JP2014099553A

JP2014099553A - Control device grounded via casing

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Publication number: JP2014099553A
Application number: JP2012251361A
Authority: JP
Inventors: Junji Kurauchi; 淳史倉内; Masato Shinto; 雅人新藤; Takashi Endo; 高志遠藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-05-29
Anticipated expiration: 2032-11-15
Also published as: JP5597235B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device that has an improved resistance to effects of external noise.SOLUTION: The control device includes a circuit board (100) mounted with electrical components for controlling a controlled object, and a casing (104a, 104b) directly or indirectly electrically connected to a ground of a power supply. The circuit board has a first ground pattern (148, 249) for electrically connecting grounds of the electrical components on the circuit board to the casing. The first ground pattern is electrically connected to a part of an inner surface of the casing. The part of the inner surface is a part having the lowest resistance value of a current path to a central part of a mounting surface (204) of the casing to a conductive external structure.

Description

本発明は、筐体を介して制御回路が接地される制御装置に関し、特に、放射電磁雑音に対する耐力を向上し得る制御装置に関する。 The present invention relates to a control device in which a control circuit is grounded via a housing, and more particularly to a control device that can improve resistance to radiated electromagnetic noise.

制御装置は、一般に、観測可能な物理量を操作量として検出し、当該操作量が目標値と一致するように制御対象に与える制御量を決定する。例えば、ヒータにより水温を制御する場合には、観測可能な物理量である水温を操作量として温度センサ等により検出し、当該水温が目標温度となるように、制御対象であるヒータに与える制御量、例えば当該ヒータへの通電電流値を決定する。従って、操作量を精度良く検出することは、精度のよい制御を行うための必須要件となる。 In general, the control device detects an observable physical quantity as an operation quantity, and determines a control quantity to be given to the controlled object so that the operation quantity matches a target value. For example, when the water temperature is controlled by the heater, the control amount given to the heater to be controlled so that the water temperature, which is an observable physical quantity, is detected by a temperature sensor or the like as the operation amount and the water temperature becomes the target temperature, For example, the energization current value to the heater is determined. Therefore, accurately detecting the operation amount is an essential requirement for performing accurate control.

一般に、センサは、検出した物理量を当該物理量の大きさに応じた電圧値等に変換し、当該物理量を電気信号として制御装置に与える。ここで、当該電気信号の電圧値は、センサが、当該センサに対し与えられているグランド（接地、ＧＮＤ（Ground））電位を基準（０Ｖ）とし、このグランド電位に対する差分電圧として生成する。 In general, the sensor converts the detected physical quantity into a voltage value or the like corresponding to the magnitude of the physical quantity, and gives the physical quantity to the control device as an electrical signal. Here, the voltage value of the electric signal is generated as a differential voltage with respect to the ground potential by using the ground (grounding, GND (Ground)) potential given to the sensor as a reference (0V).

一方、制御装置は、センサから受信した電気信号の電圧（信号電圧）を、例えばデジタル値に変換し、当該デジタル値を用いて演算処理を行うことにより、制御量を算出する。通常、この信号電圧は、制御装置を構成する電気回路のグランド（接地、ＧＮＤ）を基準（０Ｖ）とし、グランド電位からの差分電圧として扱われる。 On the other hand, the control device calculates the control amount by converting the voltage (signal voltage) of the electrical signal received from the sensor into a digital value, for example, and performing arithmetic processing using the digital value. Normally, this signal voltage is handled as a differential voltage from the ground potential with the ground (ground, GND) of the electric circuit constituting the control device as a reference (0V).

したがって、センサに与えるグランドの電位と制御装置を構成する電気回路のグランドの電位とが異なる場合には、制御装置がセンサから受信する電気信号は、当該センサが検知した物理量を正しく表していないものとなり、制御動作に誤りを生ずることとなる。 Therefore, when the ground potential applied to the sensor and the ground potential of the electric circuit constituting the control device are different, the electrical signal received from the sensor by the control device does not correctly represent the physical quantity detected by the sensor. Thus, an error occurs in the control operation.

このため、一般に、センサと制御回路とは、制御回路からセンサへ当該センサの動作に必要な電源を供給する電源線と、センサから制御回路へ当該センサが検知した物理量の大きさ等を表わす電気信号（センサ信号）を送信するための信号線と、制御回路とセンサのグランド電位を等しくするためのグランド線とにより接続される。当該グランド線は、通常、制御装置が備える制御回路内のグランドラインに接続され、上記電源線が供給する電圧のレベルを規定するほか、センサにより上記センサ信号を生成する際の基準電位としても用いられる。 For this reason, in general, the sensor and the control circuit include a power supply line that supplies power necessary for the operation of the sensor from the control circuit to the sensor, and an electric quantity that represents the size of the physical quantity detected by the sensor from the sensor to the control circuit. The signal line for transmitting the signal (sensor signal) is connected to the control circuit and the ground line for equalizing the ground potential of the sensor. The ground line is usually connected to a ground line in a control circuit provided in the control device, and defines the level of voltage supplied by the power supply line, and is also used as a reference potential when the sensor signal is generated by a sensor. It is done.

しかしながら、上記のような接続を用いても、例えば自動車のエンジンルーム内においては、エンジン気筒内の燃料を燃焼させるための点火装置から大きな放射電磁雑音が発生し、当該雑音により制御装置内のグランドラインに電位変動が発生して、センサからの電気信号を正しく受信できない事態が起こり得る。 However, even with the connection as described above, for example, in an engine room of a car, a large radiated electromagnetic noise is generated from an ignition device for burning fuel in the engine cylinder, and the noise causes a ground in the control device. Potential fluctuations may occur in the line, and a situation in which an electrical signal from the sensor cannot be correctly received may occur.

このような雑音に起因するグランド間の電位差を解消するため、例えば車載用電子機器においては、（ｉ）ノイズの影響を受けやすいセンサのためのグランド（センサーグランド）や処理回路（論理回路など）のためのグランド（ロジックグラウンド）を、オルタネータ（車載発電機）から専用に引き込む、（ｉｉ）電磁波ノイズから保護するために制御装置を構成する回路基板をアルミケースで保護する、（ｉｉｉ）ＥＭＩ（電磁妨害、Electro Magnetic Interference）フィルタ等、バイパスコンデンサやソレノイドにより構成されるノイズ除去回路を用いる、などの方法が用いられている。 In order to eliminate the potential difference between the grounds caused by such noise, for example, in an in-vehicle electronic device, (i) a ground (sensor ground) for a sensor that is easily affected by noise (processing circuit (logic circuit, etc.)) (Ii) Protect the circuit board constituting the control device with an aluminum case in order to protect it from electromagnetic noise (iii) EMI ( A method of using a noise removal circuit composed of a bypass capacitor or a solenoid, such as an electromagnetic interference (Electro Magnetic Interference) filter, is used.

またこのようなノイズ対策の例として、例えば、特許文献１には、制御回路用のグランド（制御用グランド）と制御装置のケース用のグランド（ケースグランド）とが個別に設けられている制御装置において、信号線とケースグランドとの間に設けられたＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility）保護用コンデンサに破壊電圧以上の静電電圧が印加されるのを防止することを目的として、制御用グランドとケースグランドとの間に静電気保護素子（例えば、抵抗器）を設けた、自動車用電子制御装置が記載されている。 As an example of such noise countermeasures, for example, in Patent Document 1, a control circuit ground (control ground) and a control device case ground (case ground) are individually provided. In order to prevent an electrostatic voltage higher than the breakdown voltage from being applied to an EMC (Electromagnetic Compatibility) protection capacitor provided between the signal line and the case ground, the control ground and the case ground An automotive electronic control device is described in which an electrostatic protection element (for example, a resistor) is provided between the two.

しかしながら、上記従来の手法では、センサや論理回路のためのグランドを発電機から個別に引き込むため、当該引き込み部分にバイパスコンデンサやソレノイドを個別に設ける必要があり、使用する電気部品の数が増加すると共に、当該電気部品を実装する回路基板のサイズも大きくなって、コストが増加する。 However, in the above conventional method, since the ground for the sensor and logic circuit is individually drawn from the generator, it is necessary to separately provide a bypass capacitor and a solenoid in the drawing portion, and the number of electric parts to be used increases. At the same time, the size of the circuit board on which the electrical component is mounted increases, and the cost increases.

一方、特許文献１に記載の制御装置では、制御用グランドは、ケースグランドにより放射電磁雑音から守られ、制御用グランドとケースグランドとの間に発生する静電電圧も解消される。しかしながら、制御対象に大電流が通電されるような場合には、回路基板上のグランドパターン（制御用グランドのパターン）といえども微小な電気抵抗を有することから、制御対象から還流した大電流により電圧降下が発生してグランドパターン内（あるいはグランドライン内）に電圧分布が生じる。このため、制御回路内における各電気回路部品のグランドの採り方によっては、センサからの電気信号を正確に受信することができず、制御動作に誤りを生じる事態が発生し得る。 On the other hand, in the control device described in Patent Document 1, the control ground is protected from radiated electromagnetic noise by the case ground, and the electrostatic voltage generated between the control ground and the case ground is also eliminated. However, when a large current is applied to the controlled object, the ground pattern (control ground pattern) on the circuit board has a very small electric resistance. A voltage drop occurs and a voltage distribution is generated in the ground pattern (or in the ground line). For this reason, depending on how the electric circuit components are grounded in the control circuit, the electric signal from the sensor cannot be accurately received, and a situation may occur in which the control operation is erroneous.

このような、制御対象からグランドへ向かって還流する大電流により発生した制御用グランドライン内の電圧降下に起因する制御誤りを回避することを目的として、特許文献２には、回路基板上に設けられた内部グランドをケースグランド（筐体）に接続し、回路基板上における、センサからのグランドラインと内部グランドとの接続点、及び、当該センサに電圧を供給する内部電源回路のグランドラインと内部グランドとの接続点を、制御対象からのグランドラインと内部グランドとの接続点よりも上流側、すなわち、各接続点から内部グランドを経てケースグランドへと流れ出る電流経路に沿って上流側に配するものとした、制御装置が記載されている。 For the purpose of avoiding such a control error caused by a voltage drop in the control ground line caused by a large current flowing back from the controlled object to the ground, Patent Document 2 provides a circuit board. The internal ground is connected to the case ground (housing), the connection point between the ground line from the sensor and the internal ground on the circuit board, and the ground line and the internal of the internal power supply circuit that supplies voltage to the sensor The connection point with the ground is arranged upstream from the connection point between the ground line from the control target and the internal ground, that is, upstream along the current path that flows from each connection point through the internal ground to the case ground. A control device is described which is intended.

特許文献２に記載の制御装置では、制御対象から還流する大電流によるグランドラインの電圧降下の影響を効果的に回避することができる。しかしながら、制御回路の基板内に少なくとも上流部分と下流部分とが明確になる程度の広さを持つ内部グランドパターンを設ける必要があることから、内部グランドとケースグランドとの接続部は、一定の大きさを持つ広がりを確保しやすい回路基板の外周部に配され、従って回路基板からのグランド電流は筐体内部の側壁近傍部分を介して外部へ流されることとなる。 In the control device described in Patent Literature 2, it is possible to effectively avoid the influence of the voltage drop of the ground line due to a large current flowing back from the controlled object. However, since it is necessary to provide an internal ground pattern having such a width that at least the upstream portion and the downstream portion are clearly defined in the substrate of the control circuit, the connection portion between the internal ground and the case ground has a certain size. Therefore, the ground current from the circuit board is allowed to flow outside through the vicinity of the side wall inside the housing.

筐体の側壁部分は筐体外周部に存在するため外部からの放射電磁雑音が到達しやすく、したがって、特許文献２の構成では回路基板上の上記内部グランドが外来雑音の影響を受けやすくなる事態が生じ得る。すなわち、特許文献２に記載の制御装置は、外来雑音に対する耐性の点において、なお改善の余地がある。 Since the side wall portion of the housing is located on the outer periphery of the housing, it is easy for electromagnetic radiation noise from the outside to reach. Therefore, in the configuration of Patent Document 2, the internal ground on the circuit board is easily affected by external noise. Can occur. That is, the control device described in Patent Document 2 still has room for improvement in terms of resistance to external noise.

特許第４００５７９４号公報Japanese Patent No. 4005794 特開２０１２−１１４２１８号公報JP 2012-114218 A

上記の背景から、外来雑音の影響に対してより耐力のある制御動作を行い得る、制御回路の実現が望まれている。 In view of the above background, it is desired to realize a control circuit that can perform a control operation with higher resistance to the influence of external noise.

本発明は、制御対象を制御する電気部品が搭載された回路基板と、電源のグランドに直接又は間接に電気的に接続される筐体とを備える制御装置であって、前記回路基板は、前記回路基板上の電気部品のグランドを前記筐体に対して電気的に接続する第１のグランドパターンを有し、前記第１のグランドパターンは、前記筐体の内面の一部に電気的に接続され、当該内面の一部は、導電体である外部構造物に対する前記筐体の取付面の中央部に至るまでの電流経路の抵抗値が最小となる部分となっている。
本発明の他の態様によると、前記回路基板は、前記筐体の内部において、前記回路基板の一の面が前記筐体の内面に接するように取り付けられ、前記第１のグランドパターンは、前記回路基板の前記一の面の中央部に配され、かつ、前記回路基板が前記筐体の内部に取り付けられたときに、前記筐体の内面と電気的に接続されるように設けられている。
本発明の他の態様によると、前記筐体の前記取付面と当該取付面の裏面に相当する前記筐体の内面部分とは平行な平面を構成しており、前記第１のグランドパターンは、前記取付面の裏面に電気的に接続される。
本発明の他の態様によると、前記回路基板は、前記電気部品のグランドと前記第１のグランドパターンとの間の電流経路に配された複数の第２のグランドパターンを有し、前記複数の第２のグランドパターンのうち、他のグランドパターンを介さずに前記電気部品から流れ込む電流量の総量が最も大きい一の前記第２のグランドパターンのみが前記第１のグランドパターンと電気的に直接接続されており、他の前記第２のグランドパターンは、前記一の第２のグランドパターンを介して前記第１のグランドパターンに電気的に接続される。
本発明の他の態様によると、前記制御対象のグランドは、前記一の第２のグランドパターンに接続されており、前記制御対象を制御するために用いるセンサのグランドは、前記他の第２のグランドパターンのいずれかに接続されている。
本発明の他の態様によると、前記制御装置は、車両に搭載されて当該車両の動作を制御するものである。 The present invention is a control device comprising a circuit board on which an electrical component for controlling an object to be controlled is mounted, and a casing that is electrically connected directly or indirectly to a ground of a power source, wherein the circuit board includes: A first ground pattern for electrically connecting a ground of an electrical component on the circuit board to the casing; and the first ground pattern is electrically connected to a part of an inner surface of the casing. In addition, a part of the inner surface is a portion where the resistance value of the current path to the central portion of the mounting surface of the housing with respect to the external structure that is a conductor is minimized.
According to another aspect of the present invention, the circuit board is attached inside the casing such that one surface of the circuit board is in contact with the inner surface of the casing, and the first ground pattern is Arranged in the center of the one surface of the circuit board and provided to be electrically connected to the inner surface of the casing when the circuit board is mounted inside the casing. .
According to another aspect of the present invention, the mounting surface of the housing and an inner surface portion of the housing corresponding to the back surface of the mounting surface constitute a parallel plane, and the first ground pattern is It is electrically connected to the back surface of the mounting surface.
According to another aspect of the present invention, the circuit board includes a plurality of second ground patterns arranged in a current path between a ground of the electrical component and the first ground pattern, Of the second ground patterns, only one second ground pattern having the largest total amount of current flowing from the electrical component without passing through another ground pattern is electrically connected directly to the first ground pattern. The other second ground pattern is electrically connected to the first ground pattern via the one second ground pattern.
According to another aspect of the present invention, the control target ground is connected to the second ground pattern, and the sensor ground used to control the control target is the other second ground pattern. Connected to one of the ground patterns.
According to another aspect of the present invention, the control device is mounted on a vehicle and controls the operation of the vehicle.

本発明によれば、制御装置において、外来雑音の影響に対してより耐力のある制御動作を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a control operation that is more resistant to the influence of external noise in the control device.

本発明の第１の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図１に示す制御装置の断面図である。It is sectional drawing of the control apparatus shown in FIG. 本発明の第２の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、本実施形態では、本発明に従う制御装置の例として、車両に搭載され当該車両の動作を制御する制御装置を示しているが、本発明に係る制御装置は本用途に限られるものではなく、車両以外の他の機械、機器等の制御にも適用できることは言うまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, as an example of a control device according to the present invention, a control device mounted on a vehicle and controlling the operation of the vehicle is shown, but the control device according to the present invention is not limited to this application. Needless to say, the present invention can also be applied to the control of machines and devices other than vehicles.

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。
本制御装置１０は、車両に搭載され当該車両のエンジン制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ、Electronic Control Unit）であり、制御回路を構成する電子部品が搭載された印刷回路基板である回路基板１００と、回路基板１００に配されたコネクタ１０２と、回路基板１００及びコネクタ１０２を収容する筐体１０４と、を有している。なお、回路基板１００は筐体１０４に収容されているため、筐体１０４の外部から回路基板１００を視認することはできないが、図１においては、説明のため、筐体１０４の内部に主要されている部分についても実線を用いて示している。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a control device according to the first embodiment of the present invention.
The control device 10 is an electronic control unit (ECU) that is mounted on a vehicle and controls the engine of the vehicle, and includes a circuit board 100 that is a printed circuit board on which electronic components constituting a control circuit are mounted. And a connector 102 disposed on the circuit board 100 and a housing 104 for accommodating the circuit board 100 and the connector 102. Note that since the circuit board 100 is accommodated in the housing 104, the circuit board 100 cannot be visually recognized from the outside of the housing 104. However, in FIG. The part which is shown is also shown using a solid line.

筐体１０４は、ネジ等により車体１１０に機械的に固定されると共に、車体１１０に対し電気的に直接接続される。 The housing 104 is mechanically fixed to the vehicle body 110 with screws or the like, and is electrically connected directly to the vehicle body 110.

回路基板１００上には、プリアンプ１１２と、処理回路１１４と、電源回路１１６と、駆動回路１１８が配されている。プリアンプ１１２と、処理回路１１４と、電源回路１１６は、回路基板１００上に形成された銅箔等の電気回路パターンにより互いに電気的に接続されて制御回路を構成している。 On the circuit board 100, a preamplifier 112, a processing circuit 114, a power supply circuit 116, and a drive circuit 118 are arranged. The preamplifier 112, the processing circuit 114, and the power supply circuit 116 are electrically connected to each other by an electric circuit pattern such as a copper foil formed on the circuit board 100 to constitute a control circuit.

なお、図１において回路基板１００上に示した、プリアンプ１１２、処理回路１１４、電源回路１１６、駆動回路１１８等を結ぶ線分は、回路基板１００上に形成された電気回路パターンを模式的に示したものであり、当該線分の交差部に示された黒丸は、当該交差部において電気回路パターンが互いに電気的に接続されていることを示している。また、黒丸が示されていない線分の交差部は、当該交差部を構成する電気回路パターンが電気的に接続されていないことを示しており、例えば、当該交差部では、一方の電気回路パターンが、回路基板１００に設けられたビアホール等を介して回路基板１００の裏面に逃げることで、電気的接続が回避される。 Note that the line segment connecting the preamplifier 112, the processing circuit 114, the power supply circuit 116, the drive circuit 118, and the like shown on the circuit board 100 in FIG. 1 schematically shows an electric circuit pattern formed on the circuit board 100. The black circles shown at the intersections of the line segments indicate that the electric circuit patterns are electrically connected to each other at the intersections. Further, the intersection of the line segments not indicated by black circles indicates that the electric circuit pattern constituting the intersection is not electrically connected. For example, in the intersection, one electric circuit pattern However, the electrical connection is avoided by escaping to the back surface of the circuit board 100 through a via hole or the like provided in the circuit board 100.

プリアンプ１１２は、センサ１２０からのセンサ信号を増幅して処理回路１１４に出力するフロントエンド回路であり、例えば、入力インピーダンスが高く低雑音の差動増幅器やフィルタ回路により構成される。 The preamplifier 112 is a front-end circuit that amplifies the sensor signal from the sensor 120 and outputs the amplified signal to the processing circuit 114. For example, the preamplifier 112 includes a differential amplifier or a filter circuit with high input impedance and low noise.

処理回路１１４は、プリアンプ１１２から受信したセンサ信号に基づいて制御対象１２２を制御するための制御量を算出する回路であり、例えば、ＣＰＵ、ＡＤ変換器（アナログ・デジタル変換器、Analog-to-Digital Converter）、ＡＮＤ回路やＯＲ回路等の論理回路デバイス、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のデジタル回路により構成される。 The processing circuit 114 is a circuit that calculates a control amount for controlling the control target 122 based on the sensor signal received from the preamplifier 112, and includes, for example, a CPU, an AD converter (analog / digital converter, Analog-to-to- Digital converters), logic circuit devices such as AND circuits and OR circuits, digital circuits such as PLDs (Programmable Logic Devices) and ASICs (Application Specific Integrated Circuits).

ここで、センサ１２０は、制御対象１２２を制御するための操作量を検出するセンサであって、たとえば、速度センサ、加速度センサ、エンジンの回転センサ等である。また、制御対象１２２は、例えば、車両の走行等に影響を与えるブレーキ、エンジンスロットル、燃料供給配管に設けられた電磁弁等を動作させる各種のアクチュエータとすることができる。 Here, the sensor 120 is a sensor that detects an operation amount for controlling the control target 122, and is, for example, a speed sensor, an acceleration sensor, an engine rotation sensor, or the like. Further, the control target 122 can be, for example, various actuators that operate a brake, an engine throttle, a solenoid valve provided in a fuel supply pipe, and the like that affect the running of the vehicle.

電源回路１１６は、例えばレギュレータであり、車載発電機ＡＣＧ（オルタネータ、Alternating Current Generator）１２４から供給された電圧を所定の電圧値に変換して、プリアンプ１１２、処理回路１１４、及びセンサ１２０に電力を供給する。ここで、ＡＣＧ１２４は、エンジンの回転運動により発電する発電機により構成されており、ＡＣＧ１２４のグランド端子は車体１１０に接続されている。 The power supply circuit 116 is, for example, a regulator, converts the voltage supplied from the on-vehicle generator ACG (alternator, alternating current generator) 124 into a predetermined voltage value, and supplies power to the preamplifier 112, the processing circuit 114, and the sensor 120. Supply. Here, the ACG 124 is configured by a generator that generates electric power by the rotational motion of the engine, and the ground terminal of the ACG 124 is connected to the vehicle body 110.

駆動回路１１８は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等のトランジスタを用いた電力増幅回路により構成され、ＡＣＧ１２４からの電源供給を受けて動作し、処理回路１１４から受信した制御量に基づき、制御対象１２２に与えるべき電流又は電圧値を決定して、当該決定した電流又は電圧値を持つ出力を制御対象１２２に出力する。 The drive circuit 118 is configured by a power amplification circuit using a transistor such as a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), operates with power supplied from the ACG 124, and receives a control amount received from the processing circuit 114. Based on the above, the current or voltage value to be given to the control object 122 is determined, and an output having the determined current or voltage value is output to the control object 122.

コネクタ１０２は、車両内の各電気機器を接続するワイヤーハーネス（不図示）を構成する２つのケーブル１２６及び１２８、並びに、ＡＣＧ１２４から電源を供給するためのワイヤ線１３０が接続され、これらのケーブル１２６、１２８、及びワイヤ線１３０を回路基板１００上の電気回路に電気的に接続する。 The connector 102 is connected to two cables 126 and 128 constituting a wire harness (not shown) for connecting each electrical device in the vehicle, and a wire line 130 for supplying power from the ACG 124. , 128, and wire 130 are electrically connected to an electrical circuit on circuit board 100.

ケーブル１２６は、電源回路１１６の出力電圧をセンサ１２０に供給する電源線１３２ａと、センサ１２０にグランド電位を与えるグランド線１３２ｂと、センサ１２０が検知した操作量を表わす電気信号であるセンサ信号を伝送する信号線１３２ｃと、を有している。 The cable 126 transmits a power supply line 132a that supplies the output voltage of the power supply circuit 116 to the sensor 120, a ground line 132b that applies a ground potential to the sensor 120, and a sensor signal that is an electrical signal representing the operation amount detected by the sensor 120. Signal line 132c.

ケーブル１２８は、駆動回路１１８の出力を制御対象１２２に供給するための駆動電力線１３６と、制御対象１２２のグランド端子に接続されたグランド線１３８と、を有している。 The cable 128 has a drive power line 136 for supplying the output of the drive circuit 118 to the control target 122 and a ground line 138 connected to the ground terminal of the control target 122.

回路基板１００の外周部には、それぞれが矩形状のパターンとして構成された信号用グランド（ＳＧ、Signal Ground）１４０と、論理回路用グランド（ＬＧ、Logic Ground）１４２と、電力用グランド（ＰＧ、Power Ground）１４４と、が設けられている。本実施形態では、図１において回路基板１００の図示上側の辺にＳＧ１４０が、図示左側の辺にＬＧ１４２が、図示下側の辺にＰＧ１４４が設けられている。 On the outer periphery of the circuit board 100, a signal ground (SG, Signal Ground) 140, a logic circuit ground (LG, Logic Ground) 142, and a power ground (PG, each) configured as a rectangular pattern, respectively. Power Ground) 144 is provided. In this embodiment, SG140 is provided on the upper side of the circuit board 100 in FIG. 1, LG142 is provided on the left side of the circuit board, and PG144 is provided on the lower side of the circuit board 100 in FIG.

ＳＧ１４０は、回路基板１００上に形成された配線ライン１５８によりＬＧ１４２に接続され、ＬＧ１４２は、回路基板１００上に形成された配線ライン１６０によりＰＧ１４４に接続されている。 SG 140 is connected to LG 142 by a wiring line 158 formed on circuit board 100, and LG 142 is connected to PG 144 by a wiring line 160 formed on circuit board 100.

また、回路基板１００の中央部には、円形状に形成された外部接続グランド１４８が形成され、回路基板１００上に形成された配線ライン１６２を介してＰＧ１４４に接続されている。外部接続グランド１４８は、後述するビアホール２６０ａ〜ｃを介して回路基板１００の裏面中央部に設けられた裏面グランド２４９（図２）に電気的に接続されている。回路基板１００は、その裏面が筐体１０４の内面に接するように取り付けられ、裏面グランド２４９は、回路基板１００が筐体１０４に取り付けられたときに、筐体１０４の内面の一部に電気的に接続される。これにより、ＳＧ１４０、ＬＧ１４２，及びＰＧ１４４が、筐体１０４に電気的に接続される。すなわち、裏面グランド２４９は、回路基板１００上の電気部品のグランドを筐体１０４に対して電気的に接続するためのグランドパターンを構成する。 In addition, a circular external connection ground 148 is formed at the center of the circuit board 100 and is connected to the PG 144 via a wiring line 162 formed on the circuit board 100. The external connection ground 148 is electrically connected to a back surface ground 249 (FIG. 2) provided in the center of the back surface of the circuit board 100 via via holes 260a to 260c described later. The circuit board 100 is attached so that the back surface thereof is in contact with the inner surface of the housing 104, and the back surface ground 249 is electrically connected to a part of the inner surface of the housing 104 when the circuit board 100 is attached to the housing 104. Connected to. Thereby, SG140, LG142, and PG144 are electrically connected to the housing 104. That is, the back surface ground 249 forms a ground pattern for electrically connecting the ground of the electrical component on the circuit board 100 to the housing 104.

ＳＧ１４０は、回路基板１００上に形成された配線ライン１５０ａを介して、センサ１２０に接続されたグランド線１３２ｂに接続されており、信号線１３２ｃが伝送するセンサ信号の電圧レベルの基準を与える。また、ＳＧ１４０には、回路基板１００上に形成された配線ライン１５０ｂを介して、プリアンプ１１２のグランドも接続されている。 The SG 140 is connected to a ground line 132b connected to the sensor 120 via a wiring line 150a formed on the circuit board 100, and gives a reference for a voltage level of a sensor signal transmitted by the signal line 132c. Further, the ground of the preamplifier 112 is also connected to the SG 140 via a wiring line 150 b formed on the circuit board 100.

ＬＧ１４２は、回路基板１００上に形成された配線ライン１５２を介して処理回路１１４のグランドに接続されており、処理回路１１４の内部動作及び出力信号に用いられるパルス信号の電圧レベル、すなわち当該パルス信号の論理値を規定する基準を与える。また、ＬＧ１４２には、回路基板１００上に形成された配線ライン１５４を介して電源回路１１６のグランド端子も接続されている。 The LG 142 is connected to the ground of the processing circuit 114 via a wiring line 152 formed on the circuit board 100, and the voltage level of the pulse signal used for the internal operation and output signal of the processing circuit 114, that is, the pulse signal Gives a criterion for defining the logical value of. In addition, the ground terminal of the power supply circuit 116 is connected to the LG 142 via a wiring line 154 formed on the circuit board 100.

ＰＧ１４４は、回路基板１００上に形成された配線ライン１５６を介して、ケーブル１２８内のグランド線１３８が接続されており、制御対象１２２からグランドへ還流する電流の復路を構成する。また、ＰＧ１４４には、配線ライン１５６を介して駆動回路１１８のグランドも接続されている。 The PG 144 is connected to the ground line 138 in the cable 128 via a wiring line 156 formed on the circuit board 100, and constitutes a return path for current flowing back from the controlled object 122 to the ground. The ground of the drive circuit 118 is also connected to PG 144 via a wiring line 156.

なお、本実施形態では、制御対象１２２のグランドを、制御装置１０の回路基板１００上に設けられたＰＧ１４４を介してＡＣＧ１２４のグランド端子に接続する構成としているが、制御対象１２２のグランドを車体１１０に直接接続し、車体１１０のみを介してＡＣＧ１２４のグランド端子に接続する構成とすることもできる。 In this embodiment, the ground of the control target 122 is configured to be connected to the ground terminal of the ACG 124 via the PG 144 provided on the circuit board 100 of the control device 10. It is also possible to connect directly to the ground terminal of the ACG 124 only through the vehicle body 110.

また、回路基板１００上の電気回路は、図１に示す例では一つのセンサ１２０と一つの制御対象１２２を扱うものとして記載されているが、センサ及び制御対象の数は、制御回路に用いる電気部品の能力等が許容する限りにおいて、これと異なる数とすることができる。この場合には、例えば、複数のセンサに接続された各グランドラインはＳＧ１４０にまとめて接続され、複数の制御対象に接続された各グランドラインはＰＧ１４４に接続されるものとすることができる。また、センサの種類や当該センサにより検知される物理量、許容される検知誤差の大きさ、あるいは、当該センサに対するＡＤ変換回路の必要性の有無等によっては、当該センサのグランドラインをＬＧ１４２に接続することもできる。 Further, in the example shown in FIG. 1, the electric circuit on the circuit board 100 is described as handling one sensor 120 and one control object 122, but the number of sensors and control objects is the number of electric circuits used in the control circuit. As long as the capability of the parts and the like is allowed, the number may be different from this. In this case, for example, each ground line connected to a plurality of sensors may be connected to SG 140 together, and each ground line connected to a plurality of controlled objects may be connected to PG 144. In addition, depending on the type of sensor, the physical quantity detected by the sensor, the allowable detection error, the necessity of an AD conversion circuit for the sensor, or the like, the ground line of the sensor is connected to the LG 142. You can also.

一般に、センサ１２０からのグランド電流は数μＡ〜数ｍＡ程度、プリアンプ１１２からのグランド電流は数ｍＡから数十ｍＡ程度、処理回路１１４からのグランド電流は数百ｍＡから数Ａ程度であるのに対し、アクチュエータ等の制御対象１２２からのグランド電流は、さらに大きい数十Ａから数百Ａに達する。このため、回路基板上に形成されたグランドパターン等の導電体といえども、僅かな電気抵抗を持つことから、数十Ａから数百Ａにも及ぶ制御対象１２２からのグランド電流が通過することにより、無視し得ない電圧降下を発生させる。 In general, the ground current from the sensor 120 is about several μA to several mA, the ground current from the preamplifier 112 is about several mA to several tens mA, and the ground current from the processing circuit 114 is about several hundred mA to several A. On the other hand, the ground current from the control target 122 such as an actuator reaches several tens A to several hundreds A. For this reason, even a conductor such as a ground pattern formed on a circuit board has a slight electrical resistance, so that a ground current from the controlled object 122 that reaches several tens of A to several hundred A passes through. Causes a voltage drop that cannot be ignored.

本実施形態における制御装置１０は、上述のとおり、グランド電流の最も少ないセンサ１２０のグランドと、次にグランド電流の少ないプリアンプ１１２のグランドとを、ＳＧ１４０にまとめて接続し、次にグランド電流の少ない処理回路１１４と電源回路１１６のグランドとをＬＧ１４２にまとめて接続し、最もグランド電流の大きい制御対象１２２及び駆動回路１１８のグランドをＰＧ１４４にまとめて接続する構成となっている。 As described above, the control device 10 according to the present embodiment connects the ground of the sensor 120 having the smallest ground current and the ground of the preamplifier 112 having the next smallest ground current to the SG 140 together, and then has the smallest ground current. The processing circuit 114 and the ground of the power supply circuit 116 are collectively connected to the LG 142, and the control target 122 having the largest ground current and the ground of the driving circuit 118 are collectively connected to the PG 144.

したがって、ＳＧ１４０、ＬＧ１４２、及びＰＧ１４４から筐体１０４へ流れ出るグランド電流（流出電流）の大きさは、ＳＧ１４０が最も小さく数ｍＡから数十ｍＡ程度であり、ＬＧ１４２が次に小さく及び数百ｍＡから数Ａであり、ＰＧ１４４が最も大きく数十Ａから数百Ａとなる。 Accordingly, the magnitude of the ground current (outflow current) flowing out from the SG 140, LG 142, and PG 144 to the housing 104 is SG 140, which is the smallest and is several mA to several tens of mA, LG 142 is the next smallest, and several hundred mA to several hundred mA. A, and PG 144 is the largest, ranging from several tens of A to several hundreds of A.

また、本実施形態に係る制御装置１０は、最も大きいグランド電流が制御対象１２２から流れ込むＰＧ１４４が、ＳＧ１４０及びＬＧ１４２に対し、配線パターン１６２、外部接続グランド１４８、ビアホール２６０ａ〜ｃ、裏面グランド２４９、筐体１０４、及び車体１１０を介してＡＣＧ１２４へ至るグランド電流の電流経路（グランド電流経路）に沿って最も下流に配置されている。 Further, in the control device 10 according to the present embodiment, the PG 144 into which the largest ground current flows from the control target 122 has the wiring pattern 162, the external connection ground 148, the via holes 260a to c, the back surface ground 249, the housing to the SG 140 and LG 142. It is arranged on the most downstream side along the current path (ground current path) of the ground current reaching the ACG 124 via the body 104 and the vehicle body 110.

このため、回路基板１００においては、ＰＧ１４４から流れ出す大きなグランド電流により、配線パターン１６２、外部接続グランド１４８、及びビアホール２６０ａ〜ｃ等において電圧降下が生じてＰＧ１４４の電位が上がったとしても、これと同じだけＳＧ１４０及びＬＧ１４２の電位も上昇することとなる。その結果、ＳＧ１４０、ＬＧ１４２、及びＰＧ１４４は同電位となるので、制御対象１２２からのグランド電流に起因する制御動作の異常や制御誤差の発生が防止される。 For this reason, in the circuit board 100, even if the voltage drop occurs in the wiring pattern 162, the external connection ground 148, the via holes 260a-c, etc. due to the large ground current flowing out from the PG 144, the potential of the PG 144 is increased. Only the potential of SG140 and LG142 will rise. As a result, SG 140, LG 142, and PG 144 are at the same potential, so that an abnormal control operation and a control error due to the ground current from the controlled object 122 are prevented.

図２は、図１の制御装置１０のＡＡ断面の矢視図である。
筐体１０４は、外部構造物である車体１１０に対する取付面２０４を構成する平板状のベース１０４ａと、ベース１０４ａに対しネジ等により固定されて回路基板１００を収容する空間を形成するカバー１０４ｂとにより構成される。ベース１０４ａの図示下面、すなわち外面は、外部構造物である車体１１０に対し筐体１０４を取り付けるための取付面２０４となる。 FIG. 2 is an arrow view of the AA cross section of the control device 10 of FIG.
The housing 104 includes a flat base 104a that constitutes a mounting surface 204 for the vehicle body 110 that is an external structure, and a cover 104b that is fixed to the base 104a with screws or the like to form a space for housing the circuit board 100. Composed. The illustrated lower surface, that is, the outer surface of the base 104a is an attachment surface 204 for attaching the housing 104 to the vehicle body 110 that is an external structure.

ベース１０４ａとカバー１０４ｂは、共に導電性材料により構成され、回路基板１００のグランドを外部の構造物に対し電気的に接続すると共に、回路基板１００上に構成された電気回路に対する雑音防止用のシールドとして機能する。 The base 104a and the cover 104b are both made of a conductive material, electrically connect the ground of the circuit board 100 to an external structure, and shield noise for the electric circuit formed on the circuit board 100. Function as.

回路基板１００の表面（図示上側面）の中央部に設けられた外部接続グランド１４８と対抗する回路基板１００の裏面中央部分には、裏面グランド２４９が設けられており、裏面グランド２４９と外部接続グランド１４８とは、複数のビアホール２６０ａ〜ｃを介して電気的に接続されている。裏面グランド２４９は、回路基板１００がベース１０４ａに機械的に固定されたときに、ベース１０４ａに接触するよう構成されている。 A back surface ground 249 is provided at the center of the back surface of the circuit board 100 facing the external connection ground 148 provided at the center of the surface (the upper side surface in the figure) of the circuit board 100, and the back surface ground 249 and the external connection ground are provided. 148 is electrically connected via a plurality of via holes 260a to 260c. The back surface ground 249 is configured to contact the base 104a when the circuit board 100 is mechanically fixed to the base 104a.

これにより、裏面グランド２４９はベース１０４ａの中央部に電気的に接続され、外部接続グランド１４８から流れ出るグランド電流は、裏面グランド２４９を介して取付面２０４の中央部から車体１１０に向かって流れ出す。 Thereby, the back surface ground 249 is electrically connected to the center portion of the base 104a, and the ground current flowing out from the external connection ground 148 flows out from the center portion of the mounting surface 204 toward the vehicle body 110 via the back surface ground 249.

なお、本実施形態では、カバー１０４ｂの内面に段差が設けられており、回路基板１００は、カバー１０４ｂがベース１０４ａに固定されたときに上記段差により挟み込まれて、カバー１０４ｂに固定される構成となっている。ただし、裏面グランド２４９と筐体１０４との接続方法は、上記の構成に限らず、適切な導体を介して筐体１０４に半田付けされるものとしてもよい。 In the present embodiment, a step is provided on the inner surface of the cover 104b, and the circuit board 100 is sandwiched by the step when the cover 104b is fixed to the base 104a and fixed to the cover 104b. It has become. However, the connection method between the back surface ground 249 and the housing 104 is not limited to the above configuration, and may be soldered to the housing 104 via an appropriate conductor.

上記の構成を有する制御装置１０は、回路基板１００から筐体１０４を介して外部構造物たる車体１１０に流れ出すグランド電流の唯一の流出位置が、外部構造物に対する筐体１０４の取付面２０４の中央部、すなわち、外来放射電磁雑音の影響を受けやすい筐体１０４の外側面から最も遠い位置に配されているため、筐体１０４の外部から火花雑音等の大きな放射電磁雑音が到来しても、外部接続グランド１４８は、当該雑音の影響を受けることなく一定のグランド電位を保つことができる。 In the control device 10 having the above configuration, the only outflow position of the ground current flowing out from the circuit board 100 to the vehicle body 110 as the external structure via the housing 104 is the center of the mounting surface 204 of the housing 104 with respect to the external structure. Part, i.e., the farthest position from the outer surface of the housing 104 that is susceptible to external radiated electromagnetic noise, even if large radiated electromagnetic noise such as spark noise comes from the outside of the housing 104, The external connection ground 148 can maintain a constant ground potential without being affected by the noise.

また、仮に、外部雑音により筐体１０４の取付面２０４の電位が変動したとしても、回路基板１００上に構成された制御回路のグランドは、取付面２０４の中央部においてのみ接続されていることから、制御回路を構成する各電気部品のグランド電位は電位差を生じず、制御動作の異常や制御誤差の発生が防止される。 Even if the potential of the mounting surface 204 of the housing 104 fluctuates due to external noise, the ground of the control circuit configured on the circuit board 100 is connected only at the center of the mounting surface 204. In addition, the ground potential of each electrical component constituting the control circuit does not cause a potential difference, thereby preventing abnormal control operations and occurrence of control errors.

なお、本実施形態では、取付面２０４を構成するベース１０４ａを平行平板として記載したが（図２）、これに限らず、ベース１０４ａを、例えば、取付面２０４において平行平板状の形状あるいはその他の形状を有するように切削加工あるいは板金加工された金属加工物とすることもできる。 In the present embodiment, the base 104a constituting the mounting surface 204 is described as a parallel plate (FIG. 2). However, the present invention is not limited to this, and the base 104a may be formed in, for example, a parallel plate shape or other shape on the mounting surface 204. It can also be set as the metal workpiece cut or sheet-metal processed so that it may have a shape.

また、本実施形態では、裏面グランド２４９はベース１０４ａの内面中央部に直接接する構成としたが、これに限らず、ベース１０４ａが平行平板状の形状を有さない場合には、裏面グランド２４９から流れ出るグランド電流が取付面２０４の中央部から外部（例えば、車体１１０）へ流れ出るように、裏面グランド２４９を、取付面２０４の中央部までの電流経路の抵抗値が最小となる位置に接続するものとしてもよい。 Further, in the present embodiment, the back surface ground 249 is configured to be in direct contact with the center of the inner surface of the base 104a. However, the present invention is not limited to this, and when the base 104a does not have a parallel plate shape, the back surface ground 249 The back surface ground 249 is connected to a position where the resistance value of the current path to the central portion of the mounting surface 204 is minimized so that the flowing ground current flows out from the central portion of the mounting surface 204 to the outside (for example, the vehicle body 110). It is good.

［第２実施形態］
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。なお、本実施形態において、第１の実施形態に係る制御装置１０（図１及び図２）と同一の構成要素については、制御装置１０において用いた符号と同一の符号を用いるものとする。また、本実施形態において、制御装置１０において用いた符号と同一の符号により示される構成要素については、制御装置１０について上述した説明を援用する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a control device according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same reference numerals as those used in the control device 10 are used for the same components as those in the control device 10 (FIGS. 1 and 2) according to the first embodiment. Moreover, in this embodiment, about the component shown with the code | symbol same as the code | symbol used in the control apparatus 10, the description mentioned above about the control apparatus 10 is used.

本制御装置３０は、第１の実施形態における回路基板１００に代わり、回路基板１００と異なるグランドパターンを有する回路基板３００を有している。また、制御装置３０は、センサ１２０に追加して、センサ３２０及び３２１が、それぞれケーブル３２６及び３２７を介してコネクタ３０２に接続され、回路基板３００上の電気回路に接続されている。 The control device 30 includes a circuit board 300 having a ground pattern different from that of the circuit board 100 in place of the circuit board 100 in the first embodiment. In addition to the sensor 120, the control device 30 includes sensors 320 and 321 connected to the connector 302 via cables 326 and 327, respectively, and connected to an electric circuit on the circuit board 300.

ケーブル３２６は、電源回路１１６の出力電圧をセンサ３２０に供給する電源線３３２ａと、センサ３２０にグランド電位を与えるグランド線３３２ｂと、センサ３２０からの電気信号（センサ信号）を伝送する信号線３３２ｃと、を有している。また、ケーブル３２７は、電源回路１１６の出力電圧をセンサ３２１に供給する電源線３３３ａと、センサ３２１にグランド電位を与えるグランド線３３３ｂと、センサ３２１からの電気信号（センサ信号）を伝送する信号線３３３ｃと、を有している。 The cable 326 includes a power supply line 332a that supplies the output voltage of the power supply circuit 116 to the sensor 320, a ground line 332b that applies a ground potential to the sensor 320, and a signal line 332c that transmits an electrical signal (sensor signal) from the sensor 320. ,have. The cable 327 includes a power supply line 333a that supplies the output voltage of the power supply circuit 116 to the sensor 321, a ground line 333b that supplies the sensor 321 with a ground potential, and a signal line that transmits an electrical signal (sensor signal) from the sensor 321. 333c.

回路基板３００上には、第１の実施形態に係る回路基板１００上に搭載されている処理回路１１４に代えて、三つのセンサ１２０、３２０、及び３２１からのセンサ信号に基づき制御対象１２０の制御量を決定する処理回路３１４が搭載されている。 On the circuit board 300, instead of the processing circuit 114 mounted on the circuit board 100 according to the first embodiment, the control of the control target 120 is performed based on the sensor signals from the three sensors 120, 320, and 321. A processing circuit 314 for determining the amount is mounted.

また、回路基板３００上の略中央部分には、グランドパターンである外部接続グランド３４８（図示斜線部分）が設けられており、外部接続グランド３４８から図示右方向へ延在するように、一つの信号用グランド（ＳＧ）３４０と、二つの論理回路用グランド（ＬＧ）３４２ａ及び３４０ｂが形成されている。また、外部接続グランド３４８からは、図示上下方向に延在するように、さらに二つの論理回路用グランド（ＬＧ）３４２ｃ及び３４２ｄが形成され、図示左方向に延在するように一つの電力用グランド（ＰＧ）が形成されている。 In addition, an external connection ground 348 (indicated by a hatched portion in the figure) that is a ground pattern is provided at a substantially central portion on the circuit board 300, and one signal extends from the external connection ground 348 to the right in the figure. A logic ground (SG) 340 and two logic circuit grounds (LG) 342a and 340b are formed. Further, from the external connection ground 348, two logic circuit grounds (LG) 342c and 342d are formed so as to extend in the vertical direction in the figure, and one power ground is provided so as to extend in the left direction in the figure. (PG) is formed.

回路基板３００の裏面の、外部接続グランド３４８に対向する領域には、円形の裏面グランド３４９（図示点線部分）が設けられており、外部接続グランド３４８と裏面グランド３４９との間は、ビアホール等により電気的に接続されている。また、裏面グランド３４９は、回路基板３００が筐体１０４（具体的には、筐体１０４を構成するベース１０４ａ（図２））に機械的に固定されたときに、ベース１０４ａの中央部分に接触するよう構成されている。この接触により、ＳＧ３４０、ＬＧ３４２ａ、ＬＧ３４２ｂ、ＬＧ３４２ｃ、ＬＧ３４２ｄ、及びＰＧ３４４は、ベース１０４ａに対し電気的に接続され、ベース１０４ａ及び車体１１０を介してＡＣＧ１２４のグランド端子に電気的に接続される。 A circular back surface ground 349 (dotted line portion in the figure) is provided in a region of the back surface of the circuit board 300 facing the external connection ground 348, and a gap between the external connection ground 348 and the back surface ground 349 is formed by a via hole or the like. Electrically connected. The back surface ground 349 contacts the center portion of the base 104a when the circuit board 300 is mechanically fixed to the housing 104 (specifically, the base 104a (FIG. 2) constituting the housing 104). It is configured to By this contact, SG 340, LG 342 a, LG 342 b, LG 342 c, LG 342 d, and PG 344 are electrically connected to the base 104 a and are electrically connected to the ground terminal of the ACG 124 via the base 104 a and the vehicle body 110.

ＳＧ３４０は、回路基板３００上に形成された配線ラインを介して、センサ１２０からのグランド線１３２ｂが接続されており、信号線１３２ｃが伝送するセンサ信号の電圧レベルの基準を与える。また、ＳＧ３４０には、プリアンプ１１２のグランドも接続されている。 The SG 340 is connected to the ground line 132b from the sensor 120 via a wiring line formed on the circuit board 300, and provides a reference for the voltage level of the sensor signal transmitted by the signal line 132c. In addition, the ground of the preamplifier 112 is also connected to SG340.

ＬＧ３４２ａは、回路基板３００上に形成された配線ラインを介して、センサ３２０からのグランド線３３２ｂが接続されており、信号線３３２ｃが伝送するセンサ信号の電圧レベルの基準を与える。また、ＬＧ３４２ｂは、回路基板３００上に形成された配線ラインを介して、センサ３２０からのグランド線３３２ｂが接続されており、信号線３３２ｃが伝送するセンサ信号の電圧レベルの基準を与える。ここで、ＬＧ３４２ａ及び３４２ｂには、制御回路を構成するための図示しない他の論理回路用の電気部品、例えばクロック回路やＡＮＤ回路等の論理演算回路のための電気部品のグランドも接続されているものとする。 The LG 342a is connected to the ground line 332b from the sensor 320 via a wiring line formed on the circuit board 300, and provides a reference for the voltage level of the sensor signal transmitted by the signal line 332c. The LG 342b is connected to the ground line 332b from the sensor 320 via a wiring line formed on the circuit board 300, and provides a reference for the voltage level of the sensor signal transmitted by the signal line 332c. Here, the LGs 342a and 342b are also connected to electrical parts for other logic circuits (not shown) for configuring the control circuit, for example, grounds of electrical parts for logic operation circuits such as a clock circuit and an AND circuit. Shall.

なお、センサのグランドを信号用グランドに接続するか論理回路用グランドに接続するかは、当該センサの種類や当該センサにより検知される物理量、許容される検知誤差の大きさ、あるいは、当該センサに対するＡＤ変換回路の必要性の有無等によって、決定することができる。 Whether the sensor ground is connected to the signal ground or the logic circuit ground depends on the type of sensor, the physical quantity detected by the sensor, the allowable detection error, or the sensor ground. This can be determined depending on whether or not an AD conversion circuit is necessary.

本実施形態では、センサ１２０からのセンサ信号はプリアンプ１１２により増幅された後に処理回路３１４に入力され、一方、センサ３２０及び３２１からのセンサ信号は、処理回路３１４に直接入力される。処理回路３１４に入力された各センサ信号は、処理回路３１４内において、デジタル信号に変換された後、制御対象１２２の制御量を決定するための演算に用いられる。そして、当該演算により決定された制御量は、制御信号として処理回路３１４から駆動回路１１８に与えられる。 In this embodiment, the sensor signal from the sensor 120 is amplified by the preamplifier 112 and then input to the processing circuit 314, while the sensor signals from the sensors 320 and 321 are directly input to the processing circuit 314. Each sensor signal input to the processing circuit 314 is converted into a digital signal in the processing circuit 314 and then used for calculation for determining the control amount of the control target 122. Then, the control amount determined by the calculation is given from the processing circuit 314 to the drive circuit 118 as a control signal.

ＬＧ３４２ｃは、回路基板３００上に形成された配線ラインを介して処理回路３１４のグランドが接続されており、処理回路３１４の内部動作及び出力信号に用いられるパルス信号の電圧レベル、すなわち当該パルス信号の論理値を規定する基準を与える。 The LG 342c is connected to the ground of the processing circuit 314 via a wiring line formed on the circuit board 300. The voltage level of the pulse signal used for the internal operation and output signal of the processing circuit 314, that is, the pulse signal Provides a criterion for defining a logical value.

ＬＧ３４２ｄは、回路基板３００上に形成された配線ラインを介して、センサ１２０、３２０、３２１、プリアンプ１１２、及び処理回路３１４に電源を供給する電源回路１１４のグランドが接続されている。なお、ＬＧ３２４ｃ及び３４２ｄには、ＬＧ３４２ａ及びＬＧ３４２ｂと同様に、制御回路を構成するための図示しない他の論理回路用の電気部品のグランドも接続されているものとする。 The LG 342 d is connected to the ground of the power supply circuit 114 that supplies power to the sensors 120, 320, 321, the preamplifier 112, and the processing circuit 314 via wiring lines formed on the circuit board 300. Note that the LGs 324c and 342d are also connected to the grounds of other logic circuit electrical components (not shown) for configuring the control circuit, similarly to the LG 342a and LG 342b.

ＰＧ３４４は、回路基板３００上に形成された配線ラインを介して、ケーブル１２８内のグランド線１３８が接続されており、制御対象１２２からＡＣＧ１２２のグランド端子に向かって還流する電流の、復路の一部を構成する。また、ＰＧ３４４には、駆動回路１１８のグランドも接続されている。 The PG 344 is connected to the ground line 138 in the cable 128 via a wiring line formed on the circuit board 300, and a part of the return path of the current flowing back from the controlled object 122 toward the ground terminal of the ACG 122 Configure. The ground of the drive circuit 118 is also connected to PG 344.

上記の構成を有する制御装置３０は、グランドパターンであるＳＧ３４０、ＬＧ３４２ａ、ＬＧ３４２ｂ、ＬＧ３４２ｃ、ＬＧ３４２ｄ、及びＰＧ３４４が、回路基板３００の中央部分に設けられた外部接続グランド３４８から延在するように形成されている。また、上述したように、外部接続グランド３４８に対し電気的に接続された裏面グランド３４９は、筐体１０４を構成するベース１０４ａの中央部分に接触するよう構成されている。 The control device 30 having the above-described configuration is formed so that the ground patterns SG340, LG342a, LG342b, LG342c, LG342d, and PG344 extend from the external connection ground 348 provided in the center portion of the circuit board 300. ing. Further, as described above, the back surface ground 349 electrically connected to the external connection ground 348 is configured to come into contact with the central portion of the base 104 a constituting the housing 104.

このため、各グランドパターン（ＳＧ３４０、ＬＧ３４２ａ、ＬＧ３４２ｂ、ＬＧ３４２ｃ、ＬＧ３４２ｄ、及びＰＧ３４４）から流れ出すグランド電流は、外部接続グランド３４８、裏面グランド３４９、及びベース１０４ａを介して、ベース１０４ａの取付面２０４の中央部から車体１１０に向かって流れ出すこととなる。 For this reason, the ground current flowing out from each ground pattern (SG340, LG342a, LG342b, LG342c, LG342d, and PG344) passes through the external connection ground 348, the back surface ground 349, and the base 104a to the center of the mounting surface 204 of the base 104a. It flows out toward the vehicle body 110 from the part.

すなわち、本制御装置３０は、回路基板３００から筐体１０４を介して外部構造物たる車体１１０に流れ出すグランド電流の唯一の流出位置が、外部構造物に対する筐体１０４の取付面２０４の中央部、すなわち、外来放射電磁雑音の影響を受けやすい筐体１０４の外側面から最も遠い位置に配されている。その結果、本制御装置１は、第１の実施形態に係る制御装置１０と同様に、筐体１０４の外部から火花雑音等の大きな放射電磁雑音が到来しても、当該雑音の影響を受けることなく、外部接続グランド３４８が一定のグランド電位に保たれることとなって、制御動作の異常や制御誤差の発生が防止される。 That is, in the present control device 30, the only outflow position of the ground current that flows from the circuit board 300 to the vehicle body 110 that is the external structure via the housing 104 is the central portion of the mounting surface 204 of the housing 104 with respect to the external structure, That is, it is arranged at a position farthest from the outer surface of the housing 104 that is easily affected by external radiation electromagnetic noise. As a result, similarly to the control device 10 according to the first embodiment, the present control device 1 is affected by the noise even when large radiated electromagnetic noise such as spark noise comes from the outside of the housing 104. In other words, the external connection ground 348 is maintained at a constant ground potential, so that abnormal control operations and occurrence of control errors are prevented.

また、各グランドパターン（ＳＧ３４０、ＬＧ３４２ａ、ＬＧ３４２ｂ、ＬＧ３４２ｃ、ＬＧ３４２ｄ、及びＰＧ３４４）は、それぞれ外部接続グランド２４８に直接接続されているため、制御対象１２２からＰＧ３４４に大きなグランド電流が流れてＰＧ３４４に電圧分布が生じても、ＳＧ３４０、ＬＧ３４２ａ、ＬＧ３４２ｂ、ＬＧ３４２ｃ、及びＬＧ３４２ｄの間における互いの電位差はゼロとなる。その結果、センサ１２０、３２０、３２１からのセンサ信号に基づく制御量の算出誤差は低減され、制御対象１２２からのグランド電流に起因する制御動作の異常や制御誤差の発生も低減される。 In addition, since each ground pattern (SG340, LG342a, LG342b, LG342c, LG342d, and PG344) is directly connected to the external connection ground 248, a large ground current flows from the controlled object 122 to PG344 and voltage distribution to PG344. Even if this occurs, the potential difference between SG340, LG342a, LG342b, LG342c, and LG342d is zero. As a result, the calculation error of the control amount based on the sensor signals from the sensors 120, 320, and 321 is reduced, and the abnormality of the control operation and the occurrence of the control error due to the ground current from the control target 122 are also reduced.

１０、３０・・・制御装置、１００、３００・・・回路基板、１０２、３０２・・・コネクタ、１０４・・・筐体、１１０・・・車体、１１２・・・プリアンプ、１１４、３１４・・・処理回路、１１６・・・電源回路、１１８・・・駆動回路、１２０、３２０、３２１・・・センサ、１２２・・・制御対象、１２４・・・ＡＣＧ、１４０、３４０・・・信号用グランド（ＳＧ）、１４２、３４２ａ〜ｄ・・・論理回路用グランド（ＬＧ）、１４４、３４４・・・電力用グランド（ＰＧ）、１４８、３４８・・・外部接続グランド、２０４・・・取付面、２４９、３４９・・・裏面グランド。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 30 ... Control apparatus, 100, 300 ... Circuit board, 102, 302 ... Connector, 104 ... Housing, 110 ... Car body, 112 ... Preamplifier, 114, 314 ... Processing circuit 116: power supply circuit 118: drive circuit 120, 320, 321 ... sensor 122: control target 124: ACG 140, 340: signal ground (SG), 142, 342a to d ... logic circuit ground (LG), 144, 344 ... power ground (PG), 148, 348 ... external connection ground, 204 ... mounting surface, 249, 349 ... back surface ground.

Claims

A control device comprising a circuit board on which an electrical component for controlling a control target is mounted, and a housing that is directly or indirectly electrically connected to a ground of a power source,
The circuit board has a first ground pattern that electrically connects a ground of an electrical component on the circuit board to the housing;
The first ground pattern is electrically connected to a part of the inner surface of the housing,
A part of the inner surface is a portion where the resistance value of the current path to the central portion of the mounting surface of the housing with respect to the external structure that is a conductor is minimized.
Control device.

The control device according to claim 1,
The circuit board is attached inside the casing such that one surface of the circuit board is in contact with the inner surface of the casing,
The first ground pattern is disposed at a central portion of the one surface of the circuit board, and is electrically connected to an inner surface of the casing when the circuit board is attached to the inside of the casing. Provided to be connected,
Control device.

In the control device according to claim 1 or 2,
The mounting surface of the housing and the inner surface portion of the housing corresponding to the back surface of the mounting surface constitute a parallel plane,
The first ground pattern is electrically connected to the back surface of the mounting surface.
Control device.

In the control device according to any one of claims 1 to 3,
The circuit board has a plurality of second ground patterns arranged in a current path between a ground of the electrical component and the first ground pattern,
Of the plurality of second ground patterns, only one second ground pattern having the largest total amount of current flowing from the electrical component without passing through another ground pattern is electrically connected to the first ground pattern. And the other second ground pattern is electrically connected to the first ground pattern via the one second ground pattern.
Control device.

The control device according to claim 4, wherein
The ground to be controlled is connected to the one second ground pattern,
The sensor ground used to control the controlled object is connected to one of the other second ground patterns.
Control device.

The control device is mounted on a vehicle and controls the operation of the vehicle.
The control device according to any one of claims 1 to 5.