JP3978182B2 - 電子回路の保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子回路を保護するための装置、特に、内燃機関のスロットル弁のコントロール要素と結合された電子回路を、静電気放電パルス（ＥＳＤパルス）及び電磁放射（ＥＭＶ放射）から保護するための装置に関する。

ＤＥ ４２ ４１ ０２０ Ａ１ から、ケースの中に配置された駆動モータ、シャフトの上に配置されたスロットル弁、及び該スロットル弁の位置を測定するための位置センサを含んでいる、駆動モータのスロットル弁のためのコントローラ用の構成ユニットが知られている。その際、上記の位置センサと駆動モータはスロットル弁のシャフトと結合されている。プラグ接続を介して、制御信号が上記の構成ユニットに送られ、且つ求められた位置信号が送り返される。その際、上記の位置センサは少なくとも一つの電位差計である。上記の構成ユニットは、内燃機関の吸入管の中に組み込まれる。

上記の既知の解決策の場合は、位置センサだけがスロットル弁コントローラのケースの中へ組み込まれている。測定された電圧の原信号は、それ等の信号を評価する制御ユニットへ送られる。しかしながら、将来はその様なコントローラのケースの中に電子構成部品、例えば、特に無接触式の位置センサの場合には、センサ信号の評価および／またはデジタル変換のための評価電子機器も組み込まれるであろう。このことは、単にスロットル弁コントローラに対してだけでなく、内燃機関の制御装置と結合されているその他の機器（例えば、アクセルペダルユニット、例えば、ＤＥ−Ａ ４３ ３４ ９６３ 参照）に対しても当てはまる。

エンジン制御、ブレーキ制御、或いは車輌の制御を計算するための測定信号の値を前もって与えられた精度で作り出す電子回路は、電磁放射と静電気放電パルスから保護されていなければならない。

ＤＥ １９５ ０８ ６２５ Ｃ１ から、静電気電荷を高オーム性の抵抗を通してスロットル弁のケースからＤＣモータのアースへ放出することが知られている。この変形例は、本発明のような例には適していない。何故なら、高オーム性の抵抗は、ＥＭＶ（電磁適合性）及びＥＳＤ（静電気放電）の保護のためには不適当だからである。
〔発明の利点〕
機器のケースと電子回路の適当な接続線、例えば電子回路のアース接続線との間の電圧に依存している抵抗（バリスタ）、或いはこれと類似の電気的構成要素の回路によって、この 有利な方法によれば更に、この構成要素によって、例えば空気の流れによって発生する機器のケースの静電電荷が逃される。

特に有利な方法によれば、電子回路の保護、特に集積回路の保護は、唯一つの構成部品によって行われる。この場合には、一つの共通の接続線、例えば一つの共通のアース接続線を持っている複数のＩＣも、一つの構成要素を用いて同時に保護することが出来る。

構成要素の数が少ないことは回路の効率的な保護と共に適合性とコストの改善をももたらす。何故なら、電気的構成要素の数か少ないことによって故障の危険性とコストの高さが削減されるからである。

その他の利点は、以下の実施例の説明から或いは付属の諸請求項から知られる。

図１は、吸入管１を示しており、該吸入管の中にスロットル弁スリーブ２が組み込まれている。このスロットル弁スリーブのハウジングは金属から作られている。スロットル弁スリーブは、例えば吸入管（吸入管がプラスチック製である場合）、内燃機関、或いは車両ボディーに対して、電気的に絶縁されて取り付けられている。スロットル弁スリーブは、シャフト４の上に取り付けられているスロットル弁３を含んでいる。シャフト４は更に、電動モータ５の駆動シャフトと結合されており、該モータは、一つの方向或いは別の方向への回転によって、駆動シャフトを又それと共にスロットル弁３を回転させる。この様にして吸入管の開口断面積が変化される。更に上記のシャフトの上には、図１に略示されている様に、少なくとも一つの位置センサ６、７が取り付けられている。それ等の位置センサは、電位差測定によって或いは無接触（例えば、ホール効果の原理による）でシャフト４の位置又それによってスロットル弁３の位置を測定する。位置センサ６、７には、該センサによって測定された測定信号を評価する電子回路８、９が含まれている。これらの電子回路は、スロットル弁スリーブのハウジングに対して電気的に絶縁されている。

上記の電子回路は、この好ましい実施例では集積回路として作られているが、別の実施例では独立した別個の回路としても作られる。好ましい実施例では、二つの位置センサ６及び７が備えられている。

更に一つの電子的な制御ユニット１０が備えられているが、該制御ユニットは、一実施例では少なくとも一つのマイクロコンピュータを含んでおり、該マイクロコンピュータは、その中にインストールされているプログラムに応じて、入力線１１ないし１５を介して送り込まれる、測定装置１６ないし２０からの測定信号に基づいて、特に、電動モータ５の作動のための制御信号を送り出す。別の実施例では、制御ユニット１０は、制御信号の生成のために、マイクロコンピュータではなく、その他の手段を含んでいる。それ等の制御信号は、制御線２１及び２２を介して電動モータ５へ送られる。電子回路８又は９、及び場合によってはセンサ６又は７は、給電線２３及び２４を介して制御ユニット１０からエネルギーを供給される。ここに図示されている実施例では、給電線２３は電源のプラス極との接続を示す一方、給電線２４はアース接続を示している。その際、プラス極とアース接続は、制御ユニット１０の対応する接続に対応している。準備されたセンサ６又は７の測定信号は、電子回路８又は９から信号線２５及び２６を介して制御ユニット１０に送られ、該制御ユニットは、それ等の信号をスロットル弁３或いはその他の機能の制御の枠組みの中で考慮する。その際、センサ及び電子回路は、スロットル弁コントローラのケースに対して電気的に絶縁されている。

別の実施例では、アース接続および／またはプラス極の接続は、制御ユニットからは行われず、他のコンポーネントから或いは直接電源から行われる。
上述の様な構造の故に、電子回路８又は９を静電パルス及び電磁放射から保護することが必要である。この目的のために、電圧依存性の抵抗器、例えばバリスタの様な電気的構成要素、或いはダイオード、火花ギャップ、コンデンサの様な構成要素が、スロットル弁スリーブと適当な接続部、例えば少なくとも一つの電子回路のアース接続の接続部との間に取り付けられている。静電放電パルスだけに対する保護は、反対方向に直列に接続された二つのツェナーダイオードによって達成される。

このための一つの例が図２に示されている。この図では、センサ６及び７、並びに電子回路８及び９は、集積回路ＩＣ１及びＩＣ２として示され、且つ図１に示されている方法で接続されている。電子回路のアース線２３とスロットル弁スリーブのケース２との間には、電圧依存性の抵抗器１００が取り付けられている。これによって、ケース２の静電電荷がバリスタ１００を通してアースへ導かれる一方、静電パルスと電子回路の中への電磁放射も、バリスタ１００を通して逃される。

以上により、本発明に基づく装置がスロットル弁コントローラの一つの好ましい実施例に基づいて説明された。別の応用例では、ユニットのケースの中に電気的に絶縁されて組み込まれ且つアース接続部としてユニットのケースが使用されていない電子回路で同じ方法がなされる。

好ましい実施例の中で使われていた二つの集積回路の代わり、別の実施例では、唯一つの集積回路、或いは三つ又はそれ以上の集積回路が使用される。

ケースの中に、特に電子回路、例えば位置センサの評価電子機器が取り付けられている、スロットル弁コントローラの一つの好ましい実施例である。 図１に示された様な電子回路を保護するための回路の、一つの好ましい実施例である

Claims (5)

1. 電子回路がケース（２）の中に組み込まれており、該電子回路が前記ケースに対して電気的に絶縁されている、電子回路の保護装置であって、
   前もって与えられている電位を提供する電源と、
   前記前もって与えられている電位を前記電子回路に接続するため前記電子回路との接続線と、
   前記ケースと前記接続線との間に取り付けられており、ケースの荷電および／または電子回路の中への放射を逸らす少なくとも一つの電気的構成部品と、
   を備え、
   前記電気的構成部品が、電圧に依存した抵抗器（バリスタ）、ダイオード、及び火花ギャップの中の少なくとも一つである、電子回路の保護装置。
2. 前記ケースが、内燃機関の電気式スロットル弁コントローラのケースであり、前記電子回路が位置センサのための評価回路であることを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
3. 前記前もって与えられている電位が、アース電位であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保護装置。
4. 前記アース電位が、内燃機関を制御するための制御システムのアース電位であることを特徴とする請求項３に記載の保護装置。
5. 前記電子回路が、電位差測定によって或いは無接触でスロットル弁の位置を測定するセンサの測定信号を評価するために用いられることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の保護装置。

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