を防止できる密閉空間を形成しているため、ハウジング内への異物の侵入を防ぐことができ、大気圧センサを水や埃等の異物から保護することができる。

大気圧センサの固定場所に関して、例えば、電子部品が実装されている基板と同一の基板やコネクタ端子に、大気圧センサを固定することができる。

すなわち、例えば、筐体側ハウジング部（４ｂ）は、片側に筒を塞ぐ一面（１２）を有し、他方側に相手側コネクタ（５）が挿入される第１の開口部（１３）を有する筒形状であって、一面（１２）には大気圧センサ（６）に対応する大きさの第２の開口部（１４）が設けられており、基板（２）は、その一部（２ａ）が筐体側ハウジング部（４ｂ）の一面（１２）に面して配置されており、大気圧センサ（６）は、第２の開口部（１４）を通って、筐体側ハウジング部（４ｂ）の内部に位置するように、基板（２）のうち、第２の開口部（１４）に対応する位置に、実装されている構成とすることができる。

また、例えば、筐体側ハウジング部（４ｂ）の内部には、電子部品側の端子（４ａ）と、電子部品と電気的に接続された大気圧センサ用端子（４ｃ）とが配置されており、大気圧センサ（６）は、大気圧センサ用端子（４ｃ）に接続されることで、筐体側ハウジング部（４ｂ）に固定される構成とすることができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
本実施形態では、車両のエンジン制御用に用いられるＥＣＵを例として説明する。なお、エンジン制御用のＥＣＵは、スロットルの開閉角度（開口量）を調整して、エンジンに供給する空気の供給量を制御するものである。より具体的には、例えば、車両の位置が高地か低地かによって、気圧が異なる場合、スロットルの開口量が同じであっても、空気供給量は異なる。そこで、エンジン制御用ＥＣＵは、大気圧センサで、大気雰囲気中の気圧を検出し、大気圧センサの検出結果に応じて、所定量の空気を供給するように、スロットルの開口量を制御するようになっている。

図１、２に、本発明の第１実施形態におけるＥＣＵの断面図を示す。なお、図１は、コネクタが嵌合されていない状態を示し、図２は、コネクタが嵌合されている状態を示している。

本実施形態のＥＣＵは、図１、２に示すように、エンジン制御用の電子部品１およびこの電子部品１が実装された基板２と、この基板２を収容する筐体３と、筐体に固定されている筐体側コネクタ４およびこの筐体側コネクタ４と接続する相手側コネクタ５と、筐体側コネクタ４の内部に搭載された大気圧センサ６とを備えている。

電子部品１は、ＥＣＵを構成するものであり、大気圧センサ６から検出結果が入力され、入力された結果に基づいて、エンジン制御用の信号を出力するものである。電子部品１は、例えば、基板２の表面側（図中上側）に搭載されている。

基板２は、プリント基板であり、例えば、図１、２に示すように、筐体２の下面に接して配置されている。また、基板２は、一端側（筐体２の開口部側）が、上側に向けて略直角に屈曲しており、断面Ｌ字形状となっている。そして、基板２の屈曲している部分２ａの裏面側（筐体の開口部側）に、大気圧センサ６と筐体側コネクタ４が搭載されている。

筐体３は、例えば、略直方体であり、筐体側コネクタ４が設置される側の面の一部もしくは全部に開口部３ａが形成されている。この開口部３ａに、筐体側コネクタ４が組み付けられており、これにより、筐体３の内部が密閉されている。なお、筐体３は、例えば、金属で構成される。

大気圧センサ６は、大気雰囲気中の圧力を検出する圧力センサであり、大気圧センサ６としては、周知構造のものを採用できる。大気圧センサ６は、例えば、パッケージングされており、パッケージ６ａからリード６ｂがでている。このリード６ｂが基板２にはんだ付け等によって接続されることで、大気圧センサ６が基板２に固定されている。

ここで、図３に、図１中に示されている筐体側コネクタ４の開口部の正面図を示す。図３に示すように、筐体側コネクタ４の内部をその開口部正面側から見たとき、大気圧センサ６は、筐体側コネクタ４の内部のうち、筐体側コネクタ４のコネクタ端子４ａを除く位置（コネクタ端子４ａが配置されていない位置）に、配置されている。

筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５は、ＥＣＵとＥＣＵ外部の他の電子機器等とを電気的に接続する一対のコネクタである。本実施形態では、この一対のコネクタ４、５により、ＥＣＵと制御対象であるエンジンとが電気的に接続されている。

筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５は、雌雄一対型である。本実施形態では、ハウジングを基準にすると、筐体側コネクタ４はメス型であり、相手側コネクタ５はオス型である。

具体的には、図１、２に示すように、筐体側コネクタ４は、基板２を介して、電子部品１と電気的に接続されたコネクタ端子４ａと、コネクタ端子４ａを内部に収容する筐体側ハウジング４ｂとを有しており、相手側コネクタ５は、筐体側コネクタ端子４ａと電気的に接続される相手側コネクタ端子５ａと、相手側コネクタ端子５ａを内部に収容する相手側ハウジング５ｂとを有している。両方のコネクタ端子４ａ、５ａは金属で構成されており、両方のハウジング４ｂ、５ｂは例えば樹脂で構成されている。なお、コネクタ端子４ａ、筐体側ハウジング４ｂが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の電子部品側の端子、筐体側ハウジング部に相当し、相手側コネクタ端子５ａ、相手側ハウジング５ｂが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の相手側の端子、相手側ハウジング部に相当する。

筐体側ハウジング４ｂは、図１〜３に示すように、片側に筒１１を塞ぐ一面１２を有し、他方側に相手側コネクタ５が挿入される開口部１３を有する角筒形状であり、言い換えると、直方体の一面側に開口部１３が設けられた箱形状である。この開口部１３の形状は、例えば、図３に示すように、長方形である。

一方、相手側ハウジング５ｂは、図２に示すように、筐体側ハウジング４ｂの開口部１３に差し込まれるため、その開口部１３に対応した形状、例えば、直方体形状である。

このように、筐体側コネクタ４は、ハウジング４ｂが凹形状であり、差し込まれる側であるため、メス型であり、相手側コネクタ５は、ハウジング５ｂが凸形状であり、差し込む側であるため、オス型である。ただし、端子は逆の関係である。すなわち、筐体側コネクタ端子４ａは、複数のピンからなる凸形状であるため、オス型であり、相手側コネクタ端子５ａは、これらのピンが差し込まれる筒形状（凹形状）であるため、メス型である。

また、図３に示すように、筐体側ハウジング４ｂをその開口部正面から見たとき、筐体側ハウジング４ｂの内部において、コネクタ端子４ａは、大気圧センサ６が配置されている場所を除く位置に配置されている。

ここで、図４に、筐体側ハウジング４ｂの斜視図を示す。図４に示すように、筐体側ハウジング４ｂは、相手側コネクタ５が挿入される開口部１３と反対側の一面１２に、大気圧センサ６に対応する大きさの大気圧センサ用開口部１４と、コネクタ端子４ａに対応する大きさのコネクタ端子用開口部１５とが、設けられている。なお、開口部１３、大気圧センサ用開口部１４がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の第１の開口部、第２の開口部に相当する。

筐体側ハウジング４ｂは、大気圧センサ用開口部１４と、コネクタ端子用開口部１５とが設けられている一面１２が、図１、２に示すように、基板２の上側に屈曲している部分２ａに面している。このとき、基板２に固定されている大気圧センサ６と、筐体側ハウジング４ｂの大気圧センサ用開口部１４との位置が一致しており、大気圧センサ６は、大気圧センサ用開口部１４を通って、筐体側ハウジング４ｂの内部に位置している。また、コネクタ端子４ａは、コネクタ端子用開口部１５を通っており、一端が基板２に接続されており、他端が筐体側ハウジング４ｂの内部に位置している。

続いて、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とが嵌合された状態を説明する。図２に示すように、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とが嵌合された状態では、相手側コネクタ５は、その先端が筐体側コネクタ４の奥まで到達していない。すなわち、筐体側コネクタ４の内部に、大気圧センサ６を配置するスペースを設けるために、筐体側コネクタ４の奥から所定の間隔をとって、相手側コネクタ５を筐体側コネクタ４に差し込むようになっている。なお、筐体側ハウジング４ｂと相手側ハウジング５ｂには、筐体側コネクタ４に相手側コネクタ５を差し込んだとき、相手側コネクタ５が奥まで到達せず、途中で止まって固定できるように、図示しないロック機構が設けられている。

このため、本実施形態では、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とが嵌合された状態のとき、筐体側ハウジング４ｂと相手側ハウジング５ｂによって、大気圧センサ６を収納可能な空間７が構成されている。また、本実施形態の筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５は、防水構造であり、すなわち、筐体側ハウジング４ｂと相手側ハウジング５ｂによって形成される空間７は、その内部に空気を導入しつつ、水や埃等の侵入を防止できる程度の外部と遮蔽された密閉空間となっている。

また、コネクタ端子４ａの長さは、図１、２に示すように、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とが嵌合された状態のとき、コネクタ端子４ａと相手側コネクタ端子５ａと電気的に接続されるように、大気圧センサ６の高さ分、従来よりも長くなっている。

以上説明したように、本実施形態では、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とが嵌合された状態のとき、筐体側ハウジング４ｂと相手側ハウジング５ｂによって、大気圧センサ６を収容でき、かつ、外部から空気を導入しつつ外部からの異物の侵入を防止できる空間７を形成するようにしている。そして、この空間内に大気圧センサ６を配置している。

すなわち、本実施形態のＥＣＵは、大気圧センサ６をＥＣＵの防水コネクタ４、５の内部に搭載した状態で、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とを嵌合させる構造となっている。

このように、筐体３の内部ではなく、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とを嵌合したときに形成された空間に、大気圧センサ６を搭載しているので、上記背景技術の欄に記載した大気導入用フィルタを筐体３に設けなくても、大気圧センサ６をＥＣＵに組み込むことができる。この結果、筐体３内部に大気圧センサ６を搭載する場合と比較して、ＥＣＵの部品点数を削減できる。

また、筐体側ハウジング４ｂと相手側ハウジング５ｂは、異物の侵入を防止できる密閉空間７を形成しているため、外部からこの空間７への異物の侵入を防ぐことができ、大気圧センサ６を水や埃等の異物から保護することができる。

（第２実施形態）
図５、６に、本発明の第２実施形態におけるＥＣＵの断面図を示す。なお、図５は、コネクタが嵌合されていない状態を示し、図６は、コネクタが嵌合されている状態を示している。また、図５、６では、図１、２と同一の構成部に、同一の符号を付している。以下では、第１実施形態と異なる点について説明する。

第１実施形態では、大気圧センサ６が、電子部品１と同じ基板２に搭載されている例を説明したが、本実施形態では、図５、６に示すように、大気圧センサ６は、筐体側コネクタ４のコネクタ端子４ｃに搭載されている。

このコネクタ端子４ｃは、大気圧センサ６と基板２上の電子部品１とを電気的に接続させるものであり、相手側コネクタ端子５ａと接続されるコネクタ端子４ａとは別のコネクタ端子である。このコネクタ端子４ｃと大気圧センサ６のリード部６ｂとが半田付けにより固定されている。言い換えると、本実施形態では、通常の筐体側コネクタ４の一部を、大気圧センサ６の固定に利用している。

なお、筐体側ハウジング４ｂを開口部正面から見たときのコネクタ端子４ａと大気圧センサ６の配置は、第１実施形態と同様である（図３参照）。また、基板２は平板形状である。

また、図６に示すように、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とが嵌合された状態では、相手側コネクタ５は、第１実施形態と同様に、その先端が筐体側コネクタ４の奥まで到達していない。このため、本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。

ただし、本実施形態では、大気圧センサ６をコネクタ端子４ｃに固定しているため、第１実施形態と比較して、大気圧センサ６の位置が、筐体側ハウジング４ｂの奥から離れた位置となっている。したがって、筐体側コネクタ４の小型化の観点では、本実施形態よりも第１実施形態の方が好ましい。

（他の実施形態）
（１）図７に、本発明の他の施形態におけるＥＣＵの断面図を示す。なお、図７は、コネクタ同士が嵌合されている状態を示している。また、図７では、図２と同様の構成部には、図２と同一の符号を付しているため、以下では、第１実施形態と異なる点を説明する。

図７に示すように、本実施形態では、大気圧センサ６を相手側コネクタ５の先端に固定している。

大気圧センサ６のリード６ｂは、図示しないが相手側コネクタ５のコネクタ端子と接続されており、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とが嵌合した状態のとき、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とを介して、大気圧センサ６と電子部品１と電気的に接続される。

このようにして、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とを嵌合したときに形成された空間に、大気圧センサ６を搭載することができる。

（２）上記した各実施形態では、筐体側コネクタ４がメス型であり、相手側コネクタ５がオス型である場合を例として説明したが、筐体側コネクタ４をオス型、相手側コネクタ５をメス型に変更することもできる。すなわち、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５とが 雌雄組み合わせ型の一対のコネクタであれば、どちらをオス、メスとしても良い。

また、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５の各ハウジング４ｂ、５ｂの形状は、上記した形状に限定されず、両コネクタ４、５が嵌合された状態のとき、密閉空間を形成できれば、他の形状に変更しても良い。

そして、その空間内に大気圧センサが配置されていれば、筐体側コネクタ４と相手側コネクタ５のどちらに大気圧センサを固定しても良い。

（３）上記した各実施形態では、筐体側ハウジング４ｂと相手側ハウジング５ｂによって形成される１つの空間７に、コネクタ端子４ａ、５ａと大気圧センサ６とを収容していたが、別々の空間にコネクタ端子４ａ、５ａと大気圧センサ６とを収容させても良い。

すなわち、筐体側ハウジング４ｂと相手側ハウジング５ｂに、コネクタ端子４ａ、５ａを収容する空間と、大気圧センサ６を収容する空間とに仕切る仕切り部を設けても良い。

（４）本発明は、車両のエンジン制御用のＥＣＵに限定されず、車両に関する制御を行うＥＣＵに適用可能である。また、本発明は、ＥＣＵの用途に限らず、大気圧センサが筐体に組み付けられ、大気圧センサの検出結果が入力されるＥＣＵに適用可能である。

本発明の第１実施形態におけるＥＣＵのコネクタが嵌合していない状態の断面図である。 本発明の第１実施形態におけるＥＣＵのコネクタが嵌合している状態の断面図である。 図１中に示されている筐体側コネクタ４をその開口部の正面側から見たときの斜視図である。 第１実施形態における筐体側コネクタ４のハウジング４ｂの斜視図である。 本発明の第２実施形態におけるＥＣＵのコネクタが嵌合していない状態の断面図である。 本発明の第２実施形態におけるＥＣＵのコネクタが嵌合している状態の断面図である。 本発明の他の実施形態におけるＥＣＵのコネクタが嵌合している状態の断面図である。 従来におけるＥＣＵの断面図である。

符号の説明

１…電子部品、２…基板、３…筐体、
４…筐体側コネクタ、４ａ…筐体側コネクタ端子、４ｂ…筐体側ハウジング、
５…相手側コネクタ、５ａ…相手側コネクタ端子、５ｂ…相手側ハウジング、
６…大気圧センサ、７…筐体側コネクタと相手側コネクタとによって形成される空間。

Claims (4)

1. 大気圧センサの検出結果に応じて、制御用信号を出力する電子部品（１）が搭載された基板（２）と、
   前記基板（２）を内部に収納する筐体（３）と、
   前記筐体（３）に固定され、前記電子部品（１）と外部とを電気的に接続する一対のコネクタ（４、５）と、
   大気圧を検出するとともに、検出結果に基づく信号を前記電子部品（１）に向けて出力する大気圧センサ（６）とを備える大気圧センサが組み付けられた電子制御装置において、
   前記一対のコネクタ（４、５）は、前記電子部品（１）と電気的に接続された電子部品側の端子（４ａ）と、前記電子部品側の端子（４ａ）に対して電気的に接続される相手側の端子（５ａ）と、前記コネクタ（４、５）同士が互いに結合された状態のときに、内部に前記両方の端子（４ａ、５ａ）および前記大気圧センサ（６）を収容でき、外部から空気を導入しつつ外部からの異物の侵入を防止できる密閉空間（７）を形成するハウジング（４ｂ、５ｂ）とを有しており、
   前記大気圧センサ（６）は、前記ハウジング（４ｂ、５ｂ）の内部に収容されていることを特徴とする大気圧センサが組み付けられた電子制御装置。
2. 前記ハウジング（４ｂ、５ｂ）は、前記筐体（３）に固定されるとともに前記電子部品側の端子（４ａ）が内部に配置される筐体側ハウジング部（４ｂ）と、前記相手側の端子（５ａ）が内部に配置される相手側ハウジング部（５ｂ）とを有しており、
   前記大気圧センサ（６）は、前記筐体側ハウジング部（４ｂ）の内部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の大気圧センサが組み付けられた電子制御装置
3. 前記筐体側ハウジング部（４ｂ）は、片側に筒を塞ぐ一面（１２）を有し、他方側に相手側コネクタ（５）が挿入される第１の開口部（１３）を有する筒形状であって、前記一面（１２）には前記大気圧センサ（６）に対応する大きさの第２の開口部（１４）が設けられており、
   前記基板（２）は、その一部（２ａ）が前記筐体側ハウジング部（４ｂ）の前記一面（１２）に面して配置されており、
   前記大気圧センサ（６）は、前記第２の開口部（１４）を通って、前記筐体側ハウジング部（４ｂ）の内部に位置するように、前記基板（２）のうち、前記第２の開口部（１４）に対応する位置に、実装されていることを特徴とする請求項２に記載の大気圧センサが組み付けられた電子制御装置。
4. 前記筐体側ハウジング部（４ｂ）の内部には、前記電子部品側の端子（４ａ）と、前記電子部品と電気的に接続された大気圧センサ用端子（４ｃ）とが配置されており、
   前記大気圧センサ（６）は、前記大気圧センサ用端子（４ｃ）に接続されることで、前記筐体側ハウジング部（４ｂ）に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の大気圧センサが組み付けられた電子制御装置。
   

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