JP2017123448A - Filtering method of electronic control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、筐体が樹脂で形成された電子制御装置のフィルタリング方法に関する。 The present invention relates to a filtering method for an electronic control device in which a casing is formed of resin.
従来、筐体がアルミ構造の電子制御装置(ECU(Electronic Control Unit))が広く実用に供されてきた。アルミ構造の電子制御装置は外部機器からのイミュニティーノイズの影響を反射させることができた。近年、車載パーツの各種制御を行う電子制御装置が多数備えられるようになり、筐体として低コストなPBT(polybutylene terephthalate:ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂が多く使用されるようになってきている。 Conventionally, an electronic control unit (ECU (Electronic Control Unit)) having an aluminum casing has been widely put into practical use. The aluminum structure electronic control unit was able to reflect the influence of immunity noise from external equipment. In recent years, a large number of electronic control devices that perform various controls of in-vehicle parts have been provided, and a low-cost resin such as PBT (polybutylene terephthalate) has come to be used in many cases.
ところでイミュニティーノイズを抑制する方法としては、例えば特許文献1には筐体内に設置されるバネ材の巻き数を増加させることで、バネ材のインダクタンスを調整しノイズを抑制する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
By the way, as a method of suppressing immunity noise, for example,
筐体が樹脂で構成された電子制御装置は、安価ではあるがシールドレスであるため内部に搭載される制御基板やセンサが外部からのイミュニティーノイズ(以下、単にノイズともいう)の影響を受けやすいという欠点がある。 An electronic control unit whose housing is made of resin is inexpensive but has a seal dress, so the control board and sensor mounted inside are easily affected by external immunity noise (hereinafter also simply referred to as noise). There is a drawback.
上記した特許文献1は、バネの巻き数を増加させてノイズを抑制する構成である。しかし樹脂製の電子制御装置においては、部位によって共振する周波数が変化するため、特許文献1のように単に巻き数を増加させるのみでは、共振(周波数)特性によってはノイズを抑制できない場合がある。
すると、制御基板やセンサの配置は、ノイズを考慮した位置となり設計の自由度が制限される。また場合によってはEMIフィルタ素子などの他の部材が必要となりコストが嵩む
したがって、イミュニティーノイズを確実に抑制し且つセンサ配置場所の自由度の向上に寄与できる電子制御装置のフィルタリング方法が必要となるが、現段階ではそうした技術は開示されていなかった。
Then, the arrangement of the control board and the sensor becomes a position taking noise into consideration, and the degree of freedom in design is limited. In some cases, other members such as EMI filter elements are required, which increases costs. Therefore, there is a need for a filtering method for an electronic control device that can surely suppress immunity noise and contribute to an improvement in the degree of freedom of sensor placement. At this stage, no such technology was disclosed.
そこで、イミュニティーノイズを効果的に抑制でき且つセンサ配置場所の自由度の向上に寄与できる電子制御装置のフィルタリング方法を提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a filtering method for an electronic control device that can effectively suppress immunity noise and contribute to an improvement in the degree of freedom of a sensor arrangement location.
一つの案では、
制御基板とセンサと、樹脂製の筐体とを有する電子制御装置のフィルタリング方法であって、
前記筐体内の複数部位で、前記制御基板と前記センサとをバネ材を介して電気的に接続し、
前記複数部位のそれぞれが、前記バネ材の巻き数を大きくすることでノイズが減少する第1部位であるのか、又は前記バネ材の巻き数を小さくすることでノイズが減少する第2部位であるのかを特定し、
特定された前記第1部位の前記バネ材の巻き数を、前記特定された前記第1部位の前記バネ材の設計巻き数より大きくし、特定された前記第2部位の前記バネ材の巻き数を、前記特定された前記第2部位の前記バネ材の設計巻き数より小さくすることを特徴とする電子制御装置のフィルタリング方法が提供される。
One idea is that
A filtering method for an electronic control device having a control board, a sensor, and a resin casing,
Electrically connecting the control board and the sensor via a spring material at a plurality of sites in the housing;
Each of the plurality of portions is a first portion where noise is reduced by increasing the number of turns of the spring material, or is a second portion where noise is reduced by reducing the number of turns of the spring material. To identify
The number of turns of the spring material of the specified first part is made larger than the design number of turns of the spring material of the specified first part, and the number of turns of the spring material of the specified second part Is made smaller than the designed number of turns of the spring material of the specified second part. A filtering method for an electronic control device is provided.
上記構成によれば、先ず複数部位がバネ材の巻き数を大きくすることでノイズが減少する「第1部位」であるか、又はバネ材の巻き数を小さくすることでノイズが減少する「第2部位」であるかを特定するため、各部位の共振周波数特性を正確に把握できる。その上で、特定された部位におけるバネ材の巻き数を調整(チューニング)することで、バネ材のインダクタンス成分が調整されてノイズの共振点(共振周波数)がずれるので、イミュニティーノイズを効果的に抑制できる。すると、従来のようにイミュニティーノイズを考慮したセンサ配置をする必要が無くなり、センサ配置場所の自由度を向上できる。 According to the above configuration, first, a plurality of portions are “first portions” in which noise is reduced by increasing the number of turns of the spring material, or noise is reduced by reducing the number of turns of the spring material. Since it is specified whether it is “two parts”, the resonance frequency characteristic of each part can be accurately grasped. In addition, by adjusting (tuning) the number of turns of the spring material at the specified part, the inductance component of the spring material is adjusted and the resonance point (resonance frequency) of the noise shifts, so that the immunity noise is effectively reduced. Can be suppressed. Then, it is not necessary to arrange the sensor in consideration of immunity noise as in the prior art, and the degree of freedom of the sensor arrangement location can be improved.
本発明の一形態によれば、イミュニティーノイズを効果的に抑制でき且つセンサ配置場所の自由度の向上に寄与できる。 According to one embodiment of the present invention, immunity noise can be effectively suppressed and contribution to improvement in the degree of freedom of the sensor placement location can be achieved.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same or corresponding reference numerals, and description thereof is omitted.
図1は電子制御装置の構成を説明する分解斜視図である。図2は電子制御装置の構成を説明する分解側面図である。図2は説明の関係上、上部のカバー材を取り除いた状態を示している。本実施形態の電子制御装置1は、車両用のECU(Electronic Control Unit)であり、特にアクティブブースタ搭載の電動ブレーキシステムなどに好適に実施できる。
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating the configuration of the electronic control device. FIG. 2 is an exploded side view illustrating the configuration of the electronic control device. FIG. 2 shows a state in which the upper cover material is removed for the sake of explanation. The
電子制御装置1は、支持台2、センサ3、コイルバネ4(バネ材に相当)、筐体部5、制御基板6を有している。
The
支持台2は上面に複数のセンサ3を支持可能な形状を有している。支持台2の上面に配置されるセンサ3の位置は任意であり、適宜設計変更可能である。
The support base 2 has a shape capable of supporting a plurality of
センサ3は、本実施形態では油圧センサであり、上部に入力部としての突起部31が形成されている。
The
筐体部5は、樹脂製であり、コイルバネ4などを収容するケース材51と、ケース材51の上面に配置される制御基板6の上面を覆うカバー材52とを有している。カバー材52は、ケース材51に対して着脱可能に接続される。制御基板6は複数の回路素子61などを有している。
The casing 5 is made of resin, and includes a
前記した支持台2の上面に配置された複数のセンサ3と制御基板6とは、ケース材51内に収納されたコイルバネ4により電気的に接続されて接続部位を形成している。
The plurality of
具体的に云うと、制御基板6の下面の所定の箇所に合わせて、ケース材51に収納されたコイルバネ4の下端がセンサ3の突起部31と電気的に接続される。
More specifically, the lower end of the coil spring 4 housed in the
各部材が上記のように配置された後、ネジ材7をケース材51のネジ孔へ挿通させ、支持台2の上面に設けられたネジ孔にねじ込んで電子制御装置1が組立られる。
After each member is arranged as described above, the screw member 7 is inserted into the screw hole of the
本実施形態の電子制御装置1は、センサ3と制御基板6とコイルバネ4とにより形成される複数の接続部位において、各接続部位に対して、イミュニティーノイズを確実に低減できるコイルバネ4の巻き数が調整(チューニング)され、フィルタリングされることを特長としている。以下にその点を具体的に説明する。
In the
本実施形態の電子制御装置1は、筐体部5が樹脂製であるため制御基板6やセンサ3が外部からのイミュニティーノイズの影響を受けやすく、センサ3が誤動作してしまう虞がある。
In the
また、本実施形態の電子制御装置1は、樹脂製で且つ長方形である為、図3に示す通り制御基板6の各接続部位におけるイミュニティーノイズの共振周波数が、それぞれ異なる特性を発揮する。図示例では、センサ3Lの箇所では共振周波数2GHz、センサ3Rの箇所では1.5GHzの共振周波数となっている。
Further, since the
したがって、樹脂製の筐体部5を有する電子制御装置1は、センサ3を配置する際にイミュニティーノイズの影響を効果的に低減させるフィルタリング方法を導入することが必要となる。
Therefore, the
そこで、本実施形態では、各接続部位に対してフィルタリングを行う。これは端的に云うと、形成された各接続部位が、コイルバネ4の巻き数を大きくすることでノイズが減少する「第1部位」であるか、又はコイルバネ4の巻き数を小さくすることでノイズが減少する「第2部位」であるかを特定する。そして、特定された第1部位に配置されるコイルバネ4の巻き数を設計巻き数より大きくし、第2部位に配置されるコイルバネ4の巻き数を設計巻き数より小さくしてコイルバネ4のインダクタンス成分を調整し、イミュニティーノイズの共振を減少させる手法である。 Therefore, in this embodiment, filtering is performed on each connection site. In short, each of the formed connection parts is a “first part” in which noise is reduced by increasing the number of turns of the coil spring 4, or noise is reduced by reducing the number of turns of the coil spring 4. Is the “second part” that decreases. Then, the number of turns of the coil spring 4 arranged at the specified first part is made larger than the designed number of turns, and the number of turns of the coil spring 4 arranged at the second part is made smaller than the designed number of turns so that the inductance component of the coil spring 4 This is a technique to reduce resonance of immunity noise.
上記したフィルタリング方法を図面に基づいて具体的に説明する。 The above filtering method will be specifically described with reference to the drawings.
図1には、支持台2の上面に複数のセンサ3が配置されている。接続部位Lに配置されるセンサ3をセンサ3Lとし、接続部位Rに配置されるセンサ3をセンサ3Rとし、以下説明を展開する。
In FIG. 1, a plurality of
先ず、巻き数1のコイルバネと、巻き数7のコイルバネと、巻き数13のコイルバネとを用意し、センサ3Lとセンサ3Rに上記3種類のコイルバネを順に接続し、周波数0.5GHz〜3GHzのノイズを与えて、ノイズの影響を調べた。その結果を図4に示す。Aは巻き数1の場合のセンサ3Lとセンサ3Rのノイズ値を示し、Bは巻き数7の場合のセンサ3Lとセンサ3Rのノイズ値を示し、Cは巻き数13の場合のセンサ3Lとセンサ3Rのノイズ値を示した。
First, a coil spring with a winding number of 1, a coil spring with a winding number of 7, and a coil spring with a winding number of 13 are prepared, and the three types of coil springs are sequentially connected to the
配線インピーダンスとセンサ3の配置場所に応じて、共振周波数は変化する。図4が示すように、接続部位Lに配置されたセンサ3Lの配線インピーダンスに対しては、コイルバネ4の巻き数を増加させることで周波数0.5GHz〜3GHzの範囲においてノイズの影響を低減できることが分かる。つまり、センサ3Lは、「バネ材の巻き数を大きくすることでノイズが減少する第1部位」に相当する
また、接続部位Rに配置されたセンサ3Rの配線インピーダンスに対しては、コイルバネ4の巻き数を減少させることで周波数0.5GHz〜3GHzの範囲においてノイズの影響を低減できることが分かる。つまり、センサ3Rは、「バネ材の巻き数を小さくすることでノイズが減少する第2部位」に相当する。
The resonance frequency varies depending on the wiring impedance and the location of the
次に、特定された接続部位においてイミュニティーノイズを低減させるコイルバネ4の巻き数の調整(チューニング)について説明する。以下、接続部位Lに配置されたセンサ3Lと接続されるコイルバネ4を例に取り説明するが、他の接続部位においても同様の手法が実施される。
Next, adjustment (tuning) of the number of turns of the coil spring 4 that reduces immunity noise at the specified connection portion will be described. Hereinafter, the coil spring 4 connected to the
センサ3Lに配置されるコイルバネ4の設計時の巻き数を、ここでは「27巻き」と仮定して、以下の説明を展開する。
The following description will be developed assuming that the number of turns at the time of designing the coil spring 4 arranged in the
センサ3Lは、図4に示すように、コイルバネ4の巻き数が多い方がノイズを低減できる接続部位Lに配置されている。したがって、センサ3Lには設計巻き数である「27巻き」より多く巻いたコイルバネ4が配置される。
As shown in FIG. 4, the
図5にセンサ3LのSパラメータを、コイルバネの巻き数を変化させて実測した結果を示す。Aは設計巻き数である「27巻き」のコイルバネを使用した場合の結果を示し、Bは「36巻き」のコイルバネを使用した場合の結果を示した。
FIG. 5 shows a result obtained by actually measuring the S parameter of the
1GHz〜2GHzの高周波数イミュニティーノイズに注目すると、「36巻き」のコイルバネを使用した方(図5B)がSパラメータ値を−20dB以内に抑えることができている。一方、「27巻き」のコイルバネを使用した場合(図5A)には、Sパラメータ値が−40dBとなっておりノイズの影響をかなり受けてしまうことが分かる。 When attention is paid to the high frequency immunity noise of 1 GHz to 2 GHz, the direction using the “36 winding” coil spring (FIG. 5B) can suppress the S parameter value within −20 dB. On the other hand, when a “27-winding” coil spring is used (FIG. 5A), it can be seen that the S parameter value is −40 dB, which is considerably affected by noise.
図6にセンサ3Lのイミュニティーノイズによるセンサ変動を示した。Aは設計巻き数である「27巻き」のコイルバネを使用した場合のセンサ変動を示し、Bは「36巻き」のコイルバネを使用した場合のセンサ変動を示した。
FIG. 6 shows sensor fluctuations due to immunity noise of the
「27巻き」のコイルバネを使用した場合には、イミュニティーノイズを受けてセンサ値が−0.35あたりまで変動している。一方、「36巻き」のコイルバネを使用した場合には、センサ値の変動は−2以下に抑えることができている。したがって、例えばセンサ3Lが配置される接続部位Lにおいては、1.6GHz〜2GHzの共振周波数に対して、コイルの巻き数を27→36に増加したコイルバネ4を配置することが好ましい。
When a “27 winding” coil spring is used, the sensor value fluctuates to around −0.35 due to immunity noise. On the other hand, when a “36 winding” coil spring is used, the fluctuation of the sensor value can be suppressed to −2 or less. Therefore, for example, in the connection part L where the
上記した方法は一例であり、センサ3が配置された各接続部位が「第1部位」か「第2部位」かの特定事項に合わせて、イミュニティーノイズを確実に低減できるコイルバネ4の巻き数をそれぞれ調整(チューニング)してフィルタリングを実施できる。
The above-described method is an example, and the number of turns of the coil spring 4 that can reliably reduce immunity noise is determined in accordance with the specific matter of whether each connection site where the
上記してきたフィルタリング方法を実施すると、コイルバネの巻き数を適切に増減させることでコイルバネのインダクタンス成分が調整されてノイズの共振点がずれるので、イミュニティーノイズを効果的に抑制できる。したがって、従来のようにイミュニティーノイズを考慮したセンサの配置をする必要が無くなり、センサ配置場所の自由度を飛躍的に向上できる。 When the filtering method described above is performed, the inductance component of the coil spring is adjusted by appropriately increasing or decreasing the number of turns of the coil spring, and the resonance point of noise shifts, so that immunity noise can be effectively suppressed. Therefore, it is not necessary to arrange the sensor in consideration of immunity noise as in the prior art, and the degree of freedom of the sensor arrangement location can be dramatically improved.
以上、電子制御装置のフィルタリング方法の実施形態などを説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。 The embodiment of the filtering method of the electronic control device has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment and the like, and various modifications, within the scope of the gist of the present invention described in the claims, Improvements are possible.
1 電子制御装置
2 支持台
3 センサ
31 突起部
4 コイルバネ
5 筐体部
51 ケース材
52 カバー材
6 制御基板
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記筐体内の複数部位で、前記制御基板と前記センサとをバネ材を介して電気的に接続し、
前記複数部位のそれぞれが、前記バネ材の巻き数を大きくすることでノイズが減少する第1部位であるのか、又は前記バネ材の巻き数を小さくすることでノイズが減少する第2部位であるのかを特定し、
特定された前記第1部位の前記バネ材の巻き数を、前記特定された前記第1部位の前記バネ材の設計巻き数より大きくし、特定された前記第2部位の前記バネ材の巻き数を、前記特定された前記第2部位の前記バネ材の設計巻き数より小さくすることを特徴とする電子制御装置のフィルタリング方法。 A filtering method for an electronic control device having a control board, a sensor, and a resin casing,
Electrically connecting the control board and the sensor via a spring material at a plurality of sites in the housing;
Each of the plurality of portions is a first portion where noise is reduced by increasing the number of turns of the spring material, or is a second portion where noise is reduced by reducing the number of turns of the spring material. To identify
The number of turns of the spring material of the specified first part is made larger than the design number of turns of the spring material of the specified first part, and the number of turns of the spring material of the specified second part Is made smaller than the design number of turns of the spring material of the specified second part.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016003009A JP2017123448A (en) | 2016-01-08 | 2016-01-08 | Filtering method of electronic control device |
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